JP2005348562A - Ac power supply apparatus - Google Patents

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Osamu Iyama
井山  治
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To cancel a high frequency component generated by a phase control of a semiconductor control element and improve a waveform of an AC input current in an AC power supply apparatus. <P>SOLUTION: A power supplying controller 3 comprises thyristors S1, S2 and is connected between AC input terminals 1a, 1b and AC output terminals 2a, 2b connected to a load 4. A compensation current supplying circuit 6 is connected at the preceding stage of the power supplying controller 3. A control signal from a power converting circuit included in the compensation current supplying circuit 6 is formed on the basis of phase control signals of the thyristors S1, S2. The compensation current supplying circuit 6 flows a current for compensating a waveform distortion generated by the phase control of the thyristors S1, S2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は航空照明用定電流電源装置又はこれに類似の電源装置に好適な高調波電流抑制機能を有する単相又は3相又は多相の交流電源装置に関する。   The present invention relates to a single-phase or three-phase or multi-phase AC power supply device having a harmonic current suppression function suitable for a constant current power supply device for aerial lighting or a similar power supply device.

航空照明用定電流電源装置は、例えば後記特許文献1に示されているように、交流入力端子と昇圧用トランスとの間にサイリスタの逆並列回路を接続し、昇圧用トランスの2次側に航空照明用ランプを接続し、サイリスタの位相制御によって負荷電流を調整するように構成されている。   The constant current power supply device for aviation lighting is connected to an anti-parallel circuit of a thyristor between an AC input terminal and a step-up transformer, as shown in Patent Document 1, for example, and is connected to the secondary side of the step-up transformer. An aerial lighting lamp is connected, and the load current is adjusted by phase control of the thyristor.

上述の航空照明用定電流電源装置又はこれに類似の電源装置では、位相制御可能なサイリスタを使用するので比較的大電流を流すことができ且つ電力損失が比較的小さいという長所を有する反面、サイリスタの位相制御を行うので、電流波形に高調波電流が含まれるという短所を有する。電流波形に高調波電流が含まれると、力率が悪くなり、サイリスタを含む交流電源装置が接続される発電機等の電源の電力容量が必然的に大きくなる。また、交流電源に接続されている別の負荷等に高調波障害又はノイズ障害を及ぼす可能性がある。   In the above-described constant current power supply device for aeronautical lighting or a similar power supply device, a thyristor capable of phase control is used, so that a relatively large current can flow and a power loss is relatively small. Therefore, there is a disadvantage that harmonic current is included in the current waveform. When a harmonic current is included in the current waveform, the power factor is degraded, and the power capacity of a power source such as a generator to which an AC power supply device including a thyristor is connected is inevitably increased. In addition, there is a possibility of causing harmonic disturbance or noise disturbance to another load connected to the AC power supply.

交流電源電流の波形改善及び力率改善をするために補償電流供給回路を交流入力ラインに接続することは、後記特許文献2等で公知である。しかし、位相制御可能な半導体制御素子を含む交流電源装置における高調波抑制を比較的簡単な回路構成で達成することは開示されていない。
特開昭58−18897号公報 特開平10−333761号公報
Connecting a compensation current supply circuit to an AC input line in order to improve the waveform and power factor of the AC power supply current is well known in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228, etc. However, it is not disclosed that harmonic suppression in an AC power supply device including a phase-controllable semiconductor control element is achieved with a relatively simple circuit configuration.
JP 58-18897 A JP 10-333761 A

従って、本発明が解決しようとする課題は、位相制御可能な半導体制御素子を含む交流電源装置において交流入力電流波形に比較的大きい高調波成分が含まれることである。また、本発明の別な課題は高調波成分を簡単且つ良好に抑制することが困難なことである。また、本発明の更に別な課題は、3相交流電源に対して単相負荷を接続すれば、3相交流電流のアンバランスが生じることである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is that an AC input current waveform includes a relatively large harmonic component in an AC power supply apparatus including a phase-controllable semiconductor control element. Another problem of the present invention is that it is difficult to suppress harmonic components easily and satisfactorily. Yet another object of the present invention is that if a single-phase load is connected to a three-phase AC power source, an unbalance of the three-phase AC current occurs.

上記課題を解決するための本発明は、交流入力端と、負荷が接続される交流出力端と、前記交流入力端と前記交流出力端との間に接続され且つ前記交流出力端の電流又は電圧又はこれ等の両方を制御する位相制御可能な半導体制御素子を含んでいる給電制御器と、前記半導体制御素子の位相制御信号を形成して前記半導体制御素子に送る位相制御回路と、前記半導体制御素子の位相制御によって生じる電流波形の歪を改善するための補償電流を供給することができるものであって前記交流入力端に接続され且つ補償電流を供給するためのパルス幅変調型の電力変換回路を含んでいる補償電流供給回路と、前記電力変換回路に含まれているスイッチをオン・オフ制御する電力変換制御手段とを備えていることを特徴とする交流電源装置に係わるものである。
なお、本発明における前記交流入力端は、交流入力端子、又は交流入力供給部分を意味する。また、前記交流出力端は交流出力端子、又は負荷や出力段回路を接続する部分を意味している。
In order to solve the above problems, the present invention provides an AC input end, an AC output end to which a load is connected, and a current or voltage of the AC output end connected between the AC input end and the AC output end. A power supply controller including a phase-controllable semiconductor control element that controls both of them, a phase control circuit that forms a phase control signal of the semiconductor control element and sends it to the semiconductor control element, and the semiconductor control A pulse width modulation type power conversion circuit capable of supplying a compensation current for improving distortion of a current waveform caused by phase control of an element and connected to the AC input terminal and supplying a compensation current And a power conversion control means for controlling on / off of a switch included in the power conversion circuit. Than it is.
In addition, the said AC input terminal in this invention means an AC input terminal or an AC input supply part. The AC output terminal means an AC output terminal or a portion to which a load or an output stage circuit is connected.

なお、請求項2に示すように、前記電力変換制御手段は、前記交流出力端の電流又は電圧又はこれ等の両方を検出する負荷状態検出手段と、前記交流入力端の交流電圧に同期した基準正弦波を発生する基準正弦波発生手段と、前記位相制御回路と前記負荷状態検出手段と前記基準正弦波発生手段とに接続され、前記位相制御信号と前記負荷状態検出手段の出力と前記基準正弦波とに基づいて目標補償電流波形を形成する目標補償電流波形形成手段と、前記目標補償電流波形形成手段に接続され、前記目標補償電流波形に相当する補償電流を供給するためのスイッチオン・オフ制御信号を形成し、このスイッチオン・オフ制御信号によって前記スイッチを制御するスイッチ制御信号形成手段とから成ることが望ましい。
また、請求項3に示すように、前記目標補償電流波形形成手段は、前記位相制御回路及び前記負荷状態検出手段に接続され且つ前記位相制御信号と前記負荷状態検出手段の出力に基づいて前記交流出力端に流れる電流の波形を理論的に推定して推定電流波形を出力する電流波形推定手段と、前記基準正弦波発生手段から得られた前記基準正弦波と前記電流波形推定手段から得られた前記推定電流波形との差に相当する目標補償電流波形を形成する減算手段とから成ることが望ましい。
また、請求項4に示すように、前記電流波形推定手段は、位相制御回路と前記基準正弦波発生手段とに接続され、前記基準正弦波の前記位相制御信号の導通期間に相当する部分を抽出する抽出手段と、前記交流出力端の電流又は電圧又は電力の実効値又は平均値を示す負荷量を検出又は演算するために前記負荷状態検出手段に接続された負荷量検出又は演算手段と、前記負荷量検出又は演算手段から得られた負荷量を示す信号によって前記抽出手段で抽出した波形の振幅を補正して推定電流波形を出力する補正手段とを有していることが望ましい。
また、請求項5に示すように、前記目標補償電流波形形成手段は、前記基準正弦波発生手段から得られた前記基準正弦波から前記位相制御信号が非導通期間を示している期間に相当する部分を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって前記基準正弦波を抽出する前又は抽出した後の前記基準正弦波の振幅を前記負荷状態検出手段の出力に対応するように前記負荷状態検出手段の出力に基づいて補正する補正手段とから成ることが望ましい。
また、請求項6に示すように、前記位相制御回路は、前記交流出力端の電流又は電圧又は電力の基準値を示す信号を発生する基準値発生手段と、前記負荷状態検出手段で検出された負荷状態を示す信号を前記基準値に一致させるように前記半導体制御素子の位相制御信号を形成する位相制御信号形成手段とから成ることが望ましい。
また、請求項7に示すように、前記補償電流供給回路は、補償電流を供給するために前記交流入力端に接続された交流端子と、対の直流端子と、前記交流端子と前記対の直流端子との間においてブリッジ接続された複数の半導体スイッチ及び前記複数の半導体スイッチにそれぞれ逆方向並列に接続された個別又は寄生の複数のダイオードとから成るパルス幅変調型の電力変換回路と、前記対の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、前記交流端子と前記電力変換回路との間の電流通路に直列に接続されたインダクタと、前記交流端子と前記電力変換回路との間の複数の電流通路の相互間に接続されたフィルタ用コンデンサとを有していることが望ましい。
また、請求項8に示すように、更に、前記対の直流端子間の電圧を検出する直流電圧検出回路と、前記対の直流端子間の目標電圧を示す基準電圧を発生する基準電圧源と、前記直流電圧検出回路の出力と前記基準電圧との差を示す直流帰還制御信号を形成する直流帰還制御信号形成回路と、前記直流帰還制御信号によって前記基準正弦波又は前記目標補償電流波形の振幅を補正する補正手段とを有していることが望ましい。
また、請求項9に示すように、前記目標補償電流波形形成手段は、前記基準正弦波又は前記直流帰還制御信号で補正された基準正弦波から前記電流波形推定手段で推定した推定電流波形を減算する第1の減算手段と、前記交流入力端を通って流れる入力電流を検出する入力電流検出手段と、前記基準正弦波又は前記直流帰還制御信号で補正された基準正弦波から前記入力電流検出手段の出力との誤差信号を形成する第2の減算手段と、前記第1の減算手段の出力を前記第2の減算手段から得られた誤差信号で補正する手段とを有していることが望ましい。
また、請求項10に示すように、前記目標補償電流波形形成手段は、更に、前記交流出力端の電流又は電圧又は電力の実効値又は平均値を示す負荷量を検出又は演算するために前記負荷状態検出手段に接続された負荷量検出又は演算手段を有し、前記補正手段は、前記基準正弦波又は前記直流帰還制御信号で補正された基準正弦波の振幅を前記負荷量検出又は演算手段の出力に基づいて変調する手段であり、前記抽出手段は前記基準正弦波又は前記補正された基準正弦波又は前記変調された基準正弦波から前記位相制御信号が非導通を示している期間に相当する部分を抽出する手段であり、前記目標補償電流波形形成手段は、更に、前記交流入力端を通って流れる入力電流を検出する入力電流検出手段と、前記基準正弦波又は前記補正された基準正弦波又は前記変調された基準正弦波と前記入力電流検出手段の出力との誤差信号を形成する減算手段と、前記抽出手段の出力を前記減算手段から得られた誤差信号で補正する手段とを有していることが望ましい。
また、請求項11に示すように、前記交流出力端に接続される負荷は、航空照明用ランプを含む回路であり、前記半導体制御素子はサイリスタであり、前記位相制御回路は前記負荷に一定の電流を供給するように前記サイリスタの位相制御角を制御する回路であることが望ましい。
また、請求項12に示すように、前記交流入力端は3相交流電圧を供給する第1、第2及び第3交流入力端子であり、前記交流出力端は少なくとも1つの単相負荷を接続するためのものであり、前記電力変換回路は3相構成の電力変換回路であることが望ましい。
また、請求項13に示すように、正弦波3相交流電圧を供給するための第1、第2及び第3の交流入力端と、前記第1及び第2の交流入力端間に単相負荷回路を介して接続され且つ負荷電流又は電圧又はこれ等の両方を制御する位相制御可能な半導体制御素子を含んでいる給電制御器と、前記半導体制御素子の位相制御信号を形成して前記半導体制御素子に送る位相制御回路と、前記第1、第2及び第3の交流入力端に接続され且つ前記第1、第2及び第3の交流入力端を通って流れる電流の波形改善及び電流バランスの改善を行うための補償電流を供給する機能を有している3相構成の補償電流供給回路で交流電源装置を構成することが望ましい。
In addition, as shown in claim 2, the power conversion control means includes a load state detection means for detecting the current or voltage of the AC output terminal or both, and a reference synchronized with the AC voltage of the AC input terminal. Reference sine wave generation means for generating a sine wave, connected to the phase control circuit, the load state detection means, and the reference sine wave generation means, the phase control signal, the output of the load state detection means, and the reference sine A target compensation current waveform forming means for forming a target compensation current waveform based on the wave, and a switch on / off for supplying a compensation current corresponding to the target compensation current waveform connected to the target compensation current waveform forming means It is desirable to comprise a control signal forming means for forming a control signal and controlling the switch by the switch on / off control signal.
According to a third aspect of the present invention, the target compensation current waveform forming means is connected to the phase control circuit and the load state detection means, and is based on the phase control signal and the output of the load state detection means. Current waveform estimating means for theoretically estimating the waveform of the current flowing through the output end and outputting an estimated current waveform; obtained from the reference sine wave obtained from the reference sine wave generating means and the current waveform estimating means It is desirable to comprise subtracting means for forming a target compensation current waveform corresponding to the difference from the estimated current waveform.
According to a fourth aspect of the present invention, the current waveform estimation means is connected to the phase control circuit and the reference sine wave generation means, and extracts a portion corresponding to the conduction period of the phase control signal of the reference sine wave. Extracting means, and load amount detecting or calculating means connected to the load state detecting means for detecting or calculating a load amount indicating an effective value or average value of the current or voltage or power of the AC output terminal, It is desirable to have correction means for correcting the amplitude of the waveform extracted by the extraction means by a signal indicating the load quantity obtained from the load quantity detection or calculation means and outputting an estimated current waveform.
The target compensation current waveform forming means corresponds to a period in which the phase control signal indicates a non-conduction period from the reference sine wave obtained from the reference sine wave generating means. An extraction means for extracting a portion; and an amplitude of the reference sine wave before or after extracting the reference sine wave by the extraction means so as to correspond to an output of the load condition detection means. It is desirable to comprise correction means for correcting based on the output.
According to a sixth aspect of the present invention, the phase control circuit is detected by a reference value generating unit that generates a signal indicating a reference value of the current, voltage, or power of the AC output terminal, and the load state detecting unit. It is desirable to comprise phase control signal forming means for forming a phase control signal of the semiconductor control element so that a signal indicating a load state matches the reference value.
According to a seventh aspect of the present invention, the compensation current supply circuit includes an AC terminal connected to the AC input terminal for supplying a compensation current, a pair of DC terminals, the AC terminal, and the pair of DCs. A pulse width modulation type power conversion circuit comprising a plurality of semiconductor switches bridged between the terminals and a plurality of individual or parasitic diodes connected in reverse parallel to the plurality of semiconductor switches, respectively. A smoothing capacitor connected between the DC terminals, an inductor connected in series with a current path between the AC terminal and the power conversion circuit, and a plurality of currents between the AC terminal and the power conversion circuit It is desirable to have a filter capacitor connected between the passages.
Further, as shown in claim 8, further, a DC voltage detection circuit for detecting a voltage between the pair of DC terminals, a reference voltage source for generating a reference voltage indicating a target voltage between the pair of DC terminals, A DC feedback control signal forming circuit for forming a DC feedback control signal indicating a difference between an output of the DC voltage detection circuit and the reference voltage; and an amplitude of the reference sine wave or the target compensation current waveform by the DC feedback control signal. It is desirable to have correction means for correcting.
The target compensation current waveform forming means subtracts the estimated current waveform estimated by the current waveform estimating means from the reference sine wave or a reference sine wave corrected by the DC feedback control signal. First subtracting means, input current detecting means for detecting an input current flowing through the AC input terminal, and the input current detecting means from the reference sine wave or the reference sine wave corrected by the DC feedback control signal It is desirable to have second subtracting means for forming an error signal with respect to the output of the first subtracting means, and means for correcting the output of the first subtracting means with the error signal obtained from the second subtracting means. .
Further, according to a tenth aspect of the present invention, the target compensation current waveform forming unit is further configured to detect or calculate a load amount indicating an effective value or an average value of the current, voltage, or power of the AC output terminal. Load amount detection or calculation means connected to the state detection means, wherein the correction means determines the amplitude of the reference sine wave or the reference sine wave corrected by the DC feedback control signal of the load amount detection or calculation means. A means for modulating based on an output, wherein the extracting means corresponds to a period in which the phase control signal indicates non-conduction from the reference sine wave, the corrected reference sine wave, or the modulated reference sine wave; The target compensation current waveform forming means further includes an input current detection means for detecting an input current flowing through the AC input terminal, and the reference sine wave or the corrected Subtracting means for forming an error signal between the quasi-sine wave or the modulated reference sine wave and the output of the input current detecting means; means for correcting the output of the extracting means with the error signal obtained from the subtracting means; It is desirable to have
The load connected to the AC output terminal is a circuit including an aerial lighting lamp, the semiconductor control element is a thyristor, and the phase control circuit is fixed to the load. It is desirable that the circuit controls the phase control angle of the thyristor so as to supply current.
In addition, as shown in claim 12, the AC input terminal is a first, second and third AC input terminal for supplying a three-phase AC voltage, and the AC output terminal connects at least one single-phase load. The power conversion circuit is preferably a three-phase power conversion circuit.
Furthermore, as shown in claim 13, a single-phase load is provided between the first, second and third AC input terminals for supplying a sinusoidal three-phase AC voltage, and the first and second AC input terminals. A power supply controller including a phase-controllable semiconductor control element connected through a circuit and controlling a load current or voltage or both, and forming the phase control signal of the semiconductor control element to control the semiconductor A phase control circuit to be sent to the element; and a current waveform connected to the first, second and third AC input ends and flowing through the first, second and third AC input ends, and current balance It is desirable to configure the AC power supply apparatus with a three-phase compensation current supply circuit having a function of supplying a compensation current for improvement.

