JPH10323048A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH10323048A JPH10323048A JP12517497A JP12517497A JPH10323048A JP H10323048 A JPH10323048 A JP H10323048A JP 12517497 A JP12517497 A JP 12517497A JP 12517497 A JP12517497 A JP 12517497A JP H10323048 A JPH10323048 A JP H10323048A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】大きなフィルタを追加することなく、直流電流
が小さい領域でも安定に運転することが可能な電力変換
装置を提供すること。 【解決手段】電力検出装置２１ａの無効電力検出値は、
無効電力指令Ｑref1との差分が演算され電力制御装置２
３ａに入力される。一方、電力検出装置２１ｂの無効電
力検出値は、別の無効電力指令Ｑref2との差分が演算さ
れ電力制御装置２３ｂに入力される。このように、変換
装置１ａと１ｂの交流側の無効電力は、それぞれ対応す
る無効電力指令Ｑref1、Ｑref2に比例した値となり、異
なる無効電力での運転が可能となる。従って、高調波が
少なくなる状態での運転が可能となる。
が小さい領域でも安定に運転することが可能な電力変換
装置を提供すること。 【解決手段】電力検出装置２１ａの無効電力検出値は、
無効電力指令Ｑref1との差分が演算され電力制御装置２
３ａに入力される。一方、電力検出装置２１ｂの無効電
力検出値は、別の無効電力指令Ｑref2との差分が演算さ
れ電力制御装置２３ｂに入力される。このように、変換
装置１ａと１ｂの交流側の無効電力は、それぞれ対応す
る無効電力指令Ｑref1、Ｑref2に比例した値となり、異
なる無効電力での運転が可能となる。従って、高調波が
少なくなる状態での運転が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自己消弧形半導体
素子を用い、特に電磁石等の負荷に電力を供給する電力
変換装置に関する。
素子を用い、特に電磁石等の負荷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８〜図１２を用いて、従来の電力変換
装置について説明する。図８において、変換装置１ａ、
１ｂは、それぞれ変圧器２、変換器３、交流電流検出器
４から構成されている。変換装置１ａにおいて、変換器
６ａの交流側、変換器６ｂの交流側は、変圧器２ａのひ
とつの巻線に接続されている。また、変圧器２ａのもう
一方の巻線は、交流電流検出器４に接続され、変換装置
１ａの交流側を構成している。
装置について説明する。図８において、変換装置１ａ、
１ｂは、それぞれ変圧器２、変換器３、交流電流検出器
４から構成されている。変換装置１ａにおいて、変換器
６ａの交流側、変換器６ｂの交流側は、変圧器２ａのひ
とつの巻線に接続されている。また、変圧器２ａのもう
一方の巻線は、交流電流検出器４に接続され、変換装置
１ａの交流側を構成している。
【０００３】変換装置１ａ、１ｂは、交流側で並列に接
続されている。変換器１ａ、１ｂの出力が、フィルタ
５、遮断器６、交流電源７に接続されている。系統イン
ピーダンス８は、交流電源１の等価的な内部インピーダ
ンスである。なお、変換装置１ａ、１ｂの交流側には、
さらに、交流電圧検出器９が接続されている。
続されている。変換器１ａ、１ｂの出力が、フィルタ
５、遮断器６、交流電源７に接続されている。系統イン
ピーダンス８は、交流電源１の等価的な内部インピーダ
ンスである。なお、変換装置１ａ、１ｂの交流側には、
さらに、交流電圧検出器９が接続されている。
【０００４】変換装置１ａ、１ｂの直流側は、それぞれ
直列に、直流フィルタ１０に接続されている。さらに、
直流フィルタ１０は、コイル負荷１１、抵抗負荷１２よ
りなる負荷に接続されている。
直列に、直流フィルタ１０に接続されている。さらに、
直流フィルタ１０は、コイル負荷１１、抵抗負荷１２よ
りなる負荷に接続されている。
【０００５】コイル負荷１１は、電磁石等の負荷であ
り、抵抗負荷１２は、電磁石等を含めた回路の損失相当
である。コイル負荷１１の他端子は、直流電流検出器１
３に接続されている。
り、抵抗負荷１２は、電磁石等を含めた回路の損失相当
である。コイル負荷１１の他端子は、直流電流検出器１
３に接続されている。
【０００６】図９において、Ｉs1は、変換装置１ａの交
流側電流を交流電流検出器４ａによって得たものであ
る。Ｉs1は、電力検出装置２１ａに入力されている。Ｉ
s2は、交流電流検出器４ｂの出力であり、電力検出装置
２１ｂに入力されている。Ｖｓは、交流電圧検出器９の
出力であり、変換装置１ａ、１ｂの交流側の電圧であ
