JPH027263B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH027263B2 JPH027263B2 JP57024756A JP2475682A JPH027263B2 JP H027263 B2 JPH027263 B2 JP H027263B2 JP 57024756 A JP57024756 A JP 57024756A JP 2475682 A JP2475682 A JP 2475682A JP H027263 B2 JPH027263 B2 JP H027263B2
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- Japan
- Prior art keywords
- current
- harmonic
- power supply
- cosθ
- load
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電流補償形の電力用高調波抑制装置
に関する。
に関する。
この種の高調波抑制装置は、電源から見て負荷
に並列接続され、負荷電流に含まれる高調波電流
に相補の電流を供給又は吸収することにより、電
源電流に高調波成分を無くす電流補償を施す。従
来から高調波抑制のための制御は、検出した電源
電流に含まれる高調波電流を零にする方向にフイ
ードバツク制御する。この場合、抑制装置の閉ル
ープ利得を無限大にすれば高調波電流補償が完全
になされるが、装置の補償電流容量や安全制御等
の制約により実用上は利得を低くした設計にな
る。このため、従来装置では負荷によつては高調
波抑制効果が上らず、負荷によつては補償電流に
含まれる高調波成分が電源の高調波電流を増大さ
せることにもなる。
に並列接続され、負荷電流に含まれる高調波電流
に相補の電流を供給又は吸収することにより、電
源電流に高調波成分を無くす電流補償を施す。従
来から高調波抑制のための制御は、検出した電源
電流に含まれる高調波電流を零にする方向にフイ
ードバツク制御する。この場合、抑制装置の閉ル
ープ利得を無限大にすれば高調波電流補償が完全
になされるが、装置の補償電流容量や安全制御等
の制約により実用上は利得を低くした設計にな
る。このため、従来装置では負荷によつては高調
波抑制効果が上らず、負荷によつては補償電流に
含まれる高調波成分が電源の高調波電流を増大さ
せることにもなる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電
源及び負荷のインピーダンスに基づいて補償電流
の位相を調整することにより、高調波電流抑制効
果を向上した装置を提供することを目的とする。
源及び負荷のインピーダンスに基づいて補償電流
の位相を調整することにより、高調波電流抑制効
果を向上した装置を提供することを目的とする。
図は本発明の一実施例を示す構成図である。電
源１から負荷２に電力供給するにおいて、負荷電
流iLに含まれる高調波電流を補償する電流iaを高
調波抑制装置３から供給することにより、電源電
流iSに高調波成分を無くす電流補償形の高調波抑
制装置が構成される。
源１から負荷２に電力供給するにおいて、負荷電
流iLに含まれる高調波電流を補償する電流iaを高
調波抑制装置３から供給することにより、電源電
流iSに高調波成分を無くす電流補償形の高調波抑
制装置が構成される。
高調波抑制装置３は、直流リアクトル４を電流
源としてGTOサイリスタをブリツジ接続するイ
ンバータ主回路５をゲート回路６によりパルス幅
変調（PWM）制御し、搬送波除去フイルタ７を
通して高調波成分補償電流iaを供給する。この電
流iaの制御信号は変流器８により検出する電源電
流iSのバンドパスフイルタ９を通すことで該電流
iSに含まれる高調波電流成分を抽出し、後に詳述
する位相調整回路１０を通してコンパレータ１１
において搬送波（三角波）発生器１２との比較を
なしてPWM波信号を得、これをゲート回路６の
制御入力とすることでなされる。
源としてGTOサイリスタをブリツジ接続するイ
ンバータ主回路５をゲート回路６によりパルス幅
変調（PWM）制御し、搬送波除去フイルタ７を
通して高調波成分補償電流iaを供給する。この電
流iaの制御信号は変流器８により検出する電源電
