JPH11275761A - アクティブフィルタ装置 - Google Patents
アクティブフィルタ装置Info
- Publication number
- JPH11275761A JPH11275761A JP10096887A JP9688798A JPH11275761A JP H11275761 A JPH11275761 A JP H11275761A JP 10096887 A JP10096887 A JP 10096887A JP 9688798 A JP9688798 A JP 9688798A JP H11275761 A JPH11275761 A JP H11275761A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- harmonic
- capacitor
- charge
- signal
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高調波補償電流の電源であるコンデンサ電圧
と電力系統ラインの系統電圧との間に所定の電圧差を確
保して、高調波の補償率を一定にすることができるアク
ティブフィルタ装置を提供すること。 【解決手段】 制御部３０は、コンデンサ１７の両端電
圧Ｖc と基準電圧ＶR との差に対応した充放電指令信号
を出力して、両端電圧Ｖc と基準電圧ＶR とが一致する
ように制御する。ここで、基準電圧ＶR は、電力系統ラ
イン１の系統電圧と定電圧（コンデンサ１７と電力系統
ライン１との間に確保すべき電圧差）Ｖaとを加算して
作成される。従って、系統電圧の変動が基準電圧ＶR に
現れるので、系統電圧が増加すればその分だけ両端電圧
Ｖc も増加する。これによって、コンデンサ電圧と系統
電圧との間に常に一定の電圧差Ｖa を確保できる。
と電力系統ラインの系統電圧との間に所定の電圧差を確
保して、高調波の補償率を一定にすることができるアク
ティブフィルタ装置を提供すること。 【解決手段】 制御部３０は、コンデンサ１７の両端電
圧Ｖc と基準電圧ＶR との差に対応した充放電指令信号
を出力して、両端電圧Ｖc と基準電圧ＶR とが一致する
ように制御する。ここで、基準電圧ＶR は、電力系統ラ
イン１の系統電圧と定電圧（コンデンサ１７と電力系統
ライン１との間に確保すべき電圧差）Ｖaとを加算して
作成される。従って、系統電圧の変動が基準電圧ＶR に
現れるので、系統電圧が増加すればその分だけ両端電圧
Ｖc も増加する。これによって、コンデンサ電圧と系統
電圧との間に常に一定の電圧差Ｖa を確保できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流電力系統の
電流波形から高調波成分を抽出すると共に、抽出した高
調波成分と逆位相の高調波補償電流を上記交流電力系統
に供給して交流電力系統の電流波形を補償するアクティ
ブフィルタ装置に関するものである。
電流波形から高調波成分を抽出すると共に、抽出した高
調波成分と逆位相の高調波補償電流を上記交流電力系統
に供給して交流電力系統の電流波形を補償するアクティ
ブフィルタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】産業用インバータ装置やサイリスタ装置
等から発生する高調波が、変圧器、コンデンサ等の電力
用機器や位相制御機器等に種々の影響を与え、これらの
機器に種々の障害を及ぼし得ることが知られている。そ
のため上記サイリスタ装置等を負荷として電力を供給す
る交流電力系統においては、電圧形インバータを用いて
高調波電流を補償するアクティブフィルタ装置が従来用
いられている（例えば特開昭６０−２１３２２６号公
報）。
等から発生する高調波が、変圧器、コンデンサ等の電力
用機器や位相制御機器等に種々の影響を与え、これらの
機器に種々の障害を及ぼし得ることが知られている。そ
のため上記サイリスタ装置等を負荷として電力を供給す
る交流電力系統においては、電圧形インバータを用いて
高調波電流を補償するアクティブフィルタ装置が従来用
いられている（例えば特開昭６０−２１３２２６号公
報）。
【０００３】図３は、従来のアクティブフィルタ装置を
示す構成図である。このアクティブフィルタ装置は、ス
イッチング素子１５、１６を備えたインバータ部２０と
コンデンサ１７とから成る主回路と、負荷電流波形に含
まれる高調波成分を出力する高調波検出部２５と、上記
インバータ部２０を制御するＰＷＭ変調器１３、１４と
を備えて構成され、上記インバータ部２０の出力側は、
リアクトル１９を介して電力系統ライン１に接続されて
いる。また、この電力系統ライン１には負荷電流検出器
（以下「ＣＴ」という。）２が設けられ、その出力が上
記高調波検出部２５に入力される。一方、電流検出器１
８によってインバータ部２０の出力電流、即ち高調波補
償電流Ｉc が検出され、検出された高調波補償電流Ｉc
は減算器１２に入力されるようになっている。
示す構成図である。このアクティブフィルタ装置は、ス
イッチング素子１５、１６を備えたインバータ部２０と
コンデンサ１７とから成る主回路と、負荷電流波形に含
まれる高調波成分を出力する高調波検出部２５と、上記
インバータ部２０を制御するＰＷＭ変調器１３、１４と
を備えて構成され、上記インバータ部２０の出力側は、
リアクトル１９を介して電力系統ライン１に接続されて
いる。また、この電力系統ライン１には負荷電流検出器
（以下「ＣＴ」という。）２が設けられ、その出力が上
記高調波検出部２５に入力される。一方、電流検出器１
８によってインバータ部２０の出力電流、即ち高調波補
償電流Ｉc が検出され、検出された高調波補償電流Ｉc
は減算器１２に入力されるようになっている。
【０００４】また、スイッチング素子１５、１６の両端
