JP2002354844A - Inverter equipment provided with regenerative power storing and discharging function and higher harmonic suppressing function - Google Patents
Inverter equipment provided with regenerative power storing and discharging function and higher harmonic suppressing functionInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、複数のモータを
複数のインバータ部で各々駆動するインバータ装置にお
いて、1台のインバータ部にはモータ駆動機能とともに
他のインバータ部で発生する高調波を抑制する高調波抑
制機能を持たせ、残りの他のインバータ部は順変換部を
ダイオード整流器で構成し、電力回生時には回生電力を
貯蔵し、駆動時にはその貯蔵電力を放出する構成した回
生電力貯蔵・放出機能と高調波抑制機能とを備えたイン
バータ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device in which a plurality of motors are driven by a plurality of inverter units, respectively, in which one inverter unit suppresses harmonics generated in another inverter unit together with a motor driving function. A regenerative power storage / discharge function that has a harmonic suppression function, and the other inverter section has a forward converter composed of a diode rectifier, stores regenerative power during power regeneration, and releases the stored power during driving. And an inverter device having a harmonic suppression function.
【0002】[0002]
【従来の技術】図2は、現在広く用いられている電圧形
インバータ装置の主回路構成図で、図2において、21
はダイオード整流器から構成される順変換部、22は電
解コンデンサ、23は逆変換部、24は抵抗Rとトラン
ジスタTR1からなる回生電力放電用抵抗回路、25は
モータ、26は電源である。図2に示すように構成され
たインバータ装置は汎用インバータ等の低コストタイプ
に主に用いられていて、回生電力は抵抗Rにより消費さ
せる手段を講じている。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a diagram showing a main circuit configuration of a voltage source inverter device widely used at present.
Is a forward converter composed of a diode rectifier, 22 is an electrolytic capacitor, 23 is an inverse converter, 24 is a resistor circuit for regenerative power discharge including a resistor R and a transistor TR1, 25 is a motor, and 26 is a power supply. The inverter device configured as shown in FIG. 2 is mainly used for a low-cost type such as a general-purpose inverter, and means for consuming regenerative power by a resistor R is used.
【0003】図3は、PWM順変換部を有する電力回生形
インバータ装置の回路構成図で、このインバータ装置
は、PWM順変換部により電源電圧と同相の正弦波電流に
制御することにより、高調波抑制と高力率制御及び電力
回生機能を有している。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a power regenerating inverter device having a PWM forward converter. This inverter device controls a sine wave current having the same phase as a power supply voltage by a PWM forward converter to obtain higher harmonics. It has suppression, high power factor control and power regeneration functions.
【0004】図3において、電力回生形インバータ部1
0は、順変換部11と、電解コンデンサ12と、逆変換
部13とを備え、電源26とはEMIフィルタ27、交
流リアクトル14を通して電力授受を行い、順変換部1
1は、コンデンサ12の直流電圧を一定に保持するよう
PWM制御することで、順逆両方向変換、即ち電力回生も
可能にする。In FIG. 3, a power regeneration type inverter unit 1 is shown.
0 includes a forward conversion unit 11, an electrolytic capacitor 12, and an inverse conversion unit 13, and exchanges power with a power supply 26 through an EMI filter 27 and an AC reactor 14.
1 is to keep the DC voltage of the capacitor 12 constant.
By performing PWM control, forward and reverse bidirectional conversion, that is, power regeneration is also enabled.
【0005】EMIフィルタ27は、高次ノイズ除去用
のものであり、また、低次フィルタ15は、PWM制御に
よるキャリア周波数ノイズ除去用のものである。順変換
部11の制御回路16は、コンデンサ12の両端の直流
電圧と電源26の同期信号を検出し、ドライブ回路17
を介して順変換部11のPWM制御を行う。18は、逆変
換部13の制御回路で、この制御回路18の出力はドラ
イブ回路19を介して逆変換部13に供給され、逆変換
部13をPWM制御する。なお、28はトランス、29は
変流器CTである。The EMI filter 27 is for removing high-order noise, and the low-order filter 15 is for removing carrier frequency noise by PWM control. The control circuit 16 of the forward converter 11 detects the DC voltage across the capacitor 12 and the synchronization signal of the power supply 26, and
The PWM control of the forward conversion unit 11 is performed through. Reference numeral 18 denotes a control circuit of the inverse conversion unit 13. The output of the control circuit 18 is supplied to the inverse conversion unit 13 via the drive circuit 19, and performs PWM control of the inverse conversion unit 13. In addition, 28 is a transformer and 29 is a current transformer CT.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述した図2に示した
インバータ装置では、順変換部21がダイオード整流器
で構成されているために、電源入力電流は高調波成分を
多量に含有し、力率が悪い問題がある。また、回生電力
は抵抗Rで消費させる手段を採用しているため、効率を
悪化させる問題がある。In the inverter device shown in FIG. 2, since the forward converter 21 is formed of a diode rectifier, the power supply input current contains a large amount of harmonic components, There is a bad problem. In addition, there is a problem that efficiency is deteriorated because a means for consuming the regenerative power by the resistor R is employed.
