JPH05211722A - 電力変換装置発生高調波電流補償アクティブフィルタ - Google Patents
電力変換装置発生高調波電流補償アクティブフィルタInfo
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- JPH05211722A JPH05211722A JP4040351A JP4035192A JPH05211722A JP H05211722 A JPH05211722 A JP H05211722A JP 4040351 A JP4040351 A JP 4040351A JP 4035192 A JP4035192 A JP 4035192A JP H05211722 A JPH05211722 A JP H05211722A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
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
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体素子を用いた電力変換装置より運転時
発生する高調波電流を補償するためアクティブフィルタ
が用いられるが、アクティブフィルタから発生させる高
調波電流の大きさと位相は負荷電流を検出して決定する
ため時間遅れによる誤差を生じる。本発明はこの点を改
善して、補償効果を向上させる。 【構成】 代表的な高調波源である半導体素子を使用し
た電力変換装置では、その制御角によって高調波次数と
高調波電流の大きさと位相が決定されるため、この制御
信号で同時にアクティブフィルタを制御する。
発生する高調波電流を補償するためアクティブフィルタ
が用いられるが、アクティブフィルタから発生させる高
調波電流の大きさと位相は負荷電流を検出して決定する
ため時間遅れによる誤差を生じる。本発明はこの点を改
善して、補償効果を向上させる。 【構成】 代表的な高調波源である半導体素子を使用し
た電力変換装置では、その制御角によって高調波次数と
高調波電流の大きさと位相が決定されるため、この制御
信号で同時にアクティブフィルタを制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子を使った電力
変換装置から運転時発生する高調波電流を補償するアク
ティブフィルタに関するものである。
変換装置から運転時発生する高調波電流を補償するアク
ティブフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電力系統において、高調波発生源となる
ＣＶＣＦやＶＶＶＦに代表される電力変換装置では、こ
れより発生する高調波電流を吸収するため、アクティブ
フィルタにより、前記高調波電流とは逆位相となる対応
高調波電流を発生させ、これによって高調波電流を吸収
する方式が採られる。この場合に採られるアクティブフ
ィルタによる高調波補償装置を図３に例示する。電源を
11とする電力系統で、負荷として半導体素子、例えばサ
イリスタを用いた電力変換回路19と点弧制御角決定回路
18よりなる電力変換装置が運転されるものとし、これを
高調波発生源13とする。点弧制御角決定回路18よりの点
弧制御角によって前記電力変換装置を構成する半導体素
子の通電制御を行うと系統線路に高調波電流を発生す
る。この高調波を吸収するため、ＣＴ14を系統線路に結
合し、高調波電流検出回路15、制御角決定回路16、半導
体素子を用いたインバータ回路17よりなるアクティブフ
ィルタ12を設置する。アクティブフィルタでは高調波電
流検出回路15にて基本波を除外して高調波電流成分を検
出し、それと同振幅逆位相の高調波電流を発生させるよ
うにアクティブフィルタを制御する。
ＣＶＣＦやＶＶＶＦに代表される電力変換装置では、こ
れより発生する高調波電流を吸収するため、アクティブ
フィルタにより、前記高調波電流とは逆位相となる対応
高調波電流を発生させ、これによって高調波電流を吸収
する方式が採られる。この場合に採られるアクティブフ
ィルタによる高調波補償装置を図３に例示する。電源を
11とする電力系統で、負荷として半導体素子、例えばサ
イリスタを用いた電力変換回路19と点弧制御角決定回路
18よりなる電力変換装置が運転されるものとし、これを
高調波発生源13とする。点弧制御角決定回路18よりの点
弧制御角によって前記電力変換装置を構成する半導体素
子の通電制御を行うと系統線路に高調波電流を発生す
る。この高調波を吸収するため、ＣＴ14を系統線路に結
合し、高調波電流検出回路15、制御角決定回路16、半導
体素子を用いたインバータ回路17よりなるアクティブフ
ィルタ12を設置する。アクティブフィルタでは高調波電
流検出回路15にて基本波を除外して高調波電流成分を検
出し、それと同振幅逆位相の高調波電流を発生させるよ
うにアクティブフィルタを制御する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な高調波電流を検出する方法においては、Ｌ，Ｃの組合
わせによる受動形のフィルタを用いて各次数高調波を検
出するため、検出より制御角決定までに時間遅れがある
ため、高調波電流の補償度には限度がある。本発明は、
上記のような時間遅れをなくし、高調波補償効果を改善
した電力変換装置発生高調波電流補償アクティブフィル
タを提供することにある。
な高調波電流を検出する方法においては、Ｌ，Ｃの組合
わせによる受動形のフィルタを用いて各次数高調波を検
出するため、検出より制御角決定までに時間遅れがある
ため、高調波電流の補償度には限度がある。本発明は、
上記のような時間遅れをなくし、高調波補償効果を改善
した電力変換装置発生高調波電流補償アクティブフィル
タを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】代表的な高調波源である
半導体素子を用いた電力変換装置では、その運転状態に
