JPH0543744U - 交流給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 交流電源の瞬時電圧低下の直列補償及び高調
波の電源側への流出防止が行える装置を提供する。 【構成】 交流電源１と負荷２との間の給電路３に直列
に挿入された直列注入用のトランス８と、交流電源１に
並列に給電路３に接続された並列注入用のトランス９
と、交流電源１の瞬時電圧低下の発生時に低下量相当の
補償交流を形成してトランス８に供給する瞬時電圧低下
の直列補償用の電力変換部６と、半導体スイッチ素子構
成のブリッジ回路により形成され，トランス９を介した
交流電源１を制御整流して電力変換部６の直流電源を形
成するとともに負荷２により生じた給電路３の高調波を
打消す高調波補償用の電力変換部１０とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、負荷給電の瞬時電圧低下の直列補償及び負荷により発生した高調波の 電源側への流出防止を行う交流給電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、負荷給電の瞬時電圧低下（以下瞬低という）を補償するためインバータ 構成の直列補償型の補償装置が用いられる。 この補償装置につき、本願考案の１実施例に対応する図１を参照して説明する 。

【０００３】 まず、交流電源１と負荷２との間の給電路３にサイリスタ４ｐ，４ｎを逆並列 接続した常給電路用のサイリスタスイッチ回路４が直列に挿入され、通常は、ス イッチ回路４を介して負荷給電が行われる。 また、交流電源１の電圧（以下電源電圧という）は瞬低補償用の制御部５によ り常時監視され、瞬低の発生期間以外、制御部５がスイッチ回路４を点弧トリガ してオンする。

【０００４】 つぎに、瞬低が発生すると、制御部５は点弧トリガを停止してスイッチ回路４ をオフし、交流電源１の電圧低下量に応じてインバータ構成の直列補償用の電力 変換部６を駆動する。 この駆動により電力変換部６は、電圧正常時に交流電源１の整流出力で充電さ れるコンデンサ７の蓄積エネルギを前記電圧低下量に相当する補償交流に変換し 、この補償交流を直列注入用のトランス８の１次側に供給する。

【０００５】 このトランス８は２次側がスイッチ回路４に並列に設けられて交流電源１と負 荷２との間の給電路３に直列に挿入され、前記補償交流を交流電源１に直列合成 して負荷２に供給する。 このとき、補償交流により交流電源の瞬低に伴う電圧低下が直列補償され、負 荷２の給電電圧が正常に保持される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の直列補償型の補償装置は、交流電源１の瞬低に伴う電圧低下の直列 補償しか行えないため、交流電源１の電圧正常時において、負荷２により高調波 が生じると、この高調波がそのまま交流電源１の側（電源側）に流出し、他の負 荷等に影響を及ぼす問題点がある。

【０００７】 なお、前記の高調波を除去するため、瞬低の補償装置と別個にアクティブフィ ルタ装置等のフィルタ装置を備えることが考えられるが、この場合、複数台の装 置を備えなければならず、広大な設置スペースを要し、実用的でない。 本考案は、１台の装置で負荷給電の瞬低の直列補償及び負荷で発生した高調波 の電源側への流出防止が行えるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

前記の目的を達成するために、本考案の交流給電装置においては、交流電源と 負荷との間の給電路に直列に挿入された直列注入用のトランスと、交流電源に並 列に給電路に接続された並列注入用のトランスと、交流電源の瞬時電圧低下の発 生時に低下量相当の補償交流を形成して直列注入用のトランスに供給する瞬時電 圧低下の直列補償用の電力変換部と、半導体スイッチ素子構成のブリッジ回路に より形成され，並列注入用のトランスを介した交流電源を制御整流して直列補償 用の電力変換部の直流電源を形成するとともに負荷により生じた前記給電路の高 調波を打消す高調波補償用の電力変換部とを備える。

