JPH11146651A - Ｐｗｍ制御自励式整流装置の制御方法 - Google Patents
Ｐｗｍ制御自励式整流装置の制御方法Info
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- JPH11146651A JPH11146651A JP9310093A JP31009397A JPH11146651A JP H11146651 A JPH11146651 A JP H11146651A JP 9310093 A JP9310093 A JP 9310093A JP 31009397 A JP31009397 A JP 31009397A JP H11146651 A JPH11146651 A JP H11146651A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＰＷＭ制御自励式整流装置の入力電源の停電検
知を確実に行う該装置の制御方法を提供する。 【解決手段】単相ＰＷＭコンバータ３０において、基準
基本波信号発生手段１８の出力ｓｉｎ（ωｔ）に２次高
調波信号発生手段３１の出力Ｋ2 ｓｉｎ（２ωｔ）を加
算して交流電流指令値演算手段１９の一方の入力とし、
入力電圧監視手段３３と２次高調波監視手段３４とによ
り交流電源２の停電を検知する構成にして、負荷４から
単相ＰＷＭコンバータ３０と変圧器３とを介して交流電
源２へ回生動作中の交流電源２の停電も確実に検知す
る。
知を確実に行う該装置の制御方法を提供する。 【解決手段】単相ＰＷＭコンバータ３０において、基準
基本波信号発生手段１８の出力ｓｉｎ（ωｔ）に２次高
調波信号発生手段３１の出力Ｋ2 ｓｉｎ（２ωｔ）を加
算して交流電流指令値演算手段１９の一方の入力とし、
入力電圧監視手段３３と２次高調波監視手段３４とによ
り交流電源２の停電を検知する構成にして、負荷４から
単相ＰＷＭコンバータ３０と変圧器３とを介して交流電
源２へ回生動作中の交流電源２の停電も確実に検知す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＰＷＭ制御自励
式整流装置の制御方法に関する。
式整流装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、単相ＰＷＭコンバータとも称さ
れるこの種のＰＷＭ制御自励式整流装置の従来例を示す
ブロック構成図である。図６において、１は単相ＰＷＭ
コンバータ、２は商用電源などの交流電源、３は交流電
源２の出力電圧と単相ＰＷＭコンバータ１の入力電圧と
を整合する変圧器、４は単相ＰＷＭコンバータ１の負荷
を示す。
れるこの種のＰＷＭ制御自励式整流装置の従来例を示す
ブロック構成図である。図６において、１は単相ＰＷＭ
コンバータ、２は商用電源などの交流電源、３は交流電
源２の出力電圧と単相ＰＷＭコンバータ１の入力電圧と
を整合する変圧器、４は単相ＰＷＭコンバータ１の負荷
を示す。
【０００３】この単相ＰＷＭコンバータ１にはリアクト
ル１１と、トランジスタとダイオードとを逆並列接続し
てなる半導体スイッチをブリッジ接続した自励式整流器
１２と、自励式整流器１２の出力を平滑する平滑コンデ
ンサ１３と、変圧器３の補助巻線から単相ＰＷＭコンバ
ータ１の入力電圧の検出する交流電圧検出器１４と、単
相ＰＷＭコンバータ１の出力電圧を検出する直流電圧検
出器１５と、単相ＰＷＭコンバータ１の入力電流の検出
する交流電流検出器１６と、直流電圧調節手段１７と、
基準基本波信号発生手段１８と、交流電流指令値演算手
段１９と、交流電流調節手段２０と、パルス幅変調手段
２１と、半導体スイッチ駆動手段２２と、停電検知手段
２３とを備えている。
ル１１と、トランジスタとダイオードとを逆並列接続し
てなる半導体スイッチをブリッジ接続した自励式整流器
１２と、自励式整流器１２の出力を平滑する平滑コンデ
ンサ１３と、変圧器３の補助巻線から単相ＰＷＭコンバ
ータ１の入力電圧の検出する交流電圧検出器１４と、単
相ＰＷＭコンバータ１の出力電圧を検出する直流電圧検
出器１５と、単相ＰＷＭコンバータ１の入力電流の検出
する交流電流検出器１６と、直流電圧調節手段１７と、
基準基本波信号発生手段１８と、交流電流指令値演算手
段１９と、交流電流調節手段２０と、パルス幅変調手段
２１と、半導体スイッチ駆動手段２２と、停電検知手段
２３とを備えている。
【０００４】図６に示した単相ＰＷＭコンバータ１の動
作を以下に説明する。直流電圧調節手段１７は直流電圧
指令値ＶDC * と直流電圧検出器１５の出力信号（直流電
圧検出値：ＶDC # ）との偏差の比例積分演算を行い、こ
の演算結果を直流量の交流電流指令値ＩDC * として出力
する。基準基本波信号発生手段１８は交流電圧検出器１
４の出力信号（交流電圧検出値：ＶAC # ）を入力し、こ
の交流電圧検出値ＶAC # と同周期，同位相の基準基本波
信号ｓｉｎ（ωｔ）を出力する。交流電流指令値演算手
段１９は前記交流電流指令値ＩDC * と基準基本波信号ｓ
ｉｎ（ωｔ）とを乗じた交流量の交流電流指令値ＩAC *
を出力する。交流電流調節手段２０は前記交流電流指令
値ＩAC * と交流電流検出器１６の出力信号（交流電流検
出値：ＩAC # ）との偏差の比例演算を行い、この演算結
果を交流電圧指令値Ｖ* として出力する。パルス幅変調
手段２１は前記交流電圧指令値Ｖ* と内部で発生するキ
ャリア信号とに基づくＰＷＭ演算を行って自励式整流器
１２を構成する前記半導体スイッチのオン・オフ信号に
変換して出力する。このオン・オフ信号は半導体スイッ
チ駆動手段２２によって、前記半導体スイッチのそれぞ
れ駆動信号に変換される。
作を以下に説明する。直流電圧調節手段１７は直流電圧
指令値ＶDC * と直流電圧検出器１５の出力信号（直流電
