JPH0678564A - Controller of multiphase power converter - Google Patents

Controller of multiphase power converter

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JPH0678564A
JPH0678564A JP4226591A JP22659192A JPH0678564A JP H0678564 A JPH0678564 A JP H0678564A JP 4226591 A JP4226591 A JP 4226591A JP 22659192 A JP22659192 A JP 22659192A JP H0678564 A JPH0678564 A JP H0678564A
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power converter
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signal
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康之 杉浦
Shigeta Ueda
茂太 上田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 変圧器を使用した大容量自励式電力変換器に
おいて、変圧器の励磁電流から偏磁電流成分を検出して
これを打ち消すよう制御する。 【構成】 本発明の多相電力変換器の制御装置は、変圧
器4の各相の励磁電流を検出する励磁電流検出回路10
1と、励磁電流検出回路101の検出出力を取り込み、
この検出出力に含まれるオフセット成分及び各相の電源
の不平衡に起因する成分を補償する励磁電流補償回路2
01と、電力変換器21をPWM制御するための基準パ
ルス信号を生成する基準パルス発生回路32と、励磁電
流補償回路201の出力信号を取り込み、この出力信号
から偏磁状態が検出された場合には、該偏磁量に応じて
基準パルス信号のパルス幅を補正する偏磁補償回路30
1とを有する。
(57) [Summary] [Purpose] In a large-capacity self-exciting power converter using a transformer, control is performed to detect an eccentricity current component from the excitation current of the transformer and cancel it. A control device for a multi-phase power converter according to the present invention includes an exciting current detection circuit 10 for detecting an exciting current of each phase of a transformer 4.
1 and the detection output of the exciting current detection circuit 101,
Excitation current compensating circuit 2 for compensating the offset component included in the detection output and the component caused by the imbalance of the power supplies of the respective phases
01, a reference pulse generating circuit 32 for generating a reference pulse signal for PWM controlling the power converter 21, and an output signal of the exciting current compensating circuit 201, and when a biased magnetic state is detected from this output signal. Is a bias magnetic compensation circuit 30 that corrects the pulse width of the reference pulse signal according to the bias amount.
1 and.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、変圧器を介して負荷に
交流電力を供給する多相電力変換器の制御装置に係り、
特に大容量化が要求される電力変換器を使用する分野に
おいて好適な電力変換器の制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a controller for a multi-phase power converter that supplies AC power to a load via a transformer,
In particular, the present invention relates to a control device for a power converter that is suitable in the field of using a power converter that requires a large capacity.

【0002】[0002]

【従来の技術】インバータ等の多相電力変換器において
使用される変圧器の偏磁抑制制御法として、励磁電流一
周期の平均値に応じて電圧指令値の直流分を補正する方
法がある。通常は励磁電流一周期の積分結果は零となる
が、偏磁発生時には偏磁電流分が重畳され零とならな
い。積分結果の極性に応じて偏磁電流を減らす方向に電
圧指令値直流分を調節する。この例としては特開昭64
−5365号公報に示すような装置がある。
2. Description of the Related Art As a bias magnetic suppression control method for a transformer used in a multi-phase power converter such as an inverter, there is a method for correcting a DC component of a voltage command value according to an average value of one cycle of an exciting current. Normally, the integrated result of one cycle of the exciting current is zero, but when the magnetic bias occurs, the bias current component is superimposed and does not become zero. The DC component of the voltage command value is adjusted in the direction of reducing the eccentric current according to the polarity of the integration result. An example of this is JP-A-64
There is a device as disclosed in Japanese Patent No. 5365.

【0003】さらに変圧器磁束密度が最大となる付近の
正負の電流最大値をサンプルホールドして両者の差から
偏磁量を検出する方法がある。この例としては特開平3
−93475号公報に示すような装置がある。
Further, there is a method in which the maximum positive and negative current values in the vicinity of the maximum transformer magnetic flux density are sample-held and the amount of magnetic bias is detected from the difference between the two. As an example of this, Japanese Patent Laid-Open No.
There is a device as disclosed in Japanese Patent Publication No. 93475.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】特開昭64−5365
号公報に記載された従来装置では、偏磁量検出を電流一
周期の積分により検出するため、検出器のオフセット分
も含めて一周期にわたって積分される。電流検出器では
負荷電流と励磁電流を含んだ電流を検出する。通常、負
荷電流に対する励磁電流の割合は非常に小さく数%から
10%前後である。従って、検出しようとしている励磁
電流分に対してオフセット分が無視できなくなるため偏
磁検出の精度が低下するという問題があった。
Problems to be Solved by the Invention JP-A-64-5365
In the conventional device described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-242242, the detection of the amount of magnetic bias is detected by integrating the current for one cycle, so that the offset including the detector is integrated over one cycle. The current detector detects the current including the load current and the exciting current. Usually, the ratio of the exciting current to the load current is very small and is about several% to 10%. Therefore, there is a problem in that the offset amount cannot be ignored with respect to the exciting current to be detected, and the accuracy of the bias magnetism detection deteriorates.

