JP2014124014A - Pwm converter device and elevator device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PWM converter device and an elevator device including a power supply frequency discrimination function with which it is possible to highly accurately discriminate a power supply frequency with a simple construction at a low cost and reflect a result of the discrimination in a power supply voltage phase.SOLUTION: A PWM converter device, which performs current control by converting an AC current into a current on a d axis and a current on a q axis using an AC power supply phase to thereby allow a power converter to perform power conversion, includes: first means for detecting a zero-cross point of an AC voltage waveform and generating a rectangular signal; second means for discriminating, through time measurement of a rectangular width of the rectangular signal, whether a power supply frequency of an AC power supply is 50 Hz or 60 Hz; third means for giving a first fixed value when the power supply frequency is 50 Hz and giving a second fixed value when the power supply frequency is 60 Hz; and fourth means for performing fixed value addition processing at every fixed time interval in a period of the rectangular width and generating a sine waveform correspondingly to an addition value.

Description

本発明は、交流電力と直流電力の間で電力変換を行うPWMコンバータ装置およびエレベータ装置に係り、特に交流電力の周波数が相違する地域において使用するに好適なPWMコンバータ装置およびエレベータ装置に関する。   The present invention relates to a PWM converter device and an elevator device that perform power conversion between AC power and DC power, and more particularly to a PWM converter device and an elevator device that are suitable for use in regions where the frequency of AC power is different.

交流電力と直流電力の間で電力変換を行うときに発生する高調波電流を非常に小さくできる電力変換器として、PWMコンバータ装置が普及している。PWMコンバータ装置は例えばエレベータ装置の巻き上げ機を駆動する電動機駆動装置として広く使用されている。   As a power converter that can extremely reduce a harmonic current generated when power conversion is performed between AC power and DC power, a PWM converter device is widely used. The PWM converter device is widely used as, for example, an electric motor driving device that drives a hoisting machine of an elevator apparatus.

PWMコンバータ装置は入力側の交流電源との間にフィルタリアクトルを接続し、出力側の直流端子間に平滑コンデンサと負荷が接続されている。そこで、電源側から負荷側へ電力供給する場合、電源電圧と同位相で正弦波状の入力電流が流れるようにPWMコンバータを制御する。また、負荷側から電源側に電力を回生する場合、電源電圧と逆位相で正弦波状の入力電流が流れるようにPWMコンバータを制御する。   In the PWM converter device, a filter reactor is connected to an AC power source on the input side, and a smoothing capacitor and a load are connected between DC terminals on the output side. Therefore, when power is supplied from the power supply side to the load side, the PWM converter is controlled so that a sinusoidal input current flows in the same phase as the power supply voltage. Further, when power is regenerated from the load side to the power source side, the PWM converter is controlled so that a sinusoidal input current flows in a phase opposite to the power source voltage.

具体的には、平滑コンデンサの直流電圧が所定の値になるように入力電流の振幅指令を与え、電源電圧位相に同期した電流指令値として、この指令値に入力電流検出値が一致するようにPWMコンバータの交流入力電圧を制御している。   Specifically, the amplitude command of the input current is given so that the DC voltage of the smoothing capacitor becomes a predetermined value, and the current command value synchronized with the power supply voltage phase is set so that the input current detection value matches this command value. The AC input voltage of the PWM converter is controlled.

さらに詳細に述べると、PWMコンバータ装置の制御ではベクトル制御を採用しており、電流制御を実施するに当たりq軸電流(トルク生成電流)と、d軸電流(磁束生成電流)に分けて電流帰還制御を行う。電源側の三相交流電流を二相変換し、更にdq軸成分に変換する過程において、電流信号に対する基準位相信号として電源電圧位相を使用する。   More specifically, vector control is employed in the control of the PWM converter device, and when performing current control, current feedback control is divided into q-axis current (torque generation current) and d-axis current (magnetic flux generation current). I do. In the process of converting the three-phase alternating current on the power supply side into two phases and further converting into a dq axis component, the power supply voltage phase is used as a reference phase signal for the current signal.

このようにPWMコンバータの制御においては、電源電圧位相と同位相、あるいは逆位相の正弦波状電流とする必要があり、この前提として電源電圧位相を正確に簡便に求める技術が必要である。なお電源電圧位相を求めるときには、コンバータ装置の入力側の電源結線順番によって、正順と逆順のケースがあることを十分に考慮する必要がある。コンバータ装置の入力端子の結線相順が制御系内部相順と一致しなければ、起動時過電流や正常な制御ができなくなる恐れがある。   As described above, in the control of the PWM converter, it is necessary to use a sinusoidal current having the same phase as the power supply voltage phase or an opposite phase, and as a precondition for this, a technique for accurately and simply obtaining the power supply voltage phase is required. When determining the power supply voltage phase, it is necessary to sufficiently consider that there are cases of the forward order and the reverse order depending on the power supply connection order on the input side of the converter device. If the wiring phase sequence of the input terminals of the converter device does not match the internal phase sequence of the control system, there is a risk that overcurrent at startup and normal control cannot be performed.

