JPS6223322A - アクテイブフイルタ - Google Patents

アクテイブフイルタ

Info

Publication number
JPS6223322A
JPS6223322A JP60159181A JP15918185A JPS6223322A JP S6223322 A JPS6223322 A JP S6223322A JP 60159181 A JP60159181 A JP 60159181A JP 15918185 A JP15918185 A JP 15918185A JP S6223322 A JPS6223322 A JP S6223322A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
harmonic
power system
current
harmonic current
circuit
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
Application number
JP60159181A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0744782B2 (ja
Inventor
関口 恒夫
荻原 義也
熊沢 正光
満 松川
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP60159181A priority Critical patent/JPH0744782B2/ja
Publication of JPS6223322A publication Critical patent/JPS6223322A/ja
Publication of JPH0744782B2 publication Critical patent/JPH0744782B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Filters And Equalizers (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】 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ツ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
を注入し、電力系統に高調波が流出するのを阻止するア
クティブフィルタに関するものである。
従来の技術 電流形インバータを用いた従来のアクティブフィルタは
、追従性が良く、高次高調波まで補償が可能であると考
えられる。また、注入回路を用いたアクティブフィルタ
は、注入回路のりアクタンスを適正に設定することによ
り、インバータに電力系統の基本波電圧が加わらず、イ
ンバータ容量の低減とそれによる運転ロスの低減を可能
にし、またインバータと注入回路との間に介在するlE
!PI波トランストランス絡やインバータのアーム短絡
が万−生じても注入回路のインピーダンスによって電流
が制限されるという利点がある。
ところが、注入回路および電流形インバータの両方を用
いたアクティブフィルタは、インバータ出力電流と、系
統電流との間に振幅1位相のずれがあるため、この補正
を演算回路で行わせる必要がある。
具体的には、第6図に示すように、電力系統1から給電
される高調波発生負荷2に流れる負荷電2itIL中の
高調波電流■I−n  (n次調波成分)を変流器14
および基本波除去フィルタ(ノンチフィルタ)15を介
して検出し、この高調波電流+t、nの検出値に基づい
て制御回路16によって基準信号■c′を作成し、この
基準信号■。1に基づいてPWM方式の電流形インバー
タ17をスイッチングすることによりインバータ電流I
Cをインピーダンス素子3A、3B(インピーダンス2
、.22)からなる注入回路3を介して注入するように
なっている。なお、同図において、Z。
は電力系統1の背後インピーダンス、■3は系統電流で
ある。
また、インピーダンス素子3Aは、コンデンサC1で構
成され、インピーダンス素子3Bは、コンデンサC2お
よびリアクトルL2の直列回路で構成され、インピーダ
ンス2..22はそれぞれZl −−J xc I Z2″″jXL 2  J X C2 である。
18は高調波トランスである。
以下、より詳しく説明する。第6図の回路においては、
インバータ出力電流■。の電力系統1に注入される比率
と位相が周波数によって変化するため、アクティブフィ
ルタとしてはつぎのような補正が必要である。
高調波発生負荷2は、n次の高調波電流ILnの電流源
と考えられるので、高調波電流ILnおよびインバータ
出力電流■。の電力系統1へ分流分がそれぞれ打ち消し
合って、電力系統1のn次の高調波電流■、。を零にす