【0007】次に図3に示すインバータ装置10では、
PWM順変換部11により電力回生機能を有しているが、
順変換部11はPWM制御を行っているために、主回路素
子のスイッチングに起因する電源側へのEMIノイズが
問題となる。このため、インバータ装置10の入力側に
は入力容量に対応する高次ノイズ除去用のEMIフィル
タ27及びキャリア周波数ノイズ除去用の低次フィルタ
15を挿入する手段を採用している。そのために、イン
バータ装置全体として高価なものとなってしまう。Next, in the inverter device 10 shown in FIG.
Although it has a power regeneration function by the PWM forward converter 11,
Since the forward converter 11 performs the PWM control, EMI noise on the power supply side due to switching of the main circuit element poses a problem. For this reason, means for inserting an EMI filter 27 for removing high-order noise and a low-order filter 15 for removing carrier frequency noise corresponding to the input capacitance are provided on the input side of the inverter device 10. Therefore, the whole inverter device becomes expensive.
【0008】これを解消するために、複数のモータを複
数のインバータ部で駆動するインバータ装置を、図2に
示すインバータ装置に適用すると、インバータ装置全体
の効率及び力率の低下を引き起こす問題がある。To solve this problem, if an inverter device that drives a plurality of motors by a plurality of inverter units is applied to the inverter device shown in FIG. 2, there is a problem that the efficiency and power factor of the entire inverter device are reduced. .
【0009】また、図3に示すインバータ装置10に適
用すると、EMIノイズの発生と装置が高コストなると
いう問題も発生する。Further, when applied to the inverter device 10 shown in FIG. 3, there arises a problem that EMI noise is generated and the device becomes expensive.
【0010】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、電力回生時には電気二重層キャパシタにて回生電
力を貯蔵し、駆動時にはその貯蔵電力を放出するように
構成したことにより、省エネルギ及びEMIノイズの低
減を図る回生電力貯蔵・放出機能と高調波抑制機能とを
備えたインバータ装置を提供することを課題とする。[0010] The present invention has been made in view of the above circumstances, and is configured to store regenerative power in an electric double layer capacitor during power regeneration and release the stored power during driving, thereby saving energy and saving. It is an object of the present invention to provide an inverter device having a regenerative power storage / release function for reducing EMI noise and a harmonic suppression function.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を達成するために、第1発明は、ダイオード整流器で構
成され、交流電力を直流電力に変換する第1順変換部
と、この第1順変換部からの直流電力が供給され、負荷
に交流電力を供給する第1逆変換部と、この第1逆変換
部をPWM制御する第1制御回路と、前記第1逆変換部か
らの電力回生時には回生電力を電気二重層キャパシタに
貯蔵し、負荷駆動時には電気二重層キャパシタの貯蔵電
力を放出制御する昇降圧チョッパ回路と、この昇降圧チ
ョッパ回路を制御し、回生電力を電気二重層キャパシタ
に貯蔵したり、貯蔵電力を放出したりする昇降圧チョッ
パ制御回路とを備えた複数のインバータ部と、自己消弧
素子から構成され、PWM制御により電力回生可能で交流
電力を直流電力に変換する第2順変換部と、この第2順
変換部からの直流電力が供給され、負荷に交流電力を供
給する第2逆変換部と、この第2逆変換部をPWM制御す
る第2制御回路と、前記複数のインバータ部が発生する
高調波分を抑制するために前記第2順変換部を制御する
制御信号発生部とを備えた高調波抑制インバータ部とか
らなることを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a first invention, which comprises a diode rectifier and converts a AC power into a DC power. A first inverse converter supplied with DC power from the first forward converter and supplying AC power to the load, a first control circuit for PWM-controlling the first inverse converter, A step-up / step-down chopper circuit that stores regenerative power in the electric double-layer capacitor during power regeneration and controls release of the stored power of the electric double-layer capacitor when driving the load, and controls the step-up / step-down chopper circuit to generate regenerative electric power. It consists of multiple inverters with a step-up / step-down chopper control circuit that stores and discharges stored power, and a self-extinguishing element, which can regenerate power by PWM control and convert AC power to DC power. A second forward converter, a second inverter that receives the DC power from the second converter and supplies AC power to the load, and a second control circuit that performs PWM control on the second inverter. And a control signal generator for controlling the second forward converter in order to suppress harmonic components generated by the plurality of inverters. .
【0012】第2発明は、昇降圧チョッパ制御回路は、
直流電圧指令値と第1順変換部の出力側に接続された電
解コンデンサの両端の直流電圧検出値とを加算し、この
加算出力が直流電圧指令値になるように演算するAVR
制御部と、このAVR制御部の出力を電流指令値とし
て、この電流指令値と電気二重層キャパシタに流れる電
流値を加算し、この加算出力が電流指令値になるように
制御するACR制御部と、このACR制御部で得られた
電流をPWM演算して、昇降圧チョッパ回路のスイッチン
グ素子を制御するPWM演算部とからなることを特徴とす
るものである。According to a second invention, a step-up / step-down chopper control circuit comprises:
AVR that adds the DC voltage command value and the DC voltage detection values at both ends of the electrolytic capacitor connected to the output side of the first forward conversion unit, and calculates the added output to be the DC voltage command value.