各請求項の発明によれば、半導体制御素子の位相制御によって生じる高調波成分を打ち消して交流電源装置における交流入力電流の波形を改善することができる。
また、請求項2〜11の発明によれば、波形改善即ち高調波電流の抑制を容易且つ良好に達成することができる。即ち、サイリスタ等の半導体制御素子の位相制御信号に使用して目標補償電流波形を形成するので、電流又は電圧の検出の遅れを伴なわないで目標補償電流波形を形成することができ、目標補償電流波形を容易且つ良好即ち正確に得ることができる。
また、請求項7の発明によれば、電力変換回路によって容易に補償電流を供給することができる。
また、請求項8の発明によれば、電力変換回路の対の直流端子間電圧の上昇を抑えることができる。
また、請求項9及び10の発明によれば、目標補償電流波形の精度を高めることができる。
また、請求項11の発明によれば、航空照明用ランプを含む負荷にサイリスタの位相制御で一定の電流を容易に供給することができる。
また、請求項12及び13の発明によれば、3相交流電流のアンバランスの改善を容易に達成することができる。
According to the invention of each claim, the harmonic component generated by the phase control of the semiconductor control element can be canceled to improve the waveform of the AC input current in the AC power supply apparatus.
Further, according to the inventions of claims 2 to 11, waveform improvement, that is, suppression of harmonic current can be achieved easily and satisfactorily. In other words, since the target compensation current waveform is formed using the phase control signal of the semiconductor control element such as a thyristor, the target compensation current waveform can be formed without any delay in detecting the current or voltage. The current waveform can be obtained easily and satisfactorily or accurately.
According to the invention of claim 7, the compensation current can be easily supplied by the power conversion circuit.
According to the invention of claim 8, it is possible to suppress an increase in the voltage between the DC terminals of the pair of power conversion circuits.
According to the inventions of claims 9 and 10, the accuracy of the target compensation current waveform can be increased.
According to the invention of claim 11, a constant current can be easily supplied to the load including the aerial lighting lamp by the phase control of the thyristor.
Further, according to the inventions of claims 12 and 13, an improvement in the unbalance of the three-phase alternating current can be easily achieved.

次に、本発明の実施形態を図1〜図11を参照して説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1に示す実施例1に従う航空照明用交流電源装置は、商用の3相交流電源に接続される交流入力端としての第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cと、交流出力端子と呼ぶこともできる第1及び第2の交流出力端2a、2bと、負荷の電流又は電圧又は電力を制御するための位相制御が可能な半導体制御素子としての第1及び第2のサイリスタS1 、S2 の逆並列接続回路から成る給電制御器3と、航空照明用ランプ等を含む負荷4と、位相制御回路5と、補償電流供給回路6と、電力変換制御回路7と、負荷状態検出手段としての負荷電流検出器8と、第1、第2及び第3の交流入力電流検出器9a、9b、9cとを有している。   The AC power supply for aerial lighting according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes first, second and third AC input terminals 1a, 1b, 1c as AC input terminals connected to a commercial three-phase AC power source, First and second AC output terminals 2a and 2b, which can also be called AC output terminals, and first and second semiconductor control elements capable of phase control for controlling the current, voltage or power of the load Power supply controller 3 comprising an antiparallel connection circuit of thyristors S1 and S2, a load 4 including an aerial lighting lamp, a phase control circuit 5, a compensation current supply circuit 6, a power conversion control circuit 7, and a load state A load current detector 8 as detection means and first, second and third AC input current detectors 9a, 9b, 9c are provided.

第1及び第2のサイリスタS1 、S2の逆並列接続から成る給電制御器3は電流制御器又は電圧制御器又は電流及び電圧制御器又は電力制御器又は電力変換器と呼ぶこともできるものであって、第1の交流入力端子1aと第1の交流出力端2aとの間のライン12aに直列に接続されている。この実施例では第2の交流入力端子1bと第2の交流出力端2bとが電力制御器を介さないでライン12bによって接続されている。また、第3の交流入力端子1cには負荷4が接続されていない。   The power supply controller 3 composed of the antiparallel connection of the first and second thyristors S1 and S2 can also be called a current controller or voltage controller or current and voltage controller or power controller or power converter. The first AC input terminal 1a and the first AC output terminal 2a are connected in series to a line 12a. In this embodiment, the second AC input terminal 1b and the second AC output terminal 2b are connected by a line 12b without using a power controller. Further, the load 4 is not connected to the third AC input terminal 1c.

負荷4は単相負荷であって、相互に電磁結合された1次及び2次巻線N1、N2を有する昇圧構成の出力トランス40と、このトランス40の出力端子2a´、2b´に接続されたランプ負荷回路4´とから成る。出力トランス40の1次巻線N1 は第1及び第2の交流出力端2a、2b間に接続されている。図1では負荷4は給電制御器3を介して第1及び第2の交流入力端子1a、1b間に接続されているので、第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cに対して3相不平衡負荷が接続された状態にある。勿論、第2及び第3の交流入力端子1b、1c間と第1及び第3の交流入力端子1a、1c間との一方又は両方に別の負荷を給電制御器を介して又は介さないで接続することができる。   The load 4 is a single-phase load, and is connected to an output transformer 40 having a step-up configuration having primary and secondary windings N1 and N2 electromagnetically coupled to each other, and output terminals 2a ′ and 2b ′ of the transformer 40. Lamp load circuit 4 '. The primary winding N1 of the output transformer 40 is connected between the first and second AC output terminals 2a and 2b. In FIG. 1, since the load 4 is connected between the first and second AC input terminals 1a and 1b via the power supply controller 3, the first, second and third AC input terminals 1a, 1b and 1c are connected. In contrast, a three-phase unbalanced load is connected. Of course, another load is connected to one or both of the second and third AC input terminals 1b and 1c and between the first and third AC input terminals 1a and 1c via or without a power supply controller. can do.

トランス40の2次巻線N2の出力端子2a´、2b´に接続されたランプ負荷回路4´は複数の負荷トランス41a、41bと、複数のランプ42a、42bとから成る。複数の負荷トランス41a、41bの1次巻線は互いに直列に接続され且つ出力トランス40の2次巻線N2 に接続されている。照明用ランプ42a、42bは負荷トランス41a、41bの2次巻線に接続されている。なお、トランス40の出力端子2a´、2b´を交流出力端子と呼ぶこともできる。   The lamp load circuit 4 ′ connected to the output terminals 2a ′ and 2b ′ of the secondary winding N2 of the transformer 40 includes a plurality of load transformers 41a and 41b and a plurality of lamps 42a and 42b. The primary windings of the plurality of load transformers 41a and 41b are connected in series to each other and to the secondary winding N2 of the output transformer 40. The illumination lamps 42a and 42b are connected to the secondary windings of the load transformers 41a and 41b. The output terminals 2a ′ and 2b ′ of the transformer 40 can also be called AC output terminals.

位相制御回路5は、第1及び第2のサイリスタS1 、S2 の制御端子(ゲート)に位相制御信号を供給するものであり、位相制御信号を形成するために負荷電流検出器8と電源ライン12a、12bとに接続されている。このサイリスタ制御回路5の詳細は後述する。   The phase control circuit 5 supplies a phase control signal to the control terminals (gates) of the first and second thyristors S1 and S2. The load current detector 8 and the power supply line 12a are used to form the phase control signal. , 12b. Details of the thyristor control circuit 5 will be described later.

双方向電力変換回路と呼ぶこともできる補償電流供給回路6は、波形改善のための補償電流を供給するものであって、LC回路61と双方向電力変換可能な周知のパルス幅変調型の電力変換回路62と平滑コンデンサ63とから成り、給電制御器3と負荷4とから成る主回路に対して並列的に接続されている。即ち、給電制御器3と負荷4とから成る主回路が第1及び第2の交流入力端子1a,1bに接続されていると共に、分岐導体と呼ぶこともできる補償電流供給回路6の第1、第2及び第3の交流側ライン64a、64b、64cが第1、第2及び第3の交流入力端子1a,1b,1cに接続されている。更に詳細には、電力変換回路62の第1及び第2の交流側ライン64a、64bは第1及び第2の接続点P1 、P2 において主回路の第1及び第2の電源ライン12a、12bに接続されている。なお、第1の接続点P1 は第1の交流入力端子1aと給電制御器3との間に設定されている。また、第2の接続点P2 は第2の交流入力端子1bと第2の交流出力端2bとの間に設定されている。電力変換回路62の第3の交流側ライン64cは第3の交流入力端子1cに接続されている。LC回路61は、第1、第2及び第3のフィルタ用コンデンサC1 、C2 、C3 と第1、第2及び第3のインダクタL1 、L2 、L3 とから成る。第1、第2及び第3のフィルタ用コンデンサC1 、C2 、C3 は、電力変換回路62に含まれているスイッチのオン・オフに基づく高周波(例えば20〜100のkHz)成分を除去するものであって、電力変換回路62の第1、第2及び第3の交流側ライン64a、64b、64cの相互間に接続され且つ平滑コンデンサ63よりも十分に小さい容量を有する。第1、第2及び第3のインダクタL1 、L2 、L3 は高周波成分除去機能と昇圧リアクトル機能との両方を有するものであって、電力変換回路62の第1、第2及び第3の交流側ライン64a、64b、64cに直列に接続されている。電解コンデンサから成る平滑コンデンサ63は電力変換回路62の対の直流端子としての直流側ライン65a、65b間に接続されている。電力変換回路62の詳細は後述する。   Compensation current supply circuit 6, which can also be called a bidirectional power conversion circuit, supplies a compensation current for improving the waveform, and is a well-known pulse width modulation type power capable of bidirectional power conversion with LC circuit 61. The converter circuit 62 and the smoothing capacitor 63 are connected to the main circuit including the power supply controller 3 and the load 4 in parallel. That is, the main circuit composed of the power supply controller 3 and the load 4 is connected to the first and second AC input terminals 1a and 1b, and the first and second compensation current supply circuits 6 can be called branch conductors. The second and third AC side lines 64a, 64b and 64c are connected to the first, second and third AC input terminals 1a, 1b and 1c. More specifically, the first and second AC side lines 64a and 64b of the power conversion circuit 62 are connected to the first and second power supply lines 12a and 12b of the main circuit at the first and second connection points P1 and P2, respectively. It is connected. The first connection point P1 is set between the first AC input terminal 1a and the power supply controller 3. The second connection point P2 is set between the second AC input terminal 1b and the second AC output terminal 2b. The third AC side line 64c of the power conversion circuit 62 is connected to the third AC input terminal 1c. The LC circuit 61 includes first, second and third filter capacitors C1, C2 and C3 and first, second and third inductors L1, L2 and L3. The first, second, and third filter capacitors C1, C2, and C3 remove high frequency components (for example, 20 to 100 kHz) based on on / off of switches included in the power conversion circuit 62. Thus, the power conversion circuit 62 is connected between the first, second and third AC side lines 64 a, 64 b and 64 c and has a capacity sufficiently smaller than that of the smoothing capacitor 63. The first, second, and third inductors L1, L2, and L3 have both a high-frequency component removal function and a boost reactor function, and the first, second, and third AC sides of the power conversion circuit 62 The lines 64a, 64b, and 64c are connected in series. A smoothing capacitor 63 made of an electrolytic capacitor is connected between the DC side lines 65 a and 65 b as the pair of DC terminals of the power conversion circuit 62. Details of the power conversion circuit 62 will be described later.

