JPH0582154B2 - - Google Patents

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JPH0582154B2
JPH0582154B2 JP60038057A JP3805785A JPH0582154B2 JP H0582154 B2 JPH0582154 B2 JP H0582154B2 JP 60038057 A JP60038057 A JP 60038057A JP 3805785 A JP3805785 A JP 3805785A JP H0582154 B2 JPH0582154 B2 JP H0582154B2
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Japan
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phase
current
output
voltage
voltage command
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JP60038057A
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Japanese (ja)
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JPS61199470A (en
Inventor
Ryoichi Kurosawa
Toshiaki Kudo
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPH0582154B2 publication Critical patent/JPH0582154B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は電圧形の3相電力変換装置の出力電流
がその電流指令値に追従するようにフイードバツ
ク制御する電流制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a current control device that performs feedback control so that the output current of a voltage-type three-phase power converter follows its current command value.

[発明の技術的背景とその問題点] 電圧形の電力変換装置として代表的なものに正
弦波サイクロコンバータやトランジスタあるいは
ゲートターンオフサイリスタ(GTO)インバー
タがあげられ、負荷として交流電動機を駆動する
装置は広く知られている。
[Technical background of the invention and its problems] Typical voltage-type power conversion devices include sine wave cycloconverters, transistors, and gate turn-off thyristor (GTO) inverters, and devices that drive AC motors as loads are widely known.

交流電動機を電圧形電力変換装置で駆動する場
合に、速応性が要求されるものでは出力電流を検
出して電流のフイードバツク制御が行なわれる。
この電流制御は各相の電流指令値と各相の電流検
出値との偏差を比例+積分要素等を介して増幅
し、その増幅された信号を各相の出力電圧指令値
として電力変換装置を制御することによつて達成
される。このことは古くから行なわれており、周
知のことではあるが、一例として特開昭56−
117577号公報に記されてるトランジスタインバー
タによる電流制御装置を第2図に示し、簡単に説
明する。
When an AC motor is driven by a voltage type power converter that requires quick response, the output current is detected and current feedback control is performed.
This current control amplifies the deviation between the current command value of each phase and the detected current value of each phase through proportional + integral elements, etc., and uses the amplified signal as the output voltage command value of each phase to control the power converter. This is achieved through control. This has been done for a long time and is well known, but one example is
A current control device using a transistor inverter described in Japanese Patent No. 117577 is shown in FIG. 2 and will be briefly described.

第2図において、1は直流電流、2はインバー
タ、3は交流電動機、4U,4V,4Wは電流検
出器、5U,5V,5Wは減算器、6U,6V,
6Wは増幅器、7は三角波発生器、8U,8V,
8Wは比較器、9U,9V,9Wはベース駆動回
路である。
In Fig. 2, 1 is a DC current, 2 is an inverter, 3 is an AC motor, 4U, 4V, 4W is a current detector, 5U, 5V, 5W is a subtractor, 6U, 6V,
6W is an amplifier, 7 is a triangular wave generator, 8U, 8V,
8W is a comparator, and 9U, 9V, and 9W are base drive circuits.

直流電流1からPWM(パルス幅変調)制御さ
れるインバータ2を介して可変周波数・可変電圧
の3相交流電力が交流電動機3に供給される。こ
の交流電動機3に供給される各相の電流iU,iV
iWは電流検出器に4U,4V,4Wで検出され、
それぞれ各相の電流指令値にiU *,iV *,iW *に対す
る偏差が減算器5U,5V,5Wで演算される。
減算器5U,5V,5Wの偏差出力は増幅器6
U,6V,6Wで増幅され、インバータ2の出力
相電圧に対する電圧指令値υU *,υV *,υW *を出力
する。三角波発生器7の出力電圧υTと前記電圧指
令値υU *,υV *,υW *はそれぞれ比較器8U,8
V,8Wによつて比較され、PWM信号を出力
し、ベース駆動回路9U,9V,9Wによりイン
バータ2のトランジスタを駆動して交流電動機3
に3相電圧υU,υV,υWを印加する。
Three-phase AC power of variable frequency and variable voltage is supplied from a DC current 1 to an AC motor 3 via an inverter 2 that is controlled by PWM (pulse width modulation). Currents of each phase supplied to this AC motor 3 i U , i V ,
i W is detected by the current detector at 4U, 4V, 4W,
Subtractors 5U, 5V, and 5W calculate deviations from i U * , i V * , and i W * in the current command values of each phase, respectively.
The deviation output of subtractor 5U, 5V, 5W is output from amplifier 6.
It is amplified by U, 6V, and 6W, and outputs voltage command values υ U * , υ V * , υ W * for the output phase voltage of the inverter 2. The output voltage υ T of the triangular wave generator 7 and the voltage command values υ U * , υ V * , υ W * are determined by comparators 8U and 8, respectively.
V, 8W are compared, a PWM signal is output, and the base drive circuit 9U, 9V, 9W drives the transistor of the inverter 2 to drive the AC motor 3.
Apply three-phase voltages υ U , υ V , and υ W to .

