(57)【要約】【課題】  三相４線式配電線において、中性線の３次高調波電流をベースとするひずみ波電流を低減する高調波低減回路の構成を簡単にし、高調波低減回路を安価に作製すること。【解決手段】  Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の配電線Ｕ、Ｖ、Ｗと中性線Ｎの間には、負荷７を接続してある。負荷７は、整流回路７１にコンデンサ（平滑コンデンサ）を接続したコンデンサ入力型整流回路を備えている。負荷７には、高調波低減回路６を並列に接続してある。高調波低減回路６は、サイリスタＳＣＲ１，２、抵抗ｒｃ、インダクタンスＬｃ、コンデンサＣを直列に接続してある。インダクタンスＬｃ、コンデンサＣは、共振回路を構成する。共振回路の共振周波数は、負荷７よって発生し、中性線Ｎを流れる高調波電流の周波数と同じに設定する。また高調波低減回路６の電流の位相は、サイリスタＳＣＲ１，２の点弧角を調整して負荷７よって発生する３次高調波電流と逆相にする。【選択図】                            図１
2006288182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子、抵抗、インダクタンス及びコンデンサを直列に接続してなり、負荷により発生する高調波電流と逆相の電流を発生する高調波低減回路を負荷に並列に接続してあることを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路。
【請求項２】
請求項１に記載の電力供給回路において、前記スイッチング素子はサイリスタであることを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電力供給回路において、前記スイッチング素子の点弧角を調整して前記高調波低減回路の電流の位相を調整できることを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路。
【請求項４】
請求項１、請求項２又は請求項３に記載の電力供給回路において、前記高調波低減回路の共振回路の共振周波数を電源電圧の周波数より高い周波数に設定してあることを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路。
【請求項５】
請求項４に記載の電力供給回路において、前記共振周波数を電源電圧の周波数の３倍の周波数に設定してあることを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路。
【請求項６】
請求項４に記載の電力供給回路において、前記共振周波数を電源電圧の周波数の３倍以外の周波数に設定してあることを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路。
【請求項７】
請求項４、請求項５又は請求項６に記載の電力供給回路において、前記高調波低減回路にバイアス回路を付加してあることを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路。
【請求項８】
スイッチング素子、抵抗、インダクタンス及びコンデンサを直列に接続してなり、負荷に並列に接続した高調波低減回路の共振回路の共振周波数を電源電圧の周波数より高い周波数に設定し、負荷により発生する高調波電流と逆相の電流を発生して負荷により発生する高調波電流を打ち消すことを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路の高調波低減方法。
【請求項９】
請求項８に記載の高調波低減方法において、前記スイッチング素子の点弧角を調整して前記高調波低減回路の電流の位相を調整することを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路の高調波低減方法。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の高調波低減方法において、前記共振周波数を電源電圧の周波数の３倍の周波数に設定することを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路の高調波低減方法。
