JPH0646566A

JPH0646566A - 電力変換器の制御装置

Info

Publication number: JPH0646566A
Application number: JP4196891A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Konishi; 博雄小西; Hiroshige Kawazoe; 裕成川添; Junzo Kawakami; 潤三川上
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】電力系統の事故によってスイッチング素子に
供給される電気信号が異常値を示すのを防止すること。【構成】インバータ１８の各相のサイリスタに対する
スイッチング信号を生成するに際して、各相のサイリス
タに対して振幅位相変換回路５４，５６，５８とＰＷＭ
制御回路６０，６２，６４で独立してスイッチング信号
を生成する。このとき指令値と検出電流との偏差を零に
するために生成された電流信号に各相の電圧信号を加算
器４８，５０，５２に与えて加算する。このため電力系
統で不平衡事故が発生しても、系統の電圧変化がそのま
ま加算器４８，５０，５２の出力に生じ、系統の電圧の
変化に応じたスイッチング信号が生成されることにな
る。【効果】電力系統の不平衡事故時に電力変換器に過電
流が流れたり過電圧が印加したりするのを防止すること
ができること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力変換器の制御装置に
係り、特に、直流送電装置や無効電力補償装置に適用さ
れる自励式電力変換器を制御するに好適な電力変換器の
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力変換器として、自己消弧機能を有す
るスイッチング素子、例えばサイリスタを用いた自励式
電力変換器が用いられている。この自励式電力変換器は
大容量の電力変換器として、直流送電装置、静止型無効
電力補償装置、ＣＶＣＦ（定電圧定周波電源装置）など
に用いられている。この自励式電力変換器は一般に電圧
源として動作するので、自励式電力変換器を直流送電装
置に用いたときに、電力系統に事故が発生して系統電圧
が急変したときには、系統の電圧に応じて電力変換器の
出力電圧を制御することが余儀なくされている。すなわ
ち、系統の事故によって系統電圧が急変したときに、電
力変換器の出力電圧が一定のままに維持されると、系統
電圧と電力変換器の出力電圧との間に差が生じ、この差
に応じた電流が電力変換器に流れ、この電流がスイッチ
ング素子の許容電流値を超えるとスイッチング素子が損
焼する恐れがある。そこで、この対策として、応答の早
い電流制御系を得るために、系統の３相交流電流を固定
座標系の２相交流電流に変換し、２相交流電流に変換さ
れた電流をそれぞれ独立にベクトル制御する制御方式が
提案されている。この制御方式が記載された文献として
は、例えば、Y.Tokiwa， et al，”Application of a d
igitaｌ instantaneous current control forstatic in
duction thyristor converters in the utility line",
PCIM' 88Proceedings,が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術で
は、系統電圧が急変したときには、電力変換器の各相の
スイッチング素子を一括して制御する構成が採用されて
いたため、系統で平衡事故が発生したときには問題はな
いが、系統で不平衡事故が発生したときには、各相に応
じた制御が行なえず、過電流や過電圧によってスイッチ
ング素子が劣化する恐れがある。

【０００４】本発明の目的は、電力系統の事故によって
スイッチング素子に供給される電気信号が異常値を示す
のを防止することができる電力変換器の制御装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、第１の装置として、電力変換器に接続さ
れた３相交流系統の電流を検出する交流電流検出手段
と、交流電流検出手段の検出による３相交流電流を固定
座標系の２相交流電流に変換する電流変換手段と、電流
変換手段出力の２相交流電流を交流系統の電圧位相に従
って回転座標系のｄ軸直流成分とこの直流成分より９０
度移相したｑ軸直流成分に変換する交流直流変換手段
と、交流直流変換手段出力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成
分指令値との偏差を算出するｄ軸電流偏差算出手段と、
交流直流変換手段出力のｑ軸直流成分とｑ軸直流成分指
令値との偏差を算出するｑ軸電流偏差算出手段と、ｄ軸
電流偏差算出手段の算出値を零に抑制するためのｄ軸電
圧信号を生成するｄ軸電圧信号生成手段と、ｑ軸電流偏
差算出手段の算出値を零に抑制するためのｑ軸電圧信号
を生成するｑ軸電圧信号生成手段と、電力変換器と３相
交流系統との間に挿入された変圧器のインピーダンス相
当量に交流直流変換手段出力のｄ軸直流成分を掛け算す
るｄ軸掛け算手段と、電力変換器と３相交流系統との間
に挿入された変圧器のインピーダンス相当量に交流直流
変換手段出力のｑ軸直流成分を掛け算するｑ軸掛け算手
段と、ｑ軸掛け算手段の算出値とｄ軸電圧信号生成手段
の生成によるｄ軸電圧信号とを加算するｄ軸加算手段
と、ｄ軸掛け算手段の算出値とｑ軸電圧信号生成手段の
生成によるｑ軸電圧信号とを加算するｑ軸加算手段と、
３相交流系統の各相の電圧を検出する各相電圧検出手段
と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＵ相電圧とｄ軸
加算手段の加算値とを加算するＵ相加算手段と、各相電
圧検出手段の検出電圧のうちＶ相電圧とｄ軸加算手段の
算出値とを加算するＶ相加算手段と、各相電圧検出手段
の検出電圧のうちＷ相電圧とｄ軸加算手段の加算値とを
加算するＷ相加算手段と、Ｕ相加算手段の算出値とｑ軸
加算手段の算出値とから電力変換器のＵ相出力信号に対
する振幅指令と位相指令を生成するＵ相指令生成手段
と、Ｖ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とか
ら電力変換器のＶ相出力信号に対する振幅指令と位相指
令を生成するＶ相指令生成手段と、Ｗ相加算手段の算出
値とｑ軸加算手段の算出値とから電力変換器のＷ相出力
信号に対する振幅指令と位相指令を生成するＷ相指令生
成手段と、Ｕ相指令生成手段の生成による振幅指令と位
相指令とから電力変換器のＵ相用スイッチング素子に対
するスイッチング信号を生成してＵ相用スイッチング素
子を制御するＵ相スイッチング制御手段と、Ｖ相指令生
成手段の生成による振幅指令と位相指令とから電力変換
器のＶ相用スイッチング素子に対するスイッチング信号
を生成してＶ相用スイッチング素子を制御するＶ相スイ
ッチング制御手段と、Ｗ相指令生成手段の生成による振
幅指令と位相指令とから電力変換器のＷ相用スイッチン
グ素子に対するスイッチング信号を生成してＷ相用スイ
ッチング素子を制御するＷ相スイッチング制御手段とを
備えている電力変換器の制御装置を構成したものであ
る。

【０００６】第２の装置として、電力変換器に接続され
た３相交流系統の電流を検出する交流電流検出手段と、
交流電流検出手段の検出による３相交流電流を固定座標
系の２相交流電流に変換する電流変換手段と、電流変換
手段出力の２相交流電流を交流系統の電圧位相に従って
回転座標系のｄ軸直流成分とこの直流成分より９０度移
相したｑ軸直流成分に変換する交流直流変換手段と、交
流直流変換手段出力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成分指令
値との偏差を算出するｄ軸電流偏差算出手段と、交流直
流変換手段出力のｑ軸直流成分とｑ軸直流成分指令値と
の偏差を算出するｑ軸電流偏差算出手段と、ｄ軸電流偏
差算出手段の算出値を零に抑制するためのｄ軸電圧信号
を生成するｄ軸電圧信号生成手段と、ｑ軸電流偏差算出
手段の算出値を零に抑制するためのｑ軸電圧信号を生成
するｑ軸電圧信号生成手段と、電力変換器と３相交流系
統との間に挿入された変圧器のインピーダンス相当量に
交流直流変換手段出力のｄ軸直流成分を掛け算するｄ軸
掛け算手段と、電力変換器と３相交流系統との間に挿入
された変圧器のインピーダンス相当量に交流直流変換手
段出力のｑ軸直流成分を掛け算するｑ軸掛け算手段と、
ｑ軸掛け算手段の算出値とｄ軸電圧信号生成手段の生成
によるｄ軸電圧信号とを加算するｄ軸加算手段と、ｄ軸
掛け算手段の算出値とｑ軸電圧信号生成手段の生成によ
るｑ軸電圧信号とを加算するｑ軸加算手段と、３相交流
系統の各相の電圧を検出する各相電圧検出手段と、各相
電圧検出手段の検出電圧のうちＵ相電圧とｄ軸加算手段
の加算値とを加算するＵ相加算手段と、各相電圧検出手
段の検出電圧のうちＶ相電圧とｄ軸加算手段の算出値と
を加算するＶ相加算手段と、各相電圧検出手段の検出電
圧のうちＷ相電圧とｄ軸加算手段の加算値とを加算する
Ｗ相加算手段と、Ｕ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段
の算出値とから電力変換器のＵ相出力信号に対する振幅
指令と位相指令を生成するＵ相指令生成手段と、Ｖ相加
算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とから電力変換
器のＶ相出力信号に対する振幅指令と位相指令を生成す
るＶ相指令生成手段と、Ｗ相加算手段の算出値とｑ軸加
算手段の算出値とから電力変換器のＷ相出力信号に対す
る振幅指令と位相指令を生成するＷ相指令生成手段と、
前記各相指令生成手段の生成による振幅指令の中から指
定の振幅指令を選択する振幅指令選択手段と、前記各相
指令生成手段の生成による位相指令の中から指定の位相
指令を選択する位相指令選択手段と、振幅指令選択手段
の選択による振幅指令と位相指令選択手段の選択による
位相指令とから電力変換器の各相のスイッチング素子に
対するスイッチング信号を生成して各相のスイッチング
素子を制御するスイッチング制御手段とを備えている電
力変換器の制御装置を構成したものである。