る。Ｖｓは、電流検出器２１ａ、２１ｂ、位相検出器２
２に入力されている。
流側電流を交流電流検出器４ａによって得たものであ
る。Ｉs1は、電力検出装置２１ａに入力されている。Ｉ
s2は、交流電流検出器４ｂの出力であり、電力検出装置
２１ｂに入力されている。Ｖｓは、交流電圧検出器９の
出力であり、変換装置１ａ、１ｂの交流側の電圧であ
る。Ｖｓは、電流検出器２１ａ、２１ｂ、位相検出器２
２に入力されている。
【０００７】位相検出器２２は、フェーズロックドルー
プ（ＰＬＬ）等を用い、交流電圧の位相角θと振幅｜Ｖ
｜を検出するものである。位相検出器２２の出力θ、｜
Ｖ｜は、電力検出装置２１ａ、２１ｂに入力されてい
る。
プ（ＰＬＬ）等を用い、交流電圧の位相角θと振幅｜Ｖ
｜を検出するものである。位相検出器２２の出力θ、｜
Ｖ｜は、電力検出装置２１ａ、２１ｂに入力されてい
る。
【０００８】電力検出装置２１ａ、２１ｂの出力のう
ち、Ｐs1、Ｐs2は、有効電力出力指令値Ｐref との差分
が演算され、電力制御装置２３ａ、２３ｂに入力されて
いる。位 電力検出装置２１ａ、２１ｂの出力のうちＱ
ｓ１、Ｑｓ２は、無効電力出力指令値Ｑref との差分が
演算され、電力制御装置２３ａ、２３ｂに入力されてい
る。電力制御装置２３ａ、２３ｂの出力は、それぞれ各
ゲート発生回路２４ａ、２４ｂに接続されている。ゲー
ト発生回路２４ａ、２４ｂの出力は、ゲートパルス２５
ａ、２５ｂとして変換器３ａ、３ｂ及び３ｃ、３ｄに接
続される。
ち、Ｐs1、Ｐs2は、有効電力出力指令値Ｐref との差分
が演算され、電力制御装置２３ａ、２３ｂに入力されて
いる。位 電力検出装置２１ａ、２１ｂの出力のうちＱ
ｓ１、Ｑｓ２は、無効電力出力指令値Ｑref との差分が
演算され、電力制御装置２３ａ、２３ｂに入力されてい
る。電力制御装置２３ａ、２３ｂの出力は、それぞれ各
ゲート発生回路２４ａ、２４ｂに接続されている。ゲー
ト発生回路２４ａ、２４ｂの出力は、ゲートパルス２５
ａ、２５ｂとして変換器３ａ、３ｂ及び３ｃ、３ｄに接
続される。
【０００９】図１０に、図９に示す電力検出装置２１の
構成を示す。図１０のＩsu、Ｉsv、Ｉswは、交流電流検
出器４ａ、４ｂの出力であり、変換装置１ａ、１ｂの交
流側電流である。
構成を示す。図１０のＩsu、Ｉsv、Ｉswは、交流電流検
出器４ａ、４ｂの出力であり、変換装置１ａ、１ｂの交
流側電流である。
【００１０】位相検出器２２の出力であるθ、｜Ｖ｜は
発振器２６に入力されている。発振器２６は、交流電源
電圧Ｖｓに同期した２種類の３相信号を出力する。即
ち、 ｜Ｖs ｜ｃｏｓθ ｜Ｖs ｜ｃｏｓ（θ−１２０゜） ｜Ｖs ｜ｃｏｓ（θ−２４０゜） 及び ｜Ｖs ｜ｓｉｎθ ｜Ｖs ｜ｓｉｎ（θ−１２０゜） ｜Ｖs ｜ｓｉｎ（θ−２４０゜） を出力する。各信号は、それぞれＩsu、Ｉsv、Ｉswと乗
算器２７ａ〜２７ｆにより乗算され、加算器２８ａ、２
８ｂに入力されている。加算器２８ａの出力は、有効電
力Ｐｓ、加算器２８ｂの出力は、無効電力Ｑｓとなる。
発振器２６に入力されている。発振器２６は、交流電源
電圧Ｖｓに同期した２種類の３相信号を出力する。即
ち、 ｜Ｖs ｜ｃｏｓθ ｜Ｖs ｜ｃｏｓ（θ−１２０゜） ｜Ｖs ｜ｃｏｓ（θ−２４０゜） 及び ｜Ｖs ｜ｓｉｎθ ｜Ｖs ｜ｓｉｎ（θ−１２０゜） ｜Ｖs ｜ｓｉｎ（θ−２４０゜） を出力する。各信号は、それぞれＩsu、Ｉsv、Ｉswと乗
算器２７ａ〜２７ｆにより乗算され、加算器２８ａ、２
８ｂに入力されている。加算器２８ａの出力は、有効電
力Ｐｓ、加算器２８ｂの出力は、無効電力Ｑｓとなる。
【００１１】図１１は、従来の電力変換装置に用いられ
る電力制御装置２３を示したものである。図１１におい
て、εＰ、εＱは各々、有効電力指令値と検出した有効
電力成分との差分、無効電力指令値と検出した無効電力
との差分である。εＰ、εＱは、ＰＩ増幅器２９に入力
される。ＰＩ増幅器２９は、差分εＰ、εＱを最小にす
る操作量ｕＰ、ｕＱを演算する。通常、ＰＩ増幅器２９
は、比例積分演算（ＰＩ）等で構成されるが、負荷の特
性等により、その特性も変化する。ＰＩ増幅器２９の出
力である操作量ｕＰ、ｕＱは極座標変換器３０に入力さ
れ、２軸量から、極座標Ｍ（振幅）、θ（位相）に極座
標変換される。
る電力制御装置２３を示したものである。図１１におい
て、εＰ、εＱは各々、有効電力指令値と検出した有効
電力成分との差分、無効電力指令値と検出した無効電力
との差分である。εＰ、εＱは、ＰＩ増幅器２９に入力
される。ＰＩ増幅器２９は、差分εＰ、εＱを最小にす
る操作量ｕＰ、ｕＱを演算する。通常、ＰＩ増幅器２９
は、比例積分演算（ＰＩ）等で構成されるが、負荷の特
性等により、その特性も変化する。ＰＩ増幅器２９の出
力である操作量ｕＰ、ｕＱは極座標変換器３０に入力さ
れ、２軸量から、極座標Ｍ（振幅）、θ（位相）に極座
標変換される。
