JP2005333246A - Optical transmission apparatus and power converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大容量の電源装置やモータ駆動装置等の駆動負荷装置へ所定波形の電圧又は電流を出力する複数の電力変換装置と、これらの電力変換装置を制御する制御装置とを双方向の光ファイバによって接続し、制御装置からの光信号を光ファイバを介して各電力変換装置へ順次伝送する電力変換システム等の光伝送システムに用いられる光伝送装置及び電力変換装置に関する。 The present invention provides a bidirectional communication between a plurality of power conversion devices that output a voltage or current having a predetermined waveform to a drive load device such as a large-capacity power supply device or a motor drive device, and a control device that controls these power conversion devices. The present invention relates to an optical transmission device and a power conversion device used in an optical transmission system such as a power conversion system that is connected by an optical fiber and sequentially transmits an optical signal from a control device to each power conversion device via the optical fiber.
従来、大容量の電源装置やモータ駆動装置は、大電流又は高電圧波形を生成する高圧大電流スイッチング回路を持つ電力変換装置と、この電力変換装置の電流波形又は電圧波形が所望の波形となるようスイッチング回路を制御する制御装置との双方によって制御されるように構成されている。
通常、このような構成においては、多相モータ駆動のための多相化構成、高圧化のための直列構成、大電流化のための並列構成などを取るために、複数の電力変換装置が同期して制御される。このため、1台の制御装置から複数台の電力変換装置に対して統合的にスイッチング指令を信号として与えるようになっている。その信号の伝送は、高電圧のスイッチングによるノイズの多い環境において、複数スイッチングのタイミングの同期を取る必要がある。このため、伝送遅れの少ないことと、伝送エラーの発生のない信頼性とが求められている。
Conventionally, large-capacity power supply devices and motor drive devices have a power converter having a high-voltage, high-current switching circuit that generates a large current or high voltage waveform, and the current waveform or voltage waveform of the power converter becomes a desired waveform. It is configured to be controlled by both the control device that controls the switching circuit.
Normally, in such a configuration, a plurality of power converters are synchronized in order to adopt a multi-phase configuration for driving a multi-phase motor, a series configuration for high voltage, a parallel configuration for increasing current, and the like. To be controlled. For this reason, a switching command is integrally given as a signal from a single control device to a plurality of power conversion devices. The signal transmission needs to synchronize the timings of a plurality of switchings in a noisy environment due to high voltage switching. For this reason, there are demands for a small transmission delay and reliability with no transmission error.
また、制御装置と複数の電力変換装置を同一の伝送ケーブルで接続し、制御装置からの指令を電気信号として電力変換装置へ一斉に送信している。このため、伝送ケーブルに接続された電力変換装置は制御装置からの指令を同時に受け取ることができる。
しかし、電気信号による伝送であるためにノイズに弱く、また、パルストランスやホトカプラを使用して絶縁を取る必要があるために伝送速度を上げることができない等の欠点がある。
In addition, the control device and a plurality of power conversion devices are connected by the same transmission cable, and commands from the control device are transmitted to the power conversion devices all at once as electrical signals. For this reason, the power converter connected to the transmission cable can simultaneously receive a command from the control device.
However, since the transmission is based on an electric signal, it is vulnerable to noise, and there is a drawback that the transmission speed cannot be increased because it is necessary to insulate using a pulse transformer or a photocoupler.
この欠点を解消すべく耐ノイズ性を向上させるためには、光ファイバを用いることが有効である。光ファイバは、電気ケーブルのように1本の光ファイバに複数の受光モジュールをマルチドロップ方式に接続することができないため、図10に示す従来の電力変換システム10のように、制御装置11と各々の電力変換装置12−1〜12−4とを1対1で双方向の光ファイバ14によって接続し、パルスオン/オフ信号を伝送するという方式を取っている。また、各電力変換装置12−1〜12−4は、大容量の電源装置やモータ駆動装置などの駆動負荷装置14に接続されている。
In order to improve the noise resistance so as to eliminate this drawback, it is effective to use an optical fiber. Since an optical fiber cannot connect a plurality of light receiving modules to one optical fiber in a multi-drop manner like an electric cable, each of the optical fiber and the
しかし、この方式においては、制御装置11から接続する電力変換装置12−1〜12−4の台数分の光ファイバ13を引き回す必要があるので、必要な個数の光伝送モジュールを制御装置11に搭載し、この制御装置11から離れて集中設置される各電力変換装置12−1〜12−4の間を多くの光ファイバ13で配線するといった構成としなければならない。このため、配線スペースが増大するという欠点がある。
However, in this system, since it is necessary to route the optical fibers 13 for the number of power conversion devices 12-1 to 12-4 connected from the
この欠点を解決するために、制御装置と複数の電力変換装置とを光ファイバでリング状に接続し、データを順次中継していくという構成を取ることが考えられる。しかし、受信した伝送信号をそのまま次へ送信するのでは、光ファイバの伝送路や光/電気及び電気/光信号変換手段による伝送歪みが伝送信号に蓄積していき伝送路上の下流で受信エラーとなる。 In order to solve this disadvantage, it is conceivable to connect the control device and a plurality of power conversion devices in a ring shape with an optical fiber and relay data sequentially. However, if the received transmission signal is transmitted to the next as it is, transmission distortion due to the optical fiber transmission line and optical / electrical / electrical / optical signal conversion means accumulates in the transmission signal and causes a reception error downstream in the transmission line. Become.