【請求項１１】
請求項８又は請求項９に記載の高調波低減方法において、前記共振周波数を電源電圧の周波数の３倍以外の周波数に設定することを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路の高調波低減方法。
【請求項１２】
請求項８、請求項９、請求項１０又は請求項１１に記載の高調波低減方法において、前記高調波低減回路にバイアス回路を付加してあることを特徴とする三相４線式配電線の電力供給回路の高調波低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、三相４線式配電線の中性線のひずみ波電流を低減して受電端電圧の波形ひずみを低減する高調波低減回路を備えた三相４線式配電線の電力供給回路と高調波低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三相４線式配電線には、半導体回路を内蔵した家電製品、パソコン等の電子機器、サイリスタ等を用いた位相制御型調光回路等が接続されている。半導体回路は、一般に交流を整流して得た直流電源により駆動しているが、その整流には、コンデンサ（平滑コンデンサ）を接続した整流回路、いわゆるコンデンサ入力型整流回路が用いられている。コンデンサ入力型整流回路の電流は、正弦波の中央部分（振幅のピーク付近）の比較的狭い範囲において流れるため、電流の通流幅が狭くなる。そのため高調波電流が発生し、その同相分の高調波電流が三相４線式配電線の中性線を流れるため電圧降下が生じ、受電端電圧に波形ひずみを生じる。そこでその高調波電流を低減するため、従来アクティブフィルタが用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１１により従来のアクティブフィルタを用いた三相４線式配電線の電力供給回路を説明する。
図１１（ａ）は、三相交流電源に負荷とアクティブフィルタを接続した三相４線式配電線の電力供給回路を示し、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の一相分の電力供給回路を示す。
図１１（ａ）において、三相交流電源1は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電源ｅU，ｅV，ｅWを有し、負荷３は、それらの電源から各相の配電線Ｕ，Ｖ，Ｗと中性線Ｎにより電力が供給される。負荷３の近傍には、アクティブフィルタ２を接続してある。アクティブフィルタ２は、波形変換回路２１、電流出力回路２２、補助電源回路２３、制御回路２４等を備えている。制御回路２４は、負荷電流検出部４１の検出電流から３次高調波成分を抽出して電流出力回路２２の制御信号を発生し、その制御信号により電流出力回路２２のＩＧＢＴ等のスイッチ素子の導通、非導通を制御する。電流出力回路２２は、補助電源回路２３を電源として矩形波を発生する。波形変換回路２１は、その矩形波を正弦波状の電流に変換して配電線Ｕ，Ｖ，Ｗと中性線Ｎの間に供給する。その正弦波状の電流は、負荷３を流れる電流に含まれる３次高調波電流に近似している。
【０００４】
図１１（ｂ）において、制御回路２４は、負荷電流検出部４１の出力から３次高調波成分を抽出する３次高調波成分抽出回路２４１、出力電流検出部４２の出力と３次高調波成分抽出回路２４１の出力と補助制御回路２４２の出力とを演算する演算回路２４３、増幅回路２４４、増幅回路２４４の出力と三角波発生回路２４５の出力とを比較する比較回路２４６等を備えている。比較回路２４６の出力は、電流出力回路２２のＩＧＢＴ２２１へ直接供給するとともに、位相を反転してＩＧＢＴ２２２へ供給する。補助電源回路２３は、２個のコンデンサからなり、波形変換回路２１は、コンデンサとインダクタンスからなる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１８９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１１のように従来の三相４線式配電線の電力供給回路は、中性線の高調波電流を低減するためにアクティブフィルタを用いているが、アクティブフィルタは構成が複雑で高価になる。
