JPH06284731A - 電力変換装置の制御装置 - Google Patents
電力変換装置の制御装置Info
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- JPH06284731A JPH06284731A JP5069497A JP6949793A JPH06284731A JP H06284731 A JPH06284731 A JP H06284731A JP 5069497 A JP5069497 A JP 5069497A JP 6949793 A JP6949793 A JP 6949793A JP H06284731 A JPH06284731 A JP H06284731A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、電源系統に地絡などの故障が発
生しても過電流を生ずることなく変換器の運転を継続で
きる電力変換装置の制御装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 交流電源と、直流電圧をスイッチング制御し
て交流電圧に変換する電圧形変換器と、この電圧形変換
器の交流出力を変圧器を介して前記交流電源に接続して
成る電力変換装置において、前記交流電源の電圧を検出
する電圧検出手段と、この電圧検出手段の出力に応じて
前記電圧形変換器の出力電圧を制御するパルス幅変調制
御手段を備え、前記電圧形変換器の出力側の線間電圧が
前記交流電源の線間電圧に追従するように制御すること
を特徴とする電力変換装置の制御装置。
生しても過電流を生ずることなく変換器の運転を継続で
きる電力変換装置の制御装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 交流電源と、直流電圧をスイッチング制御し
て交流電圧に変換する電圧形変換器と、この電圧形変換
器の交流出力を変圧器を介して前記交流電源に接続して
成る電力変換装置において、前記交流電源の電圧を検出
する電圧検出手段と、この電圧検出手段の出力に応じて
前記電圧形変換器の出力電圧を制御するパルス幅変調制
御手段を備え、前記電圧形変換器の出力側の線間電圧が
前記交流電源の線間電圧に追従するように制御すること
を特徴とする電力変換装置の制御装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、交流電源系統の故障
等により電源電圧波形が大幅に歪んだときも過電流が発
生することなく運転を継続できる電圧形の電力変換装置
の制御装置に関する。
等により電源電圧波形が大幅に歪んだときも過電流が発
生することなく運転を継続できる電圧形の電力変換装置
の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来から有る電力変換装置の主
回路構成図であり、本発明を適用出来るものでもある。
図において、１は交流電源、２は第１の変圧器、３は第
２の変圧器、４は第１の変換器、５は第２の変換器、６
はコンデンサ、７は直流電源又は負荷である。又、８〜
１９は第１の変換器４を構成するゲ―トタ―ンオフサイ
リスタ（以下ＧＴＯと記す）、２０〜３１は各ＧＴＯ８
〜１９にそれぞれ逆並列に接続されるダイオ―ド、３２
〜４３は第２の変換器５を構成するＧＴＯ、４４〜５５
は各ＧＴＯ３２〜４３にそれぞれ逆並列に接続されるダ
イオ―ドである。
回路構成図であり、本発明を適用出来るものでもある。
図において、１は交流電源、２は第１の変圧器、３は第
２の変圧器、４は第１の変換器、５は第２の変換器、６
はコンデンサ、７は直流電源又は負荷である。又、８〜
１９は第１の変換器４を構成するゲ―トタ―ンオフサイ
リスタ（以下ＧＴＯと記す）、２０〜３１は各ＧＴＯ８
〜１９にそれぞれ逆並列に接続されるダイオ―ド、３２
〜４３は第２の変換器５を構成するＧＴＯ、４４〜５５
は各ＧＴＯ３２〜４３にそれぞれ逆並列に接続されるダ
イオ―ドである。
【０００３】図６は、図１の電力変換装置を制御する従
来の実施例の制御回路の構成図である。図において、１
は図５の交流電源に相当し、電圧形変換器及びその出力
側の変圧器は、図５の変換器４，５及び変圧器２，３を
示している。同様に、６，７は図５のコンデンサ６及び
直流電源又は負荷７に相当している。
来の実施例の制御回路の構成図である。図において、１
は図５の交流電源に相当し、電圧形変換器及びその出力
側の変圧器は、図５の変換器４，５及び変圧器２，３を
示している。同様に、６，７は図５のコンデンサ６及び
直流電源又は負荷７に相当している。
【０００４】又、５６は３相交流電源１の各相の線間電
圧を検出する電圧検出器、６５はフェ―ズロックドル―
プで、交流電源１の電圧と位相が等しく、電圧波形に含
まれる歪みを除去した２相交流電圧を発生する。５９は
電流制御回路で、変換器４，５の出力電流を制御する。
６０は加算器で、フェ―ズロックドル―プ６５と電流制
御回路５９の出力を加算する。６１は二相→極座標変換
器で、加算器６０の出力の２相交流信号を振幅と位相角
に変換する。６２は三角波発生器で、０°から３６０°
に対応する三角波を発生する。６３はクロスポイント検
出器で、三角波と振幅の交点を検出して変換器のＧＴＯ
をオン・オフするパルス幅変調信号を発生する。６４は
ゲ―トパルス発生器で、電圧形変換器を構成するＧＴＯ
をオン・オフするゲ―トパルスを発生する。即ち、二相
→極座標変換器６１と、三角波発生器６２と、クロスポ
イント検出器６３でパルス幅変調制御手段を構成してい
る。 図７乃至図９は従来装置の作用を説明するための
波形図である。
圧を検出する電圧検出器、６５はフェ―ズロックドル―
プで、交流電源１の電圧と位相が等しく、電圧波形に含
まれる歪みを除去した２相交流電圧を発生する。５９は
電流制御回路で、変換器４，５の出力電流を制御する。
６０は加算器で、フェ―ズロックドル―プ６５と電流制
御回路５９の出力を加算する。６１は二相→極座標変換
器で、加算器６０の出力の２相交流信号を振幅と位相角
に変換する。６２は三角波発生器で、０°から３６０°
に対応する三角波を発生する。６３はクロスポイント検
出器で、三角波と振幅の交点を検出して変換器のＧＴＯ
をオン・オフするパルス幅変調信号を発生する。６４は
ゲ―トパルス発生器で、電圧形変換器を構成するＧＴＯ
をオン・オフするゲ―トパルスを発生する。即ち、二相
→極座標変換器６１と、三角波発生器６２と、クロスポ
イント検出器６３でパルス幅変調制御手段を構成してい
る。 図７乃至図９は従来装置の作用を説明するための
波形図である。
【０００５】以下、図５乃至図９を参照して従来技術を
説明する。図７は交流電源１の電圧の検出値から二相→
極座標変換器６１及び三角波発生器６２までの作用を表
す波形図である。図において、（１）は交流電源１のＵ
Ｖ相線間電圧、（２）は交流電源１のＶＷ線間電圧、
（３）は交流電源１のＷＵ線間電圧である。時刻ｔ1 に
おいて、Ｕ相とＶ相の２線が地絡してＵ相電圧とＶ相電
圧が零になったと仮定している。時刻ｔ1 以降ＵＶ相間
電圧（１）は零になり、ＶＷ相線間電圧（３）は振幅が になる。（４）と（５）はフェーズロックドループ６５
の出力信号である。これは交流電源１の３相交流を２相
で表した信号になる。フェーズロックドループ６５に
は、電圧波形の歪みを除去するために充分に時定数の長
いフィルタが挿入されているため、時刻ｔ1 以降も出力
信号はほとんど変化しない。（６）と（７）は加算器６
０の出力信号で、フェーズロックドループ６５の出力
（４）と（５）に電流制御回路（５９）の出力が加算さ
れた信号である。（８）は二相→極座標変換器６１の振
幅信号である。（９）は三角波発生器６２の出力で、二
相→極座標変換器６１の位相角信号を三角波に変換した
信号である。（１０）は変換器４，５のＵＶ相電圧、
（１１）は交流電源１のＵ相電流である。
説明する。図７は交流電源１の電圧の検出値から二相→
極座標変換器６１及び三角波発生器６２までの作用を表
す波形図である。図において、（１）は交流電源１のＵ
Ｖ相線間電圧、（２）は交流電源１のＶＷ線間電圧、
（３）は交流電源１のＷＵ線間電圧である。時刻ｔ1 に
おいて、Ｕ相とＶ相の２線が地絡してＵ相電圧とＶ相電
圧が零になったと仮定している。時刻ｔ1 以降ＵＶ相間
電圧（１）は零になり、ＶＷ相線間電圧（３）は振幅が になる。（４）と（５）はフェーズロックドループ６５
の出力信号である。これは交流電源１の３相交流を２相
で表した信号になる。フェーズロックドループ６５に
は、電圧波形の歪みを除去するために充分に時定数の長
いフィルタが挿入されているため、時刻ｔ1 以降も出力
信号はほとんど変化しない。（６）と（７）は加算器６
０の出力信号で、フェーズロックドループ６５の出力
（４）と（５）に電流制御回路（５９）の出力が加算さ
れた信号である。（８）は二相→極座標変換器６１の振
幅信号である。（９）は三角波発生器６２の出力で、二
相→極座標変換器６１の位相角信号を三角波に変換した
信号である。（１０）は変換器４，５のＵＶ相電圧、
（１１）は交流電源１のＵ相電流である。
【０００６】図８は二相→極座標変換器６１及び三角波
発生器６２から変換器４，５までの作用を表す波形図で
ある。図において、（８），（９），（１０），（１
１）は図７の同一記号と同一である。（１２）は変換器
４のＵ相出力電圧である。三角波発生器６２の出力
（９）と二相→極座標変換器６１の振幅出力（８）をク
ロスポイント検出器６３で比較し、（８）が（９）より
大きい範囲で変換器４のＧＴＯ８とＧＴＯ１５とをオン
すると変圧器２の２次Ｕ相巻線に正の直流電圧が加わ
る。次に、（８）が（９）より小さくなったことを検出
してＧＴＯ８をオフしてＧＴＯ１４をオンすれば変圧器
２の２次Ｕ相巻線に加わる電圧は零となる。つぎに、位
相角が１８０°の範囲で（８）が（９）より大きくなっ
たときＧＴＯ１５をオフしてＧＴＯ９をオンずれば変圧
器２の２次Ｕ相巻線に負の直流電圧が加わる。以下同様
にしてＧＴＯ８，９，１４，１５をオン・オフ制御すれ
ば変圧器２の２次Ｕ相巻線には（１２）に示す波形の電
圧が加わる。（１３）は変換器５のＵ相出力電圧で、こ
の電圧は変圧器３の２次Ｕ相巻線に加わる。（１３）
は、（９）より３０°位相の遅れた図示してない三角波
と（８）の交点によりＧＴＯ３２，３３，３８，３９を
同様にオン・オフ制御することにより得られる。変圧器
３の１次巻線は千鳥結線とする。すなわち、Ｕ相巻線は
Ｕ相２巻線に結合した巻数比 の巻線と、Ｖ相２巻線に負極性で結合した巻数比 の巻線を直列に接続して構成される。（１４）は変圧器
３のＵ相２次巻線に結合したＵ相１次巻線に誘起される
電圧で（１３）のの電圧である。同様に、（１５）は変
圧器３のＶ相２次巻線に負極性で結合したＵ相１次巻線
に誘起される電圧である。変圧器２のＵ相１次巻線には
（１２）に等しい電圧が誘起される。したがって、変圧
器２と変圧器３のＵ相１次巻線に誘起される電圧の和は
（１２）と（１４）と（１５）の和となりこれを（１
６）に示す。（１６）は変換器４，５の出力電圧を変圧
器２，３で合成した電圧でありこれをＵ相変換器電圧と
する。同様に、（１７）はＶ相変換器電圧である。（１
０）はＵ相変換器電圧（１６）とＶ相変換器電圧（１
７）の差のＵＶ相変換器電圧である。（１８）は交流電
源１のＵＶ相電圧である。このＵＶ相変換器電圧（１
０）とＵＶ相電源電圧（１８）の差と変圧器２，３のイ
ンピ―ダンスの関係からＵ相電流（１１）が流れる。
発生器６２から変換器４，５までの作用を表す波形図で
ある。図において、（８），（９），（１０），（１
１）は図７の同一記号と同一である。（１２）は変換器
４のＵ相出力電圧である。三角波発生器６２の出力
（９）と二相→極座標変換器６１の振幅出力（８）をク
ロスポイント検出器６３で比較し、（８）が（９）より
大きい範囲で変換器４のＧＴＯ８とＧＴＯ１５とをオン
すると変圧器２の２次Ｕ相巻線に正の直流電圧が加わ
る。次に、（８）が（９）より小さくなったことを検出
してＧＴＯ８をオフしてＧＴＯ１４をオンすれば変圧器
２の２次Ｕ相巻線に加わる電圧は零となる。つぎに、位
相角が１８０°の範囲で（８）が（９）より大きくなっ
たときＧＴＯ１５をオフしてＧＴＯ９をオンずれば変圧
器２の２次Ｕ相巻線に負の直流電圧が加わる。以下同様
にしてＧＴＯ８，９，１４，１５をオン・オフ制御すれ
ば変圧器２の２次Ｕ相巻線には（１２）に示す波形の電
圧が加わる。（１３）は変換器５のＵ相出力電圧で、こ
の電圧は変圧器３の２次Ｕ相巻線に加わる。（１３）
は、（９）より３０°位相の遅れた図示してない三角波
と（８）の交点によりＧＴＯ３２，３３，３８，３９を
同様にオン・オフ制御することにより得られる。変圧器
３の１次巻線は千鳥結線とする。すなわち、Ｕ相巻線は
Ｕ相２巻線に結合した巻数比 の巻線と、Ｖ相２巻線に負極性で結合した巻数比 の巻線を直列に接続して構成される。（１４）は変圧器
３のＵ相２次巻線に結合したＵ相１次巻線に誘起される
電圧で（１３）のの電圧である。同様に、（１５）は変
圧器３のＶ相２次巻線に負極性で結合したＵ相１次巻線
に誘起される電圧である。変圧器２のＵ相１次巻線には
（１２）に等しい電圧が誘起される。したがって、変圧
器２と変圧器３のＵ相１次巻線に誘起される電圧の和は
（１２）と（１４）と（１５）の和となりこれを（１
６）に示す。（１６）は変換器４，５の出力電圧を変圧
器２，３で合成した電圧でありこれをＵ相変換器電圧と
する。同様に、（１７）はＶ相変換器電圧である。（１
０）はＵ相変換器電圧（１６）とＶ相変換器電圧（１
７）の差のＵＶ相変換器電圧である。（１８）は交流電
源１のＵＶ相電圧である。このＵＶ相変換器電圧（１
０）とＵＶ相電源電圧（１８）の差と変圧器２，３のイ
ンピ―ダンスの関係からＵ相電流（１１）が流れる。
【０００７】図９は交流電源１の電圧と、変換器４，５
の電圧と、交流電源１に流れる電流の関係を表した波形
図で、（１８）はＵＶ相電源電圧、（２０）はＶＷ相電
源電圧、（２２）はＷＵ相電源電圧、（１０）はＵＶ相
変換器電圧、（１９）はＶＷ相変換器電圧、（２１）は
ＷＵ相変換器電圧、（１１）はＵ相電流、（２３）はＶ
相電流、（２４）はＷ相電流である。時刻ｔ1 におい
て、Ｕ相とＶ相の２線が地絡してＵ相電圧とＶ相電圧が
が零になると、ＵＶ相電源電圧（１８）は零になり、Ｖ
Ｗ相電源電圧（２０）とＷＵ相電源電圧（２２）は振幅
が、 になる。変換器の出力電圧（１０），（１９），（２
１）はこの電圧の急変に充分に追従できずＵ相電流（１
１）、Ｖ相電流（２３），Ｗ相電流（２４）は過電流と
なっている。
の電圧と、交流電源１に流れる電流の関係を表した波形
図で、（１８）はＵＶ相電源電圧、（２０）はＶＷ相電
源電圧、（２２）はＷＵ相電源電圧、（１０）はＵＶ相
変換器電圧、（１９）はＶＷ相変換器電圧、（２１）は
ＷＵ相変換器電圧、（１１）はＵ相電流、（２３）はＶ
相電流、（２４）はＷ相電流である。時刻ｔ1 におい
て、Ｕ相とＶ相の２線が地絡してＵ相電圧とＶ相電圧が
が零になると、ＵＶ相電源電圧（１８）は零になり、Ｖ
Ｗ相電源電圧（２０）とＷＵ相電源電圧（２２）は振幅
が、 になる。変換器の出力電圧（１０），（１９），（２
１）はこの電圧の急変に充分に追従できずＵ相電流（１
１）、Ｖ相電流（２３），Ｗ相電流（２４）は過電流と
なっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の電力変換装置の制御装置は、交流電源１の電圧を検
出してこれをフェ―ズロックドル―プ６５に供給して交
流電源１の歪みを低減しこの歪みの少い交流電圧を基準
にして変換器４，５の出力電圧を制御していた。したが
って、電源系統に地絡等の故障が発生しても変換器は対
称３相交流を発生し続けるように制御されるため、電圧
の急変によって生じる過電流を電流制御系のみでは充分
に抑制できず変換器の運転を継続することができなかっ
た。本発明は、電源系統に地絡などの故障が発生しても
過電流を生ずることなく変換器の運転を継続できる電力
変換装置の制御装置を提供することを目的とする。
来の電力変換装置の制御装置は、交流電源１の電圧を検
出してこれをフェ―ズロックドル―プ６５に供給して交
流電源１の歪みを低減しこの歪みの少い交流電圧を基準
にして変換器４，５の出力電圧を制御していた。したが
って、電源系統に地絡等の故障が発生しても変換器は対
称３相交流を発生し続けるように制御されるため、電圧
の急変によって生じる過電流を電流制御系のみでは充分
に抑制できず変換器の運転を継続することができなかっ
た。本発明は、電源系統に地絡などの故障が発生しても
過電流を生ずることなく変換器の運転を継続できる電力
変換装置の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の請求項１の電力変換装置の制御装置は、交流
電源と、直流電圧をスイッチング制御して交流電圧に変
換する電圧形変換器と、この電圧形変換器の交流出力を
変圧器を介して前記交流電源に接続して成る電力変換装
置において、交流電源の電圧を検出する電圧検出手段
と、この電圧検出手段の出力に応じて前記電圧形変換器
の出力電圧を制御するパルス幅変調制御手段を備え、前
記電圧形変換器の出力側の線間電圧が前記交流電源の線
間電圧に追従するように制御することを特徴とするもの
である。
に本発明の請求項１の電力変換装置の制御装置は、交流
電源と、直流電圧をスイッチング制御して交流電圧に変
換する電圧形変換器と、この電圧形変換器の交流出力を
変圧器を介して前記交流電源に接続して成る電力変換装
置において、交流電源の電圧を検出する電圧検出手段
と、この電圧検出手段の出力に応じて前記電圧形変換器
の出力電圧を制御するパルス幅変調制御手段を備え、前
記電圧形変換器の出力側の線間電圧が前記交流電源の線
間電圧に追従するように制御することを特徴とするもの
である。
【００１０】又、前記目的を達成するために本発明の請
求項２の電力変換装置の制御装置は、交流電源と、直流
電圧をスイッチング制御して交流電圧に変換する電圧形
変換器と、この電圧形変換器の交流出力を変圧器を介し
て前記交流電源に接続して成る電力変換装置において、
交流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、電圧形変 換器の出力電流を制御する電流制御回路と、電圧検出手
段の出力信号と前記電流制御回路の出力信号の和に応じ
て前記電圧形変換器の出力電流を制御するパルス幅変調
制御手段を備えたとを特徴とするものである。
求項２の電力変換装置の制御装置は、交流電源と、直流
電圧をスイッチング制御して交流電圧に変換する電圧形
変換器と、この電圧形変換器の交流出力を変圧器を介し
て前記交流電源に接続して成る電力変換装置において、
交流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、電圧形変 換器の出力電流を制御する電流制御回路と、電圧検出手
段の出力信号と前記電流制御回路の出力信号の和に応じ
て前記電圧形変換器の出力電流を制御するパルス幅変調
制御手段を備えたとを特徴とするものである。
【００１１】更に、前記目的を達成するために本発明の
請求項３の電力変換装置の制御装置は、請求項１及び請
求項２における電圧検出手段を、交流電源の線間電圧を
検出する電圧検出器と、この電圧検出器で検出される線
間電圧を相電圧に変換する線間電圧→相電圧変換器と、
この線間電圧→相電圧変換器で検出される相電圧を２相
に変換する三相→二相変換器により構成したことを特徴
とするものである。
請求項３の電力変換装置の制御装置は、請求項１及び請
求項２における電圧検出手段を、交流電源の線間電圧を
検出する電圧検出器と、この電圧検出器で検出される線
間電圧を相電圧に変換する線間電圧→相電圧変換器と、
この線間電圧→相電圧変換器で検出される相電圧を２相
に変換する三相→二相変換器により構成したことを特徴
とするものである。
【００１２】
【作用】請求項１の発明によれば、電圧形変換器の出力
側の線間電圧が交流電源の線間電圧に追従するように制
御されるため、電圧形変換器の出力側の線間電圧と交流
電源の線間電圧の差が一定になり、地絡事故による過電
流の発生を抑制することができる。
側の線間電圧が交流電源の線間電圧に追従するように制
御されるため、電圧形変換器の出力側の線間電圧と交流
電源の線間電圧の差が一定になり、地絡事故による過電
流の発生を抑制することができる。
【００１３】又、請求項２の発明によれば、電流制御回
路で与える電流基準値に応じて電圧形変換器の出力側の
線間電圧と交流電源の線間電圧の差が一定になるように
制御されるため、地絡事故が発生しても電流基準値以上
の電流が流れないよに抑制することができる。
路で与える電流基準値に応じて電圧形変換器の出力側の
線間電圧と交流電源の線間電圧の差が一定になるように
制御されるため、地絡事故が発生しても電流基準値以上
の電流が流れないよに抑制することができる。
【００１４】又、請求項３の発明によれば、交流電源の
線間電圧を高速度で検出することができるため、電圧形
変換器の出力側の線間電圧を交流電源の線間電圧に高速
に追従制御することができる。
線間電圧を高速度で検出することができるため、電圧形
変換器の出力側の線間電圧を交流電源の線間電圧に高速
に追従制御することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。図
１は本発明の一実施例を示す制御装置の構成図で、図６
と同一符号を付して示す要素は同一機能を奏するもの
で、その説明を省略し異なる点を説明する。
１は本発明の一実施例を示す制御装置の構成図で、図６
と同一符号を付して示す要素は同一機能を奏するもの
で、その説明を省略し異なる点を説明する。
【００１６】本発明は、図６に示すフェ―ズロックドル