このため、制御装置や各電力変換装置において、受信データを一旦ディジタルデータとして再生したのち送信するという再生中継方式を取っている。この再生中継方式では、各々の装置内で発生される伝送クロック信号によってデータの送受信を行うようになっており、自装置が伝送クロック信号によりデータを送信するタイミングで、次に送信するデータを上流側装置から受信するようになっている。 For this reason, the control device and each power conversion device employ a regenerative relay system in which received data is once reconstructed as digital data and then transmitted. In this regenerative relay system, data is transmitted and received by a transmission clock signal generated in each device, and at the timing when the device transmits data by the transmission clock signal, the data to be transmitted next is upstream. It receives from the side device.
この種の従来の電力変換装置として、例えば特許文献1及び2に記載のものがある。
しかし、上述した従来の再生中継方式においては、上流側装置と自装置との伝送クロック信号のずれによって、自装置がデータを送信するタイミングで、上流側装置からの次に送信すべきデータを受信できず、下流への送信データに歯抜けが生じる。この場合、歯抜けの部分に例えば本来の「1」と異なる「0」が挿入されてしまい、この箇所を含む一纏まりのデータが誤り訂正処理で全て誤りと判定されて破棄される伝送エラーとなる。 However, in the above-described conventional regenerative relay system, the next data to be transmitted from the upstream device is received at the timing when the own device transmits data due to the difference in the transmission clock signal between the upstream device and the own device. This is not possible, and tooth loss occurs in the transmission data downstream. In this case, for example, “0”, which is different from the original “1”, is inserted into the missing portion, and a group of data including this portion is determined as an error by the error correction processing and discarded as a transmission error. Become.
電力変換システムにおいては、その伝送エラーが生じたデータが制御装置からの制御用データであった場合、駆動負荷装置の制御に必要な全ての電力変換装置にて同一の制御用データを受信することができなくなるので、各電力変換装置間のスイッチング動作の同期を取ることができなくなる。この場合、各電力変換装置から所定波形の電流又は電圧を供給することができなくなって駆動負荷装置を適正に駆動制御することができなくなるという問題がある。 In the power conversion system, when the data in which the transmission error has occurred is the control data from the control device, the same control data is received by all the power conversion devices necessary for controlling the drive load device. Therefore, it becomes impossible to synchronize the switching operation between the power converters. In this case, there is a problem that a current or voltage having a predetermined waveform cannot be supplied from each power conversion device, and the drive load device cannot be appropriately controlled.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、通信機能を備える装置を光ファイバで複数接続してデータを順次再生中継する場合に、各装置にて適正にデータを送受信し、この受信データに基づく制御タイミングの同期を各装置にて取ることを可能とし、これによって複数の装置で駆動負荷装置を適正に駆動制御することができる光伝送装置及び電力変換装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such a problem, and when data is sequentially regenerated and relayed by connecting a plurality of devices having a communication function with optical fibers, each device properly transmits and receives data, To provide an optical transmission device and a power conversion device that can synchronize the control timing based on the received data in each device, and thereby can appropriately drive and control the drive load device with a plurality of devices. It is aimed.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1による光伝送装置は、最下流で折り返される往復の光伝送路に光信号を中継するように接続され、その中継される光信号を受信してデータを再生したのち受信順序で一旦記憶して読み出しながら光信号に変換して送信する光伝送装置において、最下流へ向かう下りの光信号を受信した時刻と、その受信した光信号が送信されたのちに最下流で折り返されて戻ってきた際に当該戻り光信号を受信した時刻との差分時間を測定する測定手段と、前記測定手段で測定された差分時間を2で割ることにより自光伝送装置から最下流の光伝送装置までの最下流到達時間を求め、この最下流到達時間及び当該最下流到達時間に一定時間を加算した時間の何れか一方の時間を同期タイミング時間とする同期タイミング生成手段とを備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, an optical transmission apparatus according to
この構成によれば、光信号を再生中継する各光伝送装置が、自光伝送装置から最下流の光伝送装置までの最下流到達時間を求め、最下流到達時間及び当該最下流到達時間に一定時間を加算した時間の何れか一方の時間を同期タイミング時間とするようにしたので、再生中継を行う全ての光伝送装置において、各々が光信号を受信した時刻から同期タイミング時間を経過した時刻を同一時刻とすることができる。 According to this configuration, each optical transmission device that regenerates and repeats an optical signal obtains the most downstream arrival time from the own optical transmission device to the most downstream optical transmission device, and is constant in the most downstream arrival time and the most downstream arrival time. Since either one of the times added to the time is set as the synchronization timing time, in all the optical transmission devices that perform regenerative relay, the time when the synchronization timing time has elapsed from the time when each received the optical signal It can be the same time.
