JPH0154952B2 - - Google Patents
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- JPH0154952B2 JPH0154952B2 JP10156181A JP10156181A JPH0154952B2 JP H0154952 B2 JPH0154952 B2 JP H0154952B2 JP 10156181 A JP10156181 A JP 10156181A JP 10156181 A JP10156181 A JP 10156181A JP H0154952 B2 JPH0154952 B2 JP H0154952B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC
- H02M5/04—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters
- H02M5/22—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M5/25—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/257—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電源側から見た基本波力率を任意の値
に制御する無効電力補償形サイクロコンバータの
制御方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for controlling a reactive power compensation type cycloconverter that controls the fundamental wave power factor seen from the power source side to an arbitrary value.
サイクロコンバータは一定周波数の交流電力を
他の異なる周波数の交流電力に直接変換する装置
であるが、その構成素子たるサイリスタを電流電
圧によつて転流させるため電源から多くの無効電
力をとる欠点がある。また、その無効電力は負荷
側の周波数に同期して常に変動している。このた
め電源系統設備の容量を増大させるだけでなく、
無効電力変動により同一系統に接続された電気機
器に種々の悪影響を及ぼしている。 A cycloconverter is a device that directly converts alternating current power at a constant frequency into alternating current power at a different frequency, but it has the disadvantage that it takes a lot of reactive power from the power supply because its component thyristor is commutated by current and voltage. be. Moreover, the reactive power constantly fluctuates in synchronization with the frequency on the load side. Therefore, in addition to increasing the capacity of power system equipment,
Reactive power fluctuations have various negative effects on electrical equipment connected to the same system.
このようなサイクロコンバータの無効電力を補
償する方法として、特願昭54−119122号ががあ
る。この特願昭54−119122号は受電端の無効電力
の検出に伴うむだ時間や検出遅れがあること及び
制御系を安定化し定常偏差を零にするため制御補
償要素として積分要素を用いていること等により
無効電力制御系の応答速度を高くとることができ
ない。従つて負荷側の周波数が低いときは比較的
よく追従し、受電端の無効電力を零に制御するこ
とができるが、負荷側の周波数が高くなるに従
い、制御遅れが目立つようになり、受電端の無効
電力は当該制御遅れの分だけ残つてしまう。 Japanese Patent Application No. 119122/1984 describes a method of compensating for the reactive power of such a cycloconverter. This Japanese Patent Application No. 119122/1984 is concerned with the fact that there is dead time and detection delay associated with the detection of reactive power at the power receiving end, and that an integral element is used as a control compensation element in order to stabilize the control system and reduce the steady-state deviation to zero. etc., it is not possible to increase the response speed of the reactive power control system. Therefore, when the frequency on the load side is low, it follows relatively well and the reactive power at the receiving end can be controlled to zero, but as the frequency on the load side increases, the control delay becomes noticeable and the The reactive power remains by the amount of the control delay.
また、特願昭54−119122号は無効電力補償のた
めにサイクロコンバータの循環電流を制御するも
のであるが、これを従来の非循環電流式サイクロ
コンバータと比較した場合、当該循環電流の分だ
けコンバータの容量が増大することになる。 In addition, Japanese Patent Application No. 119122/1987 controls the circulating current of a cycloconverter to compensate for reactive power, but when comparing this with a conventional non-circulating current type cycloconverter, it is found that the circulating current is controlled by the amount of circulating current. The capacity of the converter will increase.
従つて、本発明は以上に鑑みてなされたもの
で、追従性の良い無効電力制御系を有し、しかも
コンバータの容量増加が少なくてすむ無効電力補
償形サイクロコンバータの制御方法を提供するこ
とを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a control method for a reactive power compensation type cycloconverter which has a reactive power control system with good followability and which requires less increase in converter capacity. purpose.
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明方法を説明するための無効電力
補償形サイクロコンバータ装置の構成例を示すも
のである。図中、BUSは3相交流電源の電線路、
Cは又は△接続された進相コンデンサ、TrU,
TrV,TrWは電源トランス、CC−U,CC−V,
CC−Wは循環電流式サイクロコンバータ、U,
V,Wは負荷、CNT−U,CNT−V,C
ONT−Wは負荷の制御回路、RIは循環電流指
令回路である。サイクロコンバータCC−Uは正
群コンバータSS−P、負群コンバータSS−N及
び直流リアクトルLo1,Lo2から構成されている。
CC−V,CC−Wも同様に構成されている。以下
負荷電流制御動作及び循環電流制御動作をU相サ
イクロコンバータを例にとつて説明する。 FIG. 1 shows an example of the configuration of a reactive power compensation type cycloconverter device for explaining the method of the present invention. In the diagram, BUS is the electric line of the 3-phase AC power supply,
C is or △ connected phase advance capacitor, TrU,
TrV, TrW are power transformers, CC-U, CC-V,
CC-W is a circulating current type cycloconverter,
V, W are loads, CNT-U, CNT-V, C
ONT-W is a load control circuit, and RI is a circulating current command circuit. The cycloconverter CC-U is composed of a positive group converter SS-P, a negative group converter SS-N, and DC reactors Lo 1 and Lo 2 .