A control unit, and an ACR control unit for controlling the output of the AVR control unit as a current command value, adding the current command value to the current value flowing through the electric double layer capacitor, and controlling the added output to be the current command value. And a PWM operation unit that performs a PWM operation on the current obtained by the ACR control unit and controls the switching element of the step-up / step-down chopper circuit.
【0013】第3発明は、制御信号発生部は、複数のイ
ンバータ部(第1インバータ31a〜第Nインバータ3
1Nの入力電流)の交流系統の負荷電流と相電圧から瞬
時実電力と瞬時虚電力とを求める瞬時電力演算部と、こ
の演算部により求められた瞬時電力から高調波成分を求
める交流分演算部と、前記瞬時電力演算部によって求め
られた瞬時虚電力に基本波無効電力指令を加算して力率
を調整する手段と、第2逆変換部の直流電圧と直流電流
から負荷の実電力を求める手段と、この実電力を前記瞬
時実電力の高調波成分に加算した成分と前記瞬時虚電力
に基本波無効電力指令を加算した成分とから前記第2順
変換部の電流指令を求める電流指令演算部と、この演算
部で得られた電流指令を2相/3相の電流指令に変換し
て、第2順変換部の実電流と比較し、第2順変換部のPW
M信号を得るPWM制御回路とからなることを特徴とするも
のである。According to a third aspect of the present invention, the control signal generator includes a plurality of inverters (first inverter 31a to Nth inverter 3).
An instantaneous power calculation unit for obtaining instantaneous real power and instantaneous imaginary power from a load current and a phase voltage of an AC system (1N input current), and an AC component calculation unit for obtaining a harmonic component from the instantaneous power obtained by the calculation unit Means for adding a fundamental reactive power command to the instantaneous imaginary power obtained by the instantaneous power calculation unit to adjust the power factor; and obtaining the actual power of the load from the DC voltage and DC current of the second inversion unit. Means for calculating a current command for the second forward converter from a component obtained by adding the real power to a harmonic component of the instantaneous real power and a component obtained by adding a fundamental reactive power command to the instantaneous imaginary power. Unit, and converts the current command obtained by the operation unit into a two-phase / 3-phase current command, compares it with the actual current of the second forward conversion unit,
And a PWM control circuit for obtaining an M signal.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1はこの発明の実施の形態を示
す回路構成図で、図2及び図3と同一部分には同一符号
を付して述べる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. The same parts as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals.
【0015】図1において、第1インバータ部31a〜
第Nインバータ部31Nは、電力回生機能として電気二
重層キャパシタを用いた昇降圧チョッパ回路(以下チョ
ッパ部と称す)32を備えたものである。このチョッパ
部32は、トランジスタ32a、ダイオード32b、直
流リアクトル32c及び電気二重層キャパシタ32dか
ら構成され、このチョッパ部32は、昇降圧チョッパ制
御回路33からのPWM出力により電気二重層キャパシタ
32dの充電、放電を制御する。In FIG. 1, first inverter units 31a to 31a
The N-th inverter unit 31N includes a step-up / step-down chopper circuit (hereinafter, referred to as a chopper unit) 32 using an electric double layer capacitor as a power regeneration function. The chopper section 32 includes a transistor 32a, a diode 32b, a DC reactor 32c, and an electric double layer capacitor 32d. The chopper section 32 charges and charges the electric double layer capacitor 32d by a PWM output from a step-up / step-down chopper control circuit 33. Control discharge.
【0016】昇降圧チョッパ制御回路33は、直流電圧
指令値Edl*と電解コンデンサ22の両端の直流電圧検
出値Edlとを加算する加算器33aと、この加算器33
aの出力が直流電圧指令値になるように演算するAVR
制御部33bと、このAVR制御部33bの出力を電流
指令値IB*としてチョッパ部32に設けられた変流器
32eで検出した電流検出値IBを加算器33cで加算
し、加算器33cの出力が電流指令値になるように制御
するACR制御部33dと、このACR制御部33dで
得られた電流をPWM演算して、チョッパ部32のIGBT等
のスイッチング素子を制御するPWM演算部33eとから
構成される。The step-up / step-down chopper control circuit 33 includes an adder 33a for adding the DC voltage command value Edl * and the detected DC voltage value Edl at both ends of the electrolytic capacitor 22, and an adder 33a.