このようにPWMコンバータを制御するには、電源電圧位相、直流電圧及びコンバータへの入力電流の検出が不可欠である。係る正弦波PWMコンバータの開発は古くから行われており、多数の方式が提案されている。特許文献1、特許文献2に開示の技術はこれらの一例である。   Thus, in order to control the PWM converter, it is indispensable to detect the power supply voltage phase, the DC voltage, and the input current to the converter. Such a sine wave PWM converter has been developed for a long time, and a number of methods have been proposed. The techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are examples of these.

特開2012−6715号公報JP 2012-6715 A 特開2011−73849号公報JP 2011-73849 A

商用電力系統には、周波数が50Hz/60Hzの電源がある。このためPWMコンバータの実運用に際しては、使用する地域に合わせて電源電圧位相を考慮しておく必要があった。1サイクルの電源電圧位相の長さは50Hz系統では20msであるが、60Hz系統では16.67msである。   The commercial power system has a power supply with a frequency of 50 Hz / 60 Hz. For this reason, in actual operation of the PWM converter, it is necessary to consider the power supply voltage phase according to the region where it is used. The length of one cycle of the power supply voltage phase is 20 ms in the 50 Hz system, but 16.67 ms in the 60 Hz system.

この点に関し、メーカーが製品納入をするときには50Hz系統向けと、60Hz系統向けに電源電圧位相が設定された製品をそれぞれの地域に納品をしていた。あるいは、例えば、スイッチのオン/オフの状態で50Hz/60Hzであるかを設定する方法、エレベータ制御部の記憶領域内に50Hz/60Hzであるかを記憶しておくといった、何らの切り替え操作を行う手法を採用することもあった。   In this regard, when a manufacturer delivers a product, a product in which a power supply voltage phase is set for a 50 Hz system and a 60 Hz system is delivered to each region. Alternatively, for example, a switching operation is performed such as a method of setting whether the frequency is 50 Hz / 60 Hz in the on / off state of the switch, or storing whether the frequency is 50 Hz / 60 Hz in the storage area of the elevator control unit. In some cases, the method was adopted.

なお特許文献1は、エレベータ装置の位相制御技術を開示しているが、電源の位相信号で50Hz/60Hzを切り替えて位相制御する構成の記載はない。また特許文献2は、50Hz/60Hzの切り替えの制御はあるものの、電源の位相信号を測定して切り替える方法の記載はない。   In addition, although patent document 1 is disclosing the phase control technique of an elevator apparatus, there is no description of the structure which switches 50Hz / 60Hz by a phase signal of a power supply, and performs phase control. Japanese Patent Laid-Open No. 2004-260688 does not describe a method of measuring and switching the phase signal of the power supply, although there is control of switching of 50 Hz / 60 Hz.

設定の切り替えで対処する上記の何れの場合であっても、電源周波数の設定を誤ることにより、起動時過電流や正常な制御ができなくなる恐れがある。また設定切り替えを行うにしても、電源電圧位相を正確に簡便に求める回路技術が必要である。これに対し使用される商用交流電源の周波数をコンバータ装置単体で電源周波数の自動判別ができれば、事前に電源周波数の設定は不要となる。   In any of the above cases that are dealt with by switching the setting, there is a possibility that an overcurrent at startup or normal control cannot be performed due to an incorrect setting of the power supply frequency. Even if the setting is switched, a circuit technique for obtaining the power supply voltage phase accurately and simply is required. On the other hand, if the frequency of the commercial AC power source used can be automatically determined by the converter device alone, the power source frequency need not be set in advance.

以上のことから本発明の目的とするところは、簡単な構成、低廉なコストで高精度に電源周波数を判別し、電源電圧位相に反映することが可能な電源周波数判別機能を備えたPWMコンバータ装置およびエレベータ装置を提供することにある。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a PWM converter device having a power frequency discriminating function capable of discriminating a power frequency with high accuracy with a simple configuration and low cost and reflecting it in the power voltage phase. And providing an elevator apparatus.

以上のことから本発明では、電力変換器による電力変換を行うために、交流電流をd軸とq軸の電流に変換して電流制御を行うとともに変換のために交流電源位相を用いるPWMコンバータ装置であって、交流電圧波形のゼロクロス点を検出して矩形信号を生成する第1の手段、矩形信号の矩形幅の時間計測により交流電源の電源周波数が50Hzか、60Hzかを識別する第2の手段、50Hzのときに第1の一定値を60Hzのときに第2の一定値を与える第3の手段、矩形幅の期間内において一定値を一定時間間隔ごとに加算処理し、加算値に対応して正弦波形を発生させる第4の手段を備えることを特徴とする。   In view of the above, in the present invention, in order to perform power conversion by the power converter, the AC converter converts current into d-axis and q-axis currents to control the current and uses the AC power source phase for the conversion. The first means for detecting the zero-cross point of the AC voltage waveform to generate a rectangular signal, the second means for identifying whether the AC power supply frequency is 50 Hz or 60 Hz by measuring the rectangular width of the rectangular signal. Means, a third means for giving a first constant value at 50 Hz and a second constant value at 60 Hz, adding a constant value at regular time intervals within a rectangular width period, and corresponding to the added value And a fourth means for generating a sinusoidal waveform.

