JP2906923B2 - 電圧変動抑制装置 - Google Patents
電圧変動抑制装置Info
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- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ア−ク炉や交流電気
鉄道など不平衡負荷を有する交流系統の電圧変動を抑制
する装置に関するものである。
鉄道など不平衡負荷を有する交流系統の電圧変動を抑制
する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は例えば、三菱電機技報Ｖｏｌ．６
５，Ｎｏ．６，１９９１，Ｐ、６０〜６５にア−ク炉フ
リッカ補償用アクティブフィルタとして説明されている
従来の電圧変動抑制装置を示す回路構成図である。図に
おいて、１は３相の交流電源、２は系統インピ−ダンス
３を介して交流電源１に接続された受電変圧器、４は交
流遮断器５を介して受電変圧器２に接続された負荷（ア
−ク炉）、６は交流遮断器７を介して受電変圧器２に接
続されたコンデンサ装置で、力率改善と後述するインバ
−タが発生する高調波の吸収を行う。８は多重変圧器９
および交流遮断器１０を介して受電変圧器２に接続され
た電力変換装置としてのＧＴＯインバ−タで、後述する
制御装置からの点弧信号によって動作して補償電流を出
力し受電点の電圧変動を抑制する。
５，Ｎｏ．６，１９９１，Ｐ、６０〜６５にア−ク炉フ
リッカ補償用アクティブフィルタとして説明されている
従来の電圧変動抑制装置を示す回路構成図である。図に
おいて、１は３相の交流電源、２は系統インピ−ダンス
３を介して交流電源１に接続された受電変圧器、４は交
流遮断器５を介して受電変圧器２に接続された負荷（ア
−ク炉）、６は交流遮断器７を介して受電変圧器２に接
続されたコンデンサ装置で、力率改善と後述するインバ
−タが発生する高調波の吸収を行う。８は多重変圧器９
および交流遮断器１０を介して受電変圧器２に接続され
た電力変換装置としてのＧＴＯインバ−タで、後述する
制御装置からの点弧信号によって動作して補償電流を出
力し受電点の電圧変動を抑制する。
【０００３】１１〜１３はそれぞれ負荷４、コンデンサ
装置６およびＧＴＯインバ−タ８の電流ｉL，ｉC，ｉA
を検出する電流検出器、１４は各電流検出器からの信号
に基づきＧＴＯインバ−タ８を駆動する点弧信号ＳGを
出力する制御装置である。
装置６およびＧＴＯインバ−タ８の電流ｉL，ｉC，ｉA
を検出する電流検出器、１４は各電流検出器からの信号
に基づきＧＴＯインバ−タ８を駆動する点弧信号ＳGを
出力する制御装置である。
【０００４】図６は制御装置１４の内部構成を示すブロ
ック図である。図において、１５は入力される３相電流
をｐ−ｑ直交座標系の２相量に変換する３Φ／２Φ変換
器、１６は入力される信号からｐ軸直流成分ｉｐ1（３
相交流電流における基本波有効正相成分が相当する）を
除去するフィルタ、１７は２Φ／３Φ変換器、１８は減
算器、１９は電流制御器、２０はインバ−タ点弧回路で
ある。
ック図である。図において、１５は入力される３相電流
をｐ−ｑ直交座標系の２相量に変換する３Φ／２Φ変換
器、１６は入力される信号からｐ軸直流成分ｉｐ1（３
相交流電流における基本波有効正相成分が相当する）を
除去するフィルタ、１７は２Φ／３Φ変換器、１８は減
算器、１９は電流制御器、２０はインバ−タ点弧回路で
ある。
【０００５】次に動作について説明する。ア−ク炉のよ
うな３相不平衡負荷４が存在すると、受電点の各層電圧
は異なる電圧変動を発生し、電源側に悪影響を及ぼす。
このため電流検出器１１により負荷電流ｉLを検出する
とともに、この電流ｉLから電流検出器１２で検出され
る進相（進み無効）電流を差し引いた検出電流信号を制
御装置１４の３Φ／２Φ変換器１５に入力してｐ，ｑ２
相成分に変換する。この変換の演算式等については前掲
文献に詳しいので、ここでは省略し、変換後の出力信号
成分について説明する。
うな３相不平衡負荷４が存在すると、受電点の各層電圧
は異なる電圧変動を発生し、電源側に悪影響を及ぼす。
このため電流検出器１１により負荷電流ｉLを検出する
とともに、この電流ｉLから電流検出器１２で検出され
る進相（進み無効）電流を差し引いた検出電流信号を制
御装置１４の３Φ／２Φ変換器１５に入力してｐ，ｑ２
相成分に変換する。この変換の演算式等については前掲
文献に詳しいので、ここでは省略し、変換後の出力信号
成分について説明する。
【０００６】即ち、図６において、ｉｐ1はｐ軸直流成
分で、３相交流電流における基本波有効正相成分に相当
する。ｉｑ1はｑ軸直流成分で、基本波無効正相成分に
