JP2762003B2 - Power converter - Google Patents

Power converter

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JP2762003B2
JP2762003B2 JP4226953A JP22695392A JP2762003B2 JP 2762003 B2 JP2762003 B2 JP 2762003B2 JP 4226953 A JP4226953 A JP 4226953A JP 22695392 A JP22695392 A JP 22695392A JP 2762003 B2 JP2762003 B2 JP 2762003B2
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power supply
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強 高橋
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秀文 白濱
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、単相または3相交流電
源にスイッチング素子を接続して、スイッチング素子を
PWM制御することにより、電力を順変換及び、逆変換
する電力変換装置において、電源が停電した場合、直流
側から交流側への電力の逆流を防止して、交流側に接続
されたフィルタ回路等を構成するコンデンサが電力の逆
流により充電されて過電圧になることを防止した電力変
換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion device for converting a power forward and backward by connecting a switching element to a single-phase or three-phase AC power supply and performing PWM control on the switching element. In the event of a power outage, power conversion prevents the reverse flow of power from the DC side to the AC side, and prevents the capacitor that constitutes the filter circuit etc. connected to the AC side from being charged by the reverse flow of power and becoming an overvoltage. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】電源の停電時に、直流側の電力の回生す
なわち逆流を防止する発明として、特開昭61ー227
688号公報に記載されたサイリスタ電源装置の発明が
ある。この発明では、電源の停電時に直流側と交流入力
側とを接続するダイオードと自己消弧スイッチング素子
との並列回路をオフ状態にすることにより回生電流を遮
断するように構成されている。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-227 discloses an invention for preventing regeneration or reverse flow of power on the DC side during a power failure.
There is an invention of a thyristor power supply device described in Japanese Patent Publication No. 688. According to the present invention, a regenerative current is cut off by turning off a parallel circuit of a diode connecting the DC side and the AC input side and a self-extinguishing switching element at the time of a power failure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】単相または3相交流電
源にスイッチング素子を接続して、このスイッチング素
子をPWM制御することにより、電力を順変換及び、逆
変換する電力変換装置の直流出力側に電圧を発生する負
荷がある場合に、電源が停電すると電力変換装置の交流
入力側に接続されたフィルタ回路等に含まれるコンデン
サが直流出力側に接続された負荷が発生する電力により
充電される。この結果電力変換装置の交流入力側に過電
圧が発生し、この電力変換装置に接続される交流電源に
接続された機器が破損し、また機器が変圧器などの磁気
回路機器の場合には偏磁されるために、電源が回復した
際に、過電流が流れて破損することもある。
A switching element is connected to a single-phase or three-phase AC power supply, and the switching element is subjected to PWM control, so that the DC output side of a power conversion device that performs forward and reverse conversion of power. If there is a load that generates a voltage, and a power failure occurs, a capacitor included in a filter circuit or the like connected to the AC input side of the power converter is charged by the power generated by the load connected to the DC output side . As a result, an overvoltage occurs on the AC input side of the power converter, and the equipment connected to the AC power supply connected to the power converter is damaged, and when the equipment is a magnetic circuit device such as a transformer, the magnetic field is demagnetized. Therefore, when the power supply is restored, an overcurrent may flow and the power supply may be damaged.

【0004】これに対して上述したように従来のこの種
の電力変換装置として電源の停電時にサイリスタ変換器
と平滑コンデンサ間に設けられた自己消弧スイッチング
回路(ダイオードと自己消弧スイッチング素子とで構成
される。)で回生電力を遮断するようにしたものが提案
されている。
On the other hand, as described above, a self-extinguishing switching circuit (a diode and a self-extinguishing switching element) provided between a thyristor converter and a smoothing capacitor at the time of a power failure as a conventional power converter of this type. Is configured to cut off regenerative power.

【0005】しかしながら、この従来装置では停電時に
直流出力側から交流入力側に電力が逆流するのを防止す
るのに自己消弧スイッチング回路を設ける必要がある。
However, in this conventional device, it is necessary to provide a self-extinguishing switching circuit in order to prevent power from flowing backward from the DC output side to the AC input side during a power failure.

