JPH0470878B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0470878B2 JPH0470878B2 JP59138212A JP13821284A JPH0470878B2 JP H0470878 B2 JPH0470878 B2 JP H0470878B2 JP 59138212 A JP59138212 A JP 59138212A JP 13821284 A JP13821284 A JP 13821284A JP H0470878 B2 JPH0470878 B2 JP H0470878B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- bridge
- regeneration
- voltage
- sine wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an AC motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はインバータ特に電動機駆動用インバ
ータに用いられる双方向順変換装置の制御方法に
関する。
ータに用いられる双方向順変換装置の制御方法に
関する。
誘導電動機や同期電動機（特にサーボ用の永久
磁石ロータ）のインバータ駆動において、制動
（回生）モードでは回転エネルギーが回生され直
流リンク部のコンデンサが充電される。これを放
置すると、コンデンサ電圧は上昇を続け過電圧と
なりついには破壊に至る。過電圧を防ぐため、従
来よりａ抵抗放電式、ｂ電源回生式の２つの方法
が用いられてきたが、制動頻度の高い装置とか大
容量の装置にあつては、高効率化、省エネ等の観
点から後者のｂ電源回生式が主流である。
磁石ロータ）のインバータ駆動において、制動
（回生）モードでは回転エネルギーが回生され直
流リンク部のコンデンサが充電される。これを放
置すると、コンデンサ電圧は上昇を続け過電圧と
なりついには破壊に至る。過電圧を防ぐため、従
来よりａ抵抗放電式、ｂ電源回生式の２つの方法
が用いられてきたが、制動頻度の高い装置とか大
容量の装置にあつては、高効率化、省エネ等の観
点から後者のｂ電源回生式が主流である。
電源回生式の場合、順変換装置は力行、回生の
両方向への整流機能を有する双方向の順変換装置
が使用される。双方向順変換装置は、サイリスタ
ブリツジを逆並列接続したものがあるが、これは
力行／回生の各ブリツジ間の短絡防止のため切替
時に無駄時間を要し、頻繁な力行、回生動作を伴
う電動機駆動用としては応答特性が悪く不適であ
る。
両方向への整流機能を有する双方向の順変換装置
が使用される。双方向順変換装置は、サイリスタ
ブリツジを逆並列接続したものがあるが、これは
力行／回生の各ブリツジ間の短絡防止のため切替
時に無駄時間を要し、頻繁な力行、回生動作を伴
う電動機駆動用としては応答特性が悪く不適であ
る。
また、最近のPWM制御技術の進展により、逆
変換部で周波数とともに電圧も制御可能となり、
直流リンク部の直流電圧は固定としてよく、力行
方向の順変換装置は可制御機能を必要としなくな
つてきた。
変換部で周波数とともに電圧も制御可能となり、
直流リンク部の直流電圧は固定としてよく、力行
方向の順変換装置は可制御機能を必要としなくな
つてきた。
すなわち、双方向順変換装置として、力行方向
の変換は可制御機能を有しない単なる整流器ブリ
ツジで行い、回生方向の変換は、自己消弧形スイ
ツチ素子を用い、回生エネルギーの調整を可能と
する、回生用ブリツジで行うもの、が用いられて
いる。
の変換は可制御機能を有しない単なる整流器ブリ
ツジで行い、回生方向の変換は、自己消弧形スイ
ツチ素子を用い、回生エネルギーの調整を可能と
する、回生用ブリツジで行うもの、が用いられて
いる。
ところで、回生用ブリツジの制御は、交流電源
電圧を位相情報として利用し、正弦波PWM制御
あるいは移相制御を行う方法が、一般的である
が、電圧、電流の各制御ループを要し、回路構成
が複雑であつた。
電圧を位相情報として利用し、正弦波PWM制御
あるいは移相制御を行う方法が、一般的である
