JPH07107656B2 - Reactive power regulator - Google Patents
Reactive power regulatorInfo
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- JPH07107656B2 JPH07107656B2 JP61169322A JP16932286A JPH07107656B2 JP H07107656 B2 JPH07107656 B2 JP H07107656B2 JP 61169322 A JP61169322 A JP 61169322A JP 16932286 A JP16932286 A JP 16932286A JP H07107656 B2 JPH07107656 B2 JP H07107656B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電圧フリツカの防止、力率改善、高調波成分
の低減等を行うための三相交流回路の無効電力調整装置
に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reactive power adjusting device for a three-phase AC circuit for preventing voltage flickering, improving power factor, reducing harmonic components, and the like. .
フリツカ防止及び/又は力率改善のために三相交流電源
線の各線間にコンデンサ、又はコンデンサとリアクトル
との並列回路から成る進み電流供給回路を接続すること
は良く知られている。また、特開昭56-159936号(特願
昭55-61600)公報に、瞬時有効電流、及び瞬時無効電流
を求め、これに基づいて電力障害補償回路を制御するこ
とが開示されている。更に、特願昭60-137499号におい
て、本件出願人は、三相不平衡負荷の力率改善を線電流
検出に基づいて容易に達成する方法を提案した。またト
ランジスタで構成した三相PWM変換器を使用して無効分
を制御する方法も既に提案されている。It is well known to connect a lead current supply circuit composed of a capacitor, or a parallel circuit of a capacitor and a reactor, between each of the three-phase AC power supply lines in order to prevent flicker and / or improve the power factor. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-159936 (Japanese Patent Application No. 55-61600) discloses that an instantaneous active current and an instantaneous reactive current are obtained and the power failure compensation circuit is controlled based on the obtained values. Further, in Japanese Patent Application No. 60-137499, the applicant of the present application has proposed a method for easily achieving power factor improvement of a three-phase unbalanced load based on line current detection. A method for controlling the reactive component using a three-phase PWM converter composed of transistors has already been proposed.
しかし、上記の特願昭60-137499号には高調波成分を除
去する方法が開示されていない。また、上記のトランジ
スタ三相PWM変換器を使用する方法は、大容量化が困難
であるという欠点を有する。However, the above-mentioned Japanese Patent Application No. 60-137499 does not disclose a method for removing harmonic components. Further, the method of using the transistor three-phase PWM converter has a drawback that it is difficult to increase the capacity.
そこで、本発明の目的は、中又は大容量の無効電力調整
を容易に達成することができる装置を提供することにあ
る。Therefore, an object of the present invention is to provide a device capable of easily achieving a medium or large capacity reactive power adjustment.
上記目的を達成するための本発明は、実施例を示す図面
の符号を参照して説明すると、三相交流電源線にスイッ
チを介してコンデンサ又はリアクトルを接続して無効電
流の基本波成分を供給すると共に前記無効電流の基本波
成分の大きさを調整することができるように構成された
三相の無効電流の基本波成分供給回路(3a)(3b)(3
c)と、前記三相交流電源線に接続され且つ半導体スイ
ッチのオン・オフ制御で無効電流の高調波成分を供給す
ることができるように構成された三相のパルス幅変調変
換回路(62)と、前記三相交流電源線に接続されている
三相負荷(2)の第1相、第2相及び第3相の線電流
(IU、IV、IW)を検出する線電流検出器(4a)(4
b)(4c)と、前記第1、第2及び第3相の線電流
(IU、IV、IW)に基づいて第1相、第2相及び第3
相の瞬時無効電流(IUq、IVq、IWq)を求め、前記第
1、第2及び第3の瞬時無効電流(IUq、IVq、IWq)
の基本波成分の実効値(a、b、c)又はこれに比例し
た値を得、線電流で表される各相の瞬時無効電流の基本
波成分の前記実効値(a、b、c)又はこれに比例した
値を相電流(x、y、z)に変換し、前記相電流(x、
y、z)に基づいて前記三相負荷(2)の無効電流の基
本波成分の全部又は一部を補償するように前記無効電流
の基本波成分供給回路(3a)(3b)(3c)の前記スイッ
チを制御し、且つ前記第1、第2及び第3の瞬時無効電
流(IUq、IVq、IWq)の高調波成分(a2、b2、c2)を
求め、前記高調波成分(a2、b2、c2)に基づいて、この
高調波成分(a2、b2、c2)を除去するように前記三相パ
ルス幅変調変換回路(62)を制御する演算及び制御手段
とから成る無効電力調整装置に係わるものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention for achieving the above object will be described with reference to the reference numerals of the drawings showing an embodiment. A capacitor or a reactor is connected to a three-phase AC power supply line through a switch to supply a fundamental component of a reactive current. And three-phase reactive current fundamental wave component supply circuits (3a) (3b) (3) configured to adjust the magnitude of the fundamental wave component of the reactive current.
c), and a three-phase pulse width modulation conversion circuit (62) connected to the three-phase AC power supply line and configured to be able to supply a harmonic component of the reactive current by on / off control of a semiconductor switch. And a line current detection for detecting the line currents (I U , I V , I W ) of the first phase, the second phase and the third phase of the three-phase load (2) connected to the three-phase AC power supply line. Bowl (4a) (4
b) Based on (4c) and the line currents (I U , I V , I W ) of the first, second and third phases, the first phase, the second phase and the third phase.
The instantaneous reactive currents (I Uq , I Vq , I Wq ) of the phase are obtained, and the first, second and third instantaneous reactive currents (I Uq , I Vq , I Wq ) are obtained.
Of the fundamental wave component (a, b, c) or a value proportional thereto, and the effective value (a, b, c) of the fundamental wave component of the instantaneous reactive current of each phase represented by the line current is obtained. Alternatively, a value proportional to this is converted into a phase current (x, y, z), and the phase current (x, y
y, z) of the reactive current fundamental wave component supply circuits (3a) (3b) (3c) so as to compensate all or a part of the reactive current fundamental wave component of the three-phase load (2). The harmonic components (a2, b2, c2) of the first, second and third instantaneous reactive currents (I Uq , I Vq , I Wq ) are calculated by controlling the switch, and the harmonic components (a2 , B2, c2), and a reactive power adjusting device comprising arithmetic and control means for controlling the three-phase pulse width modulation conversion circuit (62) so as to remove this harmonic component (a2, b2, c2). Related to.
なお、演算及び制御手段は、例えば、第1図の符号5、
6、7、8、60、61で示す回路、又はマイクロコンピュ
ータ等である。The calculation and control means are, for example, reference numeral 5 in FIG.
It is a circuit shown by 6, 7, 8, 60, 61, a microcomputer, or the like.
上記発明によれば、線電流の検出に基づいて基本波成分
と高調波成分とが実質的に分離されて補償される。高調
波成分は基本波成分よりも周波数が高いので、パルス幅
変調(PWM)変換回路(62)によつて補償する。この
時、必要に応じて基本波成分の一部をPWM変換回路(6
2)で補償してもよい。PWM変換回路(62)は基本波成分
を補償する機能を有するが、基本波成分の全部をここで
補正するように構成すると、大容量の場合には半導体ス
イツチが入手不可能になるか、又はコスト高になる。そ
こで、本発明では無効電流の基本波成分供給回路(3a)
(3b)(3c)によつて無効電流の基本波成分の全部又は
大部分を供給する。これにより、高調波電流の抑制、フ
リツカ防止及び力率改善を容易且つ良好に達成すること
ができる。According to the above invention, the fundamental wave component and the harmonic wave component are substantially separated and compensated based on the detection of the line current. Since the harmonic component has a higher frequency than the fundamental component, it is compensated by the pulse width modulation (PWM) conversion circuit (62). At this time, if necessary, part of the fundamental wave component can be converted to a PWM converter (6
You may compensate in 2). The PWM conversion circuit (62) has a function of compensating for the fundamental wave component, but if it is configured to correct all the fundamental wave components here, the semiconductor switch becomes unavailable in the case of a large capacity, or High cost. Therefore, in the present invention, the fundamental wave component supply circuit (3a) of the reactive current is used.