【０００７】第３の装置として、電力変換器に接続され
た３相交流系統の電流を検出する交流電流検出手段と、
交流電流検出手段の検出による３相交流電流を固定座標
系の２相交流電流に変換する電流変換手段と、電流変換
手段出力の２相交流電流を交流系統の電圧位相に従って
回転座標系のｄ軸直流成分とこの直流成分より９０度移
相したｑ軸直流成分に変換する交流直流変換手段と、交
流直流変換手段出力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成分指令
値との偏差を算出するｄ軸電流偏差算出手段と、交流直
流変換手段出力のｑ軸直流成分とｑ軸直流成分指令値と
の偏差を算出するｑ軸電流偏差算出手段と、ｄ軸電流偏
差算出手段の算出値を零に抑制するためのｄ軸電圧信号
を生成するｄ軸電圧信号生成手段と、ｑ軸電流偏差算出
手段の算出値を零に抑制するためのｑ軸電圧信号を生成
するｑ軸電圧信号生成手段と、電力変換器と３相交流系
統との間に挿入された変圧器のインピーダンス相当量に
交流直流変換手段出力のｄ軸直流成分を掛け算するｄ軸
掛け算手段と、電力変換器と３相交流系統との間に挿入
された変圧器のインピーダンス相当量に交流直流変換手
段出力のｑ軸直流成分を掛け算するｑ軸掛け算手段と、
ｑ軸掛け算手段の算出値とｄ軸電圧信号生成手段の生成
によるｄ軸電圧信号とを加算するｄ軸加算手段と、ｄ軸
掛け算手段の算出値とｑ軸電圧信号生成手段の生成によ
るｑ軸電圧信号とを加算するｑ軸加算手段と、３相交流
系統の各相の電圧を検出する各相電圧検出手段と、各相
電圧検出手段の検出電圧のうちＵ相電圧とｄ軸加算手段
の加算値とを加算するＵ相加算手段と、各相電圧検出手
段の検出電圧のうちＶ相電圧とｄ軸加算手段の算出値と
を加算するＶ相加算手段と、各相電圧検出手段の検出電
圧のうちＷ相電圧とｄ軸加算手段の加算値とを加算する
Ｗ相加算手段と、Ｕ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段
の算出値とから電力変換器のＵ相出力信号に対する振幅
指令と位相指令を生成するＵ相指令生成手段と、Ｖ相加
算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とから電力変換
器のＶ相出力信号に対する振幅指令と位相指令を生成す
るＶ相指令生成手段と、Ｗ相加算手段の算出値とｑ軸加
算手段の算出値とから電力変換器のＷ相出力信号に対す
る振幅指令と位相指令を生成するＷ相指令生成手段と、
前記各相指令生成手段の生成による振幅指令の中から進
みの無効電力運転時には最小値の振幅指令を選択し遅れ
の無効電力運転時には最大値の振幅指令を選択する振幅
指令選択手段と、前記各相指令生成手段の生成による位
相指令の中から最小値の位相指令を選択する位相指令選
択手段と、振幅指令選択手段の選択による振幅指令と位
相指令選択手段の選択による位相指令とから電力変換器
の各相のスイッチング素子に対するスイッチング信号を
生成して各相のスイッチング素子を制御するスイッチン
グ制御手段とを備えている電力変換器の制御装置を構成
したものである。

【０００８】第４の装置として、電力変換器に接続され
た３相交流系統の電流を検出する交流電流検出手段と、
交流電流検出手段の検出による３相交流電流を固定座標
系の２相交流電流に変換する電流変換手段と、前記３相
交流系統の電圧を検出する交流電圧検出手段と、交流電
圧検出手段の検出による３相交流電圧を固定座標系の２
相交流電圧に変換する電圧変換手段と、電流変換手段出
力の２相交流電流と電圧変換手段出力の２相交流電圧と
から瞬時実電力と瞬時虚電力を算出する電力算出手段
と、電力算出手段の各算出電力と前記交流電圧検出手段
の検出値とに従って回転座標系のｄ軸直流成分とこの直
流成分より９０度移相したｑ軸直流成分を算出する演算
手段と、演算手段出力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成分指
令値との偏差を算出するｄ軸電流偏差算出手段と、演算
手段出力のｑ軸直流成分とｑ軸直流成分指令値との偏差
を算出するｑ軸電流偏差算出手段と、ｄ軸電流偏差算出
手段の算出値を零に抑制するためのｄ軸電圧信号を生成
するｄ軸電圧信号生成手段と、ｑ軸電流偏差算出手段の
算出値を零に抑制するためのｑ軸電圧信号を生成するｑ
軸電圧信号生成手段と、電力変換器と３相交流系統との
間に挿入された変圧器のインピーダンス相当量に演算手
段出力のｄ軸直流成分を掛け算するｄ軸掛け算手段と、
電力変換器と３相交流系統との間に挿入された変圧器の
インピーダンス相当量に演算手段出力のｑ軸直流成分を
掛け算するｑ軸掛け算手段と、ｑ軸掛け算手段の算出値
とｄ軸電圧信号生成手段の生成によるｄ軸電圧信号とを
加算するｄ軸加算手段と、ｄ軸掛け算手段の算出値とｑ
軸電圧信号生成手段の生成によるｑ軸電圧信号とを加算
するｑ軸加算手段と、３相交流系統の各相の電圧を検出
する各相電圧検出手段と、各相電圧検出手段の検出電圧
のうちＵ相電圧とｄ軸加算手段の加算値とを加算するＵ
相加算手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＶ相
電圧とｄ軸加算手段の算出値とを加算するＶ相加算手段
と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＷ相電圧とｄ軸
加算手段の加算値とを加算するＷ相加算手段と、Ｕ相加
算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とから電力変換
器のＵ相出力信号に対する振幅指令と位相指令を生成す
るＵ相指令生成手段と、Ｖ相加算手段の算出値とｑ軸加
算手段の算出値とから電力変換器のＶ相出力信号に対す
る振幅指令と位相指令を生成するＶ相指令生成手段と、
Ｗ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とから電
力変換器のＷ相出力信号に対する振幅指令と位相指令を
生成するＷ相指令生成手段と、Ｕ相指令生成手段の生成
による振幅指令と位相指令とから電力変換器のＵ相用ス
イッチング素子に対するスイッチング信号を生成してＵ
相用スイッチング素子を制御するＵ相スイッチング制御
手段と、Ｖ相指令生成手段の生成による振幅指令と位相
指令とから電力変換器のＶ相用スイッチング素子に対す
るスイッチング信号を生成してＶ相用スイッチング素子
を制御するＶ相スイッチング制御手段と、Ｗ相指令生成
手段の生成による振幅指令と位相指令とから電力変換器
のＷ相用スイッチング素子に対するスイッチング信号を
生成してＷ相用スイッチング素子を制御するＷ相スイッ
チング制御手段とを備えている電力変換器の制御装置を
構成したものである。