に、高調波を補償するための電源としてコンデンサ１７
が接続されている。高調波検出部２５は、負荷電流から
基本波成分を抽出するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３
及び負荷電流から基本波成分を減算して高調波成分を出
力する減算器４で構成される。制御部１１は、コンデン
サ１７の電圧変動に応じて充放電指令信号を減算器１０
に出力する。減算器１０は、高調波検出部２５から出力
される高調波成分信号から制御部１１から出力される充
放電指令信号を減算して高調波制御信号ＩH を減算器１
２に出力する。
に、高調波を補償するための電源としてコンデンサ１７
が接続されている。高調波検出部２５は、負荷電流から
基本波成分を抽出するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３
及び負荷電流から基本波成分を減算して高調波成分を出
力する減算器４で構成される。制御部１１は、コンデン
サ１７の電圧変動に応じて充放電指令信号を減算器１０
に出力する。減算器１０は、高調波検出部２５から出力
される高調波成分信号から制御部１１から出力される充
放電指令信号を減算して高調波制御信号ＩH を減算器１
２に出力する。
【０００５】上記のようなアクティブフィルタ装置にお
いては、電流検出器１８で検出された高調波補償電流Ｉ
C の波形と高調波検出部２５から出力される高調波制御
信号ＩH の波形とが等しくなるように、つまり減算器１
２の出力がゼロとなるように、ＰＷＭ変調器１３、１４
が動作する。そして高調波検出部２５は、ＣＴ２で検出
した負荷電流波形に基づいてその高調波成分を出力する
ため、結局上記インバータ部２０からは、負荷電流波形
に含まれる高調波成分と逆位相の電流が、高調波補償電
流Ｉc としてリアクトル１９を介して電力系統ライン１
に流れることになる。これによって電力系統ライン１の
高調波成分が相殺され、電源電流波形が補償されて正弦
波となる。
いては、電流検出器１８で検出された高調波補償電流Ｉ
C の波形と高調波検出部２５から出力される高調波制御
信号ＩH の波形とが等しくなるように、つまり減算器１
２の出力がゼロとなるように、ＰＷＭ変調器１３、１４
が動作する。そして高調波検出部２５は、ＣＴ２で検出
した負荷電流波形に基づいてその高調波成分を出力する
ため、結局上記インバータ部２０からは、負荷電流波形
に含まれる高調波成分と逆位相の電流が、高調波補償電
流Ｉc としてリアクトル１９を介して電力系統ライン１
に流れることになる。これによって電力系統ライン１の
高調波成分が相殺され、電源電流波形が補償されて正弦
波となる。
【０００６】制御部１１は、高調波補償電流Ｉc を流す
電源を確保するため、コンデンサ１７の両端電圧Ｖc を
一定とすべく充放電指令信号を減算器１０に供給する。
即ち、絶縁増幅器２１から出力されるコンデンサ１７の
両端電圧Ｖc に対応した電圧と基準電圧発生器２２から
の基準電圧Ｖr との差に比例した信号を減算器２３から
出力し、掛算器２４で、減算器２３からの出力信号と相
電圧検出器（ＰＴ）５の出力電圧とを掛算する。掛算器
２４は、コンデンサ１７の両端電圧Ｖc が基準電圧Ｖr
より大のときはＰＴ５の出力電圧位相を反転して出力
し、Ｖc ＜Ｖr のときは同相で出力する。図３の回路で
は、コンデンサ１７の両端電圧Ｖc が変動すると減算器
２３の出力が現れ、掛算器２４から充放電指令信号が出
力され、これに対応してＩH ＝ＩC となるようＰＷＭ変
調器１３、１４が動作し、コンデンサ１７の両端電圧Ｖ
c が一定に保持される。
電源を確保するため、コンデンサ１７の両端電圧Ｖc を
一定とすべく充放電指令信号を減算器１０に供給する。
即ち、絶縁増幅器２１から出力されるコンデンサ１７の
両端電圧Ｖc に対応した電圧と基準電圧発生器２２から
の基準電圧Ｖr との差に比例した信号を減算器２３から
出力し、掛算器２４で、減算器２３からの出力信号と相
電圧検出器（ＰＴ）５の出力電圧とを掛算する。掛算器
２４は、コンデンサ１７の両端電圧Ｖc が基準電圧Ｖr
より大のときはＰＴ５の出力電圧位相を反転して出力
し、Ｖc ＜Ｖr のときは同相で出力する。図３の回路で
は、コンデンサ１７の両端電圧Ｖc が変動すると減算器
２３の出力が現れ、掛算器２４から充放電指令信号が出
力され、これに対応してＩH ＝ＩC となるようＰＷＭ変
調器１３、１４が動作し、コンデンサ１７の両端電圧Ｖ
c が一定に保持される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記アクティブフィル
タ装置では、基準電圧Ｖr は固定であるため、コンデン
サ１７の両端電圧Ｖc が一定にされ、母線電圧が一定に
なる。このため、例えば、電力系統ライン１に接続され
ている負荷の大多数が停止して電源容量に余裕が生じる
などして、系統電圧が増加した場合には、系統電圧と母
線電圧との差が一定にならない。従って、アクティブフ
ィルタ装置の高調波の補償率が低下してしまい補償率が
一定にならない欠点があった。
タ装置では、基準電圧Ｖr は固定であるため、コンデン
サ１７の両端電圧Ｖc が一定にされ、母線電圧が一定に
なる。このため、例えば、電力系統ライン１に接続され
ている負荷の大多数が停止して電源容量に余裕が生じる
などして、系統電圧が増加した場合には、系統電圧と母
線電圧との差が一定にならない。従って、アクティブフ
ィルタ装置の高調波の補償率が低下してしまい補償率が
一定にならない欠点があった。
【０００８】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、コンデンサの両
端電圧と系統電圧とに所定の電圧差をもたせることによ