れば、高調波補償ができる。すなわち、 ・・・・・・・・・(1) となるようにインバータ出力電流■。を設定すると高調
波補償が実現できる。
したがって、電流形インバータ17のPWM変調のため
の基準信号として、 を用いれば良い、注入回路3の伝達関数は固定と考えら
れるため、系統側インピーダンスの影響を受けず、電流
形インバータ17を直接電力系統1に接続したのと同じ
効果が得られる。
制御回路16は、第7図に示すように、基本波を除去し
対象となる高調波成分を抽出する基本波除去フィルタ1
5の出力を Z1+22 なる伝達関数をもつ伝達関数部16Aに通すことで基準
信号IC1を作り、この基準信号■c′と搬送波(三角
波など)IcRとを比較器16Bで比較してPWM変調
波を作り、このPWM変調波に基づいて電流形インバー
タ17の各アームのスイッチング素子をオンオフ制御す
ることにより、PWM変調波と相似な波形のインバータ
電流ICを流すようになっている。
第8図は、基準信号■。1と搬送波I。Rとインバータ
電vt1 cとの各波形を示している。
発明が解決しようとする問題点 ところで、上記注入回路3のインピーダンス素子3A、
3BのインピーダンスZ2は、電力系統lの基本波電圧
が電流形インバータ17に加えられないようにするため
に、 Z2 =jXL2   JXC2=O−・・・・・・・
・(3)あるいは Z2#0             ・・・・・・・・
・(4)となるように設定しているため、第(2)式の
値が基本波あるいは基本波付近の周波数成分で葬常に大
きくなる。すなわち、この制御回路16は、基本波まわ
りの周波数成分を大きく拡大し、基本波除去フィルタ9
.11の能力が不十分な場合にこれが電流形インバータ
17の出力に現われるため、アクティブフィルタとして
の高調波補償能力を低減させるおそれがあった。
例えば、高調波発生負荷2がサイクロコンバータのよう
に電力系統1の基本波近くの高調波成分を含んでいる場
合に上記の問題が発生する。
この発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、
電力系統の基本波付近の周波数成分が出力に多く現われ
るのを防止することができるアクティブフィルタを提供
することを目的とする。
問題点を解決するための手段 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
前記高調波発生負荷から前記電力系統へ流出する高調波
電流をキャンセルするための高調波Ti?1を前記電力
系統に注入するアクティブフィルタであって、前記電力
系統に接続された第1および第2のインピーダンス素子
の直列回路からなる注入回路と、前記高調波発生負荷か
ら前記電力系統に流れる高調波?ltiを検出する負荷
用高調波電流検出回路と、前記注入回路から前記電力系
統に流れる高調波電流を検出する注入回路用高調波電流
検出回路と、負の所定値を下側しきい値とするとともに
正の所定値を上側しきい値とし前記負荷用高調波電流検
出回路および注入回路用高調波電流検出回路によって検
出された画商調波電流の和を入力とするヒステリシスコ
ンパレータと、前記注入回路の第1および第2のインピ
ーダンス素子の接続点に出力電圧を印加するようになし
前記ヒステリシスコンパレータの出力に応じて前記画商
調波電流の和が両極性の所定値を超えたときにそれぞれ
前記画商調波電流の和がゼロに近づく方向にスイッチン
グ素子をオンオフする電圧形インバータとを備える構成
にしたものである。
作用 このように、この発明のアクティブフィルタは、高調波
発生負荷の高調波電流(目標電流値)と注入回路の高調
波電流(出力電流値)とを検出し、両高調波電流の和の
レベルおよび極性をヒステリシスコンパレータにより判
定し、ヒステリシスコンパレータの判定出力に応じて画
商調波電流の和が両極性の所定値を超えたときにそれぞ
れ前記画商調波電流の和がゼロに近づく方向に電圧形イ
ンバータのスイッチング素子をオンオフすることによっ
て、高調波発生負荷の高調波電流を補償するための高調
波電流を注入回路に流すようにしたため、電圧形インバ
ータに対してスイッチング信号を与える回路部分には、
注入回路の伝達関数を演算する回路を不要にすることが
でき、すなわち、従来例のような (以下余白) Z、+22 の演算を行う回路をなくすことができ、電力系統の基本
波付近の周波数成分を電圧形インバータが多く出力する
のを防止することができる。
実施例 この発明の一実施例を第1図ないし第5図に基づいて説
明する。このアクティブフィルタは、注入回路と電圧形
インバータとを組合せて構成され、電圧形インバータを
電流制御モードで運転し、かつ高浦波発生負荷の高調波
電流と注入回路の高調波電流との差のレベルと極性によ
って電圧形インバータのスイッチング素子をオンオフ制
