JPS6142020A - アクテイブフイルタ - Google Patents

アクテイブフイルタ

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JPS6142020A
JPS6142020A JP16412984A JP16412984A JPS6142020A JP S6142020 A JPS6142020 A JP S6142020A JP 16412984 A JP16412984 A JP 16412984A JP 16412984 A JP16412984 A JP 16412984A JP S6142020 A JPS6142020 A JP S6142020A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveform
compensation
load current
triangular wave
level value
Prior art date
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Pending
Application number
JP16412984A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiya Ogiwara
荻原 義也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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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】 産業上の利用分野 この発明は電力系統から高調波発生負荷へ給電する際に
、高調波発生負荷が発生する高調波成分が電力系統に接
続された他の負荷に悪影響を及ぼすのを防止するために
、高調波発生負荷の電源入力端に設置されて補償電流(
または電圧)を注入するアクティブフィルタに関するも
のである。
従来例の構成とその問題点 第3図は従来のPWM方式のアクティブフィルタの構成
を示すブロック図である。第3図において、電力系統l
から高調波発生負荷2へ給電すると、高調波発生負荷2
には負荷電流IL (=IL。
+ΣIt、n)が流れる。アクティブフィルタ3は電力
系統1に補償電流i。を注入するようになっている。し
たがって、電力系統1に流れる系統電流をi、とすれば
、 i、−z。−■、    ゛ となり、ここで、補償電流ICを IC−Σrt、n とすれば、系統電流I、は IS”ILI となり、高調波発生負荷2には電力系統1からは歪のな
い基本波成分のみが供給され、高調波成分はアクティブ
フィルタ3から供給されることになり、電力系統lから
見た場合に高調波発生負荷2が発生する高調波成分はア
クティブフィルタ3によってキャンセルされ、上記高調
波成分は電力系統1には全く流出しないことになる。
上記アクティブフィルタ3は、高調波成分を補償すべき
対象、すなわち負荷電流I、を変流器4で検出し、この
変流器4で検出された負荷電流波形信号iL′をバンド
パスフィルタ5に通すことにより負荷電流波形信号iL
′中の直流成分、基本波成分などの低周波分と所定以上
の高周波成分とを除去して補償すべき高調波成分Σi 
Ln′を抽出し、この高調波成分Σハ。′をそのまま補
償波形信号i。′ (−ΣI、□′)としてこの補償波
形信号ic′と三角波発生回路6から出力されて負荷電
流iLの基本周波数の整数倍の十分高い周波数を有する
三角波信号(搬送波信号)Sとを比較回路7で比較する
ことによりパルス幅変調信号Pを得、得られたパルス幅
変調信号Pでインバータ9のスイッチング素子のオンオ
フタイミングを決め、すなわち第4図(A)に示すよう
に補償波形信号1゜′と三角波信号Sとの大小関係で上
記スイッチング素子のオンオフタイミングを決定し、上
記パルス幅変調信号Pに応じて点弧パルス制御回路8で
インバータ9のスイッチング素子のオンオフを制御し、
インバータ9から得られる第4図(B)の補償電流lc
 (パルス幅変1!l信号Pと相似な波形)を電力系統
1に注入するように構成している。
しかし、このような従来のアクティブフィルタ3は、単
にバンドパスフィルタ5から取り出しただけの補償波形
信号■c′と三角波信号Sとの大小関係でインバータ9
のスイッチング素子のオンオフタイミングを決定する構
成であったため、バンドパスフィルタによる位相誤差が
大きくアクティブフィルタとしての性能に限界があった
。またどの次数の調波成分をどの程度の割合で補償する
かというようなアクティブフィルタ3の補償性能の定量
化を行うことができず、電力系統lから見た場合に高調
波の定量的な管理が困難であった。
特に第5図に示すように、負荷電流ILの高調波成分Σ
■、。が大きくなって、補償波形信号I。
の振幅が三角波信号Sの振幅より大きくなった場合に、
リミッタ動作で対応せざるを得す、どの調波成分を優先
的に補償するかといった柔軟性に欠けるという問題があ
る。
発明の目的 この発明は、位相誤差が小さく、かつ補償性能を定量化
することができて柔軟性の高いアクティブフィルタを提
供することを目的とする。
発明の構成 この発明のアクティブフィルタは、電力系統とこの電力
系統より給電される高調波発生負荷との間に設置されて
補償電流(または電圧)を注入するアクティブフィルタ
であって、負荷電流(または電圧)を検出する検出器と
、この検出器の出力をA/D変換するA/D変換器と、
このA/D変換器の出力を高速フーリエ変換して前記負
荷電流(または電圧)中に含まれる各次調波成分の振幅
および位相を求める高速フーリエ変1負手段と、この高
