JP2000060150A - 電力変換器の制御装置 - Google Patents
電力変換器の制御装置Info
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- JP2000060150A JP2000060150A JP10228256A JP22825698A JP2000060150A JP 2000060150 A JP2000060150 A JP 2000060150A JP 10228256 A JP10228256 A JP 10228256A JP 22825698 A JP22825698 A JP 22825698A JP 2000060150 A JP2000060150 A JP 2000060150A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力電圧が急変しても設定値どおりの出力電
圧が得られるように調整する。これにより、負荷機器の
損傷や装置の停止を防止する。 【解決手段】 電力変換器の交流出力電圧を設定値に一
致させるように調節手段を動作させ、電力変換器のスイ
ッチング素子に対するＰＷＭパルスを生成するための出
力電圧指令値を出力する電力変換器の制御装置に関す
る。電力変換器の交流入力電圧検出値ｂを用いて入力電
圧正弦波データｃを作成し、この入力電圧正弦波データ
ｃと入力電圧検出値ｂとの偏差に基づく補正値を調節手
段２４の出力に乗じて出力電圧指令値ｇを生成する。
圧が得られるように調整する。これにより、負荷機器の
損傷や装置の停止を防止する。 【解決手段】 電力変換器の交流出力電圧を設定値に一
致させるように調節手段を動作させ、電力変換器のスイ
ッチング素子に対するＰＷＭパルスを生成するための出
力電圧指令値を出力する電力変換器の制御装置に関す
る。電力変換器の交流入力電圧検出値ｂを用いて入力電
圧正弦波データｃを作成し、この入力電圧正弦波データ
ｃと入力電圧検出値ｂとの偏差に基づく補正値を調節手
段２４の出力に乗じて出力電圧指令値ｇを生成する。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】この発明は、ＰＷＭ制御される電力
変換器の自動電圧調整器（ＡＶＲ）や自動電力調整器
（ＡＰＲ）に適用可能な制御装置に関し、特に、瞬時電
圧低下のような電力変換器入力電圧の急変時にも安定し
た出力電圧を維持できるようにした制御装置に関するも
のである。
変換器の自動電圧調整器（ＡＶＲ）や自動電力調整器
（ＡＰＲ）に適用可能な制御装置に関し、特に、瞬時電
圧低下のような電力変換器入力電圧の急変時にも安定し
た出力電圧を維持できるようにした制御装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
ＡＶＲやＡＰＲでは、例えば瞬時電圧低下による電力変
換器の入力電圧急変時に数百ｍｓにわたって出力電圧が
変動する場合があり、場合によっては負荷機器の損傷や
停止を招くことがあった。そこで本発明は、入力電圧の
急変時にも安定した出力電圧を維持し、入力電圧の瞬時
低下補償機能を果たすことができる電力変換器の制御装
置を提供しようとするものである。
ＡＶＲやＡＰＲでは、例えば瞬時電圧低下による電力変
換器の入力電圧急変時に数百ｍｓにわたって出力電圧が
変動する場合があり、場合によっては負荷機器の損傷や
停止を招くことがあった。そこで本発明は、入力電圧の
急変時にも安定した出力電圧を維持し、入力電圧の瞬時
低下補償機能を果たすことができる電力変換器の制御装
置を提供しようとするものである。
【０００３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、電力変換器の交流出力電圧
を設定値に一致させるように調節手段を動作させ、前記
電力変換器のスイッチング素子に対するＰＷＭパルスを
生成するための出力電圧指令値を出力する電力変換器の
制御装置において、前記電力変換器の交流入力電圧検出
値を用いて入力電圧正弦波データを作成し、この入力電
圧正弦波データと入力電圧検出値との偏差に基づく補正
値により前記調節手段の出力を補正して出力電圧指令値
を生成するものである。
め、請求項１記載の発明は、電力変換器の交流出力電圧
を設定値に一致させるように調節手段を動作させ、前記
電力変換器のスイッチング素子に対するＰＷＭパルスを
生成するための出力電圧指令値を出力する電力変換器の
制御装置において、前記電力変換器の交流入力電圧検出
値を用いて入力電圧正弦波データを作成し、この入力電
圧正弦波データと入力電圧検出値との偏差に基づく補正
値により前記調節手段の出力を補正して出力電圧指令値
