JPH07121254A - 電力用高調波・無効電力補償装置 - Google Patents
電力用高調波・無効電力補償装置Info
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- JPH07121254A JPH07121254A JP5263492A JP26349293A JPH07121254A JP H07121254 A JPH07121254 A JP H07121254A JP 5263492 A JP5263492 A JP 5263492A JP 26349293 A JP26349293 A JP 26349293A JP H07121254 A JPH07121254 A JP H07121254A
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 系統電圧に逆相分、零相分が存在する場合で
も系統電流が正弦波となるような、電力用高調波または
無効電力補償装置を得る。 【構成】 ３相電力系統の各相瞬時電圧を９０゜遅らせ
た電圧を導出する回路を設け、その電圧と各相瞬時電流
の積から３相一括の瞬時無効電力を求めることにより、
系統電圧に逆相分、零相分が存在する場合でも系統電流
が正弦波となるような補償が行えるようにした。
も系統電流が正弦波となるような、電力用高調波または
無効電力補償装置を得る。 【構成】 ３相電力系統の各相瞬時電圧を９０゜遅らせ
た電圧を導出する回路を設け、その電圧と各相瞬時電流
の積から３相一括の瞬時無効電力を求めることにより、
系統電圧に逆相分、零相分が存在する場合でも系統電流
が正弦波となるような補償が行えるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、インバータを主構成
要素とする電力用アクティブフィルタや電力用無効電力
補償装置（ＳＶＧともいう）などの電力用高調波及び無
効電力の補償装置に関するものである。
要素とする電力用アクティブフィルタや電力用無効電力
補償装置（ＳＶＧともいう）などの電力用高調波及び無
効電力の補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】瞬時電力・瞬時無効電力理論を用いた従
来の無効電力補償装置の補償電流導出法を文献、赤木、
金澤、藤田、難波江：「瞬時無効電力の一般化理論とそ
の応用」電気学会論文誌Ｂ、１０３巻、７号、ｐｐ４８
３−４９０、昭和５８年７月を基に説明する。なお、標
記の都合上文章中の添字αとβは<a> と<b> で表す。瞬
時電力ｐ・瞬時無効電力ｑはα電圧ｅ<a> 、β電圧ｅ
<b> 、α電流ｉ<a> 、β電流ｉ<b> を用いて次式のよう
に表される。
来の無効電力補償装置の補償電流導出法を文献、赤木、
金澤、藤田、難波江：「瞬時無効電力の一般化理論とそ
の応用」電気学会論文誌Ｂ、１０３巻、７号、ｐｐ４８
３−４９０、昭和５８年７月を基に説明する。なお、標
記の都合上文章中の添字αとβは<a> と<b> で表す。瞬
時電力ｐ・瞬時無効電力ｑはα電圧ｅ<a> 、β電圧ｅ
<b> 、α電流ｉ<a> 、β電流ｉ<b> を用いて次式のよう
に表される。
【０００３】
【数１】
【０００４】図５は３相３線式電力系統に設けられた従
来の無効電力補償装置の構成を示した図である。瞬時電
力ｐ、瞬時無効電力ｑを図４の系統の各部分において求
めることができる。また、瞬時電力ｐ、瞬時無効電力ｑ
が求められれば次式からその部分を流れる電流を求める
ことができる。
来の無効電力補償装置の構成を示した図である。瞬時電
力ｐ、瞬時無効電力ｑを図４の系統の各部分において求
めることができる。また、瞬時電力ｐ、瞬時無効電力ｑ
が求められれば次式からその部分を流れる電流を求める
ことができる。
【０００５】
【数２】
【０００６】系統の電源側を添字Ｓ、負荷側を添字Ｌ、
無効電力補償装置側を添字Ｃで表して、（４）式から次
式を得る。
無効電力補償装置側を添字Ｃで表して、（４）式から次
式を得る。
【０００７】
【数３】
【０００８】無効電力補償装置が負荷電流の高調波成分
を供給する場合には、無効電力補償装置が供給する瞬時
電力ｐC 、瞬時無効電力ｑC を、次式のように表す。な
お、添字ＡＣは交流成分、添字ＤＣは直流成分を表すも
のとする。 ｐC ＝ｐLAC （８−１） ｑC ＝ｑLAC （８−２） なお、（８−１）および（８−１）式（以下、両式を単
に（８）式という。）は負荷電流の無効電流分などを無
効電力補償装置から供給することを示している。
を供給する場合には、無効電力補償装置が供給する瞬時
電力ｐC 、瞬時無効電力ｑC を、次式のように表す。な
お、添字ＡＣは交流成分、添字ＤＣは直流成分を表すも
のとする。 ｐC ＝ｐLAC （８−１） ｑC ＝ｑLAC （８−２） なお、（８−１）および（８−１）式（以下、両式を単
に（８）式という。）は負荷電流の無効電流分などを無
効電力補償装置から供給することを示している。
【０００９】（６）式からわかるように、負荷瞬時電力
ｐL は、電圧ｅ<a> 、ｅ<b> と負荷電流ｉL<a>、ｉL<b>
の測定値を用いて導出できる。ｐLAC はその交流成分で
あり、適当な回路によって負荷瞬時電力ｐL から抽出す
ることができる。（６）式からわかるように負荷瞬時無
効電力ｑL も電圧ｅ<a> 、ｅ<b> と負荷電流ｉL<a>、ｉ
L<b>の測定値を用いて導出できる。したがって、（８）
式から瞬時電力ｐC 、瞬時無効電力ｑC を導出できる。
ゆえに、（７）式からわかるように補償電流ｉC<a>、ｉ
C<b>はこれら瞬時電力ｐC 、瞬時無効電力ｑC と電圧ｅ
<a> 、ｅ<b> の測定値を用いて導出することができる。
さらに、（３）式を用いて電流ｉC<a>、ｉC<b>から各相
瞬時補償電流指令ｉCa、ｉCb、ｉCcを導出できる。
ｐL は、電圧ｅ<a> 、ｅ<b> と負荷電流ｉL<a>、ｉL<b>
の測定値を用いて導出できる。ｐLAC はその交流成分で
あり、適当な回路によって負荷瞬時電力ｐL から抽出す
ることができる。（６）式からわかるように負荷瞬時無
効電力ｑL も電圧ｅ<a> 、ｅ<b> と負荷電流ｉL<a>、ｉ
L<b>の測定値を用いて導出できる。したがって、（８）
式から瞬時電力ｐC 、瞬時無効電力ｑC を導出できる。
ゆえに、（７）式からわかるように補償電流ｉC<a>、ｉ
C<b>はこれら瞬時電力ｐC 、瞬時無効電力ｑC と電圧ｅ
<a> 、ｅ<b> の測定値を用いて導出することができる。
さらに、（３）式を用いて電流ｉC<a>、ｉC<b>から各相
瞬時補償電流指令ｉCa、ｉCb、ｉCcを導出できる。
【００１０】図７において、１は３相３線式電力系統の
電源、２は負荷、３は無効電力補償装置の構成要素であ
る３相３線式インバータ、４１は系統の相電圧を検出す
る系統電圧検出器、２２はは系統の相電流を検出する負
荷電流検出器、５は検出器４１の各相電圧からα電圧ｅ
<a> 、β電圧ｅ<b> を導出する第１のαβ変換回路、６
は負荷電流検出器２２の各相負電流からα電流ｉL<a>、
β電流ｉL<b>を導出する第２のαβ変換回路、７は第１
および第２のαβ変換回路５、６の出力から負荷瞬時電
力ｐL を導出する負荷瞬時電力導出回路、８は第１およ
び第２のαβ変換回路５、６の出力から負荷瞬時無効電
力ｑL を導出する負荷瞬時無効電力導出回路、９は第１
のαβ変換回路５の出力から上記Δを導出するΔ導出回
路、２６は負荷瞬時電力導出回路７の出力から交流成分
ｐLAC を抽出する第１の交流成分抽出回路、２７は負荷
瞬時無効電力導出８の出力から交流成分ｑLAC を抽出す
