JPS60180444A - 電流瞬時値制御方式電力変換器 - Google Patents
電流瞬時値制御方式電力変換器Info
- Publication number
- JPS60180444A JPS60180444A JP59035822A JP3582284A JPS60180444A JP S60180444 A JPS60180444 A JP S60180444A JP 59035822 A JP59035822 A JP 59035822A JP 3582284 A JP3582284 A JP 3582284A JP S60180444 A JPS60180444 A JP S60180444A
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- Japan
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- current
- phase
- power converter
- voltage
- instantaneous value
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は交流電流瞬時値制御を行う電圧形電力変換器の
改良に門する。
改良に門する。
電圧形電力変換器による交流電流瞬時値制御方式は一般
に連応性を必要とする場合のM、動機駆動等に用いられ
ていたが、近年配電系統の無効電力や高RIIJ ?の
補償作用を行う装置としても多く採用されるようξこな
ってきた0この種の一例を第1図に示す〇 すなわち、第1図に示す電力系統において、1は3相3
線式の電源、2は無効電力や高調波を発生するサイリス
タ電力変換器等の負荷、3は負荷2が生じる無効電力や
高に1波を補償するための電圧形電力変換器である。こ
こに、電圧形電力変換器3はトランジスタ303 、3
03’、 304 、304’、 305 。
に連応性を必要とする場合のM、動機駆動等に用いられ
ていたが、近年配電系統の無効電力や高RIIJ ?の
補償作用を行う装置としても多く採用されるようξこな
ってきた0この種の一例を第1図に示す〇 すなわち、第1図に示す電力系統において、1は3相3
線式の電源、2は無効電力や高調波を発生するサイリス
タ電力変換器等の負荷、3は負荷2が生じる無効電力や
高に1波を補償するための電圧形電力変換器である。こ
こに、電圧形電力変換器3はトランジスタ303 、3
03’、 304 、304’、 305 。
305′とダイオード306 、306’、 307
、307’、 308 、308’から3相全波整流回
路な惜成し、その3相全波整流回路の直流側゛にコンデ
ンサ309が配され交流側にはりアクドル301 、3
01’、 301“と補償電流検出器302 、302
’、 302”が接続されてなる。また、21,22゜
23は負荷電流検出器、EU * EV + Ewは相
電圧、I8U *I8V、ll9Wは電源電流、■LU
* ILV t ILWは負荷電流、IOU v I
OV e IOwは補償電流である。
、307’、 308 、308’から3相全波整流回
路な惜成し、その3相全波整流回路の直流側゛にコンデ
ンサ309が配され交流側にはりアクドル301 、3
01’、 301“と補償電流検出器302 、302
’、 302”が接続されてなる。また、21,22゜
23は負荷電流検出器、EU * EV + Ewは相
電圧、I8U *I8V、ll9Wは電源電流、■LU
* ILV t ILWは負荷電流、IOU v I
OV e IOwは補償電流である。
かような電力系統における電圧形電力変換器3は一例と
してつぎの如き手法により制御される。
してつぎの如き手法により制御される。
0) 負荷電流ILU 、 ILV 、Itwの値と補
償電流指令値の和としての電源電流I8υ+ I8V
y I8Wが熱効電流や高n波m流を含まぬものとなる
ような指令値l0Uj ”OVj IOW’ を算出す
る・(2)補償電流IOU + IOV e Io、w
が指令値IOU’+ IOV汽IOWゞから所定の電流
籠ΔI以上の差を生じぬよう各トランジスタを開閉制御
する。
償電流指令値の和としての電源電流I8υ+ I8V
y I8Wが熱効電流や高n波m流を含まぬものとなる
ような指令値l0Uj ”OVj IOW’ を算出す
る・(2)補償電流IOU + IOV e Io、w
が指令値IOU’+ IOV汽IOWゞから所定の電流
籠ΔI以上の差を生じぬよう各トランジスタを開閉制御