(3b) (3c) supplies all or most of the fundamental component of the reactive current. This makes it possible to easily and satisfactorily achieve suppression of harmonic current, prevention of flickering, and power factor improvement.
〔第1の実施例〕 次に、図面を参照して本発明の第1の実施例に係わる三
相交流回路の無効電力調整方式について述べる。[First Embodiment] Next, a reactive power adjusting method of a three-phase AC circuit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1図の説明) 第1図において、第1相(U相)、第2相(V相)、及
び第3相(W相)の電源線(1u、1v、1w)には、三相不
平衛負荷(2)が接続されている。この三相不平衡負荷
(2)は、例えば、力率がほぼ同一の溶接機等の単相負
荷(2a)(2b)(2c)を各線間に接続したものであり、
各線間の負荷(2a)(2b)(2c)は固定された負荷では
なく、その大きさが変化するものである。従つて、もし
力率補償しなければ、負荷(2)の変動によつて電源線
(1u)(1v)(1w)の電圧変動(フリツカ)が発生し、
且つ力率が悪化する。(3a)(3b)(3c)は力率調整の
ための進み無効電流の基本波成分供給回路であり、三相
の電源線(1u)(1v)(1w)に接続されている。この無
効電流の基本波成分供給回路(3a)(3b)(3c)は各線
間に複数個のコンデンサC1a〜C1n、C2a〜C2n、C3a
〜C3nを交流スイツチとしてのサイリスタS1a〜S1n、
S2a〜S2n、S3a〜S3nを介して選択的に接続するよう
に構成されている。無効電流の基本波成分供給回路(3
a)(3b)(3c)で供給する進み電流を負荷(2)の変
動に対応させて調整すれば、三相交流回路の力率が補償
され、且つ電圧変動(フリツカ)も防止される。なお、
この実施例では、コンデンサC1a〜C1nとして容量の比
が1:2:4:8の4個のコンデンサが設けられているので、
この4個のコンデンサの組み合せで15段の容量が得られ
る。コンデンサC2a〜C2n、C3a〜C3nも同様に構成さ
れている。(Explanation of FIG. 1) In FIG. 1, three power supply lines (1u, 1v, 1w) for the first phase (U phase), the second phase (V phase), and the third phase (W phase) are Ai Heihei load (2) is connected. This three-phase unbalanced load (2) is, for example, a single-phase load (2a) (2b) (2c) of a welding machine or the like having almost the same power factor connected between the lines,
The loads (2a) (2b) (2c) between the lines are not fixed loads, but their magnitudes change. Therefore, if the power factor is not compensated, the fluctuation of the load (2) causes the voltage fluctuation (flicker) of the power line (1u) (1v) (1w),
And the power factor gets worse. (3a) (3b) (3c) are the fundamental wave component supply circuits of the forward reactive current for power factor adjustment, which are connected to the three-phase power supply lines (1u) (1v) (1w). The fundamental component supply circuit reactive current (3a) (3b) (3c ) is a plurality of capacitors C 1a -C 1n between each line, C 2a ~C 2n, C 3a
~ C 3n as thyristors S 1a to S 1n as AC switches,
It is configured to be selectively connected via S 2a to S 2n and S 3a to S 3n . Reactive current fundamental wave component supply circuit (3
a) By adjusting the forward currents supplied in (3b) and (3c) according to the fluctuation of the load (2), the power factor of the three-phase AC circuit is compensated and the voltage fluctuation (flicker) is also prevented. In addition,
In this embodiment, since four capacitors having a capacitance ratio of 1: 2: 4: 8 are provided as the capacitors C 1a to C 1n ,
With a combination of these four capacitors, a capacity of 15 stages can be obtained. The capacitors C 2a to C 2n and C 3a to C 3n have the same structure.
この実施例では三相負荷(2)としての各線間の負荷
(2a)(2b)(2c)は多数の負荷の集まりから成るの
で、相電流を直接に検出することが困難である。そこ
で、線電流IU、IV、IWを検出するために、各電源線
(1u)(1v)(1w)に変流器から成る電流検出器(4a)
(4b)(4c)が夫々接続されている。In this embodiment, since the loads (2a) (2b) (2c) between the lines as the three-phase load (2) are composed of a large number of loads, it is difficult to directly detect the phase current. Therefore, in order to detect the line currents I U , I V , and I W , a current detector (4a) including a current transformer is provided on each power supply line (1u) (1v) (1w).
(4b) and (4c) are connected respectively.
(5)は瞬時無効電流成分を求める第1の演算回路であ
り、各相の線電流IU、IV、IWに対応する各相の瞬時
無効電流IUq、IVq、IWqを出力する。この演算回路
(5)の具体的構成は後で説明する。(5) is a first arithmetic circuit for obtaining the instantaneous reactive current component, which outputs the instantaneous reactive currents I Uq , I Vq , I Wq of the respective phases corresponding to the line currents I U , IV , I W of the respective phases. To do. The specific configuration of the arithmetic circuit (5) will be described later.
(6)は基本波成分抽出回路であり、第1の演算回路
(5)から得られる瞬時無効電流IUq、IVq、IWqの基
本波成分の実効値即ち瞬時無効電流の基本波成分の線電
流a、b、c(実効値)を直流で出力すると共に、基本
波成分を交流で出力するように構成されている。(6) is a fundamental wave component extraction circuit, which is the effective value of the fundamental wave component of the instantaneous reactive currents I Uq , I Vq , and I Wq obtained from the first arithmetic circuit (5), that is, the fundamental wave component of the instantaneous reactive current. The line currents a, b, and c (effective value) are output as direct current, and the fundamental wave component is output as alternating current.
(7)は線電流を相電流に変換する第2の演算回路であ
る。即ち、瞬時無効電流の基本波成分の各相の線電流
a、b、c(実効値)を各相の相電流x、y、z(実効
値)に変換する回路である。この第2の演算回路(7)
は後で詳しく説明する。(7) is a second arithmetic circuit for converting a line current into a phase current. That is, it is a circuit for converting the line currents a, b, c (effective value) of each phase of the fundamental wave component of the instantaneous reactive current into the phase currents x, y, z (effective value) of each phase. This second arithmetic circuit (7)
Will be explained in detail later.
(8)はゲート制御回路であり、第2の演算回路(7)
から得られる瞬時無効電流の基本波成分の各相の相電流
x、y、zに基づいて、負荷(2)と無効電流の基本波
成分供給回路(3a)(3b)(3c)との総合力率が1にな
るようにサイリスタS1a〜S3nを制御するためのゲート
信号を発生する回路である。(8) is a gate control circuit, and a second arithmetic circuit (7)
Based on the phase currents x, y, and z of each phase of the fundamental wave component of the instantaneous reactive current obtained from, the load (2) and the fundamental wave component supply circuit (3a) (3b) (3c) of the reactive current are combined. It is a circuit that generates a gate signal for controlling the thyristors S 1a to S 3n so that the power factor becomes 1.
(60)は高調波成分抽出回路であつて、本発明に従つて
新しく設けられたものであり、第1の演算回路(5)と
基本波成分抽出回路(6)とに接続されている。この高
調波成分抽出回路(60)は、各相において瞬時無効電流
IUq、IVq、IWqから基本波成分a1、b1、c1を減算
することによつて各相の高調波成分a2、b2、c2を出
力する。(60) is a harmonic component extraction circuit, which is newly provided according to the present invention, and is connected to the first arithmetic circuit (5) and the fundamental wave component extraction circuit (6). This harmonic component extraction circuit (60) subtracts the fundamental wave components a 1 , b 1 and c 1 from the instantaneous reactive currents I Uq , I Vq and I Wq in each phase to obtain the harmonic components of each phase. It outputs a 2 , b 2 , and c 2 .