が、電圧、電流の各制御ループを要し、回路構成
が複雑であつた。
整流器ブリツジと、トランジスタ等自己消弧形
スイツチ素子を要いた回生用ブリツジからなる双
方向順変換装置にあつて、回生用ブリツジの制御
回路の簡易化と、制御性能の向上を図るものであ
る。
スイツチ素子を要いた回生用ブリツジからなる双
方向順変換装置にあつて、回生用ブリツジの制御
回路の簡易化と、制御性能の向上を図るものであ
る。
回生電流を制御する正弦波PWM制御系の電流
指令として、交流電源相電圧に同期した正弦波形
であつてその振幅を素子の電流容量で決まる最大
値に変換したものを使用し、回生電流との間で偏
差をとり、この電流偏差を増幅かつPI調整し正
弦波制御信号とし、キヤリア信号と比較して正弦
波PWM信号に変換し、更にこれを、抵抗放電式
と同様の方法で継続させたことを特徴とする。
指令として、交流電源相電圧に同期した正弦波形
であつてその振幅を素子の電流容量で決まる最大
値に変換したものを使用し、回生電流との間で偏
差をとり、この電流偏差を増幅かつPI調整し正
弦波制御信号とし、キヤリア信号と比較して正弦
波PWM信号に変換し、更にこれを、抵抗放電式
と同様の方法で継続させたことを特徴とする。
正弦波PWM制御が、指令の正弦波をそのまま
忠実に出力させること、であることを鑑みるに、
回生用ブリツジに正弦波PWM制御を行い、電流
指令として交流電源相電圧に同期した力率１の正
弦波を用いることは、以後の回路に何ら特別の処
理・操作を不要とし、極めて簡易の回路で済み制
御も容易となることは明らかである。
忠実に出力させること、であることを鑑みるに、
回生用ブリツジに正弦波PWM制御を行い、電流
指令として交流電源相電圧に同期した力率１の正
弦波を用いることは、以後の回路に何ら特別の処
理・操作を不要とし、極めて簡易の回路で済み制
御も容易となることは明らかである。
第１図に実施例のブロツク図、第２図にタイム
チヤートを示す。第１図において、１が整流器ブ
リツジ、２が回生用ブリツジ、３が直流リンク部
コンデンサ、力行、回生の双方向に電流を流す双
方向順変換装置を構成する。制御回路は、４が交
流電源の相電圧検出器、５が電流検出器、６が正
弦波電流指令である電圧検出器４の相電圧と電流
検出器５の回生電流との間の偏差を増幅かつPI
調整し正弦波制御信号に変換する電流調節器、７
がPWMのキヤリア三角波を発生する三角波発振
器、８が正弦波制御信号をPWM信号に変換する
第１の比較器、９は直流リンク部電圧検出用の絶
縁検出器、１０が直流リンク部コンデンサの許容
最大電圧Ed−MAXと、絶縁検出器出力の直流リ
ンク部電圧Edとの大小関係を決める第２の比較
器、１１が第１、第２の比較器８，１０の正弦波
PWM信号と過電圧信号とを重畳するANDゲー
ト、１２がANDゲート１１出力を回生用ブリツ
ジトランジスタのベース信号に変換する絶縁増幅
器である。
チヤートを示す。第１図において、１が整流器ブ
リツジ、２が回生用ブリツジ、３が直流リンク部
コンデンサ、力行、回生の双方向に電流を流す双
方向順変換装置を構成する。制御回路は、４が交
流電源の相電圧検出器、５が電流検出器、６が正
弦波電流指令である電圧検出器４の相電圧と電流
検出器５の回生電流との間の偏差を増幅かつPI
調整し正弦波制御信号に変換する電流調節器、７
がPWMのキヤリア三角波を発生する三角波発振
器、８が正弦波制御信号をPWM信号に変換する
第１の比較器、９は直流リンク部電圧検出用の絶
縁検出器、１０が直流リンク部コンデンサの許容
最大電圧Ed−MAXと、絶縁検出器出力の直流リ
ンク部電圧Edとの大小関係を決める第２の比較
器、１１が第１、第２の比較器８，１０の正弦波
PWM信号と過電圧信号とを重畳するANDゲー
ト、１２がANDゲート１１出力を回生用ブリツ
ジトランジスタのベース信号に変換する絶縁増幅
器である。
すなわち、相電圧に同期した正弦波形電流指令
は、その振幅を素子の電流容量で決まる最大値に
設定され、検出された回生電流との間で偏差がと
られ、正弦波の電流偏差信号となり、電流増幅・
調整器６を介し増幅かつPI調整され正弦波制御
信号に変換されて後、キヤリア三角波と比較さ
