JPH061983B2 - Power converter - Google Patents

Power converter

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JPH061983B2
JPH061983B2 JP14946086A JP14946086A JPH061983B2 JP H061983 B2 JPH061983 B2 JP H061983B2 JP 14946086 A JP14946086 A JP 14946086A JP 14946086 A JP14946086 A JP 14946086A JP H061983 B2 JPH061983 B2 JP H061983B2
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converter
synchronization
power
phase
phase angle
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博美 稲葉
清哉 島
三根  俊介
和彦 佐々木
正之 広瀬
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力変換装置に係り、特にパルス幅制御を行う
コンバータに好適な電力変換装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power converter, and more particularly to a power converter suitable for a converter that performs pulse width control.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

コンバータの力率改善の観点から特開昭56-162976号公
報では、電流遮断機能を有する制御可能な開閉素子をア
ームに接続し、パルス幅制御と位相制御を併用する方式
が、また、昭和58年電気学会全国大会論文集No.45
3では、パルス幅制御のみを用いる方式が提案されてい
る。しかし、いずれもコンバータ制御のために電源電圧
との同期をとる必要がある。従来技術では、この同期引
き込みを行う手段として、交流電源電圧の一相が負から
正に変化し、零電圧を横切る際に発生する同期化信号を
トリガとしてパルス列を発生させたり(パルス幅制御の
みの場合)、パルス列発生に先立って位相制御系を起動
させるなど(位相制御も併用する場合)同期化信号に同
期して一連のパルス発生処理を実行する方式が用いられ
ていた。しかしながら、このような同期化技術では、同
期化信号が発生したときに、現在どのようなパルス列を
発生しているかとは無関係に強制的に同期化が行われる
ので、例えば、同期化の直前で、あるコンバータ素子に
点弧指令を発生したものの同期化処理によってすぐ点弧
指令を発生しなければならないというような状況も十分
起こり、コンバータ素子に与える最小パルス幅確保の点
から(素子の破損を防ぐ必要から)、特開昭59-103579
号公報に示してあるような付加回路を外部に設ける必要
があるなどのシステムを構成する上での簡潔さに改善の
余地があった。
From the viewpoint of improving the power factor of a converter, Japanese Patent Laid-Open No. 56-162976 discloses a method in which a controllable switching element having a current interruption function is connected to an arm and pulse width control and phase control are used together. Annual Meeting of the Institute of Electrical Engineers of Japan No.45
3, a method using only pulse width control is proposed. However, in both cases, it is necessary to synchronize with the power supply voltage for converter control. In the conventional technology, as a means for performing this synchronous pull-in, a pulse train is generated by using a synchronization signal generated when one phase of the AC power supply voltage changes from negative to positive and crosses zero voltage as a trigger (only pulse width control). In this case, a method of executing a series of pulse generation processing in synchronization with a synchronization signal has been used, such as activating a phase control system prior to pulse train generation (when phase control is also used). However, in such a synchronization technique, when the synchronization signal is generated, the synchronization is forcibly performed regardless of what kind of pulse train is currently generated. However, there is a sufficient situation in which a firing command is generated for a certain converter element, but the firing command must be immediately generated by the synchronization process. From the point of securing the minimum pulse width given to the converter element ( (Because it is necessary to prevent), JP-A-59-103579
There is room for improvement in simplicity in constructing a system, such as the need to provide an additional circuit as shown in the publication.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術では、最小パルス幅確保回路を含めたシス
テム全体の簡潔さに配慮がなされておらず、最小パルス
幅確保回路がシステムに不可欠であるという問題点があ
った。
In the above-mentioned conventional technique, the simplicity of the entire system including the minimum pulse width ensuring circuit is not taken into consideration, and there is a problem that the minimum pulse width ensuring circuit is indispensable for the system.

本発明の目的は、複雑な最小パルス幅確保回路を不要と
することができる電力変換装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a power converter that can eliminate the need for a complicated minimum pulse width ensuring circuit.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、交流電源に直流に変換するコンバータと、
このコンバータに上記電源とは非同期に一定周期でパル
スパターンを与えるパターン発生装置と、上記交流電源
から得られる同期化信号に応じて上記パターン発生装置
内で用いる数値を修正する同期化装置とより構成とし、
パルスパターン発生処理を同期化処理とは非同期で行い
つつ、パルスパターン算出用の位相値を同期化信号の発
生からの経過時間に応じてイニシャライズすることによ
って達成するようにした。
The above-mentioned object is a converter that converts direct current into alternating current power,
A pattern generator for giving a pulse pattern to the converter at a constant cycle asynchronously with the power source, and a synchronizer for correcting the numerical value used in the pattern generator according to a synchronization signal obtained from the AC power source. age,
The pulse pattern generation process is performed asynchronously with the synchronization process, and the phase value for pulse pattern calculation is initialized according to the elapsed time from the generation of the synchronization signal.