御するものである。
すなわち、このアクティブフィルタは、第1図に示すよ
うに、電力系統1とこの電力系統1より給電される高調
波発生負荷2との間に設置されて前記高調波発生負荷2
から前記電力系統1へ流出する高調波電流をキャンセル
するための高調波電流を前記電力系統1に注入するアク
ティブフィル夕であって、前記電力系統1に接続された
第1および第2のインピーダンス素子3A、3Bの直列
回路からなる注入回路3と、前記高調波発生負荷2から
前記電力系統lに流れる高調波電流を検出する負荷用高
調波電流検出回路4と、前記注入回路3から前記電力系
統1に流れる高調波t;iを検出する注入回路用高調波
電流検出回路5と、負の所定値を下側しきい値とすると
ともに正の所定値を上側しきい値とし前記負荷用高調波
電流検出回路4および注入回路用高調波電流検出回路5
によって検出された両高調波電流の和を入力とするヒス
テリシスコンパレータ6と、前記注入回路3の第1およ
び第2のインピーダンス素子3A、3Bの接続点に出力
電圧を印加するようになし前記ヒステリシスコンパレー
タ6の出力に応じて前記両高調波電流の和が両極性の所
定値を超えたときにそれぞれ前記両高調波電流の和がゼ
ロに近づく方向にスイッチング素子をオンオフする電圧
形インバータ7とを備える構成にしたものである。
この場合、注入回路3の第1のインピーダンス素子3A
はコンデンサ(−iXcl)C1で構成され、第2のイ
ンピーダンス素子3BはコンデンサC2およびリアクト
ルL2の直列回路(jXL□−jX(2)で構成され、
第2のインピーダンス素子3BのインピーダンスZ2は
、電力系統1の基本波に対し、 z2雪0 または Z2#0 となるように選ばれている。
負荷用高調波電流検出回路4は、変流器8と基本波除去
フィルタ9とで構成され、負荷電流■Lを変流器8で取
り出し、負荷電流iL中の基本波成分を基本波除去フィ
ルタ9で除去して高調波電流iいを抽出するようになっ
ている。
・また、注入回路用高調波電流検出回路5は、変流器i
oと基本波除去フィルタ11で構成され、注入回路3に
流れる電流i。を変流器10で取り出し、電流i。中の
基本波成分を除去して高調波電流ichを抽出するよう
になっている。
そして、上記基本波除去フィルタ9から出力される高調
波電流iいと基本波除去フィルタ11から出力される高
調波型’ljL ichとが加算器12によって加算さ
れ、この加算器12の出力Δiのレベルおよび極性の判
定をヒステリシスコンパレータ6で行うようになってい
る。
上記ヒステリシスコンパレータ6は第2図に示すように
加算器12の出力ΔiがIo/2(上側しきい値)を上
まわったときに出力レベルが低レベルから高レベルに変
化し、−10/2 (下側しきい値)を下まわったとき
に出力レベルが高レベルから低レベルに変化するように
なっている。
このヒステリシスコンパレータ12の出力によって、第
3図に示す電圧形インバータ7の各スイッチング素子Q
1〜Q6をオンオフさせることで、高調波発生負荷2に
流れる高調波電流i+hを補償するための高調波電流i
。(iいと逆掻性)を注入回路3に流すことになる。
第3図は3相の電圧形インバータ7の動作説明用回路図
を示している0図において、QlおよびC2はA相のス
イッチング素子、C3およびC4はB相のスイッチング
素子、C5およびC6はC相のスイッチング素子、Eは
直流電源、D1〜D6はスイッチング素子Q1〜Q6に
逆並列接続したダイオード、13は高調波トランスであ
る。
第4図は、第1図の回路における各部の波形図(l相分
のみ)であり、(A)は系統電流1sを、(B)は負荷
電流fLを、(C)は高調波電流iいを、(D)は高調
波電流+chを示している。
第5図は、高調波電流ichを拡大したものを示してい
るが、この図に基づいて動作をより詳しく説明する。
ICh〈Ilb の場合で、0点のように Δi −−(1/ 2 )  T O に達すると、ヒステリシスコンパレータ6の出力が低レ
ベルとなり、例えばA相の下アームのスイッチング素子
Q2をオンにさせる。
この結果、高調波電流ICkが増加してich>−4い
となる。この後、■点のようにΔi=  (1/2)I
に達すると、ヒステリシスコンパレータ6の出力が高レ
ベルとなり、例えばA相の上アームのスイッチング素子
Q1をオンにさせる。この結果、高調波電流1chが減
少して !ch〈jlh となり、以下同様に変化する。したがって、高調波電流
i。は、IOの幅でジグザグに変化しながら高調波電流
−i+hに沿って変化することになる。
なお、B相、C相についても同様である。
このように、この実施例は、高調波発生負荷2の高調波
電流■。と注入回路3の高調波電流■。。
の和のレベルおよび極性をヒステリシスコンパレータ7
で判定し、画商調波電流の和が両極性の所定値を超えた