本発明によれば、簡単な構成、低廉なコストで高精度に電源周波数を判別し、電源電圧位相に反映することが可能な電源周波数判別機能を備えたPWMコンバータ装置およびこれを用いたエレベータ装置を提供することができる。   According to the present invention, a PWM converter device having a power source frequency discriminating function capable of discriminating a power source frequency with high accuracy at a simple configuration and at low cost and reflecting it in a power source voltage phase, and an elevator apparatus using the same Can be provided.

電源位相演算部と電流制御部の機能を中心にして示した図。The figure which showed centering on the function of a power supply phase calculating part and a current control part. 本発明の一実施例によるエレベータ制御装置の全体概略構成図。1 is an overall schematic configuration diagram of an elevator control apparatus according to an embodiment of the present invention. 電源位相演算部内の処理機能を示すブロック図。The block diagram which shows the processing function in a power supply phase calculating part. 電源位相演算部での処理内容を示す波形図。The wave form diagram which shows the processing content in a power supply phase calculating part. 電源位相演算部の処理が実行可能か否かを判別する処理フロー。The processing flow which discriminate | determines whether the process of a power supply phase calculating part is executable. 電源位相演算部の具体的な処理内容を説明する波形図。The wave form diagram explaining the specific processing content of a power supply phase calculating part. CPUなどによりソフト的に処理する時の手順を示した図。The figure which showed the procedure at the time of processing by software by CPU etc. FIG.

以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

最初に、本発明の一実施例によるエレベータ制御装置の全体概略構成を図2で説明する。   First, an overall schematic configuration of an elevator control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図2は、PWMコンバータ装置をエレベータ装置に適用した時の全体構成を示している。このうちエレベータ装置は、シーブ7を介して一端に乗りかご8、他端に釣り合いおもり9を接続したワイヤロープ18、シーブを回転させる巻上機6(電動機)などで構成されている。一般に電動機6よりも負荷側の構成は、如何なる用途のものであってもよく、エレベータ装置はその一例である。   FIG. 2 shows an overall configuration when the PWM converter device is applied to an elevator apparatus. Of these, the elevator apparatus is composed of a car rope 8 connected at one end via a sheave 7, a wire rope 18 connected to a counterweight 9 at the other end, and a hoisting machine 6 (electric motor) for rotating the sheave. In general, the configuration on the load side of the electric motor 6 may be of any application, and an elevator apparatus is an example.

電動機6に与える電力を定めているのがPWMコンバータ装置100であって、PWMコンバータ装置100は電力主回路101と制御装置102で構成されている。   The PWM converter device 100 determines the power to be supplied to the electric motor 6, and the PWM converter device 100 includes a power main circuit 101 and a control device 102.

このうち電力主回路101は、商用電源(交流系統)1と電動機6の間に、高調波低減用のフィルタリアクトル2、交流を直流に電力変換するコンバータ3、平滑用のコンデンサ4を備える直流回路、直流を交流に変換するインバータ5で構成されている。この構成により、商用電源(交流系統)1の周波数(50Hzまたは60Hz)を任意の周波数に変換して電動機6に交流電力を供給している。   Among them, the power main circuit 101 is a DC circuit including a filter reactor 2 for reducing harmonics, a converter 3 for converting AC to DC power, and a smoothing capacitor 4 between a commercial power source (AC system) 1 and an electric motor 6. The inverter 5 converts DC to AC. With this configuration, the frequency (50 Hz or 60 Hz) of the commercial power source (AC system) 1 is converted to an arbitrary frequency and AC power is supplied to the motor 6.

制御装置102の構成は、負荷の種別により多種のものが適用できるが、電流制御部16と、PWM制御回路を備えてPWM信号によりコンバータ3の点弧タイミングを決定している。なお制御装置102は、インバータに対しても点弧信号を与えているがここでは記載を省略している。   Various configurations of the control device 102 can be applied depending on the type of load, but the current control unit 16 and the PWM control circuit are provided, and the ignition timing of the converter 3 is determined by the PWM signal. The control device 102 also gives an ignition signal to the inverter, but the description is omitted here.

電流制御部16ではベクトル制御を実行しており、電流制御の指令信号としてq軸電流(トルク生成電流)指令信号Icq*と、d軸電流(磁束生成電流)指令信号Icd*を得ている。なお、図2ではエレベータ制御を行う制御の一例として直流電圧制御部15と電流制御部16によるカスケード制御を実行する例を示しているが、負荷側の適用対象によっては、直流電圧制御部15は速度制御部に置き換えられていてもよい。   The current control unit 16 performs vector control, and obtains a q-axis current (torque generation current) command signal Icq * and a d-axis current (magnetic flux generation current) command signal Icd * as current control command signals. FIG. 2 shows an example in which cascade control is performed by the DC voltage control unit 15 and the current control unit 16 as an example of control for performing elevator control. However, depending on the application target on the load side, the DC voltage control unit 15 may be It may be replaced with a speed control unit.

制御装置102の制御のために、各種信号が取り込まれている。まず直流電圧Vdが電圧検出部10により検知される。直流電圧検出値Vdは帰還信号として直流電圧制御部15において、その指令値Vd*と比較・演算され、q軸電流指令信号Icq*が生成される。   Various signals are taken in for the control of the control device 102. First, the DC voltage Vd is detected by the voltage detector 10. The DC voltage detection value Vd is compared and calculated as a feedback signal in the DC voltage control unit 15 with the command value Vd *, and a q-axis current command signal Icq * is generated.

また交流電流Icが電流検出部12で検知され、電流指令信号Icq*、Icd*に対する帰還信号として利用される。   The alternating current Ic is detected by the current detector 12 and used as a feedback signal for the current command signals Icq * and Icd *.

さらに制御装置102の制御のために、三相の交流電圧Vcが電源位相検出部13で検知され、電源位相演算部14に与えられる。図3は、電源位相演算部14内の処理機能をブロック図で示している。   Further, the three-phase AC voltage Vc is detected by the power supply phase detector 13 and supplied to the power supply phase calculator 14 for the control of the control device 102. FIG. 3 is a block diagram showing processing functions in the power supply phase calculation unit 14.

電源位相演算部14の矩形化回路144では、各相電圧についてこれを矩形化処理し、交流電圧波形のゼロクロス点を検出して正の半波で”1”を出力し、負の半波で”0”となるパルス信号を生成する。   The rectangular circuit 144 of the power supply phase calculation unit 14 performs a rectangular process on each phase voltage, detects the zero cross point of the AC voltage waveform, outputs “1” in the positive half wave, and outputs the negative half wave in the negative half wave. A pulse signal that becomes “0” is generated.

矩形化された各相電圧の立ち上がり、立下りの順番は、相順検出回路143に与えられ、予め保持している所定の順番と比較されて正しい順番に従って変化していることを確認する。これにより正しい結線が行われていることを確認する。   The order of rising and falling of each rectangular phase voltage is given to the phase order detection circuit 143 and compared with a predetermined order held in advance to confirm that it has changed in the correct order. This confirms that the correct connection has been made.

前述したように、PWMコンバータを制御するには、コンバータ装置の入力端子の結線相順が制御系内部相順と一致しなければならず、係る電源位相演算部14での処理は結線相順を制御系内部(例えば制御CPU)に取り込むための相順検出回路を構成したものといえる。   As described above, in order to control the PWM converter, the connection phase sequence of the input terminal of the converter device must match the internal phase sequence of the control system, and the processing in the power supply phase calculation unit 14 determines the connection phase sequence. It can be said that a phase sequence detection circuit for taking in the control system (for example, control CPU) is configured.

また本発明の電源位相演算部14のタイマー部146では、矩形化した1相のパルス信号のエッジ検出の周期をパルスカウント数で測定する。周波数識別部145では、例えば前回のパルスカウント数と今回のパルスカウント数の差の絶対値を、予め記憶している電源周波数の周期のパルスカウント数(プリセット値:50Hz、60Hz、異常周波数)と比較することにより、電源周波数を判別する。これにより50Hzと、60Hzを識別し、さらにそれ以外の異常周波数を検知する。   Further, the timer unit 146 of the power supply phase calculation unit 14 of the present invention measures the edge detection cycle of the rectangularized one-phase pulse signal by the pulse count number. In the frequency identification unit 145, for example, the absolute value of the difference between the previous pulse count number and the current pulse count number is stored in advance as the pulse count number of the cycle of the power supply frequency (preset values: 50 Hz, 60 Hz, abnormal frequency). By comparing, the power supply frequency is determined. As a result, 50 Hz and 60 Hz are identified, and other abnormal frequencies are detected.

図4は、電源位相演算部14での処理内容を示す波形図であり、正弦波状の交流電圧波形は電圧値が零の時点で矩形化されて、正の半波区間が”1”、負の半波区間が”0”となるパルス信号を生成する。そして立ち上がり時点間(または立ち下がり時点間)の時間計測をパルスカウント数として計測する。このようにして計測された1サイクルの電源電圧位相の長さは50Hz系統では20ms、60Hz系統では16.67msである。   FIG. 4 is a waveform diagram showing the processing contents in the power supply phase calculation unit 14. The sinusoidal AC voltage waveform is rectangularized when the voltage value is zero, and the positive half-wave section is “1” and negative. A pulse signal in which the half-wave section of “0” is “0” is generated. Then, the time measurement between the rising time points (or the falling time points) is measured as the pulse count number. The length of the one-cycle power supply voltage phase thus measured is 20 ms for the 50 Hz system and 16.67 ms for the 60 Hz system.

