JPH0477549B2 - - Google Patents
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- JPH0477549B2 JPH0477549B2 JP59076518A JP7651884A JPH0477549B2 JP H0477549 B2 JPH0477549 B2 JP H0477549B2 JP 59076518 A JP59076518 A JP 59076518A JP 7651884 A JP7651884 A JP 7651884A JP H0477549 B2 JPH0477549 B2 JP H0477549B2
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- JP
- Japan
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- current
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 101000870345 Vasconcellea cundinamarcensis Cysteine proteinase 1 Proteins 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 231100000989 no adverse effect Toxicity 0.000 description 1
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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
- H02M5/27—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 for conversion of frequency
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は負荷に可変電圧可変周波数の交流電力
を供給し、かつ、受電端の入力基本波力率を１に
制御できるようにした無効電力制御形サイクロコ
ンバータの起動方法に関する。
を供給し、かつ、受電端の入力基本波力率を１に
制御できるようにした無効電力制御形サイクロコ
ンバータの起動方法に関する。
第１図は従来の無効電力制御形サイクロコンバ
ータの構成図を示すものである。その主回路は３
相交流電源BUSにスイツチSW0とSW1を介して
各々に接続された循環電流制御式サイクロコンバ
ータCCと進相コンデンサCAP及び受電端の無効
電力検出用変成器PTS、変流器CTSで構成され
ている。又制御回路としては無効電力演算回路
VAR、無効電力制御回路、負荷電流制御回路、
位相制御回路を備えている。
ータの構成図を示すものである。その主回路は３
相交流電源BUSにスイツチSW0とSW1を介して
各々に接続された循環電流制御式サイクロコンバ
ータCCと進相コンデンサCAP及び受電端の無効
電力検出用変成器PTS、変流器CTSで構成され
ている。又制御回路としては無効電力演算回路
VAR、無効電力制御回路、負荷電流制御回路、
位相制御回路を備えている。
以上のような構成からなる無効電力制御形サイ
クロコンバータの起動法及び制御法は次のように
行つていた。
クロコンバータの起動法及び制御法は次のように
行つていた。
起動は始めにスイツチSW0を投入し、循環電流
制御式サイクロコンバータ本体を起動し、次にス
イツチSW1を投入し、進相コンデンサCAPを接
続する。この場合交流電源BUSは進相コンデン
サCAPに進み電流ICAPが流れるために進み無効電
力が生じる。
制御式サイクロコンバータ本体を起動し、次にス
イツチSW1を投入し、進相コンデンサCAPを接
続する。この場合交流電源BUSは進相コンデン
サCAPに進み電流ICAPが流れるために進み無効電
力が生じる。
無効電力の制御は進相コンデンサCAPの接続
と同時に生じる交流電源BUSの進み無効電力を
無効電力演算回路VARによつて検出される。そ
の無効電力検出値Ｑは比較器C1で無効電力指令
値Ｑ＊と比較され正の偏差ε1を出力する。（この
場合無効電力検出値Ｑは進み無効分を負とする。
又受電端の基本波力率を１するために無効電力指
令値Ｑ＊＝０で与えられる） この偏差ε1は制御補償回路HQに入力し、その
制御補償回路HQは循環電流制御式サイクロコン
バータCCの循環電流指令値I0 ＊を出力する。こ
れによつて循環電流制御式サイクロコンバータ
CCには受電端の進み電流Isを打消し合うような
