JPH0687662B2 - High frequency link converter - Google Patents

High frequency link converter

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JPH0687662B2
JPH0687662B2 JP63243842A JP24384288A JPH0687662B2 JP H0687662 B2 JPH0687662 B2 JP H0687662B2 JP 63243842 A JP63243842 A JP 63243842A JP 24384288 A JP24384288 A JP 24384288A JP H0687662 B2 JPH0687662 B2 JP H0687662B2
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current
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cap
voltage
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茂 田中
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  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、高周波リンクを有する電力変換装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Objects of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a power conversion device having a high frequency link.

(従来の技術) 第3図は、従来の高周波リンク変換装置の構成図を示す
ものである。
(Prior Art) FIG. 3 is a block diagram of a conventional high frequency link converter.

図中、SUPは3相交流電源、LSは交流リアクトル、CC−
1は第1のサイクロコンバータ、CC−2は第2のサイク
ロコンバータ、CAPは高周波進相コンデンサ、Tr1,Tr2は
高周波絶縁トランス、IMは誘導電動機を各々示す。
In the figure, SUP is a three-phase AC power supply, L S is an AC reactor, CC-
Reference numeral 1 is a first cycloconverter, CC-2 is a second cycloconverter, CAP is a high frequency advance capacitor, Tr1 and Tr2 are high frequency insulating transformers, and IM is an induction motor.

また、制御回路として、電流検出器CTS,CTL、電圧検出
器PTS,PTcap、回転速度検出器PG、整流回路D、電圧制
御回路AVR、入力電流制御回路ACR1、位相制御回路PHC1,
PHC2、外部発振器Osc、速度制御回路SPC、出力電流制御
回路ACR2が用意されている。
Further, as the control circuit, the current detector CT S, CT L, the voltage detector PT S, ptcap, rotational speed detector PG, a rectifier circuit D, the voltage control circuit AVR, input current control circuit ACR 1, the phase control circuit PHC 1 ,
PHC 2 , external oscillator Osc, speed control circuit SPC, output current control circuit ACR 2 are prepared.

以下、その動作を簡単に説明する。The operation will be briefly described below.

第1のサイクロコンバータCC−1は、進相コンデンサCA
Pに印加される電圧の波高値Vcapがほぼ一定となるよう
に電源SUPから供給される電流Isを制御する。
The first cycloconverter CC-1 is a phase advance capacitor CA.
The current Is supplied from the power supply SUP is controlled so that the peak value Vcap of the voltage applied to P becomes substantially constant.

すなわち、電圧検出器PTcap及び整流回路Dを介して、
進相コンデンサCAPの電圧波高値Vcapを検出し、電圧制
御回路AVRに入力する。AVRでは、当該電圧検出値Vcapと
その指令値▲V* cap▼を比較し、その偏差を増幅して、
入力電流Isの波高値指令▲I* sm▼を作る。当該波高値
指令▲I* sm▼に電源電圧Vsに同期した単位正弦波sinω
stを乗じ、入力電流指令値▲I* s▼=▲I* sm▼・sinω
stを作り、次の電流制御回路ACR1に入力する。ACR1
は、電流検出器CTSによって検出された入力電流Isと、
上記指令値▲I* s▼を比較し、その偏差を増幅し、第1
のサイクロコンバータCC−1の位相制御回路PHC1に入力
する。このとき位相制御回路PHC1の3相基準電圧ea,eb,
ecは、外部発振器Oscによって与えられる。
That is, through the voltage detector PTcap and the rectifier circuit D,
The voltage peak value Vcap of the phase advance capacitor CAP is detected and input to the voltage control circuit AVR. The AVR compares the detected voltage value Vcap with the command value ▲ V * cap ▼, amplifies the deviation,
Create a peak value command ▲ I * sm ▼ for the input current Is. A unit sine wave sinω synchronized with the power supply voltage Vs according to the peak value command ▲ I * sm
Input current command value ▲ I * s ▼ = ▲ I * sm ▼ ・ sinω multiplied by st
Create st and input to the next current control circuit ACR 1 . In ACR 1 , the input current Is detected by the current detector CT S and
The above command values ▲ I * s ▼ are compared, the deviation is amplified, and the first
Input to the phase control circuit PHC 1 of the cycloconverter CC-1. At this time, the three-phase reference voltage ea, eb, of the phase control circuit PHC 1
ec is provided by the external oscillator Osc.

▲V* cap▼>Vcapとなった場合、入力電流Isが増加し、
有効電力Piが電源SUPから、進相コンデンサCAPに供給さ
れ、その分エネルギーが蓄積されて、Vcapを増大させ
る。逆に、▲V* cap▼<Vcapとなつた場合、有効電力Pi
が負の値となり、進相コンデンサCAPに蓄えられたエネ
ルギーが電源SUPに回生され、Vcapは減少する。すなわ
ち、常に、Vcap≒▲V* cap▼となるように制御される。
When ▲ V * cap ▼> Vcap, the input current Is increases,
Active power Pi is supplied from the power supply SUP to the phase-advancing capacitor CAP, energy is accumulated by that amount, and Vcap is increased. On the contrary, if ▲ V * cap ▼ <Vcap, the effective power Pi
Becomes a negative value, the energy stored in the phase advancing capacitor CAP is regenerated to the power supply SUP, and Vcap decreases. That is, the control is always performed so that Vcap≅V * cap ▼.

このとき、入力電流Isは電源電圧Vsと同相の正弦波に制
御されるので、入力力率は常に1となり、しかも高調波
成分がきわめて小さくなる特長がある。
At this time, since the input current Is is controlled to be a sine wave in phase with the power supply voltage Vs, the input power factor is always 1, and the harmonic component is extremely small.

第2のサイクロコンバータCC−2は、誘導電動機IMに可
変電圧可変周波数の正弦波電流ILを供給するもので、電
動機IMを可変速運転することができる。以下、その動作
を簡単に説明する。
The second cycloconverter CC-2 is for supplying a sinusoidal current I L of the variable voltage variable frequency to induction motor IM, it can be variable speed operation of the motor IM. The operation will be briefly described below.

すなわち、PGによって電動機IMの回転速度ωrを検出
し、速度制御回路SPCに入力する。SPCでは、当該速度検
出値ωrとその指令値▲ω* r▼を比較し、その偏差に応
じて、電動機IMに供給する電流ILの振幅ILm,位相θ及び
周波数ωeを決定し、その指令値▲I* L▼を作る。
That is, the rotation speed ωr of the electric motor IM is detected by PG and is input to the speed control circuit SPC. In the SPC, the speed detection value ωr is compared with the command value ▲ ω * r ▼, and the amplitude I L m, the phase θ and the frequency ωe of the current I L supplied to the electric motor IM are determined according to the deviation, Make the command value ▲ I * L ▼.

出力電流制御回路ACR2では、電流検出器CTLによって検
出された出力電流ILと、上記指令値▲I* L▼を比較し、
その偏差を増幅して、第2のサイクロコンバータCC−2
の位相制御回路PHC2に入力する。このとき、位相制御回
路PHC2の3相基準電圧ea,eb,ecは外部発振器Oscによっ
て与えられる。
In the output current control circuit ACR 2 , the output current I L detected by the current detector CT L is compared with the above command value ▲ I * L ▼,
The deviation is amplified and the second cycloconverter CC-2
Input to the phase control circuit PHC 2 of. At this time, the three-phase reference voltages ea, eb, ec of the phase control circuit PHC 2 are given by the external oscillator Osc.

CC−2の出力電流ILはその指令値▲I* L▼に一致するよ
うに制御されかつ、その結果、電動機IMの回転速度ωr
は、その指令値ωrに一致するように制御される。
The output current I L of CC-2 is controlled so as to match its command value ▲ I * L ▼, and as a result, the rotation speed ωr of the electric motor IM.
Are controlled so as to match the command value * ωr.

第1又は第2のサイクロコンバータのうち、少なくとも
一方を循環電流式サイクロコンバータとしておくことに
より、前記進相コンデンサCAPに印加される電圧Va,Vb,V
cの周波数fcapと位相を前記外部発振器Oscの出力信号e
a,eb,ecの周波数fcと位相に一致させることができる。
By setting at least one of the first and second cycloconverters as a circulating current type cycloconverter, the voltages Va, Vb, V applied to the phase advancing capacitor CAP are set.
The frequency fcap and phase of c are the output signal e of the external oscillator Osc.
The frequencies fc and phases of a, eb, and ec can be matched.

その動作を簡単に説明すると次のようになる。The operation will be briefly described as follows.

すなわち、位相制御回路PHC1,PHC2の基準電圧ea,eb,ec
より、進相コンデンサCAPの電圧Va,Vb,Vcの位相が遅れ
た場合(又は周波数fcapがfcより低くなった場合)、サ
イクロコンバータCC−1及びCC−2の点弧位相角αが小
さくなり、その分だけ、サイクロコンバータの循環電流
Ioを増大させる方向に働く。サイクロコンバータCC−1
及びCC−2は進相コンデンサCAP側から見た場合、常
に、遅れ無効電力を消費する等価リアクタンスLccと考
えることができる。しかもサイクロコンバータの循環電
流Ioは上記遅れ無効電力を増加させる役目をはたし、等
価リアクタンスLccを減少させる。故に、進相コンデン
サCAPと等価リアクタンスLccの共振周波数fcapは となり、fcapを増加させる。従ってVa,Vb,Vcの位相が進
んできて、前記基準電圧ea,eb,ecに一致する。
That is, the reference voltages ea, eb, ec of the phase control circuits PHC 1 , PHC 2
Therefore, when the phase of the voltage Va, Vb, Vc of the phase-advancing capacitor CAP is delayed (or when the frequency fcap is lower than fc), the ignition phase angle α of the cycloconverters CC-1 and CC-2 becomes smaller. , That much, circulating current of cycloconverter
It works to increase Io. Cycloconverter CC-1
When viewed from the phase advancing capacitor CAP side, CC and CC-2 can always be considered as an equivalent reactance Lcc that consumes delayed reactive power. In addition, the circulating current Io of the cycloconverter serves to increase the delayed reactive power and reduces the equivalent reactance Lcc. Therefore, the resonance frequency fcap of the phase advance capacitor CAP and the equivalent reactance Lcc is And increase fcap. Therefore, the phases of Va, Vb, and Vc are advanced and match the reference voltages ea, eb, and ec.

Va,Vb,Vcの位相が進みすぎた場合は逆の動作を経て、や
はりea,eb,ecと一致するようになる。
If the phases of Va, Vb, and Vc are too advanced, they will go through the opposite operation and will also coincide with ea, eb, and ec.

(発明が解決しようとする課題) 上記従来の高周波リンクを有する電力変換装置は、電源
から供給される入力電流Isは電源電圧Vsと同相の正弦波
に制御することができ、入力力率=1でしかも高調波成
分の少ない入力電流とすることができる。また、電動機
IMに供給される電流は正弦波に制御され、トルクリップ
ルの少ない運転が可能となる。さらに、出力周波数foは
進相コンデンサCAPに印加される電圧の周波数fcap程度
まで高めることが可能となり、電動機IMに、0〜数百Hz
の電流を供給することができる。すなわち、超高速の交
流可変速電動機を駆動することができる特長を有する。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above-described conventional power converter having a high-frequency link, the input current Is supplied from the power supply can be controlled to be a sine wave in phase with the power supply voltage Vs, and the input power factor = 1. Moreover, it is possible to obtain an input current having less harmonic components. Also electric motor
The current supplied to IM is controlled to a sine wave, which enables operation with less torque ripple. Further, the output frequency fo can be increased up to the frequency fcap of the voltage applied to the phase advancing capacitor CAP, and the electric motor IM has a frequency of 0 to several hundred Hz.
Can be supplied with current. That is, it has a feature that an ultra-high-speed AC variable speed electric motor can be driven.

しかも、変換器を構成するサイクロコンバータCC−1及
びCC−2は、高周波無効電力源である進相コンデンサCA
Pの電圧を利用して、自然転流させているため、大容量
化が極めて簡単に行なえる特長を有する。
Moreover, the cycloconverters CC-1 and CC-2 that constitute the converter are the phase-advancing capacitors CA that are high-frequency reactive power sources.
Since the voltage of P is used for spontaneous commutation, it has the feature that large capacity can be achieved very easily.

しかし、このような従来の電力変換装置は、次のような
問題点がある。
However, such a conventional power converter has the following problems.

すなわち、交流リアクトルLsやサイクロコンバータの循
環電流の脈動を抑制する直流リアクトルの容量を小さく
するため、さらには出力周波数の上限値を高めるため、
第1及び第2のサイクロコンバータの制御相数(制御パ
ルス数)を増やす必要があり、そのために当該サイクロ
コンバータの入力側(高周波側)に絶縁トランスTr1及
びTr2が必要となる。
That is, in order to reduce the capacity of the DC reactor that suppresses the pulsation of the circulating current of the AC reactor Ls and the cycloconverter, and further to increase the upper limit value of the output frequency,
It is necessary to increase the number of control phases (the number of control pulses) of the first and second cycloconverters, and therefore the insulating transformers Tr1 and Tr2 are required on the input side (high frequency side) of the cycloconverter.

また、第1及び第2のサイクロコンバータとして三角結
線形サイクロコンバータを用いた場合、変換器を構成す
る素子数を半分に低減できる長所があるが、その場合に
は当該サイクロコンバータを構成する他励コンバータ
(交直電力変換器)の入力側(高周波側)を絶縁しなけ
ればならず、高周波絶縁トランスは不可欠のものであっ
た。
Further, when the triangular connection linear cycloconverter is used as the first and second cycloconverters, there is an advantage that the number of elements constituting the converter can be reduced to half, but in that case, the other excitation constituting the cycloconverter is separately excited. The input side (high frequency side) of the converter (AC / DC power converter) must be insulated, and the high frequency isolation transformer is indispensable.

当該絶縁トランスTr1及びTr2の容量は、進相コンデンサ
CAPの容量に匹敵するほどのものであり、装置のコスト
を高くする原因の1になっていた。
The capacity of the isolation transformers Tr1 and Tr2 is a phase advance capacitor.
It was comparable to the capacity of the CAP, and was one of the causes of increasing the cost of the device.

また、高周波トランスであるため、製作が難しく、いき
おい、損失の大きなものとなり、装置の運転効率を下げ
る効果となっていた。特に軽負荷時でも進相コンデンサ
CAPの進み無効電力を打ち消す遅れ無効電力をサイクロ
コンバータが消費するため、トランスに流れる電流は減
少せず、非常に効率の悪い運転をよぎなくさせられてい
た。
In addition, since it is a high frequency transformer, it is difficult to manufacture, and the loss is large, and the operating efficiency of the device is lowered. Phase-advancing capacitor even at light loads
Since the cycloconverter consumes the delayed reactive power that cancels the advanced reactive power of the CAP, the current flowing through the transformer does not decrease, and the extremely inefficient operation has been endangered.

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、三角
結線形サイクロコンバータを用いた高周波リンク変換装
置において、高周波絶縁トランスの容量を低減し、装置
の運転効率、特に軽負荷時の運転効率を向上させた高周
波リンク変換装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and in a high-frequency link conversion device using a triangular connection linear cycloconverter, the capacity of the high-frequency insulation transformer is reduced, and the operation efficiency of the device, particularly the operation at a light load, is performed. It is an object of the present invention to provide a high frequency link converter with improved efficiency.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

(課題を解決するための手段) 以上の目的を達成するために、本発明は、3相交流電源
と、当該交流電源に交流リアクトルを介して出力側端子
が接続された第1の三角結線形循環電流式サイクロコン
バータと、3相交流負荷と、当該交流負荷に出力側端子
が接続された第2の三角形循環電流式サイクロコンバー
タと、前記第1及び第2のサイクロコンバータを構成す
る各他励コンバータ(交直電力変換器)毎に各々、入力
側端子を接続し、その共通入力側端子毎に分割して接続
された複数組の高周波進相コンデンサと、当該複数組の
進相コンデンサを絶縁し、電気的に結合させる高周波ト
ランスとを具備している。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a three-phase AC power supply, and a first triangular connection linear configuration in which an output side terminal is connected to the AC power supply via an AC reactor. A circulating current type cycloconverter, a three-phase AC load, a second triangular circulating current type cycloconverter in which an output side terminal is connected to the AC load, and separate excitations constituting the first and second cycloconverters. Input side terminals are connected to each converter (AC / DC power converter), and multiple sets of high frequency advance capacitors connected separately by common input side terminals are insulated from the multiple sets of phase advance capacitors. , And a high frequency transformer for electrical coupling.

(作用) 第1のサイクロコンバータは、進相コンデンサに印加さ
れる電圧の波高値がほぼ一定になるように交流電源から
供給される電流の大きさを制御する。このとき、電源か
ら供給される電流を電源電圧と同相の正弦波に制御する
ことにより、入力力率=1で、高調波成分の少ない運転
ができる。
(Operation) The first cycloconverter controls the magnitude of the current supplied from the AC power supply so that the peak value of the voltage applied to the phase advancing capacitor becomes substantially constant. At this time, by controlling the current supplied from the power source to be a sine wave having the same phase as the power source voltage, it is possible to perform operation with an input power factor of 1 and less harmonic components.

第2のサイクロコンバータは、交流電動機等の負荷に可
変電圧可変周波数の正弦波電流を供給する。
The second cycloconverter supplies a sine wave current having a variable voltage and a variable frequency to a load such as an AC motor.

第1及び第2のサイクロコンバータは三角結線形の循環
電流式サイクロコンバータで、同数の他励コンバータで
構成される。例えば、制御パルス数を、6パルスとした
場合、他励コンバータ(3相ブリッジ結線の交直電力変
換器)の数は3台となる。
The first and second cycloconverters are triangular connection linear circulating current type cycloconverters and are composed of the same number of separately excited converters. For example, when the number of control pulses is 6, the number of separately excited converters (three-phase bridge connection AC / DC power converters) is three.

第1及び第2のサイクロコンバータを構成する各他励コ
ンバータは1台ずつ入力側端子を接続し、その入力側端
子毎に進相コンデンサが設置される。故に、各他励コン
バータは各々の入力側端子に接続された進相コンデンサ
に印加される電圧を利用して自然転流する。
Each of the separately excited converters forming the first and second cycloconverters is connected to the input side terminal one by one, and the phase advancing capacitor is installed for each input side terminal. Therefore, each separately-excited converter uses the voltage applied to the phase-advancing capacitor connected to each input-side terminal to spontaneously commutate.

当該複数組の進相コンデンサに印加される電圧は、2台
のサイクロコンバータの位相制御回路に与えられる基準
電圧(外部発振器によって与える)の周波数と位相に一
致する。言いかえると、進相コンデンサに印加される電
圧の周波数と位相が上記基準電圧の周波数と位相に一致
するように前記第1のサイクロコンバータの循環電流が
自動的に調整される。
The voltage applied to the multiple sets of phase advancing capacitors matches the frequency and phase of the reference voltage (given by the external oscillator) applied to the phase control circuits of the two cycloconverters. In other words, the circulating current of the first cycloconverter is automatically adjusted so that the frequency and phase of the voltage applied to the phase advancing capacitor match the frequency and phase of the reference voltage.

上記複数組の進相コンデンサに印加される電圧の波高値
は刻々と変化するが、その電圧バランスを保つために複
数組の進相コンデンサを高周波絶縁トランスによって結
合する。結果的に進相コンデンサに印加される電圧の波
高値はほぼ一定となり、その周波数と位相は前記基準信
号の周波数と位相に一致する。
Although the peak value of the voltage applied to the plurality of sets of phase advancing capacitors changes every moment, a plurality of sets of phase advancing capacitors are coupled by a high frequency insulating transformer in order to maintain the voltage balance. As a result, the peak value of the voltage applied to the phase advancing capacitor becomes substantially constant, and its frequency and phase match the frequency and phase of the reference signal.

各他励コンバータがとる遅れ無効電力の大部分は、進相
コンデンサがとる進み無効電力によって打ち消されるの
で、前記高周波絶縁トランスの容量は従来のトランスよ
り大幅に低減される。特に軽負荷時には、トランスを介
して出入りする電力は非常に小さな値となり、損失もご
くわずかな値となる。このようにして運転効率の向上が
図れる。
Since most of the delayed reactive power taken by each separately excited converter is canceled by the advanced reactive power taken by the phase advancing capacitor, the capacitance of the high frequency isolation transformer is significantly reduced as compared with the conventional transformer. Especially when the load is light, the electric power that goes in and out through the transformer becomes a very small value, and the loss becomes a very small value. In this way, operating efficiency can be improved.

(実施例) 第1図は、本発明の高周波リンク変換装置の実施例を示
す構成図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a high frequency link converter of the present invention.

図中、R,S,Tは3相交流電源の受電端子、LSR,LSS,LST
交流リアクトル、CC1は第1の循環電流式サイクロコン
バータ、CC2は第2の循環電流式サイクロコンバータ、
Mは3相交流電動機、CAP1〜CAP3は、高周波進相コンデ
ンサ、TRは高周波絶縁トランスである。
In the figure, R, S, T are power receiving terminals of a three-phase AC power source, L SR , L SS , L ST are AC reactors, CC 1 is a first circulating current type cycloconverter, and CC 2 is a second circulating current type. Cyclo converter,
M is 3-phase AC motor, CAP 1 ~CAP 3 is a high-frequency phase advancing capacitor, TR is a high frequency isolation transformer.

第1のサイクロコンバータCC1は、3台の他励コンバー
タ(交直電力変換器)SS1〜SS3及び直流リアクトルL1
L3で構成される。すなわち、三角結線形循環電流式サイ
クロコンバータである。
The first cycloconverter CC 1 includes three separately excited converters (AC / DC power converters) SS 1 to SS 3 and a DC reactor L 1 to.
Composed of L 3 . That is, it is a triangular connection linear circulating current type cycloconverter.

第2のサイクロコンバータCC2は、3台の他励コンバー
タSS4〜SS6及び直流リアクトルL4〜L5で構成される。
The second cycloconverter CC 2 is composed of separate excitation of three converter SS 4 ~ SS 6 and DC reactor L 4 ~L 5.

上記第1及び第2のサイクロコンバータの中で、他励コ
ンバータSS1とSS4の入力側端子同志が接続され、その端
子に進相コンデンサCAP1が接続される。
In the first and second cycloconverters, the input side terminals of the separately excited converters SS 1 and SS 4 are connected, and the phase advancing capacitor CAP 1 is connected to the terminals.

同様に、他励コンバータSS2とSS5の入力側端子同志が接
続され、その端子に進相コンデンサCAP2が接続される。
さらに、他励コンバータSS3とSS6の入力側端子同志が接
続され、その端子に進相コンデンサCAP3が接続される。
Similarly, the input side terminals of the separately excited converters SS 2 and SS 5 are connected, and the phase advance capacitor CAP 2 is connected to the terminals.
Further, the input side terminals of the separately excited converters SS 3 and SS 6 are connected, and the phase advance capacitor CAP 3 is connected to the terminals.

3組の進相コンデンサCAP1〜CAP3は高周波絶縁トランス
によって電気的に結合される。
Three sets of phase advancing capacitor CAP 1 ~CAP 3 is electrically coupled by a high frequency isolation transformer.

第1のサイクロコンバータCC1の出力側端子は交流リア
クトルLSR,LSS,LSTを介して3相交流電源端子R,S,Tに接
続されている。
The output side terminal of the first cycloconverter CC 1 is connected to the three-phase AC power supply terminals R, S, T via the AC reactors L SR , L SS , L ST .

また、第2のサイクロコンバータCC2の出力側端子は、
3相交流電動機Mの電機子巻線に接続されている。
The output side terminal of the second cycloconverter CC 2 is
It is connected to the armature winding of the three-phase AC motor M.

また、制御回路として次のものが用意されている。Further, the following control circuits are prepared.

すなわち、CTR,CTS,CTTは入力電流検出器、CTU,CTV,CTW
は出力電流検出器、PTcapは高周波電圧検出器、Dは整
流回路、PGは電動機Mの回転速度検出器、AVRは電圧制
御回路、ACR1は入力電流制御回路、SPCは速度制御回
路、ACR2は出力電流制御回路、PHC1,PHC2は位相制御回
路、Oscは基準電圧発生器(外部発振器)である。
That is, CT R , CT S , CT T are the input current detectors, CT U , CT V , CT W
Is an output current detector, PTcap is a high frequency voltage detector, D is a rectifier circuit, PG is a rotation speed detector of the electric motor M, AVR is a voltage control circuit, ACR 1 is an input current control circuit, SPC is a speed control circuit, ACR 2 Is an output current control circuit, PHC 1 and PHC 2 are phase control circuits, and Osc is a reference voltage generator (external oscillator).

以下、その動作を説明する。The operation will be described below.

第1のサイクロコンバータCC1は、進相コンデンサCAP1
〜CAP3に印加される3相交流電圧va,Vb,Vcの波高値Vcap
がほぼ一定になるように、3相交流電源から供給される
電流IR,IS,ITを制御する。
The first cycloconverter CC 1 has a phase advancing capacitor CAP 1
~ Peak value Vcap of three-phase AC voltage va, Vb, Vc applied to CAP 3
The currents I R , I S , and I T supplied from the three-phase AC power supply are controlled so that V becomes almost constant.

また、第2のサイクロコンバータCC2は、前記進相コン
デンサCAP1〜CAP2を3相電圧源とし、交流電動機Mに可
変電圧可変周波数の3相交流電力を供給する。
The second cycloconverter CC 2 supplies the AC motors M with 3-phase AC power of variable voltage and variable frequency by using the phase-advancing capacitors CAP 1 to CAP 2 as 3-phase voltage sources.

両サイクロコンバータCC1,CC2の位相制御には、外部発
振器Oscからの3相基準電圧ea,eb,ecの信号を用いてお
り、上記進相コンデンサCAP1〜CAP3に印加される電圧V
a,Vb,Vcの周波数と位相は、当該基準電圧ea,eb,ecの周
波数と位相に一致する。
The signals of the three-phase reference voltages ea, eb, and ec from the external oscillator Osc are used for the phase control of both cycloconverters CC 1 and CC 2 , and the voltage V applied to the phase advancing capacitors CAP 1 to CAP 3 is used.
The frequencies and phases of a, Vb, and Vc match the frequencies and phases of the reference voltages ea, eb, and ec.

進相コンデンサCAP1〜CAP3の電圧va,Vb,Vcを確立させる
ための起動動作及び電圧確立後、当該電圧Va,Vb,Vcの周
波数と位相が、上記基準電圧ea,eb,ecの周波数と位相に
一致する動作の説明は、特願昭61−165028号等に詳しく
記載されているので、それらを参照願いたい。
After the start operation for establishing the voltages va, Vb, Vc of the phase-advancing capacitors CAP 1 to CAP 3 and the establishment of the voltages, the frequency and phase of the voltages Va, Vb, Vc are the frequencies of the reference voltages ea, eb, ec. For a detailed description of the operation that matches the phase, refer to Japanese Patent Application No. 61-165028.

電圧確立後、第1のサイクロコンバータCC1は次のよう
に制御される。
After the voltage is established, the first cycloconverter CC 1 is controlled as follows.

まず、高周波電圧検出器PTcapにより進相コンデンサCAP
1〜CAP3に印加される3相電圧Va,Vb,Vcを検出し、整流
回路Dを介して電圧波高値Vcapを求める。
First, the high-frequency voltage detector PTcap is used to advance the phase-advancing capacitor CAP.
Three-phase voltages Va, Vb, Vc applied to 1 to CAP 3 are detected, and a voltage peak value Vcap is obtained via the rectifier circuit D.

電圧制御回路AVRでは、上記電圧波高値の検出値Vcapと
その指令値▲V* cap▼を比較し、その偏差ω=▲V*
cap▼−Vcapを増幅(あるいは積分)し、入力電流の波
高値▲I* sm▼を求め、その値に電源電圧VR,VS,VTに同
期した単位正弦波を乗じて、次のような3相入力電流指
令▲I* R▼,▲I* S▼,▲I* T▼を電流制御回路ACR1
与える。
In the voltage control circuit AVR, compares the detected values of the voltage peak value Vcap and its command value ▲ V * cap ▼, the deviation ω V =V *
cap ▼ −Vcap is amplified (or integrated) to obtain the peak value ▲ I * sm ▼ of the input current, and the value is multiplied by a unit sine wave synchronized with the power supply voltages V R , V S , and V T , and The three-phase input current commands ▲ I * R ▼, ▲ I * S ▼, and ▲ I * T ▼ are given to the current control circuit ACR 1 .

▲I* R▼=▲I* sm▼・sinωst …(1) ▲I* S▼=▲I* sm▼・sin(ωst−2π/3) …(2) ▲I* T▼=▲I* sm▼・sin(ωst+2π/3) …(3) ただし、▲I* sm▼=KV・εで、KVは電圧制御を比例
増幅した場合の比例定数とする。
▲ I * R ▼ = ▲ I * sm ▼ ・ sinωst… (1) ▲ I * S ▼ = ▲ I * sm ▼ ・ sin (ωst-2π / 3)… (2) ▲ I * T ▼ = ▲ I * sm ▼ · sin (ωst + 2π / 3) (3) where ▲ I * sm ▼ = K V · ε V , where K V is a proportional constant when voltage control is proportionally amplified.

一方、3相入力電流IR,IS,ITは、電流検出器CTR,CTS,CT
Tによって検出され、入力電流制御回路ACR1に入力され
る。
On the other hand, the three-phase input currents I R , I S , and I T are the current detectors CT R , CT S , and CT.
It is detected by T and input to the input current control circuit ACR 1 .

入力電流制御回路ACR1では、上記電流検出値IR,IS,IT
前記電流指令値▲I* R▼,▲I* S▼,▲I* T▼を各々比
較し、各偏差ε=▲I* R▼−IR=▲I* S▼−IS,
ε=▲I* T▼−ITを増幅(KI倍)する。さらに次の演
算によって、位相制御入力信号υα 〜υα を求め
る。
In the input current control circuit ACR 1 , the current detection values I R , I S , I T and the current command values ▲ I * R ▼, ▲ I * S ▼, ▲ I * T ▼ are compared with each other, and each deviation ε R = ▲ I * R ▼ -I R, ε S = ▲ I * S ▼ -I S,
ε T = ▲ I * T ▼ the -I T amplifying (K I times). Further, the phase control input signals υ α 1 to υ α 3 are obtained by the following calculation.

υα =KI(ε−ε) …(4) υα =KI(ε−ε) …(5) υα =KI(ε−ε) …(6) ここで、υα は第1のサイクロコンバータCC1の他励
コンバータSS1の位相制御入力信号となる。同様に
υα 2α は各々他励コンバータSS2及びSS3の位相制
御入力信号となる。
υ α 1 = K IR −ε S ) ... (4) υ α 2 = K IS −ε T ) ... (5) υ α 3 = K IT −ε R ) ... (6) ) Here, ν α 1 becomes the phase control input signal of the separately excited converter SS 1 of the first cycloconverter CC 1 . Similarly, υ α 2 and υ α 3 are the phase control input signals of the separately excited converters SS 2 and SS 3 , respectively.

これらの位相制御入力信号υα 〜υα は位相制御回
路PHC1に入力され、外部発振器Oscから与えられる3相
基準信号ea,eb,ecと比較され、第1のサイクロコンバー
タCC1を構成する他励コンバータSS1〜SS3の点弧位相角
α〜αを決定する。
These phase control input signal υ α 1 ~υ α 3 is input to phase control circuit PHC 1, the external oscillator Osc 3-phase reference signal ea given from, eb, is compared with ec, the first cycloconverter CC 1 determining commutated converter SS 1 ~ SS ignition phase angle alpha 1 to? 3 points 3 forming.

他励コンバータSS1〜SS3の出力電圧V1〜V3は、上記位相
制御入力信号υα 〜υα に各々比例した値になるこ
とは公知のことである。
The output voltage V 1 ~V 3 of the separately-excited converter SS 1 ~ SS 3 is that a value obtained by respectively proportional to the phase control input signal υ α 1 ~υ α 3 is that known.

まず、電流制御の動作を説明する。R相を例にとって説
明を行う。
First, the operation of current control will be described. The R phase will be described as an example.

▲I* R▼>IRとなつた場合、偏差εが正の値となり、
υα を増加させ、υα を減少させる。故にSS1の出
力電圧V1が図の矢印方向に増大し、逆にSS3の出力電圧V
3が減少する。この結果、SS1の出力電流I1が増加し、SS
3の出力電流I3が減少し、R相電流IR=I1−I3は増加
し、指令値▲I* R▼に近づく。
When ▲ I * R ▼> I R , the deviation ε R becomes a positive value,
Increase v α 1 and decrease v α 3 . Therefore, the output voltage V 1 of SS 1 increases in the direction of the arrow in the figure, and conversely the output voltage V 1 of SS 3
3 is reduced. As a result, the output current I 1 of SS 1 increases and SS 1
3 of the output current I 3 is decreased, R-phase current I R = I 1 -I 3 increases, approaches the command value ▲ I * R ▼.

逆に▲I* R▼<IRとなった場合、偏差εは負の値とな
り、SS1の出力電圧V1が減少し、SS3の出力電圧V3が増大
する。この結果、IR=I1−I3は減少し、やはり、指令値
▲I* R▼に近づく。
Conversely ▲ I * R ▼ <If a I R, the deviation epsilon R takes a negative value, decreases the output voltage V 1 of the SS 1, the output voltage V 3 of the SS 3 is increased. As a result, I R = I 1 -I 3 decreases, and again approaches the command value ▲ I * R ▼.

指令値▲I* R▼を(1)式のように正弦波状に変化させ
た場合には、R相実電流IRもそれに追従して、正弦波に
制御される。
When the command value ▲ I * R ▼ is changed in a sine wave shape as in the equation (1), the R-phase actual current I R also follows it and is controlled to a sine wave.

S相,T相電流も同様に制御される。The S-phase and T-phase currents are similarly controlled.

次に電圧波高値Vcapの制御動作を説明する。Next, the control operation of the voltage peak value Vcap will be described.

▲V* cap▼>Vcapとなった場合、偏差εは正の値とな
り、入力電流の波高値指令▲I* sm▼を増加させる。入
力電流R,IS,ITは前述のようにその指令値▲I* R▼,▲
* S▼,▲I* T▼に従って制御され、しかも各相の電源
電圧VR,VS,VTと同相の正弦波に制御される。故に電源か
らは次式で表わされる有効電力Piが供給される。
▲ V * cap ▼> If a Vcap, deviation epsilon V a positive value, increasing the crest value instruction ▲ I * sm of the input current ▼. Input current R, I S, the command value I T, as described above ▲ I * R ▼, ▲
It is controlled according to I * S ▼, ▲ I * T , and is controlled to a sine wave in phase with the power supply voltages V R , V S , and V T of each phase. Therefore, the active power Pi expressed by the following equation is supplied from the power source.

ただし、Vsmは上記電源電圧の波高値,Ismは入力電流波
高値で、前記指令値▲I* sm▼に一致する。
However, Vsm is the peak value of the power supply voltage, Ism is the input current peak value, and coincides with the command value ▲ I * sm ▼.

従って、Ism=▲I* sm▼が増加した分だけ、有効電力Pi
も増加し、エネルギーPi・tとして、高周波進相コンデ
ンサCAP1〜CAP3の蓄積エネルギーを増大させる。すなわ
ち、 となって、電圧波高値Vcapを増加させ、指令値▲V* cap
▼に近づく。
Therefore, active power Pi is increased by Ism = ▲ I * sm ▼.
Also increases and increases the energy stored in the high frequency phase-advancing capacitors CAP 1 to CAP 3 as energy Pi · t. That is, Therefore, the voltage peak value Vcap is increased, and the command value ▲ V * cap
Approach ▼.

逆に、▲V* cap▼<Vcapとなった場合、偏差εは、負
の値となり、有効電力Piを減少あるいは、負の値(電力
回生)にして、進相コンデンサCAP1〜CAP3の蓄積エネル
ギーを減少させる。故に電圧波高値Vcapは減少し、指令
値▲V* cap▼に一致するように制御される。
On the contrary, when ▲ V * cap ▼ <Vcap, the deviation ε V becomes a negative value, and the active power Pi is decreased or set to a negative value (power regeneration), and the phase advance capacitors CAP 1 to CAP 3 are made. Reduce the stored energy of. Therefore, the voltage peak value Vcap decreases and is controlled so as to match the command value ▲ V * cap ▼.

また、第2のサイクロコンバータCC2は次のように制御
される。
The second cycloconverter CC 2 is controlled as follows.

まず、回転速度検出器PGにより交流電動機Mの回転速度
ωrを検出し、速度制御回路SPCに入力する。
First, the rotation speed detector PG detects the rotation speed ωr of the AC motor M and inputs it to the speed control circuit SPC.

速度制御回路SPCでは、上記速度検出値ωrと速度指令
値▲ω* r▼を比較し、その偏差に応じて電動機に供給す
る電流の指令値▲I* U▼,▲I* V▼,▲I* W▼を作る。
In the speed control circuit SPC, the speed detection value ωr is compared with the speed command value ▲ ω * r ▼, and the command value ▲ I * U ▼, ▲ I * V ▼, ▲ of the current supplied to the electric motor according to the deviation. Make I * W ▼.

電動機Mが誘導電動機である場合、上記電流指令値▲I
* U▼,▲I* V▼,▲I* W▼はベクトル制御等の手段によ
り求められる。
When the electric motor M is an induction motor, the current command value ▲ I
* U ▼, ▲ I * V ▼, ▲ I * W ▼ are obtained by means such as vector control.

また、電動機Mが同期電動機である場合、上記電流指令
値▲I* U▼,▲I* V▼,▲I* W▼は、電動機の回転子
(界磁)位置に同期した3相単位正弦波に速度偏差ε
=▲ω* r▼−ωrを増幅(KN倍とする)した値▲I* Lm
▼=KN・εを乗じて、次式のように作られる。
When the motor M is a synchronous motor, the current command values ▲ I * U ▼, ▲ I * V ▼, ▲ I * W ▼ are three-phase unit sine synchronized with the rotor (field) position of the motor. Wave velocity deviation ε N
= ▲ ω * r ▼ amplification (and K N times) the -ωr value ▲ I * Lm
▼ = K N · ε N is multiplied and it is made like the following formula.

▲I* U▼=▲I* Lm▼・sinωot …(9) ▲I* V▼=▲I* Lm▼・sin(ωot−2π/3) …(10) ▲I* W▼=▲I* Lm▼・sin(ωot+2π/3) …(11) ただし、ωo=2πfoは同期電動機の回転角周波数であ
る。
▲ I * U ▼ = ▲ I * Lm ▼ ・ sinωot… (9) ▲ I * V ▼ = ▲ I * Lm ▼ ・ sin (ωot-2π / 3)… (10) ▲ I * W ▼ = ▲ I * Lm ▼ sin (ωot + 2π / 3) (11) where ωo = 2πfo is the rotational angular frequency of the synchronous motor.

このようにして求められた電流指令値▲I* U▼,▲I* V
▼,▲I* W▼は、次の出力電流制御回路ACR2に入力さ
れ、電流検出器CTU,CTV,CTWによって検出された出力電
流IU,IV,IWと各々比較される。
The current command values ▲ I * U ▼, ▲ I * V thus obtained
▼ and ▲ I * W ▼ are input to the next output current control circuit ACR 2 and compared with the output currents I U , I V , and I W detected by the current detectors CT U , CT V , and CT W , respectively. It

各相の電流偏差は各々増幅され、入力電流制御回路ACR1
と同様の手法により、位相制御入力信号υα 〜υα
が得られ、当該位相制御信号υα 〜υα に比例した
電圧V4〜V6を発生するように第2のサイクロコンバータ
CC2を構成する他励コンバータSS4〜SS6の点弧位相α
〜αが決定される。
The current deviation of each phase is amplified and input current control circuit ACR 1
In the same manner as the above, the phase control input signals υ α 4 to υ α 6
The second cycloconverter as obtained, for generating a voltage V 4 ~V 6 in proportion to the phase control signal υ α 4 ~υ α 6 is
Ignition phase α 4 of separately excited converters SS 4 to SS 6 that compose CC 2
~ Α 6 is determined.

出力電流IU,IV,IWは、各々の電流指令値▲I* U▼,▲I
* V▼,▲I* W▼に従って正弦波に制御される。その結
果、電動機Mの回転速度ωrは、その指令値▲ω* r▼に
一致するように制御される。
The output currents I U , I V , and I W are the respective current command values ▲ I * U ▼, ▲ I
The sine wave is controlled according to * V ▼ and ▲ I * W ▼. As a result, the rotation speed ωr of the electric motor M is controlled so as to match the command value ▲ ω * r ▼.

第2のサイクロコンバータCC2の循環電流Io2は、当該サ
イクロコンバータの入力側(高周波側)の無効電力Qcc2
がほぼ一定になるように制御される。
The circulating current Io 2 of the second cycloconverter CC 2 is the reactive power Qcc 2 of the input side (high frequency side) of the cycloconverter.
Is controlled to be almost constant.

また、第1のサイクロコンバータCC1の循環電流Io1は、
進相コンデンサCAP1〜CAP3に印加される電圧Va,Vb,Vcの
周波数と位相が、外部発振器Oscから与えられる位相基
準信号ea,eb,ecの周波数と位相に一致するように、自動
的に調整される。すなわち、定常状態では、進相コンデ
ンサCAP1〜CAP3の進み無効電力をQcapとした場合、CC1
のとる遅れ無効電力Qcc1は、 Qcc1=Qcap−Qcc2 …(12) となるようにCC1の循環電流Io1が自動的に調整される。
In addition, the circulating current Io 1 of the first cycloconverter CC1 is
The voltage Va, Vb, Vc applied to the phase-advancing capacitors CAP 1 to CAP 3 are automatically adjusted so that the frequency and phase of them match the frequency and phase of the phase reference signals ea, eb, ec given from the external oscillator Osc. Adjusted to. That is, in the steady state, when the leading reactive power of the phase-advancing capacitors CAP 1 to CAP 3 is Qcap, CC1
The circulating reactive current Io 1 of CC 1 is automatically adjusted so that the delayed reactive power Qcc 1 taken by Qcc 1 = Qcap−Qcc 2 (12).

第2図は第1図の装置の第2のサイクロコンバータCC2
の各部電流波形を示す。
FIG. 2 shows the second cycloconverter CC 2 of the apparatus shown in FIG.
The current waveform of each part of is shown.

図中(a)はCC2の出力電流IU,IV,IWを示すもので、そ
の波高値をImとしている。
In the figure, (a) shows the output currents I U , I V , and I W of CC 2 , the peak value of which is Im.

(b)は各コンバータの出力電流I4〜I6を示すもので、
(e)に示すような波形の循環電流Io2を流したときの
ものである。
(B) shows the output currents I 4 to I 6 of each converter.
This is when a circulating current Io 2 having a waveform as shown in (e) is applied.

(c)はCC2の循環電流Io2を例にしたときの各コンバー
タの出力電流▲I0 4▼〜▲I0 6▼を示す。他励コンバー
タSS4の出力電流▲I0 4▼は(c)の実線のような波形
となる。
(C) shows output currents ▲ I 0 4 ▼ to ▲ I 0 6 ▼ of each converter when the circulating current Io 2 of CC 2 is taken as an example. The output current ▲ I 0 4 ▼ of the separately excited converter SS 4 has a waveform as shown by the solid line in (c).

(d)は、(b)で示す波形の各コンバータの出力電流
の和ITOTAL=I4+I5+I6と、(c)で示す波形の各コン
バータの出力電流の和▲I0 TOTAL▼=▲I0 4▼+▲I0 5
▼+▲I0 6▼の波形を示す。CC2の入力側(高周波側)
の無効電力Qcc2をほぼ一定にするため、破線で示すI
TOTALは大略一定となる。
(D) is the sum of the output currents of the converters of the waveform shown in (b) I TOTAL = I 4 + I 5 + I 6 and the sum of the output currents of the converters of the waveform shown in (c) ▲ I 0 TOTAL ▼ = ▲ I 0 4 ▼ + ▲ I 0 5
The waveform of ▼ + ▲ I 0 6 ▼ is shown. Input side of CC 2 (high frequency side)
In order to make the reactive power Qcc 2 of
TOTAL is almost constant.

CC2の循環電流Io2はITOTALと▲I0 TOTAL▼との差の(1/
3)が流れ、(e)で示すような波形となる。
The circulating current Io 2 of CC 2 is ( 1/0 of the difference between I TOTAL and ▲ I 0 TOTAL
3) flows and becomes a waveform as shown in (e).

第2図(b)において、他励コンバータSS4の出力電流I
4は直流分ITOTAL/3と、交流分I4ACからなり、当該交流
分I4ACは、U相出力電流IUをIU=Im・sinωotとした場
合、次式のように表わされる。
In Fig. 2 (b), the output current I of the separately excited converter SS 4
4 is composed of a direct current component I TOTAL / 3 and an alternating current component I 4AC , and the alternating current component I 4AC is expressed by the following equation when the U -phase output current I U is I U = Im · sinωot.

同様に、SS5及びSS6の出力電流I5,I6の交流分I5AC,I6AC
は次式のように表わされる。
Similarly, AC component I 5AC the output current I 5, I 6 of SS 5 and SS 6, I 6AC
Is expressed by the following equation.

この結果、IU=I4−I6,IV=I5−I4,IW=I6−I5が成り立
つ。
As a result, I U = I 4 -I 6 , I V = I 5 -I 4, I W = 6 -I 5 holds.

他励コンバータSS4の入力電流ISS4は出力電流I4に比例
した値の高周波電流(周波数は、外部発振器Oscから与
えられる基準信号ea,eb,ecの周波数fcで、例えば1kHz)
となる。コンバータSS4の点弧位相各をαとした場
合、SS4がとる有効電力PSS4はI4・cosαに比例し、無
効電力QSS4はI4・sinαに比例する。この無効電力Q
SS4は進相コンデンサCAP1の進み無効電力Qcap1の半分の
値だけ打ち消される(Qcap1の残りの半分は第1のサイ
クロコンバータCC1のSS1がとる無効電力QSS1を打ち消す
と考える)。
The input current I SS4 of the separately excited converter SS 4 is a high frequency current having a value proportional to the output current I 4 (frequency is the frequency fc of the reference signals ea, eb, ec given from the external oscillator Osc, for example, 1 kHz).
Becomes When each ignition phase of the converter SS 4 is α 4 , the active power P SS4 taken by SS 4 is proportional to I 4 · cos α 4 , and the reactive power Q SS4 is proportional to I 4 · sin α 4 . This reactive power Q
SS4 is canceled by half the value of the lead reactive power Qcap 1 of the phase advancing capacitor CAP 1 (the other half of Qcap 1 is considered to cancel the reactive power Q SS1 taken by SS 1 of the first cycloconverter CC 1 ).

前記SS4の点弧位相角αは90゜を中心として、刻々と
変化するが、ここで説明を簡単にするためα≒90゜と
して説明を行う。故にSS4のとる無効電力QSS4はSS4の出
力電流I4に比例する。前にも述べたようにSS4の出力電
流I4は、直流分ITOTAL/3と、交流分I4ACから成り、この
直流分ITOTAL/3に対応するSS4の無効電力QSS4(Dc)を進
相コンデンサCAP1の半分容量が打ち消すように選ぶ。
The firing phase angle α 4 of SS 4 changes momentarily around 90 °, but here, in order to simplify the description, α 4 ≈90 ° will be described. Thus reactive power Q SS4 take the SS 4 is proportional to the output current I 4 of SS 4. As described above, the output current I 4 of SS 4 is composed of the direct current component I TOTAL / 3 and the alternating current component I 4AC , and the reactive power Q SS4 (D of SS 4 corresponding to this direct current component I TOTAL / 3 c ) is selected so that half the capacitance of the phase advancing capacitor CAP 1 is canceled out.

この結果、交流分I4ACに対応するSS4の無効電力QSS4(Ac
)が、高周波絶縁トランスTRを介して他のコンバータSS5
及びSS6に出入りすることになる。
As a result, the AC component reactive power Q SS4 of SS 4 corresponding to I 4AC (A c
), But other converter SS 5 via high frequency isolation transformer TR
And will enter and leave SS 6 .

以上は有効電力PSS4を無視して説明したが、有効電力P
SS4に対しても同様に直流分PSS4(Dc)と交流分PSS4(Ac)
が考えられ、直流分については、第1のサイクロコンバ
ータCC1のコンバータSS1から供給され、交流分がトラン
スTRを介して他のコンバータSS5及びSS6に出入りするこ
とになる。
The above description is given by ignoring the active power P SS4.
Similarly for SS4 , DC component P SS4 (D c ) and AC component P SS4 (A c )
Therefore, the DC component is supplied from the converter SS 1 of the first cycloconverter CC 1 and the AC component enters and leaves the other converters SS 5 and SS 6 via the transformer TR.

他のコンバータSS5,SS6についても同様になる。The same applies to the other converters SS 5 and SS 6 .

また、第1のサイクロコンバータCC1についても同様
に、各コンバータSS1〜SS3の出力電流I1〜I3の交流分に
対応する有効電力及び無効電力がトランスTRを介して出
入りする。
Similarly, for the first cycloconverter CC 1 , active power and reactive power corresponding to the alternating current components of the output currents I 1 to I 3 of the converters SS 1 to SS 3 also enter and exit via the transformer TR.

従来の装置では、交流分に対応する有効,無効電力だけ
でなく、直流分に対応する有効,無効電力が、トランス
TRを介して出入りするため、いきおい、トランスTRの容
量が増大してしまう欠点があった。これに対して本発明
装置では、高周波トランスを介して出入りする電力は、
交流出力電流IU,IV,IWに基づく交流分に対応するものだ
けになり、当該トランス容量を大幅に低減させることが
可能となる。
In the conventional device, not only the active and reactive power corresponding to the AC component but also the active and reactive power corresponding to the DC component are
Since it goes in and out through the TR, there was a drawback that the capacity of the transformer TR was increased. On the other hand, in the device of the present invention, the electric power that goes in and out through the high frequency transformer is
Only the AC components corresponding to the AC components based on the AC output currents I U , I V , and I W can be reduced, and the transformer capacity can be significantly reduced.

また、負荷が軽くなった場合、前記交流出力電流IU,IV,
IWの波高値Imも小さくなり、各コンバータの出力電流の
交流分が小さくなって、トランスTRを出入りする電力は
ごくわずかな値になる。その結果、軽負荷時の損失が小
さくなり、従来装置の欠点であった軽負荷時の運転効率
を、大幅に改善できるようになる。
When the load becomes light, the AC output currents I U , I V ,
The peak value Im of I W also becomes smaller, the AC component of the output current of each converter becomes smaller, and the electric power going in and out of the transformer TR becomes a very small value. As a result, the loss under light load is reduced, and the operating efficiency under light load, which is a drawback of the conventional device, can be significantly improved.

第1図の装置では6パルスのサイクロコンバータについ
て説明したが、12パルス,18パルス,24パルス等でも同様
に達成できることは言うまでもない。なお、12パルスc/
cでは進相コンデンサの分割数は6となり、高周波トラ
ンスの巻線数も6必要となる。18,24パルスc/cも同様に
分割数が各々9,12と増えていく。
In the apparatus shown in FIG. 1, a 6-pulse cycloconverter has been described, but it goes without saying that 12-pulse, 18-pulse, 24-pulse, etc. can be similarly achieved. 12 pulses c /
In c, the number of divisions of the phase advancing capacitor is 6, and the number of windings of the high frequency transformer is also 6 is required. Similarly for 18,24 pulses c / c, the number of divisions increases to 9 and 12, respectively.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、本発明の高周波リンク変換装置は、高周
波絶縁トランスの容量を大幅に低減させることが可能と
なり、また、軽負荷時の損失が減少し、運転効率を格段
に向上させることができる。さらにトランスの巻線数を
減らすことができ、コストの低減及び小形軽量化を図る
ことが可能となる。
As described above, the high-frequency link converter of the present invention can significantly reduce the capacity of the high-frequency insulation transformer, reduce the loss during light load, and significantly improve the operating efficiency. . Further, the number of windings of the transformer can be reduced, and the cost and the size and weight can be reduced.

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

第1図は本発明の高周波リンク変換装置の実施例を示す
構成図、第2図は第1図の装置の動作を説明するための
電流波形図、第3図は従来の高周波リンク変換装置の構
成図である。 R,S,T……3相交流電源端子 LSR,LSS,LST……交流リアクトル CC1……第1の三角結線形循環電流式サイクロコンバー
タ SS1〜SS3……他励コンバータ L1〜L3……直流リアクトル CAP1〜CAP3……高周波進相コンデンサ TR……高周波絶縁トランス CC2……第2の三角結線形循環電流式サイクロコンバー
タ SS4〜SS6……他励コンバータ L4〜L6……直流リアクトル M……交流電動機、PG……回転速度検出器 CTR,CTS,CTT……入力電流検出器 CTU,CTV,CTW……出力電流検出器 PTcap……高周波電圧検出器、D……整流回路 Osc……外部発振器 PHC1,PHC2……位相制御回路 ACR1,ACR2……電流制御回路 AVR……電圧制御回路 SPC……速度制御回路
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a high frequency link converter of the present invention, FIG. 2 is a current waveform diagram for explaining the operation of the device of FIG. 1, and FIG. 3 is a conventional high frequency link converter. It is a block diagram. R, S, T …… 3-phase AC power supply terminal L SR , L SS , L ST …… AC reactor CC 1 …… First triangular connection linear circulating current type cycloconverter SS 1 〜 SS 3 …… Separately excited converter L 1 to L 3 …… DC reactor CAP 1 to CAP 3 …… High frequency advance capacitor TR …… High frequency isolation transformer CC 2 …… Second triangular connection linear circulating current type cycloconverter SS 4 〜 SS 6 …… Separately excited converter L 4 to L 6 …… DC reactor M …… AC motor, PG …… Rotation speed detector CT R , CT S , CT T …… Input current detector CT U , CT V , CT W …… Output current detector PTcap …… High frequency voltage detector, D …… Rectifier circuit Osc …… External oscillator PHC 1 , PHC 2 …… Phase control circuit ACR 1 , ACR 2 …… Current control circuit AVR …… Voltage control circuit SPC …… Speed control circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】3相交流電源と、当該交流電源に交流リア
クトルを介して出力側端子が接続された第1の三角結線
形循環電流式サイクロコンバータと、3相交流負荷と、
当該交流負荷に出力側端子が接続された第2の三角結線
形循環電流式サイクロコンバータと、前記第1及び第2
のサイクロコンバータを構成する各他励コンバータ(交
直電力変換器)毎に入力側端子を接続し、その共通入力
側端子毎に分割して接続された複数組の高周波進相コン
デンサと、当該複数組の進相コンデンサを絶縁し、電気
的に結合させる高周波トランスとを具備してなる高周波
リンク変換装置。
1. A three-phase AC power supply, a first triangular connection linear circulating current type cycloconverter having an output side terminal connected to the AC power supply via an AC reactor, and a three-phase AC load.
A second triangular connection linear circulating current type cycloconverter having an output side terminal connected to the AC load, and the first and second
The input side terminals are connected to each of the separately excited converters (AC / DC power converters) that make up the cycloconverter, and a plurality of sets of high-frequency phase advance capacitors connected separately for each common input side terminal, and the plurality of sets. High-frequency link conversion device comprising: a high-frequency transformer that insulates and electrically couples the phase-advancing capacitor.
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