このため制御用CPU内に予め保持しておく電源周波数の周期のパルスカウント数(プリセット値)としては、50Hz識別用に20msに相当するパルス数P50,60Hz識別用に16.67msに相当するパルス数P60を備える。また異常周波数識別用の上下限値として、下限周波数識別用に22msに相当するパルス数Pexu,上限周波数識別用に15msに相当するパルス数Pexoを備える。   For this reason, the pulse count number (preset value) of the cycle of the power supply frequency held in advance in the control CPU is a pulse number P50 corresponding to 20 ms for 50 Hz identification, and a pulse corresponding to 16.67 ms for 60 Hz identification. The number P60 is provided. Further, as the upper and lower limit values for identifying the abnormal frequency, a pulse number Pexu corresponding to 22 ms for identifying the lower limit frequency and a pulse number Pexo corresponding to 15 ms for identifying the upper limit frequency are provided.

電源位相演算部14の制御定数格納メモリ141には第1の一定値L50と、第2の一定値L60を記憶保持している。制御定数格納メモリ141では、50Hz識別用に準備した20msに相当するパルス数P50を検知したときに第1の一定値L50を積分部142に与えて50Hzの正弦波を出力する。60Hz識別用に準備した16.67msに相当するパルス数P60を検知したときに第2の一定値L60を積分部142に与えて60Hzの正弦波を出力する。第1の一定値L50や、第2の一定値L60を用いて得られた50Hzまたは60Hzの正弦波が、電流制御部16に与えられる電源位相情報である。第1、第2の一定値L50、L60から50Hz、60Hzの正弦波を得る手法については図1、図6を用いて後述する。   A first constant value L50 and a second constant value L60 are stored and held in the control constant storage memory 141 of the power supply phase calculation unit 14. In the control constant storage memory 141, when a pulse number P50 corresponding to 20 ms prepared for 50 Hz identification is detected, the first constant value L50 is given to the integration unit 142 to output a 50 Hz sine wave. When the number of pulses P60 corresponding to 16.67 ms prepared for 60 Hz identification is detected, the second constant value L60 is given to the integrator 142 to output a 60 Hz sine wave. The 50 Hz or 60 Hz sine wave obtained by using the first constant value L50 or the second constant value L60 is the power supply phase information given to the current control unit 16. A method of obtaining 50 Hz and 60 Hz sine waves from the first and second constant values L50 and L60 will be described later with reference to FIGS.

なお異常周波数識別用の上下限値を逸脱していることを検知した場合には、PWMコンバータの運用を停止するなどの非常時措置を実行する。   When it is detected that the upper and lower limit values for abnormal frequency identification are deviated, emergency measures such as stopping the operation of the PWM converter are executed.

電源位相演算部14における処理では、電源周波数の誤検出を防止するためにパルスカウント数の測定を複数回実施することが望ましい。例えば10回の測定を行い、最大と最小の値を除いた8回分の測定結果の平均値を以て、電源周波数が50Hzであるか、60Hzであるか、または、周波数異常であることを判別するのがよい。   In the processing in the power supply phase calculation unit 14, it is desirable to measure the pulse count multiple times in order to prevent erroneous detection of the power supply frequency. For example, 10 measurements are performed, and the average value of 8 measurement results excluding the maximum and minimum values is used to determine whether the power supply frequency is 50 Hz, 60 Hz, or a frequency abnormality. Is good.

また、パルスカウント数の測定の周期は、同じ測定データを読み込んでしまう恐れがあるため、電源周波数の周期(50Hzの場合は20ms)よりも長い周期である40ms程度で実施することが望ましい。   In addition, since the same measurement data may be read as the measurement period of the pulse count number, it is desirable that the measurement be performed at a period of about 40 ms, which is longer than the period of the power supply frequency (20 ms in the case of 50 Hz).

また、電源周波数は使用する地域により50Hzまたは60Hzであることが決まっているため、パルスカウント数の測定は常時実施する必要はない。電源周波数異常の検出等により、エレベータが運転できなくなるといった恐れがあるため、エレベータ走行中には動作させず、エレベータが停止中に実施することが望ましい。   Further, since the power supply frequency is determined to be 50 Hz or 60 Hz depending on the area to be used, it is not necessary to always measure the pulse count number. Since there is a possibility that the elevator cannot be operated due to detection of an abnormality in the power supply frequency or the like, it is desirable not to operate the elevator while the elevator is running, but to perform it while the elevator is stopped.

図5は、電源位相演算部14の処理が実行可能か否かを判別する処理フローである。ここでは、処理ステップS1においてエレベータの停止を判別する。エレベータが停止しているときは処理ステップS2に移り電源周波数判別機能は動作可能とし、エレベータが走行しているときは処理ステップS3に移り電源周波数判別機能は動作不可能と判別する。   FIG. 5 is a processing flow for determining whether or not the processing of the power supply phase calculation unit 14 can be executed. Here, stop of the elevator is determined in processing step S1. When the elevator is stopped, the process proceeds to processing step S2, and the power supply frequency determination function is enabled. When the elevator is traveling, the process proceeds to process step S3, and the power supply frequency determination function is determined to be inoperable.