する。
具体的には、例えば指令値IOU”と補償電流IOUと
を(2ΔI)のヒステリシス蛤をもつコンパレータによ
り比較し、(Iou≧IoU与ΔI)となったときにト
ランジスタ303′を開としてトランジスタ303を閉
とし、(IcU≦ICU”−JI)のときにはトランジ
スタ303を開としてトランジスタ303′を閉とし、
箱オ 囲((l0U−JI ) < Iou < (IOU’
+ΔI))では継続する如くトランジスタ303、.3
03’を開閉制御することより、3相の補償電流は(±
Δ工)以内の誤差で指令値に追従することになる・ここ
で、各トランジスタが回路されたときにコンデンサ30
9を通して過電流が発生するのを防止するため、リアク
トル301 、301’、 301“を必要とする。
を(2ΔI)のヒステリシス蛤をもつコンパレータによ
り比較し、(Iou≧IoU与ΔI)となったときにト
ランジスタ303′を開としてトランジスタ303を閉
とし、(IcU≦ICU”−JI)のときにはトランジ
スタ303を開としてトランジスタ303′を閉とし、
箱オ 囲((l0U−JI ) < Iou < (IOU’
+ΔI))では継続する如くトランジスタ303、.3
03’を開閉制御することより、3相の補償電流は(±
Δ工)以内の誤差で指令値に追従することになる・ここ
で、各トランジスタが回路されたときにコンデンサ30
9を通して過電流が発生するのを防止するため、リアク
トル301 、301’、 301“を必要とする。
かようにして、第1図に示される如く適用される電圧形
電力変換器においては3相の全線電流を検出・制御する
機能を有してなるものであった。
電力変換器においては3相の全線電流を検出・制御する
機能を有してなるものであった。
本発明は上述したような点に鑑みて、3相電流のうち2
相分のみの検出・制御作用を奏してなる簡素化された構
成の電流瞬時値制御方式電力変換器を実現したものであ
る◇以下、本発明を図面に基づいて説明する。
相分のみの検出・制御作用を奏してなる簡素化された構
成の電流瞬時値制御方式電力変換器を実現したものであ
る◇以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第2図は本発明の一実施例の要部溶成を示すもので、3
′は第1図に示した電圧形電力変換器3と同様に適用可
能な電圧形蝋力変換器である。
′は第1図に示した電圧形電力変換器3と同様に適用可
能な電圧形蝋力変換器である。
すなわち、電圧形電力変換器3に対比してみる化電圧形
電力変換器3′は、W相のスイッチング素子であるトラ
ンジスタ305 、305’部分に代えてコンデンサ3
10 、310’が配設されてなり、W相電流の検出の
ための補償電流検出器302“が除去されてなるもので
ある。そして、かくの如き接続構成のものはW相線電流
の制御能力を有しないものであるが、U相およびV相に
ついては先に第1図を参照して説明した如き機能を有す
るととも化、3相3線式の全IIi!電流の総和は常に
零であるこきから、2相の線電流が定まれば他の1相は
一雌的に定まる思想に基づきなされたものである。ここ
で%U相、■相の補償電流IOU + IOVが指令値
通りに制作されればW相のυ電流IOWが(Iaw=
−ICU −Iov)として−F−的に定まり、W相分
が間接的に制御されていることによってインバータ動作
上何ら問題ない。か力する作用についてはさらに後述す
るが、かような構成1cよればトランジスタ305 、
305’を受動水子であるコンデンサ310 、310
’に置換したためそのインバータ部がImfk化され、
W相分の間接制御化に伴い第1図に示される負荀電流検
出器23および補償電流検出器3o2〃が不要となり、
インバータ部を制御する制御回路部においてもW相分の
コンパレークやトランジスタ駆動器の部分を除去するこ
とができる。
電力変換器3′は、W相のスイッチング素子であるトラ
ンジスタ305 、305’部分に代えてコンデンサ3
10 、310’が配設されてなり、W相電流の検出の
ための補償電流検出器302“が除去されてなるもので
ある。そして、かくの如き接続構成のものはW相線電流
の制御能力を有しないものであるが、U相およびV相に
ついては先に第1図を参照して説明した如き機能を有す
るととも化、3相3線式の全IIi!電流の総和は常に
零であるこきから、2相の線電流が定まれば他の1相は
一雌的に定まる思想に基づきなされたものである。ここ
で%U相、■相の補償電流IOU + IOVが指令値
通りに制作されればW相のυ電流IOWが(Iaw=
−ICU −Iov)として−F−的に定まり、W相分
が間接的に制御されていることによってインバータ動作
上何ら問題ない。か力する作用についてはさらに後述す
るが、かような構成1cよればトランジスタ305 、
305’を受動水子であるコンデンサ310 、310
’に置換したためそのインバータ部がImfk化され、
W相分の間接制御化に伴い第1図に示される負荀電流検
出器23および補償電流検出器3o2〃が不要となり、
インバータ部を制御する制御回路部においてもW相分の
コンパレークやトランジスタ駆動器の部分を除去するこ
とができる。
つぎに、第3図を参照して第2図の作用1こ、ついて詳
述する。
述する。
第3図は第2図装置の回路動作を確認するための泪算機
による諸波形のシミーレージ目ンの結果を示すものであ
り、そのシミュレーシェンの内容はつぎの如くである。
による諸波形のシミーレージ目ンの結果を示すものであ
り、そのシミュレーシェンの内容はつぎの如くである。
すなわち、計算に用いた常数は、電源1の電圧。
周波数を100 (V) 、 50 (nz)、リアク
トル301 、301’。
トル301 、301’。
301“のインダクタンスを20 (mH) 、コンデ
ンサ309の容量を20(μF)、コンデンサ310
、310’の容量を一5o(μF)、指令値I(]Uj
IOV”をともにピーク値10(A)、相電圧より9
0°進み位相として選定した。
ンサ309の容量を20(μF)、コンデンサ310
、310’の容量を一5o(μF)、指令値I(]Uj
IOV”をともにピーク値10(A)、相電圧より9
0°進み位相として選定した。
また、トランジスタ303 、303’、 304 、
304’の開閉制御はヒステリシスコンパレータによる
方式ではなく、100(μS)ご生に電流指令値と実電
流の大小友 判別を行うことより、閉路するトランジスタ選定する方
法を採用した。したがって、ここでの各トランジスタの
チ箇ツピング周波数は最高5 (KH2)である。なお
、第3図下部に示したモードにおいでは各100(μS
)期間における回路しているトランジスタを表わし、U
相のPはトランジスタ303を。
304’の開閉制御はヒステリシスコンパレータによる
方式ではなく、100(μS)ご生に電流指令値と実電
流の大小友 判別を行うことより、閉路するトランジスタ選定する方
法を採用した。したがって、ここでの各トランジスタの
チ箇ツピング周波数は最高5 (KH2)である。なお
、第3図下部に示したモードにおいでは各100(μS
)期間における回路しているトランジスタを表わし、U
相のPはトランジスタ303を。
U相のNはトランジスタ303′を、■相のPはトラン
ジスタ304を、■相のNはトランジスタ304′をそ
れぞれ意味している。
ジスタ304を、■相のNはトランジスタ304′をそ
れぞれ意味している。
よって、第3図に示した如<frS2図における補償電
流IOU e IOV e IOW とその指令値l0
Uj IOV’ sさら1こはコンデンサ310 、3
10’の電圧Vl * V2が得られ、’1Nに補il
t m流■OU + IOVはチ目ツピングによる脈動
(まあるもののほぼ指令値IOU”+ tov”に追従
することが示される。そして、かような電流特性が指令
電流の1ザイクル期間である20(m8)間でも、各電
流は指令値に常に追従することが確認された。なお、図
示の如きW相のトランジスタをコンデンサに置き換えた
例にとられれず他の相であっても同様に作用し得ること
は勿論であり、さらには各トランジスタが他のスイッチ
ング素子であっても伺らさしつかえない。
流IOU e IOV e IOW とその指令値l0
Uj IOV’ sさら1こはコンデンサ310 、3
10’の電圧Vl * V2が得られ、’1Nに補il
t m流■OU + IOVはチ目ツピングによる脈動
(まあるもののほぼ指令値IOU”+ tov”に追従
することが示される。そして、かような電流特性が指令
電流の1ザイクル期間である20(m8)間でも、各電
流は指令値に常に追従することが確認された。なお、図
示の如きW相のトランジスタをコンデンサに置き換えた
例にとられれず他の相であっても同様に作用し得ること
は勿論であり、さらには各トランジスタが他のスイッチ
ング素子であっても伺らさしつかえない。
ここで、リアクトル301 、301’、 301“右
よびコンデンサ309 、310 、310’の諸常数
やチ官ツピング周波数は電流の許容リップル量とスイッ