例えば、上流から下流に向かって順に第1、第2、第3、第4の光伝送装置が接続され、第4の光伝送装置が最下流の場合に、最下流到達時間(=同期タイミング時間)が、第1の光伝送装置が5分、第2の光伝送装置が3分、第3の光伝送装置が1分であるとする。なお、引用時間は説明の分かり易さを優先するための時間としてある。 For example, when the first, second, third, and fourth optical transmission devices are connected in order from upstream to downstream, and the fourth optical transmission device is the most downstream, the most downstream arrival time (= synchronization timing time) However, it is assumed that the first optical transmission device is 5 minutes, the second optical transmission device is 3 minutes, and the third optical transmission device is 1 minute. The citation time is a time for giving priority to easy understanding of the explanation.
第1の光伝送装置にて光信号が受信された時刻が1:00であったとすると、この時刻1:00から最下流到達時間の5分が経過した時刻は1:05となる。その光信号は下流へ順次送信されるので、第2の光伝送装置では光信号の受信時刻が1:02となり、この時刻1:02から最下流到達時間の3分が経過した時刻が1:05となる。第3の光伝送装置では光信号の受信時刻が1:04となり、この時刻1:04から最下流到達時間の1分が経過した時刻が1:05となる。最下流の光伝送装置では受信時刻が1:05となる。 Assuming that the time when the optical signal is received by the first optical transmission device is 1:00, the time when the most downstream arrival time has elapsed from this time 1:00 is 1:05. Since the optical signals are sequentially transmitted downstream, the optical signal reception time is 1:02 in the second optical transmission device, and the time when 3 minutes of the most downstream arrival time has elapsed from this time 1:02 is 1: 2. 05. In the third optical transmission apparatus, the reception time of the optical signal is 1:04, and the time when one minute of the most downstream arrival time has elapsed from this time 1:04 is 1:05. In the most downstream optical transmission apparatus, the reception time is 1:05.
このため、例えば独立した複数の制御装置が同時に制御対象装置を制御するといったシステムにおいて、各制御装置に光伝送装置を備え、この各制御装置が、光伝送装置における光信号の受信時刻から同期タイミング時間を経過した時刻で、受信光信号によるデータに基づく制御を実行すれば、同時に制御対象装置を制御することが可能となる。 For this reason, for example, in a system in which a plurality of independent control devices simultaneously control devices to be controlled, each control device includes an optical transmission device, and each control device performs synchronization timing from the reception time of the optical signal in the optical transmission device. If the control based on the data by the received optical signal is executed at the time when the time has elapsed, it becomes possible to control the control target device at the same time.
また、本発明の請求項2による電力変換装置は、最下流で折り返される往復の光伝送路に複数台接続され、その複数台で制御対象装置を制御する電力変換装置において、請求項1に記載の光伝送装置を備え、前記光伝送装置にて受信された光信号によるデータが制御用データの場合に、前記光伝送装置での前記制御用データの受信時刻から当該光伝送装置にて得られる同期タイミング時間を経過した時刻に、前記制御用データに基づく制御を前記制御対象装置に実行することを特徴としている。
この構成によれば、複数の電力変換装置が、光伝送装置における光信号による制御用データの受信時刻から同期タイミング時間を経過した時刻で、制御用データに基づく制御を制御対象装置に実行するので、複数の電力変換装置が同期したタイミングで制御対象装置を制御することが可能となる。
The power conversion device according to
According to this configuration, the plurality of power conversion devices execute control based on the control data on the control target device at the time when the synchronization timing time has elapsed from the reception time of the control data by the optical signal in the optical transmission device. The control target device can be controlled at the timing when the plurality of power conversion devices are synchronized.
以上説明したように本発明によれば、通信機能を備える装置を光ファイバで複数接続してデータを順次再生中継する場合に、各装置にて適正にデータを送受信し、この受信データに基づく制御タイミングの同期を各装置にて取ることを可能とし、これによって複数の装置で駆動負荷装置を適正に駆動制御することができるという効果がある。 As described above, according to the present invention, when a plurality of devices having communication functions are connected by optical fibers and data is sequentially regenerated and relayed, each device properly transmits and receives data, and control based on the received data It is possible to synchronize timing with each device, and this has the effect that the drive load device can be appropriately driven and controlled by a plurality of devices.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る電力変換システムの構成を示すブロック図である。
図1に示す電力変換システム20は、制御装置21と、複数の電力変換装置22−1〜22−4とが双方向の光ファイバ23で接続されている。この接続は、上流側装置(制御装置21)から図2に示すように光ファイバ23へ送信された下りデータD1が、電力変換装置22−1〜22−3で順次中継され、最下流の電力変換装置22−4まで到達すると、ここで折り返されて上りデータD2として下りと逆の順序で中継され、制御装置21へ戻るようになされている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power conversion system according to an embodiment of the present invention.