を生成するものである。
【０００４】なお、請求項２に記載するように、前記入
力電圧正弦波データは、交流入力電圧平均値と、交流入
力電圧のゼロクロス信号に同期して動作するカウンタの
カウント値とを乗算して作成すると良い。また、調節手
段の出力を補正するための補正値は、請求項３に記載す
るように、前記入力電圧正弦波データと交流入力電圧検
出値との偏差をこの入力電圧検出値により除算した値を
用いて求めるものである。
力電圧正弦波データは、交流入力電圧平均値と、交流入
力電圧のゼロクロス信号に同期して動作するカウンタの
カウント値とを乗算して作成すると良い。また、調節手
段の出力を補正するための補正値は、請求項３に記載す
るように、前記入力電圧正弦波データと交流入力電圧検
出値との偏差をこの入力電圧検出値により除算した値を
用いて求めるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。この実施形態は、本発明の制御装置がＡ
ＶＲとして機能する場合のものである。まず、図２は本
発明の実施形態が適用される電力変換器（単相コンバー
タ）の主回路構成図である。図において、１１は単相交
流電源、１２はコンデンサ及びリアクトルからなる入力
フィルタ、１３はＰＷＭ制御されるスイッチング部、
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚは半導体スイッチング素子、Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６は還流ダイオード、
１４はコンデンサ及びリアクトルからなる出力フィル
タ、１５は負荷である。なお、半導体スイッチング素子
Ｖ，Ｙの相互接続点は交流電源１１及び負荷１５の一端
に接続されている。
態を説明する。この実施形態は、本発明の制御装置がＡ
ＶＲとして機能する場合のものである。まず、図２は本
発明の実施形態が適用される電力変換器（単相コンバー
タ）の主回路構成図である。図において、１１は単相交
流電源、１２はコンデンサ及びリアクトルからなる入力
フィルタ、１３はＰＷＭ制御されるスイッチング部、
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚは半導体スイッチング素子、Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６は還流ダイオード、
１４はコンデンサ及びリアクトルからなる出力フィル
タ、１５は負荷である。なお、半導体スイッチング素子
Ｖ，Ｙの相互接続点は交流電源１１及び負荷１５の一端
に接続されている。
【０００６】この電力変換器では、スイッチング素子
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，ＺをＰＷＭ制御することにより、
入力電圧を任意の大きさに変換して負荷１５に供給す
る。具体的に述べると、入力電圧を降圧して負荷１５に
供給する場合、スイッチング素子Ｕ，Ｘ，Ｖ，Ｙを入力
電圧の周波数によりスイッチングし、スイッチング素子
Ｗ，Ｚを均等間隔でＰＷＭスイッチングする。また、入
力電圧を昇圧して負荷１５に供給する場合、スイッチン
グ素子Ｖ，Ｙ，Ｗ，Ｚを入力電圧の周波数によりスイッ
チングし、スイッチング素子Ｕ，Ｘを均等間隔でＰＷＭ
スイッチングして入力電圧を短絡する。
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，ＺをＰＷＭ制御することにより、
入力電圧を任意の大きさに変換して負荷１５に供給す
る。具体的に述べると、入力電圧を降圧して負荷１５に
供給する場合、スイッチング素子Ｕ，Ｘ，Ｖ，Ｙを入力
電圧の周波数によりスイッチングし、スイッチング素子
Ｗ，Ｚを均等間隔でＰＷＭスイッチングする。また、入
力電圧を昇圧して負荷１５に供給する場合、スイッチン
グ素子Ｖ，Ｙ，Ｗ，Ｚを入力電圧の周波数によりスイッ
チングし、スイッチング素子Ｕ，Ｘを均等間隔でＰＷＭ
スイッチングして入力電圧を短絡する。
【０００７】本実施形態の制御装置は、交流電源１１に
よる電力変換器の入力電圧が急変した場合にも、負荷１
５に供給される出力電圧が変動しないようになＰＷＭパ
ルスを生成してスイッチング素子Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，
Ｚを駆動するものである。
よる電力変換器の入力電圧が急変した場合にも、負荷１
５に供給される出力電圧が変動しないようになＰＷＭパ
ルスを生成してスイッチング素子Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，