〔作用〕 パルスパターン発生処理は、同期化処理とはあたかも無
関係のように動作する。それによって、パルスパターン
発生処理は同期化を瞬時に行うのではなく、いくばくか
の無駄時間をもって実行するようになるので、パルス幅
確保回路のような付加回路が不要となる。
[Operation] The pulse pattern generation process operates as if it is unrelated to the synchronization process. As a result, the pulse pattern generation process does not perform synchronization instantaneously but executes it with some dead time, so that an additional circuit such as a pulse width securing circuit is unnecessary.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を第1図,第2図,第6図,第8図,第10
〜第13図に示した実施例および第3図〜第5図,第7
図,第9図を用いて詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 6, 8 and 10.
~ The embodiment shown in Fig. 13 and Figs. 3 to 5 and 7
This will be described in detail with reference to FIGS.

第1図は本発明の電力変換装置の一実施例を示す全体構
成図である。また、その全体構成について説明する。1
はコンバータ2に電源を供給する交流電源で、3はコン
バータ2の直流出力電流を検出する電流検出器、4はL
−R負荷、5は直流電流指令I*の入力端子、6は指令
I*と帰還値iとの偏差Δiを求める比較器、7は交
流電圧レベルを検出する電圧検出器、8は交流電圧値が
ゼロクロスしたときにパルスを発生する波形整形回路、
9はゼロクロスパルスU↑発生時にパターン発生装置1
0内部の周波数指令ω*の積分値格納レジスタの内容を
修正する同期化装置、10はコンバータ2の構成素子に
消点弧パターンを発生するパターン発生装置である。パ
ターン発生装置10は、電流偏差Δiに応じて第2の位
相指令PH2*と通流率指令PU*を発生する関数発生手
段110、電源周波数指令ω*を一定時間毎に積分し、
第1の位相指令PH1*を作成する一方、第2の位相指令
PH2*とから総合位相指令θT*を作成する総合位相作成
手段120,総合位相指令θT*の値に応じてθT*が0〜
60°,60〜120°,120〜180°,180〜
240°,240〜300°,300〜360°の6つ
の領域のうち、どの領域に含まれるかを判定する領域判
定手段130,判定情報Mo,総合位相指令θT*、通流
率指令PU*とからどの制御素子にどのようなパルスパ
ターンを与えるべきかを決定する分配装置140などか
ら構成してある。なお、21〜26はコンバータ2の制
御素子である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a power conversion device of the present invention. Moreover, the whole structure is demonstrated. 1
Is an AC power supply for supplying power to the converter 2, 3 is a current detector for detecting the DC output current of the converter 2, and 4 is L
-R load, 5 is an input terminal of the direct current command I *, 6 is a comparator for obtaining a deviation Δi between the command I * and the feedback value if , 7 is a voltage detector for detecting an AC voltage level, 8 is an AC voltage A waveform shaping circuit that generates a pulse when the value crosses zero,
9 is the pattern generator 1 when the zero-cross pulse U ↑ is generated.
A synchronizing device 10 for correcting the contents of the integrated value storage register of the frequency command ω * inside 0 is a pattern generating device 10 for generating an extinguishing pattern in the constituent elements of the converter 2. The pattern generator 10 integrates the function generator 110 for generating the second phase command PH 2 * and the conduction ratio command PU * according to the current deviation Δi, and the power supply frequency command ω * at regular intervals,
While creating a first phase command PH 1 *, theta depending on overall phase generating means 120, total phase command theta T * values to create a total phase command theta T * from the second phase command PH 2 * T * is 0
60 °, 60-120 °, 120-180 °, 180-
Of the six regions of 240 °, 240 to 300 °, and 300 to 360 °, the region determination means 130 for determining which region is included, the determination information Mo, the total phase command θ T *, the flow rate command PU *. It is composed of a distribution device 140 and the like which decides which pulse pattern should be given to which control element. 21 to 26 are control elements of the converter 2.

次に、その動作について具体的に説明する。なお、ここ
では、各装置,手段をマイクロコンピュータ(マイコ
ン)で実現したので、各装置,手段の動作はフローチャ
ートを用いて説明する。
Next, the operation will be specifically described. Since each device and means is realized by a microcomputer, the operation of each device and means will be described with reference to a flowchart.

第2図は2つの主な処理である第1図の同期化装置9と
パターン発生装置10の処理の一実施例を示す概略フロ
ーチャートであり、(a)は同期化処理、(b)はパタ
ーン発生処理を示す。
FIG. 2 is a schematic flow chart showing an embodiment of the processing of the synchronization device 9 and the pattern generation device 10 of FIG. 1, which are the two main processes, (a) is a synchronization process, and (b) is a pattern. The generation process is shown.