In the power conversion system 20 illustrated in FIG. 1, a
制御装置21は、各電力変換装置22−1〜22−4に対して当該電力変換装置が備えるスイッチング素子をオン/オフ制御するためのスイッチング指令を与える。この指令に応じて各電力変換装置22−1〜22−4から所定波形の電圧又は電流が、多相のモータや電源系統などの駆動負荷装置14へ供給される。ここでは、駆動負荷装置14を1つのみ記載しているが、複数台であってもよい。
The
電力変換装置22−1〜22−4は、図3に電力変換装置22−1を代表して示すように、光伝送部25と、変換器制御部26と、変換器主回路部27とを備えて構成されている。
光伝送部25は、上流側装置である制御装置21及び下流側装置である他の電力変換装置22−2との間で光ファイバ23を介して光信号によるデータの再生中継を行う。このうち制御装置21から受信されるデータは、駆動負荷装置14へ所定波形の電圧又は電流を出力するように電力変換装置22−1を駆動させるための指令値(駆動指令値とも称す)である。制御装置21への送信データは、各電力変換装置22−1〜22−4の内部のステータス情報などである。
The power converters 22-1 to 22-4 include an
The
また、光伝送部25は、全ての電力変換装置22−1〜22−4において、変換器制御部26で行われる変換器主回路部27のスイッチング制御のタイミングを同期させるための同期タイミング時間信号を生成し、これを変換器制御部26へ出力するようになっている。
このような光伝送部25の構成は、図4に示すように、O/E(光/電気)モジュール部41,48と、E/O(電気/光)モジュール部42,47と、FIFO(First-In First-Out)メモリ部45,50と、DPLL(Digital Phase-Locked Loop)部43,49と、データ受信部44と、伝送時間測定部51と、データ送信部52と、同期タイミング生成部53とを備えて構成されている。このような構成要素の説明を行う。
In addition, the
As shown in FIG. 4, the configuration of the
O/Eモジュール部41は、光ファイバ23を介して伝送されてくる上流側装置からの光信号を電気信号に変換し、O/Eモジュール部48は、光ファイバ23を介して伝送されてくる下流側装置からの光信号を電気信号に変換するものである。
E/Oモジュール部42は、電気信号を光信号に変換し、この光信号を光ファイバ23を介して上流側装置へ伝送し、E/Oモジュール部47は、電気信号を光信号に変換し、この光信号を光ファイバ23を介して上流側装置へ伝送するものである。
The O /
The E /
DPLL部43又は49は、O/Eモジュール41又は48によって変換された電気信号から、データ取り込みタイミング用のクロック信号を生成し、このクロック信号と、当該クロック信号に同期した受信データとを出力するものである。
FIFOメモリ部45又は50は、DPLL部43又は49で再生された受信データを入力順に一旦記憶し、この記憶された受信データを入力順に出力するものである。この一時記憶は、各電力変換装置22−1〜22−4間の光ファイバ23の長さ並びに、O/Eモジュール部41,48及びE/Oモジュール部42,47が起因する伝送クロック信号のずれを吸収するものである。
The
The
これは、前述の「発明が解決しようとする課題」でも説明したように、僅かな伝送クロック信号のずれ(上流側装置との伝送クロック信号のずれ)によって、自装置がデータを送信するタイミングで、上流側装置からの次に送信すべきデータを受信できない状態が生じて送信エラーとなることを防止するためである。つまり、このFIFOメモリ部45,50によって、全ての電力変換装置22−1〜22−4及び制御装置21のデータの送受信タイミングのずれを吸収して無くすための一時記憶を行っている。
As described in the above-mentioned “Problem to be Solved by the Invention”, this is the timing at which the device transmits data due to a slight shift in the transmission clock signal (shift in the transmission clock signal with the upstream device). This is to prevent a transmission error caused by a state in which data to be transmitted next from the upstream device cannot be received. In other words, the
データ受信部44は、DPLL部43からの受信データを、当該受信データと共に送られてくるクロック信号に応じて読み取り、この読み取ったデータを、図5(a)に示す伝送データフォーマットに従って解読する。この解読の結果、伝送エラーのないことが確認された場合に、制御装置21からの指令値のデータを変換器制御部26へ出力するようになっている。
The
ここで、伝送データフォーマットは、光ファイバ23に伝送されるデータのフォーマットであり、HDLC(High-level Data Link Control procedure)と呼ばれるフォーマットに準拠したものである。光ファイバ23を伝送する一連のデータは、図5(a)に符号61で示すように、FLAG(フラグ)と呼ばれる特定のパターン(ビットパターンで例えば01111110)で挟まれることによって識別可能なようになっている。
Here, the transmission data format is a format of data transmitted to the
伝送データは、NRZI(NonReturn to Zero Inversion)と呼ばれる信号の符号化方式で伝送される。NRZIは、データが「0」の時は変化せず、「1」の時に変化するといった法則で信号を変化させて伝送する方式であり、受信の際にデータの極性が反転してしまった場合でも、同じ情報が得られるというメリットがある。
また、符号化前のデータで「1」が5個連続すると、次に「0」を挿入し、6個以上「1」が連続しないようなデータ処理がなされる。この処理によって、どのような種類のデータの伝送によっても伝送路上を流れる伝送信号レベルの変化しない区間が6データ以上連続することを防いでおり、DPLL部43の信号変化点での受信信号タイミング補正動作がある頻度で実行されることを保証している。
The transmission data is transmitted by a signal encoding method called NRZI (Non Return to Zero Inversion). NRZI is a method of transmitting by changing the signal according to the rule that it does not change when the data is “0” but changes when it is “1”, and the polarity of the data is reversed at the time of reception. However, there is an advantage that the same information can be obtained.