Ｚを駆動するものである。
【０００８】前後するが、図１は、実施形態にかかる制
御装置の主要部を示すブロック図である。その構成及び
動作を、図１、図３を参照しつつ以下に説明する。図１
において、電力変換器の出力電圧設定値ａは加算手段２
１の一方の入力となり、出力電圧検出値は整流器２２に
より全波整流され、その後、遅れ要素（フィルタ）２３
を経ることで出力電圧平均値として加算手段２１の他方
の入力となる。この加算手段２１により求められた偏差
は、ＰＩ調節手段２４に入力される。
御装置の主要部を示すブロック図である。その構成及び
動作を、図１、図３を参照しつつ以下に説明する。図１
において、電力変換器の出力電圧設定値ａは加算手段２
１の一方の入力となり、出力電圧検出値は整流器２２に
より全波整流され、その後、遅れ要素（フィルタ）２３
を経ることで出力電圧平均値として加算手段２１の他方
の入力となる。この加算手段２１により求められた偏差
は、ＰＩ調節手段２４に入力される。
【０００９】ＰＩ調節手段２４の出力ｆは、乗算手段３
１において後述の加算手段３０の出力と乗算され、出力
電圧指令値ｇとしてキャリアの切り分け（比較処理）に
用いられる。この切り分け処理の結果、図２のスイッチ
ング素子Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに対するＰＷＭパルス
が生成される。
１において後述の加算手段３０の出力と乗算され、出力
電圧指令値ｇとしてキャリアの切り分け（比較処理）に
用いられる。この切り分け処理の結果、図２のスイッチ
ング素子Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに対するＰＷＭパルス
が生成される。
【００１０】一方、電力変換器の入力電圧検出値は整流
器２５により全波整流され、図３に示す電圧ｂとなる。
この電圧ｂは遅れ要素（フィルタ）２６に入力され、入
力電圧平均値として乗算手段２７においてＲＯＭデータ
と乗算される。乗算手段２７の出力は、入力電圧正弦波
データｃとして加算手段２８の一方の入力となる。
器２５により全波整流され、図３に示す電圧ｂとなる。
この電圧ｂは遅れ要素（フィルタ）２６に入力され、入
力電圧平均値として乗算手段２７においてＲＯＭデータ
と乗算される。乗算手段２７の出力は、入力電圧正弦波
データｃとして加算手段２８の一方の入力となる。
【００１１】ここで、入力電圧正弦波データｃの作成方
法は次のとおりである。図３に示す如く、交流入力電圧
に基づいてゼロクロス信号を生成し、このゼロクロス信
号に同期させて図示されていないカウンタを動作させ
る。カウンタのリセットは、ゼロクロス信号の変化と同
時に行う。図示されていないＲＯＭのテーブルに、カウ
ンタのカウント値に応じた値をＲＯＭデータとして格納
しておき、この値を順に読み出して乗算手段２７により
交流入力電圧平均値と乗算することにより、入力電圧正
弦波データｃを作成する。これにより、入力電圧の位相
や周波数の急激な変動に対しても、最大で１／２サイク
ルにて同期させることが可能である。
法は次のとおりである。図３に示す如く、交流入力電圧
に基づいてゼロクロス信号を生成し、このゼロクロス信
号に同期させて図示されていないカウンタを動作させ
る。カウンタのリセットは、ゼロクロス信号の変化と同
時に行う。図示されていないＲＯＭのテーブルに、カウ
ンタのカウント値に応じた値をＲＯＭデータとして格納
しておき、この値を順に読み出して乗算手段２７により
交流入力電圧平均値と乗算することにより、入力電圧正
弦波データｃを作成する。これにより、入力電圧の位相
や周波数の急激な変動に対しても、最大で１／２サイク
ルにて同期させることが可能である。
【００１２】入力電圧正弦波データｃと前述の電圧ｂ
（入力電圧検出値の全波整流波形）との偏差が加算手段
２８により算出され、この偏差ｄは除算手段２９に送ら
れる。除算手段２９では、電圧ｂを分母、偏差ｄを分子
として除算することにより、ＰＷＭパルスに対する偏差
ｄの重みを算出する。この重みに相当する信号ｅ（＝ｄ
／ｂ）が加算手段３０の一方の入力となる。
（入力電圧検出値の全波整流波形）との偏差が加算手段
２８により算出され、この偏差ｄは除算手段２９に送ら
れる。除算手段２９では、電圧ｂを分母、偏差ｄを分子
として除算することにより、ＰＷＭパルスに対する偏差
ｄの重みを算出する。この重みに相当する信号ｅ（＝ｄ
／ｂ）が加算手段３０の一方の入力となる。
【００１３】加算手段３０には値「１」が入力されてお
り、上記信号ｅが正の時は「１」に加算し、負の時は
「１」から減じて出力する。この加算手段３０の出力は
前述のように乗算手段３１に入力され、ＰＩ調節手段２