【０００９】

【作用】

前記のように構成された本考案の交流給電装置の場合、負荷給電の瞬低発生時 は、直列補償用の電力変換部により交流電源の電圧低下量相当の補償交流が形成 され、この補償交流が直列注入用のトランスに供給されて交流電源に直列合成さ れ、この直列合成により負荷給電の電圧低下が直列補償されて防止される。 また、高調波補償用の電力変換部は半導体スイッチ素子構成のブリッジ回路に より、並列注入用のトランスを介した交流電源を制御整流して直列補償用の電力 変換部の直流電源を形成すると同時に負荷により生じた給電路の高調波を打消し 、負荷により生じた高調波の電源側への流出を防止する。

【００１０】 そして、高調波補償用の電力変換部が直列補償用の電力変換部の給電と給電路 の高調波補償とを実行し、しかも、直列補償用の電力変換部により負荷給電の瞬 低を防止するため、１台の装置で負荷給電の瞬低の補償と高調波の電源側への流 出防止が行える。

【００１１】

【実施例】

１実施例について、図１を参照して説明する。 図１において、従来の瞬低の補償装置と異なる点は、つぎの（ア）〜（ウ）の 点である。 （ア）給電路３のスイッチ回路４より電源側の給電路３に、交流電源１に並列 に並列注入用のトランス９を設けた点。 （イ）コンデンサ７とトランス９との間にトランジスタ，ＩＧＢＴ等の自己消 弧形半導体スイッチ素子構成のフルブリッジ回路が形成する高調波補償用の電力 変換部１０を設け、その制御部１１を備えた点。 （ウ）負荷電流，トランス９の通電電流を検出する変流器１２，１３及びコン デンサ７の端子間の直流電圧（コンデンサ電圧）を検出する分圧抵抗１４，１５ を設けた点。

【００１２】 そして、制御部１１は電源電圧検出用のトランス１６を有し、このトランス１ ６の２次側の電源電圧に比例した電源電圧検出信号Ｖｉが同期回路１７に供給さ れ、この同期回路１７が電源電圧の例えばゼロクロス点毎に同期パルスを形成し 、この同期パルスに基づき基準正弦波発生回路１８が電源電圧に同期した一定振 幅の基準正弦波信号Ｖｓｉｎを形成する。 なお、電源電圧検出信号Ｖｉは制御部５にも供給される。

【００１３】 また、分圧抵抗１５の摺動片の直流電圧検出信号Ｖｄｃは電力変換部６の直流 電源としてのコンデンサ電圧に比例し、直流電圧検出回路１９によりノイズ除去 等が施されて誤差増幅器２０の反転入力端子（−）に供給される。

【００１４】 この誤差増幅器２０は非反転入力端子（＋）に可変抵抗２１の摺動片の設定電 圧信号Ｖｒｅｆが供給され、この信号Ｖｒｅｆと検出信号Ｖｄｃとの差，すなわ ち前記コンデンサ電圧の過不足に応じた直流の誤差信号ΔＶを形成する。 なお、可変抵抗２１は電源端子２２の直流電源を分圧して設定電圧信号Ｖｒｅ ｆを形成する。

【００１５】 そして、基準正弦波信号Ｖｓｉｎと誤差信号ΔＶとが乗算器２３に供給され、 この乗算器２３は両信号Ｖｓｉｎ，ΔＶの積を演算してコンデンサ電圧の一定制 御用の基本波成分指令値の信号Ｓ１を形成する。

【００１６】 また、変流器１２の負荷電流検出信号Ｉｌが高調波検出回路２４に供給され、 この検出回路２４は検出信号Ｉｌをフーリエ変換し、負荷電流に含まれた補償対 象次数，例えば５次，７次，１１次，１３次の高調波を検出し、これらの合成波 形を打消す逆波形の電源電圧に同期した補償高調波指令値の信号Ｓ２を形成する 。 そして、指令値の信号Ｓ１，Ｓ２が加算器２５により加算されて変換部電流指 令値の信号Ｓ３が形成され、この信号Ｓ３がヒステリシスコンパレータ構成の比 較器２６に供給される。

