JP3028169B2 - Power converter - Google Patents

Power converter

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JP3028169B2
JP3028169B2 JP5175030A JP17503093A JP3028169B2 JP 3028169 B2 JP3028169 B2 JP 3028169B2 JP 5175030 A JP5175030 A JP 5175030A JP 17503093 A JP17503093 A JP 17503093A JP 3028169 B2 JP3028169 B2 JP 3028169B2
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康之 杉浦
茂太 上田
明照 植田
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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、一般産業、電力用、車
両用など大容量半導体電力変換器に係り、特に多重制御
系の信頼性を高める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 large-capacity semiconductor power converter for general industry, electric power, vehicles and the like, and more particularly to a power converter for improving the reliability of a multiplex control system.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体スイッチング素子を用いた順電力
変換器または逆電力変換器において、直流側電圧と交流
側電圧と交流側の周波数等を検出して変換電力を制御す
る電力変換器の信頼性および安定性を高める目的で多重
化している。この例としては予備を考慮して複数台備え
並列運転するいわゆる並列冗長同期運転を行う特開昭6
0ー102878号公報に示す手段がある。また特開昭
59ー11782号公報では制御回路から第1のパルス
を発生させる段階で3重にし、その中の中間値を多数決
論理により選択する方法がとられている。
2. Description of the Related Art In a forward power converter or a reverse power converter using a semiconductor switching element, the reliability of a power converter that controls converted power by detecting a DC side voltage, an AC side voltage, an AC side frequency, and the like. And multiplexing for the purpose of enhancing stability. As an example of this, a so-called parallel redundant synchronous operation in which a plurality of units are operated in parallel in consideration of a spare is disclosed in
There is a means disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 0-102878. In Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-11782, a method is adopted in which the first pulse is generated from the control circuit in a triple manner, and an intermediate value in the triple is selected by majority logic.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】特開昭60ー1028
78号公報に示された技術は、待機中の装置を事故時に
切り替えるに際し一時中断の恐れがあったり、共通発信
器の故障でインバータ装置が全部ダウンする恐れもあ
る。
Problems to be Solved by the Invention JP-A-60-1028
In the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 78, there is a risk that the standby device may be temporarily interrupted when switching to a standby device in the event of an accident, or that all the inverter devices may be down due to a failure of the common oscillator.

【0004】また、特開昭59ー11782号公報の例
では第1のパルス発生回路を3重にし、3重化された第
1のパルス発生回路の出力を第2のパルス発生回路でさ
らに3重化している。この方式は保護する3重系がパル
スの状態のハード部分で論理積および論理和によりチェ
ックするもので、制御部分の異常かハード部分の異常か
が把握出来ない欠点があり、装置の安全性および信頼性
に関して不完全なものである。
In the example of JP-A-59-11782, the first pulse generating circuit is tripled, and the output of the tripled first pulse generating circuit is further reduced by the second pulse generating circuit. It is heavy. In this method, the triple system to be protected checks by a logical product and a logical sum in the hard part of the pulse state. There is a disadvantage that it is not possible to know whether the control part is abnormal or the hardware part is abnormal. Incomplete with respect to reliability.

【0005】本発明の目的は、制御情報の異常発生の見
極めをより早く行い、多重化制御系の信頼性を高めた電
力変換装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a power conversion device which can quickly determine whether an abnormality has occurred in control information and which has improved reliability of a multiplex control system.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、自己消弧形半導体スイッチング素子で
構成される自励式電力変換器と、該自励式電力変換器に
対して、該電力変換器が交流系統に供給する有効電力及
び無効電力の指令信号を生成する電力指令部と該電力指
令部の出力と前記交流系統の電圧及び電流検出信号から
ベクトル電圧指令信号を出力する電力制御部と該電力制
御部の出力に基づいて前記自己消弧形半導体スイッチン
グ素子を制御するパルス幅変調制御信号を出力するパル
ス制御部を含んだ制御装置を備えた電力変換装置にお
いて、前記制御装置は上位から下位へ前記電力指令部と
電力制御部とパルス制御部に3分割構成され、かつ分割
構成部は多重系で構成され、前記各系の分割構成部は
力信号に基づいて演算するとともに演算結果を格納する
演算部と、演算部の演算結果の内容を判断する判断部
、他系の演算部との間で前記演算部の演算結果を相互
に送信及び受信する手段と、同一の系の間で信号を上位
から下位へ伝達する手段を備え、前記各系の判断部は、
自系の演算部の演算結果と他系の演算部の演算結果とを
比較して運転が安全な演算結果に従った信号を選択して
出力してなることを特徴とす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 a self-excited power converter comprising a self-extinguishing type semiconductor switching element and a self- excited power converter.
On the other hand, the power converter generates a command signal of active power and reactive power supplied to the AC system, and outputs a vector command signal from the output of the power command unit and the voltage and current detection signals of the AC system. a power conversion device and a control device including a pulse control unit for outputting a pulse width modulation control signal for controlling said self-turn-off semiconductor switching elements based on the output of the power control unit and said power control unit for outputting The control device is divided into three parts from the higher order to the lower order: the power command unit, the power control unit, and the pulse control unit, and the division unit is configured by a multiplex system , and the division unit of each system is input.
A computing unit that computes based on a force signal and stores the computation result, a determination unit that determines the content of the computation result of the computation unit, and mutually transmits the computation result of the computation unit between the computation unit of another system. And means for receiving, comprising means for transmitting a signal from the higher order to the lower order between the same system, the determination unit of each system,
The calculation result of the calculation unit of the own system and the calculation result of the calculation unit of the other system are
Compare and select the signal according to the operation result that is safe for operation.
To constitute a power conversion apparatus characterized by comprising output
Things .

【0007】前記電力変換装置を構成するに際しては、
以下の要素を付加することができる。
[0007] In configuring the power converter,
The following elements can be added:

【0008】(1)前記制御装置は、常時は多重系の分
割構成部のうち1系統の分割構成部により生成されたパ
スル幅変調制御信号を出力し、前記1系統の分割構成部
のいずれかに故障が生じたときには、前記1系統の分割
構成部のうち正常な要素と、故障の生じた要素と同一で
系統の異なる要素とから生成されたパルス幅変調制御信
号を出力してなる。
[0008] (1) The control device always has a multiplex system.
The parameters generated by one of the split components
Outputting a through-width modulation control signal;
If a failure occurs in any of the above,
The same as the normal element and the failed element
Pulse width modulation control signal generated from different system elements
Output.

【0009】(2)前記分割構成部は2重系である。御
信号を出力してなる。
(2) The split component is a double system. Your
Output signal.

【0010】(3)前記電力指令部及び電力制御部を2
重系、パルス制御部を3重系とし、該3重系のパルス制
御部から相異なる2系統のパルス幅変調制御信号を入力
する3個の論理積と、該3個の論理積からのパルス幅変
調制御信号のうちいずれか1つのパルス幅変調制御信号
を選択して電力変換器へ出力する1個の論理和を備えた
こと。
(3) The power command unit and the power control unit are two
And the pulse control unit is a triple system, and the pulse control of the triple system is performed.
Input two different pulse width modulation control signals from the controller
And the pulse width change from the three logical products
Pulse width modulation control signal of one of the tone control signals
With one logical sum to select and output to the power converter
thing.