相当する。また、ｉｐ2およびｉｑ2はそれぞれｐ軸およ
びｑ軸の交流成分で、高調波および逆相成分に相当す
る。フィルタ１６は３Φ／２Φ変換器１５の変換出力信
号からｐ軸直流成分ｉｐ1を除去し、２軸成分における
電流指令ｉｐ＝ｉｐ2，ｉｑ＝ｉｑ1＋ｉｑ2として出力
する。２Φ／３Φ変換器１７はこれら電流指令ｉｐ、ｉ
ｑを３相に逆変換しＧＴＯインバ−タ８の制御電流基準
ｉA *として出力する。減算器１８はこの制御電流基準ｉ
A *と電流検出器１３からの帰還電流ｉAとの偏差を演算
し、この偏差信号を電流制御器１９で増幅してインバ−
タ点弧回路２０からＧＴＯインバ−タ８に点弧信号ＳG
を出力する。なお、ＧＴＯインバ−タ８は具体的にはい
わゆるＰＷＭ制御を行うが、多重変圧器９と組み合わせ
た構成で、電源系統へ流出するＰＷＭキャリアリップル
電流の低減を図っている。
分で、３相交流電流における基本波有効正相成分に相当
する。ｉｑ1はｑ軸直流成分で、基本波無効正相成分に
相当する。また、ｉｐ2およびｉｑ2はそれぞれｐ軸およ
びｑ軸の交流成分で、高調波および逆相成分に相当す
る。フィルタ１６は３Φ／２Φ変換器１５の変換出力信
号からｐ軸直流成分ｉｐ1を除去し、２軸成分における
電流指令ｉｐ＝ｉｐ2，ｉｑ＝ｉｑ1＋ｉｑ2として出力
する。２Φ／３Φ変換器１７はこれら電流指令ｉｐ、ｉ
ｑを３相に逆変換しＧＴＯインバ−タ８の制御電流基準
ｉA *として出力する。減算器１８はこの制御電流基準ｉ
A *と電流検出器１３からの帰還電流ｉAとの偏差を演算
し、この偏差信号を電流制御器１９で増幅してインバ−
タ点弧回路２０からＧＴＯインバ−タ８に点弧信号ＳG
を出力する。なお、ＧＴＯインバ−タ８は具体的にはい
わゆるＰＷＭ制御を行うが、多重変圧器９と組み合わせ
た構成で、電源系統へ流出するＰＷＭキャリアリップル
電流の低減を図っている。
【０００７】以上のように、ＧＴＯインバ−タ８が負荷
４に発生する無効電流の正相、逆相成分、有効電流の逆
相成分を補償し、受電点の電圧変動を抑制するととも
に、３相平衡化を行う。また、コンデンサ装置６は、Ｇ
ＴＯインバ−タ８の発生する高調波の吸収と力率改善を
行う。
４に発生する無効電流の正相、逆相成分、有効電流の逆
相成分を補償し、受電点の電圧変動を抑制するととも
に、３相平衡化を行う。また、コンデンサ装置６は、Ｇ
ＴＯインバ−タ８の発生する高調波の吸収と力率改善を
行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の電圧変動抑制装
置は以上のように構成されており、負荷の変動幅、大き
さ、力率が予め判明している場合は、それに合わせてイ
ンバ−タの容量やコンデンサの容量を決定すればよい
が、これらの変動幅の予測が困難な負荷の場合、最大変
動幅を過大に設定すると必要なインバ−タ容量が大きく
なって装置のコストが大幅に上昇する。反対に、インバ
−タ容量を予想される範囲内で設定すると、短時間でも
予想を越える負荷変動が生じると電圧変動が許容値を越
えることになる。
置は以上のように構成されており、負荷の変動幅、大き
さ、力率が予め判明している場合は、それに合わせてイ
ンバ−タの容量やコンデンサの容量を決定すればよい
が、これらの変動幅の予測が困難な負荷の場合、最大変
動幅を過大に設定すると必要なインバ−タ容量が大きく
なって装置のコストが大幅に上昇する。反対に、インバ
−タ容量を予想される範囲内で設定すると、短時間でも
予想を越える負荷変動が生じると電圧変動が許容値を越
えることになる。
【０００９】以上の様子を図７で示すと、今、インバ−
タＭＡＸ容量を図のように設定した場合、負荷変動がそ
の範囲内で生じている時間帯では、インバ−タで発生す
る補償出力を負荷変動に追随させることにより受電点の
電圧変動は十分小さい値にとどまっている。しかし、時
間帯Ｔに示すように負荷変動が予想を越えてインバ−タ
の補償可能容量を越えると、電圧変動は大幅に増大し許
容幅を越えることになる。
タＭＡＸ容量を図のように設定した場合、負荷変動がそ
の範囲内で生じている時間帯では、インバ−タで発生す
る補償出力を負荷変動に追随させることにより受電点の
電圧変動は十分小さい値にとどまっている。しかし、時
間帯Ｔに示すように負荷変動が予想を越えてインバ−タ
の補償可能容量を越えると、電圧変動は大幅に増大し許
容幅を越えることになる。
【００１０】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、同じインバ−タ容量であっても
より広範囲な負荷変動に対して電圧変動をその許容内に
抑えることが可能な電圧変動抑制装置を得ることを目的
とする。
ためになされたもので、同じインバ−タ容量であっても
より広範囲な負荷変動に対して電圧変動をその許容内に