【０００９】第５の装置として、電力変換器に接続され
た３相交流系統の電流を検出する交流電流検出手段と、
交流電流検出手段の検出による３相交流電流を固定座標
系の２相交流電流に変換する電流変換手段と、前記３相
交流系統の電圧を検出する交流電圧検出手段と、交流電
圧検出手段の検出による３相交流電圧を固定座標系の２
相交流電圧に変換する電圧変換手段と、電流変換手段出
力の２相交流電流と電圧変換手段出力の２相交流電圧と
から瞬時実電力と瞬時虚電力を算出する電力算出手段
と、電力算出手段の各算出電力と前記交流電圧検出手段
の検出値とに従って回転座標系のｄ軸直流成分とこの直
流成分より９０度移相したｑ軸直流成分を算出する演算
手段と、演算手段出力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成分指
令値との偏差を算出するｄ軸電流偏差算出手段と、演算
手段出力のｑ軸直流成分とｑ軸直流成分指令値との偏差
を算出するｑ軸電流偏差算出手段と、ｄ軸電流偏差算出
手段の算出値を零に抑制するためのｄ軸電圧信号を生成
するｄ軸電圧信号生成手段と、ｑ軸電流偏差算出手段の
算出値を零に抑制するためのｑ軸電圧信号を生成するｑ
軸電圧信号生成手段と、電力変換器と３相交流系統との
間に挿入された変圧器のインピーダンス相当量に演算手
段出力のｄ軸直流成分を掛け算するｄ軸掛け算手段と、
電力変換器と３相交流系統との間に挿入された変圧器の
インピーダンス相当量に演算手段出力のｑ軸直流成分を
掛け算するｑ軸掛け算手段と、ｑ軸掛け算手段の算出値
とｄ軸電圧信号生成手段の生成によるｄ軸電圧信号とを
加算するｄ軸加算手段と、ｄ軸掛け算手段の算出値とｑ
軸電圧信号生成手段の生成によるｑ軸電圧信号とを加算
するｑ軸加算手段と、３相交流系統の各相の電圧を検出
する各相電圧検出手段と、各相電圧検出手段の検出電圧
のうちＵ相電圧とｄ軸加算手段の加算値とを加算するＵ
相加算手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＶ相
電圧とｄ軸加算手段の算出値とを加算するＶ相加算手段
と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＷ相電圧とｄ軸
加算手段の加算値とを加算するＷ相加算手段と、Ｕ相加
算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とから電力変換
器のＵ相出力信号に対する振幅指令と位相指令を生成す
るＵ相指令生成手段と、Ｖ相加算手段の算出値とｑ軸加
算手段の算出値とから電力変換器のＶ相出力信号に対す
る振幅指令と位相指令を生成するＶ相指令生成手段と、
Ｗ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とから電
力変換器のＷ相出力信号に対する振幅指令と位相指令を
生成するＷ相指令生成手段と、前記各相指令生成手段の
生成による振幅指令の中から指定の振幅指令を選択する
振幅指令選択手段と、前記各相指令生成手段の生成によ
る位相指令の中から指定の位相指令を選択する位相指令
選択手段と、振幅指令選択手段の選択による振幅指令と
位相指令選択手段の選択による位相指令とから電力変換
器の各相のスイッチング素子に対するスイッチング信号
を生成して各相のスイッチング素子を制御するスイッチ
ング制御手段とを備えている電力変換器の制御装置を構
成したものである。

【００１０】第６の装置として、電力変換器に接続され
た３相交流系統の電流を検出する交流電流検出手段と、
交流電流検出手段の検出による３相交流電流を固定座標
系の２相交流電流に変換する電流変換手段と、前記３相
交流系統の電圧を検出する交流電圧検出手段と、交流電
圧検出手段の検出による３相交流電圧を固定座標系の２
相交流電圧に変換する電圧変換手段と、電流変換手段出
力の２相交流電流と電圧変換手段出力の２相交流電圧と
から瞬時実電力と瞬時虚電力を算出する電力算出手段
と、電力算出手段の各算出電力と前記交流電圧検出手段
の検出値とに従って回転座標系のｄ軸直流成分とこの直
流成分より９０度移相したｑ軸直流成分を算出する演算
手段と、演算手段出力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成分指
令値との偏差を算出するｄ軸電流偏差算出手段と、演算
手段出力のｑ軸直流成分とｑ軸直流成分指令値との偏差
を算出するｑ軸電流偏差算出手段と、ｄ軸電流偏差算出
手段の算出値を零に抑制するためのｄ軸電圧信号を生成
するｄ軸電圧信号生成手段と、ｑ軸電流偏差算出手段の
算出値を零に抑制するためのｑ軸電圧信号を生成するｑ
軸電圧信号生成手段と、電力変換器と３相交流系統との
間に挿入された変圧器のインピーダンス相当量に演算手
段出力のｄ軸直流成分を掛け算するｄ軸掛け算手段と、
電力変換器と３相交流系統との間に挿入された変圧器の
インピーダンス相当量に演算手段出力のｑ軸直流成分を
掛け算するｑ軸掛け算手段と、ｑ軸掛け算手段の算出値
とｄ軸電圧信号生成手段の生成によるｄ軸電圧信号とを
加算するｄ軸加算手段と、ｄ軸掛け算手段の算出値とｑ
軸電圧信号生成手段の生成によるｑ軸電圧信号とを加算
するｑ軸加算手段と、３相交流系統の各相の電圧を検出
する各相電圧検出手段と、各相電圧検出手段の検出電圧
のうちＵ相電圧とｄ軸加算手段の加算値とを加算するＵ
相加算手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＶ相
電圧とｄ軸加算手段の算出値とを加算するＶ相加算手段
と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＷ相電圧とｄ軸
加算手段の加算値とを加算するＷ相加算手段と、Ｕ相加
算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とから電力変換
器のＵ相出力信号に対する振幅指令と位相指令を生成す
るＵ相指令生成手段と、Ｖ相加算手段の算出値とｑ軸加
算手段の算出値とから電力変換器のＶ相出力信号に対す
る振幅指令と位相指令を生成するＶ相指令生成手段と、
Ｗ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とから電
力変換器のＷ相出力信号に対する振幅指令と位相指令を
生成するＷ相指令生成手段と、前記各相指令生成手段の
生成による振幅指令の中から進みの無効電力運転時には
最小値の振幅指令を選択し遅れの無効電力運転時には最
大値の振幅指令を選択する振幅指令選択手段と、前記各
相指令生成手段の生成による位相指令の中から最小値の
位相指令を選択する位相指令選択手段と、振幅指令選択
手段の選択による振幅指令と位相指令選択手段の選択に
よる位相指令とから電力変換器の各相のスイッチング素
子に対するスイッチング信号を生成して各相のスイッチ
ング素子を制御するスイッチング制御手段とを備えてい
る電力変換器の制御装置を構成したものである。

【００１１】第１乃至第６の装置のうちいずれか一つの
装置を含む第７の装置として、各相電圧検出手段は、各
相の電圧の位相を相異なる角度で順次移相する複数の遅
延回路と、各遅延回路の出力信号の絶対値を検出する複
数の絶対値検出回路と、各絶対値検出回路の検出値の中
から最大値を検出する最大値検出回路とから構成されて
いる電力変換器の制御装置を構成したものである。。

【００１２】第１乃至第６の装置のうちいずれか一つの
装置を含む第８の装置として、各相電圧検出手段は、各
相の電圧の位相を相異なる角度で順次移相する複数の遅
延回路と、各遅延回路の出力信号の絶対値を検出する複
数の絶対値検出回路と、各絶対値検出回路の検出値の中
から最大値を検出する最大値検出回路と、最大値検出回
路の検出値から実効値を検出する実効値検出回路とから
構成されている電力変換器の制御装置を構成したもので
ある。

【００１３】第１乃至第６の装置のうちいずれか一つの
装置を含む第９の装置として、各相電圧検出手段は、各
相の電圧の位相を相異なる角度で順次移相する複数の遅
延回路と、各遅延回路の出力信号の絶対値を検出する複
数の絶対値検出回路と、各絶対値検出回路の検出値の中
から最大値を検出する最大値検出回路と、最大値検出回
路の検出値から平均値を検出する平均値検出回路とから
構成されている電力変換器の制御装置を構成したもので
ある。