圧検出値：ＶDC # ）との偏差の比例積分演算を行い、こ
の演算結果を直流量の交流電流指令値ＩDC * として出力
する。基準基本波信号発生手段１８は交流電圧検出器１
４の出力信号（交流電圧検出値：ＶAC # ）を入力し、こ
の交流電圧検出値ＶAC # と同周期，同位相の基準基本波
信号ｓｉｎ（ωｔ）を出力する。交流電流指令値演算手
段１９は前記交流電流指令値ＩDC * と基準基本波信号ｓ
ｉｎ（ωｔ）とを乗じた交流量の交流電流指令値ＩAC *
を出力する。交流電流調節手段２０は前記交流電流指令
値ＩAC * と交流電流検出器１６の出力信号（交流電流検
出値：ＩAC # ）との偏差の比例演算を行い、この演算結
果を交流電圧指令値Ｖ* として出力する。パルス幅変調
手段２１は前記交流電圧指令値Ｖ* と内部で発生するキ
ャリア信号とに基づくＰＷＭ演算を行って自励式整流器
１２を構成する前記半導体スイッチのオン・オフ信号に
変換して出力する。このオン・オフ信号は半導体スイッ
チ駆動手段２２によって、前記半導体スイッチのそれぞ
れ駆動信号に変換される。
【０００５】この単相ＰＷＭコンバータ１は、上述の動
作を行うことにより、交流電源２が健全時には、単相Ｐ
ＷＭコンバータ１の出力電圧（ＶDC # ）を直流電圧指令
値（ＶDC * ）に一致させつつ負荷４に給電し、交流電源
２から見た力率（ｃｏｓφ）を１にし、交流電源２に対
して低歪率の電力を消費する。また、交流電源２に停電
が発生すると、この単相ＰＷＭコンバータ１が損傷する
恐れがあるので、停電検知手段２３からの停電検知信号
によって半導体スイッチ駆動手段２２を不動作にして、
自励式整流器１２を構成する全ての前記半導体スイッチ
をオフさせ、この単相ＰＷＭコンバータ１は運転を停止
する。
作を行うことにより、交流電源２が健全時には、単相Ｐ
ＷＭコンバータ１の出力電圧（ＶDC # ）を直流電圧指令
値（ＶDC * ）に一致させつつ負荷４に給電し、交流電源
２から見た力率（ｃｏｓφ）を１にし、交流電源２に対
して低歪率の電力を消費する。また、交流電源２に停電
が発生すると、この単相ＰＷＭコンバータ１が損傷する
恐れがあるので、停電検知手段２３からの停電検知信号
によって半導体スイッチ駆動手段２２を不動作にして、
自励式整流器１２を構成する全ての前記半導体スイッチ
をオフさせ、この単相ＰＷＭコンバータ１は運転を停止
する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の単相ＰＷＭ
コンバータ１において、負荷４から単相ＰＷＭコンバー
タ１と変圧器３とを介して交流電源２に電力を回生動作
中に、交流電源２に停電が発生した時には、単に交流電
源２の電圧の振幅を監視するような入力電圧監視手段を
用いても、この停電を検知できない恐れがあった。
コンバータ１において、負荷４から単相ＰＷＭコンバー
タ１と変圧器３とを介して交流電源２に電力を回生動作
中に、交流電源２に停電が発生した時には、単に交流電
源２の電圧の振幅を監視するような入力電圧監視手段を
用いても、この停電を検知できない恐れがあった。
【０００７】この問題点に対処するために従来の停電検
知手段２３では、交流電源２の電圧の基本波成分変化
率、交流電源２の周波数の変化、交流電源２の電圧の振
幅の変化を監視し、いずれかの値がその基準値を逸脱す
ると交流電源２に停電が発生したとして、単相ＰＷＭコ
ンバータ１の運転を停止させていたが、この検知方法で
も、例えば交流電源２の図示しない他の負荷の消費電力
と前記回生電力とがバランスしている状態では、この停
電検知に時間を要するという難点があった。
知手段２３では、交流電源２の電圧の基本波成分変化
率、交流電源２の周波数の変化、交流電源２の電圧の振
幅の変化を監視し、いずれかの値がその基準値を逸脱す
ると交流電源２に停電が発生したとして、単相ＰＷＭコ
ンバータ１の運転を停止させていたが、この検知方法で
も、例えば交流電源２の図示しない他の負荷の消費電力
と前記回生電力とがバランスしている状態では、この停
電検知に時間を要するという難点があった。
【０００８】この発明の目的は、上記問題点を解決する
ＰＷＭ制御自励式整流装置の制御方法を提供することに
ある。
ＰＷＭ制御自励式整流装置の制御方法を提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この第１の発明は、交流
電源の交流電力を自励式整流器により直流電力に変換し
て負荷に給電する自励式整流装置であって、前記自励式
整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流電圧が所定
の値になるように電圧の調節演算をし、この電圧の調節
演算により得られた電流指令値（直流量）と前記交流電
源の位相に同期した各相の基準基本波信号とにより各相
電流指令値（交流量）を演算し、この各相電流指令値に
追従するように前記交流電源の各相電流を検出して電流
の調節演算をし、この各相の電流の調節演算をした出力
に基づきＰＷＭ制御された各相ゲート信号を発生し、こ
の各相ゲート信号により前記自励式整流器の自己消弧形
半導体素子を制御するＰＷＭ制御自励式整流装置におい
て、前記装置の制御方法として、常時、前記ＰＷＭ制御
自励式整流装置の各相の基準基本波信号のうちの少なく
ともいずれか１相の基本波信号に、この相に対応した微
少振幅高調波信号を重畳させ、前記交流電源側の前記高
調波信号に基づく電圧が所定の値を越えたときに、前記
交流電源に停電が発生したとして前記ＰＷＭ制御自励式
整流装置の運転を停止させる。
電源の交流電力を自励式整流器により直流電力に変換し
て負荷に給電する自励式整流装置であって、前記自励式
整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流電圧が所定