り、高調波の補償率を一定にすることができるアクティ
ブフィルタ装置を提供することにある。
になされたものであって、その目的は、コンデンサの両
端電圧と系統電圧とに所定の電圧差をもたせることによ
り、高調波の補償率を一定にすることができるアクティ
ブフィルタ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】そこで請求項１のアクテ
ィブフィルタ装置は、交流電力系統１に接続され、その
電流波形に含まれる高調波成分を抽出して出力する高調
波検出手段２５と、インバータ部２０を制御することに
よって上記高調波成分信号とは逆位相の高調波補償電流
Ｉc を作成して上記交流電流系統１に供給すると共に、
上記高調波補償電流Ｉc の電源としてのコンデンサ１７
を備える高調波補償手段２９と、上記コンデンサ１７の
両端電圧Ｖc が基準電圧ＶR となるように、上記コンデ
ンサ１７の充放電を制御する充放電指令信号を作成する
充放電制御手段３０と、上記高調波成分信号から上記充
放電指令信号を減算して上記高調波補償手段２９を制御
する高調波制御信号ＩH を作成する制御信号作成手段１
０とを備えるアクティブフィルタ装置において、上記充
放電制御手段３０は、上記交流電力系統１の系統電圧と
上記両端電圧Ｖc との電圧差が一定となるようにすべく
上記充放電指令信号を作成することを特徴としている。
ィブフィルタ装置は、交流電力系統１に接続され、その
電流波形に含まれる高調波成分を抽出して出力する高調
波検出手段２５と、インバータ部２０を制御することに
よって上記高調波成分信号とは逆位相の高調波補償電流
Ｉc を作成して上記交流電流系統１に供給すると共に、
上記高調波補償電流Ｉc の電源としてのコンデンサ１７
を備える高調波補償手段２９と、上記コンデンサ１７の
両端電圧Ｖc が基準電圧ＶR となるように、上記コンデ
ンサ１７の充放電を制御する充放電指令信号を作成する
充放電制御手段３０と、上記高調波成分信号から上記充
放電指令信号を減算して上記高調波補償手段２９を制御
する高調波制御信号ＩH を作成する制御信号作成手段１
０とを備えるアクティブフィルタ装置において、上記充
放電制御手段３０は、上記交流電力系統１の系統電圧と
上記両端電圧Ｖc との電圧差が一定となるようにすべく
上記充放電指令信号を作成することを特徴としている。
【００１０】上記請求項１のアクティブフィルタ装置で
は、交流電力系統１の系統電圧が変動しても、系統電圧
とコンデンサ１７の両端電圧Ｖc との間には常に一定の
電圧差Ｖa が確保される。従って、例えば系統電圧が増
加すると、コンデンサ１７の両端電圧Ｖc 、即ち高調波
補償電流の電源電圧も増加するので、上記交流電力系統
１に対する電流供給能力は低下せず、十分な高調波補償
電流を供給することができる。これによって、上記交流
電力系統１に対する高調波の補償率は、系統電圧の変動
にかかわらず、常に一定になり、良好な高調波補償を実
現することができる。
は、交流電力系統１の系統電圧が変動しても、系統電圧
とコンデンサ１７の両端電圧Ｖc との間には常に一定の
電圧差Ｖa が確保される。従って、例えば系統電圧が増
加すると、コンデンサ１７の両端電圧Ｖc 、即ち高調波
補償電流の電源電圧も増加するので、上記交流電力系統
１に対する電流供給能力は低下せず、十分な高調波補償
電流を供給することができる。これによって、上記交流
電力系統１に対する高調波の補償率は、系統電圧の変動
にかかわらず、常に一定になり、良好な高調波補償を実
現することができる。
【００１１】また請求項２のアクティブフィルタ装置
は、上記充放電制御手段３０は、上記交流電力系統１の
系統電圧の変動量に基づいて上記基準電圧ＶR を補正し
て出力する基準電圧作成手段３２と、上記コンデンサ１
７の両端電圧Ｖc を検出する検出手段３１と、上記基準
電圧作成手段３２の出力電圧から上記検出手段３１の検
出電圧を減算する減算手段３３と、上記交流電力系統１
の系統電圧信号と上記減算手段３３の出力信号とを乗算
して充放電指令信号を作成する乗算手段３４とを備える
ことを特徴としている。
は、上記充放電制御手段３０は、上記交流電力系統１の
系統電圧の変動量に基づいて上記基準電圧ＶR を補正し
て出力する基準電圧作成手段３２と、上記コンデンサ１
７の両端電圧Ｖc を検出する検出手段３１と、上記基準
電圧作成手段３２の出力電圧から上記検出手段３１の検
出電圧を減算する減算手段３３と、上記交流電力系統１
の系統電圧信号と上記減算手段３３の出力信号とを乗算
して充放電指令信号を作成する乗算手段３４とを備える
ことを特徴としている。
【００１２】上記請求項２のアクティブフィルタ装置で
は、上記コンデンサ１７の基準電圧ＶR を上記系統電圧
の変動量に基づいて補正し、補正後の基準電圧ＶR と検
出した両端電圧Ｖc との差を求め、求めた差に対応した
充放電指令信号が作成される。これによって、コンデン
サ１７の両端電圧Ｖc は系統電圧の変動に対応して増減
すると共に、系統電圧との間に常に一定の電圧差を確保
することができる。
は、上記コンデンサ１７の基準電圧ＶR を上記系統電圧
の変動量に基づいて補正し、補正後の基準電圧ＶR と検
出した両端電圧Ｖc との差を求め、求めた差に対応した
充放電指令信号が作成される。これによって、コンデン
サ１７の両端電圧Ｖc は系統電圧の変動に対応して増減
すると共に、系統電圧との間に常に一定の電圧差を確保
することができる。
【００１３】さらに請求項３のアクティブフィルタ装置
は、上記基準電圧作成手段３２は、上記交流電力系統１
の系統電圧を直流電圧に変換する変換回路３６と、上記
系統電圧と上記両端電圧Ｖc との間に確保すべき電圧差
に相当する定電圧Ｖa を発生する定電圧発生器３５と、
上記変換回路３６の出力電圧と上記定電圧発生器３５の