【００１４】

【作用】前記した手段によれば、電力変換器を制御する
に際して、３相交流系統の電圧と同じ方向の指令値とし
てｄ軸直流成分指令値と３相交流系統の電圧より９０度
移相した指令値としてｑ軸直流成分指令値とが生成され
ると共に、３相交流電流が固定座標系の２相交流電流に
変換され、２相交流電流が交流系統の電圧位相に従って
固定座標系のｄ軸直流成分とこの直流成分より９０度移
相したｑ軸直流成分に変換される。そしてｄ軸直流成分
指令値とｄ軸直流成分との偏差に応じたｄ軸電圧信号が
生成されると共にｑ軸直流成分指令値とｑ軸直流成分と
の偏差に応じたｑ軸電圧信号が生成される。更にｄ軸直
流成分に変圧器のインピーダンス相当量を掛け算して得
られた電圧成分がｄ軸電圧信号に加算され、ｑ軸直流成
分に変圧器のインピーダンス相当量を掛け算して得られ
た電圧成分がｑ軸電圧信号に加算される。ｄ軸電圧信号
には３相交流各相の電圧が独立に加算され、各相毎に加
算された電圧信号とｑ軸電圧信号とから各相の位相指令
と振幅指令が生成される。Ｕ相の位相指令と振幅指令か
らＵ相のスイッチング素子に対するスイッチング信号が
生成され、Ｗ相の位相指令と振幅指令からＷ相のスイッ
チング素子に対するスイッチング信号が生成され、Ｗ相
の位相指令と振幅指令からＷ相のスイッチング素子に対
するスイッチング信号が生成される。そして各相のスイ
ッチング素子が各相のスイッチング信号によって制御さ
れる。このとき電力系統で不平衡事故が発生していずれ
かの相の電圧が急変しても、各相の電圧の変化が各相電
圧検出手段によって検出され、この検出値に従って各相
の位相指令及び振幅指令が生成されるため、各相の電圧
の変化に応じて各相の出力電圧を制御することができ
る。このため不平衡事故時にも各相の電圧の変化に応じ
て電力変換器の出力電圧を制御することができる。

【００１５】また各相毎に位相指令と振幅指令を生成し
たあと、これらの指令の中から指定の指令を選択して電
力変換器を制御する場合、進みの無効電力運転時には最
小値の振幅指令を選択し、遅れの無効電力運転時には最
大値の振幅指令を選択し、各選択した振幅指令と位相移
相指令に従って各相のスイッチング素子を制御しても、
不平衡事故時には電力変換器に電流が流れない指令が選
択されることになるので、系統の不平衡事故時に電力変
換器に異常値を示めす信号が流れるのを防止することが
できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１には、自励式電力変換器を無効電力補償装
置に適用したときの実施例の構成が示されている。図１
において、交流系統１０は送電線１２を介して負荷１４
に接続されており、送電線１２から分岐した送電線に変
換用変圧器１６が接続されている。この変圧器１６には
自励式電力変換器としてのインバータ１８が接続されて
いる。このインバータ１８の直流入力側にはコンデンサ
Ｃが接続されている。そしてコンデンサＣ、インバータ
１８、変換用変圧器１６によって無効電力補償装置が構
成されている。このインバータ１８は自己消弧可能なサ
イリスタ群を備えており、各サイリスタの点弧位相角を
換えて電流の位相を電圧に対して進みまたは遅れに制御
することによって、無効電力を制御できるようになって
いる。そしてこのインバータ１８の各サイリスタの点弧
角を制御するための制御装置が以下のように構成されて
いる。

【００１７】インバータ１８の制御装置は、センサとし
て、３相交流系統の交流電流を検出する電流検出器２
０、３相交流系統の交流電圧を検出する交流電圧検出回
路２２を備えていると共に、電流パターンから指令値を
生成する指令値作成回路２４を備えている。更に各セン
サの出力信号及び指令値に従ってサイリスタの点弧位相
角を制御するために、加算器２６，２８、演算増幅回路
３０，３２、加算器３４，３６、３相／２相変換回路４
０、掛け算器４２，４４、各相電圧検出回路４６、加算
器４８，５０，５２、振幅位相変換回路５４，５６，５
８、ＰＷＭ制御回路６０，６２，６４を備えて構成され
ている。

【００１８】指令値作成回路２４は、図２に示されるよ
うに、インバータ１８の電流Ｉの電流パターンからｄ軸
直流成分指令値とｑ軸直流成分指令値とを生成し、各指
令値を加算器２６，２８へ出力するようになっている。
ｄ軸とｑ軸は回転座標系における軸を示し、ｄ軸は交流
系統１０の電圧と同じ方向の成分を示し、ｑ軸は交流系
統１０の電圧より９０度移相した成分を示すようになっ
ている。そして系統１０の電圧をＶｓ、変圧器１６のイ
ンピーダンスをＸ、インバータ１８の電流をＩ、インバ
ータ１８の出力電圧をＶｉとすると、インバータ１８の
電流と電圧及び交流系統１０の電圧との関係が図２のよ
うになり、インバータ１８に流す電流Ｉの値からｄ軸直
流成分指令値とｑ軸直流成分指令値が生成されることに
なる。そして各指令値は変換回路４０からの出力信号と
加算される。

【００１９】３相／２相変換回路３８は電流検出器２０
の検出電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを次の（１）式に従って固
定座標系の２相交流電流に変換する電流変換手段として
構成されている。

【００２０】

【数１】

【００２１】３相／２相変換回路３８の変換より得られ
た電流Ｉα，Ｉβは変換回路４０に入力され直流量の信
号に変換される。変換回路４０は、交流系統１０の電圧
位相θ（θ＝ωｔで、ω＝２πｆ）を用いて、次の
（２）式に従って、電流Ｉα，Ｉβを回転座標系のｄ軸
直流成分とｑ軸直流成分に変換する交流直流変換手段と
して構成されている。

【００２２】

【数２】

【００２３】変換回路４０出力のｄ軸直流成分は加算器
２６と掛け算器４２に入力され、ｑ軸直流成分は加算器
２８と掛け算器４４に入力される。

【００２４】加算器２６はｄ軸直流成分指令値とｄ軸直
流成分との偏差を算出するｄ軸電流偏差算出手段として
構成されており、加算器２８はｑ軸直流成分指令値と変
換回路４０出力のｑ軸直流成分との偏差を算出するｑ軸
電流偏差算出手段として構成されている。そして各加算
器２６，２８の出力信号がそれぞれ演算増幅回路３０，
３２に入力されている。演算増幅回路３０は加算器２６
からの信号に対して比例積分演算を行なって、加算器２
６から出力される偏差を零に抑制するためのｄ軸電圧信
号を生成するｄ軸電圧信号生成手段を構成するようにな
っている。また演算増幅回路３２は加算器２８からの偏
差信号に対して比例積分演算を行なって、加算器２８出
力の偏差を零に抑制するためのｑ軸電圧信号を生成する
ｑ軸電圧信号生成手段を構成するようになっている。そ
して各演算増幅回路３０，３２の出力信号はそれぞれ加
算器３４，３６へ出力される。加算器３４には掛け算器
４４の出力信号が入力され、加算器３６には掛け算器４
２の出力信号が入力されている。掛け算器４４はｑ軸直
流成分に変圧器１６のインピーダンス相当量Ｘを掛け算
した信号を出力するｑ軸掛け算手段として構成されてい
る。一方、掛け算器４２はｄ軸直流成分に変圧器１６の
インピーダンス相当量Ｘを掛け算するｄ軸掛け算手段を
構成している。そして加算器３４からは演算増幅回路３
０の出力信号と掛け算器４０の出力信号とを加算した信
号（Ｘ・Ｉｑ）が出力され、加算器３６からは演算増幅
回路３２の出力信号と掛け算器４２の出力信号とを加算
した信号（Ｘ・Ｉｄ）が出力される。すなわち加算器３
４はｄ軸加算手段として構成され、加算器３６はｑ軸加
算手段として構成されている。そして加算器３４の出力
信号が加算器４８，５０，５２を介してそれぞれ振幅位
相変換回路５４，５６，５８に入力されており、加算器
３６の出力信号が振幅位相変換回路５４，５６，５８に
直接入力されている。