る第２の交流成分抽出回路、１０は第１のαβ変換回路
５、Δ導出回路９、交流成分抽出回路２６、交流成分抽
出回路２７の出力からα、β補償電流ｉC<a>、ｉC<b>を
導出する回路、１１は１０の出力からα、β補償電流ｉ
C<a>、ｉC<b>を導出するｉC<a>・ｉC<b>導出回路、１１
はｉC<a>・ｉC<b>導出回路１０の出力から各相補償電流
指令値ｉCa、ｉCb、ｉCcを導出する各相成分変換回路で
ある。
電源、２は負荷、３は無効電力補償装置の構成要素であ
る３相３線式インバータ、４１は系統の相電圧を検出す
る系統電圧検出器、２２はは系統の相電流を検出する負
荷電流検出器、５は検出器４１の各相電圧からα電圧ｅ
<a> 、β電圧ｅ<b> を導出する第１のαβ変換回路、６
は負荷電流検出器２２の各相負電流からα電流ｉL<a>、
β電流ｉL<b>を導出する第２のαβ変換回路、７は第１
および第２のαβ変換回路５、６の出力から負荷瞬時電
力ｐL を導出する負荷瞬時電力導出回路、８は第１およ
び第２のαβ変換回路５、６の出力から負荷瞬時無効電
力ｑL を導出する負荷瞬時無効電力導出回路、９は第１
のαβ変換回路５の出力から上記Δを導出するΔ導出回
路、２６は負荷瞬時電力導出回路７の出力から交流成分
ｐLAC を抽出する第１の交流成分抽出回路、２７は負荷
瞬時無効電力導出８の出力から交流成分ｑLAC を抽出す
る第２の交流成分抽出回路、１０は第１のαβ変換回路
５、Δ導出回路９、交流成分抽出回路２６、交流成分抽
出回路２７の出力からα、β補償電流ｉC<a>、ｉC<b>を
導出する回路、１１は１０の出力からα、β補償電流ｉ
C<a>、ｉC<b>を導出するｉC<a>・ｉC<b>導出回路、１１
はｉC<a>・ｉC<b>導出回路１０の出力から各相補償電流
指令値ｉCa、ｉCb、ｉCcを導出する各相成分変換回路で
ある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】無効電力補償装置にお
いて、従来の瞬時電力・瞬時無効電力理論を用いた補償
電流導出回路を採用した場合、キルヒホッフの第一法則
と（５）、（６）、（７）式および（８）式から、系統
の電源側から流れ込む電流、すなわち系統電流ｉs<a>、
ｉs<b>は次式となる。
いて、従来の瞬時電力・瞬時無効電力理論を用いた補償
電流導出回路を採用した場合、キルヒホッフの第一法則
と（５）、（６）、（７）式および（８）式から、系統
の電源側から流れ込む電流、すなわち系統電流ｉs<a>、
ｉs<b>は次式となる。
【００１２】
【数４】
【００１３】系統電圧が正弦波の場合（基本波成分だけ
が存在する場合）、電圧ｅ<a> 、ｅ<b> は正弦波の交流
となる。また、定常状態において、負荷側の瞬時電力の
直流分ｐLDC は一定値である。したがって、上記Δが直
流成分だけなら、１／Δが直流となり、ｉs<a>、ｉs<b>
は正弦波となる。当然、系統各相電流ｉsa、ｉsb、ｉsc
も正弦波になる。しかし、Δに交流成分が含まれるなら
ば、１／Δにも交流成分が含まれることになり、
ｉs<a>、ｉs<b>に高調波成分が含まれることになる。こ
の高調波成分は誘導障害などをもたらすため好ましくな
い。Δに交流成分が含まれる場合というのは、つぎのケ
ースである。 （１）系統電圧に高調波成分が含まれる。 （２）系統電圧が正弦波であっても非対称である。すな
わち、正相成分以外に逆相、零相成分が含まれる。 後者のケースはよくみられる。従来の方式が望ましい結
果をもたらすのは結局、正弦波対称３相電圧の場合に限
られる。さらに、（１）、（２）、（３）式から瞬時無
効電力ｑは
が存在する場合）、電圧ｅ<a> 、ｅ<b> は正弦波の交流
となる。また、定常状態において、負荷側の瞬時電力の
直流分ｐLDC は一定値である。したがって、上記Δが直
流成分だけなら、１／Δが直流となり、ｉs<a>、ｉs<b>
は正弦波となる。当然、系統各相電流ｉsa、ｉsb、ｉsc
も正弦波になる。しかし、Δに交流成分が含まれるなら
ば、１／Δにも交流成分が含まれることになり、
ｉs<a>、ｉs<b>に高調波成分が含まれることになる。こ
の高調波成分は誘導障害などをもたらすため好ましくな
い。Δに交流成分が含まれる場合というのは、つぎのケ
ースである。 （１）系統電圧に高調波成分が含まれる。 （２）系統電圧が正弦波であっても非対称である。すな
わち、正相成分以外に逆相、零相成分が含まれる。 後者のケースはよくみられる。従来の方式が望ましい結
果をもたらすのは結局、正弦波対称３相電圧の場合に限
られる。さらに、（１）、（２）、（３）式から瞬時無
効電力ｑは
【００１４】
【数５】
【００１５】となり、系統が対称３相電圧の場合、（ｅ
c−ｅb）／√３はｅa を９０°進ませた電圧、（ｅa−
ｅc）／√３はｅb を９０°進ませた電圧、（ｅb−
ｅa）／√３はｅc を９０°進ませた電圧となり、瞬時
無効電力ｑの平均値は無効電力となる（ただし、進み電
流による無効電力を正としている）。しかし、非対称３
相電圧の場合、瞬時無効電力ｑの平均値は無効電力を表
さない。 以上が従来の瞬時電力・瞬時無効電力を用いた電力用無
効電力補償装置の問題点である。
c−ｅb）／√３はｅa を９０°進ませた電圧、（ｅa−
ｅc）／√３はｅb を９０°進ませた電圧、（ｅb−
ｅa）／√３はｅc を９０°進ませた電圧となり、瞬時
無効電力ｑの平均値は無効電力となる（ただし、進み電
流による無効電力を正としている）。しかし、非対称３
相電圧の場合、瞬時無効電力ｑの平均値は無効電力を表
さない。 以上が従来の瞬時電力・瞬時無効電力を用いた電力用無
効電力補償装置の問題点である。
【００１６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、系統電圧が正弦波であるな
らば、対称３相電圧の場合はもちろん、非対称３相電圧
の場合に対しても負荷に流れる高調波電流、また必要な
らば無効電流、逆相電流を供給し、しかも系統電流に高
調波成分を生じさせない無効電力補償装置を得ることを
目的とする。
ためになされたものであり、系統電圧が正弦波であるな
らば、対称３相電圧の場合はもちろん、非対称３相電圧
の場合に対しても負荷に流れる高調波電流、また必要な
らば無効電流、逆相電流を供給し、しかも系統電流に高
調波成分を生じさせない無効電力補償装置を得ることを
目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る電力用無効電力補償装置の補償電流導出回路は、従来
の方式で用いられていた瞬時無効電力とは異なる新しい
瞬時無効電力を用いる手段、上記瞬時無効電力を導出す
るために各相瞬時電圧を９０°遅らせる手段、上記９０
°遅らせた電圧と各相電流とから瞬時無効電力を導出す
る手段、および上記瞬時無効電力から補償電流の指令値
を導出する手段を備えたものである。
る電力用無効電力補償装置の補償電流導出回路は、従来
の方式で用いられていた瞬時無効電力とは異なる新しい
瞬時無効電力を用いる手段、上記瞬時無効電力を導出す
るために各相瞬時電圧を９０°遅らせる手段、上記９０
°遅らせた電圧と各相電流とから瞬時無効電力を導出す
る手段、および上記瞬時無効電力から補償電流の指令値
を導出する手段を備えたものである。
【００１８】請求項２、３に係るものは、上記各相瞬時
電圧を９０°遅らせる手段として、位相遅れ回路または
メモリを用いるものである。
電圧を９０°遅らせる手段として、位相遅れ回路または
メモリを用いるものである。
【００１９】請求項４に係るものは、上記９０°遅らせ
た電圧と各相瞬時電圧とから関数を導出し、これと瞬時
