JP2001231271A - Controlling device of power converter - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス幅変調制御
されるＰＷＭ変換器と順変換装置の直流側を並列接続し
て構成される電力変換装置の制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a power converter which is configured by connecting a PWM converter controlled by pulse width modulation and a DC side of a forward converter in parallel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、交流電動機を駆動する電動機側
変換器（インバータ）と電源側変換器（コンバータ）と
してパルス幅変調制御されるＰＷＭ変換器が用いられて
いる。コンバータ側のＰＷＭ変換器は交流電動機の回生
運転時に交流電動機の発生電力を交流電源に回生するた
め回生制御される。コンバータ側のＰＷＭ変換器の交流
側（交流電源側）には回生時の電流波形を正弦波にする
ため交流リアクトルが設けられている。2. Description of the Related Art Generally, a PWM converter controlled by pulse width modulation is used as a motor-side converter (inverter) for driving an AC motor and a power-side converter (converter). The PWM converter on the converter side is regeneratively controlled to regenerate the generated power of the AC motor to the AC power source during the regenerative operation of the AC motor. On the AC side (AC power supply side) of the PWM converter on the converter side, an AC reactor is provided to make the current waveform at the time of regeneration a sine wave.
【０００３】交流リアクトルのインダクタンス値を大き
くすると回生電流を正弦波に近づけることができる。と
ころが、交流リアクトルのインダクタンス値を大きくす
ると交流電動機の電動運転には交流リアクトルによる電
圧降下が大きくなる。When the inductance value of the AC reactor is increased, the regenerative current can be made closer to a sine wave. However, when the inductance value of the AC reactor is increased, the voltage drop due to the AC reactor increases in the electric operation of the AC motor.
【０００４】このような問題を解決するために、コンバ
ータとして、ＰＷＭ変換器と交流電源から供給される交
流を直流に整流する順変換装置の直流側を並列接続した
電力変換装置を用いるようにしている。順変換装置とし
ては、通常、ダイオードをグレーツ結線した整流装置が
用いられる。このようなことは、例えば、特開昭６０―
２３４４７４号公報、特開平０８―２５１９４７号公報
に記載されている。In order to solve such a problem, as a converter, a power converter in which a DC converter and a DC converter of a forward converter for rectifying AC supplied from an AC power supply to DC are connected in parallel is used. I have. As the forward conversion device, usually, a rectification device in which diodes are connected by grate connection is used. Such a thing is disclosed in, for example,
JP-A-234474 and JP-A-08-251947.
【０００５】なお、従来技術においてはコンバータのＰ
ＷＭ変換器を１８０度通電方式にするために、電動時に
ＰＷＭ変換器を直流負荷と隔離する一方向通電素子とし
てダイオードを設けている。In the prior art, the converter P
In order to make the WM converter a 180-degree conducting method, a diode is provided as a one-way conducting element for isolating the PWM converter from a DC load during electric operation.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、回生時に
は、電動時にＰＷＭ変換器を直流負荷と隔離するために
設けたダイオードのダイオード損失（ダイオード端子電
圧ｘダイオード電流）のため変換効率低下を免れず、ま
た、ＰＷＭ変換器は回生時のみ機能するだけであり電動
時に有効に用いることができないという不都合を有す
る。In the prior art, during regeneration, the conversion efficiency is reduced due to the diode loss (diode terminal voltage × diode current) of the diode provided to isolate the PWM converter from the DC load during motor operation. In addition, the PWM converter has a disadvantage that it functions only at the time of regeneration and cannot be used effectively at the time of electric power.
【０００７】このように、従来技術はパルス幅変調制御
されるＰＷＭ変換器と順変換装置の直流側を並列接続し
て構成される電力変換装置を効果的に用いることができ
ないという問題点がある。As described above, the prior art has a problem that it is not possible to effectively use a power converter configured by connecting a PWM converter controlled by pulse width modulation and the DC side of a forward converter in parallel. .
【０００８】本発明は上記点に対処してなされたもの
で、その目的とするところはＰＷＭ変換器と順変換装置
の直流側を並列接続して構成される電力変換装置を効果
的に用いることができる電力変換装置の制御装置を提供
するにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to effectively use a power converter constructed by connecting a PWM converter and the DC side of a forward converter in parallel. It is an object of the present invention to provide a control device of a power conversion device that can perform the above.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、ＰＷＭ変換器の直流側の電圧検出値と電圧指令値
の偏差によって電流指令値を得て、ＰＷＭ変換器を回生
動作させる電流指令値だけを選択しＰＷＭ変換器のパル
ス幅変調制御を行うようにしたことにある。The present invention is characterized in that a current command value is obtained by a deviation between a detected voltage value on the DC side of the PWM converter and a voltage command value, and a current for regenerating the PWM converter is obtained. That is, the pulse width modulation control of the PWM converter is performed by selecting only the command value.
【００１０】本発明の他の特徴とするところは、ＰＷＭ
変換器を回生動作させる電流指令値だけを選択し、この
回生電流指令値に直流負荷の負荷補償値を加算してＰＷ
Ｍ変換器のパルス幅変調制御を行うようにしたことにあ
る。Another feature of the present invention is that the PWM
Only the current command value for regenerating the converter is selected, and the load compensation value of the DC load is added to the
That is, pulse width modulation control of the M converter is performed.
