JP2775572B2 - Current control method of self-excited voltage type AC / DC converter - Google Patents

Current control method of self-excited voltage type AC / DC converter

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JP2775572B2
JP2775572B2 JP5167519A JP16751993A JP2775572B2 JP 2775572 B2 JP2775572 B2 JP 2775572B2 JP 5167519 A JP5167519 A JP 5167519A JP 16751993 A JP16751993 A JP 16751993A JP 2775572 B2 JP2775572 B2 JP 2775572B2
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正明 大島
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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】本発明は自励式電圧型交直変換装
置の電流制御方式に関し、適用分野としてはオーディオ
アンプの出力手段等にも利用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current control system for a self-excited voltage type AC / DC converter, and can be applied to output means of an audio amplifier as an application field.

【0002】[0002]

【従来の技術】自励式電圧型交直変換装置(以下、PC
Sと称す)の電流制御法として現在までに知られている
方法は、三角波比較PWM方式(図4(a) )とヒステリ
シスコンパレータ方式(図4(b) )の2種類がある。三
角波比較PWM方式は、補償電流の瞬時値ic をフィー
ドバックして指令値ic *と突き合せて増幅し、三角波
キャリアと比較することによってPWM信号を得る方式
である。一方、ヒステリシスコンパレータ方式は、補償
電流の瞬時値ic をフィードバックして指令値ic *と
突き合せることは前記方式と同様であるが、それ以後は
ヒステリシスコンパレータを介してPWM信号を得る方
式である。なお、上記各従来例においてPWM信号は、
半導体スイッチング素子のブリッジ構成のゲート制御に
よるオン・オフ制御によって行なうものである。
2. Description of the Related Art A self-excited voltage type AC / DC converter (hereinafter referred to as PC)
There are two types of current control methods known as S), namely, a triangular wave comparison PWM method (FIG. 4A) and a hysteresis comparator method (FIG. 4B). The triangular wave comparison PWM method is a method of obtaining a PWM signal by feeding back the instantaneous value ic of the compensation current, amplifying it against a command value ic *, and comparing the amplified value with a triangular wave carrier. On the other hand, in the hysteresis comparator system, the instantaneous value ic of the compensation current is fed back and matched with the command value ic * in the same manner as in the above-described system, but thereafter, a PWM signal is obtained via the hysteresis comparator. is there. In each of the above conventional examples, the PWM signal is
This is performed by on / off control by gate control of a bridge configuration of the semiconductor switching element.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来方式の
内、前者はランダムに変化する電流波形に対して制御偏
差を生ずること、又、後者は電流リップル値とゲート周
波数とのバランスが難しいという問題があり、かつ制御
上の複雑さがある。本発明は上記事情に鑑みてなされた
ものであり、任意の関数を交流電流の目標関数とするこ
とができるばかりか、任意の値を交流電流の目標追従誤
差幅とすることの可能な自励式電圧型交直変換装置の電
流制御方式を提供することを目的としている。
Among the above-mentioned conventional methods, the former has a problem that a control deviation occurs with respect to a randomly changing current waveform, and the latter has a problem that it is difficult to balance a current ripple value and a gate frequency. And there is control complexity. The present invention has been made in view of the above circumstances, and not only can an arbitrary function be used as a target function of an AC current, but also a self-excited type that can use an arbitrary value as a target tracking error width of an AC current. It is an object of the present invention to provide a current control method for a voltage type AC / DC converter.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
自励式電圧型交直変換装置の電流制御方式は、直流電圧
源が自励式電圧型交直変換装置を介して単相交流系統に
接続された交直変換装置において、前記連系点の交流電
流をサンプリングしてアナログ・ディジタル変換する第
1のA/D変換回路と、任意の目標関数をサンプリング
してアナログ・ディジタル変換する第2のA/D変換回
路と、予め設定された前記目標関数の変化の余裕幅であ
る目標追従誤差信号をサンプリングしてアナログ・ディ
ジタル変換する第3のA/D変換回路と、前記第1,第
2の各A/D変換回路の出力を入力とし前記連系点の交
流電流と目標関数との差(誤差信号)を検出しこの差
(誤差信号)を定サンプリング周期毎に出力する減算器
と、前記減算器の出力と第3のA/D変換回路の出力と
を入力とし前記誤差信号が目標追従誤差信号内にあるか
否かを判定する比較器と、その比較結果により交直変換
装置の各スイッチング素子に対するゲート指令を前記誤
差信号のみによって作成する手段を有する演算回路とを
備えたものであり、前記誤差信号が目標追従誤差信号に
よる設定範囲を逸脱したとき、交直変換装置のスイッチ
ングモードを変化させて目標関数に追従させるものであ
る。又、請求項2の電流制御方式は、交直変換装置のス
イッチング動作として環流モードを除いたスイッチング
モードを用いるものである。又、請求項3の電流制御方
式は、直流電圧源が自励式電圧型交直変換装置を介して
3相交流系統に接続された交直変換装置において、前記
連系点の任意の2相の交流電流をサンプリングして夫々
アナログ・ディジタル変換する第1,第2のA/D変換
回路と、前記各電流相に対応した任意の目標関数をサン
プリングしてアナログ・ディジタル変換する第3,第4
のA/D変換回路と、予め設定された前記目標関数の変
化の余裕幅である目標追従誤差信号をアナログ・ディジ
タル変換する第5のA/D変換回路と、前記第1,第2
の各A/D変換回路の出力を入力としα相電流及びβ相
電流を出力する第1の3相→2相変換回路と、前記第
3,第4の各A/D変換回路の出力を夫々入力としα相
及びβ相の各目標関数を出力する第2の3相→2相変換
回路と、前記第1,第2の各3相→2相変換回路からの
各α相電流及び各β相電流をを夫々入力しこれらの差
(誤差信号)を定サンプリング周期毎に夫々出力する第
1,第2の各減算器と、前記第1,第2の各減算器から
の2つの誤差信号と前記第5のA/D変換回路からの目
標追従誤差信号とを入力し前記各誤差信号が目標追従誤
差信号内にあるか否かを判定する比較器と、その比較結
果により交直変換装置の各スイッチング素子に対するゲ
ート指令を前記誤差信号のみによって作成する手段を有
する演算回路とを備えたものであり、前記誤差信号が目
標追従誤差信号による設定範囲を逸脱したとき、交直変
換装置のスイッチングモードを変化させて目標関数に追
従させるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a current control system for a self-excited voltage type AC / DC converter, wherein a DC voltage source is connected to a single-phase AC system via the self-excited voltage type AC / DC converter. In the AC / DC converter, a first A / D conversion circuit for sampling the AC current at the interconnection point and performing analog-to-digital conversion, and a second A / D converter for sampling an arbitrary target function and performing analog-to-digital conversion A / D conversion circuit, a third A / D conversion circuit that samples a target tracking error signal that is a predetermined margin of change of the target function and performs analog-to-digital conversion, and the first and second conversion circuits. A subtractor that receives an output of each A / D conversion circuit as an input, detects a difference (error signal) between the AC current at the interconnection point and a target function, and outputs the difference (error signal) at regular sampling periods; Subtractor output And a comparator which receives as input the output of the third A / D conversion circuit and determines whether or not the error signal is within the target tracking error signal, and a gate command for each switching element of the AC / DC converter based on the comparison result. And an arithmetic circuit having means for generating only the error signal.When the error signal deviates from a set range by the target tracking error signal, the switching mode of the AC / DC converter is changed to a target function. It is to follow. The current control method according to the second aspect uses a switching mode other than the circulation mode as a switching operation of the AC / DC converter. According to a third aspect of the present invention, in the AC / DC converter in which a DC voltage source is connected to a three-phase AC system via a self-excited voltage type AC / DC converter, an arbitrary two-phase AC current at the interconnection point is provided. First and second A / D conversion circuits for sampling and analog-to-digital conversion, respectively, and third and fourth A / D conversion circuits for sampling arbitrary target functions corresponding to the respective current phases and performing analog-to-digital conversion.
An A / D conversion circuit, a fifth A / D conversion circuit for performing analog-to-digital conversion of a target tracking error signal which is a preset margin of change of the target function, and the first and second A / D conversion circuits.
The first three-phase to two-phase conversion circuit which receives the output of each A / D conversion circuit as an input and outputs an α-phase current and a β-phase current, and the output of each of the third and fourth A / D conversion circuits A second three-phase-to-two-phase conversion circuit that receives as input each of the α-phase and β-phase target functions, and the α-phase currents and the respective ones from the first and second three-phase to two-phase conversion circuits. a first and a second subtractor for respectively inputting a β-phase current and outputting the difference (error signal) at each constant sampling period, and two errors from the first and the second subtractors. A comparator which receives a signal and a target tracking error signal from the fifth A / D conversion circuit, and determines whether each of the error signals is within the target tracking error signal, and an AC / DC converter based on the comparison result And an arithmetic circuit having means for generating a gate command for each switching element based on only the error signal. , And the when said error signal is outside the set range by the target tracking error signal, it is intended to follow the target function by changing the switching mode of the AC-DC converter.

【0005】[0005]

【作用】本発明の請求項1に係る自励式電圧型交直変化
装置の電流制御方式は、連系点の交流電流を検出するこ
とにより、予め設定してある基準値と比較する。この比
較結果が基準値より下方に逸脱していれば上げ方向のス
イッチングモードを選択し、又、上方に逸脱していれば
下げ方向のスイッチングモードを選択する。これらの上
げ,下げ動作は電流のサンプリング時刻毎に繰り返し行
ない、目標値に追従させる。又、請求項2ではスイッチ
ングモードの内から環流モードを除いたオン・オフ動作
をさせる。請求項3の電流制御方式は、交流系統が3相
系統であるため、自由度が2であることを利用して制御
しようとするものである。即ち、3相の内の任意の2相
の連系点電流を検出し、これを3相→2相変換してα
相,β相の電流を得る。一方、基準値の各2相電流も夫
々3相→2相変換して前記検出電流側と同様にα相,β
相電流を得る。そして各同一相電流毎に基準と検出値と
を比較し、その比較結果に応じて、例えば下方に逸脱し
ていれば上げ方向の、又、上方に逸脱していれば下げ方
向の各スイッチングモードを選択する。。
According to the current control method of the self-excited voltage type AC / DC changer according to the first aspect of the present invention, the AC current at the interconnection point is detected and compared with a preset reference value. If the comparison result deviates below the reference value, the switching mode in the upward direction is selected, and if the comparison result deviates upward, the switching mode in the downward direction is selected. These raising and lowering operations are repeatedly performed at each current sampling time so as to follow the target value. According to a second aspect of the present invention, the on / off operation is performed by excluding the recirculation mode from the switching modes. In the current control method according to the third aspect, since the AC system is a three-phase system, control is performed using the fact that the degree of freedom is two. That is, an interconnection point current of any two of the three phases is detected, and this is converted from three-phase to two-phase to obtain α.
Phase and β phase currents are obtained. On the other hand, the two-phase currents of the reference value are also converted from three-phase to two-phase, respectively, so that the α-phase and β-phase
Obtain phase current. Then, the reference and the detected value are compared for each of the same phase currents, and according to the comparison result, for example, each switching mode in the upward direction when deviating downward, and in the downward direction when deviating upward. Select .

【0006】[0006]

【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図1
は本発明に係る電流制御方式を説明する一実施例の構成
図であり、単相回路の場合を示す。図1においてA点よ
り左側はAC系統側を示し、e(t) は交流電圧であり、
S は系統のインダクタンス、i(t) は連系点の交流電
流値である。B点より右側は装置外を示し、EB は直流
電圧源(2次電圧)である。なお、LP はPCS内の連
系インダクタンス、iB (t) は直流電圧源(コンデンサ
を含む)の電流値、v(t) はPCS内LP の背後電圧で
ある。U,X,V,Yは自己消弧型主素子であって直列
接続したUとXに対して直列接続したVとYとを並列接
続し、a,b点を介してAC系統側の各端子に接続す
る。そして各主素子の夫々に対しては逆導通ダイオード
U ,DX ,DV ,DYを並列接続する。主回路のa点
側から連系点の交流電流値i(t) を取り出しA/D変換
回路1を介して減算器2へ入力し、一方、目標関数値j
(t) をA/D変換回路3を介して減算器2へ入力する。
4は比較器であって、前記減算器2からの誤差信号とA
/D変換回路5を介した目標追従誤差信号j(e) とを入
力し、比較結果をデッドタイム回路6を介して各主素子
U,V,X,Yのゲートに出力する構成を有している。
なお、目標値関数j(t) は任意の関数である。
An embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment for explaining a current control method according to the present invention, showing a case of a single-phase circuit. In FIG. 1, the left side from the point A indicates the AC system side, e (t) is an AC voltage,
L S is the inductance of the system, and i (t) is the AC current value at the interconnection point. Point B from the right side indicates the outside of the apparatus, E B is a DC voltage source (secondary voltage). Note that L P is a connection inductance in the PCS, i B (t) is a current value of a DC voltage source (including a capacitor), and v (t) is a voltage behind L P in the PCS. U, X, V, and Y are self-extinguishing type main elements that connect V and Y connected in series to U and X connected in series, and connect each of the AC system side via points a and b. Connect to terminal. Then, reverse conducting diodes D U , D X , D V , and D Y are connected in parallel to each of the main elements. An AC current value i (t) at the interconnection point is taken out from the point a side of the main circuit and input to the subtractor 2 via the A / D conversion circuit 1, while the target function value j
(t) is input to the subtractor 2 via the A / D conversion circuit 3.
Reference numeral 4 denotes a comparator, which outputs an error signal from the subtractor 2 and A
And a target follow-up error signal j (e) via the / D conversion circuit 5 and output the comparison result to the gates of the main elements U, V, X, Y via the dead time circuit 6. ing.
Note that the target value function j (t) is an arbitrary function.

【0007】図1の主回路において、連系点の交流電流
i(t) は任意の時刻tにて次の微分方程式を満足する。
In the main circuit of FIG. 1, the alternating current i (t) at the interconnection point satisfies the following differential equation at an arbitrary time t.

【数1】 であるならば、連系点の電流の増減を主素子のオン・オ
フにより自由に制御できることになる。本制御方程式で
使用するスイッチングモードは以下の第1表に示す3通
りが考えられる。
(Equation 1) Then, the increase or decrease of the current at the interconnection point can be freely controlled by turning on / off the main element. The switching modes used in this control equation can be three types shown in Table 1 below.

【表1】 [Table 1]

【0008】次に作用について説明する。図1におい
て、主回路の連系点の交流電流i(t) を検出し、これを
A/D変換回路1を介してディジタル量に変換し、減算
器2に導入する。一方、任意の目標関数j(t) も同じく
A/D変換回路3を介してディジタル量に変換し減算器
2に導入する。減算器2内では交流電流i(t) と目標関
数との差が検出され、この差(誤差信号)が演算回路4
に入力される。又、演算回路4には予め定められた目標
追従誤差信号j(e) が入力される。ここで目標追従誤差
信号とは、目標関数j(t) ±j(e) として設定された余
裕限界幅のことである。
Next, the operation will be described. In FIG. 1, an AC current i (t) at an interconnection point of a main circuit is detected, converted into a digital quantity via an A / D conversion circuit 1, and introduced into a subtractor 2. On the other hand, an arbitrary target function j (t) is also converted into a digital quantity via the A / D conversion circuit 3 and is introduced into the subtractor 2. In the subtractor 2, a difference between the AC current i (t) and the target function is detected, and this difference (error signal) is calculated by the arithmetic circuit 4.
Is input to Further, a predetermined target tracking error signal j (e) is input to the arithmetic circuit 4. Here, the target tracking error signal is a margin limit width set as the target function j (t) ± j (e).

【0009】演算回路4の内部では誤差信号が目標追従
誤差信号内であるか否かを判定し、下限(−j(e) )を
逸脱していれば連系点の交流電流i(t) を増加するよう
に各ゲート信号を出力し、上限(+j(e) )を逸脱して
いれば前記と反対に交流電流i(t) を減少させるような
ゲート信号を出力する。その場合のスイッチングモード
は第1表より選択する。即ち、モード1は上げ操作、モ
ード3は下げ操作であり、モード2は環流モードであ
る。
In the arithmetic circuit 4, it is determined whether or not the error signal is within the target tracking error signal. If the error signal is outside the lower limit (-j (e)), the AC current i (t) at the interconnection point is determined. Is increased, and a gate signal for decreasing the AC current i (t) is output if the value exceeds the upper limit (+ j (e)). The switching mode in that case is selected from Table 1. That is, mode 1 is an up operation, mode 3 is a down operation, and mode 2 is a recirculation mode.

【0010】次に演算内容を図2により詳記する。図2
は縦軸に交流電流(A)をとり、横軸に時間(s)をと
って示したものである。図において、j(t) は任意の目
標関数であり、この目標関数を中心にして目標追従誤差
幅j(t) +j(e) とj(t) −j(e) との幅がある。今、
サンプリング時刻tn において交流電流In が検出され
た場合を考える。この時、目標関数はj(tn )であ
り、その差はj(tn )−In となる。つまり目標関数
よりIn は小である。ここでデータを採取してから次の
スイッチングモードを決めるまでに要する計測制御回路
の処理時間をTc (s) とする。なお、Tc ≦Ts とし、
c を制御遅れ時間と称す。
Next, the contents of the calculation will be described in detail with reference to FIG. FIG.
Indicates the AC current (A) on the vertical axis and the time (s) on the horizontal axis. In the figure, j (t) is an arbitrary target function, and has a target tracking error width j (t) + j (e) and a width of j (t) -j (e) around this target function. now,
Consider the case where alternating current I n at sampling time t n has been detected. In this case, the target function is the j (t n), the difference becomes j (t n) -I n. That I n than the target function is a small. Here, the processing time of the measurement control circuit required after the data is collected until the next switching mode is determined is T c (s). Incidentally, the T c ≦ T s,
Tc is called a control delay time.

【0011】したがってサンプリング時刻tn にて交流
電流をサンプリングし、制御遅れ時間Tc 後に正方向の
制御を行なう。次のサンプリング時刻tn+1 では、サン
プリングされた交流電流はIn+1 であるが、目標関数は
j(tn+1 )であって、その差は依然として目標関数よ
り小である。そこで、更に正方向の制御を行なう。次い
でサンプリング時刻tn+2 では検出電流値はIn+2 とな
り、目標関数j(tn+ 2 )より大となる。そこで負方向
制御をし、次のサンプリング時刻で前記処理を繰り返
す。なお、t=tn +Tc でのモードが、t=tn-1
c でのモードと異なる時には直流短絡(アーム短絡)
を防止するため、最初にモード0(全素子がOFFであ
るモードで第1表には示されていない)をTd (s) (入
り遅れ時間)だけ挿入する。Td は主素子のターンオフ
時間により決める。以上の処理を繰り返すことにより、
目標関数に順次近づくことになる。なお、当然のことな
がらTc <Ts の関係にある。又、計算値としての目標
追従誤差幅はj(t) ±j(e) であったが、実際は、
Accordingly sampling the alternating current at the sampling time t n, performs a positive direction of the control after the control delay time T c. At the next sampling time t n + 1 , the sampled AC current is I n + 1 , but the target function is j (t n + 1 ), and the difference is still smaller than the target function. Therefore, control in the forward direction is further performed. Next, at the sampling time t n + 2 , the detected current value becomes I n + 2 , which is larger than the target function j (t n + 2 ). Therefore, negative direction control is performed, and the above processing is repeated at the next sampling time. The mode at t = t n + T c is t = t n-1 +
DC short-circuit (arm short-circuit) when the mode is different from Tc mode
To prevent this, first, mode 0 (a mode in which all elements are OFF and not shown in Table 1) is inserted by T d (s) (entrance delay time). Td is determined by the turn-off time of the main element. By repeating the above process,
It will gradually approach the objective function. It should be noted that T c <T s . The target tracking error width as a calculated value was j (t) ± j (e).

【数2】 であることが計算値より逆算してわかった。この実際の
幅は点線にて示した。上記実施例によれば、実際の電流
値が目標関数より大か小かの関係だけを検出すれば電流
制御が可能である。
(Equation 2) It was found by calculating back from the calculated value. The actual width is indicated by a dotted line. According to the above-described embodiment, current control is possible by detecting only the relationship whether the actual current value is larger or smaller than the target function.

【0012】スイッチングモードの他の実施例を第2表
に示す。
Another embodiment of the switching mode is shown in Table 2.

【表2】 上記スイッチングモードにおいても以上の処理が可能で
ある。本実施例では環流モードを省略したものである。
この場合は実交流電流In と目標電流値j(tn )との
誤差In −j(tn )に基づいて、時刻tn +Tc での
スイッチング指令を以下のように定めたものである。I
n −j(tn )<0ならばモード1、In −j(tn
>0ならばモード3とする。なお、t=tn +Tc での
モードが、t=tn-1 +Tc でのモードと異なる時には
直流短絡(アーム短絡)を防止するため、最初にモード
0(全素子がOFFであるモードで第2表には示されて
いない)をTd (s) (入り遅れ時間)だけ挿入する。T
d は主素子のターンオフ時間により決める。以上の実施
例によっても本発明は達成できる。
[Table 2] The above processing is also possible in the switching mode. In this embodiment, the circulation mode is omitted.
In this case, based on the error I n -j (t n) between the actual AC current I n and the target current value j (t n), the switching command at time t n + T c which was defined as follows is there. I
If n− j (t n ) <0, mode 1, I n −j (t n )
If> 0, set to mode 3. Incidentally, the mode at t = t n + T c, in order to prevent the t = t n-1 + modes with different time DC short circuit in at T c (arm short circuit), the first mode 0 (all elements are OFF mode (Not shown in Table 2) is inserted by T d (s) (entrance delay time). T
d is determined by the turn-off time of the main element. The present invention can also be achieved by the above embodiments.

【0013】図3は本発明の他の実施例の構成図であ
り、主回路が3相ブリッジの場合である。構成上の差は
3相ブリッジであるための自己消弧型主素子として、W
とZとの直列回路を従来構成に並列接続したものであ
る。そして前記a,b,c点から夫々連系点において各
3端子に接続した。なお、新たに追加した主素子W,Z
の夫々には前記同様逆導通ダイオードDW ,DZ を並列
接続することは前記同様である。AC系において、EA
は系統側3相交流線間電圧の実効値、ia (t) ,i
b (t) ,ic (t) は連系点のa,b,c相交流電流瞬時
値、v1 (t) ,v2 (t)はPCS内のLP の背後電圧
(b−a),(b−c)である。そして各主要素のスイ
ッチングの組合せにおいて、UとX,VとY,WとZの
各同時は直流短絡(アーム短絡)になるので対象外とし
た。なお、スイッチングの具体的な組合せは162ケー
スあって複雑になるので省略した。
FIG. 3 is a block diagram of another embodiment of the present invention, in which the main circuit is a three-phase bridge. The difference in the configuration is that the self-extinguishing main element for the three-phase bridge is W
And Z are connected in parallel to a conventional configuration. From the points a, b, and c, connection was made to each of the three terminals at the interconnection point. The newly added main elements W and Z
Are connected in parallel with the reverse conducting diodes D W and D Z as described above. In the AC system, E A
Is the effective value of the system-side three-phase AC line voltage, i a (t), i
b (t), i c ( t) is the interconnection point a, b, c phase alternating current instantaneous value, v 1 (t), v 2 (t) behind the voltage between L P in PCS (b-a ) And (bc). And, in the combination of switching of each main element, the simultaneous U, X, V, Y, and W, Z are DC short-circuits (arm short-circuits). Note that a specific combination of switching is omitted because it is complicated by 162 cases.

【0014】次に連系点から見た変換装置は3端子素子
であるため、任意の時刻tにおいて(4) 式が成り立つ。
Next, since the conversion device viewed from the interconnection point is a three-terminal element, the expression (4) is satisfied at an arbitrary time t.

【数3】 ia (t) +ib (t) +ic (t) =0 …………(4) そこで交流電流の自由度は2であるため、本実施例では
a とic を自由とした。要するに3相ブリッジ構成の
交流電流波形制御の場合には、波形制御の対象となるの
は3相電流のうちの2相のみであり、残りの1相の電流
値は瞬時瞬時において(4) 式にて決まることになる。
Equation 3 Since the degree of freedom in i a (t) + i b (t) + i c (t) = 0 ............ (4) where the alternating current is 2, a i a and i c in this embodiment Free. In short, in the case of the AC current waveform control of the three-phase bridge configuration, only two phases of the three-phase current are subjected to the waveform control, and the current value of the remaining one phase is instantaneously obtained by the equation (4). Will be determined by

【0015】図3の回路構成において、任意の時刻t1
にて次の(5) 式の連立微分方程式が成り立つ。
In the circuit configuration of FIG. 3, any time t 1
Then, the following simultaneous differential equation of equation (5) holds.

【数4】 (Equation 4)

【0016】このままでは2相を独立に増減することが
できないため、α,β座標変換をする(α,β変換は昭
和60年7月,電気学会論文誌,論文60−B65,
(2) 式に記載)。
Since the two phases cannot be independently increased or decreased in this state, α and β coordinate conversion is performed (α and β conversion is performed in July, 1985, Transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan, paper 60-B65,
(Described in equation (2)).

【数5】 (7) 式による関数iα(t) ,iβ(t) を連系点電流のα
相電流,β相電流と名付ける。ここで詳細な説明は省略
するが、前記した(6) 式の3相ブリッジ回路の基本方程
式をα相分iα(t) ,β相分iβ(t) について書きなお
すと(8) 式のようになる。
(Equation 5) The functions i α (t) and i β (t) according to Eq.
Phase current and β phase current. Although the detailed description is omitted here, the basic equation of the three-phase bridge circuit of the above-mentioned equation (6) is rewritten with respect to the α-phase component i α (t) and the β-phase component i β (t). become that way.

【0017】[0017]

【数6】 即ち、ia (t) ,ib (t) ,ic (t) に対して3相→2
相変換したiα(t) ,iβ(t) は上記(8) 式を満足す
る。この場合、各相は非干渉化される。したがって上記
(3) 式と同様な考え方で、
(Equation 6) That, i a (t), i b (t), 3 -phase with respect to i c (t) → 2
The phase-converted i α (t) and i β (t) satisfy the above equation (8). In this case, each phase is made non-interfering. Therefore the above
In the same way as in equation (3),

【数7】 であるならば連系点の電流の増減を主素子のオン・オフ
により制御することが可能である。
(Equation 7) If, the increase or decrease of the current at the interconnection point can be controlled by turning on / off the main element.

【0018】本制御方程式で用いるスイッチングモード
は第3表の通りである。
The switching modes used in this control equation are as shown in Table 3.

【表3】 [Table 3]

【0019】具体的構成は図3の通りであり、自由度と
して選んだa相電流ia ,c相電流ic を夫々A/D変
換回路11,11-1を介して3相→2相変換回路16へ導入
し、これからα相電流を減算器12に、β相電流を減算器
12-1に導入する。一方、任意の目標関数ja ,jc をA
/D変換回路13,13-1を介して3相→2相変換回路16-1
へ導入し、これよりα相電流を減算器12に、β相電流を
減算器12-1に導入する。そして、前記各減算器出力を演
算回路14へ導入すると共に、目標追従誤差信号j(e) も
導入し、演算出力である各ゲート信号を出力して主素子
を制御する。制御方法は図2で説明した通りであるため
詳細説明は省略する。
The specific structure is the same as in FIG. 3, was chosen as the freedom a phase current i a, 3-phase → 2 phase c-phase current i c through the respective A / D converter circuit 11,11-1 The conversion circuit 16 introduces the α-phase current to the subtractor 12 and the β-phase current to the
Introduce to 12-1. On the other hand, any objective function j a, a j c A
Three-phase to two-phase conversion circuit 16-1 via / D conversion circuits 13 and 13-1
Then, the α-phase current is introduced into the subtractor 12 and the β-phase current is introduced into the subtractor 12-1. Then, the outputs of the respective subtracters are introduced into the arithmetic circuit 14, and the target tracking error signal j (e) is also introduced, and each gate signal as an arithmetic output is output to control the main element. The control method is the same as that described with reference to FIG.

【0020】制御に際してどのスイッチングモード(第
3表)を選ぶかは第4表による。即ち、任意の時刻t=
n におけるα相電流の誤差iα(tn )−j
α(tn )及びβ相電流の誤差iβ(tn )−jβ(t
n )の値によって、時刻t=tn +TC でのスイッチン
グモードを第4表によって定める。なお、時刻t=tn
+TCでのスイッチングモードが、t=tn-1 +TC
のスイッチングモードと異なる場合には、直流短絡を防
止するために、Td [s] (入り遅れ時間)だけ最初にモ
ード1を挿入する。Td の値は主素子のターンオフ時間
により定める。以上により3相の場合も制御可能とな
る。
Table 4 shows which switching mode (Table 3) is selected for control. That is, any time t =
error i α (t n) -j of α-phase current in the t n
α (t n ) and β phase current errors i β (t n ) −j β (t
Table 4 defines the switching mode at time t = t n + T C according to the value of n ). Note that time t = t n
When the switching mode at + T C is different from the switching mode at t = t n-1 + T C , mode 1 is first switched by T d [s] (entrance delay time) to prevent a DC short circuit. insert. The value of Td is determined by the turn-off time of the main element. As described above, control can be performed also in the case of three phases.

【表4】 [Table 4]

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば任
意の関数を、交流電流の目標関数とすることができるば
かりか、任意の値を交流電流の目標追従誤差幅とするこ
とができる。
As described above, according to the present invention, not only an arbitrary function can be used as a target function of an AC current, but also an arbitrary value can be used as a target tracking error width of an AC current. .

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

【図1】本発明による自励式電圧型交直変換装置の電流
制御方式を説明するための一実施例の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment for describing a current control method of a self-excited voltage type AC / DC converter according to the present invention.

【図2】図1の動作説明の波形図。FIG. 2 is a waveform chart for explaining the operation of FIG. 1;

【図3】他の実施例の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of another embodiment.

【図4】従来装置を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,3,5,11,11-1,13,13-1,15 A/D変換回路 2,12,12-1 減算器 4,14 演算回路 16,16-1 3相→2相変換回路 1,3,5,11,11-1,13,13-1,15 A / D conversion circuit 2,12,12-1 Subtractor 4,14 Operation circuit 16,16-1 3 phase → 2 phase conversion circuit

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 直流電圧源が自励式電圧型交直変換装置
を介して単相交流系統に接続された交直変換装置におい
て、前記連系点の交流電流をサンプリングしてアナログ
・ディジタル変換する第1のA/D変換回路と、任意の
目標関数をサンプリングしてアナログ・ディジタル変換
する第2のA/D変換回路と、予め設定された前記目標
関数の変化の余裕幅である目標追従誤差信号をサンプリ
ングしてアナログ・ディジタル変換する第3のA/D変
換回路と、前記第1,第2の各A/D変換回路の出力を
入力とし前記連系点の交流電流と目標関数との差(誤差
信号)を検出しこの差(誤差信号)を定サンプリング周
期毎に出力する減算器と、前記減算器の出力と第3のA
/D変換回路の出力とを入力とし前記誤差信号が目標追
従誤差信号内にあるか否かを判定する比較器と、その比
較結果により交直変換装置の各スイッチング素子に対す
るゲート指令を前記誤差信号のみによって作成する手段
を有する演算回路とを備えたことを特徴とする自励式電
圧型交直変換装置の電流制御方式。
A DC voltage source is a self-excited voltage-type AC / DC converter.
AC-DC converter connected to a single-phase AC system via
Te, analog samples the alternating current of the interconnection point
A first A / D conversion circuit for digital conversion, and an optional
Analog to digital conversion by sampling target function
A second A / D conversion circuit, and a predetermined target
The target tracking error signal, which is the margin of function change, is sampled.
A / D conversion for analog-to-digital conversion
Conversion circuit, and outputs of the first and second A / D conversion circuits.
The difference between the AC current at the interconnection point and the target function
Signal) and the difference (error signal)
A subtractor that outputs a signal every period;
/ D conversion circuit and the error signal
A comparator for determining whether the signal is within the slave error signal,
According to the comparison result, each switching element of the AC / DC converter is
For generating a gate command based on only the error signal
A current control method for a self-excited voltage-type AC / DC converter , comprising: an arithmetic circuit having:
【請求項2】 交直変換装置のスイッチング動作として
環流モードを除いたスイッチングモードを用いることを
特徴とする請求項1記載の自励式電圧型交直変換装置の
電流制御方式。
2. The current control method for a self-excited voltage-type AC / DC converter according to claim 1, wherein the switching operation of the AC / DC converter uses a switching mode other than the circulation mode.
【請求項3】 直流電圧源が自励式電圧型交直変換装置
を介して3相交流系統に接続された交直変換装置におい
て、前記連系点の任意の2相の交流電流をサンプリング
して夫々アナログ・ディジタル変換する第1,第2のA
/D変換回路と、前記各電流相に対応した任意の目標関
数をサンプリングしてアナログ・ディジタル変換する第
3,第4のA/D変換回路と、予め設定された前記目標
関数の変化の余裕幅である目標追従誤差信号をアナログ
・ディジタル変換する第5のA/D変換回路と、前記第
1,第2の各A/D変換回路の出力を入力としα相電流
及びβ相電流を出力する第1の3相→2相変換回路と、
前記第3,第4の各A/D変換回路の出力を夫々入力と
しα相及びβ相の各目標関数を出力する第2の3相→2
相変換回路と、前記第1,第2の各3相→2相変換回路
からの各α相電流及び各β相電流をを夫々入力しこれら
の差(誤差信号)を定サンプリング周期毎に夫々出力す
る第1,第2の各減算器と、前記第1,第2の各減算器
からの 2つの誤差信号と前記第5のA/D変換回路から
の目標追従誤差信号とを入力し前記各誤差信号が目標追
従誤差信号内にあるか否かを判定する比較器と、その比
較結果により交直変換装置の各スイッチング素子に対す
るゲート指令を前記誤差信号のみによって作成する手段
を有する演算回路とを備えたことを特徴とする自励式電
圧型交直変換装置の電流制御方式。
3. A self-excited voltage type AC / DC converter having a DC voltage source.
AC / DC converter connected to a three-phase AC system via
Te, sampling the alternating current of any two phases of the interconnection point
1st and 2nd A for analog-to-digital conversion
/ D conversion circuit and an arbitrary target function corresponding to each current phase.
Number that converts the analog-to-digital conversion
(3) a fourth A / D conversion circuit and the preset target
The target tracking error signal, which is the margin of function change, is analog
A fifth A / D conversion circuit for performing digital conversion;
1, the output of each of the second A / D conversion circuits is used as an input and the α-phase current
And a first three-phase to two-phase conversion circuit that outputs a β-phase current and
The outputs of the third and fourth A / D conversion circuits are
The second three phases that output the α-phase and β-phase target functions → 2
A phase conversion circuit and the first and second three-phase to two-phase conversion circuits
Input each α-phase current and each β-phase current from
The difference (error signal) is output at every fixed sampling period
First and second subtractors, and the first and second subtractors
From the second error signal and the fifth A / D conversion circuit.
Of the target tracking error signal, and each of the error signals
A comparator for determining whether the signal is within the slave error signal,
According to the comparison result, each switching element of the AC / DC converter is
For generating a gate command based on only the error signal
A current control method for a self-excited voltage-type AC / DC converter , comprising: an arithmetic circuit having:
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