まず、同期化処理について説明する。同期化処理は電源
のゼロクロスパルスU↑によって起動されるから、仮に
電源に変動等がなく、50Hzの電源を使用していれば、
20msec毎にこのサブルーチンが実行されることにな
る。このサブルーチンの主な処理は、電源の周波数指令
ω*を一定時間Δt毎に積分して得られる第1の位相指
令PH1*のイニシャライズを行うのに必要なデータ、す
なわち、電源のゼロクロスパルスが発生した時刻を保存
することにある。この同期化処理によって保存されたデ
ータをどのように利用して第1の位相指令PH1*のイニ
シャライズデータを作成するかは、パターン発生処理で
詳細に説明する。
First, the synchronization processing will be described. Since the synchronization process is started by the zero-cross pulse U ↑ of the power supply, if there is no fluctuation in the power supply and a 50Hz power supply is used,
This subroutine will be executed every 20 msec. The main processing of this subroutine is that the data necessary for initializing the first phase command PH 1 * obtained by integrating the frequency command ω * of the power source for each constant time Δt, that is, the zero-cross pulse of the power source is It is to save the time when it occurred. How to use the data stored by this synchronization processing to create the initialization data of the first phase command PH 1 * will be described in detail in the pattern generation processing.

また、この同期化処理は、ゼロクロスパルスを割り込み
信号としてマイクロプロセッサに取り込んで割り込み処
理として動作させてもよいし、ゼロクロスパルスをトラ
ンジェントディテクタによりエッジ検出し、このときの
時刻を別置タイマで調べ、その値をFIFO RAM(f
irst in first out RAM)に保存する処理を周辺回路部を
実行させる非割り込み処理としてもよい。なお、以下の
説明では、割り込み処理の場合を例にとって説明する。
Further, in this synchronization processing, the zero-cross pulse may be taken into the microprocessor as an interrupt signal and operated as the interrupt processing, or the edge of the zero-cross pulse is detected by the transient detector, and the time at this time is checked by the separate timer, The value is stored in FIFO RAM (f
The processing to be stored in the irst in first out RAM) may be non-interrupt processing that causes the peripheral circuit unit to be executed. In the following description, the case of interrupt processing will be described as an example.

処理91は、外乱に対してこの同期化処理が誤動作しに
くくするための付加処理である。すなわち、理想的なゼ
ロクロスパルスが入力されるときには位相指令PH1*は
電気角360°に近づいているはずである。このPH1*
の値があまりに360°とかけはなれた場合に受け付け
た割の込みは、同期化処理を行わずに割り込み待ちに戻
るようにしている。この付加処理によって、同期化処理
の誤動作を防止することができる。
Process 91 is an additional process for making it difficult for the synchronization process to malfunction with respect to the disturbance. That is, when the ideal zero-cross pulse is input, the phase command PH 1 * should approach the electrical angle of 360 °. This PH 1 *
The interrupt received when the value of is far from 360 ° is returned to the interrupt waiting state without performing the synchronization process. This additional processing can prevent malfunction of the synchronization processing.

第3図はこのような現象が発生する例を示した図で、
(a)は理想的な場合、(b)は誤ゼロクロスパルスが
発生する場合を示す。電源電圧波形vは常に(a)の
ような状態にある保障はなく、(b)のようにノイズが
重畳することは十分考えられ、このときの誤ゼロクロス
パルスによってそのたびに同期化処理が行われれば、正
常なパターン発生は期待できない。
FIG. 3 is a diagram showing an example in which such a phenomenon occurs,
(A) shows an ideal case and (b) shows a case where an erroneous zero-cross pulse is generated. There is no guarantee that the power supply voltage waveform v U is always in the state as shown in (a), and it is fully conceivable that noise is superimposed as shown in (b), and the erroneous zero-cross pulse at this time causes the synchronization processing to be performed each time. If done, normal pattern generation cannot be expected.

処理92は、ゼロクロスパルスの発生時刻の保存処理で
ある。
Process 92 is a process of storing the time of occurrence of the zero-cross pulse.

次に、パターン発生処理について説明する。このパター
ン発生処理は、ほぼ一定時間Δt毎に起動されるタイマ
割り込みタスクである。このタスクによってΔt毎にコ
ンバータ素子はオン,オフするので、コンバータ2のス
イッチング周波数はこの値によって決まり、1/Δt
(Hz)ということになる。
Next, the pattern generation process will be described. This pattern generation process is a timer interrupt task that is activated almost every fixed time Δt. By this task, the converter element is turned on and off every Δt, so the switching frequency of the converter 2 is determined by this value, and 1 / Δt
(Hz).

さらに、20msec/Δtが整数となるようにΔtを決
め、ゼロクロスパルスに同期するようにタイマ割り込み
をセットし、かつ、電源が周波数変動を起こさなけれ
ば、このパターン発生処理は同期化処理と同期して働く
ことになるが、周波数変動等は必ず生じるので、このパ
ターン発生処理は電源とは非同期に起動しているといえ
る。
Furthermore, if Δt is determined so that 20 msec / Δt becomes an integer, a timer interrupt is set so as to synchronize with the zero-cross pulse, and if the power supply does not cause frequency fluctuation, this pattern generation process is synchronized with the synchronization process. However, this pattern generation process can be said to be activated asynchronously with the power supply, since frequency fluctuations and the like will always occur.

