JPH05336663A - 高調波抑制装置 - Google Patents

高調波抑制装置

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JPH05336663A
JPH05336663A JP4137398A JP13739892A JPH05336663A JP H05336663 A JPH05336663 A JP H05336663A JP 4137398 A JP4137398 A JP 4137398A JP 13739892 A JP13739892 A JP 13739892A JP H05336663 A JPH05336663 A JP H05336663A
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JP
Japan
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current
harmonic
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harmonics
circuit
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Application number
JP4137398A
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English (en)
Inventor
Minoru Onabe
実 大辺
Tadao Kobayashi
忠夫 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05336663A publication Critical patent/JPH05336663A/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

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  • Power Conversion In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高調波抑制装置において、検出および制御の
遅れにより、高調波電流の補償ができず、逆に高調波を
増加させるような高次高調波を抑制することを目的とす
る。 【構成】 高調波抑制装置に有する電流指令値演算回路
の前段に、高次高調波を取り出すバンドパスフィルタ1
2と、このバンドパスフィルタ12の出力を−2倍する
−2倍乗算器13と、この−2倍乗算器13の出力と検
出電流を電圧に変換したI/V変換器11の出力電圧波
形とを加算する加算器14を備えた演算波形補正回路1
0を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子を使用した
高調波抑制装置に関し、特に高次高調波を抑制した装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】サイリスタやパワートランジスタ等の半
導体素子を使用した電力変換装置は、各種の電動機の駆
動電源として、また、無停電電源装置や系統連系装置と
して広く使用されている。この電力変換装置はサイリス
タ等のスイッチング作用を利用して電流,電圧,電力等
を制御するので、一般にその入出力の電圧,電流に高調
波成分が含まれる。この発生高調波が電力系統に接続さ
れると、他の負荷や周辺の電子機器、あるいは通信信号
線などに悪影響を及ぼす。従って、電力系統に接続する
場合は、電力変換装置の発生する高調波成分を抑制する
必要がある。
【0003】この高調波成分を抑制する装置として半導
体素子を使用した高調波抑制装置(アクティブフィル
タ)が知られている。この高調波抑制の原理は、負荷側
に流れる高調波電流を検出し、この検出した高調波電流
と同じ大きさで、逆位相の電流を注入(補償)して電源
側に流れる高調波電流を打ち消すものである。
【0004】図2はかかる従来の高調波抑制装置の構成
図を示すもので、1は商用電源、2は高調波を発生する
負荷、3は高調波抑制装置を示している。この高調波抑
制装置3は、インバータ部4と制御回路部5から成り、
インバータ部4は、高速なスイッチング動作による電圧
変換を行う電圧形インバータ41を有し、該インバータ
の交流側は交流リアクトル42およびオートトランス4
3を介して電源1に接続され、直流側は直流電源側のコ
ンデンサCに接続されている。
【0005】また、制御回路部5は、電源側に設けられ
た変成器6で検出した負荷電流IL,電源電圧VSおよび
インバータ41の直流側の電圧の各信号を入力して電流
指令値を演算する電流指令値演算回路51と、該演算回
路51の電流指令値とインバータ41の出力電流検出信
号とを入力してインバータ41のゲートを制御する電流
制御回路52とより成る。
【0006】動作は、直流側のコンデンサCから一定の
直流電圧を得、これをインバータ41により交流電圧に
変換し、交流リアクトル42の両端の電位差による発生
補償電流を補償電流指令値に一致させて、高調波の補償
を行う。この補償電流指令値の演算方法は、種々ある
が、三相回路に対して瞬時的な無効電力の取扱によって
高調波電流を求める方式が知られている(例えば電気学
会発行「半導体電力変換回路」228頁〜230頁)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】現在、上記の高調波抑
制装置においては、インバータに高速スイッチング素子
(例えばIGBT)を使用し、高調波の除去次数を13
次〜19次にまで上げている。
【0008】一方、近年高調波等の電力系統に与える影
響が問題視されてから、電力変換装置を製作するに当た
っては、整流回路に12相整流方式を取り入れ、高調波
の発生を極力抑える等、の高調波低減対策が採られてい
る。
【0009】また、現在、100KVA以下の小容量の