―プ６５に代えて、電圧検出器５６の出力である線間電
圧を相電圧に変換するための線間電圧→相電圧変換器５
７、この線間電圧→相電圧変換器５７の出力が与えられ
三相信号を二相信号に変換する三相→二相変換器５８を
設け、この三相→二相変換器５８の出力と電流制御回路
５９の出力を加算器６０で加算して、二相→極座標変換
器６１に与えるようにしたものである。二相→極座標変
換器６１以降は、従来と同様電圧形変換器をパルス変調
制御するパルス幅変調制御手段である。
―プ６５に代えて、電圧検出器５６の出力である線間電
圧を相電圧に変換するための線間電圧→相電圧変換器５
７、この線間電圧→相電圧変換器５７の出力が与えられ
三相信号を二相信号に変換する三相→二相変換器５８を
設け、この三相→二相変換器５８の出力と電流制御回路
５９の出力を加算器６０で加算して、二相→極座標変換
器６１に与えるようにしたものである。二相→極座標変
換器６１以降は、従来と同様電圧形変換器をパルス変調
制御するパルス幅変調制御手段である。
【００１７】次に、前述の構成から成る本発明の動作を
説明する。図２乃至図４は、図１で述べた本発明の一実
施例の作用を表す波形図である。図２は交流電源１の電
圧の検出から二相→極座標変換器６１及び三角波発生器
６２までの作用を表す波形図である。図において、
（１）は交流電源１のＵＶ相線間電圧、（２）は交流電
源１のＶＷ相線間電圧、（３）は交流電源１のＷＵ相線
間電圧である。時刻ｔ1 においてＵ相とＶ相の２線が地
絡してＵ相電圧とＶ相電圧が零になったと仮定してい
る。時刻ｔ1 以降ＵＶ相線間電圧（１）は零になり、Ｖ
Ｗ相線間電圧（２）とＷＵ相線間電圧（３）は振幅が、
になる。線間電圧検出器５６はＵＶ相線間電圧（１）と
ＶＷ相線間電圧（２）とＷＵ相線間電圧（３）を検出し
その出力電圧をＶＵＶ，ＶＶＷ，ＶＷＵとする。線間電
圧→相電圧変換器５７は下式の演算を行い相電圧に比例
したＶＵ，ＶＶ，ＶＷを出力する。
説明する。図２乃至図４は、図１で述べた本発明の一実
施例の作用を表す波形図である。図２は交流電源１の電
圧の検出から二相→極座標変換器６１及び三角波発生器
６２までの作用を表す波形図である。図において、
（１）は交流電源１のＵＶ相線間電圧、（２）は交流電
源１のＶＷ相線間電圧、（３）は交流電源１のＷＵ相線
間電圧である。時刻ｔ1 においてＵ相とＶ相の２線が地
絡してＵ相電圧とＶ相電圧が零になったと仮定してい
る。時刻ｔ1 以降ＵＶ相線間電圧（１）は零になり、Ｖ
Ｗ相線間電圧（２）とＷＵ相線間電圧（３）は振幅が、
になる。線間電圧検出器５６はＵＶ相線間電圧（１）と
ＶＷ相線間電圧（２）とＷＵ相線間電圧（３）を検出し
その出力電圧をＶＵＶ，ＶＶＷ，ＶＷＵとする。線間電
圧→相電圧変換器５７は下式の演算を行い相電圧に比例
したＶＵ，ＶＶ，ＶＷを出力する。
【００１８】 ＶＵ＝２×ＶＵＶ＋ＶＶＷ ＶＶ＝２×ＶＶＷ＋ＶＷＵ ＶＷ＝２×ＶＷＵ＋ＶＵＶ 三相→二相変換器５８は下式の演算を行いＶＵ，ＶＶ，
ＶＷを直交ＡＢ座標の二相信号ＶＡ，ＶＢに変換する。
ただしＡ軸をＵ相方向にとりＢ軸はＡ軸より９０°遅れ
た軸とする。
ＶＷを直交ＡＢ座標の二相信号ＶＡ，ＶＢに変換する。
ただしＡ軸をＵ相方向にとりＢ軸はＡ軸より９０°遅れ
た軸とする。
【００１９】ＶＡ＝ＶＵ−（Ｖ＋Ｗ）÷２ （４）と（５）は三相→二相変換器５８の出力に得られ
るＶＡとＶＢの波形である。これは線間電圧波形が
（１），（２），（３）の三相交流を二相の交流に変換
したもので、時刻ｔ1 以降も電源電圧の歪みがそのまま
再現される。本発明はこの（４），（５）の信号に基づ
いて変換器４，５の出力電圧を制御するのが特徴であ
る。（６）と（７）は加算器６０の出力信号で、三相→
二相変換器５８の出力（４）と（５）に電流制御回路５
９の出力が加算された信号である。二相→極座標変換器
６１は下式の演算を行い、ＶＡ，ＶＢを振幅信号と位相
角信号ＴＨに変換する。 ＶＢが負でＶＢが−（ＶＡの絶対値）より小さいとき ＴＨ＝ｔａｎ-1（−ＶＡ／ＶＢ）−９０° ＶＡが正でＶＡが（ＶＢの絶対値）より大きいとき ＴＨ＝ｔａｎ-1（ＶＢ／ＶＡ） ＶＢが正でＶＢが（ＶＡの絶対値）より大きいとき ＴＨ＝ｔａｎ-1（−ＶＡ／ＶＢ）＋９０° ＶＡが負でＶＡが−（ＶＢの絶対値）より小さいときＴ
Ｈ＝ｔａｎ-1（ＶＢ／ＶＡ）＋１８０° （８）は二相→極座標変換器６１の振幅信号ＲＡであ
る。三角波発生器６２は下式の演算を行い、位相角信号
ＴＨを三角波信号ＴＲＩに変換する。ＴＲが０°より大
きく１８０°より小さいとき、 ＴＲＩ＝１−ＴＨ÷９０° ＴＲが１８０°より大きく３６０°より小さいとき、 ＴＲＩ＝−３＋ＴＨ÷９０° （９）は三角波発生器６２の出力信号ＲＴＩである。
（１０）は変換器４，５のＵＶ相電圧、（１１）は交流
電源（１）のＵ相電流である。
るＶＡとＶＢの波形である。これは線間電圧波形が
（１），（２），（３）の三相交流を二相の交流に変換
したもので、時刻ｔ1 以降も電源電圧の歪みがそのまま
再現される。本発明はこの（４），（５）の信号に基づ
いて変換器４，５の出力電圧を制御するのが特徴であ
る。（６）と（７）は加算器６０の出力信号で、三相→
二相変換器５８の出力（４）と（５）に電流制御回路５
９の出力が加算された信号である。二相→極座標変換器
６１は下式の演算を行い、ＶＡ，ＶＢを振幅信号と位相