【0011】(4)電力指令部と電力制御部に対して信
号を送受信して該信号の異常を検出する故障診断機能部
を備え、該故障診断機能部は電力指令部と電力制御部か
らの信号を蓄積する演算部と、該演算部の出力から異常
および故障を検出する判断部を含み、前記判断部にて複
数の信号から適切な信号を選択し、前記電力指令部と電
力制御部の判断部に信号の選択とその経路を指示するこ
と。
(4) Communication between the power command unit and the power control unit
Failure diagnosis function unit which transmits and receives signals and detects abnormality of the signal
The failure diagnosis function unit is a power command unit and a power control unit.
Operation unit that accumulates these signals, and abnormal output from the operation unit
And a judgment unit for detecting a failure.
Select the appropriate signal from the number of signals, and
Select the signal and instruct the path of the signal to the judgment unit of the force control unit.
When.

【0012】(5)前記分割構成部はマイクロコンピュ
ータで構成し、電力指令部及び電力制御部が周期的にサ
ンプリングと演算を行い、前記電力指令部の制御情報サ
ンプリング及び演算周期は前記電力制御部の制御情報サ
ンプリング及び演算周期の整数倍とし、前記電力指令部
間および前記電力指令部から前記電力制御部への制御情
報伝送は、前記電力指令部のサンプリング毎に行い、前
記電力制御部間、および前記電力制御部からパルス制御
部への制御情報伝送は前記電力制御部のサンプリング毎
に行うこと。
(5) The divided component is a micro computer
Power control unit and power control unit periodically
Performs sampling and calculation, and provides control information
The sampling and calculation cycle is controlled by the control information
The power command section shall be an integral multiple of the sampling and calculation cycle.
Control information from the power command unit to the power control unit during and
The information transmission is performed for each sampling of the power command unit,
Pulse control between the power control units and from the power control unit
Control information transmission to the power control unit
To do.

【0013】(6)電力制御部間の制御情報伝送が、サ
ンプリング毎に送信及び受信を交互に実行すること。
(6) Transmission of control information between power control units
Transmission and reception are performed alternately for each sampling.

【0014】[0014]

【作用】このように構成することにより、本発明によれ
ば次の作用により上記の目的が達成される。
According to the present invention, the above-mentioned object is achieved by the following operation according to the present invention .

【0015】本願発明は、制御装置を制御系の上位から
下位へ前記電力指令部と電力制御部とパルス制御部に3
分割して構成し、かつ分割構成部を多重系で構成し、各
系の分割構成部は、入力信号に基づいて演算するととも
演算結果を格納する演算部と、演算部の演算結果の内
を判断する判断部と、他系の演算部との間で前記演算
部の演算結果を相互に送信及び受信する手段と、同一の
系の間で信号を上位から下位へ伝達する手段を備え、前
記各系の判断部は、自系の演算部の演算結果と他系の演
算部の演算結果とを比較して運転が安全な演算結果に従
った信号を選択して出力するように構成されているた
め、各系の演算部は、運転が安全な演算結果を極めて早
く選択することができる。したがって、制御装置の信頼
性を高めることができる。さらに、制御装置を3分割し
ているので、故障が発生した場合、一系列全体が機能を
停止せず、事故発生以外の制御部分は多重化の機能を持
っているので、徒に多重化せず制御装置の信頼性を高め
た電力変換装置とすることができる。
According to the present invention, the control device is arranged in the power command unit, the power control unit, and the pulse control unit from the upper to the lower of the control system.
It is divided and configured, and the divided configuration unit is configured in a multiplex system,
The division component of the system calculates based on the input signal and
The operation part that stores the operation result in the
The operation between a determining section for determining the volume, an operation unit of the other system
Means for mutually transmitting and receiving the operation results of the
It comprises means for transmitting to a lower signal from the upper between the systems, before
The judgment unit of each system calculates the operation result of the operation unit of the own system and the performance of the other system.
The operation result is compared with the operation result of the
Is configured to select and output the
Therefore, the calculation unit of each system can calculate the operation result that is safe for operation very quickly.
Can be selected. Therefore, the reliability of the control device can be improved. Furthermore, since the control device is divided into three parts, if a failure occurs, the entire series does not stop functioning, and the control parts other than the occurrence of the accident have a multiplexing function. In addition, it is possible to obtain a power converter in which the reliability of the control device is improved.

【0016】マイクロコンピュータで構成してディジタ
ル制御する時、各分割部の計算時間に整合するように、
電力指令部の制御情報サンプリング及び演算周期は電力
制御部の制御情報サンプリング及び演算周期の整数倍と
した。しかし、電力制御部間および前記電力制御部から
パルス制御部への制御情報伝送は前記電力制御部のサン
プリング毎に行い、分割構成部間は必要時間内において
制御情報の交換をし、適切な制御情報を選択して次の制
御系に制御情報を伝送するので、各制御部に応じた速度
で制御情報をチェックすることができ制御の信頼性を高
めた電力変換装置とすることができる。
When digital control is performed by using a microcomputer, the calculation time of each division unit must be adjusted to match the calculation time.
The control information sampling and operation cycle of the power command unit was an integral multiple of the control information sampling and operation cycle of the power control unit. However, transmission of control information between the power control units and from the power control unit to the pulse control unit is performed at each sampling of the power control unit, and control information is exchanged within the required time between the divided constituent units, and appropriate control is performed. Since the information is selected and the control information is transmitted to the next control system, the control information can be checked at a speed corresponding to each control unit, and a power conversion device with improved control reliability can be provided.

【0017】[0017]

【実施例】まず、図5に電力変換装置が使用される系統
構成の例を示す。図において交流系統1は、直流系統2
と順または逆変換する自励式電力変換器3と変圧器4に
より接続されている。自励式電力変換器はゲートタンオ
フサイリスタ(以降、GTOと略記する。)等の自己消
弧素子またはサイリスタと転流補助回路で構成される。
交流系統1には交流系統1の電圧および周波数を測定す
る計器用変圧器5、電流を測定する計器用変流器6、直
流系統2には電圧を検出する直流電圧検出器7、平滑コ
ンデンサ8を備えている。基準指令部9は、直流電圧、
交流電圧または交流系統1の周波数等の指令を与える。
制御装置の電力指令部210を構成する基準指令受信部
214は、計器用変圧器5、計器用変流器6及び直流電
圧検出器7の出力を受信する。また、電力制御部212
を構成する3/2相変換部215に計器用変圧器5、計
器用変流器6の出力を取込み、パルス制御部213は半
導体スィチング素子のパルス信号を電力変換装置3へ送
信する。制御装置の信頼性を高めるために2重化する場
合は、制御装置への入力信号は(B)へも送られ、パル
ス制御部の出力信号は理論和124により多数決により
出力される。
FIG. 5 shows an example of a system configuration in which a power converter is used. In the figure, an AC system 1 is a DC system 2
A self-excited power converter 3 that performs forward or reverse conversion and a transformer 4 are connected. The self-excited power converter includes a self-turn-off device or a thyristor such as a gate tan-off thyristor (hereinafter abbreviated as GTO) and a commutation auxiliary circuit.
The AC system 1 has an instrument transformer 5 for measuring the voltage and frequency of the AC system 1, the instrument current transformer 6 for measuring the current, and the DC system 2 has a DC voltage detector 7 for detecting voltage and a smoothing capacitor 8. It has. The reference command unit 9 includes a DC voltage,
A command such as an AC voltage or a frequency of the AC system 1 is given.
The reference command receiving unit 214 constituting the power command unit 210 of the control device receives the outputs of the instrument transformer 5, the instrument current transformer 6, and the DC voltage detector 7. In addition, the power control unit 212
The pulse control unit 213 transmits the pulse signal of the semiconductor switching element to the power conversion device 3 by taking the outputs of the instrument transformer 5 and the instrument current transformer 6 into the 3/2 phase conversion unit 215 constituting. When the control device is duplexed in order to enhance the reliability, the input signal to the control device is also sent to (B), and the output signal of the pulse control unit is output by the majority by the theoretical sum 124.

