JP2006254624A - Controller of ac-ac converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交流電圧を任意の大きさ及び周波数を有する交流電圧に変換する交流交流変換器の制御装置に関し、特に、瞬時停電等により交流交流変換器の運転を一旦停止した後に運転を再開する際の突入電流を低減させる技術に関するものである。 The present invention relates to a control device for an AC / AC converter that converts an AC voltage into an AC voltage having an arbitrary magnitude and frequency, and in particular, restarts the operation after temporarily stopping the operation of the AC / AC converter due to an instantaneous power failure or the like. The present invention relates to a technique for reducing the inrush current.
交流交流変換器の一例として、マトリクスコンバータが知られている。
このマトリクスコンバータは、交流電源電圧から大形のエネルギーバッファを介さずに、任意の大きさ及び周波数を有する交流電圧を直接得ることができる電力変換器であり、長寿命、省スペース、入力電流が制御できるため電力回生可能であり、電源高調波を抑制できる等の特徴がある。
A matrix converter is known as an example of an AC / AC converter.
This matrix converter is a power converter that can directly obtain an AC voltage having an arbitrary magnitude and frequency from an AC power supply voltage without using a large energy buffer, and has a long life, space saving, and input current. Since it can be controlled, it can regenerate power and can suppress power harmonics.
一方、マトリクスコンバータは、エネルギーバッファが存在しないため、入力電圧の大きさに応じた電圧までしか出力することができない。このため、停電等により入力電圧が低下すると、出力可能な電圧も低下するため運転継続が困難となる。
そこで従来では、マトリクスコンバータの入力電圧を監視し、入力電圧が運転可能レベルより低下した場合はコンバータ内の半導体スイッチを全てオフし(以後、全ゲート遮断という)、入力電圧が運転可能レベル以上に復帰すると半導体スイッチを再びスイッチングして運転を再開する運転方法が採られている。
On the other hand, since there is no energy buffer, the matrix converter can output only a voltage corresponding to the magnitude of the input voltage. For this reason, when the input voltage decreases due to a power failure or the like, the voltage that can be output also decreases, so that it is difficult to continue the operation.
Therefore, conventionally, the input voltage of the matrix converter is monitored, and if the input voltage drops below the operable level, all the semiconductor switches in the converter are turned off (hereinafter referred to as all gate cutoff), and the input voltage exceeds the operable level. When returning, an operation method is adopted in which the semiconductor switch is switched again to resume operation.
ここで、特許文献1には、PWMサイクロコンバータにおける停電発生から復電後の運転操作が記載されている。
図7は、この特許文献1における制御ブロック図を示している。まず、主回路において、100は三相交流電源、200はマトリクスコンバータ(サイクロコンバータ)、300は電動機、400は負荷である。
Here,
FIG. 7 shows a control block diagram in
図7における制御装置の構成及び動作は、以下の通りである。
電圧位相検出手段501及び瞬時電圧位相検出手段502により、電源電圧の位相角θ1,θ2をそれぞれ求める。位相角選択手段503は、異常検出手段504及びタイマ505の出力情報から、前記位相角θ1,θ2のうち何れを使用するかを選択する。
マトリクスコンバータ制御手段506は、選択された電源電圧の位相角θ1またはθ2に応じてマトリクスコンバータ200を制御するために、出力電圧指令を演算する。PWM発生手段507は、出力電圧指令に基づいてPWMパルスパターンを演算し、マトリクスコンバータ200を構成する半導体スイッチをスイッチングする。これにより、マトリクスコンバータ200は、出力電圧指令に応じた電圧を電動機300に供給することになる。
The configuration and operation of the control device in FIG. 7 are as follows.