負荷状態検出手段としての負荷電流検出器8は給電制御器3及び第1の交流出力端2aを通る補償前の負荷電流を検出するものであって第1の接続点P1 と第1の交流出力端2aとの間のラインに沿って配置されている。なお、この負荷電流検出器8を図1において点線で示すように出力トランス40の2次巻線N2 の出力ラインに沿って配置することもできる。この負荷電流検出器8はCT又はホールIC等で構成することができ、ライン81によって位相制御回路5に接続されている。負荷電流検出器8は後述するライン51aの代わりに点線で示すライン82によって電力変換制御回路7に接続することもできる。なお、給電制御器3によって負荷電圧を一定に制御する場合には負荷電流検出器8の代わりに第1及び第2の交流出力端2a、2b間の電圧又は負荷4内の電圧を検出する回路を設け、また、給電制御器3によって負荷電力を一定に制御する場合には負荷電流検出器8の代わりに負荷電力を検出する回路を設ける。 A load current detector 8 as a load state detecting means detects a load current before compensation passing through the power supply controller 3 and the first AC output terminal 2a, and is connected to the first connection point P1 and the first AC output. It arrange | positions along the line between the ends 2a. The load current detector 8 can be arranged along the output line of the secondary winding N2 of the output transformer 40 as shown by a dotted line in FIG. This load current detector 8 can be constituted by a CT or a Hall IC, and is connected to the phase control circuit 5 by a line 81. The load current detector 8 can be connected to the power conversion control circuit 7 by a line 82 indicated by a dotted line instead of the line 51a described later. When the load voltage is controlled to be constant by the power supply controller 3, a circuit for detecting the voltage between the first and second AC output terminals 2a and 2b or the voltage in the load 4 instead of the load current detector 8. In addition, when the power supply controller 3 controls the load power to be constant, a circuit for detecting the load power is provided instead of the load current detector 8.

第1及び第2の入力電流検出器9a、9bは第1及び第2の交流入力端子1a、1bと相互接続点P1 、P2 との間のラインに沿って配置され、第3の入力電流検出器9cは第3の交流入力端子1cから電力変換回路62に至るラインに沿って配置されている。従って、第1、第2及び第3の入力電流検出器9a、9b、9cは第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cを通る補償後の交流入力電流を検出する。   The first and second input current detectors 9a and 9b are arranged along a line between the first and second AC input terminals 1a and 1b and the interconnection points P1 and P2, and are used for third input current detection. The device 9c is arranged along a line from the third AC input terminal 1c to the power conversion circuit 62. Accordingly, the first, second and third input current detectors 9a, 9b and 9c detect the compensated AC input current passing through the first, second and third AC input terminals 1a, 1b and 1c.

電力変換制御回路7は、所望の補償電流を供給することができるように補償電流供給回路6の中の電力変換回路62を制御するためのものであり、図示が省略されているラインによって電力変換回路62に接続されている他に、ライン82によって負荷電流検出器8に接続され、ライン91、92、93によって第1、第2及び第3の入力電流検出器9a、9b、9cに接続され、且つライン94によって位相制御回路5に接続され、且つライン95、96、97によって第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cに接続され、且つライン98、99によって平滑コンデンサ63に接続されている。この電力変換制御回路7の詳細は後述する。
なお、電力変換回路62に含まれているスイッチを所望の補償電流を供給するようにオン・オフ制御する電力変換制御手段は、電力変換制御回路7と負荷電流検出器8と第1、第2及び第3の入力電流検出器9a、9b、9cとの組み合わせで構成されている。
The power conversion control circuit 7 is for controlling the power conversion circuit 62 in the compensation current supply circuit 6 so that a desired compensation current can be supplied. In addition to being connected to the circuit 62, the line 82 is connected to the load current detector 8, and the lines 91, 92, 93 are connected to the first, second and third input current detectors 9a, 9b, 9c. Connected to the phase control circuit 5 by a line 94, connected to the first, second and third AC input terminals 1a, 1b, 1c by lines 95, 96, 97, and a smoothing capacitor by lines 98, 99. 63. Details of the power conversion control circuit 7 will be described later.
The power conversion control means for controlling on / off of the switch included in the power conversion circuit 62 so as to supply a desired compensation current includes the power conversion control circuit 7, the load current detector 8, and the first and second. And a combination of the third input current detectors 9a, 9b, and 9c.

図1の電力変換回路62は、図2に詳しく示すように、3相ブリッジ接続された第1、第2、第3、第4、第5及び第6のダイオードD1 、D2 、D3 、D4 、D5 、D6 と、第1〜第6のダイオードD1 〜D6 に対してそれぞれ逆方向並列に接続された変換用スイッチとしての第1、第2、第3、第4、第5及び第6のスイッチQ1 、Q2 、Q3 、Q4 、Q5 及びQ6 とから成る。図2では第1〜第6のスイッチQ1 〜Q6 が絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ即ちIGBTで示されているが、この代りにFET、トランジスタ等の別の制御可能な半導体スイッチとすることができる。また、第1〜第6のダイオードD1 〜D6 を個別ダイオードで構成する代りに、第1〜第6のスイッチQ1 〜Q6 の内蔵即ち寄生ダイオードとすることができる。   As shown in detail in FIG. 2, the power conversion circuit 62 of FIG. 1 includes first, second, third, fourth, fifth and sixth diodes D1, D2, D3, D4, First, second, third, fourth, fifth and sixth switches as conversion switches connected in reverse direction parallel to D5 and D6 and first to sixth diodes D1 to D6, respectively. Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 and Q6. Although the first to sixth switches Q1 to Q6 are shown as insulated gate bipolar transistors or IGBTs in FIG. 2, they can be replaced by other controllable semiconductor switches such as FETs and transistors. Further, instead of configuring the first to sixth diodes D1 to D6 as individual diodes, the first to sixth switches Q1 to Q6 can be built-in, that is, parasitic diodes.

第1〜第6のスイッチQ1 〜Q6 の制御端子(ゲート)は、図示が省略されているラインによって図1の電力変換制御回路7に接続されている。更に詳細には、第1〜第6のスイッチQ1 〜Q6 の制御端子は図4に詳しく示す電力変換制御回路7の第1〜第6の制御信号G1 〜G6 を供給するラインに接続されている。電力変換回路62の第1及び第2のダイオードD1 、D2 の相互接続点、第3及び第4のダイオードD3 、D4 の相互接続点、第5及び第6のダイオードD5 、D6 の相互接続点は、第1、第2及び第3の交流側ライン64a、64b、64c、第1、第2及び第3のインダクタL1 、L2 、L3 等を介して第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cに接続されている。第1、第3、第5のダイオードD1 、D3 、D5 のカソードは一方の直流側ライン65aに接続され、第2、第4、第6のダイオードD2 、D4 、D6 のアノードは他方の直流側ライン65bに接続されている。この電力変換回路62は周知の交流−直流変換動作と直流−交流変換動作との両方が可能なスイッチング回路である。   The control terminals (gates) of the first to sixth switches Q1 to Q6 are connected to the power conversion control circuit 7 of FIG. 1 through lines not shown. More specifically, the control terminals of the first to sixth switches Q1 to Q6 are connected to lines for supplying the first to sixth control signals G1 to G6 of the power conversion control circuit 7 shown in detail in FIG. . The interconnection points of the first and second diodes D1 and D2 of the power conversion circuit 62, the interconnection points of the third and fourth diodes D3 and D4, and the interconnection points of the fifth and sixth diodes D5 and D6 are as follows. , First, second, and third AC side lines 64a, 64b, 64c, first, second, and third AC input terminals via first, second, and third inductors L1, L2, L3, etc. 1a, 1b, 1c. The cathodes of the first, third, and fifth diodes D1, D3, and D5 are connected to one DC side line 65a, and the anodes of the second, fourth, and sixth diodes D2, D4, and D6 are the other DC side. It is connected to the line 65b. The power conversion circuit 62 is a switching circuit capable of both a known AC-DC conversion operation and a DC-AC conversion operation.

図1の位相制御回路5は、図3に詳しく示すように、第1及び第2のサイリスタS1 、S2 の位相制御信号Vg1を形成する周知の回路であり、電流検出回路51と誤差増幅器52と基準電圧源53と鋸波発生回路54と比較器55とから成る。   As shown in detail in FIG. 3, the phase control circuit 5 in FIG. 1 is a well-known circuit for forming the phase control signal Vg1 of the first and second thyristors S1 and S2, and includes a current detection circuit 51, an error amplifier 52, and the like. It comprises a reference voltage source 53, a sawtooth generation circuit 54 and a comparator 55.

電流検出回路51は負荷電流I1 の実効値を示す電流検出信号Vi を得るための電流検出手段であって、ライン81によって負荷電流検出器8に接続され、給電制御器3及び第1の交流出力端2aを流れる負荷電流I1 の実効値に対応する直流電圧からなる電流検出信号Vi を出力する。なお、電流検出回路51を負荷電流I1 の平均値を示す信号を出力するように形成することもできる。また、負荷電流検出器8が負荷電流I1 の実効値又は平均値を示す信号を出力する場合には電流検出回路51を省くことができる。電流検出回路51は誤差増幅器52に接続されていると共に、ライン51aによって電力変換制御回路7にも接続されている。従って、電流検出回路51は電力変換制御回路7における電流量検出又は演算手段と兼用されている。なお、電流検出回路51を電力変換制御回路7の中に設け、電力変換制御回路7から電流検出信号Viを得て、これを比較器52に送ることもできる。また、給電制御器3で負荷電圧を制御する場合には、電流検出回路51の代わりに第1及び第2の交流出力端2a、2b間の電圧又は負荷4内の電圧の実効値又は平均値を示す直流信号を出力する電圧検出回路 を設ける。また、給電制御器3で負荷電力を制御する場合には、電流検出回路51の代わりに負荷電力の実効値又は平均値を示す直流信号を出力する電力検出回路を設ける。   The current detection circuit 51 is current detection means for obtaining a current detection signal Vi indicating an effective value of the load current I1, and is connected to the load current detector 8 by a line 81, and is connected to the power supply controller 3 and the first AC output. A current detection signal Vi comprising a DC voltage corresponding to the effective value of the load current I1 flowing through the end 2a is output. The current detection circuit 51 can also be formed so as to output a signal indicating the average value of the load current I1. Further, when the load current detector 8 outputs a signal indicating the effective value or average value of the load current I1, the current detection circuit 51 can be omitted. The current detection circuit 51 is connected to the error amplifier 52 and is also connected to the power conversion control circuit 7 through a line 51a. Therefore, the current detection circuit 51 is also used as a current amount detection or calculation means in the power conversion control circuit 7. It is also possible to provide the current detection circuit 51 in the power conversion control circuit 7, obtain the current detection signal Vi from the power conversion control circuit 7, and send it to the comparator 52. When the power supply controller 3 controls the load voltage, the effective value or average value of the voltage between the first and second AC output terminals 2 a and 2 b or the voltage in the load 4 instead of the current detection circuit 51. A voltage detection circuit is provided to output a DC signal indicating. In addition, when the load power is controlled by the power supply controller 3, a power detection circuit that outputs a DC signal indicating an effective value or an average value of the load power is provided instead of the current detection circuit 51.

誤差増幅器52の一方の入力端子は電流検出回路51に接続され、他方の入力端子は所望の負荷電流を示す基準電圧を供給する基準電圧源53に接続されている。従って、誤差増幅器52は電流検出信号Viと 基準電圧との差を示す誤差信号Ve を出力する。   One input terminal of the error amplifier 52 is connected to the current detection circuit 51, and the other input terminal is connected to a reference voltage source 53 that supplies a reference voltage indicating a desired load current. Accordingly, the error amplifier 52 outputs an error signal Ve indicating the difference between the current detection signal Vi and the reference voltage.