【0018】図1は本発明の第1の実施例を示す図であ
る。該電力指令部(A)10は基準指令部9から基準指
令受信部(A)118でデータを受信する。該基準指令
部9のデータと直流電圧検出器7から測定された該直流
系統2の電圧から、定電圧処理を行ったり、該基準指令
部9と計器用変圧器5および計器用変流器6から測定さ
れた該交流系統1の電圧、電流、周波数から、定電圧処
理、定電流処理、定周波数処理、位相制御等を行って有
効電力Pおよび無効電力Qの指令を発生させる。前記測
定された交流系統1の電圧および電流は、3/2相変換
(A)11により3相を2相に変換する。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. The power command unit (A) 10 receives data from the reference command unit 9 to the reference command receiving unit (A) 118. From the data of the reference command unit 9 and the voltage of the DC system 2 measured by the DC voltage detector 7, constant voltage processing is performed, and the reference command unit 9, the instrument transformer 5, and the instrument current transformer 6 are used. From the voltage, current, and frequency of the AC system 1 measured from, a constant voltage process, a constant current process, a constant frequency process, a phase control, and the like are performed to generate commands for the active power P and the reactive power Q. The measured voltage and current of the AC system 1 are converted from three phases to two phases by the 3/2 phase conversion (A) 11.

【0019】電力制御部(A)12は該電力指令部
(A)10で発生させた有効電力Pおよび無効電力Qの
指令と11で3相を2相に変換された電圧、電流からベ
クトル制御演算を行って、電圧指令と位相指令の2つの
指令を持つベクトル電圧指令信号を発生させる。
The power control unit (A) 12 performs vector control based on the commands of the active power P and the reactive power Q generated by the power command unit (A) 10 and the voltage and current obtained by converting three phases into two phases by 11. An operation is performed to generate a vector voltage command signal having two commands, a voltage command and a phase command.

【0020】パルス制御部(A)13はベクトル電圧指
令信号からパルス幅変調(以降、PWMと略記する。)
されたパルスを生成する。該PWMパルスは電力変換器
3の半導体スィチング素子の信号として与えられ電力変
換装置3を駆動する。
The pulse control unit (A) 13 performs pulse width modulation (hereinafter abbreviated as PWM) from the vector voltage command signal.
Generated pulse. The PWM pulse is supplied as a signal of the semiconductor switching element of the power converter 3 and drives the power converter 3.

【0021】電力指令部(A)10、電力制御部(A)
12、パルス制御部(A)13はそれぞれマイクロコン
ピュータ等の演算機能とデータを格納するメモリ機能を
もつ演算部100、101、102を備え、それぞれの
内部ではデータの交換のためデータバス103、10
4、105と受信データおよび送信データの選択、判断
する判断部106、107、108を備える。同様に、
電力指令部(B)14、電力制御部(B)16、パルス
制御部(B)17は安全性のため2重系を構成するもの
である。
Power command section (A) 10, power control section (A)
12, a pulse control unit (A) 13 includes arithmetic units 100, 101, and 102 each having an arithmetic function such as a microcomputer and a memory function for storing data.
4 and 105, and judgment units 106, 107 and 108 for selecting and judging received data and transmitted data. Similarly,
The power command unit (B) 14, the power control unit (B) 16, and the pulse control unit (B) 17 constitute a double system for safety.

【0022】電力指令部(A)10と電力制御部(A)
12の間にはP,Q指令送信部(A)18、P,Q指令
受信部(A)19がある。同様にP,Q指令送信部
(B)20とP,Q指令受信部(B)21がある。P,
Q指令受信部(A)19において19ー1はP,Q指令
送信部(A)18からのデータを受信し、19ー2は
P,Q指令送信部(B)20からのデータを受信する。
また、受信部(B)21において21ー1はP,Q指令
送信部(B)20からのデータを受信し、21ー2は
P,Q指令送信部(A)18からのデータを受信する。
Power command section (A) 10 and power control section (A)
Between the blocks 12, there are a P and Q command transmitting section (A) 18 and a P and Q command receiving section (A) 19. Similarly, there are a P / Q command transmitting section (B) 20 and a P / Q command receiving section (B) 21. P,
In the Q command receiving section (A) 19, 19-1 receives data from the P and Q command transmitting section (A) 18, and 19-2 receives data from the P and Q command transmitting section (B) 20. .
In the receiving section (B) 21, 21-1 receives data from the P and Q command transmitting section (B) 20 and 21-2 receives data from the P and Q command transmitting section (A) 18. .

【0023】PQデータ送受信部(A)26とPQデー
タ送受信部(B)27、ベクトル電圧データ送受信部
(A)28とベクトル電圧データ送受信部(B)29、
パルスデータ送受信部(A)30とパルスデータ送受信
部(B)31は二重系を構成するものである。
A PQ data transmitting / receiving section (A) 26 and a PQ data transmitting / receiving section (B) 27, a vector voltage data transmitting / receiving section (A) 28 and a vector voltage data transmitting / receiving section (B) 29,
The pulse data transmission / reception section (A) 30 and the pulse data transmission / reception section (B) 31 constitute a duplex system.

【0024】また、電力指令部(A)10は有効電力指
令P(A)および無効電力指令Q(A)を演算する。データ送
受信部(A)26は電力指令部(A)10のPQデータ
P(A)とQ(A)をPQデータ送受信部(B)27へ伝送す
ると共に電力指令部(B)14のPQデータP(B)とQ
(B)をPQデータ送受信部(B)27から受信する。
The power command section (A) 10 calculates an active power command P (A) and a reactive power command Q (A). The data transmission / reception unit (A) 26 transmits the PQ data P (A) and Q (A) of the power command unit (A) 10 to the PQ data transmission / reception unit (B) 27 and the PQ data of the power command unit (B) 14. P (B) and Q
(B) is received from the PQ data transmitting / receiving section (B) 27.

【0025】電力指令部(A)10の判断部106は演
算部100のメモリに格納されたP(A)データとP(B)デ
ータ及びQ(A)データとQ(B)データを比較し安全な方向
になるデータを選択するものとし、たとえば、基準指令
部9の指令値に近いデータを選択する。選択されたP,
QデータはP,Q指令送信部(A)18からデータの選
択信号とともにP,Q指令受信部(A)19ー1とP,
Q指令受信部(B)21ー2にデータを伝送する。電力
指令部(B)14の機能は電力指令部(A)10と同様
である。
The determination unit 106 of the power command unit (A) 10 compares the P (A) data and the P (B) data and the Q (A) data and the Q (B) data stored in the memory of the arithmetic unit 100. It is assumed that data in a safe direction is selected. For example, data close to the command value of the reference command unit 9 is selected. Selected P,
The Q data is sent to the P and Q command receiving units (A) 19-1 and P, together with a data selection signal from the P and Q command transmitting unit (A) 18.
The data is transmitted to the Q command receiving section (B) 21-2. The function of power command unit (B) 14 is the same as that of power command unit (A) 10.

【0026】次に電力制御部(A)12について説明す
る。
Next, the power control section (A) 12 will be described.