AVR that calculates so that the output of a becomes the DC voltage command value
A control unit 33b, and added by the AVR controller 33b current detection value I B output was detected by current transformer 32e provided in the chopper unit 32 as a current command value I B * adder 33c, an adder 33c An ACR control unit 33d that controls the output of the ACR to become a current command value, and a PWM operation unit 33e that performs a PWM operation on the current obtained by the ACR control unit 33d and controls a switching element such as an IGBT of the chopper unit 32. It is composed of
【0017】なお、34は逆変換部23を制御するため
のインバータ制御回路、35aは第1インバータ部31
aで制御される第1モータである。Reference numeral 34 denotes an inverter control circuit for controlling the inverse converter 23, and reference numeral 35a denotes a first inverter 31.
a is a first motor controlled by a.
【0018】上記のように構成された第1インバータ部
31aでは、チョッパ部32の電気二重層キャパシタ3
2dにより、第1モータ35aの回生電力モードでは、
降圧チョッパ動作により電気二重層キャパシタ32dに
回生電力を貯蔵し、第1モータ35aの駆動モードでは
昇圧チョッパ動作により電気二重層キャパシタ32dに
貯蔵された電力を放出することにより、電力回生形イン
バータ装置と同様な電力回生機能を持たせている。In the first inverter unit 31a configured as described above, the electric double layer capacitor 3 of the chopper unit 32
By 2d, in the regenerative power mode of the first motor 35a,
The regenerative electric power is stored in the electric double layer capacitor 32d by the step-down chopper operation, and the electric power stored in the electric double layer capacitor 32d is released by the step-up chopper operation in the drive mode of the first motor 35a. A similar power regeneration function is provided.
【0019】上記のように構成された第1インバータ部
31a〜第Nインバータ部31Nの昇降圧制御回路33
は、電力回生機能を有する電気二重層キャパシタ32d
を用いた昇降圧チョッパ部32を制御する。ここでは、
直流電圧指令値Edl*になるようにAVR制御部33b
で電圧制御を行い、マイナーループとして電流制御ルー
プを備えている。従って、モータ駆動時には、電気二重
層キャパシタ32dから電力を供給し、電気二重層キャ
パシタ32dの貯蔵電力が不足しているときには、その
不足分は順変換部21から供給される。The step-up / step-down control circuit 33 of the first inverter section 31a to the N-th inverter section 31N configured as described above.
Is an electric double layer capacitor 32d having a power regeneration function
To control the step-up / step-down chopper section 32 using. here,
AVR control unit 33b so that it becomes DC voltage command value Edl *.
And a current control loop is provided as a minor loop. Therefore, when the motor is driven, the electric power is supplied from the electric double layer capacitor 32d. When the stored electric power of the electric double layer capacitor 32d is insufficient, the shortage is supplied from the forward conversion unit 21.
【0020】第1インバータ部31aでは、EMIノイ
ズを低減するために、順変換部21には、ダイオード整
流器を用いたコンデンサインプット形の整流回路を採用
しているが、この整流回路の採用により第1インバータ
部31aの入力電源側の電流高調波の増加と力率低下の
弊害を招くことになる。この弊害を解消するために、後
述する高調波抑制用インバータ装置41を採用した。In the first inverter section 31a, a rectifier circuit of a capacitor input type using a diode rectifier is employed as the forward converter 21 in order to reduce EMI noise. This causes an increase in current harmonics on the input power supply side of one inverter unit 31a and an adverse effect of a decrease in power factor. In order to eliminate this adverse effect, a harmonic suppression inverter device 41 described later was employed.
【0021】高調波抑制用インバータ装置41は、イン
バータ自体が駆動対象とするモータ42を駆動する機能
と、第1インバータ部31a〜第Nインバータ部31N
が発生する高調波分を抑制する機能とを有する構成とな
っている。そのために、高調波抑制用インバータ部41
は、後述するアクティブフィルタを有する制御信号発生
部51で制御されるPWM順変換部11を有する電力回生
形インバータ装置で構成され、第1インバータ部31a
〜第Nインバータ部31Nで発生する電源高調波の抑制
及び力率調整が行われる。The harmonic suppression inverter device 41 has a function of driving a motor 42 to be driven by the inverter itself, and a first inverter unit 31a to an N-th inverter unit 31N.
And a function of suppressing harmonic components generated by Therefore, the harmonic suppression inverter unit 41
Is composed of a power regeneration type inverter device having a PWM forward conversion unit 11 controlled by a control signal generation unit 51 having an active filter described later, and a first inverter unit 31a
The power supply harmonics generated in the Nth inverter unit 31N are suppressed and the power factor is adjusted.
【0022】なお、高調波抑制用インバータ部41の順
変換部の容量は、自分の担当する負荷モータ42の駆動
容量と第1インバータ部31a〜第Nインバータ部31
Nが発生する高調波分の補償容量(第1インバータ部3
1a〜第Nインバータ部31Nの総容量の5〜10%程
度)を加算した容量となる。The capacity of the forward converter of the harmonic suppression inverter 41 is determined by the drive capacity of the load motor 42 in charge of the inverter and the first inverter 31a to the Nth inverter 31.
Compensation capacity for harmonics generated by N (first inverter unit 3
1a to about 5 to 10% of the total capacity of the N-th inverter unit 31N).
