JPH0646866B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JPH0646866B2 JPH0646866B2 JP59258517A JP25851784A JPH0646866B2 JP H0646866 B2 JPH0646866 B2 JP H0646866B2 JP 59258517 A JP59258517 A JP 59258517A JP 25851784 A JP25851784 A JP 25851784A JP H0646866 B2 JPH0646866 B2 JP H0646866B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- current
- power converter
- voltage
- converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、直流リアクトルを介して接続される２台の変
換器により構成される電力変換装置において、電流制御
負荷側変換器の直流側電圧脈動の影響に対する電流制御
系の追従性や安定性を向上させることができる電力変換
装置に関する。
換器により構成される電力変換装置において、電流制御
負荷側変換器の直流側電圧脈動の影響に対する電流制御
系の追従性や安定性を向上させることができる電力変換
装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 第５図に直流リアクトルを介して接続される２台の変換
器により構成される電力変換装置の一例を示す。
器により構成される電力変換装置の一例を示す。
第５図で１は三相交流電源、２は三相交流電源１に接続
され、交流を直流に変換する順変換器、３は順変換器２
に接続され、直流電流脈動を抑える直流リアクトル、４
は直流リアクトル３を介して順変換器２と接続され、直
流を交流に変換する逆変換器、５は逆変換器４の交流側
に接続され駆動される交流電動機である。
され、交流を直流に変換する順変換器、３は順変換器２
に接続され、直流電流脈動を抑える直流リアクトル、４
は直流リアクトル３を介して順変換器２と接続され、直
流を交流に変換する逆変換器、５は逆変換器４の交流側
に接続され駆動される交流電動機である。
第５図の電力変換装置は、交流電源１から交流電動機５
へあるいは逆に交流電動機５から交流電源１へ電力をＡ
Ｃ−ＤＣ−ＡＣの形で変換する電力変換装置である。
へあるいは逆に交流電動機５から交流電源１へ電力をＡ
Ｃ−ＤＣ−ＡＣの形で変換する電力変換装置である。
従来、第５図の電力変換装置ではマイナー電流制御を持
っており、一方の変換器、例えば順変換器２の位相制御
により、その直流側電圧を制御して電流制御を行ってい
る。この電流制御を行う変換器を電流制御側変換器と呼
ぶことにする。この電流制御系は基本的に電流制御側変
換器２の転流周期を１周期とするサンプリング系となっ
ている。
っており、一方の変換器、例えば順変換器２の位相制御
により、その直流側電圧を制御して電流制御を行ってい
る。この電流制御を行う変換器を電流制御側変換器と呼
ぶことにする。この電流制御系は基本的に電流制御側変
換器２の転流周期を１周期とするサンプリング系となっ
ている。
一方、逆変換器４は電流制御系からみて負荷側になるの
で、電流制御負荷側変換器と呼ぶことにする。この電流
制御負荷側変換器４の直流側電圧は、この変換器の転流
周期を１周期として脈動し、この脈動電圧が、上記電流
制御系の外乱となる。この外乱の周波数は交流電動機５
の周波数で決まるため、電流制御系のサンプリング周波
数とは独立しており、さらに電流制御系のサンプリング
周波数と同じか、それ以上になる場合もあり比較的高い
周波数である。
で、電流制御負荷側変換器と呼ぶことにする。この電流
制御負荷側変換器４の直流側電圧は、この変換器の転流
周期を１周期として脈動し、この脈動電圧が、上記電流
制御系の外乱となる。この外乱の周波数は交流電動機５
の周波数で決まるため、電流制御系のサンプリング周波
数とは独立しており、さらに電流制御系のサンプリング
周波数と同じか、それ以上になる場合もあり比較的高い
周波数である。
従って、この外乱の影響を電流基準に対する電流フィー
ドバックの偏差により制御系が応答するフィードバック
制御で除去することは不可能であった。そのため、電流
制御系の追従性及び安定性が低下する欠点があった。