４の出力ｆとの乗算により、出力電圧指令値ｇ（＝ｆ×
（ｅ＋１）またはｆ×（１−ｅ））となる。
り、上記信号ｅが正の時は「１」に加算し、負の時は
「１」から減じて出力する。この加算手段３０の出力は
前述のように乗算手段３１に入力され、ＰＩ調節手段２
４の出力ｆとの乗算により、出力電圧指令値ｇ（＝ｆ×
（ｅ＋１）またはｆ×（１−ｅ））となる。
【００１４】図３に示すように、いま、時刻Ｔ１から時
刻Ｔ２の期間で入力電圧が急減したとすると、入力電圧
正弦波データｃは遅れ要素２６の遅れを経て徐々に低下
するため、加算手段２８から出力される偏差ｄは図３の
如く徐々に減少していく。この減少に合わせてＰＩ調節
手段２４の出力ｆが増加していくように回路定数を決め
れば、図３に示すような出力電圧指令値ｇを得ることが
できる。すなわち、指令値ｇは、入力電圧が急減した時
刻Ｔ１〜Ｔ２の期間だけレベルが大きくなっている。こ
の指令値ｇをキャリアの切り分けに用いることにより、
入力電圧の急変に対しても電力変換器の出力電圧を一定
に保つことができ、所期の自動電圧調整機能を果たすこ
とができる。
刻Ｔ２の期間で入力電圧が急減したとすると、入力電圧
正弦波データｃは遅れ要素２６の遅れを経て徐々に低下
するため、加算手段２８から出力される偏差ｄは図３の
如く徐々に減少していく。この減少に合わせてＰＩ調節
手段２４の出力ｆが増加していくように回路定数を決め
れば、図３に示すような出力電圧指令値ｇを得ることが
できる。すなわち、指令値ｇは、入力電圧が急減した時
刻Ｔ１〜Ｔ２の期間だけレベルが大きくなっている。こ
の指令値ｇをキャリアの切り分けに用いることにより、
入力電圧の急変に対しても電力変換器の出力電圧を一定
に保つことができ、所期の自動電圧調整機能を果たすこ
とができる。
【００１５】つまり、この実施形態は、入力電圧の急変
時に発生する偏差に応じて出力電圧の調節手段出力に補
正を加えるものであり、この補正は、それ以前の定常状
態における出力電圧に対し乗算として作用するので、入
出力電圧がいかなる値であっても適切な補正を行うこと
ができる。なお、上記実施形態は専ら本発明をＡＶＲに
適用した場合のものであるが、同様に原理により、自動
電力調整器（ＡＰＲ）に適用することも可能である。
時に発生する偏差に応じて出力電圧の調節手段出力に補
正を加えるものであり、この補正は、それ以前の定常状
態における出力電圧に対し乗算として作用するので、入
出力電圧がいかなる値であっても適切な補正を行うこと
ができる。なお、上記実施形態は専ら本発明をＡＶＲに
適用した場合のものであるが、同様に原理により、自動
電力調整器（ＡＰＲ）に適用することも可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、入力電圧
の急変時にも出力電圧を常に一定に保つことができ、電
力変換器の瞬時停止補償機能を容易に実現することがで
きる。
の急変時にも出力電圧を常に一定に保つことができ、電
力変換器の瞬時停止補償機能を容易に実現することがで
きる。
【図１】本発明の実施形態を示す制御ブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施形態が適用される電力変換器の主
回路構成図である。
回路構成図である。
【図３】本発明の実施形態の動作波形図である。
１１ 単相交流電源 １２，１４ フィルタ １３ スイッチング部 １５ 負荷 ２１，２８，３０ 加算手段 ２２，２５ 整流器 ２３，２６ 遅れ要素 ２４ ＰＩ調節手段 ２７，３１ 乗算手段 ２９ 除算手段
Claims (3)
- 【請求項１】 電力変換器の交流出力電圧を設定値に一
致させるように調節手段を動作させ、前記電力変換器の
スイッチング素子に対するＰＷＭパルスを生成するため
の出力電圧指令値を出力する電力変換器の制御装置にお
いて、 前記電力変換器の交流入力電圧検出値を用いて入力電圧
正弦波データを作成し、この入力電圧正弦波データと入
力電圧検出値との偏差に基づく補正値により前記調節手
段の出力を補正して出力電圧指令値を生成することを特
徴とする電力変換器の制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電力変換器の制御装置に
おいて、 前記入力電圧正弦波データを、交流入力電圧平均値と、
交流入力電圧のゼロクロス信号に同期して動作するカウ
ンタのカウント値とを乗算して作成することを特徴とす
る電力変換器の制御装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の電力変換器の制御装置に
おいて、 前記入力電圧正弦波データと交流入力電圧検出値との偏