【００１７】 この比較器２６は指令値の信号Ｓ３とトランス９の２次側電流に比例した変流 器１３の変換部電流検出信号Ｉｘとを比較し、比較結果の２値信号を変換部駆動 回路（ドライバ）２７に供給する。 そして、駆動回路２７は検出信号Ｉｘの指令値の信号Ｓ３からの過不足に応じ て電力変換部１０のスイッチングを制御し、検出信号Ｉｘが指令値の信号Ｓ３に 一致するように電力変換部１０を駆動する。

【００１８】 この駆動により電力変換部１０はトランス９を介した交流電源１を制御整流し 、指令値の信号Ｓ１に応じた整流出力をコンデンサ７に供給してこのコンデンサ ７を所定のコンデンサ電圧に充電保持するとともに、指令値の信号Ｓ２に基づき 、負荷２により発生した補正対象次数の高調波の逆波形の電圧を発生し、この電 圧をトランス９を介して給電路３に並列注入する。 そのため、常時は電力変換部１０により電力変換部６の直流電源が形成される とともに、給電路３の高調波成分の電源側への流出が防止される。

【００１９】 つぎに、交流電源１の瞬低が発生すると、検出信号Ｖｉに基づき制御部５が瞬 低の発生を検出する。 このとき、従来のインバータ構成の直列補償型の瞬低の補償装置と同様、制御 部５はスイッチ回路５の点弧トリガを停止して電力変換部６を駆動する。

【００２０】 この駆動により電力変換部６はコンデンサ７の蓄積エネルギを利用して電圧低 下量相当の補償交流を形成し、この補償交流をトランス８に供給して交流電源１ に直列合成し、負荷２の給電電圧の低下を防止する。 そのため、瞬低の発生時は電力変換部６により、負荷給電の瞬低の直列補償が 行われる。

【００２１】 したがって、１台の装置により負荷給電の瞬低の直列補償及び負荷で発生した 高調波の電源側への流出防止が行え、小設置スペースで負荷給電の瞬低補償及び 高調波の流出防止の両機能を有する新規で実用的な交流給電装置を提供できる。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成されているため、以下に記載する効果を奏 する。 直列注入用のトランス８，並列注入用のトランス９及び直列補償用の電力変換 部６，高調波補償用の電力変換部１０を備えたため、電力変換部１０によりトラ ンス９を介した交流電源１を制御整流して電力変換部６の直流電源を形成すると ともに負荷２で発生した給電路３の高調波を打消し、この高調波の電源側への流 出を防止することができる。

【００２３】 しかも、負荷給電の瞬時電圧低下の発生時は、電力変換部６により交流電源１ の電圧低下量相当の補償交流を形成し、この補償交流をトランス８を介して交流 電源１に直列合成し、直列補償で負荷給電の電圧低下を防止することができる。

【００２４】 したがって、負荷給電の瞬時電圧低下の直列補償及び高調波の電源側への流出 防止が行える新規で実用的な装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の交流給電装置の１実施例のブロック結
線図である。

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ 負荷 ３ 給電路 ６ 直列補償用の電力変換部 ８ 直列注入用のトランス ９ 並列注入用のトランス １０ 高調波補償用の電力変換部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源と負荷との間の給電路に直列に
   挿入された直列注入用のトランスと、 前記交流電源に並列に前記給電路に接続された並列注入
   用のトランスと、 前記交流電源の瞬時電圧低下の発生時に低下量相当の補
   償交流を形成して前記直列注入用のトランスに供給する
   瞬時電圧低下の直列補償用の電力変換部と、 半導体スイッチ素子構成のブリッジ回路により形成さ
   れ，前記並列注入用のトランスを介した前記交流電源を
   制御整流して前記直列補償用の電力変換部の直流電源を
   形成するとともに前記負荷により生じた前記給電路の高
   調波を打消す高調波補償用の電力変換部とを備えた交流
   給電装置。