鋸波発生回路54はライン56、57を介して第1及び第2の交流入力端子1a、1bに接続され、図6(A)に示す第1相電圧からなる正弦波交流入力電圧Va に同期してこの1/2の周期(例えば10ms)で鋸波電圧Vt を図6(B)に示すように発生する。なお、ライン56、57を第1及び第2の交流入力端子1a、1bに接続する代わりに図4の基準正弦波発生手段70に接続し、鋸波発生回路54の鋸波電圧Vt を図4の基準正弦波発生手段70の出力に基づいて形成することができる。また、鋸波電圧Vt の代りに三角波電圧を使用することができる。   The sawtooth wave generation circuit 54 is connected to the first and second AC input terminals 1a and 1b via lines 56 and 57, and is synchronized with the sine wave AC input voltage Va composed of the first phase voltage shown in FIG. Then, the sawtooth voltage Vt is generated as shown in FIG. 6B with a period of 1/2 (for example, 10 ms). The lines 56 and 57 are connected to the reference sine wave generating means 70 shown in FIG. 4 instead of being connected to the first and second AC input terminals 1a and 1b, and the sawtooth voltage Vt of the sawtooth generating circuit 54 is shown in FIG. It can be formed based on the output of the reference sine wave generating means 70. Further, a triangular wave voltage can be used instead of the sawtooth voltage Vt.

比較器55の一方の出力端子は誤差増幅器52に接続され、他方の入力端子は鋸波発生回路54に接続されている。従って、比較器55は図6(B)に示すように鋸波電圧Vt と誤差信号Ve とを比較し、図6(C)に示す2値信号から成る位相制御信号Vg1を形成する。位相制御信号Vg1は図示が省略されているゲート駆動回路とライン58、59とを介して図1の第1及び第2のサイリスタS1 、S2 のゲート端子に送られ、且つライン94によって電力変換制御回路7にも送られる。   One output terminal of the comparator 55 is connected to the error amplifier 52, and the other input terminal is connected to the sawtooth wave generation circuit 54. Therefore, the comparator 55 compares the sawtooth voltage Vt and the error signal Ve as shown in FIG. 6B, and forms a phase control signal Vg1 composed of a binary signal shown in FIG. 6C. The phase control signal Vg1 is sent to the gate terminals of the first and second thyristors S1 and S2 of FIG. It is also sent to the circuit 7.

電力変換制御回路7は、図4に詳しく示すように基準正弦波発生手段70と、直流帰還制御信号形成回路71と、第1、第2及び第3相制御回路72a、72b、72cとから成る。第1、第2及び第3相制御回路72a、72b、72cは、互いに120度の位相差を有する3相の基準正弦波に基づいて動作する点を除いて実質的に同一であるので、図4には第1相制御回路72aのみが詳しく示され、第2及び第3相制御回路72b、72cはブロックで示されている。   As shown in detail in FIG. 4, the power conversion control circuit 7 includes a reference sine wave generating means 70, a DC feedback control signal forming circuit 71, and first, second and third phase control circuits 72a, 72b and 72c. . The first, second and third phase control circuits 72a, 72b and 72c are substantially the same except that they operate based on a three-phase reference sine wave having a phase difference of 120 degrees from each other. 4, only the first phase control circuit 72a is shown in detail, and the second and third phase control circuits 72b and 72c are shown as blocks.

基準正弦波発生手段70は、ライン95、96、97によって図1の第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cに接続され、第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cにおける第1、第2及び第3相交流入力電圧Va 、Vb 、Vcを検出し、この第1、第2及び第3相交流入力電圧Va 、Vb 、Vcに対応する第1、第2及び第3相基準正弦波電圧Va 、Vb 、Vc をライン70a,70b,70cに発生する。ここでは説明を容易にするために第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cにおける第1、第2及び第3相交流入力電圧と図4の基準正弦波発生手段70から出力される第1、第2及び第3相基準正弦波電圧との両方を同一のVa 、Vb 、Vc で示すことにする。例えば50Hzの第1、第2及び第3相基準正弦波電圧Va 、Vb 、Vc は図7(A)に示すように互いに120度の位相差を有し、第1、第2及び第3相制御回路72a、72b、72cに供給される。なお、第1、第2及び第3相基準正弦波電圧Va 、Vb 、Vcを、第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cにおける第1、第2及び第3相交流入力電流Ia、Ib、Icの目標基準波形と呼ぶこともできる。   The reference sine wave generating means 70 is connected to the first, second and third AC input terminals 1a, 1b and 1c of FIG. 1 by lines 95, 96 and 97, and the first, second and third AC inputs. First, second and third phase AC input voltages Va, Vb and Vc at terminals 1a, 1b and 1c are detected, and first, second and third phase AC input voltages Va, Vb and Vc corresponding to the first, second and third phase AC input voltages Va, Vb and Vc are detected. 1, 2 and 3 phase reference sine wave voltages Va, Vb, Vc are generated on lines 70a, 70b, 70c. Here, for ease of explanation, the first, second and third phase AC input voltages at the first, second and third AC input terminals 1a, 1b and 1c and the reference sine wave generating means 70 of FIG. Both the output first, second and third phase reference sine wave voltages are denoted by the same Va, Vb and Vc. For example, the first, second and third phase reference sine wave voltages Va, Vb and Vc of 50 Hz have a phase difference of 120 degrees from each other as shown in FIG. It is supplied to the control circuits 72a, 72b, 72c. The first, second and third phase reference sine wave voltages Va, Vb and Vc are used as the first, second and third phase alternating currents at the first, second and third AC input terminals 1a, 1b and 1c. It can also be called a target reference waveform of the input currents Ia, Ib, and Ic.

直流帰還制御信号形成回路71は、ライン98、99によって図1の平滑コンデンサ63に接続された直流電圧検出回路71aと、所望の直流電圧を示す基準電圧を発生する基準電圧源71bと、直流電圧検出回路71aと基準電圧源71bとに接続された誤差増幅器71cと、誤差増幅器71cに接続された比例積分回路71dとから成る。誤差増幅器71cから得られる直流電圧検出信号と基準電圧との差を示す信号は比例積分回路71dで平滑化された後に第1、第2及び第3相制御回路72a、72b、72cに送られ、基準正弦波の補正に使用される。   The DC feedback control signal forming circuit 71 includes a DC voltage detection circuit 71a connected to the smoothing capacitor 63 of FIG. 1 by lines 98 and 99, a reference voltage source 71b for generating a reference voltage indicating a desired DC voltage, and a DC voltage. It comprises an error amplifier 71c connected to the detection circuit 71a and the reference voltage source 71b, and a proportional integration circuit 71d connected to the error amplifier 71c. A signal indicating the difference between the DC voltage detection signal obtained from the error amplifier 71c and the reference voltage is smoothed by the proportional integration circuit 71d and then sent to the first, second and third phase control circuits 72a, 72b and 72c, Used for reference sine wave correction.

図4の補正手段76は直流電圧補正手段又は基準正弦波振幅変調手段と呼ぶこともできるものであって、電力変換回路62の直流端子として機能する直流側ライン65a、65b間の直流電圧を所定値に保つための機能を有し、基準正弦波発生手段70と直流帰還制御信号形成回路71とに接続されており、例えば図5に示すように第1相基準正弦波電圧Vaの振幅を変調するための乗算器で構成される。従って、この補正手段76は第1相基準正弦波電圧Va に直流帰還制御信号V71を乗算して振幅変調された第1相基準正弦波電圧Va ′を出力する。補正前及び後の第1相基準正弦波電圧Va 及びVa ′は第1の交流入力端子1aを流れる目標電流を示しているので、これ等を目標電流指令信号と呼ぶこともできる。なお、直流電圧の補正が不要な場合は直流帰還制御信号形成回路71及び補正手段76を省くことができる。   The correction means 76 of FIG. 4 can also be called a DC voltage correction means or a reference sine wave amplitude modulation means. The DC voltage between the DC side lines 65a and 65b functioning as the DC terminal of the power conversion circuit 62 is predetermined. It has a function for maintaining the value, and is connected to the reference sine wave generating means 70 and the DC feedback control signal forming circuit 71. For example, as shown in FIG. 5, the amplitude of the first phase reference sine wave voltage Va is modulated. It is comprised with the multiplier for doing. Therefore, the correcting means 76 multiplies the first phase reference sine wave voltage Va by the DC feedback control signal V71 and outputs the amplitude-modulated first phase reference sine wave voltage Va '. Since the first-phase reference sine wave voltages Va and Va ′ before and after the correction indicate the target current flowing through the first AC input terminal 1a, these can also be called target current command signals. If correction of the DC voltage is not required, the DC feedback control signal forming circuit 71 and the correction means 76 can be omitted.

第1相制御回路72aは、基準正弦波発生手段70の出力と直流帰還制御信号形成回路71の出力とライン94の位相信号Vg1とライン51aの電流検出回路51の出力Vi とライン91の第1相交流入力電流Ia とに基づいて所望の補償電流を供給するための第1及び第2の制御信号G1 、G2 を形成する。図4では、第1相制御回路72aが、負荷電流波形推定手段73と補正手段76と目標補償電流波形形成手段77と制御信号形成手段78とで示されている。しかし、第1相制御回路72aから制御信号形成手段78を除いた部分を目標補償電流波形形成手段と呼ぶこともできる。   The first phase control circuit 72a outputs the output of the reference sine wave generating means 70, the output of the DC feedback control signal forming circuit 71, the phase signal Vg1 of the line 94, the output Vi of the current detection circuit 51 of the line 51a, and the first of the line 91. Based on the phase alternating current input current Ia, first and second control signals G1 and G2 for supplying a desired compensation current are formed. In FIG. 4, the first phase control circuit 72 a is shown as a load current waveform estimating unit 73, a correcting unit 76, a target compensation current waveform forming unit 77, and a control signal forming unit 78. However, the portion excluding the control signal forming means 78 from the first phase control circuit 72a can also be called target compensation current waveform forming means.

負荷電流波形推定手段73は抽出手段73’と補正手段75とから成る。抽出手段73’は負荷電流基準波形推定手段と呼ぶこともできるものであり、所望の補償電流の供給を容易且つ正確に達成するために設けられている。この抽出手段73’は、ライン94によって位相制御回路5に接続され且つライン74によって補正手段76に接続されており、ライン94の位相制御信号Vg1が第1及び第2のサイリスタS1 、S2 の導通を示している期間にのみ補正後の第1相基準正弦波電圧Va ’を抽出する。この抽出手段73’は例えば図5に概略的に示すように半導体スイッチ等から成る信号抽出スイッチSWをライン74に直列に接続し、この抽出スイッチSWの制御端子に位相制御信号Vg1のライン94を接続することによって構成できる。抽出スイッチSWは、図6(A)の第1相基準正弦波電圧Vaに相似の波形を有する補正後の第1相基準正弦波電圧Va ’における図6(C)に示す位相制御信号Vg1の導通期間t1 〜t2 、t3 〜t4 の部分のみを抽出して図6(E)に示す負荷電流理論波形とも呼ぶことができる負荷電流推定基準波形信号V73’を出力する。この負荷電流推定基準波形信号V73’は図6(D)に示す実際の負荷電流I1 の波形に必ずしも一致しない。図6(D)の実際の負荷電流I1 の波形は図6(C)の位相制御信号Vg1に対して遅れを有しているが、図6(E)の負荷電流推定基準波形信号V73’は位相制御信号Vg1に対して実質的に遅れを有していない。本実施例に従って遅れを実質的に有していない負荷電流推定基準波形信号V73’を使用して目標補償電流を決定すると、目標補償電流の検出応答遅れが改善される。図4では、ライン74が補正手段76の出力端子に接続されているが、この代わりに図4及び図5において点線で示すように基準正弦波発生手段70に接続し、補正前の第1相基準正弦波電圧Vaを抽出手段73’に送ることができる。   The load current waveform estimating unit 73 includes an extracting unit 73 ′ and a correcting unit 75. The extracting means 73 'can also be called a load current reference waveform estimating means, and is provided to easily and accurately supply a desired compensation current. The extraction means 73 'is connected to the phase control circuit 5 by a line 94 and to the correction means 76 by a line 74, and the phase control signal Vg1 on the line 94 is connected to the first and second thyristors S1 and S2. The first-phase reference sine wave voltage Va ′ after correction is extracted only during the period indicated by. For example, as shown schematically in FIG. 5, the extraction means 73 ′ connects a signal extraction switch SW composed of a semiconductor switch or the like in series to a line 74, and a line 94 of the phase control signal Vg1 is connected to the control terminal of the extraction switch SW. It can be configured by connecting. The extraction switch SW outputs the phase control signal Vg1 shown in FIG. 6C in the corrected first phase reference sine wave voltage Va ′ having a waveform similar to the first phase reference sine wave voltage Va in FIG. Only the portions of the conduction periods t1 to t2 and t3 to t4 are extracted, and a load current estimation reference waveform signal V73 ′ that can be called a load current theoretical waveform shown in FIG. The load current estimation reference waveform signal V73 'does not necessarily match the actual load current I1 waveform shown in FIG. Although the waveform of the actual load current I1 in FIG. 6D has a delay with respect to the phase control signal Vg1 in FIG. 6C, the load current estimation reference waveform signal V73 ′ in FIG. There is substantially no delay with respect to the phase control signal Vg1. When the target compensation current is determined by using the load current estimation reference waveform signal V73 'having substantially no delay according to this embodiment, the detection response delay of the target compensation current is improved. In FIG. 4, the line 74 is connected to the output terminal of the correcting means 76. Instead, it is connected to the reference sine wave generating means 70 as shown by the dotted line in FIGS. 4 and 5, and the first phase before correction is made. The reference sine wave voltage Va can be sent to the extraction means 73 ′.