この構成によつて、交流電動機2の端子電圧
υU,υV,υWは変調リツプルを含むものの平均的
には増幅器6U〜6Wの出力である電圧指令値に
比例した大きさとなる。この電圧指令値υU *,υV
,υW *は減算器5U〜5Wおよび増幅器6U〜
6Wの動作により、各相の電流指令値と検出値と
の偏差を増幅した信号であるので、各相の電流
iU,iV,iWはその指令値とiU *,iV *,iW *に追従す
るように制御される。
With this configuration, the terminal voltages υ U , υ V , υ W of the AC motor 2 include modulation ripples, but on average have a magnitude proportional to the voltage command value that is the output of the amplifiers 6U to 6W. This voltage command value υ U * , υ V
* , υ W * is the subtracter 5U ~ 5W and the amplifier 6U ~
The signal is amplified by the deviation between the current command value and the detected value of each phase due to the 6W operation, so the current of each phase is
i U , i V , and i W are controlled to follow the command values and i U * , i V * , and i W * .

このように構成された従来の電流制御装置で、
電流検出器4U〜4W、減算器5U〜5Wあるい
は増幅器6U〜6W等の制御回路の構成要素が理
想的であり、温度ドリフト等のオフセツト要因を
持たなければ、増幅器6U〜6Wの出力である3
相の電圧指令値にυU *,υV *,υW *は正負間で対称
かつ3相間で平衡した波形となる。
In the conventional current control device configured in this way,
If the components of the control circuit such as current detectors 4U to 4W, subtractors 5U to 5W, or amplifiers 6U to 6W are ideal and do not have offset factors such as temperature drift, the output of amplifiers 6U to 6W is 3.
The phase voltage command values υ U * , υ V * , and υ W * have waveforms that are symmetrical between positive and negative and balanced among the three phases.

しかし実際には前述のオフセツト要因をOKす
ることは殆んど不可能であり、何らかのオフセツ
ト要因は存在するものと考える方が現実的であ
る。
However, in reality, it is almost impossible to accept the aforementioned offset factors, and it is more realistic to assume that some kind of offset factor exists.

このようなオフセツト要因があつた場合の従来
装置の問題点を述べる前に、交流電動機3の電圧
と電流の関係について考えてみる。
Before discussing the problems of the conventional device when such an offset factor occurs, let us consider the relationship between the voltage and current of the AC motor 3.

第3図は交流電動機3の電機子モデルであり、
U,V,Wは3相の巻線端子、Nは3相巻線の中
性点であり、υU,υV,υWは3相巻線端子U,V,
Wの電位、υNは中性点Nの電位である。
Figure 3 is an armature model of AC motor 3,
U, V, W are the three-phase winding terminals, N is the neutral point of the three-phase winding, υ U , υ V , υ W are the three-phase winding terminals U, V,
The potential of W, υ N , is the potential of the neutral point N.

各相巻線のインピーダンスをZとすると、各相
の電流iU,iV,iWは次式で与えられる。
When the impedance of each phase winding is Z, the currents i U , i V , i W of each phase are given by the following equations.

iU=υU−υN/Z,iV=υV−υN/Z,iW=υW−υN
/Z…(1)式 3相の電流iU,iV,iWの加算値は0であるから、
(1)式の3相分の式を加算することによつて、中性
点電位υNと各相端子電位υU,υV,υWとの関係が
次式のように求められる。
i UU −υ N /Z,i VV −υ N /Z,i WW −υ N
/Z...Equation (1) Since the sum of the three-phase currents i U , i V , and i W is 0,
By adding the equations for the three phases in equation (1), the relationship between the neutral point potential υ N and each phase terminal potential υ U , υ V , υ W can be determined as shown in the following equation.

υN=υU+υV+υW/3 …(2)式 (2)式を(1)式のυNに代入することによつて、各相
電流は次のように書くことができる。
υ N = υ U + υ V + υ W /3...Equation (2) By substituting Equation (2) for υ N in Equation (1), each phase current can be written as follows.

iU=υU−υV+υU−υW/3Z=υUV−υWU/3Z iV=υV−υW+υV−υU/3Z=υVW−υUV/3Z iW=υW−υU+υW−υV/3Z=υWU−υVW/3Z …(3)式 (3)式においてυUVはU相端子電位υUとV相端子
電位υVとの電位差、すなわちU−V間の線間電圧
である。同様にυVW,υWUはそれぞれV−W間お
よびW−U間の線間電圧である。
i UU −υ VU −υ W /3Z=υ UV −υ WU /3Z i VV −υ WV −υ U /3Z=υ VW −υ UV /3Z i WW −υ UW −υ V /3Z = υ WU −υ VW /3Z ...(3) In equation (3), υ UV is the potential difference between the U-phase terminal potential υ U and the V-phase terminal potential υ V , i.e. This is the line voltage between U and V. Similarly, υ VW and υ WU are the line voltages between V and W and between W and U, respectively.

(3)式は交流電動機3の各相電流が各巻線間の線
間電圧によつて定まることを示している。すなわ
ち、各相電流の大きさは各巻線端子間の電位差に
よつて決まり、各巻線端子の電位υU,υV,υW
よび中性点電位υNは電流の大きさを決める要因と
はならないことを意味している。
Equation (3) shows that each phase current of the AC motor 3 is determined by the line voltage between each winding. In other words, the magnitude of each phase current is determined by the potential difference between each winding terminal, and the potentials υ U , υ V , υ W and neutral point potential υ N of each winding terminal are factors that determine the current magnitude. It means not to be.

さて、第2図の従来装置において、電流検出器
4UのオフセツトのためにU相の検出電流iUに負
の直流成分が重畳された場合を例として、従来の
電流制御における問題点を説明しよう。
Now, let's explain the problems in conventional current control by taking as an example a case where a negative DC component is superimposed on the U -phase detection current iU due to the offset of the current detector 4U in the conventional device shown in Fig. 2. .

U相電流iUの負の直流成分は増幅器6Uで増幅
され、電圧指令値υU *を正側に推移させる。U相
の電圧指令値υU *が正側に推移すると、前述のよ
うに各相電流が線間電圧によつて定まるため、電
流制御の結果として他の相の電圧指令値υV *,υW
も正側に推移する。従つて、増幅器6U〜6W
の出力υU *,υV *,υW *は全て正側に推移した状
態、すなわち、交流電動機3の中性点電流υNが正
側に推移した状態で電流制御が行なれる。
The negative DC component of the U-phase current i U is amplified by the amplifier 6U, causing the voltage command value υ U * to shift to the positive side. When the U-phase voltage command value υ U * shifts to the positive side, each phase current is determined by the line voltage as described above, so as a result of current control, the voltage command values of other phases υ V * , υ W
* also shifts to the positive side. Therefore, amplifier 6U~6W
Current control can be performed with the outputs υ U * , υ V * , υ W * all moving to the positive side, that is, the neutral point current υ N of the AC motor 3 moving to the positive side.

通常、増幅器6U〜6Wは積分要素を持つの
で、極く小さなオフセツト要因であつても積分さ
れ、増幅器出力はいずれかの極性に推移する。そ
して、一相分だけでも推移すると他の相も同極性
側に推移する。
Normally, since the amplifiers 6U to 6W have an integral element, even an extremely small offset factor is integrated, and the amplifier output changes to one of the polarities. If only one phase changes, the other phases will also change to the same polarity side.

