JPH0833318A - 高調波検出器 - Google Patents

高調波検出器

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JPH0833318A
JPH0833318A JP6161647A JP16164794A JPH0833318A JP H0833318 A JPH0833318 A JP H0833318A JP 6161647 A JP6161647 A JP 6161647A JP 16164794 A JP16164794 A JP 16164794A JP H0833318 A JPH0833318 A JP H0833318A
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JP
Japan
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harmonic
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Withdrawn
Application number
JP6161647A
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English (en)
Inventor
Norikazu Kawakami
了司 川上
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷電流の過渡的な基本波変動成分を除去
し、アクティブフィルタ等で不要なインバータ電流を出
力しないようにした高調波検出器を提供する。 【構成】 負荷電流ILを入力信号とし、その基本波成分
を除去する2段構成のノッチフィルタ14、15と、負荷電
流ILの各次高調波をそれぞれ通過周波数とする複数の帯
域濾波器16a〜16gの各入力側をノッチフィルタ15出力に
多重並列接続してなり、負荷電流ILの各次高調波を検出
すると共に、過渡的な基本波変動成分を除去する多重帯
域濾波器16と、多重帯域濾波器16から出力した各次高調
波を加算する加算器17と、入力側を加算器17出力に接続
して負荷電流ILの高調波成分ILhを出力する高ゲインの
低域濾波器18とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高調波抑制用アクティ
ブフィルタ等に用いられる高調波検出器に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】高調波検出器の一例を図6(a)を参照
して以下に説明する。上記高調波検出器(1)はノッチ
フィルタ(2)と低域濾波器(3)とを直列接続したも
ので、ノッチフィルタ(2)は、図6(c)に示すよう
に、基本波成分(基本周波数fc=商用周波数)でゲイン
が急激に低下する周波数特性を持ち、負荷電流(IL)を
入力信号としてその基本波成分(fc)を除去する。又、
低域濾波器(3)は高ゲインの伝達関数{K/(1+ST):例
えばK=250、T=0.0181}で示される濾波器で、アクティブ
フィルタが出力すべき高調波成分(ILh)を出力する。
【0003】上記高調波検出器(1)は例えば負荷電流
(IL)の高調波成分(ILh)を検出してそれを抑制する
アクティブフィルタに用いられ、その一例を図6(b)
に示すと、(4)は系統電源、(5)は系統母線、
(6)は負荷、(7)はアクティブフィルタ(以下、A
Fと称する。)、(8)は補償電流(インバータ出力電
流)検出用第1変流器、(9)は負荷電流検出用第2変
流器、(T)はトランスである。上記電源(4)は系統
母線(5)を介して高調波発生源となる負荷(6)に接
続される。AF(7)は、負荷電流(IL)の高調波成分
(ILh)と逆位相の補償電流(Ia)を発生する高周波イ
ンバータ(10)と、インバータ(10)を駆動制御するイ
ンバータ制御回路(11)と、第2変流器(9)によって
検出した負荷電流(IL)から補償対象となる所定次数の
高調波成分(ILh)を検出する高調波検出器(1)と、
基本波成分(fc)を除去した高調波成分(ILh)と補償
電流(Ia)とを比較してその差を出力する比較器(12)
とを具備する。
【0004】上記構成において、負荷(6)から高調波
成分(ILh)が発生すると、それを高調波検出器(1)
で検出して補償電流指令値として出力し、更に、比較器
(12)において補償電流(Ia)と比較する。そして、イ
ンバータ制御回路(11)によって比較器出力信号が正の
場合は補償電流(Ia)を増加させる方向、負の場合は補
償電流(Ia)を減少させる方向にそれぞれインバータ
(10)を制御する。それにより比較器出力が零になるよ
うに補償電流(Ia)をインバータ(10)からトランス
(T)を介して系統母線(5)に注入して高調波成分
(ILh)を打ち消す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、負荷電流(IL)の基本波成分(fc)が、例えば図2
(b)(c)(d)に示すように、過渡的にステップ状
(ILa)や傘型ランプ状(ILb)や台形型ランプ状(IL