抑えることが可能な電圧変動抑制装置を得ることを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る電圧変動抑制装置は、フィルタの出力を基本波無効正
相成分とそれ以外の高調波・逆相成分とに分離して出力
する第２のフィルタ、およびこの第２のフィルタからの
基本波無効正相成分から所定のバイアス値を減算する減
算器を備えたものである。
る電圧変動抑制装置は、フィルタの出力を基本波無効正
相成分とそれ以外の高調波・逆相成分とに分離して出力
する第２のフィルタ、およびこの第２のフィルタからの
基本波無効正相成分から所定のバイアス値を減算する減
算器を備えたものである。
【００１２】この発明の請求項２に係る電圧変動抑制装
置は、フィルタの出力を基本波無効正相成分とそれ以外
の高調波・逆相成分とに分離して出力する第２のフィル
タ、負荷の基本波無効正相成分平均値として予め想定さ
れている所定の値を上記第２のフィルタの出力である基
本波無効正相成分から減算する第１の減算器、上記基本
波無効正相成分の時間変化割合に比較して十分長い時定
数を有し上記第１の減算器からの出力をその時間変化を
緩和して出力する第３のフィルタ、および上記第２のフ
ィルタの出力である基本波無効正相成分から上記第３の
フィルタの出力値を減算する第２の減算器を備えもので
ある。
置は、フィルタの出力を基本波無効正相成分とそれ以外
の高調波・逆相成分とに分離して出力する第２のフィル
タ、負荷の基本波無効正相成分平均値として予め想定さ
れている所定の値を上記第２のフィルタの出力である基
本波無効正相成分から減算する第１の減算器、上記基本
波無効正相成分の時間変化割合に比較して十分長い時定
数を有し上記第１の減算器からの出力をその時間変化を
緩和して出力する第３のフィルタ、および上記第２のフ
ィルタの出力である基本波無効正相成分から上記第３の
フィルタの出力値を減算する第２の減算器を備えもので
ある。
【００１３】この発明の請求項３に係る電圧変動抑制装
置は、フィルタの出力を基本波無効正相成分とそれ以外
の高調波・逆相成分とに分離して出力する第２のフィル
タ、電力変換装置の出力電流を検出してその検出値を入
力し、それぞれ互いに異なる基準値と比較して出力する
第１および第２の比較器、上記第１の比較器からの出力
に基づき上記第２のフィルタからの基本波無効正相成分
を減少させる第１のリミッタ、および上記第２の比較器
からの出力に基づき上記第２のフィルタからの高調波・
逆相成分を減少させる第２のリミッタを備えたものであ
る。
置は、フィルタの出力を基本波無効正相成分とそれ以外
の高調波・逆相成分とに分離して出力する第２のフィル
タ、電力変換装置の出力電流を検出してその検出値を入
力し、それぞれ互いに異なる基準値と比較して出力する
第１および第２の比較器、上記第１の比較器からの出力
に基づき上記第２のフィルタからの基本波無効正相成分
を減少させる第１のリミッタ、および上記第２の比較器
からの出力に基づき上記第２のフィルタからの高調波・
逆相成分を減少させる第２のリミッタを備えたものであ
る。
【００１４】
【作用】請求項１に係る電圧変動抑制装置においては、
減算器からの出力と第２のフィルタからの高調波・逆相
成分との和を制御電流基準として電力変換装置が動作
し、補償電流を交流電源に出力する。従って、バイアス
値に対応して電圧変動の最大値が低減する。
減算器からの出力と第２のフィルタからの高調波・逆相
成分との和を制御電流基準として電力変換装置が動作
し、補償電流を交流電源に出力する。従って、バイアス
値に対応して電圧変動の最大値が低減する。
【００１５】請求項２に係る電圧変動抑制装置において
は、第２の減算器からの出力と第２のフィルタからの高
調波・逆相成分との和を制御電流基準として電力変換装
置が動作し、補償電流を交流電源に出力する。従って、
負荷の基本波無効正相成分が予め想定した値を越えたと
きには、電流基準を所定の時定数でシフトさせることに
より実質的に電圧変動を抑制する。
は、第２の減算器からの出力と第２のフィルタからの高
調波・逆相成分との和を制御電流基準として電力変換装
置が動作し、補償電流を交流電源に出力する。従って、
負荷の基本波無効正相成分が予め想定した値を越えたと
きには、電流基準を所定の時定数でシフトさせることに
より実質的に電圧変動を抑制する。
【００１６】請求項３に係る電圧変動抑制装置において
は、第１および第２のリミッタからの出力の和を制御電
流基準として電力変換装置が動作し、補償電流を交流電
源に出力する。従って、電力変換装置の出力電流が所定
の基準値を越えると、基本波無効正相成分とその他の成
分とに重み付けをして電流基準を低減させ電圧変動の増
