JPS5889072A - 電力変換装置の電流断続検出方法 - Google Patents

電力変換装置の電流断続検出方法

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JPS5889072A
JPS5889072A JP56186900A JP18690081A JPS5889072A JP S5889072 A JPS5889072 A JP S5889072A JP 56186900 A JP56186900 A JP 56186900A JP 18690081 A JP18690081 A JP 18690081A JP S5889072 A JPS5889072 A JP S5889072A
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Haruo Naito
内藤 治夫
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (−)  技術分野の説明 本発明は、起電力を有する誘導性回路に!!続きれる自
然転流形電力変換装置の通IIL1[fI/L検出益に
関し、特にその一時値の検出が不要で、平均値C基づい
て蚊通電電流の断続の有無を検知する電力変換装置の電
流断続検出装置に関する。
(b)  従来技術の説明 起電力を有する誘導性回路と、自δ転流形電力変換装置
を組み合わせた系としては、例えばサイリスタで構成さ
れた制御整流益により給電駆動される直流電動機速度制
御系がある。この系は一般一二電流マイナー制御ループ
を有し、通常は負荷電流の平均値イニ基つく制御を行う
。但し、この速度制御系においては、負荷tt流が連続
している場合と断続している場合とで、ループゲイン等
の制御足載が変わってしまうので、それを補償する勧合
番=は、負荷電流の連続時と断続時とで制御論理を変更
する必要が生じ、その際C二は負荷電流の断続の有無の
検出が不可欠となる。
従来、この種の検出器は、変流器等C二より電流の瞬時
波形を検出し、その検出信号を処理して、電流断続の有
無を検知していたが、検出装置が複雑となる欠点があっ
た。
(a)  発明の目的 本発明は、構成が比較的C単純で且電力変換装置に通常
具備されることの多い平均電流検出器を、電力変換装置
の通電**の検出g一応用して断続状態を検出し得る電
力変換装置の電流断続検出装置を提供することを目的と
している。
c〜 発明の構成 第1図に示した直流電動機の速度制御系は本発明の一実
施例である。この図で、商用に@1の交流電力を電力変
換装置2で整流し直流電動機3Iユ供給する。直流電動
$3は負荷4を駆動する。直流電動機3の回転速度12
は速度検出65により検出され制御回路15に帰還され
る。シャント抵抗7は負荷電R61二比例しfc1圧信
号を発生し%平均回路8はそれを平均して、負荷電fI
t6の平均値に比例した量11として制御回路15に帰
還するとN時葛二、比較器9にも与える。比較器9には
点弧制御回路lOから電力変換装置2の裕相制御角16
も与えられる。比較器9Fiこの位相制御角16と後述
する所定の値から、後述する算式C;よりIIl、流l
I′r続を判定する値を算出し、負荷電流6の平均fi
l二比例した量11と比較して、断続の有無を判定し、
判定結果13を制御回路15へ与える。制御回路15へ
に速度設定値14も与えられ、この値と上記三つの殉還
普とから制御論理に従って位相制御角16を決定し、点
弧制御回路用及び先述の比較器9 C与える。点弧制御
回路10は位相制御角16 r−基づき電力変換装置2
の点弧時点を決定する。
(e)  発明の作用 この実施例に部して本発明の詳細な説明する。
第1図中の負荷電流6Fi、当然直流であるが、交fI
L成分が重畳している。この交流成分は王に直流側回路
中のインダクタンス成分により制限されるが、*R成分
の大小にij関係しない。従ってyi流成分が十分小さ
くなると、負荷電流6は断続し始める。このwlT続を
始める限界での負荷電流平均値(直流電流平均値)を断
続臨界平均電流〒。、と呼ぶことI:する。この断続臨
界平均電流T。rは以下に説明する様5二、変換益の位
相制御角αC二依存しその正弦関数として表わすことが
できる。まず負荷電fIt(直流電流)が断続する動作
領域(以下、断続モードと称する)での直流電流瞬時値
b(χ)は(但し、上式右辺≦00とき、*(t)=0
)と表わされる。上式中5BoFi直流倶起電カ、 E
Fi交流儒線関電圧波嵩値t Toは直流−回路時定数
でTo = R/ L 、 R及びLは直流−回路の抵
抗及びインダクタンス成分、ψは直流@R及びLで決ま
る力率角でψ” Jas−”ωL/R,ZFiZ=JR
1+(ωL)2゜@は交流電源角周波数、差は時間変数
、そしてpは変換饅の直tlLIIiパルス数である。
pは例えば3相全波整流u路ではp=5で、また変換巻
の素子は電気角でωT=2に/p毎I:順次点弧され、
断続モードでは直流電RはT = 2に/pωを周期と
して断12に 絖する。断続限界でt′1L(j)が時刻A=−一で丁
ω  p rjILOとなる動作状態と考えることができ、↓(り
 =0から任意の位相制御角αで断続限界を与える直(
2)式を(1)式に代入しJ=0−Tの期間で平均する
と、任意の位相制御角αに対する#I続限界平均電流L
rが得られる。即ち、 <sr式中% 2.ψ及びrct−tfi11回路の構
成要素が定まれば一定値となり、またi#′i交流亀源
寛圧によって決まる一定値であるから、結局助続臨界平
均電流For Fis位相位相制御角間数となる。(8
1式は複雑な形をしているが、回路定数によってit極
めて簡単な関数形で近似できる。このことを以下に数値
例で示す。
例として、電力変換装置2を三相全波整流純ブリッヂ形
として、従ってp=6であり、また直流電動機の代表的
数値例として、R=0.20.b=10.0mHとし、
交流電源電圧を線間実効値200 Vとし。
その周波数を50 H,とすれば、z=3゜2Ω、ψ=
86.4゜となり、断続臨界平均電流T。rと位相制御
角αとの関係は(8)式4二よる数値計算から第2図g
=示した通りとなる。この図から、断続臨界平均電流x
crは位相制御角αの正弦関数として近似できると判断
できる。即ち、α=90°の時C(81式で与えられる
I6rをY。r、Mとして、Ycrの近似値工。rに、
10r =工□y、Mmα           (剣
と近似できる0次に、この近似のn度を調べる。
(81式で与えられる厳密解Y。rと(41式で与えら
れる近領解との比ムを ム=Lr /Tor =I 6r/Y6r 、 M t
h”     (slとして、ムとaとの関係を計算で
求めると、第3図となる0ム;1の時、誤差0であるこ
とは盲をまたない0以上の数値例では誤差は第3図から
大きくとも2−程度であることが分かり、(4)式6二
よる近似は十分響:喪い精度を持ってI/)ることか分
力・る0 またムFi(IiJ式右辺と(8)式から分かる様に、
αの関数であると同時砿:負荷条件を示すノくラメータ
として、時定数TOと力率角ψを含むことカニ分t・る
0しかし、ψ−ksc−”” =ムJ1ωTOとなる力
・ら、独立なパラメータとしてテ0のみを選んでよ−/
)。さて第4図は、各々To = 10m5ec及びT
o == 500m5ecの時の比Aとαとの関係を示
している。この図からToが10!118130及び5
00m5ecの吻合も、(4)式5二よる近似は十分感
二良い精度が得られることが分かる。
尚、図1:は示していないが、Toが10m5ec −
500m8θCの間の精度は第4図C二本した精度の範
囲内C型網まることが、実際の計算直重より確認されて
いる0また%To < 10m5ecわるいFiTc 
> 500m5ecの場合にも、上述の手法(二より精
度を算出し、そのU度が用途の許容精度内C型網まれに
(4)弐葛二よる近似は十分鑑二応用可能である。また
、Il流餉パルス数が6以外の純ブリッヂ形の自然転流
形変換器C二も、(4)式が成り立つことが同様(二確
關されている0(4)式で与えられる断続臨界電流平均
値T≦、を用いれば、例えば第5図に示した例の様1:
電流断続検出器を構成できる。第5図で正弦関数発生器
51は位相制御角α16を入力とし7て得、虐αを出力
とじて出す。乗算器52Fiこの一α54と、予め計算
で求められ設定されるY。r1M55との積を作り〒。
r、M幽α56.即ち了≦、を出力する。比較器53は
肇換器の直流電流平均値〒057と:[crを比較し、
T≦rくIDなら変換器の通電電流は連続、Ior>よ
りなら断続と判断し、この判定結果に応じた信号13を
出力する0 第5図の例で、正弦関数発生器51は例えばリードオン
リメモリの様な記憶装置に正弦関数を記憶させたもので
もよく、また乗算器52や比較器536マイクロプロセ
ツサなどで置き換えることも出来る。また比較器53へ
の入力のIDは必ずしも変換器の直流側から検出するも
のでなくともよく、要するI:直流電流平均値C二比例
した量であればよし)のであって、゛例えば変換器の交
流側から検出した電流平均値C二適幽な係数を乗じたも
のでもよしAoまた、(4)式で与えられる近似解を更
に折線や階段線などで近似してもよい。
(f)  発明の詳細 な説明のように本発明C二よれば電力変換装置の平均電
流から断続状態を検出し得るので回路を極めて簡単穣:
構成出来る効果が得られる0
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用し得る直流電動機の速度制御系の
接続図、第2図は自然転流形3相フルブリッヂ全波整流
回路の通流tk、断続限界に於ける直流電流平均値と位
相制御角αとの関係の計算例を示した特性図、第3図及
び第4図は断続臨界電流平均値の近似解とIIk密解の
比較の計算例を示し九特性図、第5図はこの本発明の一
実施例を示す構成図である。 1・・・商用電@    2・・・制御1i41!l!
、流器3・・・直流11!II]機   4・・・負荷
5・・・速度検出器   6・・・負荷電流7・・・シ
ャント抵抗  8・・・平均回路9・・・比較器   
  10・・・点弧制御回路11−・・・負荷電流平均
値直二比例した賞12・・・回転速度    13・・
・1!流断続判定結果14・・・速度設定    15
・・・制御回路16・・・位相制御角   50・・・
位51・・・正弦関数発生器52・・・乗算器53・・
・比較器     54・・・幽α55・・・工6r+
 M      56・・・工。rMItn457・・
・直置電流平均値 (7317)代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか
1名)第1図 第4因 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. サイリスタ等の電力変換素子上り成る自然転流形電力変
    換装置に於いて、該変換装置の通電11流の平均値を検
    出する電流検出器を具え、骸平均1流検出器の検出出方
    と所定の基準値とを比較する比較器を具え、蚊基準値よ
    りも前に2慣出出カが小さくなった時に、当峡電力変換
    装置の通電電流が断続していると判定する、電力変換#
    C置の電tIt、断続検出装置。
JP56186900A 1981-11-24 1981-11-24 電力変換装置の電流断続検出方法 Granted JPS5889072A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS619191A (ja) * 1984-06-21 1986-01-16 Toshiba Corp 電力変換装置の電流断続検出装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5072164A (ja) * 1973-09-03 1975-06-14

Patent Citations (1)

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JPS5072164A (ja) * 1973-09-03 1975-06-14

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS619191A (ja) * 1984-06-21 1986-01-16 Toshiba Corp 電力変換装置の電流断続検出装置

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