速フーリエ変換手段により求めた各次調波成分の振幅お
よび位相と補償すべき調波成分の次数およびその補償率
とをもとにしai11関数テーブルを参照して演算を行
うことにより補償波形の各タイミングのレベル値を算出
する補償波形演算手段と、三角波バタ7ンテーブルから
前記!+li IN波形と同じタイミングの三角波のレ
ベル値を読み出す三角波パターン読み出し手段と、前記
補償波形の各タイミングのレベル値と前記三角波の各タ
イミングのレベル値とを順次レベル比較することにより
前記補償波形を前記三角波で変調したパルス幅変調波形
を、イ乍成する比較回路と、この比較回路より出力され
るパルス幅変調波と相似な波形の補償電流(または電圧
)を前記電力系統に注入するインバータとを備える構成
にしたことを特徴とする。
このように構成すると、位相誤差の小さなアクティブフ
ィルタとすることができる。また、補償すべき調波成分
の次数およびその補償°率を変更することにより、アク
ティブフィルタの補償性能を調整することができ、その
定量化が容易であるとともに、柔軟性に冨んだ補償を行
うことができる。
実施例の説明 この発明の一実施例を第1図、第2図および第6図に基
づいて説明する。
第1図はこの発明の一実施例のPWM方式のアクティブ
フィルタの構成を示すブロック図である。
第1図において、電力系統1から高調波発生負荷2へ給
電すると、高調波発生負荷2には負荷電流IL(”IL
I+ムILn)が流れる。このときに、アクティブフィ
ルタ11は、電力系統2に補償電流lcを注入するよう
になっている。したがって、電力系統lに流れる系統電
流を1.とすれば 1、+Io冨IL となり、補償電流icを負荷電流IL中の高調波成分Σ
ILnと、補償すべき調波成分の次数およびその補償率
とをもとにして作成すれば、電力系統1に流れる高調波
成分を任意の状態に補償することができる。
より詳しく説明すると、このアクティブフィルタ11は
、高調波成分を補償すべき対象、すなわち負荷電流iL
を変流器12で検出し、この変流器12で検出された負
荷電流波形信号jL′をローパスフィルタ13に通すこ
とにより負荷電流波形信号■1′中に含まれる所定以上
の高周波成分を除去し、ローパスフィルタ13を通過し
た負荷電流波形信号IL′をA/D変換器14によって
A/D変換し、さらにこのA/D変1灸器14の出力を
高速フーリエ変換回路(以下FF7回路)15によって
高速フーリエ変換することによって負荷電流lL中に含
まれる基本波成分および各次調波成分の振幅および位相
(系統電圧V、の基本波位相を基準にしたもの)を算出
し、これをCPU16に送るようになっている。この場
合、A/D変換器14およびFFT回路15は、いずれ
もCPU16からの指令に基づいて動作するようになっ
ている。また、FFT回路15は、具体的には第2図に
示すように、次式で表わされる負荷電流IL(【)にお
けるn次調波の振幅ILnの値およびn次調波の位相θ
。の値(系統電圧※、の基本波位相を特徴とする請求め
、これをCPUI 6へ送る。
I L(t)−Σ(I L B ・aln (nωt+
θ。))CPU16は、第2図に示すように、n次調波
の振幅IL1および位相θ。に対して、ローパスフィル
タ13による誤差を補正し、補正後のn次調波の振幅I
L1′および位相θ。′と外部設定器17より与えられ
る補償すべき調波成分の次式nl、n2.・・・・・・
およびその補償率に1.に2゜・・・・・・(%)とを
もとにし、−関数テーブルを参照して演算を行うことに
より補償波形I。 の各タイミングのレベル値を求め、
さらに三角波パターンテーブル18に指令を与えて三角
波パターンテ・本 一ブル18から補償波形■c と同じタイミングにおけ
る三角波S のレベル値を読み出すようになっている。
0ネ 上記CPU16による補償波形1゜ のレベル値演算お
よび三角波S のレベル値読み出しは、具体的には、n
次調波の振幅rL□′および位相θ。′と補償すべき調
波成分の次数nl、n2゜・・・・・・およびその補償
率に、、に2・・・・・・とをもとにし、a+n関数テ
ーブルを参照して一定周回毎に次式の演算を行うことに
より補償波形1゜ の各タイミングのレベル値を順次求
め、補償波形1c の各タイミングのレベル値を求める
毎に三角波パターンテーブル18から同じタイミングに
8けう二角波S”のレベル値を読み出すようになってい
る。
八:hl、ハ□、−−一 にルl l ’ h s − なお、三角波パターンテーブル18には、三角波SFの
1周期分の各タイミングにおけるレベル値が格納されて
あり、補償波形jt のレベル値の演算毎に三角波パタ
ーンテーブル18から順次具なる部分のレベル値が読み
出されることになる。
比較回路19は、CPU16が求めた補償波形0ネ Io のレベル値と三角波パターンテーブル18から読
み出した三角波? のレベル値とを順次比較し、この比
較回路19の出力として1よ階段状にレベル変化する補
償波形′Iざ を三角波S′で変調したパルス幅変調波
形PAが得られることになる。
点弧パルス制御回路20は、上記パルス幅変調波形PA
をもとにインバータ21のスイッチング素子のオンオフ
を制御することにより、パルス幅変調波形PAと相似な
波形の補償電流!。を発生し、これを電力系統1に注入
することになる。
22は変圧器、23は変圧器22を介して系統電圧Ω、
の波形を取り込み、系統電圧◇、と同期した同期信号を
作成する位相同期回路で、cpu16および点弧パルス
制御回路20に同期信号を与える。
ここで、負荷電流波形信号iL′中には基本波と第5調
波としか含まれていないと仮定し、第5調波を100%
補償するケースにつき、第6図を参照して説明する。た
だし、第6図(C)、  (D)(E)は同図(A)、
