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JPH0748933B2 - Active filter - Google Patents
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JPH0748933B2 - Active filter - Google Patents

Active filter

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JPH0748933B2
JPH0748933B2 JP60162716A JP16271685A JPH0748933B2 JP H0748933 B2 JPH0748933 B2 JP H0748933B2 JP 60162716 A JP60162716 A JP 60162716A JP 16271685 A JP16271685 A JP 16271685A JP H0748933 B2 JPH0748933 B2 JP H0748933B2
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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響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。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power source from a power system to a harmonic generation load, wherein the harmonic component generated by the harmonic generation load is applied to another load connected to the power system. The present invention relates to an active filter which is installed at a power source input terminal of a harmonic generation load and injects a compensation current in order to prevent an adverse effect, and prevents harmonics from flowing out to a power system.

従来の技術 この発明の基礎となるアクティブフィルタを第4図ない
し第8図に基づいて説明する。
2. Description of the Related Art An active filter, which is the basis of the present invention, will be described with reference to FIGS.

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、高調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。
This active filter is configured by combining an injection circuit and a voltage source inverter, and controls the switching element of the voltage source inverter on / off by the level and polarity of the difference between the harmonic current of the harmonic generating load and the harmonic current of the injection circuit. To do.

すなわち、このアクティブフィルタは、第4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
ティブフィルタであって、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1に流れる高調波電流と前記注入回路3から前
記電力系統1に流れる高調波電流との和を検出する高調
波電流検出回路4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高調波電流
検出回路4の出力Δiを入力とするヒステリシスコンパ
レータ5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5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6とを備
える構成である。
That is, as shown in FIG. 4, the active filter is installed between the electric power system 1 and the harmonic generating load 2 fed from the electric power system 1, and the harmonic generating load 2 is installed.
An active filter for injecting a harmonic current for canceling a harmonic current flowing from the power system 1 into the power system 1, the first and second impedance elements 3A being connected to the power system 1. , 3B in series circuit, and a harmonic for detecting the sum of the harmonic current flowing from the harmonic generating load 2 to the power system 1 and the harmonic current flowing from the injection circuit 3 to the power system 1. A wave current detection circuit 4, a hysteresis comparator 5 having a negative predetermined value as a lower threshold value and a positive predetermined value as an upper threshold value, and an output Δi of the harmonic current detection circuit 4 as an input; An output voltage is not applied to the connection point of the first and second impedance elements 3A and 3B of the injection circuit 3, and the sum of the both harmonic currents is calculated according to the output of the hysteresis comparator 5. The sum of Sozo Re said two harmonic current is configured to include a voltage source inverter 6 for turning on and off the switching element in a direction approaching to zero when it exceeds a predetermined value polarity.

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(−jXC1)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(jXL2-jXC2)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=jXL2-jXC2=0 または Z2≒0 となるように選ばれている。
In this case, the first impedance element 3A of the injection circuit 3 is composed of the capacitor (−jX C1 ) C 1 , and the second impedance element 3B is the series circuit of the capacitor C 2 and the reactor L 2 (jX L2 -jX C2 ). The impedance Z 2 of the second impedance element 3B is selected such that Z 2 = jX L2 -jX C2 = 0 or Z 2 ≈0 with respect to the fundamental wave of the power system 1.

高調波電流検出回路4は、変流器7,8と加算器9と基本
波除去フィルタ(ノッチフィルタ)10とで構成され、負
荷電流iLを変流器7で取り出すとともに、電流iC1を変
流器8で取り出して両者を基本波除去フィルタ10A,10B
に通した加算器9で加算することで負荷電流iL中の高調
波電流iLhと電流iC1中の高調波電流ichの和Δiを出力
するようになっている。
The harmonic current detection circuit 4 includes current transformers 7 and 8, an adder 9, and a fundamental wave removal filter (notch filter) 10. The load current i L is taken out by the current transformer 7 and the current i C1 is output. Take out by current transformer 8 and filter both by fundamental wave removal filters 10A, 10B
The summation Δi of the harmonic current i Lh in the load current i L and the harmonic current i ch in the current i C1 is output by the addition by the adder 9 passed through.