無効電力の交流成分の積から補償電流の指令値を導出す
るものである。
た電圧と各相瞬時電圧とから関数を導出し、これと瞬時
無効電力の交流成分の積から補償電流の指令値を導出す
るものである。
【００２０】請求項５に係るものは、３相３線式電力系
統において、上記瞬時無効電力を導出するために２相の
電流信号を用いるものである。
統において、上記瞬時無効電力を導出するために２相の
電流信号を用いるものである。
【００２１】請求項６、７、８、９、１０項に係るもの
は、上記補償電流指令値の導出において、各相電圧を９
０°以外の任意の角度θだけ遅らせた電圧を用いるもの
である。
は、上記補償電流指令値の導出において、各相電圧を９
０°以外の任意の角度θだけ遅らせた電圧を用いるもの
である。
【００２２】
【作用】この発明の請求項１に係る電力用無効電力補償
装置は系統電圧に高調波成分が含まれていない限り、系
統電圧が対称の場合はもちろん、非対称の場合に対して
も、その平均値が真の無効電力を表す正しい瞬時無効電
力を用いている。すなわち、本発明では瞬時無効電力ｑ
を、相電流瞬時値と相電圧を９０°遅らせた電圧瞬時値
との積の３相分の和と定義する。なお９０°進ませた相
電圧ではなく、９０°遅らせた相電圧を用いているの
は、遅れ電流による無効電力を正とするためである。瞬
時無効電力ｑを式で表せば次のようになる。 ｑ＝ｅa′ｉa＋ｅb′ｉb＋ｅc′ｉc （１０） ただし、ｅa′ ：ｅa を９０°遅らせた電圧 ｅb′ ：ｅb を９０°遅らせた電圧 ｅc′ ：ｅc を９０°遅らせた電圧 一方、瞬時電力ｐは従来と同様に次式で表される。 ｐ＝ｅaｉa＋ｅbｉb＋ｅcｉc （１１） ３相４線式の電力系統を考えることにする。中性線電流
ｉ0 は次式で与えられる。 ｉ0＝ｉa＋ｉb＋ｉc （１２） （１０）、（１１）、（１２）式から次式を得る。
装置は系統電圧に高調波成分が含まれていない限り、系
統電圧が対称の場合はもちろん、非対称の場合に対して
も、その平均値が真の無効電力を表す正しい瞬時無効電
力を用いている。すなわち、本発明では瞬時無効電力ｑ
を、相電流瞬時値と相電圧を９０°遅らせた電圧瞬時値
との積の３相分の和と定義する。なお９０°進ませた相
電圧ではなく、９０°遅らせた相電圧を用いているの
は、遅れ電流による無効電力を正とするためである。瞬
時無効電力ｑを式で表せば次のようになる。 ｑ＝ｅa′ｉa＋ｅb′ｉb＋ｅc′ｉc （１０） ただし、ｅa′ ：ｅa を９０°遅らせた電圧 ｅb′ ：ｅb を９０°遅らせた電圧 ｅc′ ：ｅc を９０°遅らせた電圧 一方、瞬時電力ｐは従来と同様に次式で表される。 ｐ＝ｅaｉa＋ｅbｉb＋ｅcｉc （１１） ３相４線式の電力系統を考えることにする。中性線電流
ｉ0 は次式で与えられる。 ｉ0＝ｉa＋ｉb＋ｉc （１２） （１０）、（１１）、（１２）式から次式を得る。
【００２３】
【数６】
【００２４】（１３）式から次式を得る。
【００２５】
【数７】
【００２６】（１３）、（１４）式は系統の各部分で成
立する。無効電力補償装置が供給する瞬時電力ｐC 、瞬
時無効電力ｑC を（８）式のように定め、中性線電流ｉ
C0をｉL0とおけば、（１４）式から補償電流指令ｉCa、
ｉCb、ｉCcは次式で表される。
立する。無効電力補償装置が供給する瞬時電力ｐC 、瞬
時無効電力ｑC を（８）式のように定め、中性線電流ｉ
C0をｉL0とおけば、（１４）式から補償電流指令ｉCa、
ｉCb、ｉCcは次式で表される。
【００２７】
【数８】
【００２８】同様にして（１４）式から系統電流ｉsa、
ｉsb、ｉscは次式で表される。
ｉsb、ｉscは次式で表される。
【００２９】
【数９】
【００３０】この発明の方式における（１３）、（１
４）、（１５）、（１６）式がそれぞれ、従来方式にお
ける（１）、（４）、（７）、（９）式に対応する。系
統電圧が非対称の場合、従来の方式における（９）式の
Δには直流成分に加えて交流成分が生じたが、対応する
発明の方式における（１６）式のΔ4′ は直流成分だけ
である。したがって、（１６）式からわかるように発明
方式では系統各相電流ｉsa、ｉsb、ｉscに高調波成分が
含まれず、良好な動作を行うことになる。
４）、（１５）、（１６）式がそれぞれ、従来方式にお
ける（１）、（４）、（７）、（９）式に対応する。系
統電圧が非対称の場合、従来の方式における（９）式の
Δには直流成分に加えて交流成分が生じたが、対応する
発明の方式における（１６）式のΔ4′ は直流成分だけ
である。したがって、（１６）式からわかるように発明
方式では系統各相電流ｉsa、ｉsb、ｉscに高調波成分が
含まれず、良好な動作を行うことになる。
【００３１】請求項２に記載した位相遅れ回路を用いる
方法、あるいは請求項３に記載したメモリを用いる方法
は、従来方式で用いられていたαβ変換を用いず、各相
量を直接取り扱うので回路が簡単となる。また、回路が
簡単になるので、精度の高い出力電流指令値が得られる
ことになる。
方法、あるいは請求項３に記載したメモリを用いる方法
は、従来方式で用いられていたαβ変換を用いず、各相
量を直接取り扱うので回路が簡単となる。また、回路が
簡単になるので、精度の高い出力電流指令値が得られる
ことになる。
【００３２】請求項４に記載した瞬時無効電力に各相瞬
時電圧と各相瞬時電圧を９０°遅らせた電圧の関数を乗
じて補償電流の指令値を算出する回路は、（１６）式か
らわかるように、Δ4′ に交流成分が含まれないので系
統電流は正弦波となり、良好な動作を行うことになる。
時電圧と各相瞬時電圧を９０°遅らせた電圧の関数を乗
じて補償電流の指令値を算出する回路は、（１６）式か
らわかるように、Δ4′ に交流成分が含まれないので系
統電流は正弦波となり、良好な動作を行うことになる。
【００３３】請求項５に記載した３相３線式の回路では
次式が成立する。 ｉc＝−（ｉa＋ｉb） （１７） （１７）式を（１０）、（１１）式に代入し、次式を得
る。
次式が成立する。 ｉc＝−（ｉa＋ｉb） （１７） （１７）式を（１０）、（１１）式に代入し、次式を得
る。
【００３４】
【数１０】
【００３５】（１８）式から次式を得る。
【００３６】
【数１１】
【００３７】（１８）、（１９）式は系統の各部分で成
立する。瞬時電力ｐC 、瞬時無効電力ｑC を（８）式の
ように定めると、（８）、（１９）式から補償電流指令
ｉCa、ｉCbは次式で表される。
立する。瞬時電力ｐC 、瞬時無効電力ｑC を（８）式の
ように定めると、（８）、（１９）式から補償電流指令
ｉCa、ｉCbは次式で表される。
【００３８】
【数１２】
【００３９】同様にして、（８）、（１９）式から系統
電流ｉsa、ｉsbは次式で表される。
電流ｉsa、ｉsbは次式で表される。
【００４０】
【数１３】
【００４１】この発明の方式における（１８）、（１
９）、（２０）、（２１）式がそれぞれ、従来方式にお
ける（１）、（４）、（７）、（９）式に対応する。系
統電圧が非対称の場合、従来方式における（９）式のΔ
には直流成分に加えて交流成分が生じたが、対応するこ
の発明の方式における（２１）式のΔ3′ は直流成分だ
けである。したがって、（２１）式からわかるようにこ
の発明の方式では系統各相電流ｉsa、ｉsbに高調波成分
が含まれない。そのため、電流ｉscにも高調波成分が含
まれない。以上のことからこの発明の方式では良好な動
作を行うことになる。
９）、（２０）、（２１）式がそれぞれ、従来方式にお
ける（１）、（４）、（７）、（９）式に対応する。系
統電圧が非対称の場合、従来方式における（９）式のΔ
には直流成分に加えて交流成分が生じたが、対応するこ