【0005】また特開平3−93475号公報に記載さ
れた従来装置では励磁電流の正負の各々の最大値をサン
プルホールドするため、ノイズ等で電流瞬時値を誤検出
してしまうと非常に大きな偏磁が発生したとみなされ
る。この場合、誤った検出信号が偏磁抑制制御回路へ入
力されて、正常な偏磁抑制動作がなされない。
Further, in the conventional apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-93475, the positive and negative maximum values of the exciting current are sample-held, so if the current instantaneous value is erroneously detected due to noise or the like, a very large deviation will occur. It is considered that magnetism occurred. In this case, an incorrect detection signal is input to the bias suppression control circuit, and the normal bias suppression operation is not performed.

【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、変圧器の励磁電流を検出する電流検出器の
オフセットの影響を少なくでき、かつノイズによる誤検
出を防止できる多相電力変換器の制御装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to reduce the influence of the offset of the current detector for detecting the exciting current of the transformer and prevent the erroneous detection due to noise. An object of the present invention is to provide a control device for a container.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の多相電力変換器
の制御装置は、交流電力を直流電力に変換し、変圧器を
介して負荷に供給する多相電力変換器の制御装置におい
て、前記変圧器の各相の励磁電流を検出する励磁電流検
出手段と、前記変圧器の各相の励磁電流検出手段の検出
出力を取り込み、該検出出力に含まれるオフセット成分
及び各相の電源の不平衡に起因する成分を補償する励磁
電流補償手段と、前記電力変換器をPWM制御するため
の基準パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前
記励磁電流補償手段の出力信号を取り込み、該出力信号
から偏磁状態が検出された場合には、該偏磁量に応じて
前記基準パルス信号のパルス幅を補正する偏磁補償手段
とを有することを特徴とする。
A control device for a multi-phase power converter according to the present invention is a control device for a multi-phase power converter, which converts AC power into DC power and supplies the DC power to a load via a transformer. The excitation current detection means for detecting the excitation current of each phase of the transformer and the detection output of the excitation current detection means of each phase of the transformer are taken in, and the offset component contained in the detection output and the power supply failure of each phase. Exciting current compensating means for compensating a component caused by balance, pulse signal generating means for generating a reference pulse signal for PWM control of the power converter, and output signal of the exciting current compensating means, and the output signal And a bias magnetic compensating means for correcting the pulse width of the reference pulse signal according to the bias amount when the bias magnetic state is detected.

【0008】また本発明の多相電力変換器の制御装置
は、前記励磁電流補償手段は、励磁電流検出手段により
検出された各相の励磁電流の和に比例した値を各相の励
磁電流から減算する手段を有することを特徴とする。
Further, in the control device for a multi-phase power converter of the present invention, the exciting current compensating means calculates a value proportional to the sum of the exciting currents of the respective phases detected by the exciting current detecting means from the exciting currents of the respective phases. It is characterized by having means for subtracting.

【0009】さらに本発明の多相電力変換器の制御装置
は、前記偏磁補償手段は、各相の基準位相を検出する位
相検出手段と、前記励磁電流補償手段から出力された励
磁電流を積分する積分手段と、該積分手段の積分出力を
サンプルホールドするサンプルホールド手段と、前記位
相検出手段の検出出力に基づいて正側の前記基準パルス
信号が出力される期間の中点で前記積分手段をリセット
するリセット信号を生成するリセット信号発生手段と、
前記正側の複数の基準パルス信号のうち最初の基準パル
ス信号の立ち下がり時点で前記サンプルホールド手段の
サンプルホールド動作を行なわせるためのサンプル信号
を生成するサンプルホールド信号発生手段とを有するこ
とを特徴とする。
Further, in the control device for a multi-phase power converter of the present invention, the bias magnetizing compensating means integrates the exciting current output from the exciting current compensating means and the phase detecting means for detecting the reference phase of each phase. Integrating means, sample-hold means for sampling and holding the integrated output of the integrating means, and the integrating means at the midpoint of the period when the positive reference pulse signal is output based on the detection output of the phase detecting means. Reset signal generating means for generating a reset signal for resetting,
Sample hold signal generating means for generating a sample signal for performing the sample hold operation of the sample hold means at the time of falling of the first reference pulse signal of the plurality of positive side reference pulse signals. And

【0010】また本発明の多相電力変換器の制御装置
は、前記偏磁補償手段は、発生した偏磁を打ち消すよう
に偏磁の発生方向と極性が反対の方向に前記電力変換器
の出力が調整されるように前記パルス信号生成手段から
出力される基準パルス信号に対して前記補正パルスを加
減算する第1のパルス幅補正手段を有することを特徴と
する。
Further, in the control device for a multi-phase power converter of the present invention, the bias compensating means outputs the power converter in a direction opposite in polarity to the direction of bias generation so as to cancel the generated bias. So that the correction pulse is added to or subtracted from the reference pulse signal output from the pulse signal generation means so as to be adjusted.