そして、この高調波電流検出回路4の出力Δiをヒステ
リシスコンパレータ5に入力するようになっている。
The output Δi of the harmonic current detection circuit 4 is input to the hysteresis comparator 5.

上記ヒステリシスコンパレータ5は第5図に示すように
高調波電流検出回路4の出力Δiが上側しきい値IO/2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、下側しきい値−IO/2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。
As shown in FIG. 5, the hysteresis comparator 5 changes its output level from a low level to a high level when the output Δi of the harmonic current detection circuit 4 exceeds the upper threshold value I O / 2, and the lower side. The output level changes from high level to low level when it falls below the threshold −I O / 2.

このヒステリシスコンパレータ5の出力によって、第6
図に示す電圧形インバータ6の各スイッチング素子Q1
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ilhを補償するための高調波電流ich(iLh
逆極性)を注入回路3に流すことになる。
By the output of this hysteresis comparator 5, the sixth
Each switching element Q 1 ~ of the voltage source inverter 6 shown in the figure
By turning Q 6 on and off, a harmonic current i ch (having a polarity opposite to i Lh ) for compensating the harmonic current i lh flowing in the harmonic generating load 2 is supplied to the injection circuit 3.

第6図は3相の電圧形インバータ6の回路図を示してい
る。図において、Q1およびQ2はA相のスイッチング素
子、Q3およびQ4はB相のスイッチング素子、Q5およびQ6
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、11
は高調波トランスである。
FIG. 6 shows a circuit diagram of the three-phase voltage source inverter 6. In the figure, Q 1 and Q 2 are A-phase switching elements, Q 3 and Q 4 are B-phase switching elements, and Q 5 and Q 6
Is a C-phase switching element, E is a DC power supply, D 1 to D 6 are diodes connected in reverse parallel to switching elements Q 1 to Q 6 , 11
Is a harmonic transformer.

第7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。
FIG. 7 shows an enlarged version of the harmonic current i ch , and the operation will be described in more detail based on this figure.

ich<−iLh の場合で、点のように Δi=−(1/2)IO に達すると、ヒステリシスコンパレータ5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。
In the case of i ch <−i Lh , when Δi = − (1/2) I O is reached like the point, the output of the hysteresis comparator 5 becomes low level, and for example, the switching element of the lower arm of the A phase
Turn on Q 2 .

この結果、高調波電流ichが増加して ich>−iLh となる。この後、点のように Δi=(1/2)IO に達すると、ヒステリシスコンパレータ5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ichが減少し
て ich<−iLh となり、以下同様に変化する。したがって、高調波電流
ichは、IOの幅でジグザグに変化しながら高調波電流−i
Lhに沿って変化することになる。
As a result, the harmonic current i ch increases and i ch > −i Lh . After this, when Δi = (1/2) I O is reached as shown by the point, the output of the hysteresis comparator 5 becomes high level, and for example, the switching element of the upper arm of phase A
Turn on Q 1 . As a result, the harmonic current i ch decreases, i ch <−i Lh , and so on. Therefore, the harmonic current
i ch is the harmonic current −i while changing zigzag with the width of I O.
It will change along Lh .

第8図は高調波発生負荷2の負荷量が過渡的に増加した
場合の第4図の各部の波形図を示している。同図(A)
は受電端の電圧VAを、同図(B)は負荷電流iLを、同図
(C)は負荷電流iL中の高調波電流iLhを、同図(D)
はコンデンサC1の電流iC1を、同図(E)は電圧形イン
バータ6の出力電流iINVを、同図(F)は系統電流iS
示している。
FIG. 8 is a waveform diagram of each part in FIG. 4 when the load amount of the harmonic generation load 2 transiently increases. Same figure (A)
Is the voltage V A at the power receiving end, (B) is the load current i L , (C) is the harmonic current i Lh in the load current i L , and (D) is the same.
Shows the current i C1 of the capacitor C 1 , FIG. 6 (E) shows the output current i INV of the voltage source inverter 6, and FIG. 6 (F) shows the system current i S.