The voltage phase detection means 501 and the instantaneous voltage phase detection means 502 obtain the phase angles θ 1 and θ 2 of the power supply voltage, respectively. The phase
The matrix converter control means 506 calculates an output voltage command in order to control the
図8は、図7の構成において電源異常が発生した場合のタイムチャートを示している。まず、時刻t1において停電などの電源異常が発生すると、異常検出手段504は運転停止信号を出力し、PWM発生手段507を介し全ゲート遮断を行って運転を停止する。その際、位相角を正常時の位相角θ1から、瞬時電圧位相検出手段502による瞬時位相角θ2に切り替える。
その後、時刻t2において電源異常から復帰すると、時刻t2から時間T1を経過した後にゲート遮断を解除すると共に、この間は電源電圧の不安定に伴う異常動作を防止するために引き続き瞬時位相角θ2を用いて運転を再開し、その後、時刻t2から時間T2を経過した時点で、電圧位相検出手段501により検出される通常の位相角θ1に切り替えている。
FIG. 8 shows a time chart when a power supply abnormality occurs in the configuration of FIG. First, when a power supply abnormality such as a power failure occurs at time t1, the abnormality detection means 504 outputs an operation stop signal, shuts down all gates via the PWM generation means 507, and stops the operation. At this time, the phase angle is switched from the normal phase angle θ 1 to the instantaneous phase angle θ 2 by the instantaneous voltage phase detection means 502.
Thereafter, when the power supply is recovered from the power supply abnormality at the time t2, the gate cutoff is released after the time T1 has elapsed from the time t2, and the instantaneous phase angle θ 2 is continuously set during this period in order to prevent abnormal operation due to the unstable power supply voltage. used to resume operation, then, when the time T2 has elapsed from time t2, is switched to a normal phase angle theta 1 which is detected by the voltage phase detecting means 501.
電動機をマトリクスコンバータ等の電力変換器により運転する場合、瞬時停電などによる運転停止から復帰すると、電力変換器や電動機に突入電流が流れる。これは、停電中でも慣性によって電動機は回転を続けており、回転速度に応じた速度起電力が発生し、この速度起電力が電力変換器にステップ状に加わることによって過渡状態となり、過渡電流が発生するためである。また、電動機を低速で駆動して速度起電力が小さい状態でも、トルクを高速に応答させるために電力変換器がステップ的な電圧を印加すると、過渡状態となって電力変換器から電動機へ突入電流が流れる恐れもある。 When the electric motor is operated by a power converter such as a matrix converter, an inrush current flows through the power converter and the electric motor when the operation is recovered from an instantaneous power failure or the like. This is because the motor continues to rotate due to inertia even during a power failure, and a speed electromotive force is generated according to the rotational speed. This speed electromotive force is applied to the power converter in a stepped state, resulting in a transient state. It is to do. Even when the motor is driven at a low speed and the speed electromotive force is small, if the power converter applies a step-wise voltage to respond the torque at a high speed, a transient state occurs and the inrush current flows from the power converter to the motor. May also flow.
特許文献1に記載された従来技術では、電源電圧の位相を位相角θ1にて確立させた後に運転を再開しても、突入電流が流れる恐れがある。
また、突入電流を防止するために、マトリクスコンバータ200の出力側にフィルタを設けて電動機300への供給電圧の変化を遅らせる方法もあるが、この方法によると、瞬時停電復帰後の突入電流は防止できるものの、通常動作時の制御性能の悪化を招く。
そこで、本発明の解決課題は、通常動作時の制御性能を悪化させずに、瞬時停電復帰時の突入電流を低減させた制御装置を提供することにある。
In the prior art described in
In order to prevent the inrush current, there is a method of delaying the change in the supply voltage to the
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a control device that reduces the inrush current at the time of instantaneous power failure recovery without deteriorating the control performance during normal operation.
