JP2013198359A - インバータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スコット巻線変圧器11が接続された交流母線7の電力を制御するためのインバータ制御装置10であって、インバータ出力電流Iinvを検出して、M座有効電流IMd、M座無効電流IMq、T座有効電流ITd、及びT座無効電流ITqを演算し、検出した負荷電流ILに基づいて、インバータ3の出力容量の範囲内で4つの電流指令値IMdref,IMqref,ITdref,ITqrefを演算して、インバータ3を制御する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係るインバータ制御装置10の適用されたシステムの構成を示す構成図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。
ILTα=ILv×√3/2、ILTβ=ILTαの90°遅延 …(2)
M座負荷電流dq変換回路25Mには、変換器制御回路21のM座位相検出回路37Mにより検出されたM座電圧の位相θM及び負荷電流MT変換回路24により演算されたM座負荷電流ILMα,ILMβが入力される。M座負荷電流dq変換回路25Mは、M座負荷電流ILMα,ILMβを、M座電圧の位相θMを用いて、M座負荷電流のdq軸成分ILMd,ILMqに変換する。M座負荷電流dq変換回路25Mは、演算したM座負荷電流のdq軸成分ILMd,ILMqを電流指令値制限回路26に出力する。
ILMq=ILMα×sinθM−ILMβ×cosθM …(4)
ILTd=ILTα×cosθT+ILTβ×sinθT …(5)
ILTq=ILTα×sinθT−ILTβ×cosθT …(6)
直流電圧制御回路23には、直流電圧検出器6により検出された直流電圧Vdcが入力される。直流電圧制御回路23は、入力された直流電圧Vdcに基づいて、インバータ3の直流電圧Vdcが所望の値で一定になるようなM座有効電流指令値IMdrefvを演算する。M座有効電流指令値IMdrefvは、M座の有効電流を制御するための指令値である。直流電圧制御回路23は、演算したM座有効電流指令値IMdrefvを加算器27Mdに出力する。
ITα=Iv×√3/2、ITβ=ITαの90°遅延 …(8)
電圧MT変換回路36は、三相交流電圧VacをM座電圧VMα,VMβ及びT座電圧VTα,VTβに変換する。
M座電圧VMαは、上式により求めたM座電圧VMと同じである。M座電圧VMβは、M座電圧VMαに対して90°遅延した電圧である。T座電圧VTαは、上式により求めたT座電圧VTと同じである。T座電圧VTβは、T座電圧VTαに対して90°遅延した電圧である。
VTα=(2×Vv−Vu−Vw)/√3、VTβ=VTαの90°遅延 …(11)
M座位相検出回路37Mは、電圧MT変換回路36により演算されたM座電圧VMα,VMβに基づいて、M座電圧の位相θMを検出する。M座位相検出回路37Mは、検出したM座電圧の位相θMをM座電流dq変換回路32M及びM座逆dq変換回路39Mに出力する。
VIT=VITd×cosθT+VITq×sinθM …(13)
逆MT変換回路40には、M座逆dq変換回路39Mにより演算されたM座単相交流電圧信号VIM及びT座逆dq変換回路39Tにより演算されたT座単相交流電圧信号VITが入力される。逆MT変換回路40は、M座単相交流電圧信号VIM及びT座単相交流電圧信号VITを三相交流電圧信号Vinvに変換する。逆MT変換回路40は、演算した三相交流電圧信号Vinvをインバータ出力三相電圧信号Vinvとしてパルス発生回路22に出力する。
図4は、本実施形態に係る電流指令値制限回路26の構成を示す構成図である。
ILqN=(ILMq−ILTq)/2 …(16)
皮相値演算回路263は、次式により、逆相成分演算回路261により演算された負荷電流の逆相有効成分ILdN及び逆相無効成分ILqNから逆相電流皮相値ILNを演算する。皮相値演算回路263は、演算した逆相電流皮相値ILNをリミッタ回路264Nに出力する。
ここで、MINは、最小値を選択する関数である。
リミッタ回路264qPは、正相無効成分演算回路262により演算された負荷電流の正相無効成分ILqPを、リミット値演算回路266により演算された上下限リミット値の範囲内に制限する。リミッタ回路264qPは、制限した正相無効成分IqPを加算器268及び減算器269に出力する。制限された正相無効成分IqPは、無効電力補償装置1により補償する負荷電流の正相無効成分となる。
ITdref=−IdN …式(23)
IMqref=IqP+IqN …式(24)
ITqref=IqP−IqN …式(25)