定電圧Ｖa とを加算して基準電圧ＶR を作成する加算器
３７とを備えることを特徴としている。
は、上記基準電圧作成手段３２は、上記交流電力系統１
の系統電圧を直流電圧に変換する変換回路３６と、上記
系統電圧と上記両端電圧Ｖc との間に確保すべき電圧差
に相当する定電圧Ｖa を発生する定電圧発生器３５と、
上記変換回路３６の出力電圧と上記定電圧発生器３５の
定電圧Ｖa とを加算して基準電圧ＶR を作成する加算器
３７とを備えることを特徴としている。
【００１４】上記請求項３のアクティブフィルタ装置で
は、上記コンデンサ１７の基準電圧ＶR は、上記交流電
力系統１の系統電圧に、当該系統電圧と上記コンデンサ
１７の両端電圧Ｖc との間に確保すべき電圧差に相当す
る電圧Ｖa を加えて作成される。従って、上記系統電圧
の増減に対応して基準電圧ＶR も増減することになる。
は、上記コンデンサ１７の基準電圧ＶR は、上記交流電
力系統１の系統電圧に、当該系統電圧と上記コンデンサ
１７の両端電圧Ｖc との間に確保すべき電圧差に相当す
る電圧Ｖa を加えて作成される。従って、上記系統電圧
の増減に対応して基準電圧ＶR も増減することになる。
【００１５】請求項４のアクティブフィルタ装置は、上
記変換回路３６は、上記交流電力系統１の系統電圧の絶
対値レベルを検出して出力する絶対値検出回路３８と、
上記絶対値検出回路３８からの出力信号を平均化して直
流電圧を出力する平均化回路３９とを備えることを特徴
としている。
記変換回路３６は、上記交流電力系統１の系統電圧の絶
対値レベルを検出して出力する絶対値検出回路３８と、
上記絶対値検出回路３８からの出力信号を平均化して直
流電圧を出力する平均化回路３９とを備えることを特徴
としている。
【００１６】請求項５のアクティブフィルタ装置は、上
記絶対値検出回路３８は、全波整流回路であることを特
徴としている。
記絶対値検出回路３８は、全波整流回路であることを特
徴としている。
【００１７】上記請求項４又は請求項５のアクティブフ
ィルタ装置では、その実施が容易である。
ィルタ装置では、その実施が容易である。
【００１８】請求項６のアクティブフィルタ装置は、交
流電力系統１に接続され、その電流波形に含まれる高調
波成分を抽出すると共に、インバータ部２０を制御して
上記高調波成分信号と逆位相の高調波補償電流Ｉc を作
成し、これを上記交流電力系統１に供給して電流波形を
補償するよう構成されたアクティブフィルタ装置におい
て、上記高調波補償電流Ｉc の電源としてのコンデンサ
１７の両端電圧Ｖc を検出する検出手段３１と、上記交
流電力系統１の系統電圧を検出し、この検出電圧に、上
記系統電圧と上記両端電圧Ｖc との間に確保すべき電圧
差に相当する電圧Ｖa を加算して上記コンデンサ１７の
基準電圧ＶR を出力する基準電圧作成手段３２と、上記
基準電圧作成手段３２の出力電圧から上記検出手段３１
の検出電圧を減算する減算手段３３と、この減算手段３
３の出力信号と上記交流電力系統１の系統電圧信号とを
乗算して上記コンデンサ１７の充放電を制御する充放電
指令信号を出力する乗算手段３４と、この乗算手段３４
から出力される充放電指令信号を上記高調波成分信号か
ら減算して上記インバータ部２０を制御する高調波制御
信号ＩH を出力する制御信号作成手段１０とを備えるこ
とを特徴としている。
流電力系統１に接続され、その電流波形に含まれる高調
波成分を抽出すると共に、インバータ部２０を制御して
上記高調波成分信号と逆位相の高調波補償電流Ｉc を作
成し、これを上記交流電力系統１に供給して電流波形を
補償するよう構成されたアクティブフィルタ装置におい
て、上記高調波補償電流Ｉc の電源としてのコンデンサ
１７の両端電圧Ｖc を検出する検出手段３１と、上記交
流電力系統１の系統電圧を検出し、この検出電圧に、上
記系統電圧と上記両端電圧Ｖc との間に確保すべき電圧
差に相当する電圧Ｖa を加算して上記コンデンサ１７の
基準電圧ＶR を出力する基準電圧作成手段３２と、上記
基準電圧作成手段３２の出力電圧から上記検出手段３１
の検出電圧を減算する減算手段３３と、この減算手段３
３の出力信号と上記交流電力系統１の系統電圧信号とを
乗算して上記コンデンサ１７の充放電を制御する充放電
指令信号を出力する乗算手段３４と、この乗算手段３４
から出力される充放電指令信号を上記高調波成分信号か
ら減算して上記インバータ部２０を制御する高調波制御
信号ＩH を出力する制御信号作成手段１０とを備えるこ
とを特徴としている。
【００１９】上記請求項６のアクティブフィルタ装置で
は、交流電力系統１の系統電圧が変動しても、系統電圧
とコンデンサ１７の両端電圧Ｖc との間には常に一定の
電圧差Ｖa が確保される。従って、例えば系統電圧が増
加すると、コンデンサ１７の両端電圧Ｖc 、即ち高調波
補償電流の電源電圧も増加するので、上記交流電力系統
１に対する電流供給能力は低下せず、十分な高調波補償
電流を供給することができる。これによって、上記交流
電力系統１に対する高調波の補償率は、系統電圧の変動
にかかわらず、常に一定になり、良好な高調波補償を実
現することができる。
は、交流電力系統１の系統電圧が変動しても、系統電圧
とコンデンサ１７の両端電圧Ｖc との間には常に一定の
電圧差Ｖa が確保される。従って、例えば系統電圧が増
加すると、コンデンサ１７の両端電圧Ｖc 、即ち高調波
補償電流の電源電圧も増加するので、上記交流電力系統
１に対する電流供給能力は低下せず、十分な高調波補償
電流を供給することができる。これによって、上記交流
電力系統１に対する高調波の補償率は、系統電圧の変動
にかかわらず、常に一定になり、良好な高調波補償を実
現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】次にこの発明のアクティブフィル