【0027】電力制御部(A)12では基本的にはP,
Q指令受信部(A)19ー1のデータを用いてベクトル
演算を行い電圧指令V(A)および位相指令θ(A)の指令を
得るものである。ベクトル電圧データ送受信部(A)2
8は電力制御部(A)12の電圧指令データV(A)と位
相指令データθ(A)をベクトル電圧データ送受信部
(B)29へ伝送すると共に電力制御部(B)16の電
圧指令データV(B)と位相指令データθ(B)をベクトル電
圧データ送受信部(B)29から受信する。
The power control unit (A) 12 basically has P,
The vector command is used to obtain a voltage command V (A) and a phase command θ (A) by performing a vector operation using the data of the Q command receiving unit (A) 19-1. Vector voltage data transmission / reception unit (A) 2
8 transmits the voltage command data V (A) and the phase command data θ (A) of the power control unit (A) 12 to the vector voltage data transmission / reception unit (B) 29 and the voltage command data of the power control unit (B) 16 V (B) and phase command data θ (B) are received from the vector voltage data transmitting / receiving section (B) 29.

【0028】電力制御部(A)12の判断部107は演
算部101のメモリに格納されたV(A)データとV(B)デ
ータ及びθ(A)データとθ(B)データを比較して安全な方
向になるデータ、例えば電圧出力が小さくなる方の値を
選択する。選択されたベクトル電圧データはベクトル電
圧指令送信部(A)22からベクトル電圧指令受信部
(A)23ー1とベクトル電圧指令受信部(B)25ー
2にデータを伝送される。
The judgment unit 107 of the power control unit (A) 12 compares the V (A) data and V (B) data and the θ (A) data with the θ (B) data stored in the memory of the arithmetic unit 101. Data that is safer, for example, a value that reduces the voltage output. The selected vector voltage data is transmitted from the vector voltage command transmitting section (A) 22 to the vector voltage command receiving section (A) 23-1 and the vector voltage command receiving section (B) 25-2.

【0029】同様に、電力制御部(B)16では基本的
にはP,Q指令受信部(B)21ー2のデータを用いて
ベクトル演算を行い電圧指令V(B)および位相指令θ(B)
の指令の指令を得る。電力制御部(B)16の判断部1
16は演算部110のメモリに格納されたV(A)データ
とV(B)データを、及びθ(A)データとθ(B)データを比
較して安全な方向になるデータを選択する。選択された
ベクトル電圧データはベクトル電圧指令送信部(B)2
4からベクトル電圧指令受信部(B)25ー1とベクト
ル電圧指令受信部(A)23ー2にデータを伝送する。
Similarly, the power controller (B) 16 basically performs a vector operation using the data of the P and Q command receivers (B) 21-2 to perform a voltage command V (B) and a phase command θ ( B)
Obtain the instruction of the instruction. Determination unit 1 of power control unit (B) 16
Numeral 16 compares the V (A) data and V (B) data stored in the memory of the arithmetic unit 110 and the θ (A) data with the θ (B) data to select data that is in a safe direction. The selected vector voltage data is transmitted to the vector voltage command transmitting unit (B) 2
4 to the vector voltage command receiving unit (B) 25-1 and the vector voltage command receiving unit (A) 23-2.

【0030】次にパルス制御部について説明する。Next, the pulse control section will be described.

【0031】パルス制御部(A)13において判断部1
08はベクトル電圧指令受信部(A)23ー1のデータ
を選択して演算部102はPWMパルス幅を計算する。
パルスデータ送受信部(A)30はPWMパルスデータ
(A)をPWMパルスデータ送受信部(B)31に送信
すると共にパルスデータ送受信部(B)31からPWM
パルスデータ(B)を受信する。例えば、判断部108
は演算部102のメモリに格納されたPWMパルスデー
タ(A)とPWMパルスデータ(B)から装置がより安
全方向に向かうパルス幅が狭くなるデータを選択し、P
WM回路(A)120に伝達してPWMパルスを発生さ
せる。判断部108は[high]信号を出力し、論理
121ではPWM回路(A)120で発生したPWM
パルスを出力する。
In the pulse control unit (A) 13, the judgment unit 1
08 selects the data of the vector voltage command receiving section (A) 23-1 and the calculating section 102 calculates the PWM pulse width.
The pulse data transmission / reception section (A) 30 transmits the PWM pulse data (A) to the PWM pulse data transmission / reception section (B) 31 and transmits the pulse data from the pulse data transmission / reception section (B) 31 to the PWM signal.
The pulse data (B) is received. For example, the judgment unit 108
Selects, from the PWM pulse data (A) and the PWM pulse data (B) stored in the memory of the arithmetic unit 102, data in which the pulse width in which the apparatus travels in a safer direction becomes narrower.
The pulse is transmitted to the WM circuit (A) 120 to generate a PWM pulse. Determination unit 108 outputs a [high] signals, the logic
In the product 121, the PWM generated in the PWM circuit (A) 120
Output pulse.

【0032】同様に、パルス制御部(B)17において
判断部117は基本的にベクトル電圧指令受信部(A)
25ー2のデータを選択して演算部111はPWMパル
ス幅を計算する。パルスデータ送受信部(B)31はP
WMパルスデータ(B)をPWMパルスデータ送受信部
(A)30に送信すると共にパルスデータ送受信部
(A)30からPWMパルスデータ(A)を受信する。
例えば、判断部117は演算部111のメモリに格納さ
れたPWMパルスデータ(A)とPWMパルスデータ
(B)から装置がより安全方向に向かうパルス幅が狭く
なるデータを選択し、PWM回路(B)122に伝達し
てPWMパルスを発生させる。
Similarly, in the pulse control section (B) 17, the judgment section 117 basically comprises a vector voltage command receiving section (A).
The arithmetic unit 111 selects the data of 25-2 and calculates the PWM pulse width. The pulse data transmitting / receiving unit (B) 31
The WM pulse data (B) is transmitted to the PWM pulse data transmitting / receiving section (A) 30 and the PWM pulse data (A) is received from the pulse data transmitting / receiving section (A) 30.
For example, the judging unit 117 selects data from the PWM pulse data (A) and the PWM pulse data (B) stored in the memory of the arithmetic unit 111 so that the pulse width of the device in the safer direction becomes narrower, and the PWM circuit (B) ) 122 to generate a PWM pulse.

【0033】基本的には判断部117は[low]信号
を出力し、論理積123ではPWM回路(B)122で
発生したPWMパルスを出力しない。
Basically, the judgment unit 117 outputs a [low] signal, and the logical product 123 does not output the PWM pulse generated by the PWM circuit (B) 122.

【0034】論理和124は論理積121と論理積12
3の信号を受けて、該PWMパルスは半導体スィチング
素子の信号として電力変換器3に伝送される。電力変換
器3は基準指令部9の値に従い、交流を直流に、または
直流を交流に変換することができる。
The logical sum 124 is the logical product 121 and the logical product 12
In response to the signal of No. 3, the PWM pulse is transmitted to the power converter 3 as a signal of the semiconductor switching element. The power converter 3 can convert AC to DC or DC to AC according to the value of the reference command unit 9.