の発明の方式における（２１）式のΔ3′ は直流成分だ
けである。したがって、（２１）式からわかるようにこ
の発明の方式では系統各相電流ｉsa、ｉsbに高調波成分
が含まれない。そのため、電流ｉscにも高調波成分が含
まれない。以上のことからこの発明の方式では良好な動
作を行うことになる。
【００４２】請求項６に記載した、９０°の代わりにθ
だけ遅れた相電圧を導出する回路は、θを９０°未満に
すれば、９０°だけ遅れた相電圧を導出する回路より
も、過渡応答特性がよくなり、さらに負荷に応じてθを
適当に選ぶことによって式（２２）で定義されるｆの交
流成分が小さくなり、上記ｆからｆの交流成分を分離、
抽出する回路の過渡応答特性を向上できる。 ｆ＝ｅa″ｉa＋ｅb″ｉb＋ｅc″ｉc （２２） ただし、 ｅa″ 、ｅb″ 、ｅc″ ：それぞれｅa 、ｅb
、ｅc を位相角θ遅らせた電圧 （１１）、（１２）、（２２）式から次式を得る。
だけ遅れた相電圧を導出する回路は、θを９０°未満に
すれば、９０°だけ遅れた相電圧を導出する回路より
も、過渡応答特性がよくなり、さらに負荷に応じてθを
適当に選ぶことによって式（２２）で定義されるｆの交
流成分が小さくなり、上記ｆからｆの交流成分を分離、
抽出する回路の過渡応答特性を向上できる。 ｆ＝ｅa″ｉa＋ｅb″ｉb＋ｅc″ｉc （２２） ただし、 ｅa″ 、ｅb″ 、ｅc″ ：それぞれｅa 、ｅb
、ｅc を位相角θ遅らせた電圧 （１１）、（１２）、（２２）式から次式を得る。
【００４３】
【数１４】
【００４４】（２３）式から次式を得る。
【００４５】
【数１５】
【００４６】Δ4″ には直流成分だけが存在する。例え
ばｅa″ はｅa′ 、ｅa を用いて次式のように表され
る。 ｅa″＝ｅa′ｓｉｎθ＋ｅaｃｏｓθ したがって、上記ｆは瞬時電力ｐ、瞬時無効電力ｑを用
いて次式のように表される。 ｆ＝ｐｃｏｓθ＋ｑｓｉｎθ （２５） （２３）、（２４）、（２５）式は系統の各部分で成立
する。無効電力補償装置が供給する瞬時電力ｐC 、瞬時
無効電力ｑC を（８）式のように定め、電流ｉC0が電流
ｉL0と等しいとおけば、（８）、（２４）、（２５）式
から次式を得る。
ばｅa″ はｅa′ 、ｅa を用いて次式のように表され
る。 ｅa″＝ｅa′ｓｉｎθ＋ｅaｃｏｓθ したがって、上記ｆは瞬時電力ｐ、瞬時無効電力ｑを用
いて次式のように表される。 ｆ＝ｐｃｏｓθ＋ｑｓｉｎθ （２５） （２３）、（２４）、（２５）式は系統の各部分で成立
する。無効電力補償装置が供給する瞬時電力ｐC 、瞬時
無効電力ｑC を（８）式のように定め、電流ｉC0が電流
ｉL0と等しいとおけば、（８）、（２４）、（２５）式
から次式を得る。
【００４７】
【数１６】
【００４８】同様にして、（８）、（２４）、（２５）
式から系統電流ｉｓａ、ｉsb、ｉscは次式で表される。
式から系統電流ｉｓａ、ｉsb、ｉscは次式で表される。
【００４９】
【数１７】
【００５０】系統電圧が非対称の場合、従来方式におけ
る（９）式の上記Δには直流成分に加えて交流成分が生
じたが、対応するこの発明の方式における（２７）式の
Δ4は直流成分だけである。したがって、（２７）式か
らわかるようにこの発明の方式では系統各相電流ｉsa、
ｉsb、ｉscに高調波成分が含まれず、良好な動作を行う
ことになる。
る（９）式の上記Δには直流成分に加えて交流成分が生
じたが、対応するこの発明の方式における（２７）式の
Δ4は直流成分だけである。したがって、（２７）式か
らわかるようにこの発明の方式では系統各相電流ｉsa、
ｉsb、ｉscに高調波成分が含まれず、良好な動作を行う
ことになる。
【００５１】請求項７に記載した位相遅れ回路を用いる
方法、あるいは請求項８に記載したメモリを用いる方法
は、αβ変換を用いていないので回路が簡単となる。ま
た、回路が簡単になるので、精度の高い出力電流指令値
が得られることになる。
方法、あるいは請求項８に記載したメモリを用いる方法
は、αβ変換を用いていないので回路が簡単となる。ま
た、回路が簡単になるので、精度の高い出力電流指令値
が得られることになる。
【００５２】請求項９に記載した、上記ｆに各相瞬時電
圧と各相瞬時電圧を９０°遅らせた電圧の関数を乗じて
補償電流の指令値を算出する回路は、（２７）式からわ
かるように、Δ4″ に交流成分が含まれないので補償電
流指令値は正弦波波形となり、良好な動作を行うことに
なる。
圧と各相瞬時電圧を９０°遅らせた電圧の関数を乗じて
補償電流の指令値を算出する回路は、（２７）式からわ
かるように、Δ4″ に交流成分が含まれないので補償電
流指令値は正弦波波形となり、良好な動作を行うことに
なる。
【００５３】請求項１０に記載した３相３線式の回路で
は（１７）式が成立する。（１７）式を（１１）、（２
２）式に代入し、次式を得る。
は（１７）式が成立する。（１７）式を（１１）、（２
２）式に代入し、次式を得る。
【００５４】
【数１８】
【００５５】（２８）式から次式を得る。
【００５６】
【数１９】
【００５７】Δ3″ には直流成分だけが存在する。（２
８）、（２９）式は系統の各部分で成立する。瞬時電力
ｐC 、瞬時無効電力ｑC を（８）式のように定めると、
（８）、（２５）、（２９）式から補償電流指令ｉCa、
ｉCbは次式で表される。
８）、（２９）式は系統の各部分で成立する。瞬時電力
ｐC 、瞬時無効電力ｑC を（８）式のように定めると、
（８）、（２５）、（２９）式から補償電流指令ｉCa、
ｉCbは次式で表される。
【００５８】
【数２０】
【００５９】（３０）式からわかるようにｐLAC 、ｆ
LAC を用いて無効電力補償装置の出力電流を導出でき
る。同様にして（８）、（２５）、（２９）式から系統
電流ｉsa、ｉsbは次式で表される。
LAC を用いて無効電力補償装置の出力電流を導出でき
る。同様にして（８）、（２５）、（２９）式から系統
電流ｉsa、ｉsbは次式で表される。
【００６０】
【数２１】
【００６１】（３１）式のΔ3″ は直流成分だけであ
る。したがって、（３１）式からわかるように系統各相
電流ｉsa、ｉsbに高調波成分が含まれず、良好な動作を
行うことになる。
る。したがって、（３１）式からわかるように系統各相
電流ｉsa、ｉsbに高調波成分が含まれず、良好な動作を
行うことになる。
【００６２】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図に基づいて説
明する。図１の３相３線式系統において、１は電源、２
は負荷、３は３相３線式インバータ、２１は系統電圧検
出器、２２は負荷電流検出器、２３は系統電圧検出器２
１と負荷電流検出器２２の検出結果から負荷瞬時電力ｐ
L を導出する負荷瞬時電力導出回路、２４は系統電圧検
出器２１の検出瞬時電圧の位相を９０°遅らせる９０゜
遅延回路、２５は負荷電流検出器２２と９０゜遅延回路
２４の出力から負荷瞬時無効電力ｑL を導出する負荷瞬
時無効電力導出回路、２６は負荷瞬時電力導出回路２３
から交流成分ｐLAC を抽出する第１の交流成分抽出回
路、２７は負荷瞬時無効電力導出回路２５から交流成分
ｑLAC を抽出する第２の交流成分抽出回路、２８は系統
電圧検出器２１と９０゜遅延回路２４の出力からΔ3′
を出力するΔ3′ 導出回路、２９は系統電圧検出器２
１、９０゜遅延回路２４、第１の交流成分抽出回路２
６、第２の交流成分抽出回路２７、Δ3′ 導出回路２８
の出力から補償電流指令ｉCaとｉCbを出力するｉCa・ｉ
Cb導出回路、３０はｉCa・ｉCb導出回路２９の出力から
補償電流指令ｉCcを出力するｉCc導出回路である。補償