このような電位の推移現象が起きても、前述の
ように電動機相電流iU,iV,iWは中性点電位に存
在しないので、電流制御は行なわれる。
Even if such a potential transition phenomenon occurs, current control is performed because the motor phase currents i U , i V , i W do not exist at the neutral point potential as described above.

しかしながら、中性点電位が容易に推移するこ
とは次のような欠点を持つている。
However, the fact that the neutral point potential changes easily has the following drawbacks.

中性点電位が推移した電圧指令値と三角波と
を比較してPWM制御すると、一周期360°内で
のPWM波形の180°毎の対称性は無くなる。こ
の結果、電流波形に含まれるPWMによるリツ
プル成分も正負非対称となり、騒音が大きくな
る。
If PWM control is performed by comparing the voltage command value at which the neutral point potential changes with the triangular wave, the symmetry of the PWM waveform every 180 degrees within one cycle of 360 degrees disappears. As a result, the ripple component caused by PWM included in the current waveform also becomes asymmetric between positive and negative, resulting in increased noise.

中性点電流を定める制御要素がないので、フ
イードバツク電流のリツプル成分等の小さな外
乱要因によつても中性点電位は容易に変動し、
外乱の影響を受け易い。
Since there is no control element that determines the neutral point current, the neutral point potential easily fluctuates even due to small disturbance factors such as the ripple component of the feedback current.
Easily affected by external disturbances.

低電圧出力時であつても中性点電位の推移量
によつては、増幅器出力はリミツト値領域で動
作する。一相の電圧指令値がこのリミツト値に
かかり始めるとき、およびリミツト値領域から
抜出すときに、その相の電位変化率が急変する
ため、他の相の電流制御に対する外乱となり、
電流波形が乱される。
Even when outputting a low voltage, the amplifier output operates in the limit value region depending on the amount of transition of the neutral point potential. When the voltage command value of one phase starts to apply to this limit value or when it comes out of the limit value area, the potential change rate of that phase changes suddenly, which causes a disturbance to the current control of other phases.
The current waveform is disturbed.

以上説明した第2図の従来装置の欠点は交流電
動機3の中性点電位υNを定める要素がない制御構
成となつているために起こるものである。
The drawbacks of the conventional device shown in FIG. 2 described above are due to the control structure having no element for determining the neutral point potential υ N of the AC motor 3.

従つて、中性点電位υNを0、言い変えれば3相
の電流指令値υU *,υV *,υW *の和を0にするよう
に構成することによつて解決できるものである。
その解決策の1つとして第4図の構成が考えられ
る。
Therefore, the problem can be solved by configuring the neutral point potential υ N to be 0, or in other words, by configuring the sum of the three-phase current command values υ U * , υ V * , and υ W * to be 0. be.
The configuration shown in FIG. 4 can be considered as one of the solutions.

第4図において第2図と同一符合を有するもの
は同一機能を有するものである。
Components in FIG. 4 having the same reference numerals as those in FIG. 2 have the same functions.

第4図の構成では、電流制御はU相とV相の2
相分だけ行ない、W相の電圧指令値υW *は反転加
算器10によつて他の2相の電圧指令値υU *,υV *
を極性反転し加算、すなわち次式の演算で求めて
いる。
In the configuration shown in Figure 4, current control is performed in two phases: U phase and V phase.
The voltage command value υ W * of the W phase is converted to the voltage command values υ U * , υ V * of the other two phases by the inverting adder 10.
is obtained by inverting the polarity and adding it, that is, by calculating the following equation.

υW *=−υU *−υV * …(4)式 従つて3相の電圧指令値の和は必らず0になる
ので、交流電動機3の中性点電位υNも常に0にな
り、第2図のような欠点を生じない。
υ W * = −υ U * −υ V * …Equation (4) Therefore, since the sum of the three-phase voltage command values is always 0, the neutral point potential υ N of the AC motor 3 is also always 0. Therefore, the drawbacks shown in FIG. 2 do not occur.

また、3相の電流の和は0であるから、3相の
うちの2相の電流を制御することにより、結果的
には3相電流が制御される。
Further, since the sum of the three-phase currents is 0, by controlling the currents of two of the three phases, the three-phase currents are controlled as a result.