【0035】上述した動作は、図1の構成および動作が
正常の時の説明であるが本願の特徴は例えば、電力指令
部(A)10において、P,Q指令送信部(A)18に
対し電力制御部(A)12ではP,Q指令受信部(A)
19ー1と19ー2の2つあり、電力指令部(B)14
において、P,Q指令送信部(B)20に対し電力制御
部(B)16ではP,Q指令受信部(B)21ー1と2
1ー2の2つあるため、通常はデータの流れは10から
12へと14から16へとなるが異常時には10から1
6へと14から12へと判断部の選択で変更できるた
め、装置システムの信頼性が向上する。
The operation described above is an explanation when the configuration and the operation of FIG. 1 are normal, but the feature of the present invention is, for example, that the power command unit (A) 10 has the P, Q command transmission unit (A) 18 In the power control unit (A) 12, a P and Q command receiving unit (A)
19-1 and 19-2, the power command unit (B) 14
In the power control unit (B) 16, the P and Q command receiving units (B) 21-1 and 2-1 are connected to the P and Q command transmitting unit (B) 20.
Normally, the data flow goes from 10 to 12 and from 14 to 16 because there are two of them.
Since it can be changed from 6 to 14 to 12 by the selection of the judgment unit, the reliability of the device system is improved.

【0036】また、電力制御部12,16とパルス制御
部13,17においても同様データの流れを変更するこ
とができ細部に亘って異常の検査が可能となる。
In the power control units 12 and 16 and the pulse control units 13 and 17, the flow of data can be similarly changed, and an abnormality can be inspected in detail.

【0037】次に第2の実施例について説明する。図2
は本発明の第2の実施例の詳細図である。図に記載され
た要素で図1と同一のもにには同一の符号をつけた。
Next, a second embodiment will be described. FIG.
FIG. 4 is a detailed view of a second embodiment of the present invention. Elements that are the same as those in FIG. 1 and that are the same as those in FIG.

【0038】ここでは、第1の実施例と同様に電力指令
部(A)10と電力指令部(B)14で2重系を構成
し、電力制御部(A)12と電力制御部(B)16で2
重系を構成しているが、パルス制御部13は高速応答を
要求され、ハードの信頼性を高める目的で3重系の構成
とする。電力制御部(A)(B)と電力指令部(A)
(B)のデータの動作は図1と同一であるので説明を省
略する。
Here, similarly to the first embodiment, the power command section (A) 10 and the power command section (B) 14 constitute a double system, and the power control section (A) 12 and the power control section (B). ) 16 and 2
Although a pulse system is configured, a high-speed response is required for the pulse control unit 13, and the pulse control unit 13 is configured as a triple system for the purpose of improving hardware reliability. Power control unit (A) (B) and power command unit (A)
The operation of the data in (B) is the same as that in FIG.

【0039】パルス制御部を13ー1、13ー2、13
ー3の3ブロックの3重系とし、上位からのデータの受
信を高速にするためパラレルポートで受ける。デュアル
ポートRAM(A)125と、デュアルポートRAM
(B)126と、デュアルポートRAM(C)127が
ある。また、デュアルポートRAM125ー1、126
ー1と127ー1はA系受信のためのRAMのDPRA
M、デュアルポートRAM125ー2、126ー2と1
27ー2はB系受信のためのRAMのDPRAMであ
る。
The pulse control units 13-1, 13-2, 13
-3 is a triple system of three blocks, and received by a parallel port in order to speed up the reception of data from the host. Dual port RAM (A) 125 and dual port RAM
(B) 126 and a dual-port RAM (C) 127. Also, dual port RAMs 125-1, 126
-1 and 127-1 are DPRA of RAM for A system reception
M, dual port RAM 125-2, 126-2 and 1
27-2 is a DPRAM as a RAM for B-system reception.

【0040】また、各ブロックのPWMパルス幅の演算
と結果データの格納をする演算部128、129、13
0とデータの判断をする判断部131、132、133
とPWM回路134、135、136がある。13ー4
は多数決回路であり、論理積137、138、139と
論理和140から構成される。
Operation units 128, 129, and 13 for calculating the PWM pulse width of each block and storing the result data.
Judging units 131, 132, 133 for judging 0 and data
And PWM circuits 134, 135 and 136. 13-4
Is a majority circuit, and logical products 137, 138, and 139 are
It is composed of a logical sum 140.

【0041】電力制御部(A)12のベクトル演算結果
の電圧指令データV(A)と位相指令データθ(A)はパルス
制御部のデュアルポートRAM125ー1、126ー
1、127ー1に伝送され、電力制御部(B)16のベ
クトル演算結果の電圧指令データV(B)と位相指令デー
タθ(B)はパルス制御部のデュアルポートRAM125
ー2、126ー2、127ー2に伝送される。判断部1
31、132、133は正常か異常か上位からの指令を
受け正常時には、演算部128、129、130は電力
制御部(A)12からのデータでPWMパルス幅を計算
してPWM回路134、135、136からPWMパル
スを発生はせる。また、データの異常時には演算部12
8、129、130は電力制御部(B)16からのデー
タでPWMパルス幅を計算してPWM回路134、13
5、136からPWMパルスを発生はせる。PWMパル
スは多数決回路13ー4で信頼性を向上させて、その出
力が電力変換器3の半導体スィッチング素子へ信号が伝
達され、電力変換装置を駆動する。
The voltage command data V (A) and the phase command data θ (A) resulting from the vector operation of the power control unit (A) 12 are transmitted to the dual port RAMs 125-1, 126-1, and 127-1 of the pulse control unit. The voltage command data V (B) and the phase command data θ (B) of the vector operation result of the power control unit (B) 16 are stored in the dual port RAM 125 of the pulse control unit.
, 126-2, and 127-2. Judgment unit 1
The arithmetic units 128, 129, and 130 calculate the PWM pulse width based on the data from the power control unit (A) 12 and calculate the PWM pulse width based on the data from the power control unit (A) 12, and the PWM circuits 134, 135 , 136 to generate a PWM pulse. When data is abnormal, the operation unit 12
8, 129 and 130 calculate the PWM pulse width based on the data from the power control unit (B) 16 and
From 5, 136, a PWM pulse is generated. The reliability of the PWM pulse is improved by the majority circuit 13-4, and its output is transmitted to a semiconductor switching element of the power converter 3 to drive the power converter.

【0042】また、判断部131、132、133は自
分の演算データをチェックしてPWM信号を[hig
h]のみまたは[low]のみの信号とし、異常回路の
改修を行うことができる。
The judging units 131, 132, and 133 check their own operation data and change the PWM signal to [hig].
h] or only [low], and the abnormal circuit can be repaired.

【0043】次に第3の実施例について説明する。図3
は本発明の第3の実施例の詳細図である。図2と同一の
要素には同一の符号を付けた。本実施例は第2の実施例
に故障診断機能を付与したものである。
Next, a third embodiment will be described. FIG.
FIG. 7 is a detailed view of a third embodiment of the present invention. The same elements as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. This embodiment is obtained by adding a failure diagnosis function to the second embodiment.

【0044】まず、故障診断機能部32は、診断データ
送受信部(E)37、演算とデータを格納できる演算部
38と判断部39で構成される。また、電力指令部
(A)10と電力指令部(B)14と電力制御部(A)
12と電力制御部(B)16には故障診断機能部32の
診断データ送受信部(E)38に対し制御部の演算デー
タを送受信する診断データ送受信部(A)33と診断デ
ータ送受信部(B)34と診断データ送受信部(C)3
5と診断データ送受信部(D)36を設け、これらとの
間の伝送手段は、光通信等の伝送路40ー1、40ー
2、40ー3、40ー4を介して行う。
First, the failure diagnosis function unit 32 includes a diagnosis data transmission / reception unit (E) 37, an operation unit 38 capable of storing calculations and data, and a judgment unit 39. Also, the power command unit (A) 10, the power command unit (B) 14, and the power control unit (A)
The diagnostic data transmission / reception unit (A) 33 and the diagnostic data transmission / reception unit (B) which transmit / receive operation data of the control unit to / from the diagnosis data transmission / reception unit (E) 38 of the failure diagnosis function unit 32 are provided in the power control unit 12 and the power control unit (B) 16. ) 34 and the diagnostic data transmitting / receiving unit (C) 3
5 and a diagnostic data transmission / reception unit (D) 36, and transmission means between them is performed via transmission paths 40-1, 40-2, 40-3, and 40-4 such as optical communication.