の値になるように電圧の調節演算をし、この電圧の調節
演算により得られた電流指令値（直流量）と前記交流電
源の位相に同期した各相の基準基本波信号とにより各相
電流指令値（交流量）を演算し、この各相電流指令値に
追従するように前記交流電源の各相電流を検出して電流
の調節演算をし、この各相の電流の調節演算をした出力
に基づきＰＷＭ制御された各相ゲート信号を発生し、こ
の各相ゲート信号により前記自励式整流器の自己消弧形
半導体素子を制御するＰＷＭ制御自励式整流装置におい
て、前記装置の制御方法として、常時、前記ＰＷＭ制御
自励式整流装置の各相の基準基本波信号のうちの少なく
ともいずれか１相の基本波信号に、この相に対応した微
少振幅高調波信号を重畳させ、前記交流電源側の前記高
調波信号に基づく電圧が所定の値を越えたときに、前記
交流電源に停電が発生したとして前記ＰＷＭ制御自励式
整流装置の運転を停止させる。
【００１０】第２の発明は前記ＰＷＭ制御自励式整流装
置において、前記装置の制御方法として、常時、前記Ｐ
ＷＭ制御自励式整流装置の各相の基準基本波信号のうち
の少なくともいずれか１相の基本波信号に、この相に対
応した微少振幅高調波信号を重畳させ、前記交流電源側
の前記高調波信号に基づく電圧の単位時間当たりの変化
量が所定の値を越えたときに、前記交流電源に停電が発
生したとして前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の運転を停
止させる。
置において、前記装置の制御方法として、常時、前記Ｐ
ＷＭ制御自励式整流装置の各相の基準基本波信号のうち
の少なくともいずれか１相の基本波信号に、この相に対
応した微少振幅高調波信号を重畳させ、前記交流電源側
の前記高調波信号に基づく電圧の単位時間当たりの変化
量が所定の値を越えたときに、前記交流電源に停電が発
生したとして前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の運転を停
止させる。
【００１１】第３の発明は前記ＰＷＭ制御自励式整流装
置において、前記装置の制御方法として、常時、前記Ｐ
ＷＭ制御自励式整流装置の各相電流指令値（交流量）の
うちの少なくともいずれか１相の電流指令値に、この相
に対応した微少振幅高調波信号を重畳させ、前記交流電
源側の前記高調波信号に基づく電圧の単位時間当たりの
変化量が所定の値を越えたときに、前記交流電源に停電
が発生したとして前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の運転
を停止させる。
置において、前記装置の制御方法として、常時、前記Ｐ
ＷＭ制御自励式整流装置の各相電流指令値（交流量）の
うちの少なくともいずれか１相の電流指令値に、この相
に対応した微少振幅高調波信号を重畳させ、前記交流電
源側の前記高調波信号に基づく電圧の単位時間当たりの
変化量が所定の値を越えたときに、前記交流電源に停電
が発生したとして前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の運転
を停止させる。
【００１２】第４の発明は前記ＰＷＭ制御自励式整流装
置において、前記装置の制御方法として、常時、前記Ｐ
ＷＭ制御自励式整流装置の各相電流指令値（交流量）の
うちの少なくともいずれか１相の電流指令値に、この相
に対応した微少振幅高調波信号を重畳させ、前記交流電
源側の前記高調波信号に基づく電圧の単位時間当たりの
変化量が所定の値を越えたときに、前記交流電源に停電
が発生したとして前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の運転
を停止させる。
置において、前記装置の制御方法として、常時、前記Ｐ
ＷＭ制御自励式整流装置の各相電流指令値（交流量）の
うちの少なくともいずれか１相の電流指令値に、この相
に対応した微少振幅高調波信号を重畳させ、前記交流電
源側の前記高調波信号に基づく電圧の単位時間当たりの
変化量が所定の値を越えたときに、前記交流電源に停電
が発生したとして前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の運転
を停止させる。
【００１３】この発明は、一般に商用電源などの交流電
源の系統容量が前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の入力電
力より十分に大きく、且つ交流電源の出力電圧波形は高
調波成分含有率が非常に小さいことに着目してなされた
ものである。すなわち、前記ＰＷＭ制御自励式整流装置
の内部の交流電流制御量に、交流電源の電圧高調波成分
の振幅より若干大きい微少振幅高調波信号を重畳させて
も、交流電源が健全時には前述の如く交流電源の系統イ
ンピーダンスが小さいために該微少振幅高調波信号に基
づく交流電源の電圧の変動が更に微少になるが、交流電
源が停電時には系統インピーダンスが大きくなって該微
少振幅高調波信号に基づく交流電源の電圧の変動が増大
するために、この高調波信号に基づく電圧を監視し交流
電源の停電を検知するようにしている。
源の系統容量が前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の入力電
力より十分に大きく、且つ交流電源の出力電圧波形は高
調波成分含有率が非常に小さいことに着目してなされた
ものである。すなわち、前記ＰＷＭ制御自励式整流装置
の内部の交流電流制御量に、交流電源の電圧高調波成分
の振幅より若干大きい微少振幅高調波信号を重畳させて
も、交流電源が健全時には前述の如く交流電源の系統イ
ンピーダンスが小さいために該微少振幅高調波信号に基
づく交流電源の電圧の変動が更に微少になるが、交流電