なお、B相,C相についても同様である。The same applies to the B phase and the C phase.

発明が解決しようとする問題点 上記したアクティブフィルタは、負荷電流iLに電力系統
1の基本波近傍周波数の高調波が含まれたり、高調波電
流検出回路4における基本波除去が不十分な場合、電圧
形インバータ6は基本波電圧をも出力し、この基本波電
圧が注入回路3に印加されるが、注入回路3のリアクト
ルL2およびコンデンサC2の直列回路が電力系統1の基本
波近傍周波数で共振するように設定しているため、基本
波近傍周波数に対してインピーダンス素子3Bが電圧形イ
ンバータ6の出力端を短絡した状態となり、電圧形イン
バータ6からインピーダンス素子3Bへ基本波近傍周波数
の電流がかなり流れることになり、すなわち、電圧形イ
ンバータ6の出力電流iINVに基本波成分が多く含まれる
ことになり、この結果、電圧形インバータの容量を大き
くせざるを得なかった。
Problems to be Solved by the Invention In the above-described active filter, when the load current i L includes harmonics having a frequency near the fundamental wave of the power system 1 or the fundamental wave removal in the harmonic current detection circuit 4 is insufficient. , The voltage source inverter 6 also outputs the fundamental wave voltage, and this fundamental wave voltage is applied to the injection circuit 3, but the series circuit of the reactor L 2 and the capacitor C 2 of the injection circuit 3 is close to the fundamental wave of the power system 1. Since it is set so as to resonate at the frequency, the impedance element 3B short-circuits the output end of the voltage source inverter 6 with respect to the fundamental wave near frequency, and the voltage source inverter 6 shifts to the impedance element 3B from the fundamental wave near frequency. A considerable amount of current will flow, that is, the output current i INV of the voltage source inverter 6 will contain many fundamental wave components, and as a result, the voltage source inverter 6 I had no choice but to increase the capacity.

特に、高調波発生負荷2の負荷電流iLが第8図(B)の
ように、過渡的に増大したときには、基本波除去フィル
タ10Aの数サイクルの応答遅れのために基本波除去フィ
ルタ10Aを基本波が通り、高調波電流iLh(第8図
(C))中に負荷電流iL(第8図(B))の過渡変化区
間およびその直後の数サイクルの区間において基本波成
分が含まれ、この結果、電圧形インバータ6の出力電流
iINV(第8図(E))に基本波成分がきわめて多く含ま
れることになり、この結果、電圧形インバータ6の容量
をきわめて大きくしなければならなかった。
In particular, when the load current i L of the harmonic generation load 2 transiently increases as shown in FIG. 8 (B), the fundamental wave elimination filter 10A is driven by the response delay of several cycles of the fundamental wave elimination filter 10A. The fundamental wave passes, and the harmonic current i Lh (FIG. 8 (C)) contains the fundamental wave component in the transient change section of the load current i L (FIG. 8 (B)) and in the section of several cycles immediately after that. As a result, the output current of the voltage source inverter 6
Since i INV (Fig. 8 (E)) contains an extremely large amount of fundamental wave components, as a result, the capacity of the voltage source inverter 6 had to be made extremely large.

この発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、電圧
形インバータから注入回路へ流出する基本波近傍周波数
の電流を高調波発生負荷の定常時だけでなく過渡変化時
においても低減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。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to reduce the current of the frequency near the fundamental wave flowing out from the voltage source inverter to the injection circuit not only during the steady state of the harmonic generation load but also during the transient change. The object is to provide an active filter that can be used.