両タスクの起動タイミングを第4図に示す。第4図
(a)はパターン発生装置10からのパルス信号を、同
図(b)は同期化装置9からのパルス信号を示し、T
時点の同期化装置9からのパルス信号はパターン発生装
置10に割り込んで、ゼロクロス発生の時刻保持を行う
が、この割込みがパターン発生装置10内の総合位相指
令θT*算出の前であれば、同期動作は第4図(a)の*
1で示すパターン発生処理内で実行され、θT*算出のあ
とであれば、同期動作はタイマ割り込み分遅れて*2で
パターン発生に反映されることになる。そして、T
点でゼロクロス発生の時間保持が行われた場合もやはり
*3でパターン発生に同期化が反映されることになる。
The activation timing of both tasks is shown in FIG. FIG. 4A shows a pulse signal from the pattern generator 10, FIG. 4B shows a pulse signal from the synchronizer 9, and T 1
The pulse signal from the synchronization device 9 at the time point interrupts the pattern generation device 10 to hold the time of zero cross generation. If this interrupt is before the calculation of the total phase command θ T * in the pattern generation device 10, Synchronous operation is shown in Figure 4 (a) *
After the calculation of θ T *, the synchronous operation is delayed by the timer interrupt, and is reflected in the pattern generation at * 2. Then, so that Again if the time held in the zero crossing occurs at T 2 time is performed * 3 pattern generating synchronization is reflected.

次に、処理内容について詳細に説明する。第2図(b)
の処理110は、第5図に示すように、電流偏差Δiに
応じて通流率指令PU*と第2の位相指令PH2*を発生
する関数発生処理である。このΔiが小さい領域βでは
位相制御が動作し、Δiの絶対値が大きい領域αではパ
ルス幅制御が動作することになる。さらに、ここで最小
通流率PUminを設定しているが、この値は前述した最
小パルス幅にリンクする数値である。そしてこの値自体
は同期化処理の影響を受けないので、PU*minを確保す
れば付加回路なくして最小パルス幅を確保できることに
なる。勿論パルス幅制御だけで位相制御が不要な用途に
は第2の位相指令PH2*が不要となるだけで同期化に関
する本発明の本質は影響を受けない。
Next, the processing content will be described in detail. Fig. 2 (b)
The process 110 is a function generating process for generating the conduction coefficient command PU * and the second phase command PH 2 * according to the current deviation Δi, as shown in FIG. The phase control operates in the region β in which Δi is small, and the pulse width control operates in the region α in which the absolute value of Δi is large. Further, here, the minimum conduction ratio PU min is set, but this value is a numerical value linked to the above-mentioned minimum pulse width. Since this value itself is not affected by the synchronization processing, if PU * min is secured, the minimum pulse width can be secured without an additional circuit. Needless to say, the second phase command PH 2 * is not necessary for applications in which phase control is unnecessary only by pulse width control, and the essence of the present invention regarding synchronization is not affected.

処理120は総合位相作成処理であり、その詳細は第6
図の実施例に示す。処理121はゼロクロスパルスの発
生があったかどうかの判定を行い、もしなければ処理1
22で前回の位相指令PH1*にゲインk倍した電源周波
数指令ω*を加算することによって今回の位相指令PH
1*を求める。一方、ゼロクロスパルスの発生があったと
きには、処理123でゼロクロス発生から現在までの経
過時間Tを算出する。この際にゼロクロスパルス発生
時に割り込みあるいは周辺回路部の機能によって保存し
ておいたゼロクロスパルス発生時刻データを用いる。次
に、処理124で位相指令PH1*用のイニシャルデータ
を次式により作成する。
The process 120 is a total phase creation process, and details thereof will be described in the sixth section.
An example is shown in the figure. Process 121 determines whether or not a zero-cross pulse is generated, and if not, process 1
At 22, the power phase frequency command ω * multiplied by the gain k is added to the previous phase command PH 1 * to obtain the current phase command PH 1
Ask for 1 *. On the other hand, when there is the generation of the zero cross pulse, calculates the elapsed time T p up to the current zero-crossing occurs in the processing 123. At this time, the zero-cross pulse generation time data stored by the interrupt or the function of the peripheral circuit unit when the zero-cross pulse is generated is used. Next, in process 124, initial data for the phase command PH 1 * is created by the following equation.

PH1*=Tp/Δt・k・ω* …(1) ここに、Δt;積分インターバル 処理125では、前回のPH1*を今回のPH1*に書きか
え、次の積分の準備をする。そして、処理126で今回
の第1の位相指令PH1*と第2の位相指令PH2*より総
合位相指令θT*を求める。ここで電源周波数指令ω*は
電源の周波数であるから50Hzまたは60Hzである。さ
らにパルス幅制御だけで位相制御を行わない場合には、
処理126は不要となる。
PH 1 * = T p / Δt · k · ω * (1) where Δt; integration interval process 125 rewrites the previous PH 1 * to the current PH 1 * and prepares for the next integration. . Then, in process 126, the total phase command θ T * is obtained from the current first phase command PH 1 * and second phase command PH 2 *. Here, the power supply frequency command ω * is 50 Hz or 60 Hz because it is the power supply frequency. Furthermore, when only pulse width control is used and phase control is not performed,
The process 126 becomes unnecessary.