【0045】故障診断機能部32の演算部38は各電力
制御部の演算データを蓄積、集計して正常、異常を常に
チェックする。たとえば、正常の時のデータは電力指令
部(A)10の18から電力制御部(A)12の19ー
1を介し、22からパルス制御部13ー1の125ー1
に伝達される。この時電力指令部(A)10と電力制御
部(A)12には伝達するためのフラグを直接送るが、
パルス制御部13ー1には電力制御部(A)12のデー
タバスを介して伝達することができる。異常時には異常
のブロックを使用しないようなフラグを送って制御する
ことができる。図4にデータ伝送のタイムチャートを示
す。2重系を実施するため電力指令部(A)のデータと
電力指令部(B)のデータをPQデータ送受信部(A)
26と(B)27で送受信を行うと共に電力制御部
(A)のデータと電力制御部(B)のデータをベクトル
データ送受信部(A)28と(B)29で行う。このと
きノイズ等に影響されず確実にデータ伝送するために光
伝送を用いたシリアル伝送を行う。シリアル伝送の伝送
速度が早いときはPQデータ送受信もベクトルデータ送
受信も電力制御部のサンプリング時間毎に行うことがで
きるが、時にはシリアル伝送時間が長くかかり電力制御
部の制御演算時間を延ばすような障害が発生することが
ある。もともと電力指令部(A)10の計算時間は電力
制御部(A)12の計算時間より数倍長くて良い。ま
た、電力制御部のデータチェックのための伝送時間は早
い程、装置の信頼性が向上する。また、制御の演算速度
に比較してデータのチェックは少々長くても間欠的でも
良い。
The operation section 38 of the failure diagnosis function section 32 accumulates and sums up the operation data of each power control section and constantly checks for normality and abnormality. For example, data in the normal state is transmitted from 18 of the power command unit (A) 10 to 19-1 of the power control unit (A) 12 and from 22 to 125-1 of the pulse control unit 13-1.
Is transmitted to At this time, a flag for transmission is directly sent to the power command unit (A) 10 and the power control unit (A) 12,
The signal can be transmitted to the pulse controller 13-1 via the data bus of the power controller (A) 12. At the time of abnormality, control can be performed by sending a flag not to use the abnormal block. FIG. 4 shows a time chart of data transmission. In order to implement a duplex system, the data of the power command unit (A) and the data of the power command unit (B) are transferred to the PQ data transmitting / receiving unit (A).
26 and (B) 27 perform transmission and reception, and the data of the power control unit (A) and the data of the power control unit (B) are performed by the vector data transmission and reception units (A) 28 and (B) 29. At this time, serial transmission using optical transmission is performed to ensure data transmission without being affected by noise or the like. When the transmission speed of serial transmission is high, both PQ data transmission and reception and vector data transmission and reception can be performed for each sampling time of the power control unit, but sometimes the serial transmission time is long and the control operation time of the power control unit is prolonged. May occur. Originally, the calculation time of the power command unit (A) 10 may be several times longer than the calculation time of the power control unit (A) 12. Further, the earlier the transmission time for the data check of the power control unit is, the higher the reliability of the device is. Also, the data check may be slightly longer or intermittent as compared to the control calculation speed.

【0046】そこで図4に示すように電力制御部のサン
プリングタイマの時点において、(B)系電力制御部
16の(B)系データをベクトル電圧データ送受信部
(B)29からベクトル電圧データ送受信部(A)28
に送信して演算部101のメモリへ格納した後、前に蓄
積しておいた(A)系データと今回伝達してきた(B)
系データを比較して両者のうち、より安全なデータを選
択する。
Therefore, as shown in FIG. 4, at the time of the sampling timer of the power control unit, the (B) system data of the (B) system power control unit 16 is transmitted from the vector voltage data transmission / reception unit (B) 29 to the vector voltage data transmission / reception unit. (A) 28
And stored in the memory of the arithmetic unit 101, and then transmitted this time with the previously accumulated (A) data (B)
Compare the system data and select the safer data from both.

【0047】次に電力制御部のサンプリングタイマの
時点において(A)系電力制御部12の(A)系データ
をベクトル電圧データ送受信部(A)28からベクトル
電圧データ送受信部(B)29に送信して同様に演算部
110のメモリへ格納した後、(A)系データと前に蓄
積しておいた(B)系データを比較して両者のうち、よ
り安全なデータを選択する。このように(A)系と
(B)系のデータを交互に比較することで、より早い異
常情報を得る事が出来る。データの比較のタイミングは
ソフトタイマを用いて行うことができる。
Next, at the time of the sampling timer of the power control unit, the (A) system data of the (A) system power control unit 12 is transmitted from the vector voltage data transmission / reception unit (A) 28 to the vector voltage data transmission / reception unit (B) 29. Then, after similarly storing the data in the memory of the arithmetic unit 110, the (A) system data is compared with the previously stored (B) system data, and the safer data is selected from the two. In this way, by comparing the data of the (A) system and the data of the (B) system alternately, it is possible to obtain earlier abnormality information. The timing of data comparison can be performed using a soft timer.

【0048】次に、電力指令部のサンプリング時間は電
力制御部のサンプリング時間の数倍あるため、時間的長
いので、データ伝送は電力指令部のサンプリングタイム
毎に行う。すなわち、電力制御部のサンプリングタイム
毎に電力指令部のソフトカウンタをカウントアップす
る。カウンタは任意の整数倍毎にクリアされる。このカ
ウンタがクリアされる毎に電力指令部のサンプリング時
間の周期と決める。電力指令部ではサンプリング時間毎
にPQデータをPQデータ送受信部(A)26とPQデ
ータ送受信部(B)27の間で送受信し、比較して、よ
り安全なデータを選択することで制御系の安定と信頼性
が、得られる。
Next, since the sampling time of the power command unit is several times longer than the sampling time of the power control unit, the time is long. Therefore, data transmission is performed for each sampling time of the power command unit. That is, the soft counter of the power command unit is counted up every sampling time of the power control unit. The counter is cleared at every arbitrary integral multiple. Each time this counter is cleared, it is determined as the period of the sampling time of the power command unit. The power command section transmits / receives PQ data between the PQ data transmission / reception section (A) 26 and the PQ data transmission / reception section (B) 27 at each sampling time, compares the PQ data, and selects more secure data, thereby controlling the control system. Stability and reliability are obtained.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、電力変換
装置の制御装置を電力指令部、電力制御部とパルス制御
部の3部分に分割し、3部分に分けてそれぞれ多重化を
行い、それぞれの部分に演算部と判断部を設け、各部分
毎にデータの交換を行い、それぞれでデータを比較検討
して、より良いデータを次の部分の複数系列に同一デー
タを伝送する。通常は1系列のデータで制御されるが、
事故時には判断部が選択し、複数系列のうち正常の部分
を選択して制御するので、不具合箇所が発生してもその
部分を避けて制御可能なため装置の信頼性が向上する効
果を生じる。
As described above, according to the present invention, the control device of the power converter is divided into three parts, a power command part, a power control part and a pulse control part, and each part is multiplexed. An operation unit and a judgment unit are provided in each part, data is exchanged for each part, data is compared and examined, and the same data is transmitted to a plurality of streams of the next part. Usually controlled by one series of data,
In the event of an accident, the judgment unit selects and controls a normal part of a plurality of systems, so that even if a defective part occurs, control can be performed avoiding that part, so that there is an effect that the reliability of the apparatus is improved.