【0006】また停電した交流電源に誘導電動機が接続
されていると、これが停電後、一時的に発電機として動
作し、停電した時点から一時的に低振幅の電源電圧が電
力変換装置側に供給される、いわゆる不完全停電状態が
発生することがある。
When an induction motor is connected to the AC power supply having a power failure, it operates as a generator temporarily after the power failure, and a low-amplitude power supply voltage is temporarily supplied to the power conversion device from the time of the power failure. A so-called incomplete power failure condition may occur.

【0007】一方、上述した従来の電力変換装置では停
電時に直流出力側と交流入力側との間をスイッチング回
路で遮断する以外に方法がないので、このような不完全
停電状態の場合には対応できず、交流入力側に過電圧が
一時的に発生するのを余儀なくされていた。
On the other hand, in the above-mentioned conventional power converter, there is no other way than to cut off the DC output side and the AC input side by a switching circuit at the time of a power failure. It was impossible to temporarily generate an overvoltage on the AC input side.

【0008】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、従来装置のように停電時に直流出力側から
交流入力側に電力が逆流するのを防止するためのスイッ
チング回路を設けることなく、不完全停電時にもに対応
できる電力変換装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and does not require a switching circuit for preventing power from flowing back from a DC output side to an AC input side during a power failure as in the conventional apparatus. It is another object of the present invention to provide a power converter that can cope with an incomplete power failure.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の電力変換装置
は、交流電源に接続され、コンデンサを含むフィルタ回
路を有し、該フィルタ回路を介して入力される電力を交
換するスイッチング素子を含んで構成される、電力を順
変換及び逆変換する電力変換装置において、前記スイッ
チング素子を与えられた変調率指令値に基づいてPWM
制御するPWM制御手段と、前記電力変換装置の出力電
圧を検出する電圧検出手段と、前記電力変換装置の出力
電圧の指令値を出力する出力電圧指令手段と、該出力電
圧指令手段の指令値と前記電圧検出手段の検出出力との
偏差に応じた電流指令値を出力する電圧制御手段と、
電圧制御手段から出力される電流指令値に応じた変調率
指令値を生成する変調率指令値生成手段と、前記交流電
源の電圧と変調波の位相差により前記交流電源の停電状
態を検出する停電検出手段と、前記停電検出手段の検出
出力に基づいて前記スイッチング素子の入力側から交流
電源側に流入する電流の大きさとが零となるような変調
率指令値が前記PWM制御手段に与えられるように前記
電圧制御手段の入力電圧のレベルを調整する電圧調整手
段とを有することを特徴とする。
The power converter of the present invention has a filter circuit connected to an AC power supply and including a capacitor, and includes a switching element for exchanging power input through the filter circuit. In the power conversion device configured to perform forward conversion and reverse conversion of power, the switching element is configured to perform PWM based on a given modulation rate command value.
PWM control means for controlling, voltage detection means for detecting an output voltage of the power converter, output voltage command means for outputting a command value of the output voltage of the power converter, and a command value of the output voltage command means. and voltage control means for outputting a current command value corresponding to the deviation between the detected output of said voltage detecting means, said
Modulation rate according to current command value output from voltage control means
A modulation rate command value generating means for generating a command value;
A power failure detection means for detecting a power failure state of the AC power supply based on a phase difference between a source voltage and a modulated wave; and a magnitude of a current flowing from the input side of the switching element to the AC power supply side based on a detection output of the power failure detection means. And a voltage adjusting means for adjusting the level of the input voltage of the voltage control means so that a modulation rate command value such that the value becomes zero is given to the PWM control means.

【0010】また本発明の電力変換装置は、前記停電検
出手段の検出出力に基づいて停電時に前記電圧制御手段
の入力電圧のレベルを零に調整することを特徴とする。
Further, the power converter of the present invention is characterized in that the level of the input voltage of the voltage control means is adjusted to zero at the time of a power failure based on the detection output of the power failure detection means.