【0023】上記のように高調波抑制用インバータ部4
1のみをPWM順変換部11を有する電力回生形インバー
タ装置で構成するので、インバータ装置全体で見れば電
源側に与えるEMIノイズが低減できる。また、EMI
ノイズ対策を実施するときには、高調波抑制用インバー
タ部41のみを対策すればよいので、インバータ装置全
体で見れば小容量の高次ノイズ対策用のEMIフィルタ
及び小容量のキャリア周波数ノイズ除去用の低次フィル
タを高調波抑制用インバータ部41に挿入すれば良いこ
とになる。これによりインバータ装置全体を安価に製作
することができる。As described above, the harmonic suppression inverter unit 4
Since only 1 is constituted by the power regeneration type inverter device having the PWM forward converter 11, the EMI noise given to the power supply side can be reduced in the whole inverter device. Also, EMI
When implementing noise countermeasures, it is sufficient to take measures only for the harmonic wave suppression inverter section 41. Therefore, when viewed as a whole of the inverter device, a small-capacity EMI filter for high-order noise countermeasures and a small-capacity low-frequency filter for removing carrier frequency noise are used. What is necessary is to insert the next filter in the harmonic suppression inverter unit 41. Thus, the entire inverter device can be manufactured at low cost.
【0024】次にアクティブフィルタを有する制御信号
発生部51について述べる。52は3相/2相変換部
で、この変換部52には、第1インバータ部31a〜第
Nインバータ部31Nの駆動電源の3相入力電流ILR,
ILS,ILTが入力され、この電流を(1)式により直交
α、β座標上の2相電流Iα、Iβに変換する。Next, the control signal generator 51 having an active filter will be described. Reference numeral 52 denotes a three-phase / two-phase conversion unit. The conversion unit 52 includes a three-phase input current I LR of a drive power supply for the first inverter unit 31a to the N-th inverter unit 31N.
I LS and I LT are input, and this current is converted into two-phase currents Iα and Iβ on the orthogonal α and β coordinates according to equation (1).
【0025】[0025]
【数1】 (Equation 1)
【0026】53は電源検出トランス28により検出し
た電源電圧ER,ES,ETが入力される3相/2相変換
部で、この変換部53で電源電圧ER,ES,ETを
(2)式により直交α、β座標上の2相電圧Eα、Eβ
に変換する。[0026] 53 power supply voltage E R detected by the power detection transformer 28, E S, a three-phase / two-phase converter section E T is input, the power supply voltage E R in the conversion unit 53, E S, E T Can be expressed by two-phase voltages Eα and Eβ on orthogonal α and β coordinates according to equation (2).
Convert to
【0027】[0027]
【数2】 (Equation 2)
【0028】上述の2相電流Iα、Iβと2相電圧E
α、Eβとは、直交α、β座標上の瞬時ベクトルとして
取り扱え、瞬時電力は、Eα、IαとEβ、Iβのスカ
ラ積で表される。従って、2相電流、電圧は瞬時電力演
算部54に入力され、演算部54で、次式(3)により
2相電圧と電流のスカラ積の和として瞬時実電力Pと瞬
時虚電力Qが求められる。The two-phase currents Iα and Iβ and the two-phase voltage E
α and Eβ can be treated as instantaneous vectors on orthogonal α and β coordinates, and the instantaneous power is represented by a scalar product of Eα and Iα and Eβ and Iβ. Accordingly, the two-phase current and voltage are input to the instantaneous power calculation unit 54, and the calculation unit 54 calculates the instantaneous real power P and the instantaneous imaginary power Q as the sum of the scalar product of the two-phase voltage and current by the following equation (3). Can be
【0029】[0029]
【数3】 [Equation 3]
【0030】ところで、瞬時実電力P、瞬時虚電力Qを
直流分(基本波成分に相当する)と交流分(高調波成分
に相当する)に分離すると次の(4)式のように表すこ
とができる。(4)式において、交流分は高調波瞬時電
力を表しており、高調波の補償対象分となる。When the instantaneous real power P and the instantaneous imaginary power Q are separated into a DC component (corresponding to a fundamental wave component) and an AC component (corresponding to a harmonic component), the following expression (4) can be obtained. Can be. In the equation (4), the AC component represents the instantaneous power of the harmonic, and is the component to be compensated for the harmonic.
【0031】[0031]
【数4】 (Equation 4)
【0032】55は交流分演算部で、この交流分演算部
55はローパスフィルタ(LPF)と加算器によってハイ
パスフィルタ機能を持ち、瞬時実電力Pから高調波瞬時
実電力Ph(4式の交流分Pに相当する)を求める。ま
た、基本波無効電力をも補償するには、全ての瞬時虚電
力Q(基本波に起因するものと、高調波に起因するもの
との加算)が高調波補償対象となる。そのため、瞬時虚
電力において、(4)式の直流分Qと交流分Qを分離す
る必要がなくなり、補償対象抽出のためのフィルタは不
要となる。それ故、図1では、瞬時実電力部分のみフィ
ルタを用いた構成となっている。An AC component calculation unit 55 has a high-pass filter function using a low-pass filter (LPF) and an adder. The AC component calculation unit 55 converts the instantaneous real power P to the harmonic instantaneous real power Ph (the four types of AC components). P). In order to also compensate for the fundamental reactive power, all instantaneous imaginary powers Q (the sum of the fundamental imaginary power and the harmonic imaginary power) are subjected to harmonic compensation. Therefore, in the instantaneous imaginary power, there is no need to separate the DC component Q and the AC component Q in the equation (4), and a filter for extracting a compensation target is not required. Therefore, in FIG. 1, only the instantaneous real power portion uses a filter.
【0033】また、電流指令部56においては、瞬時虚
電力Qに基本波成分の無効電力指令(電流指令部56に
破線で示す直流分Q*)を補償対象として加算すれば、
任意の進み電流・遅れ電流指令を与えることができる。
これにより力率「1」制御が可能となる。Further, in the current command section 56, if the reactive power command of the fundamental wave component (DC component Q * indicated by a broken line in the current command section 56) is added to the instantaneous imaginary power Q as a compensation target,
Arbitrary leading current and delay current commands can be given.
This enables power factor "1" control.
【0034】上述のようにして、補償対象となる高調波
に起因する高調波瞬時実電力Phと全瞬時虚電力Qhが
求まったので、電流指令演算部57にて次式(5)から
実電力Ph、虚電力Qhと2相電圧Eα、Eβから直交
α、β座標上の2相電流指令Iα*,Iβ*が求まる。As described above, the instantaneous harmonic real power Ph and the total instantaneous imaginary power Qh caused by the harmonic to be compensated have been obtained. From the Ph, the imaginary power Qh and the two-phase voltages Eα and Eβ, two-phase current commands Iα * and Iβ * on the orthogonal α and β coordinates are obtained.
【0035】[0035]
【数5】 (Equation 5)
【0036】次に(6)式に示すように2相/3相変換
部58にて3相瞬時電流指令ICR*,ICS*,ICT*に
変換し、順変換部11の実電流ICR,ICS,ICTと比較
して、その比較結果をPWM制御回路59に入力する。
PWM制御回路59は入力された比較結果により順変換
部11のPWMドライブ信号をドライブ回路60から出
力する。ドライブ回路60から出力されたドライブ信号
により順変換部11の自己消弧素子(IGBT素子など)を
スイッチング制御することにより、複数のインバータ部
(第1インバータ31a〜第Nインバータ31N)の高
調波電流成分の補償を行う。Next, as shown in the equation (6), the two-phase / 3-phase converter 58 converts the current into three-phase instantaneous current commands I CR *, I CS *, and I CT *. The result is compared with I CR , I CS , and I CT, and the comparison result is input to the PWM control circuit 59.
The PWM control circuit 59 outputs a PWM drive signal of the forward converter 11 from the drive circuit 60 based on the input comparison result. By controlling the switching of the self-extinguishing element (such as an IGBT element) of the forward converter 11 by the drive signal output from the drive circuit 60, the harmonic currents of the plurality of inverters (first inverter 31a to Nth inverter 31N) are controlled. Compensate for components.
【0037】[0037]
【数6】 (Equation 6)
【0038】ここで、瞬時実電力Phには逆変換部13
がモータ42に供給する実電力PLを加算して電流指令
演算部57に供給する。この実電力PLはコンデンサ1
2の両端の直流電圧Edhと、直流電流Idhを乗算するこ
とで直流負荷を算出し、必要に応じてフィルタ(LP
F)による一次遅れを持って実電力演算部61によって
求める。Here, the instantaneous real power Ph is converted to the inverse
Add the actual power P L supplied to the motor 42 and supply it to the current command calculator 57. The real power P L is capacitor 1
The DC load is calculated by multiplying the DC current Edh by the DC voltage Edh at both ends of the filter 2 and, if necessary, a filter (LP
F) is obtained by the actual power calculation unit 61 with the first-order lag according to F).
【0039】また、瞬時実電力Phには順変換部11の
スイッチングロス等のロス分を補償するためにロス電力
PRを加算している。このロス電力PRは直流電圧指令E
dh*と、直流電圧検出値Edhを突き合わせて電圧制御回
路62から求めている。Further, the instantaneous real power Ph is added the loss power P R to compensate for the loss in the switching loss or the like of the rectifier unit 11. The loss power P R is the DC voltage command E
dh * and the DC voltage detection value Edh are determined by the voltage control circuit 62.
【0040】なお、63は逆変換部13を制御するイン
バータ制御回路である。Reference numeral 63 denotes an inverter control circuit for controlling the inverse converter 13.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
第1インバータ部〜第Nインバータ部の電力回生機能と
しては、電気二重層キャパシタを用いた昇降圧チョッパ
部を採用し、モータの回生電力モードでは電気二重層キ
ャパシタに回生電力を貯蔵し、モータの駆動モードでは
貯蔵された電力を放出することにより、電力回生形イン
バータと同様な回生機能を持たせることが可能となる。As described above, according to the present invention,
As the power regeneration function of the first inverter unit to the Nth inverter unit, a step-up / step-down chopper unit using an electric double layer capacitor is adopted. In the regenerative power mode of the motor, the regenerative power is stored in the electric double layer capacitor, In the drive mode, by discharging the stored power, it is possible to provide a regenerative function similar to that of the power regenerating inverter.
【0042】また、この発明によれば、EMIノイズ対
策としては、第1インバータ部〜第Nインバータ部の順
変換部は、ダイオード整流器を用いたコンデンサインプ
ット形の整流回路を採用し、これによる入力電源側の高
調波電流の増加と力率低下の対策として、高調波抑制イ
ンバータ部の順変換部はPWM順変換部で構成し、第1
インバータ部〜第Nインバータ部の入力電源側の高調波
抑制機能及び力率調整機能を高調波抑制インバータ部に
付加して、インバータ装置全体から見ると小容量のPW
M順変換部で高調波抑制が可能となる。従って、インバ
ータ装置として電源側に与えるEMIノイズが低減でき
る。According to the present invention, as a measure against EMI noise, the forward converters of the first inverter section to the Nth inverter section adopt a capacitor input type rectifier circuit using a diode rectifier, and the input by this is used. As a countermeasure against the increase of the harmonic current on the power supply side and the decrease in the power factor, the forward conversion unit of the harmonic suppression inverter unit is constituted by a PWM forward conversion unit.
The harmonic suppression function and the power factor adjustment function on the input power supply side of the inverter section to the Nth inverter section are added to the harmonic suppression inverter section, so that the PW having a small capacity when viewed from the entire inverter device.
Harmonics can be suppressed by the M-forward converter. Therefore, EMI noise given to the power supply side as the inverter device can be reduced.
【0043】さらに、EMIノイズ対策を実施するに
は、高調波抑制インバータ部のみを対策すればよいの
で、小容量の高次ノイズ対策用のEMIフィルタ及び小
容量のキャリア周波数ノイズ除去用の低次フィルタを挿
入すればよい。これにより、システム全体として小型化
を図ることができ、もって従来の電力回生形インバータ
装置よりも経済的に有利になる。In order to implement EMI noise countermeasures, it is only necessary to take measures against the harmonic suppression inverter only. Therefore, a small-capacity EMI filter for high-order noise countermeasures and a small-capacity low-order filter for removing carrier frequency noise are used. What is necessary is just to insert a filter. As a result, the size of the entire system can be reduced, which is more economically advantageous than the conventional power regeneration type inverter device.
【図1】この発明の実施の形態を示す回路構成図。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】電圧形インバータ装置の主回路構成図。FIG. 2 is a main circuit configuration diagram of a voltage source inverter device.
【図3】PWM順変換部を有する電力回生形インバータ装
置の回路構成図。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a power regeneration type inverter device having a PWM forward converter.
11…PWM順変換部 12、22…電解コンデンサ 13、23…逆変換部 21…ダイオード整流器からなる順変換部 31a〜31N…第1インバータ部〜第Nインバータ部 32…昇降圧チョッパ回路 32d…電気二重層キャパシタ 33…昇降圧チョッパ制御回路 35a、42…モータ 41…高調波抑制インバータ装置 51…アクティブフィルタを有する制御信号発生部 11 PWM forward converter 12, 22 electrolytic capacitor 13, 23 inverse converter 21 forward converter 31a to 31N first inverter unit to Nth inverter unit 32 step-up / step-down chopper circuit 32d electricity Double layer capacitor 33 ... Step-up / step-down chopper control circuit 35a, 42 ... Motor 41 ... Harmonic suppression inverter device 51 ... Control signal generator having an active filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02M 7/48 H02M 7/48 Y // H02P 7/67 H02P 7/67 E Fターム(参考) 5H006 AA01 AA02 BB01 BB05 CA01 CB01 CB08 DC02 DC05 5H007 AA01 AA08 BB01 BB06 CA01 CB02 CB05 CC07 CC12 DC02 DC05 EA02 5H572 BB01 BB05 DD01 FF05 HA08 HB09 HC07 LL22 LL24 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02M 7/48 H02M 7/48 Y // H02P 7/67 H02P 7/67 EF term (Reference) 5H006 AA01 AA02 BB01 BB05 CA01 CB01 CB08 DC02 DC05 5H007 AA01 AA08 BB01 BB06 CA01 CB02 CB05 CC07 CC12 DC02 DC05 EA02 5H572 BB01 BB05 DD01 FF05 HA08 HB09 HC07 LL22 LL24
Claims (3)
を直流電力に変換する第1順変換部と、この第1順変換
部からの直流電力が供給され、負荷に交流電力を供給す
る第1逆変換部と、この第1逆変換部をPWM制御する第
1制御回路と、前記第1逆変換部からの電力回生時には
回生電力を電気二重層キャパシタに貯蔵し、負荷駆動時
には電気二重層キャパシタの貯蔵電力を放出制御する昇
降圧チョッパ回路と、この昇降圧チョッパ回路を制御
し、回生電力を電気二重層キャパシタに貯蔵したり、貯
蔵電力を放出したりする昇降圧チョッパ制御回路とを備
えた複数のインバータ部と、 自己消弧素子から構成され、PWM制御により電力回生可
能で交流電力を直流電力に変換する第2順変換部と、こ
の第2順変換部からの直流電力が供給され、負荷に交流
電力を供給する第2逆変換部と、この第2逆変換部をPW
M制御する第2制御回路と、前記複数のインバータ部が
発生する高調波分を抑制するために前記第2順変換部を
制御する制御信号発生部とを備えた高調波抑制インバー
タ部とからなることを特徴とする回生電力貯蔵・放出機
