JPH0622971U - 瞬時電圧低下補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電圧検出信号と基準正弦波信号との位相ずれ
等に伴う誤検出を防止して交流電源の瞬時電圧低下を正
確に検出する。 【構成】 交流電源１の電圧検出信号Ｖi 及び基準正弦
波信号Ｖsin それぞれの絶対値信号のピーク値Ｐi ，Ｐ
sin を抽出して保持するピークホールド部１９と、この
ホールド部１９に保持された両ピーク値Ｐi ，Ｐsin の
差ΔＰを出力するピーク差演算用の減算器２０と、この
減算器２０の出力信号とピーク側の基準値βとを比較
し，差ΔＰが基準値β以上のときに瞬時電圧低下を検出
するピーク側検出用の比較器２１と、信号Ｖi ，Ｖsin
の差の積分値Ｓi と積分側の基準値αとの比較に基づく
積分側検出信号Ｄa と前記比較器２１のピーク側検出信
号Ｄbとが同時に入力されたときにのみ瞬時電圧低下の
検出信号Ｄc を出力する出力ゲート２３とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、交流電源の瞬時電圧低下を直列補償する瞬時電圧低下補償装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種直列補償型の瞬時電圧低下補償装置は、実願平２−９２３６２号 の出願の明細書及び図面等に記載されているようにほぼ図４に示すように構成さ れ、交流電源（系統電源）１の電圧正常時は、制御部２の給電制御により、常給 電路用の交流サイリスタスイッチ回路３の逆並列接続された正，負の交流サイリ スタ３ｐ，３ｎが交互に点弧されてオンし、系統電源１がスイッチ回路３を介し て負荷４に給電される。

【０００３】 また、交流電源１が電源トランス５を介して整流回路６に供給され、この整流 回路６の整流出力により、インバータ装置７の電源としてのエネルギ蓄積用のコ ンデンサ８が充電される。 さらに、交流電源１が電圧検出トランス９を介して制御部２に供給され、この 制御部２により交流電源１の電圧（以下電源電圧という）の瞬時電圧低下（以下 瞬低という）の発生が監視されて検出されるとともに、この検出の結果に基づく 給電制御が実行される。

【０００４】 すなわち、電源電圧の正常時は、前述のようにサイリスタ３ｐ，３ｎの交互点 弧が行われてスイッチ回路３がオンし、系統電源１がスイッチ回路３を介して負 荷４に給電される。 一方、落雷等に基づく瞬低の発生が検出されると、サイリスタ３ｐ，３ｎの点 弧が停止されてスイッチ回路３がオフし、交流電源１が注入トランス１０の２次 側を介して負荷４に供給される。

【０００５】 また、インバータ装置７が低下量相当の補償交流を発生するように駆動され、 この装置７の出力が注入トランス１０の１次側に供給されて２次側で交流電源１ に直列加算される。 この直列加算により瞬低の直列補償が行われ、負荷電圧の低下変動が抑制され る。

【０００６】 つぎに、制御部２の従来の瞬低検出につき、本願考案の１実施例に対応する図 １を参照して説明する。 図１は制御部２の瞬低検出回路を示し、図中の破線Ａ内の同期回路１１，正弦 波発生回路１２，絶対値回路１３，１４，電圧差演算用の減算器１５，積分器１ ６瞬低検出用の積分側の比較器１７及び基準電源１８が従来の構成である。

【０００７】 そして、電圧検出トランス９の２次側から出力された交流電源１の電圧検出信 号Ｖi は同期回路１１及び絶対値回路１３に供給され、絶対値回路１３により電 圧検出信号Ｖi を全波整流した絶対値波形の信号Ｖi^*が形成される。

【０００８】 また、同期回路１１はデジタル又はアナログのＰＬＬ回路構成の位相同期回路 からなり、電圧検出信号Ｖi に位相同期した信号，すなわち電源電圧に位相同期 した信号を正弦波発生回路１２に供給し、この供給に基づき、正弦波発生回路１ ２が電源電圧に位相同期した一定振幅の基準正弦波信号Ｖsin を発生する。

【０００９】 そして、この基準正弦波信号Ｖsin が絶対値回路１４に供給され、この回路１ ４により基準正弦波信号Ｖsin を全波整流した絶対値波形の信号Ｖsin^*が形成さ れる。

【００１０】 さらに、信号Ｖi^*，Ｖsin^*が減算器１５に供給され、減算器１５から積分器１ ６にＶsin^*−Ｖi^*の差の信号が供給され、積分器１６は電源電圧に同期したリセ ット信号ｒａにより電源電圧の０，π／２，…にリセットされ、電源電圧の１サ イクルより十分短い微小な１／４サイクル周期で前記差の信号の積分をくり返す 。 そして、積分器１６の各１／４サイクルの積分値Ｓi が比較器１７に供給され 、この比較器１７により積分値Ｓi と基準電源１８の積分側の基準値αとが比較 される。 このとき、積分値Ｓi は電源電圧が低下すると大きくなり、基準値αは例えば 電源電圧が定格の９０％に低下したときの積分値Ｓi の大きさに設定される。 そして、電源電圧正常時はＳi 〈αに保持されて比較器１７の出力信号が^"０^" になり、瞬低発生時はＳi ≧αになって比較器１７の出力信号が^"１^"の検出信号 （積分側検出信号）Ｄa に反転し、瞬低の発生が検出される。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の瞬時電圧低下補償装置の場合、比較器１７の出力信号のみを用いて 瞬低を検出するため、周囲温度の変化等により同期回路１１の同期がずれて電圧 検出信号Ｖi と基準正弦波信号Ｖsin との位相ずれが発生すると、電源電圧の僅 かな低下も瞬低として誤検出されるようになり、インバータ装置７の出力を用い た補償状態に連続的に保持され、補償機能が正常に動作しなくなる問題点がある 。

【００１２】 すなわち、位相ずれが発生しない正常時は図５に示すように、絶対値波形の両 信号Ｖi^*，Ｖsin^*が同期し、定格電圧の９０％以下の正規の瞬低が発生しない限 り積分値Ｓi は基準値αより小さくなる。

【００１３】 しかし、位相ずれが発生し、図６に示すように絶対値波形の両信号Ｖi^*，Ｖsi n^*の位相がずれると、積分値Ｓi にこの位相のずれに相当する定常的な誤差量の 増大が生じ、電源電圧が定格電圧の９０％より大きい範囲で僅に低下しても積分 値Ｓi が基準値αより大きくなり、比較器１７から検出信号Ｄa が出力されて瞬 低が誤検出される。 そして、この誤検出が頻繁に生じて補償状態に連続的に保たれると、インバー タ装置７が補償交流を出力し続けてコンデンサ８のエネルギが不足するようにな り、本来の瞬低が発生したときに補償機能が正常に動作しなくなる。

【００１４】 なお、実際には、コンデンサ８のエネルギが不足するようになると、補償装置 が自動的にインバータ装置７等を動作停止に保持し、動作しなくなる。 本考案は、電圧検出信号Ｖi と基準正弦波信号Ｖsin との位相ずれ等に伴う誤 検出を防止して瞬低を正確に検出することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

前記の目的を達成するために、本考案の瞬時電圧低下補償装置においては、交 流電源の電圧検出信号及び基準正弦波信号それぞれの絶対値信号のピーク値を抽 出して保持するピークホールド部と、このピークホールド部に保持された両ピー ク値の差を出力するピーク差演算用の減算器と、この減算器の出力信号とピーク 側の基準値とを比較し，両ピーク値の差がピーク側の基準値以上のときに瞬時電 圧低下を検出するピーク側検出用の比較器と、電圧検出信号と基準正弦波信号と の差の積分値と積分側の基準値との比較に基づく積分側検出信号と前記比較器の ピーク側検出信号とが同時に入力されたときにのみ瞬時電圧低下の検出信号を出 力する出力ゲートとを備える。

【００１６】

【作用】

前記のように構成された本考案の瞬時電圧低下補償装置の場合、ピークホール ド部に保持された電圧検出信号及び基準正弦波信号の絶対値のピークの差とピー ク側の基準値との比較に基づき、ピーク側検出用の比較器により前記両ピーク値 の差から瞬低が検出される。 このとき、前記両ピーク値が両信号の位相ずれの影響を受けないため、この位 相ずれに伴う誤検出を排除して瞬低が検出される。

【００１７】 さらに、出力ゲートにより両信号の差の積分値に基づく従来からの積分側の瞬 低検出と両信号のピーク値の差に基づくピーク側の瞬低検出とが同時に生じたと きにのみ瞬低の検出信号を出力するため、位相ずれに伴う積分側の誤検出及び電 源電圧の高調波歪みに伴うピーク側の誤検出を排除して瞬低が正確に検出される 。