大を最小限にとどめる。
は、第１および第２のリミッタからの出力の和を制御電
流基準として電力変換装置が動作し、補償電流を交流電
源に出力する。従って、電力変換装置の出力電流が所定
の基準値を越えると、基本波無効正相成分とその他の成
分とに重み付けをして電流基準を低減させ電圧変動の増
大を最小限にとどめる。
【００１７】
実施例１．図１はこの発明の実施例１による電圧変動抑
制装置で、特にその制御装置１４の内部構成を示すブロ
ック図である。即ち、図５で示した装置全体の構成は従
来と同一であり、図示、説明を省略する。
制装置で、特にその制御装置１４の内部構成を示すブロ
ック図である。即ち、図５で示した装置全体の構成は従
来と同一であり、図示、説明を省略する。
【００１８】図１において、電流検出器１１で検出され
た３相負荷電流ｉLは３Φ／２Φ変換器１５によりｐ−
ｑ直交座標系の２相量に変換される。なお、この発明の
実施例では、電流検出器１２で検出されるコンデンサ装
置６の進み無効電流ｉCは、基本波無効正相成分ｉｑCと
して負荷電流の同成分ｉｑ1から減算されるが詳しくは
後述する。３Φ／２Φ変換器１５で変換された両軸成分
の電流ｉｐ1＋ｉｐ2およびｉｑ1＋ｉｑ2は従来と同様フ
ィルタ１６によりそのｐ軸直流成分ｉｐ1（３相交流電
流における基本波有効正相成分が相当する）が除去さ
れ、ｐ軸交流成分ｉｐ2，ｑ軸直流成分ｉｑ1およびｑ軸
交流成分ｉｑ2に分離して出力される。
た３相負荷電流ｉLは３Φ／２Φ変換器１５によりｐ−
ｑ直交座標系の２相量に変換される。なお、この発明の
実施例では、電流検出器１２で検出されるコンデンサ装
置６の進み無効電流ｉCは、基本波無効正相成分ｉｑCと
して負荷電流の同成分ｉｑ1から減算されるが詳しくは
後述する。３Φ／２Φ変換器１５で変換された両軸成分
の電流ｉｐ1＋ｉｐ2およびｉｑ1＋ｉｑ2は従来と同様フ
ィルタ１６によりそのｐ軸直流成分ｉｐ1（３相交流電
流における基本波有効正相成分が相当する）が除去さ
れ、ｐ軸交流成分ｉｐ2，ｑ軸直流成分ｉｑ1およびｑ軸
交流成分ｉｑ2に分離して出力される。
【００１９】そして、この分離された成分の内、３相交
流電流における基本波無効正相成分に相当するｉｑ1は
減算器２１に入力され、ここで前述した電流検出器１２
からのコンデンサ電流ｉｑCが減算されｉｑ1′として出
力される。この電流成分ｉｑ1′は、ＧＴＯインバ−タ
８が補償すべき無効電流に相当する値となる。更に、こ
の電流成分ｉｑ1′は減算器２２に入力され、ここで所
定のバイアス分ＩｑBが減算されｉｑ1″として出力され
る。このバイアス分ＩｑBは、それをｉｑ1′から減算す
ることによって受電点の電圧が常時その基準値よりずれ
ることになるので、その設定についてはこの現象も考慮
して決定する。
流電流における基本波無効正相成分に相当するｉｑ1は
減算器２１に入力され、ここで前述した電流検出器１２
からのコンデンサ電流ｉｑCが減算されｉｑ1′として出
力される。この電流成分ｉｑ1′は、ＧＴＯインバ−タ
８が補償すべき無効電流に相当する値となる。更に、こ
の電流成分ｉｑ1′は減算器２２に入力され、ここで所
定のバイアス分ＩｑBが減算されｉｑ1″として出力され
る。このバイアス分ＩｑBは、それをｉｑ1′から減算す
ることによって受電点の電圧が常時その基準値よりずれ
ることになるので、その設定についてはこの現象も考慮
して決定する。
【００２０】電流成分ｉｑ1″は加算器２３でフィルタ
１６からの電流成分ｉｑ2と加算される。フィルタ１６
および加算器２３からの電流指令ｉｐ＝ｉｐ2およびｉ
ｑ＝ｉｑ1″＋ｉｑ2は２Φ／３Φ変換器１７により３相
に変換されＧＴＯインバ−タ８の制御電流基準ｉA *とし
て出力される。これ以降の構成、動作は従来と同様であ
るので説明は省略する。
１６からの電流成分ｉｑ2と加算される。フィルタ１６
および加算器２３からの電流指令ｉｐ＝ｉｐ2およびｉ
ｑ＝ｉｑ1″＋ｉｑ2は２Φ／３Φ変換器１７により３相
に変換されＧＴＯインバ−タ８の制御電流基準ｉA *とし
て出力される。これ以降の構成、動作は従来と同様であ
るので説明は省略する。
【００２１】図２は従来の図７と比較する形でこの発明
における動作および効果を示したタイムチャ−トであ
る。この内、負荷変動は従来の場合と同一のパタ−ンに
設定しているが、バイアス分ＩｑBを設定した分インバ
−タ出力が一方（遅れ出力）側へずれており、この結
果、受電点の電圧は常に一定値だけ基準値よりずれてい
る。しかし、時間帯Ｔで負荷が急増しても、インバ−タ
はそのＭＡＸ容量を出力することで電圧変動を吸収して
いることが判る。
における動作および効果を示したタイムチャ−トであ
る。この内、負荷変動は従来の場合と同一のパタ−ンに