角信号ＴＨに変換する。 ＶＢが負でＶＢが−（ＶＡの絶対値）より小さいとき ＴＨ＝ｔａｎ-1（−ＶＡ／ＶＢ）−９０° ＶＡが正でＶＡが（ＶＢの絶対値）より大きいとき ＴＨ＝ｔａｎ-1（ＶＢ／ＶＡ） ＶＢが正でＶＢが（ＶＡの絶対値）より大きいとき ＴＨ＝ｔａｎ-1（−ＶＡ／ＶＢ）＋９０° ＶＡが負でＶＡが−（ＶＢの絶対値）より小さいときＴ
Ｈ＝ｔａｎ-1（ＶＢ／ＶＡ）＋１８０° （８）は二相→極座標変換器６１の振幅信号ＲＡであ
る。三角波発生器６２は下式の演算を行い、位相角信号
ＴＨを三角波信号ＴＲＩに変換する。ＴＲが０°より大
きく１８０°より小さいとき、 ＴＲＩ＝１−ＴＨ÷９０° ＴＲが１８０°より大きく３６０°より小さいとき、 ＴＲＩ＝−３＋ＴＨ÷９０° （９）は三角波発生器６２の出力信号ＲＴＩである。
（１０）は変換器４，５のＵＶ相電圧、（１１）は交流
電源（１）のＵ相電流である。
【００２０】図３は二相→極座標変換器６１及び三角波
発生器６２から変換器４，５までの作用を表す波形図で
ある。図において、（８），（９），（１０），（１
１）は 図２の同一記号と同一である。（１２）は変換器４のＵ
相出力電圧である。三角波発生器６２の出力（９）と二
相→極座標変換器６１の振幅出力（８）をクロスポイン
ト検出器６３で比較し、（８）が（９）より大きい範囲
で変換器４のＧＴＯ８とＧＴＯ１５をオンすると変圧器
２の２次Ｕ相巻線に正の直流電圧が加わる。次に、
（８）が（９）より小さくなったことを検出してひＧＴ
Ｏ８をオフしてＧＴＯ１４をオンすれば変圧器２の２次
Ｕ相巻線に加わる電圧は零となる。
発生器６２から変換器４，５までの作用を表す波形図で
ある。図において、（８），（９），（１０），（１
１）は 図２の同一記号と同一である。（１２）は変換器４のＵ
相出力電圧である。三角波発生器６２の出力（９）と二
相→極座標変換器６１の振幅出力（８）をクロスポイン
ト検出器６３で比較し、（８）が（９）より大きい範囲
で変換器４のＧＴＯ８とＧＴＯ１５をオンすると変圧器
２の２次Ｕ相巻線に正の直流電圧が加わる。次に、
（８）が（９）より小さくなったことを検出してひＧＴ
Ｏ８をオフしてＧＴＯ１４をオンすれば変圧器２の２次
Ｕ相巻線に加わる電圧は零となる。
【００２１】次に、位相角が１８０°から３６０°の範
囲で（８）が（９）より大きくなっ たときＧＴＯ１５をオフしてＧＴＯ９をオンすれば変圧
器２の２次Ｕ相巻線に負の直流電圧が加わる。以下同様
にしてＧＴＯ８，９，１４，１５をオン・オフ制御すれ
ば変圧器２の２次Ｕ相巻線には（１２）に示す波形の電
圧が加わる。以下（１３），（１４），（１５）の波形
の説明、及び（１６），（１７），（１０）の波形を合
成する説明は、図８で説明した従来技術と同一であるか
ら説明を省略する。（１８）は交流電源１のＵＶ相電圧
である。このＵＶ相変換器電圧（１０）とＵＶ相電源電
圧（１８）の差と変圧器２，３のインピ―ダンスの関係
からＵ相電流（１１）が流れる。
囲で（８）が（９）より大きくなっ たときＧＴＯ１５をオフしてＧＴＯ９をオンすれば変圧
器２の２次Ｕ相巻線に負の直流電圧が加わる。以下同様
にしてＧＴＯ８，９，１４，１５をオン・オフ制御すれ
ば変圧器２の２次Ｕ相巻線には（１２）に示す波形の電
圧が加わる。以下（１３），（１４），（１５）の波形
の説明、及び（１６），（１７），（１０）の波形を合
成する説明は、図８で説明した従来技術と同一であるか
ら説明を省略する。（１８）は交流電源１のＵＶ相電圧
である。このＵＶ相変換器電圧（１０）とＵＶ相電源電
圧（１８）の差と変圧器２，３のインピ―ダンスの関係
からＵ相電流（１１）が流れる。
【００２２】図４は交流電源１の電圧と、変圧器４，５
の電圧と、交流電源１に流れる電流の関係を表した波形
図である。（１８）はＵＶ相電源電圧、（２０）はＶＷ
相電源電圧、（２２）はＷＵ相電源電圧、（１０）はＵ
Ｖ相変換器電圧、（１９）はＶＷ相変換器電圧、（２
１）はＷＵ相変換器電圧、（１１）はＵ相電流、（２
３）はＶ相電流、（２４）はＷ相電流である。時刻ｔ1
において、Ｕ相とＶ相の２線が地絡してＵ相電圧とＶ相
電圧が零になると、ＵＶ相電源電圧（１８）は零になり
ＶＷ相電源電圧（２０）とＷＵ相電源電圧（２２）は振
幅が、になる。変換器の出力電圧（１０），（１９）
（２１）はこの電圧の急変に追従して変化するためＵ相
電流（１１）、Ｖ相電流（２３）、Ｗ相電流（２４）は
あまり影響を受けず過電流となることなく運転を継続で
きる。
の電圧と、交流電源１に流れる電流の関係を表した波形
図である。（１８）はＵＶ相電源電圧、（２０）はＶＷ
相電源電圧、（２２）はＷＵ相電源電圧、（１０）はＵ
Ｖ相変換器電圧、（１９）はＶＷ相変換器電圧、（２
１）はＷＵ相変換器電圧、（１１）はＵ相電流、（２
３）はＶ相電流、（２４）はＷ相電流である。時刻ｔ1
において、Ｕ相とＶ相の２線が地絡してＵ相電圧とＶ相
電圧が零になると、ＵＶ相電源電圧（１８）は零になり
ＶＷ相電源電圧（２０）とＷＵ相電源電圧（２２）は振
幅が、になる。変換器の出力電圧（１０），（１９）
（２１）はこの電圧の急変に追従して変化するためＵ相
電流（１１）、Ｖ相電流（２３）、Ｗ相電流（２４）は
あまり影響を受けず過電流となることなく運転を継続で
きる。
【００２３】尚、前述説明は、三相→二相変換器５８の
出力と、電流制御回路５９の出力の加算値を、パルス幅
変調制御手段に与えて制御する例を述べているが、例え
ば、電圧形変換器と交流電源１との間のインピ―ダンス
ドロップが一定になるように電圧形変換器の出力側の線
間電圧が交流電源の線間電圧に追従するように制御すれ