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、複数の半導体スイッチにより交流電圧を任意の大きさ及び周波数を有する交流電圧に変換して負荷に供給する交流交流変換器において、
前記変換器の入力電圧を検出する手段と、
前記入力電圧の大きさを運転可能レベルと比較して前記変換器の運転を監視する手段であって、前記入力電圧の大きさが前記運転可能レベルより低下して運転を停止した後、前記入力電圧が復帰して前記変換器が運転を再開した時に電圧復帰信号を出力する運転監視手段と、
前記電圧復帰信号により、所定の時定数で変化する出力電圧指令を演算する電圧指令演算手段と、
前記出力電圧指令に基づいて前記半導体スイッチをスイッチングする駆動パルスを生成する手段と、を備えたものである。
In order to solve the above-mentioned problem, an invention according to
Means for detecting an input voltage of the converter;
A means for monitoring the operation of the converter by comparing the magnitude of the input voltage with an operable level, and after the operation is stopped when the magnitude of the input voltage falls below the operable level, the input Operation monitoring means for outputting a voltage return signal when the voltage is restored and the converter resumes operation; and
Voltage command calculation means for calculating an output voltage command that changes with a predetermined time constant by the voltage return signal;
Means for generating a drive pulse for switching the semiconductor switch based on the output voltage command.
請求項2記載の発明は、複数の半導体スイッチにより交流電圧を任意の大きさ及び周波数を有する交流電圧に変換して負荷に供給する交流交流変換器において、
前記変換器の入力電圧を検出する手段と、
前記入力電圧の大きさを運転可能レベルと比較して前記変換器の運転を監視する手段であって、前記入力電圧の大きさが前記運転可能レベルより低下して運転を停止した後、前記入力電圧が復帰して前記変換器が運転を再開した時に電圧復帰信号を出力する運転監視手段と、
前記電圧復帰信号により、所定の時定数で変化する出力電流指令を演算する電流指令演算手段と、
前記出力電流指令から前記変換器の出力電圧指令を演算する電圧指令演算手段と、
前記出力電圧指令に基づいて前記半導体スイッチをスイッチングする駆動パルスを生成する手段と、を備えたものである。
The invention according to
Means for detecting an input voltage of the converter;
A means for monitoring the operation of the converter by comparing the magnitude of the input voltage with an operable level, and after the operation is stopped when the magnitude of the input voltage falls below the operable level, the input Operation monitoring means for outputting a voltage return signal when the voltage is restored and the converter resumes operation; and
Current command calculation means for calculating an output current command that changes with a predetermined time constant by the voltage return signal;
Voltage command calculation means for calculating an output voltage command of the converter from the output current command;
Means for generating a drive pulse for switching the semiconductor switch based on the output voltage command.
請求項3記載の発明は、請求項1または2において、
前記負荷としての電動機の速度起電力を演算する演算手段と、
前記速度起電力を前記出力電圧指令に加算して最終的な出力電圧指令を生成する手段と、を備えたものである。
The invention according to
Calculation means for calculating the speed electromotive force of the electric motor as the load;
Means for adding the speed electromotive force to the output voltage command to generate a final output voltage command.
請求項1,3に記載した発明によれば、停電等による運転停止の後で電源電圧が復帰し、運転を再開する場合に、電圧復帰信号を利用して出力電圧指令を滑らかに変化させると共に、負荷の速度に応じた速度起電力を加算することにより得た出力電圧指令を用いることで、変換器や負荷に流れる突入電流を抑制することができる。
また、請求項2に記載した発明によれば、ベクトル制御を行う際に、トルク電流指令やトルク指令を求める際の時定数を調節し、これらの電流指令に基づいて出力電圧指令を生成することにより、請求項1の発明と同様に突入電流を抑制することができる。
このように本発明では、変換器の出力側にフィルタ等を設ける方法によらずに突入電流を抑制できるため、通常運転時の制御性能を損なうこともない。更に本発明は、電圧復帰信号に基づいて時定数を切り替えるためのスイッチ手段や簡単な演算のみによって構成可能であり、電源復帰後の円滑な再始動を低コストにて実現することができる。
According to the first and third aspects of the invention, when the power supply voltage is restored after the operation is stopped due to a power failure or the like and the operation is resumed, the output voltage command is smoothly changed using the voltage restoration signal. By using the output voltage command obtained by adding the speed electromotive force according to the speed of the load, the inrush current flowing through the converter and the load can be suppressed.
According to the second aspect of the present invention, when vector control is performed, the torque current command and the time constant for obtaining the torque command are adjusted, and the output voltage command is generated based on these current commands. Thus, the inrush current can be suppressed as in the first aspect of the invention.
Thus, in the present invention, since the inrush current can be suppressed without depending on the method of providing a filter or the like on the output side of the converter, the control performance during normal operation is not impaired. Furthermore, the present invention can be configured by only a switch means for switching the time constant based on the voltage return signal and a simple calculation, and smooth restart after power return can be realized at low cost.
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の第1実施形態を示す構成図である。図1において、主回路の構成は図7と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
なお、マトリクスコンバータ200の三相入力側の各相をR,S,Tとし、三相出力側の各相をU,V,Wとする。また、マトリクスコンバータ200は、特許文献1に記載されたPWMサイクロコンバータと同様に、三相入力側のR,S,T相と三相出力側のU,V,W相との間に接続された各相3個ずつ合計9個の双方向性半導体スイッチにより構成されており、1個の半導体スイッチは、例えば逆並列接続された2個のIGBT等からなるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the configuration of the main circuit is the same as that in FIG.
Note that the phases on the three-phase input side of the
本実施形態では、マトリクスコンバータ200の制御の一例として仮想AC/DC/AC変換方式を用いるものとして説明する。
上記仮想AC/DC/AC変換方式を略述すると、この方式は、マトリクスコンバータ内に整流器とインバータとを仮想してこれらをそれぞれ独立して制御するものであり、図1に示すように、仮想整流器PWM生成手段601及び仮想インバータPWM生成手段602によりそれぞれ求めたPWMパルスを最終的にPWMパルス合成手段603により合成し、マトリクスコンバータ200のスイッチングパターンを得る方式である。なお、PWMパルス合成手段603は、後述する運転停止信号によって全ゲート遮断が可能となっている。
In the present embodiment, description will be made assuming that a virtual AC / DC / AC conversion method is used as an example of control of the
Briefly describing the virtual AC / DC / AC conversion method, this method virtually controls a rectifier and an inverter in a matrix converter and independently controls them. As shown in FIG. In this method, the PWM pulses obtained by the rectifier PWM generation means 601 and the virtual inverter PWM generation means 602 are finally synthesized by the PWM pulse synthesis means 603 to obtain the switching pattern of the
上述した仮想AC/DC/AC変換方式による本実施形態の制御装置において、電圧検出手段604は、マトリクスコンバータ200の入力電圧vr,vs,vtを検出する。入力電圧の大きさ演算手段605は、上記検出値vr,vs,vtから入力電圧ベクトルviの大きさを演算する。
図2は上記演算手段605の機能ブロック図であり、下記の数式1により検出値vr,vs,vtを三相/二相変換して交流2軸成分vα,vβを求め、次いで数式2の演算によって電圧ベクトルviの大きさを求めている。
In the control device according to the present embodiment using the virtual AC / DC / AC conversion method described above, the
FIG. 2 is a functional block diagram of the calculation means 605. The detected values v r , v s , and v t are converted into three-phase / two-phase by the following
入力電圧の大きさ演算手段605は、上記演算以外に、三相入力電圧を全波整流し、その平均値を求めることにより実現しても良い。また、電圧検出手段604は、三相全ての電圧を検出しなくても、二相の電圧(vr,vt)を検出して数式3に基づき残りの一相の電圧vsを演算してもよく、その後に各相の電圧を数式1に代入することもできる。
[数3]
vr+vs+vt=0 より
vs=vr−vt