設定しているが、バイアス分ＩｑBを設定した分インバ
−タ出力が一方（遅れ出力）側へずれており、この結
果、受電点の電圧は常に一定値だけ基準値よりずれてい
る。しかし、時間帯Ｔで負荷が急増しても、インバ−タ
はそのＭＡＸ容量を出力することで電圧変動を吸収して
いることが判る。
【００２２】実施例２．図３はこの発明の実施例２によ
る電圧変動抑制装置で、特にその制御装置１４の内部構
成を示すブロック図である。以下、図１の実施例１と異
なる部分を中心に説明する。フィルタ１６で分離出力さ
れた電流成分ｉｑ1は減算器２１および２２を経て新た
な減算器２４に入力される。この減算器２４は減算器２
２の出力である電流成分ｉｑ1″から想定無効電流Ｉｑ
AVを減算する。この想定無効電流ＩｑAVには、負荷４の
変動する基本波無効正相成分の平均値として予め想定さ
れている値を設定する。勿論、図３に示すように、前段
にコンデンサおよびバイアスの電流ｉｑC、ｉｑBを減算
する回路を挿入する場合は、この想定無効電流ＩｑAVの
設定値にもこれら減算分を考慮しておく必要がある。
る電圧変動抑制装置で、特にその制御装置１４の内部構
成を示すブロック図である。以下、図１の実施例１と異
なる部分を中心に説明する。フィルタ１６で分離出力さ
れた電流成分ｉｑ1は減算器２１および２２を経て新た
な減算器２４に入力される。この減算器２４は減算器２
２の出力である電流成分ｉｑ1″から想定無効電流Ｉｑ
AVを減算する。この想定無効電流ＩｑAVには、負荷４の
変動する基本波無効正相成分の平均値として予め想定さ
れている値を設定する。勿論、図３に示すように、前段
にコンデンサおよびバイアスの電流ｉｑC、ｉｑBを減算
する回路を挿入する場合は、この想定無効電流ＩｑAVの
設定値にもこれら減算分を考慮しておく必要がある。
【００２３】２５は上記無効電流の時間変化割合に比較
して十分長い時定数を有し、減算器２４からの出力をそ
の時間変化を緩和して出力する低周波フィルタで、具体
的には例えばリングカウンタ−やＰＣ（Ｐｒｏｇｒａｍ
ｍａｂｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）で構成する。２６
は電流成分ｉｑ1″から低周波フィルタ２５の出力を減
算する減算器で、その出力ｉｑ1＾は加算器２３でフィ
ルタ１６からのｑ軸交流成分ｉｑ2と加算される。
して十分長い時定数を有し、減算器２４からの出力をそ
の時間変化を緩和して出力する低周波フィルタで、具体
的には例えばリングカウンタ−やＰＣ（Ｐｒｏｇｒａｍ
ｍａｂｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）で構成する。２６
は電流成分ｉｑ1″から低周波フィルタ２５の出力を減
算する減算器で、その出力ｉｑ1＾は加算器２３でフィ
ルタ１６からのｑ軸交流成分ｉｑ2と加算される。
【００２４】この実施例では、実際の負荷変動が予想し
ていた変動パタ−ンからかなり異なった場合でも、実質
的にバイアスすべき電流基準量が自動的に補正されるこ
とになり、より広範囲な負荷条件における電圧変動抑制
が達成される訳である。
ていた変動パタ−ンからかなり異なった場合でも、実質
的にバイアスすべき電流基準量が自動的に補正されるこ
とになり、より広範囲な負荷条件における電圧変動抑制
が達成される訳である。
【００２５】実施例３．図４はこの発明の実施例３によ
る電圧変動抑制装置で、特にその制御装置１４の内部構
成を示すブロック図である。この実施例は負荷が過大と
なりそれに伴ってＧＴＯインバ−タ８の出力電流が非常
に増大しその限界値を越える可能性がある場合、その出
力電流を基に制御電流基準ｉAを低減し、インバ−タを
過負荷から保護する電流リミッタ回路を備えたものであ
る。この場合、当然負荷量から要求される補償出力を制
限するためその分電圧変動は増大するが、その電流基準
の低減量を基本波無効正相成分とその他の成分とのいず
れかに重みを持たせることにより、電圧変動の増大を最
小限に留めんとするものである。
る電圧変動抑制装置で、特にその制御装置１４の内部構
成を示すブロック図である。この実施例は負荷が過大と
なりそれに伴ってＧＴＯインバ−タ８の出力電流が非常
に増大しその限界値を越える可能性がある場合、その出
力電流を基に制御電流基準ｉAを低減し、インバ−タを
過負荷から保護する電流リミッタ回路を備えたものであ
る。この場合、当然負荷量から要求される補償出力を制
限するためその分電圧変動は増大するが、その電流基準
の低減量を基本波無効正相成分とその他の成分とのいず
れかに重みを持たせることにより、電圧変動の増大を最
小限に留めんとするものである。
【００２６】図４において、２７は電流検出器１３から