図1は、電源位相演算部14と電流制御部16の機能を中心にして示した図である。この図において、電源位相演算部14と電流制御部16以外の部分の機能は図2で説明したとおりであるので説明を省略する。   FIG. 1 is a diagram mainly showing the functions of the power supply phase calculation unit 14 and the current control unit 16. In this figure, functions other than the power supply phase calculation unit 14 and the current control unit 16 are the same as described in FIG.

図1で、まず電流制御部16を構成する主要な回路、機能は、dq軸電流生成部161、比例積分調節回路162,163、制御電圧生成回路164などである。このうちdq軸電流生成部161は、三相交流電流Ir,Is,Itを、直交2軸成分Iα、Iβに変換し、さらにdq軸電流Icd,Icqに変換する。この変換の過程において、電源位相演算部14で求めた電源位相信号θcdを使用する。   In FIG. 1, first, main circuits and functions constituting the current control unit 16 are a dq-axis current generation unit 161, proportional-integral adjustment circuits 162 and 163, a control voltage generation circuit 164, and the like. Among these, the dq-axis current generation unit 161 converts the three-phase alternating currents Ir, Is, It into orthogonal two-axis components Iα, Iβ, and further converts them into dq-axis currents Icd, Icq. In this conversion process, the power supply phase signal θcd obtained by the power supply phase calculation unit 14 is used.

制御電圧生成回路164では、比例積分調節回路162,163で算出したdq軸の制御電圧信号Ed*,Eq*を、直交2軸成分Eα、Eβに変換し、さらに三相の制御電圧Ecr*,Ecs*,Ect*に変換する。この逆変換の過程においても、電源位相演算部14で求めた電源位相信号θcdを使用する。なお、dq軸電流生成部161および制御電圧生成回路164における変換、逆変換において電源位相信号θcdをどのように使用するのかについて、ベクトル制御の多くの文献や特許公報において明らかであるので、詳細説明を割愛する。   The control voltage generation circuit 164 converts the dq-axis control voltage signals Ed * and Eq * calculated by the proportional-plus-integral adjustment circuits 162 and 163 into orthogonal two-axis components Eα and Eβ, and further controls the three-phase control voltages Ecr *, Convert to Ecs * and Ect *. Also in this inverse conversion process, the power supply phase signal θcd obtained by the power supply phase calculation unit 14 is used. It should be noted that how to use the power supply phase signal θcd in the conversion and inverse conversion in the dq-axis current generation unit 161 and the control voltage generation circuit 164 is clear in many literatures and patent publications of vector control. Omit.

dq軸電流生成部161、制御電圧生成回路164での変換処理に使用される電源位相信号θcdは、要するに交流系統の電圧に同期した正弦波波形であり、この波形は電源位相演算部14において形成される。またこの波形は、図2で説明した処理の結果を受けて、50Hz,60Hzの双方を出力可能である。   The power supply phase signal θcd used for the conversion process in the dq-axis current generation unit 161 and the control voltage generation circuit 164 is a sine wave waveform synchronized with the voltage of the AC system, and this waveform is formed in the power supply phase calculation unit 14. Is done. Further, this waveform can output both 50 Hz and 60 Hz in response to the result of the processing described in FIG.

図6の処理波形を用いて、電源位相演算部14の具体的な処理内容を説明する。先に述べたように電源位相演算部14での処理では、交流電圧Vcを入力しており、交流電圧Vcを矩形化処理し、交流電圧波形のゼロクロス点を検出して正の半波で”1”を出力し、負の半波で”0”となるパルス信号Vc1を生成している。また電源位相演算部14での処理では、先に述べたように50Hzを識別したときに第1の一定値L50を得、60Hzを識別したときに第2の一定値L60を得ている。   The specific processing contents of the power supply phase calculation unit 14 will be described using the processing waveforms of FIG. As described above, in the processing in the power supply phase calculation unit 14, the AC voltage Vc is input, the AC voltage Vc is rectangularized, the zero cross point of the AC voltage waveform is detected, and the positive half-wave ” 1 "is output, and a pulse signal Vc1 that is" 0 "in the negative half-wave is generated. Further, in the processing by the power supply phase calculation unit 14, as described above, the first constant value L50 is obtained when 50 Hz is identified, and the second constant value L60 is obtained when 60 Hz is identified.

電源位相演算部14内の制御定数格納メモリ141では、積分定数として第1の一定値L50または、第2の一定値L60のいずれかを与える。第1の一定値L50の大きさを「1」とすると、第2の一定値L60の大きさは周波数比(60/50)を反映して「1.2」とされる。   In the control constant storage memory 141 in the power supply phase calculation unit 14, either the first constant value L50 or the second constant value L60 is given as an integration constant. When the magnitude of the first constant value L50 is “1”, the magnitude of the second constant value L60 is “1.2” reflecting the frequency ratio (60/50).

電源位相演算部14内の積分部142では、一定時間Δt間隔で積分定数を加算する。50Hzの場合に、一定時間Δtを例えば0.1msとしたときに、加算値(積分値)は、その大きさが「1」ずつ増加する。このことから大きさ「1」を電気角「1.8度」に対応付けて正弦波形を発生させる。この結果50Hzの場合には、その1周期が20msであり、0.1msの時間間隔Δtでの200回の積算により、0度から360度の正弦波系が得られる。   The integration unit 142 in the power supply phase calculation unit 14 adds integration constants at regular time intervals Δt. In the case of 50 Hz, when the fixed time Δt is 0.1 ms, for example, the added value (integrated value) increases by “1”. Therefore, a sine waveform is generated by associating the magnitude “1” with the electrical angle “1.8 degrees”. As a result, in the case of 50 Hz, one cycle is 20 ms, and a sinusoidal wave system of 0 to 360 degrees is obtained by performing 200 integrations at a time interval Δt of 0.1 ms.

これに対し60Hzの場合には、加算値(積分値)の大きさが「1.2」ずつ増加するので、時間間隔Δtごとに1.8*1.2=2.16度間隔の正弦波系が得られることになる。この結果60Hzの場合には、その1周期が16.7msであり、0.1msの時間間隔Δtでの167回の積算により、0度から360度の正弦波系が得られる。このことは、積分部142の加算周期などを固定のまま、加算する加算値の大きさを変更するのみで50Hzと60Hzの正弦波系が得られたことを意味している。   On the other hand, in the case of 60 Hz, the magnitude of the added value (integrated value) increases by “1.2”, so that sine waves with 1.8 * 1.2 = 2.16 degrees intervals for each time interval Δt. A system will be obtained. As a result, in the case of 60 Hz, one cycle is 16.7 ms, and a sine wave system of 0 to 360 degrees is obtained by integration of 167 times at a time interval Δt of 0.1 ms. This means that a sine wave system of 50 Hz and 60 Hz was obtained only by changing the magnitude of the addition value to be added while the addition period of the integration unit 142 is fixed.

図7は、以上の一連の処理をCPUなどによりソフト的に処理する時の手順を手段として示した図である。この図によれば、交流電圧波形のゼロクロス点を検出して矩形信号を生成する第1の手段、矩形信号の矩形幅の時間計測により交流電源の電源周波数が50Hzか、60Hzかを識別する第2の手段、50Hzのときに第1の一定値を60Hzのときに第2の一定値を与える第3の手段、矩形幅の期間内において一定値を一定時間間隔ごとに加算処理し、加算値に対応して正弦波形を発生させる第4の手段を備え、これ等の手段による一連の手順を順次実行することになる。   FIG. 7 is a diagram showing, as means, a procedure when the above-described series of processing is processed by software using a CPU or the like. According to this figure, the first means for detecting the zero cross point of the AC voltage waveform to generate a rectangular signal, the first means for identifying whether the AC power supply frequency is 50 Hz or 60 Hz by measuring the rectangular width of the rectangular signal. Second means, third means for giving a first constant value at 50 Hz and a second constant value at 60 Hz, adding a constant value at regular time intervals within a rectangular width period, and adding the value The fourth means for generating a sine waveform corresponding to the above is provided, and a series of procedures by these means is sequentially executed.

以上説明した本発明装置によれば、簡便な装置構成で50Hzと60Hzの周波数切り替えが確実に実行可能である。   According to the device of the present invention described above, frequency switching between 50 Hz and 60 Hz can be reliably executed with a simple device configuration.

1:商用電源
2:フィルタリアクトル
3:コンバータ
4:コンデンサ
5:インバータ
6:巻上機
7:シーブ
8:乗りかご
9:釣合いおもり
10:電圧検出部
12:電流検出部
13:電源位相検出部
14:電源位相演算部
15:直流電圧制御部
16:電流制御部
17:PWM制御回路
141:制御定数格納メモリ
142:積分部
143:相順検出回路
144:矩形化回路
145:周波数識別部
146:タイマー部
1: Commercial power supply 2: Filter reactor 3: Converter 4: Capacitor 5: Inverter 6: Hoisting machine 7: Sheave 8: Car 9: Counterweight 10: Voltage detection unit 12: Current detection unit 13: Power supply phase detection unit 14 : Power supply phase calculation unit 15: DC voltage control unit 16: current control unit 17: PWM control circuit 141: control constant storage memory 142: integration unit 143: phase sequence detection circuit 144: rectangularization circuit 145: frequency identification unit 146: timer Part

Claims (6)

