JP2001069759A - 電力変換装置の制御方法 - Google Patents
電力変換装置の制御方法Info
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- JP2001069759A JP2001069759A JP23715999A JP23715999A JP2001069759A JP 2001069759 A JP2001069759 A JP 2001069759A JP 23715999 A JP23715999 A JP 23715999A JP 23715999 A JP23715999 A JP 23715999A JP 2001069759 A JP2001069759 A JP 2001069759A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力電流検出器と入力電流検出回路を使用し
なくても入力力率制御角を求めることができ、したがっ
て価格が安い小型の電力変換装置を提供する。 【解決手段】 電力変換装置の出力電力Ｐ２を電力変換
装置の出力電流Ｉ２と出力電圧の指令値Ｖ２から式
（１）に基づいて計算し（但し、ｎ＝正の整数）、ま
た、入力電流Ｉ１を出力電力Ｐ２と電力変換装置の入力
電圧Ｖ１とから式（２）により計算し、電力変換装置の
入力フィルタ定数から計算した入力電流の無効電力と前
記入力電流Ｉ１とから入力力率制御角を求める。 Ｐ２＝｛Ｉ２（１）＊Ｖ２（１）＋Ｉ２（２）＊Ｖ２
（２）＋・・・＋Ｉ２（ｎ）＊Ｖ２（ｎ）｝／ｎ ・・
・式（１） Ｉ１＊Ｖ１＝Ｐ２ ・・・式（２）
なくても入力力率制御角を求めることができ、したがっ
て価格が安い小型の電力変換装置を提供する。 【解決手段】 電力変換装置の出力電力Ｐ２を電力変換
装置の出力電流Ｉ２と出力電圧の指令値Ｖ２から式
（１）に基づいて計算し（但し、ｎ＝正の整数）、ま
た、入力電流Ｉ１を出力電力Ｐ２と電力変換装置の入力
電圧Ｖ１とから式（２）により計算し、電力変換装置の
入力フィルタ定数から計算した入力電流の無効電力と前
記入力電流Ｉ１とから入力力率制御角を求める。 Ｐ２＝｛Ｉ２（１）＊Ｖ２（１）＋Ｉ２（２）＊Ｖ２
（２）＋・・・＋Ｉ２（ｎ）＊Ｖ２（ｎ）｝／ｎ ・・
・式（１） Ｉ１＊Ｖ１＝Ｐ２ ・・・式（２）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源から任意
の周波数へ直接出力変換可能な電力変換装置に関し、特
に、３相交流電源の各相と３相出力の各相とを双方向に
電流を流せ、かつ自己導通、自己遮断が可能で、ＰＷＭ
制御される９個の双方向スイッチで直接接続する電力変
換器のＰＷＭサイクロコンバータの制御方式の電力変換
方式に関する。
の周波数へ直接出力変換可能な電力変換装置に関し、特
に、３相交流電源の各相と３相出力の各相とを双方向に
電流を流せ、かつ自己導通、自己遮断が可能で、ＰＷＭ
制御される９個の双方向スイッチで直接接続する電力変
換器のＰＷＭサイクロコンバータの制御方式の電力変換
方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＷＭサイクロコンバータの制御方法と
しては、入力電圧の位相と大きさと、出力電圧指令の位
相と出力電流の大きさを用いて、入力力率を制御する方
法がある。これは、本出願人が開発して先に出願済みの
もので（特願平１０−１４６２６６号公報）、入力の電
圧と電流の位相を検出し、入力力率を所定の値になるよ
うに、入力力率制御角を制御する方法である。図５はこ
の従来方式のＰＷＭサイクロコンバータの回路構成図で
ある。同図において、３相電源１は入力フィルタ２を介
して、双方向スイッチ群３に接続される。入力フィルタ
２は、図６に示されるように、３相交流電源の各相
（ｒ、ｓ、ｔ）に挿入される入力フィルタ用リアクトル
２０１と相間に挿入される入力フィルタ用コンデンサ２
０２とで構成される。双方向スイッチ群は、図６に示さ
れるように、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタ）３０１〜３１８中の１個（例えば、ＩＧＢＴ３０
１）とダイオード３３１〜３４８中の１個（例えば、ダ
