JPH07250480A - 中性線の電圧降下補償装置 - Google Patents

中性線の電圧降下補償装置

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JPH07250480A
JPH07250480A JP6038930A JP3893094A JPH07250480A JP H07250480 A JPH07250480 A JP H07250480A JP 6038930 A JP6038930 A JP 6038930A JP 3893094 A JP3893094 A JP 3893094A JP H07250480 A JPH07250480 A JP H07250480A
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JP
Japan
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voltage
current
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neutral line
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JP6038930A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Yasuda
哲夫 安田
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】負荷の不平衡に起因して各相負荷の端子電圧に
不平衡を生じるのを抑制することにある。 【構成】CT21が検出しゲイン調整器61を経て得ら
れるA相電流検出値と、中性線9に設けたCT51が検
出しゲイン調整器64を経て得られる中性線電流検出値
とを第2加算器52において波形のままで加算して、こ
れを電圧設定器27が設定する電圧指令値の補正量とす
る。A相電流検出値と中性線電流検出値とが同相ならば
補正量は増加し、逆相ならば補正量は減少する。この補
正結果とA−N間電圧検出値との偏差を第1加算器31
で演算し、この演算結果を電圧調整器41が零に制御す
る。B相とC相も同様の制御を行う。各相負荷が不平衡
で中性線9に電流が流れても上記の動作により3相交流
電源10の各相出力電圧が制御されて負荷の端子電圧は
平衡し、一定電圧を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、交流電源の中性線に
流れる電流により生じる電圧降下を補償する中性線の電
圧降下補償装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は多相交流電源の電圧を調節する従
来例を示した回路図である。この図4の従来例回路で、
例えばA相インバータ11,B相インバータ12,及び
C相インバータ13をスター接続して3相交流電源10
を構成すると、負荷へはこの3相交流電源10に接続さ
れている中性線9と、A相給電線14,B相給電線1
5,又はC相給電線16を介して交流電力が供給され
る。即ちA相負荷17はA相給電線14と中性線9との
間に接続する。同様にB相負荷18はB相給電線15と
中性線9との間に接続し、C相負荷19はC相給電線1
6と中性線9との間に接続する。
【0003】3相交流電源10のA相と中性線9との間
(以下ではA−N間と略記する)の電圧は、A−N間に
接続した計器用変圧器(以下ではPTと略記する)24
で検出し、一次遅れ回路などで構成したフィルタ37を
介して第1加算器31へ与える。一方電圧設定器27は
A相インバータ11が出力すべき電圧指令値を設定して
いるので、第1加算器31はこの電圧設定器27が設定
する電圧指令値と、PT24が検出する電圧検出値との
偏差を演算し、演算結果である偏差値が電圧調整器41
へ入力する。電圧調整器41はこの入力偏差を零にする
制御信号をA相インバータ11へ与えるので、結局A相
インバータ11の出力電圧は電圧設定器27で設定した
電圧指令値に一致する。A相負荷17に流れる電流のた
めに、A相給電線14には電圧降下を生じるので、A相
負荷17の端子電圧はA相インバータ11の出力電圧よ
りも低下するし、A相電流が変化すれば端子電圧も変動
してしまう。そこでA相給電線14にはA相電流を検出
する変流器(以下ではCTと略記する)21を設置し、
このCT21が検出する電流をフィルタ34を介して第
1加算器31へ与えるのであるが、このときの電流検出
値の極性は電圧設定器27で設定している電圧指令値を
上昇させる極性とする。
【0004】同様に、第1加算器32には電圧設定器2
8が設定する電圧指令値と、B−N間に接続したPT2
5とフィルタ38を介して検出するB−N間電圧検出値
と、B相給電線15に設置したCT22とフィルタ35
を介して検出するB相電流検出値とを入力し、これらの
加算演算結果を電圧調整器42へ与えるので、電圧調整
器42はこの入力偏差を零にする制御信号をB相インバ
ータ12へ出力する。第1加算器33も電圧設定器29
が設定する電圧指令値と、C−N間に接続したPT26
とフィルタ39を介して検出するC−N間電圧検出値
と、C相給電線16に設置したCT23とフィルタ36
を介して検出するC相電流検出値とを入力し、これらの
加算演算結果を電圧調整器43へ与えるので、電圧調整
器43はこの入力偏差を零にする制御信号をC相インバ
ータ13へ出力する。
【0005】かくして負荷が変動しても、各相負荷1
7,18,19の端子電圧が一定するように3相交流電
源10の出力電圧が制御される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところでA−N間に接
続したA相負荷17と、B−N間に接続したB相負荷1
8と、C−N間に接続したC相負荷19が、いずれも同
容量の負荷であるとは限らない。これら各相負荷の大き
さが異なればA相電流とB相電流とC相電流も異なった
値となる。即ち、各相負荷が不平衡ならば各相電流も不
平衡になり、この不平衡電流が原因で中性線9に電流が
流れて中性線9に電圧降下を生じる。その結果、負荷の
端子電圧はある相では増大し、ある相では減少すること
になる。即ち負荷の端子電圧が不平衡になってしまう。
【0007】そこでこの発明の目的は、負荷の不平衡に
起因して各相負荷の端子電圧に不平衡を生じるのを抑制
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めにこの発明の中性線の電圧降下補償装置は、交流電源
の各相と中性線との間の相電圧を検出する電圧検出手段
と、この相電圧検出値を電圧指令値に一致させるべく前
記交流電源を各相毎に制御する電圧調節手段と、前記各
相に流れる相電流を検出する相電流検出手段と、前記電
圧指令値をこの相電流検出値で補正する極性で加算する
加算手段とを備えた装置において、前記中性線を流れる
電流を検出する中性線電流検出手段と、この中性線電流
検出値を前記相電流検出値に加算する各相毎の別の加算
手段とを備えるものとする。
【0009】又は、前記中性線を流れる電流を検出する
中性線電流検出手段と、この中性線電流検出値のゲイン
を調整する中性線電流ゲイン調整手段と、前記相電流検
出値のゲインを調整する相電流ゲイン調整手段と、ゲイ
ン調整後の前記中性線電流検出値に同じくゲイン調整後
の前記相電流検出値を加算する各相毎の別の加算手段と
を備えるものとする。
【0010】
【作用】多相交流電源に接続した負荷が平衡していない
と中性線に電流が流れ、この電流のために中性線に電圧
降下を生じてしまう。この電圧降下が原因で各相負荷の
端子電圧が不平衡になる。本発明では、中性線に流れる
電流を検出する電流検出手段を設け、各相に設けた電流
検出手段が検出する各相電流検出値に、この中性線電流
検出値を波形のままで加算し、この加算演算結果で電圧
指令値を補正する。補正後の当該電圧指令値と電圧検出
値との偏差を各相毎の電圧調節手段へ与えることによ
り、各相負荷の不平衡が原因で中性線に電圧降下を生じ
ても、負荷端子電圧を平衡させることができる。更に、
各祖給電線や中性線の抵抗値に対応してそれぞれの電流
検出手段にゲイン調整手段を付加することで、電圧指令
値の補償量を適切にすることができる。
【0011】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を表した回路図で
あるが、この第1実施例回路に記載している中性線9,
各相インバータ11〜13,各相給電線14〜16、各
相負荷17〜19,CT21〜23,PT24〜26,
電圧設定器27〜29,第1加算器31〜33,フィル
タ34〜39,電圧調整器41〜43の名称・用途・機
能は、図4で既述の従来例回路の場合と同じであるか
ら、これらの説明は省略する。
【0012】図1の第1実施例回路では、中性線9を流
れる電流を検出するCT51を中性線9に設置する。第
2加算器52はこの中性線電流検出値とCT21が検出
するA相電流検出値とを波形のままで加算し、この加算
結果はフィルタ34を経て第1加算器31へ与える。第
1加算器31は電圧設定器27が設定するA相電圧指令
値とPT24が検出するA−N間電圧検出値との偏差を
演算し、その演算結果を電圧調整器41へ与えるのであ
るが、前述した第2加算器52の加算結果で電圧指令値
を補正しているので、電圧調整器41はA相給電線14
の電圧降下と共に中性線9の電圧降下も補償した電圧を
A相インバータ11から出力させる。
【0013】B相回路においても第2加算器53が中性
線電流検出値とB相電流検出値とを波形のままで加算
し、フィルタ35を経て第1加算器32へ与える。第1
加算器32はB相電圧指令値とB−N間電圧検出値との
偏差を演算しているが、前述した第2加算器53の加算
結果が電圧指令値を補正するので、電圧調整器42はB
相給電線15と中性線9との電圧降下を補償した電圧を
B相インバータ12から出力させる。同様に第2加算器
54が中性線電流検出値とC相電流検出値とを波形のま
まで加算し、フィルタ36を経て第1加算器33へ与え
る。第1加算器33はC相電圧指令値とC−N間電圧検
出値との偏差を演算しているが、前述した第2加算器5
4の加算結果が電圧指令値を補正するので、電圧調整器
43はC相給電線16と中性線9との電圧降下を補償し
た電圧をC相インバータ13から出力させる。
【0014】前述したように、中性線9に設けたCT5
1は各相に共通した補償量を与えるが、この中性線電流
検出値が各相毎の電流検出値と同相ならば中性線電流に
よる電圧降下分が加算されるので、その相の電源出力電
圧は中性線電流による電圧降下分だけ高くなる。又、中
性線電流検出値が各相毎の電流検出値と逆相ならば中性
線電流による電圧降下分が減算されるので、その相の電
源出力電圧は中性線電流による電圧降下分だけ低くな
る。
【0015】図2は本発明の第2実施例を表した回路図
であるが、この第2実施例回路は、前述した図1の第1
実施例回路にゲイン調整器61〜64を付加しているの
が異なるところであり、これ以外はすべて図1で既述の
第1実施例回路と同じであるから、同じ部分の説明は省
略する。各相給電線14〜16の線路抵抗と中性線9の
線路抵抗とは同じではないから、そのレベルを合わせる
必要がある。そこでA相電流を検出するCT21の出力
側にはゲイン調整器61を設ける。同様にB相電流を検
出するCT22の出力側にはゲイン調整器62を設け、
C相電流を検出するCT23の出力側にはゲイン調整器
63を設ける。更に中性線9に設けたCT51の出力側
にもゲイン調整器64を設置する。これらのゲイン調整
器により線路の抵抗値に対応した電流降下値が第2加算
器へ与えられる。
【0016】図3はゲイン調整器の構成を表した回路図
である。線路71を流れる電流はCT72で検出する
が、このCT72の二次巻線を分圧抵抗73で短絡して
電流信号を電圧信号に変換し、分圧抵抗73はこの電圧
信号を適切なレベルの電圧に分圧して出力する。
【0017】
【発明の効果】多相交流電源に接続する各相負荷が平衡
していない場合は、各相電流が不平衡になり、これが原
因で中性線に電流が流れる。この中性線電流が中性線に
電圧降下を発生させる。その結果負荷の端子電圧が不平
衡になってしまうが、本発明では、中性線に流れる電流
を検出し、この中性線電流検出値を各相電流検出値に波
形のままで加算し、この加算結果で電圧指令値を補正す
る回路構成にしているので、電源の出力電圧は中性線電
流の大きさと流れる方向に対応して変化するように制御
される。その結果、負荷が不平衡であっても当該負荷の
端子電圧は平衡した一定値に制御されることになる。
又、従来は中性線電流による電圧降下を小さく抑制する
ために、中性線を不必要に太くしていたが、本発明を適
用すれば中性線の電圧降下は適切に補償できるので、そ
の断面積を大きくする必要がなくなり、電線を細くでき
る効果も合わせて得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を表した回路図
【図2】本発明の第2実施例を表した回路図
【図3】ゲイン調整器の構成を表した回路図
【図4】多相交流電源の電圧を調節する従来例を示した
回路図
【符号の説明】
9 中性線 10 3相交流電源 11 A相インバータ 12 B相インバータ 13 C相インバータ 14 A相給電線 15 B相給電線 16 C相給電線 17 A相負荷 18 B相負荷 19 C相負荷 21〜23 CT 24〜26 PT 27〜29 電圧設定器 31〜33 第1加算器 34〜39 フィルタ 41〜43 電圧調整器 51 CT 52〜54 第2加算器 61〜64 ゲイン調整器 71 線路 72 CT 73 分圧抵抗

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流電源の各相と中性線との間の相電圧を
    検出する電圧検出手段と、この相電圧検出値を電圧指令
    値に一致させるべく前記交流電源を各相毎に制御する電
    圧調節手段と、前記各相に流れる相電流を検出する相電
    流検出手段と、前記電圧指令値をこの相電流検出値で補
    正する極性で加算する加算手段とを備えた装置におい
    て、 前記中性線を流れる電流を検出する中性線電流検出手段
    と、この中性線電流検出値を前記相電流検出値に加算す
    る各相毎の別の加算手段とを備えていることを特徴とす
    る中性線の電圧降下補償装置。
  2. 【請求項2】交流電源の各相と中性線との間の相電圧を
    検出する電圧検出手段と、この相電圧検出値を電圧指令
    値に一致させるべく前記交流電源を各相毎に制御する電
    圧調節手段と、前記各相に流れる相電流を検出する相電
    流検出手段と、前記電圧指令値をこの相電流検出値で補
    正する極性で加算する加算手段とを備えた装置におい
    て、 前記中性線を流れる電流を検出する中性線電流検出手段
    と、この中性線電流検出値のゲインを調整する中性線電
    流ゲイン調整手段と、前記相電流検出値のゲインを調整
    する相電流ゲイン調整手段と、ゲイン調整後の前記中性
    線電流検出値に同じくゲイン調整後の前記相電流検出値
    を加算する各相毎の別の加算手段とを備えていることを
    特徴とする中性線の電圧降下補償装置。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の中性線の電圧降下補償装
    置において、前記中性線電流検出手段と中性線電流ゲイ
    ン調整手段、及び前記各相毎の相電流検出手段と相電流
    ゲイン調整手段とはいずれも変流器とこの変流器の二次
    巻線を短絡する分圧抵抗とで構成することを特徴とする
    中性線の電圧降下補償装置。
JP6038930A 1994-03-10 1994-03-10 中性線の電圧降下補償装置 Pending JPH07250480A (ja)

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