抽出手段73’から得られる負荷電流推定基準波形信号V73’の振幅は必ずしも正確でない。もし、負荷4が固定であり、負荷電流I1 も固定であれば、負荷電流推定基準波形信号V73’の振幅も正確に推定できる。しかし、実際には負荷4が変動するので、負荷4の変動に対する負荷電流推定基準波形信号V73’の補正を実行するため又は負荷電流推定基準波形信号V73’の振幅を所望値に調整するために抽出手段73’に補正手段75が接続されている。補正手段75は振幅調整信号形成回路75aと乗算器75bとから成る。   The amplitude of the load current estimation reference waveform signal V73 'obtained from the extraction means 73' is not necessarily accurate. If the load 4 is fixed and the load current I1 is also fixed, the amplitude of the load current estimation reference waveform signal V73 'can be estimated accurately. However, since the load 4 actually fluctuates, in order to execute correction of the load current estimation reference waveform signal V73 ′ with respect to the fluctuation of the load 4, or to adjust the amplitude of the load current estimation reference waveform signal V73 ′ to a desired value. Correction means 75 is connected to extraction means 73 ′. The correcting means 75 includes an amplitude adjustment signal forming circuit 75a and a multiplier 75b.

振幅調整信号形成回路75aはライン51aによって図3の電流検出回路51に接続されている。この振幅調整信号形成回路75aは、負荷電流推定基準波形信号V73’の振幅を実際の負荷電流I1の振幅に一致させるように補正するための振幅調整値aを出力する。即ち、振幅調整信号形成回路75aは、負荷電流推定基準波形信号V73’の振幅を目標補償電流の振幅に適合させるように補正するための係数Kを決定し、この係数Kをライン51aの電流検出信号Vi に乗算することによって振幅調整値aを決定する。この実施例では電流検出回路51が図3の位相制御回路5に含まれているが、前述したように電流検出回路51を補正手段75に含めることができ、且つ電流検出回路51と振幅調整信号形成回路75aとを合わせて交流出力端2a,2bに流れる電流の実効値又は平均値を示す電流量を検出又は演算するための電流量検出又は演算手段と呼ぶこともできる。振幅調整信号形成回路75aは電流検出回路51を介して負荷電流検出器8に接続されているが、負荷電流の変動を無視できる時には、負荷電流検出器8の代わりに主回路の回路定数から負荷電流を推定する負荷電流推定手段を設け、また、電流検出回路51の代わりに負荷電流推定手段の出力から電流量を演算する電流量演算手段を設けることができる。また、電流検出回路51と振幅調整信号形成回路75aとを一体に構成することができる。 The amplitude adjustment signal forming circuit 75a is connected to the current detection circuit 51 of FIG. 3 by a line 51a. The amplitude adjustment signal forming circuit 75a outputs an amplitude adjustment value a for correcting the amplitude of the load current estimation reference waveform signal V73 'so as to coincide with the actual amplitude of the load current I1. That is, the amplitude adjustment signal forming circuit 75a determines a coefficient K for correcting the amplitude of the load current estimation reference waveform signal V73 ′ so as to match the amplitude of the target compensation current, and uses this coefficient K as the current detection of the line 51a. The amplitude adjustment value a is determined by multiplying the signal Vi. In this embodiment, the current detection circuit 51 is included in the phase control circuit 5 of FIG. 3. However, as described above, the current detection circuit 51 can be included in the correction means 75, and the current detection circuit 51 and the amplitude adjustment signal are included. Together with the forming circuit 75a, it can also be called current amount detection or calculation means for detecting or calculating a current amount indicating an effective value or an average value of the current flowing through the AC output terminals 2a and 2b. The amplitude adjustment signal forming circuit 75a is connected to the load current detector 8 via the current detection circuit 51. However, when the fluctuation of the load current can be ignored, the load is detected from the circuit constant of the main circuit instead of the load current detector 8. Load current estimation means for estimating the current can be provided, and current amount calculation means for calculating the current amount from the output of the load current estimation means can be provided instead of the current detection circuit 51. Further, the current detection circuit 51 and the amplitude adjustment signal forming circuit 75a can be configured integrally.

乗算器75bは抽出手段73’から得られた負荷電流推定基準波形信号V73’に振幅調整信号形成回路75aから得られた振幅調整値aを乗算してV73’×aから成る補正後の負荷電流推定波形信号V75を図6(F)に示すように出力する。この補正後の負荷電流推定波形信号V75は振幅を除いて図6(E)の補正前の推定波形信号V73’と同一の波形である。   The multiplier 75b multiplies the load current estimation reference waveform signal V73 ′ obtained from the extraction means 73 ′ by the amplitude adjustment value a obtained from the amplitude adjustment signal forming circuit 75a, and the corrected load current consisting of V73 ′ × a. The estimated waveform signal V75 is output as shown in FIG. The corrected load current estimated waveform signal V75 has the same waveform as the estimated waveform signal V73 'before correction shown in FIG.

図4の目標補償電流波形形成手段77は、補正手段76と乗算器75bと第1相入力電流検出ライン91に接続され、図6(I)に示す目標補償電流波形V77を作成する。図6(I)の目標補償電流波形V77は、図6(A)の第1相基準正弦波電圧Va を補正手段76で補正した後の第1相基準正弦波電圧Va ′から図6(F)の乗算器75bが得られる推定波形信号V75を減算した波形にほぼ相当する。   The target compensation current waveform forming unit 77 in FIG. 4 is connected to the correction unit 76, the multiplier 75b, and the first phase input current detection line 91, and creates the target compensation current waveform V77 shown in FIG. The target compensation current waveform V77 in FIG. 6 (I) is obtained from the first phase reference sine wave voltage Va ′ after the first phase reference sine wave voltage Va in FIG. This substantially corresponds to the waveform obtained by subtracting the estimated waveform signal V75 obtained by the multiplier 75b.

この実施例の目標補償電流波形形成手段77は、図5に詳しく示すように第1及び第2の減算器101、102と補正回路103とから成る。第1の減算器101の一方の入力端子は第1相基準正弦波電圧Va ′を出力する補正手段76に接続され、他方の入力端子は負荷電流推定波形補正用の乗算器75bに接続されている。もし、補正手段76及び乗算器75bを設ける必要がない場合には、第1の減算器101の一方の入力端子を基準正弦波発生手段70に接続し、他方の入力端子を抽出手段73’に接続する。この第1の減算器101は図6(A)の基準正弦波電圧Va に相似の補正後の第1相基準正弦波電圧Va ′から図6(F)の補正後の負荷電流推定波形信号V75を減算して図6(G)に示す目標補償電流波形信号V101 を出力する。この目標補償電流波形信号V101 のみでも目標とする補償電流の供給制御を実行できる。しかし、図5の実施例では更に補償精度を高めるために第2の減算器102を設け、この出力で第1の減算器101の出力を補正している。   The target compensation current waveform forming means 77 of this embodiment comprises first and second subtracters 101 and 102 and a correction circuit 103 as shown in detail in FIG. One input terminal of the first subtractor 101 is connected to the correcting means 76 that outputs the first phase reference sine wave voltage Va ', and the other input terminal is connected to the multiplier 75b for correcting the load current estimation waveform. Yes. If it is not necessary to provide the correcting means 76 and the multiplier 75b, one input terminal of the first subtractor 101 is connected to the reference sine wave generating means 70, and the other input terminal is connected to the extracting means 73 ′. Connecting. The first subtracter 101 uses the corrected first phase reference sine wave voltage Va 'similar to the reference sine wave voltage Va in FIG. 6A to the corrected load current estimation waveform signal V75 in FIG. 6F. Is subtracted to output the target compensation current waveform signal V101 shown in FIG. The target compensation current supply control can be executed only with the target compensation current waveform signal V101. However, in the embodiment of FIG. 5, the second subtractor 102 is provided to further increase the compensation accuracy, and the output of the first subtractor 101 is corrected by this output.

第2の減算器102の一方の入力端子は補正手段76に接続され、他方の入力端子は第1相交流入力電流検出ライン91を介して図1の電流検出器9aに接続され、補正手段76から得られる目標交流入力電流指令値に相当する補正後の基準正弦波電圧Va ′から第1相交流入力電流Ia に相当する信号を減算した値を有する図6(H)に示す誤差信号V102 を出力する。   One input terminal of the second subtractor 102 is connected to the correction means 76, and the other input terminal is connected to the current detector 9 a of FIG. 1 via the first phase AC input current detection line 91, and the correction means 76. An error signal V102 shown in FIG. 6 (H) having a value obtained by subtracting a signal corresponding to the first phase AC input current Ia from the corrected reference sine wave voltage Va 'corresponding to the target AC input current command value obtained from Output.

補正回路103は加算回路から成り、第1、第2、第3及び第4の抵抗R1 、R2 、R3 、R4 と演算増幅器A1 とを有している。第1及び第2の減算器101、102の出力端子は第1及び第2の抵抗R1 、R2 をそれぞれ介して演算増幅器A1 の一方の入力端子に接続されている。第3の抵抗R3 は演算増幅器A1 の一方の入力端子と出力端子との間に接続されている。第4の抵抗R4 は演算増幅器A1 の他方の入力端子とグランドとの間に接続されている。第1及び第2の抵抗R1 、R2 は調整可能な抵抗であって第1及び第2の減算器101、102から得られる目標補償電流波形信号V101 と誤差信号V102 との混合比率を調整する。補正回路103は図6(G)に示す目標補償電流信号V101 に図6(H)に示す誤差信号V102 を加算した波形に相当する図6(I)に示す補正後の目標補償電流波形信号V77を出力する。この補正後の目標補償電流波形信号V77は図6(D)に示す第1相の負荷電流I1 に加算することによって図6(A)に示す基準正弦波電圧Va と同一の正弦波電流を得るための補償電流指令値として機能する。   The correction circuit 103 is composed of an addition circuit, and has first, second, third and fourth resistors R1, R2, R3, R4 and an operational amplifier A1. The output terminals of the first and second subtracters 101 and 102 are connected to one input terminal of the operational amplifier A1 through first and second resistors R1 and R2, respectively. The third resistor R3 is connected between one input terminal and the output terminal of the operational amplifier A1. The fourth resistor R4 is connected between the other input terminal of the operational amplifier A1 and the ground. The first and second resistors R1 and R2 are adjustable resistors and adjust the mixing ratio between the target compensation current waveform signal V101 and the error signal V102 obtained from the first and second subtracters 101 and 102, respectively. The correction circuit 103 corrects the target compensation current waveform signal V77 after correction shown in FIG. 6 (I) corresponding to the waveform obtained by adding the error signal V102 shown in FIG. 6 (H) to the target compensation current signal V101 shown in FIG. 6 (G). Is output. The corrected target compensation current waveform signal V77 is added to the first-phase load current I1 shown in FIG. 6D to obtain the same sine wave current as the reference sine wave voltage Va shown in FIG. Function as a compensation current command value.

図5の実施例では第1の減算器101の出力を第2の減算器102の出力で補正しているが、コストの低減等のために第2の減算器102による補正が不要な場合は、第2の減算器102、補正回路103、第1、第2及び第3の電流検出器9a、9b、9cを省くことができる。また、波形改善及び電流バランスの制御の遅れがさほど問題とならない時には、抽出手段73’、補正手段75、第1の減算器101、補正回路103を省き、第2の減算器102から得られる誤差信号V102 を補償電流帰還制御とすることができる。   In the embodiment of FIG. 5, the output of the first subtractor 101 is corrected by the output of the second subtractor 102. However, when the correction by the second subtracter 102 is unnecessary for cost reduction or the like. The second subtracter 102, the correction circuit 103, and the first, second and third current detectors 9a, 9b and 9c can be omitted. When delays in waveform improvement and current balance control do not matter so much, the extraction unit 73 ′, the correction unit 75, the first subtractor 101, and the correction circuit 103 are omitted, and an error obtained from the second subtracter 102 is obtained. The signal V102 can be compensated current feedback control.

目標補償電流波形形成手段77に接続されている制御信号形成手段78は、図2に示す電力変換回路62の第1相の第1及び第2のスイッチQ1 、Q2 のための第1及び第2の制御信号G1 、G2 を形成するものであって、鋸波発生回路104と比較器105と反転回路即ちNOT回路106とから成る。鋸波発生回路104は第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cの交流電圧の周波数、例えば50Hz、よりも十分に高い周波数、例えば20〜100kHz、で図8(A)に示す鋸波電圧V104 を発生する。なお、鋸波電圧V104 の代りに三角波等の周期性を有する比較波を使用することができる。比較器105の一方の入力端子は補正回路103に接続され、他方の入力端子は鋸波発生回路104に接続されている。従って、比較器105は図8(A)に示すように鋸波電圧V104 と目標補償電流波形信号V77とを比較して図8(B)に示すPWMパルスを第1の制御信号G1 として形成し、これを図2の第1のスイッチQ1 のゲートに送る。NOT回路106は比較器105に接続されており、図8(B)の第1の制御信号G1 の反転信号から成る第2の制御信号G2 を形成し、図2の第2のスイッチQ2 のゲートに送る。   The control signal forming means 78 connected to the target compensation current waveform forming means 77 is a first and second switch for the first and second switches Q1 and Q2 of the first phase of the power conversion circuit 62 shown in FIG. The control signals G1 and G2 are formed by a sawtooth wave generation circuit 104, a comparator 105, and an inverting circuit, that is, a NOT circuit 106. The sawtooth wave generation circuit 104 has a frequency sufficiently higher than the frequency of the AC voltage of the first, second, and third AC input terminals 1a, 1b, and 1c, for example, 50 Hz, for example, 20 to 100 kHz, as shown in FIG. The sawtooth voltage V104 shown in FIG. A comparative wave having periodicity such as a triangular wave can be used in place of the sawtooth voltage V104. One input terminal of the comparator 105 is connected to the correction circuit 103, and the other input terminal is connected to the sawtooth wave generation circuit 104. Therefore, the comparator 105 compares the sawtooth voltage V104 with the target compensation current waveform signal V77 as shown in FIG. 8A, and forms the PWM pulse shown in FIG. 8B as the first control signal G1. This is sent to the gate of the first switch Q1 in FIG. The NOT circuit 106 is connected to the comparator 105 and forms a second control signal G2 composed of an inverted signal of the first control signal G1 in FIG. 8B, and the gate of the second switch Q2 in FIG. Send to.

