JPH07160345A - 力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法 - Google Patents
力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法Info
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- JPH07160345A JPH07160345A JP5312010A JP31201093A JPH07160345A JP H07160345 A JPH07160345 A JP H07160345A JP 5312010 A JP5312010 A JP 5312010A JP 31201093 A JP31201093 A JP 31201093A JP H07160345 A JPH07160345 A JP H07160345A
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 系統電源の電圧ＶS に高調波が含まれていて
も、既設設備である力率改善用コンデンサ４に流入する
高調波電流を減少させることができる、力率改善用コン
デンサ４の高調波電流抑制方法を提供する。 【構成】 配電系統中に設けられている力率改善用コン
デンサ４と並列にアクティブフィルタ７を接続し、その
アクティブフィルタ７の制御装置９は、前記アクティブ
フィルタ７と前記力率改善用コンデンサ４との合成電流
ＩSCを検出する電流検出器121 を備え、該電流検出器12
1 は、電流検出用抵抗器122 と該抵抗器の出力を２重微
分する手段123, 124と、該２重微分値より高調波電流指
令を出力する手段とを有することにより高調波電流を抑
制することを特徴とする力率改善用コンデンサ４の高調
波電流抑制方法である。
も、既設設備である力率改善用コンデンサ４に流入する
高調波電流を減少させることができる、力率改善用コン
デンサ４の高調波電流抑制方法を提供する。 【構成】 配電系統中に設けられている力率改善用コン
デンサ４と並列にアクティブフィルタ７を接続し、その
アクティブフィルタ７の制御装置９は、前記アクティブ
フィルタ７と前記力率改善用コンデンサ４との合成電流
ＩSCを検出する電流検出器121 を備え、該電流検出器12
1 は、電流検出用抵抗器122 と該抵抗器の出力を２重微
分する手段123, 124と、該２重微分値より高調波電流指
令を出力する手段とを有することにより高調波電流を抑
制することを特徴とする力率改善用コンデンサ４の高調
波電流抑制方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、配電系統に接続設置さ
れている力率改善用コンデンサに、同一系統あるいは上
位系統における高調波の増加に伴う高調波電流の流入に
よって発生している障害、例えば異常騒音あるいは加熱
等の異常状態を防止する、力率改善用コンデンサの高調
波電流抑制方法に関するものである。
れている力率改善用コンデンサに、同一系統あるいは上
位系統における高調波の増加に伴う高調波電流の流入に
よって発生している障害、例えば異常騒音あるいは加熱
等の異常状態を防止する、力率改善用コンデンサの高調
波電流抑制方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、半導体応用変換装置の普及に伴
い、それらの発生する高調波が同一系統に接続されてい
る他の機器、例えば力率改善用コンデンサに高調波電流
を流し込み、異常騒音を発生させたり、あるいは加熱焼
損等の障害を引き起こす問題が増加している。
い、それらの発生する高調波が同一系統に接続されてい
る他の機器、例えば力率改善用コンデンサに高調波電流
を流し込み、異常騒音を発生させたり、あるいは加熱焼
損等の障害を引き起こす問題が増加している。
【０００３】これらの高調波による障害を抑制する方法
として、直列リアクトルをコンデンサに追加することに
より、例えば第５高調波に対して、力率改善用コンデン
サを遅相インピーダンスにすることにより、高調波の流
入を防止していた。
として、直列リアクトルをコンデンサに追加することに
より、例えば第５高調波に対して、力率改善用コンデン
サを遅相インピーダンスにすることにより、高調波の流
入を防止していた。
【０００４】図４は従来例の系統ラインブロック線図
で、ＶS は系統電圧、ＺS は系統インピーダンス、ＩLC
は自家負荷電流源、ＸC は力率改善用コンデンサのイン
ピーダンス、ＸL は直列リアクトルのインピーダンス
