JPS61101819A - 点弧位相のデイジタル制御方法 - Google Patents
点弧位相のデイジタル制御方法Info
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- JPS61101819A JPS61101819A JP22223284A JP22223284A JPS61101819A JP S61101819 A JPS61101819 A JP S61101819A JP 22223284 A JP22223284 A JP 22223284A JP 22223284 A JP22223284 A JP 22223284A JP S61101819 A JPS61101819 A JP S61101819A
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
- G05F1/40—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
- G05F1/44—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
- G05F1/45—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load
- G05F1/455—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load with phase control
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- Ac-Ac Conversion (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、サイクロコンバータの如き交流電力を負荷
に供給する静止形他励電力変換装置のディジタル式点弧
角調整方法に関する。
に供給する静止形他励電力変換装置のディジタル式点弧
角調整方法に関する。
サイクロコンバータの如き静止形他励電力変換装置を構
成する１！数個の可制御電気弁（例えばサイリスタ）に
、夫々可変制御角で制御パルス（点弧パルス）を供給す
る位相制御装置のディジタル式制御方法として、出願人
は既に次の如き方法を提案している（特願昭５９−３２
５２８号、特願昭５９−５８４７１号等）。
成する１！数個の可制御電気弁（例えばサイリスタ）に
、夫々可変制御角で制御パルス（点弧パルス）を供給す
る位相制御装置のディジタル式制御方法として、出願人
は既に次の如き方法を提案している（特願昭５９−３２
５２８号、特願昭５９−５８４７１号等）。
第４図はかかる方法を説明するための説明図である。な
お、同図（イ）は各サイリスタの同期点からの制御位相
角（点弧角）の大きさく鋸歯状波形Ｕ 、 Ｚ ＊ Ｖ
ｔ Ｘ ｅ Ｗ−ＹＫテ表示ｃ’ｔＬティル。）と、
それらのサイリスタで構成される変換器の制御角指令値
α＊との関係の一例を示すタイムチャート、同図（ロ）
はその一部を拡大したものである。
お、同図（イ）は各サイリスタの同期点からの制御位相
角（点弧角）の大きさく鋸歯状波形Ｕ 、 Ｚ ＊ Ｖ
ｔ Ｘ ｅ Ｗ−ＹＫテ表示ｃ’ｔＬティル。）と、
それらのサイリスタで構成される変換器の制御角指令値
α＊との関係の一例を示すタイムチャート、同図（ロ）
はその一部を拡大したものである。
これは、同図（ロ）の如く、制御角（点弧角）指令値α
８の動きを２点間（例えば、０時点と■時点）を通る直
線ｇ２で近似し、これを用いて次の点弧パルス発生時点
（例えば０時点）までの角度（時間）θ。を演算し、こ
れに基づいて点弧角調整（点弧制御）を行なうようにし
たものである。なお、ｇｌは制御角実際値を示す直線で
ある。
８の動きを２点間（例えば、０時点と■時点）を通る直
線ｇ２で近似し、これを用いて次の点弧パルス発生時点
（例えば０時点）までの角度（時間）θ。を演算し、こ
れに基づいて点弧角調整（点弧制御）を行なうようにし
たものである。なお、ｇｌは制御角実際値を示す直線で
ある。
ところで、変換器の保護上の観点より、一般に制御角の
下限値αｍｉｎを設け、この値以下の制御角ではサイリ
スタが点弧しないようにすることが必要とされる。この
点について従来は、予め設定された制御角の最小値αｍ
ｉｎ以下にならないようＩＪ ミッタ等により制限する
ことで、容易に対処することが可能であった。
下限値αｍｉｎを設け、この値以下の制御角ではサイリ
スタが点弧しないようにすることが必要とされる。この
点について従来は、予め設定された制御角の最小値αｍ
ｉｎ以下にならないようＩＪ ミッタ等により制限する
ことで、容易に対処することが可能であった。
ところが、第４図（ロ）で説明したディジタル式制御方