流iSのバンドパスフイルタ９を通すことで該電流
iSに含まれる高調波電流成分を抽出し、後に詳述
する位相調整回路１０を通してコンパレータ１１
において搬送波（三角波）発生器１２との比較を
なしてPWM波信号を得、これをゲート回路６の
制御入力とすることでなされる。
なお、制御系には直流リアクトル４の直流電流
が一定にする制御ループを具える。これは、変流
器１３により検出する直流リアクトル電流と直流
電流設定器１４の設定値との偏差を検出し、この
偏差信号と変成器１５で検出する電圧とを乗算器
１６で乗算した直流電流制御信号edを高調波制御
信号に加算する。
が一定にする制御ループを具える。これは、変流
器１３により検出する直流リアクトル電流と直流
電流設定器１４の設定値との偏差を検出し、この
偏差信号と変成器１５で検出する電圧とを乗算器
１６で乗算した直流電流制御信号edを高調波制御
信号に加算する。
ここで、本発明は位相調整回路１０における制
御信号の位相調整により高調波抑制効果を高め
る。これを以下に詳細に説明する。
御信号の位相調整により高調波抑制効果を高め
る。これを以下に詳細に説明する。
図において、電源１が内部インピーダンスZSを
有して高調波電圧eSが発生し、負荷２が負荷イン
ピーダンスZLを有して高調波電流iHを発生すると
き、電源電流iS、負荷電流iL、高調波補償電流ia
負荷インピーダンスZLの電流iZとの間には夫々を
ラプラス変換した電流、電圧に次の関係が成立す
る。
有して高調波電圧eSが発生し、負荷２が負荷イン
ピーダンスZLを有して高調波電流iHを発生すると
き、電源電流iS、負荷電流iL、高調波補償電流ia
負荷インピーダンスZLの電流iZとの間には夫々を
ラプラス変換した電流、電圧に次の関係が成立す
る。
IS＋IA−IL＝０
IL−IZ−IH＝０
ZSIS＋Ea＝ES
IA＝KIS
ZLIZ＝Ea ……(1)
この(1)式から電源電流ISを求めると、
IS＝ES＋ZLIH／MZL＋ZS ……(2)
となる。但し、Ｍ＝１＋Ｋである。この(2)式にお
いて、高調波抑制装置３を動作させない場合の電
源電流ISSはＫ＝０であるから次の関係になる。
いて、高調波抑制装置３を動作させない場合の電
源電流ISSはＫ＝０であるから次の関係になる。
ISS＝ES＋ZLIH／ZL＋ZS ……(3)
従つて、高調波抑制装置３を動作させるときと
停止させるときの電源電流比Ａは(2)、(3)式から Ａ＝IS／ISS＝ZL＋ZS／MZL＋ZS ……(4) となる。この関係からも明らかなように、電源電
流比Ａを小さくするほど高調波抑制効果が高めら
れ、それには(4)式の分母MZL（＝（１＋Ｋ）ZL）と
ZSとが互いに打ち消し合わないようにＫ（＝｜Ｋ
｜ej〓k）の位相を決めれば良い。
停止させるときの電源電流比Ａは(2)、(3)式から Ａ＝IS／ISS＝ZL＋ZS／MZL＋ZS ……(4) となる。この関係からも明らかなように、電源電
流比Ａを小さくするほど高調波抑制効果が高めら
れ、それには(4)式の分母MZL（＝（１＋Ｋ）ZL）と
ZSとが互いに打ち消し合わないようにＫ（＝｜Ｋ
｜ej〓k）の位相を決めれば良い。
即ち、(4)式の分母を最大にするＫの位相は以下
の手順で求められる。
の手順で求められる。
(4)式の分母の値δは次の(5)式に整理される。
δ＝Ｍ＋ZS／ZL＝Ｍ＋Ｚ＝１＋｜Ｋ｜ej〓k＋｜Ｚ｜ej
〓z ＝１＋｜Ｋ｜cosθK＋｜Ｚ｜cosθz＋ｊ（1K）sinθK
＋｜Ｚ｜sinθz）……(5) この値δの絶対値の二乗は次の(6)式になる。
〓z ＝１＋｜Ｋ｜cosθK＋｜Ｚ｜cosθz＋ｊ（1K）sinθK
＋｜Ｚ｜sinθz）……(5) この値δの絶対値の二乗は次の(6)式になる。
｜δ｜2＝｜Ｋ｜2＋｜Ｚ｜2＋１＋２｜Ｋ｜｜Ｚ｜cos（
θK−θZ） ＋２｜Ｋ｜cosθK＋２｜Ｚ｜cosθZ ……(6) この｜δ｜2が最大値を持つように｜Ｋ｜、θK
を決めれば高調波抑制効果が最大になり、そのた
めには｜Ｋ｜を無限大とすれば良いがこの値は装
置を安定化動作させるために制限される。そこ
で、｜Ｋ｜の値を許容される最大値に一定として
｜δ｜2を最大にするθKを求める。これには｜δ
｜2の偏微分により上記(6)式から ∂｜δ｜2／∂θK＝−２｜Ｋ｜Ｚ｜sin
（θK−θZ）−２｜Ｋ｜sinθK……(7) となり、この値が零になる極点は次の(8)式から求