のＧＴＯインバ−タ８の出力電流ｉAを入力し、電流リ
ミッタ回路の制御信号に増幅する増幅器、２８および２
９は増幅器２７からの信号が所定の設定値を越えたとき
所定の勾配でその出力信号が増大する第１および第２の
比較器で、比較する基準特性値は個別に設定可能となっ
ている。３０はレベル１の信号を発生する信号発生器、
３１および３２は、信号発生器３０からの出力とそれぞ
れ比較器２８および２９からの出力との減算を行う減算
器、３３は電流成分Ｉｑ1′に減算器３１からの出力を
乗算し電流成分ｉｑ1″として出力する乗算器、３４お
よび３５はそれぞれ電流成分ｉｐ2およびｉｑ2に減算器
３２からの出力を乗算しそれぞれ電流成分ｉｐ2′およ
びｉｑ2′として出力する乗算器である。
のＧＴＯインバ−タ８の出力電流ｉAを入力し、電流リ
ミッタ回路の制御信号に増幅する増幅器、２８および２
９は増幅器２７からの信号が所定の設定値を越えたとき
所定の勾配でその出力信号が増大する第１および第２の
比較器で、比較する基準特性値は個別に設定可能となっ
ている。３０はレベル１の信号を発生する信号発生器、
３１および３２は、信号発生器３０からの出力とそれぞ
れ比較器２８および２９からの出力との減算を行う減算
器、３３は電流成分Ｉｑ1′に減算器３１からの出力を
乗算し電流成分ｉｑ1″として出力する乗算器、３４お
よび３５はそれぞれ電流成分ｉｐ2およびｉｑ2に減算器
３２からの出力を乗算しそれぞれ電流成分ｉｐ2′およ
びｉｑ2′として出力する乗算器である。
【００２７】次に動作について説明する。負荷４が特に
大きくなり想定最大負荷を越えると、それに伴ってＧＴ
Ｏインバ−タ８の出力電流ｉAも過大となり、いずれか
の相の電流ピ−ク値が設定値を越えると比較器２８、２
９の出力が正の値で立上る。これにより、減算器３１、
３２からは１より小さい値の信号が出力されることにな
る。従って、各乗算器３３、３４、３５はそれぞれの入
力信号を低減して出力する。各乗算器からの信号はｐ，
ｑ両軸成分の電流指令ｉｐ，ｉｑに集約され３相に変換
されて制御電流基準ｉA *となる。即ち、ＧＴＯインバ−
タ８の過大電流を検出して制御電流基準ｉA *を制限し、
出力電流を絞り込む。
大きくなり想定最大負荷を越えると、それに伴ってＧＴ
Ｏインバ−タ８の出力電流ｉAも過大となり、いずれか
の相の電流ピ−ク値が設定値を越えると比較器２８、２
９の出力が正の値で立上る。これにより、減算器３１、
３２からは１より小さい値の信号が出力されることにな
る。従って、各乗算器３３、３４、３５はそれぞれの入
力信号を低減して出力する。各乗算器からの信号はｐ，
ｑ両軸成分の電流指令ｉｐ，ｉｑに集約され３相に変換
されて制御電流基準ｉA *となる。即ち、ＧＴＯインバ−
タ８の過大電流を検出して制御電流基準ｉA *を制限し、
出力電流を絞り込む。
【００２８】この場合、比較器２８および２９で設定す
る基準特性値を適当に調整することにより、乗算器３３
および乗算器３４、３５の乗数を変えることができる。
これによって、基本波無効正相成分とその他の成分と
で、そのいずれかに重み付けをすることでき、電圧変動
がより小さくなる条件設定を追求することができる。
る基準特性値を適当に調整することにより、乗算器３３
および乗算器３４、３５の乗数を変えることができる。
これによって、基本波無効正相成分とその他の成分と
で、そのいずれかに重み付けをすることでき、電圧変動
がより小さくなる条件設定を追求することができる。
【００２９】実施例４．なお、上記各実施例では、検出
した３相負荷電流ｉLを３Φ／２Φ変換器１５によりｐ
−ｑ２軸成分に変換した後、そのｐ軸直流成分ｉｐ1を
フィルタ１６で除去することにより基本波有効正相成分
を除去する構成としたが、２相変換を行わず、フィルタ
のみで同成分を除去する構成としてもよい。また、上記
各実施例では、基本波有効正相成分の除去およびその除
去したものを更に基本波無効正相成分とそれ以外の高調
波・逆相成分とに分離するのを１個のフィルタ１６で処
理する方式としたが、それぞれ別のフィルタで処理する
方式としてもよい。更に、上記各実施例ではコンデンサ
装置６を併設した場合について説明したがこの場合、イ
ンバ−タの出力すべき補償電流の制御は、上記コンデン
サ装置６を負荷４の一部とみなして行う必要があるため
電流成分ｉｑ1から減算器２１によりコンデンサ分ｉｑC
を減ずる方式を採用したが、必ずしもこの方式に限られ
る訳ではない。勿論、コンデンサ装置を併設しない場合
もこの発明は同様に適用することができ同等の効果を奏
する。
した３相負荷電流ｉLを３Φ／２Φ変換器１５によりｐ
−ｑ２軸成分に変換した後、そのｐ軸直流成分ｉｐ1を
フィルタ１６で除去することにより基本波有効正相成分