【００１８】 そして、電圧検出信号と基準正弦波信号との位相ずれに強いピーク側の瞬低検 出と、波形歪みに強い積分側の瞬低検出とを組み合わせ、従来の位相ずれ等に伴 う誤検出を防止して電源電圧の本来の瞬低のみを正確に検出するため、補償状態 に連続的に保持されることがなく、瞬低発生時には補償機能が常に正常に動作す る。

【００１９】

【実施例】

１実施例について、図１ないし図３を参照して説明する。 図１において、従来装置と異なる点は、ピークホールド部１９，ピーク差演算 用の比較器２０，ピーク側検出用の比較器２１，基準電源２２及びアンドゲート 構成の出力ゲート２３を付加した点である。

【００２０】 そして、電圧検出信号Ｖi ，基準正弦波信号Ｖsin の絶対値波形の信号Ｖi^*， Ｖsin^*が両信号Ｖi ，Ｖsin の絶対値信号としてピークホールド部１９のピーク ホールド回路２４，２５に供給され、両回路２４，２５のピークホールドにより 信号Ｖi^*，Ｖsin^*のピーク値が抽出されて保持される。 なお、ピークホールド回路２４，２５はリセット信号ｒｂにより電源電圧のπ ，２πにリセットされてピークホールドをくり返す。

【００２１】 さらに、ピークホールド回路２４，２５のピーク値Ｐi ，Ｐsin の信号が減算 器２０に供給され、この減算器２０によりＰsin −Ｐi の差ΔＰが演算され、こ の差ΔＰの信号が比較器２１に供給される。 この比較器２１は差ΔＰと基準電源２２のピーク側の基準値βとを比較し、こ のとき、差ΔＰは電源電圧が低下してピーク値Ｐi が低下する程大きくなり、基 準値βは例えば電源電圧が定格の９０％に低下したときの差ΔＰの大きさに設定 される。

【００２２】 そして、電圧検出信号Ｖi と基準正弦波信号Ｖsin との位相ずれが生じた場合 、ピーク値Ｐi ，Ｐsin は電源電圧が正常であれば図６からも明らかなように等 しく、電源電圧が低下すると、図２に示すようにその低下量に応じた差ΔＰが生 じる。 すなわち、ピーク値はＰi ，Ｐsin は信号Ｖi ，Ｖsin の位相ずれの影響を受 けることがなく、位相ずれがあっても、電源電圧が定格の９０％以下に低下して 本来の瞬低が発生するまでその差ΔＰはΔＰ〈βに保持され、本来の瞬低が発生 したときにΔＰ≧βになる。

【００２３】 ところで、交流電源１に奇数次の高調波歪（波形歪み）みが生じると、電圧検 出信号Ｖi 及び信号Ｖi^*の波形も歪む。 そして、図３に示すように信号Ｖi^* の波形歪みが生じると、この信号Ｖi^* の ピーク値Ｐi が低下して差ΔＰが大きくなる。

【００２４】 すなわち、差ΔＰは信号Ｖi ，Ｖsin の位相ずれの影響は受けないが、信号Ｖ i の波形歪みにより容易に変動する。 なお、信号Ｖi の波形歪みが生じても積分値Ｓi はその影響が少なく、電源電 圧が正常であれば、図３に示すように基準値αを上回ることがない。 そして、比較器２１の出力信号は差ΔＰがΔＰ≧βになるときに^"０^"から^"１^" のピーク側検出信号Ｄb に反転する。

【００２５】 さらに、比較器１７，２１の出力信号が出力ゲート２３に供給され、減算器１ ５，積分器１６，比較器１７の積分側によりＳi ≧αから瞬低が検出されて比較 器１７の出力信号が積分側検出信号Ｄa になり、かつ、ピークホールド部１９， 減算器２０，比較器２１のピーク側によりΔＰ≧βから瞬低が検出されて比較器 ２１の出力信号がピーク側検出信号Ｄb になるときにのみ、出力ゲート２３の出 力信号が^"１^"の瞬低の検出信号Ｄc になり、この検出信号Ｄc が制御部２の瞬低 検出に用いられる。

【００２６】 そして、電圧検出信号Ｖi と基準正弦波信号Ｖsin との位相ずれによりＳi ≧ αになって積分側で誤検出が生じても、ΔＰ＜βに保持されて出力ゲート２３の 出力信号が^"０^"に保持され、しかも、電圧検出信号Ｖi の波形歪みによりΔＰ≧ βになってピーク側で誤検出が生じても、Ｓi ＜αに保持されて出力ゲート２３ の出力信号が^"０^"に保持されるため、位相ずれや波形歪みの影響を受けることな く瞬低が正確に検出され、従来のように誤検出に伴って連続的に補償状態に保持 されることがなく、瞬低発生時には補償機能が常に正常に動作する。 なお、各部の構成等は実施例に限定されるものでなく、補償交流の形成にイン バータ装置を用いない場合にも適用できるのは勿論である。

【００２７】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成されているため、以下に記載する効果を奏 する。 ピークホールド部１９に保持された電圧検出信号Ｖi 及び基準正弦波信号Ｖsi n の絶対値のピークの差ΔＰとピーク側の基準値βとの比較に基づき、ピーク側 検出用の比較器２１により差ΔＰから瞬低が検出され、このとき、ピーク値Ｐi ，Ｐsin が位相ずれの影響を受けないため、この位相ずれに伴う誤検出を排除し て瞬低が検出される。

【００２８】 さらに、出力ゲート２３により両信号Ｖi ，Ｖsin の差の積分値Ｓi に基づく 従来からの積分側の瞬低検出とピーク値の差ΔＰに基づくピーク側の瞬低検出と が同時に生じたときにのみ瞬低の検出信号を出力するため、位相ずれ等に伴う誤 検出を排除して瞬低が正確に検出される。

【００２９】 したがって、信号Ｖi ，Ｖsin の位相ずれに強いピーク側の瞬低検出と、波形 歪みに強い積分側の瞬低検出とを組合せ、従来の位相ずれ等に伴う誤検出を防止 して電源電圧の本来の瞬低のみを正確に検出することができ、補償状態に連続的 に保持されることを防止し、瞬低発生時に補償機能を常に正常に動作することが でき、この種直列注入型の瞬時電圧低下補償装置の性能を著しく向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の瞬時電圧低下補償装置の１実施例の一
部のブロック図である。

【図２】位相ずれ発生時の図１の検出説明用の波形図で
ある。

【図３】波形歪み発生時の図１の検出説明用の波形図で
ある。

【図４】本考案が適用される瞬時電圧低下補償装置のブ
ロック図である。

【図５】位相ずれ，波形歪みのないときの従来例の検出
説明用の波形図である。

【図６】位相ずれ発生時の従来例の検出説明用の波形図
である。

【符号の説明】

１ 交流電源 ４ 負荷 １９ ピークホールド部 ２０ ピーク差演算用の減算器 ２１ ピーク側検出用の比較器 ２３ 出力ゲート Ｖi 電圧検出信号 Ｖsin 基準正弦波信号 Ｄa 積分側検出信号 Ｄb ピーク側検出信号 Ｄc 瞬時電圧低下の検出信号 Ｐi ，Ｐsin ピーク値 ΔＰ ピーク値の差 Ｓi 積分値 α 積分側の基準値 β ピーク側の基準値

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷に給電される交流電源の電圧検出信
   号と該信号に同期して形成された基準正弦波信号との差
   の微小期間の積分をくり返し、 前記差の積分値と積分側の基準値とを比較して前記交流
   電源の瞬時電圧低下の発生を監視し、 瞬時電圧低下の検出時、低下量相当の補償交流を形成し
   て前記交流電源に直列に加算し、負荷電圧の低下変動を
   抑制する瞬時電圧低下補償装置において、 前記電圧検出信号及び前記基準正弦波信号それぞれの絶
   対値信号のピーク値を抽出して保持するピークホールド
   部と、 前記ピークホールド部に保持された前記両ピーク値の差
   を出力するピーク差演算用の減算器と、 前記減算器の出力信号とピーク側の基準値とを比較し，
   前記両ピーク値の差が前記ピーク側の基準値以上のとき
   に瞬時電圧低下を検出するピーク側検出用の比較器と、 前記差の積分値と積分側の基準値との比較に基づく積分
   側検出信号と前記比較器のピーク側検出信号とが同時に
   入力されたときにのみ瞬時電圧低下の検出信号を出力す
   る出力ゲートとを備えた瞬時電圧低下補償装置。