If five “1” s continue in the data before encoding, then “0” is inserted and data processing is performed so that six or more “1s” do not continue. This process prevents the transmission signal level flowing through the transmission line from being changed regardless of the transmission of any kind of data from continuing for 6 or more sections, and corrects the received signal timing at the signal change point of the
また、この符号化方式により「1」が6個連続するFLAGパターン61は、データ中に現れず、データ列の最初と最後を識別することが可能となっている。アドレス情報62は、そのデータを送信した装置を識別するための情報である。
制御駆動指令/ステータス情報番号63は、制御装置21から各電力変換装置22−1〜22−4に対する第1〜第n(本例では第4)の駆動指令値63−1〜63−4と、データ列最後尾に当該データ列受信後に内部ステータスを送信する際に付加される該当電力変換装置22−1〜22−4の識別番号であるステータス要求電力変換番号63−Sとから構成されている。
Further, by this encoding method, the
The control drive command /
CRC(Cyclic Redundancy Check:巡回冗長検査)コード64は、アドレス情報62と制御駆動指令/ステータス情報63との伝送エラーを検出するためのコードであり、データ列に特定の演算を施すことにより求められる。データ受信した電力変換装置22−1〜22−4では、受信データ列によりCRC演算を行うことによりCRC値を求め、受信したCRC値との比較により受信データに伝送エラーのないことを確認するようになっている。
A CRC (Cyclic Redundancy Check)
次に、伝送時間測定部51の説明を図6のフローチャートを参照して説明する。伝送時間測定部51は、ステップS1において、DPLL部43から下りデータD1のFLAGパターン61を検出した場合に、ステップS2において、その下りデータD1と共に入力されるクロック信号によってカウント動作を行うカウンタ(図示せず)によるカウントを開始する。ステップS3において、DPLL部49から上りデータD2のFLAGパターン61を検出した場合に、ステップS4において、そのカウンタのカウントを停止する。そして、ステップS6において、その停止時のカウント値に対応する伝送時間を得る。
Next, the transmission
即ち、そのカウント値は、自電力変換装置22−1が制御装置21からの下りデータD1を受信した時点から、この下りデータD1が送信され、図2に示すように最下流の電力変換装置22−4で折り返されて戻って来るまでの伝送時間Tdとなる。この伝送時間Tdの1/2が、自電力変換装置22−1から一番下流の電力変換装置22−4に下りデータD1が到達する時間(最下流到達時間とも称す)となる。
That is, the count value is the same as that when the own power conversion device 22-1 receives the downlink data D1 from the
ここで、伝送時間Tdは、各々の電力変換装置22−1〜22−4毎に異なるので、上流側から順に、電力変換装置22−1の伝送時間測定部51で測定される伝送時間をTd1とし、電力変換装置22−2の伝送時間測定部51で測定される伝送時間をTd2とし、電力変換装置22−3の伝送時間測定部51で測定される伝送時間をTd3とする。電力変換装置22−4は最下流なので伝送時間は0(無し)である。
Here, since the transmission time Td is different for each of the power conversion devices 22-1 to 22-4, the transmission time measured by the transmission
同期タイミング生成部53は、伝送時間測定部51で測定された伝送時間Tdを2で割ることによって最下流到達時間Td/2を求め、この最下流到達時間Td/2を次に測定された伝送時間Tdが入力されるまで保持し、この保持された最下流到達時間Td/2を同期タイミング時間信号として変換器制御部26へ供給するようになっている。
変換器制御部26は、データ受信部44からの指令値及び同期タイミング生成部53からの同期タイミング時間信号に基づき、変換器主回路部27に対してスイッチング素子のオン/オフ用のゲート信号を出力する。また、電力変換装置22−1の状態を監視し、制御装置21からの指令に応じてステータス情報を光伝送部25へ送信するものである。
The synchronization
Based on the command value from the
ここで、変換器主回路部27について説明しておく。変換器主回路部27は、変換器制御部26からのゲート信号に応じてスイッチング素子をオン/オフ動作させることによって、駆動負荷装置14へ所定波形の電圧又は電流を出力する。この際、スイッチング素子の特性に従い、オン時間に一定の遅延を持たせたり、オン時間が設定最小時間より小さくならないようにしたりする等のスイッチング素子の動作保護を行う。この変換器主回路部27が3相のモータ駆動制御回路である場合の構成例を図7に示し、その説明を行う。
Here, the converter
変換器主回路部27は、3相の交流電源を直流に変換するダイオード整流器31と、インダクタ32と、コンデンサ33と、3相の直流をスイッチングするIBGT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子34a,34b,34c,34d,34e,34fよりなるインバータ主回路34とを備えて構成されている。