タ装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
タ装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
【００２１】図１は、本発明の一実施の形態であるアク
ティブフィルタ装置の一実施の形態を示す構成図であ
る。尚、本実施の形態のアクティブフィルタ装置の基本
的な構成は、図３に示した従来の構成と類似しているた
め、同一の構成には同一の参照符号を付して詳細な説明
は省略する。
ティブフィルタ装置の一実施の形態を示す構成図であ
る。尚、本実施の形態のアクティブフィルタ装置の基本
的な構成は、図３に示した従来の構成と類似しているた
め、同一の構成には同一の参照符号を付して詳細な説明
は省略する。
【００２２】アクティブフィルタ装置は、概略的に、高
調波検出手段である高調波検出部２５と、高調波補償手
段である高調波補償部２９と、充放電制御手段である制
御部３０と、制御信号作成手段である減算器１０とを備
えて構成される。
調波検出手段である高調波検出部２５と、高調波補償手
段である高調波補償部２９と、充放電制御手段である制
御部３０と、制御信号作成手段である減算器１０とを備
えて構成される。
【００２３】高調波補償部２９は、減算器１２、ＰＷＭ
変調器１３、１４、スイッチング素子１５、１６、コン
デンサ１７、電流検出器１８、リアクトル１９、インバ
ータ部２０を備えて構成される。そして、減算器１０か
ら与えられる高調波制御信号ＩH に基づいて、インバー
タ部２０を制御することによって高調波検出部２５で抽
出された高調波成分信号とは逆位相の高調波補償電流Ｉ
c を作成して電力系統ライン１に供給する。これによっ
て、電流系統ライン１の高調波成分が相殺され、電源電
流波形が補償されて正弦波となる。
変調器１３、１４、スイッチング素子１５、１６、コン
デンサ１７、電流検出器１８、リアクトル１９、インバ
ータ部２０を備えて構成される。そして、減算器１０か
ら与えられる高調波制御信号ＩH に基づいて、インバー
タ部２０を制御することによって高調波検出部２５で抽
出された高調波成分信号とは逆位相の高調波補償電流Ｉ
c を作成して電力系統ライン１に供給する。これによっ
て、電流系統ライン１の高調波成分が相殺され、電源電
流波形が補償されて正弦波となる。
【００２４】ここで、高調波検出部２５による高調波成
分信号の抽出方法、高調波補償部２９による高調波補償
電流Ｉc の作成方法、減算器１０による高調波制御信号
ＩHの作成方法は、図３を参照して説明した従来の技術
と同じであるので、説明を省略し、本実施の形態の特徴
点である制御部３０について詳細に説明する。尚、高調
波検出部２５は、ＢＰＦ３と減算器４に代えて、負荷電
流から高調波成分を導出する演算回路（デジタル回路又
はアナログ回路）で構成してもよい。
分信号の抽出方法、高調波補償部２９による高調波補償
電流Ｉc の作成方法、減算器１０による高調波制御信号
ＩHの作成方法は、図３を参照して説明した従来の技術
と同じであるので、説明を省略し、本実施の形態の特徴
点である制御部３０について詳細に説明する。尚、高調
波検出部２５は、ＢＰＦ３と減算器４に代えて、負荷電
流から高調波成分を導出する演算回路（デジタル回路又
はアナログ回路）で構成してもよい。
【００２５】制御部３０は、コンデンサ１７の両端電圧
Ｖc を増幅する絶縁増幅器３１と、コンデンサ１７に設
定すべき基準電圧ＶR を発生する基準電圧発生器３２
と、絶縁増幅器３１の出力を基準電圧発生器３２の出力
から減算する減算器３３と、ＰＴ５の出力電圧と減算器
３３の出力とを掛算する掛算器３４とを備える。
Ｖc を増幅する絶縁増幅器３１と、コンデンサ１７に設
定すべき基準電圧ＶR を発生する基準電圧発生器３２
と、絶縁増幅器３１の出力を基準電圧発生器３２の出力
から減算する減算器３３と、ＰＴ５の出力電圧と減算器
３３の出力とを掛算する掛算器３４とを備える。
【００２６】基準電圧発生器３２は、電力系統ライン１
の系統電圧の変動量に基づいて基準電圧ＶR を補正して
出力するものであり、母線（コンデンサ１７）と電力系
統ライン１との間に確保すべき電圧差に相当する電圧Ｖ
a を発生する定電圧発生器３５と、加算器３７と、ＰＴ
５が出力する交流電圧を直流電圧に変換する変換回路３
６とを備える。即ち、変換回路３６は、ＰＴ５の出力電
圧を平滑化するものであり、絶対値検出回路３８と平均
化回路３９を備える。絶対値検出回路３８は、電力系統
ライン１の系統電圧の絶対値レベルを検出して出力する
ものであり、全波整流回路でもよい。平均化回路３９
は、絶対値検出回路３８の出力を平均化して出力し、加
算器３７は上記電圧Ｖa に上記平均化出力を加算した直
流電圧を出力する。変換回路３６の出力電圧は系統電圧
に対応した電圧であり、系統電圧の変動は変換回路３６
の出力電圧に現れるので、基準電圧ＶR にも系統電圧の
変動が現れる。
の系統電圧の変動量に基づいて基準電圧ＶR を補正して
出力するものであり、母線（コンデンサ１７）と電力系
統ライン１との間に確保すべき電圧差に相当する電圧Ｖ
a を発生する定電圧発生器３５と、加算器３７と、ＰＴ
５が出力する交流電圧を直流電圧に変換する変換回路３
６とを備える。即ち、変換回路３６は、ＰＴ５の出力電
圧を平滑化するものであり、絶対値検出回路３８と平均
化回路３９を備える。絶対値検出回路３８は、電力系統
ライン１の系統電圧の絶対値レベルを検出して出力する
ものであり、全波整流回路でもよい。平均化回路３９
は、絶対値検出回路３８の出力を平均化して出力し、加
算器３７は上記電圧Ｖa に上記平均化出力を加算した直
流電圧を出力する。変換回路３６の出力電圧は系統電圧
に対応した電圧であり、系統電圧の変動は変換回路３６