図4の第2相制御回路72bは第1相制御回路72aと同様な方式で電力変換回路62の第3及び第4のスイッチQ3 及びQ4 のための第3及び第4の制御信号G3 、G4 を形成して第3及び第4のスイッチQ3 、Q4 のゲートにそれぞれ送る。   The second phase control circuit 72b of FIG. 4 is similar to the first phase control circuit 72a in the third and fourth control signals G3 and G4 for the third and fourth switches Q3 and Q4 of the power conversion circuit 62. Are sent to the gates of the third and fourth switches Q3 and Q4, respectively.

第3相制御回路72cは第1相制御回路72aと同様な方式で電力変換回路62の第5及び第6のスイッチQ5 、Q6 のための第5及び第6の制御信号G5 、G6 を形成して第5及び第6のスイッチQ5 、Q6 のゲートにそれぞれ送る。なお、図1の実施例では第3の交流入力端子1cに負荷4が接続されていないので、第1相制御回路72aにおける負荷電流波形推定回路73に対するライン94の入力に相当するものは零であり、乗算器75bから得られる補正後の推定波形信号V75に相当するものも零である。従って、第3相制御回路72cにおける図5の第1の減算器101の補償電流波形信号V77に相当するものは乗算器76の出力段の補正後の基準正弦波電圧Va ′に相当する基準正弦波電圧Vc ′と同一になる。
なお、第2及び第3相制御回路72b、72cは第1相制御回路72aの鋸波発生回路104を兼用している。しかし、第2及び第3相制御回路72b、72cにも鋸波発生回路104に相当するものを独立に設けることができる。
The third phase control circuit 72c forms the fifth and sixth control signals G5 and G6 for the fifth and sixth switches Q5 and Q6 of the power conversion circuit 62 in the same manner as the first phase control circuit 72a. To the gates of the fifth and sixth switches Q5 and Q6, respectively. In the embodiment of FIG. 1, since the load 4 is not connected to the third AC input terminal 1c, the input corresponding to the line 94 to the load current waveform estimation circuit 73 in the first phase control circuit 72a is zero. Yes, the signal corresponding to the corrected estimated waveform signal V75 obtained from the multiplier 75b is also zero. Therefore, what corresponds to the compensation current waveform signal V77 of the first subtractor 101 of FIG. 5 in the third phase control circuit 72c is the reference sine wave corresponding to the corrected reference sine wave voltage Va 'of the output stage of the multiplier 76. It becomes the same as the wave voltage Vc '.
The second and third phase control circuits 72b and 72c also serve as the sawtooth wave generation circuit 104 of the first phase control circuit 72a. However, the second and third phase control circuits 72b and 72c can be independently provided with a circuit corresponding to the sawtooth wave generation circuit 104.

図1の航空照明用交流電源装置において、負荷4に含まれているランプ42a、42bに電力を供給する時には、給電制御器3の第1及び第2のサイリスタS1 、S2 が一定電流を供給するように位相制御回路5によって制御される。第1及び第2のサイリスタS1 、S2 を位相制御すると、負荷電流I1 が図6(D)に示すように第1及び第2のサイリスタS1 、S2 の導通制御期間t1 〜t2 、t3 〜t4 にほぼ一致して流れる。従って、第1相の負荷電流I1 、及び第2相の負荷電流I2 は高調波成分を含む。電力変換回路62は、負荷電流I1 に図6(I)に示す目標補償電流波形信号V77に相当する補償電流を付加して第1の交流入力端子1aに図7の第1相の基準正弦波電圧Va に対応する正弦波交流入力電流を流し、且つ第2相の負荷電流I2 を補償して第2の交流入力端子1bに図7の第2相の基準正弦波電圧Vb に対応する正弦波交流入力電流Ib を流し、且つ第3の交流入力端子1cに図7の第3相の基準正弦波電圧Vc に対応する正弦波交流入力電流Ic を流すように動作する。これにより、第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cに流れる第1、第2及び第3相交流入力電流Ia 、Ib 、Ic は正弦波又は近似正弦波となり、且つ第1、第2及び第3相交流入力電圧Va 、Vb 、Vc と同相又はほぼ同相となり、波形及び力率改善が達成される。   In the aerial lighting AC power supply apparatus of FIG. 1, when power is supplied to the lamps 42a and 42b included in the load 4, the first and second thyristors S1 and S2 of the power supply controller 3 supply a constant current. In this way, the phase control circuit 5 controls. When the first and second thyristors S1 and S2 are phase-controlled, the load current I1 is turned on during the conduction control periods t1 to t2 and t3 to t4 of the first and second thyristors S1 and S2, as shown in FIG. The flow almost coincides. Therefore, the load current I1 of the first phase and the load current I2 of the second phase include harmonic components. The power conversion circuit 62 adds a compensation current corresponding to the target compensation current waveform signal V77 shown in FIG. 6 (I) to the load current I1 and applies the first phase reference sine wave of FIG. 7 to the first AC input terminal 1a. A sinusoidal AC input current corresponding to the voltage Va is passed, and the second phase load current I2 is compensated, and a sinusoidal wave corresponding to the second phase reference sine wave voltage Vb of FIG. 7 is applied to the second AC input terminal 1b. An AC input current Ib is supplied, and a sine wave AC input current Ic corresponding to the third phase reference sine wave voltage Vc of FIG. 7 is supplied to the third AC input terminal 1c. Thus, the first, second, and third phase AC input currents Ia, Ib, Ic flowing through the first, second, and third AC input terminals 1a, 1b, 1c become sine waves or approximate sine waves, and The first, second and third phase AC input voltages Va, Vb and Vc are in phase or nearly in phase, and the waveform and power factor improvement are achieved.

図2の電力変換回路62による補償電流の供給動作は、前記特許文献2等で公知であるので、詳しい説明は省略し、概略のみ述べる。図2の第1〜第6のダイオードD1 〜D6 は3相ブリッジ接続されているので、3相全波整流回路として機能する。しかし、第1〜第6のスイッチQ1 〜Q6 から選択されたものがオンになると、第1〜第3のインダクタL1 〜L3 から選択されたものを含む短絡回路が形成される。例えば第1のダイオードD1 が順方向バイアスされている期間に第3のスイッチQ3 がオンになると、第1の交流入力端子1a、第1のインダクタL1 、第1のダイオードD1 、第3のスイッチQ3 、第2のインダクタL2 及び第2の交流入力端子1bの経路に電流が流れ、これが補償電流即ち波形及び力率改善、及び3相電流のバランス改善に寄与する。第1〜第6のスイッチQ1 〜Q6 のオン時間幅を制御することによって目標補償電流波形信号V77に相当する補償電流を流すことが可能になる。   The operation of supplying the compensation current by the power conversion circuit 62 in FIG. 2 is well known in the above-mentioned Patent Document 2 and the like, so detailed description will be omitted and only the outline will be described. Since the first to sixth diodes D1 to D6 in FIG. 2 are connected in a three-phase bridge, they function as a three-phase full-wave rectifier circuit. However, when one selected from the first to sixth switches Q1 to Q6 is turned on, a short circuit including the one selected from the first to third inductors L1 to L3 is formed. For example, when the third switch Q3 is turned on while the first diode D1 is forward-biased, the first AC input terminal 1a, the first inductor L1, the first diode D1, the third switch Q3. The current flows through the path of the second inductor L2 and the second AC input terminal 1b, which contributes to the compensation current, that is, the improvement of the waveform and power factor, and the balance of the three-phase current. By controlling the ON time width of the first to sixth switches Q1 to Q6, it becomes possible to flow a compensation current corresponding to the target compensation current waveform signal V77.

第1〜第6のスイッチQ1 〜Q6 がオフになると、第1〜第3のインダクタL1 〜L3 に蓄積されたエネルギの放出動作が生じ、第1相〜第3相交流入力端子1a〜1cの第1〜第3相交流入力電圧Va 〜Vc に第1〜第3のインダクタL1 〜L3 の電圧が加算された出力が発生し、これによって平滑コンデンサ63が充電される。平滑コンデンサ63の電圧は図4の直流帰還制御信号形成回路71によって所望値に制御されているので、異常に高くならず、ほぼ一定に保たれる。   When the first to sixth switches Q1 to Q6 are turned off, the energy stored in the first to third inductors L1 to L3 is released, and the first to third phase AC input terminals 1a to 1c are connected. An output obtained by adding the voltages of the first to third inductors L1 to L3 to the first to third phase AC input voltages Va to Vc is generated, and thereby the smoothing capacitor 63 is charged. Since the voltage of the smoothing capacitor 63 is controlled to a desired value by the DC feedback control signal forming circuit 71 of FIG. 4, it does not become abnormally high but is kept almost constant.

本実施例は次の効果を有する。
(1) 給電制御器3の第1及び第2のサイリスタS1 、S2 の位相制御によって負荷電流I1 に高調波成分が含まれても、補償電流供給回路6によって補償電流を供給するので、交流入力電流の波形、及び力率、及びノイズの改善が達成される。
(2) 3相交流電源に対して単相の負荷4が接続され、不平衡負荷状態にあるにも拘らず、第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cに対して3相の補償電流供給回路6を接続したので、3相電流のバランス改善を達成することができる。
(3) 給電制御器3の第1及び第2のサイリスタS1 、S2 の位相制御信号Vg1と基準正弦波電圧Va 、Vb 、Vc とに基づいて負荷電流推定基準波形信号V73’等を形成し、基準正弦波電圧Va 、Vb 、Vc 又はこれを補正した基準正弦波電圧Va ′、Vb ′、Vb ′と負荷電流推定基準波形信号V73’又はこれを補正した推定波形信号V75との差によって目標補償電流波形信号V101 又はV77を形成し、これを電力変換回路62の制御に使用する。即ち、負荷電流I1 、I2 等を理論的に推定して補償電流の制御に利用する。理論的に推定した負荷電流の波形は実際に検出する負荷電流よりも遅れが少ないので、補償電流の供給の遅れを低減し、良好な補償を達成することができる。
(4) 負荷電流推定基準波形信号V73’ 又はこれを補正した推定波形信号V75のみで目標補償電流波形信号V77を形成しないで、図5に示す第2の減算器102から得られる誤差信号V102 による補正を加えて目標補償電流波形信号V77を形成しているので、波形及び力率改善を良好に達成することができる。
(5) 負荷電流推定基準波形信号V73’を振幅調整値aで補正する方式であるので、正確な負荷電流の推定波形信号V75を得ることができる。
This embodiment has the following effects.
(1) Even if a harmonic component is included in the load current I1 by the phase control of the first and second thyristors S1 and S2 of the power supply controller 3, a compensation current is supplied by the compensation current supply circuit 6; Improvements in current waveform and power factor and noise are achieved.
(2) The single-phase load 4 is connected to the three-phase AC power source, and the first, second and third AC input terminals 1a, 1b and 1c are in spite of being in an unbalanced load state. Since the three-phase compensation current supply circuit 6 is connected, the balance improvement of the three-phase current can be achieved.
(3) Based on the phase control signal Vg1 of the first and second thyristors S1 and S2 of the power supply controller 3 and the reference sine wave voltages Va, Vb and Vc, a load current estimation reference waveform signal V73 'and the like are formed. Target compensation by the difference between the reference sine wave voltages Va, Vb, Vc or the corrected reference sine wave voltages Va ', Vb', Vb 'and the load current estimation reference waveform signal V73' or the corrected waveform signal V75 corrected therefrom. A current waveform signal V101 or V77 is formed and used to control the power conversion circuit 62. That is, the load currents I1, I2, etc. are theoretically estimated and used for controlling the compensation current. Since the theoretically estimated load current waveform has less delay than the actually detected load current, it is possible to reduce the delay in supplying the compensation current and achieve good compensation.
(4) The target compensation current waveform signal V77 is not formed only by the load current estimation reference waveform signal V73 'or the estimated waveform signal V75 obtained by correcting it, and the error signal V102 obtained from the second subtracter 102 shown in FIG. Since the target compensation current waveform signal V77 is formed by applying the correction, the waveform and the power factor can be improved satisfactorily.
(5) Since the load current estimation reference waveform signal V73 ′ is corrected with the amplitude adjustment value a, an accurate load current estimation waveform signal V75 can be obtained.

次に、図9を参照して実施例2の交流電源装置を説明する。図9に示めされている実施例2に従う変形された電力変換制御回路7aは、図4の実施例1の電力変換制御回路7の一部を変形したものである。この実施例2の交流電源装置は電力変換制御回路7aを除いて図1〜図5と同様に構成されている。従って、図9及びこの動作を説明するための図10において図4〜図6と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。また、実施例2の説明においても必要に応じて図1〜図8を参照する。     Next, an AC power supply apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. A modified power conversion control circuit 7a according to the second embodiment shown in FIG. 9 is obtained by modifying a part of the power conversion control circuit 7 of the first embodiment in FIG. The AC power supply device according to the second embodiment is configured in the same manner as in FIGS. 1 to 5 except for the power conversion control circuit 7a. Accordingly, in FIG. 9 and FIG. 10 for explaining this operation, the same parts as those in FIGS. In the description of the second embodiment, FIGS. 1 to 8 are referred to as necessary.

図9の変形された電力変換制御回路7aは図4の抽出手段73’を省き、且つ補正手段75の乗算器75bを基準正弦波電圧Va の補正手段76の出力段に移し、且つ図5の第1の減算器101の代りに補償成分抽出回路110を設け、この他は図4及び図5と実質的に同一に構成したものである。   The modified power conversion control circuit 7a of FIG. 9 omits the extracting means 73 ′ of FIG. 4 and moves the multiplier 75b of the correcting means 75 to the output stage of the correcting means 76 of the reference sine wave voltage Va, and FIG. A compensation component extraction circuit 110 is provided in place of the first subtractor 101, and the other components are substantially the same as those shown in FIGS.