能と高調波抑制機能とを備えたインバータ装置。1. A first forward converter configured by a diode rectifier for converting AC power into DC power, and a first inverter supplied with DC power from the first forward converter and supplying AC power to a load. A converter, a first control circuit for PWM-controlling the first inverter, and a regenerative power stored in the electric double layer capacitor during power regeneration from the first inverter, and an electric double layer capacitor for driving the load. A plurality of buck-boost chopper circuits for controlling the release of stored power, and a buck-boost chopper control circuit for controlling the buck-boost chopper circuit to store regenerative power in an electric double layer capacitor or to release stored power And a second forward converter for converting power from AC power to DC power, which can be regenerated by PWM control and supplied with DC power from the second forward converter. To A second inverse transform unit for supplying a flow power, the second inverse transformation unit PW
A second control circuit that performs M control; and a harmonic suppression inverter unit that includes a control signal generation unit that controls the second forward conversion unit to suppress harmonic components generated by the plurality of inverter units. An inverter device having a regenerative power storage / release function and a harmonic suppression function.
令値と第1順変換部の出力側に接続された電解コンデン
サの両端の直流電圧検出値とを加算し、この加算出力が
直流電圧指令値になるように演算するAVR制御部と、
このAVR制御部の出力を電流指令値として、この電流
指令値と電気二重層キャパシタに流れる電流値を加算
し、この加算出力が電流指令値になるように制御するA
CR制御部と、このACR制御部で得られた電流をPWM
演算して、昇降圧チョッパ回路のスイッチング素子を制
御するPWM演算部とからなることを特徴とする請求項1
記載の回生電力貯蔵・放出機能と高調波抑制機能とを備
えたインバータ装置。2. A step-up / step-down chopper control circuit adds a DC voltage command value and a DC voltage detection value at both ends of an electrolytic capacitor connected to an output side of a first forward conversion unit, and the added output is a DC voltage command value. An AVR control unit that calculates to be a value;
The output of the AVR control unit is used as a current command value, the current command value is added to the current value flowing through the electric double layer capacitor, and control is performed so that the added output becomes the current command value.
The current obtained by this CR control unit and this ACR control unit is PWM
2. A PWM arithmetic unit for calculating and controlling a switching element of a step-up / step-down chopper circuit.
An inverter device having the regenerative power storage / release function and the harmonic suppression function described above.
の交流系統の負荷電流と相電圧から瞬時実電力と瞬時虚
電力とを求める瞬時電力演算部と、この演算部により求
められた瞬時電力から高調波成分を求める交流分演算部
と、前記瞬時電力演算部によって求められた瞬時虚電力
に基本波無効電力指令を加算して力率を調整する手段
と、第2逆変換部の直流電圧と直流電流から負荷の実電
力を求める手段と、この実電力を前記瞬時実電力の高調
波成分に加算した成分と前記瞬時虚電力に基本波無効電
力指令を加算した成分とから前記第2順変換部の電流指
令を求める電流指令演算部と、この演算部で得られた電
流指令を2相/3相の電流指令に変換して、第2順変換
部の実電流と比較し、第2順変換部のPWM信号を得るPWM
制御回路とからなることを特徴とする請求項1記載の回
生電力貯蔵・放出機能と高調波抑制機能とを備えたイン
バータ装置。3. The control signal generator includes: an instantaneous power calculator that calculates instantaneous real power and instantaneous imaginary power from a load current and a phase voltage of an AC system of a plurality of inverters; and an instantaneous power calculated by the calculator. An AC component calculating unit for obtaining a harmonic component from the signal; a unit for adjusting a power factor by adding a fundamental reactive power command to the instantaneous imaginary power obtained by the instantaneous power calculating unit; Means for obtaining the real power of the load from the DC current and a component obtained by adding the real power to a harmonic component of the instantaneous real power and a component obtained by adding a fundamental reactive power command to the instantaneous imaginary power. A current command calculation unit for obtaining a current command of the conversion unit; and a current command obtained by the calculation unit is converted into a two-phase / 3-phase current command, and is compared with the actual current of the second forward conversion unit. PWM to obtain the PWM signal of the forward converter
The inverter device having a regenerative power storage / release function and a harmonic suppression function according to claim 1, comprising a control circuit.
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