電流指令ｉCa、ｉCbおよびｉCcによって３相３線式イン
バータ３の出力電流を追従させる。
明する。図１の３相３線式系統において、１は電源、２
は負荷、３は３相３線式インバータ、２１は系統電圧検
出器、２２は負荷電流検出器、２３は系統電圧検出器２
１と負荷電流検出器２２の検出結果から負荷瞬時電力ｐ
L を導出する負荷瞬時電力導出回路、２４は系統電圧検
出器２１の検出瞬時電圧の位相を９０°遅らせる９０゜
遅延回路、２５は負荷電流検出器２２と９０゜遅延回路
２４の出力から負荷瞬時無効電力ｑL を導出する負荷瞬
時無効電力導出回路、２６は負荷瞬時電力導出回路２３
から交流成分ｐLAC を抽出する第１の交流成分抽出回
路、２７は負荷瞬時無効電力導出回路２５から交流成分
ｑLAC を抽出する第２の交流成分抽出回路、２８は系統
電圧検出器２１と９０゜遅延回路２４の出力からΔ3′
を出力するΔ3′ 導出回路、２９は系統電圧検出器２
１、９０゜遅延回路２４、第１の交流成分抽出回路２
６、第２の交流成分抽出回路２７、Δ3′ 導出回路２８
の出力から補償電流指令ｉCaとｉCbを出力するｉCa・ｉ
Cb導出回路、３０はｉCa・ｉCb導出回路２９の出力から
補償電流指令ｉCcを出力するｉCc導出回路である。補償
電流指令ｉCa、ｉCbおよびｉCcによって３相３線式イン
バータ３の出力電流を追従させる。
【００６３】次に動作について説明する。系統電圧検出
器２１では線間瞬時電圧（ｅa−ｅc）、（ｅb−ｅc）を
検出する。負荷電流検出器２２では負荷のａ、ｂ相瞬時
電流ｉLa、ｉLbを検出する。負荷瞬時電力導出回路２３
では（１８）式から得られる次式を用いて負荷瞬時電力
ｐL を計算する。 ｐL＝（ｅa−ｅc）ｉLa＋（ｅb−ｅc）ｉLb （３２） ９０゜遅延回路２４では（ｅa−ｅc）、（ｅb−ｅc）の
位相を９０°遅らせた（ｅa−ｅc）′、（ｅb−ｅc）′
を出力するが、これらはそれぞれ（ｅa′−ｅc′）、
（ｅb′−ｅc′）に等しい。負荷瞬時無効電力導出回路
２５では、（１８）式から得られる次式に従って負荷瞬
時無効電力ｑL を導出する。 ｑL＝(ｅa′−ｅc′）ｉLa＋（ｅb′−ｅc′）ｉLb （３３） 第１の交流成分抽出回路２６では負荷瞬時電力ｐL から
交流成分ｐLAC を抽出し、第２の交流成分抽出回路２７
では負荷瞬時無効電力ｑL から交流成分ｑＬＡＣを抽出
する。Δ３′ 導出回路２８では系統電圧検出器２１の
検出電圧と９０゜遅延回路２４の位相を９０°遅らせた
電圧から（１９）式に従って△3′ を導出する。ｉCa・
ｉCb導出回路２９では、（２０）式の演算を行う。すな
わち、系統電圧検出器２１の検出電圧と９０゜遅延回路
２４の位相を９０°遅らせた電圧からなる関数を第２の
交流成分抽出回路２７の出力であるｑLAC や第１の交流
成分抽出回路２６の出力であるｐLAC と乗じて、さらに
両者を加えることによって補償電流指令ｉCa、ｉCbを導
出する。ｉCc導出回路３０では、次式に従ってｉCcを導
出する。 ｉCc＝−（ｉCa＋ｉCb） （３４） ｉCa・ｉCb導出回路２９、ｉCc導出回路３０の出力が補
償電流指令であり、３相３線式インバータ３の出力電流
を追従させる。
器２１では線間瞬時電圧（ｅa−ｅc）、（ｅb−ｅc）を
検出する。負荷電流検出器２２では負荷のａ、ｂ相瞬時
電流ｉLa、ｉLbを検出する。負荷瞬時電力導出回路２３
では（１８）式から得られる次式を用いて負荷瞬時電力
ｐL を計算する。 ｐL＝（ｅa−ｅc）ｉLa＋（ｅb−ｅc）ｉLb （３２） ９０゜遅延回路２４では（ｅa−ｅc）、（ｅb−ｅc）の
位相を９０°遅らせた（ｅa−ｅc）′、（ｅb−ｅc）′
を出力するが、これらはそれぞれ（ｅa′−ｅc′）、
（ｅb′−ｅc′）に等しい。負荷瞬時無効電力導出回路
２５では、（１８）式から得られる次式に従って負荷瞬
時無効電力ｑL を導出する。 ｑL＝(ｅa′−ｅc′）ｉLa＋（ｅb′−ｅc′）ｉLb （３３） 第１の交流成分抽出回路２６では負荷瞬時電力ｐL から
交流成分ｐLAC を抽出し、第２の交流成分抽出回路２７
では負荷瞬時無効電力ｑL から交流成分ｑＬＡＣを抽出
する。Δ３′ 導出回路２８では系統電圧検出器２１の
検出電圧と９０゜遅延回路２４の位相を９０°遅らせた
電圧から（１９）式に従って△3′ を導出する。ｉCa・
ｉCb導出回路２９では、（２０）式の演算を行う。すな
わち、系統電圧検出器２１の検出電圧と９０゜遅延回路
２４の位相を９０°遅らせた電圧からなる関数を第２の
交流成分抽出回路２７の出力であるｑLAC や第１の交流
成分抽出回路２６の出力であるｐLAC と乗じて、さらに
両者を加えることによって補償電流指令ｉCa、ｉCbを導
出する。ｉCc導出回路３０では、次式に従ってｉCcを導
出する。 ｉCc＝−（ｉCa＋ｉCb） （３４） ｉCa・ｉCb導出回路２９、ｉCc導出回路３０の出力が補
償電流指令であり、３相３線式インバータ３の出力電流
を追従させる。
【００６４】実施例２．なお、上記実施例１では９０゜
遅延回路２４により９０°遅れた線間電圧瞬時値を線間
電圧瞬時値の位相遅れ回路通過値から求める場合につい
て述べたが、図２に示すように、９０゜遅延回路２４の
かわりにＡＤ変換器６０、メモリ６１とＤＡ変換器６２
を設け、９０°に相当する時間だけ過去に記憶させた線
間電圧瞬時値を出力するようにしている。このようにす
れば実施例１に比べて温度変化に起因する誤差が減少す
る。
遅延回路２４により９０°遅れた線間電圧瞬時値を線間
電圧瞬時値の位相遅れ回路通過値から求める場合につい
て述べたが、図２に示すように、９０゜遅延回路２４の
かわりにＡＤ変換器６０、メモリ６１とＤＡ変換器６２
を設け、９０°に相当する時間だけ過去に記憶させた線
間電圧瞬時値を出力するようにしている。このようにす
れば実施例１に比べて温度変化に起因する誤差が減少す
る。
【００６５】実施例３．なお、上記実施例１、実施例２
では第２の交流成分抽出回路２７により負荷瞬時無効電
力導出回路２５の出力である負荷瞬時無効電力ｑL から
交流成分ｑLACを抽出する場合を述べたが、図３に示す
ように、交流成分抽出回路２７を取り除き、２５の出力
ｑL を直接２９に入力して、補償電流指令ｉCa、ｉCbを
導出するようにした。すなわち、（２０）式においてｑ
LAC のかわりに負荷瞬時無効電力ｑL を用いて補償電流
指令ｉCa、ｉCbを導出することになる。この場合、無効
電力補償装置は高調波電流と無効電流を供給することに
なる。
では第２の交流成分抽出回路２７により負荷瞬時無効電
力導出回路２５の出力である負荷瞬時無効電力ｑL から
交流成分ｑLACを抽出する場合を述べたが、図３に示す
ように、交流成分抽出回路２７を取り除き、２５の出力
ｑL を直接２９に入力して、補償電流指令ｉCa、ｉCbを
導出するようにした。すなわち、（２０）式においてｑ
LAC のかわりに負荷瞬時無効電力ｑL を用いて補償電流
指令ｉCa、ｉCbを導出することになる。この場合、無効
電力補償装置は高調波電流と無効電流を供給することに
なる。
【００６６】実施例４．なお、上記実施例１、実施例
２、実施例３では３相３線式系統の場合を取り扱ってい
るが、図４に示すように３相４線式系統では図１の３と
異なり３相４線式インバータ４を用い、また図１の系統
電圧検出器２１と異なり、系統電圧検出器４１では中性
線から測った各相の瞬時電圧ｅa 、ｅb 、ｅc を検出す
る。さらに、図１の負荷電流検出器２２と異なり、負荷
電流検出器４２では３相の負荷電流ｉLa、ｉLb、ｉLcを
検出している。９０°遅れ回路３４では系統電圧検出器
４１の出力から位相を９０°遅らせたｅa′ 、ｅb′ 、
