JPH07245969A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH07245969A
JPH07245969A JP6032590A JP3259094A JPH07245969A JP H07245969 A JPH07245969 A JP H07245969A JP 6032590 A JP6032590 A JP 6032590A JP 3259094 A JP3259094 A JP 3259094A JP H07245969 A JPH07245969 A JP H07245969A
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power
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JP6032590A
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Hideo Ito
秀夫 伊藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】チョッパ電流が不規則波形とならない抵抗チョ
ッパ装置を得る。 【構成】交流電力を直流電力に変換する順変換装置3
と、この順変換装置3の直流出力側に直流電力を半導体
スイッチを介して接続された抵抗で消費する抵抗チョッ
パ装置5と、直流系統に接続された順逆変換動作可能な
インバータ変換装置8から負荷系統10に電力を供給す
る電力変換装置において、多群並列構成されている抵抗
チョッパ装置で、故障群はゲートブロック停止し健全群
は運転を継続する抵抗チョッパ装置において、運転/停
止群の検出信号により、予め設定されたキャリア位相信
号に設定する手段と、切り換えタイミング制御する手段
により、キャリア位相信号の位相差が常に360°/運
転群とするようにし、この移相キャリア位相信号と、制
御信号により発生するゲートパルス信号により運転する
ようにした電力変換装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は順変換装置を用い直流出
力側に多群構成された抵抗チョッパ装置を備え、負荷例
えばリニアモータに電力を供給する電力変換装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の電力変換装置の主回路の構
成を示している。交流電力系統1から順変換器用変圧器
2を介して直流電力に変換する順変換装置3が接続さ
れ、順変換装置3の出力側にリプルを軽減する直流リア
クトル4を直列に接続すると共に、直流電力を消費する
チョッパ装置5が接続されている。チョッパ装置5は半
導体スイッチからなるチョッパ変換装置50と抵抗器6
0が直列に接続されている。
【0003】チョッパ装置5には、直流系統に接続され
た電圧型インバータ用の電力コンデンサ7および順逆変
換動作可能なインバータ変換装置8がそれぞれ並列に接
続され、インバータ変換装置8の出力側にインバータ変
換器用変圧器9を介して負荷系統10が接続され、これ
により負荷系統10に電力が供給されるようになってい
る。
【0004】図7はチョッパ装置5の構成の一例を示す
もので、順変換装置3の直流回路に4群並列構成とし、
チョッパ変換装置51,52,53,54に直列に抵抗
器61,62,63,64が接続されている。
【0005】このような電力変換装置における、チョッ
パ装置5のPWMゲート制御回路は、図8に示すように
構成されている。発振器20の出力信号を各々PWMキ
ャリア発生回路(1)21,(2)22,(3)23,
(4)24に入力し、ここで定められた位相基準値信号
を出力し、この位相基準値信号が各々位相差のキャリア
信号を発生し比較回路(1)29,(2)30,(3)
31,(4)32に導入され、図示していない制御回路
からの制御信号と比較することでゲートパルス信号が出
力されるようにしている。
【0006】ゲートパルス信号は、AND(論理積)回
路(1)33,(2)34,(3)35,(4)36の
入力信号となり、他の条件信号として、ゲートパルスO
N/OFF条件信号で、例えば運転、停止、故障信号な
どの集約信号とし、運転する群には“1”信号レベルが
入力されるようになっている。
【0007】図9は、PWMキャリア発生回路21の一
例を示すブロック図であり、発振器20からの出力信号
および位相基準信号を入力するビットカウンター25
と、このビットカウンター25の出力によりPWM信号
を発生するPWM信号発生回路26により構成されてい
る。
【0008】このようなPWMゲート制御回路の動作に
ついて説明する。主回路構成が4群であるため各PWM
キャリア発生回路21〜24の位相差の関係は、360
°/4=90°となるよう各々PWMキャリア発生回路
21〜24内の位相基準信号が与えられており、図2に
示す波形となり、図中PWM1出力波形は、PWMキャ
リア発生回路21の出力と対応し、PWM2出力波形
は、PWMキャリア発生回路22の出力と対応し、PW
M3出力波形は、PWMキャリア発生回路23の出力と
対応し、PWM4出力波形は、PMWキャリア発生回路
24の出力と対応している。ここで、制御信号との比較
によりゲートパルスが各々のタイミングで発生する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記構成で、4群運転
中に1群故障した場合、対象群のゲートパルスON/O
FF条件信号の信号レベルが“0”となり、ゲートパル
スが発生しなくなり、残りの3群運転となる。
【0010】この時、図9に示す位相基準信号が固定さ
れた従来のPWMゲート制御回路内において、キャリア
位相を制御しない場合は、チョッパ電流が不規則波形と
なり直流回路にリプルが多く発生する不具合が生ずる。
【0011】図2では、PWMキャリア発生回路21に
ついてだけ示しているが、位相基準信号の値がそれぞれ
0°,90°,180°,270°と異なるのみである
ため他の回路については省略している。
【0012】そこで本発明の目的は、チョッパ電流が不
規則波形となり、直流回路にリプルが多く発生する不具
合が無く、安定に運転を継続して行うことのできる電力
変換装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1に対応する発明によれば、交流電力を直流
電力に変換する順変換装置と、この順変換装置の直流出
力側に直流電力を半導体スイッチを介して接続された抵
抗で消費する複数群の抵抗チョッパ装置と、直流系統に
接続された順逆変換動作可能なインバータ変換装置で構
成され、負荷に電力を供給する電力変換装置において、
前記抵抗チョッパ装置のうちの故障群はゲートブロック
を停止し、前記抵抗チョッパ装置の健全群は運転を継続
し、前記抵抗チョッパ装置の運転群または前記抵抗チョ
ッパ装置の停止群の検出信号により、予め設定されたキ
ャリア位相信号に設定する位相信号設定手段と、キャリ
ア位相信号の位相差が常に360°/運転群とする切り
換えタイミング制御手段と、この切り換えタイミング制
御手段の移相キャリア位相信号と、制御信号により得ら
れるゲートパルス信号で前記抵抗チョッパ装置を運転す
るようにしたゲートパルス信号発生手段と、を具備した
電力変換装置である。
【0014】前記目的を達成するために、請求項2に対
応する発明によれば、請求項1記載の電力変換装置にお
いて、前記抵抗チョッパ装置の運転群数が変化する時、
運転中のキャリア位相信号から移相キャリア位相信号に
変更する時、一時変更前のキャリア位相信号の位相差値
と同じ値にすることを特徴とする電力変換装置である。
【0015】前記目的を達成するために、請求項3に対
応する発明によれば、請求項1記載の電力変換装置にお
いて、前記抵抗チョッパ装置の運転群数が変化する時、
運転中のキャリア位相信号から移相キャリア位相信号に
変更する時、瞬時に変更後の位相にシフトして行うこと
を特徴とする電力変換装置である。
【0016】前記目的を達成するために、請求項4に対
応する発明によれば、請求項1記載の電力変換装置にお
いて、キャリア位相信号の移相タイミングを前記抵抗チ
ョッパ装置の運転群の変化時点から、同時に位相信号の
値を移相することを特徴とする電力変換装置である。
【0017】前記目的を達成するために、請求項5に対
応する発明によれば、請求項1記載の電力変換装置にお
いて、キャリア位相信号の移相タイミングを前記抵抗チ
ョッパ装置の運転群の変化時点から、位相進み群から位
相信号の値を移相することを特徴とする電力変換装置で
ある。
【0018】
【作用】請求項1〜請求項5に対応する発明によれば、
複数群からなる抵抗チョッパ装置の各群間の位相差の関
係を常に360°/運転群となるようにPWMキャリア
位相を制御するようにしたので、チョッパ電流が不規則
波形となり、直流回路にリプルが多く発生する不具合が
無く、安定に運転を継続して行うことのできる電力変換
装置を提供できる。
【0019】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。図1は本発明の第1実施例に係る抵抗
チョッパ装置のPWMキャリア発生回路をのみを示す図
であり、図9の従来例と異なる点は、位相基準信号に演
算回路42を設け、キャリア位相補正回路28の出力を
切り換える切り換えスイッチ41を介して演算してい
る。
【0020】切り換えスイッチ41は、切り換えタイミ
ング選択回路27の出力信号により、投入,解放操作さ
れる。発振器20の出力を、切り換えスイッチ40を介
してビットカウンター25に入力するようにしいる。
【0021】切り換えスイッチ40は、切り換えタイミ
ング選択回路27の出力信号により、投入,解放操作さ
れる。以上のように構成された抵抗チョッパ装置のPW
M制御回路の動作について、4群運転中から1群停止す
る時、3群運転中から1群追加起動時の動作を説明す
る。
【0022】通常運転状態における、PWM制御回路動
作については図2に示す図示していない制御回路からの
制御信号とキャリア信号により各々90°シフトした移
相関係となり、PWMキャリア発生回路21,22,2
3,24の出力波形は、図中のPWM1,2,3,4出
力で示す。
【0023】この出力波形と制御信号により比較回路2
9,30,31,32の出力としてゲートパルス1〜4
が得られ、AND回路33,34,35,36に入力さ
れる。
【0024】AND回路33,34,35,36におい
て、運転/停止故障停止信号条件により、図示していな
い本体装置にゲートパルスを送信し直流電力の回生が制
御される。
【0025】このような運転中に図7に示すチョッパ変
換装置52の故障により停止するときの動作について、
PWMキャリア発生回路及び、動作タイムチャートにつ
いて図3で説明する。
【0026】さらに、キャリア位相の関係の1例として
チョッパ変換装置52の故障時における移相データを図
4に示し、群停止における各移相データがキャリア位相
補正回路28に入力され、位相補正量が出力されるよう
にしている。
【0027】動作タイムチャート図3のP点でチョッパ
変換装置52の故障が発生しゲートパルス2がブロック
している。この時、図1における、PWMキャリア発生
回路においては、群起動,停止信号が入力し、キャリア
位相補正回路28により各PWMキャリア発生回路にお
いて、それぞれの群の位相補正信号が出力する。
【0028】PWMキャリア発生回路21においては、
チョッパ変換装置51が故障しないかぎり本キャリア信
号を基準位相としているため位相補正信号は出力しな
い。PWMキャリア発生回路22においては、故障群で
あるので位相補正信号は出力しない。
【0029】PWMキャリア発生回路23においては、
移相データより60°進み移相する信号がキャリア位相
補正回路28より出力され、切り換えスイッチ41を介
して180°の位相基準信号と演算回路42によりビッ
トカウンター25に入力している。
【0030】一方、切り換えタイミング選択回路27に
おいては、進み移相故障群のため、切り換えスイッチ4
0は投入されたままとなり、切り換えスイッチ41は、
停止群信号と同時に投入され位相補正される。
【0031】同様に、PWMキャリア発生回路24にお
いては、移相データより60°進み移相する信号がキャ
リア位相補正回路28より出力され、切り換えスイッチ
41を介して270°の位相基準信号と演算回路42に
よりビットカウンター25に入力している。
【0032】一方、切り換えタイミング選択回路27に
おいては、進み移相故障群のため、切り換えスイッチ4
0は投入されたままとなり、切り換えスイッチ41は、
停止群信号と同時に投入され、位相が補正される。
【0033】このように動作することで、PWMキャリ
ア発生回路においては、キャリア信号が各々90°シフ
トした移相関係から、各々120°シフトした移相関係
で運転される。
【0034】次に、図7に示すチョッパ変換装置52の
追加起動するときの動作について、PWMキャリア発生
回路及び、図5の動作タイムチャートを参照して説明す
る。図5のQ点でチョッパ変換装置52の起動動作し、
ゲートパルス2がデブロックしている。
【0035】この時、図1における、PWMキャリア発
生回路21〜24においては、群起動信号が入力し、キ
ャリア位相補正回路28により各PWMキャリア発生回
路21〜24において、それぞれの群の位相補正信号を
出力する。
【0036】PWMキャリア発生回路21においては、
チョッパ変換装置51の基準位相としているため位相補
正信号は出力しない。PWMキャリア発生回路22にお
いては、全群運転であるので位相補正信号は出力しな
い。
【0037】PWMキャリア発生回路23においては、
移相データより60°遅れ移相する信号がキャリア位相
補正回路28より出力され、切り換えスイッチ41を介
して180°の位相基準信号と演算回路42によりビッ
トカウンター25に入力している。
【0038】一方、切り換えタイミング選択回路27に
おいては、遅れ移相群のため、切り換えスイッチ(SW
1)40は一時開放されカウンターの更新を停止し、前
値の値を保持したままとなり、移相データ60°時限
後、切り換えスイッチ40が投入され、ビットカウンタ
ー25の更新が開始される。
【0039】切り換えスイッチ(SW2)41は、群起
動信号と同時に投入され位相補正される。同様に、PW
Mキャリア発生回路24においては、移相データより6
0°遅れ移相する信号がキャリア位相補正回路28より
出力され、切り換えスイッチ41を介して270°の位
相基準信号と演算回路42によりビットカウンター25
に入力している。
【0040】一方、切り換えタイミング選択回路27に
おいては、遅れ移相群のため、切り換えスイッチ40は
一時開放されカウンターの更新を停止し、前値の値を保
持したままとなり、移相データ60°時限後、切り換え
スイッチ40が投入されカウンターの更新が開始され
る。
【0041】切り換えスイッチ41は、群起動信号と同
時に投入され位相補正される。このように動作すること
で、PWMキャリア発生回路21〜24においては、キ
ャリア信号が各々120°シフトした移相関係から、各
々90°シフトした移相関係で運転される。
【0042】以上述べた実施例によれば、チョッパ装置
の群停止,起動によっても、キャリチョッパ電流が不規
則波形とならないよう運転を行うことのできる。すなわ
ち、抵抗チョッパ装置が4群あるうちの1群が故障によ
り停止した時、群起動,停止信号により、予め設定され
たキャリア位相信号に設定する位相信号設定手段と、抵
抗チョッパ装置の故障群により切り換えタイミング選択
回路27によりキャリア位相信号を切り換える切り換え
タイミング選択回路27により、故障群はゲートブロッ
クし、健全群は運転を継続する手段と、3群運転中1群
追加起動した時、群追加起動信号により、予め設定され
たキャリア位相信号に設定する手段と、追加起動群によ
り切り換えタイミング選択回路27によりキャリア位相
信号を切り換える手段により、追加群はゲートデブロッ
クするように構成したものである。
【0043】以上述べた本発明の抵抗チョッパ装置は、
群停止,起動によっても、キャリア位相信号切り換え回
路と、タイミング選択回路によりキャリア位相信号を切
り換える手段により、チョッパ電流が不規則波形となら
ないよう運転を行うことのできるものである。
【0044】なお、本実施例では、移相タイミングを同
時に変更するようにしたが、チョッパ変換器群の位相の
進んでいる群から行うようにしてもよく、又移相タイミ
ングをデータとして処理しやすい最大値,最小値,中間
値などのタイミングでも実現することができる。
【0045】
【発明の効果】本発明によれば、群停止,起動において
キャリア位相信号の切り換えにより運転群数により常
に、360°/運転群の位相差で運転されるためチョッ
パ電流が不規則波形とならない電力変換装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による抵抗チョッパ装置の第1実施例の
PWMキャリア発生回路を示すブロック図。
【図2】全群運転中のPWMゲートパルスの動作状態を
説明するための図。
【図3】4群運転から3群運転のPWMゲートパルス動
作の動作状態を説明するための図。
【図4】キャリア位相のベクトル関係を示す図。
【図5】3群運転から4群運転のPWMゲートパルス動
作の動作状態を説明するための図。
【図6】従来の電力変換装置の一例を示す回路図。
【図7】図6の抵抗チョッパ装置の構成を示す図。
【図8】図6のPWMゲートパルス発生回路を示すブロ
ック図。
【図9】図8のPWMキャリア発生回路を示すブロック
図。
【符号の説明】
1…交流電力系統、2…順変換器用変圧器、3…順変換
装置、4…直流リアクトル、5…チョッパ装置、50,
51,52,53,54…チョッパ変換装置、60,6
1,62,63,64…抵抗器、7…電力コンデンサ、
8…インバータ変換装置、9…インバータ変換器用変圧
器、10…負荷系統、20…発振器、21…PWMキャ
リア発生回路1、22…PWMキャリア発生回路2、2
3…PWMキャリア発生回路3、24…PWMキャリア
発生回路4、25…ビットカウンター、26…PWM信
号発生回路、27…切り換えタイミング選択回路、28
…キャリア位相補正回路、29,30,31,32…比
較回路(1)〜(4)、33,34,35,36…AN
D回路(1)〜(4)、40,41…切り換えスイッ
チ、42…演算回路。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電力を直流電力に変換する順変換装
    置と、この順変換装置の直流出力側に直流電力を半導体
    スイッチを介して接続された抵抗で消費する複数群の抵
    抗チョッパ装置と、直流系統に接続された順逆変換動作
    可能なインバータ変換装置で構成され、負荷に電力を供
    給する電力変換装置において、 前記抵抗チョッパ装置のうちの故障群はゲートブロック
    を停止し、前記抵抗チョッパ装置の健全群は運転を継続
    し、前記抵抗チョッパ装置の運転群または前記抵抗チョ
    ッパ装置の停止群の検出信号により、予め設定されたキ
    ャリア位相信号に設定する位相信号設定手段と、 キャリア位相信号の位相差が常に360°/運転群とす
    る切り換えタイミング制御手段と、 この切り換えタイミング制御手段の移相キャリア位相信
    号と、制御信号により得られるゲートパルス信号で前記
    抵抗チョッパ装置を運転するようにしたゲートパルス信
    号発生手段と、 を具備した電力変換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電力変換装置において、
    前記抵抗チョッパ装置の運転群数が変化する時、運転中
    のキャリア位相信号から移相キャリア位相信号に変更す
    る時、一時変更前のキャリア位相信号の位相差値と同じ
    値にすることを特徴とする電力変換装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の電力変換装置において、
    前記抵抗チョッパ装置の運転群数が変化する時、運転中
    のキャリア位相信号から移相キャリア位相信号に変更す
    る時、瞬時に変更後の位相にシフトして行うことを特徴
    とする電力変換装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の電力変換装置において、
    キャリア位相信号の移相タイミングを前記抵抗チョッパ
    装置の運転群の変化時点から、同時に位相信号の値を移
    相することを特徴とする電力変換装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の電力変換装置において、
    キャリア位相信号の移相タイミングを前記抵抗チョッパ
    装置の運転群の変化時点から、位相進み群から位相信号
    の値を移相することを特徴とする電力変換装置。
JP6032590A 1994-03-02 1994-03-02 電力変換装置 Pending JPH07245969A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100667844B1 (ko) * 2005-12-16 2007-01-11 삼성전자주식회사 위상차 조정기능을 갖는 다상 펄스폭 변조 제어기
JPWO2015102049A1 (ja) * 2014-01-06 2017-03-23 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
CN114362489A (zh) * 2021-12-24 2022-04-15 河南嘉晨智能控制股份有限公司 一种多路Mos斩波控制系统的噪声抑制方法
JP7450834B1 (ja) * 2023-07-05 2024-03-15 三菱電機株式会社 リニアモータ制御装置

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