イオード３３１）で逆並列される回路と、ＩＧＢＴ３０
１と極性の異なるＩＧＢＴ３０２とダイオード３３２で
逆並列される回路との直列接続で１個の双方向スイッチ
を構成し、この双方向スイッチが３相交流電源の各相
（ｒ、ｓ、ｔ）と３相交流電動機４の各相（ｕ、ｖ、
ｗ）との間にそれぞれ設けられている。入力電圧は、入
力電圧・位相検出回路６を介して制御コントローラ５に
入力される。出力電流は、出力電流検出器９から、出力
電流検出回路１０を介して制御コントローラ５に入力さ
れる。制御コントローラ５で計算された双方向スイッチ
群３の各ＩＧＢＴ３０１〜３１８用点弧信号は、双方向
スイッチ駆動装置（ゲートドライバー）１１を介して、
各双方向スイッチＩＧＢＴ３０１〜３１８に伝わる。Ｐ
ＷＭサイクロコンバータの制御は、出力周波数指令から
出力電圧の位相と大きさを求め、入力電圧の位相と出力
電圧指令の位相から、双方向スイッチ群３の点弧順序を
決定し、また出力電圧指令の大きさと位相から、双方向
スイッチ群３の点弧時間を決定する。このように、ＰＷ
Ｍサイクロコンバータの制御には、上述の入力電圧の大
きさと位相と出力電圧の大きさが必要であり、過負荷保
護やベクトル制御のためには出力電流の大きさが必要と
なる。さらに入力力率を制御するためには、入力電流の
位相と入力電圧の位相から入力力率制御角θを求める必
要がある。従来方式では、入力力率制御を行うために
は、入力電流検出用に入力電流検出器７と入力電流検出
回路８を追加する必要がある。入力電流の位相と入力電
圧の位相が所定の値となるように入力力率制御角θを制
御するのである。
しては、入力電圧の位相と大きさと、出力電圧指令の位
相と出力電流の大きさを用いて、入力力率を制御する方
法がある。これは、本出願人が開発して先に出願済みの
もので（特願平１０−１４６２６６号公報）、入力の電
圧と電流の位相を検出し、入力力率を所定の値になるよ
うに、入力力率制御角を制御する方法である。図５はこ
の従来方式のＰＷＭサイクロコンバータの回路構成図で
ある。同図において、３相電源１は入力フィルタ２を介
して、双方向スイッチ群３に接続される。入力フィルタ
２は、図６に示されるように、３相交流電源の各相
（ｒ、ｓ、ｔ）に挿入される入力フィルタ用リアクトル
２０１と相間に挿入される入力フィルタ用コンデンサ２
０２とで構成される。双方向スイッチ群は、図６に示さ
れるように、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタ）３０１〜３１８中の１個（例えば、ＩＧＢＴ３０
１）とダイオード３３１〜３４８中の１個（例えば、ダ
イオード３３１）で逆並列される回路と、ＩＧＢＴ３０
１と極性の異なるＩＧＢＴ３０２とダイオード３３２で
逆並列される回路との直列接続で１個の双方向スイッチ
を構成し、この双方向スイッチが３相交流電源の各相
（ｒ、ｓ、ｔ）と３相交流電動機４の各相（ｕ、ｖ、
ｗ）との間にそれぞれ設けられている。入力電圧は、入
力電圧・位相検出回路６を介して制御コントローラ５に
入力される。出力電流は、出力電流検出器９から、出力
電流検出回路１０を介して制御コントローラ５に入力さ
れる。制御コントローラ５で計算された双方向スイッチ
群３の各ＩＧＢＴ３０１〜３１８用点弧信号は、双方向
スイッチ駆動装置（ゲートドライバー）１１を介して、
各双方向スイッチＩＧＢＴ３０１〜３１８に伝わる。Ｐ
ＷＭサイクロコンバータの制御は、出力周波数指令から
出力電圧の位相と大きさを求め、入力電圧の位相と出力
電圧指令の位相から、双方向スイッチ群３の点弧順序を
決定し、また出力電圧指令の大きさと位相から、双方向
スイッチ群３の点弧時間を決定する。このように、ＰＷ
Ｍサイクロコンバータの制御には、上述の入力電圧の大
きさと位相と出力電圧の大きさが必要であり、過負荷保
護やベクトル制御のためには出力電流の大きさが必要と
なる。さらに入力力率を制御するためには、入力電流の
位相と入力電圧の位相から入力力率制御角θを求める必
要がある。従来方式では、入力力率制御を行うために
は、入力電流検出用に入力電流検出器７と入力電流検出
回路８を追加する必要がある。入力電流の位相と入力電
圧の位相が所定の値となるように入力力率制御角θを制
御するのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の構
成では入力力率を制御するためには、入力電流を検出す
るための入力電流検出器７と入力電流検出回路８が別途
必要であり、価格が高価になり、装置が大きくなるとい
った問題があった。そこで、本発明の目的は、入力電流
検出のための入力電流検出器と入力電流検出回路を追加
しなくても、ＰＷＭサイクロコンバータの入力力率制御
が可能となり、したがって価格が安くなり、しかも装置
も小型化となるＰＷＭサイクロコンバータを提供するこ
とにある。
成では入力力率を制御するためには、入力電流を検出す
るための入力電流検出器７と入力電流検出回路８が別途
必要であり、価格が高価になり、装置が大きくなるとい
った問題があった。そこで、本発明の目的は、入力電流
検出のための入力電流検出器と入力電流検出回路を追加
しなくても、ＰＷＭサイクロコンバータの入力力率制御
が可能となり、したがって価格が安くなり、しかも装置
も小型化となるＰＷＭサイクロコンバータを提供するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願の請求項１記載の発明は、交流電動機を可変
速駆動し、交流電源から交流出力へ直接変換する電力変
換装置において、前記電力変換装置の出力電力Ｐ２を、
前記電力変換装置の出力電流Ｉ２と、出力電圧の指令値
Ｖ２から式（１）に基づいて計算し、前記出力電力と、
前記電力変換装置の入力電圧Ｖ１とから、入力電流Ｉ１
を式（２）により計算し（ただし、式（１）と（２）に
おいてｎ＝正の整数である。）、 Ｐ２＝｛Ｉ２（１）＊Ｖ２（１）＋Ｉ２（２）＊Ｖ２（２） ＋・・・＋Ｉ２（ｎ）＊Ｖ２（ｎ）｝／ｎ ・・・式（１） Ｉ１＊Ｖ１＝Ｐ２ ・・・式（２） 前記電力変換装置の入力に取り付けられた入力フィルタ
定数から計算した入力電流の無効電力と、前記入力電流
とから入力力率制御角を求めることを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、前記出力電力Ｐ２を、前
記電力変換装置の出力電流Ｉ２と、出力電圧の指令値Ｖ
２と交流電動機の機器定数から求められる力率ＰＦＭと
から式（３）に基づいて計算することを特徴としてい
る。 Ｐ２＝Ｉ２＊Ｖ２＊ＰＦＭ ・・・式（３） また、請求項３記載の発明は、前記電力変換装置の出力
周波数指令が一定の場合のみ、入力力率制御を用いるこ
とを特徴としている。
めに、本願の請求項１記載の発明は、交流電動機を可変
速駆動し、交流電源から交流出力へ直接変換する電力変
換装置において、前記電力変換装置の出力電力Ｐ２を、
前記電力変換装置の出力電流Ｉ２と、出力電圧の指令値
Ｖ２から式（１）に基づいて計算し、前記出力電力と、
前記電力変換装置の入力電圧Ｖ１とから、入力電流Ｉ１
を式（２）により計算し（ただし、式（１）と（２）に
おいてｎ＝正の整数である。）、 Ｐ２＝｛Ｉ２（１）＊Ｖ２（１）＋Ｉ２（２）＊Ｖ２（２） ＋・・・＋Ｉ２（ｎ）＊Ｖ２（ｎ）｝／ｎ ・・・式（１） Ｉ１＊Ｖ１＝Ｐ２ ・・・式（２） 前記電力変換装置の入力に取り付けられた入力フィルタ
定数から計算した入力電流の無効電力と、前記入力電流
とから入力力率制御角を求めることを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、前記出力電力Ｐ２を、前
記電力変換装置の出力電流Ｉ２と、出力電圧の指令値Ｖ
２と交流電動機の機器定数から求められる力率ＰＦＭと
から式（３）に基づいて計算することを特徴としてい
る。 Ｐ２＝Ｉ２＊Ｖ２＊ＰＦＭ ・・・式（３） また、請求項３記載の発明は、前記電力変換装置の出力
周波数指令が一定の場合のみ、入力力率制御を用いるこ
とを特徴としている。
【０００５】このように、出力電流と、出力電圧の指令
値と、交流電動機の機器定数と、入力電圧とから、入力
電流を演算し、電力変換装置の入力に取り付けられた入
力フィルタ定数と、演算して得られた入力電流とから入
力力率制御角を求めることができるので、入力電流検出
のための入力電流検出器と入力電流検出回路を用いる必
要がなくなり、したがって価格が安くなりかつ装置も小