しかし、この構成の装置には別の欠点がある。
その欠点を次に説明する。
However, this configuration of the device has other drawbacks.
Its drawbacks will be explained next.

通常、運転周波数が高くなると交流電動機3の
誘導電圧が高くなり、電流を供給するインバータ
2も大振幅の電圧を出力することが要求される。
最大電圧出力時でも増幅器6U,6Vの出力であ
る電圧指令値を正負のリミツト値内で動作させる
ことは直流電源1の電圧値を高くして、余裕を持
たせることによつて可能である。
Normally, as the operating frequency increases, the induced voltage of the AC motor 3 increases, and the inverter 2 that supplies current is also required to output a voltage with a large amplitude.
Even at the maximum voltage output, it is possible to operate the voltage command value output from the amplifiers 6U and 6V within the positive and negative limit values by increasing the voltage value of the DC power supply 1 to provide a margin.

しかし、直流電源1の電圧を高くすることは次
のような悪影響を招く。
However, increasing the voltage of the DC power supply 1 causes the following adverse effects.

PWM制御による電流のリツプル成分を大き
くし、そのために騒音も大きくなる。
This increases the ripple component of the current due to PWM control, which also increases noise.

インバータ素子に高耐圧のものを必要とす
る。
Requires high voltage inverter elements.

直流電源の容量が大きくなる。 The capacity of the DC power supply increases.

これらのために、最高電圧出力近辺の運転領域
では電圧指令値をリミツト値で制限しながら動作
させ、直流電源1の電圧値は必要最小限に低くす
るのが一般的である。
For these reasons, in the operating region near the maximum voltage output, the voltage command value is generally operated while being limited by a limit value, and the voltage value of the DC power supply 1 is generally lowered to the minimum necessary level.

第5図は第4図の構成で電圧がリミツト値領域
で運転したときの3相電圧指令値υU *,υV *,υW *
を示すものであり、(a)は増幅器6Uの出力である
U相電圧指令値υU *、(b)は増幅器6Vの出力であ
るV相電圧指令値υV *、(c)は反転加算器10の出
力であるW相電圧指令値υW *である。各波形で点
線は正負のリミツト電圧値を表わす。
Figure 5 shows the three-phase voltage command values υ U * , υ V * , υ W * when the configuration shown in Figure 4 is operated in the voltage limit value region.
(a) is the U-phase voltage command value υ U * which is the output of amplifier 6U, (b) is the V-phase voltage command value υ V * which is the output of amplifier 6V, and (c) is the inverted addition. This is the W-phase voltage command value υ W * which is the output of the device 10. In each waveform, dotted lines represent positive and negative limit voltage values.

この図から明らかであるように、W相の電圧指
令値υW *は他の2相の指令値υU *,υV *とは異なる
波形となり、交流電動機3には3相間で不平衡の
波形の電圧が印加される。この結果、交流電動機
3に供給される相電流も3相間で不平衡となり、
トルクリツプルおよび騒音の発生要因となる。
As is clear from this figure, the voltage command value υ W * of the W phase has a different waveform from the command values υ U * and υ V * of the other two phases, and the AC motor 3 has an unbalanced waveform between the three phases. A waveform voltage is applied. As a result, the phase current supplied to the AC motor 3 also becomes unbalanced among the three phases,
This causes torque ripple and noise.

以上のように第4図の構成では電圧がリミツト
値領域で動作すると、電圧波形が3相間で不平衡
になることが欠点である。
As described above, the configuration shown in FIG. 4 has a disadvantage that when the voltage operates in the limit value region, the voltage waveform becomes unbalanced among the three phases.

[発明の目的] 本発明は以上説明したような従来装置の欠点に
鑑みなされたものであり、3相電流制御でありな
がら、負荷の中性点電位を0に固定することので
きる電流制御装置を提供することを目的としてい
る。
[Object of the Invention] The present invention was made in view of the drawbacks of the conventional devices as explained above, and provides a current control device that can fix the neutral point potential of the load to 0 even though it is a three-phase current control device. is intended to provide.

