JPS60109761A - 交流フイルター回路装置 - Google Patents

交流フイルター回路装置

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JPS60109761A
JPS60109761A JP59223116A JP22311684A JPS60109761A JP S60109761 A JPS60109761 A JP S60109761A JP 59223116 A JP59223116 A JP 59223116A JP 22311684 A JP22311684 A JP 22311684A JP S60109761 A JPS60109761 A JP S60109761A
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JP
Japan
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filter
pass filter
circuit
switch
capacitor
Prior art date
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Application number
JP59223116A
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English (en)
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ノルベルト・クリストル
カトリ・サデク
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BBC Brown Boveri AG Germany
BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
Brown Boveri und Cie AG Germany
BBC Brown Boveri France SA
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Publication date
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    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • 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
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  • Power Engineering (AREA)
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  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は特許請求の範囲第１項に記載した技術思想の
交流フィルター回路装置Ｗであシ、電源回路における調
波のフィルタリング法にも関している。
この発明はＡＴ−ＰＳ　５２９６７７　号明細１に開示
されているものと同じように、交流回路装置の技術的範
ちゅうに属している。
〔従来技術］ 従来は、三相回路網の各位相線と接地点間に、三相コン
バーターブリッジの作動に起因し＋ｇ波電流を減衰させ
るため、低次および高次の調波、それぞれに適合させた
高域フィルターを接続している。しかし、必要無効電力
や調波状況の変化に応じて高域フィルターの断続を行う
ことは考慮されていない。
コンバーターは多数の調波電流を発生し、交流あるいは
三相電圧に不都合な歪みを与えたり、電話障害の原因を
作シがねない。これを避けるため、通常、同調のあるい
は広帯域のフィルターを三相交流部に接続している。
コンバーターの第２の特性は、基本調波無効電力に関す
る需要である。これは、転化すべき有効電力およびコン
バーター整流器の稼働に関連している。普通、基本調波
無効電力は、適当な補償装置によって、意・のままに完
全に、または部分的に設定される。このため、異なる周
波数に適合した多数の三相交流フィルター回路や、必要
な場合には、コンバーターに対しパラレルに接続される
付加的なコンデンサバッテリーを用いる。この補償装置
は全補償電カケコンバーターの無効電力需要に適合させ
るため段階的に接続される。
三相交流フィルター回路におけるこのような二重機能に
よって、例えば、ＨＧＵ−Ｋｕｒｚｋｕｐｐｌｕｎｇを
部分負荷で作動させる場合、同調している調波の振幅が