源が停電時には系統インピーダンスが大きくなって該微
少振幅高調波信号に基づく交流電源の電圧の変動が増大
するために、この高調波信号に基づく電圧を監視し交流
電源の停電を検知するようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の制御方法の第
１の実施例を示す単相ＰＷＭコンバータのブロック構成
図であり、図６に示した従来例ブロック構成図と同一機
能を有するものには同一符号を付している。すなわち図
１において、この単相ＰＷＭコンバータ３０にはリアク
トル１１，自励式整流器１２，平滑コンデンサ１３，交
流電圧検出器１４，直流電圧検出器１５，交流電流検出
器１６，直流電圧調節手段１７，基準基本波信号発生手
段１８，交流電流指令値演算手段１９，交流電流調節手
段２０，パルス幅変調手段２１，半導体スイッチ駆動手
段２２の他に、２次高調波信号発生手段３１と加算器３
２と入力電圧監視手段３３と２次高調波電圧監視手段３
４とを備えている。
１の実施例を示す単相ＰＷＭコンバータのブロック構成
図であり、図６に示した従来例ブロック構成図と同一機
能を有するものには同一符号を付している。すなわち図
１において、この単相ＰＷＭコンバータ３０にはリアク
トル１１，自励式整流器１２，平滑コンデンサ１３，交
流電圧検出器１４，直流電圧検出器１５，交流電流検出
器１６，直流電圧調節手段１７，基準基本波信号発生手
段１８，交流電流指令値演算手段１９，交流電流調節手
段２０，パルス幅変調手段２１，半導体スイッチ駆動手
段２２の他に、２次高調波信号発生手段３１と加算器３
２と入力電圧監視手段３３と２次高調波電圧監視手段３
４とを備えている。
【００１５】この単相ＰＷＭコンバータ３０において、
２次高調波信号発生手段３１は交流電圧検出器１４から
の交流電圧検出値（ＶAC # ）を入力し、この交流電圧検
出値ＶAC # の２倍周期で振幅Ｋ2 の高調波信号Ｋ2 ｓｉ
ｎ（２ωｔ）を出力し、加算器３２で基準基本波信号発
生手段１８からの基準基本波信号ｓｉｎ（ωｔ）と高調
波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２ωｔ）とを加算し、この加算値を
交流電流指令値演算手段１９の一方の入力としている。
また、入力電圧監視手段３３は交流電源２の電圧の振幅
を監視し、この振幅が判定値以下になったときに交流電
源２に停電が発生した判定する。さらに、２次高調波電
圧監視手段３４は交流電圧検出器１４を介して、前記高
調波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２ωｔ）に基づく２次高調波電圧
を抽出して増幅し、この増幅値が判定値以上になったと
きに交流電源２に停電が発生した判定する。
２次高調波信号発生手段３１は交流電圧検出器１４から
の交流電圧検出値（ＶAC # ）を入力し、この交流電圧検
出値ＶAC # の２倍周期で振幅Ｋ2 の高調波信号Ｋ2 ｓｉ
ｎ（２ωｔ）を出力し、加算器３２で基準基本波信号発
生手段１８からの基準基本波信号ｓｉｎ（ωｔ）と高調
波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２ωｔ）とを加算し、この加算値を
交流電流指令値演算手段１９の一方の入力としている。
また、入力電圧監視手段３３は交流電源２の電圧の振幅
を監視し、この振幅が判定値以下になったときに交流電
源２に停電が発生した判定する。さらに、２次高調波電
圧監視手段３４は交流電圧検出器１４を介して、前記高
調波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２ωｔ）に基づく２次高調波電圧
を抽出して増幅し、この増幅値が判定値以上になったと
きに交流電源２に停電が発生した判定する。
【００１６】すなわち、前記高調波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２
ωｔ）の振幅Ｋ2 を、交流電源２が健全時に交流電源２
が含有する２次高調波電圧の振幅より若干大きくするこ
とにより、負荷４から単相ＰＷＭコンバータ３０と変圧
器３とを介して交流電源２に電力を回生動作中に、交流
電源２に停電が発生した時には先述の如く２次高調波電
圧が増大するので、２次高調波電圧監視手段３４を動作
させることができる。
ωｔ）の振幅Ｋ2 を、交流電源２が健全時に交流電源２
が含有する２次高調波電圧の振幅より若干大きくするこ
とにより、負荷４から単相ＰＷＭコンバータ３０と変圧
器３とを介して交流電源２に電力を回生動作中に、交流
電源２に停電が発生した時には先述の如く２次高調波電
圧が増大するので、２次高調波電圧監視手段３４を動作
させることができる。
【００１７】図２は、この発明の制御方法の第２の実施
例を示す単相ＰＷＭコンバータのブロック構成図であ
り、図１に示した第１の実施例ブロック構成図と同一機
能を有するものには同一符号を付している。図２におい
て、この単相ＰＷＭコンバータ４０では２次高調波電圧
監視手段３４に代えて２次高調波変化率監視手段４１を
備え、この２次高調波変化率監視手段４１は交流電圧検
出器１４を介して、前記高調波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２ω
ｔ）に基づく２次高調波電圧を抽出して増幅し、この増
幅値の変化率が判定値以上になったときに交流電源２に
停電が発生した判定する。
例を示す単相ＰＷＭコンバータのブロック構成図であ
り、図１に示した第１の実施例ブロック構成図と同一機
能を有するものには同一符号を付している。図２におい
て、この単相ＰＷＭコンバータ４０では２次高調波電圧
監視手段３４に代えて２次高調波変化率監視手段４１を
