JP2001258258A - Pwm cycloconverter - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、一定周波数の交流
電源から任意の周波数の交流出力を直接生成する電力変
換装置であるサイクロコンバータに関し、特にパルス幅
変調（ＰＷＭ）制御方式を用いたＰＷＭサイクロコンバ
ータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cycloconverter which is a power converter for directly generating an AC output of an arbitrary frequency from an AC power supply of a constant frequency, and more particularly to a PWM cyclone using a pulse width modulation (PWM) control system. About converter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＰＷＭサイクロコンバータは、入力電源
と出力とが直接双方向に電流が流れることができる双方
向スイッチを介して直接接続されている。また、ＰＷＭ
サイクロコンバータでは、欠相、停電、電源不平衡等の
入力電源の異常が発生し通常の運転を維持することがで
きなくなった場合には運転を停止しなければならない。
電源の異常が発生した場合に運転を停止する従来のＰＷ
Ｍサイクロコンバータを図７に示す。この従来のＰＷＭ
サイクロコンバータは、三相交流電源１と、入力フィル
タ２と、電源異常検出回路３０と、入力電源位相検出回
路４０と、入力電源レベル検出回路５０と、制御コント
ローラ１６０と、ゲートドライバ７０と、双方向スイッ
チモジュール８０とから構成されている。2. Description of the Related Art In a PWM cycloconverter, an input power supply and an output are directly connected via a bidirectional switch through which a current can flow directly in both directions. In addition, PWM
The operation of a cycloconverter must be stopped when normal operation cannot be maintained due to an input power abnormality such as phase loss, power failure, or power imbalance.
Conventional PW that stops operation when power supply abnormality occurs
FIG. 7 shows an M cycloconverter. This conventional PWM
The cycloconverter includes a three-phase AC power supply 1, an input filter 2, a power supply abnormality detection circuit 30, an input power supply phase detection circuit 40, an input power supply level detection circuit 50, a control controller 160, and a gate driver 70. And a direction switch module 80.
【０００３】三相交流電源１は、入力フィルタ２を介し
て双方向スイッチモジュール８０に接続されている。双
方向スイッチモジュール８０は、入力フィルタ２を介し
て入力された三相交流電源１の三相電圧（Ｒ、Ｓ、Ｔ）
と三相の出力電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）との間の全ての組合わ
せを接続する９つの双方向スイッチＳur〜Ｓwtにより構
成されている。そして、双方向スイッチモジュール８０
の出力は、負荷Ｒ1〜Ｒ3に接続される。[0003] The three-phase AC power supply 1 is connected to a bidirectional switch module 80 via an input filter 2. The bidirectional switch module 80 includes a three-phase voltage (R, S, T) of the three-phase AC power supply 1 input via the input filter 2.
And nine bidirectional switches Sur to Swt which connect all combinations between the three-phase output voltages (U, V, W). Then, the bidirectional switch module 80
Are connected to loads R 1 to R 3 .
【０００４】制御コントローラ１６０は、入力電源レベ
ル検出回路５０、入力電源位相検出回路４０から入力さ
れる情報に基いて、ゲートドライバ７０へゲート信号を
出力している。ゲートドライバ７０は、ゲート信号に基
いて双方向スイッチモジュール８０の各双方向スイッチ
ＳUR〜ＳWTを駆動している。入力電源レベル検出回路５
０は、三相交流電源１の電圧値を検出している。[0004] The controller 160 outputs a gate signal to the gate driver 70 based on information input from the input power supply level detection circuit 50 and the input power supply phase detection circuit 40. The gate driver 70 is driving each bidirectional switch S UR to S WT bidirectional switch module 80 based on the gate signal. Input power level detection circuit 5
0 detects the voltage value of the three-phase AC power supply 1.
【０００５】入力電源位相検出回路４０は、三相交流電
源１のうちの２相を入力とし、三相交流電源１の位相を
検出している。また、入力電源位相検出回路４０は、図
８に示すように、トランス１００と、コンパレータ１０
１と、位相周波数比較器（ＰＦＤ）１０２と、フィルタ
１０３と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０４と、カウン
タ１０５とから構成されている。The input power supply phase detection circuit 40 receives two phases of the three-phase AC power supply 1 and detects the phase of the three-phase AC power supply 1. The input power phase detection circuit 40 includes a transformer 100 and a comparator 10 as shown in FIG.
1, a phase frequency comparator (PFD) 102, a filter 103, a voltage controlled oscillator (VCO) 104, and a counter 105.
【０００６】三相交流電源１からの入力電圧のうちの２
相分はトランス１００を介してコンパレータ１０１に入
力され、ＰＦＤ１０２、フィルタ１０３、ＶＣＯ１０
４、カウンタ１０５に入力されることにより位相情報と
なる。カウンタ１０５の最上位ビット（ＭＳＢ）は、Ｐ
ＦＤ１０２にフィードバックされることによりＰＬＬ回
路が構成されている。入力電圧の位相を検出する手段
は、図８に示されるような回路でなく、コンパレータ１
０１の出力の矩形波のエッジからエッジまでをタイマに
よって計測するような回路によっても構成することがで
きる。Two of the input voltages from the three-phase AC power supply 1
The phase component is input to the comparator 101 via the transformer 100, and the PFD 102, the filter 103, the VCO 10
4. Phase information is obtained by being input to the counter 105. The most significant bit (MSB) of the counter 105 is P
A PLL circuit is configured by feedback to the FD 102. The means for detecting the phase of the input voltage is not a circuit as shown in FIG.
It can also be configured by a circuit that measures from edge to edge of the rectangular wave of the output 01 with a timer.
【０００７】電源異常検出回路３０は、三相交流電源１
に欠相、停電、不平衡といった電源異常が検出された場
合、電源異常検出信号１２０を制御コントローラ１６０
に出力する。制御コントローラ１６０は、電源異常検出
信号１２０を入力すると、双方向スイッチモジュール８
０を停止させるために、ゲートドライバ７０に停止用ゲ
ート信号を出力する。[0007] The power supply abnormality detection circuit 30 includes a three-phase AC power supply 1.
If a power failure such as phase loss, power failure, or imbalance is detected, the power failure detection signal 120 is sent to the controller 160.
Output to When the controller 160 receives the power supply abnormality detection signal 120, the controller 160
In order to stop 0, a gate signal for stopping is output to the gate driver 70.
【０００８】上記で説明した従来のＰＷＭサイクロコン
バータによれば、電源異常が発生した場合でも、運転の
停止が自動的に行われる。しかし、電動機が使用される
用途によっては、電源異常が発生した場合でも運転の継
続が必要となる場合がある。このような課題を達成する
ためには、一般的に直流電源や無停電電源等の非常用電
源を備えるようにし、電源異常が発生した場合には通常
の電源を非常用の電源に切替えることにより運転の継続
を行うようにすることが考えられる。According to the above-described conventional PWM cycloconverter, the operation is automatically stopped even when a power supply abnormality occurs. However, depending on the application in which the motor is used, it may be necessary to continue operation even when a power supply abnormality occurs. In order to achieve such a task, an emergency power supply such as a DC power supply or an uninterruptible power supply is generally provided, and if a power supply abnormality occurs, the normal power supply is switched to the emergency power supply. It is conceivable to continue the operation.
【０００９】このような考え方により、電源異常の場合
でも電動機の運転の継続を実現した方法を、ＰＷＭイン
バータの場合を用いて説明する。A method of realizing the continuation of the operation of the motor even in the case of a power supply abnormality based on such a concept will be described using a case of a PWM inverter.
【００１０】このＰＷＭインバータは、図９に示すよう
に、交流電源１１１と、ダイオードモジュール１１２
と、非常用電源である直流電源１１３と、トランジスタ
モジュール１１４と、ダイオード１１５、１１６と、コ
ントローラ１１７と、平滑コンデンサ１１８とから構成
されている。As shown in FIG. 9, this PWM inverter includes an AC power supply 111 and a diode module 112.
, A DC power supply 113 serving as an emergency power supply, a transistor module 114, diodes 115 and 116, a controller 117, and a smoothing capacitor 118.