ｅc′ を導出する。負荷瞬時電力導出回路４３では（１
１）式から得られる次式に従って系統電圧検出器４１、
負荷電流検出器４２の出力から負荷瞬時電力ｐL を導出
する。 ｐL＝ｅaｉLa＋ｅbｉLb＋ｅcｉLc （３５） 負荷瞬時無効電力導出回路４５では（１０）式から得ら
れる次式に従って９０°遅れ回路３４、負荷電流検出器
４２の出力から負荷瞬時無効電力ｑL を導出する。 ｑL＝ｅa′ｉLa＋ｅb′ｉLb＋ｅc′ｉLc （３６） Δ4′ 導出回路４８では（１４）式に従って９０°遅れ
回路３４、系統電圧検出器４１の出力からΔ4′ を導出
する。加算回路４６では負荷電流検出器４２の出力から
（１２）式にしたがって負荷中性線電流ｉL0を導出す
る。補償電流導出回路４９では（１５）式に基づき補償
電流指令ｉCa、ｉCb、ｉCcを第１の交流成分抽出回路２
６、第２の交流成分抽出回路２７、９０°遅れ回路３
４、系統電圧検出器４１、加算回路４６、Δ4′ 導出回
路４８の出力から導出する。 これら補償電流指令に３相
４線式インバータ４の出力電流を追従させる。
２、実施例３では３相３線式系統の場合を取り扱ってい
るが、図４に示すように３相４線式系統では図１の３と
異なり３相４線式インバータ４を用い、また図１の系統
電圧検出器２１と異なり、系統電圧検出器４１では中性
線から測った各相の瞬時電圧ｅa 、ｅb 、ｅc を検出す
る。さらに、図１の負荷電流検出器２２と異なり、負荷
電流検出器４２では３相の負荷電流ｉLa、ｉLb、ｉLcを
検出している。９０°遅れ回路３４では系統電圧検出器
４１の出力から位相を９０°遅らせたｅa′ 、ｅb′ 、
ｅc′ を導出する。負荷瞬時電力導出回路４３では（１
１）式から得られる次式に従って系統電圧検出器４１、
負荷電流検出器４２の出力から負荷瞬時電力ｐL を導出
する。 ｐL＝ｅaｉLa＋ｅbｉLb＋ｅcｉLc （３５） 負荷瞬時無効電力導出回路４５では（１０）式から得ら
れる次式に従って９０°遅れ回路３４、負荷電流検出器
４２の出力から負荷瞬時無効電力ｑL を導出する。 ｑL＝ｅa′ｉLa＋ｅb′ｉLb＋ｅc′ｉLc （３６） Δ4′ 導出回路４８では（１４）式に従って９０°遅れ
回路３４、系統電圧検出器４１の出力からΔ4′ を導出
する。加算回路４６では負荷電流検出器４２の出力から
（１２）式にしたがって負荷中性線電流ｉL0を導出す
る。補償電流導出回路４９では（１５）式に基づき補償
電流指令ｉCa、ｉCb、ｉCcを第１の交流成分抽出回路２
６、第２の交流成分抽出回路２７、９０°遅れ回路３
４、系統電圧検出器４１、加算回路４６、Δ4′ 導出回
路４８の出力から導出する。 これら補償電流指令に３相
４線式インバータ４の出力電流を追従させる。
【００６７】実施例５．なお、上記実施例１では９０°
遅れ回路２４において系統線間電圧を９０°遅らせた電
圧を導出し、負荷瞬時無効電力導出回路２５において９
０°遅れ回路２４の出力と負荷電流とから負荷瞬時無効
電力ｑL を導出する場合を述べたが、図５に示すよう
に、９０°遅れ回路２４の代わりに任意の角度θだけ遅
れた線間電圧瞬時値ｅa″−ｅc″、ｅb″−ｅc″を導出
するθ遅れ回路５４を設ける。（２８）式から得られる
次式に従ってθ遅れ回路５４の出力と負荷電流検出器２
２の出力ｉLa、ｉLbから下記ｆL を出力する回路は、図
１における負荷瞬時無効電力導出回路２５と同一とな
る。 ｆL＝（ｅa″−ｅc″）ｉLa＋（ｅb″−ｅc″）ｉLb （３７） したがって、θ遅れ回路５４、負荷電流検出器２２の出
力から（２８）式に基づき負荷瞬時無効電力導出回路２
５において上記ｆL を導出する。なお、（２９）式に従
ってｅa−ｅc、ｅb−ｅc、ｅa″−ｅc″、ｅb″−ｅc″
からΔ3″ を導出する、図１におけるΔ3′ 導出回路２
８と同一のものである。したがって、系統電圧検出器２
１、θ遅れ回路５４の出力から（２９）式に従って
Δ3′ 導出回路２８においてΔ3″ を導出する。補償電
流指令ｉCa、ｉCbは、系統電圧検出回路２１、第１の交
流成分抽出回路２６、第２の交流成分抽出回路２７、Δ
3′ 導出回路２８、θ遅れ回路５４の出力から（３０）
式に従って、ｉCa・ｉCb導出回路２９において導出され
る。ｉCc導出回路３０においてｉCa・ｉCb導出回路２９
の出力から補償電流指令ｉCcを導出する。これら補償電
流指令に３相３線式インバータ３の出力電流を追従させ
る。θだけ遅れた線間電圧を導出する回路は、θを９０
°未満にすれば、９０°だけ遅れた線間電圧を導出する
回路よりも、過渡応答特性がよくなり、さらに負荷に応
じてθを適当に選ぶことによって上記ｆL の交流成分ｆ
LAC が小さくなり、ｆL からｆLAC を抽出する回路の過
渡応答特性を向上させることができる。
遅れ回路２４において系統線間電圧を９０°遅らせた電
圧を導出し、負荷瞬時無効電力導出回路２５において９
０°遅れ回路２４の出力と負荷電流とから負荷瞬時無効
電力ｑL を導出する場合を述べたが、図５に示すよう
に、９０°遅れ回路２４の代わりに任意の角度θだけ遅
れた線間電圧瞬時値ｅa″−ｅc″、ｅb″−ｅc″を導出
するθ遅れ回路５４を設ける。（２８）式から得られる
次式に従ってθ遅れ回路５４の出力と負荷電流検出器２
２の出力ｉLa、ｉLbから下記ｆL を出力する回路は、図
１における負荷瞬時無効電力導出回路２５と同一とな
る。 ｆL＝（ｅa″−ｅc″）ｉLa＋（ｅb″−ｅc″）ｉLb （３７） したがって、θ遅れ回路５４、負荷電流検出器２２の出
力から（２８）式に基づき負荷瞬時無効電力導出回路２
５において上記ｆL を導出する。なお、（２９）式に従
ってｅa−ｅc、ｅb−ｅc、ｅa″−ｅc″、ｅb″−ｅc″
からΔ3″ を導出する、図１におけるΔ3′ 導出回路２
８と同一のものである。したがって、系統電圧検出器２
１、θ遅れ回路５４の出力から（２９）式に従って
Δ3′ 導出回路２８においてΔ3″ を導出する。補償電
流指令ｉCa、ｉCbは、系統電圧検出回路２１、第１の交
流成分抽出回路２６、第２の交流成分抽出回路２７、Δ
3′ 導出回路２８、θ遅れ回路５４の出力から（３０）
式に従って、ｉCa・ｉCb導出回路２９において導出され
る。ｉCc導出回路３０においてｉCa・ｉCb導出回路２９
の出力から補償電流指令ｉCcを導出する。これら補償電
流指令に３相３線式インバータ３の出力電流を追従させ
る。θだけ遅れた線間電圧を導出する回路は、θを９０
°未満にすれば、９０°だけ遅れた線間電圧を導出する
回路よりも、過渡応答特性がよくなり、さらに負荷に応
じてθを適当に選ぶことによって上記ｆL の交流成分ｆ
LAC が小さくなり、ｆL からｆLAC を抽出する回路の過
渡応答特性を向上させることができる。
【００６８】実施例６．なお、上記実施例４では３４に
おいて系統線間電圧の９０°遅れた電圧を導出し、負荷
瞬時無効電力導出回路４５において９０°遅れ回路３４
の出力と負荷電流検出器４２の出力である負荷電流とか
ら負荷瞬時無効電力ｑL を導出する場合を述べたが、図
６に示すように、９０°遅れ回路３４の代わりに、各相
電圧から任意の角度θだけ遅れた電圧の瞬時値ｅa″ 、
ｅb″ 、ｅc″ を出力するθ遅れ回路６４を設ける。
（２２）式から得られる次式に従ってθ遅れ回路６４の
出力と負荷電流検出器４２の出力ｉLa、ｉLb、ｉLcから
下記ｆL を導出する回路は、図４における負荷瞬時無効
電力導出回路４５と同一となる。 ｆL＝ｅa″ｉLa＋ｅb″ｉLb＋ｅc″ｉLc （３７） したがって、負荷瞬時無効電力導出回路４５において負
荷電流検出器４２、θ遅れ回路６４の出力から（２２）