循環電流I0が流れる以上のように受端部の無効電
力の検出値Ｑに対応して循環電流指令値I0 ＊を制
御して与えることによつて受電端の基本波力率を
１に制御できる。
と同時に生じる交流電源BUSの進み無効電力を
無効電力演算回路VARによつて検出される。そ
の無効電力検出値Ｑは比較器C1で無効電力指令
値Ｑ＊と比較され正の偏差ε1を出力する。（この
場合無効電力検出値Ｑは進み無効分を負とする。
又受電端の基本波力率を１するために無効電力指
令値Ｑ＊＝０で与えられる） この偏差ε1は制御補償回路HQに入力し、その
制御補償回路HQは循環電流制御式サイクロコン
バータCCの循環電流指令値I0 ＊を出力する。こ
れによつて循環電流制御式サイクロコンバータ
CCには受電端の進み電流Isを打消し合うような
循環電流I0が流れる以上のように受端部の無効電
力の検出値Ｑに対応して循環電流指令値I0 ＊を制
御して与えることによつて受電端の基本波力率を
１に制御できる。
従来の無効電力制御形サイクロコンバータは受
電端の基本波力率を常に１に保つた状態で、負荷
に可変電圧可変周波数の交流電力を供給すること
ができるが、起動時に大きな問題点がある。
電端の基本波力率を常に１に保つた状態で、負荷
に可変電圧可変周波数の交流電力を供給すること
ができるが、起動時に大きな問題点がある。
サイクロコンバータCCの受電端には進相コン
デンサCAPが接続されるが、その容量はサイク
ロコンバータCCの入力KVA容量と同等のものが
必要であり、進相コンデンサCAPの投入スイツ
チSW1を投入したとき、過大な電流が流れ込む問
題点がある。通常進相コンデンサCAPには上記
突流電流を抑制するために直流リアクトルを挿入
しているが、それでも定常電流（進み電流）の３
倍程度の突入電流はさけられないのが現状であ
る。この突流電流は交流電源BUSの電圧変動を
もたらし、同一系統に接続された他の電気機器に
種々の悪影響を与える。
デンサCAPが接続されるが、その容量はサイク
ロコンバータCCの入力KVA容量と同等のものが
必要であり、進相コンデンサCAPの投入スイツ
チSW1を投入したとき、過大な電流が流れ込む問
題点がある。通常進相コンデンサCAPには上記
突流電流を抑制するために直流リアクトルを挿入
しているが、それでも定常電流（進み電流）の３
倍程度の突入電流はさけられないのが現状であ
る。この突流電流は交流電源BUSの電圧変動を
もたらし、同一系統に接続された他の電気機器に
種々の悪影響を与える。
また、第１図に循環電流指令値I0 ＊を出力する
制御補償回路HQは受電端の基本波力率を１にす
るため一般的に積分制御回路が用いられる。その
ために無効電力制御応答がさがる欠点があつた。
制御補償回路HQは受電端の基本波力率を１にす
るため一般的に積分制御回路が用いられる。その
ために無効電力制御応答がさがる欠点があつた。
本発明は以上に鑑みてなされたもので、無効電
力制御形サイクロコンバータの起動時、進相コン
デンサに過大な突流電流が流れないようにした無
効電力制御形サイクロコンバータの起動方法を提
供することを目的としている。
力制御形サイクロコンバータの起動時、進相コン
デンサに過大な突流電流が流れないようにした無
効電力制御形サイクロコンバータの起動方法を提
供することを目的としている。
本発明は起動時サイクロコンバータ本体を起動
した後、受電端に分割して接続した進相コンデン
サを順次投入し、入力基本波力率を１になるよう
に制御したものである。
した後、受電端に分割して接続した進相コンデン
サを順次投入し、入力基本波力率を１になるよう
に制御したものである。
第２図は本発明の無効電力制御形サイクロコン
バータの実施例を示す構成図である。第１図の従
来と異なる点は受電端に設けた進相コンデンサを
分割していることである。その分割数は４分割を
例として示したものである。他の記号は第１図に
準ずる。
バータの実施例を示す構成図である。第１図の従
来と異なる点は受電端に設けた進相コンデンサを
分割していることである。その分割数は４分割を
例として示したものである。他の記号は第１図に
準ずる。
第２図においてCAP1，CAP2，CAP3，CAP4
は分割された進相コンデンサで、投入スイツチ
SW1SW2，SW3，SW4を介して交流電源BUSに
接続されている。
は分割された進相コンデンサで、投入スイツチ
SW1SW2，SW3，SW4を介して交流電源BUSに
接続されている。
次に本実施例の起動方法について説明する。
始めにサイクロコンバータCC本体を起動する
ためにスイツチSW0を投入する。この場合負荷電
流指令値IL ＊＝０で、交流電源BUSを流れる電流
Is＝０とし、サイクロコンバータCCは循環電流
制御が可能な状態で待機させておく。（実際はサ
イクロコンバータの入力トランスTRは零ではな
い。）以上のような状態で、進相コンデンサ
CAP1，CAP2，CAP3，CAP4を順次投入スイツ
チに従つて投入すれば、無効電力演算回路VAR
は交流電源の進み無効電力を検出し、その検出値
Ｑに対応する循環電流指令値IL ＊をサイクロコン
バータCCに与える。サイクロコンバータCCは指
令値IO ＊に従つて交流電源BUSの進み電流Isを打
消すような循環電流Ioが流れて、進相コンデンサ
AP1，CAP2，CAP3，CAP4を投入毎に受電端の
基本波力率を１に制御する。以上のような一連の
動作を終了後負荷電流指令値IL ＊を与えて無効電
力制御形サイクロコンバータを定常の運転動作に
入る。
ためにスイツチSW0を投入する。この場合負荷電
流指令値IL ＊＝０で、交流電源BUSを流れる電流
Is＝０とし、サイクロコンバータCCは循環電流
制御が可能な状態で待機させておく。（実際はサ
イクロコンバータの入力トランスTRは零ではな
い。）以上のような状態で、進相コンデンサ
CAP1，CAP2，CAP3，CAP4を順次投入スイツ
チに従つて投入すれば、無効電力演算回路VAR
は交流電源の進み無効電力を検出し、その検出値
Ｑに対応する循環電流指令値IL ＊をサイクロコン
バータCCに与える。サイクロコンバータCCは指
令値IO ＊に従つて交流電源BUSの進み電流Isを打
消すような循環電流Ioが流れて、進相コンデンサ
AP1，CAP2，CAP3，CAP4を投入毎に受電端の
基本波力率を１に制御する。以上のような一連の
動作を終了後負荷電流指令値IL ＊を与えて無効電
力制御形サイクロコンバータを定常の運転動作に
入る。
従来無効電力制御は受電端の無効電力Ｑを検出
し、その検出値に応じて循環電流指令値J0 ＊を制
御していた。
し、その検出値に応じて循環電流指令値J0 ＊を制
御していた。
この制御は受電端の基本波力率を１にするため
に積分制御（第２図で制御補償回路HQ）が一般
的に用いられる。そのために特に進相コンデンサ
の投入時、交流電源BUSを流れる電流Isを打消
すために与える循環電流指令値I0 ＊に遅れが生じ
て瞬時過大な電流が流れる。
に積分制御（第２図で制御補償回路HQ）が一般
的に用いられる。そのために特に進相コンデンサ
の投入時、交流電源BUSを流れる電流Isを打消
すために与える循環電流指令値I0 ＊に遅れが生じ
て瞬時過大な電流が流れる。
上記のような欠点をなくすことを目的としたの
が第３図の本発明の他の実施例である。本発明に
おける循環電流指令値I0 ＊は次のような方法によ
つて算出し、与えられる。
が第３図の本発明の他の実施例である。本発明に
おける循環電流指令値I0 ＊は次のような方法によ
つて算出し、与えられる。
循環電流式サイクロコンバータCCの循環電流
I0は(1)式で表わすことができる。
I0は(1)式で表わすことができる。
I0＝（Ip＋IN−｜IL｜）／２ ………(1)
ここでIPは正群コンバータSSFの出力電流でIN
は負群コンバータSSNの出力電流、｜IL｜は負荷
電流の絶対値である。
は負群コンバータSSNの出力電流、｜IL｜は負荷
電流の絶対値である。
次に循環電流I0が流れている場合、入力無効電
流IREは(2)式で表わすことができる。ただし、 αN≒180−αP IRE＝ISP・sinαP＋ISNsinαN≒（ISP ＋ISN）sinαP＝K1（IP＋IN）・sinαP ＝K1（２・I0＋｜IL｜）sinαP ………(2) ここでISPは正群コンバータSSPの入力電流、
ISNは負群コンバータSSNの入力電流で、αP，αN
は正、負群コンバータの位相制御角で、K1はコ
ンバータの変換定数である。
流IREは(2)式で表わすことができる。ただし、 αN≒180−αP IRE＝ISP・sinαP＋ISNsinαN≒（ISP ＋ISN）sinαP＝K1（IP＋IN）・sinαP ＝K1（２・I0＋｜IL｜）sinαP ………(2) ここでISPは正群コンバータSSPの入力電流、
ISNは負群コンバータSSNの入力電流で、αP，αN
は正、負群コンバータの位相制御角で、K1はコ
ンバータの変換定数である。
従つて入力基本波力率を１（Ｑ＝０）すなわち
進相コンデンサの進み電流ICAPと入力電流IREが等
しくなるように制御した時、循環電流I0は(3)式を
満足している。
進相コンデンサの進み電流ICAPと入力電流IREが等
しくなるように制御した時、循環電流I0は(3)式を
満足している。
I0＝Icap−K1・｜IL｜・sinαP／２・K1・sinαP…
……(3) ただしIRE＝Icap 以上のように(3)式に基づいて循環電流指令値I0