応じて絶えず新しい制御角が決定されるが、決定された
制御角における通電において発生する高調波の次数、大
きさ、位相が決まる。図２は無効電力調整装置に用いら
れるサイリスタ制御リアクトル（ＴＣＲ）における点弧
角（制御角）とＴＣＲの高調波発生次数、大きさの関係
を示す。従って、本発明はこれらの関係に着目し、電力
変換装置を構成する半導体素子に対する点弧制御角に従
って、電力変換装置より発生する高調波電流と逆位相で
大きさの等しい高調波電流信号を発生させる制御角−高
調波電流信号変換回路を設け、この高調波電流信号変換
回路よりの制御信号によってアクティブフィルタを制御
し、このアクティブフィルタにより生じた高調波電流を
系統線路に注入して電力変換装置により発生した高調波
電流を打消し、補償しようとするものである。
半導体素子を用いた電力変換装置では、その運転状態に
応じて絶えず新しい制御角が決定されるが、決定された
制御角における通電において発生する高調波の次数、大
きさ、位相が決まる。図２は無効電力調整装置に用いら
れるサイリスタ制御リアクトル（ＴＣＲ）における点弧
角（制御角）とＴＣＲの高調波発生次数、大きさの関係
を示す。従って、本発明はこれらの関係に着目し、電力
変換装置を構成する半導体素子に対する点弧制御角に従
って、電力変換装置より発生する高調波電流と逆位相で
大きさの等しい高調波電流信号を発生させる制御角−高
調波電流信号変換回路を設け、この高調波電流信号変換
回路よりの制御信号によってアクティブフィルタを制御
し、このアクティブフィルタにより生じた高調波電流を
系統線路に注入して電力変換装置により発生した高調波
電流を打消し、補償しようとするものである。
【０００５】図２に、ＴＣＲを用いた場合に発生する各
次数高調波電流、これら各次数高調波電流の基本波電流
を基準とする大きさ位相が示され、これらの各次数高調
波の大きさは点弧角αの変化することが示されており、
また、同じ点弧角では常に、同じ大きさで、同位相の高
調波電流を発生することを示している。ＴＣＲの場合、
点弧角制御側で発生する高調波の大きさは fn（θ）＝f3（θ）＋f5（θ）＋f7（θ）＋f9（θ）＋・・・・・ （数式１） と表わされる。従って、fn（θ）を反転させ、−fn
（θ）をもってインバータを構成する半導体素子を制御
すればよい。
次数高調波電流、これら各次数高調波電流の基本波電流
を基準とする大きさ位相が示され、これらの各次数高調
波の大きさは点弧角αの変化することが示されており、
また、同じ点弧角では常に、同じ大きさで、同位相の高
調波電流を発生することを示している。ＴＣＲの場合、
点弧角制御側で発生する高調波の大きさは fn（θ）＝f3（θ）＋f5（θ）＋f7（θ）＋f9（θ）＋・・・・・ （数式１） と表わされる。従って、fn（θ）を反転させ、−fn
（θ）をもってインバータを構成する半導体素子を制御
すればよい。
【０００６】図１は本発明の実施例を示す。系統線路ｌ
にサイリスタ素子を用いて構成された電力変換装置１が
接続されるものとし、これに対して点弧制御角決定回路
２により通電制御が行われるものとする。高調波発生負
荷である電力変換装置１に対する点弧制御角決定回路２
よりの点弧制御角は、通常電力変換装置の対応目的に応
じて流動的である。アクティブフィルタは前記点弧制御
角決定回路２、次の反転器８、ヒステリシスコンパレー
タ５、インバータ６、Tr、注入回路９等により構成され
る。前記点弧制御角決定回路２よりの制御角信号は、制
御角−高調波電流信号変換回路３に入力する。この制御
角−高調波電流信号変換回路よりの高調波電流信号を位
相反転器８で反転させて加算器４に入力し、同時に加算
器４にはインバータ６より系統線路ｌに注入される出力
電流信号ＩAFがＣＴを介して入力する。加算器４では点
弧制御角−高調波電流信号変換回路３よりの高調波反転
電流信号−fn（θ）により前記出力信号ＩAFが差し引か
れて、ヒステリシスコンパレータ５に入力し、このコン
パレータ５におけるオン・ オフにより、インバータ６を
瞬時値動作させ、Trを介し、コンデンサＣ、リアクトル
ｌよりなる注入回路より、高調波補償電流を線路ｌに注
入する。なお７は直流電流電源を示し、インバータはＧ
ＴＯを用いた三相ブリッジ形のもので構成される。
にサイリスタ素子を用いて構成された電力変換装置１が
接続されるものとし、これに対して点弧制御角決定回路
２により通電制御が行われるものとする。高調波発生負
荷である電力変換装置１に対する点弧制御角決定回路２
よりの点弧制御角は、通常電力変換装置の対応目的に応
じて流動的である。アクティブフィルタは前記点弧制御
角決定回路２、次の反転器８、ヒステリシスコンパレー
タ５、インバータ６、Tr、注入回路９等により構成され
る。前記点弧制御角決定回路２よりの制御角信号は、制
御角−高調波電流信号変換回路３に入力する。この制御
角−高調波電流信号変換回路よりの高調波電流信号を位
相反転器８で反転させて加算器４に入力し、同時に加算
器４にはインバータ６より系統線路ｌに注入される出力
電流信号ＩAFがＣＴを介して入力する。加算器４では点
弧制御角−高調波電流信号変換回路３よりの高調波反転
電流信号−fn（θ）により前記出力信号ＩAFが差し引か
れて、ヒステリシスコンパレータ５に入力し、このコン
パレータ５におけるオン・ オフにより、インバータ６を
瞬時値動作させ、Trを介し、コンデンサＣ、リアクトル
ｌよりなる注入回路より、高調波補償電流を線路ｌに注
入する。なお７は直流電流電源を示し、インバータはＧ
ＴＯを用いた三相ブリッジ形のもので構成される。
【発明の効果】本発明によれば、半導体を使った電力変
換装置の運転状態における決定された制御角において発
生する高調波電流の振幅と位相はその電力変換装置の構
成により決まっていることから、この制御角において発
生する各次数高調波電流とその位相の各次数高調波電流
の和を求めて、電流注入用インバータを動作させ、高調
波発生負荷で発生する高調波電流を補償するようにして