電力変換装置では正弦波PWMコンバータ方式を採用
し、電源に流れる高調波電流量の大幅な低減を達成して
いるが、大容量装置では、信頼性の面、コストの面よ
り、12相整流方式が多く採用されている。高周波抑制
装置は、大容量の電力変換装置の高調波の低減にもよく
用いられるが、12相整流方式では、発生高調波の次数
は“12n±1”次、即ち、11,13,23,25,
…次であり、現在の高調波抑制装置では、17次程度ま
での高調波は補償することができるが、それ以上の例え
ば23,25次等の高次高調波については、検出遅れ、
制御遅れ等により、逆位相の補正がかかり、逆に23
次,25次の高調波量を増加させてしまうという問題が
ある。
【0010】以上の点に鑑み、本発明は、この23次,
25次等の高次高調波の増加を抑制する高調波抑制装置
を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明における上記課題
を解決するための手段は、電源の高調波成分を打ち消す
補償電流を発生させるインバータ部と、負荷電流を検出
しこの検出電流から前記補償電流を演算して電流指令値
を出力する電流指令値演算回路と、この電流指令値に基
づいて前記インバータ部を制御する電流制御回路とを備
えて成る高調波抑制装置において、前記電流指令値演算
回路の前段に、検出電流から特定の高次高調波成分をバ
ンドパスフィルタで取り出し、これを2倍して前記検出
電流の電流波形を打ち消すように加算する演算波形補正
回路を設ける。
【0012】
【作用】本発明は上記のように構成されているので、高
次高調波を抑制するときは、抑制したい高調波成分、例
えば23次,25次の一方または両方のバンドパスフィ
ルタを設けて取り出し、これを−2倍して検出電流波形
に加算し、その結果を電流指令値演算回路に入力して電
流指令値を演算して電流制御回路を介してインバータ部
を制御し高調波補償電流を発生させる。従って、位相遅
れにより高調波を増加させようとする高次高調波成分は
逆位相として検出されることになり、従来、高調波量を
増加させようとする高次高調波は抑制される。
【0013】
【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例に基づい
て説明する。
【0014】本発明は従来の高調波抑制装置における電
流指令値演算回路51の前段に演算波形補正回路10を
設けたことに特徴を有する。
【0015】図1は、その演算波形補正回路10の一実
施例を示す回路図で、該演算波形補正回路10は、負荷
電流を検出した検出電流ILを電圧に変換するI/V変
換回路11と、このI/V変換回路11の出力から特定
の高次高調波を取り出すバンドパスフィルタ12と、こ
のバンドパスフィルタ12で取り出した特定高次の高調
波を−2倍にする−2倍乗算器13と、この−2倍乗算
器13の出力をI/V変換器11の電流波形に加算する
加算器14とから成り、加算器14の出力は増幅して電
流指令値演算回路51(図2参照)に入力するようにし
たものである。
【0016】前記バンドパスフィルタ12で取り出す特
定の高次高調波は、従来補償することができず、むしろ
検出遅れ、制御遅れを来して高調波量を増加していた例
えば23次,25次程度の高調波成分である。従って、
このバンドパスフィルタ12で取り出した23次,25
次の高調波成分の電流を−2倍乗算器13で−2倍さ
れ、I/V変換器11からの検出電流波形とが加算器1
4で加算され、その出力が補償電流実測値として電流指
令演算回路51に入力するので、位相遅れにより高調波
を増加させようとする成分は、逆位相で検出されること
になり、これを演算することにより、従来増加してしま
う高調波成分を低減することができる。従って抑制した
い高調波成分のバンドパスフィルタを適宜数設ければよ
いが、例えば23次又は25次の一方又は両方のみを取
り出して補正してもある程度の低減を図ることができ
る。
【0017】
【発明の効果】本発明は以上のように、電流指令値演算
回路の前段に、検出および制御の遅れを来す高次高調波
成分をバンドパスフィルタで取り出し、これを2倍して
前記検出電流の電流波形を打ち消すように加算するよう
にした演算波形補正回路を設けたので、低次高調波につ
いては従来通り補償し、また、高次高調波でも、高調波
量を増加させることなく、抑制することができ、高調波
抑制装置の高調波抑制範囲を拡大し、機能を高めること
ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の演算波形補正回路図。
【図2】従来の高調波抑制装置の構成図。
【符号の説明】
1…電源 2…負荷 3…高調波抑制装置 4…インバータ部 41…電圧形インバータ 42…交流リアクトル 43…オートトランス 5…制御回路部 51…電源指令値演算回路 52…電流制御回路 6…変成器 10…演算波形補正回路 11…I/V変換器 12…バンドパスフィルタ 13…−2倍乗算器 14…加算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源の高調波成分を打ち消す補償電流を
    発生させるインバータ部と、負荷電流を検出しこの検出
    電流から前記補償電流を演算して電流指令値を出力する
    電流指令値演算回路と、この電流指令値に基づいて前記
    インバータ部を制御する電流制御回路とを備えて成る高
    調波抑制装置において、 前記電流指令値演算回路の前段に、検出電流から特定の
    高次高調波成分をバンドパスフィルタで取り出し、これ
    を2倍して前記検出電流の電流波形を打ち消すように加
    算する演算波形補正回路を設けたことを特徴とする高調
    波抑制装置。
JP4137398A 1992-05-29 1992-05-29 高調波抑制装置 Pending JPH05336663A (ja)

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