の出力電圧に現れるので、基準電圧ＶR にも系統電圧の
変動が現れる。
【００２７】減算器３３は、絶縁増幅器３１と基準電圧
発生器３２の両出力電圧の差を出力する。掛算器３４
は、ＰＴ５の出力電圧（系統電圧の有効成分）と減算器
３３の出力とで掛算を行い、出力を充放電指令信号とし
て減算器１０に供給する。
発生器３２の両出力電圧の差を出力する。掛算器３４
は、ＰＴ５の出力電圧（系統電圧の有効成分）と減算器
３３の出力とで掛算を行い、出力を充放電指令信号とし
て減算器１０に供給する。
【００２８】即ち、掛算器３４は、系統電圧の有効成分
（正弦波）の振幅をコンデンサ１７の電圧Ｖc と基準電
圧ＶR との差に対応した大きさ（極性も含めて）にする
もので、この掛算器３４の出力を充放電指令信号とす
る。
（正弦波）の振幅をコンデンサ１７の電圧Ｖc と基準電
圧ＶR との差に対応した大きさ（極性も含めて）にする
もので、この掛算器３４の出力を充放電指令信号とす
る。
【００２９】これによって、絶縁増幅器３１の出力電圧
が基準電圧発生器３２の出力電圧ＶR と等しくなるよう
に制御されるので、コンデンサ１７の電圧は系統電圧の
変化に対応して増減し、かつ母線電圧と系統電圧との間
に常に所定の電圧差Ｖa をもたすことができる。
が基準電圧発生器３２の出力電圧ＶR と等しくなるよう
に制御されるので、コンデンサ１７の電圧は系統電圧の
変化に対応して増減し、かつ母線電圧と系統電圧との間
に常に所定の電圧差Ｖa をもたすことができる。
【００３０】アクティブフィルタ装置では、コンデンサ
１７の電圧（例えば３００Ｖ）を系統電圧（例えば２０
０Ｖ）より高く設定することにより、電源側に高調波を
補償するための補償電流を供給することができる。しか
しながら、系統電圧がより高くなると、従来の場合で
は、コンデンサ１７の電圧と系統電圧との差が小さくな
り、十分な補償電流が供給できなくなり、図２に実線Ｌ
２で示すように、高調波の補償率が低下する。これに対
し、本発明では、系統電圧の増加に対応して、コンデン
サ１７の電圧が増加するので、図２に実線Ｌ１で示すよ
うに、高調波の補償率は低下せず、一定になる。
１７の電圧（例えば３００Ｖ）を系統電圧（例えば２０
０Ｖ）より高く設定することにより、電源側に高調波を
補償するための補償電流を供給することができる。しか
しながら、系統電圧がより高くなると、従来の場合で
は、コンデンサ１７の電圧と系統電圧との差が小さくな
り、十分な補償電流が供給できなくなり、図２に実線Ｌ
２で示すように、高調波の補償率が低下する。これに対
し、本発明では、系統電圧の増加に対応して、コンデン
サ１７の電圧が増加するので、図２に実線Ｌ１で示すよ
うに、高調波の補償率は低下せず、一定になる。
【００３１】尚、補償率は、補償率＝（ＩLH−ＩSH）／
ＩLHのように定義される。ただし、ＩLHは負荷電流に含
まれる高調波電流、ＩSHは電源側に含まれる高調波電流
である。
ＩLHのように定義される。ただし、ＩLHは負荷電流に含
まれる高調波電流、ＩSHは電源側に含まれる高調波電流
である。
【００３２】
【発明の効果】以上のように請求項１又は請求項６のア
クティブフィルタ装置によれば、交流電力系統の系統電
圧が変動しても、系統電圧とコンデンサの両端電圧との
間には常に一定の電圧差が確保されるので、上記交流電
力系統に対する電流供給能力は低下せず、十分な高調波
補償電流を供給することができる。これによって、上記
交流電力系統に対する高調波の補償率は、系統電圧の変
動にかかわらず常に一定になり、良好な高調波補償を実
現することができる。
クティブフィルタ装置によれば、交流電力系統の系統電
圧が変動しても、系統電圧とコンデンサの両端電圧との
間には常に一定の電圧差が確保されるので、上記交流電
力系統に対する電流供給能力は低下せず、十分な高調波
補償電流を供給することができる。これによって、上記
交流電力系統に対する高調波の補償率は、系統電圧の変
動にかかわらず常に一定になり、良好な高調波補償を実
現することができる。
【００３３】また請求項２〜請求項５のアクティブフィ
ルタ装置によれば、その実施が容易である。
ルタ装置によれば、その実施が容易である。
【図１】本発明の一実施の形態であるアクティブフィル
タ装置を示す構成図である。
タ装置を示す構成図である。
【図２】アクティブフィルタ装置における系統電圧と補
償率との関係を示すグラフである。
償率との関係を示すグラフである。
【図３】従来のアクティブフィルタ装置を示す構成図で
ある。
ある。
１ 電力系統ライン １０ 減算器 １７ コンデンサ ２０ インバータ部 ２５ 高調波検出部 ２９ 高調波補償部 ３０ 制御部 ３１ 絶縁増幅器 ３２ 基準電圧発生器 ３３ 減算器 ３４ 掛算器 ３５ 定電圧発生器 ３６ 変換回路 ３７ 加算器 ３８ 絶対値検出回路 ３９ 平均化回路 ＩH 高調波制御信号 Ｉc 高調波補償電流 Ｖc 両端電圧 ＶR 基準電圧
Claims (6)
- 【請求項１】 交流電力系統（１）に接続され、その電
流波形に含まれる高調波成分を抽出して出力する高調波
検出手段（２５）と、インバータ部（２０）を制御する
ことによって上記高調波成分信号とは逆位相の高調波補
償電流（Ｉc）を作成して上記交流電流系統（１）に供
給すると共に、上記高調波補償電流（Ｉc ）の電源とし
てのコンデンサ（１７）を備える高調波補償手段（２
９）と、上記コンデンサ（１７）の両端電圧（Ｖc ）が
基準電圧（ＶR ）となるように、上記コンデンサ（１
７）の充放電を制御する充放電指令信号を作成する充放
電制御手段（３０）と、上記高調波成分信号から上記充
放電指令信号を減算して上記高調波補償手段（２９）を
制御する高調波制御信号（ＩH ）を作成する制御信号作
成手段（１０）とを備えるアクティブフィルタ装置にお