ドバックの偏差により制御系が応答するフィードバック
制御で除去することは不可能であった。そのため、電流
制御系の追従性及び安定性が低下する欠点があった。
［発明の目的］ 本発明は前記従来技術の欠点に鑑みて、電流制御負荷側
変換器の直流電圧脈動による電流制御系に対する外乱の
影響を、簡単な構成により除去することのできる直流リ
ンク電力変換装置を提供することを目的とする。
変換器の直流電圧脈動による電流制御系に対する外乱の
影響を、簡単な構成により除去することのできる直流リ
ンク電力変換装置を提供することを目的とする。
上記目的は、本発明によれば、電流制御側変換器の転流
周期間の負荷側の変換器の直流側電圧の平均値を上記周
期毎に予測演算した値を電流制御の出力に加えることに
よって、上記負荷側変換器の直流電圧の脈動の影響を打
ち消すように、電流制御側変換器の直流電圧を制御する
ことによって達成できる。
周期間の負荷側の変換器の直流側電圧の平均値を上記周
期毎に予測演算した値を電流制御の出力に加えることに
よって、上記負荷側変換器の直流電圧の脈動の影響を打
ち消すように、電流制御側変換器の直流電圧を制御する
ことによって達成できる。
［実施例］ 本発明の一実施例を第１図に示す。第１図で第５図と同
一番号を付した構成要素は同一要素である。
一番号を付した構成要素は同一要素である。
第１図で、６は順変換器２の交流入力電流を検出するた
めの電流変成器３、７は電流変成器６の出力から直流リ
アクトル３に流れる電流を検出するための電流検出器、
８は交流電動機５の交流電圧を検出するための電圧検出
変圧器、９は電圧検出器８の出力から交流電圧位相を検
出すると供に制御進み角βにより補正された位相信号θ
２を出力する位相検出器、１０は電圧検出器８の出力か
ら交流電圧周波数２を検出する周波数検出器、１１は
電圧検出器８の出力から、交流電圧の大きさ（電動機電
圧）Ｖ２を検出する電圧検出器、βは逆変換器４の制御
進み角、１２は位相検出器９と周波数検出器１０から得
られるθ２と２から順変換器２の転流周期毎に逆変換
器４の直流側の正規化した電圧波形を予測し、転流周期
間の平均値をとるための波形予測積分器、１３は波形予
測積分器１２の出力に、電圧検出器１１の出力Ｖ２を乗
算する乗算器、Ｉｄ ＊は電流基準、１４は電流基準Ｉｄ
＊と電流検出器７から得られる電流フィードバックの偏
差を入力として電流制御を行う電流制御増幅器、１５は
電流制御増幅器１４の出力から順変換器２の直流側電圧
を制御する位相制御器１７は電圧検出器８から交流電圧
位相を検出すると共に制御進み角βに応じ転流指令を出
力する位相制御器である。
めの電流変成器３、７は電流変成器６の出力から直流リ
アクトル３に流れる電流を検出するための電流検出器、
８は交流電動機５の交流電圧を検出するための電圧検出
変圧器、９は電圧検出器８の出力から交流電圧位相を検
出すると供に制御進み角βにより補正された位相信号θ
２を出力する位相検出器、１０は電圧検出器８の出力か
ら交流電圧周波数２を検出する周波数検出器、１１は
電圧検出器８の出力から、交流電圧の大きさ（電動機電
圧）Ｖ２を検出する電圧検出器、βは逆変換器４の制御
進み角、１２は位相検出器９と周波数検出器１０から得
られるθ２と２から順変換器２の転流周期毎に逆変換
器４の直流側の正規化した電圧波形を予測し、転流周期
間の平均値をとるための波形予測積分器、１３は波形予
測積分器１２の出力に、電圧検出器１１の出力Ｖ２を乗
算する乗算器、Ｉｄ ＊は電流基準、１４は電流基準Ｉｄ
＊と電流検出器７から得られる電流フィードバックの偏
差を入力として電流制御を行う電流制御増幅器、１５は
電流制御増幅器１４の出力から順変換器２の直流側電圧
を制御する位相制御器１７は電圧検出器８から交流電圧
位相を検出すると共に制御進み角βに応じ転流指令を出
力する位相制御器である。
第１図で本発明の特徴である構成要素について説明す
る。まず、位相検出器９は、交流電圧位相が制御進み角
βに達する毎に一定位相分をシフトして逆変換器４の直
流側電圧波形v2が正弦波のどの部分であるかを示す位相
θ２を検出する。この位相θ２は、電動機５の線間電圧
ピーク値をＶ２とすれば v2＝Ｖ２cosθ２ …(1) となる。v2の波形の一例を第２図に示す。第２図でａ点
において、逆変換器４は転流し、v2波形が図のように変
化した時、位相θ２は−６０°され常に(1)式が成立す
る。この転流タイミングは、位相制御器１７と共に与え
られる制御進み角βと、交流電圧位相により判断するこ