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と前記注入回路から前記
電力系統に流れる高調波電流との和を検出する高調波電
流検出回路と、負の所定値を下側しきい値とするととに
正の所定値を上側しきい値とし前記高調波電流検出回路
の出力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高調波発生負荷の高調波
電流と前記注入回路の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、前記第2のインピーダンス素子に流れる電
流から前記高調波発生負荷の無い状態において前記注入
回路に流れる電流または前記第1のインピーダンス素子
に流れる電流を減算する減算器と、入力が大きくなるに
つれて勾配が大きくなる入出力特性を有し前記減算器の
出力が入力される第1の重み関数回路と、インバータ電
流を検出しこの値がある値以上になると急峻に勾配が大
きくなる入出力特性を有する第2の重み関数回路と、前
記高調波電流検出回路の出力を前記ヒステリシスコンパ
レータに入力させる際に前記第1および第2の重み関数
回路の出力を差し引く演算器とを備える構成にしたもの
である。
Means for Solving the Problems The active filter according to the present invention is installed between a power system and a harmonic generation load fed from the power system, and harmonics flowing out from the harmonic generation load to the power system. An active filter for injecting a harmonic current for canceling a current into the power system, the injection circuit including a series circuit of first and second impedance elements connected to the power system, and the harmonic generation A harmonic current detection circuit that detects the sum of the harmonic current that flows from the load to the power system and the harmonic current that flows from the injection circuit to the power system, and a negative predetermined value as the lower threshold value. A hysteresis comparator having a positive predetermined value as an upper threshold value and an output of the harmonic current detection circuit as an input, and first and second impedances of the injection circuit No output voltage is applied to the connection point of the element When the sum of the harmonic current of the harmonic generating load and the harmonic current of the injection circuit exceeds the predetermined value of both polarities according to the output of the hysteresis comparator. A voltage source inverter that turns on and off a switching element in a direction in which the sum of the harmonic currents approaches zero, and a current that flows from the current that flows to the second impedance element to the injection circuit in the absence of the harmonic generation load. Alternatively, a subtractor that subtracts a current flowing through the first impedance element, a first weighting function circuit that has an input / output characteristic in which a slope increases as the input increases, and an output of the subtractor is input, and an inverter. A second weighting function circuit having an input / output characteristic in which an electric current is detected, and when this value exceeds a certain value, the gradient sharply increases; Is obtained by the output of the current detection circuit to the structure and a calculator for subtracting the output of said first and second weighting function circuit when inputting to the hysteresis comparator.

作用 このように、この発明のアクティブフィルタは、第2の
インピーダンス素子を流れる電流から高調波発生負荷の
無い状態において注入回路に流れる電流または第1のイ
ンピーダンス素子に流れる電流を減算器で減算し、この
減算器の出力を第1の重み関数回路に通し、またインバ
ータ電流を第2の重み関数回路に通し、高調波電流検出
回路の出力をヒステリシスコンパレータに入力させる際
に第1および第2の重み関数回路の出力を差し引くよう
にしたため、高調波電流検出回路の出力中に含まれる基
本波近傍周波数成分を低減すると共に、負荷電流の変化
に伴ってインバータが過電流になる場合には、その電流
を制限することができる。
Action As described above, the active filter of the present invention subtracts the current flowing through the injection circuit or the current flowing through the first impedance element with the subtracter from the current flowing through the second impedance element in the state where there is no harmonic generation load, The output of the subtractor is passed through the first weighting function circuit, the inverter current is passed through the second weighting function circuit, and the output of the harmonic current detection circuit is input to the hysteresis comparator. Since the output of the function circuit is subtracted, the frequency component near the fundamental wave contained in the output of the harmonic current detection circuit is reduced, and if the inverter becomes overcurrent due to the change in load current, that current Can be restricted.