CC-V and CC-W are similarly configured. The load current control operation and circulating current control operation will be explained below using a U-phase cycloconverter as an example.
まず、負荷電流の制御は次のように行なわれ
る。 First, the load current is controlled as follows.
負荷電流検出器CTLUにより負荷電流ILUを検出
し、指令値ILUと比較する。偏差ε2=ILU−ILUに
比例した電圧をサイクロコンバータから発生する
ように位相制御回路PH−P,PH−Nを制御す
る。PH−Pの出力位相αpuに対してPH−Nの出
力位相αNUはαNU=180゜−αpuの関係を保つように
増幅器K2から反転増幅器K3を介してPH−Nに入
力される。すなわち、正群コンバータSS−Pの
出力電圧Vp=kv・Vs・cosαpuと、負群コンバ
ータSS−Nの出力電圧VN=kv・Vs・cosαNu=
kv×Vscos(180゜−αpu)は負荷端子でつり合つた
状態で通常の運転が行なわれる。ただし、Vsは
電源電圧、kvは変換定数である。電流指令ILUを
正弦波状に変化させるとそれに応じて偏差ε2も変
化し、負荷に正弦電流が流れるように前記αpu及
びαNuが制御される。この通常の運転では正群コ
ンバータSS−Pの出力電圧と負群コンバータSS
−Nの出力電圧は等しくつり合つているため循環
電流Iouはほとんど流れない。 The load current ILU is detected by the load current detector CTLU and compared with the command value ILU . The phase control circuits PH-P and PH-N are controlled so that the cycloconverter generates a voltage proportional to the deviation ε 2 =I LU −I LU . The output phase α NU of PH-N is input to the PH- N via the inverting amplifier K 3 from amplifier K 2 so as to maintain the relationship α NU = 180° − α pu with respect to the output phase α pu of PH-P. . That is, the output voltage of the positive group converter SS-P is Vp = kv・Vs・cosαpu, and the output voltage of the negative group converter SS-N is V N =kv・Vs・cosα Nu =
Normal operation is performed with kv×Vscos (180°−αpu) balanced at the load terminals. However, Vs is the power supply voltage and kv is the conversion constant. When the current command I LU is changed sinusoidally, the deviation ε 2 also changes accordingly, and the αpu and α Nu are controlled so that a sinusoidal current flows through the load. In this normal operation, the output voltage of the positive group converter SS-P and the negative group converter SS
Since the -N output voltages are equally balanced, almost no circulating current Iou flows.
次に循環電流制御の動作を説明する。循環電流
IpUは次の演算を行なうことによつて検出される。
ただし、Ipuは正群コンバータSS−Pの出力電
流、INUは負群コンバータSS−Nの出力電流、|
ILU|は負荷電流ILUの絶対値である。 Next, the operation of circulating current control will be explained. circulating current
I pU is detected by performing the following operation.
However, Ipu is the output current of the positive group converter SS-P, INU is the output current of the negative group converter SS-N, |
I LU | is the absolute value of the load current I LU .
Iou=(Ipu+INU−|ILU|)/2
電流検出器CTpu,CTNU,CTLU絶対値回路
ABS、加算器A1,A2及び増幅器Ko(=1/2倍)を
使つて上記演算を行なつている。 Iou=(Ipu+I NU − | I LU |)/2 Current detector CTpu, CT NU , CT LU absolute value circuit
The above calculation is performed using ABS, adders A 1 and A 2 , and amplifier Ko (=1/2 times).
このようにして検出された循環電流Iouは比較
器C1によつて指令値Iouと比較され、偏差ε1=
Iou*−Iouが出力される。偏差ε1は増幅器K1を
介して加算器A3及びA4に入力される。従つて、
PH−P及びPH−Nへの入力ε3及びε4は各々次の
ようになる。ただし、K3=−1とする。 The circulating current Iou detected in this way is compared with the command value Iou by the comparator C1 , and the deviation ε 1 =
Iou*−Iou is output. The deviation ε 1 is input to adders A 3 and A 4 via an amplifier K 1 . Therefore,
The inputs ε 3 and ε 4 to PH-P and PH-N are as follows, respectively. However, K 3 =-1.