ときにそれぞれ両筒調波?itiの和がゼロに近づく方
向に電圧形インバータ7のスイッチング素子をオンオフ
制御して電力系統1に高調波電流が流出しないようにし
たため、電圧形イン・バータフに対してスイッチング信
号を与える回路部分には、注入回路3の伝達関数を演算
する回路を不要にすることができ、電力系統1の基本波
付近の周波数成分を電圧形インバータ7が多く出力する
のを防止することができる。
また、電圧形インバータを電流制御形で使用する場合、
一定周波数のキャリアとの比較でスイッチング素子をオ
ンオフする方式では例えば30度程度の位相遅れが生じ
るが、この実施例では、位相遅れがなく、瞬時応答が期
待できる。また、注入回路3によって、インバータ定格
の低減も可能である。
なお、上記実施例では、第2のインピーダンス素子3B
はコンデンサC2とリアクトルL2の直列回路であった
が、単にリアクトルのみである場合にも、この発明を適
用すれば、同様の効果が期待できる。
発明の効果 この発明のアクティブフィルタは、高調波発生負荷の高
調波電流(目標電流値)と注入回路の高調波電流(出力
電流値)とを検出し、両賞調波電流の和のレベルおよび
極性をヒステリシスコンパレークにより判定し、ヒステ
リシスコンパレークの判定出力に応じて画商調波電流の
和が両極性の所定値を超えたときにそれぞれ前記画商調
波電流の和がゼロに近づく方向に電圧形インバータのス
イッチング素子をオンオフすることによって、高調波発
生負荷の高調波電流を補償するための高調波電流を注入
回路に流すようにしたため、電圧形インバータに対して
スイッチング信号を与える回路部分には、注入回路の伝
達関数を演算する回路を不要にすることができ、すなわ
ち、従来例のような Zl+22 の演算を行う回路をなくすことができ、電力系統の基本
波付近の周波数成分を電圧形インバータが多く出力する
のを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第2図はヒステリシスコンパレータの動作特性図、第3
図は電圧形インバータの動作説明用回路図、第4図は第
1図の各部の波形図、第5図は同しく動作説明のための
拡大波形図、第6図は従来のアクティブフィルタの構成
を示すブロック図、第7図はその要部の詳細なブロック
図、第8図は第7図の各部の波形図である。 ■・・・電力系統、2・・・高調波発生負荷、3・・・
注入回路、3A、3B・・・インピーダンス素子、4・
・・負荷用高調波電流検出回路、5・・・注入回路用高
調波電流検出回路、6・・・ヒステリシスコンパレータ
、7・・・電圧形インバータ 1−一一電力挑 7・−電E@イ〉lマーク 第2図 第4図 第 5 図

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前記高調波発生負荷から前記電力系
    統へ流出する高調波電流をキャンセルするための高調波
    電流を前記電力系統に注入するアクティブフィルタであ
    って、前記電力系統に接続された第1および第2のイン
    ピーダンス素子の直列回路からなる注入回路と、前記高
    調波発生負荷から前記電力系統に流れる高調波電流を検
    出する負荷用高調波電流検出回路と、前記注入回路から
    前記電力系統に流れる高調波電流を検出する注入回路用
    高調波電流検出回路と、負の所定値を下側しきい値とす
    るとともに正の所定値を上側しきい値とし前記負荷用高
    調波電流検出回路および注入回路用高調波電流検出回路
    によって検出された両高調波電流の和を入力とするヒス
    テリシスコンパレータと、前記注入回路の第1および第
    2のインピーダンス素子の接続点に出力電圧を印加する
    ようになし前記ヒステリシスコンパレータの出力に応じ
    て前記両高調波電流の和が両極性の所定値を超えたとき
    にそれぞれ前記両高調波電流の和がゼロに近づく方向に
    スイッチング素子をオンオフする電圧形インバータとを
    備えたアクティブフィルタ。
JP60159181A 1985-07-18 1985-07-18 アクテイブフイルタ Expired - Lifetime JPH0744782B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60159181A JPH0744782B2 (ja) 1985-07-18 1985-07-18 アクテイブフイルタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60159181A JPH0744782B2 (ja) 1985-07-18 1985-07-18 アクテイブフイルタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6223322A true JPS6223322A (ja) 1987-01-31
JPH0744782B2 JPH0744782B2 (ja) 1995-05-15

Family

ID=15688074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60159181A Expired - Lifetime JPH0744782B2 (ja) 1985-07-18 1985-07-18 アクテイブフイルタ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0744782B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117595266A (zh) * 2024-01-18 2024-02-23 深圳市海思瑞科电气技术有限公司 基于apf装置的谐波治理方法、装置、设备及存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS563574A (en) * 1979-06-20 1981-01-14 Hitachi Ltd Power source filter device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS563574A (en) * 1979-06-20 1981-01-14 Hitachi Ltd Power source filter device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117595266A (zh) * 2024-01-18 2024-02-23 深圳市海思瑞科电气技术有限公司 基于apf装置的谐波治理方法、装置、设备及存储介质
CN117595266B (zh) * 2024-01-18 2024-03-26 深圳市海思瑞科电气技术有限公司 基于apf装置的谐波治理方法、装置、设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0744782B2 (ja) 1995-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ribeiro et al. Harmonic voltage reduction using a series active filter under different load conditions
Buso et al. A dead-beat adaptive hysteresis current control
US5561595A (en) Power inverter with input line conditioning
Hirve et al. PLL-less active power filter based on one-cycle control for compensating unbalanced loads in three-phase four-wire system
US5012400A (en) DC/AC power converting apparatus including DC component remover
Mendalek et al. Nonlinear control strategy applied to a shunt active power filter
KR900005427B1 (ko) 교류 전원 장치
JPH03183324A (ja) 電圧変動及び高調波の抑制装置
JPH0471331A (ja) アクティブフィルタ装置
JPS60257773A (ja) インバ−タの制御回路
JPH02142358A (ja) 電力変換装置
JPS6223322A (ja) アクテイブフイルタ
JPS6223325A (ja) アクテイブフイルタ
US4833585A (en) Zone filter
JP4277360B2 (ja) 3レベルインバータの制御装置
JPH0584147B2 (ja)
JPS6223324A (ja) アクテイブフイルタ
JPH02241328A (ja) 交流フィルタと電力用アクティブフィルタを併用した高調波抑制装置
JPH04334930A (ja) 直列形アクティブフィルタ
JPH0652992B2 (ja) 変換器の制御回路
JPS61170240A (ja) アクテイブフイルタ
JPH0382338A (ja) 高調波電圧抑制装置
JPH11225477A (ja) フィルタリング機能付き正弦波コンバータ
JP3915977B2 (ja) 直並列式電源装置の制御回路
JP2658620B2 (ja) 電力変換器の制御回路