いて、上記充放電制御手段（３０）は、上記交流電力系
統（１）の系統電圧と上記両端電圧（Ｖc ）との電圧差
が一定となるようにすべく上記充放電指令信号を作成す
ることを特徴とするアクティブフィルタ装置。 - 【請求項２】 上記充放電制御手段（３０）は、上記交
流電力系統（１）の系統電圧の変動量に基づいて上記基
準電圧（ＶR ）を補正して出力する基準電圧作成手段
（３２）と、上記コンデンサ（１７）の両端電圧
（Ｖc ）を検出する検出手段（３１）と、上記基準電圧
作成手段（３２）の出力電圧から上記検出手段（３１）
の検出電圧を減算する減算手段（３３）と、上記交流電
力系統（１）の系統電圧信号と上記減算手段（３３）の
出力信号とを乗算して充放電指令信号を作成する乗算手
段（３４）とを備えることを特徴とする請求項１のアク
ティブフィルタ装置。 - 【請求項３】 上記基準電圧作成手段（３２）は、上記
交流電力系統（１）の系統電圧を直流電圧に変換する変
換回路（３６）と、上記系統電圧と上記両端電圧
（Ｖc ）との間に確保すべき電圧差に相当する定電圧
（Ｖa ）を発生する定電圧発生器（３５）と、上記変換
回路（３６）の出力電圧と上記定電圧発生器（３５）の
定電圧（Ｖa ）とを加算して基準電圧（ＶR ）を作成す
る加算器（３７）とを備えることを特徴とする請求項２
のアクティブフィルタ装置。 - 【請求項４】 上記変換回路（３６）は、上記交流電力
系統（１）の系統電圧の絶対値レベルを検出して出力す
る絶対値検出回路（３８）と、上記絶対値検出回路（３
８）からの出力信号を平均化して直流電圧を出力する平
均化回路（３９）とを備えることを特徴とする請求項３
のアクティブフィルタ装置。 - 【請求項５】 上記絶対値検出回路（３８）は、全波整
流回路であることを特徴とする請求項４のアクティブフ
ィルタ装置。 - 【請求項６】 交流電力系統（１）に接続され、その電
流波形に含まれる高調波成分を抽出すると共に、インバ
ータ部（２０）を制御して上記高調波成分信号と逆位相
の高調波補償電流（Ｉc ）を作成し、これを上記交流電
力系統（１）に供給して電流波形を補償するよう構成さ
れたアクティブフィルタ装置において、上記高調波補償
電流（Ｉc ）の電源としてのコンデンサ（１７）の両端
電圧（Ｖc ）を検出する検出手段（３１）と、上記交流
電力系統（１）の系統電圧を検出し、この検出電圧に、
上記系統電圧と上記両端電圧（Ｖc ）との間に確保すべ
き電圧差に相当する電圧（Ｖa ）を加算して上記コンデ
ンサ（１７）の基準電圧（ＶR ）を出力する基準電圧作
成手段（３２）と、上記基準電圧作成手段（３２）の出
力電圧から上記検出手段（３１）の検出電圧を減算する
減算手段（３３）と、この減算手段（３３）の出力信号
と上記交流電力系統（１）の系統電圧信号とを乗算して
上記コンデンサ（１７）の充放電を制御する充放電指令
信号を出力する乗算手段（３４）と、この乗算手段（３
４）から出力される充放電指令信号を上記高調波成分信
号から減算して上記インバータ部（２０）を制御する高
調波制御信号（ＩH ）を出力する制御信号作成手段（１
０）とを備えることを特徴とするアクティブフィルタ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09688798A JP3779061B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | アクティブフィルタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09688798A JP3779061B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | アクティブフィルタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11275761A true JPH11275761A (ja) | 1999-10-08 |
| JP3779061B2 JP3779061B2 (ja) | 2006-05-24 |
Family
ID=14176914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09688798A Expired - Fee Related JP3779061B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | アクティブフィルタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3779061B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005112219A1 (ja) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Ntt Data Ex Techno Corporation | アクティブフィルタ装置 |
| CN102856905A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-01-02 | 南京航空航天大学 | 一种采用负载电压前馈控制的有源电力滤波器 |
| WO2018078807A1 (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置および高調波抑制装置 |
-
1998
- 1998-03-24 JP JP09688798A patent/JP3779061B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005112219A1 (ja) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Ntt Data Ex Techno Corporation | アクティブフィルタ装置 |