ε3=K2・ε2+K1・ε1
ε4=−K2・ε2+K1・ε1
故に、αNU=180゜−αpuの関係はくずれ、K1・
ε1に比例した分だけ正群コンバータSS−Pの出
力電圧Vpと負群コンバータSS−Nの出力電圧VN
とが不平衡になる。その差電圧が直流リアクトル
Lo1及びLo2に印加され、循環電流IpLが流れる。
Iouが指令値Iou*より流れすぎればε1が減少し
て上記差電圧を小さくする。結果的にはIouは
Iou*に等しくなるように制御される。V、W相
も同様に制御される。 ε 3 = K 2・ε 2 +K 1・ε 1 ε 4 = −K 2・ε 2 +K 1・ε 1 Therefore, the relationship α NU = 180° − αpu collapses, and K 1・
The output voltage Vp of the positive group converter SS-P and the output voltage V N of the negative group converter SS-N are proportional to ε 1 .
becomes unbalanced. The difference voltage is the DC reactor
Applied to Lo 1 and Lo 2 , a circulating current I pL flows.
If Iou flows too much than the command value Iou*, ε 1 decreases, reducing the voltage difference. As a result, Iou is controlled to be equal to Iou*. The V and W phases are similarly controlled.
循環電流の指令値Iou*は循環電流指令回路
RIから発生させられる。第2図はその循環電
流指令回路の具体例を示すもので、破線で囲まれ
た部分がRIである。 The circulating current command value Iou* is the circulating current command circuit.
Generated from RI. FIG. 2 shows a specific example of the circulating current command circuit, and the part surrounded by the broken line is RI.
図中、KαU,Kαv,Kαw,KMU,KMv,KMw及び
Kaは演算増幅器、LMu,LMv,LMwはリミツ
タ回路SQu,SQv,SQwは2乗演算回路、
SQRu,SQRv,SQRwは平方根演算回路、Mu1,
Mv1,Mw1,Mu2,Mv2,Mw2,Mu3,Mv3,
Aw3は乗算器、DIVは割算器、AD1〜AD9は加算
器、VRは無効電力設定器である。 In the figure, Kα U , Kα v , Kα w , K MU , K Mv , K Mw and
Ka is an operational amplifier, LMu, LMv, LMw are limiter circuits SQu, SQv, SQw are square calculation circuits,
SQRu, SQRv, SQRw are square root calculation circuits, Mu 1 ,
Mv 1 , Mw 1 , Mu 2 , Mv 2 , Mw 2 , Mu 3 , Mv 3 ,
Aw 3 is a multiplier, DIV is a divider, AD 1 to AD 9 are adders, and VR is a reactive power setter.
まず、各相サイクロコンバータの位相制御入力
電圧Vαu,Vαv,Vαwを取出し、循環電流指令
回路RIに入力する。Vαuは第1図の増幅器K2
の出力信号を取出したもので、cosαpuと−
cosαNUの平均値に比例した値をとる。故にVαuを
増幅器Kαuによつて定数倍することにより、点弧
制御角αuの余弦値cosαuが求められる。次にリミ
ツタ回路LMuは−1≦cosαu≦1の条件を満足さ
せるために増幅器Kαuの出力信号の上限及び下限
値を決定するものである。この信号を2乗演算回
路SQuで2乗し、加算器AD1に入力する。AD1で
は単位直流電圧1から前記SQuの出力信号を差し
引き、その結果、1−cos2αuが求められる。こ
れを次の平方根演算回路SQRuを通してsinαu=
√1−2が求まる。同様にVαvからsinαvが
Vαwからsinαwが求められる。 First, the phase control input voltages Vαu, Vαv, and Vαw of each phase cycloconverter are taken out and input to the circulating current command circuit RI. Vαu is the amplifier K 2 in Fig. 1
This is the output signal of cosαpu and −
cosα Takes a value proportional to the average value of NU . Therefore, by multiplying Vαu by a constant by the amplifier Kαu, the cosine value cosαu of the ignition control angle αu can be obtained. Next, the limiter circuit LMu determines the upper and lower limit values of the output signal of the amplifier Kαu in order to satisfy the condition -1≦cosαu≦1. This signal is squared by the square calculation circuit SQu and inputted to the adder AD1 . In AD 1 , the output signal of the SQu is subtracted from the unit DC voltage 1, and as a result, 1-cos 2 αu is obtained. This is passed through the next square root calculation circuit SQRu to sinαu=
Find √1−2 . Similarly, sinαv from Vαv
Sinαw can be found from Vαw.
次に、各相サイクロコンバータの負荷電流の絶
対値|ILU|,|ILV|,|ILW|を検出し、循環電流
指令回路RIの加算器AD5,AD6,AD7及び乗
算器Mu2,Mv2,Mw2に入力する。加算器AD5
は定数値IMから前記U相負荷電流の絶対値|ILU
|を差し引き、IM−|ILU|を求める。次の演算
増幅器KMUでは、AD5の出力信号を(1/IM)倍
でする。その結果kU=(IM−|ILU|)/IMが求め
られる。同様に、kv=(IM−|ILV|)/IM、kW=
(IM−|ILW|)/IMが求まる。 Next, the absolute value of the load current of each phase cycloconverter |I LU |, |I LV |, |I LW | is detected, and the absolute value of the load current |I LU |, |I LV |, |I LW | Input Mu 2 , Mv 2 , Mw 2 . Adder AD 5
is the absolute value of the U-phase load current | I LU from the constant value I M
Subtract | to find I M − | I LU |. The next operational amplifier K MU multiplies the output signal of AD 5 by (1/I M ). As a result, k U =( IM − |I LU |)/I M is obtained. Similarly, kv=(I M − | I LV |)/I M , k W =
(I M − | I LW |)/I M is found.
乗算器Mu1は前記平方根演算回路SQRUの出力
信号sinαuと前記演算増幅器KMUの出力信号kuを
乗ずるもので、ku・sinαu=(IM−|ILU|)/
IM・sinαuが出力される。同様に乗算器Mv1によ
つてkv×sinαv=(IM−|ILv|)/IM・sinαvが、
又、乗算器Mw1によつて、kw・sinαw=(IM−|
ILW|)/IM・sinαwが出力される。そして、次の
加算器AD4によつて、上記3つの値が加算され
ku・sinαu+kv・sinαv+kw・sinαwの信号が得
られる。 The multiplier Mu1 multiplies the output signal sinαu of the square root calculation circuit SQRU by the output signal ku of the operational amplifier KMU , and ku・sinαu=( IM− | ILU |)/
I M・sinαu is output. Similarly, by multiplier Mv 1 , kv×sinαv=(I M − |ILv|)/I M・sinαv,
Also, by the multiplier Mw 1 , kw・sinαw=(I M − |
I LW |)/ IM・sinαw is output. Then, the above three values are added by the next adder AD 4 .
A signal of ku・sinαu+kv・sinαv+kw・sinαw is obtained.
また、乗算器Mu2は前記平方根演算回路SQRu
の出力信号sinαuと前記U相負荷電流の絶対値|
ILU|を乗ずるもので、|ILU|・sinαuが出力され
る。同様に乗算器Mv2によつて、|ILv|・sinαv
が又、乗算器Mw2によつて、|ILW|・sinαwが出
力される。加算器AD8は乗算器Mu2,Mv2,
Mw2の出力信号を加算するもので、|ILU|・
sinαu+|ILv|・sinαv+|ILW|・sinαwが求ま
る。次の加算器AD9は無効電力設定器VRの出力
信号Icap*から前記加算器AD8の出力信号を差
し引くもので、その出力信号を次の割算器DIVに
入力する。割算器DIVは上記加算器AD9の信号a
を前記加算器AD4の出力信号bで割るもので、次
の演算増幅器Kaで(1/2)倍することにより、
Io*として次の値が求められる。 Moreover, the multiplier Mu 2 is connected to the square root calculation circuit SQRu.
output signal sinαu and the absolute value of the U-phase load current |
It is multiplied by I LU |, and |I LU |・sinαu is output. Similarly, by the multiplier Mv 2 , |I Lv |・sinαv
Also, the multiplier Mw 2 outputs |I LW |·sinαw. Adder AD 8 is multiplier Mu 2 , Mv 2 ,
It adds the output signals of Mw 2 , |I LU |・
Find sinαu+|I Lv |・sinαv+|I LW |・sinαw. The next adder AD 9 subtracts the output signal of the adder AD 8 from the output signal Icap* of the reactive power setting device VR, and inputs the output signal to the next divider DIV. The divider DIV is the signal a of the adder AD 9 above.
is divided by the output signal b of the adder AD 4 , and by multiplying by (1/2) by the next operational amplifier Ka,
The following value is obtained as Io*.
Io=1/2×Icap/*−(|
ILU|・sinαu+|ILv|・sinαv+|ILW|・sinαw)
/ku・sinαu+kv・sinαv+kw・sinαw
この値Io*は各相サイクロコンバータの循環電
流の指令値Iou*,Iov*,Iow*の前段信号
で、仮に前段指令信号と呼ぶことにする。 Io=1/2×Icap/*−(|
I LU |・sinαu+|I Lv |・sinαv+|I LW |・sinαw)
/ku・sinαu+kv・sinαv+kw・sinαw This value Io* is a pre-stage signal of the command values Iou*, Iov*, Iow* of the circulating current of each phase cycloconverter, and will be temporarily called a pre-stage command signal.
乗算器Mu3は上記前段指令信号Io*と前記演算
増幅器KMUの出力信号kuとを乗ずるもので、その
出力信号Iou*=ku・Io*がU相サイクロコン
バータの循環電流指令値となる。同様に乗算器
Mv3の出力信号Iov*=kv・Io*がV相サイク
ロコンバータの循環電流指令値となり、乗算器
Mw3の出力信号Iow*=kw・Io*がW相サイク
ロコンバータの循環電流指令値となる。 The multiplier Mu3 multiplies the preceding stage command signal Io* by the output signal ku of the operational amplifier KMU , and the output signal Iou*=ku·Io* becomes the circulating current command value of the U-phase cycloconverter. Similarly multiplier
The output signal Iov*=kv・Io* of Mv 3 becomes the circulating current command value of the V-phase cycloconverter, and the multiplier
The output signal Iow*=kw·Io* of Mw 3 becomes the circulating current command value of the W-phase cycloconverter.
ここで、上記前段指令信号Io*はU、V、W相
で共通して使用しており、各相毎に分配係数ku、
kv、kwが係つている。U相の場合ku=(IM−|
ILU|)/IMで例えばIMを負荷電流の最大値Imに
等しく設定すると、|ILU|=0のとき係数ku=1
どIoU*=Io*となり、また、|ILU|=Imのとき、
係数ku=0でIou*=0となる。すなわち負荷
電流の絶対値|ILU|が大きいときは循環電流Iou
は少しだけ流し、|ILU|が小さくなつたら、Iou
を多く流すようにしている。V相、W相も同様に
循環電流指令値Iov*、Iow*が与えられる。 Here, the above-mentioned pre-stage command signal Io* is used in common for the U, V, and W phases, and the distribution coefficient ku,
KV and KW are involved. In case of U phase, ku=(I M − |
For example, if I M is set equal to the maximum value Im of the load current in I LU |)/I M , when |I LU |=0, the coefficient ku=1
When Io U *=Io* and |I LU |=Im,
When the coefficient ku=0, Iou*=0. In other words, when the absolute value of the load current |I LU | is large, the circulating current Iou
|I LU | becomes small, then Iou
I try to make it flow as much as possible. Circulating current command values Iov* and Iow* are similarly given to the V-phase and W-phase.
第3図は、サイクロコンバータの入力側の1相
分の電圧電流ベクトル図を示すもので、Vsは電
流電圧、Isは電源電流、Icapは進相コンデンサC
の電流、Iccu,Iccv,Iccwは各相サイクロコン
バータの入力電流、IsspはU相サイクロコンバー
タの正群コンバータSS−Pの入力電流、ISSNは同
じく負群コンバータSS−Nの入力電流、IREACTは
サイクロコンバータ全体の遅れ無効電流を各々表
わしている。 Figure 3 shows the voltage and current vector diagram for one phase on the input side of the cycloconverter, where Vs is the current voltage, Is is the power supply current, and Icap is the phase advance capacitor C.
, Iccu, Iccv, and Iccw are the input currents of each phase cycloconverter, Issp is the input current of the positive group converter SS-P of the U-phase cycloconverter, I SSN is the input current of the negative group converter SS-N, and I REACT respectively represent the delayed reactive current of the entire cycloconverter.
U相サイクロコンバータの場合、ある瞬時、正
群コンバータSS−Pは点弧制御角αpuで循環電流
Iouと負荷電流ILUが流れる。故にコンバータの変
換定数をk1とすれば、SS−Pの入力電流の大き
さはk1・(Iou+|ILU|)となる。また、負群コ
ンバータは点弧制御角αNU≒180゜−αpuで循環電
流Iouが流れる。故に、ISSNの大きさはk1・Iouで
ある。従つて、U相サイクロコンバータの入力電
流Iccuは図示のようになり、その循環電流成分
IREACT-Uは、
IREACT-U=ISSp・sinαpu+ISSN・sinαNU≒k1
(2IoU+|ILU|)・sinαpu
となる。 In the case of a U-phase cycloconverter, at a certain instant, the positive group converter SS-P has a circulating current at the firing control angle αpu.
Iou and load current ILU flow. Therefore, if the conversion constant of the converter is k1 , the magnitude of the input current of SS-P is k1 ·(Iou+| ILU |). Further, a circulating current Iou flows through the negative group converter at an ignition control angle α NU ≒180°−αpu. Therefore, the size of I SSN is k 1 · Iou. Therefore, the input current Iccu of the U-phase cycloconverter is as shown in the figure, and its circulating current component is
I REACT-U is, I REACT-U = I SSp・sinαpu+I SSN・sinα NU ≒k 1
(2Io U + | I LU |)・sinαpu.
同様にV相及びW相のサイクロコンバータの無
効電流成分IREACT-v,IREACT-wは次のように与えら
れる。 Similarly, the reactive current components I REACT-v and I REACT-w of the V-phase and W-phase cycloconverters are given as follows.