IGBT素子34a〜34fのスイッチングを制御するゲート信号は、変換器制御部26からオン/オフ信号として供給され、この供給に応じてオン/オフ動作を行うインバータ主回路34から所定波形の3相の電圧又は電流信号が駆動負荷装置14へ出力されるようになっている。
The converter
A gate signal for controlling switching of the
このIGBT素子34a〜34fのオン/オフ動作を、図8を参照して更に説明する。但し、図8には、IGBT素子34a〜34fのうち1対の34aと34bを代表して示した。
IGBT素子34a〜34fのゲートは、変換器制御部26で生成される一定の変換器制御サイクルC1の上アームゲート信号P1及び下アームゲート信号P2でオン/オフ制御されるようになっている。
The on / off operation of the
The gates of the
制御装置21からの駆動指令値は、変換器制御サイクルC1に対するオンパルスの区間H1の比率を表す。例えば駆動指令値が50であると、変換器制御サイクルC1の50%の区間のオンパルスを生成するようになっている。また、オンパルスによる上アームゲート信号P1と、オンパルスによる下アームゲート信号P2とのオン区間が重ならないように一定の時間差を付け、上下アームゲート信号P1,P2の同時オンによる短絡を防止するようになっている。
The drive command value from the
また、変換器制御部26は、変換器制御サイクルC1の変化点を、同期タイミング生成部53からの同期タイミング時間信号に従ったタイミングに合わせるように動作する。つまり、同期タイミング時間信号が最下流到達時間Td1/2を示す信号であれば、データ受信部44で駆動指令値が受信された時刻から最下流到達時間Td/2が経過した時刻に、変換器制御サイクルC1の変化点が合うように制御する。
このように、全ての電力変換装置22−1〜22−4の変換器制御部26において、変換器制御サイクルC1の変化点を同期タイミング時間信号の指示タイミングに合わせれば、全電力変換装置22−1〜22−4が同期するスイッチング動作を行うことが可能となる。
Further, the
Thus, in the
この理由を、図9を参照して説明する。但し、この説明で引用する伝送時間Tdの単位は説明を分かりやすくするためのものであって実際の単位とは異なる。
また、電力変換装置22−1からの最下流到達時間Td1/2は5分、電力変換装置22−2からの最下流到達時間Td1/2は3分、電力変換装置22−3からの最下流到達時間Td1/2は1分であるとする。
最上流の電力変換装置22−1の変換器制御部26は、時刻t1(1:00)において、制御装置21からの指令値63−1が受信されたとすると、この受信時刻1:00から最下流到達時間の5分が経過した時刻1:05に、変換器制御サイクルC1の変化点が合うように制御する。
The reason for this will be described with reference to FIG. However, the unit of the transmission time Td quoted in this description is for easy understanding of the description, and is different from the actual unit.
Further, the most downstream arrival time Td1 / 2 from the power converter 22-1 is 5 minutes, the most downstream arrival time Td1 / 2 from the power converter 22-2 is 3 minutes, and the most downstream from the power converter 22-3. The arrival time Td1 / 2 is assumed to be 1 minute.
If the command value 63-1 from the
電力変換装置22−2の変換器制御部26は、時刻t2(1:02)において、指令値63−2が受信されたとすると、この受信時刻1:02から最下流到達時間の3分が経過した時刻1:05に、変換器制御サイクルC1の変化点が合うように制御する。
電力変換装置22−3の変換器制御部26は、時刻t2(1:04)において、指令値63−3が受信されたとすると、この受信時刻1:04から最下流到達時間の1分が経過した時刻1:05に、変換器制御サイクルC1の変化点が合うように制御する。
If the command value 63-2 is received at time t2 (1:02), the
If the command value 63-3 is received at time t2 (1:04), the
最下流の電力変換装置22−4の変換器制御部26は、時刻t2(1:05)において、指令値63−2が受信されたとすると、この受信時刻1:05に、変換器制御サイクルC1の変化点が合うように制御する。
このように全電力変換装置22−1〜22−4が、時刻1:05に変換器制御サイクルC1の変化点が合うように制御するので、全電力変換装置22−1〜22−4が同期したスイッチング動作が行われることになる。
If the command value 63-2 is received at the time t2 (1:05), the
Thus, since all the power converters 22-1 to 22-4 are controlled so that the changing point of the converter control cycle C1 matches at time 1:05, all the power converters 22-1 to 22-4 are synchronized. Switching operation is performed.