【００１２】図１２は、従来の電力変換装置に用いられ
るゲート発生回路２４である。Ｍ、θはそれぞれ振幅、
位相であり、電力制御装置２３の出力である。Ｍ、θ
は、ゲートパターン発生器に入力されている。ゲートパ
ターン発生器３１の出力Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚは、ゲ
ートパルスである。これらゲートパルスは、出力電流に
含まれる基本波成分が所望の値になるように、位相角、
変調等が、Ｍ、θに基づき制御される。
るゲート発生回路２４である。Ｍ、θはそれぞれ振幅、
位相であり、電力制御装置２３の出力である。Ｍ、θ
は、ゲートパターン発生器に入力されている。ゲートパ
ターン発生器３１の出力Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚは、ゲ
ートパルスである。これらゲートパルスは、出力電流に
含まれる基本波成分が所望の値になるように、位相角、
変調等が、Ｍ、θに基づき制御される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電力変換装置においては、力率１の運転をする場合
には、無効電力指令Ｑref を０にすることにより、各変
換装置の出力に含まれる無効電力を０とし、装置全体と
して無効電力０の力率運転を行うが、この場合、出力電
流の大きさに応じて、出力の高調波が複雑に変化する
（図１３参照）という問題があった。
来の電力変換装置においては、力率１の運転をする場合
には、無効電力指令Ｑref を０にすることにより、各変
換装置の出力に含まれる無効電力を０とし、装置全体と
して無効電力０の力率運転を行うが、この場合、出力電
流の大きさに応じて、出力の高調波が複雑に変化する
（図１３参照）という問題があった。
【００１４】また、この問題を解決する手段として、フ
ィルタ設備を設けることが考えられるが、発生する高調
波を吸収するために、大きなフィルタを設けなければな
らないという問題があった。そこで、本発明は、上記問
題点を鑑み、大きなフィルタを追加することなく、出力
高調波の少ない電力変換装置を提供することを目的とす
る。
ィルタ設備を設けることが考えられるが、発生する高調
波を吸収するために、大きなフィルタを設けなければな
らないという問題があった。そこで、本発明は、上記問
題点を鑑み、大きなフィルタを追加することなく、出力
高調波の少ない電力変換装置を提供することを目的とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、スイッチング素子により交
流電力を直流電力に変換し、互いに並列接続される複数
のインバータ回路と、前記各インバータ回路の交流電流
を検出する交流電流検出器と、前記交流電流検出器の出
力に基づいて、有効電力、無効電力をそれぞれ検出する
電力検出器と、前記無効電力の指令値を異なる値で設定
する無効電力設定回路と、前記有効電力の指令値を設定
する有効電力設定回路と、前記電力検出器により出力さ
れる無効電力と前記各無効電力設定回路の出力との加算
値と、前記電力検出器により出力される有効電力と前記
有効電力設定回路の出力との加算値と、の結果に基づ
き、前記インバータ回路のスイッチング素子にゲートパ
ルスを発するゲートパルス発生装置と、を具備すること
を特徴とする。
め、請求項１記載の発明は、スイッチング素子により交
流電力を直流電力に変換し、互いに並列接続される複数
のインバータ回路と、前記各インバータ回路の交流電流
を検出する交流電流検出器と、前記交流電流検出器の出
力に基づいて、有効電力、無効電力をそれぞれ検出する
電力検出器と、前記無効電力の指令値を異なる値で設定
する無効電力設定回路と、前記有効電力の指令値を設定
する有効電力設定回路と、前記電力検出器により出力さ
れる無効電力と前記各無効電力設定回路の出力との加算
値と、前記電力検出器により出力される有効電力と前記
有効電力設定回路の出力との加算値と、の結果に基づ
き、前記インバータ回路のスイッチング素子にゲートパ
ルスを発するゲートパルス発生装置と、を具備すること
を特徴とする。
【００１６】請求項２記載の発明は、前記電力検出器の
出力側に前記無効電力の指令値を反転する反転器を設
け、異符号の無効電力の指令値が前記電力検出器により
出力される無効電力と加算されることを特徴とする。
出力側に前記無効電力の指令値を反転する反転器を設
け、異符号の無効電力の指令値が前記電力検出器により
出力される無効電力と加算されることを特徴とする。
【００１７】請求項３記載の発明は、スイッチング素子
により交流電力を直流電力に変換し、互いに並列接続さ
れる複数のインバータ回路と、前記各インバータ回路の
交流電流を検出する交流電流検出器と、前記交流電流検
出器の出力に基づいて、有効電力、無効電力とをそれぞ
れ検出する電力検出器と、前記有効電力の指令値を設定