| CN102856905A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-01-02 | 南京航空航天大学 | 一种采用负载电压前馈控制的有源电力滤波器 |
| WO2018078807A1 (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置および高調波抑制装置 |
| CN110063008A (zh) * | 2016-10-28 | 2019-07-26 | 三菱电机株式会社 | 电力变换装置以及高次谐波抑制装置 |
| JPWO2018078807A1 (ja) * | 2016-10-28 | 2019-09-05 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置および高調波抑制装置 |
| CN110063008B (zh) * | 2016-10-28 | 2021-09-28 | 三菱电机株式会社 | 电力变换装置以及高次谐波抑制装置 |
| US11258346B2 (en) | 2016-10-28 | 2022-02-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device and harmonic restraint device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3779061B2 (ja) | 2006-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2009219263A (ja) | 単相電圧型交直変換装置 | |
| JP4935617B2 (ja) | アクティブフィルタ機能装置 | |
| JP2793327B2 (ja) | 無効電力補償装置 | |
| JP3236986B2 (ja) | 電力変換システム | |
| JP3181859B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP3779061B2 (ja) | アクティブフィルタ装置 | |
| JP5115730B2 (ja) | Ｐｗｍコンバータ装置 | |
| JPH11143562A (ja) | アクティブフィルタ装置の制御装置 | |
| JP2004120820A (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH0628517B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP2737299B2 (ja) | 電力用アクティブフィルタ | |
| JPH09224332A (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH05111164A (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH0748951B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH11225477A (ja) | フィルタリング機能付き正弦波コンバータ | |
| JP3167314B2 (ja) | インバータ装置 | |
| JPH10222235A (ja) | アクティブフィルタ装置の制御回路 | |
| JP3309894B2 (ja) | 自励式無効電力補償装置の制御方法 | |
| JPH11313449A (ja) | シングルコンバージョン方式ｕｐｓ | |
| JP3322983B2 (ja) | 障害電流抑制装置 | |
| JP3128985B2 (ja) | 高調波補償装置の制御回路 | |
| JP4851844B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP2658620B2 (ja) | 電力変換器の制御回路 | |
| JPH04334930A (ja) | 直列形アクティブフィルタ | |
| JPH09261971A (ja) | インバ−タ制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040910 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050914 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051101 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060131 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060301 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100310 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110310 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130310 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140310 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |