(57)【要約】【課題】空気調和装置とともに他の負荷が接続された場合に高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行えるようにする。【解決手段】空気調和装置（10）の高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第１補償分（i1）の電流を生成可能な電流源（30）を設け、電流源（30）の余剰分（res）が分電盤（60）の受電経路（61）における高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第２補償分（i2）よりも大きい場合に、第２補償分（i2）の電流と第１補償分（i1）の電流とを重畳した電流を電流源（30）において生成させる。【選択図】図１
2018057201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分電盤（60）を介して電力供給を受ける電力変換装置（11）に接続されるアクティブフィルタ装置において、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）に出力が接続され、該電力変換装置（11）の高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第１補償分（i1）の電流を生成可能な電流源（30）と、
前記電流源（30）の出力電流容量（Cap）と前記第１補償分（i1）との差である余剰分（res）が、前記分電盤（60）の受電経路（61）における高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第２補償分（i2）よりも大きい場合に、該第２補償分（i2）の電流と、前記第１補償分（i1）の電流とを重畳した電流を前記電流源（30）において生成させる制御器（40）と、
を備えたことを特徴とするアクティブフィルタ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御器（40）は、前記第２補償分（i2）が前記余剰分（res）以上の場合には、前記出力電流容量（Cap）に相当する電流を前記電流源（30）に生成させることを特徴とするアクティブフィルタ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）における電流値を検出する第１電流値検出部（41）と、
前記分電盤（60）の受電経路（61）における電流値を検出する第２電流値検出部（42）とを備えたことを特徴とするアクティブフィルタ装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１電流値検出部（41）及び前記第２電流値検出部（42）の少なくとも一方は、無線方式により電流値を前記制御器（40）に送信することを特徴とするアクティブフィルタ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れかのアクティブフィルタ装置（20）を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４の何れかの、複数台のアクティブフィルタ装置（20）と、
複数台の空気調和装置（10）とを備え、
各アクティブフィルタ装置（20）における前記余剰分（res）の総和（S）が、前記第２補償分（i2）よりも大きい場合には、各アクティブフィルタ装置（20）は、該第２補償分（i2）の電流に代えて、前記第２補償分（i2）の一部を分担するための分担補償分（i3）の電流を、前記第１補償分（i1）の電流に重畳した電流を生成することを特徴とする空気調和システム。
【請求項７】
請求項６において、
それぞれのアクティブフィルタ装置（20）は、前記空気調和装置（10）に組み込まれていることを特徴とする空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブフィルタ装置、空気調和装置、及び空気調和システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置などでは、高調波電流が電力系統（例えば商用電源を含む電力系統）に流出するのを防止するために、アクティブフィルタ装置が設けられる場合がある（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空気調和装置が接続される電力系統には、該空気調和装置以外の負荷（例えばインバータ回路などを有した機器。一例としてエレベータなど）も接続される場合があり、空気調和装置以外の負荷が高調波電流の発生源となることがある。その場合には、空気調和装置の高調波電流の対策を行うのみでは不十分であり、他の機器を含めて高調波電流の対策が望まれる。また、設備容量の低減や省エネルギーの観点などから、基本波力率の改善が求められる。
【０００５】
本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、空気調和装置とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するため、第１の態様は、分電盤（60）を介して電力供給を受ける電力変換装置（11）に接続されるアクティブフィルタ装置において、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）に出力が接続され、該電力変換装置（11）の高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第１補償分（i1）の電流を生成可能な電流源（30）と、
前記電流源（30）の出力電流容量（Cap）と前記第１補償分（i1）との差である余剰分（res）が、前記分電盤（60）の受電経路（61）における高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第２補償分（i2）よりも大きい場合に、該第２補償分（i2）の電流と、前記第１補償分（i1）の電流とを重畳した電流を前記電流源（30）において生成させる制御器（40）と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成では、アクティブフィルタ装置（20）の能力に余剰がある場合には、第１補償分（i1）の電流と第２補償分（i2）の電流とが重畳されて、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うために供給される。
【０００８】
また、第２の態様は、第１の態様において、
前記制御器（40）は、前記第２補償分（i2）が前記余剰分（res）以上の場合には、前記出力電流容量（Cap）に相当する電流を前記電流源（30）に生成させることを特徴とする。
【０００９】
この構成では、アクティブフィルタ装置（20）の能力に余剰がない場合には、電流源（30）の能力に応じて、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方が行われる。
【００１０】
また、第３の態様は、第１又は第２の態様において、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）における電流値を検出する第１電流値検出部（41）と、
前記分電盤（60）の受電経路（61）における電流値を検出する第２電流値検出部（42）とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、第４の態様は、第３の態様において、
前記第１電流値検出部（41）及び前記第２電流値検出部（42）の少なくとも一方は、無線方式により電流値を前記制御器（40）に送信することを特徴とする。
【００１２】
この構成では、無線方式の採用により、配線の省略が可能になる。
【００１３】
また、第５の態様は、第１から第４の態様の何れかのアクティブフィルタ装置（20）を備えたことを特徴とする空気調和装置である。
【００１４】
また、第６の態様は、第１から第４の態様の何れかの、複数台のアクティブフィルタ装置（20）と、
複数台の空気調和装置（10）とを備え、
各アクティブフィルタ装置（20）における前記余剰分（res）の総和（S）が、前記第２補償分（i2）よりも大きい場合には、各アクティブフィルタ装置（20）は、該第２補償分（i2）の電流に代えて、前記第２補償分（i2）の一部を分担するための分担補償分（i3）の電流を、前記第１補償分（i1）の電流に重畳した電流を生成することを特徴とする空気調和システムである。
【００１５】
この構成では、複数台のアクティブフィルタ装置（20）によって、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方が行われる。
【００１６】
また、第７の態様は、第６の態様において、
それぞれのアクティブフィルタ装置（20）は、前記空気調和装置（10）に組み込まれていることを特徴とする空気調和システムである。
【発明の効果】
【００１７】
第１の態様によれば、空気調和装置とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を図ることが可能になる。
【００１８】
また、第２の態様によれば、電流源（30）の能力に応じた範囲で、空気調和装置とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を図ることが可能になる。
【００１９】
また、第４の態様によれば、アクティブフィルタ装置の設置が容易になる。
【００２０】
また、第５の態様によれば、空気調和装置に組み込まれたアクティブフィルタ装置によって前記の効果を得ることが可能になる。
【００２１】
また、第６の態様によれば、複数台のアクティブフィルタ装置を用いることで、より確実に、前記の効果を得ることが可能になる。
【００２２】
また、第７の態様によれば、空気調和装置に組み込まれたアクティブフィルタ装置によって前記の効果を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施形態１にかかる空気調和装置を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態２にかかる空気調和システムを示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態３にかかる空気調和システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２５】
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１にかかる空気調和装置（10）を示すブロック図である。空気調和装置（10）は、ビル、工場、マンション、戸建て住宅等（以下、ビル等）に設置され、室内の空気調和（冷房や暖房）を行う。空気調和装置（10）が設置されるビル等には、交流電源（70）を含む電力系統から電力が供給されている。このビル等には、交流電源（70）に接続され、交流電源（70）からの交流電力を受電する分電盤（60）が設けられている。分電盤（60）は、複数のブレーカを備えており、各ブレーカを介して、交流電源（70）からの交流電力を複数の機器に分配している。この例では、それらのブレーカの１つに空気調和装置（10）が接続されている。空気調和装置（10）は、分電盤（60）を介して供給された交流電力によって稼働する。
【００２６】
また、分電盤（60）には、空気調和装置（10）の他にも負荷（80）が接続されている。この例では、負荷（80）は、インバータ回路などの高調波電流の発生源となり得る回路を備えているものとする。負荷（80）としては、ビルに設けられたエレベータ、ＬＥＤ等の照明機器、空気調和装置（10）とは別の空気調和装置などを例示できる。
【００２７】
〈空気調和装置（10）〉
空気調和装置（10）は、圧縮機を有した冷媒回路（図示を省略）、電力変換装置（11）、及びアクティブフィルタ装置（20）を備えている。電力変換装置（11）は、分電盤（60）を介して交流電源（70）に接続されている。この電力変換装置（11）は、コンバータ回路とインバータ回路とを有しており（何れも図示を省略）、電力変換装置（11）に供給された交流電力は、電力変換装置（11）によって、所望周波数及び所望電圧を有した交流電力に変換され、圧縮機（より詳しくは圧縮機が備える電動機）に供給されている。それにより、圧縮機が稼働して冷媒回路が機能し、その結果、室内の空気調和が行われる。
【００２８】
空気調和装置（10）において電力変換装置（11）や圧縮機の電動機が稼働すると、高調波電流が発生する場合がある。この高調波電流は、分電盤（60）から空気調和装置（10）へ電力を供給する電流経路（以下、受電経路（12））を介して、交流電源（70）に流出する可能性がある。このような高調波電流は、一般的には、交流電源（70）側への流出レベルは規制されているので、空気調和装置（10）ではアクティブフィルタ装置（20）によって、流出する高調波電流の低減を図っている。また、設備容量や省エネルギーの観点などから、基本波力率の改善が求められるところ、本実施形態のアクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率の改善機能も備えている。以下では、アクティブフィルタ装置（20）の構成について説明する。
【００２９】
〈アクティブフィルタ装置（20）〉
アクティブフィルタ装置（20）は、空気調和装置（10）に組み込まれており、電力変換装置（11）の受電経路（12）に現れる高調波電流を打ち消す機能を有する。すなわち、アクティブフィルタ装置（20）は、交流電源（70）と分電盤（60）とを結ぶ電流経路（以下、受電経路（61））における電流が正弦波に近づくように電流（補償電流）を流す。より具体的には、受電経路（12）に現れている高調波電流を検出し、検出した高調波電流とは逆位相の補償電流を生成して空気調和装置（10）の受電経路（12）に供給する。
【００３０】
空気調和装置（10）において発生する高調波電流が最も大きくなるのは、空気調和装置（10）の負荷がもっとも大きな場合（例えば冷房の最大出力時）と考えられる。そのため、アクティブフィルタ装置（20）は、空気調和装置（10）の負荷最大時における高調波電流を想定して能力（生成可能な電力の大きさ）が設定されている。一般的に空気調和装置（10）は、最大負荷の状態で使用されることよりも中間の負荷で使用されることが多いので、このように能力が設定されたアクティブフィルタ装置（20）は、稼働中には、能力が余剰となる期間が多いと考えられる。
【００３１】
また、このアクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率改善の機能を有する。この例では、基本波の無効成分も補償する補償電流を流すようにアクティブフィルタ装置（20）を構成することで、基本波の力率改善を行う。アクティブフィルタ装置（20）におけるこれらの機能を実現するため、本実施形態のアクティブフィルタ装置（20）は、図１に示すように、電流源（30）と制御器（40）とを備えている。
【００３２】
−電流源（30）−
電流源（30）は、高調波電流の低減、及び基本波力率改善を行うための電流（すなわち補償電流）を生成する。電流源（30）の出力端子は、電力変換装置（11）の受電経路（12）に接続されており、生成された補償電流は受電経路（12）に出力される。本実施形態の電流源（30）は、いわゆるインバータ回路を用いて構成されている。電流源（30）には、後述するスイッチング指令値（G）が入力されており、電流源（30）は、スイッチング指令値（G）に応じてスイッチングすることによって、補償電流を生成する。
【００３３】
−制御器（40）−
制御器（40）は、電流源（30）の出力電流を制御する。この例では、制御器（40）は、第１電流値検出部（41）、第２電流値検出部（42）、位相検出部（43）、第１補償分演算部（44）、第１電流指令演算部（45）、電流源容量記憶部（46）、余剰分演算部（47）、第２補償分演算部（48）、第２電流指令演算部（49）、加算器（50）、及びゲートパルス発生器（51）を備えている。この制御器（40）は、例えば、マイクロコンピュータと、それを動作させるためのプログラムを格納したメモリディバイスを用いて構成することができる。
【００３４】
第１電流値検出部（41）は、電力変換装置（11）の受電経路（12）における電流値を検出する。第１電流値検出部（41）が検出した電流値は、第１補償分演算部（44）に送信されている。この第１電流値検出部（41）の構成には、特に限定はないが、例えばカレントトランスを採用することなどが考えられる。なお、第１電流値検出部（41）は、有線方式で検出値を送信するように構成してもよいし、無線方式で検出値を送信するように構成してもよい。
【００３５】
第２電流値検出部（42）は、交流電源（70）と分電盤（60）とを結ぶ受電経路（61）における電流値を検出する。第２電流値検出部（42）が検出した電流値は、第２補償分演算部（48）に送信されている。この第２電流値検出部（42）の構成も、特に限定はないが、例えばカレントトランスを採用することなどが考えられる。なお、第２電流値検出部（42）は、有線方式で検出値を送信するように構成してもよいし、無線方式で検出値を送信するように構成してもよい。また、第２電流値検出部（42）は、分電盤（60）内に設ける構成も可能である。
【００３６】
位相検出部（43）は、受電経路（12）における電流の位相（ωt）を検出し、これを第１補償分演算部（44）及び第２補償分演算部（48）に送信する。
【００３７】
第１補償分演算部（44）は、位相検出部（43）によって検出された位相（ωt）と第１電流値検出部（41）によって検出された電流値に基づいて、受電経路（12）における高調波電流の補償（高調波電流の低減）と、基本波の無効成分の補償（基本波の力率改善）の双方を行うために必要な電流値を示す値（第１補償分（i1）と命名する）を求め、その第１補償分（i1）を第１電流指令演算部（45）及び余剰分演算部（47）に出力する。
【００３８】
第１電流指令演算部（45）は、第１補償分（i1）に応じて第１電流指令値（i1*）を生成し、該第１電流指令値（i1*）を加算器（50）に出力する。この例では、第１電流指令演算部（45）は、第１補償分（i1）を第１電流指令値（i1*）として出力する。
【００３９】
電流源容量記憶部（46）は、制御器（40）を構成するメモリディバイスによって構成されている。電流源容量記憶部（46）は、アクティブフィルタ装置（20）で補償可能な電流の大きさ、すなわち、電流源（30）で出力可能な最大電流値（例えば定格値）を記憶している。ここでは、電流源容量記憶部（46）で記憶されている値を出力電流容量（Cap）と命名する。そして、余剰分演算部（47）は、この出力電流容量（Cap）と第１補償分（i1）との差（余剰分（res）と命名する）を求め、求めた余剰分（res）を第２電流指令演算部（49）に出力する。すなわち、余剰分（res）＝出力電流容量（Cap）−第１補償分（i1）である。
【００４０】
第２補償分演算部（48）は、位相検出部（43）によって検出された位相（ωt）と第２電流値検出部（42）によって検出された電流値に基づいて、受電経路（61）における高調波電流の補償（高調波電流の低減）と、基本波の無効成分の補償（基本波の力率改善）の双方を行うために必要な電流値を示す値（第２補償分（i2）と命名する）を求め、その第２補償分（i2）を第２電流指令演算部（49）に出力する。
【００４１】
第２電流指令演算部（49）は、余剰分（res）と第２補償分（i2）とに応じて、第２電流指令値（i2*）を生成し、該第２電流指令値（i2*）を加算器（50）に出力する。具体的に、本実施形態の第２電流指令演算部（49）は、以下の条件に従って第２電流指令値（i2*）を生成する。
【００４２】
（１）第２補償分（i2）≧余剰分（res）の場合
第２電流指令値（i2*）＝余剰分（res）
（２）第２補償分（i2）＜余剰分（res）の場合
第２電流指令値（i2*）＝第２補償分（i2）
このように、本実施形態では、余剰分（res）に応じて、補償に用いる電流の大きさを決定するのである。
【００４３】
加算器（50）は、第１電流指令値（i1*）と第２電流指令値（i2*）との加算値（電流指令値（i*）と命名する）を生成してゲートパルス発生器（51）に出力する。ゲートパルス発生器（51）は、電流源（30）を構成するインバータ回路におけるスイッチングを指示するスイッチング指令値（G）を生成する。詳しくは、ゲートパルス発生器（51）は、電流源（30）の出力電流値と電流指令値（i*）との偏差に基づいてスイッチング指令値（G）を生成する動作を繰り返すフィードバック制御を行う。それにより、電流源（30）からは、電流指令値（i*）に相当する電流（補償電流）が受電経路（12）に供給される。つまり、アクティブフィルタ装置（20）によって、第１電流指令値（i1*）に相当する電流と第２電流指令値（i2*）に相当する電流とを重畳した補償電流が受電経路（12）に供給される。
【００４４】
〈アクティブフィルタ装置（20）の動作〉
空気調和装置（10）が起動すると、アクティブフィルタ装置（20）も稼働状態となる。そうすると、制御器（40）では、第１補償分演算部（44）が、位相検出部（43）が検出した位相（ωt）、及び第１電流値検出部（41）が検出した電流値に基づいて、第１補償分（i1）を求める。それに応じて、第１電流指令演算部（45）は、第１電流指令値（i1*）を生成する。また、第２補償分演算部（48）は、位相検出部（43）が検出した位相（ωt）、及び第２電流値検出部（42）が検出した電流値に基づいて、第２補償分（i2）を求める。
【００４５】
そして、第２電流指令演算部（49）は、第２電流指令値（i2*）を生成する。例えば、第２補償分（i2）≧余剰分（res）の場合（補償能力に十分な余剰がない場合）には、第２電流指令演算部（49）は、余剰分（res）を、第２電流指令値（i2*）として加算器（50）に出力する。余剰分（res）＝出力電流容量（Cap）−第１補償分（i1）であるので、加算器（50）で生成される電流指令値（i*）は、出力電流容量（Cap）となる。
【００４６】
また、第２補償分（i2）＜余剰分（res）の場合（アクティブフィルタ装置（20）の補償能力に十分な余剰がある場合）には、第２電流指令演算部（49）は、第２補償分（i2）を、第２電流指令値（i2*）として出力する。その結果、加算器（50）で生成される電流指令値（i*）は、第１補償分（i1）と第２補償分（i2）との合計値となる。
【００４７】
このようにして、電流指令値（i*）が生成されると、ゲートパルス発生器（51）がスイッチング指令値（G）を生成し、電流源（30）からは電流指令値（i*）に相当する補償電流が受電経路（12）に出力される。例えば、補償能力に十分な余剰がない場合（第２補償分（i2）≧余剰分（res）の場合）には、出力電流容量（Cap）に相当する電流（換言すると第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と、余剰分（res）に相当する電流とが重畳された電流）が補償電流として流れる。この場合は、主に電力変換装置（11）を原因とする高調波電流の低減や基本波力率の改善を図るのである。なお、このような状態となるのは、一例として、空気調和装置（10）の負荷が最大の状態（例えば冷房の最大出力時）で使用されている場合などが想定される。
【００４８】
一方、補償能力に十分な余剰がある場合（第２補償分（i2）＜余剰分（res）の場合）には、第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と第２電流値検出部（42）の検出値に応じた電流とが重畳された電流が補償電流として流れる。この場合には、空気調和装置（10）のみでなく、他の負荷（80）を起因とする高調波電流を低減したり基本波力率を改善したりすることが可能になる。なお、アクティブフィルタ装置（20）の補償能力に余剰を生ずるのは、例えば、空気調和装置（10）が中間の負荷状態で使用されている場合などが想定される。
【００４９】
〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態によれば、空気調和装置（10）とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減を図ることが可能になる。更には、本実施形態では、基本波力率の改善を図ることも可能になる。
【００５０】
《発明の実施形態２》
図２は、実施形態２にかかる空気調和システム（1）を示すブロック図である。この空気調和システム（1）は、複数台の空気調和装置（10）を備えている。それぞれの空気調和装置（10）は、圧縮機を有した冷媒回路（図示を省略）、電力変換装置（11）、及びアクティブフィルタ装置（20）を備えている。すなわち、空気調和システム（1）には、複数台のアクティブフィルタ装置（20）が含まれる。
【００５１】
この例では、１台の空気調和装置（10）に１台のアクティブフィルタ装置（20）が組み込まれている。各アクティブフィルタ装置（20）は、実施形態１のアクティブフィルタ装置（20）と概ね同様の構成を有しているが、第２電流指令値（i2*）の生成メカニズムが実施形態１とは異なっている。本実施形態の各アクティブフィルタ装置（20）は、第２補償分（i2）の一部を分担して生成するように、第２電流指令値（i2*）を生成する。
【００５２】
このような分担を実現するため、本実施形態のアクティブフィルタ装置（20）は、実施形態１のアクティブフィルタ装置（20）に通信部（52）が追加されるとともに、第２電流指令演算部（49）の機能に後述の変更が加えられることによって構成されている。なお、図２に示した制御器（40）には、第２補償分演算部（48）と通信部（52）のみを記載してあり、他の構成要素は記載を省略してある。また、図２に示すように、この空気調和システム（1）では、全てのアクティブフィルタ装置（20）で１つの第２電流値検出部（42）を共用している。
【００５３】
本実施形態の制御器（40）では、余剰分演算部（47）の出力（余剰分（res））は、第２電流指令演算部（49）に代えて、通信部（52）に入力されている。そして、各アクティブフィルタ装置（20）の通信部（52）は、余剰分演算部（47）が求めた余剰分（res）を他のアクティブフィルタ装置（20）の通信部（52）に送信するとともに、他のアクティブフィルタ装置（20）の通信部（52）から送信された余剰分（res）を受信する。なお、それぞれの通信部（52）の間の通信は、有線方式によって実現してもよいし、無線方式によって実現してもよい。
【００５４】
それぞれの通信部（52）は、他の通信部（52）から受信した余剰分（res）を示す信号を、第２電流指令演算部（49）に出力している。第２電流指令演算部（49）は、通信部（52）を介して得た、他のアクティブフィルタ装置（20）における余剰分（res）の情報を用いて、空気調和システム（1）全体における余剰分（res）の総和（余剰分総和（S）と命名する）を算出するように構成されている。具体的には、第２電流指令演算部（49）は、通信部（52）によって受信した各アクティブフィルタ装置（20）の余剰分（res）の全てと、自己の余剰分演算部（47）が求めた余剰分（res）の総和を算出する。
【００５５】
また、第２電流指令演算部（49）は、余剰分総和（S）と、第２補償分演算部（48）において求めた第２補償分（i2）とに基づいて、第２補償分（i2）の一部として自己が負担すべき分担補償分（i3）を算出する。具体的に本実施形態では、それぞれの第２電流指令演算部（49）は、以下の条件に従って、第２電流指令値（i2*）を生成する。
【００５６】
（１）第２補償分（i2）≧余剰分総和（S）である場合、
分担補償分（i3）＝自己の余剰分演算部（47）で求めた余剰分（res）
（２）第２補償分（i2）＜余剰分総和（S）の場合、
分担補償分（i3）＝自己の余剰分演算部（47）で求めた余剰分（res）を超えない範囲で適宜分担
つまり、本実施形態では、余剰分総和（S）よりも第２補償分（i2）が小さい場合には、各アクティブフィルタ装置（20）で分担して第２補償分（i2）の電流を生成するのである。それぞれの余剰分（res）を超えない範囲で、補償電流を分担する方法としては、各アクティブフィルタ装置（20）で均等に分担したり、それぞれの余剰分（res）の割合に応じて分担したりすることなどが考えられる。
【００５７】
このようにして各アクティブフィルタ装置（20）における分担補償分（i3）が求まると、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）では、第２電流指令演算部（49）が分担補償分（i3）に応じて第２電流指令値（i2*）を生成する。第２電流指令値（i2*）が生成されると、各アクティブフィルタ装置（20）では、実施形態１のアクティブフィルタ装置（20）と同様にして、第１電流指令値（i1*）と第２電流指令値（i2*）とが加算されて電流指令値（i*）が生成される。その結果、アクティブフィルタ装置（20）では、電流指令値（i*）に応じた補償電流が生成される。
【００５８】
例えば、第２補償分（i2）≧余剰分総和（S）の場合（空気調和システム（1）全体として補償能力に十分な余剰がない場合）には、各アクティブフィルタ装置（20）からは、第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と、それぞれの余剰分（res）に相当する電流とが重畳された電流が補償電流として流れる。すなわち、空気調和システム（1）全体で見て、アクティブフィルタ装置（20）の能力に十分な余剰がない場合には、それぞれの空気調和装置（10）を原因とする高調波電流の低減や基本波力率の改善を主に行うのである。
【００５９】
一方、第２補償分（i2）＜余剰分総和（S）の場合（空気調和システム（1）全体として補償能力に十分な余剰がある場合）には、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）からは、それぞれの第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と、分担補償分（i3）に応じた電流とが重畳された電流が補償電流として流れる。これにより、空気調和システム（1）全体として補償能力に十分な余剰がある場合には、それぞれの空気調和装置（10）に加え、他の負荷（80）による高調波電流を低減したり基本波力率を改善したりすることが可能になる。
【００６０】
〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態でも、空気調和装置（10）とともに他の負荷が接続された場合に、高調波電流の低減や基本波力率の改善が可能になる。しかも、本実施形態では、各アクティブフィルタ装置（20）によって、補償を分担して行うので、より確実に高調波電流の低減を図ることが可能になる。
【００６１】
なお、本実施形態は、何れか１つのアクティブフィルタ装置（20）が他のアクティブフィルタ装置（20）の動作を統括するように構成を変更することも可能である。例えば、何れか１つのアクティブフィルタ装置（20）が、余剰分総和（S）に基づいて、自他のアクティブフィルタ装置（20）における分担補償分（i3）を求めて他のアクティブフィルタ装置（20）にその情報を送信し、他のアクティブフィルタ装置（20）は、それに従って動作するように構成することが考えられる。
【００６２】
《発明の実施形態３》
図３は、実施形態３にかかる空気調和システム（1）を示すブロック図である。この例では、ビル等には、高圧（例えば６．６ｋＶ）の交流電源（以下、高圧交流電源（100））を含む電力系統から電力供給されている。このビル等では、高圧交流電源（100）から受けた交流を、それよりも低い電圧の単相交流に単相変圧器（91）によって変換し、種々の負荷（80）に供給している。
【００６３】
また、この例では、高圧交流電源（100）からの交流を、それよりも低い電圧の三相交流に三相変圧器（90）によって変換している。三相変圧器（90）によって得た三相交流は、分電盤（60）を介して空気調和装置（10）や負荷（80）に供給されるとともに、別の分電盤（60）を介して、別の負荷（80）にも供給されている。
【００６４】
この例では、図３に示すように、三相交流の供給を受ける複数台の空気調和装置（10）が設けられている。１台の空気調和装置（10）に対しては、１台のアクティブフィルタ装置（20）が対応して設けられている。それぞれのアクティブフィルタ装置（20）は、空気調和装置（10）とは別体の装置として構成されている。このように、アクティブフィルタ装置（20）は、必ずしも、前記実施形態のように空気調和装置（10）に組み込む必要はないのである。
【００６５】
また、この例でも、全てのアクティブフィルタ装置（20）で１つの第２電流値検出部（42）を共用している。この第２電流値検出部（42）は、高圧交流電源（100）における電流を検出する。より詳しくは、第２電流値検出部（42）は、三相変圧器（90）や単相変圧器（91）と、高圧交流電源（100）との接続点よりも、高圧交流電源（100）に近い点に接続されている。第２電流値検出部（42）の検出値は、各アクティブフィルタ装置（20）に対して無線方式により送信されている。勿論、第２電流値検出部（42）の検出値を有線方式で送信するように構成することも可能である。
【００６６】
なお、第１電流値検出部（41）は、アクティブフィルタ装置（20）毎に設けられており、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）が対応する空気調和装置（10）における受電経路（12）の電流を検出している。
【００６７】
そして、本実施形態でも実施形態２と同様に、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）で分担して第２補償分（i2）の電流を生成する。それにより、本実施形態でも、空気調和装置（10）とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減を図ることが可能になる。更には、本実施形態では、基本波力率の改善を図ることも可能になる。なお、本実施形態の単相変圧器（91）側の系統を省略するように構成を変更した場合にも同様の効果を得ることが可能である。
【００６８】
《その他の実施形態》
なお、アクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率改善機能を必ずしも備える必要はない。すなわち、アクティブフィルタ装置（20）は、高調波電流の低減機能のみを有する構成でもよい。また、アクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率改善機能のみを有する構成とすることも可能である。
【００６９】
また、１台の空気調和装置（10）に対して、複数台のアクティブフィルタ装置（20）を設ける構成も可能である。この場合には、実施形態２と同様にして、各アクティブフィルタ装置（20）で分担して第２補償分（i2）の電流を生成するとよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、アクティブフィルタ装置、空気調和装置、及び空気調和システムとして有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１        空気調和システム
１０      空気調和装置
１２      受電経路
２０      アクティブフィルタ装置
３０      電流源
４０      制御器
４１      第１電流値検出部
４２      第２電流値検出部
６０      分電盤
６１      受電経路
【図１】
2018057201.tif 000003
【図２】
2018057201.tif 000004
【図３】
2018057201.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月4日(2017.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブフィルタ装置、空気調和装置、及び空気調和システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置などでは、高調波電流が電力系統（例えば商用電源を含む電力系統）に流出するのを防止するために、アクティブフィルタ装置が設けられる場合がある（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空気調和装置が接続される電力系統には、該空気調和装置以外の負荷（例えばインバータ回路などを有した機器。一例としてエレベータなど）も接続される場合があり、空気調和装置以外の負荷が高調波電流の発生源となることがある。その場合には、空気調和装置の高調波電流の対策を行うのみでは不十分であり、他の機器を含めて高調波電流の対策が望まれる。また、設備容量の低減や省エネルギーの観点などから、基本波力率の改善が求められる。
【０００５】
本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、空気調和装置とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するため、第１の態様は、分電盤（60）を介して電力供給を受ける電力変換装置（11）に接続されるアクティブフィルタ装置において、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）に出力が接続され、該電力変換装置（11）の高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第１補償分（i1）の電流を生成可能な電流源（30）と、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）に流れる電流に基づく値を検出する第１検出部（41）と、
前記分電盤（60）の受電経路（61）に流れる電流に基づく値を検出する第２検出部（42）と、
前記第１検出部（41）で検出された検出値に基づいて前記第１補償分（i1）の電流を算出し、前記第２検出部（42）で検出された検出値に基づいて前記分電盤（60）の受電経路（61）における高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第２補償分（i2）を算出し、前記第２補償分（i2）の電流と、前記第１補償分（i1）の電流とを重畳した電流を前記電流源（30）において生成させる制御器（40）と、
を備えた事を特徴とする。
【０００７】
この構成では、アクティブフィルタ装置（20）の能力に余剰がある場合には、第１補償分（i1）の電流と第２補償分（i2）の電流とが重畳されて、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うために供給される。
【０００８】
また、第２の態様は、第１の態様において、
前記制御器（40）は、前記第２補償分（i2）が、前記電流源（30）の出力電流容量（Cap）と前記第１補償分（i1）との差である余剰分（res）以上の場合には、前記出力電流容量（Cap）に相当する電流を前記電流源（30）に生成させることを特徴とする。
【０００９】
この構成では、アクティブフィルタ装置（20）の能力に余剰がない場合には、電流源（30）の能力に応じて、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方が行われる。
【００１０】
また、第３の態様は、第１又は第２の態様において、
前記第１検出部（41）は、前記電力変換装置（11）の受電経路（12）における電流値を検出し、
前記第２検出部（42）は、前記分電盤（60）の受電経路（61）における電流値を検出することを特徴とする。
【００１１】
また、第４の態様は、第３の態様において、
前記第１検出部（41）及び前記第２検出部（42）の少なくとも一方は、無線方式により電流値を前記制御器（40）に送信することを特徴とする。
【００１２】
この構成では、無線方式の採用により、配線の省略が可能になる。
【００１３】
また、第５の態様は、第１から第４の態様の何れかのアクティブフィルタ装置（20）を備えたことを特徴とする空気調和装置である。
【００１４】
また、第６の態様は、第１から第４の態様の何れかの、複数台のアクティブフィルタ装置（20）と、
複数台の空気調和装置（10）とを備え、
各アクティブフィルタ装置（20）における、前記電流源（30）の出力電流容量（Cap）と前記第１補償分（i1）との差である余剰分（res）の総和（S）が、前記第２補償分（i2）よりも大きい場合には、各アクティブフィルタ装置（20）は、該第２補償分（i2）の電流に代えて、前記第２補償分（i2）の一部を分担するための分担補償分（i3）の電流を、前記第１補償分（i1）の電流に重畳した電流を生成することを特徴とする空気調和システムである。
【００１５】
この構成では、複数台のアクティブフィルタ装置（20）によって、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方が行われる。
【００１６】
また、第７の態様は、第６の態様において、
それぞれのアクティブフィルタ装置（20）は、前記空気調和装置（10）に組み込まれていることを特徴とする空気調和システムである。
【発明の効果】
【００１７】
第１の態様によれば、空気調和装置とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を図ることが可能になる。
【００１８】
また、第２の態様によれば、電流源（30）の能力に応じた範囲で、空気調和装置とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を図ることが可能になる。
【００１９】
また、第４の態様によれば、アクティブフィルタ装置の設置が容易になる。
【００２０】
また、第５の態様によれば、空気調和装置に組み込まれたアクティブフィルタ装置によって前記の効果を得ることが可能になる。
【００２１】
また、第６の態様によれば、複数台のアクティブフィルタ装置を用いることで、より確実に、前記の効果を得ることが可能になる。
【００２２】
また、第７の態様によれば、空気調和装置に組み込まれたアクティブフィルタ装置によって前記の効果を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施形態１にかかる空気調和装置を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態２にかかる空気調和システムを示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態３にかかる空気調和システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２５】
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１にかかる空気調和装置（10）を示すブロック図である。空気調和装置（10）は、ビル、工場、マンション、戸建て住宅等（以下、ビル等）に設置され、室内の空気調和（冷房や暖房）を行う。空気調和装置（10）が設置されるビル等には、交流電源（70）を含む電力系統から電力が供給されている。このビル等には、交流電源（70）に接続され、交流電源（70）からの交流電力を受電する分電盤（60）が設けられている。分電盤（60）は、複数のブレーカを備えており、各ブレーカを介して、交流電源（70）からの交流電力を複数の機器に分配している。この例では、それらのブレーカの１つに空気調和装置（10）が接続されている。空気調和装置（10）は、分電盤（60）を介して供給された交流電力によって稼働する。
【００２６】
また、分電盤（60）には、空気調和装置（10）の他にも負荷（80）が接続されている。この例では、負荷（80）は、インバータ回路などの高調波電流の発生源となり得る回路を備えているものとする。負荷（80）としては、ビルに設けられたエレベータ、ＬＥＤ等の照明機器、空気調和装置（10）とは別の空気調和装置などを例示できる。
【００２７】
〈空気調和装置（10）〉
空気調和装置（10）は、圧縮機を有した冷媒回路（図示を省略）、電力変換装置（11）、及びアクティブフィルタ装置（20）を備えている。電力変換装置（11）は、分電盤（60）を介して交流電源（70）に接続されている。この電力変換装置（11）は、コンバータ回路とインバータ回路とを有しており（何れも図示を省略）、電力変換装置（11）に供給された交流電力は、電力変換装置（11）によって、所望周波数及び所望電圧を有した交流電力に変換され、圧縮機（より詳しくは圧縮機が備える電動機）に供給されている。それにより、圧縮機が稼働して冷媒回路が機能し、その結果、室内の空気調和が行われる。
【００２８】
空気調和装置（10）において電力変換装置（11）や圧縮機の電動機が稼働すると、高調波電流が発生する場合がある。この高調波電流は、分電盤（60）から空気調和装置（10）へ電力を供給する電流経路（以下、受電経路（12））を介して、交流電源（70）に流出する可能性がある。このような高調波電流は、一般的には、交流電源（70）側への流出レベルは規制されているので、空気調和装置（10）ではアクティブフィルタ装置（20）によって、流出する高調波電流の低減を図っている。また、設備容量や省エネルギーの観点などから、基本波力率の改善が求められるところ、本実施形態のアクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率の改善機能も備えている。以下では、アクティブフィルタ装置（20）の構成について説明する。
【００２９】
〈アクティブフィルタ装置（20）〉
アクティブフィルタ装置（20）は、空気調和装置（10）に組み込まれており、電力変換装置（11）の受電経路（12）に現れる高調波電流を打ち消す機能を有する。すなわち、アクティブフィルタ装置（20）は、交流電源（70）と分電盤（60）とを結ぶ電流経路（以下、受電経路（61））における電流が正弦波に近づくように電流（補償電流）を流す。より具体的には、受電経路（12）に現れている高調波電流を検出し、検出した高調波電流とは逆位相の補償電流を生成して空気調和装置（10）の受電経路（12）に供給する。
【００３０】
空気調和装置（10）において発生する高調波電流が最も大きくなるのは、空気調和装置（10）の負荷がもっとも大きな場合（例えば冷房の最大出力時）と考えられる。そのため、アクティブフィルタ装置（20）は、空気調和装置（10）の負荷最大時における高調波電流を想定して能力（生成可能な電力の大きさ）が設定されている。一般的に空気調和装置（10）は、最大負荷の状態で使用されることよりも中間の負荷で使用されることが多いので、このように能力が設定されたアクティブフィルタ装置（20）は、稼働中には、能力が余剰となる期間が多いと考えられる。
【００３１】
また、このアクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率改善の機能を有する。この例では、基本波の無効成分も補償する補償電流を流すようにアクティブフィルタ装置（20）を構成することで、基本波の力率改善を行う。アクティブフィルタ装置（20）におけるこれらの機能を実現するため、本実施形態のアクティブフィルタ装置（20）は、図１に示すように、電流源（30）と制御器（40）とを備えている。
【００３２】
−電流源（30）−
電流源（30）は、高調波電流の低減、及び基本波力率改善を行うための電流（すなわち補償電流）を生成する。電流源（30）の出力端子は、電力変換装置（11）の受電経路（12）に接続されており、生成された補償電流は受電経路（12）に出力される。本実施形態の電流源（30）は、いわゆるインバータ回路を用いて構成されている。電流源（30）には、後述するスイッチング指令値（G）が入力されており、電流源（30）は、スイッチング指令値（G）に応じてスイッチングすることによって、補償電流を生成する。
【００３３】
−制御器（40）−
制御器（40）は、電流源（30）の出力電流を制御する。この例では、制御器（40）は、第１電流値検出部（41）、第２電流値検出部（42）、位相検出部（43）、第１補償分演算部（44）、第１電流指令演算部（45）、電流源容量記憶部（46）、余剰分演算部（47）、第２補償分演算部（48）、第２電流指令演算部（49）、加算器（50）、及びゲートパルス発生器（51）を備えている。この制御器（40）は、例えば、マイクロコンピュータと、それを動作させるためのプログラムを格納したメモリディバイスを用いて構成することができる。
【００３４】
第１電流値検出部（41）は、電力変換装置（11）の受電経路（12）における電流値を検出する。第１電流値検出部（41）が検出した電流値は、第１補償分演算部（44）に送信されている。この第１電流値検出部（41）の構成には、特に限定はないが、例えばカレントトランスを採用することなどが考えられる。なお、第１電流値検出部（41）は、有線方式で検出値を送信するように構成してもよいし、無線方式で検出値を送信するように構成してもよい。
【００３５】
第２電流値検出部（42）は、交流電源（70）と分電盤（60）とを結ぶ受電経路（61）における電流値を検出する。第２電流値検出部（42）が検出した電流値は、第２補償分演算部（48）に送信されている。この第２電流値検出部（42）の構成も、特に限定はないが、例えばカレントトランスを採用することなどが考えられる。なお、第２電流値検出部（42）は、有線方式で検出値を送信するように構成してもよいし、無線方式で検出値を送信するように構成してもよい。また、第２電流値検出部（42）は、分電盤（60）内に設ける構成も可能である。
【００３６】
位相検出部（43）は、受電経路（12）における電流の位相（ωt）を検出し、これを第１補償分演算部（44）及び第２補償分演算部（48）に送信する。
【００３７】
第１補償分演算部（44）は、位相検出部（43）によって検出された位相（ωt）と第１電流値検出部（41）によって検出された電流値に基づいて、受電経路（12）における高調波電流の補償（高調波電流の低減）と、基本波の無効成分の補償（基本波の力率改善）の双方を行うために必要な電流値を示す値（第１補償分（i1）と命名する）を求め、その第１補償分（i1）を第１電流指令演算部（45）及び余剰分演算部（47）に出力する。
【００３８】
第１電流指令演算部（45）は、第１補償分（i1）に応じて第１電流指令値（i1*）を生成し、該第１電流指令値（i1*）を加算器（50）に出力する。この例では、第１電流指令演算部（45）は、第１補償分（i1）を第１電流指令値（i1*）として出力する。
【００３９】
電流源容量記憶部（46）は、制御器（40）を構成するメモリディバイスによって構成されている。電流源容量記憶部（46）は、アクティブフィルタ装置（20）で補償可能な電流の大きさ、すなわち、電流源（30）で出力可能な最大電流値（例えば定格値）を記憶している。ここでは、電流源容量記憶部（46）で記憶されている値を出力電流容量（Cap）と命名する。そして、余剰分演算部（47）は、この出力電流容量（Cap）と第１補償分（i1）との差（余剰分（res）と命名する）を求め、求めた余剰分（res）を第２電流指令演算部（49）に出力する。すなわち、余剰分（res）＝出力電流容量（Cap）−第１補償分（i1）である。
【００４０】
第２補償分演算部（48）は、位相検出部（43）によって検出された位相（ωt）と第２電流値検出部（42）によって検出された電流値に基づいて、受電経路（61）における高調波電流の補償（高調波電流の低減）と、基本波の無効成分の補償（基本波の力率改善）の双方を行うために必要な電流値を示す値（第２補償分（i2）と命名する）を求め、その第２補償分（i2）を第２電流指令演算部（49）に出力する。
【００４１】
第２電流指令演算部（49）は、余剰分（res）と第２補償分（i2）とに応じて、第２電流指令値（i2*）を生成し、該第２電流指令値（i2*）を加算器（50）に出力する。具体的に、本実施形態の第２電流指令演算部（49）は、以下の条件に従って第２電流指令値（i2*）を生成する。
【００４２】
（１）第２補償分（i2）≧余剰分（res）の場合
第２電流指令値（i2*）＝余剰分（res）
（２）第２補償分（i2）＜余剰分（res）の場合
第２電流指令値（i2*）＝第２補償分（i2）
このように、本実施形態では、余剰分（res）に応じて、補償に用いる電流の大きさを決定するのである。
【００４３】
加算器（50）は、第１電流指令値（i1*）と第２電流指令値（i2*）との加算値（電流指令値（i*）と命名する）を生成してゲートパルス発生器（51）に出力する。ゲートパルス発生器（51）は、電流源（30）を構成するインバータ回路におけるスイッチングを指示するスイッチング指令値（G）を生成する。詳しくは、ゲートパルス発生器（51）は、電流源（30）の出力電流値と電流指令値（i*）との偏差に基づいてスイッチング指令値（G）を生成する動作を繰り返すフィードバック制御を行う。それにより、電流源（30）からは、電流指令値（i*）に相当する電流（補償電流）が受電経路（12）に供給される。つまり、アクティブフィルタ装置（20）によって、第１電流指令値（i1*）に相当する電流と第２電流指令値（i2*）に相当する電流とを重畳した補償電流が受電経路（12）に供給される。
【００４４】
〈アクティブフィルタ装置（20）の動作〉
空気調和装置（10）が起動すると、アクティブフィルタ装置（20）も稼働状態となる。そうすると、制御器（40）では、第１補償分演算部（44）が、位相検出部（43）が検出した位相（ωt）、及び第１電流値検出部（41）が検出した電流値に基づいて、第１補償分（i1）を求める。それに応じて、第１電流指令演算部（45）は、第１電流指令値（i1*）を生成する。また、第２補償分演算部（48）は、位相検出部（43）が検出した位相（ωt）、及び第２電流値検出部（42）が検出した電流値に基づいて、第２補償分（i2）を求める。
【００４５】
そして、第２電流指令演算部（49）は、第２電流指令値（i2*）を生成する。例えば、第２補償分（i2）≧余剰分（res）の場合（補償能力に十分な余剰がない場合）には、第２電流指令演算部（49）は、余剰分（res）を、第２電流指令値（i2*）として加算器（50）に出力する。余剰分（res）＝出力電流容量（Cap）−第１補償分（i1）であるので、加算器（50）で生成される電流指令値（i*）は、出力電流容量（Cap）となる。
【００４６】
また、第２補償分（i2）＜余剰分（res）の場合（アクティブフィルタ装置（20）の補償能力に十分な余剰がある場合）には、第２電流指令演算部（49）は、第２補償分（i2）を、第２電流指令値（i2*）として出力する。その結果、加算器（50）で生成される電流指令値（i*）は、第１補償分（i1）と第２補償分（i2）との合計値となる。
【００４７】
このようにして、電流指令値（i*）が生成されると、ゲートパルス発生器（51）がスイッチング指令値（G）を生成し、電流源（30）からは電流指令値（i*）に相当する補償電流が受電経路（12）に出力される。例えば、補償能力に十分な余剰がない場合（第２補償分（i2）≧余剰分（res）の場合）には、出力電流容量（Cap）に相当する電流（換言すると第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と、余剰分（res）に相当する電流とが重畳された電流）が補償電流として流れる。この場合は、主に電力変換装置（11）を原因とする高調波電流の低減や基本波力率の改善を図るのである。なお、このような状態となるのは、一例として、空気調和装置（10）の負荷が最大の状態（例えば冷房の最大出力時）で使用されている場合などが想定される。
【００４８】
一方、補償能力に十分な余剰がある場合（第２補償分（i2）＜余剰分（res）の場合）には、第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と第２電流値検出部（42）の検出値に応じた電流とが重畳された電流が補償電流として流れる。この場合には、空気調和装置（10）のみでなく、他の負荷（80）を起因とする高調波電流を低減したり基本波力率を改善したりすることが可能になる。なお、アクティブフィルタ装置（20）の補償能力に余剰を生ずるのは、例えば、空気調和装置（10）が中間の負荷状態で使用されている場合などが想定される。
【００４９】
〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態によれば、空気調和装置（10）とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減を図ることが可能になる。更には、本実施形態では、基本波力率の改善を図ることも可能になる。
【００５０】
《発明の実施形態２》
図２は、実施形態２にかかる空気調和システム（1）を示すブロック図である。この空気調和システム（1）は、複数台の空気調和装置（10）を備えている。それぞれの空気調和装置（10）は、圧縮機を有した冷媒回路（図示を省略）、電力変換装置（11）、及びアクティブフィルタ装置（20）を備えている。すなわち、空気調和システム（1）には、複数台のアクティブフィルタ装置（20）が含まれる。
【００５１】
この例では、１台の空気調和装置（10）に１台のアクティブフィルタ装置（20）が組み込まれている。各アクティブフィルタ装置（20）は、実施形態１のアクティブフィルタ装置（20）と概ね同様の構成を有しているが、第２電流指令値（i2*）の生成メカニズムが実施形態１とは異なっている。本実施形態の各アクティブフィルタ装置（20）は、第２補償分（i2）の一部を分担して生成するように、第２電流指令値（i2*）を生成する。
【００５２】
このような分担を実現するため、本実施形態のアクティブフィルタ装置（20）は、実施形態１のアクティブフィルタ装置（20）に通信部（52）が追加されるとともに、第２電流指令演算部（49）の機能に後述の変更が加えられることによって構成されている。なお、図２に示した制御器（40）には、第２補償分演算部（48）と通信部（52）のみを記載してあり、他の構成要素は記載を省略してある。また、図２に示すように、この空気調和システム（1）では、全てのアクティブフィルタ装置（20）で１つの第２電流値検出部（42）を共用している。
【００５３】
本実施形態の制御器（40）では、余剰分演算部（47）の出力（余剰分（res））は、第２電流指令演算部（49）に代えて、通信部（52）に入力されている。そして、各アクティブフィルタ装置（20）の通信部（52）は、余剰分演算部（47）が求めた余剰分（res）を他のアクティブフィルタ装置（20）の通信部（52）に送信するとともに、他のアクティブフィルタ装置（20）の通信部（52）から送信された余剰分（res）を受信する。なお、それぞれの通信部（52）の間の通信は、有線方式によって実現してもよいし、無線方式によって実現してもよい。
【００５４】
それぞれの通信部（52）は、他の通信部（52）から受信した余剰分（res）を示す信号を、第２電流指令演算部（49）に出力している。第２電流指令演算部（49）は、通信部（52）を介して得た、他のアクティブフィルタ装置（20）における余剰分（res）の情報を用いて、空気調和システム（1）全体における余剰分（res）の総和（余剰分総和（S）と命名する）を算出するように構成されている。具体的には、第２電流指令演算部（49）は、通信部（52）によって受信した各アクティブフィルタ装置（20）の余剰分（res）の全てと、自己の余剰分演算部（47）が求めた余剰分（res）の総和を算出する。
【００５５】
また、第２電流指令演算部（49）は、余剰分総和（S）と、第２補償分演算部（48）において求めた第２補償分（i2）とに基づいて、第２補償分（i2）の一部として自己が負担すべき分担補償分（i3）を算出する。具体的に本実施形態では、それぞれの第２電流指令演算部（49）は、以下の条件に従って、第２電流指令値（i2*）を生成する。
【００５６】
（１）第２補償分（i2）≧余剰分総和（S）である場合、
分担補償分（i3）＝自己の余剰分演算部（47）で求めた余剰分（res）
（２）第２補償分（i2）＜余剰分総和（S）の場合、
分担補償分（i3）＝自己の余剰分演算部（47）で求めた余剰分（res）を超えない範囲で適宜分担
つまり、本実施形態では、余剰分総和（S）よりも第２補償分（i2）が小さい場合には、各アクティブフィルタ装置（20）で分担して第２補償分（i2）の電流を生成するのである。それぞれの余剰分（res）を超えない範囲で、補償電流を分担する方法としては、各アクティブフィルタ装置（20）で均等に分担したり、それぞれの余剰分（res）の割合に応じて分担したりすることなどが考えられる。
【００５７】
このようにして各アクティブフィルタ装置（20）における分担補償分（i3）が求まると、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）では、第２電流指令演算部（49）が分担補償分（i3）に応じて第２電流指令値（i2*）を生成する。第２電流指令値（i2*）が生成されると、各アクティブフィルタ装置（20）では、実施形態１のアクティブフィルタ装置（20）と同様にして、第１電流指令値（i1*）と第２電流指令値（i2*）とが加算されて電流指令値（i*）が生成される。その結果、アクティブフィルタ装置（20）では、電流指令値（i*）に応じた補償電流が生成される。
【００５８】
例えば、第２補償分（i2）≧余剰分総和（S）の場合（空気調和システム（1）全体として補償能力に十分な余剰がない場合）には、各アクティブフィルタ装置（20）からは、第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と、それぞれの余剰分（res）に相当する電流とが重畳された電流が補償電流として流れる。すなわち、空気調和システム（1）全体で見て、アクティブフィルタ装置（20）の能力に十分な余剰がない場合には、それぞれの空気調和装置（10）を原因とする高調波電流の低減や基本波力率の改善を主に行うのである。
【００５９】
一方、第２補償分（i2）＜余剰分総和（S）の場合（空気調和システム（1）全体として補償能力に十分な余剰がある場合）には、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）からは、それぞれの第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と、分担補償分（i3）に応じた電流とが重畳された電流が補償電流として流れる。これにより、空気調和システム（1）全体として補償能力に十分な余剰がある場合には、それぞれの空気調和装置（10）に加え、他の負荷（80）による高調波電流を低減したり基本波力率を改善したりすることが可能になる。
【００６０】
〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態でも、空気調和装置（10）とともに他の負荷が接続された場合に、高調波電流の低減や基本波力率の改善が可能になる。しかも、本実施形態では、各アクティブフィルタ装置（20）によって、補償を分担して行うので、より確実に高調波電流の低減を図ることが可能になる。
【００６１】
なお、本実施形態は、何れか１つのアクティブフィルタ装置（20）が他のアクティブフィルタ装置（20）の動作を統括するように構成を変更することも可能である。例えば、何れか１つのアクティブフィルタ装置（20）が、余剰分総和（S）に基づいて、自他のアクティブフィルタ装置（20）における分担補償分（i3）を求めて他のアクティブフィルタ装置（20）にその情報を送信し、他のアクティブフィルタ装置（20）は、それに従って動作するように構成することが考えられる。
【００６２】
《発明の実施形態３》
図３は、実施形態３にかかる空気調和システム（1）を示すブロック図である。この例では、ビル等には、高圧（例えば６．６ｋＶ）の交流電源（以下、高圧交流電源（100））を含む電力系統から電力供給されている。このビル等では、高圧交流電源（100）から受けた交流を、それよりも低い電圧の単相交流に単相変圧器（91）によって変換し、種々の負荷（80）に供給している。
【００６３】
また、この例では、高圧交流電源（100）からの交流を、それよりも低い電圧の三相交流に三相変圧器（90）によって変換している。三相変圧器（90）によって得た三相交流は、分電盤（60）を介して空気調和装置（10）や負荷（80）に供給されるとともに、別の分電盤（60）を介して、別の負荷（80）にも供給されている。
【００６４】
この例では、図３に示すように、三相交流の供給を受ける複数台の空気調和装置（10）が設けられている。１台の空気調和装置（10）に対しては、１台のアクティブフィルタ装置（20）が対応して設けられている。それぞれのアクティブフィルタ装置（20）は、空気調和装置（10）とは別体の装置として構成されている。このように、アクティブフィルタ装置（20）は、必ずしも、前記実施形態のように空気調和装置（10）に組み込む必要はないのである。
【００６５】
また、この例でも、全てのアクティブフィルタ装置（20）で１つの第２電流値検出部（42）を共用している。この第２電流値検出部（42）は、高圧交流電源（100）における電流を検出する。より詳しくは、第２電流値検出部（42）は、三相変圧器（90）や単相変圧器（91）と、高圧交流電源（100）との接続点よりも、高圧交流電源（100）に近い点に接続されている。第２電流値検出部（42）の検出値は、各アクティブフィルタ装置（20）に対して無線方式により送信されている。勿論、第２電流値検出部（42）の検出値を有線方式で送信するように構成することも可能である。
【００６６】
なお、第１電流値検出部（41）は、アクティブフィルタ装置（20）毎に設けられており、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）が対応する空気調和装置（10）における受電経路（12）の電流を検出している。
【００６７】
そして、本実施形態でも実施形態２と同様に、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）で分担して第２補償分（i2）の電流を生成する。それにより、本実施形態でも、空気調和装置（10）とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減を図ることが可能になる。更には、本実施形態では、基本波力率の改善を図ることも可能になる。なお、本実施形態の単相変圧器（91）側の系統を省略するように構成を変更した場合にも同様の効果を得ることが可能である。
【００６８】
《その他の実施形態》
なお、アクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率改善機能を必ずしも備える必要はない。すなわち、アクティブフィルタ装置（20）は、高調波電流の低減機能のみを有する構成でもよい。また、アクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率改善機能のみを有する構成とすることも可能である。
【００６９】
また、１台の空気調和装置（10）に対して、複数台のアクティブフィルタ装置（20）を設ける構成も可能である。この場合には、実施形態２と同様にして、各アクティブフィルタ装置（20）で分担して第２補償分（i2）の電流を生成するとよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、アクティブフィルタ装置、空気調和装置、及び空気調和システムとして有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１        空気調和システム
１０      空気調和装置
１２      受電経路
２０      アクティブフィルタ装置
３０      電流源
４０      制御器
４１      第１電流値検出部
４２      第２電流値検出部
６０      分電盤
６１      受電経路
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分電盤（60）を介して電力供給を受ける電力変換装置（11）に接続されるアクティブフィルタ装置において、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）に出力が接続され、該電力変換装置（11）の高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第１補償分（i1）の電流を生成可能な電流源（30）と、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）に流れる電流に基づく値を検出する第１検出部（41）と、
前記分電盤（60）の受電経路（61）に流れる電流に基づく値を検出する第２検出部（42）と、
前記第１検出部（41）で検出された検出値に基づいて前記第１補償分（i1）の電流を算出し、前記第２検出部（42）で検出された検出値に基づいて前記分電盤（60）の受電経路（61）における高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第２補償分（i2）を算出し、前記第２補償分（i2）の電流と、前記第１補償分（i1）の電流とを重畳した電流を前記電流源（30）において生成させる制御器（40）と、
を備えた事を特徴とするアクティブフィルタ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御器（40）は、前記第２補償分（i2）が、前記電流源（30）の出力電流容量（Cap）と前記第１補償分（i1）との差である余剰分（res）以上の場合には、前記出力電流容量（Cap）に相当する電流を前記電流源（30）に生成させることを特徴とするアクティブフィルタ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第１検出部（41）は、前記電力変換装置（11）の受電経路（12）における電流値を検出し、
前記第２検出部（42）は、前記分電盤（60）の受電経路（61）における電流値を検出することを特徴とするアクティブフィルタ装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１検出部（41）及び前記第２検出部（42）の少なくとも一方は、無線方式により電流値を前記制御器（40）に送信することを特徴とするアクティブフィルタ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れかのアクティブフィルタ装置（20）を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４の何れかの、複数台のアクティブフィルタ装置（20）と、
複数台の空気調和装置（10）とを備え、
各アクティブフィルタ装置（20）における、前記電流源（30）の出力電流容量（Cap）と前記第１補償分（i1）との差である余剰分（res）の総和（S）が、前記第２補償分（i2）よりも大きい場合には、各アクティブフィルタ装置（20）は、該第２補償分（i2）の電流に代えて、前記第２補償分（i2）の一部を分担するための分担補償分（i3）の電流を、前記第１補償分（i1）の電流に重畳した電流を生成することを特徴とする空気調和システム。
【請求項７】
請求項６において、
それぞれのアクティブフィルタ装置（20）は、前記空気調和装置（10）に組み込まれていることを特徴とする空気調和システム。
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月12日(2018.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブフィルタ装置、空気調和装置、及び空気調和システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置などでは、高調波電流が電力系統（例えば商用電源を含む電力系統）に流出するのを防止するために、アクティブフィルタ装置が設けられる場合がある（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空気調和装置が接続される電力系統には、該空気調和装置以外の負荷（例えばインバータ回路などを有した機器。一例としてエレベータなど）も接続される場合があり、空気調和装置以外の負荷が高調波電流の発生源となることがある。その場合には、空気調和装置の高調波電流の対策を行うのみでは不十分であり、他の機器を含めて高調波電流の対策が望まれる。また、設備容量の低減や省エネルギーの観点などから、基本波力率の改善が求められる。
【０００５】
本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、空気調和装置とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するため、第１の態様は、分電盤（60）を介して電力供給を受ける電力変換装置（11）に接続されるアクティブフィルタ装置において、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）に出力が接続され、該電力変換装置（11）の高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第１補償分（i1）の電流を生成可能な電流源（30）と、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）に流れる電流を検出する第１検出部（41）と、
前記分電盤（60）の受電経路（61）に流れる電流を検出する第２検出部（42）と、
前記第１検出部（41）で検出された検出値に基づいて前記第１補償分（i1）の電流を算出し、前記第２検出部（42）で検出された検出値に基づいて前記分電盤（60）の受電経路（61）における高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第２補償分（i2）を算出し、前記第２補償分（i2）の電流と、前記第１補償分（i1）の電流とを重畳した電流を前記電流源（30）において生成させる制御器（40）と、
を備えた事を特徴とする。
【０００７】
この構成では、アクティブフィルタ装置（20）の能力に余剰がある場合には、第１補償分（i1）の電流と第２補償分（i2）の電流とが重畳されて、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うために供給される。
【０００８】
また、第２の態様は、第１の態様において、
前記制御器（40）は、前記第２補償分（i2）が、前記電流源（30）の出力電流容量（Cap）と前記第１補償分（i1）との差である余剰分（res）以上の場合には、前記出力電流容量（Cap）に相当する電流を前記電流源（30）に生成させることを特徴とする。
【０００９】
この構成では、アクティブフィルタ装置（20）の能力に余剰がない場合には、電流源（30）の能力に応じて、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方が行われる。
【００１０】
また、第３の態様は、第１の態様において、
前記第１検出部（41）及び前記第２検出部（42）の少なくとも一方は、無線方式により電流値を前記制御器（40）に送信することを特徴とする。
【００１１】
この構成では、無線方式の採用により、配線の省略が可能になる。
【００１２】
また、第４の態様は、第１から第３の態様の何れかののアクティブフィルタ装置（20）を備えたことを特徴とする空気調和装置である。
【００１３】
また、第５の態様は、第１から第３の態様の何れかの、複数台のアクティブフィルタ装置（20）と、
複数台の空気調和装置（10）とを備え、
各アクティブフィルタ装置（20）における、前記電流源（30）の出力電流容量（Cap）と前記第１補償分（i1）との差である余剰分（res）の総和（S）が、前記第２補償分（i2）よりも大きい場合には、各アクティブフィルタ装置（20）は、該第２補償分（i2）の電流に代えて、前記第２補償分（i2）の一部を分担するための分担補償分（i3）の電流を、前記第１補償分（i1）の電流に重畳した電流を生成することを特徴とする空気調和システムである。
【００１４】
この構成では、複数台のアクティブフィルタ装置（20）によって、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方が行われる。
【００１５】
また、第６の態様は、第５の態様において、
それぞれのアクティブフィルタ装置（20）は、前記空気調和装置（10）に組み込まれていることを特徴とする空気調和システムである。
【発明の効果】
【００１６】
第１の態様によれば、空気調和装置とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を図ることが可能になる。
【００１７】
また、第２の態様によれば、電流源（30）の能力に応じた範囲で、空気調和装置とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を図ることが可能になる。
【００１８】
また、第３の態様によれば、アクティブフィルタ装置の設置が容易になる。
【００１９】
また、第４の態様によれば、空気調和装置に組み込まれたアクティブフィルタ装置によって前記の効果を得ることが可能になる。
【００２０】
また、第５の態様によれば、複数台のアクティブフィルタ装置を用いることで、より確実に、前記の効果を得ることが可能になる。
【００２１】
また、第６の態様によれば、空気調和装置に組み込まれたアクティブフィルタ装置によって前記の効果を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施形態１にかかる空気調和装置を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態２にかかる空気調和システムを示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態３にかかる空気調和システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２４】
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１にかかる空気調和装置（10）を示すブロック図である。空気調和装置（10）は、ビル、工場、マンション、戸建て住宅等（以下、ビル等）に設置され、室内の空気調和（冷房や暖房）を行う。空気調和装置（10）が設置されるビル等には、交流電源（70）を含む電力系統から電力が供給されている。このビル等には、交流電源（70）に接続され、交流電源（70）からの交流電力を受電する分電盤（60）が設けられている。分電盤（60）は、複数のブレーカを備えており、各ブレーカを介して、交流電源（70）からの交流電力を複数の機器に分配している。この例では、それらのブレーカの１つに空気調和装置（10）が接続されている。空気調和装置（10）は、分電盤（60）を介して供給された交流電力によって稼働する。
【００２５】
また、分電盤（60）には、空気調和装置（10）の他にも負荷（80）が接続されている。この例では、負荷（80）は、インバータ回路などの高調波電流の発生源となり得る回路を備えているものとする。負荷（80）としては、ビルに設けられたエレベータ、ＬＥＤ等の照明機器、空気調和装置（10）とは別の空気調和装置などを例示できる。
【００２６】
〈空気調和装置（10）〉
空気調和装置（10）は、圧縮機を有した冷媒回路（図示を省略）、電力変換装置（11）、及びアクティブフィルタ装置（20）を備えている。電力変換装置（11）は、分電盤（60）を介して交流電源（70）に接続されている。この電力変換装置（11）は、コンバータ回路とインバータ回路とを有しており（何れも図示を省略）、電力変換装置（11）に供給された交流電力は、電力変換装置（11）によって、所望周波数及び所望電圧を有した交流電力に変換され、圧縮機（より詳しくは圧縮機が備える電動機）に供給されている。それにより、圧縮機が稼働して冷媒回路が機能し、その結果、室内の空気調和が行われる。
【００２７】
空気調和装置（10）において電力変換装置（11）や圧縮機の電動機が稼働すると、高調波電流が発生する場合がある。この高調波電流は、分電盤（60）から空気調和装置（10）へ電力を供給する電流経路（以下、受電経路（12））を介して、交流電源（70）に流出する可能性がある。このような高調波電流は、一般的には、交流電源（70）側への流出レベルは規制されているので、空気調和装置（10）ではアクティブフィルタ装置（20）によって、流出する高調波電流の低減を図っている。また、設備容量や省エネルギーの観点などから、基本波力率の改善が求められるところ、本実施形態のアクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率の改善機能も備えている。以下では、アクティブフィルタ装置（20）の構成について説明する。
【００２８】
〈アクティブフィルタ装置（20）〉
アクティブフィルタ装置（20）は、空気調和装置（10）に組み込まれており、電力変換装置（11）の受電経路（12）に現れる高調波電流を打ち消す機能を有する。すなわち、アクティブフィルタ装置（20）は、交流電源（70）と分電盤（60）とを結ぶ電流経路（以下、受電経路（61））における電流が正弦波に近づくように電流（補償電流）を流す。より具体的には、受電経路（12）に現れている高調波電流を検出し、検出した高調波電流とは逆位相の補償電流を生成して空気調和装置（10）の受電経路（12）に供給する。
【００２９】
空気調和装置（10）において発生する高調波電流が最も大きくなるのは、空気調和装置（10）の負荷がもっとも大きな場合（例えば冷房の最大出力時）と考えられる。そのため、アクティブフィルタ装置（20）は、空気調和装置（10）の負荷最大時における高調波電流を想定して能力（生成可能な電力の大きさ）が設定されている。一般的に空気調和装置（10）は、最大負荷の状態で使用されることよりも中間の負荷で使用されることが多いので、このように能力が設定されたアクティブフィルタ装置（20）は、稼働中には、能力が余剰となる期間が多いと考えられる。
【００３０】
また、このアクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率改善の機能を有する。この例では、基本波の無効成分も補償する補償電流を流すようにアクティブフィルタ装置（20）を構成することで、基本波の力率改善を行う。アクティブフィルタ装置（20）におけるこれらの機能を実現するため、本実施形態のアクティブフィルタ装置（20）は、図１に示すように、電流源（30）と制御器（40）とを備えている。
【００３１】
−電流源（30）−
電流源（30）は、高調波電流の低減、及び基本波力率改善を行うための電流（すなわち補償電流）を生成する。電流源（30）の出力端子は、電力変換装置（11）の受電経路（12）に接続されており、生成された補償電流は受電経路（12）に出力される。本実施形態の電流源（30）は、いわゆるインバータ回路を用いて構成されている。電流源（30）には、後述するスイッチング指令値（G）が入力されており、電流源（30）は、スイッチング指令値（G）に応じてスイッチングすることによって、補償電流を生成する。
【００３２】
−制御器（40）−
制御器（40）は、電流源（30）の出力電流を制御する。この例では、制御器（40）は、第１電流値検出部（41）、第２電流値検出部（42）、位相検出部（43）、第１補償分演算部（44）、第１電流指令演算部（45）、電流源容量記憶部（46）、余剰分演算部（47）、第２補償分演算部（48）、第２電流指令演算部（49）、加算器（50）、及びゲートパルス発生器（51）を備えている。この制御器（40）は、例えば、マイクロコンピュータと、それを動作させるためのプログラムを格納したメモリディバイスを用いて構成することができる。
【００３３】
第１電流値検出部（41）は、電力変換装置（11）の受電経路（12）における電流値を検出する。第１電流値検出部（41）が検出した電流値は、第１補償分演算部（44）に送信されている。この第１電流値検出部（41）の構成には、特に限定はないが、例えばカレントトランスを採用することなどが考えられる。なお、第１電流値検出部（41）は、有線方式で検出値を送信するように構成してもよいし、無線方式で検出値を送信するように構成してもよい。
【００３４】
第２電流値検出部（42）は、交流電源（70）と分電盤（60）とを結ぶ受電経路（61）における電流値を検出する。第２電流値検出部（42）が検出した電流値は、第２補償分演算部（48）に送信されている。この第２電流値検出部（42）の構成も、特に限定はないが、例えばカレントトランスを採用することなどが考えられる。なお、第２電流値検出部（42）は、有線方式で検出値を送信するように構成してもよいし、無線方式で検出値を送信するように構成してもよい。また、第２電流値検出部（42）は、分電盤（60）内に設ける構成も可能である。
【００３５】
位相検出部（43）は、受電経路（12）における電流の位相（ωt）を検出し、これを第１補償分演算部（44）及び第２補償分演算部（48）に送信する。
【００３６】
第１補償分演算部（44）は、位相検出部（43）によって検出された位相（ωt）と第１電流値検出部（41）によって検出された電流値に基づいて、受電経路（12）における高調波電流の補償（高調波電流の低減）と、基本波の無効成分の補償（基本波の力率改善）の双方を行うために必要な電流値を示す値（第１補償分（i1）と命名する）を求め、その第１補償分（i1）を第１電流指令演算部（45）及び余剰分演算部（47）に出力する。
【００３７】
第１電流指令演算部（45）は、第１補償分（i1）に応じて第１電流指令値（i1*）を生成し、該第１電流指令値（i1*）を加算器（50）に出力する。この例では、第１電流指令演算部（45）は、第１補償分（i1）を第１電流指令値（i1*）として出力する。
【００３８】
電流源容量記憶部（46）は、制御器（40）を構成するメモリディバイスによって構成されている。電流源容量記憶部（46）は、アクティブフィルタ装置（20）で補償可能な電流の大きさ、すなわち、電流源（30）で出力可能な最大電流値（例えば定格値）を記憶している。ここでは、電流源容量記憶部（46）で記憶されている値を出力電流容量（Cap）と命名する。そして、余剰分演算部（47）は、この出力電流容量（Cap）と第１補償分（i1）との差（余剰分（res）と命名する）を求め、求めた余剰分（res）を第２電流指令演算部（49）に出力する。すなわち、余剰分（res）＝出力電流容量（Cap）−第１補償分（i1）である。
【００３９】
第２補償分演算部（48）は、位相検出部（43）によって検出された位相（ωt）と第２電流値検出部（42）によって検出された電流値に基づいて、受電経路（61）における高調波電流の補償（高調波電流の低減）と、基本波の無効成分の補償（基本波の力率改善）の双方を行うために必要な電流値を示す値（第２補償分（i2）と命名する）を求め、その第２補償分（i2）を第２電流指令演算部（49）に出力する。
【００４０】
第２電流指令演算部（49）は、余剰分（res）と第２補償分（i2）とに応じて、第２電流指令値（i2*）を生成し、該第２電流指令値（i2*）を加算器（50）に出力する。具体的に、本実施形態の第２電流指令演算部（49）は、以下の条件に従って第２電流指令値（i2*）を生成する。
【００４１】
（１）第２補償分（i2）≧余剰分（res）の場合
第２電流指令値（i2*）＝余剰分（res）
（２）第２補償分（i2）＜余剰分（res）の場合
第２電流指令値（i2*）＝第２補償分（i2）
このように、本実施形態では、余剰分（res）に応じて、補償に用いる電流の大きさを決定するのである。
【００４２】
加算器（50）は、第１電流指令値（i1*）と第２電流指令値（i2*）との加算値（電流指令値（i*）と命名する）を生成してゲートパルス発生器（51）に出力する。ゲートパルス発生器（51）は、電流源（30）を構成するインバータ回路におけるスイッチングを指示するスイッチング指令値（G）を生成する。詳しくは、ゲートパルス発生器（51）は、電流源（30）の出力電流値と電流指令値（i*）との偏差に基づいてスイッチング指令値（G）を生成する動作を繰り返すフィードバック制御を行う。それにより、電流源（30）からは、電流指令値（i*）に相当する電流（補償電流）が受電経路（12）に供給される。つまり、アクティブフィルタ装置（20）によって、第１電流指令値（i1*）に相当する電流と第２電流指令値（i2*）に相当する電流とを重畳した補償電流が受電経路（12）に供給される。
【００４３】
〈アクティブフィルタ装置（20）の動作〉
空気調和装置（10）が起動すると、アクティブフィルタ装置（20）も稼働状態となる。そうすると、制御器（40）では、第１補償分演算部（44）が、位相検出部（43）が検出した位相（ωt）、及び第１電流値検出部（41）が検出した電流値に基づいて、第１補償分（i1）を求める。それに応じて、第１電流指令演算部（45）は、第１電流指令値（i1*）を生成する。また、第２補償分演算部（48）は、位相検出部（43）が検出した位相（ωt）、及び第２電流値検出部（42）が検出した電流値に基づいて、第２補償分（i2）を求める。
【００４４】
そして、第２電流指令演算部（49）は、第２電流指令値（i2*）を生成する。例えば、第２補償分（i2）≧余剰分（res）の場合（補償能力に十分な余剰がない場合）には、第２電流指令演算部（49）は、余剰分（res）を、第２電流指令値（i2*）として加算器（50）に出力する。余剰分（res）＝出力電流容量（Cap）−第１補償分（i1）であるので、加算器（50）で生成される電流指令値（i*）は、出力電流容量（Cap）となる。
【００４５】
また、第２補償分（i2）＜余剰分（res）の場合（アクティブフィルタ装置（20）の補償能力に十分な余剰がある場合）には、第２電流指令演算部（49）は、第２補償分（i2）を、第２電流指令値（i2*）として出力する。その結果、加算器（50）で生成される電流指令値（i*）は、第１補償分（i1）と第２補償分（i2）との合計値となる。
【００４６】
このようにして、電流指令値（i*）が生成されると、ゲートパルス発生器（51）がスイッチング指令値（G）を生成し、電流源（30）からは電流指令値（i*）に相当する補償電流が受電経路（12）に出力される。例えば、補償能力に十分な余剰がない場合（第２補償分（i2）≧余剰分（res）の場合）には、出力電流容量（Cap）に相当する電流（換言すると第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と、余剰分（res）に相当する電流とが重畳された電流）が補償電流として流れる。この場合は、主に電力変換装置（11）を原因とする高調波電流の低減や基本波力率の改善を図るのである。なお、このような状態となるのは、一例として、空気調和装置（10）の負荷が最大の状態（例えば冷房の最大出力時）で使用されている場合などが想定される。
【００４７】
一方、補償能力に十分な余剰がある場合（第２補償分（i2）＜余剰分（res）の場合）には、第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と第２電流値検出部（42）の検出値に応じた電流とが重畳された電流が補償電流として流れる。この場合には、空気調和装置（10）のみでなく、他の負荷（80）を起因とする高調波電流を低減したり基本波力率を改善したりすることが可能になる。なお、アクティブフィルタ装置（20）の補償能力に余剰を生ずるのは、例えば、空気調和装置（10）が中間の負荷状態で使用されている場合などが想定される。
【００４８】
〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態によれば、空気調和装置（10）とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減を図ることが可能になる。更には、本実施形態では、基本波力率の改善を図ることも可能になる。
【００４９】
《発明の実施形態２》
図２は、実施形態２にかかる空気調和システム（1）を示すブロック図である。この空気調和システム（1）は、複数台の空気調和装置（10）を備えている。それぞれの空気調和装置（10）は、圧縮機を有した冷媒回路（図示を省略）、電力変換装置（11）、及びアクティブフィルタ装置（20）を備えている。すなわち、空気調和システム（1）には、複数台のアクティブフィルタ装置（20）が含まれる。
【００５０】
この例では、１台の空気調和装置（10）に１台のアクティブフィルタ装置（20）が組み込まれている。各アクティブフィルタ装置（20）は、実施形態１のアクティブフィルタ装置（20）と概ね同様の構成を有しているが、第２電流指令値（i2*）の生成メカニズムが実施形態１とは異なっている。本実施形態の各アクティブフィルタ装置（20）は、第２補償分（i2）の一部を分担して生成するように、第２電流指令値（i2*）を生成する。