【0050】また、電力変換装置のどの部分で不具合が
発生したか、どのような故障が発生したのか判明するた
め故障部分だけ停止して改修後再運転するこで安全性と
信頼性が確保される。
Further, since it is possible to determine which part of the power converter has failed and what kind of failure has occurred, only the failed part is stopped, repaired, and restarted to ensure safety and reliability. You.

【0051】このように、制御装置を3部分に分割し、
それぞれを多重化すれば非分割の多重化に対して信頼性
の向上が大きく、例えば2重化すれば1重に対し信頼性
が6倍に高くなるという効果を生じる。
Thus, the control device is divided into three parts,
Multiplexing each greatly improves the reliability with respect to non-division multiplexing. For example, multiplexing has the effect of increasing the reliability six times as much as one.

【0052】特に重要な制御部分のみを例えばパルス制
御部のみを3重化することにより、全体構成を複雑にし
ないで、信頼性のある電力変換装置を提供できる効果を
生じる。
By duplicating only the particularly important control part, for example, only the pulse control part, there is an effect that a reliable power converter can be provided without complicating the entire configuration.

【0053】2重系を構成した電力指令部と電力制御部
から異常および故障検出する手段の故障診断機能部を設
け、制御部が故障になる前に、事前チェクし異常のある
系を切り放し、正常の系で運転している間に異常系を修
理し、修復後、2重系で運転することで電力変換装置は
停止する事なく、安定に運転することができる。
A fault diagnosis function unit is provided for detecting abnormality and failure from the power command unit and the power control unit, which constitutes a dual system. Before the control unit fails, the system is pre-checked and the abnormal system is cut off. By repairing the abnormal system while operating in the normal system, and after repairing, operating in the dual system, the power converter can be operated stably without stopping.

【0054】また、電力指令部のデータ転送は電力指令
部のサンプリング時間毎に行い、データの異常、適正を
チェクする。この時データ転送時間が電力制御部のサン
プリング時間より長い事があるため、1回のサンプリン
グ毎にデータのチェックが出来ないことになる。そのた
め、信頼度を上げるため、電力制御部のサンプリング時
間に対し1回目は(B)系電力制御部から(A)系電力
制御部にデータを転送し、(A)系と(B)系のデータ
を比較し、次のサンプリング時間に対し(A)系電力制
御部から(B)系電力制御部にデータを転送し、(B)
系と(A)系のデータを比較しチェックし、より良いデ
ータの選択とより早い異常検出を行う事が出来、電力変
換装置の故障診断機能が充実すると共に安定性、信頼性
が向上する効果を生じる。
Further, the data transfer of the power command section is performed at every sampling time of the power command section, and the abnormality and the appropriateness of the data are checked. At this time, since the data transfer time may be longer than the sampling time of the power control unit, the data cannot be checked for each sampling. Therefore, in order to increase the reliability, the data is transferred from the (B) system power control unit to the (A) system power control unit for the first time with respect to the sampling time of the power control unit. The data is compared, and the data is transferred from the (A) system power control unit to the (B) system power control unit for the next sampling time, and (B)
Compare and check the data of the system and the system (A), select better data and detect abnormalities earlier, improve the fault diagnosis function of the power converter, and improve the stability and reliability. Is generated.

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

【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明のタイムチャートを示す図FIG. 4 is a diagram showing a time chart of the present invention.

【図5】本発明の実施例が使用される系統構成の一例を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a system configuration in which an embodiment of the present invention is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流系統 2 直流系統 3 電力変換器 4 変圧器 5 計器用変圧器 6 計器用変流器 7 直流電圧検出器 8 平滑コンデンサ 9 基準指令部 10 210 電力指令部(A) 11 3相/2相変換部(A) 12 電力制御部(A) 13 パルス制御部(A) 14 電力指令部(B) 15 3相/2相変換部(B) 16 電力制御部(B) 17 パルス制御部(B) 18 P,Q指令送信部(A) 19 P,Q指令受信部(A) 20 P,Q指令送信部(B) 21 P,Q指令受信部(B) 22 ベクトル電圧指令送信部(A) 23 ベクトル電圧指令受信部(A) 24 ベクトル電圧指令送信部(B) 25 ベクトル電圧指令受信部(B) 26 PQデータ送受信部(A) 27 PQデータ送受信部(B) 28 ベクトル電圧データ送受信部(A) 29 ベクトル電圧データ送受信部(B) 30 パルスデータ送受信部(A) 31 パルスデータ送受信部(B) 32 故障診断機能部 33 診断データ送受信部(A) 34 診断データ送受信部(B) 35 診断データ送受信部(C) 36 診断データ送受信部(D) 37 診断データ送受信部(E) 38 診断部の演算部 39 診断部の判断部 40ー1、40ー2、40ー3、40ー4 診断部伝送
路 100〜102、109〜111、128〜130 演
算部 106〜108、115〜117、131〜133 判
断部 118、119 基準指令受信部 120、122、134〜136 パルス幅変調回路 103〜105、112〜114 データバス 121、123、137〜139 論理和 124、140 論理積 210 電力指令部 212 電力制御部 213 パルス制御部 214 基準指令部 215 3相/2相変換部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC system 2 DC system 3 Power converter 4 Transformer 5 Instrument transformer 6 Instrument current transformer 7 DC voltage detector 8 Smoothing capacitor 9 Reference command part 10 210 Power command part (A) 11 Three phase / 2 phase Conversion unit (A) 12 Power control unit (A) 13 Pulse control unit (A) 14 Power command unit (B) 15 3-phase / 2-phase conversion unit (B) 16 Power control unit (B) 17 Pulse control unit (B ) 18 P, Q command transmitting section (A) 19 P, Q command receiving section (A) 20 P, Q command transmitting section (B) 21 P, Q command receiving section (B) 22 Vector voltage command transmitting section (A) 23 Vector voltage command receiving section (A) 24 Vector voltage command transmitting section (B) 25 Vector voltage command receiving section (B) 26 PQ data transmitting / receiving section (A) 27 PQ data transmitting / receiving section (B) 28 Vector voltage data transmitting / receiving section ( A) 29 vectors Voltage data transmission / reception section (B) 30 pulse data transmission / reception section (A) 31 pulse data transmission / reception section (B) 32 failure diagnosis function section 33 diagnostic data transmission / reception section (A) 34 diagnostic data transmission / reception section (B) 35 diagnostic data transmission / reception section (C) 36 diagnostic data transmitting / receiving section (D) 37 diagnostic data transmitting / receiving section (E) 38 operating section of diagnostic section 39 determining section of diagnostic section 40-1, 40-2, 40-3, 40-4 diagnostic section transmission path 100-102, 109-111, 128-130 Arithmetic unit 106-108, 115-117, 131-133 Judgment unit 118, 119 Reference command receiving unit 120, 122, 134-136 Pulse width modulation circuit 103-105, 112- 114 Data bus 121, 123, 137 to 139 Logical OR 124, 140 Logical AND 210 Power command unit 212 Power control unit 2 3 pulse control unit 214 reference command 215 3-phase / 2-phase converter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 博康 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 平4−312323(JP,A) 特開 昭59−11782(JP,A) 特開 昭60−102878(JP,A) 特開 平3−244001(JP,A) 特開 平5−199763(JP,A) 特開 昭64−91654(JP,A) 特開 昭64−91697(JP,A) 特開 平3−203569(JP,A) 特開 昭57−193967(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/42 - 7/98 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hiroyasu Sato 3-1-1 Kochi-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi, Ltd. Inside the Hitachi Plant (56) References JP-A-4-312323 (JP, A) JP-A-59-11782 (JP, A) JP-A-60-102878 (JP, A) JP-A-3-244001 (JP, A) JP-A-5-199763 (JP, A) JP-A-64-91654 ( JP, A) JP-A-64-91697 (JP, A) JP-A-3-203569 (JP, A) JP-A-57-193967 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , (DB name) H02M 7/42-7/98

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 自己消弧形半導体スイッチング素子で構
成される自励式電力変換器と、該自励式電力変換器に対
して、該電力変換器が交流系統に供給する有効電力及び
無効電力の指令信号を生成する電力指令部と該電力指令
部の出力と前記交流系統の電圧及び電流検出信号からベ
クトル電圧指令信号を出力する電力制御部と該電力制御
部の出力に基づいて前記自己消弧形半導体スイッチング
素子を制御するパルス幅変調制御信号を出力するパルス
制御部を含んだ制御装置を備えた電力変換装置におい
て、前記制御装置は上位から下位へ前記電力指令部と電
力制御部とパルス制御部に3分割構成され、かつ分割構
成部は多重系で構成され、前記各系の分割構成部は入力
信号に基づいて演算するとともに演算結果を格納する演
算部と、演算部の演算結果の内容を判断する判断部と
他系の演算部との間で前記演算部の演算結果を相互に送
信及び受信する手段と、同一の系の間で信号を上位から
下位へ伝達する手段を備え、前記各系の判断部は、自系
の演算部の演算結果と他系の演算部の演算結果とを比較
して運転が安全な演算結果に従った信号を選択して出力
してなることを特徴とする電力変換装置。
1. A self-excited power converter comprising a self-extinguishing type semiconductor switching element, and a self-excited power converter .
A power command unit that generates a command signal of active power and reactive power supplied to the AC system by the power converter, an output of the power command unit, and a voltage and current detection signal of the AC system. a power conversion device and a control device including a pulse control unit for outputting a pulse width modulation control signal for controlling said self-turn-off semiconductor switching elements based on the output of the power control unit and said power control unit for outputting , wherein the control device is divided into three parts constituting the power instruction unit to the lower and the power control unit and a pulse control unit from the host, and divided components is constituted by multi-system, the division structure of each system input
An operation unit that performs an operation based on the signal and stores the operation result; a determination unit that determines the content of the operation result of the operation unit ;
Means for mutually transmitting and receiving the operation result of the operation unit with the operation unit of another system, and means for transmitting a signal from the upper system to the lower system between the same system, and the determination unit of each system includes , Indigenous
Comparing the operation result of the operation unit of one with the operation result of the operation unit of another system
Select and output a signal according to the operation result that is safe for operation
Power conversion apparatus characterized by and comprising.
【請求項2】 請求項1において、前記制御装置は、
時は多重系の分割構成部のうち1系統の分割構成部によ
り生成されたパスル幅変調制御信号を出力し、前記1系
統の分割構成部のいずれかに故障が生じたときには、前
記1系統の分割構成部のうち正常な要素と、故障の生じ
た要素と同一で系統の異なる要素とから生成されたパル
ス幅変調制御信号を出力してなることを特徴とする電力
変換装置。
2. The control device according to claim 1, wherein the control device is always operated by one of the multiplex system division components .
Outputs Pasuru width modulation control signals generated Ri, the 1-system
If one of the split components fails,
The normal elements of the one divisional component and the occurrence of a failure
Generated from the same element as the
A power converter characterized by outputting a width modulation control signal .
【請求項3】 請求項1において、前記分割構成部は2
重系であることを特徴とする電力変換装置。
3. The device according to claim 1, wherein
A power converter characterized by being a heavy system .
【請求項4】 請求項1において、前記電力指令部及び
電力制御部を2重系、パルス制御部を3重系とし、該
重系のパルス制御部から相異なる2系統のパルス幅変調
制御信号を入力する3個の論理積、該3個の論理積か
らのパルス幅 変調制御信号のうちいずれか1つのパルス
幅変調制御信号を選択して電力変換器へ出力する1個の
論理和を備えたことを特徴とする電力変換装置。
4. The method of claim 1, wherein the power command unit and power control unit a duplex system, the pulse control unit and the triple system, the 3
Three logical products for inputting two different pulse width modulation control signals from the multi- system pulse controller and the three logical products
Any one of the pulse width modulation control signals
One that selects and outputs width modulated control signal to the power converter
A power conversion device comprising a logical sum .
【請求項5】 請求項1において、電力指令部と電力制
御部に対して信号を送受信して該信号の異常を検出する
故障診断機能部を備え、該故障診断機能部は電力指令部
と電力制御部からの信号を蓄積する演算部と、該演算部
の出力から異常および故障を検出する判断部を含み、前
記判断部にて複数の信号から適切な信号を選択し、前記
電力指令部と電力制御部の判断部に信号の選択とその経
路を指示することを特徴とする電力変換装置。
5. The method of claim 1, comprising a failure diagnosis function unit for detecting an abnormality of the signal by transmitting and receiving a signal to power command unit and the power control unit, the fault diagnosis function unit power command unit and the power a calculation unit for storing a signal from the control unit includes a determining unit for detecting an abnormality and failure from the output of the operational unit, select the appropriate signal from a plurality of signals by the determination unit, the power instruction unit A power conversion device, which instructs a determination unit of a power control unit to select a signal and indicate a path of the signal .
【請求項6】 請求項1において、前記分割構成部はマ
イクロコンピュータで構成し、電力指令部及び電力制御
部が周期的にサンプリングと演算を行い、前記電力指令
部の制御情報サンプリング及び演算周期は前記電力制御
部の制御情報サンプリング及び演算周期の整数倍とし、
前記電力指令部間および前記電力指令部から前記電力制
御部への制御情報伝送は、前記電力指令部のサンプリン
グ毎に行い、前記電力制御部間、および前記電力制御部
からパルス制御部への制御情報伝送は前記電力制御部の
サンプリング毎に行うことを特徴とする電力変換装置。
6. The power dividing unit according to claim 1, wherein the dividing unit comprises a microcomputer, a power command unit and a power control unit perform sampling and calculation periodically, and a control information sampling and calculation cycle of the power command unit is The control information sampling of the power control unit and an integral multiple of the operation cycle,
The control information transmission between the power command units and from the power command unit to the power control unit is performed for each sampling of the power command unit, and control between the power control units and control from the power control unit to the pulse control unit is performed. A power converter, wherein information transmission is performed for each sampling of the power control unit.
【請求項7】 請求項6において、電力制御部間の制御
情報伝送が、サンプリング毎に送信及び受信を交互に実
行することを特徴とする電力変換装置。
7. The power converter according to claim 6, wherein the control information transmission between the power control units alternately performs transmission and reception for each sampling.
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