ば、電流制御回路５９の出力を加算する必要はない。
又、電圧形変換器は図５に示す変換器に限定するもので
はなく、更に多重化した変換器、或いは多重化しない変
換器にも適用できるものである。
出力と、電流制御回路５９の出力の加算値を、パルス幅
変調制御手段に与えて制御する例を述べているが、例え
ば、電圧形変換器と交流電源１との間のインピ―ダンス
ドロップが一定になるように電圧形変換器の出力側の線
間電圧が交流電源の線間電圧に追従するように制御すれ
ば、電流制御回路５９の出力を加算する必要はない。
又、電圧形変換器は図５に示す変換器に限定するもので
はなく、更に多重化した変換器、或いは多重化しない変
換器にも適用できるものである。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたよに請求項１の発明によれ
ば、電源系統に故障があって電源電圧が大幅に歪んでも
過電流を生ずることなく電圧形変換器の運転を継続でき
るから、運転の停止により重大な損害を発生するシステ
ムに適用すると特に大きい効果を得ることができる。
ば、電源系統に故障があって電源電圧が大幅に歪んでも
過電流を生ずることなく電圧形変換器の運転を継続でき
るから、運転の停止により重大な損害を発生するシステ
ムに適用すると特に大きい効果を得ることができる。
【００２５】又、請求項２の発明によれば、請求項１の
発明の効果に加え、電源系統に故障があって電源電圧が
大幅に歪んでも過電流を電流制御回路で与える電流基準
値に抑制することができる、更に、請求項３の発明によ
れば、請求項１の発明及び請求項２の発明を実施する際
に、電圧形変換器の出力側の線間電圧を交流電源の線間
電圧に高速に追従制御することができる交流電源の線間
電圧を検出する電圧検出手段を提供することができる。
発明の効果に加え、電源系統に故障があって電源電圧が
大幅に歪んでも過電流を電流制御回路で与える電流基準
値に抑制することができる、更に、請求項３の発明によ
れば、請求項１の発明及び請求項２の発明を実施する際
に、電圧形変換器の出力側の線間電圧を交流電源の線間
電圧に高速に追従制御することができる交流電源の線間
電圧を検出する電圧検出手段を提供することができる。
【図１】 本発明の一実施例を示す電力変換装置の制御装置のブロ
ック構成図。
ック構成図。
【図２】本発明の一実施例の作用を説明するための波形
図。
図。
【図３】本発明の一実施例の作用を説明するための波形
図。
図。
【図４】本発明の一実施例の作用を説明するための波形
図。
図。
【図５】本発明が適用出来る電力変換装置の主回路構成
図。
図。
【図６】図［５］の電力変換装置を制御する従来の制御
装置のブロック構成図。
装置のブロック構成図。
【図７】従来の電力変換装置の制御装置の動作を説明す
るための波形図。
るための波形図。
【図８】従来の電力変換装置の制御装置の動作を説明す
るための波形図。
るための波形図。
【図９】従来の電力変換装置の制御装置の動作を説明す
るための波形図。
るための波形図。
１ …交流電源 ２，３ …
変圧器 ４，５ …変換器 ６ …
コンデンサ ７ …直流電源または負荷 ８〜１９ …
ＧＴＯ ２０〜３１…ダイオ―ド ３２〜４３…
ＧＴＯ ４４〜５５…ダイオ―ド ５６ …
電圧検出器 ５７ …線間電圧→相電圧変換器 ５８ …
三相→二相変換器 ５９ …電流制御回路 ６０ …
加算器 ６１ …二相→極座標変換器 ６２ …
三角波発生器 ６３ …クロスポイント検出器器 ６４ …
ゲ―トパルス発生器 ６５ …フェ―ズロックドル―プ
変圧器 ４，５ …変換器 ６ …
コンデンサ ７ …直流電源または負荷 ８〜１９ …
ＧＴＯ ２０〜３１…ダイオ―ド ３２〜４３…
ＧＴＯ ４４〜５５…ダイオ―ド ５６ …
電圧検出器 ５７ …線間電圧→相電圧変換器 ５８ …
三相→二相変換器 ５９ …電流制御回路 ６０ …
加算器 ６１ …二相→極座標変換器 ６２ …
三角波発生器 ６３ …クロスポイント検出器器 ６４ …
ゲ―トパルス発生器 ６５ …フェ―ズロックドル―プ
Claims (3)
- 【請求項１】 交流電源と、直流電圧をスイッチング制
御して交流電圧に変換する電圧形変換器と、この電圧形
変換器の交流出力を変圧器を介して前記交流電源に接続
して成る電力変換装置において、前記交流電源の電圧を
検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段の出力に応
じて前記電圧形変換器の出力電圧を制御するパルス幅変
調制御手段を備え、前記電圧形変換器の出力側の線間電
圧が前記交流電源の線間電圧に追従するように制御する
ことを特徴とする電力変換装置の制御装置。 - 【請求項２】 交流電源と、直流電圧をスイッチング制
御して交流電圧に変換する電圧形変換器と、この電圧形
変換器の交流出力を変圧器を介して前記交流電源に接続
して成る電力変換装置において、前記交流電源の電圧を
検出する電圧検出手段と、前記電圧形変換器の出力電流
を制御する電流制御回路と、前記電圧検出手段の出力信
号と前記電流制御回路の出力信号の和に応じて前記電圧
形変換器の出力電流を制御するパルス幅変調制御手段を
備えたとを特徴とする電力変換装置の制御装置。 - 【請求項３】 前記電圧検出手段は、前記交流電源の線
間電圧を検出する電圧検出器と、この電圧検出器で検出
される線間電圧を相電圧に変換する線間電圧→相電圧変
換器と、この線間電圧→相電圧変換器で検出される相電