とができるのは明らかである。
る。まず、位相検出器９は、交流電圧位相が制御進み角
βに達する毎に一定位相分をシフトして逆変換器４の直
流側電圧波形v2が正弦波のどの部分であるかを示す位相
θ２を検出する。この位相θ２は、電動機５の線間電圧
ピーク値をＶ２とすれば v2＝Ｖ２cosθ２ …(1) となる。v2の波形の一例を第２図に示す。第２図でａ点
において、逆変換器４は転流し、v2波形が図のように変
化した時、位相θ２は−６０°され常に(1)式が成立す
る。この転流タイミングは、位相制御器１７と共に与え
られる制御進み角βと、交流電圧位相により判断するこ
とができるのは明らかである。
次に波形予測積分器１２について説明する。第２図は、
直流側電圧波形v2と補正された位相信号θ２の関係を示
した図で、順変換器２の転流周期であるｂ点からｃ点ま
での間v2の平均値v2mは、ｂ点からｃ点までの積分をす
ることにより、次式で求めることができる。
直流側電圧波形v2と補正された位相信号θ２の関係を示
した図で、順変換器２の転流周期であるｂ点からｃ点ま
での間v2の平均値v2mは、ｂ点からｃ点までの積分をす
ることにより、次式で求めることができる。
（但し、ｂ，ｃは時刻、θ２は時刻の関数） ここで、ｂ点におけるθ２をθ2b、逆変換器４の直流側
電圧v2をＶ2b、周波数を2bとし、ｂ点からｃ点までの
間における周波数変化と、電圧変化を無視すれば、(2)
式は となる。この(3)式は、ｂ点において、ｂ点からｃ点ま
での電圧波形v2を予測して、積分した値に他ならない。
電圧v2をＶ2b、周波数を2bとし、ｂ点からｃ点までの
間における周波数変化と、電圧変化を無視すれば、(2)
式は となる。この(3)式は、ｂ点において、ｂ点からｃ点ま
での電圧波形v2を予測して、積分した値に他ならない。
また、ｃ点からｄ点間の転流周期のように積分範囲の中
に、転流タイミングａ点を含んだ場合には、次の(4)式
を用いてｃ点からｄ点間のv2の平均値v2mを求めること
ができる。
に、転流タイミングａ点を含んだ場合には、次の(4)式
を用いてｃ点からｄ点間のv2の平均値v2mを求めること
ができる。
波形予測積分器１２は、上の(3)，(4)式を電圧の大きさ
を正規化して求める回路である。また、積分期間は、順
変換器２の転流周期を行うとすると、交流電源１の周波
数を１、順変換器２を３相全波形として１／６１と
なり５０Hzであれば、１／300（秒）となり、電動機回
転系の時定数に比べて非常に小さい値であるので、この
間の電動機電圧、周波数の変化を無視することができ
る。波形予測積分器１２の入力には、１／６１期間、
電動機電圧Ｖ２、周波数２と、直流側電圧波形v2を示
す位相θ２を与えればよい。
を正規化して求める回路である。また、積分期間は、順
変換器２の転流周期を行うとすると、交流電源１の周波
数を１、順変換器２を３相全波形として１／６１と
なり５０Hzであれば、１／300（秒）となり、電動機回
転系の時定数に比べて非常に小さい値であるので、この
間の電動機電圧、周波数の変化を無視することができ
る。波形予測積分器１２の入力には、１／６１期間、
電動機電圧Ｖ２、周波数２と、直流側電圧波形v2を示
す位相θ２を与えればよい。
第３図によって、本発明の動作を説明する。波形予測積
分器１２により、逆変換器４の直流側電圧v2を１／６
１期間毎に予測した平均値ｖ2kが与えられる。この予測
平均値ｖ2kを電流制御増幅器１４の出力に加算してやる
ことにより、電流制御系の出力と独立に、逆変換器４の
直流側電圧脈動に対抗する電圧を順変換器２から出力す
ることができる。従って、逆変換器４の直流側電圧脈動
の影響を受けない、追従性の良い、安定した電流制御を
構成することができる。
分器１２により、逆変換器４の直流側電圧v2を１／６
１期間毎に予測した平均値ｖ2kが与えられる。この予測
平均値ｖ2kを電流制御増幅器１４の出力に加算してやる
ことにより、電流制御系の出力と独立に、逆変換器４の
直流側電圧脈動に対抗する電圧を順変換器２から出力す
ることができる。従って、逆変換器４の直流側電圧脈動
の影響を受けない、追従性の良い、安定した電流制御を
構成することができる。
なお、以上の説明では、積分期間を順変換器２の転流周
期としたが、転流同期と異る周期で行っても同様の効果
を得ることができる。
期としたが、転流同期と異る周期で行っても同様の効果
を得ることができる。
本発明の他の実施例を第４図に示す。第４図で第１図と