備え、この２次高調波変化率監視手段４１は交流電圧検
出器１４を介して、前記高調波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２ω
ｔ）に基づく２次高調波電圧を抽出して増幅し、この増
幅値の変化率が判定値以上になったときに交流電源２に
停電が発生した判定する。
【００１８】すなわち、負荷４から単相ＰＷＭコンバー
タ４０と変圧器３とを介して交流電源２に電力を回生動
作中に、交流電源２に停電が発生した時には先述の如く
交流電圧検出器１４を介した２次高調波電圧が急激に増
大するので、このときに２次高調波変化率監視手段４１
は交流電源２に停電が発生した判定する。図３は、この
発明の制御方法の第３の実施例を示す単相ＰＷＭコンバ
ータのブロック構成図であり、図１に示した第１の実施
例ブロック構成図と同一機能を有するものには同一符号
を付している。
タ４０と変圧器３とを介して交流電源２に電力を回生動
作中に、交流電源２に停電が発生した時には先述の如く
交流電圧検出器１４を介した２次高調波電圧が急激に増
大するので、このときに２次高調波変化率監視手段４１
は交流電源２に停電が発生した判定する。図３は、この
発明の制御方法の第３の実施例を示す単相ＰＷＭコンバ
ータのブロック構成図であり、図１に示した第１の実施
例ブロック構成図と同一機能を有するものには同一符号
を付している。
【００１９】図３において、この単相ＰＷＭコンバータ
５０では２次高調波信号発生手段３１の出力が加算器５
１を介して交流電流指令値演算手段１９の出力に加算さ
れ、この加算値を交流電流調節手段２０の一方の入力と
している。すなわち、前記高調波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２ω
ｔ）の振幅Ｋ2 を、交流電源２が健全時に交流電源２が
含有する２次高調波電圧の振幅より若干大きくすること
により、負荷４から単相ＰＷＭコンバータ５０と変圧器
３とを介して交流電源２に電力を回生動作中に、交流電
源２に停電が発生した時には先述の如く２次高調波電圧
が増大するので、２次高調波電圧監視手段３４を動作さ
せることができる。
５０では２次高調波信号発生手段３１の出力が加算器５
１を介して交流電流指令値演算手段１９の出力に加算さ
れ、この加算値を交流電流調節手段２０の一方の入力と
している。すなわち、前記高調波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２ω
ｔ）の振幅Ｋ2 を、交流電源２が健全時に交流電源２が
含有する２次高調波電圧の振幅より若干大きくすること
により、負荷４から単相ＰＷＭコンバータ５０と変圧器
３とを介して交流電源２に電力を回生動作中に、交流電
源２に停電が発生した時には先述の如く２次高調波電圧
が増大するので、２次高調波電圧監視手段３４を動作さ
せることができる。
【００２０】図４は、この発明の制御方法の第４の実施
例を示す単相ＰＷＭコンバータのブロック構成図であ
り、図１に示した第１の実施例および図２に示した第２
の実施例ブロック構成図と同一機能を有するものには同
一符号を付している。図４において、この単相ＰＷＭコ
ンバータ６０では２次高調波信号発生手段３１の出力が
加算器５１を介して交流電流指令値演算手段１９の出力
に加算され、この加算値を交流電流調節手段２０の一方
の入力とし、また、２次高調波電圧監視手段３４に代え
て２次高調波変化率監視手段４１を備えている。
例を示す単相ＰＷＭコンバータのブロック構成図であ
り、図１に示した第１の実施例および図２に示した第２
の実施例ブロック構成図と同一機能を有するものには同
一符号を付している。図４において、この単相ＰＷＭコ
ンバータ６０では２次高調波信号発生手段３１の出力が
加算器５１を介して交流電流指令値演算手段１９の出力
に加算され、この加算値を交流電流調節手段２０の一方
の入力とし、また、２次高調波電圧監視手段３４に代え
て２次高調波変化率監視手段４１を備えている。
【００２１】すなわち、負荷４から単相ＰＷＭコンバー
タ６０と変圧器３とを介して交流電源２に電力を回生動
作中に、交流電源２に停電が発生した時には交流電圧検
出器１４を介した２次高調波電圧が急激に増大するの
で、このときに２次高調波変化率監視手段４１は交流電
源２に停電が発生した判定する。図５は、この発明の制
御方法の第５の実施例を示す単相ＰＷＭコンバータのブ
ロック構成図であり、図１に示した第１の実施例ブロッ
ク構成図と同一機能を有するものには同一符号を付して
いる。
タ６０と変圧器３とを介して交流電源２に電力を回生動
作中に、交流電源２に停電が発生した時には交流電圧検
出器１４を介した２次高調波電圧が急激に増大するの
で、このときに２次高調波変化率監視手段４１は交流電
源２に停電が発生した判定する。図５は、この発明の制
御方法の第５の実施例を示す単相ＰＷＭコンバータのブ
ロック構成図であり、図１に示した第１の実施例ブロッ
ク構成図と同一機能を有するものには同一符号を付して
いる。
【００２２】この単相ＰＷＭコンバータ７０において、
４次高調波信号発生手段７１は交流電圧検出器１４から
の交流電圧検出値（ＶAC # ）を入力し、この交流電圧検
出値ＶAC # の４倍周期で振幅Ｋ4 の高調波信号Ｋ4 ｓｉ
ｎ（４ωｔ）を出力し、加算器７２で基準基本波信号発
生手段１８からの基準基本波信号ｓｉｎ（ωｔ）と、２
次高調波信号発生手段３１からの高調波信号Ｋ2 ｓｉｎ
（２ωｔ）と、前記高調波信号Ｋ4 ｓｉｎ（４ωｔ）と
を加算し、この加算値を交流電流指令値演算手段１９の
一方の入力としている。また、入力電圧監視手段３３は
交流電源２の電圧の振幅を監視し、この振幅が判定値以
下になったときに交流電源２に停電が発生した判定す