法においては、制御角指令値をその最小値で制限するだ
けでは制御角の最小値制限（下限制限）ができないとい
う問題点がある。
法においては、制御角指令値をその最小値で制限するだ
けでは制御角の最小値制限（下限制限）ができないとい
う問題点がある。
この点について、第５図を参照してもう少し具体的に説
明する。なお、第５図は制御角制限時の動作を説明する
ためのタイムチャートである。
明する。なお、第５図は制御角制限時の動作を説明する
ためのタイムチャートである。
いま、制御角指令値α＊が０時点以降制御角の最小値α
ｍ ｉ ｎで制限されたとすると、次の点弧パルス発生
時点は０時点とする必要がある。すなわち、０時点から
の角度（時間）はθＪｉｍとなる。ところが、この制御
方法では、制御角指令値のうちの２点を用いて直線近似
し、次の点弧パルス発生時点を予測するものであるため
点弧パルス発生時点は０時点となり、結局、制御角指令
値を最小値で制限するだけでは制御角の最小値制限がで
きないということになる。
ｍ ｉ ｎで制限されたとすると、次の点弧パルス発生
時点は０時点とする必要がある。すなわち、０時点から
の角度（時間）はθＪｉｍとなる。ところが、この制御
方法では、制御角指令値のうちの２点を用いて直線近似
し、次の点弧パルス発生時点を予測するものであるため
点弧パルス発生時点は０時点となり、結局、制御角指令
値を最小値で制限するだけでは制御角の最小値制限がで
きないということになる。
この発明は、制御角指令値の変化を１μ線近似すること
で演算される点弧パルス発生時点までの角度（時間）と
、その演算時点から制御角実際値が予め設定された制御
角の最小値に達するまで６角度（時間）の大小関係に着
目し、常に両者のうちの大きい方の値を用いることによ
り、制御角の最小値制限を可能とするものである。
で演算される点弧パルス発生時点までの角度（時間）と
、その演算時点から制御角実際値が予め設定された制御
角の最小値に達するまで６角度（時間）の大小関係に着
目し、常に両者のうちの大きい方の値を用いることによ
り、制御角の最小値制限を可能とするものである。
第５図において、０時点から制御角実際値が制御角最小
値αｍｉｎに達するまでの角度（時間）θｌｉｍは次式
の如く表わされる。
値αｍｉｎに達するまでの角度（時間）θｌｉｍは次式
の如く表わされる。
θ１ｉｒｎ＝αｍ ｉ ｎ−αｎ°゛°−（１）こ＼に
、α。は０時点における制御角実際値の大きさである。
、α。は０時点における制御角実際値の大きさである。
なお、当然のことながら、α。がαｍｉｎ以上にある場
合にはθｌｉｍは負の値となる。
合にはθｌｉｍは負の値となる。
一方、直線近似方法で求めた次の点弧パルス発生時点ま
での角度（時間）θｎと上記θｌｉｍとの間には、第５
図からも明らかなように、以下の如き大小関係がある。
での角度（時間）θｎと上記θｌｉｍとの間には、第５
図からも明らかなように、以下の如き大小関係がある。
■ 制御角指令値が次のパルス発生時点までの間にαｍ
ｉｎの制限にかからない場合は、θｎ〉θｌｉｍとなる
。
ｉｎの制限にかからない場合は、θｎ〉θｌｉｍとなる
。
■ 制御角指令値が次のパルス発生時点までの間にαｍ
ｉｎの制限にかかる場合は、θ。くθｌｉｍとなる。
ｉｎの制限にかかる場合は、θ。くθｌｉｍとなる。
従って、以上の関係からθ。、θＩｉｍのうぢ大きい方
の値を用いて制御を行なえばよいことがわかる。
の値を用いて制御を行なえばよいことがわかる。
第１図はこの発明の実施例を示すフローチャート、第２
図はその動作を説明するためのタイムチャート、第３図
はこの発明による方法を実施するためのハード構成例を
示すブ四ツク図である。
図はその動作を説明するためのタイムチャート、第３図
はこの発明による方法を実施するためのハード構成例を
示すブ四ツク図である。
まず、第３図について説明する０
同図において、２は例えば逆並列接続の３相純ブリツジ
結線サイリスタ変換装置（３相−単相サイクロコンバー
タ）であり、その入力側は、電源変圧器４を介して３相
交流電源１に接続されている。一方、この変換器の出力
は負荷３に接続され、交流電力を供給する。５はマイク
ロコンピュータの如き処理装置であり、中央処理部（Ｃ
ＰＵ）５１、メモリ５２、入出力回路５３およびシステ
ム入力回路５４から構成され、この発明にしたがって点
弧位相制御を行なう機能を有している。この例では、マ
イクロコンピュータ５は、例えば図示されていないグイ
、レフトディジタルコントロール（ＤＤＣ）装置から、
システム入力回路５４を介して制御角指令値と制御パル
スのオン・オフ指令やサイリスクブリッジの切換指令等
の制御信号を受けとる。また、マイクロコンピュータ５
に導くべき同期信号および各サイリスタの基準点からの
制御角実際値は、交流電源１に接続された同期信号用変