で、ＸC とＸL との合成インピーダンスをＺC とする。
系統インピーダンスＺS を流れる電源電流ＩS は、自家
負荷電流ＩL と力率改善用コンデンサを含む回路に流入
する電流ＩSCとに分流される。
で、ＶS は系統電圧、ＺS は系統インピーダンス、ＩLC
は自家負荷電流源、ＸC は力率改善用コンデンサのイン
ピーダンス、ＸL は直列リアクトルのインピーダンス
で、ＸC とＸL との合成インピーダンスをＺC とする。
系統インピーダンスＺS を流れる電源電流ＩS は、自家
負荷電流ＩL と力率改善用コンデンサを含む回路に流入
する電流ＩSCとに分流される。
【０００５】力率改善用コンデンサを含む回路に流入す
る電流ＩSCは、式（１）のように表すことができる。
る電流ＩSCは、式（１）のように表すことができる。
【数１】
【０００６】一方、電源電流ＩS は式（２）のように表
すことができる。
すことができる。
【数２】
【０００７】式（１）と式（２）とからＩSCは式（３）
のように表すことができる。
のように表すことができる。
【数３】
【０００８】式（３）において、右辺第１項は系統電圧
に高調波電圧がある場合系統から高調波電流が注入され
ることを示している。
に高調波電圧がある場合系統から高調波電流が注入され
ることを示している。
【０００９】そこで、高調波についてのみ着目すると、
系統電圧ＶS に高調波電圧ＶSHがあった場合、力率改善
用コンデンサ回路へ流入する高調波電流ＩSCH は式
（４）のように表すことができる。
系統電圧ＶS に高調波電圧ＶSHがあった場合、力率改善
用コンデンサ回路へ流入する高調波電流ＩSCH は式
（４）のように表すことができる。
【数４】 なお、ＩLHは負荷電流含有高調波電流である。
【００１０】ここで、Ｃを力率改善用コンデンサのキャ
パシタンス、Ｌを直列リアクトルのインダクタンスとす
ると、
パシタンス、Ｌを直列リアクトルのインダクタンスとす
ると、
【数５】 より、式（４）は式（６）で表すことができる。
【数６】
【００１１】以上のように、直列リアクトルがあれば、
高調波抑制降下があることは理解できよう。
高調波抑制降下があることは理解できよう。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
抑制方法では、対象としている高調波発生負荷機器以外
からの高調波、例えば外部あるいは上位系統での高調波
の増加があった場合、再び同じ障害が発生することは式
（６）からもわかる。更に直列リアクトルが高調波障害
を受けてしまうことになる。対策としては、直列リアク
トルのリアクタンス増加で対応することになるが、高調
波環境の整備，規制を実施しない限り現状の高調波歪み
を許容した当面の暫定対策としかならない。
抑制方法では、対象としている高調波発生負荷機器以外
からの高調波、例えば外部あるいは上位系統での高調波
の増加があった場合、再び同じ障害が発生することは式
（６）からもわかる。更に直列リアクトルが高調波障害
を受けてしまうことになる。対策としては、直列リアク
トルのリアクタンス増加で対応することになるが、高調
波環境の整備，規制を実施しない限り現状の高調波歪み
を許容した当面の暫定対策としかならない。
【００１３】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、系統電源の電圧に高調波が含ま
れていても、既設設備である力率改善用コンデンサに流
入する高調波電流を減少することができる、力率改善用
コンデンサの高調電流波抑制方法を提供することを目的
とする。
ためになされたもので、系統電源の電圧に高調波が含ま
れていても、既設設備である力率改善用コンデンサに流
入する高調波電流を減少することができる、力率改善用
コンデンサの高調電流波抑制方法を提供することを目的
とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明による力率改善用
コンデンサの高調波電流抑制方法は、配電系統中に設け
られている力率改善用コンデンサと並列にアクティブフ
ィルタを接続し、そのアクティブフィルタの制御装置
は、前記アクティブフィルタと前記力率改善用コンデン
サとの合成電流を検出する電流検出器を備え、該電流検
出器は、電流検出用抵抗器と、該抵抗器の出力を２重微
分する手段と、該２重微分値より高調波電流指令を出力
する手段とを有することにより高調波電流を抑制するこ
とを特徴としている。
コンデンサの高調波電流抑制方法は、配電系統中に設け
られている力率改善用コンデンサと並列にアクティブフ
ィルタを接続し、そのアクティブフィルタの制御装置