(61)は制御信号形成回路であつて、高調波成分抽出回
路(60)と、高調波成分補償用PWM変換回路(62)で供
給する電流を検出するための電流検出器(63a)(63b)
(63c)とに接続され、PWM変換回路(62)のトランジス
タQ1〜Q6をオン・オフ制御する信号を発生する。(61) is a control signal forming circuit, which is a current detector (63a) (63b) for detecting the current supplied by the harmonic component extraction circuit (60) and the harmonic conversion compensating PWM conversion circuit (62). )
It is connected to the (63c), to generate a transistor Q 1 to Q signals 6 to the on-off control of the PWM converter (62).
高調波補償電流供給用PWM変換回路(62)は、ブリツジ
接続された自己消弧形半導体スイツチ素子としてのトラ
ンジスタQ1〜Q6を含み、各対のトランジスタQ1〜Q6
の接続点に交流電源線(1u、1v、1w)が接続され、各対
のトランジスタQ1〜Q6の負荷としてリアクトル(64)
が接続されている。各トランジスタQ1〜Q6のベースは
制御信号形成回路(61)に接続され、各トランジスタQ
1〜Q6はパルス幅変調(PWM)駆動され、制御された高
調波補償電流を供給する。なお、PWM変換回路(62)の
入力ライン間にコンデンサC11、C12、C13が接続され
ている。Harmonic compensation current supply for the PWM converter (62) includes transistors Q 1 to Q 6 as a self-turn-off semiconductor switch elements which are Buritsuji connected, each pair of transistors Q 1 to Q 6
AC power supply line (1u, 1v, 1w) is connected to the connection point of, and the reactor (64) serves as a load for the transistors Q 1 to Q 6 of each pair.
Are connected. Bases of the transistors Q 1 to Q 6 is connected to the control signal forming circuit (61), each transistor Q
1 to Q 6 is driven pulse width modulation (PWM), and supplies a controlled harmonic compensation current. The capacitors C 11 , C 12 , and C 13 are connected between the input lines of the PWM conversion circuit (62).
(瞬時無効電流及び第2図の説明) 瞬時無効電流は、前述した特開昭56-159936号公報で説
明されている。(Explanation of Instantaneous Reactive Current and FIG. 2) Instantaneous reactive current is described in the above-mentioned JP-A-56-159936.
三相交流電源電圧VU、VV、VWは、最大値Vm、角周波
数ωの平衡三相交流電圧であるとすれば次式で表わされ
る。The three-phase AC power supply voltages V U , V V , and V W are represented by the following equations, assuming that they are balanced three-phase AC voltages having a maximum value V m and an angular frequency ω.
いま、三相負荷電流IU、IV、IWをωで回転する変換
マトリクスで座標変換した電流をIp、Iqで表わすと、
零相電流が存在しない場合は、一般に次式が成立する。 Now, when the three-phase load currents I U , I V , and I W are coordinate-converted by a conversion matrix that rotates by ω, the currents are represented by I p and I q ,
When there is no zero-phase current, the following equation is generally established.
また、三相電流IU、IV、IWをIp、Iqで表わせば次
式になる。 Further, if the three-phase currents I U , I V , and I W are represented by I p and I q , the following equation is obtained.
ここで、無効電流Iqのみを算出するため、(2)
(3)式においてIp=0とすると、次式が得られる。 Here, since only the reactive current I q is calculated, (2)
When I p = 0 in the equation (3), the following equation is obtained.
負荷電流IU、IV、IWの無効電流成分IUq、IVq、I
Wqは(4)(5)式より次式で表わされる。 Reactive current components I Uq , I Vq , I of load currents I U , I V , I W
Wq is expressed by the following equation from equations (4) and (5).
第2図はマトリクス表示の(7)式を演算するための第
1の演算回路(5)を示すブロツク図である。(9u)
(9v)(9w)は線電流IU、IV、IWを与えるライン、
(10)はωtの情報を与えるライン、(11)はsinωt
発生回路、(12)はsin(ωt−2π/3)発生回路、(1
3)はsin(ωt−4π/3)発生回路、(14)(15)(1
6)は線電流IU、IV、IWと回路(11)(12)(13)の
出力との乗算器、(17)は3つの乗算器(14)(15)
(16)の出力の加算器、(18)(19)(20)は加算器
(17)の出力と回路(11)(12)(13)の出力との乗算
器、K1、K2、K3は2/3の係数器であり、ここから瞬時
無効電流IUq、IVq、IWqが出力される。例えば、第1
相の瞬時無効電流IUqは次式に基づいて得られる。 FIG. 2 is a block diagram showing the first arithmetic circuit (5) for calculating the equation (7) in matrix display. (9u)
(9v) and (9w) are lines that give line currents I U , I V , and I W ,
(10) is a line that gives information about ωt, (11) is sinωt
Generating circuit, (12) is a sin (ωt-2π / 3) generating circuit, (1
3) is a sin (ωt-4π / 3) generation circuit, (14) (15) (1
6) is a multiplier of the line currents I U , I V , I W and the outputs of the circuits (11) (12) (13), and (17) is three multipliers (14) (15)
(16) output adder, (18) (19) (20) multipliers between the adder (17) output and the circuits (11) (12) (13) output, K 1 , K 2 , K 3 is a coefficient unit of 2/3, from which instantaneous reactive currents I Uq , I Vq , and I Wq are output. For example, the first
The instantaneous reactive current I Uq of the phase is obtained based on the following equation.
第2相及び第3相の瞬時無効電流IVq、IWqも同様に演
算される。これ等の瞬時無効電流IUq、IVq、IWqは線
電流IU、IV、IWに基づいて決定されているので、線
電流の瞬時無効電流成分である。この瞬時無効電流
IUq、IVq、IWqは、第3図の基本波成分抽出回路
(6)によつて、基本波成分の実効値即ち瞬時無効電流
成分の線電流a、b、c(実効値)に変換される。 The second- and third-phase instantaneous reactive currents I Vq and I Wq are similarly calculated. Since these instantaneous reactive currents I Uq , I Vq , and I Wq are determined based on the line currents I U , IV , and I W , they are instantaneous reactive current components of the line current. The instantaneous reactive currents I Uq , I Vq , and I Wq are applied to the effective value of the fundamental wave component, that is, the line currents a, b, c (of the instantaneous reactive current component) by the fundamental wave component extraction circuit (6) in FIG. Rms value).
(基本波成分抽出回路の説明) 基本波成分抽出回路(6)は、第3図から明らかな如く
第1図の第1の演算回路(5)に接続されている基本波
成分抽出用ローパスフイルタ(65)と実効値変換器(6
6)とから成る。実効値変換器(66)は、例えば、アナ
ログ・デバイス(株)のAD536AのRMS/DCコンバータであ
り、交流の実効値に対応する電流電圧を送出するもので
ある。第3図は第1相分の回路が示されているのみであ
るが、第2相、及び第3相も全く同様に構成されている
ので、基本波成分抽出回路(6)からは、各相の基本波
成分の実効値即ち実効値表示の線電流a、b、c(直
流)が出力され、且つローパスフイルタ(65)からは無
効電流の基本波成分a1、b1、c1が交流で出力され
る。(Explanation of Fundamental Wave Component Extraction Circuit) The fundamental wave component extraction circuit (6) is a low pass filter for fundamental wave component extraction connected to the first arithmetic circuit (5) of FIG. 1 as is clear from FIG. (65) and RMS converter (6
6) consists of and. The effective value converter (66) is, for example, an AD536A RMS / DC converter of Analog Devices Co., Ltd., and sends out a current voltage corresponding to the effective value of alternating current. Although FIG. 3 shows only the circuit for the first phase, the second phase and the third phase are also constructed in exactly the same manner, so that the fundamental wave component extraction circuit (6) The effective value of the fundamental wave component of the phase, that is, the line currents a, b, c (DC) of the effective value display are output, and the fundamental wave components a 1 , b 1 , c 1 of the reactive current are output from the low-pass filter (65). Output by alternating current.