【0011】更に本発明の電力変換装置は、交流電源に
接続され、コンデンサを含むフィルタ回路を有し、該フ
ィルタ回路を介して入力される電力を交換するスイッチ
ング素子を含んで構成される、電力を順変換および逆変
換する電力変換装置において、前記スイッチング素子を
与えられた変調率指令値に基づいてPWM制御するPW
M制御手段と、前記電力変換装置の入力電流を検出する
電流検出手段と、前記電力変換装置の出力電流の指令値
を出力する電圧制御手段と、該電圧制御手段の電流指令
値と前記電流検出手段の検出出力との偏差に応じた電流
指令値を出力する電流制御手段と、該電流制御手段から
出力される電流指令値に応じた変調率指令値を生成する
変調率指令値生成手段と、前記交流電源の電圧と変調波
の位相差により前記交流電源の停電状態を検出する停電
検出手段と、前記停電検出手段の検出出力に基づいて前
記スイッチング素子の入力側から交流電源側に流入する
電流の大きさが零となるような変調率指令値が前記PW
M制御手段に与えられるように前記変調率指令値生成手
段の出力を調整する変調率指令値調整手段とを有するこ
とを特徴とする。
Further, the power converter of the present invention has a filter circuit connected to an AC power supply, including a filter circuit including a capacitor, and including a switching element for exchanging power input through the filter circuit. In a power conversion device that performs forward and inverse conversion of a PWM signal by performing PWM control on the switching element based on a given modulation rate command value.
M control means, current detection means for detecting an input current of the power conversion device, voltage control means for outputting a command value of an output current of the power conversion device, a current command value of the voltage control means, and the current detection Current control means for outputting a current command value according to a deviation from the detection output of the means, and a modulation rate command value generation means for generating a modulation rate command value according to the current command value output from the current control means, Voltage and modulation wave of the AC power supply
A power failure detection means for detecting a power failure state of the AC power supply based on a phase difference of the AC power supply; The modulation rate command value is PW
A modulation rate command value adjusting means for adjusting an output of the modulation rate command value generating means so as to be provided to the M control means.

【0012】本発明の電力変換装置は、前記停電検出手
段の検出出力に基づいて停電時に前記変調率指令値生成
手段の出力を零に調整することを特徴とする。
The power converter according to the present invention is characterized in that the output of the modulation rate command value generating means is adjusted to zero at the time of a power failure based on the detection output of the power failure detecting means.

【0013】[0013]

【作用】上記構成の電力変換装置においては、交流電源
の電圧と変調波の位相差により交流電源が停電もしくは
不完全停電になった状態が停電検出手段により検出され
ると、停電検出手段の検出出力に基づいて、電力変換装
置におけるスイッチング素子の入力側から交流電源側に
流入する電流の大きさが零になるような変調率指令値が
PWM制御手段に与えられるように電力変換装置の電流
指令値を出力する電圧制御手段の入力電圧のレベルが電
圧調整手段により調整される。
In the power converter having the above configuration, an AC power supply
When a power outage or incomplete power outage is detected by the power outage detecting means due to the phase difference between the voltage and the modulated wave, the input side of the switching element in the power converter is detected based on the detection output of the power outage detecting means. The level of the input voltage of the voltage control means for outputting the current command value of the power converter so that the modulation rate command value such that the magnitude of the current flowing into the AC power supply from the inverter becomes zero is given to the voltage control means. It is adjusted by adjusting means.

【0014】また上記構成の電力変換装置においては、
交流電源の電圧と変調波の位相差により交流電源が停電
もしくは不完全停電になった状態が停電検出手段により
検出されると、停電検出手段の検出出力に基づいて、電
力変換装置におけるスイッチング素子の入力側から交流
電源側に流入する電流の大きさが零になるような変調率
指令値がPWM制御手段に与えられるように電力変換装
置の電流指令値に応じた変調率指令値を生成する変調率
指令値生成手段の出力が変調率指令値調整手段により調
整される。
Further, in the power converter having the above configuration,
When a state in which the AC power supply is in a power outage or an incomplete power outage is detected by the power outage detection means due to a phase difference between the voltage of the AC power supply and a modulated wave , based on a detection output of the power outage detection means, the switching element of the power conversion device is Modulation for generating a modulation rate command value according to a current command value of a power converter so that a modulation rate command value such that the magnitude of a current flowing from the input side to the AC power supply side becomes zero is given to the PWM control means. The output of the rate command value generating means is adjusted by the modulation rate command value adjusting means.