を除去する構成としたが、２相変換を行わず、フィルタ
のみで同成分を除去する構成としてもよい。また、上記
各実施例では、基本波有効正相成分の除去およびその除
去したものを更に基本波無効正相成分とそれ以外の高調
波・逆相成分とに分離するのを１個のフィルタ１６で処
理する方式としたが、それぞれ別のフィルタで処理する
方式としてもよい。更に、上記各実施例ではコンデンサ
装置６を併設した場合について説明したがこの場合、イ
ンバ−タの出力すべき補償電流の制御は、上記コンデン
サ装置６を負荷４の一部とみなして行う必要があるため
電流成分ｉｑ1から減算器２１によりコンデンサ分ｉｑC
を減ずる方式を採用したが、必ずしもこの方式に限られ
る訳ではない。勿論、コンデンサ装置を併設しない場合
もこの発明は同様に適用することができ同等の効果を奏
する。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１に係
る電圧変動抑制装置においては、分離された基本波無効
正相成分から所定のバイアス値を減算するようにしたの
で、電力変換装置の容量を不変とすれば電圧変動が減少
し、電圧変動を不変とすれば電力変換装置の容量を低減
することができる。
る電圧変動抑制装置においては、分離された基本波無効
正相成分から所定のバイアス値を減算するようにしたの
で、電力変換装置の容量を不変とすれば電圧変動が減少
し、電圧変動を不変とすれば電力変換装置の容量を低減
することができる。
【００３１】また、請求項２に係る電圧変動抑制装置に
おいては、分離された基本波無効正相成分から、所定の
想定平均値との偏差を更に所定のフィルタを介して求め
た出力を減算するようにしたので、実際の負荷変動に対
して電圧変動が小さくなるよう電流基準を自動的に調整
する。
おいては、分離された基本波無効正相成分から、所定の
想定平均値との偏差を更に所定のフィルタを介して求め
た出力を減算するようにしたので、実際の負荷変動に対
して電圧変動が小さくなるよう電流基準を自動的に調整
する。
【００３２】更に、請求項３に係る電圧変動抑制装置に
おいては、所定の第１および第２の比較器、第１および
第２のリミッタを備えたので、電力変換装置の出力電流
が所定の基準値を越えると基本波無効正相成分とその他
の成分とに重み付けをして電流基準を低減させ電圧変動
の増大を最小限にとどめる。
おいては、所定の第１および第２の比較器、第１および
第２のリミッタを備えたので、電力変換装置の出力電流
が所定の基準値を越えると基本波無効正相成分とその他
の成分とに重み付けをして電流基準を低減させ電圧変動
の増大を最小限にとどめる。
【図１】この発明の実施例１による電圧変動抑制装置
の、特にその制御装置１４の内部構成を示すブロック図
である。
の、特にその制御装置１４の内部構成を示すブロック図
である。
【図２】図１の装置の動作および効果を説明するための
タイムチャ−トである。
タイムチャ−トである。
【図３】この発明の実施例２による電圧変動抑制装置
の、特にその制御装置１４の内部構成を示すブロック図
である。
の、特にその制御装置１４の内部構成を示すブロック図
である。
【図４】この発明の実施例３による電圧変動抑制装置
の、特にその制御装置１４の内部構成を示すブロック図
である。
の、特にその制御装置１４の内部構成を示すブロック図
である。
【図５】従来の電圧変動抑制装置を示す回路構成図であ
る。
る。
【図６】図５の、特に制御装置１４の内部構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図７】従来の装置の動作および効果を説明するための
タイムチャ−トである。
タイムチャ−トである。
１ 交流電源 ４ 負荷 ８ ＧＴＯインバ−タ（電力変換装置） １１，１３ 電流検出器 １４ 制御装置 １６ フィルタ（フィルタ１６、第２のフィルタ） ２２ 減算器 ２３ 加算器 ２４ 減算器（第１の減算器） ２５ 低周波フィルタ（第３のフィルタ） ２６ 減算器（第２の減算器） ２８ 第１の比較器 ２９ 第２の比較器 ３３ 乗算器（第１のリミッタ） ３４，３５ 乗算器（第２のリミッタ） ｉL 負荷電流 ｉA 補償電流（出力電流） ｉA * 制御電流基準 ＩｑB バイアス ＩｑAV 想定無効電流
Claims (3)
- 【請求項１】 交流電源に接続された負荷の電流を検出
する電流検出器、検出した負荷電流からその基本波有効
正相成分を除去して出力するフィルタ、およびこのフィ
ルタからの出力を制御電流基準として動作し補償電流を
上記交流電源に出力することによりその電圧変動を抑制
する電力変換装置を備えた電圧変動抑制装置において、 上記フィルタの出力を基本波無効正相成分とそれ以外の
高調波・逆相成分とに分離して出力する第２のフィル
タ、およびこの第２のフィルタからの基本波無効正相成
分から所定のバイアス値を減算する減算器を備え、この
減算器からの出力と上記第２のフィルタからの高調波・
逆相成分との和を上記制御電流基準としたことを特徴と
する電圧変動抑制装置。 - 【請求項２】 交流電源に接続された負荷の電流を検出
する電流検出器、検出した負荷電流からその基本波有効
正相成分を除去して出力するフィルタ、およびこのフィ
ルタからの出力を制御電流基準として動作し補償電流を
上記交流電源に出力することによりその電圧変動を抑制
する電力変換装置を備えた電圧変動抑制装置において、 上記フィルタの出力を基本波無効正相成分とそれ以外の
高周波・逆相成分とに分離して出力する第２のフィル
タ、上記負荷の基本波無効正相成分平均値として予め想
定されている所定の値を上記第２のフィルタの出力であ
る基本波無効正相成分から減算する第１の減算器、上記
基本波無効正相成分の時間変化割合に比較して十分長い
時定数を有し上記第１の減算器からの出力をその時間変
化を緩和して出力する第３のフィルタ、および上記第２
のフィルタの出力である基本波無効正相成分から上記第
３のフィルタの出力値を減算する第２の減算器を備え、
この第２の減算器からの出力と上記第２のフィルタから
の高調波・逆相成分との和を上記制御電流基準としたこ
とを特徴とする電圧変動抑制装置。 - 【請求項３】 交流電源に接続された負荷の電流を検出
する電流検出器、検出した負荷電流からその基本波有効
正相成分を除去して出力するフィルタ、およびこのフィ
ルタからの出力を制御電流基準として動作し補償電流を
上記交流電源に出力することによりその電圧変動を抑制
する電力変換装置を備えた電圧変動抑制装置において、 上記フィルタの出力を基本波無効正相成分とそれ以外の
高調波・逆相成分とに分離して出力する第２のフィル
タ、上記電力変換装置の出力電流を検出してその検出値
を入力し、それぞれ互いに異なる基準値と比較して出力
する第１および第２の比較器、上記第１の比較器からの
出力に基づき上記第２のフィルタからの基本波無効正相
成分を減少させる第１のリミッタ、および上記第２の比
較器からの出力に基づき上記第２のフィルタからの高調
波・逆相成分を減少させる第２のリミッタを備え、上記
両リミッタからの出力の和を上記制御電流基準としたこ
とを特徴とする電圧変動抑制装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5154725A JP2906923B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 電圧変動抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5154725A JP2906923B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 電圧変動抑制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0713647A JPH0713647A (ja) | 1995-01-17 |
| JP2906923B2 true JP2906923B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=15590596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5154725A Expired - Lifetime JP2906923B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 電圧変動抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2906923B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005112219A1 (ja) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Ntt Data Ex Techno Corporation | アクティブフィルタ装置 |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP5154725A patent/JP2906923B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0713647A (ja) | 1995-01-17 |
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