ここで、電流指令値制限回路26による電流指令値IMdref,ITdref,IMqref,ITqrefの制限方法について説明する。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る電流指令値制限回路26Aの構成を示す構成図である。
図9は、本発明の第3の実施形態に係る電流指令値制限回路26Bの構成を示す構成図である。
図10は、本発明の第4の実施形態に係る電流指令値制限回路26Cの構成を示す構成図である。
図11は、本発明の第5の実施形態に係るインバータ制御装置10Dの適用されたシステムの構成を示す構成図である。
M座電圧実効値演算回路52Mは、電圧MT変換回路51から入力されたM座電圧VMに基づいて、M座電圧実効値VMr(電圧ベクトルVMの大きさ)を演算する。M座電圧実効値演算回路52Mは、演算したM座電圧実効値VMrを減算器53Mに出力する。
ここで、MINは、最小値を選択する関数である。
Claims (11)
- 三相交流電圧を第1の相と第2の相の2組の単相電圧に変換する変圧器が接続された三相交流電力系統の電力を制御するためのインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記インバータから出力される三相交流電流を検出する出力電流検出手段と、
前記出力電流検出手段により検出された三相交流電流に基づいて、前記第1の相の電流に相当する第1の出力電流と前記第2の相の電流に相当する第2の出力電流を演算する相別出力電流演算手段と、
前記相別出力電流演算手段により演算された前記第1の出力電流から有効成分を演算する第1の有効電流演算手段と、
前記相別出力電流演算手段により演算された前記第2の出力電流から有効成分を演算する第2の有効電流演算手段と、
前記変圧器に流れる三相交流電流を検出する変圧器電流検出手段と、
前記変圧器電流検出手段により検出された三相交流電流に基づいて、前記変圧器に流れる逆相電流を演算する逆相電流演算手段と、
前記逆相電流演算手段より演算された前記逆相電流に基づいて、前記インバータの出力容量の範囲内で前記逆相電流を補償するための前記第1の出力電流の有効成分に対する指令値である第1の有効電流指令値を演算する第1の有効電流指令値演算手段と、
前記逆相電流演算手段より演算された前記逆相電流に基づいて、前記インバータの出力容量の範囲内で前記逆相電流を補償するための前記第2の出力電流の有効成分に対する指令値である第2の有効電流指令値を演算する第2の有効電流指令値演算手段と、
前記第1の有効電流演算手段により演算された前記第1の出力電流の有効成分及び前記第1の有効電流指令値演算手段により演算された前記第1の有効電流指令値に基づいて、前記第1の出力電流を制御する第1の電流制御手段と、
前記第2の有効電流演算手段により演算された前記第2の出力電流の有効成分及び前記第2の有効電流指令値演算手段により演算された前記第2の有効電流指令値に基づいて、前記第2の出力電流を制御する第2の電流制御手段と、
前記第1の電流制御手段の制御出力及び前記第2の電流制御手段の制御出力に基づいて、前記インバータを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするインバータ制御装置。 - 前記相別出力電流演算手段により演算された前記第1の出力電流から無効成分を演算する第1の無効電流演算手段と、
前記相別出力電流演算手段により演算された前記第2の出力電流から無効成分を演算する第2の無効電流演算手段と、
前記変圧器電流検出手段により演算された三相交流電流に基づいて、前記インバータの出力容量の範囲内で前記第1の出力電流の無効成分を補償するための前記第1の出力電流の無効成分に対する指令値である第1の無効電流指令値を演算する第1の無効電流指令値演算手段と、
前記変圧器電流検出手段により演算された三相交流電流に基づいて、前記インバータの出力容量の範囲内で前記第2の出力電流の無効成分を補償するための前記第2の出力電流の無効成分に対する指令値である第2の無効電流指令値を演算する第2の無効電流指令値演算手段とを備え、
前記第1の電流制御手段は、前記第1の無効電流演算手段により演算された前記第1の出力電流の無効成分及び前記第1の無効電流指令値演算手段により演算された前記第1の無効電流指令値に基づいて、前記第1の出力電流を制御し、
前記第2の電流制御手段は、前記第2の無効電流演算手段により演算された前記第2の出力電流の無効成分及び前記第2の無効電流指令値演算手段により演算された前記第2の無効電流指令値に基づいて、前記第2の出力電流を制御すること
を特徴とする請求項1に記載のインバータ制御装置。 - 前記第1の有効電流指令値演算手段、前記第2の有効電流指令値演算手段、前記第1の無効電流指令値演算手段、及び前記第2の無効電流指令値演算手段は、前記逆相電流の補償を優先するように、前記第1の有効電流指令値、前記第2の有効電流指令値、前記第1の無効電流指令値、及び前記第2の無効電流指令値を演算すること
を特徴とする請求項2に記載のインバータ制御装置。 - 前記第1の有効電流指令値演算手段、前記第2の有効電流指令値演算手段、前記第1の無効電流指令値演算手段、及び前記第2の無効電流指令値演算手段は、前記逆相電流と前記出力電流の無効成分を同等に補償するように、前記第1の有効電流指令値、前記第2の有効電流指令値、前記第1の無効電流指令値、及び前記第2の無効電流指令値を演算すること
を特徴とする請求項2に記載のインバータ制御装置。 - 前記第1の有効電流指令値演算手段、前記第2の有効電流指令値演算手段、前記第1の無効電流指令値演算手段、及び前記第2の無効電流指令値演算手段は、前記第1の有効電流指令値、前記第2の有効電流指令値、前記第1の無効電流指令値、及び前記第2の無効電流指令値を、前記逆相電流の補償を優先するか前記逆相電流と前記出力電流の無効成分を同等に補償するかを選択して演算すること
を特徴とする請求項2に記載のインバータ制御装置。 - 三相交流電圧を第1の相と第2の相の2組の単相電圧に変換する変圧器が接続された三相交流電力系統の電力を制御するためのインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記インバータから出力される三相交流電流を検出する出力電流検出手段と、
前記出力電流検出手段により検出された三相交流電流に基づいて、前記第1の相の電流に相当する第1の出力電流と前記第2の相の電流に相当する第2の出力電流を演算する相別出力電流演算手段と、
前記相別出力電流演算手段により演算された前記第1の出力電流から無効成分を演算する第1の無効電流演算手段と、
前記相別出力電流演算手段により演算された前記第2の出力電流から無効成分を演算する第2の無効電流演算手段と、
前記三相交流電力系統の三相交流電圧を検出する三相交流電圧検出手段と、
前記三相交流電圧検出手段により検出された三相交流電圧に基づいて、前記第1の相の電圧に相当する第1の電圧と前記第2の相の電圧に相当する第2の電圧を演算する相別電圧演算手段と、
前記相別電圧演算手段により演算された前記第1の電圧の実効値を演算する第1の電圧実効値演算手段と、
前記相別電圧演算手段により演算された前記第2の電圧の実効値を演算する第2の電圧実効値演算手段と、
前記第1の電圧実効値演算手段により演算された前記第1の電圧の実効値に基づいて、前記第1の出力電流の無効成分に対する指令値である第1の無効電流指令値を演算する第1の無効電流指令値演算手段と、
前記第2の電圧実効値演算手段により演算された前記第2の電圧の実効値に基づいて、前記第2の出力電流の無効成分に対する指令値である第2の無効電流指令値を演算する第2の無効電流指令値演算手段と、
前記第1の無効電流指令値演算手段により演算された前記第1の無効電流指令値を前記インバータの出力容量の範囲内に制限する第1の電流制限手段と、
前記第2の無効電流指令値演算手段により演算された前記第2の無効電流指令値を前記インバータの出力容量の範囲内に制限する第2の電流制限手段と、
前記第1の無効電流演算手段により演算された前記第1の出力電流の無効成分及び前記第1の電流制限手段により制限された前記第1の無効電流指令値に基づいて、前記第1の出力電流を制御する第1の電流制御手段と、
前記第2の無効電流演算手段により演算された前記第2の出力電流の無効成分及び前記第2の電流制限手段により制限された前記第2の無効電流指令値に基づいて、前記第2の出力電流を制御する第2の電流制御手段と、
前記第1の電流制御手段の制御出力及び前記第2の電流制御手段の制御出力に基づいて、前記インバータを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするインバータ制御装置。 - 前記相別出力電流演算手段により演算された前記第1の出力電流から有効成分を演算する第1の有効電流演算手段と、
前記相別出力電流演算手段により演算された前記第2の出力電流から有効成分を演算する第2の有効電流演算手段と、
前記第1の電圧実効値演算手段により演算された前記第1の電圧の実効値と前記第2の電圧実効値演算手段により演算された前記第2の電圧の実効値との差電圧を演算する差電圧演算手段と、
前記差電圧演算手段により演算された前記差電圧に基づいて、前記インバータの出力容量の範囲内で前記第1の出力電流の有効成分に対する指令値である第1の有効電流指令値を演算する第1の有効電流指令値演算手段と、
前記差電圧演算手段により演算された前記差電圧に基づいて、前記インバータの出力容量の範囲内で前記第2の出力電流の有効成分に対する指令値である第2の有効電流指令値を演算する第2の有効電流指令値演算手段とを備え、
前記第1の電流制御手段は、前記第1の有効電流演算手段により演算された前記第1の出力電流の有効成分及び前記第1の有効電流指令値演算手段により演算された前記第1の有効電流指令値に基づいて、前記第1の出力電流を制御し、
前記第2の電流制御手段は、前記第2の有効電流演算手段により演算された前記第2の出力電流の有効成分及び前記第2の有効電流指令値演算手段により演算された前記第2の有効電流指令値に基づいて、前記第2の出力電流を制御すること
を特徴とする請求項6に記載のインバータ制御装置。 - 三相交流電圧を第1の相と第2の相の2組の単相電圧に変換する変圧器が接続された三相交流電力系統の電力を制御するためのインバータを制御するインバータの制御方法であって、
前記インバータから出力される三相交流電流を検出し、
検出した三相交流電流に基づいて、前記第1の相の電流に相当する第1の出力電流と前記第2の相の電流に相当する第2の出力電流を演算し、
演算した前記第1の出力電流から有効成分を演算し、
演算した前記第2の出力電流から有効成分を演算し、
前記変圧器に流れる三相交流電流を検出し、
検出した三相交流電流に基づいて、前記変圧器に流れる逆相電流を演算し、
演算した前記逆相電流に基づいて、前記インバータの出力容量の範囲内で前記逆相電流を補償するための前記第1の出力電流の有効成分に対する指令値である第1の有効電流指令値を演算し、
演算した前記逆相電流に基づいて、前記インバータの出力容量の範囲内で前記逆相電流を補償するための前記第2の出力電流の有効成分に対する指令値である第2の有効電流指令値を演算し、
演算した前記第1の出力電流の有効成分及び演算した前記第1の有効電流指令値に基づいて、前記第1の出力電流を制御し、
演算した前記第2の出力電流の有効成分及び演算した前記第2の有効電流指令値に基づいて、前記第2の出力電流を制御し、
前記第1の出力電流の制御及び前記第2の出力電流の制御のそれぞれの制御出力に基づいて、前記インバータを制御すること
を含むことを特徴とするインバータの制御方法。 - 三相交流電圧を第1の相と第2の相の2組の単相電圧に変換する変圧器が接続された三相交流電力系統の電力を制御するためのインバータを制御するインバータ制御方法であって、
前記インバータから出力される三相交流電流を検出し、
検出した三相交流電流に基づいて、前記第1の相の電流に相当する第1の出力電流と前記第2の相の電流に相当する第2の出力電流を演算し、
演算した前記第1の出力電流から無効成分を演算し、
演算した前記第2の出力電流から無効成分を演算し、
前記三相交流電力系統の三相交流電圧を検出し、
検出した三相交流電圧に基づいて、前記第1の相の電圧に相当する第1の電圧と前記第2の相の電圧に相当する第2の電圧を演算し、
演算した前記第1の電圧の実効値を演算し、
演算した前記第2の電圧の実効値を演算し、
演算した前記第1の電圧の実効値に基づいて、前記第1の出力電流の無効成分に対する指令値である第1の無効電流指令値を演算し、
演算した前記第2の電圧の実効値に基づいて、前記第2の出力電流の無効成分に対する指令値である第2の無効電流指令値を演算し、
演算した前記第1の無効電流指令値を前記インバータの出力容量の範囲内に制限し、
演算した前記第2の無効電流指令値を前記インバータの出力容量の範囲内に制限し、
演算した前記第1の出力電流の無効成分及び制限した前記第1の無効電流指令値に基づいて、前記第1の出力電流を制御し、
演算した前記第2の出力電流の無効成分及び制限した前記第2の無効電流指令値に基づいて、前記第2の出力電流を制御し、
前記第1の出力電流の制御及び前記第2の出力電流の制御のそれぞれの制御出力に基づいて、前記インバータを制御すること
を含むことを特徴とするインバータの制御方法。 - 三相交流電圧を第1の相と第2の相の2組の単相電圧に変換する変圧器が接続された三相交流電力系統の電力を制御するための電力制御装置であって、
前記三相交流電力系統に設けられたインバータと、
前記インバータの交流側に設けられた三相変圧器と、
前記インバータを制御するインバータ制御装置とを備え、
前記インバータ制御装置は、
前記インバータから出力される三相交流電流を検出する出力電流検出手段と、
前記出力電流検出手段により検出された三相交流電流に基づいて、前記第1の相の電流に相当する第1の出力電流と前記第2の相の電流に相当する第2の出力電流を演算する相別出力電流演算手段と、
前記相別出力電流演算手段により演算された前記第1の出力電流から有効成分を演算する第1の有効電流演算手段と、
前記相別出力電流演算手段により演算された前記第2の出力電流から有効成分を演算する第2の有効電流演算手段と、
前記変圧器に流れる三相交流電流を検出する変圧器電流検出手段と、
前記変圧器電流検出手段により検出された三相交流電流に基づいて、前記変圧器に流れる逆相電流を演算する逆相電流演算手段と、
前記逆相電流演算手段より演算された前記逆相電流に基づいて、前記インバータの出力容量の範囲内で前記逆相電流を補償するための前記第1の出力電流の有効成分に対する指令値である第1の有効電流指令値を演算する第1の有効電流指令値演算手段と、
前記逆相電流演算手段より演算された前記逆相電流に基づいて、前記インバータの出力容量の範囲内で前記逆相電流を補償するための前記第2の出力電流の有効成分に対する指令値である第2の有効電流指令値を演算する第2の有効電流指令値演算手段と、
前記第1の有効電流演算手段により演算された前記第1の出力電流の有効成分及び前記第1の有効電流指令値演算手段により演算された前記第1の有効電流指令値に基づいて、前記第1の出力電流を制御する第1の電流制御手段と、
前記第2の有効電流演算手段により演算された前記第2の出力電流の有効成分及び前記第2の有効電流指令値演算手段により演算された前記第2の有効電流指令値に基づいて、前記第2の出力電流を制御する第2の電流制御手段と、
前記第1の電流制御手段の制御出力及び前記第2の電流制御手段の制御出力に基づいて、前記インバータを制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする電力制御装置。 - 三相交流電圧を第1の相と第2の相の2組の単相電圧に変換する変圧器が接続された三相交流電力系統の電力を制御するための電力制御装置であって、
前記三相交流電力系統に設けられたインバータと、
前記インバータの交流側に設けられた三相変圧器と、
前記インバータを制御するインバータ制御装置とを備え、
前記インバータ制御装置は、
前記インバータから出力される三相交流電流を検出する出力電流検出手段と、
前記出力電流検出手段により検出された三相交流電流に基づいて、前記第1の相の電流に相当する第1の出力電流と前記第2の相の電流に相当する第2の出力電流を演算する相別出力電流演算手段と、
前記相別出力電流演算手段により演算された前記第1の出力電流から無効成分を演算する第1の無効電流演算手段と、
前記相別出力電流演算手段により演算された前記第2の出力電流から無効成分を演算する第2の無効電流演算手段と、
前記三相交流電力系統の三相交流電圧を検出する三相交流電圧検出手段と、
前記三相交流電圧検出手段により検出された三相交流電圧に基づいて、前記第1の相の電圧に相当する第1の電圧と前記第2の相の電圧に相当する第2の電圧を演算する相別電圧演算手段と、
前記相別電圧演算手段により演算された前記第1の電圧の実効値を演算する第1の電圧実効値演算手段と、
前記相別電圧演算手段により演算された前記第2の電圧の実効値を演算する第2の電圧実効値演算手段と、
前記第1の電圧実効値演算手段により演算された前記第1の電圧の実効値に基づいて、前記第1の出力電流の無効成分に対する指令値である第1の無効電流指令値を演算する第1の無効電流指令値演算手段と、
前記第2の電圧実効値演算手段により演算された前記第2の電圧の実効値に基づいて、前記第2の出力電流の無効成分に対する指令値である第2の無効電流指令値を演算する第2の無効電流指令値演算手段と、
前記第1の無効電流指令値演算手段により演算された前記第1の無効電流指令値を前記インバータの出力容量の範囲内に制限する第1の電流制限手段と、
前記第2の無効電流指令値演算手段により演算された前記第2の無効電流指令値を前記インバータの出力容量の範囲内に制限する第2の電流制限手段と、
前記第1の無効電流演算手段により演算された前記第1の出力電流の無効成分及び前記第1の電流制限手段により制限された前記第1の無効電流指令値に基づいて、前記第1の出力電流を制御する第1の電流制御手段と、
前記第2の無効電流演算手段により演算された前記第2の出力電流の無効成分及び前記第2の電流制限手段により制限された前記第2の無効電流指令値に基づいて、前記第2の出力電流を制御する第2の電流制御手段と、
前記第1の電流制御手段の制御出力及び前記第2の電流制御手段の制御出力に基づいて、前記インバータを制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする電力制御装置。
Priority Applications (1)
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