JP3322320B2 - アクティブフィルタ - Google Patents
アクティブフィルタInfo
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- JP3322320B2 JP3322320B2 JP08184293A JP8184293A JP3322320B2 JP 3322320 B2 JP3322320 B2 JP 3322320B2 JP 08184293 A JP08184293 A JP 08184293A JP 8184293 A JP8184293 A JP 8184293A JP 3322320 B2 JP3322320 B2 JP 3322320B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、負荷の要求する高調
波電流を供給して、系統側からの電流の歪みを低減する
アクティブフィルタに関する。
波電流を供給して、系統側からの電流の歪みを低減する
アクティブフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２はアクティブフィルタを用いた給電
方式を示す概要図である。図２に示すように、アクティ
ブフィルタ１は系統と負荷２との間に設けられ、負荷電
流ＩL に含まれる高調波電流を補償するための補償電流
ＩC を供給し、これによって電源系統電流ＩS に無効電
流成分を含まないようにする。このために、所要の補償
電流ＩC を模擬したパルス幅変調（ＰＷＭ）信号がアク
ティブフィルタ１から取り出される。なお、同図の符号
３は電源電流検出器、４は高調波電流（補償電流）検出
器、５は負荷電流検出器であり、Ｌ１，Ｌ２およびＣ１
によりフィルタが構成されている。
方式を示す概要図である。図２に示すように、アクティ
ブフィルタ１は系統と負荷２との間に設けられ、負荷電
流ＩL に含まれる高調波電流を補償するための補償電流
ＩC を供給し、これによって電源系統電流ＩS に無効電
流成分を含まないようにする。このために、所要の補償
電流ＩC を模擬したパルス幅変調（ＰＷＭ）信号がアク
ティブフィルタ１から取り出される。なお、同図の符号
３は電源電流検出器、４は高調波電流（補償電流）検出
器、５は負荷電流検出器であり、Ｌ１，Ｌ２およびＣ１
によりフィルタが構成されている。
【０００３】アクティブフィルタ１は具体的には例えば
図３に示すように、大きくはインバータ等の可制御スイ
ッチ部１１と、制御部１２とから構成される。そして、
可制御スイッチ部１１はＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタ）を含むトランジスタ等のスイッチング
素子Ｔ、帰還ダイオードＤおよび平滑コンデンサＣなど
から構成される。また、制御部１２は基本波成分演算器
１２１、増幅器１２２、電流調節器（ＡＣＲ）１２３、
パルス幅変調（ＰＷＭ）回路１２４、三角波発生器１２
５、加減算器（または比較器）１２６，１２７，１２８
および直流電圧制御回路１２９などから構成される。
図３に示すように、大きくはインバータ等の可制御スイ
ッチ部１１と、制御部１２とから構成される。そして、
可制御スイッチ部１１はＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタ）を含むトランジスタ等のスイッチング
素子Ｔ、帰還ダイオードＤおよび平滑コンデンサＣなど
から構成される。また、制御部１２は基本波成分演算器
１２１、増幅器１２２、電流調節器（ＡＣＲ）１２３、
パルス幅変調（ＰＷＭ）回路１２４、三角波発生器１２
５、加減算器（または比較器）１２６，１２７，１２８
および直流電圧制御回路１２９などから構成される。
【０００４】すなわち、電源電流検出器３によって検出
された電源電流実際値ＩS は基本波成分演算器１２１に
導かれ、これにより電源電流目標値ＩS * が算出され
る。加減算器１２６では電源電流実際値ＩS とその目標
値ＩS * との偏差が求められ、この偏差は増幅器１２２
で増幅されて補償電流目標値ＩC * となる。加減算器１
２７では、この補償電流目標値ＩC * と検出器４を介し
て与えられる補償電流実際値ＩC との偏差を演算する。
された電源電流実際値ＩS は基本波成分演算器１２１に
導かれ、これにより電源電流目標値ＩS * が算出され
る。加減算器１２６では電源電流実際値ＩS とその目標
値ＩS * との偏差が求められ、この偏差は増幅器１２２
で増幅されて補償電流目標値ＩC * となる。加減算器１
２７では、この補償電流目標値ＩC * と検出器４を介し
て与えられる補償電流実際値ＩC との偏差を演算する。
【０００５】加減算器１２７において形成された偏差は
ＡＣＲ１２３に与えられるので、ＡＣＲ１２３ではこの
偏差を零、つまり補償電流実際値ＩC をその目標値ＩC
* に一致させるよう、所定の制御演算を行なう。ＡＣＲ
１２３の出力は加減算器１２８において、直流電圧制御
回路１２９からの出力と加算された後ＰＷＭ回路１２４
に導かれ、ここで三角波発生器１２５の出力と比較する
ことにより、所要の補償電流に対応するＰＷＭ信号が形
成され、これにもとづき可制御スイッチ部１１の個々の
スイッチング素子Ｔのオン，オフを制御することによ
り、補償電流ＩCを得ることができる。なお、この補償
電流ＩC は図２に示すフィルタにより正弦波に整形さ
れ、系統に与えられる。
ＡＣＲ１２３に与えられるので、ＡＣＲ１２３ではこの
偏差を零、つまり補償電流実際値ＩC をその目標値ＩC
* に一致させるよう、所定の制御演算を行なう。ＡＣＲ
１２３の出力は加減算器１２８において、直流電圧制御
回路１２９からの出力と加算された後ＰＷＭ回路１２４
に導かれ、ここで三角波発生器１２５の出力と比較する
ことにより、所要の補償電流に対応するＰＷＭ信号が形
成され、これにもとづき可制御スイッチ部１１の個々の
