小型化と長寿命化を実現する三相電力用アクティブフィルタの開発

平成27年度に引き続き，高調波補償装置であるアクティブフィルタの直流コンデンサ容量を大幅に低減できる制御法について検討を行った。まず，回路パラメータを制御回路内で同定する制御法を検討した。平成27年度に開発した高速・高精度な直流コンデンサ電圧制御法は，制御回路において設定された直流コンデンサ容量が実際の静電容量と異なると，制御特性が大幅に低下していた。これに対して，制御回路内で演算した直流コンデンサに生じる電圧脈動と実測した電圧脈動を比較・フィードバックすることにより，静電容量を同定する。その結果，パラメータに変化が生じた場合でも，高調波補償特性を低下することなく，直流コンデンサ電圧を高速・高精度に制御することが可能となることを明らかにした。次に，負荷や電源が不平衡の場合の制御法について検討を行った。従来の制御法では，不平衡時に直流コンデンサの電圧脈動が大幅に増大するため，静電容量の低減が困難であった。これに対して，基本波の逆相電流を注入することによって，直流コンデンサ電圧脈動の低次成分を零とする制御法を提案した。負荷および電源が不平衡の環境で実験を行い，提案法が電圧脈動を大幅に抑制できることを確認した。その結果，直流コンデンサを三相平衡の場合と同程度まで静電容量の低減が可能であることを明らかにした。最後に，整流器負荷とアクティブフィルタを直流側で接続し，整流器とアクティブフィルタの協調した回路構成および制御法について検討した。このとき，整流動作と回生動作を急峻に切り替える制御法を明らかにし，シミュレーションによって確認した。これにより，負荷が急峻に変化した場合でも，動作を停止せず安定した運転継続が可能となる。以上の結果により，変換器の動作に影響なく直流コンデンサ容量を最小化でき，コンデンサの小型化・長寿命化を実現できることを実証した。

平成27年度に引き続き，高調波補償装置であるアクティブフィルタの直流コンデンサ容量を大幅に低減できる制御法について検討を行った。まず，回路パラメータを制御回路内で同定する制御法を検討した。平成27年度に開発した高速・高精度な直流コンデンサ電圧制御法は，制御回路において設定された直流コンデンサ容量が実際の静電容量と異なると，制御特性が大幅に低下していた。これに対して，制御回路内で演算した直流コンデンサに生じる電圧脈動と実測した電圧脈動を比較・フィードバックすることにより，静電容量を同定する。その結果，パラメータに変化が生じた場合でも，高調波補償特性を低下することなく，直流コンデンサ電圧を高速・高精度に制御することが可能となることを明らかにした。次に，負荷や電源が不平衡の場合の制御法について検討を行った。従来の制御法では，不平衡時に直流コンデンサの電圧脈動が大幅に増大するため，静電容量の低減が困難であった。これに対して，基本波の逆相電流を注入することによって，直流コンデンサ電圧脈動の低次成分を零とする制御法を提案した。負荷および電源が不平衡の環境で実験を行い，提案法が電圧脈動を大幅に抑制できることを確認した。その結果，直流コンデンサを三相平衡の場合と同程度まで静電容量の低減が可能であることを明らかにした。最後に，整流器負荷とアクティブフィルタを直流側で接続し，整流器とアクティブフィルタの協調した回路構成および制御法について検討した。このとき，整流動作と回生動作を急峻に切り替える制御法を明らかにし，シミュレーションによって確認した。これにより，負荷が急峻に変化した場合でも，動作を停止せず安定した運転継続が可能となる。以上の結果により，変換器の動作に影響なく直流コンデンサ容量を最小化でき，コンデンサの小型化・長寿命化を実現できることを実証した。