第7図は位相指令PH1*が作成される状態の説明図であ
る。第7図(a)はΔt毎に起動されるパターン発生処
理で、位相指令PH1*がk・ω*ずつ積分されている状
態を示す。一方、第7図(b)に同期化処理が途中で発
生した場合の位相指令PH1*の状態を示しており、同期
化処理が発生してから次のパターン発生処理までの経過
時間Tに応じてイニシャルデータ(T/Δt・kω
*)が位相指令PH1*に格納されることによって同期化
が行われ、以後のパターン発生処理ではこれをベースに
してk・ω*が加算され積分が行われてゆく。このよう
に、同期化信号の発生とパターン発生処理は非同期で動
作しつつ、電源との同期は位相指令PH1*の修正という
ことで実現している。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a state in which the phase command PH 1 * is created. FIG. 7 (a) shows a state in which the phase command PH 1 * is integrated by kω * in the pattern generation process that is started every Δt. On the other hand, FIG. 7 (b) shows the state of the phase command PH 1 * when the synchronization processing occurs on the way, and the elapsed time T P from the generation of the synchronization processing to the next pattern generation processing is shown. Corresponding to the initial data (T P / Δt · kω
By storing *) in the phase command PH 1 *, synchronization is performed, and in the subsequent pattern generation processing, k · ω * is added and integration is performed based on this. In this way, the generation of the synchronization signal and the pattern generation processing are operated asynchronously, and the synchronization with the power supply is realized by correcting the phase command PH 1 *.

第2図(b)の処理130は、総合位相指令θT*を用い
て電気角360°のうちのどの領域のパルスを出したら
よいかを判定する処理である。その詳細な処理の一実施
例を第8図に示すフローチャートに示す。まず、処理1
31で総合位相指令θT*の値が電気角360°のうちの
どの60°区間にあるかを(Mo)を調べる。この判定
によってコンバータ構成素子のうちΔtの間連続して点
弧すべき素子、短絡すべき素子、短絡素子を消弧し、次
に点弧すべき第1の点弧素子、第1の点弧素子を消弧し
て次の点弧すべき第2の点弧素子など、このΔt時間の
間に消点弧すべき素子が判定される。さらに、処理13
2でθT*が60°区間のうちのどのΔt区間に存在する
かを(st)を調べる。仮にΔt=555.6μsecと
すると、60°区間内には6個のΔt区間があることが
わかる(電源が50Hzの場合)。このstがわかれば、
消点弧時間を検索する際にどのデータテーブルを使用す
ればよいかがわかることになる。なお、ここでは正弦波
化(不等パルス)を実現できる方式を例にとって説明し
たが、等パルスでよい場合には、この処理132は不要
となる。
The process 130 of FIG. 2B is a process of determining which region of the electrical angle 360 ° the pulse should be issued by using the total phase command θ T *. An example of the detailed processing is shown in the flowchart of FIG. First, process 1
In (31), it is checked (Mo) in which 60 ° section of the electrical angle 360 ° the value of the total phase command θ T * lies. According to this determination, among the converter constituent elements, the element to be continuously fired for Δt, the element to be short-circuited, the short-circuiting element is extinguished, and the first ignition element and the first ignition element to be subsequently fired. An element to be extinguished during this Δt time is determined, such as a second ignition element to extinguish the element and then fire again. Further, processing 13
Or 2 theta T * exists in which Δt interval of 60 ° interval examined (st). If Δt = 555.6 μsec, it can be seen that there are 6 Δt sections within the 60 ° section (when the power source is 50 Hz). If you know this st,
You will know which data table to use when searching for the extinction time. Although a method capable of realizing sinusoidalization (unequal pulse) has been described here as an example, this processing 132 is not necessary when equal pulses are sufficient.

次に、第2図(b)のパルス分配処理140について説
明する。まず、前述の領域判定処理130によって総合
位相指令θT*のどの60°領域にいるかがわかれば、第
1表に示すように、消点弧すべき素子がわかる。次に、
消点弧の時間がわかればよいのであるが、これには通流
率指令PU*を用いる。ここでは総合位相指令θT*が0
〜60°区間にある場合を例にとって説明する。さらに
スイッチング周波数1.8kHzとすると、60°区間は
さらに6つのステージから構成される。ここでθT*が第
1番目のステージにあったとし、通 流率指令PU*=0.6であったと仮定すると、第9図
に示す通流率対消点弧時間テーブルを参照することによ
り、次の(1)〜(4)の分配処理内容がわかる。
Next, the pulse distribution processing 140 of FIG. 2B will be described. First, if the 60 ° region of the total phase command θ T * is known by the region determination processing 130, the element to be extinguished can be known as shown in Table 1. next,
It suffices to know the time of the extinguishing, but the conduction ratio command PU * is used for this. Here, the total phase command θ T * is 0
An example will be described in the case of being in the -60 ° section. Further, if the switching frequency is 1.8 kHz, the 60 ° section is further composed of six stages. If θ T * is on the first stage, Assuming that the flow rate command PU * = 0.6, by referring to the flow rate versus extinction ignition time table shown in FIG. 9, the contents of the distribution processing of the following (1) to (4) can be understood. .