スイッチング素子Ｔのオン，オフを制御することによ
り、補償電流ＩCを得ることができる。なお、この補償
電流ＩC は図２に示すフィルタにより正弦波に整形さ
れ、系統に与えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、図３の方式
では電源電流に含まれる高調波成分を求め、これを電流
指令値として制御を行なうものであるが、この高調波成
分を演算するに当たって電源電流の基本波の有効分と無
効分をそれぞれ演算し、その合成波形を基本波波形とし
て元の電源電流波形から差し引くことにより、求めるよ
うにしている。しかしながら、アクティブフィルタが流
す電流が電源電流に含まれてしまう、いわゆる電源電流
検出方式の欠点として無効電流の発散現象が挙げられ
る。これは制御系の誤差によるもので、有効電流の誤差
分は直流電圧を一定にする電圧制御により補正される
が、無効電流については有効電流のような補正要素がな
いため、電流制御のクローズドループの中で誤差分が積
算増幅され、アクティブフィルタの電流制限が掛かると
ころまで発散してしまうという問題がある。
では電源電流に含まれる高調波成分を求め、これを電流
指令値として制御を行なうものであるが、この高調波成
分を演算するに当たって電源電流の基本波の有効分と無
効分をそれぞれ演算し、その合成波形を基本波波形とし
て元の電源電流波形から差し引くことにより、求めるよ
うにしている。しかしながら、アクティブフィルタが流
す電流が電源電流に含まれてしまう、いわゆる電源電流
検出方式の欠点として無効電流の発散現象が挙げられ
る。これは制御系の誤差によるもので、有効電流の誤差
分は直流電圧を一定にする電圧制御により補正される
が、無効電流については有効電流のような補正要素がな
いため、電流制御のクローズドループの中で誤差分が積
算増幅され、アクティブフィルタの電流制限が掛かると
ころまで発散してしまうという問題がある。
【０００７】図４はこのことを説明するための波形図で
ある。すなわち、同図（イ）は電源電流の実際値ＩS と
目標値ＩS * を示し、同図（ロ）は補償電流目標値ＩC
* を示している。そして、電源電流目標値ＩS * に同図
（イ）に示すような無効成分の誤差ΔＩQ が含まれると
ＩS * はＩS * ’となり、これによって補償電流目標値
ＩC * に無効成分が発生し、同（ロ）に点線で示すよう
な波形（ＩC * ’参照）となる。この無効電流は系統電
源に流出するので、電源電流実際値ＩS にフィードバッ
クされ、やがては発散現象が生じることになる。したが
って、この発明の課題はこのような発散現象の生じない
高調波補償を可能とすることにある。
ある。すなわち、同図（イ）は電源電流の実際値ＩS と
目標値ＩS * を示し、同図（ロ）は補償電流目標値ＩC
* を示している。そして、電源電流目標値ＩS * に同図
（イ）に示すような無効成分の誤差ΔＩQ が含まれると
ＩS * はＩS * ’となり、これによって補償電流目標値
ＩC * に無効成分が発生し、同（ロ）に点線で示すよう
な波形（ＩC * ’参照）となる。この無効電流は系統電
源に流出するので、電源電流実際値ＩS にフィードバッ
クされ、やがては発散現象が生じることになる。したが
って、この発明の課題はこのような発散現象の生じない
高調波補償を可能とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項１の発明では、高調波電流を必要とする
負荷に電源を供給する系統に接続され、負荷の要求する
高調波電流を流して系統からの電流の歪みを除去するア
クティブフィルタにおいて、電源電流の検出値からその
高調波成分を求め、これを補償電流指令値として補償電
流の制御を行なう制御ループに対し、この制御ループの
補償電流指令値に含まれる無効電流成分を求め、これを
補償電流指令値から差し引いて制御することを特徴とし
ている。
るため、請求項１の発明では、高調波電流を必要とする
負荷に電源を供給する系統に接続され、負荷の要求する
高調波電流を流して系統からの電流の歪みを除去するア
クティブフィルタにおいて、電源電流の検出値からその
高調波成分を求め、これを補償電流指令値として補償電
流の制御を行なう制御ループに対し、この制御ループの
補償電流指令値に含まれる無効電流成分を求め、これを
補償電流指令値から差し引いて制御することを特徴とし
ている。
【０００９】
【作用】補償電流指令値に含まれる無効分を求め、これ
を補償電流指令値から差し引いて制御することにより、
発散現象を生じないようにする。
を補償電流指令値から差し引いて制御することにより、
発散現象を生じないようにする。
【００１０】
【実施例】図１はこの発明の実施例を示す構成図であ
る。これは、無効分補正回路１３０に補償電流指令値Ｉ
C * を入力し、補償電流指令値に含まれる無効分を求
め、これが零となるように逆位相の無効電流指令Ｉ Q ’
を、加減算器１３１において補償電流指令値Ｉ C * に足
し合わせる（または、無効電流成分を差し引く）ように
したものである。 このように、補償電流指令値に含まれ
る無効分を求め、これを補償電流指令値から差し引いて
（または無効分の逆位相成分を補償電流指令値に加算し
て）制御することにより、発散現象を生じないようにし
たものである。
る。これは、無効分補正回路１３０に補償電流指令値Ｉ
C * を入力し、補償電流指令値に含まれる無効分を求
め、これが零となるように逆位相の無効電流指令Ｉ Q ’
を、加減算器１３１において補償電流指令値Ｉ C * に足
し合わせる（または、無効電流成分を差し引く）ように
したものである。 このように、補償電流指令値に含まれ
る無効分を求め、これを補償電流指令値から差し引いて
（または無効分の逆位相成分を補償電流指令値に加算し
て）制御することにより、発散現象を生じないようにし
たものである。