【００５１】
このような分担を実現するため、本実施形態のアクティブフィルタ装置（20）は、実施形態１のアクティブフィルタ装置（20）に通信部（52）が追加されるとともに、第２電流指令演算部（49）の機能に後述の変更が加えられることによって構成されている。なお、図２に示した制御器（40）には、第２補償分演算部（48）と通信部（52）のみを記載してあり、他の構成要素は記載を省略してある。また、図２に示すように、この空気調和システム（1）では、全てのアクティブフィルタ装置（20）で１つの第２電流値検出部（42）を共用している。
【００５２】
本実施形態の制御器（40）では、余剰分演算部（47）の出力（余剰分（res））は、第２電流指令演算部（49）に代えて、通信部（52）に入力されている。そして、各アクティブフィルタ装置（20）の通信部（52）は、余剰分演算部（47）が求めた余剰分（res）を他のアクティブフィルタ装置（20）の通信部（52）に送信するとともに、他のアクティブフィルタ装置（20）の通信部（52）から送信された余剰分（res）を受信する。なお、それぞれの通信部（52）の間の通信は、有線方式によって実現してもよいし、無線方式によって実現してもよい。
【００５３】
それぞれの通信部（52）は、他の通信部（52）から受信した余剰分（res）を示す信号を、第２電流指令演算部（49）に出力している。第２電流指令演算部（49）は、通信部（52）を介して得た、他のアクティブフィルタ装置（20）における余剰分（res）の情報を用いて、空気調和システム（1）全体における余剰分（res）の総和（余剰分総和（S）と命名する）を算出するように構成されている。具体的には、第２電流指令演算部（49）は、通信部（52）によって受信した各アクティブフィルタ装置（20）の余剰分（res）の全てと、自己の余剰分演算部（47）が求めた余剰分（res）の総和を算出する。
【００５４】
また、第２電流指令演算部（49）は、余剰分総和（S）と、第２補償分演算部（48）において求めた第２補償分（i2）とに基づいて、第２補償分（i2）の一部として自己が負担すべき分担補償分（i3）を算出する。具体的に本実施形態では、それぞれの第２電流指令演算部（49）は、以下の条件に従って、第２電流指令値（i2*）を生成する。
【００５５】
（１）第２補償分（i2）≧余剰分総和（S）である場合、
分担補償分（i3）＝自己の余剰分演算部（47）で求めた余剰分（res）
（２）第２補償分（i2）＜余剰分総和（S）の場合、
分担補償分（i3）＝自己の余剰分演算部（47）で求めた余剰分（res）を超えない範囲で適宜分担
つまり、本実施形態では、余剰分総和（S）よりも第２補償分（i2）が小さい場合には、各アクティブフィルタ装置（20）で分担して第２補償分（i2）の電流を生成するのである。それぞれの余剰分（res）を超えない範囲で、補償電流を分担する方法としては、各アクティブフィルタ装置（20）で均等に分担したり、それぞれの余剰分（res）の割合に応じて分担したりすることなどが考えられる。
【００５６】
このようにして各アクティブフィルタ装置（20）における分担補償分（i3）が求まると、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）では、第２電流指令演算部（49）が分担補償分（i3）に応じて第２電流指令値（i2*）を生成する。第２電流指令値（i2*）が生成されると、各アクティブフィルタ装置（20）では、実施形態１のアクティブフィルタ装置（20）と同様にして、第１電流指令値（i1*）と第２電流指令値（i2*）とが加算されて電流指令値（i*）が生成される。その結果、アクティブフィルタ装置（20）では、電流指令値（i*）に応じた補償電流が生成される。
【００５７】
例えば、第２補償分（i2）≧余剰分総和（S）の場合（空気調和システム（1）全体として補償能力に十分な余剰がない場合）には、各アクティブフィルタ装置（20）からは、第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と、それぞれの余剰分（res）に相当する電流とが重畳された電流が補償電流として流れる。すなわち、空気調和システム（1）全体で見て、アクティブフィルタ装置（20）の能力に十分な余剰がない場合には、それぞれの空気調和装置（10）を原因とする高調波電流の低減や基本波力率の改善を主に行うのである。
【００５８】
一方、第２補償分（i2）＜余剰分総和（S）の場合（空気調和システム（1）全体として補償能力に十分な余剰がある場合）には、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）からは、それぞれの第１電流値検出部（41）の検出値に応じた電流と、分担補償分（i3）に応じた電流とが重畳された電流が補償電流として流れる。これにより、空気調和システム（1）全体として補償能力に十分な余剰がある場合には、それぞれの空気調和装置（10）に加え、他の負荷（80）による高調波電流を低減したり基本波力率を改善したりすることが可能になる。
【００５９】
〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態でも、空気調和装置（10）とともに他の負荷が接続された場合に、高調波電流の低減や基本波力率の改善が可能になる。しかも、本実施形態では、各アクティブフィルタ装置（20）によって、補償を分担して行うので、より確実に高調波電流の低減を図ることが可能になる。
【００６０】
なお、本実施形態は、何れか１つのアクティブフィルタ装置（20）が他のアクティブフィルタ装置（20）の動作を統括するように構成を変更することも可能である。例えば、何れか１つのアクティブフィルタ装置（20）が、余剰分総和（S）に基づいて、自他のアクティブフィルタ装置（20）における分担補償分（i3）を求めて他のアクティブフィルタ装置（20）にその情報を送信し、他のアクティブフィルタ装置（20）は、それに従って動作するように構成することが考えられる。
【００６１】
《発明の実施形態３》
図３は、実施形態３にかかる空気調和システム（1）を示すブロック図である。この例では、ビル等には、高圧（例えば６．６ｋＶ）の交流電源（以下、高圧交流電源（100））を含む電力系統から電力供給されている。このビル等では、高圧交流電源（100）から受けた交流を、それよりも低い電圧の単相交流に単相変圧器（91）によって変換し、種々の負荷（80）に供給している。
【００６２】
また、この例では、高圧交流電源（100）からの交流を、それよりも低い電圧の三相交流に三相変圧器（90）によって変換している。三相変圧器（90）によって得た三相交流は、分電盤（60）を介して空気調和装置（10）や負荷（80）に供給されるとともに、別の分電盤（60）を介して、別の負荷（80）にも供給されている。
【００６３】
この例では、図３に示すように、三相交流の供給を受ける複数台の空気調和装置（10）が設けられている。１台の空気調和装置（10）に対しては、１台のアクティブフィルタ装置（20）が対応して設けられている。それぞれのアクティブフィルタ装置（20）は、空気調和装置（10）とは別体の装置として構成されている。このように、アクティブフィルタ装置（20）は、必ずしも、前記実施形態のように空気調和装置（10）に組み込む必要はないのである。
【００６４】
また、この例でも、全てのアクティブフィルタ装置（20）で１つの第２電流値検出部（42）を共用している。この第２電流値検出部（42）は、高圧交流電源（100）における電流を検出する。より詳しくは、第２電流値検出部（42）は、三相変圧器（90）や単相変圧器（91）と、高圧交流電源（100）との接続点よりも、高圧交流電源（100）に近い点に接続されている。第２電流値検出部（42）の検出値は、各アクティブフィルタ装置（20）に対して無線方式により送信されている。勿論、第２電流値検出部（42）の検出値を有線方式で送信するように構成することも可能である。
【００６５】
なお、第１電流値検出部（41）は、アクティブフィルタ装置（20）毎に設けられており、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）が対応する空気調和装置（10）における受電経路（12）の電流を検出している。
【００６６】
そして、本実施形態でも実施形態２と同様に、それぞれのアクティブフィルタ装置（20）で分担して第２補償分（i2）の電流を生成する。それにより、本実施形態でも、空気調和装置（10）とともに他の負荷が接続された場合において、高調波電流の低減を図ることが可能になる。更には、本実施形態では、基本波力率の改善を図ることも可能になる。なお、本実施形態の単相変圧器（91）側の系統を省略するように構成を変更した場合にも同様の効果を得ることが可能である。
【００６７】
《その他の実施形態》
なお、アクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率改善機能を必ずしも備える必要はない。すなわち、アクティブフィルタ装置（20）は、高調波電流の低減機能のみを有する構成でもよい。また、アクティブフィルタ装置（20）は、基本波力率改善機能のみを有する構成とすることも可能である。
【００６８】
また、１台の空気調和装置（10）に対して、複数台のアクティブフィルタ装置（20）を設ける構成も可能である。この場合には、実施形態２と同様にして、各アクティブフィルタ装置（20）で分担して第２補償分（i2）の電流を生成するとよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、アクティブフィルタ装置、空気調和装置、及び空気調和システムとして有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１        空気調和システム
１０      空気調和装置
１２      受電経路
２０      アクティブフィルタ装置
３０      電流源
４０      制御器
４１      第１電流値検出部
４２      第２電流値検出部
６０      分電盤
６１      受電経路
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分電盤（60）を介して電力供給を受ける電力変換装置（11）に接続されるアクティブフィルタ装置において、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）に出力が接続され、該電力変換装置（11）の高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第１補償分（i1）の電流を生成可能な電流源（30）と、
前記電力変換装置（11）の受電経路（12）に流れる電流を検出する第１検出部（41）と、
前記分電盤（60）の受電経路（61）に流れる電流を検出する第２検出部（42）と、
前記第１検出部（41）で検出された検出値に基づいて前記第１補償分（i1）の電流を算出し、前記第２検出部（42）で検出された検出値に基づいて前記分電盤（60）の受電経路（61）における高調波電流の低減及び基本波力率の改善の少なくとも一方を行うための第２補償分（i2）を算出し、前記第２補償分（i2）の電流と、前記第１補償分（i1）の電流とを重畳した電流を前記電流源（30）において生成させる制御器（40）と、
を備えた事を特徴とするアクティブフィルタ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御器（40）は、前記第２補償分（i2）が、前記電流源（30）の出力電流容量（Cap）と前記第１補償分（i1）との差である余剰分（res）以上の場合には、前記出力電流容量（Cap）に相当する電流を前記電流源（30）に生成させることを特徴とするアクティブフィルタ装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１検出部（41）及び前記第２検出部（42）の少なくとも一方は、無線方式により電流値を前記制御器（40）に送信することを特徴とするアクティブフィルタ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れかのアクティブフィルタ装置（20）を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３の何れかの、複数台のアクティブフィルタ装置（20）と、
複数台の空気調和装置（10）とを備え、
各アクティブフィルタ装置（20）における、前記電流源（30）の出力電流容量（Cap）と前記第１補償分（i1）との差である余剰分（res）の総和（S）が、前記第２補償分（i2）よりも大きい場合には、各アクティブフィルタ装置（20）は、該第２補償分（i2）の電流に代えて、前記第２補償分（i2）の一部を分担するための分担補償分（i3）の電流を、前記第１補償分（i1）の電流に重畳した電流を生成することを特徴とする空気調和システム。
【請求項６】
請求項５において、
それぞれのアクティブフィルタ装置（20）は、前記空気調和装置（10）に組み込まれていることを特徴とする空気調和システム。