＊を与えれば受電端の基本力率は１に制御でき
る。
……(3) ただしIRE＝Icap 以上のように(3)式に基づいて循環電流指令値I0
＊を与えれば受電端の基本力率は１に制御でき
る。
第３図の実施例において、CT1，CT2，CT3，
CT4は分割された進相コンデンサCAP1，CAP2，
CAP3，CAP4の電流を検出する変流器で、その
検出値Icap1、Icap2、Icap3、Icap4は加算器Ａで
加算し、Icap＝Icap1＋Icap2＋Icap3＋Icap4を出
力する。
CT4は分割された進相コンデンサCAP1，CAP2，
CAP3，CAP4の電流を検出する変流器で、その
検出値Icap1、Icap2、Icap3、Icap4は加算器Ａで
加算し、Icap＝Icap1＋Icap2＋Icap3＋Icap4を出
力する。
位相制御信号Vαは増幅回路GuでCOSαに変換
され、演算回路GTに入力する。この回路GTは√
１−COS2αを演算してSINαを出力する。一方負
荷電流ILは絶対値回路へ入力し、絶対値負荷電流
｜IL｜に変換され、SINαとともに乗算器MU1へ
入力する。乗算器MU1は｜IL｜・SINαを出力し、
増幅回路GYによつてK1倍される。この増幅回路
GYの出力値K1・｜IL｜・SINαは比較器C4で進相
コンデンサの電流Icapと比較する。（(3)式の分子
側を演算） 演算回路GTの出力値SINαは増幅回路GWで２・
K1倍されて比較器C4の出力値とともに割算器
DV1に入力する。この割算器DV1は(3)式に基づい
て循環電流指令値I0 ＊を出力する。
され、演算回路GTに入力する。この回路GTは√
１−COS2αを演算してSINαを出力する。一方負
荷電流ILは絶対値回路へ入力し、絶対値負荷電流
｜IL｜に変換され、SINαとともに乗算器MU1へ
入力する。乗算器MU1は｜IL｜・SINαを出力し、
増幅回路GYによつてK1倍される。この増幅回路
GYの出力値K1・｜IL｜・SINαは比較器C4で進相
コンデンサの電流Icapと比較する。（(3)式の分子
側を演算） 演算回路GTの出力値SINαは増幅回路GWで２・
K1倍されて比較器C4の出力値とともに割算器
DV1に入力する。この割算器DV1は(3)式に基づい
て循環電流指令値I0 ＊を出力する。
この構成による無効電力制御形サイクロコンバ
ータの起動方法は分割された進相コンデンサを
CAP1，CAP2，CAP3，CAP4を順次投入し、進
相コンデンサIcapに応じて循環電流指令値I0 ＊を
瞬時に演算して与えている。従つて進相コンデン
サ投入時の電流ICAPを打消すための循環電流I0を
流すことができる。すなわち、無効電力制御の応
答特性が良くなる。
ータの起動方法は分割された進相コンデンサを
CAP1，CAP2，CAP3，CAP4を順次投入し、進
相コンデンサIcapに応じて循環電流指令値I0 ＊を
瞬時に演算して与えている。従つて進相コンデン
サ投入時の電流ICAPを打消すための循環電流I0を
流すことができる。すなわち、無効電力制御の応
答特性が良くなる。
本発明における無効電力制御形サイクロコンバ
ータの起動法は受電端に設けた進相コンデンサを
分割して設けて、順次投入することによつて従来
装置における起動時に流れる大きな突入電流とい
うものはなくなりきわめて円滑な起動が可能とな
る。
ータの起動法は受電端に設けた進相コンデンサを
分割して設けて、順次投入することによつて従来
装置における起動時に流れる大きな突入電流とい
うものはなくなりきわめて円滑な起動が可能とな
る。
従つて交流電源系統に電圧変動等の悪影響を及
ぼすこともなくなり、理想的な電力変換装置を提
供することができる。
ぼすこともなくなり、理想的な電力変換装置を提
供することができる。
また、受電端の無効電力を検出するかわりに進
相コンデンサの電流を検出して循環電流指令値を
演算して与えることによつて無効電力の制御応答
を改善することができる。
相コンデンサの電流を検出して循環電流指令値を
演算して与えることによつて無効電力の制御応答
を改善することができる。
第１図は従来の無効電力制御形サイクロコンバ
ータの構成図、第２図は本発明の一実施例を示す
無効電力制御形サイクロコンバータの構成図、第
３図は本発明の他の実施例を示す無効電力制御形
サイクロコンバータの構成図である。 BUS……３相交流電源、SW0……サイクロコ
ンバータのスイツチ、CAP，CAP1，CAP2，
CAP3，CAP4……進相コンデンサ、CC……サイ
クロコンバータ、SSP……正群コンバータ、
SSN……負群コンバータ、TR……入力トラン
ス、L01，L02……直流リアクトル、LOAD……負
荷、PTs……変成器、CTs，CT1，CT2，CT3，