は、前記アクティブフィルタと前記力率改善用コンデン
サとの合成電流を検出する電流検出器を備え、該電流検
出器は、電流検出用抵抗器と、該抵抗器の出力を２重微
分する手段と、該２重微分値より高調波電流指令を出力
する手段とを有することにより高調波電流を抑制するこ
とを特徴としている。
【００１５】本発明は、アクティブフィルタを適用して
力率改善用コンデンサへ流入する高調波電流を減少せし
めるようにしたものであり、特に配電系統に設けられて
いる力率改善用コンデンサと並列にアクティブフィルタ
を接続し、アクティブフィルタ電流を検出する電流検出
器を付設するとともに、力率改善用コンデンサとアクテ
ィブフィルタとが接続された点より電源側に電流検出器
を設け、該電流検出器には、電流検出用抵抗器と、この
抵抗器と並列にリアクトルを具備して、この抵抗器とリ
アクトルとの並列接続の両端間電圧を微分回路を通して
後、アクティブフィルタ制御装置の補償電流指令値とし
てなるものである。
力率改善用コンデンサへ流入する高調波電流を減少せし
めるようにしたものであり、特に配電系統に設けられて
いる力率改善用コンデンサと並列にアクティブフィルタ
を接続し、アクティブフィルタ電流を検出する電流検出
器を付設するとともに、力率改善用コンデンサとアクテ
ィブフィルタとが接続された点より電源側に電流検出器
を設け、該電流検出器には、電流検出用抵抗器と、この
抵抗器と並列にリアクトルを具備して、この抵抗器とリ
アクトルとの並列接続の両端間電圧を微分回路を通して
後、アクティブフィルタ制御装置の補償電流指令値とし
てなるものである。
【００１６】
【作用】かくのごとき解決手段により、系統電源の電圧
に高調波が含まれていても、アクティブフィルタを制御
することによって、あたかも力率改善用コンデンサに直
列リアクトルを挿入したごとく作用し、力率改善用コン
デンサに流入する高調波電流を減少せしめることができ
る。
に高調波が含まれていても、アクティブフィルタを制御
することによって、あたかも力率改善用コンデンサに直
列リアクトルを挿入したごとく作用し、力率改善用コン
デンサに流入する高調波電流を減少せしめることができ
る。
【００１７】
【実施例】以下、実施例について、図面に基づいて本発
明を詳細に説明する。
明を詳細に説明する。
【００１８】図１は、本発明に適用されるアクティブフ
ィルタ制御装置の補償電流指令用入力回路の要部構成の
一実施例を示している。図１において、121 は電流検出
器であり、122 は電流検出器121 の負荷抵抗器である。
負荷抵抗器122 に並列に接続されたリアクトル123 は、
電流検出器121 で検出した電流の微分を行うためのもの
である。124 は微分回路で、抵抗器122 とリアクトル12
3 との並列接続の両端出力を微分して、アクティブフィ
ルタの制御装置へ出力している。
ィルタ制御装置の補償電流指令用入力回路の要部構成の
一実施例を示している。図１において、121 は電流検出
器であり、122 は電流検出器121 の負荷抵抗器である。
負荷抵抗器122 に並列に接続されたリアクトル123 は、
電流検出器121 で検出した電流の微分を行うためのもの
である。124 は微分回路で、抵抗器122 とリアクトル12
3 との並列接続の両端出力を微分して、アクティブフィ
ルタの制御装置へ出力している。
【００１９】図２は本発明にかかる力率改善用コンデン
サの高調波電流抑制方法における主回路の一例を示す。
図２において、１は交流の系統電源、２は電源インピー
ダンス、３は自家負荷機器、４は力率改善用コンデン
サ、５はアクティブフィルタ装置である。自家負荷機器
３と並列に力率改善用コンデンサ４が系統電源１に接続
されている。
サの高調波電流抑制方法における主回路の一例を示す。
図２において、１は交流の系統電源、２は電源インピー
ダンス、３は自家負荷機器、４は力率改善用コンデン
サ、５はアクティブフィルタ装置である。自家負荷機器
３と並列に力率改善用コンデンサ４が系統電源１に接続
されている。
【００２０】アクティブフィルタ装置５は、ＰＷＭコン
バータ７と、ＰＷＭコンバータ７の直流側に接続された
直流コンデンサ８と、ＰＷＭコンバータ７へスイッチン
グ指令を出力する制御装置９とを備え、系統へは交流リ
アクトル６を介して力率改善用コンデンサ４と並列に接
続されている。また、交流リアクトル６と系統電源１と
の間には、ＰＷＭコンバータ７と並列に高周波フィルタ
10を備えて、ＰＷＭコンバータ７のスイッチングリップ
ルの流出を抑制している。
バータ７と、ＰＷＭコンバータ７の直流側に接続された