乗算器75bは基準正弦波Va’の振幅を負荷電流検出器8の出力に対応するように変調する変調手段である。この乗算器75bの一方の入力端子は補正手段76に接続され、他方の入力端子は振幅調整信号形成回路75aに接続されている。従って、乗算器75bは基準正弦波電圧Va を直流帰還制御信号V71で補正した基準正弦波電圧Va ′に対して振幅調整信号形成回路75aから得られた振幅調整値aを乗算してVx =a×Va ′を出力する。この乗算器75bの出力Vx は第1の交流入力端子1aの目標電流波形にほぼ相当している。なお、図9の実施例2では、乗算器75bを補正手段76の出力段に配置したが、この代りに基準正弦波発生手段70と補正手段76との間に配置すること、又は補正回路103と制御信号形成手段78との間に配置することもできる。要するに負荷電流I1 の変化に応じて目標補償電流の振幅を何らかの方法で調整できる場所に乗算器75bを配置するか、又は乗算器75bと等価機能を有する振幅調整手段を設ければよい。   The multiplier 75b is modulation means for modulating the amplitude of the reference sine wave Va 'so as to correspond to the output of the load current detector 8. One input terminal of the multiplier 75b is connected to the correcting means 76, and the other input terminal is connected to the amplitude adjustment signal forming circuit 75a. Accordingly, the multiplier 75b multiplies the reference sine wave voltage Va 'obtained by correcting the reference sine wave voltage Va with the DC feedback control signal V71 by the amplitude adjustment value a obtained from the amplitude adjustment signal forming circuit 75a to obtain Vx = a. * Va 'is output. The output Vx of the multiplier 75b substantially corresponds to the target current waveform of the first AC input terminal 1a. In the second embodiment shown in FIG. 9, the multiplier 75b is arranged at the output stage of the correcting means 76. Instead, it is arranged between the reference sine wave generating means 70 and the correcting means 76, or the correcting circuit 103. And the control signal forming means 78. In short, the multiplier 75b may be arranged at a place where the amplitude of the target compensation current can be adjusted by some method according to the change of the load current I1, or an amplitude adjusting means having an equivalent function to the multiplier 75b may be provided.

目標補償電流成分抽出回路110は、基準正弦波発生手段70から得られた基準正弦波から位相制御信号Vg1が非導通期間を示している期間に相当する部分を抽出する抽出手段であって、NOT回路111と抽出スイッチ111とから成る。抽出スイッチ112は乗算器75bと補正回路103との間に接続されている。NOT回路111は位相制御信号ライン94と抽出スイッチ112の制御端子との間に接続され、図10(C)の位相制御信号Vg1の反転信号から成る抽出制御信号V111 を図10(F)に示すように出力する。抽出スイッチ112は、図10(F)の抽出制御信号V111 に応答して乗算器75bの出力Vx の図10のt0 〜t1 期間、t2 〜t3 期間を抽出して図10(G)に示す目標補償電流信号V110 を補正回路103に送る。図10(G)の目標補償電流信号V110 は図6(G)の目標補償電流信号V101 と実質的に同一である。図9の補正回路103は図4及び図5で同一符号で示されているものと同一に構成されている。   The target compensation current component extraction circuit 110 is an extraction unit that extracts a portion corresponding to a period in which the phase control signal Vg1 indicates a non-conduction period from the reference sine wave obtained from the reference sine wave generation unit 70. The circuit 111 and the extraction switch 111 are included. The extraction switch 112 is connected between the multiplier 75 b and the correction circuit 103. The NOT circuit 111 is connected between the phase control signal line 94 and the control terminal of the extraction switch 112, and an extraction control signal V111 comprising an inverted signal of the phase control signal Vg1 of FIG. 10C is shown in FIG. Output as follows. The extraction switch 112 extracts the period t0 to t1 and the period t2 to t3 in FIG. 10 of the output Vx of the multiplier 75b in response to the extraction control signal V111 in FIG. The compensation current signal V110 is sent to the correction circuit 103. The target compensation current signal V110 in FIG. 10 (G) is substantially the same as the target compensation current signal V101 in FIG. 6 (G). The correction circuit 103 in FIG. 9 has the same configuration as that indicated by the same reference numerals in FIGS.

図10は図3及び図9の各部の状態を図6と同様に示すものである。この図10における(A)〜(D)、(H)、(I)は図6における(A)〜(D)、(H)、(I)と同一である。   FIG. 10 shows the state of each part of FIGS. 3 and 9 in the same manner as FIG. (A) to (D), (H), and (I) in FIG. 10 are the same as (A) to (D), (H), and (I) in FIG.

図9の電力変換制御回路7aにおいても、位相制御信号Vg1を使用して目標補償電流信号V77を形成しているので、比較的簡単な回路で遅れの少ない補償電流の供給を行うことができる。また、実施例2によっても実施例1と同一の効果を得ることができる。   Also in the power conversion control circuit 7a of FIG. 9, since the target compensation current signal V77 is formed using the phase control signal Vg1, it is possible to supply a compensation current with little delay with a relatively simple circuit. In addition, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by the second embodiment.

図11は実施例3の交流電源装置の主回路部分を示す。この実施例3の交流電源装置では、第1及び第2の交流入力端子1a、1b間に第1の給電制御器3aを介して第1の負荷4aが接続され、第2及び第3の交流入力端子1b、1c間に第2の給電制御器3bを介して第2の負荷4bが接続され、第1及び第3の交流入力端子1a、1c間に第3の給電制御器3cを介して第3の負荷4cが接続されている。また、3相の補償電流供給回路6が第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cと第1、第2及び第3の給電制御器3a、3b、3cとの間の電源ラインに対して分岐回路を形成するように接続されている。即ち、第1、第2及び第3の給電制御器3a、3b、3cと3相の補償電流供給回路6とが並列接続されている。   FIG. 11 shows a main circuit portion of the AC power supply device according to the third embodiment. In the AC power supply apparatus according to the third embodiment, the first load 4a is connected between the first and second AC input terminals 1a and 1b via the first power supply controller 3a, and the second and third AC input devices are connected. A second load 4b is connected between the input terminals 1b and 1c via the second power supply controller 3b, and between the first and third AC input terminals 1a and 1c via the third power supply controller 3c. A third load 4c is connected. A three-phase compensation current supply circuit 6 is provided between the first, second and third AC input terminals 1a, 1b and 1c and the first, second and third power supply controllers 3a, 3b and 3c. A branch circuit is connected to the power supply line. That is, the first, second and third power supply controllers 3a, 3b and 3c and the three-phase compensation current supply circuit 6 are connected in parallel.

第1、第2及び第3の給電制御器3a、3b、3cは図1の給電制御器3と同様に2つのサイリスタの逆並列回路から成る。第1、第2及び第3の負荷4a、4b、4cは図1の負荷4と同様に航空照明用ランプを含むものであり、同一又は不同一のインピーダンスを有する。図11の第1、第2及び第3の給電制御器3a、3b、3cのための位相制御回路及び補償電流供給回路6のための電力変換制御回路及びこれ等に付随する電圧及び電流検出手段は図1〜図5と実質的に同一に構成されている。従って、図11の実施例3によっても実施例1と同様な効果を得ることができる。   The first, second and third power supply controllers 3a, 3b and 3c are composed of an antiparallel circuit of two thyristors, similar to the power supply controller 3 of FIG. The first, second, and third loads 4a, 4b, and 4c include an aerial lighting lamp as in the load 4 of FIG. 1, and have the same or different impedance. The phase control circuit for the first, second, and third power supply controllers 3a, 3b, and 3c in FIG. 11, the power conversion control circuit for the compensation current supply circuit 6, and the voltage and current detection means associated therewith. Is substantially the same as that shown in FIGS. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by the third embodiment of FIG.

本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば次の変形が可能なものである。
(1) 給電制御器3、3a、3b、3cをサイリスタの逆並列回路で構成する代りにトライアック、IGBTの逆並列回路、トランジスタ又はFETの逆並列回路、又は位相制御可能スイッチとダイオードとの組み合せ回路等の周知の交流スイッチに置き換えることができる。
(2) 図1の第3の交流入力端子3cを省いた構成に相当する単相交流入力端子から単相の負荷4に電力を供給するように構成し、且つ補償電流供給回路6も単相回路に構成することができる。
(3) 図11において第3の給電制御器3c、及び第3の負荷4cを省くことができる。
(4) 給電制御器3、3a、3b、3cを電流制御器として使用する代わりに電圧制御器、又は電流及び電圧制御器又は電力制御器として使用することができる。電圧制御器の場合には、第1及び第2の交流出力端2a,2b間の電圧又は負荷4の電圧を検出する出力電圧検出回路を設け、出力電圧検出回路の出力に基づいて電圧帰還信号を形成し、この電圧帰還信号を使用して出力電圧を一定にするように位相制御回路5を変形する。また、電流及び電圧制御器の場合には、電流制御の位相制御回路5に対して上記電圧制御の機能を付加する。また、電力制御器の場合には、負荷電力帰還信号を形成し、この負荷電力帰還信号を使用して負荷電力を一定にするように位相制御回路5を変形する。
(5)負荷4の出力トランス40を降圧トランスとすること、又は1次巻線N1の電圧よりもやや高い電圧又は同一の電圧を2次巻線N2から得るように構成すること、又は第1及び第2の交流入力端子1a,1b間の交流入力電圧と同一の一定出力電圧を得るように構成すること、又は出力トランス40を省くことができる。
(6) 第1、第2及び第3の交流入力端子1a,1b、1cの電圧を低くして電力変換回路62に供給するための絶縁トランス又はオートトランスを電力変換回路62の交流側ライン64a,64b,64cに接続することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications are possible.
(1) Instead of configuring the power supply controllers 3, 3 a, 3 b, and 3 c with thyristor antiparallel circuits, a triac, an IGBT antiparallel circuit, a transistor or FET antiparallel circuit, or a combination of a phase controllable switch and a diode It can be replaced by a known AC switch such as a circuit.
(2) The configuration is such that power is supplied to the single-phase load 4 from the single-phase AC input terminal corresponding to the configuration in which the third AC input terminal 3c in FIG. 1 is omitted, and the compensation current supply circuit 6 is also single-phase. Can be configured in a circuit.
(3) In FIG. 11, the third power supply controller 3c and the third load 4c can be omitted.
(4) Instead of using the power supply controllers 3, 3a, 3b, and 3c as current controllers, they can be used as voltage controllers or current and voltage controllers or power controllers. In the case of the voltage controller, an output voltage detection circuit for detecting the voltage between the first and second AC output terminals 2a and 2b or the voltage of the load 4 is provided, and the voltage feedback signal is based on the output of the output voltage detection circuit. And the phase control circuit 5 is modified to make the output voltage constant by using this voltage feedback signal. In the case of a current and voltage controller, the voltage control function is added to the current control phase control circuit 5. Further, in the case of a power controller, a load power feedback signal is formed, and the phase control circuit 5 is modified so that the load power is constant by using this load power feedback signal.
(5) The output transformer 40 of the load 4 is a step-down transformer, or is configured to obtain a voltage slightly higher than or equal to the voltage of the primary winding N1, or the same voltage from the secondary winding N2. In addition, a constant output voltage identical to the AC input voltage between the second AC input terminals 1a and 1b can be obtained, or the output transformer 40 can be omitted.
(6) The AC side line 64a of the power conversion circuit 62 is an insulating transformer or an autotransformer for lowering the voltage of the first, second and third AC input terminals 1a, 1b and 1c and supplying the voltage to the power conversion circuit 62 , 64b, 64c.

本発明の交流電源装置は航空照明用定電流電源等に利用可能である。   The AC power supply apparatus of the present invention can be used for a constant current power supply for aeronautical lighting.