【0011】さらに本発明の多相電力変換器の制御装置
は、前記偏磁補償手段は、前記基準パルス信号のパルス
幅の補正を1周期内の複数ある正側及び負側の基準パル
ス信号の最後の基準パルスの立ち下がり時点を基準に限
定された期間において行う第2のパルス幅補正手段を有
することを特徴とする。
Further, in the control device for a multi-phase power converter according to the present invention, the bias magnetic compensation means corrects the pulse width of the reference pulse signal for a plurality of positive side and negative side reference pulse signals in one cycle. It is characterized in that it has a second pulse width correcting means for performing a period limited to the trailing edge of the last reference pulse.

【0012】[0012]

【作用】上記構成の多相電力変換器の制御装置において
は、励磁電流検出手段により前記変圧器の各相の励磁電
流が検出され、前記変圧器の各相の励磁電流検出手段の
検出出力に含まれるオフセット成分及び各相の電源の不
平衡に起因する成分が励磁電流補償手段により除去され
る。前記励磁電流補償手段の出力信号から偏磁状態が検
出された場合には、偏磁補償手段により偏磁量に応じて
パルス信号生成手段により生成される基準パルス信号の
パルス幅が補正される。
In the controller of the multi-phase power converter having the above structure, the exciting current of each phase of the transformer is detected by the exciting current detecting means, and the detected output of the exciting current detecting means of each phase of the transformer is detected. The included offset component and the component caused by the imbalance of the power supplies of the respective phases are removed by the exciting current compensating means. When a bias magnetic state is detected from the output signal of the exciting current compensating means, the bias width compensating means corrects the pulse width of the reference pulse signal generated by the pulse signal generating means according to the bias amount.

【0013】また上記構成の多相電力変換器の制御装置
においては、位相検出手段により各相の基準位相を検出
される。
In the control device for the multi-phase power converter having the above structure, the reference phase of each phase is detected by the phase detecting means.

【0014】またリセット信号発生手段により前記位相
検出手段の検出出力に基づいて正側の前記基準パルス信
号が出力される期間の中点で前記積分手段をリセットす
るリセット信号が生成される。そして該リセット信号に
基づいて積分手段により前記励磁電流補償手段から出力
された励磁電流が積分される。
Further, the reset signal generating means generates a reset signal for resetting the integrating means at the midpoint of the period in which the positive reference pulse signal is output based on the detection output of the phase detecting means. Then, based on the reset signal, the exciting current output from the exciting current compensating means is integrated by the integrating means.

【0015】さらにサンプルホールド信号発生手段によ
り前記正側の複数の基準パルス信号のうち最初の基準パ
ルス信号の立ち下がり時点で前記サンプルホールド手段
のサンプルホールド動作を行なわせるためのサンプル信
号を生成される。該サンプル信号に基づいてサンプルホ
ールド手段により積分手段の積分出力がサンプルホール
ドされる。
Further, the sample and hold signal generating means generates a sample signal for performing the sample and hold operation of the sample and hold means at the time of falling of the first reference pulse signal of the plurality of positive side reference pulse signals. . The integrated output of the integrating means is sampled and held by the sample and hold means based on the sample signal.

【0016】したがって、電力変換器の出力側に接続さ
れた変圧器の励磁電流を検出する電流検出器のオフセッ
トの影響を少なくでき、かつノイズによる誤検出を防止
できる。
Therefore, the influence of the offset of the current detector for detecting the exciting current of the transformer connected to the output side of the power converter can be reduced, and erroneous detection due to noise can be prevented.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1には本発明に係る多相電力変換器の制御装置
の一実施例の構成が示されている。同図において、交流
電源1から出力された交流電力は、コンバータ2により
直流電力に変換され、電力変換器21で交流電力に戻し
た後、変圧器4を介して負荷5に供給されている。本発
明に係る制御装置は、偏磁抑制制御回路10と、制御回
路31と、基準パルス発生回路32と、ゲートパルス発
生回路33とを有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a control device for a multiphase power converter according to the present invention. In the figure, the AC power output from the AC power supply 1 is converted into DC power by the converter 2, returned to AC power by the power converter 21, and then supplied to the load 5 via the transformer 4. The control device according to the present invention includes a magnetic bias suppression control circuit 10, a control circuit 31, a reference pulse generation circuit 32, and a gate pulse generation circuit 33.