【0015】したがって従来装置のようにスイッチング
回路を用いることなく、停電もしくは不完全停電状態に
おいて電力変換装置の交流入力側に接続されたフィルタ
回路などのコンデンサが電力の逆流により充電されて過
電圧となるのを防止することができる。
Therefore, a capacitor such as a filter circuit connected to the AC input side of the power conversion device is charged by a reverse flow of electric power and becomes an overvoltage in a power failure or incomplete power failure state without using a switching circuit unlike the conventional device. Can be prevented.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1には、本発明が適用される単相電源用
の電力変換装置の構成が示されている。同図において、
電力変換装置1の入力端子であるU、V端子は単相交流
電源2に接続され、電力変換装置1の出力端子P、Nは
負荷3に接続されている。
FIG. 1 shows the configuration of a power converter for a single-phase power supply to which the present invention is applied. In the figure,
U and V terminals as input terminals of the power converter 1 are connected to a single-phase AC power supply 2, and output terminals P and N of the power converter 1 are connected to a load 3.

【0018】電力変換装置1は、フィルタ回路22と、
スイッチング素子5の入力側の電流を検出する電流検出
器4と、電力変換装置1の出力電圧を検出する電圧検出
回路6と、記憶用スイッチ8と、記憶回路9と、電力変
換機1の出力電圧の指令値を出力する指令回路10と、
指令回路10に電力変換装置1の出力電圧を設定するた
めの設定信号を出力する設定器11と、電流検出回路1
2と、電圧制御回路7と、電圧制御回路7から出力され
る電流指令値と電流検出回路12から出力される検出出
力との偏差を算出する加算器20と、電流制御回路13
と、電流制御回路13の出力信号に基づいて変調率指令
値を生成する正弦波化回路14と、正弦波化回路14か
ら出力される変調率指令値に基づいてドライブ回路16
を介してスイッチング素子5にPWM制御信号を出力す
るPWM制御回路15と、ドライブ回路16と、単相電
源2の停電状態を検出する停電検出回路23と、停電検
出回路23の検出出力により切替制御される、電圧制御
回路7への入力信号を選択的に取り込む停電スイッチ2
4とを有している。
The power converter 1 includes a filter circuit 22 and
A current detector 4 for detecting a current on the input side of the switching element 5, a voltage detection circuit 6 for detecting an output voltage of the power converter 1, a storage switch 8, a storage circuit 9, and an output of the power converter 1. A command circuit 10 for outputting a voltage command value;
A setting unit 11 for outputting a setting signal for setting the output voltage of the power conversion device 1 to the command circuit 10;
2, a voltage control circuit 7, an adder 20 for calculating a deviation between a current command value output from the voltage control circuit 7 and a detection output output from the current detection circuit 12, and a current control circuit 13
A sine wave conversion circuit 14 for generating a modulation ratio command value based on an output signal of the current control circuit 13, and a drive circuit 16 based on the modulation ratio command value output from the sine wave conversion circuit 14.
, A PWM control circuit 15 that outputs a PWM control signal to the switching element 5, a drive circuit 16, a power failure detection circuit 23 that detects a power failure state of the single-phase power supply 2, and switching control by a detection output of the power failure detection circuit 23. Power failure switch 2 that selectively takes in an input signal to voltage control circuit 7
And 4.

【0019】この停電スイッチ24は通常は接点A側に
切り替えられており、停電時に接点B側に切り替えら
れ、その時に電圧制御回路7の入力は零になる。
The power failure switch 24 is normally switched to the contact A side, and is switched to the contact B side during a power failure, at which time the input of the voltage control circuit 7 becomes zero.

【0020】なおスイッチング素子5としては、トラン
ジスタ、IGBT、GTO等が使用される。
As the switching element 5, a transistor, IGBT, GTO or the like is used.

【0021】また停電検出回路23は、電力変換装置1
のU、V端子と正弦波化回路14の出力端に接続され、
停電の検出は単相電源2と正弦波化回路14の変調波の
位相差で検出する。
Further, the power failure detection circuit 23
Are connected to the U and V terminals of the
The power failure is detected based on the phase difference between the single-phase power supply 2 and the modulated wave of the sine wave circuit 14.