型化になる。
値と、交流電動機の機器定数と、入力電圧とから、入力
電流を演算し、電力変換装置の入力に取り付けられた入
力フィルタ定数と、演算して得られた入力電流とから入
力力率制御角を求めることができるので、入力電流検出
のための入力電流検出器と入力電流検出回路を用いる必
要がなくなり、したがって価格が安くなりかつ装置も小
型化になる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図４に基づいて説明する。図１は本発明の方式のＰＷ
Ｍサイクロコンバータの回路構成図である。同図におい
て、３相電源１は入力フィルタ２を介して、双方向スイ
ッチ群３に接続される。入力フィルタ２は、従来方式に
用いられる入力フィルタと同じで、図６に示されるよう
に、３相交流電源の各相（ｒ、ｓ、ｔ）に挿入される入
力フィルタ用リアクトル２０１と相間に挿入される入力
フィルタ用コンデンサ２０２とで構成される。双方向ス
イッチ群も同じく、図６に示されるように、ＩＧＢＴ３
０１〜３１８中の３０１とダイオード３３１〜３４８中
の３３１で逆並列される回路と、ＩＧＢＴ３０１と極性
の異なるＩＧＢＴ３０２とダイオード３３２で逆並列さ
れる回路との直列接続で１個の双方向スイッチを構成
し、この双方向スイッチが３相交流電源の各相（ｒ、
ｓ、ｔ）と３相交流電動機４の各相（ｕ、ｖ、ｗ）との
間にそれぞれ設けられている。入力電圧は、入力電圧・
位相検出回路６を介して制御コントローラ５に入力され
る。出力電流は、出力電流検出器９から、出力電流検出
回路１０を介して制御コントローラ５に入力される。制
御コントローラ５で計算された双方向スイッチ群３の各
ＩＧＢＴ３０１〜３１８用点弧信号は、双方向スイッチ
駆動装置（ゲートドライバー）１１を介して、各双方向
スイッチＩＧＢＴ３０１〜３１８に伝わる。ＰＷＭサイ
クロコンバータの制御は、出力周波数指令から出力電圧
の位相と大きさを求め、入力電圧の位相と出力電圧指令
の位相から、双方向スイッチ群３の点弧順序を決定し、
また出力電圧指令の大きさと位相から、双方向スイッチ
群３の点弧時間を決定する。このように、ＰＷＭサイク
ロコンバータの制御には、上述の入力電圧の大きさと位
相と出力電圧の大きさが必要であり、過負荷保護やベク
トル制御のためには出力電流の大きさが必要となる。
〜図４に基づいて説明する。図１は本発明の方式のＰＷ
Ｍサイクロコンバータの回路構成図である。同図におい
て、３相電源１は入力フィルタ２を介して、双方向スイ
ッチ群３に接続される。入力フィルタ２は、従来方式に
用いられる入力フィルタと同じで、図６に示されるよう
に、３相交流電源の各相（ｒ、ｓ、ｔ）に挿入される入
力フィルタ用リアクトル２０１と相間に挿入される入力
フィルタ用コンデンサ２０２とで構成される。双方向ス
イッチ群も同じく、図６に示されるように、ＩＧＢＴ３
０１〜３１８中の３０１とダイオード３３１〜３４８中
の３３１で逆並列される回路と、ＩＧＢＴ３０１と極性
の異なるＩＧＢＴ３０２とダイオード３３２で逆並列さ
れる回路との直列接続で１個の双方向スイッチを構成
し、この双方向スイッチが３相交流電源の各相（ｒ、
ｓ、ｔ）と３相交流電動機４の各相（ｕ、ｖ、ｗ）との
間にそれぞれ設けられている。入力電圧は、入力電圧・
位相検出回路６を介して制御コントローラ５に入力され
る。出力電流は、出力電流検出器９から、出力電流検出
回路１０を介して制御コントローラ５に入力される。制
御コントローラ５で計算された双方向スイッチ群３の各
ＩＧＢＴ３０１〜３１８用点弧信号は、双方向スイッチ
駆動装置（ゲートドライバー）１１を介して、各双方向
スイッチＩＧＢＴ３０１〜３１８に伝わる。ＰＷＭサイ
クロコンバータの制御は、出力周波数指令から出力電圧
の位相と大きさを求め、入力電圧の位相と出力電圧指令
の位相から、双方向スイッチ群３の点弧順序を決定し、
また出力電圧指令の大きさと位相から、双方向スイッチ
群３の点弧時間を決定する。このように、ＰＷＭサイク
ロコンバータの制御には、上述の入力電圧の大きさと位
相と出力電圧の大きさが必要であり、過負荷保護やベク
トル制御のためには出力電流の大きさが必要となる。
【０００７】次に、本発明による入力力率制御の方法を
以下に示す。ＰＷＭサイクロコンバータの入力電流Ｉ
１、入力電圧Ｖ１と出力電力Ｐ２の関係は式（２）で近
似できる。 Ｉ１＊Ｖ１＝Ｐ２ ・・・（２） 出力電力Ｐ２を、出力電流Ｉ２と、出力電圧の指令値Ｖ
２から式（１）に基づいて計算する（ただし、ｎ＝正の
整数である。）。 Ｐ２＝｛Ｉ２（１）＊Ｖ２（１）＋Ｉ２（２）＊Ｖ２（２） ＋・・・＋Ｉ２（ｎ）＊Ｖ２（ｎ）｝／ｎ ・・・式（１） また、出力電力Ｐ２は、出力電流Ｉ２と、出力電圧の指
令値Ｖ２と交流電動機の機器定数から求められる力率Ｐ
ＦＭから式（３）に基づいて計算することもできる。 Ｐ２＝Ｉ２＊Ｖ２＊ＰＦＭ ・・・式（３） 交流電動機の出力電流と力率の関係をあらかじめ計算ま
たは測定しておき、その関係の一例が図２のようになっ
たとする。この関係を制御コントローラ５に格納してお
く。これらを用いて、入力電流の実効値Ｉ１を制御コン
トローラ５によって演算する。次に入力フィルタ２のリ
アクトルとコンデンサの容量から無効電流Ｉｃを計算す
る。図４は無効電流Ｉｃと入力電流の実効値Ｉ１の関係
を示すベクトル図である。同図からわかるように、電力
力率は無効電流Ｉｃと入力電流の実効値Ｉ１のベクトル
和となる。そこで、電力力率＝１とするためには、Ｉｃ
とＩ１のベクトル和が入力力率＝１となる電流ベクトル
の方向に一致するように、すなわち全て有効電流分とな
るように、入力力率制御角θを求めればよい。当然、入
力力率を１以外にすることも制御可能である。
以下に示す。ＰＷＭサイクロコンバータの入力電流Ｉ
１、入力電圧Ｖ１と出力電力Ｐ２の関係は式（２）で近
似できる。 Ｉ１＊Ｖ１＝Ｐ２ ・・・（２） 出力電力Ｐ２を、出力電流Ｉ２と、出力電圧の指令値Ｖ
２から式（１）に基づいて計算する（ただし、ｎ＝正の
整数である。）。 Ｐ２＝｛Ｉ２（１）＊Ｖ２（１）＋Ｉ２（２）＊Ｖ２（２） ＋・・・＋Ｉ２（ｎ）＊Ｖ２（ｎ）｝／ｎ ・・・式（１） また、出力電力Ｐ２は、出力電流Ｉ２と、出力電圧の指
令値Ｖ２と交流電動機の機器定数から求められる力率Ｐ
ＦＭから式（３）に基づいて計算することもできる。 Ｐ２＝Ｉ２＊Ｖ２＊ＰＦＭ ・・・式（３） 交流電動機の出力電流と力率の関係をあらかじめ計算ま
たは測定しておき、その関係の一例が図２のようになっ
たとする。この関係を制御コントローラ５に格納してお
く。これらを用いて、入力電流の実効値Ｉ１を制御コン
トローラ５によって演算する。次に入力フィルタ２のリ
アクトルとコンデンサの容量から無効電流Ｉｃを計算す
る。図４は無効電流Ｉｃと入力電流の実効値Ｉ１の関係
を示すベクトル図である。同図からわかるように、電力
力率は無効電流Ｉｃと入力電流の実効値Ｉ１のベクトル
和となる。そこで、電力力率＝１とするためには、Ｉｃ
とＩ１のベクトル和が入力力率＝１となる電流ベクトル
の方向に一致するように、すなわち全て有効電流分とな
るように、入力力率制御角θを求めればよい。当然、入
力力率を１以外にすることも制御可能である。
【０００８】さらに、高精度に入力力率制御角θを求め
る方法を以下に示す。ＰＷＭサイクロコンバータの入力
電力Ｐ１と出力電力Ｐ２の関係を近似すると、式（４）
のようになる。 Ｉ１＊Ｖ１＊ＥＦＦＣＯＮＶ＝Ｐ２ ・・・式（４） ただし、Ｖ１＝入力電圧の実効値、Ｉ１＝入力電流の実
効値、Ｐ２＝出力電力、ＥＦＦＣＯＮＶ＝ＰＷＭサイク
ロコンバータの効率である。ＰＷＭサイクロコンバータ
の出力電流と効率の関係を、あらかじめ計算または測定
しておき、その関係の一例が図３のようになったとす
る。この関係を制御コントローラ５に格納しておく。こ
れらを用い式（４）から入力電流の実効値Ｉ１を求め
る。ＰＷＭサイクロコンバータの効率を考慮することに
より、より正確に入力力率制御角θを求めることができ
る。
る方法を以下に示す。ＰＷＭサイクロコンバータの入力
電力Ｐ１と出力電力Ｐ２の関係を近似すると、式（４）
のようになる。 Ｉ１＊Ｖ１＊ＥＦＦＣＯＮＶ＝Ｐ２ ・・・式（４） ただし、Ｖ１＝入力電圧の実効値、Ｉ１＝入力電流の実
効値、Ｐ２＝出力電力、ＥＦＦＣＯＮＶ＝ＰＷＭサイク
ロコンバータの効率である。ＰＷＭサイクロコンバータ
の出力電流と効率の関係を、あらかじめ計算または測定
しておき、その関係の一例が図３のようになったとす
る。この関係を制御コントローラ５に格納しておく。こ
れらを用い式（４）から入力電流の実効値Ｉ１を求め
る。ＰＷＭサイクロコンバータの効率を考慮することに
より、より正確に入力力率制御角θを求めることができ
る。
【０００９】また、以上の発明の変形例として、出力周
波数指令が一定の場合のみ入力力率可変の制御を使い、
加減速中は通常の制御に切り替える用にすると良い。な
ぜなら、加減速中は入出力電流・電圧とも変化してお
り、入力力率制御角θが大きく変化する可能性があるの
で、加減速中のみ通常の制御に切り替えておくことによ
り、交流電動機を安定して運転させることができるから
である。
波数指令が一定の場合のみ入力力率可変の制御を使い、
加減速中は通常の制御に切り替える用にすると良い。な
ぜなら、加減速中は入出力電流・電圧とも変化してお
り、入力力率制御角θが大きく変化する可能性があるの
で、加減速中のみ通常の制御に切り替えておくことによ
り、交流電動機を安定して運転させることができるから
である。
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、出
力電流と、出力電圧の指令値と、交流電動機の機器定数
と、入力電圧とから、入力電流を演算し、電力変換装置
の入力に取り付けられた入力フィルタ定数と、演算して
得られた入力電流とから入力力率制御角を求めることが
できるので、入力電流検出のための入力電流検出器と入
力電流検出回路を追加しなくてもＰＷＭサイクロコンバ
ータの入力力率制御が可能となり、したがって価格が安
くなりかつ装置も小型化となるＰＷＭサイクロコンバー
タが得られる。
力電流と、出力電圧の指令値と、交流電動機の機器定数
と、入力電圧とから、入力電流を演算し、電力変換装置
の入力に取り付けられた入力フィルタ定数と、演算して
得られた入力電流とから入力力率制御角を求めることが
できるので、入力電流検出のための入力電流検出器と入
力電流検出回路を追加しなくてもＰＷＭサイクロコンバ
ータの入力力率制御が可能となり、したがって価格が安
くなりかつ装置も小型化となるＰＷＭサイクロコンバー
タが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＰＷＭサイクロコンバータの構成図で
ある。
ある。
【図２】図１に示す交流電動機の出力電流と力率の関係
を示す一例の図である。
を示す一例の図である。
【図３】図１に示すＰＷＭサイクロコンバータの出力電
流と効率の関係を示す一例の図である。
流と効率の関係を示す一例の図である。
【図４】図１に示すＰＷＭサイクロコンバータの入力側
の無効電流と有効電流の関係を示すベクトル図である。
の無効電流と有効電流の関係を示すベクトル図である。
【図５】従来のＰＷＭサイクロコンバータの構成図であ
る。
る。
【図６】入力フィルタと双方向スイッチの構成図であ
る。
る。
１ ３相電源 ２ 入力フィルタ ３ 双方向スイッチ群 ４ 交流電動機 ５ 制御コントローラ ６ 入力電圧・位相検出器 ７ 入力電流検出器 ８ 入力電流検出回路 ９ 出力電流検出器 １０ 出力電流検出回路 １１ 双方向スイッチ駆動装置（ゲートドライバー） ２０１ 入力フィルタ用リアクトル ２０２ 入力フィルタ用コンデンサ ３０１〜３１８ ＩＧＢＴ ３３１〜３４８ ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 英則 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内 Ｆターム(参考） 5H750 AA04 AA10 BA01 BA06 CC02 CC06 DD01 DD25 FF02 FF05
Claims (3)
- 【請求項１】 交流電動機を可変速駆動し、交流電源か
ら交流出力へ直接変換する電力変換装置において、前記
電力変換装置の出力電力Ｐ２を、前記電力変換装置の出
力電流Ｉ２と、出力電圧の指令値Ｖ２から式（１）に基
づいて計算し、前記出力電力と、前記電力変換装置の入
力電圧Ｖ１とから、入力電流Ｉ１を式（２）により計算
し（ただし、式（１）と（２）においてｎ＝正の整数で
ある。）、前記電力変換装置の入力に取り付けられた入
力フィルタ定数から計算した入力電流の無効電力と、前
記入力電流とから入力力率制御角を求めることを特徴と
する電力変換装置の制御方法。 Ｐ２＝｛Ｉ２（１）＊Ｖ２（１）＋Ｉ２（２）＊Ｖ２（２） ＋・・・＋Ｉ２（ｎ）＊Ｖ２（ｎ）｝／ｎ ・・・式（１） Ｉ１＊Ｖ１＝Ｐ２ ・・・式（２） - 【請求項２】 前記出力電力Ｐ２を、前記電力変換装置
の出力電流Ｉ２と、出力電圧の指令値Ｖ２と交流電動機
の機器定数から求められる力率ＰＦＭとから式（３）に
基づいて計算することを特徴とする請求項１記載の電力
変換装置の制御方法。 Ｐ２＝Ｉ２＊Ｖ２＊ＰＦＭ ・・・式（３） - 【請求項３】 前記電力変換装置の出力周波数指令が一
定の場合のみ、入力力率制御を用いることを特徴とする
請求項１記載の電力変換装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23715999A JP2001069759A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 電力変換装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23715999A JP2001069759A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 電力変換装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001069759A true JP2001069759A (ja) | 2001-03-16 |
| JP2001069759A5 JP2001069759A5 (ja) | 2006-09-21 |
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ID=17011281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23715999A Abandoned JP2001069759A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 電力変換装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001069759A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007068247A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流交流直接変換装置 |
| JP2007300709A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Meidensha Corp | 交流−交流直接変換装置 |
| WO2010010711A1 (ja) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | パナソニック株式会社 | 電力変換装置 |
-
1999
- 1999-08-24 JP JP23715999A patent/JP2001069759A/ja not_active Abandoned
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007068247A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流交流直接変換装置 |
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| WO2010010711A1 (ja) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | パナソニック株式会社 | 電力変換装置 |
| JP5438004B2 (ja) * | 2008-07-24 | 2014-03-12 | パナソニック株式会社 | 電力変換装置 |
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