増加する一方で、無効電力に関する平衡の点から適合し
ているフィルター回路を遮断する必要があるなどの問題
が生じる。特にＨＯ２−Ｋｕｐｐｌｕｎｇ　の低負荷領
域（定格電力の３０係以下）では一部が遮断されたフィ
ルターや増大した制御角での作動経過に問題が生じる。
このような領域で制御角が増大すると、通常、電源回路
に供給された次数がｎ＝＝２３．２５．３５および３７
の調波電流が増大する。この次数列Ｉｄ１２パルスのＨ
ＧＵ−コンバータスイッチにおいて重要である。
部分負荷領域でのフィルター効果に関する」二重の損失
との相互作用で、このような作動状況において、回路リ
アリションや電話障害を引起こす可能性がある。これら
通常の限界値で許容される単一のひずみは全体的なひず
みや電話障害斐素へと進展していくのが普通である。
〔この発明の目的〕
この発明は電源回路における調波のフィルタリングを簡
単な方法で改良すること、および基本調波に関する無効
電力の準備に役立つ交流フィルター回路装置、特にコン
バーター装置に関するものを提供することである。後者
のフィルター回路装置は、転化すべきＴＩＬ流の下方部
分負荷領域においても無効電力に関する平衡から部分的
に遮断されているフィルターに関し、良好なフィルター
効果を示すものである。
〔発明の構成〕
この発明の目的は特許請求の範囲１ともに記載された特
徴によって達成されている。そしてこの発明の好しい実
施態様が続く特許請求の範囲に記載されている。
〔作用、効果］ この発明で達成できる利点は特に、作動中に構成される
交流フィルター回路゛に関して、チョークと遮断された
フィルターの抵抗とか、部分負荷作動で閉じられるカプ
リングスイッチによってパラレルに接続されることで高
調波に対するフィルター効果が改善されるという点にあ
る。
特に共振周波数とフィルター回路の帯域幅が向上する。
したがって、部分負荷作動時に高調波で生じる歪みが充
分に消去され、また、通信施設へのリアクションは消滅
サレる。
この発明はさらに、従来からあるフィルター回路装置に
カプリングスイッチを備えた場合でもカプリングスイッ
チを開けば本来のフィルター回路特性が保存されている
という利点倉肩する。
〔実施例の説明〕
図と共に実施例？説明する。第１図はＨＧＵ　−ｘｕｒ
ｇ−ｘｕｐｐｌｕｎｇの１２パＡ／　ス−：＋　７バー
ターにおける三相交流フィルターの一相分を単線結線図
で示すものであシ、それぞれ、第１１論波に関する高域
フィルター、第１３調波に関する第二の高域フィルター
および付加的なコンデンサバッテリーとから構成されて
いる。このような無効電力単位はそれぞれ、各相に、ｎ
ａｉコンバーターについて定格電力時に必要とされる無
効電力の発と解釈する。
第１３調波に関する高域フィルターは個々に１フイルタ
一回路コンデンサ０１、シリーズに接続されたフィルタ
ー回路チョークＬ１　およびチョークＬｌ　に苅しパラ
レールに接続された減衰用抵抗Ｒ，とからなる。高域フ
ィルター０１／Ｌｌ／Ｒｓ　の主線への接続はコンデン
サＣ１と接続されたスイッチ８１　を介して行なわれる
。
高域フィルターＣｓ　／　Ｉｓ　／　Ｒｓに対しパラレ
ルに配置された第１１調波に関する高域フィルター社、
フィルター回路コンデンサー０２、シリーズに接続され
たフィルター回路チョークＬ！およびチョークＬ、に対
しパラレルに接続された減衰用抵抗Ｒ，とからなる。高
域フィルターＯｘ／Ｌｘ／Ｒ１の主線への接続はコンデ
ンサＣ２と接続されたスイッチむ　を介して行なわれる
。
付加的な、高域フィルターに対しパラレルに配されたコ
ンデンサバッテリーは記号Ｃ３で表示しており、スイッ
チａｓ　ｋ介して接続されている。
フィルター０１／　Ｌｔ／　Ｒ１とフィルターｃ　２／
　Ｌ鵞／Ｒ２の共通な結合点間に（各相において同じ）
カップリングスイッチＳ４　が配置されている。
上述の三相交流フィルター回路装置は二重の機能を達成
する必要がある。一つけ、回路１■圧の歪みや電話障害
？できるだけ低く維持するために、コンバーターから発
生する調波について、フィルター回路の共振に同調？と
ることで、解決しなければならない。この場合、主たる
調波として、特に、第１１、第１３０調波を挙げること
ができる。
今一つは、三相交流フィルター回路は）ＩＧＵコンバー
ターの誘導による無効電力増加を負荷に応じて完全にあ
るいはその一部を補償する必要がある。ＨＧｉコンバー
ターの部分負荷領域ではスイッチＳ１　＋　日！　＋　
８３の開閉で補償用無効１は力がコンバーターの無効電
力需要に、定格作動において３五３％毎の段階をもって
適用される。
つまシ、無効電力需要が１００％であるとき（定格で作
動）は全てのスイッチＳｌｏ　８雪。