る。さらに、２次高調波電圧監視手段３４は交流電圧検
出器１４を介して、前記高調波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２ω
ｔ）に基づく２次高調波電圧を抽出して増幅し、この増
幅値が判定値以上になったときに交流電源２に停電が発
生した判定し、一方、４次高調波電圧監視手段７３は交
流電圧検出器１４を介して、前記高調波信号Ｋ4 ｓｉｎ
（４ωｔ）に基づく４次高調波電圧を抽出して増幅し、
この増幅値が判定値以上になったときに交流電源２に停
電が発生した判定する。
４次高調波信号発生手段７１は交流電圧検出器１４から
の交流電圧検出値（ＶAC # ）を入力し、この交流電圧検
出値ＶAC # の４倍周期で振幅Ｋ4 の高調波信号Ｋ4 ｓｉ
ｎ（４ωｔ）を出力し、加算器７２で基準基本波信号発
生手段１８からの基準基本波信号ｓｉｎ（ωｔ）と、２
次高調波信号発生手段３１からの高調波信号Ｋ2 ｓｉｎ
（２ωｔ）と、前記高調波信号Ｋ4 ｓｉｎ（４ωｔ）と
を加算し、この加算値を交流電流指令値演算手段１９の
一方の入力としている。また、入力電圧監視手段３３は
交流電源２の電圧の振幅を監視し、この振幅が判定値以
下になったときに交流電源２に停電が発生した判定す
る。さらに、２次高調波電圧監視手段３４は交流電圧検
出器１４を介して、前記高調波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２ω
ｔ）に基づく２次高調波電圧を抽出して増幅し、この増
幅値が判定値以上になったときに交流電源２に停電が発
生した判定し、一方、４次高調波電圧監視手段７３は交
流電圧検出器１４を介して、前記高調波信号Ｋ4 ｓｉｎ
（４ωｔ）に基づく４次高調波電圧を抽出して増幅し、
この増幅値が判定値以上になったときに交流電源２に停
電が発生した判定する。
【００２３】すなわち、前記高調波信号Ｋ2 ｓｉｎ（２
ωｔ）の振幅Ｋ2 を、交流電源２が健全時に交流電源２
が含有する２次高調波電圧の振幅より若干大きくし、同
様に前記高調波信号Ｋ4 ｓｉｎ（４ωｔ）の振幅Ｋ
4 を、交流電源２が健全時に交流電源２が含有する４次
高調波電圧の振幅より若干大きくすることにより、負荷
４から単相ＰＷＭコンバータ７０と変圧器３とを介して
交流電源２に電力を回生動作中に、交流電源２に停電が
発生した時には先述の如く２，４次高調波電圧が増大す
るので、２次高調波電圧監視手段３４または４次高調波
電圧監視手段７３のいずれか一方若しくは双方を動作さ
せることができる。
ωｔ）の振幅Ｋ2 を、交流電源２が健全時に交流電源２
が含有する２次高調波電圧の振幅より若干大きくし、同
様に前記高調波信号Ｋ4 ｓｉｎ（４ωｔ）の振幅Ｋ
4 を、交流電源２が健全時に交流電源２が含有する４次
高調波電圧の振幅より若干大きくすることにより、負荷
４から単相ＰＷＭコンバータ７０と変圧器３とを介して
交流電源２に電力を回生動作中に、交流電源２に停電が
発生した時には先述の如く２，４次高調波電圧が増大す
るので、２次高調波電圧監視手段３４または４次高調波
電圧監視手段７３のいずれか一方若しくは双方を動作さ
せることができる。
【００２４】上述のこの発明の実施例の説明では、低次
の偶数次高調波信号を重畳した例について述べたが、こ
れはＰＷＭ制御自励式整流装置では制御応答速度などか
ら低次の偶数次高調波信号を重畳させることが好適であ
ること、また、交流電源２は、一般に偶数次高調波電圧
が比較的少ないことに基づいている。より実際的には、
交流電源２の電圧の高調波成分のうち、低次の高調波成
分で且つ含有率の少ない高調波を選択して、この周波数
の高調波信号を前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の内部の
交流電流制御量に重畳させるのが望ましい。
の偶数次高調波信号を重畳した例について述べたが、こ
れはＰＷＭ制御自励式整流装置では制御応答速度などか
ら低次の偶数次高調波信号を重畳させることが好適であ
ること、また、交流電源２は、一般に偶数次高調波電圧
が比較的少ないことに基づいている。より実際的には、
交流電源２の電圧の高調波成分のうち、低次の高調波成
分で且つ含有率の少ない高調波を選択して、この周波数
の高調波信号を前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の内部の
交流電流制御量に重畳させるのが望ましい。
【００２５】尚、この発明の制御方法の実施例の説明で
は単相ＰＷＭコンバータを例にして述べているが、この
発明の制御方法は３相ＰＷＭコンバータなど多相のＰＷ
Ｍ制御自励式整流装置にも適用できる。
は単相ＰＷＭコンバータを例にして述べているが、この
発明の制御方法は３相ＰＷＭコンバータなど多相のＰＷ
Ｍ制御自励式整流装置にも適用できる。
【００２６】
【発明の効果】この発明によれば、ＰＷＭ制御自励式整
流装置の内部の交流電流制御量に、交流電源の電圧高調
波成分の振幅より若干大きい微少振幅高調波信号を重畳
させても、交流電源が健全時には前述の如く交流電源の
系統インピーダンスが小さいために該微少振幅高調波信
号に基づく交流電源の電圧の変動が更に微少になるが、
交流電源が停電時には系統インピーダンスが大きくなっ
て該微少振幅高調波信号に基づく交流電源の電圧の変動
が増大するために、負荷の電力をＰＷＭ制御自励式整流
装置を介して交流電源に回生中にも、この高調波信号に
基づく電圧を監視することにより、確実に交流電源の停
電を検知できる。
流装置の内部の交流電流制御量に、交流電源の電圧高調
波成分の振幅より若干大きい微少振幅高調波信号を重畳
させても、交流電源が健全時には前述の如く交流電源の
系統インピーダンスが小さいために該微少振幅高調波信
号に基づく交流電源の電圧の変動が更に微少になるが、