(線電流−相電流変換の説明) 次に、第4図及び第5図を参照して線電流(瞬時無効電
流)a、b、cを相電流(瞬時無効電流)x、y、zに
変換する方法を説明する。(Description of Line Current-Phase Current Conversion) Next, referring to FIGS. 4 and 5, the line currents (instantaneous reactive currents) a, b, and c are converted into phase currents (instantaneous reactive currents) x, y, and z. The conversion method will be described.
第4図の線電流−相電流変換用の第2の演算回路(7)
は、次に(8)(9)(10)式に基づいて、線電流a、
b、cを相電流x、y、zに変換するように構成されて
いる。Second operation circuit (7) for converting line current to phase current in FIG.
Next, based on the equations (8), (9) and (10), the line current a,
It is configured to convert b, c into phase currents x, y, z.
但し、Aは次式で示すものである。 However, A is shown by the following equation.
(8)(9)(10)式ににより、相電流x、y、zが近
似的に得られることを説明する。第1図の各負荷(2a)
(2b)(2c)の各力率が同一であるとすれば、各相の合
計された相電流x、y、zは位相差120度を有し、第5
図のベクトル図で表わすことが出来る。そして、各相電
流x、y、zと各線電流a、b、cとの関係も第5図の
如くになるので、両者の間に次の(11)式が成立する。 It will be described that the phase currents x, y, and z are approximately obtained by the equations (8), (9), and (10). Each load in Figure 1 (2a)
If the power factors of (2b) and (2c) are the same, the summed phase currents x, y, z of the respective phases have a phase difference of 120 degrees, and
It can be represented by the vector diagram of the figure. Since the relationship between the phase currents x, y, z and the line currents a, b, c is also as shown in FIG. 5, the following equation (11) is established between them.
この(12)式により次の(13)式が成立する。 The following expression (13) is established by the expression (12).
2(x+y+z)2−3(xy+yz+zx)=b2+c2+a2
……(13) 一方、公式により次の(14)式が成立する。2 (x + y + z) 2 -3 (xy + yz + zx) = b 2 + c 2 + a 2
(13) On the other hand, the following formula (14) is established by the formula.
3(xy+yz+zx)2=2(b2c2+c2a2+a2b2)−
(b4+c4+a4) ……(14) (14)式より次式が得られる。3 (xy + yz + zx) 2 = 2 (b 2 c 2 + c 2 a 2 + a 2 b 2) -
(B 4 + c 4 + a 4 ) (14) From the equation (14), the following equation is obtained.
(15)式を(13)式に代入すると次式が得られる。 Substituting equation (15) into equation (13), the following equation is obtained.
以下、(16)式をAとする。また、(12)式より次式が
成立する。 Hereinafter, the expression (16) is referred to as A. Further, the following equation is established from the equation (12).
(18)式及びx+y+z=Aの関係から次式が成立す
る。 The following equation is established from the equation (18) and the relation of x + y + z = A.
この(19)式から前述の(8)(9)(10)式が得られ
る。従つて、(8)(9)(10)式は各相の相電流を表
わしている。 From the equation (19), the above equations (8), (9) and (10) are obtained. Therefore, the equations (8), (9) and (10) represent the phase current of each phase.
第4図の演算回路(7)は、(8)(9)(10)式の演
算を実行するために、第1図の基本波成分抽出回路
(6)に接続される線電流入力ライン(21)(22)(2
3)に線電流a、b、cの二乗値を求める二乗演算器(2
4)(25)(26)を有する。各二乗演算器(24)(25)
(26)の出力段には、(8)(9)(10)式の中のa2
+b2、b2+c2、c2+a2の部分の演算をなすために
加算器(27)(28)(29)が設けられ、また、(8)
(9)(10)式の2c2、2a2、2b2を得るために、2倍値
演算器(30)(31)(32)が設けられている。(33)
(34)(35)は減算器であり、前段の加算器(27)(2
8)(29)の出力から演算器(30)(31)(32)の出力
を減算して、(8)(9)(10)式のa2+b2−2c2、
b2+c2−2a2、c2+a2−2b2を得るものである。(3
6)は加算器であり、加算器(29)の出力c2+a2に、二
乗演算器(25)の出力b2を加算して(8)(9)(1
0)式のAに含まれるa2+b2+c2を得るものである。
(37)(38)(39)は除算器であり、前段の減算器(3
3)(34)(35)の出力を別に求めた3Aで割算し、
(8)(9)(10)式の第2項を求めるものである。
(40)(41)(42)は加算器であり、前段の除算器(3
7)(38)(39)の出力と別に求めた(8)(9)(1
0)式の第1項の値A/3とを加算して(8)(9)(10)
式の相電流x、y、zを出力するものである。The operation circuit (7) of FIG. 4 is connected to the fundamental wave component extraction circuit (6) of FIG. 1 to execute the operations of the expressions (8), (9) and (10). 21) (22) (2
In (3), the square operator (2
4) Has (25) (26). Each square calculator (24) (25)
The output stage of (26) has a 2 in the equations (8), (9) and (10).
Adders (27), (28) and (29) are provided to perform the operation of + b 2 , b 2 + c 2 , and c 2 + a 2 , and (8)
In order to obtain 2c 2 , 2a 2 and 2b 2 of the expressions (9) and (10), double value calculators (30), (31) and (32) are provided. (33)
(34) and (35) are subtractors, and adders (27) (2
8) Subtract the outputs of the arithmetic units (30), (31) and (32) from the outputs of (29) to obtain a 2 + b 2 −2c 2 of the equations (8), (9) and (10),
b 2 + c 2 −2a 2 and c 2 + a 2 −2b 2 are obtained. (3
6) is an adder, which adds the output b 2 of the square operator (25) to the output c 2 + a 2 of the adder (29) to obtain (8) (9) (1
This is to obtain a 2 + b 2 + c 2 included in A of the formula (0).
(37) (38) (39) are dividers, and subtractors (3
3) Divide the output of (34) (35) by the separately obtained 3A,
The second term of the equations (8), (9) and (10) is obtained.
(40) (41) (42) are adders, and the divider (3
7) (8) (9) (1 obtained separately from the output of (38) (39)
Add (8), (9), (10) by adding the value A / 3 of the first term of expression (0)
It outputs the phase currents x, y, and z of the equation.