c)に急激に変動した場合、AF(7)において高調波
検出器(1)のノッチフィルタ(2)の過渡特性により
非補償対象である定格外の基本波成分(fc)が過渡的に
高調波検出器(1)の出力に現われ、且つ、低域濾波器
(3)でゲイン増幅され、AF(7)の定格以上の容量
を持つ電流を出力してしまい、必要な高調波補償が低減
する点である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、負荷電流を入
力信号とし、その基本波成分を除去する2段構成のノッ
チフィルタと、上記負荷電流の各次高調波をそれぞれ通
過周波数とする複数の帯域濾波器の各入力側を上記ノッ
チフィルタ出力に多重並列接続してなり、各次高調波を
検出すると共に、負荷電流の過渡的な基本波変動成分を
除去する多重帯域濾波器と、上記多重帯域濾波器から出
力した各次高調波を加算する加算器と、入力側を上記加
算器出力に接続して負荷電流の高調波成分を出力する高
ゲインの低域濾波器とを具備したことを特徴とする。
【0007】
【作用】上記技術的手段によれば、負荷電流が高調波検
出器に入力すると、2段のノッチフィルタで負荷電流の
定常的な基本波成分を除去し、又、多重帯域濾波器で過
渡的なステップ状、ランプ状の基本波変動成分を除去す
る。
【0008】
【実施例】本発明に係る高調波検出器の実施例を図1乃
至図5を参照して以下に説明する。まず図1は本発明に
係る高調波検出器(13)のブロック図を示し、図におい
て(14)(15)は第1、第2ノッチフィルタ、(16)は
多重帯域濾波器、(17)は加算器、(18)は低域濾波器
である。上記第1、第2ノッチフィルタ(14)(15)は
伝達関数[Gn=(s2c 2)/{s2+(ωc/Q・s)+ωc 2}]で表さ
れ、従来同様、負荷電流(IL)を入力信号とし、その基
本波成分(例えばfc=50Hz)を除去するもので、周波数
変動を考慮して各中心周波数(fca)(fcb)が例えばfc
a=49.75Hz、fcb=50.25Hzとなる第1、第2ノッチフィル
タ(14)(15)により2段で構成する。又、周波数変動
を吸収するため、先鋭度(Q)を3程度に設定してゲイ
ンの低下勾配をなだらかにする。
【0009】多重帯域濾波器(16)は、伝達関数[Gb=
p/Q・s)/{s2+(ωp/Q・s)+ωp 2}]で表されて負荷電流
(IL)の各次高調波をそれぞれ通過周波数(fp)とする
複数の帯域濾波器(16a)〜(16g)の各入力側をノッチ
フィルタ(15)の出力に多重並列接続したもので、負荷
電流(IL)の各次高調波を検出すると共に、過渡的な基
本波変動成分を除去する。上記各次高調波は、2次{基
本波成分の2倍周波数(=100Hz)、以下同様}、3次、4
次、5次、6次、7次、9次からなる。又、帯域濾波器
(16a)〜(16g)の各先鋭度(Q)は周波数変動の点か
ら小さい方が良いが、余りに小さいと、基本波成分(f
c)が通過し易くなるため、その抑制の点からは、Qは
大きい方が良い。そのため、両方の点を考慮して、Q=
10〜20に設定することが好ましく、実施例では、Q=20
に設定している。
【0010】加算器(17)は帯域濾波器(16a)〜(16
g)の各出力毎に設けた加算器(17a)〜(17f)からな
り、帯域濾波器(16a)〜(16g)で検出及び出力した各
次高調波を加算する。低域濾波器(18)は高ゲインで、
入力側を上記加算器出力に接続して負荷電流(IL)の高
調波成分(ILh)をゲイン増幅して出力する。
【0011】上記構成に基づき本発明の動作を次に説明
する。まず図1に示す本発明の高調波検出器(13)をA
F(7)に適用する場合、それを図6(b)の負荷電流
(IL)が入力する構成とし、第2変流器(9)に高調波
検出器(13)を接続する。そして、図6(b)に示すよ
うに、従来同様、負荷電流(IL)が高周波検出器(13)
に入力すると、まず2段のノッチフィルタ(14)(15)
で負荷電流(IL)の基本波成分(fc)を除去する。次
に、ノッチフィルタ(14)(15)の出力信号が多重帯域
濾波器(16)に入力し、負荷電流(IL)の各次高調波、
即ち2次、3次、4次、5次、6次、7次、9次の各周
波数成分が各次毎に選択的に帯域濾波器(16a)〜(16
g)を通過すると、その各出力を加算器(17)で加算し
て高調波成分(ILh)を検出する。同時に、それ以外の
周波数成分は除去されるため、基本波成分(fc)が過渡
的にステップ状、或いはランプ状に変動しても、それら
の変動成分は多重帯域濾波器(16)で全て除去される。
そして、低域濾波器(18)でAF補償対象となる高調波
成分(ILh)をゲイン増幅して出力してインバータ(1
0)の電流指令値とする。
【0012】ここで、出力における基本波変動成分の低
減効果を示す測定結果を図2(a)の表に示す。上記表
において、例えばステップ状変動(ILa)の場合、入力
電流120A(実効値)に対して出力信号最大値は30.29A
(実効値)、又、(出力/入力)は0.252となり、従来
方式に比べ、基本波出力値は約1/9に低減されることを
確認した。尚、ランプ状変動(ILb)(ILc)に対しても