但し、最下流到達時間Td/2に代え、最下流到達時間Td/2に一定の時間を加算し、この加算後の時間を用いてもよい。
また、変換器制御部26は、制御装置21より自装置宛てにステータス情報の送信要求があると判断すれば、変換器制御部26は、制御装置21からのデータ受信終了後、送信切替部46に対して受信データの中継動作から自装置データの送信動作への切替信号を出力する。その後、データ送信部52へステータス情報を送出し、E/Oモジュール部47で光信号に変換して光ファイバ23を介して次の電力変換装置へ送信する。但し、変換器制御部26は、光伝送部25に配置されていてもよい。
However, instead of the most downstream arrival time Td / 2, a certain time may be added to the most downstream arrival time Td / 2, and the time after this addition may be used.
If the
このような構成の電力変換システム20において駆動負荷装置14を駆動させるための制御を説明する。
まず、制御装置21からの光信号による制御用データが光ファイバ23を介して最寄の電力変換装置22−4へ送信されると、電力変換装置22−1のO/Eモジュール部41にて電気信号に変換され、DPLL部43へ出力される。DPLL部では、その電気信号からデータ取り込みタイミング用のクロック信号が生成され、このクロック信号と当該クロック信号に同期して再生された制御用データとが、FIFOメモリ部45、データ受信部44及び伝送時間測定部51へ出力される。
Control for driving the
First, when control data based on an optical signal from the
FIFOメモリ部45では、再生された受信データが入力順に記憶され、この記憶された制御用データが入力順に送信切替部46を介してE/Oモジュール部47へ出力され、ここで、光信号に変換されて、次の電力変換装置22−2へ光ファイバ23を介して送信される。このような光信号の再生中継処理が他の電力変換装置22−2〜22−4においても行われ、最下流の電力変換装置22−4で折り返されて下りと同様に上り光信号として再生中継され、最後に制御装置21へ伝送される。
In the
一方、このように光信号を順次再生して中継する過程において、最下流到達時間Td/2が求められて保持される処理が行われる。即ち、伝送時間測定部51にて、下り制御用データのFLAGパターン61が検出されるとカウント動作が開始される。その後、同制御用データが最下流の電力変換装置22−4で折り返されて上り制御用データとして戻り、そのFLAGパターン61が検出されるとカウント動作が停止され、この停止時のカウント値が伝送時間Td1として、同期タイミング生成部53へ出力される。
On the other hand, in the process of sequentially reproducing and relaying the optical signal in this way, processing for obtaining and holding the most downstream arrival time Td / 2 is performed. That is, when the transmission
これと同様に、最下流の電力変換装置22−4以外の他の電力変換装置22−2,22−3においても伝送時間Td2,Td3が測定され、同期タイミング生成部53へ出力される。
同期タイミング生成部53では、その伝送時間Td1の1/2である最下流到達時間Td/2が求められ、この最下流到達時間Td/2が次に測定された伝送時間Td1が入力されるまで保持される。この保持された最下流到達時間Td/2は、同期タイミング時間信号として変換器制御部26へ供給される。
Similarly, the transmission times Td2 and Td3 are measured and output to the synchronization
The synchronization
一方、データ受信部44では、DPLL部43からの制御用データに伝送エラーのないことが確認されると、その制御用データ中の制御装置21からの指令値63−1が変換器制御部26へ出力される。
変換器制御部26では、指令値63−1に基づき変換器制御サイクルC1に同期して上下アームゲート信号P1,P2が生成される。この際、その上下アームゲート信号P1,P2の変化点が同期する変換器制御サイクルC1の変化点が、同期タイミング時間信号に基づいて制御される。
On the other hand, when the
The
即ち、データ受信部44で指令値63−1が受信された時刻(1:00)から最下流到達時間Td1/2(=5)が経過した時刻(1:05)に、変換器制御サイクルC1の変化点が合うように制御される。この下流の電力変換装置22−2においても、指令値63−2が受信された時刻(1:02)から最下流到達時間Td2/2(=3)が経過した時刻1:05に変換器制御サイクルC1の変化点が合うように制御され、更に下流の電力変換装置22−3においても、指令値63−3が受信された時刻(1:04)から最下流到達時間Td3/2(=1)が経過した時刻1:05に変換器制御サイクルC1の変化点が合うように制御される。最下流の電力変換装置22−4においては、指令値63−4が受信された時刻(1:05)に、変換器制御サイクルC1の変化点が合うように制御される。
That is, at the time (1:05) when the most downstream arrival time Td1 / 2 (= 5) has elapsed from the time (1:00) when the command value 63-1 was received by the
この制御によって、全電力変換装置22−1〜22−4において、時刻1:05に変換器制御サイクルC1の変化点が合うことになる。
これによって、全電力変換装置22−1〜22−4の変換器制御部26のゲート信号による変換器主回路部27のスイッチング動作が同期するので、駆動負荷装置14へ所定波形の電圧又は電流が出力される。
By this control, in all the power converters 22-1 to 22-4, the changing point of the converter control cycle C1 is matched at time 1:05.