【0018】ところでコンデンサ3は負荷5との間で、
電力変換器21および変圧器4を介して充放電すること
によりコンデンサ3の両端電圧である直流電圧が変動す
るので、コンバータ2によりその出力電圧を調整した
り、制御回路31により直流電圧を調整する必要があ
る。そのため、制御回路31はコンデンサ3の端子間電
圧を直接、かつ負荷5の入力電圧を計器用変圧器8から
取り込み、負荷に供給される電流を計器用変流器7から
取り込んでそれぞれの電圧の値を制御する。
By the way, the capacitor 3 is connected between the load 5 and
Since the DC voltage, which is the voltage across the capacitor 3, fluctuates by charging and discharging through the power converter 21 and the transformer 4, the output voltage is adjusted by the converter 2 or the DC voltage is adjusted by the control circuit 31. There is a need. Therefore, the control circuit 31 takes in the voltage between the terminals of the capacitor 3 directly, takes in the input voltage of the load 5 from the instrument transformer 8, and takes in the current supplied to the load from the instrument current transformer 7 to obtain the respective voltages. Control the value.

【0019】また、制御回路31はこれらの検出値か
ら、負荷に与える電圧V*と位相差指令φ*の指令を出
力する。基準パルス発生回路32ではV*とφ*から所
望の出力電圧を得るためのオン・オフパルスを電力変換
器へ供給する。
Further, the control circuit 31 outputs the command of the voltage V * to be applied to the load and the phase difference command φ * from these detected values. The reference pulse generation circuit 32 supplies ON / OFF pulses for obtaining a desired output voltage from V * and φ * to the power converter.

【0020】本発明に係る多相電力変換器の制御装置で
は電力変換器(インバータ)21の出力側に設けられた
変圧器の偏磁を抑制するために偏磁抑制制御回路10を
有している。i1 、i2 はそれぞれ負荷側電流と変換器
側電流である。ここでは負荷側を一次、変換器側を二次
と定義する。変換器側の電流は計器用変流器6で検出さ
れる。偏磁抑制制御回路10では電流i1 、i2 の他に
ゲートパルスのスイッチング角度情報θP,θNを入力と
し、各相の基準信号Syを入力とする。
The control device for a multi-phase power converter according to the present invention has a bias magnetizing suppression control circuit 10 for suppressing bias magnetizing of the transformer provided on the output side of the power converter (inverter) 21. There is. i1 and i2 are the load side current and the converter side current, respectively. Here, the load side is defined as primary and the converter side is defined as secondary. The current on the converter side is detected by the instrument current transformer 6. The bias magnetic suppression control circuit 10 receives the gate pulse switching angle information θP and θN in addition to the currents i1 and i2, and receives the reference signal Sy of each phase.

【0021】偏磁発生時にはパルス幅補正したスイッチ
ング角度情報θP’,θN’を出力する。ゲートパルス発
生回路33では偏磁抑制制御回路10からパルス幅補正
されたスイッチング角度情報θP’,θN’を基に電力変
換器21に供給するゲートパルスを発生させる。
At the time of occurrence of magnetic bias, pulse width corrected switching angle information θP ', θN' is output. The gate pulse generation circuit 33 generates a gate pulse to be supplied to the power converter 21 based on the pulse width-corrected switching angle information θP ′ and θN ′ from the magnetic bias suppression control circuit 10.

【0022】次に偏磁抑制制御回路10の具体的構成を
第3図に示す。同図において励磁電流検出回路101は
3相分の回路構成1011、1012、1013からな
り、各相の励磁電流を検出する。励磁電流検出器101
1では1ブリッジ分の変圧器のU相の一次電流i1U と
二次電流i2U のアンペアターン差から励磁電流i0U
を出力する。i1U の二次換算電流をi1U’とすれば
i2U からi1U’を引くことにより励磁電流i0U を求め
ることができる。同様にV相、W相に関してもi0v,i
0wを求める。検出器不平衡補償回路201は三相間のア
ンバランスや電流検出時のオペアンプ等のオフセットを
補償する。各相の励磁電流i0U,i0v,i0wを加算器2
011で加え、平均回路2012で三相分を平均化した
結果を減算器2013、2014、2015に与え、回
路上のノイズを除去した励磁電流i0U’、i0v’、i0
w’を得る。
Next, FIG. 3 shows a specific configuration of the magnetic bias suppression control circuit 10. In the figure, the exciting current detection circuit 101 is composed of circuit configurations 1011 1012 1013 for three phases, and detects the exciting current of each phase. Exciting current detector 101
In 1, the excitation current i0U is calculated from the ampere-turn difference between the primary current i1U and the secondary current i2U of the U-phase transformer for one bridge.
Is output. If the secondary conversion current of i1U is i1U ', the exciting current i0U can be obtained by subtracting i1U' from i2U. Similarly, for the V phase and the W phase, i0v, i
Ask for 0w. The detector unbalance compensation circuit 201 compensates for the imbalance between the three phases and the offset of the operational amplifier or the like during current detection. Add the exciting currents i0U, i0v, i0w of each phase to the adder 2
The result obtained by averaging in 011 and averaging the three phases in the averaging circuit 2012 is given to the subtractors 2013, 2014 and 2015, and the excitation currents i0U ', i0v', i0 from which noise on the circuit is removed
get w '

【0023】次に偏磁補償回路301では各相それぞれ
に励磁電流の一周期分毎に各相の偏磁補償回路301
1、3012、3013で偏磁補償を行い、パルス幅補
正を行う。
Next, in the magnetic bias compensating circuit 301, the magnetic bias compensating circuit 301 for each phase for each cycle of the exciting current for each phase.
1, 30, 12 and 3013 perform bias magnetic compensation and pulse width correction.

【0024】次に偏磁抑制制御の動作説明を行う。図4
には図3における偏磁補償回路の具体的構成が示されて
おり、図2には図1、図3、図4の各回路の動作波形が
示されている。これらの図面を参照して特にU相を中心
に動作説明を行う。例えば図2(a)のような電圧波形
vが基準パルス発生回路32から出力され変圧器の巻線
に印加されているとすると磁束密度Bはvが積分され図
2(b)のような波形となる。鉄心に偏磁が発生してい
ない場合には励磁電流波形i0 は図2(b)とほぼ相似
な波形となる。偏磁が発生すると磁束密度Bがピーク値
をとる最初の部分において励磁電流は過大となり、図2
(c)のような電流波形となる。この図の○印で示した
部分では正側に偏磁した場合を示している。電圧波形に
おいては継続する正側電圧パルスの最後の部分θP付近
と継続する負側電圧パルスの最後の部分θN付近におい
て偏磁電流が発生しやすい。
Next, the operation of the magnetic bias suppression control will be described. Figure 4
3 shows a specific configuration of the bias compensating circuit in FIG. 3, and FIG. 2 shows operation waveforms of each circuit in FIG. 1, FIG. 3, and FIG. With reference to these drawings, the operation will be described mainly focusing on the U phase. For example, if the voltage waveform v as shown in FIG. 2A is output from the reference pulse generation circuit 32 and applied to the winding of the transformer, the magnetic flux density B is integrated with v, and the waveform as shown in FIG. Becomes When the magnetism is not generated in the iron core, the exciting current waveform i0 has a waveform substantially similar to that of FIG. 2 (b). When the demagnetization occurs, the exciting current becomes excessive in the first part where the magnetic flux density B reaches the peak value, and
The current waveform is as shown in (c). The portion marked with a circle in this figure shows the case where the magnetic field is biased to the positive side. In the voltage waveform, an eccentric current is likely to occur near the last portion θP of the continuous positive voltage pulse and near the final portion θN of the continuous negative voltage pulse.

【0025】そこで、変圧器の磁束偏磁の検出は磁束が
励磁電流にほぼ比例する事から、各相の励磁電流i0の
一周期分に関して正負のアンバランスを測定することで
達成できる。すなわち、各相の励磁電流i0の一周期分
を積分する。その積分結果の値の極性を打ち消す方向に
パルス幅調整することで偏磁抑制が可能になる。その動
作を具体的に説明する。
Therefore, since the magnetic flux deviation of the transformer can be detected, the magnetic flux is almost proportional to the exciting current. Therefore, it can be achieved by measuring the positive and negative imbalance for one cycle of the exciting current i0 of each phase. That is, one cycle of the exciting current i0 of each phase is integrated. The magnetic bias can be suppressed by adjusting the pulse width in the direction in which the polarity of the value of the integration result is canceled. The operation will be specifically described.

【0026】図2(d)はU相の基準信号Syuであ
る。U相偏磁補償回路3011の位相検出器3021は
U相の基準信号Syuを基に位相を検出し、リセット信
号発生器3022からU相積分リセット信号(図2
(e))を得る。このU相積分リセット信号の発生位相
は図2(a)の電圧波形の基準パルスの2個ある正側パ
ルスの中点毎に発生させる。
FIG. 2D shows the U-phase reference signal Syu. The phase detector 3021 of the U-phase bias magnetic compensation circuit 3011 detects the phase based on the U-phase reference signal Syu, and the reset signal generator 3022 outputs the U-phase integral reset signal (see FIG. 2).
(E)) is obtained. The generation phase of the U-phase integral reset signal is generated at each midpoint of two positive-side pulses of the reference pulse of the voltage waveform of FIG.

【0027】またサンプルホールド信号発生器3023
はU相サンプル信号(図2(g))を得る。このU相サ
ンプル信号の発生位相は図2(a)の電圧波形の基準パ
ルスの2個ある正側パルスの前のパルスの立ち下がり時
点に発生させる。
Further, a sample hold signal generator 3023
Obtains the U-phase sample signal (FIG. 2 (g)). The generation phase of this U-phase sample signal is generated at the time of the falling edge of the pulse before the two positive side pulses of the reference pulse of the voltage waveform of FIG.

【0028】P乗算基準発生器3024はP乗算信号
(図2(k))を得る。このP乗算信号は電圧波形(図
2(a))の基準パルスの2個ある正側パルスの後のパ
ルスの立ち下がり時点を中心に限定された時間幅twを
持ち、値が”1”のパルスである。
The P multiplication reference generator 3024 obtains the P multiplication signal (FIG. 2 (k)). This P-multiplied signal has a limited time width tw centered on the trailing edge of the pulse after the two positive-side pulses of the reference pulse of the voltage waveform (FIG. 2A), and the value is "1". It is a pulse.

【0029】N乗算基準発生器3025はN乗算信号
(図2(l))を得る。このN乗算信号は電圧波形(図
2(a))の基準パルスの2個ある負側パルスの後のパ
ルスの立ち下がり時点を中心に限定された時間幅twを
持ち、値が”1”のパルスである。
The N multiplication reference generator 3025 obtains the N multiplication signal (FIG. 2 (l)). This N-multiplied signal has a limited time width tw centered on the trailing edge of the pulse after the two negative-side pulses of the reference pulse of the voltage waveform (FIG. 2A), and the value is "1". It is a pulse.

【0030】さて、積分器3026は励磁電流i0U’の
信号をU相リセット信号から次のU相リセット信号まで
積分する。図2(f)は積分結果を示している。図2
(c)の様に偏磁がある時は一周期積分した結果は零に
ならず、hだけ積分値が残る。この残った積分値hをサ
ンプルホールド信号発生器3023により生成されるサ
ンプル信号でサンプルホールド器3027に記憶させ
る。
The integrator 3026 integrates the excitation current i0U 'signal from the U-phase reset signal to the next U-phase reset signal. FIG. 2F shows the integration result. Figure 2
When there is a demagnetization as in (c), the result of one-cycle integration does not become zero, and the integrated value remains for h. The remaining integrated value h is stored in the sample hold unit 3027 as a sample signal generated by the sample hold signal generator 3023.

【0031】サンプルホールド器3027の出力信号で
ある積分補正量SH(図2(h))は次のタイミングで
出力されるサンプル信号まで保持される。
The integral correction amount SH (FIG. 2 (h)), which is the output signal of the sample hold device 3027, is held until the sample signal output at the next timing.

【0032】次にゲイン要素3028、3029におい
て積分補正量SHからパルスの補正幅ΔθPu、ΔθNuを
得る。ゲイン特性が3028と3029で左右反転して
いるのは、偏磁電流を抑制するためのパルス幅補正方向
が正側パルスと負側パルスでは逆の関係となるからであ
る。SH>0なのでゲイン要素3028、3029によ
り位相補償量ΔθPUはΔθPU<0となり(図2
(i))、位相補償量ΔθNUはΔθNU>0となる(図2
(j))。
Next, in the gain elements 3028 and 3029, the pulse correction widths ΔθPu and ΔθNu are obtained from the integral correction amount SH. The reason that the gain characteristics are left / right reversed between 3028 and 3029 is that the pulse width correction direction for suppressing the eccentricity current has an opposite relationship between the positive side pulse and the negative side pulse. Since SH> 0, the phase compensation amount ΔθPU becomes ΔθPU <0 by the gain elements 3028 and 3029 (see FIG. 2).
(I)), the phase compensation amount ΔθNU is ΔθNU> 0 (Fig. 2
(J)).

【0033】乗算器3030は位相補償量はΔθPUとP
乗算信号を乗算して偏磁が発生した周期の直後の周期に
おける基準パルス発生回路32から出力される基準パル
ス電圧のスイッチング角度θPUは、P乗算信号と同期し
たタイミングでΔθPUだけ補正され、スイッチング角度
θPは小さくなる。
The multiplier 3030 has a phase compensation amount of Δθ PU and P
The switching angle θPU of the reference pulse voltage output from the reference pulse generation circuit 32 in the period immediately after the period in which the bias signal is generated by multiplying the multiplication signal is corrected by ΔθPU at the timing synchronized with the P multiplication signal to obtain the switching angle. θP becomes smaller.

【0034】また乗算器3031は位相補償量はΔθNU
とN乗算信号を乗算して偏磁が発生した周期の直後の周
期における基準パルス発生回路32から出力される基準
パルス電圧のスイッチング角度θNUは、N乗算信号と同
期したタイミングでΔθNUだけ補正され、スイッチング
角度θNUは大きくなる。すなわち、加算器3032はθ
PUとΔθPUを加算してθPU’を得る。また、加算器30
33はθNUとΔθNUを加算してθNU’を得る。
The phase compensation amount of the multiplier 3031 is ΔθNU
The switching angle θNU of the reference pulse voltage output from the reference pulse generation circuit 32 in the period immediately after the period in which the magnetic field is generated by multiplying the N multiplication signal with N is corrected by ΔθNU at the timing synchronized with the N multiplication signal, The switching angle θNU becomes large. That is, the adder 3032 outputs θ
PU and ΔθPU are added to obtain θPU '. Also, the adder 30
33 adds θNU and ΔθNU to obtain θNU ′.