[発明の概要] 上記目的を達成するために本発明では各相の電
流制御出力を3相分加算し、その加算値を1/3し
た信号を各相の電流制御出力に減算し、3相の電
圧指令値とする。その結果、3相の電圧指令値の
和は0になり、負荷の中性点電位も常に0にな
る。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention adds the current control outputs of each phase for three phases, and subtracts a signal obtained by 1/3 of the added value to the current control output of each phase. The voltage command value shall be As a result, the sum of the three-phase voltage command values becomes 0, and the neutral point potential of the load also becomes 0.

[発明の実施例] 以下に図面を参照しながら本発明のより詳細な
説明をする。
[Embodiments of the Invention] The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク図であり、第2図と同一符号を有するものは同
一機能を有するものであるから説明を省略する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. Components having the same reference numerals as those in FIG. 2 have the same functions, so a description thereof will be omitted.

第1図では第2図の従来装置の構成に比べて、
加算器11、係数器12、および減算器13U,
13V,13Wが追加されている。
In Fig. 1, compared to the configuration of the conventional device shown in Fig. 2,
Adder 11, coefficient unit 12, and subtracter 13U,
13V and 13W are added.

増幅器6U〜6Wの出力υU′,υV′,υW′は加算
器11で加算され、その加算された電圧信号υ0
係数器12で1/3倍される。係数器12の出力信
号は各相の電流制御の増幅器の出力からそれぞれ
減算器13U,13V,13Wによつて減算さ
れ、各相の電圧指令値υU *,υV *,υW *となる。
The outputs υ U ′, υ V ′, υ W ′ of the amplifiers 6U to 6W are added by an adder 11, and the added voltage signal υ 0 is multiplied by 1/3 by a coefficient multiplier 12. The output signal of the coefficient unit 12 is subtracted from the output of the current control amplifier of each phase by subtracters 13U, 13V, and 13W, respectively, and becomes voltage command values υ U * , υ V * , υ W * of each phase. .

3相の電流制御の増幅器の出力υU′,υV′,
υW′がそれぞれ正負対称であり、3相間で平衡し
ている場合には加算器11の出力υ0は0である。
係数器12の出力も0となり、減算器13U〜1
3Wの負側入力は0である。従つて、このような
場合は第2図の従来装置と変らない電流制御が行
なわれる。
Three-phase current-controlled amplifier output υ U ′, υ V ′,
When υ W ' is symmetrical in positive and negative directions and balanced among the three phases, the output υ 0 of the adder 11 is 0.
The output of the coefficient unit 12 also becomes 0, and the subtracters 13U to 1
The negative side input of 3W is 0. Therefore, in such a case, the current control is performed in the same way as in the conventional device shown in FIG.

次にU相の検出電流iUに負の直流成分が含まれ
る場合についての動作を説明する。
Next, the operation in the case where the U-phase detected current i U includes a negative DC component will be described.

U相検出電流iUに負の直流成分が含まれること
によつて、増幅器6Uの増幅作用により、U相の
電流制御の増幅器6Uの出力υU′は正側にΔυU
け推移しようとする。各相の電流制御の増幅器の
出力υU′,υV′,υW′は、それぞれの平衡成分を
υU0′,υV0′,υW0′とすれば、υU0′+ΔυV,υV
0
′,
υW0′となる。したがつて3相の電流制御の増幅器
の出力の和である加算器11の出力υ0は(5)式とな
る。
Since the U-phase detection current i U includes a negative DC component, the output υ U ′ of the U-phase current control amplifier 6U tends to shift to the positive side by Δυ U due to the amplification effect of the amplifier 6U. . The outputs of the current-controlled amplifiers υ U ′, υ V ′, υ W ′ for each phase are υ U0 ′, υ V0 ′, υ W0 ′, and υ U0 ′+Δυ V , υ V
0
′,
υ W0 ′. Therefore, the output υ 0 of the adder 11, which is the sum of the outputs of the three-phase current-controlled amplifiers, is expressed by equation (5).