(1)素子25をΔtの間常時点弧 (2)t<tの間短絡用素子22を点弧、素子21,2
3,24,26は消弧 (3)t≦t≦tの間素子23を点弧、素子21,2
2,24,26は消弧 (4)t≦t<Δtの間素子21を点弧、素子22,2
3,24,26は消弧 なお、l1〜l6の設定値は、出力を正弦波化するためにあ
らかじめ計算で求めておいたデータであるが、この値は
本発明の本質を制限するものではない。
(1) The element 25 is constantly fired during Δt (2) The short-circuit element 22 is fired while t <t 1 and the elements 21, 2
3, 24 and 26 are extinguished (3) The element 23 is ignited while t 1 ≤t ≤t 2 and the elements 21, 2 and
2, 24 and 26 are extinguished (4) The element 21 is ignited while t 2 ≤t <Δt, and the elements 22 and 2 are turned on.
Arcs 3, 24 and 26 are extinguished. The set values of l 1 to l 6 are data obtained by calculation in advance in order to convert the output into a sine wave, but this value limits the essence of the present invention. Not a thing.

このように、パルス分配処理140では、第10図の実
施例に示すフローチャートのように、処理141で消点
弧すべき素子を調べ、処理142でその具体的な時間を
調べ、処理143で出力ポートにスケジュールを組むこ
とによってパルス分配を行う。
As described above, in the pulse distribution processing 140, the element to be extinguished is checked in the processing 141, the specific time is checked in the processing 142, and output in the processing 143 as in the flowchart shown in the embodiment of FIG. Performs pulse distribution by scheduling ports.

このように、本実施例によれば、パターン発生処理は、
電源同期化処理にもとづいてデータの修正は受けるもの
の、パターン発生自体には影響を受けないので、パター
ン発生処理内で決定した最小パルス幅が同期化処理の影
響を受けて削られるようなことはない。その結果とし
て、本実施例では、最小パルス幅確保回路のような付加
回路はいっさい不要となるという効果がある。
Thus, according to the present embodiment, the pattern generation process is
Although the data is modified based on the power supply synchronization process, it is not affected by the pattern generation itself, so the minimum pulse width determined in the pattern generation process is not affected by the synchronization process. Absent. As a result, in the present embodiment, there is an effect that no additional circuit such as the minimum pulse width ensuring circuit is required.

第11図〜第13図は本発明の他の実施例を示すそれぞ
れ第1図,第2図に相当する図および第12図の処理1
50の詳細を示すフローチャートである。この実施例で
は、同期化処理を電気角60°毎に行うようにしてい
る。回路構成は第11図に示すように、波形整形回路8
の電源電圧の取り込みは3相としてあり、各相の電圧の
立ち上り,立ち下りのゼロクロス点を同期化処理のトリ
ガとしている点が第1図と異なり、他は同一である。
11 to 13 show another embodiment of the present invention, which corresponds to FIG. 1 and FIG. 2, respectively, and processing 1 of FIG.
It is a flowchart which shows the detail of 50. In this embodiment, the synchronization process is performed every 60 electrical degrees. The circuit configuration is as shown in FIG.
The power supply voltage is taken in as three phases, and different from FIG. 1 in that the zero-cross points of rising and falling of the voltage of each phase are used as triggers for the synchronization processing, and the other points are the same.

第12図は第11図の同期化装置9とパターン発生装置
10における処理の一実施例を示すフローチャートで、
第12図(a)は同期化装置9における処理、(b)は
パターン発生装置10の処理で、第2図と異なるところ
は、第12図(a)においては、第2図の処理91が処
理93となっており、処理91では同期化処理が電気角
360°に対して一度であったのに対して、処理93で
は電気角60°毎にゼロクロスパルス入力があるので、
その近傍でゼロクロスパルス発生時刻の保存処理を有効
にする処理92を行うようにしてあり、また、第12図
(b)では、処理150が追加してあり、位相指令PH
1*のイニシャライズはそのベースとなる位相値が0°,
60°,120°,180°,240°,300°と6
種類となるので、処理150のPH1*の修正処理がやや
複雑となるが、先に述べた方式が20msecに1回しか同
期化を行わないのに比較して3.3msecに1回同期化を
行うので、出力電流の低リップル化には効果が増大す
る。
FIG. 12 is a flow chart showing an embodiment of processing in the synchronization device 9 and the pattern generation device 10 in FIG.
12A shows the processing in the synchronizing device 9, and FIG. 12B shows the processing in the pattern generating device 10. The difference from FIG. 2 is that in FIG. 12A, the processing 91 in FIG. In the process 93, the synchronization process is performed once for the electrical angle of 360 ° in the process 91, whereas the zero cross pulse is input for each 60 ° of the electrical angle in the process 93.
A process 92 for validating the storage process of the zero-cross pulse generation time is performed in the vicinity thereof, and a process 150 is added in FIG.
The 1 * initialization has a base phase value of 0 °,
60 °, 120 °, 180 °, 240 °, 300 ° and 6
However, since the PH 1 * correction processing of the processing 150 is somewhat complicated, the synchronization is performed once every 3.3 msec as compared with the method described above, which only synchronizes once every 20 msec. Therefore, the effect is increased to reduce the ripple of the output current.

