大容量ダイオード整流回路の高調波抑制に適した直列形アクティブフィルタの研究

コンデンサ平滑形ダイオード整流回路は、低コスト、高効率,高信頼性などの特長を有するため、無停電電源装置や電圧形PWMインバータなどの直流電源として広く用いられている。しかし、コンデンサ平滑形ダイオード整流回路は多量の高調波電流を発生するため、電源に電圧ひずみを生じ、他の電子機器に高調波障害を引き起こす恐れがある。電源電流に高調波を発生しない直流電源としてPWM整流回路が研究・開発されているが、コストが高い,効率が低いなどの問題がある。本研究では,直列形アクティブフィルタとダイオード整流回路を併用した高調波電流を発生しない新しい直流電源システムの開発を行なった。本研究で開発する直流電源システムは,直列形アクティブフィルタとダイオード整流回路を併用し,ダイオード整流回路が交流-直流交換を行ない,直列形アクティブフィルタは高調波電流を抑制する点に特長がある。まず,直流電源システムに適した直列形アクティブフィルタの新しい制御法を開発した。次に,直流電源システム(5kVA)を試作し,直列形アクティブフィルタのPWM変換器容量と補償効果について実験により検討した。さらに,新しい直流電圧制御法を開発し,実験により動作原理を確認した。その結果,直列形アクティブフィルタに用いるPWM変換器の容量は負荷容量のわずか7%でよく,高効率と低コストを実現できることを明らかにした。また,PWM変換器容量と高調波抑制特性に影響を与えることなく,約5%の直流出力電圧の調整が可能であることを実験により確認した。本研究の成果は,高調波電流を発生しない低コスト・高効率な直流電源システムとして,大容量の無停電電源装置の直流電源への適用が期待できる。

コンデンサ平滑形ダイオード整流回路は、低コスト、高効率,高信頼性などの特長を有するため、無停電電源装置や電圧形PWMインバータなどの直流電源として広く用いられている。しかし、コンデンサ平滑形ダイオード整流回路は多量の高調波電流を発生するため、電源に電圧ひずみを生じ、他の電子機器に高調波障害を引き起こす恐れがある。電源電流に高調波を発生しない直流電源としてPWM整流回路が研究・開発されているが、コストが高い,効率が低いなどの問題がある。本研究では,直列形アクティブフィルタとダイオード整流回路を併用した高調波電流を発生しない新しい直流電源システムの開発を行なった。本研究で開発する直流電源システムは,直列形アクティブフィルタとダイオード整流回路を併用し,ダイオード整流回路が交流-直流交換を行ない,直列形アクティブフィルタは高調波電流を抑制する点に特長がある。まず,直流電源システムに適した直列形アクティブフィルタの新しい制御法を開発した。次に,直流電源システム(5kVA)を試作し,直列形アクティブフィルタのPWM変換器容量と補償効果について実験により検討した。さらに,新しい直流電圧制御法を開発し,実験により動作原理を確認した。その結果,直列形アクティブフィルタに用いるPWM変換器の容量は負荷容量のわずか7%でよく,高効率と低コストを実現できることを明らかにした。また,PWM変換器容量と高調波抑制特性に影響を与えることなく,約5%の直流出力電圧の調整が可能であることを実験により確認した。本研究の成果は,高調波電流を発生しない低コスト・高効率な直流電源システムとして,大容量の無停電電源装置の直流電源への適用が期待できる。