υ0=υU0′+υV0′+υW0′+ΔυU=ΔU…(5) なぜなら平衡成分の和(υU0′+υV0′+υW0′)は
0である。各相の電圧指令値υU *,υV *,υW *は、
各相の電流制御の増幅器の出力υU′,υV′,υW′か
ら加算器11の出力υ0(=ΔυU)を係数器12で
1/3培した信号が減算器13U,13V,13W
によつて減算されて用いられる。電圧指令値υU *
υV *,υW *はそれぞれ(6),(7)、(8)式となる。
υ 0 = υ U0 ′+υ V0 ′+υ W0 ′+Δυ U = Δ U …(5) Because the sum of the equilibrium components (υ U0 ′+υ V0 ′+υ W0 ′) is 0. The voltage command values for each phase υ U * , υ V * , υ W * are
A signal obtained by multiplying the output υ 0 (=Δυ U ) of the adder 11 by 1/3 from the output υ U ′, υ V ′, υ W ′ of the current control amplifier of each phase using the coefficient multiplier 12 is obtained by the subtracter 13U, 13V. ,13W
It is used after being subtracted by . Voltage command value υ U * ,
υ V * and υ W * are expressed by equations (6), (7), and (8), respectively.

υU *=υU0′+ΔυU−1/3ΔυU =υU0′+2/3ΔυU …(6)式 υV *=υV0′−1/3ΔυU …(7)式 υW *=υV0′−1/3ΔυU …(8)式 したがつて3相の電圧指令値の和は(9)式に示す
ように常に0となる。
υ U *U0 ′+Δυ U −1/3Δυ UU0 ′+2/3Δυ U …Equation (6) υ V *V0 ′−1/3Δυ U …Equation (7) υ W *V0 '-1/3Δυ U ...Equation (8) Therefore, the sum of the three-phase voltage command values is always 0 as shown in Equation (9).

υU *+υV *+υW *=υU0′+υV0′+υW0′=0…(9)
式 すなわち、本発明の第1図の構成では、外部か
らのオフセツト要因がある場合でも3相の電圧指
令値υU *,υV *,υW *の和は常に0になるように動
作する。従つて、負荷である交流電動機3の中性
点電位υNも常に0になるように制御される。
υ U *V *W *U0 ′+υ V0 ′+υ W0 ′=0…(9)
In other words, in the configuration of FIG. 1 of the present invention, even if there is an external offset factor, the sum of the three-phase voltage command values υ U * , υ V * , υ W * always becomes 0. . Therefore, the neutral point potential υ N of the AC motor 3, which is the load, is also controlled to always be zero.

この結果、第2図の従来装置の場合のように中
性点電位が定まらないことによる次点は生じな
い。
As a result, unlike in the case of the conventional device shown in FIG. 2, there is no runner-up due to the undetermined neutral point potential.

また、制御回路は3相間で全く同じ構成となつ
ているので、電圧がリミツト値領域で動作してい
るときでもリミツトされた電圧波形は3相とも同
じ波形になり、第4図の構成による2相電流制御
のような電流不平衡およびトルクリツプルを引起
こすこともない。
Furthermore, since the control circuit has exactly the same configuration among the three phases, even when the voltage is operating in the limit value region, the waveform of the limited voltage is the same for all three phases, and the two It also does not cause current imbalance and torque ripple like phase current control.

第1図では3相分の電流を検出するために3個
の電流検出器4U,4V,4Wを用いているが、
3相の電流の和が0であるという関係を用いて、
2相の電流だけを検出して残りの1相の電流は検
出した2相電流から演算して求めた信号を用いる
こともできる。
In Figure 1, three current detectors 4U, 4V, and 4W are used to detect the current for three phases.
Using the relationship that the sum of the three phase currents is 0,
It is also possible to detect only two-phase currents and use a signal obtained by calculating the remaining one-phase current from the detected two-phase currents.

以上本発明を電力変換装置としてPWM制御さ
れるトランジスタインバータに適用する場合を例
として説明したが、電力変換装置がGTOインバ
ータであつても同様に適用することができる。
Although the present invention has been described above as an example in which the present invention is applied to a PWM-controlled transistor inverter as a power conversion device, it can be similarly applied even if the power conversion device is a GTO inverter.

また、正弦波サイクロコンバータの場合には第
1図の三角波発生器7、比較器8U,8V,8W
およびベース駆動回路9U,9V,9WのPWM
制御部が位相制御回路に置換えられるが、その電
流制御は第1図と同様の構成で適用することがで
きる。すなわち、電圧形の3相電力変換装置で出
力電流をフイードバツク制御するものには本発明
を適用可能である。
In addition, in the case of a sine wave cycloconverter, the triangular wave generator 7 and the comparators 8U, 8V, 8W shown in FIG.
and base drive circuit 9U, 9V, 9W PWM
Although the control section is replaced with a phase control circuit, its current control can be applied with the same configuration as in FIG. 1. That is, the present invention is applicable to a voltage type three-phase power converter that performs feedback control of output current.

[発明の効果] このように本発明では3相の電圧指令値の和が
0になるように制御されるので、回路のオフセツ
ト要因や外乱要素に対しても安定な電流制御を実
現することができ、出力電圧がリミツトされる領
域でも3相平衡を維持した運転が可能であり、性
能および経済性に優れた装置を提供することがで
きるものである。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention is controlled so that the sum of the three-phase voltage command values becomes 0, so stable current control can be achieved even with circuit offset factors and disturbance elements. This makes it possible to operate the device while maintaining three-phase balance even in a region where the output voltage is limited, and it is possible to provide a device with excellent performance and economical efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の構成を示す回路ブ
ロツク図、第2図は従来装置の構成例を示すブロ
ツク図、第3図は交流電動機の電機子モデル図、
第4図は第3図の従来装置の欠点を解決するため
の一方法を示した回路構成図、第5図は第4図の
装置の欠点を説明するための電圧波形図である。 1……直流電源、2……インバータ、3……交
流電動機、4U,4V,4W……電流検出器、5
U,5V,5W……減算器、6U,6V,6W…
…電流制御増幅器、7……三角波発生器、8U,
8V,8W……比較器、9U,9V,9W……ベ
ース駆動回路、11……加算器、12……係数
器、13U,13V,13W……減算器。
FIG. 1 is a circuit block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional device, and FIG. 3 is an armature model diagram of an AC motor.
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing one method for solving the drawbacks of the conventional device shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a voltage waveform diagram for explaining the drawbacks of the device shown in FIG. 1...DC power supply, 2...Inverter, 3...AC motor, 4U, 4V, 4W...Current detector, 5
U, 5V, 5W...subtractor, 6U, 6V, 6W...
...Current control amplifier, 7...Triangular wave generator, 8U,
8V, 8W... Comparator, 9U, 9V, 9W... Base drive circuit, 11... Adder, 12... Coefficient unit, 13U, 13V, 13W... Subtractor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電圧指令値に追従した交流電圧を出力する電
圧形の3相電力変換装置の各相の出力電流を検出
し、その検出電流の電流指令値に対する各相毎の
偏差を増幅する制御増幅器を各相毎に有し、その
制御増幅器の出力から前記電力変換装置の各相の
電圧指令値を求めることによつてフイードバツク
ループを形成する電力変換装置の電流制御装置に
おいて、前記各相の制御増幅器の出力を加算する
加算器と、前記加算器の出力を係数倍する係数器
と、前記係数器の出力を前記各相の制御増幅器の
出力から減算する減算器とを有し、前記電力変換
装置の各相の電圧指令値を前記減算器の出力とし
たことを特徴とする電力変換装置の電流制御装
置。
1 A control amplifier is installed in each phase to detect the output current of each phase of a voltage-type three-phase power converter that outputs an AC voltage that follows a voltage command value, and to amplify the deviation of the detected current for each phase with respect to the current command value. In a current control device for a power conversion device, which is provided for each phase and forms a feedback loop by determining a voltage command value for each phase of the power conversion device from the output of a control amplifier thereof, the current control device controls each phase. The power converter includes an adder that adds the outputs of the amplifiers, a coefficient multiplier that multiplies the output of the adder by a coefficient, and a subtracter that subtracts the output of the coefficient multiplier from the output of the control amplifier of each phase. A current control device for a power conversion device, characterized in that a voltage command value of each phase of the device is used as an output of the subtracter.
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