CT4……変流器、VAR……無効電力演算回路、
HQ，GO，GL……制御補償回路、QR……無効電
力指令回路、PH−Ｐ，PH−Ｎ……正、負位相
制御回路、OA……反転回路、C1，C2，C3，C4…
…比較器、SW1，SW2，SW3，SW4……進相コン
デンサスイツチ、Ａ，A1，A2……加算器、ABS
……絶対値回路、GT……演算回路、GV，GY，GW
……増幅回路、Mu1……乗算器、DV1……割算
器。
ータの構成図、第２図は本発明の一実施例を示す
無効電力制御形サイクロコンバータの構成図、第
３図は本発明の他の実施例を示す無効電力制御形
サイクロコンバータの構成図である。 BUS……３相交流電源、SW0……サイクロコ
ンバータのスイツチ、CAP，CAP1，CAP2，
CAP3，CAP4……進相コンデンサ、CC……サイ
クロコンバータ、SSP……正群コンバータ、
SSN……負群コンバータ、TR……入力トラン
ス、L01，L02……直流リアクトル、LOAD……負
荷、PTs……変成器、CTs，CT1，CT2，CT3，
CT4……変流器、VAR……無効電力演算回路、
HQ，GO，GL……制御補償回路、QR……無効電
力指令回路、PH−Ｐ，PH−Ｎ……正、負位相
制御回路、OA……反転回路、C1，C2，C3，C4…
…比較器、SW1，SW2，SW3，SW4……進相コン
デンサスイツチ、Ａ，A1，A2……加算器、ABS
……絶対値回路、GT……演算回路、GV，GY，GW
……増幅回路、Mu1……乗算器、DV1……割算
器。
Claims (1)
- １ 可変周波数の交流電流を出力する循環電流式
のサイクロコンバータと、その入力側に接続した
進相コンデンサと、受電端の無効電力を検出し、
無効電力を制御する無効電力制御回路で構成され
前記サイクロコンバータの遅れ無効電力と前記進
相コンデンサの進み無効電力が互いに打消し合う
ように前記無効電力制御回路の出力を前記サイク
ロコンバータの循環電流指令値として与えて、循
環電流を制御する無効電力制御形サイクロコンバ
ータにおいて、前記進相コンデンサを分割して設
け、起動時サイクロコンバータ本体を起動し、し
かる後に分割された進相コンデンサを順次投入
し、入力基本波力率を常時１になるように制御す
ることを特徴とする無効電力制御形サイクロコン
バータの起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59076518A JPS60223474A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 無効電力制御形サイクロコンバ−タの起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59076518A JPS60223474A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 無効電力制御形サイクロコンバ−タの起動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60223474A JPS60223474A (ja) | 1985-11-07 |
| JPH0477549B2 true JPH0477549B2 (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=13607494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59076518A Granted JPS60223474A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | 無効電力制御形サイクロコンバ−タの起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60223474A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0753034B2 (ja) * | 1984-11-16 | 1995-06-05 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 無効電力制御形サイクロコンバ−タ装置 |
-
1984
- 1984-04-18 JP JP59076518A patent/JPS60223474A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60223474A (ja) | 1985-11-07 |
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