JPH1063360A - アクティブフィルタの制御装置 - Google Patents
アクティブフィルタの制御装置Info
- Publication number
- JPH1063360A JPH1063360A JP8238558A JP23855896A JPH1063360A JP H1063360 A JPH1063360 A JP H1063360A JP 8238558 A JP8238558 A JP 8238558A JP 23855896 A JP23855896 A JP 23855896A JP H1063360 A JPH1063360 A JP H1063360A
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- Japan
- Prior art keywords
- current
- reactor
- power supply
- power source
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/20—Active power filtering [APF]
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源電流に含まれる高調波成分を精度良く検
出して、系統上位の高調波を抑制する、アクティブフィ
ルタの制御装置を提供する。 【解決手段】 三相ＰＷＭコンバータとその制御装置を
主要要素とするアクティブフィルタと、電源電流を検出
する第１の変流器と、アクティブフィルタ電流を検出す
る第２の変流器を具備し、前記第１の変流器の出力端に
並列に設けられた電源電流検出用の抵抗と、該抵抗に並
列に設けられた第１のリアクトルと、該抵抗に並列に設
けられた第２のリアクトルとコンデンサによる直列共振
回路を備え、前記第１の変流器の出力を補償電流指令の
ための信号としたことを特徴とするアクティブフィルタ
の制御装置。
出して、系統上位の高調波を抑制する、アクティブフィ
ルタの制御装置を提供する。 【解決手段】 三相ＰＷＭコンバータとその制御装置を
主要要素とするアクティブフィルタと、電源電流を検出
する第１の変流器と、アクティブフィルタ電流を検出す
る第２の変流器を具備し、前記第１の変流器の出力端に
並列に設けられた電源電流検出用の抵抗と、該抵抗に並
列に設けられた第１のリアクトルと、該抵抗に並列に設
けられた第２のリアクトルとコンデンサによる直列共振
回路を備え、前記第１の変流器の出力を補償電流指令の
ための信号としたことを特徴とするアクティブフィルタ
の制御装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源系統および負
荷設備間の系統ラインに設けられるアクティブフィルタ
に係わり、特に補償指令のための電源電流検出信号を得
る電流信号検出回路を備えて成るアクティブフィルタの
制御装置に関するものである。
荷設備間の系統ラインに設けられるアクティブフィルタ
に係わり、特に補償指令のための電源電流検出信号を得
る電流信号検出回路を備えて成るアクティブフィルタの
制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高速スイッチング素子で構成される三相
ＰＷＭコンバータと、この三相ＰＷＭコンバータの交流
側に電源系統に直列に接続される交流リアクトルおよび
三相ＰＷＭコンバータの直流端子間に接続される直流コ
ンデンサと、三相ＰＷＭコンバータを制御する制御装置
等を基礎構成とするアクティブフィルタ（以下ＡＦと称
する）が、慣用されている。これは、図２の如くであ
る。
ＰＷＭコンバータと、この三相ＰＷＭコンバータの交流
側に電源系統に直列に接続される交流リアクトルおよび
三相ＰＷＭコンバータの直流端子間に接続される直流コ
ンデンサと、三相ＰＷＭコンバータを制御する制御装置
等を基礎構成とするアクティブフィルタ（以下ＡＦと称
する）が、慣用されている。これは、図２の如くであ
る。
【０００３】図２はＡＦのシステム構成を示し、１は系
統電源、２は電源インピーダンス、３は負荷装置、４は
ＡＦ、５は変流器である。ＡＦ４において、41は三相Ｐ
ＷＭコンバータ（以下単にコンバータという）、42は交
流リアクトル、43は直流コンデンサ、44は高周波フィル
タ、45は制御装置、46は変流器である。すなわち、系統
電源１は電源インピーダンス２を介してサイリスタレオ
ナード装置等の非線形の負荷装置３に電力を供給してお
り、したがって、系統ラインには高周波電流が流れる。
ＡＦ４はこのように系統電源１と負荷装置３との間に配
され、交流側の各相に交流リアクトル42が直列に挿入さ
れたコンバータ41が接続されている。また、コンバータ
41の直流端子間に直流コンデンサ43を備え、交流リアク
トル42と並列に高周波フィルタ44を備えている。そし
て、電源電流検出のための変流器５による電源電流Ｉｓ
に基づき制御装置45内にて補償電流指令値を演算し、補
償電流検出のための変流器46による補償電流Ｉｃを得