直流コンデンサ８と、ＰＷＭコンバータ７へスイッチン
グ指令を出力する制御装置９とを備え、系統へは交流リ
アクトル６を介して力率改善用コンデンサ４と並列に接
続されている。また、交流リアクトル６と系統電源１と
の間には、ＰＷＭコンバータ７と並列に高周波フィルタ
10を備えて、ＰＷＭコンバータ７のスイッチングリップ
ルの流出を抑制している。
【００２１】アクティブフィルタ装置５と力率改善用コ
ンデンサ４との合成電流を検出する電流検出器121 によ
り検出された電流は、例えば図１にて示すような２重微
分回路12を通して制御装置９へ出力される。制御装置９
では、前記２重微分回路12により得られた出力に基づい
て三相−二相変換を用いて高調波のみを演算した補償電
流指令ＩC * と、アクティブフィルタ装置５内に設けて
あるＰＷＭコンバータ７の補償電流検出器11により検出
される補償電流ＩC とを比較し、ＰＷＭコンバータ７の
電流瞬時値を制御する。
ンデンサ４との合成電流を検出する電流検出器121 によ
り検出された電流は、例えば図１にて示すような２重微
分回路12を通して制御装置９へ出力される。制御装置９
では、前記２重微分回路12により得られた出力に基づい
て三相−二相変換を用いて高調波のみを演算した補償電
流指令ＩC * と、アクティブフィルタ装置５内に設けて
あるＰＷＭコンバータ７の補償電流検出器11により検出
される補償電流ＩC とを比較し、ＰＷＭコンバータ７の
電流瞬時値を制御する。
【００２２】ここで、電流瞬時値の制御方法の基本技術
思想を図３を参照して説明する。図３はアクティブフィ
ルタが設けられた図２に示す系統ラインのブロック線図
で、図４と同一の符号は同一部分を示し、補償電流源Ｉ
CCが力率改善用コンデンサの合成インピーダンスＺC と
並列に接続されて、補償電流ＩC が流入している。
思想を図３を参照して説明する。図３はアクティブフィ
ルタが設けられた図２に示す系統ラインのブロック線図
で、図４と同一の符号は同一部分を示し、補償電流源Ｉ
CCが力率改善用コンデンサの合成インピーダンスＺC と
並列に接続されて、補償電流ＩC が流入している。
【００２３】ＩSCは電流検出器121 で検出される電流
で、式（７）のように表すことができる。
で、式（７）のように表すことができる。
【数７】
【００２４】そこで、電流検出器121 で検出される電流
ＩSCから基本波電流を除去して、補償すべき高調波電流
を求め、ＰＷＭコンバータ７を制御すると、補償電流Ｉ
C は式（８）で表すことができる。
ＩSCから基本波電流を除去して、補償すべき高調波電流
を求め、ＰＷＭコンバータ７を制御すると、補償電流Ｉ
C は式（８）で表すことができる。
【数８】
【００２５】ここでＧN （Ｓ）は基本波に対するノッチ
フィルタで、Ｇ（Ｓ）は伝達関数である。従って式
（７）は式（９）のように表すことができる。
フィルタで、Ｇ（Ｓ）は伝達関数である。従って式
（７）は式（９）のように表すことができる。
【数９】
【００２６】一方Ｇ（Ｓ）は前述のごとく、二重積分特
性を持たせてあるため、式（10）で表すことができる。
性を持たせてあるため、式（10）で表すことができる。
【数１０】 式（10）においてＫは制御ゲインである。
【００２７】以上の条件により式（９）において高調波
についてのみ着目すると、系統電圧ＶS に高調波電圧Ｖ
SHがあった場合、力率改善用コンデンサへ流入する高調
波電流ＩSCH は式（11）のように表すことができる。
についてのみ着目すると、系統電圧ＶS に高調波電圧Ｖ
SHがあった場合、力率改善用コンデンサへ流入する高調
波電流ＩSCH は式（11）のように表すことができる。
【数１１】
【００２８】ここで
【数１２】 より
【数１３】 となり、式（11）は式（14）のように表すことができ
る。
る。
【数１４】
【００２９】従って、式（14）は式（６）と全く同一と
なる。すなわち、力率改善用コンデンサに直列リアクト
ルが接続されたここと等価である。
なる。すなわち、力率改善用コンデンサに直列リアクト
ルが接続されたここと等価である。
【００３０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、同一系統あるいは上位系統において高調波の増加
があった場合、その影響を顕著に受けていた、例えば力
率改善用コンデンサに、比較的小容量のアクティブフィ
ルタを接続することによって、あたかも直列にリアクト
ルが挿入されているかのごとく作用し、高調波電流の流
入を減少させることができ、その障害を抑制できる。
れば、同一系統あるいは上位系統において高調波の増加
があった場合、その影響を顕著に受けていた、例えば力
率改善用コンデンサに、比較的小容量のアクティブフィ
ルタを接続することによって、あたかも直列にリアクト
ルが挿入されているかのごとく作用し、高調波電流の流
入を減少させることができ、その障害を抑制できる。
【図１】本発明に適用されるアクティブフィルタ制御装
置の補償電流指令用入力回路の要部構成の一実施例を示
している。
置の補償電流指令用入力回路の要部構成の一実施例を示
している。
【図２】本発明にかかる力率改善用コンデンサの高調波
電流抑制方法における主回路の一例を示す。
電流抑制方法における主回路の一例を示す。
【図３】力率改善用コンデンサと並列にアクティブフィ
ルタ装置が設けられた図２に示す系統ラインのブロック
線図である。
ルタ装置が設けられた図２に示す系統ラインのブロック
線図である。
【図４】従来例の力率改善用コンデンサと直列にリアク
トルを設けられた系統ラインブロック線図を示してい
る。
トルを設けられた系統ラインブロック線図を示してい
る。
１ 交流の系統電源 ２ 電源インピーダンス ３ 自家負荷機器 ４ 力率改善用コンデンサ ５ アクティブフィルタ装置 ６ 交流リアクトル ７ ＰＷＭコンバータ ８ 直流コンデンサ ９ 制御装置 10 高周波フィルタ 11 補償電流検出器 12 ２重微分回路 121 電流検出器 122 電流検出器の負荷抵抗器 123 リアクトル 124 微分回路 ＩC 補償電流 ＩCC 補償電流源 ＩL 自家負荷電流 ＩLC 自家負荷電流源 ＩS 電源電流 ＩSC 力率改善用コンデンサを含む回路に流入する電流 ＶS 系統電圧 ＸC 力率改善用コンデンサのインピーダンス ＸL 直列リアクトルのインピーダンス ＺC ＸC とＸL との合成インピーダンス ＺS 系統インピーダンス
Claims (1)
- 【請求項１】 配電系統中に設けられている力率改善用
コンデンサと並列にアクティブフィルタを接続し、その
アクティブフィルタの制御装置は、前記アクティブフィ
ルタと前記力率改善用コンデンサとの合成電流を検出す
る電流検出器を備え、該電流検出器は、電流検出用抵抗
器と、該抵抗器の出力を２重微分する手段と、該２重微
分値より高調波電流指令を出力する手段とを有すること
により高調波電流を抑制することを特徴とする力率改善
用コンデンサの高調波電流抑制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31201093A JP3435198B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31201093A JP3435198B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07160345A true JPH07160345A (ja) | 1995-06-23 |
| JP3435198B2 JP3435198B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=18024128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31201093A Expired - Fee Related JP3435198B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3435198B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016116330A (ja) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | ダイキン工業株式会社 | 並列形アクティブフィルタの制御装置 |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP31201093A patent/JP3435198B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016116330A (ja) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | ダイキン工業株式会社 | 並列形アクティブフィルタの制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3435198B2 (ja) | 2003-08-11 |
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