差をこの入力電圧検出値により除算した値を用いて、前
記補正値を求めることを特徴とする電力変換器の制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22825698A JP3656708B2 (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 電力変換器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22825698A JP3656708B2 (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 電力変換器の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000060150A true JP2000060150A (ja) | 2000-02-25 |
| JP3656708B2 JP3656708B2 (ja) | 2005-06-08 |
Family
ID=16873626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22825698A Expired - Fee Related JP3656708B2 (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 電力変換器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3656708B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002052710A1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Bowman Power Systems Limited | A waveform control system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203567A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ装置の制御回路 |
| JPH06339279A (ja) * | 1993-04-02 | 1994-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
| JPH09238481A (ja) * | 1996-03-04 | 1997-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
| JPH10150770A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-06-02 | Fuji Electric Co Ltd | 昇降圧形電力調整器の制御装置 |
-
1998
- 1998-08-12 JP JP22825698A patent/JP3656708B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203567A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ装置の制御回路 |
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| JPH10150770A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-06-02 | Fuji Electric Co Ltd | 昇降圧形電力調整器の制御装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002052710A1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Bowman Power Systems Limited | A waveform control system |
| US6992466B2 (en) | 2000-12-22 | 2006-01-31 | Bowman Power Group Ltd. | Waveform control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3656708B2 (ja) | 2005-06-08 |
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