する有効電力設定値回路と、前記有効電力設定回路の出
力に基づき、前記無効電力の指令値を設定する無効電力
設定回路と、前記無効電力設定回路の出力を入力とし、
異符号の無効電力設定値を供給する反転回路と、前記電
力検出器により出力される無効電力と前記無効電力設定
回路の出力または前記反転回路の出力との加算値と、前
記電力検出器により出力される有効電力と前記有効電力
設定回路の出力との加算値と、の結果に基づき、前記イ
ンバータ回路のスイッチング素子にゲートパルスを発す
るゲートパルス発生装置と、を具備することを特徴とす
る。
により交流電力を直流電力に変換し、互いに並列接続さ
れる複数のインバータ回路と、前記各インバータ回路の
交流電流を検出する交流電流検出器と、前記交流電流検
出器の出力に基づいて、有効電力、無効電力とをそれぞ
れ検出する電力検出器と、前記有効電力の指令値を設定
する有効電力設定値回路と、前記有効電力設定回路の出
力に基づき、前記無効電力の指令値を設定する無効電力
設定回路と、前記無効電力設定回路の出力を入力とし、
異符号の無効電力設定値を供給する反転回路と、前記電
力検出器により出力される無効電力と前記無効電力設定
回路の出力または前記反転回路の出力との加算値と、前
記電力検出器により出力される有効電力と前記有効電力
設定回路の出力との加算値と、の結果に基づき、前記イ
ンバータ回路のスイッチング素子にゲートパルスを発す
るゲートパルス発生装置と、を具備することを特徴とす
る。
【００１８】請求項４記載の発明は、スイッチング素子
により交流電力を直流電力に変換し、互いに並列接続さ
れる複数のインバータ回路と、前記各インバータ回路の
交流電流を検出する交流電流検出器と、前記交流電流検
出器の出力に基づいて、有効電力、無効電力とをそれぞ
れ検出する電力検出器と、前記有効電力の指令値を設定
する有効電力設定回路と、前記無効電力の指令値を異な
る値にて設定する無効電力設定回路と、前記無効電力設
定値回路の出力側に、前記有効電力の指令値に基づい
て、前記無効電力設定を反転する反転器と、前記無効電
力設定回路の出力または前記反転器の出力と前記電力検
出器により出力される無効電力との加算値と、前記電力
検出器により出力される有効電力と前記有効電力設定回
路の出力との加算値と、の結果に基づき、前記インバー
タ回路のスイッチング素子にゲートパルスを発するゲー
トパルス発生装置と、を具備することを特徴とする。
により交流電力を直流電力に変換し、互いに並列接続さ
れる複数のインバータ回路と、前記各インバータ回路の
交流電流を検出する交流電流検出器と、前記交流電流検
出器の出力に基づいて、有効電力、無効電力とをそれぞ
れ検出する電力検出器と、前記有効電力の指令値を設定
する有効電力設定回路と、前記無効電力の指令値を異な
る値にて設定する無効電力設定回路と、前記無効電力設
定値回路の出力側に、前記有効電力の指令値に基づい
て、前記無効電力設定を反転する反転器と、前記無効電
力設定回路の出力または前記反転器の出力と前記電力検
出器により出力される無効電力との加算値と、前記電力
検出器により出力される有効電力と前記有効電力設定回
路の出力との加算値と、の結果に基づき、前記インバー
タ回路のスイッチング素子にゲートパルスを発するゲー
トパルス発生装置と、を具備することを特徴とする。
【００１９】請求項５記載の発明は、スイッチング素子
により交流電力を直流電力に変換し、互いに並列接続さ
れる複数のインバータ回路と、前記各インバータ回路の
交流電流を検出する交流電流検出器と、前記交流電流検
出器の出力に基づいて、有効電力、無効電力とをそれぞ
れ検出する電力検出器と、前記交流電流検出器の出力か
ら所定の高調波を検出する高調波検出装置と、前記有効
電力の指令値を設定する有効電力設定回路と、前記電力
検出器により出力される無効電力と前記高調波検出装置
の出力との加算値と、前記電力検出器により出力される
有効電力と前記有効電力設定回路の出力との加算値と、
の結果に基づき、前記インバータ回路のスイッチング素
子にゲートパルスを発するゲートパルス発生装置と、を
具備することを特徴とする。
により交流電力を直流電力に変換し、互いに並列接続さ
れる複数のインバータ回路と、前記各インバータ回路の
交流電流を検出する交流電流検出器と、前記交流電流検
出器の出力に基づいて、有効電力、無効電力とをそれぞ
れ検出する電力検出器と、前記交流電流検出器の出力か
ら所定の高調波を検出する高調波検出装置と、前記有効
電力の指令値を設定する有効電力設定回路と、前記電力
検出器により出力される無効電力と前記高調波検出装置
の出力との加算値と、前記電力検出器により出力される
有効電力と前記有効電力設定回路の出力との加算値と、
の結果に基づき、前記インバータ回路のスイッチング素
子にゲートパルスを発するゲートパルス発生装置と、を
具備することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て図１を用いて説明する。図１において、電力検出装置