Ｓ３　が閉じ、無効電力需要が定格作動時の６６．６チ
であるときはスイッチＳｉ、８２が閉じてスイッチ８３
　が開く。また、無効電力需要が定格作動時の３　！Ｌ
５９ｂであるときは、スイッチＳｌ　が閉じ、スイッチ
Ｊ＋　ＳＲは開いている。
このような二つの要請から、　ＨＵＧ−８ｔａｔｉｏｎ
が低い転化電力値（例えば定格電力の３０％）で作動さ
れるきき強大になった高次調波が、無効電力についての
平衡上から三相交流フィルター回路の一部が遮断されて
いるために、充分にフィルタリングされないという問題
が生じる。この問題は特に、ｎａｐミルコンバーターも
低い部分負荷領域で作動するとき拡大された制御角の状
況で、次数ｎ＝２３．２５．３５および３７の調波が、
部分的に遮断されたフィルターのもとで、上位の電源回
路中における電話障害や回路リアクションに寄与するこ
とになるため、重大化する。
このために、ＨＧＭ−Ｋｕｒｇｋｕｐｐｌｕｎｇ　が最
も低い部分負荷領域でスイッチｓ１　が閉じられスイッ
チＳ！ｅ”！が開かれて作動するときはスイッチ日４　
が閉じられる。
スイッチ４を閉じると、そのときスイッチＳ４は開いて
おシコンデンサバツテ！Ｊ　Ｏ＋　は遮断されているの
で、部分的にすでに遮断されていた高域フィルターＯｘ
　／　Ｌｔ　／　ＲｚのチョークＬ２と減衰用抵抗Ｒ１
ｔ”現在作動中の高域フィルタＯｔ／　Ｌｔ／　Ｒｔの
チョークＬ１　にパラレルに接続した回路を形成する。
このパラレル接続によって、有効なフィルター回路イン
ダクタンスや一作動中のフィルターＯｆ　／　Ｌ　ｔ／
　Ｒｔにおける有効な減衰用抵抗の小型化を計っている
。結果的にフィルターの共振周波数は高＜ｆｉり（固有
の共振周波数の変調）、また作動が均質化される。
このことは同時に高域フィルターの帯域幅の拡大ともな
る。
第２図は、フィルター回路装置における周波数に関した
インピーダンス図である。（ＩＺＦ＋はフィルターの総
合インピーダンスの絶対値；ｎは調波の次数）。カーブ
ＡはスイッチＳ１　が閉じ、スイッチ日！、８３．８４
が開いている場合で、カーブＢは、スイッチ８１．８◆
が閉じ、スイッチ日菫１日３が開いている場合を示して
いる。
第２図から明らかなように、共振周波数娘第１３調波か
ら第１７調波へ変位している。フィルターインピーダン
スＩＺＦＩは次数ｎ）１５の調波で実質的に減少してお
シ、次数ｎ〈１５の調波では極くわずか増大している。
チョークｂ、あるいは減衰抵抗Ｒｔを接続するという手
段によシ、ＨＧＵ−Ｋｕｒｚｋｕｐｐｌｕｎｇ　が定格
出力の３０％付近から最少負荷までの間において大きな
制御角で作動するときの、高次調波の単−歪みや回路電
圧の総合７的な歪みおよび電話障害要素は実質的に消去
される。ここで必要なカップリングスイッチＳ４　はフ
ィルター回路のコンデンサーやチョークコイル、抵抗お
よび電力スイッチ等と比較して決して高価なものではな
い。この付加的なスイッチは殆んどの場合、給電回路の
回路電圧にではなく、通常の中間電圧の領域に入るタッ
プ電圧（３０〜７２．５　ＫＶ）で使用されるから、大
きな設置場所を必要としない。大きな設置場所を必要と
しないということに関連して、このようなスイッチを従
来からあるフィルター回路装置に後付けとして配置でき
、極く軽い負荷の際にも、カンプリングスイッチ８４ヲ
開いたとＩＡ６本来のフィルター特性を変えることなく
、良好なフィルター効果ケ得ることができる。
ＨＧＭ−Ｋｕｒｚｋｕｐｐｌｕｎｇｅｎ　の次数ｎ＝１
１および１３の調波における最大振幅は定格出力の約６
０〜７０％の領域で生じ、スイッチＳ４カ開いた状態の
高域フィルター０１　／　Ｌ　１　／　Ｒ１およびＣｔ
／　Ｌｘ／　Ｒｘのフィルター機能が残っていることで
、この負荷領域では高調波もまた充分にフィルターリン
グされる。
同ＩＭＩフィルターＯｔ／　Ｉ＋ｔ／　Ｒｔ　または０
！　／　Ｌｌ　／Ｒ，の構成において同じ構成、同じ容
量のコンデンサーを準備すれば良いことも利点の一つで
ある。第１図に示す構成では、スイッチ８４　が閉じて
おれば、スイッチ８Ｋ　が開きスイッチＢ！が閉じた状
態はスイッチ日１　が閉じ、スイッチＳ、が開いた状況
とインピーダンス特性としては同じである。この事実は
多くの独立したコンデンサー素子からなるフィルターコ
ンデンサーの余裕に基づいてフィルター回路装置の確実
す作動を向上し、部分負荷時に分割されたフィルターコ
ンデンサーを均等に作動することｔ可能にする。また、
部品交換も簡単である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、−相につき単線結ａ図で示した三相交流フィ
ルター回路装置。 第２図は、フィルターの一部が遮断された部分負荷時の