本願発明は、この点に鑑み三相４線式配電線の電力供給回路において、中性線の高調波電流を低減する回路を簡単な構成の回路で実現し、安価に作製することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明は、その目的を達成するため、請求項１に記載の三相４線式配電線の電力供給回路は、スイッチング素子、抵抗、インダクタンス及びコンデンサを直列に接続してなり、負荷により発生する高調波電流と逆相の電流を発生する高調波低減回路を負荷に並列に接続してあることを特徴とする。
請求項２に記載の三相４線式配電線の電力供給回路は、請求項１に記載の電力供給回路において、前記スイッチング素子はサイリスタであることを特徴とする。
請求項３に記載の三相４線式配電線の電力供給回路は、請求項１又は請求項２に記載の電力供給回路において、前記スイッチング素子の点弧角を調整して前記高調波低減回路の電流の位相を調整できることを特徴とする。
請求項４に記載の三相４線式配電線の電力供給回路は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の電力供給回路において、前記高調波低減回路の共振回路の共振周波数を電源電圧の周波数より高い周波数に設定してあることを特徴とする。
請求項５に記載の三相４線式配電線の電力供給回路は、請求項４に記載の電力供給回路において、前記共振周波数を電源電圧の周波数の３倍の周波数に設定してあることを特徴とする。
請求項６に記載の三相４線式配電線の電力供給回路は、請求項４に記載の電力供給回路において、前記共振周波数を電源電圧の周波数の３倍以外の周波数に設定してあることを特徴とする。
請求項７に記載の三相４線式配電線の電力供給回路は、請求項４、請求項５又は請求項６に記載の電力供給回路において、前記高調波低減回路にバイアス回路を付加してあることを特徴とする。
請求項８に記載の三相４線式配電線の電力供給回路の高調波低減方法は、スイッチング素子、抵抗、インダクタンス及びコンデンサを直列に接続してなり、負荷に並列に接続した高調波低減回路の共振回路の共振周波数を電源電圧の周波数より高い周波数に設定し、負荷により発生する高調波電流と逆相の電流を発生して負荷により発生する高調波電流を打ち消すことを特徴とする。
請求項９に記載の三相４線式配電線の電力供給回路の高調波低減方法は、請求項８に記載の高調波低減方法において、前記スイッチング素子の点弧角を調整して前記高調波低減回路の電流の位相を調整することを特徴とする。
請求項１０に記載の三相４線式配電線の電力供給回路の高調波低減方法は、請求項８又は請求項９に記載の高調波低減方法において、前記共振周波数を電源電圧の周波数の３倍の周波数に設定することを特徴とする。
請求項１１に記載の三相４線式配電線の電力供給回路の高調波低減方法は、請求項８又は請求項９に記載の高調波低減方法において、前記共振周波数を電源電圧の周波数の３倍以外の周波数に設定することを特徴とする。
請求項１２に記載の三相４線式配電線の電力供給回路の高調波低減方法は、請求項８、請求項９、請求項１０又は請求項１１に記載の高調波低減方法において、前記高調波低減回路にバイアス回路を付加してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明は、高調波低減回路を、サイリスタ等のスイッチング素子、抵抗、インダクタンス及びコンデンサによって構成できるから、高調波低減回路は、従来のアクティブフィルタに比べて、構成が簡単になり安価に作製することができる。また本願発明の三相４線式配電線の電力供給回路は、高調波低減回路を負荷と並列に接続するだけで、負荷によって発生する高調波電流の打消し用電流を発生することができ、その高調波電流を打ち消すために高調波電流成分を抽出するための高調波電流成分抽出回路を設ける必要がない。