線電流入力ライン(21)(22)(23)に接続されている
加算器(43)(44)(45)は、(8)(9)(10)式の
Aを示す式の中のa+b、b+c、c+aを求めるもの
である。加算器(46)は、加算器(43)の出力a+bに
ライン(23)のcを加算してAを示す式の中の(a+b
+c)を求めるものである。減算器(47)は加算器(4
3)の出力からライン(23)の出力を減算してAを示す
式のa+b−cを得るものである。減算器(48)は、加
算器(44)の出力からライン(21)の出力を減算して、
Aを示す式の(−a+b+c)を得る回路である。減算
器(49)は、加算器(45)の出力からライン(22)の出
力を減算してAを示す式の(a−b+c)を得る回路で
ある。乗算器(50)は加算器(46)の出力と減算器(4
7)の出力とを乗算してAを示す式の(a+b+c)
(a+b−c)を得る回路である。乗算器(51)は乗算
器(48)の出力と減算器(49)の出力とを乗算して、A
を示す式の(−a+b+c)(a−b+c)を得る回路
である。乗算器(52)は前段の2つの乗算器(50)(5
1)の2つの出力を乗算し、Aを示す式の(a+b+
c)(−a+b+c)(a−b+c)(a+b−c)
(以下、これをBと呼ぶ)を得るものである。乗算器
(53)は前段の乗算器(52)の出力Bに基づいてB×3
を得る回路である。平方根演算器(54)は、前段の乗算
器(53)の出力3B平方根 を得る回路である。加算器(55)は前段の演算器(54)
の出力と加算器(36)の出力とを加算してAを示す式の を得る回路である。1/2除算器(56)は前段の加算器(5
5)の出力の1/2の出力を得る回路である。平方根演算器
(57)は、前段の1/2除算器(56)の出力の平方根即ち
Aを示す式の出力を得るものである。乗算器(58)は前
段の演算器(57)の出力Aに3を乗算して3Aを求め、こ
れを各相の乗算器(37)(38)(39)に与えるものであ
る。除算器(69)は平方根演算器(57)の出力Aの1/3
を求め、これを加算器(40)(41)(42)に供給するも
のである。The adders (43), (44) and (45) connected to the line current input lines (21), (22) and (23) are a + b in the formulas (8), (9) and (10) showing A. , B + c, c + a. The adder (46) adds (c) of the line (23) to the output a + b of the adder (43) to obtain (a + b
+ C). The subtractor (47) is the adder (4
The output of line (23) is subtracted from the output of 3) to obtain a + bc of the expression indicating A. The subtractor (48) subtracts the output of the line (21) from the output of the adder (44),
This is a circuit for obtaining (-a + b + c) in the formula showing A. The subtracter (49) is a circuit that subtracts the output of the line (22) from the output of the adder (45) to obtain (ab + c) of the expression indicating A. The multiplier (50) is connected to the output of the adder (46) and the subtractor (4
(A + b + c) of the formula showing A by multiplying with the output of 7)
This is a circuit for obtaining (a + b-c). The multiplier (51) multiplies the output of the multiplier (48) and the output of the subtractor (49) to obtain A
Is a circuit that obtains (-a + b + c) (a-b + c) in the equation. The multiplier (52) is the former two multipliers (50) (5
The two outputs of 1) are multiplied, and (a + b +
c) (-a + b + c) (a-b + c) (a + b-c)
(Hereinafter, referred to as B). The multiplier (53) is B × 3 based on the output B of the multiplier (52) in the previous stage.
Is a circuit to obtain. The square root calculator (54) is the output 3B square root of the multiplier (53) in the previous stage. Is a circuit to obtain. The adder (55) is the previous-stage arithmetic unit (54)
Of the formula showing A by adding the output of and the output of the adder (36) Is a circuit to obtain. The 1/2 divider (56) is the adder (5
This is a circuit that obtains 1/2 the output of 5). The square root calculator (57) obtains the square root of the output of the 1/2 divider (56) in the preceding stage, that is, the output of the expression indicating A. The multiplier (58) multiplies the output A of the arithmetic unit (57) at the preceding stage by 3 to obtain 3A, and supplies this to the multipliers (37) (38) (39) of the respective phases. The divider (69) is 1/3 of the output A of the square root calculator (57).
Is obtained and is supplied to the adders (40) (41) (42).
(高調波成分補償) 高調波成分抽出回路(60)は、第3図に示す如く瞬時無
効電流IUqからこの基本波成分a1を減算する減算器(6
0a)を含む。第2及び第3相も同様に構成されているの
で、ここからは各相の高調波成分a2、b2、c2が交流
で出力される。(Harmonic Component Compensation) The harmonic component extraction circuit (60) subtracts the fundamental wave component a 1 from the instantaneous reactive current I Uq as shown in FIG.
0a) is included. Since the second and third phases are also configured in the same manner, the harmonic components a 2 , b 2 and c 2 of each phase are output as alternating current.
制御信号形成回路(61)は、ヒステリシスコンパレータ
(67)と論理回路(68)とを含む。ヒステリシスコンパ
レータ(67)の一方の入力端子には高調波成分抽出回路
(60)が接続され、ここに第6図(A)で説明的に示す
交流の高調波成分a2が入力する。コンパレータ(67)
の他方の入力端子には第1図の電流検出器(63a)が接
続され、第6図(A)に示す電流検出値a3が入力す
る。コンパレータ(67)では高調波成分a2に基づいて
2つのヒステリシスレベルVL、VHが得られ、これ等と
電流検出値a3とが比較され、a3がVL、VHに達する毎
に出力が反転し、第6図(B)に示す比較出力が得られ
る。即ち、a3がレベルVHからレベルVLに向うt2〜t
3区間では比較出力が低レベル、a3がレベルVLからVH
に向うt3〜t4期間では高レベルになる。The control signal forming circuit (61) includes a hysteresis comparator (67) and a logic circuit (68). A harmonic component extraction circuit (60) is connected to one input terminal of the hysteresis comparator (67), and the AC harmonic component a 2 which is illustratively shown in FIG. 6 (A) is input thereto. Comparators (67)
The current detector (63a) of FIG. 1 is connected to the other input terminal of, and the current detection value a 3 shown in FIG. 6 (A) is input. Comparator (67), the harmonic components a 2 2 two hysteresis levels V L on the basis of, V H is obtained, and this such a current detection value a 3 are compared, each time a 3 reaches V L, V H The output is inverted to obtain the comparison output shown in FIG. 6 (B). That is, a 3 goes from the level V H to the level V L , t 2 to t
In 3 sections, the comparison output is low level, and a 3 is the level from VL to VH.
It becomes a high level in the period of t 3 to t 4 heading for.
論理回路(68)は、比較出力に基づいてトランジスタQ
1、Q2の制御信号を形成する回路である。第6図(C)
に示すトランジスタQ1の制御信号は、高調波成分a2の
前半サイクルのt1〜t5において第6図(B)の比較出
力をそのまま選択し、後半サイクルのt5〜t6において
第6図(B)の比較出力を反転することによつて形成さ
れている。第6図(D)のトランジスタQ2の制御信号
は第6図(C)の制御パルスを反転したものである。第
2相及び第3相のトランジスタQ3〜Q6の制御信号も第
1相と全く同様に形成する。The logic circuit (68) uses a transistor Q based on the comparison output.
It is a circuit that forms the control signals of 1 and Q 2 . Fig. 6 (C)
For the control signal of the transistor Q 1 shown in FIG. 6, the comparison output of FIG. 6 (B) is selected as it is in the first half cycle of t 1 to t 5 of the harmonic component a 2 , and the sixth half of the latter half cycle of t 5 to t 6 is selected. It is formed by inverting the comparison output of FIG. The control signal of the transistor Q 2 in FIG. 6 (D) is an inversion of the control pulse in FIG. 6 (C). Control signal of the transistor Q 3 to Q 6 of the second and third phases also forms exactly like the first phase.
(動作) 第1図の負荷(2)に高調波成分及び無効分を含む線電
流IU、IV、IWが流れている場合には、電流検出器(4
a)(4b)(4c)で検出され、第1の演算回路(5)に
送られる。第1の演算回路(5)は各線電流IU、IV、
IWの瞬時無効電流IUq、IVq、IWqを検出する。基本
波成分抽出回路(6)は瞬時無効電流IUq、IVq、IWq
の中の基本波成分を抽出し、この実効値に対応する直流
電圧から成る線電流a、b、cを出力する。無効電流の
基本波成分供給回路(3a)(3b)(3c)は電源線(1u)
(1v)(1w)の各線間に接続されているので、第2の演
算回路(7)において線電流a、b、cを相電流x、
y、z(実効値)に変換し、相電流x、y、zを示す直
流電圧を制御回路(8)に供給する。制御回路(8)は
無効電流の基本波成分の相電流x、y、zを補償するよ
うに無効電流の基本波成分供給回路(3a)(3b)(3c)
のコンデンサを選択し、このコンデンサを接続するよう
にサイリスタS1a〜S3nをオン制御する。サイリスタS
1a〜S3nはゲート信号の供給が停止しても電流が直ちに
遮断されないので、基本波の進み電流を供給することは
可能であるが、周波数の高い高調波成分を供給すること
はできない。(Operation) When the line currents I U , I V , and I W including harmonic components and reactive components are flowing through the load (2) in FIG. 1, the current detector (4
a) (4b) and (4c) are detected and sent to the first arithmetic circuit (5). The first arithmetic circuit (5) uses the line currents I U , I V ,
The instantaneous reactive currents I Uq , I Vq , and I Wq of I W are detected. The fundamental wave component extraction circuit (6) uses the instantaneous reactive currents I Uq , I Vq , and I Wq.
The fundamental wave component in is extracted, and the line currents a, b, and c composed of the DC voltage corresponding to this effective value are output. Reactive current fundamental wave component supply circuit (3a) (3b) (3c) is power line (1u)
Since they are connected between the lines (1v) and (1w), the line currents a, b, and c in the second arithmetic circuit (7) are changed to the phase current x,
It is converted into y, z (effective value) and a DC voltage indicating the phase currents x, y, z is supplied to the control circuit (8). The control circuit (8) supplies a reactive current fundamental wave component supply circuit (3a) (3b) (3c) so as to compensate the phase currents x, y, z of the reactive current fundamental wave component.
Is selected, and the thyristors S 1a to S 3n are turned on so that the capacitors are connected. Thyristor S
Since 1a to S 3n is not interrupted current also immediately supplied stops the gate signals, it is possible to supply the current lead of the fundamental wave, it is impossible to supply the high harmonic components of frequencies.
一方、高調波補償用のPWM変換回路(62)は、無効電流
の基本波成分供給回路(3a)(3b)(3c)で補償するこ
とができない分を補償する。即ち、無効電流の基本波成
分供給回路(3a)(3b)(3c)は無効電流の基本波成分
を補償するものであり、高調波成分を補償することがで
きないので、高調波成分抽出回路(60)で高調波成分a
2、b2、c2を抽出し、これを補償するようにトランジ
スタQ1〜Q6から成るPWM変換回路(62)を駆動する。
トランジスタQ1〜Q6は自己消弧形半導体スイツチであ
るから、このオン・オフを商用周波数以上の周波数で行
うことが可能であり、高調波成分を補償することができ
る。従つて、第1図の方式によれば、フリツカ防止、力
率改善、及び高調波電流の抑制が達成される。On the other hand, the harmonic compensating PWM conversion circuit (62) compensates for the component which cannot be compensated by the fundamental wave component supply circuits (3a) (3b) (3c) of the reactive current. That is, since the fundamental wave component supply circuits (3a) (3b) (3c) of the reactive current compensate the fundamental wave component of the reactive current and cannot compensate the harmonic component, the harmonic component extraction circuit (3 Harmonic component a in 60)
2 , b 2 and c 2 are extracted, and the PWM conversion circuit (62) including the transistors Q 1 to Q 6 is driven so as to compensate for this.
Since the transistor Q 1 to Q 6 is a self-extinguishing semiconductor switch, it is possible to perform the on-off at a commercial frequency or frequencies, it is possible to compensate for the harmonic components. Therefore, according to the method of FIG. 1, flickering prevention, power factor improvement, and harmonic current suppression are achieved.
〔第2の実施例〕 第7図は本発明の第2の実施例の無効電力補償方式の一
部を示す。この第2の実施例の方式は第1の実施例の方
式の一部を変えた他は、第1図と同一であるので、第1
図と共通する部分のほとんどが第7図に示されていな
い。第1図の方式では、無効電流の基本波成分供給回路
(3a)(3b)(3c)がコンデンサC1a〜C3nを段階的に
接続するために、所望の基本波成分を100%供給するこ
とが不可能になり、供給不足又は供給過剰が生じる。そ
こで、第7図の回路では、基本波成分の供給不足又は過
剰を補償するように第1図の高調波補償用PWM変換回路
(62)を制御する信号を形成する。このため、基本波成
分の補償量を示す信号を形成する回路(71)が設けられ
ている。この信号形成回路(71)は、補償したい相電流
x、y、z(実効値)と、制御回路(8)から得られる
コンデンサC1a〜C3nの接続段数を示す信号に基づいて
コンデンサC1a〜C3nで補償可能な基本波成分x1、
y1、z1を求める回路(72)を有する。ここから得られ
る補償可能な基本波成分x1、y1、z1は相電流に対応
する実効値(直流電圧)で得られるので、第3の演算回
路(73)によつて相電流を線電流に変換し、ここから得
られる線電流(直流)を直流−正弦波変換回路(74)で
正弦波交流に変換し、線電流に変換された補償可能な基
本波成分a11、b11、c11を高調波成分抽出回路(60)
に送る。[Second Embodiment] FIG. 7 shows a part of a reactive power compensation system according to a second embodiment of the present invention. The method of the second embodiment is the same as that of FIG. 1 except that a part of the method of the first embodiment is changed.
Most of the parts in common with the figure are not shown in FIG. In the method of FIG. 1, for the fundamental wave component supply circuit reactive current (3a) (3b) (3c ) connects the capacitor C 1a -C 3n stepwise and supplies 100% of the desired fundamental component Becomes impossible, resulting in shortage or oversupply. Therefore, in the circuit of FIG. 7, a signal for controlling the harmonic compensating PWM conversion circuit (62) of FIG. 1 is formed so as to compensate for the shortage or excess of the fundamental wave component. Therefore, a circuit (71) that forms a signal indicating the amount of compensation of the fundamental wave component is provided. The signal forming circuit (71) is compensated want phase current x, y, z and (effective value), the capacitor C 1a based on a signal indicating the number of connected capacitors C 1a -C 3n obtained from the control circuit (8) A fundamental wave component x 1 that can be compensated for by C 3n ,
It has a circuit (72) for determining y 1 and z 1 . Since the compensable fundamental wave components x 1 , y 1 , z 1 obtained here are obtained as the effective value (DC voltage) corresponding to the phase current, the phase current is calculated by the third arithmetic circuit (73). The current is converted into a current, and the line current (DC) obtained from the current is converted into a sine wave AC by the DC-sine wave conversion circuit (74), and the compensable fundamental wave components a 11 , b 11 , converted into the line current, c 11 is a harmonic component extraction circuit (60)
Send to.
高調波成分抽出回路(60)は第1図と同一の構成である
ので、無効電流IUq、IVq、IWqと基本波成分a11、b
11、c11との差に対応した信号a2、b2、c2を第1図
と同一の制御信号形成回路(61)に送る。従つて、高調
波成分抽出回路(60)は単に高調波成分を抽出するのみ
でなく、第1図の基本波成分供給回路(3a)(3b)(3
c)で補償不足又は過剰となつた基本波成分も抽出す
る。この結果、第1図の高調波補償用PWM変換回路(6
2)は、高調波成分のみならず、無効電流の基本波成分
供給回路(3a)(3b)(3c)で補償不足となつた又は過
補償となつた基本波成分も補償する。PWM変換回路(6
2)は、高調波成分のみならず、基本波成分の補償機能
も有するので、原理的には進み無効電流供給回路(3a)
(3b)(3c)を省いて基本波成分の全部をPWM変換回路
(62)で供給することも可能であるが、PWM変換回路(6
2)は高周波動作しなければならず、このためトランジ
スタ、GTO等の自己消弧形半導体スイツチ素子を使用し
なければならない。従つて、PWM変換回路(62)の容量
を大きくすることは困難である。そこで、この実施例で
は、基本波成分の全部又は大部分を、サイリスタの逆並
列又はトライアツクから成る交流スイツチを使用した基
本波成分供給回路(3a)(3b)(3c)で補償している。Since the harmonic component extraction circuit (60) has the same configuration as that in FIG. 1, the reactive currents I Uq , I Vq , I Wq and the fundamental wave components a 11 , b are obtained.