式に基づき上記ｆL を導出する。なお、（２４）式に従
ってｅa 、ｅb 、ｅc およびｅa″ 、ｅb″ 、ｅc″ か
らΔ4″ を導出するΔ4″ 導出回路は、図４におけるΔ
4′ 導出回路４８と同一である。したがって、系統電圧
検出器４１、θ遅れ回路６４の出力から（２４）式に従
ってΔ4′導出回路４８においてΔ4″ を導出する。 補
償電流指令ｉCa、ｉCb、ｉCcは、第１の交流成分抽出回
路２６、第２の交流成分抽出回路２７、系統電圧検出器
４１、加算回路４６、θ遅れ回路６４の出力から（２
６）式に従って、補償電流導出回路４９において導出さ
れる。これら補償電流指令に３相４線式インバータ４の
出力電流を追従させる。θだけ遅れた相電圧を導出する
回路は、θを９０°未満にすれば、９０°だけ遅れた相
電圧を導出する回路よりも、過渡応答特性がよくなり、
さらに負荷に応じてθを適当に選ぶことによってｆL の
交流成分ｆLAC が小さくなり、ｆL からｆLAC を抽出す
る回路の過渡応答特性を向上させることができる。ま
た、上記実施例ではインバータの直流側にはコンデンサ
やリアクトルが存在する場合を考えているが、蓄電池や
超電導エネルギー貯蔵装置が存在する場合であってもよ
く、上記実施例と同様の効果を奏する。
おいて系統線間電圧の９０°遅れた電圧を導出し、負荷
瞬時無効電力導出回路４５において９０°遅れ回路３４
の出力と負荷電流検出器４２の出力である負荷電流とか
ら負荷瞬時無効電力ｑL を導出する場合を述べたが、図
６に示すように、９０°遅れ回路３４の代わりに、各相
電圧から任意の角度θだけ遅れた電圧の瞬時値ｅa″ 、
ｅb″ 、ｅc″ を出力するθ遅れ回路６４を設ける。
（２２）式から得られる次式に従ってθ遅れ回路６４の
出力と負荷電流検出器４２の出力ｉLa、ｉLb、ｉLcから
下記ｆL を導出する回路は、図４における負荷瞬時無効
電力導出回路４５と同一となる。 ｆL＝ｅa″ｉLa＋ｅb″ｉLb＋ｅc″ｉLc （３７） したがって、負荷瞬時無効電力導出回路４５において負
荷電流検出器４２、θ遅れ回路６４の出力から（２２）
式に基づき上記ｆL を導出する。なお、（２４）式に従
ってｅa 、ｅb 、ｅc およびｅa″ 、ｅb″ 、ｅc″ か
らΔ4″ を導出するΔ4″ 導出回路は、図４におけるΔ
4′ 導出回路４８と同一である。したがって、系統電圧
検出器４１、θ遅れ回路６４の出力から（２４）式に従
ってΔ4′導出回路４８においてΔ4″ を導出する。 補
償電流指令ｉCa、ｉCb、ｉCcは、第１の交流成分抽出回
路２６、第２の交流成分抽出回路２７、系統電圧検出器
４１、加算回路４６、θ遅れ回路６４の出力から（２
６）式に従って、補償電流導出回路４９において導出さ
れる。これら補償電流指令に３相４線式インバータ４の
出力電流を追従させる。θだけ遅れた相電圧を導出する
回路は、θを９０°未満にすれば、９０°だけ遅れた相
電圧を導出する回路よりも、過渡応答特性がよくなり、
さらに負荷に応じてθを適当に選ぶことによってｆL の
交流成分ｆLAC が小さくなり、ｆL からｆLAC を抽出す
る回路の過渡応答特性を向上させることができる。ま
た、上記実施例ではインバータの直流側にはコンデンサ
やリアクトルが存在する場合を考えているが、蓄電池や
超電導エネルギー貯蔵装置が存在する場合であってもよ
く、上記実施例と同様の効果を奏する。
【００６９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、系統
電圧に逆相分、零相分が存在する場合でも、その平均値
が正しい無効電力となるような従来の定義と異なる新し
い瞬時無効電力の定義を採用し、この量を用いる補償電
流導出回路を構成したので、系統電圧に逆相分、零相分
が存在する場合でも系統電流が正弦波となるような特性
の良好な無効電力補償装置を得ることができる。また、
従来用いられていたαβ変換を用いていないので出力電
流導出回路が簡単になる。また、回路が簡単になるの
で、精度の高い出力電流指令値が得られることになる。
電圧に逆相分、零相分が存在する場合でも、その平均値
が正しい無効電力となるような従来の定義と異なる新し
い瞬時無効電力の定義を採用し、この量を用いる補償電
流導出回路を構成したので、系統電圧に逆相分、零相分
が存在する場合でも系統電流が正弦波となるような特性
の良好な無効電力補償装置を得ることができる。また、
従来用いられていたαβ変換を用いていないので出力電
流導出回路が簡単になる。また、回路が簡単になるの
で、精度の高い出力電流指令値が得られることになる。
【００７０】出力電流指令値を導出するために必要な、
３相電源の各相電圧を９０゜遅らせた瞬時電圧を位相遅
れ回路を用いて求める方式は、位相遅れ回路がオペアン
プとコンデンサと抵抗だけから作成できるので、装置が
安価にできる。
３相電源の各相電圧を９０゜遅らせた瞬時電圧を位相遅
れ回路を用いて求める方式は、位相遅れ回路がオペアン
プとコンデンサと抵抗だけから作成できるので、装置が
安価にできる。
【００７１】出力電流指令値を導出するために必要な、
３相電源の各相電圧を９０゜遅らせた瞬時電圧をメモリ
を用いて求める方式では温度変化に起因する誤差が減少
する。
３相電源の各相電圧を９０゜遅らせた瞬時電圧をメモリ
を用いて求める方式では温度変化に起因する誤差が減少
する。
【００７２】９０°未満のθだけ遅れた電圧を導出する
回路は、９０°遅れた電圧を導出する回路よりも過渡応
答特性がよくなり、さらに負荷に応じてθを適当に選ぶ
ことによってｆL の交流成分ｆLAC が小さくなりｆL か
らｆLAC を抽出する回路の過渡応答特性を向上させるこ
とができるので、電圧を任意の角度θだけ遅らせた瞬時
電圧を基にして出力電流指令値を導出する回路を備えた
装置は過渡応答特性がよくなる。
回路は、９０°遅れた電圧を導出する回路よりも過渡応
答特性がよくなり、さらに負荷に応じてθを適当に選ぶ
ことによってｆL の交流成分ｆLAC が小さくなりｆL か
らｆLAC を抽出する回路の過渡応答特性を向上させるこ
とができるので、電圧を任意の角度θだけ遅らせた瞬時
電圧を基にして出力電流指令値を導出する回路を備えた
装置は過渡応答特性がよくなる。
【図１】この発明の実施例１を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施例２を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施例３を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施例４を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施例５を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施例６を示すブロック図である。
【図７】従来の瞬時電力・無効電力理論に基づく無効電
力補償装置のブロック図である。
力補償装置のブロック図である。