実施例 この発明の一実施例を第1図および第2図に基づいて説
明する。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
ィブフィルタであって、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1に流れる高調波電流と前記注入回路3から前記
電力系統1に流れる高調波電流との和を検出する高調波
電流検出回路4′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高調波電流
検出回路4′の出力を入力とするヒステリシスコンパレ
ータ5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5の出力に応じて前
記高調波発生負荷2の高調波電流と前記注入回路3の高
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6と、前記第2
のインピーダンス素子3Bを流れる電流iL2から前記高調
波発生負荷2の無い状態において前記注入回路3(第2
のインピーダンス素子3B)に流れる電流iC0を減算する
減算器14と、入力が大きくなるにつれて勾配が大きくな
る入出力特性を有し前記減算器14の出力が入力される第
1の重み関数回路15と、インバータ電流を検出するため
の変流器17と、入力がある値以上になると急峻に勾配が
大きくなる入出力特性を有し前記変流器17の出力が入力
される第2の重み関数回路18と、前記高調波電流検出回
路4′の出力を前記ヒステリシスコンパレータ5に入力
させる際に前記第1および第2の重み関数回路15,18の
出力Δi1,Δi2を差し引く演算器13とを備える構成にし
たものである。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, this active filter is installed between a power system 1 and a harmonic generation load 2 fed from the power system 1, and flows out from the harmonic generation load 2 to the power system 1. An active filter for injecting a harmonic current for canceling a harmonic current into the power system 1 and comprising a series circuit of first and second impedance elements 3A, 3B connected to the power system 1. An injection circuit 3 and a harmonic current detection circuit 4'for detecting the sum of the harmonic current flowing from the harmonic generation load 2 to the power system 1 and the harmonic current flowing from the injection circuit 3 to the power system 1. , A hysteresis comparator 5 having a negative predetermined value as a lower threshold value and a positive predetermined value as an upper threshold value and an output of the harmonic current detection circuit 4'as an input, and the injection circuit 3 The output voltage is not applied to the connection point between the first impedance element 3A and the second impedance element 3B. A voltage source inverter 6 for turning on / off a switching element in a direction in which the sum of the both harmonic currents approaches zero when the sum of the two exceeds a predetermined value of both polarities;
The current i L2 flowing through the impedance element 3B of the injection circuit 3 (second
Of the impedance element 3B) for subtracting the current i C0 , and the first weighting function circuit 15 to which the output of the subtractor 14 is input, which has an input / output characteristic in which the slope increases as the input increases. And a current transformer 17 for detecting the inverter current, and a second weighting function to which the output of the current transformer 17 is inputted, which has an input / output characteristic in which the gradient sharply increases when the input exceeds a certain value. A circuit 18 and a calculator 13 for subtracting the outputs Δi 1 , Δi 2 of the first and second weighting function circuits 15, 18 when the output of the harmonic current detection circuit 4'is input to the hysteresis comparator 5. It is configured to include.

高調波電流検出回路4′は変流器7,8,基本波除去フィル
タ10A,加算器9,演算器13とで構成され、第5図の回路と
は少し構成が異なるが、同様の機能をもつものである。
The harmonic current detection circuit 4'comprises current transformers 7 and 8, a fundamental wave removal filter 10A, an adder 9 and an arithmetic unit 13. Although the configuration is slightly different from the circuit of FIG. 5, it has the same function. It has.

つぎに、変流器16,17,減算器14,重み関数回路15,18およ
び演算回路13により、インバータ電流を低減できること
について詳しく説明する。
Next, it will be described in detail that the inverter current can be reduced by the current transformers 16 and 17, the subtractor 14, the weighting function circuits 15 and 18, and the arithmetic circuit 13.

第2のインピーダンス素子3Bの電流iL2には、電圧形イ
ンバータ6の出力によるものと、電力系統1の電圧によ
るものが重畳して現われるので、電力系統1側の電圧に
よる影響を除く必要があり、このために、高調波発生負
荷2の無い状態における電流iL0を減算器14で減算し、
さらに重み関数回路15に通している。このため、定常状
態におけるインバータ電流iINVに含まれる基本波成分は
大幅に低減される。また、インバータ電流iINVを変流器
17で検出し、さらに重み関数回路18に通しており、重み
関数回路18は入力がある値以上になると急峻に立上るよ
うになっているので、負荷電流が急峻に立上った場合の
様な過渡変動によって、インバータ電流iINVに大きな基
本電流が流れるのを制限することができる。
The current i L2 of the second impedance element 3B appears due to the output of the voltage source inverter 6 and the voltage of the power system 1 overlapping, so it is necessary to remove the effect of the voltage on the power system 1 side. , Therefore, the current i L0 in the state without the harmonic generation load 2 is subtracted by the subtractor 14,
Further, it is passed through the weight function circuit 15. Therefore, the fundamental wave component included in the inverter current i INV in the steady state is significantly reduced. In addition, the inverter current i INV
It is detected by 17 and further passed through the weighting function circuit 18.The weighting function circuit 18 is designed to rise steeply when the input exceeds a certain value, so if the load current rises steeply, It is possible to limit the flow of a large basic current in the inverter current i INV due to such transient fluctuations.