て、該補償電流が補償電流指令値に追従するようオンオ
フ可能なスイッチング素子のスイッチング指令をコンバ
ータ41へ送出する制御装置45を具備して構成されてなる
ものである。
統電源、２は電源インピーダンス、３は負荷装置、４は
ＡＦ、５は変流器である。ＡＦ４において、41は三相Ｐ
ＷＭコンバータ（以下単にコンバータという）、42は交
流リアクトル、43は直流コンデンサ、44は高周波フィル
タ、45は制御装置、46は変流器である。すなわち、系統
電源１は電源インピーダンス２を介してサイリスタレオ
ナード装置等の非線形の負荷装置３に電力を供給してお
り、したがって、系統ラインには高周波電流が流れる。
ＡＦ４はこのように系統電源１と負荷装置３との間に配
され、交流側の各相に交流リアクトル42が直列に挿入さ
れたコンバータ41が接続されている。また、コンバータ
41の直流端子間に直流コンデンサ43を備え、交流リアク
トル42と並列に高周波フィルタ44を備えている。そし
て、電源電流検出のための変流器５による電源電流Ｉｓ
に基づき制御装置45内にて補償電流指令値を演算し、補
償電流検出のための変流器46による補償電流Ｉｃを得
て、該補償電流が補償電流指令値に追従するようオンオ
フ可能なスイッチング素子のスイッチング指令をコンバ
ータ41へ送出する制御装置45を具備して構成されてなる
ものである。
【０００４】さらには、かかるＡＦの制御装置45は、変
流器５による電源電流Ｉｓを入力として電源電流検出信
号を得る電流信号検出回路が具備されてなるものであ
る。これは、図３の如くである。図３は制御装置の電流
信号検出回路を示したものであって、51は抵抗、52はリ
アクトル、Ｉｓは電源電流、Ｖssは電源電流検出信号で
ある。すなわち、変流器５により検出された電源電流Ｉ
ｓが、電源電流検出のための抵抗51およびリアクトル52
の並列回路により電圧信号に変換され、制御装置45内に
電源電流検出信号Ｖssとして取り込まれる。
流器５による電源電流Ｉｓを入力として電源電流検出信
号を得る電流信号検出回路が具備されてなるものであ
る。これは、図３の如くである。図３は制御装置の電流
信号検出回路を示したものであって、51は抵抗、52はリ
アクトル、Ｉｓは電源電流、Ｖssは電源電流検出信号で
ある。すなわち、変流器５により検出された電源電流Ｉ
ｓが、電源電流検出のための抵抗51およびリアクトル52
の並列回路により電圧信号に変換され、制御装置45内に
電源電流検出信号Ｖssとして取り込まれる。
【０００５】なおここでは、リアクトル52は電源電流の
微分した信号を得てアクティブフィルタを高調波に対し
て等価的に抵抗として動作させ、系統の電源インピーダ
ンス２と高周波フィルタ44および系統に設置される進相
コンデンサとの共振に基づく高調波拡大を抑制するよう
作用をもたせるものである。また抵抗51は、大きい出力
電圧を発生させて制御に有害な影響を与える電源電流内
に含まれるスイッチングに基づくリップル電流をバイパ
スさせる働きをする。 さらに、制御装置45内でかよう
な電源電流検出信号Ｖssを得て、補償電流指令値Ｉｃ＊
を演算するのに三相二相変換方式が一般的に用いられる
が、上記３方式については公知であるので、その詳細説
明を省略する。
微分した信号を得てアクティブフィルタを高調波に対し
て等価的に抵抗として動作させ、系統の電源インピーダ
ンス２と高周波フィルタ44および系統に設置される進相
コンデンサとの共振に基づく高調波拡大を抑制するよう
作用をもたせるものである。また抵抗51は、大きい出力
電圧を発生させて制御に有害な影響を与える電源電流内
に含まれるスイッチングに基づくリップル電流をバイパ
スさせる働きをする。 さらに、制御装置45内でかよう
な電源電流検出信号Ｖssを得て、補償電流指令値Ｉｃ＊
を演算するのに三相二相変換方式が一般的に用いられる
が、上記３方式については公知であるので、その詳細説
明を省略する。
【０００６】かようにして、制御装置45においては電流
信号検出回路が用いられ、該検出回路にて得られた電源
電流検出信号Ｖssに基づく演算によって補償電流指令値
Ｉｃ＊が算出され、さらには、補償電流指令値Ｉｃ＊と
補償電流Ｉｃとの比較よりスイッチング指令が得られ
て、コンバータ41へ信号送出されるものとなる。以上の
如く、コンバータ41は、補償電流指令値Ｉｃ＊に補償電
流Ｉｃが追従制御する如くにスイッチング素子がオンオ
フされることにより、電流瞬時値が制御されるものとな
る。
信号検出回路が用いられ、該検出回路にて得られた電源
電流検出信号Ｖssに基づく演算によって補償電流指令値
Ｉｃ＊が算出され、さらには、補償電流指令値Ｉｃ＊と
補償電流Ｉｃとの比較よりスイッチング指令が得られ
て、コンバータ41へ信号送出されるものとなる。以上の
如く、コンバータ41は、補償電流指令値Ｉｃ＊に補償電
流Ｉｃが追従制御する如くにスイッチング素子がオンオ
フされることにより、電流瞬時値が制御されるものとな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この種のＡＦの制御装