【0022】次に、本発明が適用される電力変換装置の
動作の一例を図2を参照して説明する。同図において、
時刻T1で電源電圧が無くなる、すなわち停電になる
と、正弦波化回路14の変調波と電源電圧に位相差が生
じるので、その位相差が停電検出回路23で検出され、
停電検出回路23の検出出力は0ボルト乃至停電スイッ
チ24がOFF状態になる電圧レベルまで低下する。
Next, an example of the operation of the power converter to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. In the figure,
When the power supply voltage is lost at time T1, that is, when a power failure occurs, a phase difference occurs between the modulated wave of the sine wave conversion circuit 14 and the power supply voltage, and the phase difference is detected by the power failure detection circuit 23.
The detection output of the power failure detection circuit 23 falls from 0 volt to a voltage level at which the power failure switch 24 is turned off.

【0023】停電検出回路23の検出出力により停電ス
イッチ24がOFF状態になると、停電スイッチ24の
接点B、Cが短絡され、電圧制御回路7の入力電圧、す
なわち指令回路10の出力と電圧検出回路6との偏差入
力は零になる。その結果、電圧制御回路7の出力電圧、
すなわち電流制御回路13への電流指令値が零になる。
したがって、正弦波化回路14の出力すなわち、PW
M制御回路15の変調率指令値が零になり、PWM変調
率が0%になるので、単相電源2から電力変換装置1に
流れる電流が零になるように制御される。その結果、負
荷3で生ずる電力が単相電源2側に流れてフィルター回
路22等のコンデンサを充電することがなくなる。
When the power failure switch 24 is turned off by the detection output of the power failure detection circuit 23, the contacts B and C of the power failure switch 24 are short-circuited, and the input voltage of the voltage control circuit 7, that is, the output of the command circuit 10 and the voltage detection circuit The deviation input from 6 becomes zero. As a result, the output voltage of the voltage control circuit 7,
That is, the current command value to the current control circuit 13 becomes zero.
Therefore, the output of the sine wave conversion circuit 14, that is, PW
Since the modulation rate command value of the M control circuit 15 becomes zero and the PWM modulation rate becomes 0%, the current flowing from the single-phase power supply 2 to the power converter 1 is controlled to be zero. As a result, the electric power generated by the load 3 does not flow to the single-phase power supply 2 side and does not charge the capacitors such as the filter circuit 22.

【0024】次に図3に電源2が3相交流電源の場合の
本発明に係る電力変換装置の一実施例の構成を示す。同
図において電源2の停電時の動作は前述した電源2が単
相電源の場合と同様であるのでその説明を省略する。
FIG. 3 shows the configuration of an embodiment of the power converter according to the present invention when the power supply 2 is a three-phase AC power supply. In the figure, the operation at the time of the power failure of the power supply 2 is the same as that in the case where the power supply 2 is a single-phase power supply, and the description thereof is omitted.

【0025】さらに図4に本発明にかかる電力変換装置
の他の実施例の構成を示す。本実施例は停電時にPWM
制御回路15の入力、すなわち変調率指令値を零にする
ことにより電力変換装置の直流出力側から交流入力側へ
の電力の逆流を防止したものである。本実施例において
も前記実施例において停電時において電圧制御回路7の
入力を強制的に零にするように構成した場合と同様の効
果が発揮されるのは勿論である。
FIG. 4 shows the configuration of another embodiment of the power converter according to the present invention. This embodiment uses a PWM
By making the input of the control circuit 15, that is, the modulation ratio command value zero, the backflow of power from the DC output side to the AC input side of the power converter is prevented. In this embodiment as well, the same effects as those in the embodiment in which the input of the voltage control circuit 7 is forcibly set to zero at the time of a power failure can be naturally obtained.

【0026】上記実施例では停電時に電圧制御回路の入
力を零にし、またはPWM制御回路の変調率指令値を零
にするように構成されているが、これに限らず例えば停
電検出回路23により不完全停電状態が検出された場合
にはこの状態に対応して電力変換装置の直流出力側から
交流電源2側に流入する電流の大きさが零となるような
変調率指令値がPWM制御回路15に与えられるように
電圧制御回路7の入力電圧のレベルまたは直接的にPW
M制御回路15への変調率指令値を調整するように構成
してもよい。
In the above embodiment, the input of the voltage control circuit is set to zero or the modulation factor command value of the PWM control circuit is set to zero at the time of a power failure. When a complete power failure state is detected, the PWM control circuit 15 outputs a modulation rate command value such that the magnitude of the current flowing from the DC output side to the AC power supply 2 side of the power converter becomes zero corresponding to this state. To the level of the input voltage of the voltage control circuit 7 or directly to PW
The modulation ratio command value to the M control circuit 15 may be adjusted.