【００１１】
【発明の効果】この発明によれば、無効電流の発散の心
配のない安定した高調波補償が可能となる利点が得られ
る。
配のない安定した高調波補償が可能となる利点が得られ
る。
【図１】この発明の実施例を示す構成図である。
【図２】従来例が適用されるシステム全体の概要図であ
る。
る。
【図３】アクティブフィルタの従来例を示す構成図であ
る。
る。
【図４】従来例の問題点を説明するための波形図であ
る。
る。
１…アクティブフィルタ、２…負荷、３…電源電流検出
器、４…補償電流検出器、５…負荷電流検出器、１１…
可制御スイッチ部、１２…制御部、１２１…基本波成分
演算器、１２２…増幅器、１２３…電流調節器（ＡＣ
Ｒ）、１２４…パルス幅変調（ＰＷＭ）回路、１２５…
三角波発生器、１２６，１２７，１２８，１３１…加減
算器、１２９…直流電圧制御回路、１３０…無効分補正
回路。
器、４…補償電流検出器、５…負荷電流検出器、１１…
可制御スイッチ部、１２…制御部、１２１…基本波成分
演算器、１２２…増幅器、１２３…電流調節器（ＡＣ
Ｒ）、１２４…パルス幅変調（ＰＷＭ）回路、１２５…
三角波発生器、１２６，１２７，１２８，１３１…加減
算器、１２９…直流電圧制御回路、１３０…無効分補正
回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−207659（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−68341（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−287808（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−242134（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−113460（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−348353（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−167633（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 3/00 - 5/00 G05F 1/70 H02M 1/12
Claims (1)
- 【請求項１】 高調波電流を必要とする負荷に電源を供
給する系統に接続され、負荷の要求する高調波電流を流
して系統からの電流の歪みを除去するアクティブフィル
タにおいて、 電源電流の検出値からその高調波成分を求め、これを補
償電流指令値として補償電流の制御を行なう制御ループ
に対し、この制御ループの補償電流指令値に含まれる無
効電流成分を求め、これを補償電流指令値から差し引い
て制御することを特徴とするアクティブフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08184293A JP3322320B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | アクティブフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08184293A JP3322320B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | アクティブフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06296328A JPH06296328A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3322320B2 true JP3322320B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=13757730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08184293A Expired - Lifetime JP3322320B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | アクティブフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322320B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102082435A (zh) * | 2010-12-14 | 2011-06-01 | 广东雅达电子股份有限公司 | 有源滤波器重复控制中的Q(z)函数的算法 |
| CN103501107B (zh) * | 2013-09-25 | 2016-03-30 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 功率转换电路、交流-直流电源变换器及其控制方法 |
| JP6557934B2 (ja) * | 2016-12-28 | 2019-08-14 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | アクティブフィルタ、制御方法及びプログラム |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP08184293A patent/JP3322320B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06296328A (ja) | 1994-10-21 |
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