IREACT-v≒k1(2Iov+|ILV|
)sinαpv
IREACT-w≒k1(2Iow+|ILW|
)・sinαpw
サイクロコンバータ全体の遅れ無効電流IREACT
はこれらを合成したもので、次式のようになる。 I REACT-v ≒k 1 (2Iov+|I LV |
) sinαpv I REACT-w ≒k 1 (2Iow+|I LW |
)・sinαpw Delayed reactive current of the entire cycloconverter I REACT
is a combination of these, and is as shown in the following equation.
IREACT=IREACT-U+IREACT-v+IREACT-w
≒k1・(2Iou+|ILU|)・sinαpu+k1・(2Iov+
|ILv|)・sinαpu
+k1・(2Iow+|ILW|)・sinαpw
ここで、前述のように循環電流Iou,Iov,Iow
を循環電流指令回路RIの出力Iou*,Iov*,
Iow*に各々等しくなるように制御した場合、上
記IREACTは次のようになる。 I REACT = I REACT-U + I REACT-v + I REACT-w ≒k 1・(2Iou+|I LU |)・sinαpu+k 1・(2Iov+
|I Lv |)・sinαpu +k 1・(2Iow+|I LW |)・sinαpw Here, as mentioned above, the circulating currents Iou, Iov, Iow
are the outputs Iou*, Iov*, of the circulating current command circuit RI,
When controlled to be equal to Iow*, the above I REACT becomes as follows.
IREACT=k1・(2・Iou*+|ILU|)・sinαpu+k1
・(2・Iov*+|ILv|)・sinαpv
+k1・(2・Iow*+|ILW|)・sinαpw=2・k1
Io*(ku・sinαpu+kv・sinαpv
+kw・sinαpw)+k1(|ILU|・sinαpu+|ILv|・
sinαpv+|ILW|・sinαpw)
sinαpu≒sinαu、sinαpv≒sinαv、sinαpw≒
sinαwであることを考慮すると、
IREACT=k1・Icap*
となる。I REACT =k 1・(2・Iou*+|I LU |)・sinαpu+k 1
・(2・Iov*+|I Lv |)・sinαpv +k 1・(2・Iow*+|I LW |)・sinαpw=2・k 1
Io*(ku・sinαpu+kv・sinαpv +kw・sinαpw)+k 1 (|I LU |・sinαpu+|I Lv |
sinαpv+|I LW |・sinαpw) sinαpu≒sinαu, sinαpv≒sinαv, sinαpw≒
Considering that sinαw, I REACT =k 1 ·Icap*.
Icap*=Icap/k1に設定すれば、IREACT=
Icapとなり、サイクロコンバータ全体の遅れ無効
電流IREACTと進相コンデンサCの進み無効電流が
互いに打ち消し合い、電流電流ISは電源電圧VSと
同相成分だけとなる。すなわち受電端の基本波力
率は1に制御されることになる。 If Icap*=Icap/k is set to 1 , I REACT =
Icap, the lagging reactive current I REACT of the entire cycloconverter and the leading reactive current of the phase advancing capacitor C cancel each other out, and the current I S has only the in-phase component with the power supply voltage V S . That is, the fundamental wave power factor at the receiving end is controlled to be 1.
Icap*>Icap/k1に選ぶと、IREACT>Icapと
なり、遅れ電力をとるように説定でき、またIcap
<Icap/k1に選ぶとIREACT<Icapとなり進み電力
をとるように設定できる。同一電線路に他の電気
機器が接続されて、その電気機器が進み、あるい
は遅れ電力をとつているような場合にそれに応じ
てIcap*を選定することが有益である。 If Icap*>Icap/k is selected as 1 , I REACT >Icap, and it can be explained that the delayed power is taken, and Icap
If you select <Icap/k 1 , I REACT <Icap, and you can set it to take progressive power. When other electrical equipment is connected to the same electrical line and the electrical equipment is drawing power either ahead or behind, it is useful to select Icap* accordingly.
各相の循環電流Iou*,Iov*,Iow*を配分
する係数ku、kv、kwは正規化定数IMの選び方に
よつて異なつてくる。すなわち、負荷電流の最大
値Imに対してIM≫Imのように選ぶと、例えば係
数kuは、
ku=IM−|ILU|/IM≒1
となり、|ILU|の大きさに関係なく一定値となつ
てしまう。逆にIM<Imのように選ぶと、|ILU|=
Imのときkuは負の値となつて、Iou*=ku・
Io*も負の指令値が与えられる。循環電流Iou*
は一定方向にしか流れないので、結果的にIou*
=0の指令を与えたと同じことになる。負荷電流
ILU,ILv,ILWが3相平衡した正弦波電流であれ
ば、U相の循環電流Iouが小さいときに、V相循
環電流IovあるいはW相の循環電流Iowが大きく
なり、全体として、サイクロコンバータの無効電
力が一定になるように制御される。しかし、どれ
かの相の循環電流指令値が負になつた場合、前
記、IREACT=k・Icap*の関係が成り立たなく
なり、Icap*をずらす必要がでてくる。 The coefficients ku, kv, and kw for distributing the circulating currents Iou*, Iov*, and Iow* of each phase differ depending on how the normalization constant I M is selected. In other words, if I M ≫ Im is selected for the maximum value Im of the load current, then, for example, the coefficient ku becomes ku = I M - |I LU |/I M ≒1, and the magnitude of |I LU | Regardless, it becomes a constant value. Conversely, if you choose I M < Im, |I LU |=
When Im, ku becomes a negative value, and Iou*=ku・
Io* is also given a negative command value. Circulating current Iou*
Since it only flows in a certain direction, as a result Iou*
This is the same as giving a command of =0. load current
If I LU , I Lv , and I LW are three-phase balanced sinusoidal currents, when the U-phase circulating current Iou is small, the V-phase circulating current Iov or the W-phase circulating current Iow becomes large, and as a whole, The reactive power of the cycloconverter is controlled to be constant. However, if the circulating current command value of any phase becomes negative, the above-mentioned relationship I REACT =k·Icap* no longer holds true, and it becomes necessary to shift Icap*.
従つて、正規化定数IMは負荷電流の最大値Im
に等しいか、若干大きな値に選ぶのが最も効果的
である。特にIM=Imとした場合には、負荷電流IU
は最大値Imになつたときには循環電流Iou=0
で、例えば正群コンバータSS−Pの出力電流は
Ipu=ILU+Iou=Imとなり、従来、循環電流を流
さない非循環電流式サイクロコンバータと同じ電
流容量で済むことになる。 Therefore, the normalization constant I M is the maximum value Im of the load current
It is most effective to choose a value equal to or slightly larger than . In particular, when I M = Im, the load current I U
When reaches the maximum value Im, the circulating current Iou = 0
For example, the output current of the positive group converter SS-P is
Ipu = I LU + Iou = Im, and the current capacity is the same as that of a conventional non-circulating current type cycloconverter that does not flow circulating current.
以上のように、本発明によればサイクロコンバ
ータに流すべき循環電流の値を位相制御信号と負
荷電流の検出値から演算して与えているため、従
来の無効電力検出に伴なう検出遅れやむだ時間が
問題にならなくなり、追従性の良い、制御系を構
成することができる。従つて、負荷側の周波数が
高くなつても循環電流制御の応答が許せる範囲内
なら受電端の無効電力が零になるように制御で
き、電源側の基本波力率も1にすることが可能で
ある。また、従来、必要とされた無効電力制御の
ための各要素例えば、電源電圧あるいは電流検出
用の変成器や変流器、無効電力演算回路及び制御
補償回路等を省略でき、構成が簡単で、経済的な
装置とすることができる。さらに、各相サイクロ
コンバータの循環電流絶対値の大きさに反比例し
て制御されるため、循環電流が流れることによつ
て生じるコンバータ容量の増加分はほんのわずか
で済み、より経済的な装置とすることができる。 As described above, according to the present invention, the value of the circulating current to be passed through the cycloconverter is calculated and given from the phase control signal and the detected value of the load current, which eliminates the detection delay associated with conventional reactive power detection. Therefore, time becomes less of an issue, and a control system with good followability can be constructed. Therefore, even if the frequency on the load side increases, as long as the response of circulating current control is within the allowable range, the reactive power at the receiving end can be controlled to zero, and the fundamental wave power factor on the power source side can also be reduced to 1. It is. In addition, elements required for reactive power control in the past, such as transformers and current transformers for power supply voltage or current detection, reactive power calculation circuits, control compensation circuits, etc., can be omitted, resulting in a simple configuration. It can be an economical device. Furthermore, since the circulating current of each phase is controlled in inverse proportion to the magnitude of the absolute value of the cycloconverter, the increase in converter capacity caused by the flow of circulating current is only a small amount, making the device more economical. be able to.
第1図は、本発明の無効電力補償形サイクロコ
ンバータ装置の一実施例を示す構成図、第2図は
第1図の循環電流式指令回路RIの具体例を示
す構成図、第3図は本発明の作用を説明するため
の電圧電流ベクトル図である。
CC−U,CC−V,CC−W……循環電流式サ
イクロコンバータ、U,V,W……負荷、C……
進相コンデンサ、CNT−U,CNT−V,
CNT−W……制御回路、RI……循環電流指
令回路、SS−P……正群コンバータ、SS−N…
…負群コンバータ、Lo1,Lo2……直流リアクト
ル、K0,K2,K1,K3……演算増幅器、A1,A2,
A3,A4……加算器、C1,C2……比較器、ABS…
…絶対値回路、VR……無効電力設定器、Kαu,
Kαv,Kαw、KMU,KMv,KMW,Ka……演算増幅
器、AD1〜AD9……加算器、LMu,LMv,LMw
……リミツタ回路、SQU,SQv,SQW……2乗演
算回路、SQRu,SQRv,SQRw……平方根演算
回路、MU1,Mv1,Mw1,Mu2,Mv2,Mw2,
Mu3,Mv3,Mw3……乗算器、DIV……割算器。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the reactive power compensation type cycloconverter device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the circulating current type command circuit RI of FIG. 1, and FIG. It is a voltage current vector diagram for explaining the effect of the present invention. CC-U, CC-V, CC-W...Circulating current cycloconverter, U, V, W...Load, C...
