JP2010017058A - Voltage controller of power conversion device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage controller of a power conversion device for restricting a ripple in an electric current waveform even when a voltage command value after correction exceeds a voltage limiter value. <P>SOLUTION: The voltage controller includes a voltage command operation unit for calculating a voltage command value of an output voltage in a power conversion device, a dead time correction value operation unit for calculating an over-and-under voltage value caused by dead time, a dead time correction unit for calculating a voltage command value after correction by summing the voltage command value and the over-and-under voltage value, a voltage saturation determination unit for determining whether the voltage command value after correction exceeds a voltage limiter value or not, and a voltage-saturation-time command value level compensation unit for controlling an output voltage of the power conversion device based on the voltage command value after correction when the voltage command value after correction does not exceed a voltage limiter value, and for selecting the final voltage command value, which controls the output voltage of the power conversion device, from the voltage limiter value and the sum value of the voltage limiter value and the over-and-under voltage value if it exceeds the voltage limiter value so that the average of output voltages of the power conversion device approaches the voltage command value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、電力変換装置の電圧制御装置に関するものである。   The present invention relates to a voltage control device for a power converter.

電力変換装置として、コンバータやインバータが利用されている。即ち、コンバータにより、交流電力が直流電力に変換される。また、インバータにより、直流電力が交流電力に変換される。この電力により、様々な機器、モータ等が駆動される。そして、コンバータやインバータのスイッチング制御方式においては、短絡防止時間(以下、デッドタイムという)が設けられる。このデッドタイムにより、正側と負側のスイッチング素子が同時に導通しないようになっている。しかし、このデッドタイムの影響で、制御演算により求めた電圧指令値とコンバータあるいはインバータから実際に出力される電圧との間には、過不足電圧が発生する。この過不足電圧により、出力電圧が歪むと同時に、電流波形の脈動が発生する。   Converters and inverters are used as power converters. That is, the converter converts AC power into DC power. Further, the inverter converts DC power into AC power. Various devices, motors, etc. are driven by this electric power. And in the switching control system of a converter or an inverter, the short circuit prevention time (henceforth a dead time) is provided. This dead time prevents the positive and negative switching elements from conducting simultaneously. However, due to the effect of this dead time, an over / under voltage occurs between the voltage command value obtained by the control calculation and the voltage actually output from the converter or inverter. Due to this excess / deficiency voltage, the output voltage is distorted and at the same time, pulsation of the current waveform occurs.

この問題を解決する手段として、インバータの出力電流の検出極性あるいは電流指令の極性を用いて、デッドタイム補償の極性を決定し、さらに、電流の大きさに応じてデッドタイム補償の振幅を決定するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。これにより、直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換し、モータを可変速制御する場合でも、電流波形の脈動を抑制することができる。この手段は、コンバータにも適用可能である。   As a means to solve this problem, the polarity of dead time compensation is determined using the detection polarity of the output current of the inverter or the polarity of the current command, and further the amplitude of dead time compensation is determined according to the magnitude of the current. Those are known (for example, see Patent Document 1). As a result, even when the DC power is converted into AC power having a variable voltage and variable frequency and the motor is controlled at a variable speed, the pulsation of the current waveform can be suppressed. This means can also be applied to a converter.

特開平3−135389号公報JP-A-3-135389

上記構成のインバータやコンバータは、通常、デッドタイムによる過不足電圧を含んだ補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超えない範囲で利用される。しかし、近年、電力負荷の増大や機器の小型化の要求がある。この要求に対し、力行運転中のインバータや回生運転中のコンバータは、補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超えた飽和領域で、利用される場合が多くなってきた。この場合、特許文献1記載のものにおいても、出力電圧を制御する最終電圧指令値が、電圧リミッタ値に制限される。この制限により、出力電圧が不連続となり、電流波形の脈動が発生し、高調波が発生するという問題があった。   The inverter or converter having the above configuration is normally used in a range in which the corrected voltage command value including the excess / deficiency voltage due to dead time does not exceed the voltage limiter value. However, in recent years, there is a demand for an increase in power load and downsizing of devices. In response to this requirement, inverters in power running operation and converters in regenerative operation are often used in a saturation region where the corrected voltage command value exceeds the voltage limiter value. In this case, even in the device described in Patent Document 1, the final voltage command value for controlling the output voltage is limited to the voltage limiter value. Due to this limitation, there is a problem that the output voltage becomes discontinuous, pulsation of the current waveform occurs, and harmonics are generated.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超えた場合でも、電流波形の脈動を抑制することができる電力変換装置の電圧制御装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to perform power conversion that can suppress pulsation of a current waveform even when a corrected voltage command value exceeds a voltage limiter value. It is to provide a voltage control device for the device.

この発明に係る電力変換装置の電圧制御装置は、電力変換装置の出力電圧の目標値となる電圧指令値を演算する電圧指令演算部と、前記電力変換装置の正側及び負側のスイッチング素子が同時に導通することを防止するために設けられたデッドタイムによって発生する過不足電圧値を演算するデッドタイム補正値演算部と、前記電圧指令値に前記過不足電圧値を合算し、補正後電圧指令値を演算するデッドタイム補正部と、前記補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超えているか否かを判定する電圧飽和判定部と、前記補正後電圧指令値が前記電圧リミッタ値を超えていない場合は、前記補正後電圧指令値に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧を制御し、前記補正後電圧指令値が前記電圧リミッタ値を超えている場合は、前記電力変換装置の出力電圧の平均が前記電圧指令値に近接するように、前記電力変換装置の出力電圧を制御する最終電圧指令値を、前記電圧リミッタ値と前記電圧リミッタ値に前記過不足電圧値を合算した値とから選択する電圧飽和時指令値レベル補償部とを備えたものである。   A voltage control device for a power conversion device according to the present invention includes: a voltage command calculation unit that calculates a voltage command value that is a target value of an output voltage of the power conversion device; and positive and negative switching elements of the power conversion device. A dead time correction value calculation unit for calculating an excess / deficiency voltage value generated due to a dead time provided to prevent conduction at the same time, and adding the excess / deficiency voltage value to the voltage command value to obtain a corrected voltage command A dead time correction unit that calculates a value, a voltage saturation determination unit that determines whether or not the corrected voltage command value exceeds a voltage limiter value, and the corrected voltage command value does not exceed the voltage limiter value If the corrected voltage command value exceeds the voltage limiter value, the output voltage of the power converter is controlled based on the corrected voltage command value. The final voltage command value for controlling the output voltage of the power converter is added to the voltage limiter value and the voltage limiter value so that the average of the output voltages of the power supply device is close to the voltage command value. And a command value level compensation unit at the time of voltage saturation selected from the values.

この発明によれば、補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超えた場合でも、電流波形の脈動を抑制することができる。   According to this invention, even when the corrected voltage command value exceeds the voltage limiter value, the pulsation of the current waveform can be suppressed.

この発明を実施するための最良の形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における電力変換装置の電圧制御装置が利用されるエレベータシステムを示す図である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a diagram showing an elevator system in which a voltage control device of a power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention is used.

図1において、1はかごである。2は釣合い錘である。かご1及び釣合い錘2は、主ロープ3に、吊り下げられる。主ロープ3は、駆動シーブ4に巻き掛けられる。駆動シーブ4は、巻上機のモータ5に設けられる。モータ5には、電力変換装置6から交流電力が供給される。この交流電力の供給により、モータ5が回転駆動する。この回転駆動により、駆動シーブ4と主ロープ3の間に、摩擦力が発生する。この摩擦力により、主ロープ3が駆動される。この駆動により、かご1及び釣合い錘2が昇降する。   In FIG. 1, 1 is a car. 2 is a counterweight. The car 1 and the counterweight 2 are suspended from the main rope 3. The main rope 3 is wound around the drive sheave 4. The drive sheave 4 is provided in the motor 5 of the hoisting machine. AC power is supplied to the motor 5 from the power converter 6. The motor 5 is rotationally driven by the supply of the AC power. By this rotational driving, a frictional force is generated between the drive sheave 4 and the main rope 3. The main rope 3 is driven by this frictional force. By this driving, the car 1 and the counterweight 2 are raised and lowered.

ここで、電力変換装置6を、より詳細に説明する。
電力変換装置6は、コンバータ7及びインバータ8からなる。コンバータ7及びインバータ8は、IGBT等のパワー半導体デバイス等からなる。コンバータ7には、3相交流電源9から交流電力が供給される。コンバータ7は、交流電力を整流して直流電力に変換する。そして、コンバータ7は、直流電力を直流母線10に出力する。直流母線10の正極側と負極側との間には、コンデンサ11が接続される。コンデンサ11は、一定の脈動電流等の影響を除去する。
Here, the power converter 6 will be described in more detail.
The power conversion device 6 includes a converter 7 and an inverter 8. The converter 7 and the inverter 8 are composed of a power semiconductor device such as an IGBT. The converter 7 is supplied with AC power from a three-phase AC power source 9. The converter 7 rectifies AC power and converts it into DC power. Converter 7 then outputs DC power to DC bus 10. A capacitor 11 is connected between the positive electrode side and the negative electrode side of the DC bus 10. The capacitor 11 removes the influence of a constant pulsating current or the like.

インバータ8には、直流母線10から直流電力が供給される。インバータ8は、直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換する。そして、インバータ8は、交流電力をモータ5に供給する。このとき、かご負荷検出装置12が、かご負荷を検出している。また、速度検出器13が、モータ5の回転速度を検出している。そして、かご負荷及びモータ5の回転速度に関する情報は、電圧制御装置14に入力される。電圧制御装置14は、これらの情報に基づいて、インバータ8を制御する。これにより、モータ5の出力トルク及び回転数が調整され、かご1の運転速度が制御される。   The inverter 8 is supplied with DC power from the DC bus 10. The inverter 8 converts DC power into AC power having a variable voltage and variable frequency. The inverter 8 supplies AC power to the motor 5. At this time, the car load detection device 12 detects the car load. Further, the speed detector 13 detects the rotational speed of the motor 5. Information regarding the car load and the rotation speed of the motor 5 is input to the voltage control device 14. The voltage control device 14 controls the inverter 8 based on these pieces of information. Thereby, the output torque and rotation speed of the motor 5 are adjusted, and the driving speed of the car 1 is controlled.

次に、電圧制御装置14を、より詳細に説明する。
電圧制御装置14は、コンバータ用電圧制御装置15、速度制御装置16からなる。コンバータ用電圧制御装置15は、電流指令演算部15a、電圧指令演算部15b、2相変調誤差分補正演算部15c、デッドタイム補正値演算部15d、デッドタイム補正部15eを備える。
Next, the voltage control device 14 will be described in more detail.
The voltage control device 14 includes a converter voltage control device 15 and a speed control device 16. The converter voltage control device 15 includes a current command calculation unit 15a, a voltage command calculation unit 15b, a two-phase modulation error correction calculation unit 15c, a dead time correction value calculation unit 15d, and a dead time correction unit 15e.

電流指令演算部15aには、直流母線10の母線電圧値と母線電圧指令値とが入力される。そして、電流指令演算部15aは、これらの値に基づいて、交流電源9とコンバータ7との間の電流指令値を演算する。電圧指令演算部15bには、電流指令値が入力される。また、電圧指令演算部15bには、交流電源9とコンバータ7との間の電流検出値も入力される。そして、電圧指令演算部15bは、これらの値に基づいて、電力変換装置6の出力電圧の目標値となる電圧指令値を演算する。この電圧指令値は、スイッチング理想状態のものである。   The bus command voltage value and the bus voltage command value of the DC bus 10 are input to the current command calculation unit 15a. Current command calculation unit 15a calculates a current command value between AC power supply 9 and converter 7 based on these values. A current command value is input to the voltage command calculation unit 15b. Further, a detected current value between the AC power supply 9 and the converter 7 is also input to the voltage command calculation unit 15b. And the voltage command calculating part 15b calculates the voltage command value used as the target value of the output voltage of the power converter device 6 based on these values. This voltage command value is in the ideal switching state.

2相変調差分補正演算部15cには、電圧指令値が入力される。そして、2相変調差分補正演算部15cは、電圧指令値に対し、2相変調を適用する。デッドタイム補正値演算部15dには、電流検出値あるいは電流指令値が入力される。そして、デッドタイム補正値演算部15dは、電力変換装置6の正側及び負側のスイッチング素子が同時に導通することを防止するために設けられたデッドタイムによって発生する過不足電圧値を演算する。具体的には、過不足電圧値は、「過不足電圧値Vtd=母線電圧値Ed×デッドタイムTd×キャリア周波数fc」で演算される。この演算は、一般的に用いられるものである。具体的には、過不足電圧値の極性が電流検出値や電流指令値に基づいて決定される。また、過不足電圧値の振幅は、電流検出値の大きさに応じて変化する。   A voltage command value is input to the two-phase modulation difference correction calculation unit 15c. The two-phase modulation difference correction calculation unit 15c applies two-phase modulation to the voltage command value. The detected current value or the current command value is input to the dead time correction value calculation unit 15d. The dead time correction value calculation unit 15d calculates an excess / deficiency voltage value generated due to a dead time provided to prevent the positive and negative switching elements of the power conversion device 6 from being turned on simultaneously. Specifically, the over / under voltage value is calculated by “over / under voltage value Vtd = bus voltage value Ed × dead time Td × carrier frequency fc”. This calculation is generally used. Specifically, the polarity of the over / under voltage value is determined based on the detected current value or the current command value. In addition, the amplitude of the over / under voltage value changes according to the magnitude of the current detection value.

デッドタイム補正部15eには、2相変調後の電圧指令値と過不足電圧値とが入力される。そして、デッドタイム補正部15eは、2相変調後の電圧指令値に過不足電圧値を合算し、補正後電圧指令値を演算する。即ち、デッドタイム補正部15eは、過不足電圧値を、フィードフォワードで補正する。   The dead time correction unit 15e receives the voltage command value after the two-phase modulation and the over / under voltage value. Then, the dead time correction unit 15e adds the excess / deficiency voltage value to the voltage command value after the two-phase modulation, and calculates the corrected voltage command value. That is, the dead time correction unit 15e corrects the excess / deficiency voltage value by feedforward.