同一番号を付した構成要素は同一要素である。第４図で
１６は交流電源１と異なる周波数の交流電源であり、交
流電源１から１６へあるいは１６から１ヘマイナー電流
制御により電力変換を行っている。第４図で第１図と異
なる点は、１６が交流電源であり、その周波数と電圧の
変動を無視できるので、周波数と電圧の検出を省略した
点である。交流電源１と１６は互いに異なる周波数であ
るため、電流制御負荷側変換器の直流側電圧脈動が電流
制御系の外乱となるが、第１図と同様に、この電圧脈動
に対抗する電圧を電流制御側変換器から発生でき、電圧
脈動の影響を打ち消すことができるのは明らかである。
同一番号を付した構成要素は同一要素である。第４図で
１６は交流電源１と異なる周波数の交流電源であり、交
流電源１から１６へあるいは１６から１ヘマイナー電流
制御により電力変換を行っている。第４図で第１図と異
なる点は、１６が交流電源であり、その周波数と電圧の
変動を無視できるので、周波数と電圧の検出を省略した
点である。交流電源１と１６は互いに異なる周波数であ
るため、電流制御負荷側変換器の直流側電圧脈動が電流
制御系の外乱となるが、第１図と同様に、この電圧脈動
に対抗する電圧を電流制御側変換器から発生でき、電圧
脈動の影響を打ち消すことができるのは明らかである。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、直流
リンク電力変換装置において、電流制御負荷側変換器の
直流側電圧脈動を予測した値を電流制御出力の位相基準
に加算することにより、この電圧脈動に対抗する電圧
を、電流制御側変換器により制御遅れなしで出力するこ
とに、本発明の特徴があり、負荷側変換器の直流側電圧
脈動の影響を、電流制御系と独立に打ち消すことにより
追従性の良い安定した電流制御系を構成できる効果があ
る。
リンク電力変換装置において、電流制御負荷側変換器の
直流側電圧脈動を予測した値を電流制御出力の位相基準
に加算することにより、この電圧脈動に対抗する電圧
を、電流制御側変換器により制御遅れなしで出力するこ
とに、本発明の特徴があり、負荷側変換器の直流側電圧
脈動の影響を、電流制御系と独立に打ち消すことにより
追従性の良い安定した電流制御系を構成できる効果があ
る。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図，第
３図は本発明の動作を説明する図、第４図は本発明の他
の実施例を示すブロック図、第５図は交流電動機を駆動
する電力変換器の一例を示す図である。 １…三相交流電源、２…順変換器、３…直流リアクト
ル、４…逆変換器、５…交流電動機、６…電流変成器、
７…電流検出器、８…電圧検出変圧器、９…位相検出
器、１０…周波数検出器、１１…電圧検出器、１２…波
形予測積分器、１３…乗算器、１４…電流制御増幅器、
１５…位相制御器、１６…１とは異なる周波数の交流電
源、１７…位相制御器。
３図は本発明の動作を説明する図、第４図は本発明の他
の実施例を示すブロック図、第５図は交流電動機を駆動
する電力変換器の一例を示す図である。 １…三相交流電源、２…順変換器、３…直流リアクト
ル、４…逆変換器、５…交流電動機、６…電流変成器、
７…電流検出器、８…電圧検出変圧器、９…位相検出
器、１０…周波数検出器、１１…電圧検出器、１２…波
形予測積分器、１３…乗算器、１４…電流制御増幅器、
１５…位相制御器、１６…１とは異なる周波数の交流電
源、１７…位相制御器。
Claims (2)
- 【請求項１】第１の交流電圧源に接続された第１の電力
変換器及び第２の交流電圧源に接続された第２の電力変
換器の直流側を直流リアクトルを介して接続すると共
に、前記第１の電力変換器の点弧位相を制御して前記直
流リアクトルに流れる電流を制御する電流制御手段と、
前記第２の電力変換器の転流位相を所定の制御進み角で
行う位相制御手段を備えた電力変換装置において、前記
第２の電力変換器の直流側電圧波形の理論値を示す式に
基づき、一定周期毎に、この一定周期間における前記第
２の電力変換器の直流側電圧波形の平均値を予測演算
し、この平均値で前記点弧位相を補正する手段を設けた
ことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】前記補正する手段は、前記第２の交流電圧
源の周波数２と電圧Ｖ２と位相θをそれぞれ検出し、
前記制御進み角βと検出位相θから前記第２の電力変換
器の転流周期毎に直流側電圧波形の位相を示す第２の位
相信号θ２に変換し、これらの２，Ｖ２，θ２から前
記一定周期間における前記第２の電力変換器の直流側電
圧波形の平均値を予測演算するようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59258517A JPH0646866B2 (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59258517A JPH0646866B2 (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61139270A JPS61139270A (ja) | 1986-06-26 |
| JPH0646866B2 true JPH0646866B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=17321307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59258517A Expired - Fee Related JPH0646866B2 (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646866B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5831828B2 (ja) * | 1975-04-18 | 1983-07-08 | 株式会社日立製作所 | 電力変換器の制御装置 |
-
1984
- 1984-12-07 JP JP59258517A patent/JPH0646866B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61139270A (ja) | 1986-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101033372B1 (ko) | 전류 제어형 전력 변환 장치 | |
| KR920001947B1 (ko) | 교류엘리베이터의 제어장치 | |
| JPH0646866B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH0662579A (ja) | 電圧形インバータ装置 | |
| JP4960374B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH08322153A (ja) | 無効電力補償用三相電力変換装置の制御方法 | |
| JPH0775342A (ja) | 電力変換装置 | |
| JP4370946B2 (ja) | 三相整流装置 | |
| JP2781602B2 (ja) | 電力変換器の制御装置及びそのシステム | |
| JPH06233546A (ja) | 電圧形インバータのｐｗｍ制御方法 | |
| JP4407145B2 (ja) | Ｐｗｍコンバータ制御装置 | |
| JPS5819169A (ja) | Ｐｗｍ制御変換器の制御方法 | |
| JP2637178B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH0767286B2 (ja) | 定電圧、定周波電源装置 | |
| JP2960569B2 (ja) | Ｐｗｍコンバータの制御装置 | |
| KR0186048B1 (ko) | 3상인버터의 출력전압 제어장치 | |
| JP2689434B2 (ja) | 誘導電動機の制御装置 | |
| JPS583571A (ja) | 電流検出回路 | |
| JP2004015897A (ja) | Ｐｗｍ整流器の出力制御方法およびその出力制御装置 | |
| JPH0419471Y2 (ja) | ||
| JPH10117481A (ja) | Ｐｗｍ制御自励式整流装置の制御方法 | |
| JPH09201059A (ja) | Ｐｗｍ制御自励式整流装置 | |
| JPH05260752A (ja) | コンバータの制御装置 | |
| JPS63133885A (ja) | 交流電動機の制御装置 | |
| JP2000209864A (ja) | 整流器の電流基準回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |