JPH09140140A

JPH09140140A - 位相同期型ゲートパルス出力装置、位相同期信号発生装置、電力変換装置、および位相同期型ゲートパルス出力方法

Info

Publication number: JPH09140140A
Application number: JP7296667A
Authority: JP
Inventors: Hatsuhiko Naito; 初彦内藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】コンピュータ８のプログラムで処理し精度の
良い位相同期型ゲートパルス出力装置を得ようとするも
のである。【解決手段】位相同期型ゲートパルス出力装置は、入
力電圧Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_cと帰還信号Ｖ_a0、Ｖ_b0、Ｖ_c0の位
相差信号Ｖ_A0を出力する位相比較手段１５と、位相差信
号Ｖ_A0の電圧値および基準周波数に基づいてコンピュー
タ８のプログラムで処理し、入力電圧Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_cの
周波数信号ｆを出力する周波数変換手段２５と、帰還信
号Ｖ_a0、Ｖ_b0、Ｖ_c0を発生する帰還信号発生手段と、位
相角αと周波数信号ｆとに基づいて入力電圧Ｖ_a、Ｖ_b、
Ｖ_cに対して位相制御をするゲートパルス９を発生する
ゲートパルス発生手段３０とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、正弦波状の交流
信号に対して速い応答で追従し、この正弦波状の交流信
号の位相制御をするゲートパルスを発生する位相同期型
ゲートパルス出力装置およびその方法、正弦波状の交流
信号に対して速い応答で追従し、この正弦波状の交流信
号に同期する信号を発生する位相同期信号発生装置、並
びに位相同期型ゲートパルス出力装置により位相制御さ
れ直流を交流および交流を直流に変換する電力変換装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、例えば特公昭６０−３７７１
１号公報に示された従来の位相検出装置の構成を示すブ
ロック図である。図１４において、１０１、１０２、１
０３は３相の入力電圧ｆ_ou、ｆ_ov、ｆ_owを方形波に変換
する変換器、１０４、１０５、１０６は位相比較器、１
０７は加算器、１０８は高調波を除去するローパスフィ
ルタ、１０９は入力電圧を周波数に変換するＶ／Ｆコン
バータ、１１０、１１１はカウンタ、１１２は３相の方
形波ｆ_Iu、ｆ_Iv、ｆ_Iwを作るためのデコーダである。

【０００３】つぎに、動作について説明する。Ｖ／Ｆコ
ンバータ１０９は、フィルタ１０８から出力電圧を入力
し、この電圧値に応じてパルスを出力する。Ｖ／Ｆコン
バータ１０９の出力パルスはカウンタ１１０、１１１に
よりカウントされ分周される。カウンタ１１１の出力は
デコ−ダ１１２に入力され、デコーダ１１２は３相の電
圧信号を出力する。この３相の電圧信号は、変換器１０
１、１０２、１０３により波形整形されたパルスに対応
する出力とそれぞれ位相比較器１０４、１０５、１０６
により位相比較される。位相比較器１０４、１０５、１
０６は、位相差に比例した直流分をもってそれぞれ入力
３相信号の２倍の周波数の方形波状信号を出力する。こ
の３個の位相差信号は加算器１０７により加算され、入
力交流信号の６倍の周波数の方形波状信号となる。この
信号がフィルタ１０８を通過することにより、高調波成
分が除去され直流分のみを含む信号となる。そして、こ
の直流分が位相差に比例した信号となり、Ｖ／Ｆコンバ
−タ１０９に入力され、この位相差信号が０になるよう
に図１４の制御ル−プは動作する。この制御系において
は位相比較器１０４、１０５、１０６、フィルタ１０８
等の構成要素が全てＨ／Ｗで構成されている。また、カ
ウンタ１１０、１１１は、所定の個数のパルスを検出す
るまでの時間を検出することにより、入力電圧の基準電
圧に対する位相のずれθ１を求めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

（１）従来の位相同期信号発生装置は、上述したような
Ｈ／Ｗの位相検出装置で形成され、Ｖ／Ｆコンバータ１
０９からの出力パルスの所定の個数を検出するカウンタ
１１０、１１１を有する構成となっていた。このＶ／Ｆ
コンバータ１０９が出力するパルスは、数（２〜３）μ
ｓごとに出力され、高速カウンタであるカウンタ１１
０、１１１によりカウントしていた。ここで、出力パル
スをコンピュータによりカウント処理しようとするとき
には、少なくとも数μｓごとに割込み処理をする必要が
ある。したがって、ＣＰＵのクロックが数ＭＨｚ程度ま
での汎用的で安価なＣＰＵを用いて、数μｓごとに割込
み処理をすることができない、或は、他のタスクおよび
プロセスに支障をきたすという問題があった。（２）また、Ｖ／Ｆコンバータ１０９や位相比較器１０
４、１０５、１０６など全ての構成要素がＨ／Ｗで構成
されている。このため、例えばフィルタ１０８の時定数
の変更等、回路定数を変更する場合等、Ｈ／Ｗを変更す
る必要があった。したがって、変更に時間を要するだけ
でなく、Ｈ／Ｗで構成されているので、コスト的にも高
くなり、余分なスペ−スが必要になるという問題点があ
った。また、Ｖ／Ｆコンバータ１０９を使用するときに
は、Ｖ／Ｆコンバータ１０９はアナログ素子により形成
されているために、ドリフト現象が生じ精度が良くない
と言う問題点があった。（３）また、Ｖ／Ｆコンバータ１０９およびカウンタ１
１０、１１１以外はＳ／Ｗにより構成されているものも
あった。そして、位相のずれθ１の検出を、カウンタ１
１０、１１１によりＶ／Ｆコンバータ１０９の出力パル
スのパルス数を検出することによって行っていた。した
がって、ローパスフィルタ１０８からの出力信号から直
接周波数を求めることができないので、周波数検出が遅
いという問題があった。そして、フィルタ１０８がＨ／
Ｗにより構成されているときには、フィルタ１０８の応
答時間が長いので、周波数変動に対応する周波数検出時
間が長いという問題があった。（４）また、従来の位相同期型ゲートパルス出力装置
は、上述の（１）の理由によりＳ／Ｗによる一体形成が
できない。したがって、構成要素が多くなり、Ｖ／Ｆコ
ンバータ１０９がアナログ素子で形成されていたので、
信頼性が低く、装置が大型化し、コストが高くなるとい
う問題があった。（５）さらにまた、従来の電力変換装置は、上述の
（４）の理由により、位相同期型ゲートパルス出力装置
により出力されるゲートパルスの精度が良くない。した
がって、交流から直流に電力変換する場合には、入力の
交流に対して所望の直流電圧が得られないと言う問題が
あった。

【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものである。そして、計数するカウンタを
用いることなく、Ｓ／Ｗを伴うコンピュータで形成し、
コンピュータのプログラムで処理できる位相同期型ゲー
トパルス出力装置およびその方法を提供することを目的
とする。さらに、計数するカウンタを用いることなく、
コンピュータのプログラムで処理できる位相同期信号出
力装置を提供することを目的とする。さらにまた、所望
の変換電圧が得られる精度の良い電力変換装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る位相同期
型ゲートパルス出力装置は、入力多相交流信号、および
この入力多相交流信号の各相の交流信号と各々所定の角
度位相が異なる帰還多相交流信号を入力し、入力多相交
流信号と帰還多相交流信号の位相を比較し位相差信号を
出力する位相比較手段と、この位相比較手段から位相差
信号を入力し、この位相差信号の電圧値および基準電圧
に基づいてコンピュータのプログラムで処理し上記入力
多相交流信号の周波数に関係する周波数信号を出力する
電圧−周波数変換手段と、この電圧−周波数変換手段か
ら周波数信号を入力し、この周波数信号に基づいて上記
帰還多相交流信号を出力する帰還信号発生手段と、電圧
−周波数変換手段から周波数信号を入力し、上記入力多
相交流信号および所望の直流出力電圧から演算された位
相角と上記周波数信号とに基づいて上記入力多相交流信
号に対して位相制御をするゲートパルスを発生するゲー
トパルス発生手段とを備えたものである。

【０００７】また、ゲートパルス発生手段は、位相角と
周波数信号に基づいてゲートパルスを発生する時間を演
算し時間信号を出力する位相角−時間変換手段と、この
位相角−時間変換手段から時間信号を入力し、この時間
信号と入力多相交流信号の基準角度時刻とから得られた
ゲートパルス出力時刻を割込み信号により検出し、検出
したゲートパルス出力時刻にゲートパルスを出力するゲ
ートパルス出力手段とを有するものである。また、割込
み信号は、クロックパルスである。また、割込み信号
は、入力多相交流信号の基準角度時刻から一定時間まで
は割込みパルスであり、その後上記割込みパルスよりも
発生周期の短いクロックパルスである。

【０００８】また、帰還信号発生手段は、正弦波の振幅
値を離散的にアドレスに対応づけて記憶する記憶手段を
有し、周波数信号の電圧値に基づいて上記アドレスの進
段速度を決定し帰還多相交流信号を出力するものであ
る。

【０００９】また、入力多相交流信号、およびこの入力
多相交流信号の各相の交流信号と各々所定の角度位相が
異なる帰還多相交流信号を入力し、入力多相交流信号と
帰還多相交流信号の位相を比較し位相差信号を出力する
位相比較手段と、この位相比較手段から位相差信号を入
力し、この位相差信号および基準電圧の電圧値に基づい
てコンピュータのプログラムで処理し上記入力多相交流
信号の周波数に関係する周波数信号を出力する電圧−周
波数変換手段と、正弦波の振幅値を離散的にアドレスに
対応づけて記憶する記憶手段を有し、上記電圧−周波数
変換手段から周波数信号を入力し、この周波数信号の電
圧値に基づいて上記アドレスの進段速度を決定し帰還多
相交流信号を出力する帰還信号発生手段と、上記帰還信
号発生手段から帰還多相交流信号を入力しこの帰還多相
交流信号の０度〜１８０度区間の時間を検出することに
より上記入力多相交流信号の周波数信号を求め、上記入
力多相交流信号および所望の直流出力電圧から演算され
た位相角と上記周波数信号とに基づいて上記入力多相交
流信号に対して位相制御をするゲートパルスを発生する
ゲートパルス発生手段とを備えたものである。

【００１０】また、電圧−周波数変換手段により得られ
た周波数および入力多相交流信号および所望の直流出力
電圧から演算された位相角を保持する保持手段と、上記
入力多相交流信号が所定値以下に低下したしたことを検
出するレベル検出手段とを有し、上記入力多相交流信号
が所定値以下に低下したとき、上記入力多相交流信号が
所定値以下に低下する前に保持した上記周波数および上
記位相角に基づいて上記入力多相交流信号に対して位相
制御をするゲートパルスを発生するように形成されたも
のである。

【００１１】この発明に係る位相同期信号発生装置は、
入力多相交流信号、およびこの入力多相交流信号の各相
の交流信号と各々所定の角度位相が異なる帰還多相交流
信号を入力し、入力多相交流信号と帰還多相交流信号の
位相を比較し位相差信号を出力する位相比較手段と、こ
の位相比較手段から位相差信号を入力し、この位相差信
号および基準電圧の電圧値に基づいてコンピュータのプ
ログラムで処理し上記入力多相交流信号の周波数に関係
する周波数信号を出力する電圧−周波数変換手段と、こ
の電圧−周波数変換手段から周波数信号を入力し、この
周波数信号に基づいて上記帰還多相交流信号を出力する
帰還信号発生手段と、上記周波数信号に基づいて上記入
力多相交流信号に同期する信号を発生する発生手段とを
備えたものである。

【００１２】この発明に係る電力変換装置は、３相交流
母線の交流電圧を直流電圧に変換するサイリスタ群と、
上記３相交流母線の交流電圧を測定する計器用変圧器
と、この計器用変圧器から出力される入力３相交流信
号、およびこの入力３相交流信号の各相の交流信号と各
々１２０度位相が異なる帰還３相交流信号を入力し、入
力３相交流信号と帰還３相交流信号の位相を比較し位相
差信号を出力する位相比較手段、この位相比較手段から
位相差信号を入力し、この位相差信号の電圧値および基
準電圧に基づいて上記入力３相交流信号の周波数に対応
する周波数信号を出力する電圧−周波数変換手段、この
電圧−周波数変換手段から周波数信号を入力し、この周
波数信号に基づいて上記帰還３相交流信号を出力する帰
還信号発生手段、ならびに、電圧−周波数変換手段から
周波数信号を入力し、上記入力３相交流信号および上記
サイリスタ群の所望の直流出力電圧から演算された位相
角と上記周波数信号とに基づいて上記入力３相交流信号
に対して位相制御をするゲートパルスを発生するゲート
パルス発生手段を有するコンピュータとを備えたもので
ある。

【００１３】この発明に係る位相同期型ゲートパルス出
力方法は、入力多相交流信号、およびこの入力多相交流
信号の各相の交流信号と各々所定の角度位相が異なる帰
還多相交流信号を入力し、入力多相交流信号と帰還多相
交流信号の位相を比較し位相差信号を出力する位相比較
ステップと、上記位相差信号を入力し、この位相差信号
の電圧値および基準電圧に基づいてコンピュータのプロ
グラムで処理し上記入力多相交流信号の周波数に関係す
る周波数信号を出力する電圧−周波数変換ステップと、
上記周波数信号を入力し、この周波数信号に基づいて上
記帰還多相交流信号を出力する帰還信号発生ステップ
と、上記周波数信号を入力し、上記入力多相交流信号お
よび所望の直流出力電圧から演算された位相角と上記周
波数信号とに基づいて上記入力多相交流信号に対して位
相制御をするゲートパルスを発生するゲートパルス発生
ステップとを含むものである。また、位相比較ステッ
プ、電圧−周波数検出ステップ、帰還信号発生ステッ
プ、およびゲートパルス発生ステップは、コンピュータ
のプログラムにより処理されるものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図１〜
図９に基づいて説明する。図１は、一般的なマイクロコ
ンピュ−タにより位相同期型ゲートパルス出力装置を構
成し、交流から直流に変換する変換装置の構成を示すブ
ロック図である。図１において、１０は入力多相交流で
ある３相交流を伝送する母線、１１は３相交流の電圧を
マイクロコンピュータ８へ入力する電圧Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_c
に変換する計器用変圧器、１３は変換器用変圧器１２に
より電圧変換された３相交流を直流に変換するサイリス
タを複数有するサイリスタ群である。１はＣＰＵ（演算
装置）を示しており、この部分で演算を行う。３は割込
みパルス発生器であり、各々周期の異なる割り込みパル
スｔi１、ｔi２、ｔi３をＣＰＵ１に出力する割込みパ
ルス発生器３ａ、３ｂ、３ｃである。そして、ＣＰＵ１
は各割り込みパルスの入力に応じて異なる種類の演算を
実行する。５は割込みパルス発生器３の出力する割込み
信号よりも発生頻度が高く、ＣＰＵ１の演算制御をする
クロックパルスを発生するクロック発生器である。７は
メモリであり、プログラムやデ−タを蓄える。プログラ
ムやデ−タはＣＰＵ１との間でやり取りされ、ＣＰＵ１
はデ−タやプログラムを使い演算を実行する。８はＣＰ
Ｕ１、割込みパルス発生器３、クロック発生器５、メモ
リ７を有し、ゲートパルス９をサイリスタ群１３に出力
する位相同期型ゲートパルス出力装置を形成するコンピ
ュータであるマイクロコンピュータである。

【００１５】以下、マイクロコンピュータ８がゲートパ
ルス９を発生する動作について説明する。図２は、図１
のマイクロコンピュータ８がゲートパルス９を発生する
機能を示すブロック図である。１５は３相の交流線間電
圧即ち入力多相交流信号である入力電圧Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_c
と帰還多相交流信号である帰還電圧Ｖ_a0、Ｖ_b0、Ｖ_c0の
位相を比較する位相比較手段、１７は位相比較手段１５
からの位相差信号である出力信号Ｖ_A0の高調波成分を除
去するフィルタ手段、１９はフィルタ手段１７からの出
力信号Ｖ_A1と系統の基準周波数ｆ₀に応じた基準電圧Ｖ₀
を加算する加算手段、２１は加算手段１９からの出力信
号Ｖ_A2を電圧に関係する周波数信号にプログラムで処理
し変換する電圧−周波数変換手段であるＶＣＯ手段、２
３は帰還信号発生手段で、ＶＣＯ手段２１からの周波数
信号である出力信号ＶＡ３を入力し帰還信号発生手段２
３ａ、２３ｂ、２３ｃが入力電圧Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_cと各々
１２０度即ち所定の角度位相が異なる帰還電圧Ｖ_a0、Ｖ
_b0、Ｖ_c0を出力する。２５はフィルタ手段１７からの出
力信号Ｖ_A1を入力し周波数に関係する周波数信号である
出力信号ｆを出力する電圧−周波数変換手段である周波
数変換手段、２７は周波数変換手段２５からの出力信号
ｆを時間信号ｔａに変換する周波数−時間変換手段であ
る。

【００１６】２９は図示しない別のＣＰＵにより演算さ
れた位相角αと時間信号ｔａを入力しゲートパルス９を
発生する時間を演算する位相−時間変換手段、３１は位
相−時間変換手段２９からの出力信号ｔｇｎに基づいて
ゲートパルス出力時刻にゲートパルス９を出力するパル
ス出力手段である。３０は、周波数−時間変換手段２
７、位相角−時間変換手段２９およびパルス出力手段３
１により形成されるゲートパルス発生手段である。ま
た、位相比較手段１５、フィルタ手段１７、加算手段１
９、ＶＣＯ手段２１、帰還信号発生手段２３、周波数変
換手段２５、およびゲートパルス発生手段３０は、コン
ピュータのプログラムにより処理される。ここで、位相
角αは、サイリスタ群１３に入力される交流に対してど
の位相角でゲートパルス９を発生すればよいかという位
相角である。そして、位相角αは、入力される交流とサ
イリスタ群１３から出力したい所望の直流出力電圧によ
り求めることができるものである。

【００１７】ここで、ＶＣＯ手段２１と帰還信号発生手
段２３ａの動作について説明する。図３は、ＶＣＯ手段
２１により周波数信号Ｖ_A3に変換し帰還信号発生手段２
３ａにより周波数信号Ｖ_A3から帰還電圧Ｖ_a0を得る変換
を示す図である。その（ａ）はＶＣＯ手段２１により加
算電圧Ｖ_A2を周波数に関係する周波数信号である発信周
波数電圧（出力電圧）Ｖ_A3に変換する説明図である。つ
まり、加算電圧Ｖ_A2に応じて発信周波数電圧Ｖ_A3が変化
する。そして、発信周波数電圧Ｖ_A3は以下に説明するＲ
ＯＭの進段アドレス速度に対応する。その（ｂ）は帰還
信号発生手段２３ａにより発信周波数電圧Ｖ_A3から正弦
波である帰還信号Ｖ_a0を得るモデル図である。このよう
に、直流信号の発信周波数電圧Ｖ_A3から交流信号である
帰還信号Ｖ_a0を得ることができる。その（ｃ）は横軸を
アドレス（時間に対応）にとり縦軸に電圧をとった即ち
Ｖ₀、Ｖ₁、Ｖ₂・・・・はａ₀、ａ₁、ａ₂・・・・に対す
る各出力である場合の変換を示す図であり、その（ｄ）
はその（ｃ）の内容をメモリ化した即ちＶ₀、Ｖ₁、Ｖ₂
・・・・は各アドレスａ₀、ａ₁、ａ₂・・・・に対する
ＲＯＭの内容を示す図である。つまり、ＲＯＭ内に各ア
ドレスに対して離散的に好ましくは一定間隔で正弦波の
各値が格納されている。そして、出力信号（発信周波数
電圧）Ｖ_A3の電圧値に応じてＲＯＭの進段アドレス速度
を変化させれば帰還電圧Ｖ_a0が得られる。例えば、出力
信号Ｖ_A3の電圧値が高いときには、進段アドレス速度が
速くなり、帰還電圧Ｖ_a0は周期の短い正弦波が出力され
る。そして、帰還信号発生手段２３ｂ、２３ｃにおいて
も帰還信号発生手段２３ａと同様にして帰還電圧Ｖ_b0、
Ｖ_c0を出力する。また、ＲＯＭ内に格納されているアド
レスの進段アドレス速度を変化する場合について説明し
たが、ＲＯＭに記憶された内容をＲＡＭに呼出しておい
て同様の処理をしてもよく、このときは処理効率が向上
する。

【００１８】ここで、周波数変換手段２５の動作につい
て説明する。図４は、周波数変換手段２５により電圧Ｖ
_A1を周波数に変換する説明図である。その（ａ）は周波
数変換手段２５により位相差信号である電圧Ｖ_A1を周波
数信号の偏差分である周波数電圧Δｆに変換する説明図
である。つまり、直流電圧ＶＡ１に応じて直流周波数電
圧Δｆが変化する。その（ｂ）は（ａ）の内容をメモリ
化した即ち電圧Ｖ₀、Ｖ₁、Ｖ₂・・・・は周波数Δｆ₀、
Δｆ₁、Δｆ₂・・・・に対応するテーブルであり、ＲＯ
Ｍの内容を示す図である。つまり、電圧信号Ｖ_A1の電圧
値に応じて周波数Δｆを決定することができる。この周
波数Δｆに基準周波数ｆ₀を加算すれば周波数信号ｆが
得られる。

【００１９】つぎに、周波数変換について説明し、その
後、ゲートパルス出力について説明する。図５、６は、
マイクロコンピュータ８のプログラムの処理を示すフロ
ーチャートであり、図５は周波数−時間変換を示すフロ
ーチャート、図６はゲートパルス出力を示すフローチャ
ートである。まず、３相交流の電力系統から計器用変圧
器１１等を用いて入力電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを位相比較
手段１５に入力する。（Ａ０１）ついで、ＶＣＯ手段２１の出力信号ＶＡ３を帰還信号発
生手段２３を通すことにより、位相角１２０度前の入力
電圧と同じ周波数で、現在の入力電圧Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_cと
各々１２０度位相が異なる帰還電圧Ｖ_a0、Ｖ_b0、Ｖ_c0を
位相比較手段１５に入力する。（Ａ０２）

【００２０】ついで、位相比較手段１５では、入力電圧
Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_cと帰還電圧Ｖ_a0、Ｖ_b ₀、Ｖ_c0との積をと
り加算した出力信号Ｖ_A0（＝Ｖ_a×Ｖ_a0＋Ｖ_b×Ｖ_b0＋Ｖ
_c×Ｖ_c0）をフィルタ手段１７に出力する。（Ａ０３）フィルタ手段１７では、入力信号Ｖ_A0の高調波成分を除
去し出力信号Ｖ_A1を加算手段１９と周波数変換手段２５
に出力する。（Ａ０４）そして、周波数変換手段２５では、入力信号Ｖ_A1の電圧
に応じて偏差周波数Δｆ₁を演算し（Ａ０５）、入力し
た系統の基準周波数ｆ₀（定常時の系統入力電圧の周波
数であり、例えば商用周波数６０Ｈｚ）との和をとるこ
とにより入力電圧の周波数ｆを演算する。（Ａ０６）ついで、周波数−時間変換手段２７では、周波数ｆを入
力し周期を１／ｆで計算できるので、この周期の１／２
を時間ｔａとすれば、時間ｔａ＝１／（ｆ×２）として
演算し、位相角−時間変換手段２９へ時間信号ｔａを出
力するとともにこの時間ｔａをメモリに格納する（Ａ０
８）。（Ａ０７）

【００２１】ここで、図７は、周波数−時間変換手段２
７により時間ｔａを求める説明図である。図７におい
て、横軸は時間であり周波数ｆと同じ周期の正弦波を示
す。そして、時間ｔａは図７中のＯ−Ｐ点間に対応し周
波数ｆの周期Ｔの１／２である。以上の説明した周波数
ｆを検出する処理は、迅速に入力電圧Ｖ_aの周波数の変
化に追従する必要がある。ここで、各処理の応答時間に
ついて検討する。この応答時間は、位相比較手段１５、
フィルタ手段１７、加算手段１９、ＶＣＯ手段２１、帰
還信号発生手段２３、周波数変換手段２５、およびゲー
トパルス発生手段３０により構成される位相同期型ゲー
トパルス出力装置の応答時間即ち入力電圧の周波数が変
化したときに、この変化した周波数に対応するゲートパ
ルス出力時刻ｔｇｎを得るまでの時間に対応する。よっ
て、この時間は、応答時間が遅いフィルタ手段１７の応
答時間であり、ほぼ３０ｍｓ程度である。したがって、
３０ｍｓ程度のうちに変化した周波数を検出できればよ
いので、図８に示すような３０度（１．４ｍｓ）程度の
周波数検出の割込みをすればよい。なぜなら、この場合
には、応答時間３０ｍｓの間に２０回程度の割込み処理
ができることとなるので、周波数の変化に対して充分追
従できると言える。

【００２２】つぎに、ゲートパルス出力について図６、
およびゲートパルス出力時刻を決定する割込み処理を示
す図９を用いて説明する。実施の形態１では、ゲートパ
ルス出力時刻を、入力電圧Ｖ_aの基準角度時刻である０
点時刻から一定時間までは割込みパルス、その後割込み
パルスよりも発生周期の短いクロックパルスにより検出
する。ここで、０点時刻とは、交流信号の電圧が負から
正に変化する時刻である。まず、転流電圧の０点即ち入
力交流信号の電圧が負から正に変化する点であるか否か
の判定をする。（Ａ１０）ここで、サイリスタの転流電圧は線間電圧即ち入力電圧
に対応するので、ゲートパルス９の基準角度時刻は図７
の位相０度時刻に対応する。また、以下で説明する図９
の０点は図７の正弦波に同期しているものとする。そし
て、ゲートパルス９を一度出力すれば、入力電圧即ち転
流電圧のつぎの０点が来るまでゲートパルスは出力しな
い。そして、転流電圧の０点が認識されたならば、ｎ＝
１、フラグＦＧ＝０を入力する。（Ａ１１）つぎに、フラグＦＧ＝１（ＦＧ＝１のときは既にゲート
パルス発生済）であるか否か即ち既にゲートパルス９が
発生されているか否かを判定する。（Ａ１２）

【００２３】ＦＧ＝１でないときには、サイリスタ群１
３に対して出力すべきゲートパルス９の入力電圧Ｖａに
対する位相角αが位相角−時間変換手段２９に入力され
る。（Ａ１３）つぎに、周波数−時間変換手段２７により求めた時間ｔ
ａをメモリから読出す。（Ａ１４）そして、位相−時間変換手段２９は、時間ｔａと位相角
αを用いてゲートパルス発生時間ｔｇｍに換算する。換
算は、ｔｇｍ＝ｔａ×α／１８０・・・・（式１）で計算できる。（Ａ１５）ここで、位相角αを入力してから演算が終了するまでの
時間は一定であるので、この時間をあらかじめ計測して
おきｔａｃとする。

【００２４】そして、位相角−時間変換手段２９はゲー
トパルス出力時刻である出力信号ｔｇｎを、上述した位
相０度時刻とゲートパルス発生時間ｔｇｍから求めパル
ス出力手段３１に出力する。そして、パルス出力手段３
１は、割込み信号とクロックパルスによりゲートパルス
出力時刻ｔｇｎを検出し、検出したときゲートパルス９
を出力する。後述するＡ１６〜Ａ２２で詳述する。ここ
で、クロックパルスはＣＰＵ１のクロック発信器５が出
力するクロックに同期するパルス信号であり、割込み信
号はクロックパルスよりも発生周期が充分に長く一定の
時間ｔｃごとに割込み信号を発生している。

【００２５】図９は横軸に時間をとり図７と０点が同期
しているもので割込み信号とクロック信号によりゲート
パルス出力時刻ｔｇｎを検出するための説明図である。
図９において、ｔａｃは式１の演算時間であり通常無視
できるほど短い。ｔｃ、２ｔｃは、割込み信号の発生時
刻を示すものであり、この場合、図７の１周期に対して
８〜１０回程度の割込み信号を発生する。また、図示し
ていないが時刻ｔａｃからｔｃまでの期間は、割込み信
号に比較して充分周期の短いクロック信号により時刻ｔ
ｇｎを検出する。ＸまたはＹはゲートパルス出力時刻ｔ
ｇｎに対応するものである。ＸまたはＹは入力電圧の１
周期に対して１回のみ出力するものであり、説明の都合
上２点を示している。

【００２６】まず、ゲートパルス出力時刻ｔｇｎがＸ
（ｎ＝１）の場合について説明する。ｔｇ１＜ｔａｃの
時は、直ちにゲートパルスを出力する。（Ａ１６、Ａ１
７）ｔａｃ＜ｔｇ１＜ｔｃの時は、クロックパルスのカウン
トを行いクロックカウントより求めた時間ｔｃｌ１＝ｔ
ｇ１−ｔａｃになったところでゲートパルスを出力す
る。（Ａ１９、Ａ２０、Ａ２１）つぎに、ゲートパルスが出力時刻ｔｇｎがＹ（ｎ＝２）
の場合について説明する。ｔｇ１＞ｔｃの時は、ｎ＝ｎ
＋１として、次の割り込みパルスが来るまで待つ。（Ａ
２３）次の割り込みパルスが来た時ｔｃ、位相角αを再び入力
する。位相角αを時間換算した値をｔｇ２とすると、ｔ
ｇ２＜ｔｃ＋ｔａｃの時は直ちにゲートパルスを出力す
る。（Ａ１６、Ａ１７）そして、ｔｃ＋ｔａｃ＜ｔｇ２＜２ｔｃの時はクロック
カウントを開始しｔｃｌ２＝ｔｇ２−ｔｃ−ｔａｃの時
にゲートパルスを出力する。（Ａ１９、Ａ２０、Ａ２
１）以下同様に、ｎ＝３、４・・・・としていき、（ｎ−
１）ｔｃ＋ｔａｃ＜ｔｇｎのときは直ちにゲートパルス
９は出力し、（ｎ−１）ｔｃ＋ｔａｃ＜ｔｇｎ＜ｎｔａ
ｃのときは、ｔｃｌ＝ｔｇｎ−ｔｃ−（ｎ−１）ｔａｃ
のときにゲートパルス９は出力すればよい。上記の処理
に於いて、ゲートパルス９を一度出力すれば交流電圧の
次の０点が来るまでゲートパルス９は出力しない。

【００２７】ここで、ゲートパルス出力時刻ｔｇｎを検
出するときに、割込み信号ｎｔｃが出力されるごとに、
（Ａ１３）〜（Ａ１５）の処理をして処理時間ｔａｃを
考慮している例について説明した。しかし、ゲートパル
ス出力時刻ｔｇｎを１度計算してその値をメモリに格納
しておき、この値を使用することで（Ａ１３）〜（Ａ１
５）の処理を省略するようにしてもよい。

【００２８】以上のように、位相同期型ゲートパルス出
力装置を構成したので以下のような効果がある。従来の
ように、カウンタにより計数して入力電圧Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ
_cに対する位相制御角を検出する必要がなく、位相差信
号Ｖ_A1の電圧に基づいて周波数ｆを検出できる。したが
って、位相差信号Ｖ_A1の電圧に基づくに対する周波数ｆ
の検出が瞬時に可能であるとともにコンピュータ８のプ
ログラムによって処理できるので周波数ｆの検出の精度
を高くすることができる。また、入力電圧Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ
_cに対する周波数ｆが周波数変換手段２５により検出で
き、この周波数ｆに基づいてゲートパルス出力時刻ｔｇ
ｎを検出しゲートパルス９を発生することができるの
で、ゲートパルス９の発生の精度を高くすることができ
るとともにコンピュータ８のプログラムにより実行させ
ることができる。また、ＶＣＯ手段２１と帰還信号発生
手段２３によりカウンタを使用せずに入力電圧Ｖ_a、
Ｖ_b、Ｖ_cに対する帰還信号Ｖ_a0、Ｖ_b0、Ｖ_c0を出力でき
るので、コンピュータ８のプログラムにより実行させる
ことができる。

【００２９】また、位相比較手段１５、フィルタ手段１
７、ＶＣＯ手段２１、帰還信号発生手段２３、周波数変
換手段２５およびゲートパルス発生手段３０をコンピュ
ータ８のプログラムの処理により実行することができる
ので、位相同期型ゲートパルス出力装置を小型化できる
とともに高精度化が可能である。また、ゲートパルス出
力時刻ｔｇｎを割込み信号とクロックパルスにより検出
するようにしたので、ＣＰＵ１に対する負荷が少なく正
確に時刻を検出することができる。また、交流を直流に
変換する変換装置は、位相同期型ゲートパルス出力装置
がコンピュータ８により構成されているので、効率の良
い変換が可能であるとともにコンピュータ８としては電
気所に使用している計算機と共用とすることも可能であ
る。

【００３０】なお、位相角αをＣＰＵ１とは他のＣＰＵ
により演算する場合について説明したが、この位相角は
理論的に求められるものであり、ＣＰＵ１で求めるよう
にしてもよい。また、電圧−周波数変換手段としてＶＣ
Ｏ手段２１と周波数変換手段２５が２つある場合につい
て説明したが、どちらか一つのみを有し、その電圧−周
波数変換手段から帰還信号発生手段２３とゲートパルス
発生手段３０の両方に周波数信号を出力する構成として
もよい。また、入力多相交流が３相交流で所定の角度が
１２０度の場合について説明したが、入力多相交流が３
相交流でない場合にはそれに応じて変化するということ
は言うまでもない。また、基準周波数ｆ₀および基準周
波数ｆ₀に対応する電圧である基準電圧Ｖ_０は、直前に
求めた入力多相交流信号の周波数およびこの周波数に対
応する電圧としても、基準周波数は６０Ｈｚおよびこの
周波数に対応する電圧を１０Ｖのように予め固定値を設
定しておいてもよい。

【００３１】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
ついて説明する。実施の形態１のゲートパルス発生手段
３０のパルス出力手段３１におけるゲートパルス出力時
刻ｔｇｎの検出以外は、実施の形態１と同様であるので
説明を省略する。図１０は、横軸に時間をとり図６と０
点が同期しているもので割込み信号により時刻ｔｇｎを
検出するための説明図である。図１０において、（数
１）の演算時間ｔａｃは通常無視できるほど短いので考
慮に入れない。ｔｃ、２ｔｃは、割込み信号の発生時刻
を示すものであり、この場合、図６の１周期に対して８
〜１０回程度の割込み信号を発生する。Ｘはゲートパル
ス出力時刻ｔｇｎに対応するものである。

【００３２】つぎに、ゲートパルス出力時刻ｔｇｎであ
るＸの検出について説明する。ｔｇｎ＜ｔｃの時は、直
ちにゲートパルスを出力する。ｔｇｎ＞ｔｃの時は次の
割り込みパルスが来るまで待つ。ｔｇｎ＜２ｔｃの時は
直ちにゲートパルスを出力する。ｔｇｎ＞２ｔｃの時は
次の割り込みパルスが来るまで待つ。以下同様にしてｔ
ｇｎ＜（ｎ−１）ｔｃの時はゲートパルスを出力し、ｔ
ｇｎ＞（ｎ−１）ｔｃの時は次の割り込み込みパルスが
来るまで待つ。以上のように、パルス出力手段３１を構
成したので、非常に簡単なプログラムで実行することが
でき、ＣＰＵ１に対する負荷が少なくメモリの使用量が
少なくできる。なお、（数１）の演算時間ｔａｃは通常
無視できるほど短いので考慮に入れない場合について説
明したが、実施の形態１と同様に演算時間ｔａｃを考慮
する構成としてもよい。また、実施の形態２の割込みパ
ルスに代えて、クロックパルスのみによりゲートパルス
出力時刻ｔｇｎを検出することも可能である。この場合
には、割込み信号がクロックパルスであり検出周期が短
いので、出力時間の精度の良いゲートパルス９を出力す
ることができる。

【００３３】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
ついて説明する。実施の形態１の周波数変換手段２５に
おける入力電圧Ｖ_ａ、Ｖ_b、Ｖ_cの周波数の検出以外は、
実施の形態１と同様であるので説明を省略する。図１１
は、帰還信号発生手段Ａの帰還信号である出力電圧Ｖ_a0
を示す図である。ＣＰＵ１は、図１１の０点即ち入力電
圧Ｖ_aの０点に対応する点を検出し、２個の０点間即ち
０度〜１８０度区間の時間を計測することにより入力電
圧Ｖ_aに対する周波数ｆを検出することができる。以上
のように実際に正弦波を出力してその０点を検出し周波
数ｆを検出するので、精度よく周波数を検出できる。

【００３４】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
ついて説明する。一般に、系統に短絡等の事故が生じた
とき、系統電圧は歪み、位相同期型ゲートパルス出力装
置への入力波形は歪む。このため位相同期型ゲートパル
ス出力装置が正しく動作しなくなる恐れがある。このた
め、事故が発生したときには、前もって保持しておいた
事故前の位相を使用してゲートパルス９を出力する。図
１２は、この動作の機能ブロックを示す図である。図１
２において、４０は入力多相交流信号の電圧を検査する
レベル検出手段である事故検出手段である。４２は、事
故検出手段４０の出力に基づいて、開閉の切換えをする
切換え手段であるＳＷ（ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３）であ
る。

【００３５】つぎに動作について説明する。定常時にお
いては、ＳＷ４２は閉路しており実施の形態１と同様に
動作するのでその説明は省略する。一方、入力交流電圧
の低下により事故検出手段４０が事故を検出すると、Ｓ
Ｗ４２に開路命令を出力する。そして、ＳＷ１、ＳＷ
２、ＳＷ３は開路し、位相同期回路のフィ−ドバックル
−プが切られる。ついで、保持手段（図示せず）である
メモリに格納している事故前のＶＣＯ手段２１の入力値
を読みだし、この値を以後のＶＣＯ手段２１の入力値と
する。以上のように構成したので、事故が発生し、入力
電圧が歪んだ場合でも安定したゲートパルス９を出力す
ることができる。

【００３６】実施の形態５．この発明の実施の形態５に
ついて説明する。図１３は、位相同期信号発生装置の構
成をブロック図である。図１３において、５０は周波数
信号ｆを入力し、入力多相交流信号に同期した信号５２
を発生する同期信号発生手段である。位相比較手段１
５、フィルタ手段１７、加算手段１９、ＶＣＯ手段２
１、帰還信号発生手段２３および周波数変換手段２５の
動作は実施の形態１と同様に動作するのでその説明は省
略する。

【００３７】つぎに動作について説明する。同期信号発
生手段５０は、周波数変換手段２５から周波数信号ｆを
入力し、入力多相交流信号に同期した信号５２を発生す
る。以上のように位相同期信号発生装置を構成したの
で、位相差信号Ｖ_A1の電圧に基づいて周波数ｆを検出で
き、位相差信号Ｖ_A1の電圧に基づくに対する周波数ｆの
検出を検出できる。したがって、精度よく瞬時に同期信
号を発生させることができるとともに、コンピュータの
プログラムにより実行させることができる。また、この
位相同期信号発生装置は、ゲートパルス発生装置の他に
高調波検出器などに使用することもできる。

【００３８】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る位相同期型
ゲートパルス出力装置は、入力多相交流信号、およびこ
の入力多相交流信号の各相の交流信号と各々所定の角度
位相が異なる帰還多相交流信号を入力し、入力多相交流
信号と帰還多相交流信号の位相を比較し位相差信号を出
力する位相比較手段と、この位相比較手段から位相差信
号を入力し、この位相差信号の電圧値および基準電圧に
基づいてコンピュータのプログラムで処理し上記入力多
相交流信号の周波数に関係する周波数信号を出力する電
圧−周波数変換手段と、この電圧−周波数変換手段から
周波数信号を入力し、この周波数信号に基づいて上記帰
還多相交流信号を出力する帰還信号発生手段と、電圧−
周波数変換手段から周波数信号を入力し、上記入力多相
交流信号および所望の直流出力電圧から演算された位相
角と上記周波数信号とに基づいて上記入力多相交流信号
に対して位相制御をするゲートパルスを発生するゲート
パルス発生手段とを備えたので、コンピュータのプログ
ラムで処理する電圧−周波数変換手段を用いることと相
まって入力多相交流信号の周波数を精度よく早急に検出
できるとともに入力多相交流信号に対して精度よく位相
制御をすることができる。

【００３９】また、ゲートパルス発生手段は、位相角と
周波数信号に基づいてゲートパルスを発生する時間を演
算し時間信号を出力する位相角−時間変換手段と、この
位相角−時間変換手段から時間信号を入力し、この時間
信号と入力多相交流信号の基準角度時刻とから得られた
ゲートパルス出力時刻を割込み信号により検出し、検出
したゲートパルス出力時刻にゲートパルスを出力するゲ
ートパルス出力手段とを有するので、ゲートパルス出力
手段をコンピュータのプログラム処理により実行するこ
とができ小型化が可能である。

【００４０】また、割込み信号は、クロックパルスであ
るので、プログラムが簡単にでき使用するメモリが少な
くて済む。

【００４１】また、割込み信号は、入力多相交流信号の
基準角度時刻から一定時間までは割込みパルスであり、
その後上記割込みパルスよりも発生周期の短いクロック
パルスであるので、クロックパルスのみのときに比較し
てＣＰＵへの負荷が少ない。

【００４２】また、帰還信号発生手段は、正弦波の振幅
値を離散的にアドレスに対応づけて記憶する記憶手段を
有し、周波数信号の電圧値に基づいて上記アドレスの進
段速度を決定し帰還多相交流信号を出力するので、帰還
信号発生手段をコンピュータのプログラム処理により実
行することができ小型化が可能である。

【００４３】また、入力多相交流信号、およびこの入力
多相交流信号の各相の交流信号と各々所定の角度位相が
異なる帰還多相交流信号を入力し、入力多相交流信号と
帰還多相交流信号の位相を比較し位相差信号を出力する
位相比較手段と、この位相比較手段から位相差信号を入
力し、この位相差信号および基準電圧の電圧値に基づい
てコンピュータのプログラムで処理し上記入力多相交流
信号の周波数に関係する周波数信号を出力する電圧−周
波数変換手段と、正弦波の振幅値を離散的にアドレスに
対応づけて記憶する記憶手段を有し、上記電圧−周波数
変換手段から周波数信号を入力し、この周波数信号の電
圧値に基づいて上記アドレスの進段速度を決定し帰還多
相交流信号を出力する帰還信号発生手段と、上記帰還信
号発生手段から帰還多相交流信号を入力しこの帰還多相
交流信号の０度〜１８０度区間の時間を検出することに
より上記入力多相交流信号の周波数信号を求め、上記入
力多相交流信号および所望の直流出力電圧から演算され
た位相角と上記周波数信号とに基づいて上記入力多相交
流信号に対して位相制御をするゲートパルスを発生する
ゲートパルス発生手段とを備えたので、帰還信号発生手
段をコンピュータのプログラム処理により実行すること
ができ小型化が可能であるとともに正弦波である帰還多
相交流信号の０度〜１８０度区間の時間を検出するので
周波数の検出の精度がよい。

【００４４】また、電圧−周波数変換手段により得られ
た周波数および入力多相交流信号および所望の直流出力
電圧から演算された位相角を保持する保持手段と、上記
入力多相交流信号が所定値以下に低下したしたことを検
出するレベル検出手段とを有し、上記入力多相交流信号
が所定値以下に低下したとき、上記入力多相交流信号が
所定値以下に低下する前に保持した上記周波数および上
記位相角に基づいて上記入力多相交流信号に対して位相
制御をするゲートパルスを発生するように形成されたの
で、事故中の波形歪みの影響を受けることなくゲートパ
ルスを発生することができる。

【００４５】この発明に係る位相同期信号発生装置は、
入力多相交流信号、およびこの入力多相交流信号の各相
の交流信号と各々所定の角度位相が異なる帰還多相交流
信号を入力し、入力多相交流信号と帰還多相交流信号の
位相を比較し位相差信号を出力する位相比較手段と、こ
の位相比較手段から位相差信号を入力し、この位相差信
号および基準電圧の電圧値に基づいてコンピュータのプ
ログラムで処理し上記入力多相交流信号の周波数に関係
する周波数信号を出力する電圧−周波数変換手段と、こ
の電圧−周波数変換手段から周波数信号を入力し、この
周波数信号に基づいて上記帰還多相交流信号を出力する
帰還信号発生手段と、上記周波数信号に基づいて上記入
力多相交流信号に同期する信号を発生する発生手段とを
備えたので、コンピュータのプログラムで処理する電圧
−周波数変換手段を用いることと相まって入力多相交流
信号の周波数を精度よく早急に検出できるとともに入力
多相交流信号に対して精度よく同期した信号を発生する
ことができる。

【００４６】この発明に係る電力変換装置は、３相交流
母線の交流電圧を直流電圧に変換するサイリスタ群と、
上記３相交流母線の交流電圧を測定する計器用変圧器
と、この計器用変圧器から出力される入力３相交流信
号、およびこの入力３相交流信号の各相の交流信号と各
々１２０度位相が異なる帰還３相交流信号を入力し、入
力３相交流信号と帰還３相交流信号の位相を比較し位相
差信号を出力する位相比較手段、この位相比較手段から
位相差信号を入力し、この位相差信号の電圧値および基
準電圧に基づいて上記入力３相交流信号の周波数に対応
する周波数信号を出力する電圧−周波数変換手段、この
電圧−周波数変換手段から周波数信号を入力し、この周
波数信号に基づいて上記帰還３相交流信号を出力する帰
還信号発生手段、ならびに、電圧−周波数変換手段から
周波数信号を入力し、上記入力３相交流信号および上記
サイリスタ群の所望の直流出力電圧から演算された位相
角と上記周波数信号とに基づいて上記入力３相交流信号
に対して位相制御をするゲートパルスを発生するゲート
パルス発生手段を有するコンピュータとを備えたので、
ゲートパルス発生時刻の精度が良く、効率のよい電力変
換を実現できる。

【００４７】この発明に係る位相同期型ゲートパルス出
力方法は、入力多相交流信号、およびこの入力多相交流
信号の各相の交流信号と各々所定の角度位相が異なる帰
還多相交流信号を入力し、入力多相交流信号と帰還多相
交流信号の位相を比較し位相差信号を出力する位相比較
ステップと、上記位相差信号を入力し、この位相差信号
の電圧値および基準電圧に基づいてコンピュータのプロ
グラムで処理し上記入力多相交流信号の周波数に関係す
る周波数信号を出力する電圧−周波数変換ステップと、
上記周波数信号を入力し、この周波数信号に基づいて上
記帰還多相交流信号を出力する帰還信号発生ステップ
と、上記周波数信号を入力し、上記入力多相交流信号お
よび所望の直流出力電圧から演算された位相角と上記周
波数信号とに基づいて上記入力多相交流信号に対して位
相制御をするゲートパルスを発生するゲートパルス発生
ステップとを含むので、入力多相交流信号の周波数を精
度よく早急に検出できるとともに入力多相交流信号に対
して精度よく位相制御をする方法を得ることができる。

【００４８】また、位相比較ステップ、電圧−周波数検
出ステップ、帰還信号発生ステップ、およびゲートパル
ス発生ステップは、コンピュータのプログラムにより処
理されるので、小型化できるとともに精度がよい方法を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に関し交流から直流
に変換する変換装置の構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態１に関しゲートパルス
を発生する機能を示す位相同期型ゲートパルス出力装置
のブロック図である。

【図３】この発明の実施の形態１に関し電圧−周波数
変換手段と帰還信号発生手段により帰還信号得るための
変換を示す図である。

【図４】この発明の実施の形態１に関し電圧−周波数
変換手段により電圧信号を周波数信号に変換する説明図
である。

【図５】この発明の実施の形態１に関しマイクロコン
ピュータのプログラムの処理を示すフローチャートであ
る。

【図６】この発明の実施の形態１に関しマイクロコン
ピュータのプログラムの処理を示すフローチャートであ
る。

【図７】この発明の実施の形態１に関し周波数−時間
変換手段により時間信号を求める説明図である。

【図８】この発明の実施の形態１に関し応答時間の検
討に対する説明図である。

【図９】この発明の実施の形態１に関しゲートパルス
出力時刻を決定する説明図である。

【図１０】この発明の実施の形態２に関しゲートパル
ス出力時刻を決定する説明図である。

【図１１】この発明の実施の形態３に関し帰還信号発
生手段の帰還信号から時間信号を求める説明図である。

【図１２】この発明の実施の形態４に関し系統事故発
生時の位相同期型ゲートパルス出力装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図１３】この発明の実施の形態５に関し位相同期信
号発生装置の構成を示すブロック図である。

【図１４】従来の位相検出装置の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１ＣＰＵ３割込みパルス発生器５クロッ
ク発生器７メモリ８マイクロコンピュータ９ゲー
トパルス１１計器用変圧器１３サイリスタ群１５
位相比較手段２１ＶＣＯ手段２３帰還信号発生手段２５
周波数変換手段２７周波数−時間変換手段２７位相角−時間変
換手段３０ゲートパルス発生手段３１パルス出力手段４０事故検出手段４２切換え手段５０同
期信号発生手段５２同期信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力多相交流信号、およびこの入力多相
交流信号の各相の交流信号と各々所定の角度位相が異な
る帰還多相交流信号を入力し、入力多相交流信号と帰還
多相交流信号の位相を比較し位相差信号を出力する位相
比較手段と、この位相比較手段から位相差信号を入力
し、この位相差信号の電圧値および基準電圧に基づいて
コンピュータのプログラムで処理し上記入力多相交流信
号の周波数に関係する周波数信号を出力する電圧−周波
数変換手段と、この電圧−周波数変換手段から周波数信
号を入力し、この周波数信号に基づいて上記帰還多相交
流信号を出力する帰還信号発生手段と、電圧−周波数変
換手段から周波数信号を入力し、上記入力多相交流信号
および所望の直流出力電圧から演算された位相角と上記
周波数信号とに基づいて上記入力多相交流信号に対して
位相制御をするゲートパルスを発生するゲートパルス発
生手段とを備えたことを特徴とする位相同期型ゲートパ
ルス出力装置。
【請求項２】ゲートパルス発生手段は、位相角と周波
数信号に基づいてゲートパルスを発生する時間を演算し
時間信号を出力する位相角−時間変換手段と、この位相
角−時間変換手段から時間信号を入力し、この時間信号
と入力多相交流信号の基準角度時刻とから得られたゲー
トパルス出力時刻を割込み信号により検出し、検出した
ゲートパルス出力時刻にゲートパルスを出力するゲート
パルス出力手段とを有することを特徴とする請求項１記
載の位相同期型ゲートパルス出力装置。
【請求項３】割込み信号は、クロックパルスであるこ
とを特徴とする請求項２記載の位相同期型ゲートパルス
出力装置。
【請求項４】割込み信号は、入力多相交流信号の基準
角度時刻から一定時間までは割込みパルスであり、その
後上記割込みパルスよりも発生周期の短いクロックパル
スであることを特徴とする請求項２記載の位相同期型ゲ
ートパルス出力装置。
【請求項５】帰還信号発生手段は、正弦波の振幅値を
離散的にアドレスに対応づけて記憶する記憶手段を有
し、周波数信号の電圧値に基づいて上記アドレスの進段
速度を決定し帰還多相交流信号を出力することを特徴と
する請求項１記載の位相同期型ゲートパルス出力装置。
【請求項６】入力多相交流信号、およびこの入力多相
交流信号の各相の交流信号と各々所定の角度位相が異な
る帰還多相交流信号を入力し、入力多相交流信号と帰還
多相交流信号の位相を比較し位相差信号を出力する位相
比較手段と、この位相比較手段から位相差信号を入力
し、この位相差信号および基準電圧の電圧値に基づいて
コンピュータのプログラムで処理し上記入力多相交流信
号の周波数に関係する周波数信号を出力する電圧−周波
数変換手段と、正弦波の振幅値を離散的にアドレスに対
応づけて記憶する記憶手段を有し、上記電圧−周波数変
換手段から周波数信号を入力し、この周波数信号の電圧
値に基づいて上記アドレスの進段速度を決定し帰還多相
交流信号を出力する帰還信号発生手段と、上記帰還信号
発生手段から帰還多相交流信号を入力しこの帰還多相交
流信号の０度〜１８０度区間の時間を検出することによ
り上記入力多相交流信号の周波数信号を求め、上記入力
多相交流信号および所望の直流出力電圧から演算された
位相角と上記周波数信号とに基づいて上記入力多相交流
信号に対して位相制御をするゲートパルスを発生するゲ
ートパルス発生手段とを備えたことを特徴とする位相同
期型ゲートパルス出力装置。
【請求項７】電圧−周波数変換手段により得られた周
波数および入力多相交流信号および所望の直流出力電圧
から演算された位相角を保持する保持手段と、上記入力
多相交流信号が所定値以下に低下したしたことを検出す
るレベル検出手段とを有し、上記入力多相交流信号が所
定値以下に低下したとき、上記入力多相交流信号が所定
値以下に低下する前に保持した上記周波数および上記位
相角に基づいて上記入力多相交流信号に対して位相制御
をするゲートパルスを発生するように形成されたことを
特徴とする請求項２または６記載の位相同期型ゲートパ
ルス出力装置。
【請求項８】入力多相交流信号、およびこの入力多相
交流信号の各相の交流信号と各々所定の角度位相が異な
る帰還多相交流信号を入力し、入力多相交流信号と帰還
多相交流信号の位相を比較し位相差信号を出力する位相
比較手段と、この位相比較手段から位相差信号を入力
し、この位相差信号および基準電圧の電圧値に基づいて
コンピュータのプログラムで処理し上記入力多相交流信
号の周波数に関係する周波数信号を出力する電圧−周波
数変換手段と、この電圧−周波数変換手段から周波数信
号を入力し、この周波数信号に基づいて上記帰還多相交
流信号を出力する帰還信号発生手段と、上記周波数信号
に基づいて上記入力多相交流信号に同期する信号を発生
する発生手段とを備えたことを特徴とする位相同期信号
発生装置。
【請求項９】３相交流母線の交流電圧を直流電圧に変
換するサイリスタ群と、上記３相交流母線の交流電圧を
測定する計器用変圧器と、この計器用変圧器から出力さ
れる入力３相交流信号、およびこの入力３相交流信号の
各相の交流信号と各々１２０度位相が異なる帰還３相交
流信号を入力し、入力３相交流信号と帰還３相交流信号
の位相を比較し位相差信号を出力する位相比較手段、こ
の位相比較手段から位相差信号を入力し、この位相差信
号の電圧値および基準電圧に基づいて上記入力３相交流
信号の周波数に対応する周波数信号を出力する電圧−周
波数変換手段、この電圧−周波数変換手段から周波数信
号を入力し、この周波数信号に基づいて上記帰還３相交
流信号を出力する帰還信号発生手段、ならびに、電圧−
周波数変換手段から周波数信号を入力し、上記入力３相
交流信号および上記サイリスタ群の所望の直流出力電圧
から演算された位相角と上記周波数信号とに基づいて上
記入力３相交流信号に対して位相制御をするゲートパル
スを発生するゲートパルス発生手段を有するコンピュー
タとを備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】入力多相交流信号、およびこの入力多
相交流信号の各相の交流信号と各々所定の角度位相が異
なる帰還多相交流信号を入力し、入力多相交流信号と帰
還多相交流信号の位相を比較し位相差信号を出力する位
相比較ステップと、上記位相差信号を入力し、この位相
差信号の電圧値および基準電圧に基づいてコンピュータ
のプログラムで処理し上記入力多相交流信号の周波数に
関係する周波数信号を出力する電圧−周波数変換ステッ
プと、上記周波数信号を入力し、この周波数信号に基づ
いて上記帰還多相交流信号を出力する帰還信号発生ステ
ップと、上記周波数信号を入力し、上記入力多相交流信
号および所望の直流出力電圧から演算された位相角と上
記周波数信号とに基づいて上記入力多相交流信号に対し
て位相制御をするゲートパルスを発生するゲートパルス
発生ステップとを含むことを特徴とする位相同期型ゲー
トパルス出力方法。
【請求項１１】位相比較ステップ、電圧−周波数検出
ステップ、帰還信号発生ステップ、およびゲートパルス
発生ステップは、コンピュータのプログラムにより処理
されることを特徴とする請求項１０記載の位相同期型ゲ
ートパルス出力方法。