【０００９】
本願発明は、高調波低減回路を構成するサイリスタの点弧角を変えるだけで、高調波電流打消し用電流の位相、即ち負荷からの高調波電流とのタイミングを簡単に調整することができる。
本願発明は、高調波低減回路の共振回路の共振周波数を、電源電圧の周波数の３倍又は３倍以外の周波数に設定することにより正弦波又は非正弦波の高調波電流打消し用電流を発生することができる。また高調波低減回路にバイアス回路を付加することにより、半波の立ち上り部分と下降部分とが非対称になる高調波電流打消し用電流を発生することができる。
【００１０】
本願発明は、前記のように高調波低減回路を負荷と並列に接続して、その高調波低減回路の共振回路の共振周波数の設定値を変えるだけで、正弦波又は非正弦波の高調波電流打消し用電流を発生することができ、かつ高調波低減回路にバイアス回路を付加するだけで、それらの正弦波又は非正弦波を半波の立ち上り部分と下降部分とを非対称にすることもできる。したがって本願発明は、負荷によって発生する高調波電流の波形に応じて多様の波形の高調波電流打消し用電流を発生することがでる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１〜図１０により本願発明の実施例を説明する。なお各図に共通の部分は同じ符号を使用している。
【実施例１】
【００１２】
図１〜図４により実施例１を説明する。
図１（ａ）は、本願発明の実施例１に係る高調波低減回路を接続した三相４線式配電線の電力供給回路を示し、負荷にコンデンサ入力型整流回路が接続されている。図１（ｂ）は、図１（ａ）の一相分の高調波低減回路例を示す。
図１において、１は３相交流電源、６は高調波低減回路、７はコンデンサ入力型整流回路が接続されている負荷、Ｕ，Ｖ，Ｗは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の配電線、Ｎは中性線である。３相交流電源１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電源ｅU，ｅV，ｅWを有し、負荷７は、各相の配電線Ｕ，Ｖ，Ｗと中性線Ｎにより各電源に接続されている。負荷７は、半導体回路駆動用の整流回路（ダイオードブリッジ）７１、コンデンサ（平滑コンデンサ）Ｃｄ、半導体回路の等価負荷抵抗Ｒｄからなる。Ｌｌは、配電用変圧器の漏れリアクタンス、Ｌ0とｒ0は、配電線のインピーダンス、ｉcは高調波低減回路６の電流、ｉlは負荷７の入力電流、Ｖｌは受電端電圧である。
なお図１（ａ）は、符号６，７をＵ相にのみ付してあるが、Ｖ相、Ｗ相も同様である。
図１（ａ）の負荷７は、整流回路７１とコンデンサＣｄからなるコンデンサ入力型整流回路を用いている。そのため中性線Ｎには、３次高調波電流をベースとするひずみ波電流が流れる。そこで図１（ａ）は、そのひずみ波電流を低減するため各相の負荷７と並列に高調波低減回路６を接続してある。
【００１３】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の高調波低減回路６の具体例を示す。
高調波低減回路６は、スイッチング素子として逆阻止サイリスタＳＣＲ１，２の逆並列接続を用い、これと直列に抵抗ｒｃ、インダクタンスＬｃ、コンデンサＣを接続してある。インダクタンスＬｃ、コンデンサＣは、共振回路を形成している。その共振回路の共振周波数ｆ0は、電源電圧の周波数ｆの３倍（ｆ0＝３ｆ）に設定してある。このように設定することにより、各相の高調波低減回路６から中性線Ｎに流れる合成電流Σｉｃの周波数は、負荷７によって発生する３次高調波電流の周波数と同じになる。
【００１４】
各相の高調波低減回路６の電流ｉｃは、サイリスタＳＣＲ１，２がターンオンした時に流れ始めるから、中性線Ｎを流れる各相の電流ｉｃの合成電流Σｉｃの位相は、サイリスタＳＣＲ１，２がターンオンする時期（位相）、即ち点弧角αによって決まる。また各相の電流ｉｃが流れる期間（通流幅或いは通流角）は、共振周波数ｆ0によって決まり、電流ｉｃの大きさは、主として抵抗ｒｃによって決まる。したがって中性線Ｎの合成電流Σｉｃの位相は、各相の高調波低減回路６のサイリスタＳＣＲ１，２の点弧角αによって決まるから、その点弧角αを調整することにより、負荷７によって発生する３次高調波電流と逆相にすることができる。なお負荷７により発生する３次高調波電流の大きさや位相は、負荷の出力が変動してもほとんど変わらないが、サイリスタＳＣＲ１，２の点弧角αを調整することにより、負荷の種類が変わった際の３次高調波電流の位相の変化に対応して各相の高調波低減回路６の電流ｉｃの位相を調整することができる。本実施例は、高調波低減回路６にサイリスタＳＣＲ１，２を用いているから、駆動回路が簡単になる。
各相の電源電圧ｅU，ｅV，ｅW、各相の高調波低減回路６の電流（各相の高調波低減回路６の電流ｉｃ）ｉCU，ｉCV，ｉCW、それらの電流の和である中性線Ｎの電流ｉCN（＝Σｉｃ）は、図２のようになる。中性線Ｎの電流ｉCNは、高調波低減回路６の共振回路の共振周波数ｆ0が、電源電圧の周波数ｆの３倍（ｆ0＝３ｆ）のときには、図２のｉCNのように、３次高調波電流と同じ周波数の正弦波となる。
【００１５】
以上のように高調波低減回路６は、負荷７によって発生する３次高調波電流と周波数が同じで、逆相の電流ｉｃを発生できるから、それらの合成電流Σｉｃによって中性線Ｎの３次高調波電流を打ち消すことができる。したがって図１（ａ）のように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相毎に高調波低減回路６を接続することにより、各相の負荷７により発生して中性線Ｎを流れる３次高調波電流をベースとするひずみ波電流を低減することができる。
なお高調波低減回路６の共振回路の共振周波数ｆ0は、ｆ0＝３ｆの例について説明したが、負荷７によって発生する高調波電流の周波数成分は、３次以上の高調波成分が多く含まれる場合があり、その場合、共振周波数ｆ0を３ｆ以外の適当な値に設定することにより３ｆ以外の高調波成分も低減することができる。
【００１６】
図１（ｂ）の高調波低減回路６は、サイリスタ、抵抗、インダクタンス及びコンデンサによって形成できるから、従来のアクティブフィルタに比べて、構成が簡単になり安価に作製することができる。また図１の三相４線式配電線の電力供給回路は、高調波低減回路６を負荷７と並列に接続するだけで、負荷７によって発生する高調波電流を打ち消すことができ、その高調波電流を打ち消すために高調波電流成分を抽出するための高調波電流成分抽出回路を設ける必要がない。
なおスイッチング素子は、サイリスタに限らず、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子であってもよい。
【００１７】
ここで、図３、図４により図１の三相４線式配電線の電力供給回路のシミュレーションの結果について説明する。
シミュレーションに用いた図１（ａ）の対称三相電源と回路定数は、ｅU＝Ｅｍｓｉｎωｔ、ｅV＝Ｅｍｓｉｎ(ωｔ−１２０°)、ｅW＝Ｅｍｓｉｎ(ωｔ−240°)、Ｅｍ＝１４１[Ｖ]、ｆ＝５０[Ｈｚ]、Ｌｌ＝０．２[ｍＨ]、Ｌ0＝０．２[ｍＨ]、ｒ0＝０．１[Ω]、Ｒｄ＝１〜４０[Ω]（この範囲内で可変）に設定し、三相平衡負荷としてシミュレーションを実施した。ただし、負荷の時定数(Ｒｄ×Ｃｄ)を約１００[ｍｓ](一定)に保ちながらRdに対応してＣｄも可変した。
また図１（ｂ）の回路定数は、サイリスタ点弧角α＝４〜１８[°]、ｒｃ＝０.５５〜７.１[Ω]、Ｌ＝１０[ｍＨ]、Ｃ=１００[μＦ]に設定した。
なおシミュレーションには、パワーエレクトロニクスの分野で一般に使用されているシミュレーションソフトＰＳＩＭ（発売元：マイウェイ技研株式会社）を使用した。
【００１８】
まず図３について説明する。なお、Ｒｄ＝７[Ω]、Ｃｄ＝１３４２９[μＦ]、サイリスタ点弧角α＝１１[°]に設定した。
図３（ａ）は、中性線電流を示し、図３（ｂ）は、受電端電圧を示す。なお比較のため電源電圧（周波数ｆ）の正弦半波（破線）を併記してある。なお図３において、イは、高調波低減回路を接続した場合の中性線電流と受電端電圧を示し、ロは、高調波低減回路を接続しない場合の中性線電流と受電端電圧を示す。
【００１９】
図３（ａ）によると、三相４線式配電線に図１の高調波低減回路を接続すると、中性線電流の３次高調波電流をベースとするひずみ波電流イは、高調波低減回路を接続しない場合のひずみ波電流ロに比べて非常に小さくなり、図３（ｂ）のように高調波低減回路を接続した場合の受電端電圧イは、立ち上り部分と降下部分のスロープが正弦波に近付いており、受電端電圧中の高調波の含有量が低減していることが分かる。したがって図１の高調波低減回路は、中性線電流の３次高調波電流をベースとするひずみ波電流を低減する効果がある。
コンデンサ入力型整流回路は、整流回路入力電流の通流幅が狭いため、波高値が実効値の３〜５倍程度になることもある。そのため、線路インピーダンスの関係で正弦波のピークの頭部分がカットされて電圧降下が生じ、受電端電圧の波形ひずみを生じるが、三相４線式配電線に図１の高調波低減回路を用いることにより、図３（ｂ）のように、波高以外部分の形状を含めてその受電端電圧の波形ひずみは、改善される。
【００２０】
次に図４について説明する。
図４（ａ）は、負荷電力（負荷容量）と中性線電流を示し、図４（ｂ）は、負荷電力（負荷容量）と受電端電圧ひずみ率を示し、図４（ｃ）は、負荷電力（負荷容量）と直流出力電圧（整流回路の直流出力電圧）を示す。なお図４において、実線は、高調波低減回路を接続した場合の特性を示し、破線は、高調波低減回路を接続しない場合の特性を示す。
三相４線式配電線に図１の高調波低減回路を接続すると、中性線のひずみ波電流は、図４（ａ）のように負荷の容量の広い範囲において大幅に低減できる。その結果三相４線式配電線に図１の高調波低減回路を接続すると、受電端電圧ひずみ率は、図４（ｂ）のように改善でき、直流出力電圧の低下は、図４（ｃ）のように小さくなる。
【実施例２】
【００２１】
図５〜図８により実施例２を説明する。
図５は、本願発明の実施例２に係る高調波低減回路を接続した三相４線式配電線の電力供給回路を示し、負荷に位相制御型調光回路が接続されている。負荷以外は、図１と同じである。
各相の負荷８は、ＳＣＲ３，４を逆並列接続した位相制御用スイッチ８１に電球の抵抗Ｒｂを接続してある。
中性線Ｎには、実施例１で説明したように、各相の高調波低減回路６の電流ｉｃの合成電流Σｉｃ（中性線Ｎの電流ｉCN）が流れ、その合成電流Σｉｃは、各相の高調波低減回路６の共振回路の共振周波数ｆ0を電源電圧の周波数ｆの３倍（ｆ0＝３ｆ）に設定すると正弦波の３次高調波電流となる。一方負荷８に位相制御用スイッチ８１を用いた場合には、負荷８により発生して中性線Ｎを流れる３次高調波電流をベースとしたひずみ電流は、非正弦波となる。したがって負荷８により発生して中性線Ｎを流れる３次高調波電流をベースとしたひずみ電流を、中性線Ｎの合成電流Σｉｃで完全に相殺することは困難である。
【００２２】
そこで本実施例は、中性線Ｎの合成電流Σｉｃを非正弦波化することを試み、各相の高調波低減回路６の共振回路の共振周波数ｆ0を、電源電圧の周波数ｆの３倍（ｆ0＝３ｆ）以外の周波数に設定することにより非正弦波化できることを見出した。
図６は、中性線Ｎの合成電流Σｉｃを三角波化する例である。
各相の高調波低減回路６の共振回路の共振周波数ｆ0を、電源電圧の周波数ｆの１．５倍（ｆ0＝１．５ｆ）に設定すると、各相の高調波低減回路６の電流ｉｃは、ｉCU，ｉCV，ｉCWのように繰り返し周波数１．５ｆの正弦パルス状の電流になるが、中性線Ｎの合成電流Σｉｃは、ｉCNのように繰り返し周波数３ｆの三角波になる。即ち三相４線式の電力供給回路は、各相の共振周波数ｆ0を１．５ｆに設定すると、各相の電流ｉｃは１．５ｆの正弦パルス状となるが、合成電流Σｉｃ（中性線Ｎの電流ｉCN）は３次高調波電流と同一周期（同一の繰り返し周波数）の三角波になる。
【００２３】
図７は、各相の高調波低減回路６の共振回路の共振周波数ｆ0を変えたときの合成電流Σｉｃの波形を示す。なお図７（ａ）には、比較のため周波数ｆの電源電圧の波形を併記してある。
図７（ｂ）〜（ｆ）は、共振周波数ｆ0が、ｆ0＝１．５ｆ（図６と同じ）、ｆ0＝２ｆ、ｆ0＝２．５ｆ、ｆ0＝３ｆ（図２と同じ）、ｆ0＝５ｆのときの合成電流Σｉｃの波形を示す。共振周波数ｆ0を変えると、合成電流Σｉｃの波形は、図７（ｂ）〜（ｆ）のように変化するが、合成電流Σｉｃの周期（或いは繰り返し周波数）は、いずれの場合も３次高調波電流と同じになる。
以上のように合成電流Σｉｃは、共振周波数ｆ0を変えるとことにより、正弦波にも非正弦波にもなる。なおこの点は、図１（負荷７の場合）についても同様である。
図７（ｂ）〜（ｆ）は、３次高調波電流と同一周期となる合成電流Σｉｃのみを図示してあるが、合成電流Σｉｃには３次高調波電流以外の高調波電流も含まれている。
【００２４】
そこで図８により３次高調波以外の高調波電流の含有率を説明する。
図８は、電源電圧の周波数ｆ＝５０［Ｈｚ］における高調波低減回路６の共振周波数ｆ0と合成電流Σｉｃのｎ次高調波電流の含有率との関係を示す。図８において、縦軸は、３次高調波電流に対するｎ次高調波電流の含有率を、横軸は、高調波低減回路６の共振周波数ｆ0を示す。図８は、ｎ＝３以外のｎ＝９，１５，２１，３３の高調波電流を図示してある。なおｎ＝２７等の高調波電流も現れるが、含有量が少ないので省略してある。
以上のように本実施例の電力供給回路は、高調波低減回路６を用いることにより、中性線Ｎの合成電流Σｉｃは、３次高調波電流をベースとする高調波電流からなるから、負荷８により発生して中性線Ｎを流れる３次高調波電流をベースとするひずみ波電流を低減することができる。
なお実施例２は、高調波低減回路６のサイリスタＳＣＲ１，２の点弧角αを変えることにより各相の３次高調波電流の位相を変えることができる。即ち実施例２の各相の３次高調波電流の位相は、実施例１の高調波低減回路６の電流の位相に相当する。したがって本願発明は、実施例２の３次高調波電流を含めて高調波低減回路の電流と呼ぶ。
また実施例２で説明した各相の高調波低減回路からの合成電流Σｉｃの波形は、図１の場合（負荷７の場合）についても同様である。
【実施例３】
【００２５】
図９、図１０により実施例３を説明する。
図９（ａ）は、本願発明の実施例３に係る高調波低減回路を接続した三相４線式配電線の電力供給回路を示し、各相の高調波低減回路にバイアス回路を付加してある。バイアス回路以外は、図５と同じである。
実施例１、実施例２の中性線Ｎの高調波低減回路６からの電流ｉCN（合成電流Σｉｃ）の波形は、正弦波、非正弦波いずれの場合にも、半波の立ち上り部分と下降部分とが対称であるが、負荷の種類により非対称の電流を必要とする場合がある。例えば、図１０（ａ）の三角波ロは、半波の立ち上り部分と下降部分とが対称であるが、負荷の種類によりイのような非対称の電流を必要とする場合がある。同様に図１０（ｂ）の正弦波ロは、半波の立ち上り部分と下降部分とが対称であるが、負荷の種類によりイのような非対称の電流を必要とする場合がある。
そこで実施例３は、それらの非対称波形に対応して、中性線Ｎの電流ｉCN（合成電流Σｉｃ）の波形を非対称にするため、高調波低減回路６にバイアス回路９を付加してある。
【００２６】
各相のバイアス回路９は、図９（ｂ）のようにバイアス電圧発生回路９１とトランス９２からなり、バイアス電圧発生回路９１のバイアス電圧は、トランス９２により高調波低減回路６の出力に結合されている。
高調波低減回路６の電流ｉCの波形は、無バイアス時、例えば図９（ｃ）イの波形に設定する。一方バイアス電圧発生回路９１のバイアス電圧の波形は、図９（ｃ）ロのように傾斜特性を有する波形に設定する。高調波低減回路６の電流ｉCの波形は、バイアス電圧を印加すると図９（ｃ）ハのようになる。したがって中性線Ｎの高調波低減回路６からの電流ｉCN（合成電流Σｉｃ）の波形は、波形ロのバイアス電圧を印加すると半波の立ち上り部分と下降部分とが非対称になる。
バイアス電圧の波形は、図９（ｃ）ロ以外の波形に設定することもできる。
バイアス電圧発生回路９１は、スイッチング素子を用いたインバータ等によって構成することができる。
なお実施例３は、高調波低減回路６のサイリスタＳＣＲ１，２の点弧角αを変えることにより各相の３次高調波電流の位相を変えることができる。即ち実施例３の各相の３次高調波電流の位相は、実施例１の高調波低減回路６の電流の位相に相当する。したがって本願発明は、実施例３の３次高調波電流を含めて高調波低減回路の電流と呼ぶ。
また実施例３で説明した各相の高調波低減回路からの合成電流Σｉｃの波形の非対称化は、図１の場合（負荷７の場合）についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本願発明の実施例１に係る三相４線式配電線の電力供給回路で、負荷にコンデンサ入力型整流回路を接続してある。
【図２】図１の電力供給回路において、高調波低減回路の共振回路の共振周波数を電源電圧の周波数の３倍に設定したときの各相の電源電圧、各相の高調波低減回路の電流、中性線の電流の波形を示す。
【図３】図１の三相４線式配電線の電力供給回路のシミュレーション結果例（中性線電流波形と受電端電圧波形）を示す。
【図４】図１の三相４線式配電線の電力供給回路のシミュレーション結果例（負荷電力（負荷容量）に対する中性線電流、受電端電圧ひずみ率及び整流回路の直流出力電圧）を示す。
【図５】本願発明の実施例２に係る三相４線式配電線の電力供給回路で、負荷に位相制御型調光回路を接続してある。
【図６】図５の電力供給回路において、高調波低減回路の共振回路の共振周波数を電源電圧の周波数の１．５倍に設定したときの各相の電源電圧、各相の高調波低減回路の電流、中性線の電流の波形を示す。
【図７】図１、図５の電力供給回路において、高調波低減回路の共振回路の共振周波数を種々変えたときの中性線の電流の波形を示す。
【図８】高調波低減回路の共振回路の共振周波数を種々変えたときの中性線電流中の含有量が大きいｎ次高調波の含有率を示す。
【図９】本願発明の実施例３に係る三相４線式配電線の電力供給回路で、高調波低減回路にバイアス回路を付加してある。
【図１０】中性線の電流波形が半波の立ち上り部分と降下部分とで非対称になる場合の波形を示す。
【図１１】従来のアクティブフィルタを接続した三相４線式配電線の電力供給回路を示す。
【符号の説明】
【００２８】
１    ３相交流電源
６    高調波低減回路
７    コンデンサ入力型整流回路を用いた負荷
７１    ダイオードブリッジ整流回路
８    位相制御型調光回路を用いた負荷
８１    位相制御用スイッチ
９    バイアス回路
９１    バイアス電圧発生回路
９２    トランス
Ｕ，Ｖ，Ｗ    Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の配電線
Ｎ    中性線
Ｖｌ    受電端電圧
ｉｃ    高調波低減回路の電流
ｉｌ    負荷の入力電流
【図１】
2006288182.tif 000003
【図２】
2006288182.tif 000004
【図３】
2006288182.tif 000005
【図４】
2006288182.tif 000006
【図５】
2006288182.tif 000007
【図６】
2006288182.tif 000008
【図７】
2006288182.tif 000009
【図８】
2006288182.tif 000010
【図９】
2006288182.tif 000011
【図１０】
2006288182.tif 000012
【図１１】
2006288182.tif 000013