１ 電源 ２ 負荷 ３ ３相３線式インバータ ４ ３相４線式インバータ ５ αβ成分変換回路 ６ αβ成分変換回路 ７ 負荷瞬時電力導出回路 ８ 負荷瞬時無効電力導出回路 ９ Δ導出回路 １０ ｉC<a>、ｉC<b>導出回路 １１ 各相成分変換回路 ２１ 系統電圧検出器 ２２ 負荷電流検出器 ２３ 負荷瞬時電力導出回路 ２４ ９０°遅れ回路 ２５ 負荷瞬時無効電力導出回路 ２６ 交流成分抽出回路 ２７ 交流成分抽出回路 ２８ Δ′導出回路 ２９ ｉCa、ｉCb導出回路 ３０ ｉCc導出回路 ３４ ９０°遅れ回路 ４１ 系統電圧検出器 ４２ 負荷電流検出器 ４３ 負荷瞬時電力導出回路 ４４ 位相角θ遅れ回路 ４５ 負荷瞬時無効電力導出回路 ４６ 加算回路 ４８ Δ4′ 導出回路 ４９ 補償電流導出回路 ５４ θ遅れ回路 ６０ ＡＤ変換器 ６１ メモリ ６２ ＤＡ変換器 ６４ θ遅れ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 知宏 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三 菱電機株式会社神戸製作所内
Claims (10)
- 【請求項１】 ３相電力系統の負荷電流の高調波電流成
分または無効電流成分または逆相電流成分を供給する電
力用高調波または無効電力補償装置において、上記３相
電力系統の各相瞬時電圧を９０°遅らせた電圧を導出す
る回路を設け、上記の９０゜遅らせた電圧と各相瞬時電
流の積から３相一括の瞬時無効電力を求める回路を設
け、上記３相一括の瞬時無効電力から補償電流の指令値
を算出する回路を備えたことを特徴とする電力用高調波
・無効電力補償装置。 - 【請求項２】 上記３相電力系統の各相瞬時電圧を９０
°遅らせた電圧を位相遅れ回路を用いて求めることを特
徴とする請求項１記載の電力用高調波・無効電力補償装
置。 - 【請求項３】 上記３相電力系統の各相瞬時電圧を９０
°遅らせた電圧を、各相瞬時電圧の値をメモリに書き込
み、それを定められた時間の後に読み出して求めること
を特徴とする請求項１記載の電力用高調波・無効電力補
償装置。 - 【請求項４】 上記３相一括の瞬時無効電力から交流成
分を抽出し、その交流成分に上記３相電力系統の各相瞬
時電圧と上記の９０°遅らせた電圧の関数を乗じて補償
電流の指令値を算出する回路を備えたことを特徴とする
請求項１から３に記載の電力用高調波・無効電力補償装
置。 - 【請求項５】 ３相３線式電力系統において、この３相
中の２相の電流信号を用いて上記３相一括の瞬時無効電
力を求める回路を備えたことを特徴とする請求項１から
４に記載の電力用高調波・無効電力補償装置。 - 【請求項６】 ３相電力系統の負荷電流の高調波電流成
分または無効電流成分または逆相電流成分を供給する電
力用アクティブフィルタまたは無効電力補償装置におい
て、上記３相電力系統の各相瞬時電圧を任意の角度θ遅
らせた電圧を導出する回路を設け、上記θ遅らせた電圧
と各相瞬時電流の積から３相一括の瞬時無効電力ｑと瞬
時電力ｐの関数 ｆ＝ｐｃｏｓθ＋ｑｓｉｎθ を求め
る回路を設け、上記関数ｆから補償電流の指令値を算出
する回路を備えたことを特徴とする電力用高調波・無効
電力補償装置。 - 【請求項７】 上記３相電力系統の各相瞬時電圧をθ遅
らせた電圧を位相遅れ回路を用いて求めることを特徴と
する請求項６記載の電力用高調波・無効電力補償装置。 - 【請求項８】 上記３相電力系統の各相瞬時電圧をθ遅
らせた電圧を、各相瞬時電圧の値をメモリに書き込み、
それを定められた時間の後に読み出して求めることを特
徴とする請求項６記載の電力用高調波・無効電力補償装
置。 - 【請求項９】 上記関数ｆから交流成分を抽出し、その
交流成分に上記３相電力系統の各相瞬時電圧と上記のθ
遅らせた電圧の関数を乗じて補償電流の指令値を算出す
る回路を備えたことを特徴とする請求項６に記載の電力
用高調波・無効電力補償装置。 - 【請求項１０】 ３相３線式の回路において、この３相
中の２相の電流信号を用いて上記３相一括の瞬時無効電
力を求める回路を備えたことを特徴とする請求項６から
９に記載の電力用高調波・無効電力補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05263492A JP3104492B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 電力用高調波・無効電力補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05263492A JP3104492B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 電力用高調波・無効電力補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07121254A true JPH07121254A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3104492B2 JP3104492B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=17390277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05263492A Expired - Lifetime JP3104492B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 電力用高調波・無効電力補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3104492B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007087154A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 半導体スイッチの制御装置 |
| JP2008269369A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 無効電力補償装置における演算方式 |
| JP2010041843A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 無効電力補償装置における演算方式 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6086460B1 (ja) * | 2016-08-21 | 2017-03-01 | 次郎 蔭山 | 時短爪やすり |
-
1993
- 1993-10-21 JP JP05263492A patent/JP3104492B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007087154A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 半導体スイッチの制御装置 |
| JP4673174B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2011-04-20 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 半導体スイッチの制御装置 |
| JP2008269369A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 無効電力補償装置における演算方式 |
| JP2010041843A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 無効電力補償装置における演算方式 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3104492B2 (ja) | 2000-10-30 |
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