【0027】つぎに図5に停電検出回路23の具体的構
成を示す。停電検出回路23は、電源2の電源電圧に同
期した電源同期信号Aを矩形波Bに変換するコンパレー
タ30と、変調波Cを矩形波Dに変換するコンパレータ
31と、インバータ32、33と、アンドゲート34、
35と、オアゲート36とを有している。
FIG. 5 shows a specific configuration of the power failure detection circuit 23. The power failure detection circuit 23 includes a comparator 30 that converts a power supply synchronization signal A synchronized with a power supply voltage of the power supply 2 into a rectangular wave B, a comparator 31 that converts a modulated wave C into a rectangular wave D, inverters 32 and 33, Gate 34,
35 and an OR gate 36.

【0028】上記構成からなる停電検出回路23の動作
を図6を参照して説明する。
The operation of the power failure detection circuit 23 having the above configuration will be described with reference to FIG.

【0029】電源2に同期した電源同期信号Aは、コン
パレータ30により矩形波Bに変換される。
The power supply synchronizing signal A synchronized with the power supply 2 is converted by the comparator 30 into a rectangular wave B.

【0030】一方、正弦波化回路14の出力、すなわち
変調波Cはコンパレータ31に入力にされ、矩形波Dに
変換される。ここで電源2の停電が時刻T1で発生する
と、変調波Cは電流制御回路13の動作により、符号が
反転する動作を行い、時刻T2で反転する。
On the other hand, the output of the sine wave conversion circuit 14, that is, the modulated wave C is input to the comparator 31 and converted into a rectangular wave D. Here, when a power failure of the power supply 2 occurs at time T1, the modulated wave C performs an operation of inverting the sign by the operation of the current control circuit 13, and is inverted at time T2.

【0031】変調波Cの符号が反転すると、コンパレー
タ31の出力は立ち下がり、インバータ32、33、ア
ンドゲート34、35、オアゲート36からなる論理回
路で停電スイッチ24を動作させる駆動信号Eが発生
し、停電スイッチ24を動作させる。
When the sign of the modulated wave C is inverted, the output of the comparator 31 falls, and a drive signal E for operating the power failure switch 24 is generated by a logic circuit including inverters 32 and 33, AND gates 34 and 35, and an OR gate 36. , The power failure switch 24 is operated.

【0032】尚、本実施例では停電スイッチ24はリレ
ー接点を用いて構成されているが、これに限らずアナロ
グスイッチ、無接点スイッチなどを使用することができ
る。
In the present embodiment, the power failure switch 24 is configured using a relay contact. However, the present invention is not limited to this, and an analog switch, a non-contact switch, or the like can be used.

【0033】次に本発明に係る電力変換装置を無停電電
源装置に適用した実施例を図7に示す。同図において本
発明に係る電力変換装置1と、バッテリーとしての負荷
3と、インバータ41とを組み合わせて無停電電源装置
4が構成されている。
Next, an embodiment in which the power converter according to the present invention is applied to an uninterruptible power supply is shown in FIG. In FIG. 1, an uninterruptible power supply 4 is configured by combining a power converter 1 according to the present invention, a load 3 as a battery, and an inverter 41.

【0034】このように無停電電源装置を構成すること
により、電源2が停電した場合でも負荷3を構成するバ
ッテリから電源2への電力の逆流がなくなり、正常な運
転が可能となる。
By configuring the uninterruptible power supply as described above, even when the power supply 2 is interrupted, there is no reverse flow of power from the battery constituting the load 3 to the power supply 2, and normal operation is possible.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、交流電源の電圧と変調
波の位相差により停電もしくは不完全停電が検出された
ときに、電力変換装置におけるスイッチング素子の入力
側から交流電源側に流入する電流の大きさが零になるよ
うな変調率指令値がPWM制御手段に与えられるように
構成したので、従来装置のように停電時に直流出力側か
ら交流入力側に電力が逆流するのを防止するためのスイ
ッチング回路を設けることなく、交流電源の電圧と変調
波の位相差により停電もしくは不完全停電が検出された
ときに、電力変換装置の直流出力側から交流電源側に電
力が逆流するのを防止することができる。
According to the present invention, the voltage of the AC power supply and the modulation
Power outage or incomplete power outage detected due to wave phase difference
At this time, the power conversion apparatus is configured such that the modulation rate command value such that the magnitude of the current flowing from the input side of the switching element to the AC power supply side becomes zero is given to the PWM control means. In the event of a power outage, the voltage and modulation of the AC power supply are eliminated without providing a switching circuit to prevent the power from flowing back from the DC output side to the AC input side.
Power outage or incomplete power outage detected due to wave phase difference
Sometimes, it is possible to prevent the power from flowing back from the DC output side of the power converter to the AC power supply side.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る電力変換装置の一実施例の構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an embodiment of a power conversion device according to the present invention.

【図2】図1に示した電力変換装置の動作状態を示す波
形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing an operation state of the power converter shown in FIG.

【図3】本発明に係る電力変換装置の他の実施例の構成
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of another embodiment of the power converter according to the present invention.

【図4】本発明にかかる電力変換装置の更に他の実施例
の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of still another embodiment of the power converter according to the present invention.

【図5】停電検出回路の具体的構成を示す回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific configuration of a power failure detection circuit.

【図6】図5に示した停電検出回路の動作状態を示す波
形図である。
6 is a waveform chart showing an operation state of the power failure detection circuit shown in FIG.

【図7】本発明に係る電力変換装置を用いて構成された
無停電電源装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an uninterruptible power supply configured using the power converter according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電力変換装置 2 電源 3 負荷 4 電流検出器 5 スイッチング素子 6 電圧検出回路 7 電圧制御回路 8 記憶スイッチ 9 記憶回路 10 指令回路 11 設定器 12 電流検出回路 13 電流制御回路 14 正弦波化回路 15 PWM制御回路 16 ドライブ回路 22 フィルタ回路 23 停電検出回路 24 停電スイッチ 30 コンパレータ 31 コンパレータ 32 インバータ 33 インバータ 34 アンドゲート 35 アンドゲート 36 オアゲート REFERENCE SIGNS LIST 1 power conversion device 2 power supply 3 load 4 current detector 5 switching element 6 voltage detection circuit 7 voltage control circuit 8 storage switch 9 storage circuit 10 command circuit 11 setting device 12 current detection circuit 13 current control circuit 14 sinusoidal circuit 15 PWM Control circuit 16 Drive circuit 22 Filter circuit 23 Power failure detection circuit 24 Power failure switch 30 Comparator 31 Comparator 32 Inverter 33 Inverter 34 AND gate 35 AND gate 36 OR gate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水谷 成久 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 白濱 秀文 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 嶋田 恵三 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (56)参考文献 特開 昭63−23567(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02M 7/00 - 7/98──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Naruhisa Mizutani 3-2-1, Sachimachi, Hitachi, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Engineering Co., Ltd. (72) Hidefumi Shirahama 3-1-1, Sachimachi, Hitachi, Ibaraki No. Hitachi, Ltd. Hitachi Plant (72) Inventor Keizo Shimada 3-1-1, Komachi, Hitachi, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Inside Hitachi Plant (56) References JP-A-63-23567 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02M 7/00-7/98