本発明の実施例1の交流電源装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the alternating current power supply apparatus of Example 1 of this invention. 図1の電力変換回路を詳しく示す回路図である。It is a circuit diagram which shows in detail the power converter circuit of FIG. 図1の位相制御回路を詳しく示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing in detail the phase control circuit of FIG. 1. 図1の電力変換制御回路を詳しく示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power conversion control circuit of FIG. 1 in detail. 図4の第1相制御回路を詳しく示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing in detail the first phase control circuit of FIG. 4. 図3及び図4の各部の状態を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the state of each part of FIG.3 and FIG.4. 図4の基準正弦波発生手段の出力を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the output of the reference | standard sine wave generation means of FIG. 図5の比較器の入力及び出力を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the input and output of the comparator of FIG. 実施例2の電力変換制御回路を図4と同様に示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a power conversion control circuit according to a second embodiment as in FIG. 4. 図3及び図9の各部の状態を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the state of each part of FIG.3 and FIG.9. 実施例3の交流電源装置の主回路部分を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a main circuit portion of an AC power supply device according to a third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1a,1b,1c 第1、第2及び第3の交流入力端子
2a,2b 第1及び第2の交流出力端
3 給電制御器
4 負荷
5 位相制御回路
6 補償電流供給回路
7 電力変換制御回路
42a,42b 航空照明用ランプ
62 電力変換回路
63 平滑コンデンサ
1a, 1b, 1c 1st, 2nd and 3rd AC input terminals 2a, 2b 1st and 2nd AC output terminal 3 Feed controller 4 Load 5 Phase control circuit 6 Compensation current supply circuit 7 Power conversion control circuit 42a 42b Aviation lighting lamp 62 Power conversion circuit 63 Smoothing capacitor

Claims (13)

交流入力端と、
負荷が接続される交流出力端と、
前記交流入力端と前記交流出力端との間に接続され且つ前記交流出力端の電流又は電圧又はこれ等の両方を制御する位相制御可能な半導体制御素子を含んでいる給電制御器と、
前記半導体制御素子の位相制御信号を形成して前記半導体制御素子に送る位相制御回路と、
前記半導体制御素子の位相制御によって生じる電流波形の歪を改善するための補償電流を供給することができるものであって、前記交流入力端に接続され且つ補償電流を供給するためのパルス幅変調型の電力変換回路を含んでいる補償電流供給回路と、
前記電力変換回路に含まれているスイッチをオン・オフ制御する電力変換制御手段と
を備えていることを特徴とする交流電源装置。
AC input terminal,
An AC output terminal to which a load is connected;
A power feeding controller including a phase-controllable semiconductor control element connected between the AC input terminal and the AC output terminal and controlling a current or voltage of the AC output terminal or both;
A phase control circuit that forms a phase control signal of the semiconductor control element and sends it to the semiconductor control element;
A pulse width modulation type for supplying a compensation current for improving distortion of a current waveform caused by phase control of the semiconductor control element, connected to the AC input terminal and supplying a compensation current A compensation current supply circuit including a power conversion circuit of
An AC power supply apparatus comprising: power conversion control means for performing on / off control of a switch included in the power conversion circuit.
前記電力変換制御手段は、
前記交流出力端の電流又は電圧又はこれ等の両方を検出する負荷状態検出手段と、
前記交流入力端の交流電圧に同期した基準正弦波を発生する基準正弦波発生手段と、
前記位相制御回路と前記負荷状態検出手段と前記基準正弦波発生手段とに接続され、前記位相制御信号と前記負荷状態検出手段の出力と前記基準正弦波とに基づいて目標補償電流波形を形成する目標補償電流波形形成手段と、
前記目標補償電流波形形成手段に接続され、前記目標補償電流波形に相当する補償電流を供給するためのスイッチオン・オフ制御信号を形成し、このスイッチオン・オフ制御信号によって前記スイッチを制御するスイッチ制御信号形成手段と
から成ることを特徴とする請求項1記載の交流電源装置。
The power conversion control means includes
Load state detecting means for detecting the current or voltage at the AC output terminal or both, and
A reference sine wave generating means for generating a reference sine wave synchronized with the AC voltage at the AC input end;
Connected to the phase control circuit, the load state detection means, and the reference sine wave generation means, and forms a target compensation current waveform based on the phase control signal, the output of the load state detection means, and the reference sine wave. Target compensation current waveform forming means;
A switch that is connected to the target compensation current waveform forming means, forms a switch on / off control signal for supplying a compensation current corresponding to the target compensation current waveform, and controls the switch by the switch on / off control signal 2. The AC power supply apparatus according to claim 1, comprising control signal forming means.
前記目標補償電流波形形成手段は、
前記位相制御回路及び前記負荷状態検出手段に接続され且つ前記位相制御信号と前記負荷状態検出手段の出力に基づいて前記交流出力端に流れる電流の波形を理論的に推定して推定電流波形を出力する電流波形推定手段と、
前記基準正弦波発生手段から得られた前記基準正弦波と前記電流波形推定手段から得られた前記推定電流波形との差に相当する目標補償電流波形を形成する減算手段と
から成ることを特徴とする請求項2記載の交流電源装置
The target compensation current waveform forming means includes:
An estimated current waveform is output by theoretically estimating the waveform of the current flowing through the AC output terminal based on the phase control signal and the output of the load condition detecting means, connected to the phase control circuit and the load condition detecting means. Current waveform estimating means for
And subtracting means for forming a target compensation current waveform corresponding to a difference between the reference sine wave obtained from the reference sine wave generating means and the estimated current waveform obtained from the current waveform estimating means. The AC power supply device according to claim 2
前記電流波形推定手段は、
位相制御回路と前記基準正弦波発生手段とに接続され、前記基準正弦波の前記位相制御信号の導通期間に相当する部分を抽出する抽出手段と、
前記交流出力端の電流又は電圧又は電力の実効値又は平均値を示す負荷量を検出又は演算するために前記負荷状態検出手段に接続された負荷量検出又は演算手段と、
前記負荷量検出又は演算手段から得られた負荷量を示す信号によって前記抽出手段で抽出した波形の振幅を補正して推定電流波形を出力する補正手段と
を有していることを特徴とする請求項3記載の交流電源装置。
The current waveform estimation means includes
An extraction means connected to a phase control circuit and the reference sine wave generating means, and extracting a portion corresponding to a conduction period of the phase control signal of the reference sine wave;
A load amount detecting or calculating means connected to the load state detecting means for detecting or calculating a load amount indicating an effective value or an average value of the current or voltage or power of the AC output terminal;
And a correction means for correcting the amplitude of the waveform extracted by the extraction means with a signal indicating the load quantity obtained from the load quantity detection or calculation means and outputting an estimated current waveform. Item 4. The AC power supply device according to Item 3.
前記目標補償電流波形形成手段は、
前記基準正弦波発生手段から得られた前記基準正弦波から前記位相制御信号が非導通期間を示している期間に相当する部分を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって前記基準正弦波を抽出する前又は抽出した後の前記基準正弦波の振幅を前記負荷状態検出手段の出力に対応するように前記負荷状態検出手段の出力に基づいて補正する補正手段と
から成ることを特徴とする請求項2記載の交流電源装置
The target compensation current waveform forming means includes:
Extraction means for extracting a portion corresponding to a period in which the phase control signal indicates a non-conduction period from the reference sine wave obtained from the reference sine wave generation means;
Correction means for correcting the amplitude of the reference sine wave before or after extraction of the reference sine wave by the extraction means based on the output of the load state detection means so as to correspond to the output of the load state detection means The AC power supply device according to claim 2, comprising:
前記位相制御回路は、前記交流出力端の電流又は電圧又は電力の基準値を示す信号を発生する基準値発生手段と、前記負荷状態検出手段で検出された負荷状態を示す信号を前記基準値に一致させるように前記半導体制御素子の位相制御信号を形成する位相制御信号形成手段とから成ることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の交流電源装置。   The phase control circuit includes a reference value generating unit that generates a signal indicating a reference value of the current, voltage, or power of the AC output terminal, and a signal indicating the load state detected by the load state detecting unit as the reference value. 6. The AC power supply apparatus according to claim 1, further comprising phase control signal forming means for forming a phase control signal of the semiconductor control element so as to coincide with each other. 前記補償電流供給回路は、
補償電流を供給するために前記交流入力端に接続された交流端子と、
対の直流端子と、
前記交流端子と前記対の直流端子との間においてブリッジ接続された複数の半導体スイッチ及び前記複数の半導体スイッチにそれぞれ逆方向並列に接続された個別又は寄生の複数のダイオードとから成るパルス幅変調型の電力変換回路と、
前記対の直流端子間に接続された平滑コンデンサと、
前記交流端子と前記電力変換回路との間の電流通路に直列に接続されたインダクタと、
前記交流端子と前記電力変換回路との間の複数の電流通路の相互間に接続されたフィルタ用コンデンサと
を有していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の交流電源装置。
The compensation current supply circuit includes:
An AC terminal connected to the AC input for supplying a compensation current;
A pair of DC terminals;
Pulse width modulation type comprising a plurality of semiconductor switches bridge-connected between the AC terminal and the pair of DC terminals, and a plurality of individual or parasitic diodes connected in parallel in the reverse direction to the plurality of semiconductor switches, respectively. Power conversion circuit of
A smoothing capacitor connected between the pair of DC terminals;
An inductor connected in series in a current path between the AC terminal and the power conversion circuit;
The AC power supply according to any one of claims 1 to 6, further comprising a filter capacitor connected between a plurality of current paths between the AC terminal and the power conversion circuit. apparatus.
更に、前記対の直流端子間の電圧を検出する直流電圧検出回路と、
前記対の直流端子間の目標電圧を示す基準電圧を発生する基準電圧源と、
前記直流電圧検出回路の出力と前記基準電圧との差を示す直流帰還制御信号を形成する直流帰還制御信号形成回路と、
前記直流帰還制御信号によって前記基準正弦波又は前記目標補償電流波形の振幅を補正する補正手段と
を有していることを特徴とする請求項2乃至7のいずれかに記載の交流電源装置。
A DC voltage detection circuit for detecting a voltage between the pair of DC terminals;
A reference voltage source for generating a reference voltage indicating a target voltage between the pair of DC terminals;
A DC feedback control signal forming circuit for forming a DC feedback control signal indicating a difference between the output of the DC voltage detection circuit and the reference voltage;
8. The AC power supply apparatus according to claim 2, further comprising a correcting unit that corrects an amplitude of the reference sine wave or the target compensation current waveform by the DC feedback control signal. 9.
前記目標補償電流波形形成手段は、
前記基準正弦波又は前記直流帰還制御信号で補正された基準正弦波から前記電流波形推定手段で推定した推定電流波形を減算する第1の減算手段と、
前記交流入力端を通って流れる入力電流を検出する入力電流検出手段と、
前記基準正弦波又は前記直流帰還制御信号で補正された基準正弦波から前記入力電流検出手段の出力との誤差信号を形成する第2の減算手段と、
前記第1の減算手段の出力を前記第2の減算手段から得られた誤差信号で補正する手段と
を有していることを特徴とする請求項3又は4又は8記載の交流電源装置。
The target compensation current waveform forming means includes:
First subtracting means for subtracting the estimated current waveform estimated by the current waveform estimating means from the reference sine wave or the reference sine wave corrected with the DC feedback control signal;
Input current detection means for detecting an input current flowing through the AC input end;
Second subtracting means for forming an error signal with the output of the input current detecting means from the reference sine wave or the reference sine wave corrected with the DC feedback control signal;
9. The AC power supply apparatus according to claim 3, further comprising means for correcting an output of the first subtracting means with an error signal obtained from the second subtracting means.
前記目標補償電流波形形成手段は、更に、前記交流出力端の電流又は電圧又は電力の実効値又は平均値を示す負荷量を検出又は演算するために前記負荷状態検出手段に接続された負荷量検出又は演算手段を有し、
前記補正手段は、前記基準正弦波又は前記直流帰還制御信号で補正された基準正弦波の振幅を前記負荷量検出又は演算手段の出力に基づいて変調する手段であり、
前記抽出手段は前記基準正弦波又は前記補正された基準正弦波又は前記変調された基準正弦波から前記位相制御信号が非導通を示している期間に相当する部分を抽出する手段であり、
前記目標補償電流波形形成手段は、更に、前記交流入力端を通って流れる入力電流を検出する入力電流検出手段と、前記基準正弦波又は前記補正された基準正弦波又は前記変調された基準正弦波と前記入力電流検出手段の出力との誤差信号を形成する減算手段と、前記抽出手段の出力を前記減算手段から得られた誤差信号で補正する手段とを有していることを特徴とする請求項5記載の交流電源装置。
The target compensation current waveform forming unit is further configured to detect a load amount connected to the load state detection unit to detect or calculate a load amount indicating an effective value or an average value of the current, voltage, or power of the AC output terminal. Or having computing means,
The correction means is means for modulating the amplitude of the reference sine wave or the reference sine wave corrected by the DC feedback control signal based on the output of the load amount detection or calculation means,
The extraction means is means for extracting a portion corresponding to a period in which the phase control signal indicates non-conduction from the reference sine wave, the corrected reference sine wave, or the modulated reference sine wave.
The target compensation current waveform forming means further includes an input current detection means for detecting an input current flowing through the AC input terminal, the reference sine wave, the corrected reference sine wave, or the modulated reference sine wave. And subtracting means for forming an error signal between the input current detecting means and means for correcting the output of the extracting means with an error signal obtained from the subtracting means. Item 6. The AC power supply device according to Item 5.
前記交流出力端に接続される負荷は、航空照明用ランプを含む回路であり、
前記半導体制御素子はサイリスタであり、
前記位相制御回路は前記負荷に一定の電流を供給するように前記サイリスタの位相制御角を制御する回路であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の交流電源装置。
The load connected to the AC output terminal is a circuit including an aerial lighting lamp,
The semiconductor control element is a thyristor;
11. The AC power supply device according to claim 1, wherein the phase control circuit is a circuit that controls a phase control angle of the thyristor so as to supply a constant current to the load.
前記交流入力端は3相交流電圧を供給する第1、第2及び第3交流入力端子であり、
前記交流出力端は少なくとも1つの単相負荷を接続するためのものであり、
前記電力変換回路は3相構成の電力変換回路であることを特徴とする請求項1記載の交流電源装置。
The AC input terminals are first, second and third AC input terminals for supplying a three-phase AC voltage,
The AC output terminal is for connecting at least one single-phase load;
2. The AC power supply apparatus according to claim 1, wherein the power conversion circuit is a three-phase power conversion circuit.
正弦波3相交流電圧を供給するための第1、第2及び第3の交流入力端子と、
前記第1及び第2の交流入力端子間に単相負荷回路を介して接続され且つ負荷電流又は電圧又はこれ等の両方を制御する位相制御可能な半導体制御素子を含んでいる給電制御器と、
前記半導体制御素子の位相制御信号を形成して前記半導体制御素子に送る位相制御回路と、
前記第1、第2及び第3の交流入力端子に接続され且つ前記第1、第2及び第3の交流入力端子を通って流れる電流の波形改善及び電流バランスの改善を行うための補償電流を供給する機能を有している3相構成の補償電流供給回路と
を備えていることを特徴とする交流電源装置。
First, second and third AC input terminals for supplying a sinusoidal three-phase AC voltage;
A power supply controller including a phase-controllable semiconductor control element connected between the first and second AC input terminals via a single-phase load circuit and controlling a load current and / or a voltage;
A phase control circuit that forms a phase control signal of the semiconductor control element and sends it to the semiconductor control element;
A compensation current is connected to the first, second and third AC input terminals and for improving the waveform and current balance of the current flowing through the first, second and third AC input terminals. An AC power supply device comprising: a compensation current supply circuit having a three-phase configuration having a function of supplying.
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