電力変換器による電力変換を行うために、交流電流をd軸とq軸の電流に変換して電流制御を行うとともに前記変換のために交流電源位相を用いるPWMコンバータ装置であって、
前記交流電圧波形のゼロクロス点を検出して矩形信号を生成する第1の手段、該矩形信号の矩形幅の時間計測により交流電源の電源周波数が50Hzか、60Hzかを識別する第2の手段、50Hzのときに第1の一定値を60Hzのときに第2の一定値を与える第3の手段、前記の矩形幅の期間内において前記の一定値を一定時間間隔ごとに加算処理し、加算値に対応して正弦波形を発生させる第4の手段を備えることを特徴とするPWMコンバータ装置。
In order to perform power conversion by a power converter, a PWM converter device that converts an alternating current into a d-axis current and a q-axis current to perform current control and uses an alternating current power supply phase for the conversion,
First means for detecting a zero-crossing point of the AC voltage waveform to generate a rectangular signal; second means for identifying whether the power frequency of the AC power supply is 50 Hz or 60 Hz by measuring the rectangular width of the rectangular signal; Third means for giving a first constant value at 50 Hz and a second constant value at 60 Hz, and adding the constant value at regular time intervals within the rectangular width period. A PWM converter device comprising fourth means for generating a sine waveform corresponding to the above.
請求項1記載のPWMコンバータ装置であって、
前記第3の手段の第2の一定値は、第1の一定値に対して60/50の比率の大きさとされることを特徴とするPWMコンバータ装置。
The PWM converter device according to claim 1,
The second constant value of the third means has a ratio of 60/50 with respect to the first constant value.
請求項1または請求項2記載のPWMコンバータ装置であって、
前記第2の手段は、電源周波数が50Hz、60Hzではない異常な周波数であることを識別する機能を有することを特徴とするPWMコンバータ装置。
The PWM converter device according to claim 1 or 2,
The PWM converter device characterized in that the second means has a function of identifying that the power supply frequency is an abnormal frequency other than 50 Hz or 60 Hz.
乗りかごと、該乗りかごにロープを介してつながれた釣り合いおもりと、前記乗りかごを駆動する巻上機と、電力系統の電力を変換して前記巻上機に与えこれを駆動する電力変換器とを備え、前記電力変換器による電力変換を行うために、交流電流をd軸とq軸の電流に変換して電流制御を行うとともに前記変換のために交流電源位相を用いるエレベータ駆動制御装置であって、
前記交流電圧波形のゼロクロス点を検出して矩形信号を生成する第1の手段、該矩形信号の矩形幅の時間計測により交流電源の電源周波数が50Hzか、60Hzかを識別する第2の手段、50Hzのときに第1の一定値を60Hzのときに第2の一定値を与える第3の手段、前記の矩形幅の期間内において前記の一定値を一定時間間隔ごとに加算処理し、加算値に対応して正弦波形を発生させる第4の手段を備えることを特徴とするエレベータ駆動制御装置。
A car, a counterweight connected to the car via a rope, a hoisting machine that drives the car, and a power converter that converts electric power of the power system to the hoisting machine and drives it In order to perform power conversion by the power converter, an AC current is converted into d-axis and q-axis current for current control, and an elevator drive control apparatus that uses an AC power supply phase for the conversion There,
First means for detecting a zero-crossing point of the AC voltage waveform to generate a rectangular signal; second means for identifying whether the power frequency of the AC power supply is 50 Hz or 60 Hz by measuring the rectangular width of the rectangular signal; Third means for giving a first constant value at 50 Hz and a second constant value at 60 Hz, and adding the constant value at regular time intervals within the rectangular width period. An elevator drive control device comprising a fourth means for generating a sine waveform corresponding to the above.
請求項4記載のエレベータ駆動制御装置であって、
前記第2の手段による周波数の識別は、エレベータ走行中は動作せず、エレベータが停止中に動作することを特徴とするエレベータ駆動制御装置。
The elevator drive control device according to claim 4,
The identification of the frequency by the second means does not operate while the elevator is running, and operates while the elevator is stopped.
請求項4または請求項5記載のエレベータ駆動制御装置であって、
前記第3の手段の第2の一定値は、第1の一定値に対して60/50の比率の大きさとされることを特徴とするエレベータ駆動制御装置。
The elevator drive control device according to claim 4 or 5,
The second constant value of the third means is a ratio having a ratio of 60/50 to the first constant value.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004064904A (en) * 2002-07-30 2004-02-26 Hitachi Ltd Power supply device and motor control device using the same
JP2006223051A (en) * 2005-02-10 2006-08-24 Mitsubishi Electric Corp Method and apparatus for controlling converter, controller for alternating-current motor using the apparatus, and controller for elevator using the controller for alternating-current motor
JP2010075034A (en) * 2008-08-21 2010-04-02 Panasonic Electric Works Co Ltd Load controller, and load control system equipped with the same
JP2010154748A (en) * 1999-05-26 2010-07-08 Panasonic Corp Converter circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010154748A (en) * 1999-05-26 2010-07-08 Panasonic Corp Converter circuit
JP2004064904A (en) * 2002-07-30 2004-02-26 Hitachi Ltd Power supply device and motor control device using the same
JP2006223051A (en) * 2005-02-10 2006-08-24 Mitsubishi Electric Corp Method and apparatus for controlling converter, controller for alternating-current motor using the apparatus, and controller for elevator using the controller for alternating-current motor
JP2010075034A (en) * 2008-08-21 2010-04-02 Panasonic Electric Works Co Ltd Load controller, and load control system equipped with the same

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