In addition to the above calculation, the input voltage magnitude calculation means 605 may be realized by full-wave rectifying the three-phase input voltage and obtaining an average value thereof. The voltage detecting means 604, without detecting all three phases of voltage, calculates the voltage v s of the remaining one phase based on the
[Equation 3]
From v r + v s + v t = 0, v s = v r −v t
数式2により求めた入力電圧ベクトルの大きさは、運転監視手段606に入力される。
図3は運転監視手段606の動作を示すフローチャートである。入力電圧ベクトルの大きさがマトリクスコンバータ200の運転可能レベルより低下したか否かを判断し(ステップS1)、その結果、電圧低下と判断される場合には低下フラグをセットする(S1YES,S2)。そして運転停止信号を出力し(S3)、PWMパルス合成手段603を介して全ゲート遮断を行う。
The magnitude of the input voltage vector obtained by
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the
また、入力電圧の低下が検出されず(S1NO)、上記運転停止信号がない場合には(S4YES)、低下フラグがセット中であるか否かを判断する(S5)。ここで、低下フラグがセット中であれば(S5YES)、以前に一旦、入力電圧が低下したがその後に運転停止信号がなくなったことにより入力電圧が復帰して運転可能レベルを超えたと判断できるため、電圧復帰信号を出力し(S6)、更に低下フラグをリセットして(S7)運転を再開する。
その後、ステップS5において、低下フラグがリセット状態であることが検出されると(S5NO)、通常運転に移行すると共に、電圧復帰信号をクリアする(S8)。
なお、入力電圧の低下がないにも関わらず運転停止信号がある場合には(S4NO)、他の異常原因があると判断して非常停止信号を出力し(S9)、全ゲート遮断や警報発生等を行う。
If no decrease in input voltage is detected (S1 NO) and there is no operation stop signal (S4 YES), it is determined whether or not a decrease flag is being set (S5). Here, if the decrease flag is being set (S5 YES), it can be determined that the input voltage has once decreased, but the operation stop signal has subsequently disappeared, so that the input voltage has recovered and exceeded the operable level. Then, a voltage return signal is output (S6), the lowering flag is further reset (S7), and the operation is restarted.
Thereafter, in step S5, when it is detected that the lowering flag is in the reset state (S5 NO), the process proceeds to normal operation and the voltage return signal is cleared (S8).
If there is an operation stop signal even though there is no decrease in input voltage (S4 NO), it is judged that there is another cause of abnormality and an emergency stop signal is output (S9), all gates are shut off or an alarm is generated. Etc.
再び図1において、運転監視手段606から出力される電圧復帰信号は、q軸電圧指令演算手段608に入力されている。
ここで、図4は、q軸電圧指令演算手段608とその前段の運転パターン作成手段607の構成を示すブロック図である。
In FIG. 1 again, the voltage return signal output from the
Here, FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the q-axis voltage command calculation means 608 and the operation pattern creation means 607 in the preceding stage.
運転パターン作成手段607は、V/f制御に代表されるように、図4の周波数電圧変換手段621及びローパスフィルタ622により、速度指令ω*に比例した直交二軸の回転座標上の電圧指令vq *を演算する。また、q軸電圧指令演算手段608は、運転監視手段606から出力される電圧復帰信号がオンのときは、図4のスイッチ623を介してローパスフィルタ622の時定数τを電動機300の電気時定数τ*に設定し、電圧復帰信号がオフのときは、ローパスフィルタ622の時定数τを短くして基準値に設定することにより通常運転を行う。
As represented by the V / f control, the operation pattern creating means 607 uses the frequency voltage conversion means 621 and the low-
なお、運転パターン作成手段607により演算されたq軸電圧指令vq *をそのまま復帰後の電圧指令とすると、電動機300が慣性で回転している場合には電動機300の速度起電力が発生しているので負荷400からマトリクスコンバータ200側へ突入電流が流れる。そこで、図4の乗算手段624により速度指令ω*と磁束指令φ*とを乗算して速度起電力eq *を演算し、これを加算手段625により元のq軸電圧指令vq *に加算して最終的なq軸電圧指令vq **を求める。
ローパスフィルタ622に設定される時定数は電動機300の電気時定数以外でもよく、復帰時の突入電流を防止できるものであればよい。また、この実施形態では、速度起電力eq *を簡易的に速度指令ω*と磁束指令φ*とを乗算して(定格値を用いて)求めているが、実速度の検出値や推定値等を用いて演算しても良い。
If the q-axis voltage command v q * calculated by the operation pattern creation means 607 is used as the voltage command after return, the speed electromotive force of the
The time constant set in the low-
図1に示すごとく、上記q軸電圧指令vq **はd軸電圧指令vd *(通常、vd *=0に設定される)と共に仮想インバータ指令演算手段611に入力され、更に、積分手段609からの位相角θに基づいて仮想インバータの出力電圧指令が生成される。仮想インバータPWM生成手段602は、この出力電圧指令に応じた電圧を出力させるためのPWMパルスを生成し、仮想インバータに対するPWMパルスとして出力する。
一方、仮想整流器指令演算手段610は、電圧検出値vr,vs,vtに基づいて仮想整流器の電流指令を演算し、仮想整流器PWM生成手段601は、この電流指令に応じた入力電流を流すためのPWMパルスを生成して仮想整流器に対するPWMパルスとして出力する。
PWMパルス合成手段603は、各生成手段601,602の出力パルス(すなわち、仮想整流器及び仮想インバータに対する各スイッチング関数)を合成することにより、マトリクスコンバータ200の18個の半導体スイッチに対する駆動パルスを生成して出力する。
As shown in FIG. 1, the q-axis voltage command v q ** is input to the virtual inverter command calculation means 611 together with the d-axis voltage command v d * (usually set to v d * = 0), and further integrated. Based on the phase angle θ from the
On the other hand, the virtual rectifier
The PWM
次に、図5は、本実施形態の運転タイムチャートを示している。
時刻t11において、入力電圧ベクトルの大きさ|vi|が運転可能レベルより低下すると、前述した図3のステップS1〜S3により運転停止信号がセットされ、速度指令ω*がゼロになって全ゲートが遮断されると共にq軸電圧指令vq *ひいては出力電圧がゼロとなる。次に、時刻t12において、入力電圧ベクトルの大きさ|vi|が運転可能レベル以上に復帰すると、図3のステップS4〜S6により電圧復帰信号がセットされる。
Next, FIG. 5 shows an operation time chart of the present embodiment.
When the magnitude of the input voltage vector | v i | falls below the operable level at time t11, the operation stop signal is set in steps S1 to S3 in FIG. 3 described above, the speed command ω * becomes zero, and all gates Is cut off, and the q-axis voltage command v q * and thus the output voltage becomes zero. Next, when the magnitude of the input voltage vector | v i | returns to the operable level or higher at time t12, the voltage return signal is set in steps S4 to S6 in FIG.
これにより、運転パターン作成手段607を構成する図4のローパスフィルタ622の時定数は電動機300の時定数τ*に設定され、q軸電圧指令vq *は滑らかに増加していく。そして、このq軸電圧指令vq *とそのときの回転速度(速度指令ω*)に応じた速度起電力eq *とを加算することにより、q軸電圧指令vq **が求められ、仮想インバータ指令演算手段611によりマトリクスコンバータ200の出力電圧指令が求められる。
以上の動作により、停電後に電動機300が慣性で回転している状態で電源が復帰した場合でも、電動機300に必要なトルクに応じた滑らかな電圧をマトリクスコンバータ200から出力させることができ、運転復帰時の突入電流を抑制することが可能になる。
Thereby, the time constant of the low-
With the above operation, even when the power supply is restored after the power failure while the
次いで、図6は本発明の第2実施形態を示す構成図である。図1と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、以下では図1と異なる部分を中心に説明する。 Next, FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The following description will focus on the parts different from those in FIG.
この実施形態では、仮想インバータの制御にベクトル制御を用いている。
すなわち、速度検出器632からの速度情報と速度指令ω*とが加算手段633に入力されて速度偏差が求められ、速度調節手段631は、上記偏差をゼロにするようにトルク指令T*を演算する。q軸電流指令演算手段634は、トルク指令T*に比例したq軸電流指令iq *を演算する。
このq軸電流指令iq *から、第1実施形態と同様に電圧復帰信号に応じてローパスフィルタ635の時定数を調節し、最終的なq軸電流指令iq **を求める。
In this embodiment, vector control is used to control the virtual inverter.