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 交流電源に接続され、コンデンサを含む
フィルタ回路を有し、該フィルタ回路を介して入力され
る電力を交換するスイッチング素子を含んで構成され
る、電力を順変換及び逆変換する電力変換装置におい
て、 前記スイッチング素子を与えられた変調率指令値に基づ
いてPWM制御するPWM制御手段と、 前記電力変換装置の出力電圧を検出する電圧検出手段
と、 前記電力変換装置の出力電圧の指令値を出力する出力電
圧指令手段と、 該出力電圧指令手段の指令値と前記電圧検出手段の検出
出力との偏差に応じた電流指令値を出力する電圧制御手
段と、該電圧制御手段から出力される電流指令値に応じた変調
率指令値を生成する変調率指令値生成手段と、 前記交流電源の電圧と変調波の位相差により 前記交流電
源の停電状態を検出する停電検出手段と、 前記停電検出手段の検出出力に基づいて前記スイッチン
グ素子の入力側から交流電源側に流入する電流の大きさ
零となるような変調率指令値が前記PWM制御手段に
与えられるように前記電圧制御手段の入力電圧のレベル
を調整する電圧調整手段とを有することを特徴とする電
圧変換装置。
1. A power supply, comprising: a switching circuit connected to an AC power supply, including a filter circuit including a capacitor, for exchanging electric power input through the filter circuit, and performing forward and reverse conversion of electric power. In the power conversion device, a PWM control unit that performs PWM control on the switching element based on a given modulation rate command value; a voltage detection unit that detects an output voltage of the power conversion device; an output voltage command means for outputting a command value, and voltage control means for outputting a current command value corresponding to the deviation between the detected output of the command value and said voltage detecting means of the output voltage command means, the output from the voltage control means Modulation according to the current command value
A modulation rate command value generating means for generating a rate command value, a power failure detecting means for detecting a power failure state of the AC power supply by a phase difference between a voltage of the AC power supply and a modulation wave, and a detection output of the power failure detecting means. The magnitude of the current flowing from the input side of the switching element to the AC power supply side
There voltage conversion apparatus characterized by having a voltage adjustment means for the modulation factor command value that becomes zero to adjust the level of the input voltage of said voltage control means as given in the PWM control means.
【請求項2】 前記電圧調整手段は、前記停電検出手段
の検出出力に基づいて停電時に前記電圧制御手段の入力
電圧のレベルを零に調整することを特徴とする請求項1
に記載の電力変換装置。
2. The power supply system according to claim 1, wherein said voltage adjustment means adjusts the level of the input voltage of said voltage control means to zero at the time of a power failure based on a detection output of said power failure detection means.
3. The power converter according to claim 1.
【請求項3】 交流電源に接続され、コンデンサを含む
フィルタ回路を有し、該フィルタ回路を介して入力され
る電力を変換するスイッチング素子を含んで構成され
る、電力を順変換および逆変換する電力変換装置におい
て、 前記スイッチング素子を与えられた変調率指令値に基づ
いてPWM制御するPWM制御手段と、 前記電力変換装置の入力電流を検出する電流検出手段
と、 前記電力変換装置の出力電流の指令値を出力する電圧制
御手段と、 該電圧制御手段の電流指令値と前記電流検出手段の検出
出力との偏差に応じた電流指令値を出力する電流制御手
段と、 該電流制御手段から出力される電流指令値に応じた変調
率指令値を生成する変調率指令値生成手段と、前記交流電源の電圧と変調波の位相差により 前記交流電
源の停電状態を検出する停電検出手段と、 前記停電検出手段の検出出力に基づいて前記スイッチン
グ素子の入力側から交流電源側に流入する電流の大きさ
が零となるような変調率指令値が前記PWM制御手段に
与えられるように前記変調率指令値生成手段の出力を調
整する変調率指令値調整手段とを有することを特徴とす
る電力変換装置。
3. A forward conversion and a reverse conversion of electric power, comprising a filter element connected to an AC power supply and including a capacitor, and including a switching element for converting electric power inputted through the filter circuit. In the power conversion device, a PWM control unit that performs PWM control based on a given modulation factor command value for the switching element; a current detection unit that detects an input current of the power conversion device; and an output current of the power conversion device. Voltage control means for outputting a command value; current control means for outputting a current command value corresponding to a deviation between a current command value of the voltage control means and a detection output of the current detection means; a modulation rate instruction value generating means for generating a modulation rate instruction value corresponding to a current command value that, detects the power failure condition of the AC power source through a phase difference between the voltage and the modulation wave of the AC power source Power failure detection means, and a modulation rate command value such that the magnitude of the current flowing from the input side of the switching element to the AC power supply side becomes zero based on the detection output of the power failure detection means is given to the PWM control means. And a modulation rate command value adjusting means for adjusting an output of the modulation rate command value generating means.
【請求項4】 前記変調率指令値調整手段は、前記停電
検出手段の検出出力に基づいて停電時に前記変調率指令
値生成手段の出力を零に調整することを特徴とする請求
項3に記載の電力変換装置。
4. The modulation rate command value adjusting means adjusts an output of the modulation rate command value generating means to zero at the time of a power failure based on a detection output of the power failure detecting means. Power converter.
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