第2図は第1図の各部の波形図を示し、同図(A)は系
統電圧VSを、同図(B)は負荷電流iLを、同図(C)は
負荷の高調波電流iLhを、同図(D)はコンデンサC1
電流iC1を、同図(E)は電圧形インバータ6の出力電
流iINVを、同図(F)は系統電流iSを示している。
FIG. 2 is a waveform diagram of each part of FIG. 1, where (A) shows the system voltage V S , (B) shows the load current i L , and (C) shows the harmonic current of the load. i Lh , (D) shows the current i C1 of the capacitor C 1 , (E) shows the output current i INV of the voltage source inverter 6, and (F) shows the system current i S. .

この図から明らかなように、重み関数回路15,18の出力
Δi1,Δi2によって、電圧形インバータ6の出力電流i
INV(第2図(E))に定常時の基本波成分がほとんど
含まれなくなると共に、負荷電流iLが過渡的に変化した
場合も、電圧形インバータ6の出力電流が制限され、イ
ンバータ電流は大幅に低減される。
As is clear from this figure, the output current i of the voltage source inverter 6 is changed by the outputs Δi 1 and Δi 2 of the weight function circuits 15 and 18.
INV (Fig. 2 (E)) contains almost no fundamental wave component in the steady state, and even when the load current i L changes transiently, the output current of the voltage source inverter 6 is limited and the inverter current is Significantly reduced.

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、第
3図に示すように、第2のインピーダンス素子3Bが単に
リアクトルL2だけの場合にもこの発明を適用すれば、同
様の効果が得られる。これは、第1のインピーダンス素
子3AがコンデンサC1からなり、第2のインピーダンス素
子3BがリアクトルL2からなる注入回路においては、電力
系統1の基本波成分が電圧形インバータ6に加わるのを
防止するために、基本波ベースで、リアクトルL2のイン
ピーダンスを、コンデンサC1のインピーダンスに対し、
0.06pu〜0.15puに設定してあるからである。
Although the second impedance element 3B is a series circuit of the capacitor C 2 and the reactor L 2 in the above embodiment, as shown in FIG. 3, the second impedance element 3B is only the reactor L 2 . In this case, the same effect can be obtained by applying the present invention. This prevents the fundamental wave component of the power system 1 from being applied to the voltage source inverter 6 in the injection circuit in which the first impedance element 3A is composed of the capacitor C 1 and the second impedance element 3B is composed of the reactor L 2. In order to do so, on the basis of the fundamental wave, the impedance of the reactor L 2 with respect to the impedance of the capacitor C 1 ,
This is because it is set to 0.06pu to 0.15pu.

また、電流iC1を基本波除去フィルタ10Aに通して電流i
C1中の基本波成分を除去しているが、これに代えて電流
iC1から高調波発生負荷2が無い状態において注入回路
3に流れる電流iL2(基本波のみからなる)を減算する
ことによって電流iC1から基本波を除去するように構成
してもよい。
In addition, the current i C1 is passed through the fundamental wave removal filter 10A and the current i
The fundamental wave component in C1 is removed, but instead of this, the current
The fundamental wave may be removed from the current i C1 by subtracting the current i L2 (consisting only of the fundamental wave) flowing through the injection circuit 3 from i C1 in the absence of the harmonic generation load 2.

発明の効果 この発明のアクティブフィルタによれば、高調波発生負
の過渡変化時においても、電圧形インバータの出力波形
の基本波成分をある限度に制限でき、電圧形インバータ
の容量を小さくすることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the active filter of the present invention, it is possible to limit the fundamental wave component of the output waveform of the voltage source inverter to a certain limit even at the time of harmonic generation negative transient change, and reduce the capacity of the voltage source inverter. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第2
図は第1図の各部の波形図、第3図は変形例の回路図、
第4図はこの発明の基礎となるアクティブフィルタの回
路図、第5図はヒステリシスコンパレータの動作特性
図、第6図は電圧形インバータの回路図、第7図は同じ
く動作説明のための拡大波形図、第8図は第4図の各部
の波形図である。 1……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′……高調波電
流検出回路、5……ヒステリシスコンパレータ、6……
電圧形インバータ、13……演算器、14……減算器、15,1
8……重み関数回路
FIG. 1 is a circuit diagram showing the structure of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a waveform diagram of each part of FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram of a modified example,
FIG. 4 is a circuit diagram of an active filter which is the basis of the present invention, FIG. 5 is an operation characteristic diagram of a hysteresis comparator, FIG. 6 is a circuit diagram of a voltage type inverter, and FIG. 7 is an enlarged waveform for explaining the operation. FIG. 8 and FIG. 8 are waveform diagrams of the respective parts in FIG. 1 ... Power system, 2 ... Harmonic load, 3 ... Injection circuit, 3A, 3B ... Impedance element, 4 '... Harmonic current detection circuit, 5 ... Hysteresis comparator, 6 ...
Voltage source inverter, 13 ... Calculator, 14 ... Subtractor, 15,1
8 …… Weight function circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項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
調波電流と前記注入回路から前記電力系統に流れる高調
波電流との和を検出する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
きい値とし前記高調波電流検出回路の出力を入力するヒ
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
じて前記高調波発生負荷の高調波電流と前記注入回路の
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、前記第2
のインピーダンス素子に流れる電流から前記高調波発生
負荷の無い状態において前記注入回路に流れる電流を減
算する減算器と、入力が大きくなるにつれて勾配が大き
くなる入出力特性を有し前記減算器の出力が入力される
第1の重み関数回路と、インバータ電流を検出しこの値
がある値以上になると勾配が急峻に大きくなる入出力特
性を有する第2の重み関数回路と、前記高調波電流検出
回路の出力を前記ヒステリシスコンパレータに入力させ
る際に前記第1および第2の重み関数回路の出力を差し
引く演算器とを備えたアクティブフィルタ。
1. A harmonic current for canceling a harmonic current flowing from the harmonic generating load to the power system, the harmonic current being installed between the power system and a harmonic generating load fed from the power system. An active filter for injecting into the power system, the injection circuit including a series circuit of first and second impedance elements connected to the power system, and a harmonic current flowing from the harmonic generating load into the power system. And a harmonic current detection circuit for detecting the sum of the harmonic current flowing from the injection circuit to the power system, and a negative predetermined value as a lower threshold value and a positive predetermined value as an upper threshold value, The output voltage of the harmonic current detection circuit is input to the hysteresis comparator, and the output voltage is applied to the connection point of the first and second impedance elements of the injection circuit. A direction in which the sum of the harmonic currents of the harmonic generating load and the harmonic current of the injection circuit exceeds a predetermined value of both polarities in accordance with the output of the sterisis comparator, and the sum of the harmonic currents approaches zero. A voltage source inverter for turning on and off a switching element, and the second
A subtractor that subtracts the current that flows in the injection circuit in the absence of the harmonic generation load from the current that flows in the impedance element, and the output of the subtractor that has an input / output characteristic in which the slope increases as the input increases. The input first weighting function circuit, the second weighting function circuit which detects the inverter current and has an input / output characteristic in which the gradient becomes steep when the value exceeds a certain value, and the harmonic current detection circuit An active filter comprising: an arithmetic unit that subtracts the outputs of the first and second weighting function circuits when the output is input to the hysteresis comparator.
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