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。

2004年，产生了三个阶段高速电流控制回路，并通过实验确认了操作特性。高速A/D转换电路（转换时间50 ns）和FPGA（现场可编程栅极阵列）用于三相电流控制电路。 A/D转换器在七个时间电路中并联使用，并且检测到三相电源电源电压/电流和三相电压 - 型转换器的直流链路电压。在FPGA中，高速反馈控制电源电流和直流环电压的反馈控制。 FPGA的控制操作约为300 ns，这可以解决由于常规数字电流控制的控制延迟而导致的稳定性问题。在实验中，通过考虑同一控制电路中的操作延迟，比较了提出的高速电流控制装置和常规电流控制装置的控制特性。结果，很明显，与常规电流控制器相比，提出的高速电流控制可以大大提高稳定性，并且可以将反馈增益设置约四倍。此外，确认当发生谐波时，相位延迟可以减少到约1/2。此外，已经揭示了不必要的谐波波的流入即使电源电压含有约1/4的谐波，也可以抑制约1/4。此外，对这些操作特征进行了建模作为离散的时间反馈系统，并得出了理论特征。基于上述结果，本研究中检查的高速数字电流控制电路应用于活性滤波器的功率，以便可以改善超音抑制特性。