速度制御装置16は、速度パターン生成部16a、速度制御部16bを備える。速度パターン生成部16aは、運転モード、かご負荷、モータ5の回転速度に応じて、かご速度パターンを生成する。速度制御部16bは、速度制御器、電流制御器を備える。また、詳細は図示しないが、速度制御部16bは、コンバータ7と同様のデッドタイム補正値演算部、デッドタイム補正部も備える。速度制御器は、速度パターン、モータ5の回転速度、かご位置情報に基づいて、電流指令値を演算する。電流制御器は、電流指令値と電流検出値とに基づいて、電圧指令値を演算する。その後の処理は、コンバータ用電圧制御装置15と同様である。   The speed control device 16 includes a speed pattern generation unit 16a and a speed control unit 16b. The speed pattern generation unit 16 a generates a car speed pattern according to the operation mode, the car load, and the rotation speed of the motor 5. The speed controller 16b includes a speed controller and a current controller. Although not shown in detail, the speed control unit 16b includes a dead time correction value calculation unit and a dead time correction unit similar to those of the converter 7. The speed controller calculates a current command value based on the speed pattern, the rotation speed of the motor 5, and the car position information. The current controller calculates a voltage command value based on the current command value and the current detection value. Subsequent processing is the same as that of the converter voltage control device 15.

次に、図2を用いて、本実施の形態のコンバータ用電圧制御装置15等が適用する2相変調の原理を説明する。なお、2相変調の手段は公知である。このため、以下では、要点のみ示す。
図2はこの発明の実施の形態1における電力変換装置の電圧制御装置が行う2相変調の原理を説明するための図である。
Next, the principle of two-phase modulation applied by the converter voltage control device 15 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The means for two-phase modulation is known. For this reason, only the main points are shown below.
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of two-phase modulation performed by the voltage control device of the power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention.

図2(a)〜(c)において、横軸は電気角を表し、縦軸はそれぞれ各相の電圧指令値、2相変調後の電圧指令値、2相変調後の電圧指令値から演算した線間電圧を表す。図2には、電気角60(deg)毎に固定相を決定し、順次移動させる場合が示される。   2A to 2C, the horizontal axis represents an electrical angle, and the vertical axis represents a voltage command value for each phase, a voltage command value after two-phase modulation, and a voltage command value after two-phase modulation. Represents the line voltage. FIG. 2 shows a case where the stationary phase is determined for each electrical angle 60 (deg) and sequentially moved.

図2(a)において、17a〜17cはそれぞれU相、V相、W相の電圧指令値である。図2(a)に示すように、電圧指令値の絶対値が最大となる相は、電気角60(deg)毎に入れ替わる。図2(b)において、太線18a〜18cは、2相変調後の各相の電圧指令値である。図2(b)に示すように、2相変調では、各相が、電気角60(deg)毎に入れ替わって固定相となる。具体的には、固定相の電圧指令値が、+側電圧リミッタ値あるいは−側電圧リミッタ値に固定される。一方、固定相以外の相の電圧指令値は、電圧リミッタ値と元の電圧指令値との差分の補正が行われる。   In FIG. 2A, 17a to 17c are voltage command values for the U phase, the V phase, and the W phase, respectively. As shown in FIG. 2A, the phase in which the absolute value of the voltage command value is maximum is switched every electrical angle 60 (deg). In FIG. 2B, thick lines 18a to 18c are voltage command values for each phase after two-phase modulation. As shown in FIG. 2B, in the two-phase modulation, each phase is switched at every electrical angle 60 (deg) to become a stationary phase. Specifically, the voltage command value of the fixed phase is fixed to the + side voltage limiter value or the − side voltage limiter value. On the other hand, the voltage command value of the phase other than the fixed phase is corrected for the difference between the voltage limiter value and the original voltage command value.

図2(c)において、19a〜19cは、それぞれU相とV相との間の線間電圧、V相とW相との間の線間電圧、W相とU相との間の線間電圧である。図2(c)に示すように、線間電圧は正弦波となる。このため、原理的に、電流波形の脈動の発生が抑制される。即ち、電圧利用率が改善される。また、固定相の電圧指令値は、電圧リミッタ値に固定される。このため、固定相の半導体素子(スイッチング素子)は、連続ONあるいは連続OFF状態となる。即ち、固定相のPWMスイッチングは、不要である。このため、固定相には、デッドタイムによる過不足電圧が発生しない。即ち、固定相のスイッチングロスが低減される。   In FIG.2 (c), 19a-19c is the line voltage between U phase and V phase, the line voltage between V phase and W phase, and the line space between W phase and U phase, respectively. Voltage. As shown in FIG. 2C, the line voltage is a sine wave. Therefore, in principle, the occurrence of pulsation of the current waveform is suppressed. That is, the voltage utilization rate is improved. The fixed phase voltage command value is fixed to the voltage limiter value. For this reason, the semiconductor element (switching element) of a stationary phase will be in a continuous ON state or a continuous OFF state. That is, no fixed-phase PWM switching is required. For this reason, an over / under voltage due to dead time does not occur in the stationary phase. That is, the switching loss of the stationary phase is reduced.

次に、コンバータ7の力行運転を考える。
図3はコンバータの力行運転時の電圧指令値と補正後電圧指令値の関係を模式的に示した図である。
図3において、横軸は電圧指令値を表し、縦軸は補正後電圧指令値を表す。
Next, consider the power running operation of the converter 7.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the relationship between the voltage command value and the corrected voltage command value during powering operation of the converter.
In FIG. 3, the horizontal axis represents the voltage command value, and the vertical axis represents the corrected voltage command value.

図3(a)には、補正後電圧指令値の概念図が示される。図3(a)において、20は電圧指令値である。21aは電圧指令値に対し、デッドタイムによる過電圧を含んだ場合の出力電圧である。22は補正後電圧指令値である。図3(a)に示すように、コンバータ7の力行運転時において、出力電圧21aには、デッドタイムの影響で、過電圧分が含まれる。コンバータ用電圧制御装置15は、この過電圧値を演算する。コンバータ用電圧制御装置15は、電圧指令値20から過電圧値を減算し、補正後電圧指令値22を演算する。コンバータ用電圧制御装置15は、この補正後電圧指令値22に基づいて、各相のスイッチング素子をフィードフォワードで制御する。   FIG. 3A shows a conceptual diagram of the corrected voltage command value. In FIG. 3A, 20 is a voltage command value. 21a is an output voltage when an overvoltage due to dead time is included with respect to the voltage command value. Reference numeral 22 denotes a corrected voltage command value. As shown in FIG. 3A, during the power running operation of the converter 7, the output voltage 21a includes an overvoltage component due to the influence of the dead time. The converter voltage control device 15 calculates this overvoltage value. Converter voltage control device 15 subtracts the overvoltage value from voltage command value 20 to calculate corrected voltage command value 22. Based on this corrected voltage command value 22, converter voltage control device 15 controls the switching elements of each phase in a feedforward manner.

図3(b)には、図3(a)の補正後電圧指令値と出力電圧の関係の模式図が示される。図3(b)に示すように、補正後電圧指令値22で制御した出力電圧21bは、電圧指令値20と同等となる。即ち、丸枠で囲んだ電圧リミッタ値近傍でも、電圧不連続点は発生しない。   FIG. 3B shows a schematic diagram of the relationship between the corrected voltage command value and the output voltage in FIG. As shown in FIG. 3B, the output voltage 21 b controlled with the corrected voltage command value 22 is equivalent to the voltage command value 20. That is, no voltage discontinuity occurs even in the vicinity of the voltage limiter value surrounded by a round frame.

次に、コンバータ7の回生運転を考える。
図4はコンバータの回生運転時の電圧指令値と補正後電圧指令値の関係を模式的に示した図である。
Next, consider the regenerative operation of the converter 7.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the relationship between the voltage command value and the corrected voltage command value during the regenerative operation of the converter.

図4は図3相当図である。図4(a)には、補正後電圧指令値の概念図が示される。図4(a)に示すように、コンバータ7の回生運転時において、出力電圧21aには、デッドタイムの影響で、不足電圧分が含まれる。コンバータ用電圧制御装置15は、この不足電圧値を演算する。そして、コンバータ用電圧制御装置15は、電圧指令値20に不足電圧値を加算し、補正後電圧指令値22を演算する。コンバータ用電圧制御装置15は、この補正後電圧指令値22に基づいて、各相のスイッチング素子をフィードフォワードで制御する。   FIG. 4 is a view corresponding to FIG. FIG. 4A shows a conceptual diagram of the corrected voltage command value. As shown in FIG. 4A, during the regenerative operation of the converter 7, the output voltage 21a includes an insufficient voltage due to the influence of the dead time. The converter voltage control device 15 calculates the undervoltage value. Then, converter voltage control device 15 adds the undervoltage value to voltage command value 20 and calculates corrected voltage command value 22. Based on this corrected voltage command value 22, converter voltage control device 15 controls the switching elements of each phase in a feedforward manner.

図4(b)には、図4(a)の補正後電圧指令値と出力電圧の関係の模式図が示される。
図4(b)に示すように、補正後電圧指令値22が電圧リミッタ値を超えた場合は、電力変換装置6の出力電圧を制御する最終電圧指令値が電圧リミッタ値に制限される。このため、電圧リミッタ値近傍では、出力電圧21bは、電圧指令値20と同等とならない。即ち、丸枠で囲んだ電圧リミッタ値近傍で、電圧不連続点が発生する。
FIG. 4B shows a schematic diagram of the relationship between the corrected voltage command value and the output voltage in FIG.
As shown in FIG. 4B, when the corrected voltage command value 22 exceeds the voltage limiter value, the final voltage command value for controlling the output voltage of the power converter 6 is limited to the voltage limiter value. For this reason, the output voltage 21b is not equivalent to the voltage command value 20 in the vicinity of the voltage limiter value. That is, a voltage discontinuity point occurs in the vicinity of the voltage limiter value surrounded by a round frame.

図5はコンバータの回生運転時の電圧指令値が電圧リミッタ値近傍にある場合を説明するための第1の例を示す図である。
図5には、電気角60(deg)毎の固定相以外で、補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超えたときに、最終電圧指令値が電圧リミッタ値に制限される場合が示される。
図5(a)〜(d)において、横軸は電気角を表し、縦軸はそれぞれ各相の2相変調後の補正後電圧指令値、最終電圧指令値、実際の出力電圧、実際の線間電圧を表す。
FIG. 5 is a diagram illustrating a first example for explaining a case where the voltage command value during the regenerative operation of the converter is in the vicinity of the voltage limiter value.
FIG. 5 shows a case where the final voltage command value is limited to the voltage limiter value when the corrected voltage command value exceeds the voltage limiter value except for the fixed phase every electrical angle 60 (deg).
5A to 5D, the horizontal axis represents the electrical angle, and the vertical axis represents the corrected voltage command value, the final voltage command value, the actual output voltage, and the actual line after the two-phase modulation of each phase. Expresses the voltage between the two.

図5(a)には、補正後電圧指令値が示される。図5(a)において、23a〜23cは、それぞれU相、V相、W相の補正後電圧指令値である。図5(a)に示すように、A部(U相)、B部(V相)、C部(W相)では、補正後電圧指令値23a等が、電圧リミッタ値を超えている。   FIG. 5A shows the corrected voltage command value. In FIG. 5A, reference numerals 23a to 23c denote corrected voltage command values for the U phase, the V phase, and the W phase, respectively. As shown in FIG. 5A, in the A part (U phase), B part (V phase), and C part (W phase), the corrected voltage command value 23a and the like exceed the voltage limiter value.

図5(b)には、A〜C部等において、最終電圧指令値が、電圧リミッタ値に制限される場合が示される。図5(b)において、24a〜24cは、それぞれU相、V相、W相の最終電圧指令値である。このとき、例えば、240〜300(deg)の期間において、U相電圧は、固定相となっている。しかし、その前後の210〜240(deg)や300〜330(deg)の期間において、U相は、固定相ではない。このため、実際には、U相のスイッチング素子は、スイッチングを行う。   FIG. 5B shows a case where the final voltage command value is limited to the voltage limiter value in the parts A to C and the like. In FIG. 5B, 24a to 24c are final voltage command values of the U phase, the V phase, and the W phase, respectively. At this time, for example, in the period of 240 to 300 (deg), the U-phase voltage is a fixed phase. However, the U phase is not a stationary phase in the period before and after 210 to 240 (deg) and 300 to 330 (deg). Therefore, in practice, the U-phase switching element performs switching.

図5(c)には、図5(b)の電圧指令値に対する実際の出力電圧25a〜25cが示される。図5(c)に示すように、D部では、出力電圧25aが、レベル1とレベル2との間で急峻に変化する。この変化量は、デッドタイムによる不足電圧分に相当する。図5(d)には、図5(c)の実際の出力電圧を変換した線間電圧26a〜26cが示される。図5(d)に示すように、E部では、線間電圧26aが、急峻に変化する。この変化は、図5(c)のD部の変化に対応して発生する。そして、E部に対応する位相で、電流波形の脈動が発生する。   FIG. 5C shows actual output voltages 25a to 25c with respect to the voltage command value in FIG. As shown in FIG. 5C, in the D section, the output voltage 25a changes steeply between the level 1 and the level 2. This amount of change corresponds to an insufficient voltage due to dead time. FIG. 5D shows line voltages 26a to 26c obtained by converting the actual output voltage of FIG. 5C. As shown in FIG. 5D, in the E section, the line voltage 26a changes abruptly. This change occurs corresponding to the change in the D part in FIG. Then, a pulsation of the current waveform occurs at a phase corresponding to the E portion.

図6はコンバータの回生運転時の電圧指令値が電圧リミッタ値近傍にある場合を説明するための第2の例を示す図である。
図6は図5相当図である。図6には、電気角60(deg)毎の固定相以外で、補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超えたときに、固定相と同様に、スイッチングをしないように設定された場合が示される。即ち、図6においては、図5の場合と異なり、電気角60(deg)毎の両端部の電圧リミッタ値が超えた部分も固定相と考えることができる。即ち、変調モードが、2相変調から1相変調に変更される。
FIG. 6 is a diagram showing a second example for explaining the case where the voltage command value during the regenerative operation of the converter is in the vicinity of the voltage limiter value.
FIG. 6 corresponds to FIG. FIG. 6 shows a case in which switching is not performed when the corrected voltage command value exceeds the voltage limiter value except for the fixed phase every electrical angle 60 (deg), as in the fixed phase. It is. That is, in FIG. 6, unlike the case of FIG. 5, the portion where the voltage limiter value at both ends for each electrical angle 60 (deg) is exceeded can be considered as a stationary phase. That is, the modulation mode is changed from two-phase modulation to one-phase modulation.

図6(a)には、補正後電圧指令値が示される。図6(a)に示すように、A部(U相)、B部(V相)、C部(W相)では、補正後電圧指令値23a等が、電圧リミッタ値を超えている。図6(b)には、A〜C部等の補正後電圧指令値が、電圧リミッタ値で制限される場合が示される。このとき、例えば、240〜300(deg)の期間において、U相電圧は、固定相となっている。また、その前後の210〜240(deg)や300〜330(deg)の期間も、U相は、固定相となる。このため、U相のスイッチング素子は、スイッチングを行わない。   FIG. 6A shows the corrected voltage command value. As shown in FIG. 6A, in the A part (U phase), B part (V phase), and C part (W phase), the corrected voltage command value 23a and the like exceed the voltage limiter value. FIG. 6B shows a case where the corrected voltage command values of the A to C portions and the like are limited by the voltage limiter value. At this time, for example, in the period of 240 to 300 (deg), the U-phase voltage is a fixed phase. Also, the U phase is a stationary phase during the period of 210 to 240 (deg) and 300 to 330 (deg) before and after that. For this reason, the switching element of the U phase does not perform switching.

図6(c)には、図6(b)の電圧指令値に対する実際の出力電圧が示される。図6(c)に示すように、図5(c)のD部に相当する位相では、実電圧の急峻な変化はない。このため、デッドタイムによる不足電圧は解消される。しかし、図5(c)のD部とずれた位相のF部において、出力電圧25aが、急峻に変化する。   FIG. 6C shows an actual output voltage with respect to the voltage command value shown in FIG. As shown in FIG. 6 (c), there is no steep change in the actual voltage at the phase corresponding to the D portion in FIG. 5 (c). For this reason, the undervoltage due to the dead time is eliminated. However, the output voltage 25a changes abruptly in the F portion having a phase shifted from the D portion in FIG.

図6(d)には、図6(c)の実際の出力電圧を変換した線間電圧26a〜26cが示される。図6(d)に示すように、G部では、線間電圧26aが、急峻に変化する。この変化は、図6(c)のF部の変化に対応して発生する。そして、G部に対応する位相で、電流波形の脈動が発生する。   FIG. 6D shows line voltages 26a to 26c obtained by converting the actual output voltage of FIG. 6C. As shown in FIG. 6D, in the G section, the line voltage 26a changes sharply. This change occurs corresponding to the change in the F part in FIG. Then, the pulsation of the current waveform occurs at the phase corresponding to the G part.

本実施の形態のコンバータ用電圧制御装置15は、上記電流脈動の発生を抑制するように、コンバータ7の出力電圧を制御することに特徴を有する。以下、図1、図7〜図10を用いて、本実施の形態のコンバータ用電圧制御装置15を詳細に説明する。   The converter voltage control device 15 of the present embodiment is characterized in that the output voltage of the converter 7 is controlled so as to suppress the occurrence of the current pulsation. Hereinafter, the converter voltage control device 15 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 7 to 10.

図1において、コンバータ用電圧制御部15は、電圧飽和時指令値レベル補償部15fを備える。電圧飽和時指令値レベル補償部15fは、電圧飽和判定部15g、電圧出力レベル選択部15hを備える。電圧飽和判定部15gは、補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超えているか否かを判定する。電圧出力レベル選択部15hは、電圧飽和時に、適宜、電圧レベルを選択し、電力変換装置6の出力電圧を制御する最終電圧指令値を決定する。   In FIG. 1, the converter voltage control unit 15 includes a command value level compensation unit 15f at the time of voltage saturation. The voltage saturation command value level compensation unit 15f includes a voltage saturation determination unit 15g and a voltage output level selection unit 15h. The voltage saturation determination unit 15g determines whether or not the corrected voltage command value exceeds the voltage limiter value. The voltage output level selection unit 15h appropriately selects a voltage level when the voltage is saturated, and determines a final voltage command value for controlling the output voltage of the power converter 6.

即ち、補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超えていない場合、電圧飽和時指令値レベル補償部15fは、補正後電圧指令値に基づいて、コンバータ7の相の出力電圧を制御する。一方、補正後電圧指令値が電圧リミッタを超えている場合、電圧飽和時指令値レベル補償部15fは、最終電圧指令値に基づいて、コンバータ7の相の出力電圧を制御する。   That is, when the corrected voltage command value does not exceed the voltage limiter value, the voltage saturation time command value level compensation unit 15f controls the output voltage of the phase of the converter 7 based on the corrected voltage command value. On the other hand, when the corrected voltage command value exceeds the voltage limiter, the voltage saturation time command value level compensation unit 15f controls the output voltage of the phase of the converter 7 based on the final voltage command value.

次に、図7〜図10を用いて、コンバータ用電圧制御装置15の動作をより詳細に説明する。
図7は図5のU相の電圧指令値が電圧リミッタ値を超えるA部周辺の状態を示した図である。なお、簡略化のため、U相の電圧指令値は直線と仮定する。
図7において、横軸は時間を表し、縦軸は電圧指令値及び出力電圧を示す。図7(a)には、本実施の形態特有の電圧制御を行わない場合が示される。一方、図7(b)には、本実施の形態特有の電圧制御が行われる場合が示される。
Next, the operation of the converter voltage control device 15 will be described in more detail with reference to FIGS.
FIG. 7 is a view showing a state around the A portion where the U-phase voltage command value in FIG. 5 exceeds the voltage limiter value. For simplification, the U-phase voltage command value is assumed to be a straight line.
In FIG. 7, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the voltage command value and the output voltage. FIG. 7A shows a case where voltage control peculiar to the present embodiment is not performed. On the other hand, FIG. 7B shows a case where voltage control peculiar to the present embodiment is performed.

図7(a)に示すように、本実施の形態特有の電圧制御を行わない場合、2相変調変動A区間においては、補正後電圧指令値27が電圧リミッタ値を超えていない。この場合、補正後電圧指令値27に基づいて、出力電圧が制御される。2相変調変動B区間においては、補正後電圧指令値27が電圧リミッタ値を超えている。この場合、最終電圧指令値28は、電圧リミッタ値に制限される。このため、出力電圧は、一定値となる。   As shown in FIG. 7A, in the case where the voltage control peculiar to the present embodiment is not performed, the corrected voltage command value 27 does not exceed the voltage limiter value in the two-phase modulation fluctuation A section. In this case, the output voltage is controlled based on the corrected voltage command value 27. In the two-phase modulation fluctuation B section, the corrected voltage command value 27 exceeds the voltage limiter value. In this case, the final voltage command value 28 is limited to the voltage limiter value. For this reason, the output voltage becomes a constant value.

即ち、2相変調変動B区間においては、斜線部に相当する電圧分が不足する。2相変調固定相区間では、該当相のスイッチング素子のスイッチングが停止する。このため、デッドタイムによる過電圧は発生しない。即ち、電圧リミッタ値が、そのまま出力される。その結果、2相変調変動B区間と2相変調固定相区間との間で、電圧不連続点が発生する。   That is, in the two-phase modulation fluctuation B section, the voltage corresponding to the hatched portion is insufficient. In the two-phase modulation fixed phase section, switching of the switching element of the corresponding phase stops. For this reason, an overvoltage due to dead time does not occur. That is, the voltage limiter value is output as it is. As a result, a voltage discontinuity occurs between the two-phase modulation fluctuation B section and the two-phase modulation fixed phase section.

一方、図7(b)に示すように、本実施の形態特有の電圧制御を行う場合、2相変調変動A区間においては、補正後電圧指令値27が電圧リミッタ値を超えていない。この場合、補正後電圧指令値27に基づいて、出力電圧が制御される。2相変調変動B区間においては、補正後電圧指令値27が電圧リミッタ値を超えている。この場合、出力電圧の平均が電圧指令値に近接するように、最終電圧指令値(図7(b)においては図示せず)が、電圧リミッタ値と電圧リミッタ値に過不足電圧値を合算した値とから選択される。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, when performing voltage control peculiar to the present embodiment, the corrected voltage command value 27 does not exceed the voltage limiter value in the two-phase modulation fluctuation A section. In this case, the output voltage is controlled based on the corrected voltage command value 27. In the two-phase modulation fluctuation B section, the corrected voltage command value 27 exceeds the voltage limiter value. In this case, the final voltage command value (not shown in FIG. 7B) is obtained by adding the excess / undervoltage value to the voltage limiter value and the voltage limiter value so that the average of the output voltage is close to the voltage command value. Selected from the values.

図8はこの発明の実施の形態1における電力変換装置の電圧制御装置が行う電圧制御をより詳細に説明するための図である。
図8において、横軸は時間を表し、縦軸は電圧指令値及び出力電圧を示す。図8では、2相変調変動B区間は、複数の区間に分割される。具体的には、B区間は、制御演算周期Ts毎に分割される。
FIG. 8 is a diagram for explaining in more detail the voltage control performed by the voltage control device of the power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 8, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the voltage command value and the output voltage. In FIG. 8, the two-phase modulation fluctuation B section is divided into a plurality of sections. Specifically, the B section is divided every control calculation cycle Ts.

そして、制御演算周期Ts毎に、最終電圧指令値が選択される。具体的には、(c)区間では、最終電圧指令値として、電圧リミッタ値が選択される。一方、(d)区間では、最終電圧指令値として、電圧リミッタ値に過不足電圧値を合算した電圧指令値が選択される。その結果、(c)区間では、出力電圧29の値は、レベル1となる。一方、(d)区間では、出力電圧29の値は、レベル2となる。この出力電圧29の平均は、電圧指令値30に近接する。   Then, a final voltage command value is selected every control calculation cycle Ts. Specifically, in the interval (c), the voltage limiter value is selected as the final voltage command value. On the other hand, in the section (d), the voltage command value obtained by adding the excess / deficiency voltage value to the voltage limiter value is selected as the final voltage command value. As a result, in the interval (c), the value of the output voltage 29 is level 1. On the other hand, in the interval (d), the value of the output voltage 29 is level 2. The average of the output voltage 29 is close to the voltage command value 30.

最終電圧指令値の選択アルゴリズムは、様々なものが考えられる。以下では、その一例を説明する。
図9はこの発明の実施の形態1における電力変換装置の電圧制御装置の電圧選択アルゴリズムを説明するためのタイミングチャートである。
図10はこの発明の実施の形態1における電力変換装置の電圧制御装置の電圧選択アルゴリズムを説明するためのブロック図である。
ここで、図10は、図9を別表現したものである。このため、以下では、図9のみの説明を行う。
Various algorithms for selecting the final voltage command value can be considered. Below, the example is demonstrated.
FIG. 9 is a timing chart for illustrating a voltage selection algorithm of the voltage control device of the power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram for illustrating a voltage selection algorithm of the voltage control device of the power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention.
Here, FIG. 10 is another representation of FIG. For this reason, only FIG. 9 will be described below.

電圧飽和時によるレベル1及び2の切り替えは、図8の2相変調変動B区間で実施される。このため、ステップS1で、当該相が固定相であれば、ステップS2に進まず、次回サンプリング時に、ステップS1から再度開始する。一方、当該相が固定相でなければ、ステップS2に進む。ステップS2では、「電圧指令値>電圧リミッタ値」が真であるか否かが判断される。当該判断が真であれば、電圧飽和状態と判定され、ステップS3に進む。   Switching between levels 1 and 2 at the time of voltage saturation is performed in the two-phase modulation fluctuation B section of FIG. For this reason, if the phase is a stationary phase in step S1, the process does not proceed to step S2, but starts again from step S1 at the next sampling. On the other hand, if the phase is not a stationary phase, the process proceeds to step S2. In step S2, it is determined whether or not “voltage command value> voltage limiter value” is true. If the determination is true, it is determined that the voltage is saturated, and the process proceeds to step S3.

ステップS3から、電圧選択レベルアルゴリズムが開始される。まず、「電圧差異=電圧指令値−電圧リミッタ値」が演算され、ステップS4に進む。ステップS4では、「電圧差異>過不足電圧値の1/2」が真であるか否かが判断される。当該判断が真であれば、ステップS5に進む。ステップS5では、次回電圧指令値としてレベル2を選択し、2相変調の固定相としての動作をさせ、ステップS6に進む。ステップS6では、次回制御演算周期Tsにおいて、電圧差異の判断を実施するため、「新電圧差異積分値=旧電圧差異積分値−過不足電圧値」が演算され、ステップS1に戻る。   From step S3, the voltage selection level algorithm is started. First, “voltage difference = voltage command value−voltage limiter value” is calculated, and the process proceeds to step S4. In step S4, it is determined whether or not “voltage difference> ½ of excess / deficiency voltage value” is true. If the determination is true, the process proceeds to step S5. In step S5, level 2 is selected as the next voltage command value, the operation as a fixed phase of two-phase modulation is performed, and the process proceeds to step S6. In step S6, “new voltage difference integral value = old voltage difference integral value−excess / undervoltage value” is computed in order to determine the voltage difference in the next control computation cycle Ts, and the process returns to step S1.

一方、ステップS4で、当該判断が真でなければ、ステップS7に進む。ステップS7では、次回電圧指令値に電圧レベル1を選択し、ステップS1に戻る。なお、ステップS2で、当該判断が真でなければ、電圧飽和状態にないと判定される。このため、電圧差異積分値を0にリセットして、ステップS1に戻る。上記演算は、制御演算周期Ts毎に実施される。また、これらの演算は、各相に対して行われる。   On the other hand, if the determination is not true in step S4, the process proceeds to step S7. In step S7, voltage level 1 is selected as the next voltage command value, and the process returns to step S1. In step S2, if the determination is not true, it is determined that the voltage is not saturated. Therefore, the voltage difference integral value is reset to 0, and the process returns to step S1. The above calculation is performed every control calculation cycle Ts. Also, these calculations are performed for each phase.

以上で説明した実施の形態1によれば、補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超えている場合は、電力変換装置6の出力電圧を制御する最終電圧指令値が、電圧リミッタ値と電圧リミッタ値に前記過不足電圧値を合算した値とから選択される。これにより、コンバータ7の出力電圧平均が、電圧指令値に近接する。このため、出力電圧の急峻な変化が抑制される。即ち、電流波形の脈動を抑制することができる。また、これにより、小型の電力変換装置6が利用可能となる。さらに、電力変換装置6の電力消費量も削減される。   According to the first embodiment described above, when the corrected voltage command value exceeds the voltage limiter value, the final voltage command value for controlling the output voltage of the power converter 6 is the voltage limiter value and the voltage limiter. The value is selected from the value obtained by adding the over / under voltage value to the value. Thereby, the output voltage average of the converter 7 is close to the voltage command value. For this reason, a steep change in the output voltage is suppressed. That is, the pulsation of the current waveform can be suppressed. Thereby, the small power converter 6 can be used. Furthermore, the power consumption of the power converter 6 is also reduced.

また、最終電圧指令値の選択は、図9で示したアルゴリズムで行われる。即ち、不足電圧値に基づいて、最終電圧指令値が選択される。このため、より、確実な出力電圧の制御が可能となる。なお、実施の形態1では、コンバータ7の出力電圧を制御する場合を説明した。しかし、インバータ8の出力電圧を制御する場合でも同様の効果が得られる。また、かかる制御が行われた電圧を利用すれば、エレベータのモータ5が円滑に駆動される。   The final voltage command value is selected using the algorithm shown in FIG. That is, the final voltage command value is selected based on the undervoltage value. For this reason, more reliable control of the output voltage becomes possible. In the first embodiment, the case where the output voltage of converter 7 is controlled has been described. However, the same effect can be obtained even when the output voltage of the inverter 8 is controlled. Moreover, if the voltage in which such control was performed is utilized, the motor 5 of an elevator will be driven smoothly.

なお、実施の形態1では、コンバータ7の回生運転の場合で説明した。しかし、インバータ8の力行運転の場合でも同様の効果が得られる。また、実施の形態1では、2相変調方式として、電気角60(deg)毎に固定相を決定する場合を説明した。しかし、電気角120(deg)毎に固定相を決定する場合でも同様の効果が得られる。また、3次高調波重畳方式の場合でも、同様の効果が得られる。さらに、電圧利用率改善手法を使わない通常の正弦波変調方式でも、同様の効果が得られる。   In the first embodiment, the case of the regenerative operation of converter 7 has been described. However, the same effect can be obtained even in the case of the power running operation of the inverter 8. In the first embodiment, the case where the stationary phase is determined for each electrical angle 60 (deg) has been described as the two-phase modulation method. However, the same effect can be obtained even when the stationary phase is determined for each electrical angle 120 (deg). The same effect can be obtained even in the case of the third harmonic superimposing method. Furthermore, the same effect can be obtained even with a normal sine wave modulation method that does not use the voltage utilization rate improvement method.

また、実施の形態1では、電圧指令値に対して、図9に示したアルゴリズムで電圧飽和有無及び電圧レベルの設定を行った。しかし、電圧飽和を検出した時点で、力行運転又回生運転の判定、かご負荷、速度指令値等の情報に基づいて、予め用意されたテーブルを利用して、電圧レベルを確定させる簡易的な手法も適用できる。特に、周波数一定であるコンバータ7等においては、構成しやすく、電圧飽和判定及び電圧レベル確定のシーケンスの演算時間確保が困難な場合に有効である。   In the first embodiment, the presence or absence of voltage saturation and the voltage level are set for the voltage command value using the algorithm shown in FIG. However, when voltage saturation is detected, a simple method for determining the voltage level using a table prepared in advance based on information such as determination of powering operation or regenerative operation, car load, speed command value, etc. Is also applicable. In particular, the converter 7 or the like having a constant frequency is easy to configure, and is effective when it is difficult to secure the calculation time for the sequence of voltage saturation determination and voltage level determination.

さらに、本発明の電圧制御装置14の利用は、モータ5を駆動する電力変換装置6の電圧制御に限定されるものではない。即ち、補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超える場合であれば、本発明の電圧制御装置14の利用が可能である。   Further, the use of the voltage control device 14 of the present invention is not limited to the voltage control of the power conversion device 6 that drives the motor 5. That is, if the corrected voltage command value exceeds the voltage limiter value, the voltage controller 14 of the present invention can be used.