チング素子の能力に応じて適宜選択されなければならな
いが、コンデンサ310,310′の電圧Vj r V
2が低くなるに電流指令値の振已や周波数によっては実
電流が追従できなくなる」ハ合が発生し、これらの容量
や初期電圧設定には特に配慮する必要が生じる。これを
第4図を用いて説明する。
よびコンデンサ309 、310 、310’の諸常数
やチ官ツピング周波数は電流の許容リップル量とスイッ
チング素子の能力に応じて適宜選択されなければならな
いが、コンデンサ310,310′の電圧Vj r V
2が低くなるに電流指令値の振已や周波数によっては実
電流が追従できなくなる」ハ合が発生し、これらの容量
や初期電圧設定には特に配慮する必要が生じる。これを
第4図を用いて説明する。
第4図は補償電流減少時の回路動作を示すもので、第2
図におけるトランジスタ303 、304を閉路した場
合を表わしたものである。
図におけるトランジスタ303 、304を閉路した場
合を表わしたものである。
第4図において、コンデンサ310の電圧Vtが電源電
圧に比べ充分に高ければ、W相からU相、■相に向って
電流が流れて補償電流IOU e IOVは所望のよう
に減少する。しかし、電圧v1が低い場合電源電圧の電
位差による電流、例えばU相からりアクドル301 、
!]アクドル301′を通って■相へ流れる電流が支
配的となり、U相の電流したがって補償電流IOUが増
加してしまう現象をきたすものとなる。
圧に比べ充分に高ければ、W相からU相、■相に向って
電流が流れて補償電流IOU e IOVは所望のよう
に減少する。しかし、電圧v1が低い場合電源電圧の電
位差による電流、例えばU相からりアクドル301 、
!]アクドル301′を通って■相へ流れる電流が支
配的となり、U相の電流したがって補償電流IOUが増
加してしまう現象をきたすものとなる。
第5図は本発明の他の実施例の要部構成を示すもので、
3“は電圧形電力変換器である。図中、第2図と同符号
のものは同じ機能を有する部分を示す0 すなわち、電圧形電力変換器3“はこれを第2図に示し
た電圧形電力変換器3′の接続M1成と対比すれば、電
圧形電力変換器3′よりダイオード308゜308′お
よびコンデンサ309が除去されてなる・これは、第2
回に示される如きコンデンサ309がコンテ′ンサ31
0 、310’の直列回路に並列に配されるものである
ことより、そのコンデンサ309の負担を等測的に分散
してコンデンサ310 、310’に課するこさよりコ
ンデンサ309を取り去ることは可能でJうる。また、
タイオード308 、308’はコンデン□ サ310
、310’の電圧Vj p V2が負になることがな
ければ2.り1通しないが、前述した如く電圧Vl +
V2は電流制御上ある程度高い値を有するものでなけ
ればならず、例示の接続植成における諸常数が適切に通
釈さ11ていればダイオード308 、308’に導通
ずるこ七がなくなる。そして、かかる回路動作も第3図
の説明の如きシミュレーシ画ンによって確認されたきこ
ろである。
3“は電圧形電力変換器である。図中、第2図と同符号
のものは同じ機能を有する部分を示す0 すなわち、電圧形電力変換器3“はこれを第2図に示し
た電圧形電力変換器3′の接続M1成と対比すれば、電
圧形電力変換器3′よりダイオード308゜308′お
よびコンデンサ309が除去されてなる・これは、第2
回に示される如きコンデンサ309がコンテ′ンサ31
0 、310’の直列回路に並列に配されるものである
ことより、そのコンデンサ309の負担を等測的に分散
してコンデンサ310 、310’に課するこさよりコ
ンデンサ309を取り去ることは可能でJうる。また、
タイオード308 、308’はコンデン□ サ310
、310’の電圧Vj p V2が負になることがな
ければ2.り1通しないが、前述した如く電圧Vl +
V2は電流制御上ある程度高い値を有するものでなけ
ればならず、例示の接続植成における諸常数が適切に通
釈さ11ていればダイオード308 、308’に導通
ずるこ七がなくなる。そして、かかる回路動作も第3図
の説明の如きシミュレーシ画ンによって確認されたきこ
ろである。
以」二説明したように本発明によれば、図示した如き実
施例からも明らかなようにスイッチング素子の(2/6
)が削減され、そのスイッチング素子に間遠する制仰
回路部等の諸部分を除去し得る簡便な41り成の装管を
提供できる。
施例からも明らかなようにスイッチング素子の(2/6
)が削減され、そのスイッチング素子に間遠する制仰
