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電力用アクティブフィルタの高速ディジタル電流制御回路の開発

电力有源滤波器高速数字电流控制电路的研制

基本信息

批准号：
15760193
负责人：
藤田英明
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

平成16年度は,三相高速電流制御回路を製作し実験により動作特性を確認した。三相電流制御回路には,高速A/D変換回路(変換時間50ns)とFPGA(Field Programmable Gate Array)を使用する。A/D変換器は7回路並列で使用し,三相の電源電圧・電流と三相電圧形変換器の直流リンク電圧を検出する。FPGAでは,電源電流の高速フィードバック制御と直流リング電圧のフィードバック制御を行う。FPGAの制御演算は約300nsであり,従来のディジタル電流制御器の制御遅延に伴う安定性の問題を解決することができる。また実験では,同じ制御回路に演算遅延を考慮することにより,提案する高速電流制御器と従来の電流制御器の制御特性の比較を行った。その結果,従来の電流制御器に比べ,提案する高速電流制御器は安定性を大幅に改善でき,フィードバックゲインを約4倍に設定することが可能になることを明らかに。また,高調波発生を行った場合,位相遅れを約1/2に低減できることを確認した。さらに,電源電圧に高調波を含む場合にも不要な高調波の流入を約1/4に抑制できることを明らかにした。また,これらの動作特性について,離散時間系フィードバックシステムとしてモデリングを行い,理論特性を導出した。以上の結果から,本研究で検討した高速ディジタル電流制御回路を電力用アクティブフィルタに適用することにより,高調波抑制特性の改善が期待できる。

In 2016, the three-phase high-speed current control circuit was manufactured and its operation characteristics were confirmed. Three-phase current control circuit, high-speed A/D switching circuit (switching time 50ns) and FPGA(Field Programmable Gate Array) are used. A/D converter is used in 7 circuits in parallel, three-phase power supply voltage and current and three-phase voltage converter DC voltage and current output. FPGAs provide high speed power supply current control and DC voltage control. FPGA control algorithm is about 300ns, and the control delay of the current controller is solved. A comparison of the control characteristics of high-speed current controllers and current controllers is proposed based on the calculation delay of the same control loop As a result, the stability of the proposed high-speed current controller is greatly improved compared with that of the previous one, and the stability of the proposed high-speed current controller is about 4 times higher than that of the current controller. When the high frequency wave is generated, the phase is reduced by about 1/2. In this case, the power supply voltage is high, and the inflow of high voltage is about 1/4 of the time. In this paper, we introduce the theory of the discrete time system. As a result, this study aims to improve the high speed current control loop and its application in power applications.