第13図は第12図(b)の処理150における位相指
令PH1*のイニシャライズ作成の具体的実施例を示すフ
ローチャートである。処理1501でゼロクロス発生か
らの経過時間Tを求め、処理1502でイニシャライ
ズデータのうち可変分データPH10*を求める。ここま
では、第6図の処理123,124と同様であるが、こ
れからがやや異なる。処理1503で位相指令PH1*が
電気角30°よりも小さいかどうかを調べる。小さけれ
ば処理1504で位相指令PH1*に可変分データPH10
*と0°とを加算して代入する。小さくなければ処理1
505でPH1*が90°よりも小さいかどうかを比較
し、小さければ処理1506で今回の同期は電気角60
°付近で発生するW相の立ち下りであると判断され、位
相指令PH1*はPH10*と60°とが加算されたものが
代入される。以下同様に、V相立ち上り,U相立ち下
り,W相立ち上り,V相立ち下り,U相立ち上りのゼロ
クロス信号に対応して処理1508,1510,151
2,1513で位相指令PH1*のイニシャルデータセッ
トが実行される。
FIG. 13 is a flow chart showing a specific example of initialization creation of the phase command PH 1 * in the process 150 of FIG. 12 (b). In process 1501, the elapsed time T p from the occurrence of the zero cross is obtained, and in process 1502 the variable data PH 10 * of the initialization data is obtained. Up to this point, the process is the same as the processes 123 and 124 in FIG. 6, but the process is slightly different. In process 1503, it is checked whether the phase command PH 1 * is smaller than the electrical angle of 30 °. If it is smaller, the variable command data PH 10 is added to the phase command PH 1 * in processing 1504.
Add * and 0 ° and substitute. If not smaller, process 1
At 505, it is compared whether or not PH 1 * is smaller than 90 °.
It is determined that it is the fall of the W phase that occurs in the vicinity of °, and the phase command PH 1 * is substituted with PH 10 * and 60 °. Similarly, processes 1508, 1510, 151 corresponding to zero-cross signals of V phase rising, U phase falling, W phase rising, V phase falling, and U phase rising.
2, 1513, the initial data set of the phase command PH 1 * is executed.

