JP4774933B2 - Harmonic suppression device - Google Patents
Harmonic suppression device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4774933B2 JP4774933B2 JP2005323508A JP2005323508A JP4774933B2 JP 4774933 B2 JP4774933 B2 JP 4774933B2 JP 2005323508 A JP2005323508 A JP 2005323508A JP 2005323508 A JP2005323508 A JP 2005323508A JP 4774933 B2 JP4774933 B2 JP 4774933B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- series
- direct converter
- capacitor
- reactor
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
Description
本発明は、交流直接変換器の入力フィルタとして使用される高調波抑制装置に関するものである。 The present invention relates to a harmonic suppression device used as an input filter of an AC direct converter.
交流直接変換器は、交流電圧を任意の大きさ及び周波数の交流電圧に変換して電動機等の負荷に供給する電力変換器として知られている。
図7は、従来の交流直接変換器の入力側の回路構成を示しており、1は三相交流電源、2は入力フィルタ、3は交流直接変換器、101は入力電流指令及び出力電圧指令に基づいて交流直接変換器3を構成する半導体スイッチング素子のPWMパルスを作成するPWM信号作成手段である。
An AC direct converter is known as a power converter that converts an AC voltage into an AC voltage of an arbitrary magnitude and frequency and supplies the AC voltage to a load such as an electric motor.
FIG. 7 shows a circuit configuration on the input side of a conventional AC direct converter, where 1 is a three-phase AC power source, 2 is an input filter, 3 is an AC direct converter, and 101 is an input current command and an output voltage command. This is a PWM signal creating means for creating a PWM pulse of the semiconductor switching element constituting the AC
この種の交流直接変換器3は、入力電圧を短冊状に切り出して出力電圧を直接得ているため、交流直接変換器3の半導体スイッチング素子に流れる電流も短冊状となる。この短冊状の電流による高調波が系統に影響を与えないように、交流直接変換器3の電源側には高調波抑制装置として入力フィルタ2が接続されている。
上記入力フィルタ2は、リアクトル21、ダンピング抵抗22及びコンデンサ23により構成されている。
Since this type of AC
The
なお、交流直接変換器としては、図8に示すように双方向性の交流スイッチSを入力端子R,S,Tと出力端子U,V,Wとの間に接続した変換器3A(マトリクスコンバータ)や、図9に示すようにPWM整流器31及びインバータ32から構成され、直流リンク部に大容量コンデンサ等のフィルタ要素を備えない変換器3Bが挙げられる。
As an AC direct converter, a
さて、図7に示した入力フィルタ2のカットオフ周波数は、通常、変換器3のスイッチング周波数よりも十分低く設定される。ここで、カットオフ周波数は、入力フィルタ2を構成するリアクトル21とコンデンサ23との共振周波数である。
リアクトル21のインダクタンス値をLf、コンデンサ23の容量値をCfとすると、共振周波数frが次式で表されることはよく知られている。
Now, the cutoff frequency of the
When the inductance value L f of the reactor 21, the capacitance value of the
図10は、入力フィルタ2の周波数特性を示すボード線図である。図10の横軸は周波数を示し、図10の上段はゲインを、下段は位相をそれぞれ示している。
変換器3のスイッチング周波数が、ゲインが十分に低くなる範囲に設定されていれば、スイッチング周波数成分が系統に流出することはない。なお、図10において、ゲインが最大値となる周波数がカットオフ周波数である。
FIG. 10 is a Bode diagram showing frequency characteristics of the
If the switching frequency of the
ところが、通常、系統側にはリアクタンス成分が存在する。このリアクタンス成分としては、例えば変圧器の漏れインダクタンス成分が挙げられる。ここで、変圧器の漏れインダクタンス成分を無視できない場合の回路図を、図11に示す。
図11において、4は上記漏れインダクタンス成分であり、このインダクタンス成分4は入力フィルタ2のリアクトル21と直列に接続されている。この結果、漏れインダクタンス成分4、リアクトル21及びコンデンサ23による共振周波数frは数式2により表されることになり、数式1よりも小さくなる。但し、漏れインダクタンス成分4のインダクタンス値をLsとする。
However, there is usually a reactance component on the system side. Examples of the reactance component include a leakage inductance component of a transformer. Here, FIG. 11 shows a circuit diagram when the leakage inductance component of the transformer cannot be ignored.
In FIG. 11, 4 is the leakage inductance component, and this
図12は、図11における変換器3の入力側の周波数特性を示すボード線図である。
図12を図10と比較すると、上記漏れインダクタンス成分4の影響により、共振周波数が低下している。また、ゲインに着目すると、ゲインの最大値が図10の場合よりも大幅に増加している。すなわち、共振周波数成分が大きく増幅されることになる。
交流直接変換器3の入力側の電圧に上記共振周波数成分が重畳している状態で電圧を発生すると、交流直接変換器3は入出力側が直接接続されるため、出力電圧に共振周波数成分が重畳されることになり、前述したように共振周波数成分が大きくなると出力電圧制御性能の低下が顕著になるという問題がある。
FIG. 12 is a Bode diagram showing frequency characteristics on the input side of the
Comparing FIG. 12 with FIG. 10, the resonance frequency is lowered due to the influence of the
When a voltage is generated in a state where the resonance frequency component is superimposed on the voltage on the input side of the AC
なお、下記の特許文献1には、交流−直流変換を行うPWM変換器において、入力電流の振動成分による影響が出力側に現れないようにする手法が開示されている。
この従来技術では、入力電流の振動成分をハイパスフィルタにより抽出し、基本波電圧指令値から上記振動成分を減算してPWM変換器の電圧指令値を得ることにより、振動成分の影響を低減している。
Patent Document 1 below discloses a technique for preventing the influence of the vibration component of the input current from appearing on the output side in a PWM converter that performs AC-DC conversion.
In this prior art, the vibration component of the input current is extracted by a high-pass filter, and the influence of the vibration component is reduced by subtracting the vibration component from the fundamental voltage command value to obtain the voltage command value of the PWM converter. Yes.
特許文献1に記載された従来技術を交流直接変換器に適用する場合には、入力電流の検出手段を追加する必要があるので、コスト上昇の原因になると共に、振動成分の周波数が比較的高いため高速な演算装置が必要になる等の問題があった。
そこで本発明の解決課題は、入力電流検出手段や高速な演算装置が不要であり、低コストにて実現可能な高調波抑制装置を提供することにある。
When the conventional technique described in Patent Document 1 is applied to an AC direct converter, it is necessary to add an input current detection means, which causes a cost increase and a relatively high frequency of vibration components. Therefore, there is a problem that a high-speed arithmetic device is required.
Therefore, a problem to be solved by the present invention is to provide a harmonic suppression device that does not require an input current detection means or a high-speed arithmetic device and can be realized at low cost.
上記課題を解決するため、請求項1に記載した発明は、多相入力の交流直接変換器の入力フィルタとして用いられる高調波抑制装置において、
電源と前記交流直接変換器との間の各相にそれぞれ直列に接続されたリアクトルと、
これらのリアクトルと前記交流直接変換器との間において、各相間にそれぞれ接続された1個以上のコンデンサと、
前記電源と前記リアクトルとの間において、各相間にそれぞれ接続された1個以上の直列回路と、を備え、
前記直列回路は、抵抗とコンデンサとを直列に接続してなることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 is a harmonic suppression device used as an input filter of a multiphase input AC direct converter,
A reactor connected in series to each phase between a power source and the AC direct converter;
Between these reactors and the AC direct converter, one or more capacitors respectively connected between the phases;
Between the power source and the reactor, comprising one or more series circuits respectively connected between the phases,
The series circuit is formed by connecting a resistor and a capacitor in series.
請求項2に記載した発明は、多相入力の交流直接変換器の入力フィルタとして用いられる高調波抑制装置において、
電源と前記交流直接変換器との間の各相にそれぞれ直列に接続されたリアクトルと、
これらのリアクトルと前記交流直接変換器との間において、各相間にそれぞれ接続された1個以上のコンデンサと、
前記リアクトルと前記コンデンサとの間において、各相間にそれぞれ接続された1個以上の直列回路と、を備え、
前記直列回路は、抵抗とコンデンサとを直列に接続してなることを特徴とする。
The invention described in
A reactor connected in series to each phase between a power source and the AC direct converter;
Between these reactors and the AC direct converter, one or more capacitors respectively connected between the phases;
Between the reactor and the capacitor, and one or more series circuits connected between each phase, respectively,
The series circuit is formed by connecting a resistor and a capacitor in series.
請求項3に記載した発明は、多相入力の交流直接変換器の入力フィルタとして用いられる高調波抑制装置において、
電源と前記交流直接変換器との間の各相にそれぞれ直列に接続されたリアクトルと、
これらのリアクトルと前記交流直接変換器との間において、各相間にそれぞれ接続された1個以上の直並列回路と、を備え、
前記直並列回路は、コンデンサと抵抗との並列回路と、この並列回路に直列接続された別のコンデンサと、からなることを特徴とする。
The invention described in
A reactor connected in series to each phase between a power source and the AC direct converter;
Between these reactors and the AC direct converter, one or more series-parallel circuits respectively connected between each phase, and
The series-parallel circuit includes a parallel circuit of a capacitor and a resistor, and another capacitor connected in series to the parallel circuit.
なお、請求項4に記載するように、上記各発明において、前記リアクトルに並列に抵抗を接続しても良い。
In addition, as described in
本発明によれば、変圧器の漏れインダクタンス成分等による系統のリアクタンス成分を無視できない場合でも、入力電流検出手段や高速な演算装置を用いずに、入力フィルタとして抵抗やコンデンサ等の受動素子を組み合わせるだけで共振周波数成分の抑制が可能であり、コストの大幅な上昇を招くことなく、出力電圧への共振周波数成分の悪影響を解消して出力電圧制御性能の低下を防ぐことができる。
更に、コンデンサの容量と、コンデンサ内部に含まれるインダクタンス成分とによる共振現象も抑制できるという効果も奏する。
According to the present invention, even when the reactance component of the system due to the leakage inductance component of the transformer cannot be ignored, a passive element such as a resistor or a capacitor is combined as an input filter without using input current detection means or a high-speed arithmetic device. Thus, the resonance frequency component can be suppressed, and the adverse effect of the resonance frequency component on the output voltage can be eliminated without causing a significant increase in cost, thereby preventing a decrease in output voltage control performance.
Furthermore, there is an effect that the resonance phenomenon due to the capacitance of the capacitor and the inductance component included in the capacitor can also be suppressed.
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図1は本発明の第1実施形態を示す構成図であり、請求項1,4に記載した発明に相当するものである。
この実施形態が図11の従来技術と異なるのは入力フィルタ2Aの構成であり、従来のリアクトル21、コンデンサ23及び抵抗22に加えて、抵抗24とコンデンサ25との直列回路をスター結線してなる回路をリアクトル21の電源側各相間に接続して入力フィルタ2Aが構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, which corresponds to the invention described in
This embodiment differs from the prior art of FIG. 11 in the configuration of the input filter 2A, which is formed by star connection of a series circuit of a
図2は、図1の入力フィルタ2Aによる周波数特性を示したボード線図である。
図2によれば、図1のように変圧器の漏れインダクタンス成分4(系統のリアクタンス成分)を無視できない場合においても、共振周波数成分のゲインが増加することはない。
このため、共振周波数成分が大きく増幅されることはなく、従来の入力フィルタに受動素子としての抵抗24及びコンデンサ25の直列回路を相数分、追加するだけで、特別な制御を必要とせずに出力電圧への共振周波数成分の重畳を防ぐことができ、出力電圧の制御性能の低下を防止することができる。
FIG. 2 is a Bode diagram showing frequency characteristics of the input filter 2A shown in FIG.
According to FIG. 2, even when the leakage inductance component 4 (reactance component of the system) of the transformer cannot be ignored as shown in FIG. 1, the gain of the resonance frequency component does not increase.
For this reason, the resonance frequency component is not greatly amplified, and a series circuit of a
次に、図3は本発明の第2実施形態を示す構成図であり、請求項2,4の発明に相当するものである。
この実施形態では、従来のリアクトル21、コンデンサ23及び抵抗22に加えて、抵抗24とコンデンサ25との直列回路をスター結線してなる回路をリアクトル21の変換器側各相間に接続して入力フィルタ2Bが構成されている。
Next, FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, and corresponds to the inventions of
In this embodiment, in addition to the
図4は、図3の入力フィルタ2Bによる周波数特性を示したボード線図である。
図4によれば、この実施形態においても、漏れインダクタンス成分4を無視できない場合でも共振周波数成分のゲインが増加することはなく、共振周波数成分が大きく増幅されることはないので、第1実施形態と同様に、特別な制御を必要とせずに出力電圧制御性能の低下を防止することができる。
FIG. 4 is a Bode diagram showing frequency characteristics by the input filter 2B of FIG.
According to FIG. 4, even in this embodiment, even when the
次いで、図5は本発明の第3実施形態を示す構成図であり、請求項3,4の発明に相当する。
この実施形態の入力フィルタ2Cは、抵抗24とコンデンサ26との並列回路にコンデンサ25を直列接続して三相分の直並列回路を構成し、これらの直並列回路をスター結線してリアクトル21の変換器側各相間に接続したものである。見方を変えれば、図3におけるコンデンサ23を除去し、これらのコンデンサを抵抗24にそれぞれ並列に接続した回路に相当する。
Next, FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention, and corresponds to the third and fourth aspects of the present invention.
In the input filter 2C of this embodiment, a
図6は、図5の入力フィルタ2Cによる周波数特性を示したボード線図である。
図6によれば、この実施形態においても、漏れインダクタンス成分4を無視できない場合でも共振周波数成分のゲインが増加することはなく、共振周波数成分が大きく増幅されることはない。従って、第1,第2実施形態と同様に、特別な制御を必要とせずに出力電圧制御性能の低下を防止することができる。
FIG. 6 is a Bode diagram showing frequency characteristics of the input filter 2C shown in FIG.
According to FIG. 6, also in this embodiment, even when the
なお、第1,第2実施形態におけるコンデンサ23、第3実施形態におけるコンデンサ25はスター結線されているが、デルタ結線としてもよい。
また、各実施形態において、リアクトル21に並列接続された抵抗22を省略しても同様な作用効果を得ることができる。
更に、本発明は三相入力の交流直接変換器3ばかりでなく、一般に多相入力の交流直接変換器を対象とした入力フィルタに適用可能である。
The
Moreover, in each embodiment, even if the
Furthermore, the present invention can be applied not only to a three-phase input AC
1:三相交流電源
2A,2B,2C:入力フィルタ
21:リアクトル
22,24:抵抗
23,25,26:コンデンサ
3:交流直接変換器
4:漏れインダクタンス成分
101:PWM信号作成手段
1: Three-phase AC power supply 2A, 2B, 2C: Input filter 21:
Claims (4)
電源と前記交流直接変換器との間の各相にそれぞれ直列に接続されたリアクトルと、
これらのリアクトルと前記交流直接変換器との間において、各相間にそれぞれ接続された1個以上のコンデンサと、
前記電源と前記リアクトルとの間において、各相間にそれぞれ接続された1個以上の直列回路と、
を備え、
前記直列回路は、抵抗とコンデンサとを直列に接続してなることを特徴とする高調波抑制装置。 In a harmonic suppression device used as an input filter for a polyphase input AC direct converter,
A reactor connected in series to each phase between a power source and the AC direct converter;
Between these reactors and the AC direct converter, one or more capacitors respectively connected between the phases;
Between the power source and the reactor, one or more series circuits respectively connected between the phases;
With
The series circuit is formed by connecting a resistor and a capacitor in series, and a harmonic suppressing device.
電源と前記交流直接変換器との間の各相にそれぞれ直列に接続されたリアクトルと、
これらのリアクトルと前記交流直接変換器との間において、各相間にそれぞれ接続された1個以上のコンデンサと、
前記リアクトルと前記コンデンサとの間において、各相間にそれぞれ接続された1個以上の直列回路と、
を備え、
前記直列回路は、抵抗とコンデンサとを直列に接続してなることを特徴とする高調波抑制装置。 In a harmonic suppression device used as an input filter for a polyphase input AC direct converter,
A reactor connected in series to each phase between a power source and the AC direct converter;
Between these reactors and the AC direct converter, one or more capacitors respectively connected between the phases;
Between the reactor and the capacitor, one or more series circuits respectively connected between the phases;
With
The series circuit is formed by connecting a resistor and a capacitor in series, and a harmonic suppressing device.
電源と前記交流直接変換器との間の各相にそれぞれ直列に接続されたリアクトルと、
これらのリアクトルと前記交流直接変換器との間において、各相間にそれぞれ接続された1個以上の直並列回路と、
を備え、
前記直並列回路は、コンデンサと抵抗との並列回路と、この並列回路に直列接続された別のコンデンサと、からなることを特徴とする高調波抑制装置。 In a harmonic suppression device used as an input filter for a polyphase input AC direct converter,
A reactor connected in series to each phase between a power source and the AC direct converter;
Between these reactors and the AC direct converter, one or more series-parallel circuits respectively connected between the phases,
With
The series-parallel circuit includes a parallel circuit of a capacitor and a resistor, and another capacitor connected in series to the parallel circuit.
前記リアクトルに並列に抵抗を接続したことを特徴とする高調波抑制装置。 In the harmonic suppression device according to any one of claims 1 to 3,
A harmonic suppression device, wherein a resistor is connected in parallel to the reactor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005323508A JP4774933B2 (en) | 2005-11-08 | 2005-11-08 | Harmonic suppression device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005323508A JP4774933B2 (en) | 2005-11-08 | 2005-11-08 | Harmonic suppression device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007135261A JP2007135261A (en) | 2007-05-31 |
JP4774933B2 true JP4774933B2 (en) | 2011-09-21 |
Family
ID=38156483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005323508A Expired - Fee Related JP4774933B2 (en) | 2005-11-08 | 2005-11-08 | Harmonic suppression device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4774933B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5540591B2 (en) * | 2009-07-22 | 2014-07-02 | 株式会社明電舎 | Pre-charging device and pre-charging method for AC-AC direct conversion device |
CN102969877B (en) * | 2012-11-16 | 2014-12-10 | 上海交通大学 | LCL (Less Container Load) filter with serially-connected splitting capacitor and damping resistor and design method of LCL filter |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3466118B2 (en) * | 1999-08-31 | 2003-11-10 | 三菱電機株式会社 | Leakage current reduction filter for inverter type drive unit |
JP3864799B2 (en) * | 2002-02-14 | 2007-01-10 | 株式会社安川電機 | PWM cycloconverter |
JP4337443B2 (en) * | 2003-08-12 | 2009-09-30 | 株式会社日立製作所 | Matrix converter system |
-
2005
- 2005-11-08 JP JP2005323508A patent/JP4774933B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007135261A (en) | 2007-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4669723B2 (en) | Electric motor control device | |
KR101134263B1 (en) | Direct type ac power converting apparatus | |
JP4760000B2 (en) | Multiphase current supply circuit, driving device, compressor, and air conditioner | |
JP4706987B2 (en) | Power conversion circuit | |
US8374005B2 (en) | Direct AC power converting apparatus | |
JP4760001B2 (en) | Multiphase current supply circuit, driving device, compressor, and air conditioner | |
US10742154B2 (en) | Motor driving device | |
JP2001268922A (en) | Power converter | |
JP4277186B2 (en) | Control device for power converter | |
JP2007181341A (en) | Converter device | |
JP4774933B2 (en) | Harmonic suppression device | |
KR101580068B1 (en) | Auxiliary power source device for vehicle | |
JP2003244960A (en) | Pwm cycloconverter | |
JP3801085B2 (en) | Power converter | |
JP2005295676A (en) | Matrix converter | |
JP5804963B2 (en) | Inverter | |
JP3807345B2 (en) | Grid interconnection power converter | |
JP2008043096A (en) | Power conversion device | |
JP3879577B2 (en) | Power converter | |
JP2000295771A (en) | Active filter controller | |
JP2008301546A (en) | Power conversion circuit | |
JP2018113837A (en) | Deterioration detector of x capacitor for noise reduction | |
JP2004229367A (en) | Noise reduction apparatus of power converter | |
JP2011024326A (en) | Power converter | |
JP2006238645A (en) | Serial multiple matrix converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080916 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110531 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110601 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110613 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4774933 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |