JP2869498B2 - Power converter - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力変換装置に係り、特に、三相交流電力を
直流電力に変換するコンバータの出力電力に従って負荷
を駆動するに好適な電力変換装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter, and more particularly to a power converter suitable for driving a load according to output power of a converter that converts three-phase AC power into DC power. About.
従来、電圧型インバータの直流電源として、三相全波
整流方式のコンバータを用いた場合、このコンバータに
パルス状の電源電流が流れるため、電力系統に障害を及
ぼすと共に、電源の力率が0.6〜0.7と小さくなってい
る。そこで、従来、電源の力率を改善する方式として、
例えば、平成２年電気学会全国大会479（５−27頁〜５
−28頁）において論じられているように、電圧型PWMイ
ンバータと同等の装置をコンバータ側に設け、電源力率
１で正弦波状の電源電流が流れるように、コンバータを
PWM制御するものが提案されている。この方式によれ
ば、電源回生ができ、三相の電源電流をほぼ力率１で正
弦波状に制御できるという反面、コンバータ装置の価格
が非常に高くなるという問題があった。Conventionally, when a three-phase full-wave rectifier converter is used as a DC power supply for a voltage-type inverter, a pulse-like power supply current flows through the converter, causing a failure in the power system and a power factor of 0.6 to It is as small as 0.7. Therefore, conventionally, as a method of improving the power factor of the power supply,
For example, the Institute of Electrical Engineers of Japan, 479 (pp. 5-27-5)
−28), a device equivalent to a voltage-type PWM inverter is provided on the converter side, and the converter is operated so that a sinusoidal power supply current flows at a power supply power factor of 1.
One that performs PWM control has been proposed. According to this method, the power supply can be regenerated and the three-phase power supply current can be controlled in a sine wave shape with a power factor of about 1, but there is a problem that the price of the converter device becomes extremely high.
一方、力率改善コンバータを用いて電源の力率を改善
するようにしたものとしては、特開昭59-19887号公報に
記載されているように、３台の三相整流回路と平滑コン
デンサとの間に３台の昇圧チョッパ回路を設け、力率１
で正弦波状の電源電流を流すようにしたものが提案され
ている。On the other hand, as a device for improving the power factor of a power supply using a power factor improving converter, as described in JP-A-59-19887, three three-phase rectifier circuits and a smoothing capacitor are used. Three boost chopper circuits are installed between
A device in which a sinusoidal power supply current flows is proposed.
上記従来技術は、正弦波の電源電流を流し、三相の電
源電流をほぼ力率１で正弦波状に制限できるという反
面、電源電圧を検出する手段や電源電圧の位相検出手段
が必要になると共に、三相受電の場合、単相の整流回路
と昇圧チョッパを３組設けなければならない。このた
め、低価格なものが要求される汎用電力変換装置には、
主回路や制御回路が複雑になることから適用が困難であ
った。The above-mentioned prior art allows a sine-wave power supply current to flow and limits the three-phase power supply current to a sine-wave shape with a power factor of about 1. On the other hand, a power supply voltage detecting means and a power supply voltage phase detecting means are required. In the case of three-phase power reception, three sets of a single-phase rectifier circuit and a boost chopper must be provided. For this reason, general-purpose power converters that require low-cost devices include:
The application was difficult because the main circuit and the control circuit became complicated.
本発明の目的は、単一の三相整流回路と単一の昇圧チ
ョッパ回路を用いて電源の力率を高めることができる電
力変換装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a power conversion device capable of increasing the power factor of a power supply using a single three-phase rectifier circuit and a single boost chopper circuit.
前記目的を達成するために、本発明は、第１の装置と
して、三相交流電圧を整流する三相整流回路と、三相整
流回路の出力電圧をチョッピングにより昇圧する昇圧チ
ョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力信号を平滑する
平滑素子と、平滑素子の出力電圧を検出する電圧検出器
と、昇圧チョッパ回路の出力電圧に対する電圧指令と電
圧検出器の検出出力との偏差を零に抑制し且つ前記三相
整流回路の出力に直流電流を流すための直流電流指令を
生成する直流電流指令生成回路と、三相整流回路の出力
電流を検出する直流電流検出器と、直流電流指令と直流
電流検出器の検出出力との偏差を零に抑制するためのパ
ルス信号を生成するパルス信号生成回路とを有し、前記
昇圧チョッパ回路は、整流回路の出力電荷を蓄積するリ
アクトルと、このリアクトルに蓄積された電荷の充放電
をパルス信号のパルス幅に応じて制御するスイッチング
素子とを備えて構成されている電力変換装置を構成した
ものである。In order to achieve the above object, the present invention provides, as a first device, a three-phase rectifier circuit for rectifying a three-phase AC voltage, a boost chopper circuit for boosting an output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, and a boost chopper A smoothing element for smoothing an output signal of the circuit, a voltage detector for detecting an output voltage of the smoothing element, a deviation between a voltage command for an output voltage of the boost chopper circuit and a detection output of the voltage detector being suppressed to zero, and A DC current command generation circuit that generates a DC current command for flowing a DC current to the output of the three-phase rectifier circuit, a DC current detector that detects an output current of the three-phase rectifier circuit, a DC current command and a DC current detector And a pulse signal generating circuit for generating a pulse signal for suppressing a deviation from the detection output of the rectifying circuit to zero. The boost chopper circuit includes a reactor for accumulating an output charge of a rectifier circuit, It is obtained by constituting the power conversion apparatus is configured to include a switching element is controlled in accordance with charge and discharge of the charge accumulated in the spectrum of the pulse width of the pulse signal.
第２の装置として、三相交流電圧を整流する三相整流
回路と、三相整流回路の出力電圧をチョッピングにより
昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力
信号を平滑する平滑素子と、平滑素子の出力電圧を検出
する電圧検出器と、平滑素子の出力電力を交流電力に変
換して交流電動機を駆動するインバータと、交流電動機
に対する周波数指令に従ってパルス信号を生成し、この
パルス信号をインバータに与えてインバータの出力電圧
を制御するインバータ制御手段と、インバータの出力電
流を検出する交流電流検出器と、交流電流検出器の検出
出力に基づいてインバータのキャリア半周期の整数倍区
間におけるインバータの入力平均電流を算出する平均電
流算出手段と、平均電流算出手段の算出電流と前記電圧
検出器の検出出力からインバータの入力平均電力を算出
する電力算出手段と、電力算出手段の算出電力を三相交
流電圧で除算してインバータ入力電流指令を生成するイ
ンバータ入力電流指令生成手段と、昇圧チョッパ回路の
出力電圧に対する電圧指令と電圧検出器の検出出力との
偏差を零に抑制するための直流電流指令を生成する直流
電流指令生成回路と、直流電流指令とインバータ入力電
流指令とを加算した最終直流電流指令を生成する最終直
流電流指令生成回路と、三相整流回路の出力電流を検出
する直流電流検出器と、最終直流電流指令と直流電流検
出器の検出出力との偏差を零に抑制するためのパルス信
号を生成するパルス信号生成回路とを有し、前記昇圧チ
ョッパ回路は、整流回路の出力電荷を蓄積するリアクト
ルと、このリアクトルに蓄積された電荷の充放電をパル
ス信号のパルス幅に応じて制御するスイッチング素子と
を備えて構成されている電力変換装置を構成したもので
ある。As a second device, a three-phase rectifier circuit for rectifying a three-phase AC voltage, a boost chopper circuit for boosting an output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, a smoothing element for smoothing an output signal of the boost chopper circuit, A voltage detector for detecting the output voltage of the element, an inverter for converting the output power of the smoothing element to AC power to drive the AC motor, and generating a pulse signal in accordance with a frequency command for the AC motor, and transmitting the pulse signal to the inverter. An inverter control means for controlling the output voltage of the inverter by applying the output current; an AC current detector for detecting the output current of the inverter; Average current calculation means for calculating the average current, the calculated current of the average current calculation means and the detection output of the voltage detector. Power calculating means for calculating an input average power of the inverter, inverter input current command generating means for generating an inverter input current command by dividing the calculated power of the power calculating means by a three-phase AC voltage, and an output voltage of the boost chopper circuit. A DC current command generation circuit that generates a DC current command for suppressing the deviation between the voltage command and the detection output of the voltage detector to zero, and a final DC current command that adds the DC current command and the inverter input current command A final DC current command generation circuit, a DC current detector for detecting the output current of the three-phase rectifier circuit, and a pulse signal for suppressing a deviation between the final DC current command and the detection output of the DC current detector to zero. A step-up chopper circuit for accumulating the output charge of the rectifier circuit, and a voltage accumulating in the reactor. It is obtained by constituting the charge-discharge electric power conversion apparatus is configured to include a switching element controlled in accordance with the pulse width of the pulse signal.
第３の装置として、三相交流電圧を整流する三相整流
回路と、三相整流回路の出力電圧をチョッピングにより
昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力
信号を平滑する平滑素子と、平滑素子の出力電圧を検出
する電圧検出器と、平滑素子の出力電力を交流電力に変
換して交流電動機を駆動するインバータと、交流電動機
に対する周波数指令に従ってパルス信号を生成し、この
パルス信号をインバータに与えてインバータの出力電圧
を制御するインバータ制御手段と、インバータの出力電
流を検出する交流電流検出器と、交流電流検出器の検出
出力に基づいてインバータのキャリア半周期の整数倍区
間におけるインバータの入力平均電流を算出する平均電
流算出手段と、平均電流算出手段の算出電流と前記電圧
検出器の検出出力からインバータの入力平均電力を算出
する電力算出手段と、平滑素子の出力電圧に対する電圧
指令と電圧検出器の検出出力との偏差を零に抑制するた
めの電力指令を生成する電力指令生成回路と、電力指令
を電力算出手段の算出電力で補正する電力指令補正回路
と、電力指令補正回路の出力電力を三相交流電圧で除算
して直流電流指令を生成する直流電流指令回路と、直流
電流指令と直流電流検出器の検出出力との偏差を零に抑
制するためのパルス信号を生成するパルス信号生成回路
とを有し、前記昇圧チョッパ回路は、整流回路の出力電
荷を蓄積するリアクトルと、このリアクトルに蓄積され
た電荷の充放電をパルス信号のパルス幅に応じて制御す
るスイッチング素子とを備えて構成されている電力変換
装置を構成したものである。As a third device, a three-phase rectifier circuit that rectifies a three-phase AC voltage, a boost chopper circuit that boosts an output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, a smoothing element that smoothes an output signal of the boost chopper circuit, A voltage detector for detecting the output voltage of the element, an inverter for converting the output power of the smoothing element to AC power to drive the AC motor, and generating a pulse signal in accordance with a frequency command for the AC motor, and transmitting the pulse signal to the inverter. An inverter control means for controlling the output voltage of the inverter by applying the output current; an AC current detector for detecting the output current of the inverter; Average current calculation means for calculating the average current, the calculated current of the average current calculation means and the detection output of the voltage detector. Power calculating means for calculating an input average power of the inverter, a power command generating circuit for generating a power command for suppressing a deviation between a voltage command with respect to the output voltage of the smoothing element and a detection output of the voltage detector to zero, A power command correction circuit for correcting the command with the calculated power of the power calculation means, a DC current command circuit for generating a DC current command by dividing the output power of the power command correction circuit by the three-phase AC voltage, a DC current command and a DC A pulse signal generation circuit that generates a pulse signal for suppressing a deviation from a detection output of the current detector to zero, the boost chopper circuit includes a reactor that accumulates output charges of a rectifier circuit, and a reactor that accumulates the output charge. And a switching element for controlling the charging and discharging of the accumulated charges according to the pulse width of the pulse signal.
第４の装置として、三相交流電圧を整流する三相整流
回路と、三相整流回路の出力電圧をチョッピングにより
昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力
信号を平滑する平滑素子と、平滑素子の出力電圧を検出
する電圧検出器と、平滑素子の出力電力を交流電力に変
換して交流電動機を駆動するインバータと、交流電動機
に対する周波数指令に従ってパルス信号を生成し、この
パルス信号をインバータに与えてインバータの出力電圧
を制御するインバータ制御手段と、インバータの出力電
流を検出する交流電流検出器と、交流電流検出器の検出
出力とインバータの１次電圧指令および１次電圧ベクト
ル位相に従ってインバータの入力電力を算出する入力電
力算出手段と、入力電力算出手段の算出電力を三相交流
電圧で除算してインバータ入力電流指令を生成するイン
バータ入力電流指令生成手段と、昇圧チョッパ回路の出
力電圧に対する電圧指令と電圧検出器の検出出力との偏
差を零に抑制するための直流電流指令を生成する直流電
流指令生成回路と、直流電流指令とインバータ入力電流
指令とを加算した最終直流電流指令生成回路と、三相整
流回路の出力電流を検出する直流電流検出器と、最終直
流電流指令と直流電流検出器の検出出力との偏差を零に
抑制するためのパルス信号を生成するパルス信号生成回
路とを有し、前記昇圧チョッパ回路は、整流回路の出力
電荷を蓄積するリアクトルと、このリアクトルに蓄積さ
れた電荷の充放電をパルス信号のパルス幅に応じて制御
するスイッチング素子とを備えて構成されている電力変
換装置を構成したものである。As a fourth device, a three-phase rectifier circuit for rectifying a three-phase AC voltage, a boost chopper circuit for boosting an output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, a smoothing element for smoothing an output signal of the boost chopper circuit, A voltage detector for detecting the output voltage of the element, an inverter for converting the output power of the smoothing element to AC power to drive the AC motor, and generating a pulse signal in accordance with a frequency command for the AC motor, and transmitting the pulse signal to the inverter. An inverter control means for controlling the output voltage of the inverter by applying the output voltage of the inverter, an AC current detector for detecting the output current of the inverter, a detection voltage of the AC current detector, a primary voltage command of the inverter and a primary voltage vector phase. Input power calculating means for calculating the input power, and input power calculated by the input power calculating means divided by the three-phase AC voltage. An inverter input current command generating means for generating a data input current command, and a DC current for generating a DC current command for suppressing a deviation between a voltage command with respect to an output voltage of the boost chopper circuit and a detection output of the voltage detector to zero. A command generation circuit, a final DC current command generation circuit that adds a DC current command and an inverter input current command, a DC current detector that detects an output current of the three-phase rectifier circuit, and a final DC current command and a DC current detector And a pulse signal generation circuit for generating a pulse signal for suppressing a deviation from the detection output of the rectifying circuit to zero, wherein the boost chopper circuit stores a reactor for storing an output charge of the rectifier circuit, and a capacitor stored in the reactor. And a switching element for controlling the charge and discharge of the electric charge according to the pulse width of the pulse signal.
第５の装置として、三相交流電圧を整流する三相整流
回路と、三相整流回路の出力電圧をチョッピングにより
昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力
信号を平滑する平滑素子と、平滑素子の出力電圧を検出
する電圧検出器と、平滑素子の出力電力を交流電力に変
換して交流電動機を駆動するインバータと、交流電動機
に対する周波数指令に従ってパルス信号を生成し、この
パルス信号をインバータに与えてインバータの出力電圧
を制御するインバータ制御手段と、インバータの出力電
流を検出する交流電流検出器と、交流電流検出器の検出
出力とインバータの１次電圧指令および１次電圧ベクト
ル位相に従ってインバータの入力電力を算出する入力電
力算出手段と、昇圧チョッパ回路の出力電圧に対する電
圧指令と電圧検出器との偏差を零に抑制するための電力
指令を生成する電力指令生成回路と、この電力指令を入
力電力算出手段の算出電力で補正する電力指令補正回路
と、電力指令補正回路の出力電力を三相交流電圧で除算
して直流電流指令を生成する直流電流指令生成回路と、
直流電流指令と直流電流検出器の検出出力との偏差を零
に抑制するためのパルス信号を生成するパルス信号生成
回路とを有し、前記昇圧チョッパ回路は、整流回路の出
力電荷を蓄積するリアクトルと、このリアクトルに蓄積
された電荷の充放電をパルス信号のパルス幅に応じて制
御するスイッチング素子とを備えて構成されている電力
変換装置を構成したものである。As a fifth device, a three-phase rectifier circuit for rectifying a three-phase AC voltage, a boost chopper circuit for boosting an output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, a smoothing element for smoothing an output signal of the boost chopper circuit, A voltage detector for detecting the output voltage of the element, an inverter for converting the output power of the smoothing element to AC power to drive the AC motor, and generating a pulse signal in accordance with a frequency command for the AC motor, and transmitting the pulse signal to the inverter. An inverter control means for controlling the output voltage of the inverter by applying the output voltage of the inverter, an AC current detector for detecting the output current of the inverter, a detection voltage of the AC current detector, a primary voltage command of the inverter and a primary voltage vector phase. Input power calculation means for calculating input power, and a voltage command and voltage detector for the output voltage of the boost chopper circuit A power command generation circuit for generating a power command for suppressing the deviation of the power command to zero, a power command correction circuit for correcting the power command with the calculated power of the input power calculation means, and a three-phase output power of the power command correction circuit. A DC current command generation circuit that generates a DC current command by dividing by an AC voltage;
A pulse signal generation circuit for generating a pulse signal for suppressing a deviation between a DC current command and a detection output of the DC current detector to zero, wherein the step-up chopper circuit includes a reactor for accumulating an output charge of a rectifier circuit. And a switching element for controlling charging and discharging of the electric charge accumulated in the reactor according to the pulse width of the pulse signal.
第６の装置として、三相交流電圧を整流する三相整流
回路と、三相整流回路の出力電圧をチョッピングにより
昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力
信号を平滑する複数の平滑素子と、平滑素子の出力電圧
を検出する電圧検出器と、平滑素子の出力電力を交流電
力に変換して複数の交流電動機をそれぞれ駆動する複数
のインバータと、各交流電動機に対する周波数指令に従
ってパルス信号を生成し、このパルス信号を各インバー
タに与えてインバータの出力電圧を制御する複数のイン
バータ制御手段と、各インバータの出力電流を検出する
複数の交流電流検出器とを有すると共に、各交流電流検
出器の検出出力と昇圧チョッパ回路の出力電圧に対する
電圧指令に基づいて昇圧チョッパ回路を制御するものと
して第１〜第５の装置のうちいずれか１つの装置を含む
電力変換装置を構成したものである。As a sixth device, a three-phase rectifier circuit for rectifying a three-phase AC voltage, a boost chopper circuit for boosting an output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, and a plurality of smoothing elements for smoothing an output signal of the boost chopper circuit A voltage detector for detecting the output voltage of the smoothing element, a plurality of inverters for converting the output power of the smoothing element to AC power to drive a plurality of AC motors, and generating a pulse signal according to a frequency command for each AC motor. A plurality of inverter control means for supplying the pulse signal to each inverter to control the output voltage of the inverter, and a plurality of AC current detectors for detecting the output current of each inverter. The first to fifth devices are assumed to control the boost chopper circuit based on a detection output and a voltage command for an output voltage of the boost chopper circuit. It is obtained by constituting a power conversion apparatus comprising any one of the apparatus of the.
第１〜第６の装置のうちいずれか１つの装置を含む第
７の装置として、三相整流回路の入力側に昇圧チョッパ
用スイッチング素子のスイッチングに伴うリプル電流を
除去するフィルタを設けてなる電力変換装置を構成した
ものである。As a seventh device including any one of the first to sixth devices, a power provided by providing a filter on an input side of a three-phase rectifier circuit for removing a ripple current accompanying switching of a boost chopper switching element. This constitutes a conversion device.
平滑素子の出力電圧が定常状態にあるときには平滑素
子の入力電力は一定となる。そこで、平滑素子の出力電
圧が一定となるように昇圧チョッパ回路の出力電圧を制
御すれば、整流回路に対する直流電流指令もほぼ一定の
直流量の指令となる。そこで、この電流指令に実際の電
流が追従するように昇圧チョッパ回路のスイッチング素
子の通流率を制御すると整流回路の出力電流がほぼ一定
の直流電流となる。この結果、三相電源の瞬時相電圧が
最大、最小付近の120°区間で各相に電流が流れる。す
なわち120°方形波状の電源電流が流れ、電源力率がほ
ぼ0.96となる。When the output voltage of the smoothing element is in a steady state, the input power of the smoothing element is constant. Therefore, if the output voltage of the boost chopper circuit is controlled so that the output voltage of the smoothing element becomes constant, the DC current command to the rectifier circuit also becomes a command of a substantially constant DC amount. Therefore, if the duty ratio of the switching element of the boost chopper circuit is controlled so that the actual current follows this current command, the output current of the rectifier circuit becomes a substantially constant DC current. As a result, current flows through each phase in a 120 ° section near the maximum and minimum instantaneous phase voltages of the three-phase power supply. That is, a 120 ° square wave power supply current flows, and the power supply power factor becomes approximately 0.96.
また同様に、電動機の負荷が一定の定常状態ではイン
バータの入力電力は一定となる。このとき平滑素子の出
力電圧が一定となるように昇圧チョッパ回路を制御する
と、整流回路に対する出力電力指令もほぼ一定の直流量
の指令となる。そこで、この直流電流指令に実際の電流
が追従するように、昇圧チョッパの通流率を制御すれ
ば、整流回路の出力電流はほぼ一定の直流電流となる。
この結果、三相電源の瞬時相電圧が最大、最小付近の12
0°区間で各相に電流が流れる。すなわち120°方形波状
の電源電流が流れ、電源力率をほぼ0.96と大幅に向上さ
せることができる。Similarly, in a steady state where the load of the motor is constant, the input power of the inverter is constant. At this time, if the boost chopper circuit is controlled so that the output voltage of the smoothing element becomes constant, the output power command to the rectifier circuit also becomes a command of a substantially constant DC amount. Therefore, if the conduction ratio of the step-up chopper is controlled so that the actual current follows this DC current command, the output current of the rectifier circuit becomes a substantially constant DC current.
As a result, the instantaneous phase voltage of the three-phase power
Current flows through each phase in the 0 ° section. That is, a 120 ° square wave power supply current flows, and the power supply power factor can be greatly improved to approximately 0.96.
また、インバータの出力電流を検出し、この検出電流
に基づいて直流電流指令を補正しているため、電動機の
負荷が急激に変動しても平滑素子の出力電圧が変動する
のを抑制することができ、電動機のトルク変動を少くす
ることが可能となる。Also, since the output current of the inverter is detected and the DC current command is corrected based on the detected current, it is possible to suppress the output voltage of the smoothing element from fluctuating even if the load on the motor fluctuates rapidly. It is possible to reduce the torque fluctuation of the electric motor.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図において、電力変換装置は三相全波整流回路
２、昇圧チョッパ回路７、平滑コンデンサ３を備え、三
相全波整流回路２の入力側が三相交流電源１に接続さ
れ、コンデンサ３が電圧型インバータ９を介して誘導電
動機10に接続されている。In FIG. 1, the power converter includes a three-phase full-wave rectifier circuit 2, a boost chopper circuit 7, and a smoothing capacitor 3. The input side of the three-phase full-wave rectifier circuit 2 is connected to a three-phase AC power supply 1, and the capacitor 3 It is connected to an induction motor 10 via a voltage type inverter 9.
昇圧チョッパ回路７は直流リアクトル４とスイッチン
グパワー素子５とブロックダイオード６を備えており、
整流回路２の出力電荷を直流リアクトル４で蓄積し、リ
アクトル４に蓄積された電荷の充放電をスイッチングパ
ワー素子５のスイッチングによって制御し、昇圧された
直流電力をブロックダイオード６を介してコンデンサ３
へ出力するようになっている。そしてスイッチングパワ
ー素子５のスイッチングを制御するために、電圧検出器
11、減算器13、直流電圧制御回路14、直流電流検出器1
5、減算器16、電流制御回路17が設けられており、電流
制御回路17の出力がスイッチングパワー素子５に接続さ
れている。またインバータ９の入力電圧を可変周波数の
交流電圧に変換して誘導電動機10を可変速制御するため
のインバータ制御装置８が設けられている。The boost chopper circuit 7 includes a DC reactor 4, a switching power element 5, and a block diode 6.
The output charge of the rectifier circuit 2 is stored in the DC reactor 4, the charging and discharging of the charge stored in the reactor 4 is controlled by switching of the switching power element 5, and the boosted DC power is transferred to the capacitor 3 via the block diode 6.
Output to And a voltage detector for controlling the switching of the switching power element 5.
11, subtractor 13, DC voltage control circuit 14, DC current detector 1
5, a subtracter 16, and a current control circuit 17 are provided. The output of the current control circuit 17 is connected to the switching power element 5. Further, an inverter control device 8 for converting the input voltage of the inverter 9 into an AC voltage having a variable frequency to control the induction motor 10 at a variable speed is provided.
減算器13は昇圧チョッパ回路７の出力電圧に対する電
圧指令Vdc＊と電圧検出器11の検出出力との偏差に応じ
た信号を直流電圧制御回路14へ出力する。そして直流電
圧制御回路14は比例積分要素及びリミッタ回路を備え、
減算器13からの信号を零に抑制するための直流電流指令
ＩX＊を生成するようになっている。すなわち減算器13
と直流電圧制御回路14は直流電流指令生成回路として構
成されている。この直流電流指令ＩX＊は減算器16に入
力されており、減算器16は直流電流指令ＩX＊と電流検
出器15の検出出力ＩXとの偏差に応じた信号を出力する
ようになっている。そして電流制御回路17は減算器16か
らの信号を零に抑制するためのパルス信号を生成するよ
うになっている。すなわち減算器16と電流制御回路17は
パルス信号生成回路として構成されている。そして、こ
のパルス信号がスイッチングパワー素子５のベースに入
力されている。The subtractor 13 outputs to the DC voltage control circuit 14 a signal corresponding to the deviation between the voltage command Vdc * for the output voltage of the boost chopper circuit 7 and the detection output of the voltage detector 11. And the DC voltage control circuit 14 includes a proportional-integral element and a limiter circuit,
A direct current command I X * for suppressing the signal from the subtractor 13 to zero is generated. That is, the subtractor 13
The DC voltage control circuit 14 is configured as a DC current command generation circuit. The DC current command IX * is input to the subtractor 16, and the subtractor 16 outputs a signal corresponding to a deviation between the DC current command IX * and the detection output IX of the current detector 15. ing. The current control circuit 17 generates a pulse signal for suppressing the signal from the subtractor 16 to zero. That is, the subtractor 16 and the current control circuit 17 are configured as a pulse signal generation circuit. This pulse signal is input to the base of the switching power element 5.
次に動作を説明する。まず電動機10の出力電力が一定
の場合、インバータ９の入力電力ＰLも一定となる。そ
こで、コンデンサ３の直流電圧Vdcを一定に制御した場
合、インバータ９の入力電流の平均値Idcもほぼ一定の
直流電流となる。ここで、昇圧チョッパ回路７の損失は
比較的小さいので無視すると、電力ＰL相当の負荷電力
を電源１から供給する必要があり、例えばＰL＝2700Wの
場合、整流器２の出力電圧の平均値ＶRCは200V受電の場
合、1.35×200V＝270Vとなる。また整流回路２の出力電
流ＩXはＰL/VRCから10Aの平均電流となる。このよう
に、負荷が一定の場合、直流電圧をほぼ一定に制御する
と、整流回路２の出力電流指令ＩX＊もほぼ一定の直流
量となり、ＩX＊に電流検出器15の検出電流ＩXが追従す
るので、整流回路２の出力電流ＩXも直流電流が流れ
る。Next, the operation will be described. First case where the output power of the motor 10 is constant, the input power P L of the inverter 9 is also constant. Therefore, when the DC voltage Vdc of the capacitor 3 is controlled to be constant, the average value Idc of the input current of the inverter 9 also becomes a substantially constant DC current. Here, if ignored because boosting loss of the chopper circuit 7 is relatively small, it is necessary to supply the load power of the corresponding power P L from the power supply 1, for example, in the case of P L = 2700 W, the average value of the output voltage of the rectifier 2 V RC in the case of 200V power receiving, and 1.35 × 200V = 270V. The output current IX of the rectifier circuit 2 becomes an average current of 10 A from P L / V RC . As described above, when the DC voltage is controlled to be substantially constant when the load is constant, the output current command I X * of the rectifier circuit 2 also has a substantially constant DC amount, and the detection current I X of the current detector 15 is added to I X *. , The DC current also flows through the output current IX of the rectifier circuit 2.
すなわち、第２図に示されるように、整流回路２の出
力電流ＩXを一定の振幅ＩXOの直流量の電流で流した場
合、電源１の最大、最小の二相間で整流回路２の出力電
流ＩXOが流れるため、三相の電源電流ｉR,iS,iTは振幅
ＩXOの120°方形波電流が流れることになる。That is, as shown in FIG. 2, when the output current IX of the rectifier circuit 2 is supplied by a DC current having a constant amplitude I XO , the output of the rectifier circuit 2 is switched between the maximum and minimum phases of the power supply 1. Since the current I XO flows, the three-phase power supply currents i R , i S , and i T flow as a 120 ° square wave current with an amplitude I XO .
電源電流として120°方形波電流が流れると、電源力
率cosψは次の、（１）式で表わされる。When a 120 ° square wave current flows as the power supply current, the power supply power factor cosψ is expressed by the following equation (1).
ｖ1は瞬時の電源電圧で となる。また、Ｉは高調波電流を含む120°方形波電源
電流の実効値で、ｉ1は瞬時の基本波電源電流である。
次に、120°方形波電流の高調波成分の実効値は（２）
式で与えられる。 v 1 is an instantaneous power supply voltage Becomes I is the effective value of the 120 ° square wave power supply current including the harmonic current, and i 1 is the instantaneous fundamental wave power supply current.
Next, the effective value of the harmonic component of the 120 ° square wave current is (2)
Given by the formula.
ここでｎば奇数であり、（１）式の有効パワーをＰとす
ると（３）式で与えられる。 Here, if n is an odd number, and if the effective power in equation (1) is P, it is given by equation (3).
次に、皮相パワーＳは（４）式で与えられる。 Next, the apparent power S is given by equation (4).
この結果、電源力率cosψはP/Sなのでcosψ≒0.96とな
る。このように、電源力率が比較的大きくなるのは、12
0°方形波電流の場合、３次の高調波電流が生じないか
らである。 As a result, since the power supply power factor cosψ is P / S, cosψ ≒ 0.96. The reason why the power factor is relatively large is as follows.
This is because, in the case of a 0 ° square wave current, no third harmonic current is generated.
次に電動機10の負荷が急激に増加した場合には、イン
バータ９の入力電流idcが増加するので、コンデンサ電
流icが放電することから、電流icが負となり、直流電圧
Vdcが減少する。この結果直流電流指令ＩX＊が増加し、
スイッチングパワー素子５のゲートオン期間が長くな
る。これにより、電流検出器15の検出値Ixが増加するこ
とから直流リアクトル４に蓄積されるエネルギーが増加
する。このエネルギーはスイッチングパワー素子５のゲ
ートオフ期間、ブロックダイオード６を介して平滑コン
デンサ３へ転送される。この結果直流電圧Vdcが上昇
し、この電圧が電圧指令Vdc＊にほぼ一致するようにフ
ィードバック系が動作し、ダイオード電流の平均値Idi
とインバータ９の入力電流の平均値Idcが一致する。ま
た負荷が減少した場合には、前述した動作と逆の動作が
行われ、直流電流指令ＩX＊が減少し、スイッチングパ
ワー素子５のゲートオン期間が短くなり、ダイオード電
流の平均値Idiが減少する。このため、電動機の負荷が
急激に変化してもチョッパ回路７の出力電圧及び出力電
流を一定の状態に維持することができる。Next, when the load of the motor 10 increases rapidly, the input current idc of the inverter 9 increases, and the capacitor current ic is discharged.
Vdc decreases. As a result, the DC current command I X * increases,
The gate-on period of the switching power element 5 becomes longer. Thereby, the energy stored in DC reactor 4 increases because detection value Ix of current detector 15 increases. This energy is transferred to the smoothing capacitor 3 via the blocking diode 6 during the gate-off period of the switching power element 5. As a result, the DC voltage Vdc rises, and the feedback system operates so that this voltage substantially matches the voltage command Vdc *, and the average value of the diode current Idi
And the average value Idc of the input current of the inverter 9 matches. When the load decreases, the operation reverse to the above-described operation is performed, the DC current command IX * decreases, the gate-on period of the switching power element 5 decreases, and the average value Idi of the diode current decreases. . For this reason, even if the load of the motor changes suddenly, the output voltage and output current of the chopper circuit 7 can be maintained in a constant state.
このように、本実施例によれば、単一の整流回路２と
昇圧チョッパ回路７を設け、整流回路２の出力電流に直
流電流が流れるように制御することで、120°の方形波
電流が電源１に流れるようにしたため、簡単な回路構成
によっても、電源力率を0.96と大幅に向上させることが
できる。この結果電源電力が一定の場合電源電流を小さ
くすることができる。As described above, according to the present embodiment, by providing the single rectifier circuit 2 and the boost chopper circuit 7 and controlling the DC current to flow in the output current of the rectifier circuit 2, a square wave current of 120 ° can be generated. Since the power is supplied to the power supply 1, the power supply power factor can be greatly improved to 0.96 even with a simple circuit configuration. As a result, when the power supply power is constant, the power supply current can be reduced.
また整流回路２の出力電流が直流電流となるように制
御することで、電源電圧又は電源電圧位相の検出が不要
になると共に、三相受電の場合でも、単一の整流回路２
と単一の昇圧チョッパ回路７を設けるだけで、電力変換
装置を構成することができ、小型で低価格な電力変換装
置を構成することができる。Further, by controlling the output current of the rectifier circuit 2 to be a DC current, the detection of the power supply voltage or the power supply voltage phase becomes unnecessary, and even in the case of three-phase power reception, a single rectifier circuit
By simply providing the single boost chopper circuit 7, the power converter can be configured, and a small and inexpensive power converter can be configured.
次に、本発明の他の実施例を第３図に示す。 Next, another embodiment of the present invention is shown in FIG.
本実施例は、電動機10の負荷が急激に変化した場合で
もコンデンサ３の直流電圧の変動を大幅に抑制すると共
に電源力率を向上させるようにしたものであり、第１図
に示すものと異なるところは、インバータ９の出力電流
を検出する交流電流検出器18と、交流電流検出器18の検
出電流に基づいてインバータ９のキャリア半周期の整数
倍区間におけるインバータ９の入力平均電流を算出する
平均電流算出手段としてのインバータ入力電流演算器19
と、演算器19の算出電流と電圧検出器11の出力からイン
バータ９の入力平均電力を算出する電力算出手段として
の電力算出器20と、電力算出器20の出力電力を交流電源
１の三相交流電圧で除算してインバータ入力電流指令Ｉ
lを生成するインバータ入力電流指令生成手段としての
インバータ入力電流指令生成器21を設けると共に、直流
電圧制御回路14と減算器16との間に加算器22を設け、イ
ンバータ入力電流生成器21の出力を加算器22に入力する
ようにしたものである。In the present embodiment, even when the load of the electric motor 10 changes suddenly, the fluctuation of the DC voltage of the capacitor 3 is greatly suppressed and the power supply power factor is improved, which is different from that shown in FIG. However, an AC current detector 18 for detecting an output current of the inverter 9 and an average for calculating an input average current of the inverter 9 in an integral multiple of a half cycle of the carrier of the inverter 9 based on the detected current of the AC current detector 18. Inverter input current calculator 19 as current calculation means
A power calculator 20 as power calculating means for calculating the input average power of the inverter 9 from the calculated current of the calculator 19 and the output of the voltage detector 11; Inverter input current command I divided by AC voltage
In addition to providing an inverter input current command generator 21 as an inverter input current command generation means for generating l , an adder 22 is provided between the DC voltage control circuit 14 and the subtractor 16, and an output of the inverter input current generator 21 is provided. Is input to the adder 22.
インバータ入力電流の平均値Idcは次の（５）式から
求められる。The average value Idc of the inverter input current is obtained from the following equation (5).
ここで、ＴCはインバータのキャリア周期で、ＴU,TV,TW
は、ＴC区間における各相PWM信号のパルス幅である。 Here, T C is the carrier cycle of the inverter, and T U , T V , T W
Is the pulse width of each phase PWM signal in the TC section.
また、ｉU,iV,iWは電流検出器18で検出した瞬時のモ
ータ電流検出値である。なお、ゲインK1は昇圧チョッパ
回路７の損失を無視して、1/VRCの定数としており、200
V交流電圧受電の場合、整流回路２の出力電圧の平均値
ＶRCは交流電圧の1.35倍となり、270Vなので、K1＝1/27
0としている。Further, i U , i V , and i W are instantaneous motor current detection values detected by the current detector 18. Note that the gain K1 is a constant of 1 / V RC ignoring the loss of the boost chopper circuit 7, and
In the case of receiving the V AC voltage, the average value V RC of the output voltage of the rectifier circuit 2 is 1.35 times the AC voltage and 270 V, so that K1 = 1/27
0 is assumed.
そこで、コンデンサ３の負荷となるインバータ９の入
力電力ＰLをキャリア周期ＴC毎に瞬時に検出し、またイ
ンバータ９の入力電流の平均値Idcを（５）式から求め
れば、定常的には直流電流指令ＩX＊＝ＩLとなる。この
結果直流電流制御回路14の出力△ＩX＊はほぼ零とな
り、ＩL検出誤差を補正するのみとなる。このようなこ
とから、電動機10の負荷が急激に変化しても、素早く直
流量でＩLを検出して直流電流指令ＩX＊を変えるように
しているため、直流電圧制御回路14の動作遅れの影響を
受けることがない。この結果負荷に対応した電源電流が
瞬時に流れ、負荷の外乱によっても直流電圧Vdcの変動
を大幅に低減することができる。更に整流回路２の出力
電流ＩXは直流電流であるため、120°方形波の電源電流
が流れ、電源力率も0.96と大幅に向上させることができ
る。Therefore, by obtaining the input power P L of the inverter 9 as a load of the capacitor 3 detected instantaneously for each carrier period T C, also the average value Idc of the input current of the inverter 9 (5), the constant DC current command I X * = I L. As a result, the output ΔI X * of the DC current control circuit 14 becomes almost zero, and only the I L detection error is corrected. For this reason, even if the load of the motor 10 changes abruptly, since as to detect the I L varying the DC current command I X * quickly DC volume, operation delay of the DC voltage control circuit 14 Is not affected. As a result, the power supply current corresponding to the load flows instantaneously, and the fluctuation of the DC voltage Vdc can be greatly reduced due to the load disturbance. Further, since the output current IX of the rectifier circuit 2 is a DC current, a 120 ° square wave power supply current flows, and the power supply power factor can be greatly improved to 0.96.
次に、本発明の第３実施例を第４図に示す。 Next, a third embodiment of the present invention is shown in FIG.
本実施例は、第３図に示す演算器19と電力算出器20の
代りに、電流検出器18の検出出力とインバータ９の１次
電圧指令V1＊と１次電圧ベクトル位相θｖ1及びインバ
ータ９の入力電力を算出する入力電力算出手段としての
インバータ出力電力演算器23を設けたものであり、その
他のものは第３図と同様である。すなわち、本実施例で
は、インバータ９の損失を省略して、近似的にコンデン
サ３の負荷となるインバータ９の入力電力を検出するよ
うにしたものである。This embodiment, instead of the arithmetic unit 19 and the power calculator 20 shown in FIG. 3, the current detector 18 detects the output of the primary voltage command of the inverter 9 V1 * and the primary voltage vector phase .theta.v 1 and the inverter 9 3 is provided with an inverter output power calculator 23 as input power calculation means for calculating the input power of FIG. That is, in this embodiment, the loss of the inverter 9 is omitted, and the input power of the inverter 9 serving as a load on the capacitor 3 is detected approximately.
ここで、インバータ９の出力電力を算出するに際し
て、正弦波変調PWM方式の場合、変調波（正弦波）の振
幅が１次電圧の大きさV1＊に対応し、変調波の位相がθ
ｖ1となる。そこで、次の（６）式による１次電圧ベク
トル方向のモータ電流の有効分電流Iqを求めることとし
ている。Here, when calculating the output power of the inverter 9, in the case of the sine wave modulation PWM method, the amplitude of the modulation wave (sine wave) corresponds to the magnitude V1 * of the primary voltage, and the phase of the modulation wave is θ
v 1 to become. Therefore, an effective component current Iq of the motor current in the primary voltage vector direction is determined by the following equation (6).
そこで、インバータ入力パワーＰLを（７）式から求
め、第３図の実施例と同様に負荷外乱による直流電圧変
動を大幅に低減するものである。 Therefore, obtains an inverter input power P L from equation (7) is intended to greatly reduce the DC voltage fluctuation according to the embodiment similarly to the load disturbance of FIG. 3.
ＰL≒ＰINV＝Ｋα・Vdc・Ｖ1＊・Iq ……（７） ここで、Ｋαは定数でありＫα・Vdc・Ｖ1＊が実際の
インバータ出力電圧の大きさとなり、Vdcに比例して大
きくなる。P L ≒ P INV = Kα · Vdc · V 1 * · Iq (7) where Kα is a constant, and Kα · Vdc · V 1 * is the magnitude of the actual inverter output voltage and is proportional to Vdc. It becomes bigger.
次に、第３図の変形例として本発明の第４実施例を第
５図に示す。Next, FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention as a modification of FIG.
本実施例は、定数発生器21を加算器21と減算器16の間
に設け、直流電圧制御回路14を電圧指令と電圧検出器11
の出力との偏差を零に抑制するための電力指令を生成す
る電力指合生成回路として用い、加算器22を電力指令補
正回路として用い、定数発生器21を直流電流指令生成回
路として用いたものであり、他の構成は第３図のものと
同様である。本実施例においても、第３図のものと同様
の効果を得ることができる。In this embodiment, a constant generator 21 is provided between an adder 21 and a subtractor 16, and a DC voltage control circuit 14 is connected to a voltage command and a voltage detector 11.
Using an adder 22 as a power command correction circuit and a constant generator 21 as a DC current command generation circuit. The other configuration is the same as that of FIG. In this embodiment, the same effect as that of FIG. 3 can be obtained.
また第４図の変形例として本発明の第５実施例を第６
図に示す。As a modification of FIG. 4, the fifth embodiment of the present invention
Shown in the figure.
本実施例は、第５図に示すものと同様に、定数発生器
21を加算器22と減算器16との間に設け、直流電圧制御回
路14を電力指令生成回路として用い、加算器22を電力指
令補正回路として用い、定数発生器21を直流電流指令生
成回路として用いたものであり、他の構成は第４図のも
のと同様であり、第４図に示すものと同様な効果を得る
ことができる。This embodiment is similar to the one shown in FIG.
21 is provided between the adder 22 and the subtractor 16, the DC voltage control circuit 14 is used as a power command generation circuit, the adder 22 is used as a power command correction circuit, and the constant generator 21 is used as a DC current command generation circuit. The other configuration is the same as that of FIG. 4, and the same effect as that shown in FIG. 4 can be obtained.
前記各実施例において、昇圧チョッパ回路７のスイッ
チング周波数fcが100kHz等非常に大きいと、整流回路２
の出力電流ＩXはほぼ直流になるが、周波数fcが、例え
ば10kHz等と小さくなると、パワー素子５のスイッチン
グに伴うリプル電流が生じる。この結果、120°方形波
電流にスイッチング周波数fcのリプル電流が重畳した電
源電流が流れ、ラジオノイズ等高調波が問題となる場合
がある。このような場合には、第７図及び第８図に示さ
れるように、交流電源１と整流回路２との間にスイッチ
ング周波数fcに共振してリプル電流を吸収する共振フィ
ルタ24又はスイッチング周波数fcのリプル電流のみを吸
収するLC回路のフィルタ25を設ければ、パワー素子５の
スイッチングに伴うリプル電流を除去し、交流電源１に
120°方形波の電流を流すことができると共にラジオノ
イズ等の高調波電流障害が生じるのを防止することがで
きる。なお、フィルタ24のLCの値はLC＝1/2π・fcとな
るように設定されている。In each of the above embodiments, if the switching frequency fc of the boost chopper circuit 7 is very large, such as 100 kHz, the rectifier circuit 2
The output current IX becomes substantially direct current, but when the frequency fc is reduced to, for example, 10 kHz, a ripple current is generated due to the switching of the power element 5. As a result, a power supply current in which a ripple current of the switching frequency fc is superimposed on the 120 ° square wave current flows, and a harmonic such as radio noise may become a problem. In such a case, as shown in FIGS. 7 and 8, between the AC power supply 1 and the rectifier circuit 2, the resonance filter 24 that resonates at the switching frequency fc to absorb the ripple current or the switching frequency fc If the filter 25 of the LC circuit that absorbs only the ripple current is provided, the ripple current accompanying the switching of the power element 5 is removed, and the AC power supply 1
A 120 ° square wave current can be passed, and harmonic current disturbances such as radio noise can be prevented from occurring. Note that the LC value of the filter 24 is set so that LC = 1 / 2π · fc.
また、第９図に示されるように、昇圧チョッパ回路７
の出力側に複数の平滑コンデンサ3a〜3nと複数のインバ
ータ9a〜9nと各インバータの出力に複数の誘導電動機10
a〜10nを備えたシステムにおいても、前記各実施例を適
用することができる。Further, as shown in FIG.
The output side has a plurality of smoothing capacitors 3a to 3n, a plurality of inverters 9a to 9n, and a plurality of induction motors 10 at the output of each inverter.
Each of the above embodiments can be applied to a system including a to 10n.
以上説明したように、本発明によれば、単一の三相整
流回路と単一の昇圧チョッパ回路を用いても三相整流回
路の出力電流を一定振幅の直流電流となるように制御し
たため、電源力率を大幅に向上させることができ、装置
の小型軽量化に寄与することができる。更にインバータ
の出力電流を瞬時に検出し、この検出値に従って整流回
路の出力電流を補正するようにしたため、電動機の負荷
が急激に変動してもインバータの入力電圧の変動を十分
に抑制することができる。As described above, according to the present invention, even when a single three-phase rectifier circuit and a single boost chopper circuit are used, the output current of the three-phase rectifier circuit is controlled to be a DC current having a constant amplitude. The power supply power factor can be greatly improved, which can contribute to the reduction in size and weight of the device. Furthermore, since the output current of the inverter is instantaneously detected and the output current of the rectifier circuit is corrected in accordance with the detected value, even if the load of the motor fluctuates rapidly, the fluctuation of the input voltage of the inverter can be sufficiently suppressed. it can.
第１図は本発明の第１実施例を示す構成図、第２図は第
１図に示す装置の作用を説明するための波形図、第３図
は本発明の第２実施例を示す構成図、第４図は本発明の
第３実施例を示す構成図、第５図は本発明の第４実施例
を示す構成図、第６図は本発明の第５実施例を示す構成
図、第７図は本発明の第６実施例を示す構成図、第８図
は本発明の第７実施例を示す構成図、第９図は本発明の
第８実施例を示す構成図である。 １……交流電源、２……三相全波整流回路、３……平滑
コンデンサ、４……直流リアクトル、５……スイッチン
グパワー素子、６……ブロックダイオード、７……昇圧
チョッパ回路、８……インバータ制御装置、９……イン
バータ、10……誘導電動機、11……電圧検出器、13……
減算器、14……直流電圧制御回路、15……直流電流検出
器、16……減算器、17……電流制御回路、18……交流電
流検出器、19……インバータ入力電流演算器、20……電
力算出器、21……定数発生器、22……加算器、23……イ
ンバータ出力電流演算器。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a configuration showing a second embodiment of the present invention. FIG. 4, FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention, FIG. 6 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention, FIG. 7 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention, FIG. 8 is a block diagram showing a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention. 1 ... AC power supply, 2 ... Three-phase full-wave rectifier circuit, 3 ... Smoothing capacitor, 4 ... DC reactor, 5 ... Switching power element, 6 ... Block diode, 7 ... Boost chopper circuit, 8 ... ... Inverter control device, 9 ... Inverter, 10 ... Induction motor, 11 ... Voltage detector, 13 ...
Subtractor, 14 DC voltage control circuit, 15 DC current detector, 16 Subtractor, 17 Current control circuit, 18 AC current detector, 19 Inverter input current calculator, 20 ... power calculator, 21 ... constant generator, 22 ... adder, 23 ... inverter output current calculator.
フロントページの続き (72)発明者 藤井 洋 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (56)参考文献 特開 平２−106171（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−166765（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−148070（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02M 3/00 - 3/44 H02M 7/00 - 7/98 Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Fujii 7-1-1, Higashi-Narashino, Narashino-shi, Chiba Pref. Hitachi, Ltd. Narashino Plant (56) References JP-A-2-106171 (JP, A) JP-A-56- 166765 (JP, A) JP-A-1-148070 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H02M 3/00-3/44 H02M 7/00-7/98
Claims (7)
三相整流回路の出力電圧をチョッピングにより昇圧する
昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力信号を平
滑する平滑素子と、平滑素子の出力電圧を検出する電圧
検出器と、昇圧チョッパ回路の出力電圧に対する電圧指
令と電圧検出器の検出出力との偏差を零に抑制し且つ前
記三相整流回路の出力に直流電流を流すための直流電流
指令を生成する直流電流指令生成回路と、三相整流回路
の出力電流を検出する直流電流検出器と、直流電流指令
と直流電流検出器の検出出力との偏差を零に抑制するた
めのパルス信号を生成するパルス信号生成回路とを有
し、前記昇圧チョッパ回路は、整流回路の出力電荷を蓄
積するリアクトルと、このリアクトルに蓄積された電荷
の充放電をパルス信号のパルス幅に応じて制御するスイ
ッチング素子とを備えて構成されている電力変換装置。1. A three-phase rectifier circuit for rectifying a three-phase AC voltage,
A boost chopper circuit for boosting the output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, a smoothing element for smoothing an output signal of the boost chopper circuit, a voltage detector for detecting an output voltage of the smoothing element, and an output voltage for the boost chopper circuit. A DC current command generation circuit that suppresses the deviation between the voltage command and the detection output of the voltage detector to zero and generates a DC current command for flowing a DC current to the output of the three-phase rectification circuit; A DC current detector for detecting an output current, and a pulse signal generation circuit for generating a pulse signal for suppressing a deviation between a DC current command and a detection output of the DC current detector to zero, the boost chopper circuit Is equipped with a reactor that stores the output charge of the rectifier circuit, and a switching element that controls charging and discharging of the charge stored in the reactor according to the pulse width of the pulse signal. Power conversion device configured Te.
三相整流回路の出力電圧をチョッピングにより昇圧する
昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力信号を平
滑する平滑素子と、平滑素子の出力電圧を検出する電圧
検出器と、平滑素子の出力電力を交流電力に変換して交
流電動機を駆動するインバータと、交流電動機に対する
周波数指令に従ってパルス信号を生成し、このパルス信
号をインバータに与えてインバータの出力電圧を制御す
るインバータ制御手段と、インバータの出力電流を検出
する交流電流検出器と、交流電流検出器の検出出力に基
づいてインバータのキャリア半周期の整数倍区間におけ
るインバータの入力平均電流を算出する平均電流算出手
段と、平均電流算出手段の算出電流と前記電圧検出器の
検出出力からインバータの入力平均電力を算出する電力
算出手段と、電力算出手段の算出電力を三相交流電圧で
除算してインバータ入力電流指令を生成するインバータ
入力電流指令生成手段と、昇圧チョッパ回路の出力電圧
に対する電圧指令と電圧検出器の検出出力との偏差を零
に抑制するための直流電流指令を生成する直流電流指令
生成回路と、直流電流指令とインバータ入力電流指令と
を加算した最終直流電流指令を生成する最終直流電流指
令生成回路と、三相整流回路の出力電流を検出する直流
電流検出器と、最終直流電流指令と直流電流検出器の検
出出力との偏差を零に抑制するためのパルス信号を生成
するパルス信号生成回路とを有し、前記昇圧チョッパ回
路は、整流回路の出力電荷を蓄積するリアクトルと、こ
のリアクトルに蓄積された電荷の充放電をパルス信号の
パルス幅に応じて制御するスイッチング素子とを備えて
構成されている電力変換装置。2. A three-phase rectifier circuit for rectifying a three-phase AC voltage,
A boost chopper circuit for boosting the output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, a smoothing element for smoothing the output signal of the boost chopper circuit, a voltage detector for detecting the output voltage of the smoothing element, and an AC power for the output power of the smoothing element. An inverter that converts the electric power into electric power to drive the AC motor, generates a pulse signal according to a frequency command for the AC motor, and supplies the pulse signal to the inverter to control an output voltage of the inverter; An AC current detector to detect, an average current calculating means for calculating an input average current of the inverter in an integral multiple of a half cycle of the carrier of the inverter based on a detection output of the AC current detector, and a calculated current of the average current calculating means. Power calculating means for calculating an average input power of the inverter from a detection output of the voltage detector; An inverter input current command generating means for generating an inverter input current command by dividing the calculated power of the output means by a three-phase AC voltage; and a deviation between a voltage command with respect to the output voltage of the boost chopper circuit and a detection output of the voltage detector. A DC current command generating circuit for generating a DC current command for suppressing the DC current command, a final DC current command generating circuit for generating a final DC current command obtained by adding the DC current command and the inverter input current command, and a three-phase rectifier circuit. A DC current detector for detecting an output current, and a pulse signal generation circuit for generating a pulse signal for suppressing a deviation between a final DC current command and a detection output of the DC current detector to zero, wherein the boost chopper The circuit consists of a reactor that stores the output charge of the rectifier circuit, and a switch that controls the charging and discharging of the charge stored in this reactor according to the pulse width of the pulse signal. Power conversion apparatus is configured to include a grayed element.
三相整流回路の出力電圧をチョッピングにより昇圧する
昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力信号を平
滑する平滑素子と、平滑素子の出力電圧を検出する電圧
検出器と、平滑素子の出力電力を交流電力に変換して交
流電動機を駆動するインバータと、交流電動機に対する
周波数指令に従ってパルス信号を生成し、このパルス信
号をインバータに与えてインバータの出力電圧を制御す
るインバータ制御手段と、インバータの出力電流を検出
する交流電流検出器と、交流電流検出器の検出出力に基
づいてインバータのキャリア半周期の整数倍区間におけ
るインバータの入力平均電流を算出する平均電流算出手
段と、平均電流算出手段の算出電流と前記電圧検出器の
検出出力からインバータの入力平均電力を算出する電力
算出手段と、平滑素子の出力電圧に対する電圧指令と電
圧検出器の検出出力との偏差を零に抑制するための電力
指令を生成する電力指令生成回路と、電力指令を電力算
出手段の算出電力で補正する電力指令補正回路と、電力
指令補正回路の出力電力を三相交流電圧で除算して直流
電流指令を生成する直流電流指令回路と、直流電流指令
と直流電流検出器の検出出力との偏差を零に抑制するた
めのパルス信号を生成するパルス信号生成回路とを有
し、前記昇圧チョッパ回路は、整流回路の出力電荷を蓄
積するリアクトルと、このリアクトルに蓄積された電荷
の充放電をパルス信号のパルス幅に応じて制御するスイ
ッチング素子とを備えて構成されている電力変換装置。3. A three-phase rectifier circuit for rectifying a three-phase AC voltage,
A boost chopper circuit for boosting the output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, a smoothing element for smoothing the output signal of the boost chopper circuit, a voltage detector for detecting the output voltage of the smoothing element, and an AC power for the output power of the smoothing element. An inverter that converts the electric power into electric power to drive the AC motor, generates a pulse signal according to a frequency command for the AC motor, and supplies the pulse signal to the inverter to control an output voltage of the inverter; An AC current detector to detect, an average current calculating means for calculating an input average current of the inverter in an integral multiple of a half cycle of the carrier of the inverter based on a detection output of the AC current detector, and a calculated current of the average current calculating means. Power calculating means for calculating an input average power of the inverter from a detection output of the voltage detector; A power command generation circuit for generating a power command for suppressing a deviation between a voltage command with respect to the output voltage of the slave and a detection output of the voltage detector to zero, and a power command correction for correcting the power command with the calculated power of the power calculation means Circuit, a DC current command circuit that divides the output power of the power command correction circuit by the three-phase AC voltage to generate a DC current command, and suppresses a deviation between the DC current command and the detection output of the DC current detector to zero. A pulse signal generating circuit for generating a pulse signal for generating a pulse signal, and the step-up chopper circuit includes a reactor for accumulating an output charge of the rectifier circuit and charging / discharging the charge accumulated in the reactor to a pulse width of the pulse signal. And a switching element controlled in accordance with the power conversion device.
三相整流回路の出力電圧をチョッピングによリ昇圧する
昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力信号を平
滑する平滑素子と、平滑素子の出力電圧を検出する電圧
検出器と、平滑素子の出力電力を交流電力に変換して交
流電動機を駆動するインバータと、交流電動機に対する
周波数指令に従ってパルス信号を生成し、このパルス信
号をインバータに与えてインバータの出力電圧を制御す
るインバータ制御手段と、インバータの出力電流を検出
する交流電流検出器と、交流電流検出器の検出出力とイ
ンバータの１次電圧指令および１次電圧ベクトル位相に
従ってインバータの入力電力を算出する入力電力算出手
段と、入力電力算出手段の算出電力を三相交流電圧で除
算してインバータ入力電流指令を生成するインバータ入
力電流指令生成手段と、昇圧チョッパ回路の出力電圧に
対する電圧指令と電圧検出器の検出出力との偏差を零に
抑制するための直流電流指令を生成する直流電流指令生
成回路と、直流電流指令とインバータ入力電流指令とを
加算した最終直流電流指令生成回路と、三相整流回路の
出力電流を検出する直流電流検出器と、最終直流電流指
令と直流電流検出器の検出出力との偏差を零に抑制する
ためのパルス信号を生成するパルス信号生成回路とを有
し、前記昇圧チョッパ回路は、整流回路の出力電荷を蓄
積するリアクトルと、このリアクトルに蓄積された電荷
の充放電をパルス信号のパルス幅に応じて制御するスイ
ッチング素子とを備えて構成されている電力変換装置。4. A three-phase rectifier circuit for rectifying a three-phase AC voltage,
A boost chopper circuit for boosting the output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, a smoothing element for smoothing an output signal of the boost chopper circuit, a voltage detector for detecting an output voltage of the smoothing element, and an output power of the smoothing element An inverter that converts AC power into AC power, drives an AC motor, generates a pulse signal according to a frequency command for the AC motor, and supplies the pulse signal to the inverter to control an output voltage of the inverter; and an output of the inverter. An AC current detector for detecting a current, an input power calculating means for calculating an input power of the inverter according to a detection output of the AC current detector, a primary voltage command and a primary voltage vector phase of the inverter, and a calculation of the input power calculating means Inverter input current command generator that divides power by three-phase AC voltage to generate inverter input current command A DC current command generation circuit for generating a DC current command for suppressing a deviation between a voltage command with respect to an output voltage of the boost chopper circuit and a detection output of the voltage detector to zero, a DC current command and an inverter input current command. And a DC current detector for detecting the output current of the three-phase rectifier circuit, and a pulse for suppressing the deviation between the final DC current command and the detection output of the DC current detector to zero. A pulse signal generation circuit for generating a signal, wherein the boost chopper circuit controls a reactor for accumulating an output charge of the rectifier circuit, and controls charging and discharging of the charge accumulated in the reactor in accordance with a pulse width of the pulse signal. A power conversion device configured to include a switching element.
三相整流回路の出力電圧をチョッピングにより昇圧する
昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力信号を平
滑する平滑素子と、平滑素子の出力電圧を検出する電圧
検出器と、平滑素子の出力電力を交流電力に変換して交
流電動機を駆動するインバータと、交流電動機に対する
周波数指令に従ってパルス信号を生成し、このパルス信
号をインバータに与えてインバータの出力電圧を制御す
るインバータ制御手段と、インバータの出力電流を検出
する交流電流検出器と、交流電流検出器の検出出力とイ
ンバータの１次電圧指令および１次電圧ベクトル位相に
従ってインバータの入力電力を算出する入力電力算出手
段と、昇圧チョッパ回路の出力電圧に対する電圧指令と
電圧検出器との偏差を零に抑制するための電力指令を生
成する電力指令生成回路と、この電力指令を入力電力算
出手段の算出電力で補正する電力指令補正回路と、電力
指令補正回路の出力電力を三相交流電圧で除算して直流
電流指令を生成する直流電流指令生成回路と、直流電流
指令と直流電流検出器の検出出力との偏差を零に抑制す
るためのパルス信号を生成するパルス信号生成回路とを
有し、前記昇圧チョッパ回路は、整流回路の出力電荷を
蓄積するリアクトルと、このリアクトルに蓄積された電
荷の充放電をパルス信号のパルス幅に応じて制御するス
イッチング素子とを備えて構成されている電力変換装
置。5. A three-phase rectifier circuit for rectifying a three-phase AC voltage,
A boost chopper circuit for boosting the output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, a smoothing element for smoothing the output signal of the boost chopper circuit, a voltage detector for detecting the output voltage of the smoothing element, and an AC power for the output power of the smoothing element. An inverter that converts the electric power into electric power to drive the AC motor, generates a pulse signal according to a frequency command for the AC motor, and supplies the pulse signal to the inverter to control an output voltage of the inverter; An AC current detector for detecting, an input power calculating means for calculating an input power of the inverter according to a detection output of the AC current detector, a primary voltage command and a primary voltage vector phase of the inverter, and a voltage with respect to an output voltage of the boost chopper circuit A power command generator that generates a power command to suppress the deviation between the command and the voltage detector to zero A power command correction circuit for correcting the power command by the calculated power of the input power calculation means; and a DC current command generation circuit for generating a DC current command by dividing the output power of the power command correction circuit by the three-phase AC voltage. And a pulse signal generation circuit that generates a pulse signal for suppressing a deviation between the DC current command and the detection output of the DC current detector to zero, wherein the step-up chopper circuit accumulates output charges of the rectifier circuit. And a switching element that controls charging and discharging of electric charges accumulated in the reactor in accordance with a pulse width of a pulse signal.
三相整流回路の出力電圧をチョッピングにより昇圧する
昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路の出力信号を平
滑する複数の平滑素子と、平滑素子の出力電圧を検出す
る電圧検出器と、平滑素子の出力電力を交流電力に変換
して複数の交流電動機をそれぞれ駆動する複数のインバ
ータと、各交流電動機に対する周波数指令に従ってパル
ス信号を生成し、このパルス信号を各インバータに与え
てインバータの出力電圧を制御する複数のインバータ制
御手段と、各インバータの出力電流を検出する複数の交
流電流検出器とを有すると共に、各交流電流検出器の検
出出力と昇圧チョッパ回路の出力電圧に対する電圧指令
に基づいて昇圧チョッパ回路を制御するものとして、請
求項1,2,3,4又は５記載のものを有する電力変換装置。6. A three-phase rectifier circuit for rectifying a three-phase AC voltage,
A boost chopper circuit for boosting the output voltage of the three-phase rectifier circuit by chopping, a plurality of smoothing elements for smoothing an output signal of the boost chopper circuit, a voltage detector for detecting an output voltage of the smoothing element, and an output power of the smoothing element And a plurality of inverters that respectively drive the plurality of AC motors by converting the AC power into AC power, and generate a pulse signal according to a frequency command for each AC motor, and apply the pulse signal to each inverter to control the output voltage of the inverter. And a plurality of AC current detectors for detecting the output current of each inverter, and a boost chopper circuit based on a detection output of each AC current detector and a voltage command for an output voltage of the boost chopper circuit. An electric power converter having the control device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
イッチング素子のスイッチングに伴うリプル電流を除去
するフイルタを設けてなる請求項１〜６のうちいずれか
１つの項に記載の電力変換装置。7. The power converter according to claim 1, further comprising a filter provided on an input side of the three-phase rectifier circuit for removing a ripple current accompanying switching of the switching element for the boost chopper. .
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- 1990-09-10 JP JP23974490A patent/JP2869498B2/en not_active Expired - Lifetime
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