置においては、ＡＦの接続点より上位で電流を検出する
ために、負荷で発生した高調波電流がＡＦにて補償され
た後の高調波の低減した電流となって、検出すべき高調
波成分が基本波に対して数％ほどしか含まれていなかっ
た。そのため、制御装置内で補償電流を演算する場合、
基本波に対して数％の高調波成分を拡大するように検出
ゲインを上げると基本波成分も大きくなり、Ａ／Ｄ変換
後ＣＰＵに取り込まれた基本波成分に対しての信号ステ
ップ数が大きくなり、ＣＰＵがオーバーフローしてしま
うことがあった。
置においては、ＡＦの接続点より上位で電流を検出する
ために、負荷で発生した高調波電流がＡＦにて補償され
た後の高調波の低減した電流となって、検出すべき高調
波成分が基本波に対して数％ほどしか含まれていなかっ
た。そのため、制御装置内で補償電流を演算する場合、
基本波に対して数％の高調波成分を拡大するように検出
ゲインを上げると基本波成分も大きくなり、Ａ／Ｄ変換
後ＣＰＵに取り込まれた基本波成分に対しての信号ステ
ップ数が大きくなり、ＣＰＵがオーバーフローしてしま
うことがあった。
【０００８】本発明の目的とするところは、不要な基本
波成分を電流信号検出回路内で除去して補償すべき電流
の高調波成分のみ検出し得るよう演算性能が高められた
格別な装置を提供することにある。
波成分を電流信号検出回路内で除去して補償すべき電流
の高調波成分のみ検出し得るよう演算性能が高められた
格別な装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
点に鑑みてなされたものであって、次の如く構成するも
のである。すなわち、三相ＰＷＭコンバータと、三相Ｐ
ＷＭコンバータの交流側の各相に設けられた交流リアク
トルおよび直流側に設けられた直流コンデンサと、交流
リアクトルに並列に設けられた高周波フィルタと、三相
ＰＷＭコンバータを制御する制御装置とを具備して構成
され、電源系統および負荷設備間に配されるアクティブ
フィルタにおいて、電源電流を検出する変流器の出力端
に抵抗、第１のリアクトル、およびコンデンサと第２の
リアクトルを直列接続した直列共振回路を並列に備えて
成るものである。
点に鑑みてなされたものであって、次の如く構成するも
のである。すなわち、三相ＰＷＭコンバータと、三相Ｐ
ＷＭコンバータの交流側の各相に設けられた交流リアク
トルおよび直流側に設けられた直流コンデンサと、交流
リアクトルに並列に設けられた高周波フィルタと、三相
ＰＷＭコンバータを制御する制御装置とを具備して構成
され、電源系統および負荷設備間に配されるアクティブ
フィルタにおいて、電源電流を検出する変流器の出力端
に抵抗、第１のリアクトル、およびコンデンサと第２の
リアクトルを直列接続した直列共振回路を並列に備えて
成るものである。
【００１０】かかる解決手段により、特に、コンデンサ
と第２のリアクトルによる直列共振回路では、電源電流
は基本波で共振させれば基本波成分は該第２のリアクト
ルとコンデンサでは、逆極性の電圧となり、出力端子
Ａ，Ｂ間には現れず基本波成分をバイパスさせて補償す
べき高調波成分のみ信号を検出できる。したがって、Ａ
Ｆにて補償された後の電源側の高調波をゲインを上げて
検出し得ることにより、数％の高調波信号のステップ数
が大きい状態で補償電流指令値を演算可能となり、補償
性能を向上させることができる。
と第２のリアクトルによる直列共振回路では、電源電流
は基本波で共振させれば基本波成分は該第２のリアクト
ルとコンデンサでは、逆極性の電圧となり、出力端子
Ａ，Ｂ間には現れず基本波成分をバイパスさせて補償す
べき高調波成分のみ信号を検出できる。したがって、Ａ
Ｆにて補償された後の電源側の高調波をゲインを上げて
検出し得ることにより、数％の高調波信号のステップ数
が大きい状態で補償電流指令値を演算可能となり、補償
性能を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用された制御
装置における電流信号検出回路の一実施例を、図３に類
して示したものであって、53はコンデンサ、54はリアク
トル、Ａ’，Ｂ’は出力端子、Ｖss’は電源電流検出信
号である。すなわち、電源電流Ｉｓを検出する変流器5
の出力端に接続される抵抗51およびリアクトル52の並列
回路に、コンデンサ53およびリアクトル54を直列接続し
た直列共振回路が並列に設けられてなる。なお、ＡＦに
おける制御回路は、かような電流信号検出回路より出力
端子Ａ’，Ｂ’に電源電流検出信号Ｖss’を得ることに
より、補償電流指令値を演算してコンバータへスイッチ
ング指令を送出し得るものであることは勿論である。こ
こで、図１の構成例の電流信号検出回路において、リア
クトル54とコンデンサ53の共振周波数を電源電流の基本
波周波数に等しくなるように設定することにより、電源
電流の基本周波数成分は出力端子Ａ’，Ｂ’に出力され
なくする。
装置における電流信号検出回路の一実施例を、図３に類
して示したものであって、53はコンデンサ、54はリアク