【００２５】加算器４８はＵ相加算手段として、加算器
５０はＶ相加算手段として、加算器５２はＷ相加算手段
として構成されており、各加算器には各相電圧検出回路
４６から各相の直流量の電圧信号が入力されている。

【００２６】各相電圧検出回路４６は多相整流機能を備
えており、交流電圧検出回路２２の検出電圧から各相の
直流量の電圧信号として最大値の信号を検出するように
なっている。そして具体的な構成が図３に示されてい
る。なお、図３ではＵ相のみの構成が示されている。こ
の各相電圧検出回路４６は各相の電圧の位相を相異なる
角度で順次移相する複数の遅延回路ＤＬ１，ＤＬ２，Ｄ
Ｌ３……，各遅延回路の出力信号の絶対値を検出する複
数の絶対値検出回路ＡＢ１，ＡＢ２，ＡＢ３……，各絶
対値検出回路の検出値の中から最大値を検出する最大値
検出回路ＭＡＸを備えて構成されている。そして各加算
器４８，５０，５２に加算器３４から最大値に相当する
信号が入力されているときには、各相の電圧の最大値を
示す信号がそのまま加算器４８，５０，５２に入力され
る。一方、各加算器４８，５０，５２に加算器３４から
平均値に相当する信号または実効値に相当する信号が入
力されているときには、最大値検出回路ＭＡＸのあとに
実効値検出回路または平均値検出回路を設け、各検出回
路の出力を各加算器４８，５０，５２に入力する。そし
て各加算器４８，５０，５２に各相電圧検出回路４６か
らの信号が加算されると、各加算器４８，５０，５２か
らは各相の電圧（Ｖｓ＋Ｘ・Ｉｑ）に相当する信号が出
力されることになる。

【００２７】振幅位相変換回路５４はＵ相指令生成手段
として、振幅位相変換回路５６はＶ相指令生成手段とし
て、振幅位相変換回路５８はＷ相指令生成手段として構
成されており、各振幅位相変換回路５４，５６，５８は
各加算器４８，５０，５２の出力信号（Ａ＝Ｖｓ＋Ｘ・
Ｉｐ）と加算器３６の出力信号（Ｂ＝Ｘ・Ｉｄ）とから
次の（３），（４）式に従って各相の振幅指令ｋと位相
指令θを生成するようになっている。

【００２８】

【数３】

【００２９】すなわち振幅位相変換回路３４からは、イ
ンバータ１８のＵ相出力信号に対する振幅指令と位相指
令が出力され、振幅位相変換回路５６からはインバータ
１８のＶ相出力信号に対する振幅指令と位相指令が出力
され、振幅位相変換回路５８からはインバータ１８のＷ
相出力信号に対する振幅指令と位相指令が出力されるこ
とになる。

【００３０】ＰＷＭ制御回路６０は、振幅位相変換回路
５４からの振幅指令と位相指令に従ってインバータ１８
のＵ相用サイリスタに対するスイッチング信号を生成し
てＵ相用サイリスタを制御するＵ相スイッチング制御手
段として構成されている。ＰＷＭ制御回路６２は、振幅
位相変換回路５６からの振幅指令と位相指令とからイン
バータ１８のＷ相用サイリスタに対するスイッチング信
号を生成してＷ相用サイリスタを制御するＷ相スイッチ
ング制御手段として構成されている。またＰＷＭ制御回
路６４は、振幅位相変換回路５８からの振幅指令と位相
指令に従ってインバータ１８のＷ相用サイリスタに対す
るスイッチング信号を生成してＷ相用サイリスタを制御
するＷ相スイッチング制御手段として構成されている。
各ＰＷＭ制御回路６０，６２，６４は、具体的には、図
４に示されるように、搬送波信号Ｃと変調波信号Ｍとを
比較し、搬送波信号Ｃ＜変調波信号Ｍのとき「１」の信
号を出力し、搬送波信号Ｃ＞変調波信号Ｍのとき「０」
となる信号を生成するようになっている。そして「１」
のときサイリスタがオンになり、「０」のときサイリス
タがオフとなる。ここで、振幅指令ｋが大きくなると変
調波信号Ｍの振幅が大きくなるので、インバータ１８の
出力電圧が大きくなる。逆に、振幅指令ｋが小さくなっ
たときには、インバータ１８の出力電圧は小さくなる。
また位相角は搬送波信号Ｃ及び変調波信号Ｍの交流系統
１０の電圧位相に対する位相角として表わされ、位相角
に応じてコンデンサＣの端子電圧が調整される。そして
無効電力補償装置の無効電力はこの直流電圧を規定値に
保った状態で振幅指令ｋの値を選択することによって制
御することができる。即ち、振幅指令ｋを大きくするこ
とによって進みの無効電力が制御でき、振幅指令ｋを小
さくすることによって遅れの無効電力を制御することが
できる。

【００３１】以上の構成において、電力系統１０から負
荷１４に交流電力が供給されているときに、インバータ
１８の運転を制御するに際して、系統の無効電力が進み
の状態にあるか遅くれの状態にあるかによって指令値が
作成される。そしてこの指令値と交流系統の電流及び電
圧に従って各相のサイリスに対するスイッチング信号が
生成される。このとき各相のスイッチング信号を生成す
るとき、振幅指令ｋを大きくすることによって進みの無
効電力が制御され、振幅指令ｋを小さくすることによっ
て遅れの無効電力が制御される。そして各相のスイッチ
ング信号を生成するときに、各相のスイッチング信号は
独立に生成され、しかも、各相の電圧が各相電圧検出回
路４６によって検出されている。このため交流系統１０
で不平衡事故が発生し、不平衡事故に伴なっていずれか
の相の電圧が急変しても、この電圧の変化に応じた信号
が各相電圧検出回路４６から出力され、この検出値に応
じた位相指令と振幅指令が生成される。従って、不平衡
事故によっていずれかの相の電圧が低下したときには事
故の生じた相の電圧が低く制御され、事故の生じた相の
電圧が高くなったときには事故の生じた相の出力電圧が
高くなる。これにより不平衡事故によってインバータ１
８に過電流が流れたり過電圧がサイリスタに印加したり
するのを防止することができる。

【００３２】更に、本実施例によれば、各相の電圧を検
出する際に、多相整流によって各相の電圧を検出してい
るため、各相の電圧を高速に検出することができ、不平
衡事故に迅速に対処することができる。

【００３３】次に、本発明の第２実施例を図５に従って
説明する。本実施例は、図１に示されるＰＷＭ制御回路
６０，６２，６４の換わりに、振幅指令選択回路６６，
位相指令選択回路６８、ＰＷＭ制御回路７０を設けたも
のであり、他の構成は図１と同様であり、図１と同一の
ものには同一符号が付されている。

【００３４】振幅指令選択回路６６は、振幅位相変換回
路５４，５６，５８から各相の振幅指令を受け、各振幅
指令の中から進みの無効電力運転時には最小値の振幅指
令を選択し、遅れの無効電力運転時には最大値の振幅指
令を選択する振幅指令選択手段として構成されている。
また位相指令選択回路６８は各振幅位相変換回路５４，
５６，５８から位相指令を受け、これら位相指令の中か
ら最小値の位相指令を選択する位相指令選択手段として
構成されている。ＰＷＭ制御回路７０は振幅指令選択回
路６６の選択による振幅指令と位相指令選択回路６８の
選択による位相指令を受け、各指令に従ってインバータ
１８の各相のサイリスタに対するスイッチング信号を生
成して各相のサイリスタを制御するスイッチング制御手
段として構成されている。なお、ＰＷＭ制御回路７０
は、ＰＷＭ制御回路６０，６２，６４と同様に、搬送波
信号Ｃと変調波信号Ｍとに従ってスイッチング信号を生
成するようになっている。

【００３５】本実施例によれば、各相のサイリスタはＰ
ＷＭ制御回路７０から出力されるスイッチング信号に従
って一括に制御されるが、不平衡事故時には、振幅指令
及び位相指令として、インバータ１８に電流が流れない
指令が選択されるため、前記実施例と同様に、系統の不
平衡事故時にインバータ１８に過電流が流れたりインバ
ータ１８のサイリスタに過電圧が印加されたりするのを
防止することができる。