回路部等の諸部分を除去し得る簡便な41り成の装管を
提供できる。
第1図は従来の電圧形1E力変換器が適用された一例を
示す電力系統図、第2図は本発明の一天施例の要部構成
を示す部分回路図、第3図および;154図は第2図装
置の理解を容易にするため示したシミュレーションによ
る各部波形図および回路動作説明図、第5図は本発明の
他の実施例の要部構成を示す部分回路図である。 1 ・・電源、2は負荷、3.3’、3“・−屯圧形電
力変換器、303 、303’、 304 、304’
、 305 、305’・ ・・トランジスタ、309
、310 、310’・・−コンデンサ、IOU *
IOV + IOW ””’−補償電流、I□u’L
Iov’−IO♂・・指令値。 特許出願人 東洋型(森製造株式会社 代表者 土 井 厚 萬2図 為7i図
示す電力系統図、第2図は本発明の一天施例の要部構成
を示す部分回路図、第3図および;154図は第2図装
置の理解を容易にするため示したシミュレーションによ
る各部波形図および回路動作説明図、第5図は本発明の
他の実施例の要部構成を示す部分回路図である。 1 ・・電源、2は負荷、3.3’、3“・−屯圧形電
力変換器、303 、303’、 304 、304’
、 305 、305’・ ・・トランジスタ、309
、310 、310’・・−コンデンサ、IOU *
IOV + IOW ””’−補償電流、I□u’L
Iov’−IO♂・・指令値。 特許出願人 東洋型(森製造株式会社 代表者 土 井 厚 萬2図 為7i図
Claims (1)
- 3個の交流端子と2個の直流端子間にブリッジ接続され
るスイッチング素子を具備するとともに、該スイッチン
グ素子の開閉により交流電流瞬時値制御を行う電圧形電
力変換器において、前記3個の交n IJ子のうちの2
個と前記2個の直流端子間をそ第1ぞれ接続する4組の
スイッチング素子と、該3個の交流端子の他の1個と2
個の直流端子間を接続する2組のコンデンサとを備えて
成ることを特徴上した電流瞬時値制御方式電力変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59035822A JPS60180444A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 電流瞬時値制御方式電力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59035822A JPS60180444A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 電流瞬時値制御方式電力変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180444A true JPS60180444A (ja) | 1985-09-14 |
Family
ID=12452640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59035822A Pending JPS60180444A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 電流瞬時値制御方式電力変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60180444A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55140918A (en) * | 1979-04-18 | 1980-11-04 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Starting method for voltage-type inverter |
-
1984
- 1984-02-27 JP JP59035822A patent/JPS60180444A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55140918A (en) * | 1979-04-18 | 1980-11-04 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Starting method for voltage-type inverter |
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