められる。
θK−θZ） ＋２｜Ｋ｜cosθK＋２｜Ｚ｜cosθZ ……(6) この｜δ｜2が最大値を持つように｜Ｋ｜、θK
を決めれば高調波抑制効果が最大になり、そのた
めには｜Ｋ｜を無限大とすれば良いがこの値は装
置を安定化動作させるために制限される。そこ
で、｜Ｋ｜の値を許容される最大値に一定として
｜δ｜2を最大にするθKを求める。これには｜δ
｜2の偏微分により上記(6)式から ∂｜δ｜2／∂θK＝−２｜Ｋ｜Ｚ｜sin
（θK−θZ）−２｜Ｋ｜sinθK……(7) となり、この値が零になる極点は次の(8)式から求
められる。
｜Ｚ｜sin（θK−θZ）＋sinθK＝０……(8)
即ち、Ｋの位相θKは
θK＝tan-1｜Ｚ｜sinθZ／１＋｜Ｚ｜cosθZ＝tan-1
｜ZS｜／｜ZL｜sin（θS−θL）／１＋｜ZS｜／｜ZL｜c
os（θS−θL）……(9) に設定すれば高調波抑制効果が増大になる。
｜ZS｜／｜ZL｜sin（θS−θL）／１＋｜ZS｜／｜ZL｜c
os（θS−θL）……(9) に設定すれば高調波抑制効果が増大になる。
上記θKはＺ（＝ZS／ZL）すなわち電源インピー
ダンスZSと負荷インピーダンスZLによつて決ま
り、 cosθZ＞−１／｜Ｚ｜ ……(10) cosθZ＜−１／｜Ｚ｜ ……(11) によつてcosθK＞０、cosθK＜０に決まる。
ダンスZSと負荷インピーダンスZLによつて決ま
り、 cosθZ＞−１／｜Ｚ｜ ……(10) cosθZ＜−１／｜Ｚ｜ ……(11) によつてcosθK＞０、cosθK＜０に決まる。
即ち、(6)式の｜δ｜2の二階微分が負になる上
に凸の条件から次の(12)式が条件となり、 ∂2｜δ｜2／∂θK2＝−２｜Ｋ｜｜Ｚ｜cos（θK−θZ
）−２｜Ｋ｜COSθK＜０ （｜Ｚ｜cosθZ＋１）cosθK＋｜Ｚ｜sinθZsinθK＞
０……(12) cosθK０とすると、(12)式は次の(13)式になり、 ｜Ｚ｜2＋１＋２｜Ｚ｜cos2θZ／１＋｜Ｚ｜cosθZ
０……(13) （｜Ｚ｜＋cosθZ）2＋１−cos2θZ／１＋｜Ｚ｜co
sθZ０ cosθZ−１／｜Ｚ｜であればcosθK＞０が成立す
る。同様に、cosθK＜０とすると次の(14)式から ｜Ｚ｜2＋１＋２｜Ｚ｜cos2θZ／１＋｜Ｚ｜cosθZ
＜０……(14) cosθZ＜−１／｜Ｚ｜ではcosθK＜０が成立する。
に凸の条件から次の(12)式が条件となり、 ∂2｜δ｜2／∂θK2＝−２｜Ｋ｜｜Ｚ｜cos（θK−θZ
）−２｜Ｋ｜COSθK＜０ （｜Ｚ｜cosθZ＋１）cosθK＋｜Ｚ｜sinθZsinθK＞
０……(12) cosθK０とすると、(12)式は次の(13)式になり、 ｜Ｚ｜2＋１＋２｜Ｚ｜cos2θZ／１＋｜Ｚ｜cosθZ
０……(13) （｜Ｚ｜＋cosθZ）2＋１−cos2θZ／１＋｜Ｚ｜co
sθZ０ cosθZ−１／｜Ｚ｜であればcosθK＞０が成立す
る。同様に、cosθK＜０とすると次の(14)式から ｜Ｚ｜2＋１＋２｜Ｚ｜cos2θZ／１＋｜Ｚ｜cosθZ
＜０……(14) cosθZ＜−１／｜Ｚ｜ではcosθK＜０が成立する。
従つて、図に示す位相調整回路１０は、Ｎ次高
調波制御にはＮ次高調波に対する電源インピーダ
ンスZSN、負荷インピーダンスZLNの比ZN＝ZSN／
ZLNに応じて(9)式で定まる位相θKだけ調整するこ
とでＮ次高調波抑制効果を最大にする。なお、バ
ンドパスフイルタ９はＮ次高調波成分に通過帯域
を設定し、基本波を除いた各次高調波抑制にはバ
ンドパスフイルタ９と位相調整回路１０を各次高
調波に適合させて夫々を加え合わせた制御信号と
する。これらにおける位相調整角θKはcosθZ｜
ZLN｜／｜ZSN｜ではcosθK０であるから−π／
２＜θK＜π／２になるし、cosθZ＜｜ZLN｜／｜
ZSN｜ではπ／２＜θK＜3π／２になる。また、電
源電流iSの検出に限らず、負荷電流iLの検出から
同様の制御ができる。
調波制御にはＮ次高調波に対する電源インピーダ
ンスZSN、負荷インピーダンスZLNの比ZN＝ZSN／
ZLNに応じて(9)式で定まる位相θKだけ調整するこ
とでＮ次高調波抑制効果を最大にする。なお、バ
ンドパスフイルタ９はＮ次高調波成分に通過帯域
を設定し、基本波を除いた各次高調波抑制にはバ
ンドパスフイルタ９と位相調整回路１０を各次高