このように、この実施例によれば、ややソフト処理は複
雑になるものの同期化がこまめに行われるので、出力電
流特性の改善が期待できる。
As described above, according to this embodiment, although the soft processing is slightly complicated, the synchronization is frequently performed, so that the improvement of the output current characteristic can be expected.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、パルス発生処理
が同期化処理の直接的な影響を受けないで同期化を達成
できるので、最小パルス幅確保回路のような付加回路を
設けなくともよいという効果がある。
As described above, according to the present invention, since the pulse generation process can achieve the synchronization without being directly influenced by the synchronization process, it is not necessary to provide an additional circuit such as a minimum pulse width ensuring circuit. There is an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の電力変換装置の一実施例を示す全体構
成図、第2図は第1図の同期化装置とパターン発生装置
の処理の一実施例を示す概略フローチャート、第3図は
電源電圧波形を示した図、第4図は第1図の同期化装置
とパターン発生装置の起動タイミングを示した図、第5
図は第2図の処理110の説明図、第6図は第2図の処
理120の詳細の一実施例を示すフローチャート、第7
図は位相指令PH1*が作成される状態を示す説明図、第
8図は第2図の処理130の詳細の一実施例を示すフロ
ーチャート、第9図は通流率対消点弧時間テーブル、第
10図は第2図の処理140の詳細の一実施例を示すフ
ローチャート、第11図は本発明の他の実施例を示す第
1図に相当する全体構成図、第12図は第11図の場合
の第2図に相当する概略フローチャート、第13図は第
12図の処理150における位相指令PH1*のイニシャ
ライズ作成の具体的実施例を示すフローチャートであ
る。 2…コンバータ、7…電圧検出器、8…波形整形回路、
9…同期化装置、10…パターン発生装置、110…関
数発生手段、120…総合位相作成手段、130…領域
判定手段、140…分配装置。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a power conversion device of the present invention, FIG. 2 is a schematic flow chart showing an embodiment of processing of a synchronization device and a pattern generation device of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing power supply voltage waveforms, FIG. 4 is a diagram showing start timings of the synchronizing device and the pattern generating device of FIG. 1, and FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the process 110 in FIG. 2, FIG. 6 is a flowchart showing an example of the details of the process 120 in FIG. 2, and FIG.
FIG. 8 is an explanatory view showing a state in which the phase command PH 1 * is created, FIG. 8 is a flowchart showing an embodiment of the details of the processing 130 of FIG. 2, and FIG. 9 is a conduction ratio vs extinction ignition time table. FIG. 10 is a flow chart showing an example of details of the process 140 of FIG. 2, FIG. 11 is an overall configuration diagram corresponding to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention, and FIG. In the case of the figure, a schematic flow chart corresponding to FIG. 2 is shown, and FIG. 13 is a flow chart showing a concrete example of initialization creation of the phase command PH 1 * in the process 150 of FIG. 2 ... converter, 7 ... voltage detector, 8 ... waveform shaping circuit,
9 ... Synchronizing device, 10 ... Pattern generating device, 110 ... Function generating means, 120 ... Total phase creating means, 130 ... Region determination means, 140 ... Distributing device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 和彦 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 広瀬 正之 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内 (56)参考文献 特開 昭62−171470(JP,A) 特開 昭56−162976(JP,A) 特開 昭59−103579(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuhiko Sasaki 4026 Kujimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Ltd. (72) Masayuki Hirose 1070 Ichige, Katsuta City, Ibaraki Hitachi Ltd. Mito Corporation In the factory (56) Reference JP 62-171470 (JP, A) JP 56-162976 (JP, A) JP 59-103579 (JP, A)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交流電源を直流に変換するコンバータと、
該コンバータに前記交流電源とは非同期に一定周期でパ
ルスパターンを与えるパターン発生装置と、前記交流電
源から得られる同期化信号に応じて前記パターン発生装
置内で用いる数値を修正する同期化装置とよりなること
を特徴とする電力変換装置。
1. A converter for converting an AC power supply into a DC power,
A pattern generator that gives a pulse pattern to the converter at a constant cycle asynchronously with the AC power source, and a synchronizer that corrects a numerical value used in the pattern generator according to a synchronization signal obtained from the AC power source. A power conversion device characterized by the following.
【請求項2】前記同期化装置により修正される数値は、
前記同期化信号が発生した同期化点からの位相角である
特許請求の範囲第1項記載の電力変換装置。
2. The numerical value corrected by the synchronizer is
The power conversion device according to claim 1, wherein the phase angle is a phase angle from a synchronization point at which the synchronization signal is generated.
【請求項3】前記位相角は、前記交流電源の電源周波数
を一定時間毎に積分することによって得られる数値であ
る特許請求の範囲第2項記載の電力変換装置。
3. The power converter according to claim 2, wherein the phase angle is a numerical value obtained by integrating the power supply frequency of the AC power supply at regular intervals.
【請求項4】前記同期化信号は、前記交流電源の一相が
負電圧から正電圧に零電圧を横切った瞬間に発生する信
号である特許請求の範囲第1項または第2項または第3
項記載の電力変換装置。
4. The synchronization signal is a signal generated at a moment when one phase of the AC power supply crosses a zero voltage from a negative voltage to a positive voltage, and the synchronization signal is a signal according to claim 1, claim 2, or claim 3.
The power converter according to the item.
【請求項5】前記パターン発生装置は、前記位相角を含
む位相情報が電気角0〜60°,60〜120°、12
0〜180°,180〜240°,240〜300°,
300〜360°のどの領域に含まれるかを判定する領
域判定手段と、電流指令と前記コンバータで変換された
直流電流の帰還値との偏差および前記領域判定手段から
の消点弧すべきコンバータ構成素子と消点弧期間を決定
する分配装置とを具備している特許請求の範囲第1項ま
たは第2項または第3項または第4項記載の電力変換装
置。
5. The pattern generator includes phase information including the phase angle of electrical angles 0 to 60 °, 60 to 120 °, 12
0-180 °, 180-240 °, 240-300 °,
Region determination means for determining which region of 300 to 360 ° is included, deviation between the current command and the feedback value of the DC current converted by the converter, and converter configuration to be extinguished from the region determination means The power conversion device according to claim 1, comprising a device and a distribution device that determines an extinction period.
【請求項6】前記位相角の修正手段は、前記同期化信号
の発生から前記積分処理までの経過時間に応じた値を設
定する特許請求の範囲第2項記載の電力変換装置。
6. The power conversion device according to claim 2, wherein the phase angle correction means sets a value according to an elapsed time from the generation of the synchronization signal to the integration processing.
【請求項7】前記位相情報は、前記同期化点からの位相
角と前記電流偏差に応じて決まる第2の位相角との和で
ある特許請求の範囲第5項記載の電力変換装置。
7. The power conversion device according to claim 5, wherein the phase information is a sum of a phase angle from the synchronization point and a second phase angle determined according to the current deviation.
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