11, and sends the signal corresponding to the difference between c 11 a 2, b 2, a c 2 FIG. 1 and the same control signal forming circuit (61). Therefore, the harmonic component extraction circuit (60) not only extracts the harmonic components, but also the fundamental wave component supply circuits (3a) (3b) (3
Also extract the fundamental wave component that was under-compensated or over-compensated in c). As a result, the harmonic compensation PWM conversion circuit (6
In 2), not only the harmonic component but also the fundamental component that is under-compensated or over-compensated by the reactive current fundamental component supply circuits (3a) (3b) (3c) are compensated. PWM conversion circuit (6
2) has a function of compensating not only the harmonic component but also the fundamental component, so in principle, a lead reactive current supply circuit (3a)
It is possible to omit (3b) and (3c) and supply all of the fundamental wave components with the PWM conversion circuit (62).
2) must operate at high frequency, and therefore must use self-turn-off type semiconductor switch elements such as transistors and GTO. Therefore, it is difficult to increase the capacity of the PWM conversion circuit (62). Therefore, in this embodiment, all or most of the fundamental wave components are compensated by the fundamental wave component supply circuits (3a) (3b) (3c) using an AC switch composed of a thyristor antiparallel or triac.
なお、第8図は第7図の第3の演算回路(73)を示す。
この演算回路(73)は次の演算を実行する。Note that FIG. 8 shows the third arithmetic circuit (73) in FIG.
This arithmetic circuit (73) executes the following arithmetic operations.
第8図の×2は二乗器、×は乗算器、√は平方根を求め
る演算器である。 In FIG. 8, x 2 is a squarer, x is a multiplier, and √ is a calculator for obtaining a square root.
(変形例) 本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、例え
ば次の変形例が可能なものである。(Modification) The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications are possible, for example.
(1) 第9図は無効電流の基本波成分供給回路(3a)
(3b)(3c)の変形例を示す。この回路では各線間のコ
ンデンサC1、C2、C3に並列にリアクトルL1、L2、
L3が接続され、リアクトル1、L2、L3に直列にサイリ
スタS1、S2、S3が接続されている。サイリスタS1、
S2、S3は力率を1にするように位相制御(導通角制
御)される。従つて、コンデンサ容量を連続的に制御し
たと等価な効果が得られる。サイリスタS1、S2、S3
の位相制御角は、瞬時無効電流の相電流x、y、zに基
づいて決定される。(1) Figure 9 shows reactive current fundamental wave component supply circuit (3a)
A modified example of (3b) and (3c) is shown. In this circuit, the reactors L 1 , L 2 and C 2 in parallel with the capacitors C 1 , C 2 and C 3 between the lines are used.
L 3 is connected, it is the reactor 1, L 2, thyristors S 1 in series with L 3, S 2, S 3 are connected. Thyristor S 1 ,
Phase control (conduction angle control) of S 2 and S 3 is performed so that the power factor becomes 1. Therefore, an effect equivalent to continuously controlling the capacitance of the capacitor can be obtained. Thyristor S 1 , S 2 , S 3
The phase control angle of is determined based on the phase currents x, y, and z of the instantaneous reactive current.
(2) 第1図のサイリスタS1a〜S3nの代りに、電磁
接触器などの機械的スイツチを接続し、制御の応答速度
を遅らせて、単に三相不平衡負荷、不平衡力率の力率調
整位置としてもよい。また、トランジスタQ1〜Q6の代
りにGTOを使用してもよい。(2) Instead of the thyristors S 1a to S 3n shown in FIG. 1, a mechanical switch such as an electromagnetic contactor is connected to slow down the response speed of control, and the force of the three-phase unbalanced load and unbalanced power factor is simply used. It may be a rate adjustment position. It may also be used GTO instead of the transistor Q 1 to Q 6.
(3) 演算回路(5)(7)をアナログ演算器で構成
する代りに、マイクロコンピユータによるデイジタル演
算回路としてもよい。(3) The arithmetic circuits (5) and (7) may be digital arithmetic circuits using a microcomputer instead of the analog arithmetic units.
(4) サイリスタS1a〜S3n、S1〜S3をトライアツ
クとせずに、SCRを逆並列接続したものとしてもよい。(4) The thyristors S 1a to S 3n and S 1 to S 3 may be connected in anti-parallel with each other without using the triac.
(5) 第1図のリアクトル(64)の代りにコンデンサ
を接続してもよい。また、このコンデンサを接続する場
合には、PWM変換器の三相入力ラインに直列にリアクト
ルを接続してもよい。(5) A capacitor may be connected instead of the reactor (64) in FIG. Moreover, when connecting this capacitor, you may connect a reactor in series with the three-phase input line of a PWM converter.
(6) 第7図に示す様に基本波成分の補償不足分又は
過剰分を求める代りに、補償不足分又は過剰分が予め分
つている場合には、基本波成分a1、b1、c1にこの不
足分又は過剰分を加えて高調波抽出回路(60)に入力さ
せてもよい。(6) Instead of obtaining the compensation shortage or excess of the fundamental wave component as shown in FIG. 7, when the shortage of compensation or excess is divided in advance, the fundamental wave components a 1 , b 1 , c This shortage or excess may be added to 1 and input to the harmonic extraction circuit (60).
(7) 第1図の基本波成分抽出回路(6)を、第10図
に示す如く構成してもよい。第10図は平均値変換回路
(80)によつて瞬時無効電流IUqの平均値(実効値に比
例)aを求め、これを第2の演算回路(7)に送る。平
均値変換回路(80)は、全波整流器(82)と積分回路
(83)とサンプルホールド回路(84)とから成る。交流
の基本波成分を得るための正弦波発生回路(85)は、多
数の正弦波データを含むROM(86)とこのROM(86)の出
力をD/A変換して交流にするためのD/A変換器(87)とを
含む。ROM(86)は電源電圧の零点信号に同期するてい
倍回路(88)とカウンタ(89)とに基づいて読み出し制
御され、平均値変換回路(80)の出力のレベルに対応し
た正弦波データを出力する。この正負の打ち消し合いが
生じ、平均値出力にほとんど関係しなくなり、結局、基
本波成分に対応した平均値出力が得られる。(7) The fundamental wave component extraction circuit (6) in FIG. 1 may be configured as shown in FIG. In FIG. 10, an average value conversion circuit (80) calculates an average value (proportional to the effective value) a of the instantaneous reactive current I Uq and sends it to the second arithmetic circuit (7). The average value conversion circuit (80) includes a full-wave rectifier (82), an integration circuit (83), and a sample hold circuit (84). The sine wave generation circuit (85) for obtaining the AC fundamental wave component is a ROM (86) containing a large number of sine wave data and a D (A) for converting the output of this ROM (86) into AC. / A converter (87) and. The ROM (86) is read-out controlled based on the multiplication circuit (88) and the counter (89) synchronized with the zero-point signal of the power supply voltage, and outputs the sine wave data corresponding to the output level of the average value conversion circuit (80). Output. This positive and negative cancellation occurs, and it has almost no relation to the average value output, and finally, the average value output corresponding to the fundamental wave component is obtained.
(8) 第1図の基本波成分抽出回路(6)は、第11図
に示す如く第3図と同一の実効値変換器(66)と第10図
の正弦波発生回路(85)の組み合せで構成してもよい。(8) The fundamental wave component extraction circuit (6) in FIG. 1 is a combination of the same effective value converter (66) as in FIG. 3 and the sine wave generation circuit (85) in FIG. 10 as shown in FIG. You may comprise.