この発明の実施の形態1における電力変換装置の電圧制御装置が利用されるエレベータシステムを示す図である。It is a figure which shows the elevator system by which the voltage control apparatus of the power converter device in Embodiment 1 of this invention is utilized. この発明の実施の形態1における電力変換装置の電圧制御装置が行う2相変調の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of the two-phase modulation which the voltage control apparatus of the power converter device in Embodiment 1 of this invention performs. コンバータの力行運転時の電圧指令値と補正後電圧指令値の関係を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the relationship between the voltage command value at the time of the power running operation of a converter, and the voltage command value after correction | amendment. コンバータの回生運転時の電圧指令値と補正後電圧指令値の関係を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the relationship between the voltage command value at the time of the regenerative operation of a converter, and the voltage command value after correction | amendment. コンバータの回生運転時の電圧指令値が電圧リミッタ値近傍にある場合を説明するための第1の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example for demonstrating the case where the voltage command value at the time of the regenerative operation of a converter exists in the voltage limiter value vicinity. コンバータの回生運転時の電圧指令値が電圧リミッタ値近傍にある場合を説明するための第2の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example for demonstrating the case where the voltage command value at the time of the regenerative operation of a converter exists in the voltage limiter value vicinity. 図5のU相の電圧指令値が電圧リミッタ値を超えるA部周辺の状態を示した図である。It is the figure which showed the state of the A section periphery in which the voltage command value of the U phase of FIG. 5 exceeds a voltage limiter value. この発明の実施の形態1における電力変換装置の電圧制御装置が行う電圧制御をより詳細に説明するための図である。It is a figure for demonstrating in detail the voltage control which the voltage control apparatus of the power converter device in Embodiment 1 of this invention performs. この発明の実施の形態1における電力変換装置の電圧制御装置の電圧選択アルゴリズムを説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the voltage selection algorithm of the voltage control apparatus of the power converter device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における電力変換装置の電圧制御装置の電圧選択アルゴリズムを説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the voltage selection algorithm of the voltage control apparatus of the power converter device in Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 かご、 2 釣合い錘、 3 主ロープ、 4 駆動シーブ、 5 モータ、
6 電力変換装置、 7 コンバータ、 8 インバータ、 9 交流電源、
10 直流母線、 11 コンデンサ、 12 かご負荷検出装置、
13 速度検出器、 14 電圧制御装置、 15 コンバータ用電圧制御装置、
15a 電流指令演算部、 15b 電圧指令演算部、
15c 2相変調差分補正演算部、 15d デッドタイム補正値演算部、
15e デッドタイム補正部、 15f 電圧飽和時指令値レベル補償部、
15g 電圧飽和判定部、 15h 電圧出力レベル選択部、16 速度制御装置、 16a 速度パターン生成部、 16b 速度制御部、 17a〜17c 電圧指令値、 18a〜18c 電圧指令値、 19a〜19c 線間電圧、 20 電圧指令値、
21a、21b 出力電圧、 22 補正後電圧指令値、
23a〜23c 補正後電圧指令値、 24a〜24c 最終電圧指令値、
25a〜25c 出力電圧、 26a〜26c 線間電圧、 27 補正後電圧指令値、28 最終電圧指令値、 29 出力電圧、 30 電圧指令値
1 car, 2 counterweight, 3 main rope, 4 drive sheave, 5 motor,
6 power converter, 7 converter, 8 inverter, 9 AC power supply,
10 DC bus, 11 capacitor, 12 car load detector,
13 speed detector, 14 voltage control device, 15 voltage control device for converter,
15a current command calculation unit, 15b voltage command calculation unit,
15c two-phase modulation difference correction calculation unit, 15d dead time correction value calculation unit,
15e dead time correction unit, 15f voltage saturation command value level compensation unit,
15 g voltage saturation determination unit, 15 h voltage output level selection unit, 16 speed control device, 16 a speed pattern generation unit, 16 b speed control unit, 17 a to 17 c voltage command value, 18 a to 18 c voltage command value, 19 a to 19 c line voltage, 20 Voltage command value,
21a, 21b output voltage, 22 corrected voltage command value,
23a-23c corrected voltage command value, 24a-24c final voltage command value,
25a to 25c output voltage, 26a to 26c line voltage, 27 corrected voltage command value, 28 final voltage command value, 29 output voltage, 30 voltage command value

Claims (5)

電力変換装置の出力電圧の目標値となる電圧指令値を演算する電圧指令演算部と、
前記電力変換装置の正側及び負側のスイッチング素子が同時に導通することを防止するために設けられたデッドタイムによって発生する過不足電圧値を演算するデッドタイム補正値演算部と、
前記電圧指令値に前記過不足電圧値を合算し、補正後電圧指令値を演算するデッドタイム補正部と、
前記補正後電圧指令値が電圧リミッタ値を超えているか否かを判定する電圧飽和判定部と、
前記補正後電圧指令値が前記電圧リミッタ値を超えていない場合は、前記補正後電圧指令値に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧を制御し、
前記補正後電圧指令値が前記電圧リミッタ値を超えている場合は、前記電力変換装置の出力電圧の平均が前記電圧指令値に近接するように、前記電力変換装置の出力電圧を制御する最終電圧指令値を、前記電圧リミッタ値と前記電圧リミッタ値に前記過不足電圧値を合算した値とから選択する電圧飽和時指令値レベル補償部と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置の電圧制御装置。
A voltage command calculation unit that calculates a voltage command value that is a target value of the output voltage of the power converter,
A dead time correction value calculation unit for calculating an excess / deficiency voltage value generated by a dead time provided to prevent the positive and negative switching elements of the power converter from being conducted simultaneously;
A dead time correction unit that adds the over / under voltage value to the voltage command value and calculates a corrected voltage command value;
A voltage saturation determination unit that determines whether or not the corrected voltage command value exceeds a voltage limiter value;
When the corrected voltage command value does not exceed the voltage limiter value, based on the corrected voltage command value, control the output voltage of the power converter,
When the corrected voltage command value exceeds the voltage limiter value, the final voltage for controlling the output voltage of the power converter so that the average of the output voltages of the power converter is close to the voltage command value A command value level compensation unit at the time of voltage saturation for selecting a command value from the voltage limiter value and a value obtained by adding the over / undervoltage value to the voltage limiter value;
A voltage control device for a power converter, comprising:
前記電圧飽和時指令値レベル補償部は、
前記補正後電圧指令値が前記電圧リミッタ値を超えた場合に、前記補正後電圧指令値から前記電圧リミッタ値を減算して電圧差異を演算し、
前記電圧差異が前記過不足電圧値の半分よりも小さい場合は、前記電圧リミッタ値を、前記最終電圧指令値として選択するとともに、前記電圧差異の値を維持して新たな電圧差異とし、
前記電圧差異が前記過不足電圧値の半分よりも大きい場合は、前記電圧リミッタ値に前記過不足電圧値を合算した値を前記最終電圧指令値として選択するとともに、前記電圧差異の値から前記過不足電圧値を減算して新たな電圧差異とし、
前記新たな電圧差異と前記過不足電圧値の半分とを比較して、前記最終電圧指令値の選択を繰り返すことを特徴とする請求項1記載の電力変換装置の電圧制御装置。
The voltage saturation command value level compensation unit is
When the corrected voltage command value exceeds the voltage limiter value, the voltage difference value is calculated by subtracting the voltage limiter value from the corrected voltage command value,
When the voltage difference is smaller than half of the over / under voltage value, the voltage limiter value is selected as the final voltage command value, and the voltage difference value is maintained to be a new voltage difference,
When the voltage difference is larger than half of the over / undervoltage value, a value obtained by adding the over / under voltage value to the voltage limiter value is selected as the final voltage command value, and the overvoltage is calculated from the voltage difference value. Subtract the undervoltage value to make a new voltage difference,
The voltage control device for a power converter according to claim 1, wherein the new voltage difference is compared with half of the excess / deficiency voltage value, and the selection of the final voltage command value is repeated.
前記電力変換装置は、コンバータからなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置の電圧制御装置。   The said power converter device consists of converters, The voltage control apparatus of the power converter device of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. 前記電力変換装置は、インバータからなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置の電圧制御装置。   The said power converter device consists of inverters, The voltage control apparatus of the power converter device of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. 前記電力変換装置は、出力電力で、モータを駆動することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の電力変換装置の電圧制御装置。   The said power converter device drives a motor with output electric power, The voltage control apparatus of the power converter device in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
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