トル、Ａ’，Ｂ’は出力端子、Ｖss’は電源電流検出信
号である。すなわち、電源電流Ｉｓを検出する変流器5
の出力端に接続される抵抗51およびリアクトル52の並列
回路に、コンデンサ53およびリアクトル54を直列接続し
た直列共振回路が並列に設けられてなる。なお、ＡＦに
おける制御回路は、かような電流信号検出回路より出力
端子Ａ’，Ｂ’に電源電流検出信号Ｖss’を得ることに
より、補償電流指令値を演算してコンバータへスイッチ
ング指令を送出し得るものであることは勿論である。こ
こで、図１の構成例の電流信号検出回路において、リア
クトル54とコンデンサ53の共振周波数を電源電流の基本
波周波数に等しくなるように設定することにより、電源
電流の基本周波数成分は出力端子Ａ’，Ｂ’に出力され
なくする。
【００１２】かようにして、高調波成分が基本波に対し
て数％しか含まれていない場合でも、電源電流検出信号
Ｖss’として補償すべき高調波成分のみのゲインをあげ
て検出できるものとなり、したがって、リアクトル52の
定数を高く設計して高調波を検出することによって制御
装置内のＣＰＵの高調波の信号に比例するステップ数も
大きくでき、演算性能が高められて補償精度を向上する
ことができる。
て数％しか含まれていない場合でも、電源電流検出信号
Ｖss’として補償すべき高調波成分のみのゲインをあげ
て検出できるものとなり、したがって、リアクトル52の
定数を高く設計して高調波を検出することによって制御
装置内のＣＰＵの高調波の信号に比例するステップ数も
大きくでき、演算性能が高められて補償精度を向上する
ことができる。
【００１３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、電
源電流より補償すべき高調波電流を精度良く検出して、
補償精度を向上した簡便な構成の装置を提供できる。
源電流より補償すべき高調波電流を精度良く検出して、
補償精度を向上した簡便な構成の装置を提供できる。
【図１】図１は本発明が適用された制御装置における電
流信号検出回路の一実施例を示す回路図である。
流信号検出回路の一実施例を示す回路図である。
【図２】図２はＡＦのシステム構成を示す系統図であ
る。
る。
【図３】図３は制御装置の電流信号検出回路の従来例を
示す回路図である。
示す回路図である。
１ 系統電源 ２ 電源インピーダンス ３ 負荷装置 ４ アクティブフィルタ（ＡＦ） 41 三相ＰＷＭコンバータ（コンバータ） 42 交流リアクトル 43 直流コンデンサ 44 高周波フィルタ 45 制御装置 46 変流器 ５ 変流器 51 抵抗 52 リアクトル 53 コンデンサ 54 リアクトル Ｉｓ 電源電流 Ｉｃ 補償電流 Ｖss’ 電源電流検出信号 Ｖs 系統電圧
Claims (1)
- 【請求項１】 三相ＰＷＭコンバータと、該三相ＰＷＭ
コンバータの交流側に各相に設けられた交流リアクトル
および直流側に設けられた直流コンデンサと、該交流リ
アクトルに並列に設けられた高周波フィルタと、前記三
相ＰＷＭコンバータを制御する制御装置とを具備して構
成され、電源系統および負荷設備間に配されるアクティ
ブフィルタにおいて、 電源電流を検出する変流器の出力端に抵抗、第１のリア
クトル、およびコンデンサと第２のリアクトルを直列接
続した直列共振回路を並列に備えたことを特徴とするア
クティブフィルタの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8238558A JPH1063360A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | アクティブフィルタの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8238558A JPH1063360A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | アクティブフィルタの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1063360A true JPH1063360A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=17032030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8238558A Pending JPH1063360A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | アクティブフィルタの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1063360A (ja) |
-
1996
- 1996-08-21 JP JP8238558A patent/JPH1063360A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040531 |