２１ａの無効電力検出値は、無効電力指令Ｑref1との差
分が演算され電力制御装置２３ａに入力される。一方、
電力検出装置２１ｂの無効電力検出値は、別の無効電力
指令Ｑref2との差分が演算され電力制御装置２３ｂに入
力される。これ以外の構成、動作は図９と同等である。
て図１を用いて説明する。図１において、電力検出装置
２１ａの無効電力検出値は、無効電力指令Ｑref1との差
分が演算され電力制御装置２３ａに入力される。一方、
電力検出装置２１ｂの無効電力検出値は、別の無効電力
指令Ｑref2との差分が演算され電力制御装置２３ｂに入
力される。これ以外の構成、動作は図９と同等である。
【００２１】このように、変換装置１ａと１ｂの交流側
の無効電力は、それぞれ対応する無効電力指令Ｑref1、
Ｑref2に比例した値となり、異なる無効電力での運転が
可能となる。従って、高調波が少なくなる状態での運転
が可能となる。
の無効電力は、それぞれ対応する無効電力指令Ｑref1、
Ｑref2に比例した値となり、異なる無効電力での運転が
可能となる。従って、高調波が少なくなる状態での運転
が可能となる。
【００２２】本発明の第２の実施の形態について図２を
用いて説明する。図２において、電力検出装置２１ａの
無効電力検出値は、無効電力指令Ｑrefとの差分が演算
され電力制御装置２３ａに入力される。一方、電力検出
装置２１ｂの無効電力検出値は、反転器３２の出力との
差分が演算され、電力制御装置２３ｂに入力される。
用いて説明する。図２において、電力検出装置２１ａの
無効電力検出値は、無効電力指令Ｑrefとの差分が演算
され電力制御装置２３ａに入力される。一方、電力検出
装置２１ｂの無効電力検出値は、反転器３２の出力との
差分が演算され、電力制御装置２３ｂに入力される。
【００２３】このように、変換装置１ａと１ｂの交流側
の無効電力は、それぞれ対応する無効電力指令Ｑref 、
−Ｑref に比例した値となり、相殺させる運転が可能と
なり、高調波が少なくなる状態での運転が可能となる。
の無効電力は、それぞれ対応する無効電力指令Ｑref 、
−Ｑref に比例した値となり、相殺させる運転が可能と
なり、高調波が少なくなる状態での運転が可能となる。
【００２４】本発明の第３の実施の形態について図３を
用いて説明する。図３において、電力検出装置２１ａの
無効電力検出値は、無効電力指令Ｑｒｅｆと別の無効電
力指令Ｑ０ｒｅｆとの加算値との差分が演算され、電力
制御装置２３ａに入力される。一方、電力検出装置２１
ｂの無効電力検出値は、反転器３２の出力と別の無効電
力指令Ｑ0refとの加算値との差分が演算され、電力制御
装置２３ｂに入力される。
用いて説明する。図３において、電力検出装置２１ａの
無効電力検出値は、無効電力指令Ｑｒｅｆと別の無効電
力指令Ｑ０ｒｅｆとの加算値との差分が演算され、電力
制御装置２３ａに入力される。一方、電力検出装置２１
ｂの無効電力検出値は、反転器３２の出力と別の無効電
力指令Ｑ0refとの加算値との差分が演算され、電力制御
装置２３ｂに入力される。
【００２５】このように、変換装置１ａと１ｂの交流側
の無効電力は、それぞれ無効電力指令Ｑref ＋Ｑ0ref、
−Ｑref ＋Ｑ0refに比例した値となり、Ｑref 相当分は
相殺させ、２×Ｑ0ref相当分が電力変換装置から交流電
源へ出力される運転が可能となる。特に、交流回路に接
続されたフィルタ回路による無効電力分の定常的な補償
等に有効となる。
の無効電力は、それぞれ無効電力指令Ｑref ＋Ｑ0ref、
−Ｑref ＋Ｑ0refに比例した値となり、Ｑref 相当分は
相殺させ、２×Ｑ0ref相当分が電力変換装置から交流電
源へ出力される運転が可能となる。特に、交流回路に接
続されたフィルタ回路による無効電力分の定常的な補償
等に有効となる。
【００２６】本発明の第４の実施の形態について図４を
用いて説明する。図４において、有効電力指令Ｒref
は、無効電力指令演算装置３３に入力されている。電力
検出装置２１ａの無効電力検出値は、無効電力指令演算
装置３３の出力との差分が演算され、電力制御装置２３
ａに入力される。電力検出装置２１ｂの無効電力検出値
は、反転器３２の出力との差分が演算され電力制御装置
２３ｂに入力される。
用いて説明する。図４において、有効電力指令Ｒref
は、無効電力指令演算装置３３に入力されている。電力
検出装置２１ａの無効電力検出値は、無効電力指令演算
装置３３の出力との差分が演算され、電力制御装置２３
ａに入力される。電力検出装置２１ｂの無効電力検出値
は、反転器３２の出力との差分が演算され電力制御装置
２３ｂに入力される。
【００２７】このように、変換装置１ａと１ｂの交流側
の無効電力は、Ｐref に応じて高調波が小さくなるよう
に選定され、かつ相殺する運転が可能となる。本発明の
第５の実施の形態について図５を用いて説明する。
の無効電力は、Ｐref に応じて高調波が小さくなるよう
に選定され、かつ相殺する運転が可能となる。本発明の
第５の実施の形態について図５を用いて説明する。
【００２８】図５において、有効電力指令Ｐref は、比
較器３４に入力され、もう一方に基準値Ｐ0 が入力され
ている。比較器３４の出力は、切換スイッチ３５に接続
され、その切換を制御する。切換スイッチ３５には無効
電力Ｑref1、Ｑref2が接続されている。切換スイッチ３
５の出力は反転器３２に接続されている。電力検出装置
２１ａの無効電力検出値は、切換スイッチ３５の出力と
の差分が演算され電力制御装置２２ａに入力される。電
力検出装置２１ｂの無効電力検出値は、反転器３２の出
力との差分が演算され、電力制御装置２３ａに入力され
る。一方、電力検出装置２１ｂの無効電力検出値は、切
換スイッチ３５の出力との差分が演算され電力制御装置
２３ｂに入力される。
較器３４に入力され、もう一方に基準値Ｐ0 が入力され
ている。比較器３４の出力は、切換スイッチ３５に接続
され、その切換を制御する。切換スイッチ３５には無効
電力Ｑref1、Ｑref2が接続されている。切換スイッチ３
５の出力は反転器３２に接続されている。電力検出装置
２１ａの無効電力検出値は、切換スイッチ３５の出力と
の差分が演算され電力制御装置２２ａに入力される。電
力検出装置２１ｂの無効電力検出値は、反転器３２の出
力との差分が演算され、電力制御装置２３ａに入力され
る。一方、電力検出装置２１ｂの無効電力検出値は、切
換スイッチ３５の出力との差分が演算され電力制御装置
２３ｂに入力される。
【００２９】このように、変換装置１ａと１ｂの交流側
の無効電力は、有効電力指令Ｐrefの値が基準値Ｐ0 よ
り大きいか、小さいかによって切り換えられ、高調波を
抑制する運転が可能となる。特に、有効電力指令Ｐref
が一定値以上の時のみ高調波をを抑制する無効電力を変
換装置１ａ、１ｂから出力させる等の運転が可能とな
る。
の無効電力は、有効電力指令Ｐrefの値が基準値Ｐ0 よ
り大きいか、小さいかによって切り換えられ、高調波を
抑制する運転が可能となる。特に、有効電力指令Ｐref
が一定値以上の時のみ高調波をを抑制する無効電力を変
換装置１ａ、１ｂから出力させる等の運転が可能とな
る。
【００３０】本発明の第６の実施の形態について図６を
用いて説明する。図６において、直流電流計測値Ｉdc
は、直流電流検出器１３の出力である。直流電流計測器
Ｉdcは、比較器３４に入力されている。比較器３４のも
う一方の入力には基準値Ｉdcが入力されている。
用いて説明する。図６において、直流電流計測値Ｉdc
は、直流電流検出器１３の出力である。直流電流計測器
Ｉdcは、比較器３４に入力されている。比較器３４のも
う一方の入力には基準値Ｉdcが入力されている。
【００３１】このように、変換装置１ａと１ｂの交流側
の無効電力は、直流電流Ｉdcはの値が基準値Ｉdco より
大きいか、小さいかによって切り換えられ、かつ相殺さ
せる運転が可能となる。特に、直流電流Ｉdcが一定値以
下の時のみ相殺する無効電力を変換装置１ａ、１ｂから
出力させる等の運転が可能となる。
の無効電力は、直流電流Ｉdcはの値が基準値Ｉdco より
大きいか、小さいかによって切り換えられ、かつ相殺さ
せる運転が可能となる。特に、直流電流Ｉdcが一定値以
下の時のみ相殺する無効電力を変換装置１ａ、１ｂから
出力させる等の運転が可能となる。
【００３２】本発明の第７の実施の形態について図７を
用いて説明する。図７において、電流ＩS は電流検出装
置２１ａ、２１ｂに入力される電流Ｉs1、Ｉs2を加算し
たものである。電流Ｉs1は、第６ｎ−１次調波検出器３
６と第６ｎ＋１次調波検出器３７に入力されている。第
６ｎ−１次調波検出器３６と第６ｎ＋１次調波検出器３
７は、各々第６ｎ−１次、と第６ｎ＋１次高調波を検出
し、その出力は、無効電力演算装置３８に入力される。
無効電力演算装置３８の出力と、反転器３２にかけた出
力をそれぞれ基準波として出力し、一方を電力検出装置
２１ａの出力、もう一方を２１ｂの出力と減算し、電力
変換装置２２ａ、２２ｂに入力される。
用いて説明する。図７において、電流ＩS は電流検出装
置２１ａ、２１ｂに入力される電流Ｉs1、Ｉs2を加算し
たものである。電流Ｉs1は、第６ｎ−１次調波検出器３
６と第６ｎ＋１次調波検出器３７に入力されている。第
６ｎ−１次調波検出器３６と第６ｎ＋１次調波検出器３
７は、各々第６ｎ−１次、と第６ｎ＋１次高調波を検出
し、その出力は、無効電力演算装置３８に入力される。
無効電力演算装置３８の出力と、反転器３２にかけた出
力をそれぞれ基準波として出力し、一方を電力検出装置
２１ａの出力、もう一方を２１ｂの出力と減算し、電力
変換装置２２ａ、２２ｂに入力される。
【００３３】このように、無効電力演算装置３８は、第
６ｎ−１次調波と第６ｎ＋１次調波とをそれぞれ最小と
する点を演算している。例えば、第６ｎ−１次調波と第
６ｎ＋１次とが互いに最小となる点を取らなかったとす
ると、波形に６ｎ−１次または６ｎ＋１次の高調波が大
きく現れることとなる。よって、無効電力補償装置３８
が、第６ｎ−１次調波と第６ｎ＋１次調波とが互いに最
小にされることで、高調波を抑制する無効電力を変換装
置１ａ、１ｂから出力する等の運転が可能となる。
６ｎ−１次調波と第６ｎ＋１次調波とをそれぞれ最小と
する点を演算している。例えば、第６ｎ−１次調波と第
６ｎ＋１次とが互いに最小となる点を取らなかったとす
ると、波形に６ｎ−１次または６ｎ＋１次の高調波が大
きく現れることとなる。よって、無効電力補償装置３８
が、第６ｎ−１次調波と第６ｎ＋１次調波とが互いに最
小にされることで、高調波を抑制する無効電力を変換装
置１ａ、１ｂから出力する等の運転が可能となる。
【００３４】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、大きなフ
ィルタを追加することなく、直流電流が小さい領域でも
安定に運転することが可能な電力変換装置を提供するこ
とができる。
ィルタを追加することなく、直流電流が小さい領域でも
安定に運転することが可能な電力変換装置を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における電力変換装
置の構成図。
置の構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態における電力変換装
置の構成図。
置の構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態における電力変換装
置の構成図。
置の構成図。
【図４】本発明の第４の実施の形態における電力変換装
置の構成図。
置の構成図。
【図５】本発明の第５の実施の形態における電力変換装
置の構成図。
置の構成図。
【図６】本発明の第６の実施の形態における電力変換装
置の構成図。
置の構成図。
【図７】本発明の第７の実施の形態における電力変換装
置の構成図。
置の構成図。
【図８】従来の電力変換装置の構成図。
【図９】従来の電力変換装置の主要回路図。
【図１０】従来の電力変換装置の電力検出装置の構成
図。
図。
【図１１】従来の電力変換装置の電力制御装置の構成
図。
図。
【図１２】従来の電力変換装置のゲート発生回路の構成
図。
図。
【図１３】従来の電力変換装置における基本波と高調波
の関係図。
の関係図。
１ 変換装置 ２ 変圧器 ３ 変換器 ４ 交流電流検出器 ５ フィルタ ６ 遮断器 ７ 交流電源 ８ 系統インピーダンス ９ 交流電圧検出器 １０ 直流フィルタ １１ コイル負荷 １２ 抵抗負荷 ２１ 電力検出装置 ２２ 位相検出器 ２３ 電力制御装置 ２４ ゲート発生回路 ２５ ゲートパルス ２６ 発振器 ２７ 乗算器 ２８ 加算器 ２９ ＰＩ増幅器 ３０ 極座標変換器 ３１ ゲートパターン発生器 ３２ 反転器 ３３ 無効電力指令演算装置 ３４ 比較器 ３５ 切換スイッチ ３６ 第６ｎ−１次調波検出器 ３７ 第６ｎ＋１次調波検出器 ３８ 無効電力演算装置
Claims (5)
- 【請求項１】スイッチング素子により交流電力を直流電
力に変換し、互いに並列接続される複数のインバータ回
路と、 前記各インバータ回路の交流電流を検出する交流電流検
出器と、 前記交流電流検出器の出力に基づいて、有効電力、無効
電力をそれぞれ検出する電力検出器と、 前記無効電力の指令値を異なる値で設定する無効電力設
定回路と、 前記有効電力の指令値を設定する有効電力設定回路と、 前記電力検出器により出力される無効電力と前記各無効
電力設定回路の出力との加算値と、前記電力検出器によ
り出力される有効電力と前記有効電力設定回路の出力と
の加算値と、の結果に基づき、前記インバータ回路のス
イッチング素子にゲートパルスを発するゲートパルス発
生装置と、 を具備することを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】前記電力検出器の出力側に前記無効電力指
令値を反転する反転器を設け、異符号の無効電力の指令
値が前記電力検出器により出力される無効電力と加算さ
れることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。 - 【請求項３】スイッチング素子により交流電力を直流電
力に変換し、互いに並列接続される複数のインバータ回
路と、 前記各インバータ回路の交流電流を検出する交流電流検
出器と、 前記交流電流検出器の出力に基づいて、有効電力、無効
電力をそれぞれ検出する電力検出器と、 前記有効電力の指令値を設定する有効電力設定回路と、 前記有効電力設定値回路の出力に基づき、前記無効電力
の指令値を設定する無効電力設定回路と、 前記無効電力設定回路の出力を入力とし、異符号の無効