同様である。又、シミュレーション波形を示すと、入力
電流がステップ状に変動する場合は図3に示す波形図と
なり、又、傘型及び台形型ランプ状に変動する場合はそ
れぞれ図4及び図5に示す波形図となる。尚、各図にお
いて(a)は入力電流変動分(ステップ状及び傘型と台
形型ランプ状)の波形図、(b)はノッチフィルタ出力
の波形図、(c)は多重帯域濾波器出力の波形図、
(d)は低域濾波器出力(電流指令値)の波形図、
(e)はその限界値の波形図をそれぞれ示す。{但し、
PU値は60MVA(1PU)ベースとする。}
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、高調波検出器に入力し
た負荷電流の基本波成分を2段のノッチフィルタで除去
した後、各次高調波を通過周波数とする多重帯域濾波器
を通過させて負荷電流の高調波成分を検出したから、過
渡的な基本波変動成分が多重帯域濾波器で除去され、出
力に現われない。そこで、本発明に係る高調波検出器を
アクティブフィルタの高調波成分検出用として用いる
と、非補償対象である基本波成分が出力に現われ難くな
って、インバータ容量を低減出来、効率及び精度が高く
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高調波検出器の実施例を示すブロ
ック図である。
【図2】(a)は本発明に係る高調波検出器出力におけ
る基本波変動成分の測定結果を示す表である。(b)は
ステップ状基本波変動成分の波形図である。(c)は傘
型ランプ状基本波変動成分の波形図である。(d)は台
形型ランプ状基本波変動成分の波形図である。
【図3】本発明に係る高調波検出器出力におけるステッ
プ状基本波変動成分のシミュレーション波形図である。
【図4】本発明に係る高調波検出器出力における傘型ラ
ンプ状基本波変動成分のシミュレーション波形図であ
る。
【図5】本発明に係る高調波検出器出力における台形型
ランプ状基本波変動成分のシミュレーション波形図であ
る。
【図6】(a)は従来の高調波検出器の一例を示すブロ
ック図である。(b)は従来の高調波検出器の一使用例
を示すアクティブフィルタのブロック図である。(c)
はノッチフィルタのゲイン−周波数特性を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
14 第1ノッチフィルタ 15 第2ノッチフィルタ 16 多重帯域濾波器 17 加算器 18 低域濾波器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷電流を入力信号とし、その基本波成
    分を除去する2段構成のノッチフィルタと、上記負荷電
    流の各次高調波をそれぞれ通過周波数とする複数の帯域
    濾波器の各入力側を上記ノッチフィルタ出力に多重並列
    接続してなり、負荷電流の各次高調波を検出すると共
    に、過渡的な基本波変動成分を除去する多重帯域濾波器
    と、上記多重帯域濾波器から出力した各次高調波を加算
    する加算器と、入力側を上記加算器出力に接続して負荷
    電流の高調波成分を出力する高ゲインの低域濾波器とを
    具備したことを特徴とする高調波検出器。
JP6161647A 1994-07-14 1994-07-14 高調波検出器 Withdrawn JPH0833318A (ja)

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JP6161647A JPH0833318A (ja) 1994-07-14 1994-07-14 高調波検出器

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101042169B1 (ko) * 2008-12-24 2011-06-16 충북대학교 산학협력단 전력신호의 시변고조파 검출 및 추적 장치 및 방법
US8577945B2 (en) 2010-07-12 2013-11-05 Eaton Corporation Method and apparatus of adaptively canceling a fundamental frequency of an analog signal
WO2014072096A2 (de) * 2012-11-07 2014-05-15 Robert Bosch Gmbh Inverterschaltung für einen elektrischen antrieb, elektrofahrzeug mit einer inverterschaltung und verfahren zum betrieb einer inverterschaltung
US11428726B2 (en) 2016-05-23 2022-08-30 Emtele Oy Method and apparatus for detecting faults in a three-phase electrical distribution network

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