【0035】図2(m)の例では○印で示した偏磁電流
は正方向であるから偏磁を検出後、正側パルス幅が狭
く、負側パルスの幅は広くなるように次の周期のθP、
θNにおいて反映され、偏磁電流を抑制することができ
る。
In the example of FIG. 2 (m), since the eccentricity current indicated by ◯ is in the positive direction, after detecting the eccentricity, the positive pulse width is narrowed and the negative pulse width is widened as follows. The period θP,
It is reflected in θN, and the bias magnetic current can be suppressed.

【0036】同様にV相の偏磁制御のタイミングは、V
相リセット信号(図2(n))、V相サンプル信号(図
2(p))により実施され、W相の偏磁制御のタイミン
グは、W相リセット信号(図2(o))、W相サンプル
信号(図2(q))により実施される。
Similarly, the timing of V-phase bias magnetic control is V
The phase reset signal (FIG. 2 (n)) and the V phase sample signal (FIG. 2 (p)) are used. The timing of the W-phase bias magnetic control is the W phase reset signal (FIG. 2 (o)) and the W phase. It is performed by the sample signal (FIG. 2 (q)).

【0037】本発明では偏磁量の検出精度を高くできる
ので、直流電圧が高い状態で使用されるような用途にも
十分適用可能である。
According to the present invention, since the accuracy of detecting the amount of bias magnetism can be increased, the present invention can be sufficiently applied to applications where a DC voltage is high.

【0038】以上の実施例は、マイクロコンピュータを
使用してソフトウェア処理により実現することができ
る。この場合には偏磁抑制制御のためのハードウェアは
不要となり、回路構成上は通常の電力変換装置の制御装
置のソフトウェアを一部追加するだけで実施することが
できる。
The above embodiments can be realized by software processing using a microcomputer. In this case, the hardware for controlling the magnetic bias is not required, and the circuit configuration can be implemented by only adding a part of the software of the control device of the normal power converter.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
変圧器の偏磁制御を行うのに励磁電流の一周期間を積分
すると共に、励磁電流を検出する段階で各相のアンバラ
ンス、ドリフト、オフセット、ノイズ等で励磁電流の積
分に誤差を生じないように検出器不平衡補償回路を併用
するように構成したので、偏磁抑制制御の精度の向上が
図れ、電力変換器を安定した状態で運転することができ
る。
As described above, according to the present invention,
In order to control the magnetic bias of the transformer, integrate the exciting current for one cycle, and at the stage of detecting the exciting current, make sure that there is no error in integrating the exciting current due to imbalance, drift, offset, noise, etc. of each phase. Since the detector unbalance compensation circuit is also used in the above, the accuracy of the bias magnetic suppression control can be improved, and the power converter can be operated in a stable state.

【0040】また変圧器の偏磁を高精度に抑制できるの
で鉄心の磁束密度をより高く設計して小型軽量化するこ
とができる。
Further, since the magnetic bias of the transformer can be suppressed with high accuracy, the magnetic flux density of the iron core can be designed higher and the size and weight can be reduced.

【0041】さらに偏磁による過電流を抑制できるので
電力変換回路に使用している半導体スイッチの偏磁に起
因する過電流破壊を防ぐこともできる。また自励式変換
器を変圧器多重によって大容量化することも容易とな
る。
Further, since the overcurrent due to the magnetic bias can be suppressed, the overcurrent breakdown due to the magnetic bias of the semiconductor switch used in the power conversion circuit can be prevented. It is also easy to increase the capacity of the self-excited converter by multiplexing the transformers.

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

【図1】本発明に係る多相電力変換器の制御装置の一実
施例の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a control device for a multiphase power converter according to the present invention.

【図2】図1に示した多相電力変換器の制御装置の各部
の動作状態を示す波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing an operating state of each unit of the control device for the multiphase power converter shown in FIG.

【図3】図1における偏磁抑制制御回路の具体的構成を
示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of a magnetic bias suppression control circuit in FIG.

【図4】図3における偏磁補償回路の具体的構成を示す
ブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a specific configuration of the bias compensation circuit in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 2 コンバータ 3 コンデンサ 4 変圧器 5 負荷 6 電流検出器 7 電流検出器 8 計器用変圧器 10 偏磁抑制制御回路 21 電力変換器 31 制御回路 32 基準パルス発生回路 33 ゲートパルス発生回路 101 励磁電流検出回路 201 検出器不平衡補償回路 301 偏磁補償回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Converter 3 Capacitor 4 Transformer 5 Load 6 Current detector 7 Current detector 8 Instrument transformer 10 Bias magnetism suppression control circuit 21 Power converter 31 Control circuit 32 Reference pulse generation circuit 33 Gate pulse generation circuit 101 Excitation Current detection circuit 201 Detector unbalance compensation circuit 301 Magnetic bias compensation circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電力を直流電力に変換し、変圧器を
介して負荷に供給する多相電力変換器の制御装置におい
て、 前記変圧器の各相の励磁電流を検出する励磁電流検出手
段と、 前記変圧器の各相の励磁電流検出手段の検出出力を取り
込み、該検出出力に含まれるオフセット成分及び各相の
電源の不平衡に起因する成分を補償する励磁電流補償手
段と、 前記電力変換器をPWM制御するための基準パルス信号
を生成するパルス信号生成手段と、 前記励磁電流補償手段の出力信号を取り込み、該出力信
号から偏磁状態が検出された場合には、該偏磁量に応じ
て前記基準パルス信号のパルス幅を補正する偏磁補償手
段とを有することを特徴とする多相電力変換器の制御装
置。
1. A control device for a multi-phase power converter that converts AC power into DC power and supplies the load to a load via a transformer, and an exciting current detecting unit for detecting an exciting current of each phase of the transformer. An exciting current compensating means for taking in a detection output of the exciting current detecting means of each phase of the transformer and compensating for an offset component contained in the detecting output and a component due to an imbalance of power supplies of each phase; Pulse signal generating means for generating a reference pulse signal for PWM control of the electric device, and an output signal of the exciting current compensating means, and when a bias magnetic state is detected from the output signal, the bias magnetic amount is changed to And a bias magnetic compensating means for correcting the pulse width of the reference pulse signal according to the control unit.
【請求項2】 前記励磁電流補償手段は、励磁電流検出
手段により検出された各相の励磁電流の和に比例した値
を各相の励磁電流から減算する手段を有することを特徴
とする請求項1に記載の多相電力変換器の制御装置。
2. The exciting current compensating means has means for subtracting a value proportional to the sum of the exciting currents of the respective phases detected by the exciting current detecting means from the exciting currents of the respective phases. 1. The control device for a multiphase power converter according to 1.
【請求項3】 前記偏磁補償手段は、各相の基準位相を
検出する位相検出手段と、 前記励磁電流補償手段から出力された励磁電流を積分す
る積分手段と、 該積分手段の積分出力をサンプルホールドするサンプル
ホールド手段と、 前記位相検出手段の検出出力に基づいて正側の前記基準
パルス信号が出力される期間の中点で前記積分手段をリ
セットするリセット信号を生成するリセット信号発生手
段と、 前記正側の複数の基準パルス信号のうち最初の基準パル
ス信号の立ち下がり時点で前記サンプルホールド手段の
サンプルホールド動作を行なわせるためのサンプル信号
を生成するサンプルホールド信号発生手段とを有するこ
とを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記
載の多相電力変換器の制御装置。
3. The bias magnetization compensating means detects a reference phase of each phase, an integrating means for integrating the exciting current output from the exciting current compensating means, and an integrated output of the integrating means. Sample-hold means for sample-holding, and reset signal generating means for generating a reset signal for resetting the integrating means at a midpoint of a period in which the reference pulse signal on the positive side is output based on a detection output of the phase detecting means. A sample-hold signal generating means for generating a sample signal for performing a sample-hold operation of the sample-hold means at the time of falling of the first reference pulse signal of the plurality of positive-side reference pulse signals. The control device for a multiphase power converter according to claim 1, wherein the control device is a multiphase power converter.
【請求項4】 前記偏磁補償手段は、発生した偏磁を打
ち消すように偏磁の発生方向と極性が反対の方向に前記
電力変換器の出力が調整されるように前記パルス信号生
成手段から出力される基準パルス信号に対して前記補正
パルスを加減算する第1のパルス幅補正手段を有するこ
とを特徴とする請求項3に記載の多相電力変換器の制御
装置。
4. The bias magnetic compensating means from the pulse signal generating means so that the output of the power converter is adjusted in a direction opposite in polarity to the direction of bias generation so as to cancel the generated bias. The control device for a multi-phase power converter according to claim 3, further comprising first pulse width correction means for adding / subtracting the correction pulse to / from the output reference pulse signal.
【請求項5】 前記偏磁補償手段は、前記基準パルス信
号のパルス幅の補正を1周期内の複数ある正側及び負側
の基準パルス信号の最後の基準パルスの立ち下がり時点
を基準に限定された期間において行う第2のパルス幅補
正手段を有することを特徴とする請求項4に記載の多相
電力変換器の制御装置。
5. The bias magnetization compensating means limits the correction of the pulse width of the reference pulse signal based on the trailing time point of the last reference pulse of a plurality of positive side and negative side reference pulse signals in one cycle. The control device for a multi-phase power converter according to claim 4, further comprising a second pulse width correction means that performs the pulse width correction in a predetermined period.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114884425A (en) * 2022-05-18 2022-08-09 上海临港电力电子研究有限公司 Current sampling correction system and method
JP2022184115A (en) * 2021-05-31 2022-12-13 東洋電機製造株式会社 Power conversion device

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