JPH02299486A - 回生機能付電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業の利用分野〕 この発明は回生機能を有する電力変換装置の入力電圧降
下時の対策に関する。

〔従来の技術〕

第３図は、従来のこの種の電力変換装置を回路図で示し
たものである。第３図において、１は３相交流電源、２
は交流リアクトルである。３は順変換器、４は電解コン
デンサ、５はベクトル制御方式の逆変換器であり、３〜
５により電圧形インバータが構成されている。順変換器
３は、互いに逆並列接続されたダイオード整流器り、と
回生用トランジスタＴＲＣＣの対をブリッジ接続してな
り、トランジスタＴＲＣＣは回生用の逆変換部（３Ａと
する）を構成している。逆変換器５は逆並列接続したダ
イオード整流器Ｄ＋を有するトランジスタＴ＋ｔ＋Ｉを
ブリッジ接続してなる。６は誘導電動機ＩＭであって、
クレーン等の荷投機械を駆動する。

誘導電動機６には速度検出器７であるパルス発信器（Ｐ
ＬＧ）が軸結されており、この速度検出器７が検出する
速度フィードバック信号Ｎは逆変換器の制御装置Ａの速
度指令器８が送出する速度指令Ｎ９と比較され、その偏
差は速度制御器である誤差増幅器９で増幅されて、トル
ク電流指令Ｉｑｏとなる。励磁電流指令ｆｄ”は励磁電
流指令器１０により上記速度フィードバック信号Ｎに応
じて設定される。１１はベクトル制御器であって、励磁
電流指令Ｉｄ”とトルク電流指令Ｉｑ１１に応じて誘導
電動機６のすべり角速度ω、を決定し、上記速度フィー
ドバック信号Ｎとすべり角速度ω、とから誘導電動機６
の一次角速度ω、を演算して、電動機磁束の回転位相に
同期した２相正弦波信号を位相基準とする座標変換によ
りＩｑｏとＩｄ”に応じ一次電流の大きさと位相を決定
し、各相の一次電流指令を演算する。逆変換器５は出力
電流が上記−次電流指令の値となるように制御される。

１２はドライバである。

回生用逆変換部の回生制御装置Ｂは、直流回路の電圧Ｅ
をフィードバックして電圧指令器１３が送出する電圧指
令Ｅｄ”と比較して電流基準を送出する電圧制御器１４
、この電流基準と電源電圧とを比較する電流指令器１５
、この電流指令器１５の出力と電流検出器１６を通して
取り込まれた実電流の偏差を増幅する電流制御器１７、
この電流制御器１７の出力を搬送波発生器１８Ａの出力
と比較してＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ回路１８を有し
ている。１９はペースドライバである。

この構成においては、カ行モード時は、交流電源１から
の交流が順変換器３のダイオード整流器り、で直流変換
されて、電解コンデンサ４を充電し、この電解コンデン
サ４の電圧を直流入力として逆変換器５が速度指令Ｎ０
に対応する周波数の交流を誘導電動機６に給電する。

誘導電動機６が発電機動作となる回生モード時は、誘導
電動機６が発生する交流は逆変換器５のダイオードＤ１
により直流変換されて電解コンデンサ４を充電し、この
充電電流により電解コンデンサ４の電圧が電圧指令Ｅｄ
”より上昇するので、これにより回生モードへの移行が
検出され、この電解コンデンサ４の電圧が電圧指令値Ｅ
ｄ”と等しくなるように、順変換器３のトランジスタＴ
　Ｒｃがスイッチング制御され、電源周波数の交流が交
流リアクトル２を通して交流電源１に回生される。

この回生モード時に、交流電源ｌの電圧が降下した場合
、逆変換器５を通して誘導電動機６側から回生される回
生電力量が電圧降下時以前と同じであるとすると、順変
換器３に流入する電力と順変換器３から流出する電力量
とが等しくなるように、順変換器３のトランジスタＴｌ
ｃを流れる電流（回生電流）が増加する。例えば、電圧
降下が定格の１０％であるとすると、回生電流は１１０
．９＝１．１倍に増加する。

通常、交流電源１の電圧変動は±１０％以内であるが、
運転状態によっては、＝ｌＯ％を超える電圧降下が生じ
る場合があり、大幅な電圧降下が発生すると回生電流も
大きく増加するので、そのまま運転を継続すると、トラ
ンジスタＴＩＣが破損する恐れがある。