That is, the speed information from the speed detector 632 and the speed command ω * are input to the adding means 633 to obtain the speed deviation, and the speed adjusting means 631 calculates the torque command T * so that the deviation becomes zero. To do. The q-axis current command calculation means 634 calculates a q-axis current command i q * proportional to the torque command T * .
From this q-axis current command i q * , the time constant of the low-
上記q軸電流指令iq **と、電流検出手段638、位相検出器639及び座標変換手段640により求めたq軸電流検出値iqとの偏差が、加算手段636により算出され、この偏差をゼロにするように、q軸電流制御手段637がq軸電圧指令vq *を演算する。また、q軸電流制御手段637では、前記同様に速度指令ω*と磁束指令との積から求めた速度起電力eq *をq軸電圧指令vq *に加算することにより、最終的なq軸電圧指令vq **を求める。
一方、d軸電流制御手段642は、加算手段641により求めたd軸電流指令id *とd軸電流検出値idとの偏差をゼロにするように、d軸電圧指令vd *を演算する。そして、座標変換手段643が、d軸電圧指令vd *、q軸電圧指令vq **及び位相角θを用いて二相/三相変換を行い、仮想インバータの出力電圧指令を生成する。
以後の動作は、第1実施形態と同様である。
A deviation between the q-axis current command i q ** and the q-axis current detection value i q obtained by the current detection means 638, the
On the other hand, the d-axis
Subsequent operations are the same as those in the first embodiment.
なお、上記構成において、ローパスフィルタ635によってq軸電流指令iq **を求める代わりに、ローパスフィルタ635の位置を速度調節手段631の出力側に変更して速度調節手段631から出力されるトルク指令T*を調節しても良い。
また、q軸電流制御系及びd軸電流制御系はフィードバック制御系により構成されているが、各軸の電流指令からフィードフォワード的に電圧指令を演算するようにしても良い。
加えて、電流検出手段638は三相分を検出する必要はなく、二相分を検出し、第1実施形態における数式3を電流iu,iv,iwに置き換えて残りの一相分を演算することもできる。
In the above configuration, instead of obtaining the q-axis current command i q ** by the low-
Further, although the q-axis current control system and the d-axis current control system are constituted by feedback control systems, the voltage command may be calculated in a feedforward manner from the current command of each axis.
In addition, the current detection means 638 does not need to detect the three phases, but detects the two phases, and replaces
100:三相交流電源
200:マトリクスコンバータ
300:電動機
400:負荷
601:仮想整流器PWM制御手段
602:仮想インバータPWM制御手段
603:PWMパルス合成手段
604:電圧検出手段
605:入力電圧の大きさ演算手段
606:運転監視手段
607:運転パターン作成手段
608:q軸電圧指令演算手段
609:積分手段
610:仮想整流器指令演算手段
611:仮想インバータ指令演算手段
621:周波数電圧変換手段
622:ローパスフィルタ
623:スイッチ
624:乗算手段
625:加算手段
631:速度調節手段
632:速度検出器
633:加算手段
634:q軸電流指令演算手段
635:ローパスフィルタ
636:加算手段
637:q軸電流制御手段
638:電流検出手段
639:位相検出器
640:座標変換手段
641:加算手段
642:d軸電流制御手段
643:座標変換手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Three-phase alternating current power supply 200: Matrix converter 300: Electric motor 400: Load 601: Virtual rectifier PWM control means 602: Virtual inverter PWM control means 603: PWM pulse synthesis means 604: Voltage detection means 605: Input voltage magnitude calculation means 606: Operation monitoring means 607: Operation pattern creation means 608: q-axis voltage command calculation means 609: Integration means 610: Virtual rectifier command calculation means 611: Virtual inverter command calculation means 6211: Frequency voltage conversion means 622: Low-pass filter 623: Switch 624: multiplication means 625: addition means 631: speed adjustment means 632: speed detector 633: addition means 634: q-axis current command calculation means 635: low-pass filter 636: addition means 637: q-axis current control means 638: current detection means 639 : Phase detector 640: coordinate conversion means 641: addition means 642: d-axis current control means 643: coordinate conversion means
Claims (3)
前記変換器の入力電圧を検出する手段と、