本発明は次の効果を有する (イ) パルス幅変調変換回路は基本波成分を補償する
機能を有する。もし、パルス幅変調変換回路で基本波成
分の全部を補償するように構成すると、大容量の半導体
スイッチを使用することが必要になり、装置がコスト高
になる。そこで、本発明では、パルス幅変調変換回路の
他に、スイッチを介して三相交流電源線の線間に接続さ
れるコンデンサ又はリアクトルから成る基本波成分供給
回路を設け、これによって基本波成分の全部又は一部を
補償している。基本波成分供給回路のスイッチは高速で
断続する必要がないから、同一電流容量で比較した場
合、パルス幅変調回路の半導体スイッチに比べて低コス
トである。従って、本発明によれば無効電力調整装置の
コストの低減が可能になる。The present invention has the following effects (a) The pulse width modulation conversion circuit has a function of compensating the fundamental wave component. If the pulse width modulation conversion circuit is configured to compensate all the fundamental wave components, it becomes necessary to use a large capacity semiconductor switch, which increases the cost of the device. Therefore, in the present invention, in addition to the pulse width modulation conversion circuit, a fundamental wave component supply circuit composed of a capacitor or a reactor connected between lines of a three-phase AC power supply line via a switch is provided, whereby the fundamental wave component All or part is compensated. Since the switch of the fundamental wave component supply circuit does not need to be interrupted at high speed, when compared with the same current capacity, the cost is lower than that of the semiconductor switch of the pulse width modulation circuit. Therefore, according to the present invention, the cost of the reactive power adjusting device can be reduced.
(ロ) 三相の線電流を検出し、これに基づく演算処理
で基本波成分供給回路とパルス幅変調変換回路との両方
の制御を行うので、装置の構成が比較的簡単になる。(B) Since the three-phase line currents are detected and both the fundamental wave component supply circuit and the pulse width modulation conversion circuit are controlled by arithmetic processing based on the detected line currents, the configuration of the device becomes relatively simple.
第1図は本発明の第1の実施例に係わる三相無効電力調
整装置を示すブロツク図、 第2図は第1図の第1の演算回路を示すブロツク図、 第3図は第1図の一部を詳しく示すブロツク図、 第4図は第1図の第2の演算回路を示すブロツク図、 第5図は三相不平衡負荷の線電流と相電流との関係を示
すブロツク図、 第6図は第3図の各部の状態を示す波形図、 第7図は本発明の第2の実施例の無効調整装置の一部を
示すブロツク図、 第8図は第7図の第3の演算回路を示す回路図、 第9図は変形例の無効電流の基本波成分供給回路を示す
回路図、 第10図及び第11図は変形例の基本波成分抽出回路を示す
ブロツク図である。 (1u)(1v)(1w)……電源線、(2)……負荷、(3
a)(3b)(3c)……無効電流の基本波成分供給回路、
(4a)(4b)(4c)……電流検出器、(5)……第1の
演算回路、(6)……基本波成分抽出回路、(7)……
第2の演算回路、(8)……ゲート制御回路、(60)…
…高調波成分抽出回路、(62)……PWM変換回路。1 is a block diagram showing a three-phase reactive power regulator according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the first arithmetic circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is FIG. 4 is a block diagram showing in detail a part of FIG. 4, FIG. 4 is a block diagram showing the second arithmetic circuit of FIG. 1, and FIG. 5 is a block diagram showing the relationship between the line current and the phase current of a three-phase unbalanced load. FIG. 6 is a waveform diagram showing the state of each part of FIG. 3, FIG. 7 is a block diagram showing a part of the nullification adjusting device of the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a third diagram of FIG. 9 is a circuit diagram showing a fundamental wave component supply circuit for a reactive current of a modified example, and FIGS. 10 and 11 are block diagrams showing a fundamental wave component extraction circuit of a modified example. . (1u) (1v) (1w) …… Power line, (2) …… Load, (3
a) (3b) (3c) ... fundamental wave component supply circuit of reactive current,
(4a) (4b) (4c) ... current detector, (5) ... first arithmetic circuit, (6) ... fundamental wave component extraction circuit, (7) ...
Second arithmetic circuit, (8) ... Gate control circuit, (60) ...
… Harmonic component extraction circuit, (62) …… PWM conversion circuit.
Claims (1)
ンサ又はリアクトルを接続して無効電流の基本波成分を
供給すると共に前記無効電流の基本波成分の大きさを調
整することができるように構成された三相の無効電流の
基本波成分供給回路(3a)(3b)(3c)と、 前記三相交流電源線に接続され且つ半導体スイッチのオ
ン・オフ制御で無効電流の高調波成分を供給することが
できるように構成された三相のパルス幅変調変換回路
(62)と、 前記三相交流電源線に接続されている三相負荷(2)の
第1相、第2相及び第3相の線電流(IU、IV、IW)
を検出する線電流検出器(4a)(4b)(4c)と、 前記第1、第2及び第3相の線電流(IU、IV、IW)
に基づいて第1相、第2相及び第3相の瞬時無効電流
(IUq、IVq、IWq)を求め、前記第1、第2及び第3
の瞬時無効電流(IUq、IVq、IWq)の基本波成分の実
効値(a、b、c)又はこれに比例した値を得、線電流
で表される各相の瞬時無効電流の基本波成分の前記実効
値(a、b、c)又はこれに比例した値を相電流(x、
y、z)に変換し、前記相電流(x、y、z)に基づい
て前記三相負荷(2)の無効電流の基本波成分の全部又
は一部を補償するように前記無効電流の基本波成分供給
回路(3a)(3b)(3c)の前記スイッチを制御し、且つ
前記第1、第2及び第3の瞬時無効電流(IUq、IVq、
IWq)の高調波成分(a2、b2、c2)を求め、前記高調波
成分(a2、b2、c2)に基づいて、この高調波成分(a2、
b2、c2)を除去するように前記三相パルス幅変調変換回
路(62)を制御する演算及び制御手段と から成る無効電力調整装置。1. A capacitor or a reactor is connected to a three-phase AC power supply line via a switch to supply a fundamental wave component of a reactive current and adjust the magnitude of a fundamental wave component of the reactive current. The three-phase reactive current fundamental wave component supply circuit (3a) (3b) (3c) configured and the reactive current harmonic component connected to the three-phase AC power supply line and the semiconductor switch ON / OFF control. A three-phase pulse width modulation conversion circuit (62) configured to be supplied, and a first phase, a second phase and a third phase load (2) connected to the three-phase AC power line. Three-phase line current (I U , I V , I W )
Line current detectors (4a) (4b) (4c) for detecting the line current, and line currents (I U , I V , I W ) of the first, second and third phases
The instantaneous reactive currents (I Uq , I Vq , I Wq ) of the first phase, the second phase and the third phase are calculated based on
Value of the fundamental wave component of the instantaneous reactive current (I Uq , I Vq , I Wq ) of (a, b, c) or a value proportional thereto is obtained, and the instantaneous reactive current of each phase represented by the line current The effective value (a, b, c) of the fundamental wave component or a value proportional thereto is used as the phase current (x,
y, z), and based on the phase current (x, y, z), the fundamental of the reactive current so as to compensate all or part of the fundamental wave component of the reactive current of the three-phase load (2). The switches of the wave component supply circuits (3a) (3b) (3c) are controlled, and the first, second and third instantaneous reactive currents (I Uq , I Vq ,
I Wq ) harmonic component (a2, b2, c2) is obtained, and based on the harmonic component (a2, b2, c2), this harmonic component (a2,
A reactive power adjusting device comprising arithmetic and control means for controlling the three-phase pulse width modulation conversion circuit (62) so as to remove b2, c2).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61169322A JPH07107656B2 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Reactive power regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61169322A JPH07107656B2 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Reactive power regulator |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS6325711A JPS6325711A (en) | 1988-02-03 |
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Family
ID=15884396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP61169322A Expired - Lifetime JPH07107656B2 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Reactive power regulator |
Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (2)
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| JPS58175933A (en) * | 1982-04-07 | 1983-10-15 | 株式会社日立製作所 | Method of controlling power factor regulator |
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1986
- 1986-07-18 JP JP61169322A patent/JPH07107656B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPS6325711A (en) | 1988-02-03 |
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