このため、従来は、回生モード中に、大幅な電圧降下が
発生した場合は、運転を停止するようにしているので、
作業が中断し、作業の効率が低下するという問題があっ
た。

本発明は上記問題を解消するためになされたもので、回
生モード時に電圧降下が生じても、回生電流を抑制して
、安全に運転を継続することができる回生機能付電力変
換装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、電源電圧の降下時に
は、逆変換器の制御装置において負荷からの速度フィー
ドバック値と速度指令値の偏差から作られる電流基準ま
たは／この電流基準と順変換器を制御する回生制御装置
において直流回路の電圧と電圧指令値の偏差から作られ
るトルク電流基準両者の設定上限値を下げる構成とした
ものである。

〔作用〕

本発明では、回生モード時、電源電圧が降下すると、逆
変換器の電流基準の設定上限値が引下げられるから、回
生電力量は抑制され、回生電流の増加は抑制される。

〔実施例〕

以下、本発明の１実施例を図面の簡単な説明する。

第１図において、速度制御器である誤差増幅器９は、そ
の入出力間に挿入された飽和回路２０を有し、電圧制御
器である誤差増幅器１４も、その入出力間に挿入された
飽和回路２１を有している。

２２は電圧検出器であって、順変換器３の交流入力電圧
を検出し、この入力端子Ｖに応じた検出電圧Ｖｓ（第２
図に示す特性Ｐを持つ）を飽和回路２０と２１に送出す
る。飽和回路２０と２１は電圧検出器２２の出力特性に
追随して制御され、誤差増幅器９と１４の出力上限値（
飽和値）を調整する。

この構成において、交流電源１の電圧が１０％を超えて
低下するまでは、速度制御器９、電圧制御器１４の出力
上限値は特性Ｐに従い一定であるが、交流電源１の電圧
が１０％を超えた低下すると、出力上限値は電圧降下幅
に比例して低下する。

従って、電源電圧の１０％を超える電圧降下が生じると
、速度制御器９の出力指令■ｑ９が絞られるので、逆変
換器５から誘導電動機６側へ流出するエネルギーが低減
する。

回生モード時にこの電圧降下が発生すると、速度制御器
９の出力であるトルク電流指令Ｉｑ９の上限値が絞られ
るから、逆変換器５により直流回路へ回生される回生電
力量は正常電圧時の回生電力量より低減する。従って、
電源電圧の降下時、順変換器３のトランジスタＴ’ｗｃ
群は正常電圧時よりも低い電力量を交流電源１側へ回生
することになるから、トランジスタＴＲｃを流れる回生
電流の増加は防止される。

また、本実施例では、電圧制御器１４にも飽和回路２１
を設けであるから、上記電圧降下が生じると同時に、電
圧制御器１４が送出する電流基準の上限値が交流電源１
の電圧降下幅に応じて絞られるので、過渡的に、トラン
ジスタＴＲＣを流れる回生電流が増加するのを防止して
いる。

本実施例では、交流電源１の電圧が降下した場合、電力
変換装置を通して、電源１と誘導電動機６との間で授受
される電力量を絞るので、回生モードにおける電圧降下
時、回生電流が電圧正常時に比し増加するのを防止する
ことができ、トランジスタ等の半導体素子の過電流破壊
の恐れが無くなる。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明した通り、逆変換器の電流基準の上限
値と回生用順変換器の電流基準の上限値とを電源電圧の
降下幅に応じて絞る構成としたことにより、回生モード
時に電源電圧降下が生じても、回生用順変換器のスイッ
チング素子の過電流破壊を防止することができるので、
電源電圧の降下があっても、そのまま運転を継続するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は上
記実施例における電圧検出器の出力特性を示す図、第３
図は従来の回生機能付電力変換装置を示すブロック図で
ある。 １−交流電源、３−順変換器、４・−電解コンデンサ、
５−・−逆変換部１．８−速度指令器、９−・速度制御
器、１３−・−電圧指令器、１４−電圧制御器、２０．
２１−・飽和回路、２２−電圧検出器。 特許出願人　　神鋼電機株式会社 代理人　弁理士　　小　林　　傅 １ｏ−一一乃力石２１オ昌＋器 第１図 第２図 入力電圧 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回生用逆変換部を有し交流電源に接続される順変
   換器、この順変換器と直流回路を介して接続され交流電
   動機に給電する逆変換器を備え、上記順変換器を制御す
   る回生制御装置は上記直流回路の電圧と電圧指令値の偏
   差を電流基準としてフィードバック制御を行い、上記逆
   変換器の制御装置は上記誘導電動機の励磁電流をトルク
   電流に分けて制御を行う電力変換装置において、上記交
   流電源の電源電圧降下時は、上記電流基準または／およ
   び上記両電流基準の設定上限値が電圧降下幅に応じて下
   げられることを特徴とする回生機能付電力変換装置。