電力の指令値を供給する反転回路と、 前記電力検出器により出力される無効電力と前記無効電
力設定回路の出力または前記反転回路の出力との加算値
と、前記電力検出器により出力される有効電力と前記有
効電力設定回路の出力との加算値と、の結果に基づき、
前記インバータ回路のスイッチング素子にゲートパルス
を発するゲートパルス発生装置と、 を具備することを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項４】スイッチング素子により交流電力を直流電
力に変換し、互いに並列接続される複数のインバータ回
路と、 前記各インバータ回路の交流電流を検出する交流電流検
出器と、 前記交流電流検出器の出力に基づいて、有効電力、無効
電力をそれぞれ検出する電力検出器と、 前記有効電力の指令値を設定する有効電力設定回路と、 前記無効電力の指令値を異なる値にて設定する無効電力
設定回路と、 前記無効電力設定値回路の出力側に、前記有効電力の指
令値に基づいて、前記無効電力の指令値を反転する反転
器と、 前記無効電力設定回路の出力または前記反転器の出力と
前記電力検出器により出力される無効電力との加算値
と、前記電力検出器により出力される有効電力と前記有
効電力設定回路の出力との加算値と、の結果に基づき、
前記インバータ回路のスイッチング素子にゲートパルス
を発するゲートパルス発生装置と、 を具備することを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項５】スイッチング素子により交流電力を直流電
力に変換し、互いに並列接続される複数のインバータ回
路と、 前記各インバータ回路の交流電流を検出する交流電流検
出器と、 前記交流電流検出器の出力に基づいて、有効電力、無効
電力をそれぞれ検出する電力検出器と、 前記交流電流検出器の出力から所定の高調波を検出する
高調波検出装置と、 前記有効電力の指令値を設定する有効電力設定回路と、 前記電力検出器により出力される無効電力と前記高調波
検出装置の出力との加算値と、前記電力検出器により出
力される有効電力と前記有効電力設定回路の出力との加
算値と、の結果に基づき、前記インバータ回路のスイッ
チング素子にゲートパルスを発するゲートパルス発生装
置と、 を具備することを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12517497A JPH10323048A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12517497A JPH10323048A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323048A true JPH10323048A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=14903731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12517497A Pending JPH10323048A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10323048A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007006606A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JP2007006601A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JP2024537420A (ja) * | 2021-10-19 | 2024-10-10 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲー | 電気グリッドにおける電力の安定化 |
-
1997
- 1997-05-15 JP JP12517497A patent/JPH10323048A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007006606A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JP2007006601A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JP2024537420A (ja) * | 2021-10-19 | 2024-10-10 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲー | 電気グリッドにおける電力の安定化 |
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