いるので、従来の装置におけるような負荷電流の検出か
ら制御角の決定までの時間遅れを解消し、高調波補償効
果を改善することができる。
換装置の運転状態における決定された制御角において発
生する高調波電流の振幅と位相はその電力変換装置の構
成により決まっていることから、この制御角において発
生する各次数高調波電流とその位相の各次数高調波電流
の和を求めて、電流注入用インバータを動作させ、高調
波発生負荷で発生する高調波電流を補償するようにして
いるので、従来の装置におけるような負荷電流の検出か
ら制御角の決定までの時間遅れを解消し、高調波補償効
果を改善することができる。
【図１】本発明の実施例を示す。
【図２】ＴＣＲ運転時における点弧角αとＴＣＲの高調
波発生量を示す。
波発生量を示す。
【図３】従来の電力変換装置発生高調波電流補償のアク
ティブフィルタを概略的に示す。
ティブフィルタを概略的に示す。
１ 高調波発生負荷 ２ 点弧制御角決定回路 ３ 制御角−高調波電流変換回路 ４ 加算器 ５ ヒステリシスコンパレータ ６ インバータ ７ 電流電源 ８ 位相反転器 ９ 注入回路
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体素子を使った電力変換装置から運
転時発生する高調波電流を補償するアクティブフィルタ
において、前記運転時、半導体素子に対する決定された
点弧制御角にて発生する高調波電流は、その大きさと位
相が決まっていることから、あらかじめ、各点弧制御角
に対応して発生する高調波の大きさと位相の高調波電流
信号を発生する制御角−高調波電流変換回路を設け、該
変換回路よりの信号により、前記アクティブフィルタを
制御することを特徴とする電力変換装置装発生高調波電
流補償アクティブフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040351A JPH05211722A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 電力変換装置発生高調波電流補償アクティブフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040351A JPH05211722A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 電力変換装置発生高調波電流補償アクティブフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211722A true JPH05211722A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=12578216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4040351A Pending JPH05211722A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 電力変換装置発生高調波電流補償アクティブフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05211722A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2910734A1 (fr) * | 2006-12-26 | 2008-06-27 | Univ Poitiers | Filtrage actif d'un courant triphase |
| GB2487133A (en) * | 2011-01-07 | 2012-07-11 | Tdk Lambda Uk Ltd | Power factor correction device |
| US8659276B2 (en) | 2011-03-28 | 2014-02-25 | Tdk-Lambda Uk Limited | Interleaved power converter and controller therefor |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP4040351A patent/JPH05211722A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2910734A1 (fr) * | 2006-12-26 | 2008-06-27 | Univ Poitiers | Filtrage actif d'un courant triphase |
| WO2008090283A3 (fr) * | 2006-12-26 | 2008-09-18 | Univ Poitiers | Filtrage actif d'un courant triphase |
| GB2487133A (en) * | 2011-01-07 | 2012-07-11 | Tdk Lambda Uk Ltd | Power factor correction device |
| US8797004B2 (en) | 2011-01-07 | 2014-08-05 | Tdk-Lambda Uk Limited | Power factor correction device |
| GB2487133B (en) * | 2011-01-07 | 2014-08-13 | Tdk Lambda Uk Ltd | Power factor correction device |
| US8659276B2 (en) | 2011-03-28 | 2014-02-25 | Tdk-Lambda Uk Limited | Interleaved power converter and controller therefor |
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