【００１１】本発明によれば、従来技術で必要であった
電動時にＰＷＭ変換器を直流負荷と隔離するために設け
たダイオードの機能をＰＷＭ変換器の直流電圧の電圧制
御機能で実現しているので、電力回生効率を向上させる
ことができる。According to the present invention, the function of the diode provided to isolate the PWM converter from the DC load at the time of electric power, which is required in the prior art, is realized by the voltage control function of the DC voltage of the PWM converter. Therefore, the power regeneration efficiency can be improved.
【００１２】また、本発明によれば、ＰＷＭ変換器を電
動時にも直流負荷補償を行う電動動作をさせているの
で、順変換装置（ダイオード）の容量を低減させること
ができる。Further, according to the present invention, since the PWM converter is driven to perform DC load compensation even when the PWM converter is driven, the capacity of the forward converter (diode) can be reduced.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】図１に本発明の一実施例を示す。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
【００１５】図１において、電源側電力変換装置を構成
する、ＰＷＭ変換器７とダイオードをグレーツ結線した
順変換器２は直流側を並列接続されている。順変換器２
の交流は３相交流電源１に接続され、また、ＰＷＭ変換
器７の交流側は降圧用変圧器８を介して３相交流電源１
に接続されている。ＰＷＭ変換器７の交流電流（入力電
流または出力電流）は電流検出器６により検出される。In FIG. 1, a PWM converter 7 and a forward converter 2 in which diodes are connected in a grate connection, which constitute a power supply-side power converter, are connected in parallel on the DC side. Forward converter 2
Is connected to the three-phase AC power supply 1, and the AC side of the PWM converter 7 is connected via the step-down transformer 8 to the three-phase AC power supply 1.
It is connected to the. The AC current (input current or output current) of the PWM converter 7 is detected by the current detector 6.
【００１６】ＰＷＭ変換器７は、図２に示すようにＧＴ
Ｏ、ＩＧＢＴ、トランジスタなどの自己消弧素子と、こ
の自己消弧素子に逆並列接続された還流ダイオードとで
一アームが構成されている。Ｒ、Ｓ、Ｔは３相交流電源
１の相を示す。ＰＷＭ変換器７の直流側（正側母線Ｐと
負側母線Ｎの間）には平滑コンデンサ９が接続されてい
る。平滑コンデンサ９の電圧（直流電圧）は電圧検出器
１２により検出される。The PWM converter 7 has a GT converter as shown in FIG.
One arm is composed of a self-extinguishing element such as O, IGBT, or transistor, and a free wheel diode connected in anti-parallel to the self-extinguishing element. R, S, and T indicate phases of the three-phase AC power supply 1. A smoothing capacitor 9 is connected to the DC side (between the positive bus P and the negative bus N) of the PWM converter 7. The voltage (DC voltage) of the smoothing capacitor 9 is detected by a voltage detector 12.
【００１７】直流側を並列接続されたＰＷＭ変換器７と
順変換器２で構成された電源側電力変換装置（コンバー
タ）の直流電圧はインバータ３により交流電圧に変換さ
れ誘導電動機４に供給される。通常、インバータ３の直
流側にも平滑コンデンサが接続される。The DC voltage of the power supply side power converter (converter) composed of a PWM converter 7 and a forward converter 2 having a DC side connected in parallel is converted into an AC voltage by an inverter 3 and supplied to an induction motor 4. . Normally, a smoothing capacitor is also connected to the DC side of the inverter 3.
【００１８】電圧設定器１１で設定される電圧指令値Ｖ
ｒと電圧検出器１２で検出された電圧検出値Ｖｆは減算
器１３に図示の極性で加えられ、電圧偏差が求められ
る。なお、電圧設定器１１の電圧指令値Ｖｒは、整流用
順変換器２の直流出力電圧より高い値に設定されてい
る。電圧制御器（ＡＶＲ）１４は比例積分演算を行い、
減算機１３の電圧偏差に基づいた電流指令値を出力す
る。電圧制御器１４の電流指令値は信号選択器１５を介
して減算器１７に図示の極性で加えられる。Voltage command value V set by voltage setting device 11
r and the voltage detection value Vf detected by the voltage detector 12 are added to a subtractor 13 with the polarity shown in the figure, and a voltage deviation is obtained. The voltage command value Vr of the voltage setting device 11 is set to a value higher than the DC output voltage of the rectifying rectifier 2. The voltage controller (AVR) 14 performs a proportional integral operation,
The current command value based on the voltage deviation of the subtractor 13 is output. The current command value of the voltage controller 14 is applied to the subtractor 17 via the signal selector 15 with the polarity shown.
【００１９】信号選択器１５は、図示の特性のように正
側信号をカットし、負側信号だけを出力する。すなわ
ち、信号選択器１５は、電圧検出値Ｖｆが電圧指令値Ｖ
ｒより大きくＰＷＭ変換器７を回生動作させる場合に回
生電流指令値を出力する。信号選択器１５の電流指令値
（回生電流指令値）と電流検出器６の電流検出値の電流
偏差を減算器１７で求め電流制御器（ＡＣＲ）１８に与
える。The signal selector 15 cuts off the positive signal as shown in the characteristic shown in FIG. 1 and outputs only the negative signal. That is, the signal selector 15 sets the voltage detection value Vf to the voltage command value V
A regenerative current command value is output when the PWM converter 7 performs a regenerative operation larger than r. A current deviation between a current command value (regeneration current command value) of the signal selector 15 and a current detection value of the current detector 6 is obtained by a subtractor 17 and is provided to a current controller (ACR) 18.
【００２０】電流制御器１８は比例積分演算を行い、減
算器１７の電流偏差に基づいたパルス幅変調信号（変調
波）をパルス幅変調器（ＰＷＭ）１９に加える。パルス
幅変調器１９はパルス幅変調信号を入力してＰＷＭ変換
器７をパルス幅変調制御する。The current controller 18 performs a proportional integral operation, and adds a pulse width modulation signal (modulation wave) based on the current deviation of the subtracter 17 to a pulse width modulator (PWM) 19. The pulse width modulator 19 receives the pulse width modulation signal and controls the PWM converter 7 for pulse width modulation.
【００２１】この構成において、交流電動機４の電動運
転時つまり図３（ｂ）に示すようにインバータ３の電動
運転時には、３相交流電源１の交流電圧を整流用の順変
換器２で整流し図３（ａ）に示す直流電圧Ｖｄを得てイ
ンバータ３により交流電圧に変換して交流電動機４に供
給される。この際、図２に示すようにＰＷＭ変換器７を
構成する自己消弧素子に逆並列接続された還流ダイオー
ドも降圧用変圧器８の出力電圧（二次電圧）を整流する
が、図３（ａ）に直流電圧Ｖｐと示すように順変換器２
の整流電圧Ｖｄより小さくなっている。また、電圧設定
器１１の電圧指令値Ｖｒは、整流用順変換器２の直流出
力電圧Ｖｄより高い値に設定されている。In this configuration, the AC voltage of the three-phase AC power supply 1 is rectified by the rectifier forward converter 2 during the electric operation of the AC motor 4, that is, during the electric operation of the inverter 3 as shown in FIG. The DC voltage Vd shown in FIG. 3A is obtained, converted into an AC voltage by the inverter 3, and supplied to the AC motor 4. At this time, as shown in FIG. 2, the return diode connected in anti-parallel to the self-extinguishing element constituting the PWM converter 7 also rectifies the output voltage (secondary voltage) of the step-down transformer 8, but FIG. a) as shown by a DC voltage Vp in FIG.
Rectified voltage Vd. Further, the voltage command value Vr of the voltage setter 11 is set to a value higher than the DC output voltage Vd of the rectifier forward converter 2.
【００２２】この状態では、電圧検出器１２で検出する
電圧検出値Ｖｆ（直流電圧Ｖｄ）は図３（ａ）に示すよ
うに電圧指令値Ｖｒより小さくなっている。減算器１３
の電圧偏差出力はプラスの値となり、電圧制御器１４の
電流指令値がプラスになる。信号選択器１５は電流制御
器１８に与える電流指令値をゼロにする。したがって、
ＰＷＭ変換器７は電流をゼロにする制御が行われる。Ｐ
ＷＭ変換器７は、交流電動機４の電動運転時には電力の
供給に関与しない。In this state, the voltage detection value Vf (DC voltage Vd) detected by the voltage detector 12 is smaller than the voltage command value Vr as shown in FIG. Subtractor 13
Has a positive value, and the current command value of the voltage controller 14 has a positive value. The signal selector 15 sets the current command value given to the current controller 18 to zero. Therefore,
The PWM converter 7 is controlled to make the current zero. P
The WM converter 7 does not participate in power supply during the electric operation of the AC motor 4.
【００２３】次に、交流電動機４が回生動作になると図
３に示すように直流電圧Ｖｄが上昇し、電圧検出値Ｖｆ
が電圧指令値Ｖｒより大きくなり減算器１３の電圧偏差
がマイナスになる。この状態では電圧制御器１４の出力
である電流指令値もマイナスになる。信号選択器１５は
電圧制御器１４の出力である電流指令値を電流制御器１
８に加える。Next, when the AC motor 4 performs a regenerative operation, the DC voltage Vd rises as shown in FIG.
Becomes larger than the voltage command value Vr, and the voltage deviation of the subtractor 13 becomes negative. In this state, the current command value output from the voltage controller 14 also becomes negative. The signal selector 15 outputs the current command value output from the voltage controller 14 to the current controller 1.
Add to 8.
【００２４】電流制御器１８は電圧制御器１４の電流指
令値に基づき動作し、図３（ｃ）のようにＰＷＭ変換器
７に回生動作を行わせる。電圧制御器１４の出力である
電流指令値はＰＷＭ変換器７の回生電力がインバータ３
の回生電力とバランスする値になる。The current controller 18 operates based on the current command value of the voltage controller 14, and causes the PWM converter 7 to perform a regenerative operation as shown in FIG. The current command value which is the output of the voltage controller 14 is the regenerative power of the PWM converter 7
Value that balances the regenerative power of
【００２５】なお、降圧用変圧器８はＰＷＭ変換器７の
ダイオードによる整流電圧Ｖｐが整流用順変換器２によ
る直流電圧Ｖｄよりも高くならないようにするためのも
のである。このようにすることにより、ＰＷＭ変換器７
のダイオードによる電力が直流電源に流入するのを防止
できる。Note that the step-down transformer 8 is for preventing the rectified voltage Vp of the PWM converter 7 from being higher than the DC voltage Vd of the rectifier forward converter 2. By doing so, the PWM converter 7
Can be prevented from flowing into the DC power supply.
【００２６】このようにしてＰＷＭ変換器と順変換装置
の直流側を並列接続して構成される電力変換装置を制御
するのであるが、ＰＷＭ変換器の直流側の電圧検出値と
電圧指令値の偏差によって電流指令値を得て、ＰＷＭ変
換器を回生動作させる電流指令値だけを選択しＰＷＭ変
換器のパルス幅変調制御を行うようにしている。したが
って、電動時にＰＷＭ変換器を直流負荷と隔離するため
に設けたダイオードの機能をＰＷＭ変換器の直流電圧の
電圧制御機能で実現しているので、電力回生効率を向上
させることができる。In this way, the power converter configured by connecting the PWM converter and the DC side of the forward converter in parallel is controlled, and the detected voltage value and the voltage command value of the DC side of the PWM converter are controlled. The current command value is obtained from the deviation, and only the current command value for regenerating the PWM converter is selected to perform the pulse width modulation control of the PWM converter. Therefore, since the function of the diode provided to isolate the PWM converter from the DC load during electric operation is realized by the DC voltage control function of the PWM converter, the power regeneration efficiency can be improved.
【００２７】図４に本発明の他の実施例を示す。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention.
【００２８】図４において、図１と異なるところは、イ
ンバータ３の直流側電流を検出する電流検出器１０と、
電流検出器１０の負荷電流値に１よりも小さい係数を乗
算して負荷補償値を出力する負荷補償器２１と、負荷補
償器２１の出力する負荷補償値を信号選択器１５の出力
に加算する加算機２３を追加したことである。FIG. 4 is different from FIG. 1 in that a current detector 10 for detecting a DC current of the inverter 3 is provided.
A load compensator 21 that multiplies the load current value of the current detector 10 by a coefficient smaller than 1 to output a load compensation value, and a load compensation value output by the load compensator 21 is added to an output of the signal selector 15. That is, the adder 23 is added.
【００２９】この構成によれば、インバータ３が誘導電
動機４に電力を供給する電動動作している場合において
も、電動電力を整流用順変換器２とＰＷＭ変換器７の両
方から供給できる。図５は、図４に示す実施例の動作波
形を説明したもので、ＰＷＭ変換器７は回生時のみでな
く、電動時も電力負担している。According to this configuration, even when the inverter 3 is operating to supply electric power to the induction motor 4, the electric power can be supplied from both the rectifying forward converter 2 and the PWM converter 7. FIG. 5 explains the operation waveforms of the embodiment shown in FIG. 4, and the PWM converter 7 bears power not only during regeneration but also during electric power.
【００３０】このようにすると、例えば、ＰＷＭ変換器
７の容量をインバータ３の必要容量の３０％とすると、
整流用順変換器２の容量を（１００％−３０％）の７０
％にすることができ。低価格化することが可能となる。In this case, for example, if the capacity of the PWM converter 7 is 30% of the required capacity of the inverter 3,
The capacity of the rectifier forward converter 2 is set to 70% (100% -30%).
% Can be. It is possible to reduce the price.
【００３１】なお、負荷補償器２１に入力する負荷電流
値は電流検出器１０の検出値としているが、インバータ
３の制御装置（図示省略）から負荷電流に相当する信号
を用いることもできる。Although the load current value input to the load compensator 21 is the value detected by the current detector 10, a signal corresponding to the load current can be used from a control device (not shown) of the inverter 3.
【００３２】図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に負荷補償
器２１の具体的な一例を示す。FIGS. 6A, 6B and 6C show specific examples of the load compensator 21. FIG.
【００３３】図６（ａ）の２１ａは直流電流を交流電流
に変換する係数で、係数部２１ｂは１より小さいゲイン
ｋである。動作の説明は前記の通りである。また、図６
（ｂ）の係数部２１ｂ２は直流負荷が電動時は１より小
さいゲインｋで、直流負荷が回生時は約１（１より小さ
い値で例えば０．９５）のゲインにしたものである。図
６（ｂ）は、回生運転時の電圧制御器１１の動作を補助
する効果がある。図６（ｃ）の係数部２１ｂ３は直流負
荷の電動量がある一定値を超過した場合にゲイン１で、
回生時は約１（１より小さい値で例えば０．９５）のゲ
インにしたものである。In FIG. 6A, reference numeral 21a denotes a coefficient for converting a DC current into an AC current, and a coefficient part 21b has a gain k smaller than 1. The description of the operation is as described above. FIG.
The coefficient section 21b2 in (b) has a gain k smaller than 1 when the DC load is electric, and a gain of about 1 (a value smaller than 1 and, for example, 0.95) when the DC load is regenerated. FIG. 6B has an effect of assisting the operation of the voltage controller 11 during the regenerative operation. The coefficient section 21b3 in FIG. 6C has a gain of 1 when the motorized amount of the DC load exceeds a certain value.
At the time of regeneration, the gain is set to about 1 (a value smaller than 1, for example, 0.95).
【００３４】図７に本発明の他の実施例を示す。図７に
おいて図１と異なるところは、図１の降圧変圧器８の代
わりにタップ付き変圧器３１を用い、この変圧器３１の
負荷側（二次側）の高電圧側を整流用順変換器２に交流
側に接続し、低電圧側を交流リアクトル３２を経由して
ＰＷＭ変換器７の交流側に接続したことである。整流用
順変換器２とＰＷＭ変換器７の各々の交流側電圧は図１
と同様である。FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. 7 differs from FIG. 1 in that a transformer 31 with a tap is used instead of the step-down transformer 8 in FIG. 1, and a high-voltage side on the load side (secondary side) of the transformer 31 is used as a rectifier forward converter. 2 is connected to the AC side, and the low voltage side is connected to the AC side of the PWM converter 7 via the AC reactor 32. The AC side voltage of each of the rectifier forward converter 2 and the PWM converter 7 is shown in FIG.
Is the same as
【００３５】図７の実施例における交流リアクトル３２
は、ＰＷＭ変換器（回生用変換器）７から印加されるパ
ルス電圧によるタップ付き変圧器３１の相互誘導電圧を
抑制するために挿入したのもである。The AC reactor 32 in the embodiment of FIG.
Is inserted in order to suppress the mutual induction voltage of the transformer 31 with a tap due to the pulse voltage applied from the PWM converter (regeneration converter) 7.
【００３６】図８は本発明の他の実施例を示すもので、
図７の実施例に図４の実施例の負荷補償を組合せたもの
である。FIG. 8 shows another embodiment of the present invention.
7 is a combination of the embodiment of FIG. 7 and the load compensation of the embodiment of FIG.
【００３７】図９に本発明の他の実施例を示す。図９に
おいて図１と異なるところは、インバータ３として中性
点クランプ型電力変換装置と称される３レベルインバー
タを用い、また、コンバータのＰＷＭ変換器として３レ
ベルインバータを用いたことである。図９の実施例にお
いては整流用の順変換器２が正側母線Ｐと負側母線Ｎの
間に接続されている。図１０に３レベルインバータとし
ての中性点クランプ型電力変換装置の主回路構成を示
す。Ｐは正側母線、Ｎは負側母線、Ｃは中性点母線であ
る。FIG. 9 shows another embodiment of the present invention. 9 differs from FIG. 1 in that a three-level inverter called a neutral point clamp type power converter is used as the inverter 3 and a three-level inverter is used as a PWM converter of the converter. In the embodiment shown in FIG. 9, the rectifying forward converter 2 is connected between the positive bus P and the negative bus N. FIG. 10 shows a main circuit configuration of a neutral point clamp type power converter as a three-level inverter. P is a positive bus, N is a negative bus, and C is a neutral bus.
【００３８】図９に示す実施例の動作と作用効果は図１
の実施例と同じである。なお、４４は３レベル用パルス
幅変調器（ＰＷＭ）である。The operation and effect of the embodiment shown in FIG.
This is the same as the embodiment. Reference numeral 44 denotes a three-level pulse width modulator (PWM).
【００３９】図１１は本発明の他の実施例を示すもの
で、図４の実施例との違いは、インバータ３と回生用変
換器としてのＰＷＭ変換器として３レベルインバータを
用いたことである。図１１の実施例の動作と作用効果は
図４の実施例と同じである。FIG. 11 shows another embodiment of the present invention. The difference from the embodiment of FIG. 4 is that an inverter 3 and a three-level inverter are used as a PWM converter as a regeneration converter. . The operation and effect of the embodiment of FIG. 11 are the same as those of the embodiment of FIG.
【００４０】図１２は本発明の他の実施例を示すもの
で、図１１の実施例との違いは、降圧変圧器８の代わり
に多巻線絶縁変圧器４６を用い、整流用順変換器２の代
わりに２個の整流用順変換器４５を用いたことである。
整流用順変換器４５は、１個が正側母線Ｐと中性点母線
Ｃの間に接続され、他の１個の順変換器を中性点母線Ｃ
と負側母線Ｎの間に接続されている。FIG. 12 shows another embodiment of the present invention, which is different from the embodiment of FIG. 11 in that a multi-winding insulating transformer 46 is used instead of the step-down transformer 8 and a rectifying forward converter is used. That is, two rectifier forward converters 45 are used instead of 2.
One of the rectifying forward converters 45 is connected between the positive-side bus P and the neutral point bus C, and the other forward converter is connected to the neutral point bus C.
And the negative bus N.
【００４１】このように、整流用順変換器４５を構成す
ると直流母線間の電圧調整をコンバータあるいはインバ
ータで行う必要がなくなり、制御を簡単にできる。By configuring the rectifier forward converter 45 in this way, it is not necessary to adjust the voltage between the DC buses with a converter or an inverter, and control can be simplified.
【００４２】図１３は本発明の他の実施例を示すもの
で、図１１の実施例との違いは、降圧変圧器８の代わり
に多巻線絶縁変圧器４６を用い、整流用順変換器２の代
わりに図１２に示す２段の整流用変換部４５を用いたこ
とである。FIG. 13 shows another embodiment of the present invention. The difference from the embodiment of FIG. 11 is that a multi-winding insulating transformer 46 is used in place of the step-down transformer 8 and a rectifying forward converter is used. A two-stage rectifying converter 45 shown in FIG.
【００４３】以上のようにしてＰＷＭ変換器と順変換装
置の直流側を並列接続して構成される電力変換装置を制
御するのであるが、従来技術で必要であった電動時にＰ
ＷＭ変換器を直流負荷と隔離するために設けたダイオー
ドの機能をＰＷＭ変換器の直流電圧の電圧制御機能で実
現しているので、電力回生効率を向上させることができ
る。また、ＰＷＭ変換器を電動時にも直流負荷補償を行
う電動動作をさせているので、順変換装置（ダイオー
ド）の容量を低減させることができる。したがって、Ｐ
ＷＭ変換器と順変換装置の直流側を並列接続して構成さ
れる電力変換装置を効果的に用いることができる。As described above, the power converter constructed by connecting the PWM converter and the DC side of the forward converter in parallel is controlled.
Since the function of the diode provided to isolate the WM converter from the DC load is realized by the DC voltage control function of the PWM converter, the power regeneration efficiency can be improved. In addition, since the PWM converter performs an electric operation for performing DC load compensation even when the PWM converter is electrically operated, the capacity of the forward conversion device (diode) can be reduced. Therefore, P
The power converter configured by connecting the WM converter and the DC side of the forward converter in parallel can be used effectively.
【００４４】[0044]
【発明の効果】本発明によれば、ＰＷＭ変換器と順変換
装置の直流側を並列接続して構成される電力変換装置を
効果的に用いることができるという顕著な効果を奏しえ
る。According to the present invention, there is a remarkable effect that a power converter constructed by connecting a PWM converter and the DC side of a forward converter in parallel can be used effectively.
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
【図２】本発明に用いるＰＷＭ変換器の一例を示す回路
図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a PWM converter used in the present invention.
【図３】本発明の動作を説明するための波形図である。FIG. 3 is a waveform chart for explaining the operation of the present invention.
【図４】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
【図５】本発明の動作を説明するための波形図である。FIG. 5 is a waveform chart for explaining the operation of the present invention.
【図６】本発明に用いる負荷補償器の具体的な一例を示
す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a specific example of a load compensator used in the present invention.
【図７】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
【図８】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
【図９】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
【図１０】本発明に用いるＰＷＭ変換器の一例を示す回
路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a PWM converter used in the present invention.
【図１１】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
１…３相交流電源、２…整流用順変換器、３…インバー
タ、４…交流電動機、６…電流検出器、７…ＰＷＭ変換
器、８…降圧変圧器、１０…電流検出器、１１…電圧設
定器、１３…減算器、１４…電圧制御器（ＡＶＲ）、１
５…信号選択器、１７…減算器、１８…電流制御器（Ａ
ＣＲ）、１９…パルス幅変調器（ＰＷＭ）、２１…負荷
補償器。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 3-phase alternating current power supply, 2 ... Rectifier forward converter, 3 ... Inverter, 4 ... AC motor, 6 ... Current detector, 7 ... PWM converter, 8 ... Step-down transformer, 10 ... Current detector, 11 ... Voltage setting device, 13: subtractor, 14: voltage controller (AVR), 1
5 ... signal selector, 17 ... subtractor, 18 ... current controller (A
CR), 19: pulse width modulator (PWM), 21: load compensator.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 寛 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか事業所内 Ｆターム(参考） 5H007 AA07 BB01 BB06 CA01 CB05 CC04 CC06 CC12 DA05 DA06 DC02 DC05 EA13 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Hiroshi Nagata 5-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture F-term in Omika Works, Hitachi, Ltd. F-term (reference) 5H007 AA07 BB01 BB06 CA01 CB05 CC04 CC06 CC12 DA05 DA06 DC02 DC05 EA13
Claims (8)
るＰＷＭ変換器と交流を整流する順変換器の直流側を並
列接続して構成される電力変換装置と、前記ＰＷＭ変換
器の直流側の電圧検出値と電圧指令値の電圧偏差に基づ
いた電流指令値を出力する電圧制御手段と、前記電圧制
御手段が出力する電流指令値から前記ＰＷＭ変換器を回
生動作させる電流指令値を選択して出力する信号選択手
段と、前記信号選択手段で選択された電流指令値と前記
ＰＷＭ変換器の交流側の電流検出値との電流偏差に基い
て前記ＰＷＭ変換器をパルス幅変調制御する電流制御手
段とを具備することを特徴とする電力変換装置の制御装
置。1. A power converter comprising a PWM converter for converting AC to DC under pulse width modulation control and a DC converter for rectifying AC connected in parallel, and a DC converter for the PWM converter. A voltage control means for outputting a current command value based on a voltage deviation between the voltage detection value and the voltage command value, and a current command value for regenerating the PWM converter from the current command value output by the voltage control means. Control means for performing pulse width modulation control of the PWM converter based on a current deviation between a current command value selected by the signal selection means and a current detection value on the AC side of the PWM converter. And a control device for the power conversion device.
るＰＷＭ変換器と交流を整流する順変換器の直流側を並
列接続して構成される電力変換装置と、前記順変換器の
直流側に設けられた平滑コンデンサと、前記平滑コンデ
ンサの電圧検出値と電圧指令値の電圧偏差に基づいた電
流指令値を出力する電圧制御手段と、前記電圧制御手段
が出力する電流指令値から前記ＰＷＭ変換器を回生動作
させる電流指令値を選択して出力する信号選択手段と、
前記信号選択手段で選択された電流指令値と前記ＰＷＭ
変換器の交流側の電流検出値との電流偏差に基づいた変
調波信号を出力する電流制御手段と、前記変調波信号を
入力して前記ＰＷＭ変換器をパルス幅変調制御するパル
ス幅変調制御手段とを具備することを特徴とする電力変
換装置の制御装置。2. A power converter constructed by connecting in parallel a PWM converter that converts AC to DC under pulse width modulation control and a DC side of a forward converter that rectifies AC, and a DC side of the forward converter. A voltage control means for outputting a current command value based on a voltage difference between a voltage detection value and a voltage command value of the smoothing capacitor; and a PWM conversion from the current command value output by the voltage control means. Signal selecting means for selecting and outputting a current command value for regenerating the device,
The current command value selected by the signal selection means and the PWM
Current control means for outputting a modulation wave signal based on a current deviation from a current detection value on the AC side of the converter; and pulse width modulation control means for receiving the modulation wave signal and performing pulse width modulation control on the PWM converter A control device for a power conversion device, comprising:
圧する電源変圧器と、前記電源変圧器の出力電圧を入力
しパルス幅変調制御されるＰＷＭ変換器と前記交流電源
の電源電圧を整流する順変換器の直流側を並列接続して
構成される電力変換装置と、前記順変換器の直流側に設
けられた平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの電圧
検出値と電圧指令値の電圧偏差に基づいた電流指令値を
出力する電圧制御手段と、前記電圧制御手段が出力する
電流指令値から前記ＰＷＭ変換器を回生動作させる電流
指令値を選択して出力する信号選択手段と、前記信号選
択手段で選択された電流指令値と前記ＰＷＭ変換器の交
流側の電流検出値との電流偏差に基づいた変調波信号を
出力する電流制御手段と、前記変調波信号を入力して前
記ＰＷＭ変換器をパルス幅変調制御するパルス幅変調制
御手段とを具備することを特徴とする電力変換装置の制
御装置。3. An AC power supply, a power transformer for stepping down a power supply voltage of the AC power supply, a PWM converter to which an output voltage of the power supply transformer is input and pulse width modulation controlled, and a power supply voltage of the AC power supply. A power converter configured by connecting the DC side of a rectifier to be rectified in parallel, a smoothing capacitor provided on the DC side of the rectifier, and a voltage deviation between a voltage detection value and a voltage command value of the smoothing capacitor. Voltage control means for outputting a current command value based on a current command value; signal selection means for selecting and outputting a current command value for regenerating the PWM converter from the current command value output from the voltage control means; and Current control means for outputting a modulated wave signal based on a current deviation between the current command value selected by the means and the detected current value on the AC side of the PWM converter; and the PWM converter receiving the modulated wave signal and receiving the modulated wave signal. To Control system for a power conversion apparatus characterized by comprising a pulse width modulation control means for controlling pulse width modulation.
るＰＷＭ変換器と交流を整流する順変換器の直流側を並
列接続して構成される電力変換装置と、前記ＰＷＭ変換
器の直流側の電圧検出値と電圧指令値の電圧偏差に基づ
いた電流指令値を出力する電圧制御手段と、前記電圧制
御手段が出力する電流指令値から前記ＰＷＭ変換器を回
生動作させる電流指令値を選択して出力する信号選択手
段と、前記電力変換装置の負荷電流に基づいた負荷補償
値を出力する負荷補償手段と、前記信号選択手段で選択
された電流指令値に前記負荷補償値を加算した負荷補償
電流指令値と前記ＰＷＭ変換器の交流側の電流検出値と
の電流偏差に基いて前記ＰＷＭ変換器をパルス幅変調制
御する電流制御手段とを具備することを特徴とする電力
変換装置の制御装置。4. A power converter constructed by connecting in parallel a PWM converter for converting AC to DC under pulse width modulation control and a DC converter for rectifying AC, and a DC converter for the PWM converter. A voltage control means for outputting a current command value based on a voltage deviation between the voltage detection value and the voltage command value, and a current command value for regenerating the PWM converter from the current command value output by the voltage control means. Signal output means, a load compensation means for outputting a load compensation value based on a load current of the power converter, and a load compensation value obtained by adding the load compensation value to a current command value selected by the signal selection means. Current control means for performing pulse width modulation control of the PWM converter based on a current deviation between a current command value and a detected current value on the AC side of the PWM converter. .
るＰＷＭ変換器と交流を整流する順変換器の直流側を並
列接続して構成される電力変換装置と、前記順変換器の
直流側に設けられた平滑コンデンサと、前記平滑コンデ
ンサの電圧検出値と電圧指令値の電圧偏差に基づいた電
流指令値を出力する電圧制御手段と、前記電圧制御手段
が出力する電流指令値から前記ＰＷＭ変換器を回生動作
させる電流指令値を選択して出力する信号選択手段と、
前記電力変換装置の負荷電流に基づいた負荷補償値を出
力する負荷補償手段と、前記信号選択手段で選択された
電流指令値に前記負荷補償値を加算した負荷補償電流指
令値と前記ＰＷＭ変換器の交流側の電流検出値との電流
偏差に基づいた変調波信号を出力する電流制御手段と、
前記変調波信号を入力して前記ＰＷＭ変換器をパルス幅
変調制御するパルス幅変調制御手段とを具備することを
特徴とする電力変換装置の制御装置。5. A power converter comprising a PWM converter for converting AC to DC controlled by pulse width modulation and a DC converter for rectifying AC connected in parallel, and a DC converter for the DC converter. A voltage control means for outputting a current command value based on a voltage difference between a voltage detection value and a voltage command value of the smoothing capacitor; and a PWM conversion from the current command value output by the voltage control means. Signal selecting means for selecting and outputting a current command value for regenerating the device,
A load compensation means for outputting a load compensation value based on a load current of the power converter, a load compensation current command value obtained by adding the load compensation value to a current command value selected by the signal selection means, and the PWM converter Current control means for outputting a modulated wave signal based on a current deviation from a current detection value on the AC side of
A control device for a power conversion device, comprising: pulse width modulation control means for receiving the modulated wave signal and performing pulse width modulation control on the PWM converter.
圧する電源変圧器と、前記電源変圧器の出力電圧を入力
しパルス幅変調制御されるＰＷＭ変換器と前記交流電源
の電源電圧を整流する順変換器の直流側を並列接続して
構成される電力変換装置と、前記順変換器の直流側に設
けられた平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの電圧
検出値と電圧指令値の電圧偏差に基づいた電流指令値を
出力する電圧制御手段と、前記電圧制御手段が出力する
電流指令値から前記ＰＷＭ変換器を回生動作させる電流
指令値を選択して出力する信号選択手段と、前記電力変
換装置の直流側電流に基づいた負荷補償値を出力する負
荷補償手段と、前記信号選択手段で選択された電流指令
値に前記負荷補償値を加算した負荷補償電流指令値とと
前記ＰＷＭ変換器の交流側の電流検出値との電流偏差に
基づいた変調波信号を出力する電流制御手段と、前記変
調波信号を入力して前記ＰＷＭ変換器をパルス幅変調制
御するパルス幅変調制御手段とを具備することを特徴と
する電力変換装置の制御装置。6. An AC power supply, a power supply transformer for stepping down a power supply voltage of the AC power supply, a PWM converter to which an output voltage of the power supply transformer is input and pulse width modulation controlled, and a power supply voltage of the AC power supply. A power converter configured by connecting the DC side of a rectifier to be rectified in parallel, a smoothing capacitor provided on the DC side of the rectifier, and a voltage deviation between a voltage detection value and a voltage command value of the smoothing capacitor. Voltage control means for outputting a current command value based on the following, signal selection means for selecting and outputting a current command value for regenerating the PWM converter from the current command value output by the voltage control means, and the power conversion A load compensation means for outputting a load compensation value based on the DC current of the device, a load compensation current command value obtained by adding the load compensation value to a current command value selected by the signal selection means, and the PWM converter Current control means for outputting a modulation wave signal based on a current deviation from a current detection value on the AC side; and pulse width modulation control means for receiving the modulation wave signal and performing pulse width modulation control on the PWM converter. A control device for a power converter.
変圧器と、前記電源変圧器の出力電圧を入力しパルス幅
変調制御されて３レベルの電圧をする中性点クランプ型
ＰＷＭ変換器と、前記中性点クランプ型ＰＷＭ変換器の
直流出力側の正側母線と中性点母線の間に接続され、前
記交流電源の電源電圧を整流する第１の順変換器と、前
記中性点クランプ型ＰＷＭ変換器の直流出力側の中性点
母線と負側母線との間に接続され、前記交流電源の電源
電圧を整流する第２の順変換器とを具備することを特徴
とする電力変換装置。7. An AC power supply, a power supply transformer insulated from the AC power supply, and a neutral point clamp type PWM converter which receives an output voltage of the power supply transformer and performs three-level voltage control by pulse width modulation control. A first forward converter connected between a positive bus on the DC output side of the neutral point clamp type PWM converter and a neutral bus to rectify a power supply voltage of the AC power supply; And a second forward converter connected between the neutral bus and the negative bus on the DC output side of the point-clamp type PWM converter for rectifying the power supply voltage of the AC power supply. Power converter.
更するタップ付き変圧器と、前記タップ付き変圧器の低
い電圧タップ端子側の出力電圧を入力しパルス幅変調制
御されて３レベルの電圧をする中性点クランプ型ＰＷＭ
変換器と、前記中性点クランプ型ＰＷＭ変換器の直流出
力側の正側母線と中性点母線の間に接続され、前記タッ
プ付き変圧器の高い電圧タップ側端子の電圧を整流する
第１の順変換器と、前記中性点クランプ型ＰＷＭ変換器
の直流出力側の中性点母線と負側母線との間に接続さ
れ、前記タップ付き変圧器の高い電圧タップ側端子の電
圧を整流する第２の順変換器と、前記中性点クランプ型
ＰＷＭ変換器の直流出力側の正側母線と中性点母線の
間、および中性点母線と負側母線との間にそれぞれ接続
される平滑コンデンサとを具備することを特徴とする電
力変換装置。8. An AC power supply, a tapped transformer for changing a power supply voltage of the AC power supply, and an output voltage at a low voltage tap terminal side of the tapped transformer, which is pulse-width modulated and controlled to have three levels. Neutral point clamp type PWM with voltage
A first transformer connected between the positive bus and the neutral bus on the DC output side of the neutral point clamp type PWM converter, and rectifying a voltage at a high voltage tap side terminal of the tapped transformer. Is connected between the neutral bus and the negative bus of the DC output side of the neutral point clamp type PWM converter, and rectifies the voltage of the high voltage tap side terminal of the tapped transformer. Connected between the positive bus and the neutral bus on the DC output side of the neutral point clamp type PWM converter, and between the neutral bus and the negative bus, respectively. And a smoothing capacitor.
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|---|---|---|---|
| JP2000038193A JP3658263B2 (en) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | Control device for power converter |
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|---|---|---|---|
| JP2000038193A JP3658263B2 (en) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | Control device for power converter |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3658263B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004173449A (en) * | 2002-11-21 | 2004-06-17 | Toshiba Corp | Hybrid power converter |
| JP2004173451A (en) * | 2002-11-21 | 2004-06-17 | Toshiba Corp | Hybrid power converter |
| JP2010220382A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Power conversion apparatus |
| CN112510973A (en) * | 2020-12-29 | 2021-03-16 | 大禹电气科技股份有限公司 | Voltage or current calibration method of frequency converter, frequency converter and system |
-
2000
- 2000-02-10 JP JP2000038193A patent/JP3658263B2/en not_active Expired - Lifetime
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| CN112510973A (en) * | 2020-12-29 | 2021-03-16 | 大禹电气科技股份有限公司 | Voltage or current calibration method of frequency converter, frequency converter and system |
| CN112510973B (en) * | 2020-12-29 | 2021-11-16 | 大禹电气科技股份有限公司 | Voltage or current calibration method of frequency converter, frequency converter and system |
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