れ、正弦波のPWM信号に変換される。この正弦
波PWM信号波形は、直流リンク部コンデンサの
許容最大電圧Ed−MAXと、検出電圧Edとの大
小関係が、Ed−MAX≦Edなるとき、ANDゲー
ト１１は開路状態にあり、そのまま回生用ブリツ
ジトランジスタのベース入力として使用される。
すなわち、線路には力率−１の電流が流れコンデ
ンサ電圧の上昇を抑え、電動機回転エネルギーを
電源側へ回生することになる。また、逆にEd−
MAX＞Edの場合は、ANDゲート１１へ閉路さ
れ、絶縁増幅器１２の出力は無く回生用ブリツジ
２は動作しない。
は、その振幅を素子の電流容量で決まる最大値に
設定され、検出された回生電流との間で偏差がと
られ、正弦波の電流偏差信号となり、電流増幅・
調整器６を介し増幅かつPI調整され正弦波制御
信号に変換されて後、キヤリア三角波と比較さ
れ、正弦波のPWM信号に変換される。この正弦
波PWM信号波形は、直流リンク部コンデンサの
許容最大電圧Ed−MAXと、検出電圧Edとの大
小関係が、Ed−MAX≦Edなるとき、ANDゲー
ト１１は開路状態にあり、そのまま回生用ブリツ
ジトランジスタのベース入力として使用される。
すなわち、線路には力率−１の電流が流れコンデ
ンサ電圧の上昇を抑え、電動機回転エネルギーを
電源側へ回生することになる。また、逆にEd−
MAX＞Edの場合は、ANDゲート１１へ閉路さ
れ、絶縁増幅器１２の出力は無く回生用ブリツジ
２は動作しない。
なお、交流電源相電圧に同期した回生電流指令
は、先にも述べたがその振幅を素子等容量の最大
値に設定するのであり、当然のことながら予じめ
考えられる電動機回生電力量よりも大なる値とな
り、これによりコンデンサ許容最大電圧Ed−
MAXと、検出電圧Edの大小関係による、回生用
ブリツジの動作、停止の制御を行えることにな
る。すなわち、Ed−MAX＜Edのときは回生電
流は最大電流一杯で回生され、コンデンサ電圧
Edは左程の時間を経ることなく最大電圧Ed−
MAX以下に低下し、回生用ブリツジ２は自動的
に動作を停止し、またその停止の間電動機からエ
ネルギーが回生されコンデンサ電圧は上昇する
が、コンデンサ電圧Edが最大電圧Ed−MAXに
達したならば、回生用ブリツジ２は再び正弦波
PWM信号を受け回生動作を行うことになる。所
謂、抵抗放電式における制限抵抗の役目を、相電
圧に同期した正弦波形電流指令により行い、スイ
ツチ素子を回生用ブリツジトランジスタで置き換
えたものである。
は、先にも述べたがその振幅を素子等容量の最大
値に設定するのであり、当然のことながら予じめ
考えられる電動機回生電力量よりも大なる値とな
り、これによりコンデンサ許容最大電圧Ed−
MAXと、検出電圧Edの大小関係による、回生用
ブリツジの動作、停止の制御を行えることにな
る。すなわち、Ed−MAX＜Edのときは回生電
流は最大電流一杯で回生され、コンデンサ電圧
Edは左程の時間を経ることなく最大電圧Ed−
MAX以下に低下し、回生用ブリツジ２は自動的
に動作を停止し、またその停止の間電動機からエ
ネルギーが回生されコンデンサ電圧は上昇する
が、コンデンサ電圧Edが最大電圧Ed−MAXに
達したならば、回生用ブリツジ２は再び正弦波
PWM信号を受け回生動作を行うことになる。所
謂、抵抗放電式における制限抵抗の役目を、相電
圧に同期した正弦波形電流指令により行い、スイ
ツチ素子を回生用ブリツジトランジスタで置き換
えたものである。
第２図のタイムチヤートに各部動作波形を示す
が、上から順に、交流電源相電圧の回生電流指令
ａ、回生電流ｂ、電流調節器６出力の正弦波制御
信号ｃ、キヤリア三角波形ｄ、正弦波PWM信号
ｅ、許容最大電圧信号Ed−MAXとコンデンサ電
圧Ed、回生用ブリツジ２ベース入力信号ｆ、で
あり、Ed−MAX＜Edのときは、正弦波PWM信
号ｅがそのまま回生用ブリツジ２に与えられ、一
方Ed−MAX＞Edのときは、回生用ブリツジ２
のベース入力は遮断される。
が、上から順に、交流電源相電圧の回生電流指令
ａ、回生電流ｂ、電流調節器６出力の正弦波制御
信号ｃ、キヤリア三角波形ｄ、正弦波PWM信号
ｅ、許容最大電圧信号Ed−MAXとコンデンサ電