  (B)に対して時間軸を拡大して表している。
このアクティブフィルタは、負荷電流波形信号■5′と
して第6図(A)に示すようなもの(基本波十第5調波
)が得られると、これをA/D変換および高速フーリエ
変換してCPU16へ送る。
第6図(B)は負荷電流波形信号11.′中に含まれる
第511波成分の波形を示している。
CPU16は、FFT回路15の出力をもとにして第2
図の演算を行うことにより第6図(C)に示す補償波形
I。を出力するとともに三角波パターンテーブル18か
ら第6図(C)に示す三角本 波S を読み出し、比較回路19へ送る。なお、比較回
路19には、第6図(C)に図示した波形は送られず、
この波形に対応したデータが送られ、デジタル的に比較
される。この結果、比較回路19は、第6図(D)に示
すようなパルス幅変調波形PAを出力し、点弧制御回路
20.がこのパルス幅変調波形PAにもとづいてインバ
ータ21を制御することにより、インバータ21が第6
図(E)に示す波形の補償電流■cを系統に注入するこ
とになる。
このように、この実施例は、負荷電法ILをA/D変換
および高速フーリエ変換することにより負荷電流i、に
含まれる各次調波成分の振幅および位相を求め、この各
次調波成分の振幅および位相と補償すべき調波成分の次
数およびその補償率°  t とをもとにして、補償波形■。 の各タイミングのレベ
ル値を算出するとともにこれに対応したタネ イミノジにおける三角波S のレベル値を読み出し、補
償波形iJ のレベル値と三角波S8のレベル値とを比
較し、この比較結果にもとづいてインバータ2Iを制御
して補償電流■。を作成するようにしたため、補償すべ
き調波成分の次数およびその補償率の設定を変更するこ
とにより、アクティブフィルタ11の補償性能を任意に
調整することができ、その定量化が容易であるとともに
、柔軟性に冨んだ補償を行うことができζる。また、デ
ジタル処理しているため、ローパスフィルタ13による
誤差の補償もきわめて容易に行うことができる。
なお、上記実施例は、負荷電流ILの高調波成分を補償
するものについて述べたが、負荷電圧の高調波成分を補
償するものについてもこの発明を適用できる。
発明の効果 この発明のアクティブフィルタによれば、補償性能を定
置化することができるとともに柔軟性に冨んだ補償を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はqの発明の一実施例のブロック図、第2図は動
作の説明図、第3図は従来のアクティブフィルタのブロ
ック図、第4図はその各部の波形図、第5図は欠点説明
のための波形図、第6図は実施例の動作説明のための波
形図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電力系統とこの電力系統より給電される高調波発生負荷
    との間に設置されて補償電流(または電圧)を注入する
    アクティブフィルタであって、負荷電流(または電圧)
    を検出する検出器と、この検出器の出力をA/D変換す
    るA/D変換器と、このA/D変換器の出力を高速フー
    リエ変換して前記負荷電流(または電圧)中に含まれる
    各次調波成分の振幅および位相を求める高速フーリエ変
    換手段と、この高速フーリエ変換手段により求めた各次
    調波成分の振幅および位相と補償すべき調波成分の次数
    およびその補償率とをもとにしsin関数テーブルを参
    照して演算を行うことにより補償波形の各タイミングの
    レベル値を算出する補償波形演算手段と、三角波パター
    ンテーブルから前記補償波形と同じタイミングの三角波
    のレベル値を読み出す三角波パターン読み出し手段と、
    前記補償波形の各タイミングのレベル値と前記三角波の
    各タイミングのレベル値とを順次レベル比較することに
    より前記補償波形を前記三角波で変調したパルス幅変調
    波形を作成する比較回路と、この比較回路より出力され
    るパルス幅変調波と相似な波形の補償電流(または電圧
    )を前記電力系統に注入するインバータとを備えたアク
    ティブフィルタ。
JP16412984A 1984-08-03 1984-08-03 アクテイブフイルタ Pending JPS6142020A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999067455A1 (fr) * 1998-06-24 1999-12-29 Mizuno Corporation Tissu interieur calogene a absorption/desorption d'humidite et procede de fabrication, articles calogenes a absorption calorifique pouvant absorber/desorber l'humidite

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WO1999067455A1 (fr) * 1998-06-24 1999-12-29 Mizuno Corporation Tissu interieur calogene a absorption/desorption d'humidite et procede de fabrication, articles calogenes a absorption calorifique pouvant absorber/desorber l'humidite

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