圧器７および量子化回路８によって与えられる。
結線サイリスタ変換装置（３相−単相サイクロコンバー
タ）であり、その入力側は、電源変圧器４を介して３相
交流電源１に接続されている。一方、この変換器の出力
は負荷３に接続され、交流電力を供給する。５はマイク
ロコンピュータの如き処理装置であり、中央処理部（Ｃ
ＰＵ）５１、メモリ５２、入出力回路５３およびシステ
ム入力回路５４から構成され、この発明にしたがって点
弧位相制御を行なう機能を有している。この例では、マ
イクロコンピュータ５は、例えば図示されていないグイ
、レフトディジタルコントロール（ＤＤＣ）装置から、
システム入力回路５４を介して制御角指令値と制御パル
スのオン・オフ指令やサイリスクブリッジの切換指令等
の制御信号を受けとる。また、マイクロコンピュータ５
に導くべき同期信号および各サイリスタの基準点からの
制御角実際値は、交流電源１に接続された同期信号用変
圧器７および量子化回路８によって与えられる。
マイクロコンピュータ５は点弧パルス発生のための制御
信号をパルス増幅器１１に出力し、パルス増幅器１１は
その制御信号に従って所定のサイリスタにパルストラン
ス９または１０を介して点弧パルスを供給する。
信号をパルス増幅器１１に出力し、パルス増幅器１１は
その制御信号に従って所定のサイリスタにパルストラン
ス９または１０を介して点弧パルスを供給する。
第１〜３図を基にこの発明の詳細な説明する。
マイクロコンピュータ５は、点弧角調整のカウンタがこ
れに予めセットされた量をカウントアツプすることで（
第１図■参照）、あらかじめ選択しであるサイリスタに
対応した点弧信号を発生する（同■参照）。続いて、制
御角指令値を読み込み、所定の場所に格納する（同■参
照）０このときの制御角指令値をα０＊とする（第２図
■点参照）０更に、次に点弧すべきサイリスタを選択し
く第１図■参照）、カウンタにある一定角度θ０に相当
する時間をセットする（同■参照）。θ０をセットした
カウンタがカウントアツプすると（同■参照）、マイク
ロコンピュータ５は、制御角指令値および先に選択され
たサイリスタの制御角実際値を夫々読み込む（同■、■
参照）。このときの値を第２図■点に示すように、夫々
α１＊、α１とする。マイクロコンピュータ５は、それ
らの値より０点から次に点弧信号を発生するまでの角度
（時間）θ１を演算する（第１図■参照）０ここで、第
２図の■、■点における制御角指令値を通る直１ｇ３１
は、次式の如く表わされる（第２図［Ｆ］点基準）。
れに予めセットされた量をカウントアツプすることで（
第１図■参照）、あらかじめ選択しであるサイリスタに
対応した点弧信号を発生する（同■参照）。続いて、制
御角指令値を読み込み、所定の場所に格納する（同■参
照）０このときの制御角指令値をα０＊とする（第２図
■点参照）０更に、次に点弧すべきサイリスタを選択し
く第１図■参照）、カウンタにある一定角度θ０に相当
する時間をセットする（同■参照）。θ０をセットした
カウンタがカウントアツプすると（同■参照）、マイク
ロコンピュータ５は、制御角指令値および先に選択され
たサイリスタの制御角実際値を夫々読み込む（同■、■
参照）。このときの値を第２図■点に示すように、夫々
α１＊、α１とする。マイクロコンピュータ５は、それ
らの値より０点から次に点弧信号を発生するまでの角度
（時間）θ１を演算する（第１図■参照）０ここで、第
２図の■、■点における制御角指令値を通る直１ｇ３１
は、次式の如く表わされる（第２図［Ｆ］点基準）。
また、次に点弧されるサイリスタの制御角実際値（直線
ｇ２）は次式で表わされる（第２図■点基準） Ｏｆ・
。
ｇ２）は次式で表わされる（第２図■点基準） Ｏｆ・
。
ｇ２＝θ＋α１
θｌは０点から２直線ｇ２ ｓ ｇ３□が交わるまでの
角度（時間）であるから、 で与えられる（第２図■点基準）。マイクロコンピュー
タ５は、上式に従って演算処理を行ないθ１を求める。
角度（時間）であるから、 で与えられる（第２図■点基準）。マイクロコンピュー
タ５は、上式に従って演算処理を行ないθ１を求める。
こうして求められたθ１は上述のｏｎに相当するから、
マイクロコンピュータ５は先の（１）式の如く表わされ
るθＪｉｍを演算するとともに（第１図［相］参照）、
このθ１．θｌｉｍの大きさを比較する（同０参照）。
マイクロコンピュータ５は先の（１）式の如く表わされ
るθＪｉｍを演算するとともに（第１図［相］参照）、
このθ１．θｌｉｍの大きさを比較する（同０参照）。
なお、（１）式の演算にあたり、αｍｉｎの値は既に与
えられているものとする。■における比較の結果、θｎ
ムθＪｉｍならば制御角指令値はその最小値αｍｉｎで
制限されない場合であるから、それ以降の制御にはその
ま＼θ１を用いる。逆に、ｏｎくθＩｉｍならば制御角