調波に適合させて夫々を加え合わせた制御信号と
する。これらにおける位相調整角θKはcosθZ｜
ZLN｜／｜ZSN｜ではcosθK０であるから−π／
２＜θK＜π／２になるし、cosθZ＜｜ZLN｜／｜
ZSN｜ではπ／２＜θK＜3π／２になる。また、電
源電流iSの検出に限らず、負荷電流iLの検出から
同様の制御ができる。
以上のとおり、本発明によれば、安定した高調
波抑制のための補償電流の供給に、抑制効果を最
大限まで高めることができる。
波抑制のための補償電流の供給に、抑制効果を最
大限まで高めることができる。
図面は本発明の一実施例を示す回路図である。
１……電源、２……負荷、３……高調波抑制装
置、４……直流リアクトル、５……インバータ主
回路、６……ゲート回路、７……搬送波除去フイ
ルタ、９……バンドパスフイルタ、１０……位相
調整回路、１１……比較器、１２……搬送波発生
器、１４……直流電流設定器、１６……乗算器。
置、４……直流リアクトル、５……インバータ主
回路、６……ゲート回路、７……搬送波除去フイ
ルタ、９……バンドパスフイルタ、１０……位相
調整回路、１１……比較器、１２……搬送波発生
器、１４……直流電流設定器、１６……乗算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電源から見て負荷に並列接続され、負荷に発
生する高調波電流に相補の電流を供給又は吸収し
て電源電流に高調波電流発生を抑制する高調波抑
制装置において、電源電流から高調波成分を検出
し、この検出信号における電源インピーダンス
ZS、負荷インピーダンスZLにあつては該検出信号
を θK＝tan-1｜ZS｜／｜ZL｜sinθ（θS−θL）
／１＋｜ZS｜／｜ZL｜cos（θS−θL） で求められるθKだけ位相調整して高調波補償電流
の制御信号とすることを特徴とする高調波抑制装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024756A JPS58141631A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 高調波抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024756A JPS58141631A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 高調波抑制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58141631A JPS58141631A (ja) | 1983-08-23 |
| JPH027263B2 true JPH027263B2 (ja) | 1990-02-16 |
Family
ID=12146986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57024756A Granted JPS58141631A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 高調波抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58141631A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63154022A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-27 | 三菱電機株式会社 | 電圧形インバ−タを用いたアクテイブフイルタ |
| JPH0213227A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-17 | Nissin Electric Co Ltd | 電力用アクティブフィルタ |
-
1982
- 1982-02-18 JP JP57024756A patent/JPS58141631A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58141631A (ja) | 1983-08-23 |
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