圧Ed、回生用ブリツジ２ベース入力信号ｆ、で
あり、Ed−MAX＜Edのときは、正弦波PWM信
号ｅがそのまま回生用ブリツジ２に与えられ、一
方Ed−MAX＞Edのときは、回生用ブリツジ２
のベース入力は遮断される。
指令の正弦波を忠実に出力する正弦波PWM方
式を、回生電流制御に用いたものにあつて、交流
電源相電圧の正弦波形を位相情報としそのまま正
弦波電流指令として使用することは、何ら特別の
処理、操作を不要とし、回路の簡易化、制御性能
の向上に寄与するところ大である。
式を、回生電流制御に用いたものにあつて、交流
電源相電圧の正弦波形を位相情報としそのまま正
弦波電流指令として使用することは、何ら特別の
処理、操作を不要とし、回路の簡易化、制御性能
の向上に寄与するところ大である。
第１図は実施例のブロツク線図、第２図はその
動作を説明するためのタイムチヤート。 １……整流器ブリツジ、２……回生用ブリツ
ジ、３……コンデンサ、４……相電圧検出器、５
……電流検出器、６……電流調節器、７……キヤ
リア信号発生器、８……第１の比較器、１０……
第２の比較器、１１……ANDゲート。
動作を説明するためのタイムチヤート。 １……整流器ブリツジ、２……回生用ブリツ
ジ、３……コンデンサ、４……相電圧検出器、５
……電流検出器、６……電流調節器、７……キヤ
リア信号発生器、８……第１の比較器、１０……
第２の比較器、１１……ANDゲート。
Claims (1)
- １ 整流器ブリツジと、逆並列接続の回生用自己
消弧形素子ブリツジと、平滑用のコンデンサ、よ
りなる双方向順変換装置において、回生電流を制
御する正弦波PWM制御系の電流指令として、交
流電源相電圧に同期した正弦波形であつてその振
幅を素子の電流容量で決まる最大値に変換したも
のを使用し、検出された回生電流との間で偏差を
とり、その電流偏差を増幅し、PI調整し正弦波
制御信号とし、キヤリア信号と比較して、正弦波
PWM信号に変換し、かつ予め設定の許容直流電
圧最大値と検出のコンデンサ電圧を比較して、コ
ンデンサ電圧が大なれば上記正弦波PWM信号を
回生用ブリツジ制御信号として用い、他方小なれ
ばこの回生用ブリツジ制御信号を遮断するように
したことを特徴とする双方向順変換装置の制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59138212A JPS6118379A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 双方向順変換装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59138212A JPS6118379A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 双方向順変換装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6118379A JPS6118379A (ja) | 1986-01-27 |
| JPH0470878B2 true JPH0470878B2 (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=15216698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59138212A Granted JPS6118379A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 双方向順変換装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6118379A (ja) |
-
1984
- 1984-07-03 JP JP59138212A patent/JPS6118379A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6118379A (ja) | 1986-01-27 |
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