【００１１】ダイオードモジュール１１２は、交流電源
１の出力電圧を整流し直流電圧に変換している。ダイオ
ード１１５、１１６は、ダイオードモジュール１１２か
らの出力電圧と、直流電流１１３からの出力電圧のうち
の電圧値が高い方を選択している。コントローラ１１７
は、トランジスタモジュール１１４を構成している各ト
ランジスタに対して制御信号をそれぞれ出力することに
より、直流電圧を三相交流電圧に変換して負荷Ｒ1〜Ｒ3
に対して出力している。The diode module 112 rectifies the output voltage of the AC power supply 1 and converts it into a DC voltage. The diodes 115 and 116 select the higher voltage value of the output voltage from the diode module 112 and the output voltage from the DC current 113. Controller 117
By outputting respectively control signals for each transistor constituting the transistor module 114, the load and converts the DC voltage into three-phase AC voltages R 1 to R 3
Is output to
【００１２】このＰＷＭインバータでは、交流電源１１
１の電圧が低下し、平滑コンデンサ１１８の電圧が低下
すると自動的に直流電源１１３はトランジスタモジュー
ル１１４への電力の供給を行う。そのため、交流電源１
１１に異常が発生しその出力電圧が低下した場合でも、
負荷である電動機の運転を中断することなく非常用電源
である直流電源１１３への切り替えを行うことができ
る。In this PWM inverter, the AC power supply 11
1 and the voltage of the smoothing capacitor 118 decreases, the DC power supply 113 automatically supplies power to the transistor module 114. Therefore, AC power supply 1
Even if an abnormality occurs in 11 and its output voltage drops,
The switching to the DC power supply 113 as the emergency power supply can be performed without interrupting the operation of the motor as the load.
【００１３】このように、ＰＷＭインバータでは直流電
源１１３とダイオード１１５、１１６を設けるという簡
易な方法により電源異常の場合でも運転の継続を行うこ
とができるのは、直流部を有しているからである。As described above, the PWM inverter can continue the operation even in the case of power supply abnormality by the simple method of providing the DC power supply 113 and the diodes 115 and 116 because the DC inverter has the DC section. is there.
【００１４】しかし、ＰＷＭサイクロコンバータでは、
交流電源を直接任意の周波数の交流電源に変換している
ため直流部を有していない。そのため、ＰＷＭサイクロ
コンバータでは、ＰＷＭインバータのようにダイオード
等を用いて供給電源を切替えることは不可能である。However, in the PWM cycloconverter,
Since the AC power supply is directly converted to an AC power supply of an arbitrary frequency, it has no DC section. Therefore, in the PWM cycloconverter, it is impossible to switch the power supply using a diode or the like as in a PWM inverter.
【００１５】また、ＰＷＭサイクロコンバータでは、入
力電源の位相情報を知ることができなければその動作を
制御することができない。従って、図７に示したような
従来のＰＷＭサイクロコンバータでは、無停電の三相交
流電源を非常用電源として備えておき、電源異常時には
使用する電源を三相交流電源１から非常用電源に単純に
切替えただけでは、電動機の運転を一旦停止することが
必要となり運転を継続させることはできない。In the PWM cycloconverter, the operation cannot be controlled unless the phase information of the input power supply can be known. Therefore, in the conventional PWM cycloconverter as shown in FIG. 7, an uninterruptible three-phase AC power supply is provided as an emergency power supply, and in the event of a power failure, the power supply used is simply changed from the three-phase AC power supply 1 to the emergency power supply. , It is necessary to temporarily stop the operation of the electric motor, and the operation cannot be continued.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＰＷＭ
サイクロコンバータでは、電源異常が発生して通常電源
から非常用電源への切り替えを行うとすると、運転を中
断しなければならなず継続した運転を実現することがで
きないという問題点があった。SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned conventional PWM
In the cycloconverter, when switching from the normal power supply to the emergency power supply is performed due to a power supply abnormality, there is a problem that the operation must be interrupted and continuous operation cannot be realized.
【００１７】本発明の目的は、電源異常が発生した場合
でも、運転を中断することなく通常電源から非常用電源
への切り替えを行うことにより継続した運転を実現する
ことができるＰＷＭサイクロコンバータを提供すること
である。An object of the present invention is to provide a PWM cyclo-converter capable of realizing continuous operation by switching from a normal power supply to an emergency power supply without interrupting the operation even when a power supply abnormality occurs. It is to be.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＰＷＭサイクロコンバータは、三相交流電
源の三相電圧と、三相の出力電圧との間をそれぞれ接続
する９つの双方向スイッチにより構成されている双方向
スイッチモジュールと、前記双方向スイッチモジュール
に入力される三相交流電圧のうちの２相を入力とし、そ
の位相の検出を行っている入力電源位相検出回路とを有
するＰＷＭサイクロコンバータにおいて、単相交流電源
である無停電電源と、前記三相交流電源の電源異常を検
出した場合に電源異常検出信号を出力する電源異常検出
回路と、前記電源異常検出信号が入力されていない場合
には前記三相交流電源からの三相出力電圧を前記双方向
スイッチモジュールへ出力し、前記電源異常検出信号が
入力された場合には前記三相交流電源からの三相出力電
圧のうちの、前記入力電源位相検出回路が位相の検出を
行っている２相の出力電圧の替わりに前記無停電電源か
らの単相交流電圧を前記双方向スイッチモジュールへ出
力する電源切り替え器と、前記入力電源位相検出回路に
より検出された位相情報に基いて前記双方向スイッチモ
ジュールに対する制御を行っていて、前記電源異常検出
信号が入力されていない場合には、前記双方向スイッチ
モジュールに対して三相入力運転するような制御を行な
い、前記電源異常検出信号が入力されると、前記双方向
スイッチモジュールの制御方式を三相入力運転から単相
入力運転に切替える制御部とを有することを特徴とす
る。In order to achieve the above object, a PWM cycloconverter according to the present invention comprises nine terminals for connecting a three-phase voltage of a three-phase AC power supply and a three-phase output voltage. A two-way switch module configured by a two-way switch, and an input power supply phase detection circuit that receives two phases of the three-phase AC voltage input to the two-way switch module and detects the phase. An uninterruptible power supply that is a single-phase AC power supply, a power supply abnormality detection circuit that outputs a power supply abnormality detection signal when power supply abnormality of the three-phase AC power supply is detected, and an input of the power supply abnormality detection signal. If not, output the three-phase output voltage from the three-phase AC power supply to the bidirectional switch module, if the power supply abnormality detection signal is input Of the three-phase output voltages from the three-phase AC power supply, the single-phase AC voltage from the uninterruptible power supply is used instead of the two-phase output voltage for which the input power supply phase detection circuit is performing phase detection. A power switch that outputs to the bidirectional switch module, and controls the bidirectional switch module based on the phase information detected by the input power phase detection circuit, and the power supply abnormality detection signal is not input. Performs control such that three-phase input operation is performed on the bidirectional switch module. When the power supply abnormality detection signal is input, the control method of the bidirectional switch module is changed from three-phase input operation to single-phase input operation. And a control unit for switching to.
【００１９】本発明は、三相交流電源に異常が発生した
場合には、使用する電源を三相交流電源から単相の無停
電電源へ切り替え、双方向スイッチモジュールの制御方
式を三相運転から単相運転に切り替えるようにしている
ので、運転をほぼ中断させることなく電源の切り替えを
行うことにより継続した運転を実現することができる。According to the present invention, when an abnormality occurs in the three-phase AC power supply, the power supply to be used is switched from the three-phase AC power supply to a single-phase uninterruptible power supply, and the control method of the bidirectional switch module is changed from the three-phase operation. Since the operation is switched to the single-phase operation, continuous operation can be realized by switching the power supply without substantially interrupting the operation.
【００２０】また、本発明の他のＰＷＭサイクロコンバ
ータによれば、上記発明に加えて無停電電源の位相の検
出を行っている無停電電源位相検出回路と、前記電源異
常検出信号が入力された場合には前記無停電電源位相検
出回路から出力される位相情報を選択して出力し、前記
電源異常検出信号が入力されていない場合には前記入力
電源位相検出回路から出力される位相情報を選択して出
力している位相検出回路切り替え器とを有し、制御部は
位相検出回路切り替え器から出力された位相情報に基い
て双方向スイッチモジュールに対する制御を行うように
している。According to another PWM cycloconverter of the present invention, in addition to the above-mentioned invention, an uninterruptible power supply phase detecting circuit for detecting a phase of the uninterruptible power supply and the power supply abnormality detection signal are input. In the case, the phase information output from the uninterruptible power supply phase detection circuit is selected and output, and when the power supply abnormality detection signal is not input, the phase information output from the input power supply phase detection circuit is selected. And a phase detection circuit switching device that outputs the detected data and the control unit controls the bidirectional switch module based on the phase information output from the phase detection circuit switching device.
【００２１】本発明は、電源異常が発生する前から、無
停電電源位相検出回路により無停電電源の位相の検出を
行うことにより、位相検出回路切り替え器が出力する位
相情報の切り替えを行った直後でも無停電電源の正確な
位相情報が出力されるようにしているので、電源切り替
えの際の運転の停止をほぼ無くすことができ、継続した
運転を実現することができる。According to the present invention, the phase of the uninterruptible power supply is detected by the uninterruptible power supply phase detection circuit before the occurrence of the power supply abnormality, so that the phase information output from the phase detection circuit switching device is switched. However, since accurate phase information of the uninterruptible power supply is output, the stoppage of the operation at the time of power supply switching can be almost eliminated, and continuous operation can be realized.
【００２２】また、本発明の他のＰＷＭサイクロコンバ
ータによれば、三相交流電源の三相電圧と、三相の出力
電圧との間をそれぞれ接続する９つの双方向スイッチに
より構成されている双方向スイッチモジュールと、前記
双方向スイッチモジュールに入力される三相交流電圧の
うちの２相を入力とし、その位相の検出を行っている入
力電源位相検出回路とを有するＰＷＭサイクロコンバー
タにおいて、直流電源と、前記三相交流電源の電源異常
を検出した場合に電源異常検出信号を出力する電源異常
検出回路と、前記電源異常検出信号が入力されていない
場合には前記三相交流電源からの三相出力電圧を前記双
方向スイッチモジュールへ出力し、前記電源異常検出信
号が入力された場合には前記三相交流電源からの三相出
力電圧のうちの、前記入力電源位相検出回路が位相の検
出を行っている２相の出力電圧の替わりに前記直流電源
からの直流電圧を前記双方向スイッチモジュールへ出力
する電源切り替え器と、固定位相情報生成回路と、前記
電源異常検出信号が入力された場合には前記固定位相情
報生成回路から出力される固定位相情報を選択して出力
し、前記電源異常検出信号が入力されていない場合には
前記入力電源位相検出回路から出力される位相情報を選
択して出力している位相検出回路切り替え器と、前記位
相検出回路切り替え器から出力された位相情報に基いて
前記双方向スイッチモジュールに対する制御を行ってい
て、前記電源異常検出信号が入力されていない場合に
は、前記双方向スイッチモジュールに対して三相入力運
転するような制御を行ない、前記電源異常検出信号が入
力されると、前記双方向スイッチモジュールの制御方式
を三相入力運転から単相入力運転に切替える制御部とを
有することを特徴とする。Further, according to another PWM cycloconverter of the present invention, both of which are constituted by nine bidirectional switches for respectively connecting the three-phase voltage of the three-phase AC power supply and the three-phase output voltage. A PWM cycloconverter comprising a bidirectional switch module and an input power supply phase detection circuit that receives two phases of the three-phase AC voltages input to the bidirectional switch module and detects the phase. A power failure detection circuit that outputs a power failure detection signal when a power failure of the three-phase AC power supply is detected, and a three-phase power supply from the three-phase AC power supply when the power failure detection signal is not input. Output the output voltage to the bidirectional switch module, of the three-phase output voltage from the three-phase AC power supply when the power supply abnormality detection signal is input, A power switch that outputs a DC voltage from the DC power supply to the bidirectional switch module in place of a two-phase output voltage in which the input power supply phase detection circuit is performing phase detection, a fixed phase information generation circuit, When the power supply abnormality detection signal is input, the fixed phase information output from the fixed phase information generation circuit is selected and output. When the power supply abnormality detection signal is not input, the input power supply phase detection is performed. A phase detection circuit switch that selects and outputs phase information output from the circuit, and controls the bidirectional switch module based on the phase information output from the phase detection circuit switch, When the power supply abnormality detection signal is not input, control is performed such that three-phase input operation is performed on the bidirectional switch module. When normal detection signal is input, and having a control unit for switching the single-phase input operation control method of the bidirectional switch module from the three-phase input operation.
【００２３】さらに、本発明の他のＰＷＭサイクロコン
バータによれば、三相交流電源の三相電圧と、三相の出
力電圧との間をそれぞれ接続する９つの双方向スイッチ
により構成されている双方向スイッチモジュールと、前
記双方向スイッチモジュールに入力される三相交流電圧
のうちの２相を入力とし、その位相の検出を行っている
入力電源位相検出回路と、前記入力電源位相検出回路に
より検出された位相情報に基いて前記双方向スイッチモ
ジュールに対する制御を行っている制御部とを有するＰ
ＷＭサイクロコンバータにおいて、前記三相交流電源の
電源異常を検出した場合に電源異常検出信号および切り
替え制御信号を出力し、電源異常が復帰した場合には、
前記電源異常検出信号の出力を停止し、その後一定時間
経過してから前記切り替え制御信号の出力を停止する電
源異常検出回路と、前記三相交流電源の位相を常に検出
することにより前記三相交流電源の出力電圧と同期した
三相電圧を生成していて、前記電源異常検出信号を入力
すると、前記電源異常検出信号が入力される直前の位相
情報に基いた三相電圧を一定周期で出力する無停電電源
モジュールと、前記切り替え制御信号が入力されていな
い場合には前記三相交流電源からの三相出力電圧を前記
双方向スイッチモジュールへ出力し、前記切り替え制御
信号が入力された場合には前記無停電電源モジュールか
らの三相出力電圧を前記双方向スイッチモジュールへ出
力する電源切り替え器とを有することを特徴とする。Further, according to another PWM cyclo-converter of the present invention, both of which are constituted by nine bidirectional switches for respectively connecting the three-phase voltage of the three-phase AC power supply and the three-phase output voltage. Direction switch module, an input power supply phase detection circuit that receives two phases of the three-phase AC voltage input to the bidirectional switch module, and detects the phase, and the input power supply phase detection circuit And a control unit for controlling the bidirectional switch module based on the obtained phase information.
In the WM cycloconverter, a power failure detection signal and a switching control signal are output when the power failure of the three-phase AC power supply is detected, and when the power failure is recovered,
A power failure detection circuit that stops the output of the power failure detection signal and then stops outputting the switching control signal after a certain period of time, and the three-phase AC by constantly detecting the phase of the three-phase AC power supply. When a three-phase voltage synchronized with the output voltage of the power supply is generated and the power supply abnormality detection signal is input, a three-phase voltage based on the phase information immediately before the power supply abnormality detection signal is input is output at a constant cycle. An uninterruptible power supply module, when the switching control signal is not input, outputs a three-phase output voltage from the three-phase AC power supply to the bidirectional switch module, and when the switching control signal is input, A power switch for outputting a three-phase output voltage from the uninterruptible power supply module to the bidirectional switch module.
【００２４】本発明は、三相交流電源に同期している三
相交流電圧を無停電電源モジュールにより常に生成して
おくようにしているので、三相交流電源に異常が発生し
た場合でも、三相交流運転を中断することなく継続する
ことができる。また、電源異常が復帰した場合には、切
り替え制御信号の出力を停止するのを電源異常検出信号
の出力を停止してから一定時間後に行うようにしている
ので、無停電電源から出力される三相交流電圧と、三相
交流電源から出力される三相交流電圧とが同期してから
電源切り替え器による切り替えが行われる。そのため、
電源異常が復帰のした場合でも運転を中断することなく
電源の切り替えを行うことができる。According to the present invention, the three-phase AC voltage synchronized with the three-phase AC power supply is always generated by the uninterruptible power supply module. The phase exchange operation can be continued without interruption. Further, when the power supply abnormality is recovered, the output of the switching control signal is stopped after a certain period of time after the output of the power supply abnormality detection signal is stopped. Switching by the power switch is performed after the phase AC voltage and the three-phase AC voltage output from the three-phase AC power supply are synchronized. for that reason,
Even when the power supply abnormality is recovered, the power supply can be switched without interrupting the operation.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００２６】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態のＰＷＭサイクロコンバータの構成を示すブロ
ック図である。図１において、図７中の構成要素と同一
の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するもの
とする。(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a PWM cycloconverter according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００２７】本実施形態のＰＷＭサイクロコンバータ
は、図７に示した従来のＰＷＭサイクロコンバータに対
して、電源切り替え器２０、単相交流電源である無停電
電源１０を新たに設け、制御コントローラ１６０を制御
コントローラ６０に置き換えたものである。The PWM cycloconverter of this embodiment is different from the conventional PWM cycloconverter shown in FIG. 7 in that a power supply switch 20 and an uninterruptible power supply 10 as a single-phase AC power supply are newly provided. This is replaced with a controller 60.
【００２８】電源切り替え器２０は、電源異常検出信号
１２０が入力されていない場合には三相交流電源１から
の三相出力電圧（Ｒ、Ｓ、Ｔ）をそのまま入力フィルタ
２へ出力し、電源異常検出信号１２０が入力された場合
には三相交流電源１からの三相出力電圧（Ｒ、Ｓ、Ｔ）
のうちのＲ、Ｓ相の替わりに無停電電源１０からの単相
交流電圧を入力フィルタ２へ出力する。The power switch 20 outputs the three-phase output voltage (R, S, T) from the three-phase AC power supply 1 to the input filter 2 as it is when the power failure detection signal 120 is not input, and When the abnormality detection signal 120 is input, the three-phase output voltage (R, S, T) from the three-phase AC power supply 1
The single-phase AC voltage from the uninterruptible power supply 10 is output to the input filter 2 instead of the R and S phases.
【００２９】制御コントローラ６０は、電源異常検出信
号１２０が入力されていない通常の状態では、制御コン
トローラ１６０と同様な動作を行ない双方向スイッチモ
ジュール８０の動作を制御するためのゲート信号をゲー
トドライバ７０へ対して出力している。そして、制御コ
ントローラ６０は、電源異常検出信号１２０が入力され
ると、制御方式を三相入力運転から単相入力運転に切替
える。In a normal state where the power failure detection signal 120 is not input, the control controller 60 performs the same operation as the control controller 160 and outputs a gate signal for controlling the operation of the bidirectional switch module 80 to the gate driver 70. Output to Then, when the power supply abnormality detection signal 120 is input, the controller 60 switches the control method from the three-phase input operation to the single-phase input operation.
【００３０】また、本実施形態では、入力電源位相検出
回路４０は、電源切り替え器２０から出力され入力フィ
ルタ２へ入力される三相出力電圧のうちのＲ、Ｓ相を入
力として位相の検出を行っている。In the present embodiment, the input power phase detection circuit 40 detects the phase by using the R and S phases of the three-phase output voltages output from the power switch 20 and input to the input filter 2 as inputs. Is going.
【００３１】次に、本実施形態のＰＷＭサイクロコンバ
ータの動作について図１を参照して詳細に説明する。Next, the operation of the PWM cycloconverter according to this embodiment will be described in detail with reference to FIG.
【００３２】本実施形態のＰＷＭサイクロコンバータで
は、三相交流電源１に異常が発生すると電源異常検出回
路３０によりその三相交流電源１の異常が検出され電源
異常検出信号１２０が出力される。そして、電源異常検
出信号１２０が出力されたことにより、電源切り替え器
２０は、三相交流電源１からのからの三相出力電圧
（Ｒ、Ｓ、Ｔ）のうちのＲ、Ｓ相の替わりに無停電電源
１０からの単相交流出力電圧を入力フィルタ２へ出力す
るようになる。In the PWM cycloconverter of this embodiment, when an abnormality occurs in the three-phase AC power supply 1, the abnormality of the three-phase AC power supply 1 is detected by the power supply abnormality detection circuit 30, and a power supply abnormality detection signal 120 is output. Then, when the power supply abnormality detection signal 120 is output, the power supply switch 20 replaces the R and S phases of the three-phase output voltages (R, S, and T) from the three-phase AC power supply 1. The single-phase AC output voltage from the uninterruptible power supply 10 is output to the input filter 2.
【００３３】そのため、入力電源位相検出回路４０は、
無停電電源１０の位相の検出を行うようになる。そし
て、制御コントローラ６０は、電源異常検出信号１２０
が入力されたことにより、制御方式を三相入力運転から
単相入力運転に切替え、入力電源位相検出回路４０によ
り検出された無停電電源１０の位相情報を用いてゲート
ドライバ７０を介して双方向スイッチモジュール８０の
制御を行う。Therefore, the input power phase detection circuit 40
The phase of the uninterruptible power supply 10 is detected. Then, the controller 60 outputs the power failure detection signal 120.
Is input, the control mode is switched from the three-phase input operation to the single-phase input operation, and the bidirectional control is performed via the gate driver 70 using the phase information of the uninterruptible power supply 10 detected by the input power supply phase detection circuit 40. The control of the switch module 80 is performed.
【００３４】本実施形態のＰＷＭサイクロコンバータに
よれば、三相交流電源１に異常が発生した場合には、使
用する電源を三相交流電源１から単相の無停電電源１０
へ切り替え、制御方式を三相運転から単相運転に切り替
えるようにすることにより、運転をほぼ中断させること
なく電源の切り替えを行うことにより継続した運転を実
現することができる。According to the PWM cycloconverter of the present embodiment, when an abnormality occurs in the three-phase AC power supply 1, the power supply to be used is changed from the three-phase AC power supply 1 to the single-phase uninterruptible power supply 10
By switching the control mode from the three-phase operation to the single-phase operation, it is possible to realize a continuous operation by switching the power supply without substantially interrupting the operation.
【００３５】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態のＰＷＭサイクロコンバータについて説明す
る。(Second Embodiment) Next, a PWM cycloconverter according to a second embodiment of the present invention will be described.
【００３６】上記で説明した第１の実施形態のＰＷＭサ
イクロコンバータでは、電源異常検出信号１２０が出力
され入力電源位相検出回路４０に入力される電源が三相
交流電源１から無停電電源１０に切り替わった場合、入
力電源位相検出回路４０を構成しているＰＬＬがロック
して、無停電電源１０の位相が検出され位相情報が出力
されるまでにはある程度の時間を必要とする。この時間
は、入力される信号への周波数変動の追従範囲を広く設
定すれば、一般的なＰＬＬ回路の性質と同様に長くな
る。従って、上記第１の実施形態のＰＷＭサイクロコン
バータによれば、非常用電源である無停電電源１０への
切り替えの際には、一瞬だけ運転が中断してしまう可能
性が有る。In the above-described PWM cycloconverter of the first embodiment, the power supply abnormality detection signal 120 is output and the power supply input to the input power supply phase detection circuit 40 is switched from the three-phase AC power supply 1 to the uninterruptible power supply 10. In this case, a certain period of time is required until the PLL constituting the input power supply phase detection circuit 40 is locked and the phase of the uninterruptible power supply 10 is detected and the phase information is output. This time becomes longer similarly to the characteristics of a general PLL circuit if the range in which the frequency variation follows the input signal is set wider. Therefore, according to the PWM cycloconverter of the first embodiment, when switching to the uninterruptible power supply 10 which is an emergency power supply, the operation may be interrupted for a moment.
【００３７】本実施形態のＰＷＭサイクロコンバータ
は、このような点を改善し、電源異常が発生した場合で
も、運転を中断することなく電源の切り替えを行ない、
継続した運転を実現するためのものである。The PWM cycloconverter according to the present embodiment improves such a point, and switches the power supply without interrupting the operation even if a power supply abnormality occurs.
This is for realizing continuous operation.
【００３８】本実施形態のＰＷＭサイクロコンバータの
構成を示したブロック図を図２に示す。図２において、
図１中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付
し、説明を省略するものとする。本実施形態のＰＷＭサ
イクロコンバータでは、図１に示した第１の実施形態の
ＰＷＭサイクロコンバータに対して、無停電電源１０の
位相を検出するための無停電電源位相検出回路４１と、
位相検出回路切り替え器４３が新たに設けられている。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the PWM cycloconverter according to this embodiment. In FIG.
The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The PWM cycloconverter of the present embodiment differs from the PWM cycloconverter of the first embodiment shown in FIG. 1 in that an uninterruptible power supply phase detection circuit 41 for detecting the phase of the uninterruptible power supply 10 includes:
A phase detection circuit switch 43 is newly provided.
【００３９】無停電電源位相検出回路４１は、図８に示
したような入力電源位相検出回路４０と同様な構成とな
っている。そして、無停電電源位相検出回路４１は、常
に無停電電源１０の位相の検出を行っている。The uninterruptible power supply phase detection circuit 41 has the same configuration as the input power supply phase detection circuit 40 as shown in FIG. The uninterruptible power supply phase detection circuit 41 always detects the phase of the uninterruptible power supply 10.
【００４０】位相検出回路切り替え器４３は、電源異常
検出信号１２０が入力された場合には無停電電源位相検
出回路４１から出力される位相情報を選択して出力し、
電源異常検出信号１２０が入力されていない場合には入
力電源位相検出回路４０から出力される位相情報を選択
して出力している。When the power supply abnormality detection signal 120 is input, the phase detection circuit switch 43 selects and outputs the phase information output from the uninterruptible power supply phase detection circuit 41,
When the power supply abnormality detection signal 120 is not input, the phase information output from the input power supply phase detection circuit 40 is selected and output.
【００４１】次に、本実施形態のＰＷＭサイクロコンバ
ータの動作について図２を参照して詳細に説明する。Next, the operation of the PWM cycloconverter according to this embodiment will be described in detail with reference to FIG.
【００４２】本実施形態のＰＷＭサイクロコンバータで
は、三相交流電源１に異常が発生して、電源異常検出回
路３０により電源異常検出信号１２０が出力された場
合、上記第１の実施形態のＰＷＭサイクロコンバータに
おける動作に加えて以下のような動作が行われる。In the PWM cycloconverter of the present embodiment, when an abnormality occurs in the three-phase AC power supply 1 and the power supply abnormality detection circuit 30 outputs the power supply abnormality detection signal 120, the PWM cycloconverter of the first embodiment described above. The following operation is performed in addition to the operation in the converter.
【００４３】位相検出回路切り替え器４３は、出力する
位相情報を、入力電源位相検出回路４０から出力される
位相情報から、無停電電源位相検出回路４１から出力さ
れる位相情報に切り替える。無停電電源位相検出回路４
１では、電源異常が発生する前から無停電電源１０の位
相の検出を行っているので、位相検出回路切り替え器４
３が出力する位相情報の切り替えを行った直後でも無停
電電源１０の正確な位相情報を出力することができる。The phase detection circuit switch 43 switches the output phase information from the phase information output from the input power supply phase detection circuit 40 to the phase information output from the uninterruptible power supply phase detection circuit 41. Uninterruptible power supply phase detection circuit 4
1, since the phase of the uninterruptible power supply 10 is detected before the occurrence of the power failure, the phase detection circuit switch 4
3 can output accurate phase information of the uninterruptible power supply 10 even immediately after switching of the output phase information.
【００４４】従って、本実施形態のＰＷＭサイクロコン
バータによれば、上記第１の実施形態のＰＷＭサイクロ
コンバータによる場合と比較して、電源切り替えの際の
運転の停止をほぼ無くすことができ、継続した運転を実
現することができる。Therefore, according to the PWM cycloconverter of the present embodiment, the stoppage of the operation at the time of power supply switching can be substantially eliminated and the operation can be continued as compared with the case of the PWM cycloconverter of the first embodiment. Driving can be realized.
【００４５】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態のＰＷＭサイクロコンバータについて説明す
る。本実施形態のＰＷＭサイクロコンバータの構成を示
したブロック図を図３に示す。図３において、図２中の
構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明
を省略するものとする。(Third Embodiment) Next, a PWM cycloconverter according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the PWM cycloconverter according to the present embodiment. 3, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００４６】本実施形態のＰＷＭサイクロコンバータ
は、図２に示した第２の実施形態のＰＷＭサイクロコン
バータに対して、無停電電源１０のかわりにバッテリ１
１を備え、無停電電源位相検出回路４１のかわりに固定
位相情報生成回路４２を備えるようにしたものである。
固定位相情報生成回路４２は、固定位相情報を生成して
出力している。The PWM cycloconverter of the present embodiment is different from the PWM cycloconverter of the second embodiment shown in FIG.
1 and a fixed phase information generation circuit 42 instead of the uninterruptible power supply phase detection circuit 41.
The fixed phase information generation circuit 42 generates and outputs fixed phase information.
【００４７】次に、本実施形態のＰＷＭサイクロコンバ
ータの動作について図３を参照して詳細に説明する。Next, the operation of the PWM cycloconverter according to this embodiment will be described in detail with reference to FIG.
【００４８】本実施形態における電源切り替え器２０お
よび位相検出回路切り替え器４３は、図２に示した第２
の実施形態の場合と同様に動作を行う。三相交流電源１
に異常が発生し、電源異常検出回路３０から電源異常検
出信号１２０が出力された場合、固定位相情報生成回路
４２により生成された固定位相情報が位相検出回路切り
替え回路４３によれ選択された制御コントローラ６０に
出力される。The power switch 20 and the phase detection circuit switch 43 in the present embodiment are the same as those of the second switch shown in FIG.
The operation is performed in the same manner as in the embodiment. Three-phase AC power supply 1
When the power failure detection signal 30 is output from the power failure detection circuit 30 and the power failure detection signal 30 is output, the fixed phase information generated by the fixed phase information generation circuit 42 is selected by the phase detection circuit switching circuit 43. It is output to 60.
【００４９】バッテリ１１は直流電源であるため、その
位相は常に一定である。そのため、本実施形態では、制
御コントローラ６０は固定位相情報生成回路４２により
生成された固定位相情報を用いて単相運転を行うように
すれば、電源切り替えの際に運転を停止することなく継
続した運転を実現することができる。Since the battery 11 is a DC power supply, its phase is always constant. Therefore, in the present embodiment, if the controller 60 performs the single-phase operation using the fixed phase information generated by the fixed phase information generation circuit 42, the operation is continued without stopping at the time of power supply switching. Driving can be realized.
【００５０】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態のＰＷＭサイクロコンバータについて説明す
る。(Fourth Embodiment) Next, a PWM cycloconverter according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
【００５１】本実施形態のＰＷＭサイクロコンバータの
構成を示したブロック図を図４に示す。図４において、
図１中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付
し、説明を省略するものとする。本実施形態のＰＷＭサ
イクロコンバータは、図１に示した第１の実施形態のＰ
ＷＭサイクロコンバータに対して、無停電電源１０を無
停電電源モジュール９０に置き換え、電源切り替え器２
０を電源切り替え器２１に置き換え、電源異常検出回路
３０を電源異常検出回路３１に置き換えたものである。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the PWM cycloconverter according to this embodiment. In FIG.
The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The PWM cycloconverter according to the present embodiment is different from the PWM cycloconverter according to the first embodiment shown in FIG.
For the WM cycloconverter, the uninterruptible power supply 10 is replaced with an uninterruptible power supply module 90, and the power switch 2
0 is replaced by a power switch 21 and the power failure detection circuit 30 is replaced by a power failure detection circuit 31.
【００５２】電源異常検出回路３１は、三相交流電源１
に欠相、停電、不平衡といった電源異常が検出された場
合、電源異常検出信号１２０および切り替え制御信号１
２１を出力し、電源異常が復帰した場合には、電源異常
検出信号１２０の出力を停止し、その後一定時間経過し
てから切り替え制御信号１２１の出力を停止する。The power supply abnormality detection circuit 31 is a three-phase AC power supply 1
If a power failure such as an open phase, power failure, or imbalance is detected, the power failure detection signal 120 and the switching control signal 1
21 is output, and when the power supply abnormality is recovered, the output of the power supply abnormality detection signal 120 is stopped, and the output of the switching control signal 121 is stopped after a certain time has elapsed.
【００５３】無停電電源モジュール９０は、三相交流電
源１の位相を常に検出することにより三相交流電源１の
出力電圧と同期した三相電圧を生成していて、電源異常
検出信号１２０を入力すると、電源異常検出信号１２０
が入力される直前の位相情報に基いた三相電圧を一定周
期で出力する。The uninterruptible power supply module 90 generates a three-phase voltage synchronized with the output voltage of the three-phase AC power supply 1 by constantly detecting the phase of the three-phase AC power supply 1, and receives the power supply abnormality detection signal 120. Then, the power supply abnormality detection signal 120
And outputs a three-phase voltage based on the phase information immediately before the is input at a constant cycle.
【００５４】電源切り替え器２１は、切り替え制御信号
１２１が入力されていない場合には三相交流電源１から
の三相出力電圧（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を入力フィルタ２へ出力
し、切り替え制御信号１２１が入力された場合には無停
電電源１０からの三相交流出力電圧（Ｒ’、Ｓ’、
Ｔ’）を入力フィルタ２へ出力する。When the switching control signal 121 is not input, the power switch 21 outputs the three-phase output voltage (R, S, T) from the three-phase AC power supply 1 to the input filter 2, and outputs the switching control signal. When 121 is input, the three-phase AC output voltages (R ′, S ′,
T ′) is output to the input filter 2.
【００５５】本実施形態における制御コントローラ６０
には、電源異常検出信号１２０は入力されておらず、電
源異常が発生した場合でも通常の三相運転を行う。The controller 60 in the present embodiment
, The power supply abnormality detection signal 120 is not input, and a normal three-phase operation is performed even when a power supply abnormality occurs.
【００５６】無停電電源モジュール９０の構成を説明す
るためのブロック図を図５に示す。図５において、図９
中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、
説明を省略するものとする。FIG. 5 is a block diagram for explaining the configuration of the uninterruptible power supply module 90. In FIG. 5, FIG.
The same reference numerals are given to the same components as the components in,
The description is omitted.
【００５７】無停電電源モジュール９０は、無停電電源
（ＵＰＳ：Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅ
ｒ Ｓｕｐｐｌｙ）９１と、ダイオードモジュール１１
２と、コンデンサ１１８と、トランジスタモジュール１
１４と、コントローラ９２と、電源位相検出回路９３と
から構成されている。The uninterruptible power supply module 90 has an uninterruptible power supply (UPS).
r Supply) 91 and the diode module 11
2, the capacitor 118, and the transistor module 1
14, a controller 92, and a power supply phase detection circuit 93.
【００５８】電源位相検出回路９３は、三相交流電源１
の三相の出力電圧を入力することにより、三相交流電源
１の位相を常に検出し、検出した位相を位相情報として
コントローラ９２に対して出力している。The power supply phase detection circuit 93 is a three-phase AC power supply 1
, The phase of the three-phase AC power supply 1 is always detected, and the detected phase is output to the controller 92 as phase information.
【００５９】コントローラ９２は、電源異常検出信号１
２０が入力されていない通常状態では、電源位相検出回
路９３により検出された三相交流電源１の位相情報に基
いてトランジスタモジュール１１４の各トランジスタを
制御しトランジスタモジュール１１４から出力される三
相の出力電圧の位相を三相交流電源１に同期させるよう
な制御を行っている。そして、コントローラ９２は、電
源異常検出信号１２０が入力されると、電源異常検出信
号１２０が入力される直前の位相情報に基いてトランジ
スタモジュール１１４の各トランジスタの制御を行うこ
とにより、トランジスタモジュール１１４から出力され
る三相の出力電圧が一定周期となるような制御を行って
いる。The controller 92 supplies the power supply abnormality detection signal 1
In the normal state where the power supply 20 is not input, each transistor of the transistor module 114 is controlled based on the phase information of the three-phase AC power supply 1 detected by the power supply phase detection circuit 93, and the three-phase output output from the transistor module 114 is output. Control is performed such that the voltage phase is synchronized with the three-phase AC power supply 1. Then, when the power failure detection signal 120 is input, the controller 92 controls each transistor of the transistor module 114 based on the phase information immediately before the power failure detection signal 120 is input. Control is performed so that the output three-phase output voltages have a constant period.
【００６０】次に、本実施形態のＰＷＭサイクロコンバ
ータの動作を図４、５、６を参照して詳細に説明する。
図６は、本実施形態のＰＷＭサイクロコンバータの動作
を説明するためのタイミングチャートである。この図６
は、三相交流電源１の出力電圧波形、無停電電源９０の
出力電圧波形、双方向スイッチモジュール８０の入力電
圧のうちのＲ相の波形および電源異常検出信号１２０の
切り替え制御信号１２１の変化の様子を示したものであ
る。Next, the operation of the PWM cycloconverter of this embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the PWM cycloconverter of the present embodiment. This figure 6
Are the output voltage waveform of the three-phase AC power supply 1, the output voltage waveform of the uninterruptible power supply 90, the R-phase waveform of the input voltage of the bidirectional switch module 80, and the change of the switching control signal 121 of the power supply abnormality detection signal 120. It shows the situation.
【００６１】この図６では、時刻ｔ1で三相交流電源１
において停電となる電源異常が発生し、時刻ｔ2で三相
交流電源１が停電から復帰した場合を示している。In FIG. 6, at time t 1 , three-phase AC power supply 1
Power failure as a power failure occurs, the three-phase AC power source 1 at time t 2 indicates a case where recovery from a power failure in.
【００６２】時刻ｔ1までは、三相交流電源１の出力電
圧がそのまま双方スイッチモジュール８０に入力されて
いる。そして、その間も無停電電源モジュール９０で
は、三相交流電源１の出力電圧に同期した出力電圧
（Ｒ、’Ｓ’、Ｔ’）が生成されている。Until time t 1 , the output voltage of the three-phase AC power supply 1 is directly input to the two-side switch module 80. In the meantime, in the uninterruptible power supply module 90, output voltages (R, 'S', T ') synchronized with the output voltage of the three-phase AC power supply 1 are generated.
【００６３】そして、時刻ｔ1において三相交流電源１
が停電となると、電源異常検出回路３１がその異常を検
出し、電源異常検出信号１２０および切り替え制御信号
１２１を出力する。そのため、電源切り替え器２１は、
無停電電源モジュール９０の出力電圧を選択して出力す
るようになる。そして、無停電電源モジュール９０で
は、電源異常検出信号１２０が入力されると、その直前
に出力していた出力電圧をそのまま一定周期で出力する
ような動作を行っている。そのため時刻ｔ1以降におい
ても、双方向スイッチモジュール８０に入力される電圧
は、電源異常が発生しなかった場合とほぼ同様な電圧波
形となる。At time t 1 , the three-phase AC power source 1
When a power failure occurs, the power supply abnormality detection circuit 31 detects the abnormality and outputs a power supply abnormality detection signal 120 and a switching control signal 121. Therefore, the power switch 21 is
The output voltage of the uninterruptible power supply module 90 is selected and output. Then, when the power failure detection signal 120 is input, the uninterruptible power supply module 90 performs an operation of outputting the output voltage output immediately before it at a constant cycle. Also in the order after time t 1, the voltage input to the bidirectional switch module 80, a case where power failure did not occur with almost the same voltage waveform.
【００６４】そして、時刻ｔ2おいて、三相交流電源１
が停電から復帰すると、電源異常検出回路３１は、先ず
電源異常検出信号１２０の出力を停止する。そのため、
無停電電源モジュール９０では、トランジスタモジュー
ル１１４の出力電圧が交流電源１の出力電圧と同期する
ような制御が行われる。そして、時刻ｔ2から一定時間
が経過した時刻ｔ3において、電源異常検出回路３１は
切り替え制御信号１２１の出力を停止する。そのため、
電源切り替え器２１は、三相交流電源１の出力電圧を選
択して入力フィルタ２に出力するようになる。Then, at time t 2 , the three-phase AC power supply 1
Recovers from the power failure, the power failure detection circuit 31 first stops outputting the power failure detection signal 120. for that reason,
In the uninterruptible power supply module 90, control is performed such that the output voltage of the transistor module 114 is synchronized with the output voltage of the AC power supply 1. Then, at time t 3 when the predetermined time has elapsed from the time t 2, the power supply abnormality detection circuit 31 stops outputting the switching control signals 121. for that reason,
The power switch 21 selects the output voltage of the three-phase AC power supply 1 and outputs it to the input filter 2.
【００６５】電源異常検出回路３１が、電源異常が復帰
した際に、電源異常検出信号１２０の出力を停止してか
ら一定時間経過後に切り替え制御信号１２１の出力を停
止するようにしているのは、無停電電源モジュール９０
の出力電圧と三相交流電源１の出力電圧の位相が同期す
るために時間を確保するためである。The reason why the power failure detecting circuit 31 stops outputting the switching control signal 121 after a lapse of a predetermined time after stopping the output of the power failure detecting signal 120 when the power failure has recovered is as follows. Uninterruptible power supply module 90
This is to secure time for the phase of the output voltage of the three-phase AC power supply 1 to be synchronized with the output voltage of the three-phase AC power supply 1.
【００６６】上記で説明したように、本実施形態のＰＷ
Ｍサイクロコンバータによれば、三相交流電源１に同期
している三相交流電圧を無停電電源モジュール９０によ
り常に生成しておくことにより、三相交流電源１に異常
が発生した場合でも、三相交流運転を中断することなく
継続することができる。As described above, the PW of this embodiment is
According to the M cycloconverter, the three-phase AC voltage synchronized with the three-phase AC power supply 1 is always generated by the uninterruptible power supply module 90, so that even if an abnormality occurs in the three-phase AC power supply 1, The phase exchange operation can be continued without interruption.
【００６７】[0067]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、運転を
行っている最中に電源異常が発生した場合でも、運転を
中断することなく通常電源である三相交流電源から非常
用電源への切り替えを行うことができるという効果を有
している。As described above, according to the present invention, even if a power failure occurs during operation, the operation can be switched from a three-phase AC power supply, which is a normal power supply, to an emergency power supply without interrupting the operation. Has the effect that the switching of... Can be performed.
【図１】本発明の第１の実施形態のＰＷＭサイクロコン
バータの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a PWM cycloconverter according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施形態のＰＷＭサイクロコン
バータの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a PWM cyclo-converter according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施形態のＰＷＭサイクロコン
バータの構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a PWM cyclo-converter according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４の実施形態のＰＷＭサイクロコン
バータの構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a PWM cycloconverter according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】図４のＰＷＭサイクロコンバータ中の無停電電
源モジュール９０の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an uninterruptible power supply module 90 in the PWM cycloconverter of FIG.
【図６】図４のＰＷＭサイクロコンバータの動作を示す
タイミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the PWM cycloconverter of FIG.
【図７】従来のＰＷＭサイクロコンバータの構成を示す
ブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional PWM cyclo converter.
【図８】図７のＰＷＭサイクロコンバータ中の入力電源
位相検出回路４０の構成を示すブロック図である。8 is a block diagram showing a configuration of an input power phase detection circuit 40 in the PWM cycloconverter of FIG.
【図９】ＰＷＭインバータの構成を示すブロック図であ
る。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a PWM inverter.
１ 三相交流電源 ２ 入力フィルタ １０ 無停電電源 １１ バッテリ ２０、２１ 電源切り替え器 ３０、３１ 電源異常検出回路 ４０ 入力電源位相検出器 ４１ 無停電電源位相検出回路 ４２ 固定位相情報生成回路 ４３ 位相検出回路切り替え器 ５０ 入力電源レベル検出回路 ６０ 制御コントローラ ７０ ゲートドライバ ８０ 双方向スイッチモジュール ９０ 無停電電源モジュール ９１ 無停電電源（ＵＰＳ） ９２ コントローラ ９３ 電源位相検出回路 １００ トランス １０１ コンパレータ １０２ 位相周波数比較器（ＰＦＤ） １０３ フィルタ １０４ 電圧制御発振器（ＶＣＯ） １０５ カウンタ １１１ 交流電源 １１２ ダイオードモジュール １１３ 直流電源 １１４ トランジスタモジュール １１５、１１６ ダイオード １１７ コントローラ １１８ 平滑コンデンサ １２０ 電源異常検出信号 １２１ 切り替え制御信号 REFERENCE SIGNS LIST 1 three-phase AC power supply 2 input filter 10 uninterruptible power supply 11 battery 20, 21 power switch 30, 31 power supply abnormality detection circuit 40 input power supply phase detector 41 uninterruptible power supply phase detection circuit 42 fixed phase information generation circuit 43 phase detection circuit Switch 50 Input power level detection circuit 60 Control controller 70 Gate driver 80 Bidirectional switch module 90 Uninterruptible power supply module 91 Uninterruptible power supply (UPS) 92 Controller 93 Power supply phase detection circuit 100 Transformer 101 Comparator 102 Phase frequency comparator (PFD) 103 Filter 104 Voltage Controlled Oscillator (VCO) 105 Counter 111 AC Power Supply 112 Diode Module 113 DC Power Supply 114 Transistor Module 115, 116 Diode 117 Controller 1 8 a smoothing capacitor 120 power failure detection signal 121 switching control signal
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 渡邊 英司 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） 5H007 AA17 BB05 BB06 CA01 CB05 DB01 DC04 FA02 FA12 5H750 AA07 AA10 BA01 BA06 CC06 DD01 DD18 FF04 FF07 GG03 GG05 GG12 GG13 GG16 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hidenori Hara 2-1 Kurosaki Castle Stone, Yawata Nishi-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture Inside Yaskawa Electric Co., Ltd. (72) Eiji Watanabe 2-1 Kurosaki Castle Stone, Yawata Nishi-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture F-term in Yaskawa Electric Co., Ltd. (Reference) 5H007 AA17 BB05 BB06 CA01 CB05 DB01 DC04 FA02 FA12 5H750 AA07 AA10 BA01 BA06 CC06 DD01 DD18 FF04 FF07 GG03 GG05 GG12 GG13 GG16
Claims (5)
電圧との間をそれぞれ接続する９つの双方向スイッチに
より構成されている双方向スイッチモジュールと、 前記双方向スイッチモジュールに入力される三相交流電
圧のうちの２相を入力とし、その位相の検出を行ってい
る入力電源位相検出回路とを有するＰＷＭサイクロコン
バータにおいて、 単相交流電源である無停電電源と、 前記三相交流電源の電源異常を検出した場合に電源異常
検出信号を出力する電源異常検出回路と、 前記電源異常検出信号が入力されていない場合には前記
三相交流電源からの三相出力電圧を前記双方向スイッチ
モジュールへ出力し、前記電源異常検出信号が入力され
た場合には前記三相交流電源からの三相出力電圧のうち
の、前記入力電源位相検出回路が位相の検出を行ってい
る２相の出力電圧の替わりに前記無停電電源からの単相
交流電圧を前記双方向スイッチモジュールへ出力する電
源切り替え器と、 前記入力電源位相検出回路により検出された位相情報に
基いて前記双方向スイッチモジュールに対する制御を行
っていて、前記電源異常検出信号が入力されていない場
合には、前記双方向スイッチモジュールに対して三相入
力運転するような制御を行ない、前記電源異常検出信号
が入力されると、前記双方向スイッチモジュールの制御
方式を三相入力運転から単相入力運転に切替える制御部
とを有することを特徴とするＰＷＭサイクロコンバー
タ。1. A bidirectional switch module comprising nine bidirectional switches for respectively connecting a three-phase voltage of a three-phase AC power supply and a three-phase output voltage, and an input to the bidirectional switch module. A PWM cycloconverter having an input power supply phase detection circuit that receives two phases of the three-phase AC voltages to be input and detects the phase, comprising: an uninterruptible power supply that is a single-phase AC power supply; A power failure detection circuit that outputs a power failure detection signal when a power failure of the AC power supply is detected; and a three-phase output voltage from the three-phase AC power supply when the power failure detection signal is not input. Output from the three-phase AC power supply to the input power supply phase detection circuit. A power switch for outputting a single-phase AC voltage from the uninterruptible power supply to the bidirectional switch module in place of the two-phase output voltage detecting the phase information, and phase information detected by the input power phase detection circuit. If the bidirectional switch module is controlled based on the above, and the power supply abnormality detection signal is not input, the bidirectional switch module is controlled to perform a three-phase input operation, and the power supply is controlled. And a control unit for switching a control method of the bidirectional switch module from a three-phase input operation to a single-phase input operation when an abnormality detection signal is input.
電圧との間をそれぞれ接続する９つの双方向スイッチに
より構成されている双方向スイッチモジュールと、 前記双方向スイッチモジュールに入力される三相交流電
圧のうちの２相を入力とし、その位相の検出を行ってい
る入力電源位相検出回路とを有するＰＷＭサイクロコン
バータにおいて、 単相交流電源である無停電電源と、 前記三相交流電源の電源異常を検出した場合に電源異常
検出信号を出力する電源異常検出回路と、 前記電源異常検出信号が入力されていない場合には前記
三相交流電源からの三相出力電圧を前記双方向スイッチ
モジュールへ出力し、前記電源異常検出信号が入力され
た場合には前記三相交流電源からの三相出力電圧のうち
の、前記入力電源位相検出回路が位相の検出を行ってい
る２相の出力電圧の替わりに前記無停電電源からの単相
交流電圧を前記双方向スイッチモジュールへ出力する電
源切り替え器と、 前記無停電電源の位相の検出を行っている無停電電源位
相検出回路と、 前記電源異常検出信号が入力された場合には前記無停電
電源位相検出回路から出力される位相情報を選択して出
力し、前記電源異常検出信号が入力されていない場合に
は前記入力電源位相検出回路から出力される位相情報を
選択して出力している位相検出回路切り替え器と、 前記位相検出回路切り替え器から出力された位相情報に
基いて前記双方向スイッチモジュールに対する制御を行
っていて、前記電源異常検出信号が入力されていない場
合には、前記双方向スイッチモジュールに対して三相入
力運転するような制御を行ない、前記電源異常検出信号
が入力されると、前記双方向スイッチモジュールの制御
方式を三相入力運転から単相入力運転に切替える制御部
とを有することを特徴とするＰＷＭサイクロコンバー
タ。2. A bidirectional switch module comprising nine bidirectional switches for respectively connecting a three-phase voltage of a three-phase AC power supply and a three-phase output voltage, and an input to the bidirectional switch module. A PWM cycloconverter having an input power supply phase detection circuit that receives two phases of the three-phase AC voltages to be input and detects the phase, comprising: an uninterruptible power supply that is a single-phase AC power supply; A power failure detection circuit that outputs a power failure detection signal when a power failure of the AC power supply is detected; and a three-phase output voltage from the three-phase AC power supply when the power failure detection signal is not input. Output from the three-phase AC power supply to the input power supply phase detection circuit. A power switch that outputs a single-phase AC voltage from the uninterruptible power supply to the bidirectional switch module in place of the two-phase output voltage that performs the detection of the uninterruptible power supply. Uninterruptible power supply phase detection circuit, when the power supply abnormality detection signal is input, selects and outputs the phase information output from the uninterruptible power supply phase detection circuit, and the power supply abnormality detection signal is not input In the case, a phase detection circuit switch that selects and outputs phase information output from the input power supply phase detection circuit, and the bidirectional switch module based on the phase information output from the phase detection circuit switch Is performed, and when the power supply abnormality detection signal is not input, control is performed such that a three-phase input operation is performed on the bidirectional switch module. And a controller for switching the control method of the bidirectional switch module from three-phase input operation to single-phase input operation when the power supply abnormality detection signal is input.
電圧との間をそれぞれ接続する９つの双方向スイッチに
より構成されている双方向スイッチモジュールと、 前記双方向スイッチモジュールに入力される三相交流電
圧のうちの２相を入力とし、その位相の検出を行ってい
る入力電源位相検出回路とを有するＰＷＭサイクロコン
バータにおいて、 直流電源と、 前記三相交流電源の電源異常を検出した場合に電源異常
検出信号を出力する電源異常検出回路と、 前記電源異常検出信号が入力されていない場合には前記
三相交流電源からの三相出力電圧を前記双方向スイッチ
モジュールへ出力し、前記電源異常検出信号が入力され
た場合には前記三相交流電源からの三相出力電圧のうち
の、前記入力電源位相検出回路が位相の検出を行ってい
る２相の出力電圧の替わりに前記直流電源からの直流電
圧を前記双方向スイッチモジュールへ出力する電源切り
替え器と、 固定位相情報生成回路と、 前記電源異常検出信号が入力された場合には前記固定位
相情報生成回路から出力される固定位相情報を選択して
出力し、前記電源異常検出信号が入力されていない場合
には前記入力電源位相検出回路から出力される位相情報
を選択して出力している位相検出回路切り替え器と、 前記位相検出回路切り替え器から出力された位相情報に
基いて前記双方向スイッチモジュールに対する制御を行
っていて、前記電源異常検出信号が入力されていない場
合には、前記双方向スイッチモジュールに対して三相入
力運転するような制御を行ない、前記電源異常検出信号
が入力されると、前記双方向スイッチモジュールの制御
方式を三相入力運転から単相入力運転に切替える制御部
とを有することを特徴とするＰＷＭサイクロコンバー
タ。3. A bidirectional switch module comprising nine bidirectional switches for respectively connecting a three-phase voltage of a three-phase AC power supply and a three-phase output voltage, and an input to the bidirectional switch module. And a power supply phase detection circuit that detects two phases of the three-phase AC voltage to be input, and detects a power supply abnormality of the DC power supply and the three-phase AC power supply. A power failure detection circuit that outputs a power failure detection signal when the power failure detection signal is not input, and outputs a three-phase output voltage from the three-phase AC power supply to the bidirectional switch module; When the power supply abnormality detection signal is input, the input power supply phase detection circuit detects the phase of the three-phase output voltage from the three-phase AC power supply. A power switch for outputting a DC voltage from the DC power supply to the bidirectional switch module instead of a phase output voltage, a fixed phase information generation circuit, and the fixed phase when the power failure detection signal is input. The fixed phase information output from the information generation circuit is selected and output, and when the power supply abnormality detection signal is not input, the phase information output from the input power supply phase detection circuit is selected and output. A phase detection circuit switch, and controls the bidirectional switch module based on the phase information output from the phase detection circuit switch, and when the power failure detection signal is not input, When the power supply abnormality detection signal is input, the bidirectional switch module is controlled to perform three-phase input operation on the bidirectional switch module. A control unit for switching a Joule control method from a three-phase input operation to a single-phase input operation.
電圧との間をそれぞれ接続する９つの双方向スイッチに
より構成されている双方向スイッチモジュールと、 前記双方向スイッチモジュールに入力される三相交流電
圧のうちの２相を入力とし、その位相の検出を行ってい
る入力電源位相検出回路と、 前記入力電源位相検出回路により検出された位相情報に
基いて前記双方向スイッチモジュールに対する制御を行
っている制御部とを有するＰＷＭサイクロコンバータに
おいて、 前記三相交流電源の電源異常を検出した場合に電源異常
検出信号および切り替え制御信号を出力し、電源異常が
復帰した場合には、前記電源異常検出信号の出力を停止
し、その後一定時間経過してから前記切り替え制御信号
の出力を停止する電源異常検出回路と、 前記三相交流電源の位相を常に検出することにより前記
三相交流電源の出力電圧と同期した三相電圧を生成して
いて、前記電源異常検出信号を入力すると、前記電源異
常検出信号が入力される直前の位相情報に基いた三相電
圧を一定周期で出力する無停電電源モジュールと、 前記切り替え制御信号が入力されていない場合には前記
三相交流電源からの三相出力電圧を前記双方向スイッチ
モジュールへ出力し、前記切り替え制御信号が入力され
た場合には前記無停電電源モジュールからの三相出力電
圧を前記双方向スイッチモジュールへ出力する電源切り
替え器とを有することを特徴とするＰＷＭサイクロコン
バータ。4. A bidirectional switch module comprising nine bidirectional switches for respectively connecting a three-phase voltage of a three-phase AC power supply and a three-phase output voltage, and an input to the bidirectional switch module. An input power supply phase detection circuit that receives two phases of the three-phase AC voltage to be input and detects the phase, and the bidirectional switch module based on phase information detected by the input power supply phase detection circuit In the PWM cycloconverter having a control unit that controls the power supply, when a power supply abnormality of the three-phase AC power supply is detected, a power supply abnormality detection signal and a switching control signal are output. A power failure detection circuit that stops outputting the power failure detection signal, and then stops outputting the switching control signal after a certain period of time has elapsed. By constantly detecting the phase of the three-phase AC power supply to generate a three-phase voltage synchronized with the output voltage of the three-phase AC power supply, when the power supply abnormality detection signal is input, the power supply abnormality detection signal is input An uninterruptible power supply module that outputs a three-phase voltage based on the phase information immediately before the power supply at a fixed cycle; and a three-phase output voltage from the three-phase AC power supply when the switching control signal is not input. A power switch for outputting a three-phase output voltage from the uninterruptible power supply module to the bidirectional switch module when the switch control signal is input to the switch module. converter.
ンバータにより構成されている請求項４記載のＰＷＭサ
イクロコンバータ。5. The PWM cyclo-converter according to claim 4, wherein said uninterruptible power supply module comprises a PWM inverter.
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