JPH07222362A - 無効電流検出回路 - Google Patents
無効電流検出回路Info
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- JPH07222362A JPH07222362A JP6009291A JP929194A JPH07222362A JP H07222362 A JPH07222362 A JP H07222362A JP 6009291 A JP6009291 A JP 6009291A JP 929194 A JP929194 A JP 929194A JP H07222362 A JPH07222362 A JP H07222362A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡便な手段により、無効電流の検出を可及的
に高速化する。 【構成】 系統電源１に接続された変動負荷４の無効電
流の変動分と逆位相の補償電流を生成する無効電力補償
装置２１に組み込まれ、変動負荷４に発生した無効電流
を変流器６及び変圧器７を介して検出する無効電流検出
回路２２において、負荷電圧ＶL と負荷電流ＩL とを乗
算して有効電力信号を生成する有効電力演算回路２６、
及び有効電力信号から系統周波数の二倍の周波数成分を
除去してその直流信号値を生成するフィルタ回路２７か
らなる有効電力生成回路２３と、有効電力生成回路２３
の出力である有効電力の直流信号値を負荷電圧ＶL の直
流信号値（実効値）で除算する有効電流演算回路２８、
及び有効電流演算回路２８の出力である有効電流の直流
信号値（実効値）に負荷電圧ＶL と同相の電流信号波形
を乗算して有効電流Ｉp を生成する有効電流波形演算回
路２９からなる有効電流生成回路２４と、有効電流Ｉp
を変流器６により検出された負荷電流ＩL から減算する
無効電流生成回路２５とを具備する。
に高速化する。 【構成】 系統電源１に接続された変動負荷４の無効電
流の変動分と逆位相の補償電流を生成する無効電力補償
装置２１に組み込まれ、変動負荷４に発生した無効電流
を変流器６及び変圧器７を介して検出する無効電流検出
回路２２において、負荷電圧ＶL と負荷電流ＩL とを乗
算して有効電力信号を生成する有効電力演算回路２６、
及び有効電力信号から系統周波数の二倍の周波数成分を
除去してその直流信号値を生成するフィルタ回路２７か
らなる有効電力生成回路２３と、有効電力生成回路２３
の出力である有効電力の直流信号値を負荷電圧ＶL の直
流信号値（実効値）で除算する有効電流演算回路２８、
及び有効電流演算回路２８の出力である有効電流の直流
信号値（実効値）に負荷電圧ＶL と同相の電流信号波形
を乗算して有効電流Ｉp を生成する有効電流波形演算回
路２９からなる有効電流生成回路２４と、有効電流Ｉp
を変流器６により検出された負荷電流ＩL から減算する
無効電流生成回路２５とを具備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無効電流検出回路に関
し、詳しくは、ＴＣＲ方式や自励式の無効電力補償装置
に組み込まれ、変動負荷により発生した無効電流を検出
する無効電流検出回路に関する。
し、詳しくは、ＴＣＲ方式や自励式の無効電力補償装置
に組み込まれ、変動負荷により発生した無効電流を検出
する無効電流検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力系統では、無効電力変動により系統
電圧変動を引き起こす大容量のアーク炉、電鉄負荷、鉄
鋼圧延負荷などの変動負荷４〔以下、単に負荷と称す〕
に対しては、その系統電源１と負荷４との間に、負荷４
に発生する無効電力を補償するための、例えば、図４に
示すように系統電源１とインバータ２とを変圧器インピ
ーダンス３を介して連系させた自励式の無効電力補償装
置５を設けるのが一般的である。
電圧変動を引き起こす大容量のアーク炉、電鉄負荷、鉄
鋼圧延負荷などの変動負荷４〔以下、単に負荷と称す〕
に対しては、その系統電源１と負荷４との間に、負荷４
に発生する無効電力を補償するための、例えば、図４に
示すように系統電源１とインバータ２とを変圧器インピ
ーダンス３を介して連系させた自励式の無効電力補償装
置５を設けるのが一般的である。
【０００３】この無効電力補償装置５は、負荷４に接続
された変流器６及び変圧器７により負荷電流ＩL 、負荷
電圧ＶL を検出し、無効電流検出回路８で負荷電流ＩL
中の無効電流成分を検出する。その無効電流の検出信号
に基づいてインバータ２を駆動制御することにより、負
荷４に発生した無効電流と逆相の補償電流を負荷４の変
動に追従させて生成し、その補償電流を系統に発生する
ことにより、負荷変動に伴う系統電源１の電圧変動を抑
制するようにしている。
された変流器６及び変圧器７により負荷電流ＩL 、負荷
電圧ＶL を検出し、無効電流検出回路８で負荷電流ＩL
中の無効電流成分を検出する。その無効電流の検出信号
に基づいてインバータ２を駆動制御することにより、負
荷４に発生した無効電流と逆相の補償電流を負荷４の変
動に追従させて生成し、その補償電流を系統に発生する
ことにより、負荷変動に伴う系統電源１の電圧変動を抑
制するようにしている。
【０００４】上述した無効電流検出回路８は、具体的
に、変流器６を介して負荷電流ＩL を検出すると共に、
変圧器７を介して負荷電圧ＶL を検出した上で９０°遅
れ電圧生成回路９により負荷電圧ＶL に対して９０°遅
れ電圧ＶL'を生成する〔図５（ａ）参照〕。そして、上
述した負荷電流ＩL と９０°遅れ電圧ＶL'とを無効電力
演算回路１０で乗算を行い、系統周波数の二倍の周波数
成分を除去するフィルタ回路を用いて無効電力値を算出
し、その無効電力値に９０°遅れ電圧ＶL'と同相の基準
電流信号波形を乗算回路１１で乗算することにより無効
電流信号を生成し、この無効電流信号を無効電流指令値
として用いる。
に、変流器６を介して負荷電流ＩL を検出すると共に、
変圧器７を介して負荷電圧ＶL を検出した上で９０°遅
れ電圧生成回路９により負荷電圧ＶL に対して９０°遅
れ電圧ＶL'を生成する〔図５（ａ）参照〕。そして、上
述した負荷電流ＩL と９０°遅れ電圧ＶL'とを無効電力
演算回路１０で乗算を行い、系統周波数の二倍の周波数
成分を除去するフィルタ回路を用いて無効電力値を算出
し、その無効電力値に９０°遅れ電圧ＶL'と同相の基準
電流信号波形を乗算回路１１で乗算することにより無効
電流信号を生成し、この無効電流信号を無効電流指令値
として用いる。
【０００５】この無効電流指令値に基づいてゲート信号
生成回路１２によりゲート信号を生成し、そのゲート信
号によりインバータ２を駆動制御する。
生成回路１２によりゲート信号を生成し、そのゲート信
号によりインバータ２を駆動制御する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図５（ａ）
に示すように無効電流検出回路８により検出される負荷
電流ＩL が負荷電圧ＶL に対して例えば６０°遅れの状
態で発生しているとする。従来の無効電流検出回路８で
は、前述したように負荷電圧ＶL に対して９０°遅れ電
圧ＶL'を９０°遅れ電圧生成回路９により生成するよう
にしている。この９０°遅れ電圧ＶL'と負荷電流ＩL と
を無効電力演算回路１０により乗算することにより、図
５（ｂ）に示すように無効電力信号ｑを生成する。ここ
で、同図（ｂ）に示す無効電力信号ｑの波形に基づき、
その無効電力信号ｑの平均値が求めるべき無効電力Ｑと
なり、負荷電圧ＶL より９０°遅れの電流信号を用いて
無効電流信号Ｉq が求まる。
に示すように無効電流検出回路８により検出される負荷
電流ＩL が負荷電圧ＶL に対して例えば６０°遅れの状
態で発生しているとする。従来の無効電流検出回路８で
は、前述したように負荷電圧ＶL に対して９０°遅れ電
圧ＶL'を９０°遅れ電圧生成回路９により生成するよう
にしている。この９０°遅れ電圧ＶL'と負荷電流ＩL と
を無効電力演算回路１０により乗算することにより、図
５（ｂ）に示すように無効電力信号ｑを生成する。ここ
で、同図（ｂ）に示す無効電力信号ｑの波形に基づき、
その無効電力信号ｑの平均値が求めるべき無効電力Ｑと
なり、負荷電圧ＶL より９０°遅れの電流信号を用いて
無効電流信号Ｉq が求まる。
【０００７】ここで、ａ相、ｂ相及びｃ相からなる三相
平衡状態の場合、線間ab、bc、caの負荷電流ＩL を、Ｉ
ab＝（Ｉa −Ｉb ）／３、Ｉbc＝（Ｉb −Ｉc ）／３、
Ｉca＝（Ｉc −Ｉa ）／３とすると、線間abの無効電力
信号ｑabは、ｑab＝Ｉab×（−√３・ＶC ）で求めら
れ、ここで、ＶC ＝（ＶL ／√３）・cos ωｔ、Ｉab＝
ＩL ・sin （ωｔ−θ）とすると、上述した９０°遅れ
電圧ＶL'と負荷電流ＩLに基づく無効電力信号ｑabは、 ｑab＝ＶL・ＩL×｛cos（θ−９０°）−cos（２ωｔ−
９０°−θ）｝／２ となり、無効電力Ｑabは、 Ｑab＝ＶL・ＩL×cos（θ−９０°）／２ となる。尚、線間bc、caについても上述と同様に、無効
電力信号ｑbc、ｑca及び無効電力Ｑbc、Ｑcaが求められ
る。
平衡状態の場合、線間ab、bc、caの負荷電流ＩL を、Ｉ
ab＝（Ｉa −Ｉb ）／３、Ｉbc＝（Ｉb −Ｉc ）／３、
Ｉca＝（Ｉc −Ｉa ）／３とすると、線間abの無効電力
信号ｑabは、ｑab＝Ｉab×（−√３・ＶC ）で求めら
れ、ここで、ＶC ＝（ＶL ／√３）・cos ωｔ、Ｉab＝
ＩL ・sin （ωｔ−θ）とすると、上述した９０°遅れ
電圧ＶL'と負荷電流ＩLに基づく無効電力信号ｑabは、 ｑab＝ＶL・ＩL×｛cos（θ−９０°）−cos（２ωｔ−
９０°−θ）｝／２ となり、無効電力Ｑabは、 Ｑab＝ＶL・ＩL×cos（θ−９０°）／２ となる。尚、線間bc、caについても上述と同様に、無効
電力信号ｑbc、ｑca及び無効電力Ｑbc、Ｑcaが求められ
る。
【０００８】その結果、負荷電流ＩL が０から立ち上が
った場合〔図５（ａ）参照〕、その負荷電流ＩL の立ち
上がり時点を基準として、無効電力信号ｑがその平均値
である無効電力Ｑに到達するまで１／８サイクル以上の
６０°位相分を必要とし〔図５（ｂ）参照〕、求めるべ
き無効電力Ｑ、更には無効電流信号Ｉq の検出に相当な
遅れが発生するという問題があった。無効電力補償装置
５では、負荷変動に伴う系統電源の電圧変動を抑制する
上で、電圧変動発生から補償電流出力までに５ｍｓ程度
の補償動作遅れでも大きな影響を及ぼすものであり、少
なくとも１／８サイクル〔２ｍｓ〕程度の検出自体の遅
れは無視できないというのが現状であった。
った場合〔図５（ａ）参照〕、その負荷電流ＩL の立ち
上がり時点を基準として、無効電力信号ｑがその平均値
である無効電力Ｑに到達するまで１／８サイクル以上の
６０°位相分を必要とし〔図５（ｂ）参照〕、求めるべ
き無効電力Ｑ、更には無効電流信号Ｉq の検出に相当な
遅れが発生するという問題があった。無効電力補償装置
５では、負荷変動に伴う系統電源の電圧変動を抑制する
上で、電圧変動発生から補償電流出力までに５ｍｓ程度
の補償動作遅れでも大きな影響を及ぼすものであり、少
なくとも１／８サイクル〔２ｍｓ〕程度の検出自体の遅
れは無視できないというのが現状であった。
【０００９】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、簡便な手段に
より、無効電流の検出を可及的に高速化し得る無効電流
検出回路を提供することにある。
されたもので、その目的とするところは、簡便な手段に
より、無効電流の検出を可及的に高速化し得る無効電流
検出回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、系統電源に接続された
変動負荷の無効電流の変動分と逆位相の補償電流を生成
する無効電力補償装置に組み込まれ、変動負荷により発
生した無効電流を変流器及び変圧器を介して検出する無
効電流検出回路において、上記変流器及び変圧器により
検出された負荷電圧及び負荷電流から有効電力を生成す
る有効電力生成回路と、その有効電力生成回路からの出
力に基づいて有効電流を生成する有効電流生成回路と、
その有効電流生成回路から出力される有効電流を変流器
により検出された負荷電流から減算する無効電流生成回
路とを具備したことを特徴とする。
の技術的手段として、本発明は、系統電源に接続された
変動負荷の無効電流の変動分と逆位相の補償電流を生成
する無効電力補償装置に組み込まれ、変動負荷により発
生した無効電流を変流器及び変圧器を介して検出する無
効電流検出回路において、上記変流器及び変圧器により
検出された負荷電圧及び負荷電流から有効電力を生成す
る有効電力生成回路と、その有効電力生成回路からの出
力に基づいて有効電流を生成する有効電流生成回路と、
その有効電流生成回路から出力される有効電流を変流器
により検出された負荷電流から減算する無効電流生成回
路とを具備したことを特徴とする。
【００１１】また、前記有効電力生成回路は、負荷電圧
と負荷電流とを乗算する有効電力演算回路と、有効電力
演算回路から出力される有効電力信号から系統周波数の
二倍の周波数成分を除去するフィルタ回路とで構成さ
れ、且つ、前記有効電流生成回路は、フィルタ回路から
出力される有効電力の直流信号値を負荷電圧の直流信号
値（実効値）で除算する有効電流演算回路と、その有効
電流演算回路から出力される有効電流の直流信号値（実
効値）に負荷電圧と同相の電流信号波形を乗算する有効
電流波形演算回路とで構成したことを特徴とする。
と負荷電流とを乗算する有効電力演算回路と、有効電力
演算回路から出力される有効電力信号から系統周波数の
二倍の周波数成分を除去するフィルタ回路とで構成さ
れ、且つ、前記有効電流生成回路は、フィルタ回路から
出力される有効電力の直流信号値を負荷電圧の直流信号
値（実効値）で除算する有効電流演算回路と、その有効
電流演算回路から出力される有効電流の直流信号値（実
効値）に負荷電圧と同相の電流信号波形を乗算する有効
電流波形演算回路とで構成したことを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明に係る無効電流検出回路では、負荷電流
の立ち上がりに対して応答性のよい有効電流検出を行
い、その有効電流に基づいて負荷電流から有効電流を減
算することにより、求めるべき無効電流を検出する。こ
のように有効電流を一旦検出することにより、無効電流
を直接的に検出するよりも負荷電流の立ち上がりに対す
る検出遅れを可及的に少なくすることができ、無効電流
検出の高速化が図れる。
の立ち上がりに対して応答性のよい有効電流検出を行
い、その有効電流に基づいて負荷電流から有効電流を減
算することにより、求めるべき無効電流を検出する。こ
のように有効電流を一旦検出することにより、無効電流
を直接的に検出するよりも負荷電流の立ち上がりに対す
る検出遅れを可及的に少なくすることができ、無効電流
検出の高速化が図れる。
【００１３】
【実施例】本発明に係る無効電流検出回路の実施例を図
１乃至図３に示して説明する。尚、図４及び図５と同一
部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
１乃至図３に示して説明する。尚、図４及び図５と同一
部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００１４】無効電力補償装置２１に組み込まれる無効
電流検出回路２２の概略構成は、図１に示すように負荷
４に変流器６及び変圧器７を介して接続され、変流器６
及び変圧器７により検出された負荷電圧ＶL 及び負荷電
流ＩL から有効電力信号ｐを生成する有効電力生成回路
２３と、その有効電力生成回路２３からの出力に基づい
て有効電流Ｉp を生成する有効電流生成回路２４と、そ
の有効電流生成回路２４から出力される有効電流Ｉp を
変流器６により検出された負荷電流ＩL から減算する無
効電流生成回路２５とで概略的に構成される。
電流検出回路２２の概略構成は、図１に示すように負荷
４に変流器６及び変圧器７を介して接続され、変流器６
及び変圧器７により検出された負荷電圧ＶL 及び負荷電
流ＩL から有効電力信号ｐを生成する有効電力生成回路
２３と、その有効電力生成回路２３からの出力に基づい
て有効電流Ｉp を生成する有効電流生成回路２４と、そ
の有効電流生成回路２４から出力される有効電流Ｉp を
変流器６により検出された負荷電流ＩL から減算する無
効電流生成回路２５とで概略的に構成される。
【００１５】尚、以下では、ａ相、ｂ相及びｃ相からな
る三相平衡状態に基づいて説明するが、図３では、線間
ab、bc、caについて同一の無効電流検出回路２２を構成
するため、同図では線間abにおける無効電流検出回路２
２のみを示し、線間bc、caにおける無効電流検出回路２
２の回路構成は省略する。
る三相平衡状態に基づいて説明するが、図３では、線間
ab、bc、caについて同一の無効電流検出回路２２を構成
するため、同図では線間abにおける無効電流検出回路２
２のみを示し、線間bc、caにおける無効電流検出回路２
２の回路構成は省略する。
【００１６】上述した有効電力生成回路２３は、具体的
に、図３に示すように線間ab、bc、caの負荷電圧Ｖ
L 〔Ｖab、Ｖbc、Ｖca〕と負荷電流ＩL 〔Ｉab、Ｉbc、
Ｉca〕とを乗算する有効電力演算回路２６と、有効電力
演算回路２６から出力される有効電力信号から系統周波
数の二倍の周波数成分を除去するフィルタ回路２７とで
構成され、また、有効電流生成回路２４は、フィルタ回
路２７から出力される有効電力Ｐ（直流信号値）を負荷
電圧ＶL の直流信号値（実効値）で除算する有効電流演
算回路２８と、その有効電流演算回路２８から出力され
る有効電流の直流信号値（実効値）に線間ab、bc、caの
負荷電圧ＶL と同相の電流信号波形を乗算する有効電流
波形演算回路２９とで構成される。
に、図３に示すように線間ab、bc、caの負荷電圧Ｖ
L 〔Ｖab、Ｖbc、Ｖca〕と負荷電流ＩL 〔Ｉab、Ｉbc、
Ｉca〕とを乗算する有効電力演算回路２６と、有効電力
演算回路２６から出力される有効電力信号から系統周波
数の二倍の周波数成分を除去するフィルタ回路２７とで
構成され、また、有効電流生成回路２４は、フィルタ回
路２７から出力される有効電力Ｐ（直流信号値）を負荷
電圧ＶL の直流信号値（実効値）で除算する有効電流演
算回路２８と、その有効電流演算回路２８から出力され
る有効電流の直流信号値（実効値）に線間ab、bc、caの
負荷電圧ＶL と同相の電流信号波形を乗算する有効電流
波形演算回路２９とで構成される。
【００１７】尚、図中、３０は変圧器７により検出され
た線間ab、bc、caの負荷電圧ＶL の高調波成分を除去す
るためのＢＰＦ回路、３１は線間ab、bc、caの負荷電圧
ＶLの直流信号値（実効値）を生成するためのフィルタ
回路、３２は線間ab、bc、caの負荷電圧ＶL と同相の基
準電流信号波形を生成するための波形生成回路であり、
また、３３は変流器６により検出された各相の負荷電流
ＩL から線間ab、bc、caの負荷電流ＩL を生成するため
の演算回路である。
た線間ab、bc、caの負荷電圧ＶL の高調波成分を除去す
るためのＢＰＦ回路、３１は線間ab、bc、caの負荷電圧
ＶLの直流信号値（実効値）を生成するためのフィルタ
回路、３２は線間ab、bc、caの負荷電圧ＶL と同相の基
準電流信号波形を生成するための波形生成回路であり、
また、３３は変流器６により検出された各相の負荷電流
ＩL から線間ab、bc、caの負荷電流ＩL を生成するため
の演算回路である。
【００１８】上述した構成からなる無効電流検出回路２
２では、以下の要領でもって負荷電圧ＶL 及び負荷電流
ＩL に基づいて信号処理することにより無効電流Ｉq を
検出する。
２では、以下の要領でもって負荷電圧ＶL 及び負荷電流
ＩL に基づいて信号処理することにより無効電流Ｉq を
検出する。
【００１９】まず、変圧器７及び変流器６により線間a
b、bc、caの負荷電圧ＶL と負荷電流ＩL をそれぞれ検
出する。変圧器７で検出された線間ab、bc、caの負荷電
圧ＶLについてはＢＰＦ回路３０により高調波成分が除
去され、一方、変流器６で検出された各相の負荷電流Ｉ
L については演算回路３３により線間ab、bc、caの負荷
電流ＩL が生成される。これら線間ab、bc、caの負荷電
圧ＶL と負荷電流ＩL とを有効電力演算回路２６で乗算
することにより有効電力信号を算出し、フィルタ回路２
７によりその有効電力から系統周波数の二倍の周波数成
分を除去して有効電力Ｐab，Ｐbc，Ｐca（直流信号値）
を生成する。
b、bc、caの負荷電圧ＶL と負荷電流ＩL をそれぞれ検
出する。変圧器７で検出された線間ab、bc、caの負荷電
圧ＶLについてはＢＰＦ回路３０により高調波成分が除
去され、一方、変流器６で検出された各相の負荷電流Ｉ
L については演算回路３３により線間ab、bc、caの負荷
電流ＩL が生成される。これら線間ab、bc、caの負荷電
圧ＶL と負荷電流ＩL とを有効電力演算回路２６で乗算
することにより有効電力信号を算出し、フィルタ回路２
７によりその有効電力から系統周波数の二倍の周波数成
分を除去して有効電力Ｐab，Ｐbc，Ｐca（直流信号値）
を生成する。
【００２０】一方、ＢＰＦ回路３０から出力される線間
ab、bc、caの負荷電圧ＶL をフィルタ回路３１で平均値
化してその負荷電圧ＶL の直流信号値（実効値）を生成
し、その負荷電圧ＶL の直流信号値（実効値）を有効電
流演算回路２８に入力する。その有効電流演算回路２８
では、フィルタ回路２７から出力される有効電力Ｐab，
Ｐbc，Ｐcaをフィルタ回路３１から出力される負荷電圧
ＶL の直流信号値（実効値）で除算することにより線間
ab、bc、caの有効電流の直流信号値（実効値）を得る。
ab、bc、caの負荷電圧ＶL をフィルタ回路３１で平均値
化してその負荷電圧ＶL の直流信号値（実効値）を生成
し、その負荷電圧ＶL の直流信号値（実効値）を有効電
流演算回路２８に入力する。その有効電流演算回路２８
では、フィルタ回路２７から出力される有効電力Ｐab，
Ｐbc，Ｐcaをフィルタ回路３１から出力される負荷電圧
ＶL の直流信号値（実効値）で除算することにより線間
ab、bc、caの有効電流の直流信号値（実効値）を得る。
【００２１】また、ＢＰＦ回路３０から出力される線間
ab、bc、caの負荷電圧ＶL と同相の基準電流信号波形を
波形生成回路３２で生成して有効電流波形演算回路２９
に入力する。その有効電流波形演算回路２９では、有効
電流演算回路２８から出力される有効電流の直流信号値
（実効値）に波形生成回路３２から出力される基準電流
信号波形を乗算することにより、線間ab、bc、caの負荷
電流ＩL 中に含まれる有効電流Ｉpab を得ることがで
き、これを無効電流生成回路２５に入力する。
ab、bc、caの負荷電圧ＶL と同相の基準電流信号波形を
波形生成回路３２で生成して有効電流波形演算回路２９
に入力する。その有効電流波形演算回路２９では、有効
電流演算回路２８から出力される有効電流の直流信号値
（実効値）に波形生成回路３２から出力される基準電流
信号波形を乗算することにより、線間ab、bc、caの負荷
電流ＩL 中に含まれる有効電流Ｉpab を得ることがで
き、これを無効電流生成回路２５に入力する。
【００２２】その無効電流生成回路２５では、演算回路
３３から出力される線間ab、bc、caの負荷電流ＩL か
ら、有効電流波形演算回路２９から出力される線間ab、
bc、caの有効電流Ｉpab ，Ｉpbc ，Ｉpca を減算するこ
とにより、負荷電流ＩL 中の無効電流Ｉqab ，Ｉqbc ，
Ｉqca を出力し、これを無効電流指令値とする。この無
効電流指令値に基づいてゲート信号生成回路１２により
ゲート信号を生成し、そのゲート信号によりインバータ
２を駆動制御する。
３３から出力される線間ab、bc、caの負荷電流ＩL か
ら、有効電流波形演算回路２９から出力される線間ab、
bc、caの有効電流Ｉpab ，Ｉpbc ，Ｉpca を減算するこ
とにより、負荷電流ＩL 中の無効電流Ｉqab ，Ｉqbc ，
Ｉqca を出力し、これを無効電流指令値とする。この無
効電流指令値に基づいてゲート信号生成回路１２により
ゲート信号を生成し、そのゲート信号によりインバータ
２を駆動制御する。
【００２３】ここで、図２（ａ）に示すように無効電流
検出回路２２により検出される負荷電流ＩL が負荷電圧
ＶL に対して例えば６０°遅れの状態で発生していると
する。本発明の無効電流検出回路２２では、前述したよ
うに線間ab、bc、caの負荷電圧ＶL 及び負荷電流ＩL に
基づいて有効電力信号ｐを一旦検出するようにしてい
る。同図（ｂ）に示す有効電力信号ｐの波形に基づけ
ば、その有効電力信号ｐの平均値が有効電力Ｐとなり、
その有効電力Ｐより求める有効電流Ｉp を負荷電流ＩL
から減算することにより、求めるべき無効電流Ｉq が得
られる。本発明では、負荷電流ＩL の立ち上がりに対し
て応答性のよい有効電流Ｉp の検出を一旦行なうため、
従来のように無効電流Ｉq を直接的に検出するよりも負
荷電流ＩL の立ち上がりに対する検出遅れを可及的に少
なくすることができ、無効電流Ｉq の検出の高速化が図
れる。
検出回路２２により検出される負荷電流ＩL が負荷電圧
ＶL に対して例えば６０°遅れの状態で発生していると
する。本発明の無効電流検出回路２２では、前述したよ
うに線間ab、bc、caの負荷電圧ＶL 及び負荷電流ＩL に
基づいて有効電力信号ｐを一旦検出するようにしてい
る。同図（ｂ）に示す有効電力信号ｐの波形に基づけ
ば、その有効電力信号ｐの平均値が有効電力Ｐとなり、
その有効電力Ｐより求める有効電流Ｉp を負荷電流ＩL
から減算することにより、求めるべき無効電流Ｉq が得
られる。本発明では、負荷電流ＩL の立ち上がりに対し
て応答性のよい有効電流Ｉp の検出を一旦行なうため、
従来のように無効電流Ｉq を直接的に検出するよりも負
荷電流ＩL の立ち上がりに対する検出遅れを可及的に少
なくすることができ、無効電流Ｉq の検出の高速化が図
れる。
【００２４】ここで、ａ相、ｂ相及びｃ相からなる三相
平衡状態の場合、線間ab、bc、caの負荷電流ＩL を、Ｉ
ab＝（Ｉa −Ｉb ）／３、Ｉbc＝（Ｉb −Ｉc ）／３、
Ｉca＝（Ｉc −Ｉa ）／３とすると、線間abの有効電力
信号ｐabは、ｐab＝Ｉab×Ｖ abで求められ、Ｖab＝ＶL
・sin ωｔ、Ｉab＝ＩL ・sin （ωｔ−θ）とすると、
上述した負荷電圧ＶL と負荷電流ＩL に基づく有効電力
信号ｐabは、 ｐab＝ＶL・ＩL×｛cosθ−cos（２ωｔ−θ）｝／２ となり、有効電力Ｐabは、 Ｐab＝ＶL・ＩL×cosθ／２ となる。尚、線間bc、caについても上述と同様に、有効
電力ｐbc、ｐca及び有効電力Ｐbc、Ｐcaが求められる。
この求められた有効電力Ｐab，Ｐbc，Ｐcaより負荷電圧
ＶL と同相の電流信号を用いて有効電流Ｉp が求まり、
更に、負荷電流ＩL より有効電流Ｉp を減算することで
無効電流Ｉq が求められる。
平衡状態の場合、線間ab、bc、caの負荷電流ＩL を、Ｉ
ab＝（Ｉa −Ｉb ）／３、Ｉbc＝（Ｉb −Ｉc ）／３、
Ｉca＝（Ｉc −Ｉa ）／３とすると、線間abの有効電力
信号ｐabは、ｐab＝Ｉab×Ｖ abで求められ、Ｖab＝ＶL
・sin ωｔ、Ｉab＝ＩL ・sin （ωｔ−θ）とすると、
上述した負荷電圧ＶL と負荷電流ＩL に基づく有効電力
信号ｐabは、 ｐab＝ＶL・ＩL×｛cosθ−cos（２ωｔ−θ）｝／２ となり、有効電力Ｐabは、 Ｐab＝ＶL・ＩL×cosθ／２ となる。尚、線間bc、caについても上述と同様に、有効
電力ｐbc、ｐca及び有効電力Ｐbc、Ｐcaが求められる。
この求められた有効電力Ｐab，Ｐbc，Ｐcaより負荷電圧
ＶL と同相の電流信号を用いて有効電流Ｉp が求まり、
更に、負荷電流ＩL より有効電流Ｉp を減算することで
無効電流Ｉq が求められる。
【００２５】その結果、負荷電流ＩL が０から立ち上が
った場合〔図２（ａ）参照〕、その負荷電流ＩL の立ち
上がり時点を基準として、有効電力信号ｐがその平均値
である有効電力Ｐに到達するまで１５°位相分程度で済
み〔図２（ｂ）参照〕、従来の場合〔図５（ｂ）参照〕
よりも１／８サイクル速く検出することができ、これに
追従して無効電流の検出も高速化することが可能とな
る。
った場合〔図２（ａ）参照〕、その負荷電流ＩL の立ち
上がり時点を基準として、有効電力信号ｐがその平均値
である有効電力Ｐに到達するまで１５°位相分程度で済
み〔図２（ｂ）参照〕、従来の場合〔図５（ｂ）参照〕
よりも１／８サイクル速く検出することができ、これに
追従して無効電流の検出も高速化することが可能とな
る。
【００２６】
【発明の効果】本発明に係る無効電流検出回路によれ
ば、負荷の有効電流を一旦検出し、その有効電流を負荷
電流から減算することにより無効電流を検出するように
したから、負荷電流の立ち上がりに対して応答性のよい
有効電流検出でもって求めるべき無効電流を検出するこ
とができるので、無効電流を直接的に検出するよりも負
荷電流の立ち上がりに対する検出遅れを可及的に少なく
することができ、無効電流検出の高速化が図れ、応答性
に優れた無効電流検出回路を提供できる。
ば、負荷の有効電流を一旦検出し、その有効電流を負荷
電流から減算することにより無効電流を検出するように
したから、負荷電流の立ち上がりに対して応答性のよい
有効電流検出でもって求めるべき無効電流を検出するこ
とができるので、無効電流を直接的に検出するよりも負
荷電流の立ち上がりに対する検出遅れを可及的に少なく
することができ、無効電流検出の高速化が図れ、応答性
に優れた無効電流検出回路を提供できる。
【図１】本発明に係る無効電流検出回路の実施例を示す
概略構成回路図
概略構成回路図
【図２】（ａ）は負荷電圧及び負荷電流を示す波形図、
（ｂ）は負荷電圧と負荷電流との乗算により得られる有
効電力及び有効電流を示す波形図
（ｂ）は負荷電圧と負荷電流との乗算により得られる有
効電力及び有効電流を示す波形図
【図３】図１の無効電流検出回路の具体的構成を示す回
路図
路図
【図４】無効電流検出回路の従来例を示す概略構成回路
図
図
【図５】（ａ）は負荷電圧及び負荷電流と９０°遅れ電
圧を示す波形図、（ｂ）は９０°遅れ電圧と負荷電流と
の乗算により得られる無効電力及び無効電流を示す波形
図
圧を示す波形図、（ｂ）は９０°遅れ電圧と負荷電流と
の乗算により得られる無効電力及び無効電流を示す波形
図
１ 系統電源 ２ インバータ ４ 変動負荷 ６ 変流器 ７ 変圧器 ２１ 無効電力補償装置 ２２ 無効電流検出回路 ２３ 有効電力生成回路 ２４ 有効電流生成回路 ２５ 無効電流生成回路 ２６ 有効電力演算回路 ２７ フィルタ回路 ２８ 有効電流演算回路 ２９ 有効電流波形演算回路 ＶL 負荷電圧 ＩL 負荷電流 ｐ 有効電力信号 Ｐ 有効電力
Claims (3)
- 【請求項１】 系統電源に接続された変動負荷の無効電
流の変動分と逆位相の補償電流を生成する無効電力補償
装置に組み込まれ、変動負荷により発生した無効電流を
変流器及び変圧器を介して検出する無効電流検出回路に
おいて、 上記変流器及び変圧器により検出された負荷電圧及び負
荷電流から有効電力を生成する有効電力生成回路と、そ
の有効電力生成回路からの出力に基づいて有効電流を生
成する有効電流生成回路と、その有効電流生成回路から
出力される有効電流を変流器により検出された負荷電流
から減算する無効電流生成回路とを具備したことを特徴
とする無効電流検出回路。 - 【請求項２】 前記有効電力生成回路は、負荷電圧と負
荷電流とを乗算する有効電力演算回路と、有効電力演算
回路から出力される有効電力から系統周波数の二倍の周
波数成分を除去するフィルタ回路とで構成され、且つ、
前記有効電流生成回路は、フィルタ回路から出力される
有効電力の直流信号値を負荷電圧の直流信号値（実効
値）で除算する有効電流演算回路と、その有効電流演算
回路から出力される有効電流の直流信号値（実効値）に
負荷電圧と同相の電流信号波形を乗算する有効電流波形
演算回路とで構成したことを特徴とする請求項１記載の
無効電流検出回路。 - 【請求項３】 前記有効電力生成回路が負荷電圧と同期
した基準正弦波信号と負荷電流の乗算によるものである
ことを特徴とする請求項１又は２記載の無効電流検出回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009291A JPH07222362A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 無効電流検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009291A JPH07222362A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 無効電流検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07222362A true JPH07222362A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=11716381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6009291A Withdrawn JPH07222362A (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 無効電流検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07222362A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008067512A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Nissin Electric Co Ltd | 電力変換システム |
| JP2016197947A (ja) * | 2015-04-02 | 2016-11-24 | 富士電機株式会社 | 事故検出装置、この装置を備えた遮断器、および系統解列検出方法 |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP6009291A patent/JPH07222362A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008067512A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Nissin Electric Co Ltd | 電力変換システム |
| JP2016197947A (ja) * | 2015-04-02 | 2016-11-24 | 富士電機株式会社 | 事故検出装置、この装置を備えた遮断器、および系統解列検出方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010403 |