三相交流フィルター回路装置のインピーダンス特性図で
ある。 ８１．８冨＋　８３　＋　８４　・・・スイッチＣＩ　
＋　０２　＋　Ｏ５−〇・コンデンサーＬ１　＋　”Ｑ
　＋　ＬＲ・・・チョークコイル′Ｒ１＋　Ｒ２＋　Ｒ
３・・・減衰用抵抗ｎ　・・・・調波の次数 ＩｚＦＩ　・・・・総合インピーダンスの絶対値 代理人　江　崎　光　好 代理人　江　崎　光　史 Ｔ句・７ ：ＦＩ：９・２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　交流フィルター回路装置、特にコンバーター用の
    三相交流フィルター回路装置であって、ａ）少なくとも
    二つのパラレルに接続された高域フィルターを備え、 ｂ）それぞれの高域フィルターにおいてはフィルターチ
    ョーク（”ｌ　ｅ　Ｌ＊　）が減衰用抵抗（Ｒｔ、Ｒｔ
    ）とパラレルに接続されておシ、 Ｃ）このパラレル回路に一個のフィルター回路コンデン
    サー（Ｃｔ＊Ｃｔ）が接続されたもので、 ｄ）高域フィルターのフィルターコンデンサ（０１，０
    り、減衰用抵抗（Ｒ１，Ｒ雪）およびフィルターチョー
    ク（Ｌ１＊　Ｌ、　）それぞれの共通接続点にわたって
    カップリングスイッチ（８４）　’に断続可能に配置し
    てなることを特徴としたもの。 ２、特許請求の範囲１に記載した交流回路フィルター装
    置であって、カップリングスイッチ（８４）を介して相
    互に機能的に結合されている高域フィルターが回路周波
    数における異なる調波に同調されていることを特徴とし
    たもの。 ＆　特許請求の範囲１または２に記載した交流フィルタ
    ー回路装置であって、高域フィルターにおけるコンデン
    サー（０１ｑ　Ｃ＊　）がそれぞれ同じ容量を備えてい
    ることｔ−特徴としたもの。 ４、　特許請求の範囲１〜３のいずれか一つに記載した
    交流フィルター回路装置であって、少なくト、も高域フ
    ィルターのコンデンサー（Ｃ，。 Ｏｓ）がスイッチ（Ｂ１．ｓりを介して、コンバーター
    につながる主線に断続可能に接続さ、れでいることを特
    徴としたもの。 ５　特許請求の範囲１〜４のいずれか一つに記載した交
    流フィルター回路装置であって、それぞれの高域フィル
    ターにおけるフィルターチョーク（Ｌｔ　＊　Ｌｚ　）
    と減衰用抵抗（ＥｔｅＲｚの二つの共通接続点が、この
    う・ち第２のものは高域フィルターのフィルターコンデ
    ンサーとは接続されずに、相互に断続可能に結合されて
    いること忙特徴としたもの。 ＆　電源回路、特に少なくとも一個のＨＧＵコンバータ
    ーを備えた三相交流回路における調波のフィルターリン
    グ方法であって次の特徴を備えるもの、 ａ）無効電力需要に基づき、また ｂ）フィルタリングすべき調波に応じて、高域フィルタ
    ー（０１＋　”１＋　Ｌ’　”ｔ＊　ＲＲｅＬｚ）が電
    源回路につながる主線と必要に応じて断続され、 Ｃ）無効電力需要の減少に応じて、一つまたは複数の高
    域フィルターが遮断され、 ｄ）作動中の高域フィルターにおける共振周波数がより
    高い周波数へと転換されること。 ２、特許請求の範囲６に記載した方法であって、共振周
    波数のより高い周波数への転換が遮断された高域フィル
    ター（ｃ２．　ＩＩ、、、　Ｒ２）のフィルターチョー
    ク（Ｌｔ）と減衰用抵抗（Ｒ２）をパラレルに接続して
    得ることを特徴としたもの。 ａ　特許請求の範囲７に記載した方法であって、高域フ
    ィルターの遮断と同時に作動中の高域フィルターの共振
    周波数と帯域幅がより高い周波数へ転換されること？特
    徴としたもの。
JP59223116A 1983-10-25 1984-10-25 交流フイルター回路装置 Pending JPS60109761A (ja)

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DE19833338629 DE3338629A1 (de) 1983-10-25 1983-10-25 Drehstromfilterkreisanlage fuer stromrichteranlagen
DE3338629.3 1983-10-25

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EP (1) EP0141230B1 (ja)
JP (1) JPS60109761A (ja)
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