指令値がその最小値αｍｉｎで制限される場合であるか
らｏｎの値をθＩｉｍとしく同０参照）、以降はこれを
用いて制御する。
えられているものとする。■における比較の結果、θｎ
ムθＪｉｍならば制御角指令値はその最小値αｍｉｎで
制限されない場合であるから、それ以降の制御にはその
ま＼θ１を用いる。逆に、ｏｎくθＩｉｍならば制御角
指令値がその最小値αｍｉｎで制限される場合であるか
らｏｎの値をθＩｉｍとしく同０参照）、以降はこれを
用いて制御する。
次にθ１を、必要とする点弧角制御精度を満足するある
基準量ψ（例えばθＯ）と比較する（第１図◎参照）。
基準量ψ（例えばθＯ）と比較する（第１図◎参照）。
その結果、θ１〉ψであるならば、再びカウンタに一定
時間θ０をセットしく■）、カウンタがカウントアツプ
したら（■）、制御角指令値と制御角実際値を読み込む
（■、■）。
時間θ０をセットしく■）、カウンタがカウントアツプ
したら（■）、制御角指令値と制御角実際値を読み込む
（■、■）。
このときの値を夫々α２＊、α２とする（第２図◎点）
０次に、それらの値と前回のサンプリング値α１＊より
、０点から次の点弧信号発生時点までの角度（時間）θ
２を求める。
０次に、それらの値と前回のサンプリング値α１＊より
、０点から次の点弧信号発生時点までの角度（時間）θ
２を求める。
なお、ｎ番目におけるパルス発生までの時間または角度
θ。は、一般に、 として求められる。このθ２を基準量ψと比較し、θ２
〉ψであるならば、再び第１図■以下を繰り返しく第２
図■点）、θ３を求める。このように繰り返し、θｎ４
ψとなったら、その角度θｎに相当する時間をカウンタ
にセットしく第１図０参照）、カウントアツプ（■）を
待つ。
θ。は、一般に、 として求められる。このθ２を基準量ψと比較し、θ２
〉ψであるならば、再び第１図■以下を繰り返しく第２
図■点）、θ３を求める。このように繰り返し、θｎ４
ψとなったら、その角度θｎに相当する時間をカウンタ
にセットしく第１図０参照）、カウントアツプ（■）を
待つ。
以上は、成る時点を基準点としこの基準点から次の点弧
パル発生時点迄に、所定時間々隔で制御角指令値とその
実際値とを少なくとも２回以上（実施例では３回）サン
プリングし、サンプリングの都度点弧角指令値の変化を
直線近似して次の点弧信号発生までの時間を求める操作
を、この時間が所定値以下となる迄繰り返すようにした
ものであるが、近似直線の修正を以上の如き定周期サン
プリングから可変周期サンプリングにて行なう、すなわ
ち、点弧パルス発生直後のサンプリング周期は長く、次
の点弧パルス発生時点に近付くにつれてサンプリング周
期を短くすることにより、マイクロコンピュータの点弧
角調整に費やす時間を短くしてその利用率を向上させる
ようＫすることも可能である。
パル発生時点迄に、所定時間々隔で制御角指令値とその
実際値とを少なくとも２回以上（実施例では３回）サン
プリングし、サンプリングの都度点弧角指令値の変化を
直線近似して次の点弧信号発生までの時間を求める操作
を、この時間が所定値以下となる迄繰り返すようにした
ものであるが、近似直線の修正を以上の如き定周期サン
プリングから可変周期サンプリングにて行なう、すなわ
ち、点弧パルス発生直後のサンプリング周期は長く、次
の点弧パルス発生時点に近付くにつれてサンプリング周
期を短くすることにより、マイクロコンピュータの点弧
角調整に費やす時間を短くしてその利用率を向上させる
ようＫすることも可能である。
この発明によれば、静止形他励電力変換装置においてデ
ィジタル式で点弧制御を行なうべく制御角指令値の動き
を直線近似し、これによって次の点弧パルス発生時点を
決める場合に、成る時点で次の点弧パルス発生までの時
間（角度）を演算するとともに、制御角実際値が予め設
定された制御角下限値に達する迄の時間（角度）を演算
し、両演算値の大きい方を次の点弧パルス発生までの時
間（角度）として用いることにより、制御角の下限制限
が可能となり、電力変換装置の性能が向上する利点がも
たらされるものである。
ィジタル式で点弧制御を行なうべく制御角指令値の動き
を直線近似し、これによって次の点弧パルス発生時点を
決める場合に、成る時点で次の点弧パルス発生までの時
間（角度）を演算するとともに、制御角実際値が予め設
定された制御角下限値に達する迄の時間（角度）を演算
し、両演算値の大きい方を次の点弧パルス発生までの時
間（角度）として用いることにより、制御角の下限制限
が可能となり、電力変換装置の性能が向上する利点がも
たらされるものである。
第１図はこの発明の実施例を示すフローチャート、第２
図はその動作を説明するためのタイムチャート、第３図
はこの発明による方法を実施するためのハード構成列を
示すブロック図、第４図は従来のディジタル式位相制御
方法の一例を説明するための説明図、第５図は第４図に