As a result, the switching operation of the converter
以上説明したように本実施の形態の電力変換システム20においては、最下流で折り返される往復の光ファイバ23による光伝送路に複数台の電力変換装置22−1〜22−4が接続され、各電力変換装置22−1〜22−4で駆動負荷装置14を制御する。この場合に、各電力変換装置22−1の光伝送部25にて順次受信された制御装置21からの光信号によるデータが制御用データの場合、各電力変換装置22−1〜22−4の光伝送部25で制御用データの受信時刻から同光伝送部25にて得られる同期タイミング時間信号を経過した時刻において、制御用データに基づく制御を駆動負荷装置14に実行するようにした。
As described above, in the power conversion system 20 according to the present embodiment, a plurality of power conversion devices 22-1 to 22-4 are connected to an optical transmission line formed by a round-trip
従って、各電力変換装置22−1〜22−4の光伝送部25にて適正にデータを送受信し、この受信データに基づく制御タイミングの同期を各電力変換装置22−1〜22−4にて取ることができ、これによって複数の電力変換装置22−1〜22−4で駆動負荷装置を適正に駆動制御することができる。
Accordingly, data is properly transmitted and received by the
14 駆動負荷装置
20 電力変換システム
21 制御装置
22−1〜22−4 電力変換装置
23 双方向の光ファイバ
25 光伝送部
26 変換器制御部
27 変換器主回路部
31 ダイオード整流器
32 インダクタ
33 コンデンサ
34a,34b,34c,34d,34e,34f IGBT素子
41,48 O/Eモジュール部
42,47 E/Oモジュール部
45,50 FIFOメモリ部
43,49 DPLL部
44 データ受信部
51 伝送時間測定部
52 データ送信部
53 同期タイミング生成部
61 FLAGパターン
62 アドレス情報
63 制御駆動指令/ステータス情報番号
63−1〜63−4 第1〜第4の駆動指令値
63−S ステータス要求電力変換番号
64 CRCコード
DESCRIPTION OF
Claims (2)
最下流へ向かう下りの光信号を受信した時刻と、その受信した光信号が送信されたのちに最下流で折り返されて戻ってきた際に当該戻り光信号を受信した時刻との差分時間を測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された差分時間を2で割ることにより自光伝送装置から最下流の光伝送装置までの最下流到達時間を求め、この最下流到達時間及び当該最下流到達時間に一定時間を加算した時間の何れか一方の時間を同期タイミング時間とする同期タイミング生成手段と
を備えたことを特徴とする光伝送装置。 It is connected so as to relay the optical signal to the round-trip optical transmission line that is turned back at the most downstream, receives the relayed optical signal, reproduces the data, and then stores it in the receiving order and converts it into an optical signal while reading it. In an optical transmission device that transmits
Measures the time difference between the time when the downstream optical signal going to the most downstream is received and the time when the received optical signal is sent back after being sent back at the most downstream side. Measuring means to
The difference time measured by the measuring means is divided by two to obtain the most downstream arrival time from the own optical transmission device to the most downstream optical transmission device, and a certain time is set for the most downstream arrival time and the most downstream arrival time. An optical transmission apparatus comprising: synchronization timing generation means that uses any one of the added times as a synchronization timing time.
請求項1に記載の光伝送装置を備え、
前記光伝送装置にて受信された光信号によるデータが制御用データの場合に、前記光伝送装置での前記制御用データの受信時刻から当該光伝送装置にて得られる同期タイミング時間を経過した時刻に、前記制御用データに基づく制御を前記制御対象装置に実行する
ことを特徴とする電力変換装置。 In a power converter that is connected to a plurality of reciprocating optical transmission lines that are turned back at the most downstream side and controls a device to be controlled with the plurality of optical transmission lines,
An optical transmission device according to claim 1,
When the data by the optical signal received by the optical transmission device is control data, the time when the synchronization timing time obtained by the optical transmission device has elapsed from the reception time of the control data by the optical transmission device In addition, a control based on the control data is executed on the control target device.
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JP2008099109A (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Nec Corp | Module for wander absorption and delay correction |
JP2011010117A (en) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | Pwm semiconductor power converter system and pwm semiconductor power converter |
EP2346155A1 (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and control system for controlling power conversion in a power converter |
JP2014179864A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Fujitsu Ltd | Method for synchronizing control timing, optical transmission system, and optical transmission device |
CN113824296A (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-21 | 新疆金风科技股份有限公司 | Control system and method of converter, converter and wind generating set |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008099109A (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Nec Corp | Module for wander absorption and delay correction |
JP2011010117A (en) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | Pwm semiconductor power converter system and pwm semiconductor power converter |
EP2346155A1 (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and control system for controlling power conversion in a power converter |
US8050067B2 (en) | 2010-01-14 | 2011-11-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and control system for controlling power conversion in a power converter |
JP2014179864A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Fujitsu Ltd | Method for synchronizing control timing, optical transmission system, and optical transmission device |
CN113824296A (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-21 | 新疆金风科技股份有限公司 | Control system and method of converter, converter and wind generating set |
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