交流電源が停電時には系統インピーダンスが大きくなっ
て該微少振幅高調波信号に基づく交流電源の電圧の変動
が増大するために、負荷の電力をＰＷＭ制御自励式整流
装置を介して交流電源に回生中にも、この高調波信号に
基づく電圧を監視することにより、確実に交流電源の停
電を検知できる。
【００２７】例えば、架線から交流電力が給電される新
幹線電車のように、架線の無電圧区間を頻繁に通過する
電源事情に設置されるＰＷＭ制御自励式整流装置の制御
方法として最適である。
幹線電車のように、架線の無電圧区間を頻繁に通過する
電源事情に設置されるＰＷＭ制御自励式整流装置の制御
方法として最適である。
【図１】この発明の第１の実施例を示す単相ＰＷＭコン
バータのブロック構成図
バータのブロック構成図
【図２】この発明の第２の実施例を示す単相ＰＷＭコン
バータのブロック構成図
バータのブロック構成図
【図３】この発明の第３の実施例を示す単相ＰＷＭコン
バータのブロック構成図
バータのブロック構成図
【図４】この発明の第４の実施例を示す単相ＰＷＭコン
バータのブロック構成図
バータのブロック構成図
【図５】この発明の第５の実施例を示す単相ＰＷＭコン
バータのブロック構成図
バータのブロック構成図
【図６】従来例を示す単相ＰＷＭコンバータのブロック
構成図
構成図
１…単相ＰＷＭコンバータ、２…交流電源、３…変圧
器、４…負荷、１１…リアクトル、１２…自励式整流
器、１３…平滑コンデンサ、１４…交流電圧検出器、１
５…直流電圧検出器、１６…交流電流検出器、１７…直
流電圧調節手段、１８…基準基本波信号発生手段１９…
交流電流指令値演算手段、２０…交流電流調節手段、２
１…パルス幅変調手段、２２…半導体スイッチ駆動手
段、２３…停電検知手段、３０…単相ＰＷＭコンバー
タ、３１…２次高調波信号発生手段、３２…加算器、３
３…入力電圧監視手段、３４…２次高調波電圧監視手
段、４０…単相ＰＷＭコンバータ、４１…２次高調波変
化率監視手段、５０…単相ＰＷＭコンバータ、５１…加
算器、６０，７０…単相ＰＷＭコンバータ、７１…４次
高調波信号発生手段、７２…加算器、７３…４次高調波
電圧監視手段。
器、４…負荷、１１…リアクトル、１２…自励式整流
器、１３…平滑コンデンサ、１４…交流電圧検出器、１
５…直流電圧検出器、１６…交流電流検出器、１７…直
流電圧調節手段、１８…基準基本波信号発生手段１９…
交流電流指令値演算手段、２０…交流電流調節手段、２
１…パルス幅変調手段、２２…半導体スイッチ駆動手
段、２３…停電検知手段、３０…単相ＰＷＭコンバー
タ、３１…２次高調波信号発生手段、３２…加算器、３
３…入力電圧監視手段、３４…２次高調波電圧監視手
段、４０…単相ＰＷＭコンバータ、４１…２次高調波変
化率監視手段、５０…単相ＰＷＭコンバータ、５１…加
算器、６０，７０…単相ＰＷＭコンバータ、７１…４次
高調波信号発生手段、７２…加算器、７３…４次高調波
電圧監視手段。
Claims (4)
- 【請求項１】交流電源の交流電力を自励式整流器により
直流電力に変換して負荷に給電する自励式整流装置であ
って、 前記自励式整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流
電圧が所定の値になるように電圧の調節演算をし、この
電圧の調節演算により得られた電流指令値（直流量）と
前記交流電源の位相に同期した各相の基準基本波信号と
により各相電流指令値（交流量）を演算し、この各相電
流指令値に追従するように前記交流電源の各相電流を検
出して電流の調節演算をし、この各相の電流の調節演算
をした出力に基づきＰＷＭ制御された各相ゲート信号を
発生し、この各相ゲート信号により前記自励式整流器の
自己消弧形半導体素子を制御するＰＷＭ制御自励式整流
装置の制御方法において、 常時、前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の各相の基準基本
波信号のうちの少なくともいずれか１相の基本波信号
に、この相に対応した微少振幅高調波信号を重畳させ、 前記交流電源側の前記高調波信号に基づく電圧が所定の
値を越えたときに、前記交流電源に停電が発生したとし
て前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の運転を停止させるこ
とを特徴とするＰＷＭ制御自励式整流装置の制御方法。 - 【請求項２】交流電源の交流電力を自励式整流器により
直流電力に変換して負荷に給電する自励式整流装置であ
って、 前記自励式整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流
電圧が所定の値になるように電圧の調節演算をし、この
電圧の調節演算により得られた電流指令値（直流量）と
前記交流電源の位相に同期した各相の基準基本波信号と
により各相電流指令値（交流量）を演算し、この各相電
流指令値に追従するように前記交流電源の各相電流を検
出して電流の調節演算をし、この各相の電流の調節演算
をした出力に基づきＰＷＭ制御された各相ゲート信号を
発生し、この各相ゲート信号により前記自励式整流器の
自己消弧形半導体素子を制御するＰＷＭ制御自励式整流
装置の制御方法において、 常時、前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の各相の基準基本
波信号のうちの少なくともいずれか１相の基本波信号
に、この相に対応した微少振幅高調波信号を重畳させ、 前記交流電源側の前記高調波信号に基づく電圧の単位時
間当たりの変化量が所定の値を越えたときに、前記交流
電源に停電が発生したとして前記ＰＷＭ制御自励式整流
装置の運転を停止させることを特徴とするＰＷＭ制御自
励式整流装置の制御方法。 - 【請求項３】交流電源の交流電力を自励式整流器により