おいて制御角制限を行なう場合の動作を説明するための
タイムチャートである。 符号説明 １・・・・・・３相交流電源、２・・・・・・サイリス
タ変換器、３・・・・・・負荷、４・・・・・・電源変
圧器、５・・・・・・マイクロコンピュータ、７・・・
・・・同期信号用変圧器、８・・・・・・量子化回路、
９，１０・・・・・・パルストランス、１１・・・・・
・パルス増幅器、５１・・・・・・中央処理部ＣＣＰＵ
）、５２・・・・・・メモリ、５３・・・・・・入出力
回路、５４・・・・・・システム入力回路。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 １１ 図 ふ− ７． ■ ＷＥ ４ 図 （イン （ロ） 第 ５ 図 看 角屋（詩デｊ）
図はその動作を説明するためのタイムチャート、第３図
はこの発明による方法を実施するためのハード構成列を
示すブロック図、第４図は従来のディジタル式位相制御
方法の一例を説明するための説明図、第５図は第４図に
おいて制御角制限を行なう場合の動作を説明するための
タイムチャートである。 符号説明 １・・・・・・３相交流電源、２・・・・・・サイリス
タ変換器、３・・・・・・負荷、４・・・・・・電源変
圧器、５・・・・・・マイクロコンピュータ、７・・・
・・・同期信号用変圧器、８・・・・・・量子化回路、
９，１０・・・・・・パルストランス、１１・・・・・
・パルス増幅器、５１・・・・・・中央処理部ＣＣＰＵ
）、５２・・・・・・メモリ、５３・・・・・・入出力
回路、５４・・・・・・システム入力回路。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 １１ 図 ふ− ７． ■ ＷＥ ４ 図 （イン （ロ） 第 ５ 図 看 角屋（詩デｊ）
Claims (1)
- ディジタル制御装置を用いて静止形電力変換装置を構成
する個々の可制御電気弁の点弧位相を制御すべく、いず
れかの可制御電気弁に点弧パルスを与えるための点弧信
号が発生した時点から次の点弧信号発生時点迄の間に点
弧角指令値と実際値とをそれぞれ所定回数サンプリング
し、該サンプリングによる今回値と前回値とから点弧角
指令値の動きを直線近似し、この近似直線から次の点弧
信号発生時点までの時間（角度）と制御角実際値が予め
設定された制御角最小値に達する迄の時間（角度）とを
演算し、両演算値のうちの大きい方を次の点弧信号発生
時間（角度）として点弧制御を行なうことを特徴とする
点弧位相のディジタル制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22223284A JPS61101819A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 点弧位相のデイジタル制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22223284A JPS61101819A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 点弧位相のデイジタル制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61101819A true JPS61101819A (ja) | 1986-05-20 |
Family
ID=16779182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22223284A Pending JPS61101819A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 点弧位相のデイジタル制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61101819A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01221774A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-05 | Canon Inc | 画像形成装置 |
-
1984
- 1984-10-24 JP JP22223284A patent/JPS61101819A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01221774A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-05 | Canon Inc | 画像形成装置 |
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