Phase advance capacitor, CNT-U, CNT-V,
CNT-W...Control circuit, RI...Circulating current command circuit, SS-P...Positive group converter, SS-N...
... Negative group converter, Lo 1 , Lo 2 ... DC reactor, K 0 , K 2 , K 1 , K 3 ... Operational amplifier, A 1 , A 2 ,
A 3 , A 4 ... Adder, C 1 , C 2 ... Comparator, ABS...
... Absolute value circuit, VR ... Reactive power setting device, Kαu,
Kαv, Kαw, K MU , K Mv , K MW , Ka ... operational amplifier, AD 1 to AD 9 ... adder, LMu, LMv, LMw
... Limiter circuit, SQ U , SQ v , SQ W ... Square calculation circuit, SQRu, SQRv, SQRw ... Square root calculation circuit, M U1 , Mv 1 , Mw 1 , Mu 2 , Mv 2 , Mw 2 ,
Mu 3 , Mv 3 , Mw 3 ... multiplier, DIV ... divider.
Claims (1)
力の循環電流式サイクロコンバータにおいて、当
該サイクロコンバータの位相制御入力信号から各
相コンバータの点弧制御角の正弦値sinαu、
sinαv、sinαwを演算し、また3相負荷電流の絶
対値|ILU|、|ILV|、|ILW|及びその正規化定数
IMから循環電流分配計数ku=(IM−|ILU|)/
IM、kv=(IM−|ILV|)/IM、kw=(IM−|ILW
|)/IMを求め、受電端の無効電流設定値を
Icap*としたとき、前記サイクロコンバータの
各相の循環電流の指令値Iou*、Iov*、Iow*
を Iou*=kuIcap/*−|ILU
|sinαu−|ILV|sinαv−|ILW|sinαw/2(kusin
αu+kvsinαv+kwsinαw) Iov*=kvIcap/*−|ILU
|sinαu−|ILV|sinαv−|ILW|sinαw/2(kusin
αu+kvsinαv+kwsinαw) Iou*=kwIcap/*−|ILU
|sinαu−|ILV|sinαv−|ILW|sinαw/2(kusin
αu+kvsinαv+kwsinαw) として与えることを特徴とする無効電力補償形サ
イクロコンバータの制御方法。[Claims] 1. In a three-phase output circulating current type cycloconverter in which a phase advance capacitor is connected to a power supply terminal, the sine value sinαu of the firing control angle of each phase converter is calculated from the phase control input signal of the cycloconverter.
Calculate sinαv and sinαw, and also calculate the absolute value of the three-phase load current |I LU |, |I LV |, |I LW | and its normalization constant
From I M , circulating current distribution coefficient ku = (I M − | I LU |) /
I M , kv = (I M − | I LV |) / I M , kw = (I M − | I LW
|)/I M is calculated, and when the reactive current setting value at the receiving end is Icap*, the command values Iou*, Iov*, Iow* of the circulating current of each phase of the cycloconverter are
Iou*=kuIcap/*−| ILU
|sinαu−|I LV |sinαv−|I LW |sinαw/2(kusin
αu+kvsinαv+kwsinαw) Iov*=kvIcap/*−|I LU
|sinαu−|I LV |sinαv−|I LW |sinαw/2(kusin
αu+kvsinαv+kwsinαw) Iou*=kwIcap/*−| ILU
|sinαu−|I LV |sinαv−|I LW |sinαw/2(kusin
A method for controlling a reactive power compensation type cycloconverter, characterized in that αu + kvsinαv + kwsinαw).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10156181A JPS586073A (en) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | Controlling method for reactive power compensation type cycloconverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10156181A JPS586073A (en) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | Controlling method for reactive power compensation type cycloconverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS586073A JPS586073A (en) | 1983-01-13 |
| JPH0154952B2 true JPH0154952B2 (en) | 1989-11-21 |
Family
ID=14303821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10156181A Granted JPS586073A (en) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | Controlling method for reactive power compensation type cycloconverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS586073A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4570214A (en) * | 1984-03-29 | 1986-02-11 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Reactive power control cycloconverter |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP10156181A patent/JPS586073A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS586073A (en) | 1983-01-13 |
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