直流電力に変換して負荷に給電する自励式整流装置であ
って、 前記自励式整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流
電圧が所定の値になるように電圧の調節演算をし、この
電圧の調節演算により得られた電流指令値（直流量）と
前記交流電源の位相に同期した各相の基準基本波信号と
により各相電流指令値（交流量）を演算し、この各相電
流指令値に追従するように前記交流電源の各相電流を検
出して電流の調節演算をし、この各相の電流の調節演算
をした出力に基づきＰＷＭ制御された各相ゲート信号を
発生し、この各相ゲート信号により前記自励式整流器の
自己消弧形半導体素子を制御するＰＷＭ制御自励式整流
装置の制御方法において、 常時、前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の各相電流指令値
（交流量）のうちの少なくともいずれか１相の電流指令
値に、この相に対応した微少振幅高調波信号を重畳さ
せ、 前記交流電源側の前記高調波信号に基づく電圧が所定の
値を越えたときに、前記交流電源に停電が発生したとし
て前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の運転を停止させるこ
とを特徴とするＰＷＭ制御自励式整流装置の制御方法。 - 【請求項４】交流電源の交流電力を自励式整流器により
直流電力に変換して負荷に給電する自励式整流装置であ
って、 前記自励式整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流
電圧が所定の値になるように電圧の調節演算をし、この
電圧の調節演算により得られた電流指令値（直流量）と
前記交流電源の位相に同期した各相の基準基本波信号と
により各相電流指令値（交流量）を演算し、この各相電
流指令値に追従するように前記交流電源の各相電流を検
出して電流の調節演算をし、この各相の電流の調節演算
をした出力に基づきＰＷＭ制御された各相ゲート信号を
発生し、この各相ゲート信号により前記自励式整流器の
自己消弧形半導体素子を制御するＰＷＭ制御自励式整流
装置の制御方法において、 常時、前記ＰＷＭ制御自励式整流装置の各相電流指令値
（交流量）のうちの少なくともいずれか１相の電流指令
値に、この相に対応した微少振幅高調波信号を重畳さ
せ、 前記交流電源側の前記高調波信号に基づく電圧の単位時
間当たりの変化量が所定の値を越えたときに、前記交流
電源に停電が発生したとして前記ＰＷＭ制御自励式整流
装置の運転を停止させることを特徴とするＰＷＭ制御自
励式整流装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9310093A JPH11146651A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Ｐｗｍ制御自励式整流装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9310093A JPH11146651A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Ｐｗｍ制御自励式整流装置の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11146651A true JPH11146651A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=18001105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9310093A Pending JPH11146651A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Ｐｗｍ制御自励式整流装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11146651A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001320882A (ja) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源装置と、インバータ装置および空気調和機 |
| JP2010115018A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 交流電気車の制御装置 |
| CN102035219A (zh) * | 2011-01-20 | 2011-04-27 | 哈尔滨工业大学 | 单相并网逆变器的并网电流单极性无环宽滞环控制装置及方法 |
-
1997
- 1997-11-12 JP JP9310093A patent/JPH11146651A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001320882A (ja) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源装置と、インバータ装置および空気調和機 |
| JP2010115018A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 交流電気車の制御装置 |
| CN102035219A (zh) * | 2011-01-20 | 2011-04-27 | 哈尔滨工业大学 | 单相并网逆变器的并网电流单极性无环宽滞环控制装置及方法 |
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