【００３６】前記各実施例においては、ｄ軸直流成分と
ｑ軸直流成分を生成するに際して、３相交流電流を２相
交流電流に変換し、変換された２相交流電流を回転座標
系のｄ軸成分とｑ軸成分に変換するものについて述べた
が、ｄｑ変換を行なわずに、３相交流電流と３相交流電
圧から瞬時の無効電力と有効電力を求め、各電力を交流
電圧の大きさで割り算することによってｄ軸直流成分と
ｑ軸直流成分に相当する成分を求めることができる。

【００３７】すなわち、交流電圧検出回路２２の検出電
圧Ｖｕ，Ｖｖ、Ｖｗを固定座標型の２相交流電圧に変換
する３相／２相変換回路を設け、２相に変換された交流
電圧と３相／２相変換回路３８の出力電流とから次式に
従って瞬時実電力と瞬時虚電力を算出する電力算出回路
を設ける。

【００３８】

【数４】

【００３９】更に、交流電圧検出回路２２の出力から最
大値を検出する最大値検出回路を設け、電力算出回路と
最大値検出回路の出力信号を割り算回路に入力する。そ
して割り算回路においては、次式に従って実電流信号ｉ
ｄと虚電流信号ｉｑを算出する。

【００４０】

【数５】

【００４１】割り算回路で算出された実電流信号ｉｄと
虚電流信号ｉｑは以下の関係がある。

【００４２】

【数６】

【００４３】そして割り算回路の出力信号をそれぞれ加
算器２６，２８へ出力すると共に掛け算器４２，４４へ
出力すれば、前記実施例と同様に各相の位相指令と振幅
指令を生成することができる。この場合、ｄ軸直流成分
とｑ軸直流成分を生成するのに、交流系統１０の電圧位
相を検出する必要がないため、迅速かつ安定してスイッ
チング信号を生成することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電力変換器の各相の出力信号に対する位相指令と振幅指
令を各相毎に独立して生成し、各相の位相指令と各相の
振幅指令を各相の電圧に従って補正するようにしたた
め、系統の事故時に電力変換器に異常信号が流れるのを
防止することができ、電力系統の事故から電力変換器を
保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す自励式無効電力補償
装置の構成図である。

【図２】無効電力補償装置の動作を説明するための電圧
・電流のベクトル図である。

【図３】多相電圧検出回路の具体的構成図である。

【図４】ＰＷＭ制御回路の動作を説明するための波形図
である。

【図５】本発明の第２実施例を示す無効電力補償装置の
要部構成図である。

【符号の説明】

１０交流系統１２送電線１４負荷１６変換用変圧器１８インバータ２０電流検出器２２交流電圧検出回路２４指令値作成回路２６，２８加算器３０，３２演算増幅回路３４，３６加算器３８３相／２相変換回路４０変換回路４２，４４掛け算器４６各相電圧検出回路４８，５０，５２加算器５４，５６，５８振幅位相変換回路６０，６２，６４ＰＷＭ制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力変換器に接続された３相交流系統の
電流を検出する交流電流検出手段と、交流電流検出手段
の検出による３相交流電流を固定座標系の２相交流電流
に変換する電流変換手段と、電流変換手段出力の２相交
流電流を交流系統の電圧位相に従って回転座標系のｄ軸
直流成分とこの直流成分より９０度移相したｑ軸直流成
分に変換する交流直流変換手段と、交流直流変換手段出
力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成分指令値との偏差を算出
するｄ軸電流偏差算出手段と、交流直流変換手段出力の
ｑ軸直流成分とｑ軸直流成分指令値との偏差を算出する
ｑ軸電流偏差算出手段と、ｄ軸電流偏差算出手段の算出
値を零に抑制するためのｄ軸電圧信号を生成するｄ軸電
圧信号生成手段と、ｑ軸電流偏差算出手段の算出値を零
に抑制するためのｑ軸電圧信号を生成するｑ軸電圧信号
生成手段と、電力変換器と３相交流系統との間に挿入さ
れた変圧器のインピーダンス相当量に交流直流変換手段
出力のｄ軸直流成分を掛け算するｄ軸掛け算手段と、電
力変換器と３相交流系統との間に挿入された変圧器のイ
ンピーダンス相当量に交流直流変換手段出力のｑ軸直流
成分を掛け算するｑ軸掛け算手段と、ｑ軸掛け算手段の
算出値とｄ軸電圧信号生成手段の生成によるｄ軸電圧信
号とを加算するｄ軸加算手段と、ｄ軸掛け算手段の算出
値とｑ軸電圧信号生成手段の生成によるｑ軸電圧信号と
を加算するｑ軸加算手段と、３相交流系統の各相の電圧
を検出する各相電圧検出手段と、各相電圧検出手段の検
出電圧のうちＵ相電圧とｄ軸加算手段の加算値とを加算
するＵ相加算手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のう
ちＶ相電圧とｄ軸加算手段の算出値とを加算するＶ相加
算手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＷ相電圧
とｄ軸加算手段の加算値とを加算するＷ相加算手段と、
Ｕ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とから電
力変換器のＵ相出力信号に対する振幅指令と位相指令を
生成するＵ相指令生成手段と、Ｖ相加算手段の算出値と
ｑ軸加算手段の算出値とから電力変換器のＶ相出力信号
に対する振幅指令と位相指令を生成するＶ相指令生成手
段と、Ｗ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値と
から電力変換器のＷ相出力信号に対する振幅指令と位相
指令を生成するＷ相指令生成手段と、Ｕ相指令生成手段
の生成による振幅指令と位相指令とから電力変換器のＵ
相用スイッチング素子に対するスイッチング信号を生成
してＵ相用スイッチング素子を制御するＵ相スイッチン
グ制御手段と、Ｖ相指令生成手段の生成による振幅指令
と位相指令とから電力変換器のＶ相用スイッチング素子
に対するスイッチング信号を生成してＶ相用スイッチン
グ素子を制御するＶ相スイッチング制御手段と、Ｗ相指
令生成手段の生成による振幅指令と位相指令とから電力
変換器のＷ相用スイッチング素子に対するスイッチング
信号を生成してＷ相用スイッチング素子を制御するＷ相
スイッチング制御手段とを備えている電力変換器の制御
装置。
【請求項２】電力変換器に接続された３相交流系統の
電流を検出する交流電流検出手段と、交流電流検出手段
の検出による３相交流電流を固定座標系の２相交流電流
に変換する電流変換手段と、電流変換手段出力の２相交
流電流を交流系統の電圧位相に従って回転座標系のｄ軸
直流成分とこの直流成分より９０度移相したｑ軸直流成
分に変換する交流直流変換手段と、交流直流変換手段出
力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成分指令値との偏差を算出
するｄ軸電流偏差算出手段と、交流直流変換手段出力の
ｑ軸直流成分とｑ軸直流成分指令値との偏差を算出する
ｑ軸電流偏差算出手段と、ｄ軸電流偏差算出手段の算出
値を零に抑制するためのｄ軸電圧信号を生成するｄ軸電
圧信号生成手段と、ｑ軸電流偏差算出手段の算出値を零
に抑制するためのｑ軸電圧信号を生成するｑ軸電圧信号
生成手段と、電力変換器と３相交流系統との間に挿入さ
れた変圧器のインピーダンス相当量に交流直流変換手段
出力のｄ軸直流成分を掛け算するｄ軸掛け算手段と、電
力変換器と３相交流系統との間に挿入された変圧器のイ
ンピーダンス相当量に交流直流変換手段出力のｑ軸直流
成分を掛け算するｑ軸掛け算手段と、ｑ軸掛け算手段の
算出値とｄ軸電圧信号生成手段の生成によるｄ軸電圧信
号とを加算するｄ軸加算手段と、ｄ軸掛け算手段の算出
値とｑ軸電圧信号生成手段の生成によるｑ軸電圧信号と
を加算するｑ軸加算手段と、３相交流系統の各相の電圧
を検出する各相電圧検出手段と、各相電圧検出手段の検
出電圧のうちＵ相電圧とｄ軸加算手段の加算値とを加算
するＵ相加算手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のう
ちＶ相電圧とｄ軸加算手段の算出値とを加算するＶ相加
算手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＷ相電圧
とｄ軸加算手段の加算値とを加算するＷ相加算手段と、
Ｕ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とから電
力変換器のＵ相出力信号に対する振幅指令と位相指令を
生成するＵ相指令生成手段と、Ｖ相加算手段の算出値と
ｑ軸加算手段の算出値とから電力変換器のＶ相出力信号
に対する振幅指令と位相指令を生成するＶ相指令生成手
段と、Ｗ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値と
から電力変換器のＷ相出力信号に対する振幅指令と位相
指令を生成するＷ相指令生成手段と、前記各相指令生成
手段の生成による振幅指令の中から指定の振幅指令を選
択する振幅指令選択手段と、前記各相指令生成手段の生
成による位相指令の中から指定の位相指令を選択する位
相指令選択手段と、振幅指令選択手段の選択による振幅
指令と位相指令選択手段の選択による位相指令とから電
力変換器の各相のスイッチング素子に対するスイッチン
グ信号を生成して各相のスイッチング素子を制御するス
イッチング制御手段とを備えている電力変換器の制御装
置。
【請求項３】電力変換器に接続された３相交流系統の
電流を検出する交流電流検出手段と、交流電流検出手段
の検出による３相交流電流を固定座標系の２相交流電流
に変換する電流変換手段と、電流変換手段出力の２相交
流電流を交流系統の電圧位相に従って回転座標系のｄ軸
直流成分とこの直流成分より９０度移相したｑ軸直流成
分に変換する交流直流変換手段と、交流直流変換手段出
力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成分指令値との偏差を算出
するｄ軸電流偏差算出手段と、交流直流変換手段出力の
ｑ軸直流成分とｑ軸直流成分指令値との偏差を算出する
ｑ軸電流偏差算出手段と、ｄ軸電流偏差算出手段の算出
値を零に抑制するためのｄ軸電圧信号を生成するｄ軸電
圧信号生成手段と、ｑ軸電流偏差算出手段の算出値を零
に抑制するためのｑ軸電圧信号を生成するｑ軸電圧信号
生成手段と、電力変換器と３相交流系統との間に挿入さ
れた変圧器のインピーダンス相当量に交流直流変換手段
出力のｄ軸直流成分を掛け算するｄ軸掛け算手段と、電
力変換器と３相交流系統との間に挿入された変圧器のイ
ンピーダンス相当量に交流直流変換手段出力のｑ軸直流
成分を掛け算するｑ軸掛け算手段と、ｑ軸掛け算手段の
算出値とｄ軸電圧信号生成手段の生成によるｄ軸電圧信
号とを加算するｄ軸加算手段と、ｄ軸掛け算手段の算出
値とｑ軸電圧信号生成手段の生成によるｑ軸電圧信号と
を加算するｑ軸加算手段と、３相交流系統の各相の電圧
を検出する各相電圧検出手段と、各相電圧検出手段の検
出電圧のうちＵ相電圧とｄ軸加算手段の加算値とを加算
するＵ相加算手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のう
ちＶ相電圧とｄ軸加算手段の算出値とを加算するＶ相加
算手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＷ相電圧
とｄ軸加算手段の加算値とを加算するＷ相加算手段と、
Ｕ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値とから電
力変換器のＵ相出力信号に対する振幅指令と位相指令を
生成するＵ相指令生成手段と、Ｖ相加算手段の算出値と
ｑ軸加算手段の算出値とから電力変換器のＶ相出力信号
に対する振幅指令と位相指令を生成するＶ相指令生成手
段と、Ｗ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値と
から電力変換器のＷ相出力信号に対する振幅指令と位相
指令を生成するＷ相指令生成手段と、前記各相指令生成
手段の生成による振幅指令の中から進みの無効電力運転
時には最小値の振幅指令を選択し遅れの無効電力運転時
には最大値の振幅指令を選択する振幅指令選択手段と、
前記各相指令生成手段の生成による位相指令の中から最
小値の位相指令を選択する位相指令選択手段と、振幅指
令選択手段の選択による振幅指令と位相指令選択手段の
選択による位相指令とから電力変換器の各相のスイッチ
ング素子に対するスイッチング信号を生成して各相のス
イッチング素子を制御するスイッチング制御手段とを備
えている電力変換器の制御装置。
【請求項４】電力変換器に接続された３相交流系統の
電流を検出する交流電流検出手段と、交流電流検出手段
の検出による３相交流電流を固定座標系の２相交流電流
に変換する電流変換手段と、前記３相交流系統の電圧を
検出する交流電圧検出手段と、交流電圧検出手段の検出
による３相交流電圧を固定座標系の２相交流電圧に変換
する電圧変換手段と、電流変換手段出力の２相交流電流
と電圧変換手段出力の２相交流電圧とから瞬時実電力と
瞬時虚電力を算出する電力算出手段と、電力算出手段の
各算出電力と前記交流電圧検出手段の検出値とに従って
回転座標系のｄ軸直流成分とこの直流成分より９０度移
相したｑ軸直流成分を算出する演算手段と、演算手段出
力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成分指令値との偏差を算出
するｄ軸電流偏差算出手段と、演算手段出力のｑ軸直流
成分とｑ軸直流成分指令値との偏差を算出するｑ軸電流
偏差算出手段と、ｄ軸電流偏差算出手段の算出値を零に
抑制するためのｄ軸電圧信号を生成するｄ軸電圧信号生
成手段と、ｑ軸電流偏差算出手段の算出値を零に抑制す
るためのｑ軸電圧信号を生成するｑ軸電圧信号生成手段
と、電力変換器と３相交流系統との間に挿入された変圧
器のインピーダンス相当量に演算手段出力のｄ軸直流成
分を掛け算するｄ軸掛け算手段と、電力変換器と３相交
流系統との間に挿入された変圧器のインピーダンス相当
量に演算手段出力のｑ軸直流成分を掛け算するｑ軸掛け
算手段と、ｑ軸掛け算手段の算出値とｄ軸電圧信号生成
手段の生成によるｄ軸電圧信号とを加算するｄ軸加算手
段と、ｄ軸掛け算手段の算出値とｑ軸電圧信号生成手段
の生成によるｑ軸電圧信号とを加算するｑ軸加算手段
と、３相交流系統の各相の電圧を検出する各相電圧検出
手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＵ相電圧と
ｄ軸加算手段の加算値とを加算するＵ相加算手段と、各
相電圧検出手段の検出電圧のうちＶ相電圧とｄ軸加算手
段の算出値とを加算するＶ相加算手段と、各相電圧検出
手段の検出電圧のうちＷ相電圧とｄ軸加算手段の加算値
とを加算するＷ相加算手段と、Ｕ相加算手段の算出値と
ｑ軸加算手段の算出値とから電力変換器のＵ相出力信号
に対する振幅指令と位相指令を生成するＵ相指令生成手
段と、Ｖ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値と
から電力変換器のＶ相出力信号に対する振幅指令と位相
指令を生成するＶ相指令生成手段と、Ｗ相加算手段の算
出値とｑ軸加算手段の算出値とから電力変換器のＷ相出
力信号に対する振幅指令と位相指令を生成するＷ相指令
生成手段と、Ｕ相指令生成手段の生成による振幅指令と
位相指令とから電力変換器のＵ相用スイッチング素子に
対するスイッチング信号を生成してＵ相用スイッチング
素子を制御するＵ相スイッチング制御手段と、Ｖ相指令
生成手段の生成による振幅指令と位相指令とから電力変
換器のＶ相用スイッチング素子に対するスイッチング信
号を生成してＶ相用スイッチング素子を制御するＶ相ス
イッチング制御手段と、Ｗ相指令生成手段の生成による
振幅指令と位相指令とから電力変換器のＷ相用スイッチ
ング素子に対するスイッチング信号を生成してＷ相用ス
イッチング素子を制御するＷ相スイッチング制御手段と
を備えている電力変換器の制御装置。
【請求項５】電力変換器に接続された３相交流系統の
電流を検出する交流電流検出手段と、交流電流検出手段
の検出による３相交流電流を固定座標系の２相交流電流
に変換する電流変換手段と、前記３相交流系統の電圧を
検出する交流電圧検出手段と、交流電圧検出手段の検出
による３相交流電圧を固定座標系の２相交流電圧に変換
する電圧変換手段と、電流変換手段出力の２相交流電流
と電圧変換手段出力の２相交流電圧とから瞬時実電力と
瞬時虚電力を算出する電力算出手段と、電力算出手段の
各算出電力と前記交流電圧検出手段の検出値とに従って
回転座標系のｄ軸直流成分とこの直流成分より９０度移
相したｑ軸直流成分を算出する演算手段と、演算手段出
力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成分指令値との偏差を算出
するｄ軸電流偏差算出手段と、演算手段出力のｑ軸直流
成分とｑ軸直流成分指令値との偏差を算出するｑ軸電流
偏差算出手段と、ｄ軸電流偏差算出手段の算出値を零に
抑制するためのｄ軸電圧信号を生成するｄ軸電圧信号生
成手段と、ｑ軸電流偏差算出手段の算出値を零に抑制す
るためのｑ軸電圧信号を生成するｑ軸電圧信号生成手段
と、電力変換器と３相交流系統との間に挿入された変圧
器のインピーダンス相当量に演算手段出力のｄ軸直流成
分を掛け算するｄ軸掛け算手段と、電力変換器と３相交
流系統との間に挿入された変圧器のインピーダンス相当
量に演算手段出力のｑ軸直流成分を掛け算するｑ軸掛け
算手段と、ｑ軸掛け算手段の算出値とｄ軸電圧信号生成
手段の生成によるｄ軸電圧信号とを加算するｄ軸加算手
段と、ｄ軸掛け算手段の算出値とｑ軸電圧信号生成手段
の生成によるｑ軸電圧信号とを加算するｑ軸加算手段
と、３相交流系統の各相の電圧を検出する各相電圧検出
手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＵ相電圧と
ｄ軸加算手段の加算値とを加算するＵ相加算手段と、各
相電圧検出手段の検出電圧のうちＶ相電圧とｄ軸加算手
段の算出値とを加算するＶ相加算手段と、各相電圧検出
手段の検出電圧のうちＷ相電圧とｄ軸加算手段の加算値
とを加算するＷ相加算手段と、Ｕ相加算手段の算出値と
ｑ軸加算手段の算出値とから電力変換器のＵ相出力信号
に対する振幅指令と位相指令を生成するＵ相指令生成手
段と、Ｖ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値と
から電力変換器のＶ相出力信号に対する振幅指令と位相
指令を生成するＶ相指令生成手段と、Ｗ相加算手段の算
出値とｑ軸加算手段の算出値とから電力変換器のＷ相出
力信号に対する振幅指令と位相指令を生成するＷ相指令
生成手段と、前記各相指令生成手段の生成による振幅指
令の中から指定の振幅指令を選択する振幅指令選択手段
と、前記各相指令生成手段の生成による位相指令の中か
ら指定の位相指令を選択する位相指令選択手段と、振幅
指令選択手段の選択による振幅指令と位相指令選択手段
の選択による位相指令とから電力変換器の各相のスイッ
チング素子に対するスイッチング信号を生成して各相の
スイッチング素子を制御するスイッチング制御手段とを
備えている電力変換器の制御装置。
【請求項６】電力変換器に接続された３相交流系統の
電流を検出する交流電流検出手段と、交流電流検出手段
の検出による３相交流電流を固定座標系の２相交流電流
に変換する電流変換手段と、前記３相交流系統の電圧を
検出する交流電圧検出手段と、交流電圧検出手段の検出
による３相交流電圧を固定座標系の２相交流電圧に変換
する電圧変換手段と、電流変換手段出力の２相交流電流
と電圧変換手段出力の２相交流電圧とから瞬時実電力と
瞬時虚電力を算出する電力算出手段と、電力算出手段の
各算出電力と前記交流電圧検出手段の検出値とに従って
回転座標系のｄ軸直流成分とこの直流成分より９０度移
相したｑ軸直流成分を算出する演算手段と、演算手段出
力のｄ軸直流成分とｄ軸直流成分指令値との偏差を算出
するｄ軸電流偏差算出手段と、演算手段出力のｑ軸直流
成分とｑ軸直流成分指令値との偏差を算出するｑ軸電流
偏差算出手段と、ｄ軸電流偏差算出手段の算出値を零に
抑制するためのｄ軸電圧信号を生成するｄ軸電圧信号生
成手段と、ｑ軸電流偏差算出手段の算出値を零に抑制す
るためのｑ軸電圧信号を生成するｑ軸電圧信号生成手段
と、電力変換器と３相交流系統との間に挿入された変圧
器のインピーダンス相当量に演算手段出力のｄ軸直流成
分を掛け算するｄ軸掛け算手段と、電力変換器と３相交
流系統との間に挿入された変圧器のインピーダンス相当
量に演算手段出力のｑ軸直流成分を掛け算するｑ軸掛け
算手段と、ｑ軸掛け算手段の算出値とｄ軸電圧信号生成
手段の生成によるｄ軸電圧信号とを加算するｄ軸加算手
段と、ｄ軸掛け算手段の算出値とｑ軸電圧信号生成手段
の生成によるｑ軸電圧信号とを加算するｑ軸加算手段
と、３相交流系統の各相の電圧を検出する各相電圧検出
手段と、各相電圧検出手段の検出電圧のうちＵ相電圧と
ｄ軸加算手段の加算値とを加算するＵ相加算手段と、各
相電圧検出手段の検出電圧のうちＶ相電圧とｄ軸加算手
段の算出値とを加算するＶ相加算手段と、各相電圧検出
手段の検出電圧のうちＷ相電圧とｄ軸加算手段の加算値
とを加算するＷ相加算手段と、Ｕ相加算手段の算出値と
ｑ軸加算手段の算出値とから電力変換器のＵ相出力信号
に対する振幅指令と位相指令を生成するＵ相指令生成手
段と、Ｖ相加算手段の算出値とｑ軸加算手段の算出値と
から電力変換器のＶ相出力信号に対する振幅指令と位相
指令を生成するＶ相指令生成手段と、Ｗ相加算手段の算
出値とｑ軸加算手段の算出値とから電力変換器のＷ相出
力信号に対する振幅指令と位相指令を生成するＷ相指令
生成手段と、前記各相指令生成手段の生成による振幅指
令の中から進みの無効電力運転時には最小値の振幅指令
を選択し遅れの無効電力運転時には最大値の振幅指令を
選択する振幅指令選択手段と、前記各相指令生成手段の
生成による位相指令の中から最小値の位相指令を選択す
る位相指令選択手段と、振幅指令選択手段の選択による
振幅指令と位相指令選択手段の選択による位相指令とか
ら電力変換器の各相のスイッチング素子に対するスイッ
チング信号を生成して各相のスイッチング素子を制御す
るスイッチング制御手段とを備えている電力変換器の制
御装置。
【請求項７】各相電圧検出手段は、各相の電圧の位相
を相異なる角度で順次移相する複数の遅延回路と、各遅
延回路の出力信号の絶対値を検出する複数の絶対値検出
回路と、各絶対値検出回路の検出値の中から最大値を検
出する最大値検出回路とから構成されている請求項１、
２、３、４、５または６記載の電力変換器の制御装置。
【請求項８】各相電圧検出手段は、各相の電圧の位相
を相異なる角度で順次移相する複数の遅延回路と、各遅
延回路の出力信号の絶対値を検出する複数の絶対値検出
回路と、各絶対値検出回路の検出値の中から最大値を検
出する最大値検出回路と、最大値検出回路の検出値から
実効値を検出する実効値検出回路とから構成されている
請求項１、２、３、４、５または６記載の電力変換器の
制御装置。
【請求項９】各相電圧検出手段は、各相の電圧の位相
を相異なる角度で順次移相する複数の遅延回路と、各遅
延回路の出力信号の絶対値を検出する複数の絶対値検出
回路と、各絶対値検出回路の検出値の中から最大値を検
出する最大値検出回路と、最大値検出回路の検出値から
平均値を検出する平均値検出回路とから構成されている
請求項１、２、３、４、５または６記載の電力変換器の
制御装置。