圧を２相に変換する三相→二相変換器により構成するこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２の電力変換装置の
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06949793A JP3167496B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 電力変換装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06949793A JP3167496B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 電力変換装置の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06284731A true JPH06284731A (ja) | 1994-10-07 |
| JP3167496B2 JP3167496B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=13404420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06949793A Expired - Fee Related JP3167496B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 電力変換装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3167496B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0711028A3 (en) * | 1994-11-02 | 1997-05-02 | Kansai Electric Power Co | Power converter controlling apparatus |
| JPH10243655A (ja) * | 1997-02-27 | 1998-09-11 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| US5907483A (en) * | 1998-04-29 | 1999-05-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control system for power conversion system |
| CN113433382A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-09-24 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 三相电压测量方法、电路及设备 |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP06949793A patent/JP3167496B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0711028A3 (en) * | 1994-11-02 | 1997-05-02 | Kansai Electric Power Co | Power converter controlling apparatus |
| US5717583A (en) * | 1994-11-02 | 1998-02-10 | The Kansai Electric Power Co., Inc. | Power converter control apparatus for controlling commutation of switching devices under transient conditions |
| JPH10243655A (ja) * | 1997-02-27 | 1998-09-11 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| US5907483A (en) * | 1998-04-29 | 1999-05-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control system for power conversion system |
| CN113433382A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-09-24 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 三相电压测量方法、电路及设备 |
| CN113433382B (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-17 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 三相电压测量方法、电路及设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3167496B2 (ja) | 2001-05-21 |
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