前記入力電圧の大きさを運転可能レベルと比較して前記変換器の運転を監視する手段であって、前記入力電圧の大きさが前記運転可能レベルより低下して運転を停止した後、前記入力電圧が復帰して前記変換器が運転を再開した時に電圧復帰信号を出力する運転監視手段と、
前記電圧復帰信号により、所定の時定数で変化する出力電圧指令を演算する電圧指令演算手段と、
前記出力電圧指令に基づいて前記半導体スイッチをスイッチングする駆動パルスを生成する手段と、
を備えたことを特徴とする交流交流変換器の制御装置。 In an AC / AC converter that converts an AC voltage to an AC voltage having an arbitrary magnitude and frequency by a plurality of semiconductor switches and supplies the AC voltage to a load,
Means for detecting an input voltage of the converter;
A means for monitoring the operation of the converter by comparing the magnitude of the input voltage with an operable level, and after the operation is stopped when the magnitude of the input voltage falls below the operable level, the input Operation monitoring means for outputting a voltage return signal when the voltage is restored and the converter resumes operation; and
Voltage command calculation means for calculating an output voltage command that changes with a predetermined time constant by the voltage return signal;
Means for generating a drive pulse for switching the semiconductor switch based on the output voltage command;
A control device for an AC / AC converter, comprising:
前記変換器の入力電圧を検出する手段と、
前記入力電圧の大きさを運転可能レベルと比較して前記変換器の運転を監視する手段であって、前記入力電圧の大きさが前記運転可能レベルより低下して運転を停止した後、前記入力電圧が復帰して前記変換器が運転を再開した時に電圧復帰信号を出力する運転監視手段と、
前記電圧復帰信号により、所定の時定数で変化する出力電流指令を演算する電流指令演算手段と、
前記出力電流指令から前記変換器の出力電圧指令を演算する電圧指令演算手段と、
前記出力電圧指令に基づいて前記半導体スイッチをスイッチングする駆動パルスを生成する手段と、
を備えたことを特徴とする交流交流変換器の制御装置。 In an AC / AC converter that converts an AC voltage to an AC voltage having an arbitrary magnitude and frequency by a plurality of semiconductor switches and supplies the AC voltage to a load,
Means for detecting an input voltage of the converter;
A means for monitoring the operation of the converter by comparing the magnitude of the input voltage with an operable level, and after the operation is stopped when the magnitude of the input voltage falls below the operable level, the input Operation monitoring means for outputting a voltage return signal when the voltage is restored and the converter resumes operation; and
Current command calculation means for calculating an output current command that changes with a predetermined time constant by the voltage return signal;
Voltage command calculation means for calculating an output voltage command of the converter from the output current command;
Means for generating a drive pulse for switching the semiconductor switch based on the output voltage command;
A control device for an AC / AC converter, comprising:
前記負荷としての電動機の速度起電力を演算する演算手段と、
前記速度起電力を前記出力電圧指令に加算して最終的な出力電圧指令を生成する手段と、
を備えたことを特徴とする交流交流変換器の制御装置。 In the control device according to claim 1 or 2,
Calculation means for calculating the speed electromotive force of the electric motor as the load;
Means for adding the speed electromotive force to the output voltage command to generate a final output voltage command;
A control device for an AC / AC converter, comprising:
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JP2005069153A JP2006254624A (en) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | Controller of ac-ac converter |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2005-03-11 JP JP2005069153A patent/JP2006254624A/en active Pending
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