JP3034895B2 - Power converter system - 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、直流中間回路をはさんで2組の変換器によ
り構成される電力変換器システムに係り、特に、2組の
電力変換器を一括してパルス幅制御するようにした電力
変換器システムに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a power converter system composed of two sets of converters with a DC intermediate circuit interposed therebetween. The present invention relates to a power converter system in which pulse width control is performed collectively.
[従来の技術] 従来の自励形電力変換器の1種であるコンバータ・イ
ンバータシステムのPWM制御の手法に関する従来技術と
して、例えば、特願昭61−2875号(特開昭62ー163579号
公報参照)に記載された、ワンチツプマイコンに内蔵さ
れた高速にパルスパターンを出力するポートを用いて、
コンバータとインバータのパルス幅制御をそれぞれ独立
に効率よく行う方法に関する技術、特願昭61−2876号
(特開昭62ー163577号公報参照)に記載された、インバ
ータの正弦波PWM制御を行う手法に関する技術、特願昭6
1−10176号(特開昭62ー171470号公報参照)に記載され
た、コンバータの正弦波PWM制御及び電源電圧との同期
処理についての手法に関する技術等が提案されている。[Prior Art] As a prior art relating to a PWM control method of a converter / inverter system, which is a kind of a conventional self-excited power converter, for example, Japanese Patent Application No. 61-2875 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-163579) ), The high-speed pulse pattern output port built into the one-chip microcomputer
A technique for independently and efficiently controlling the pulse width of a converter and an inverter, a technique for controlling a sine wave PWM of an inverter described in Japanese Patent Application No. 61-2876 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-163577). Technology, Japanese Patent Application No. 6
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-10176 (refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-171470) has proposed a technique relating to a technique for sine-wave PWM control of a converter and a synchronization process with a power supply voltage.
これらの従来技術は、いずれも、2つの自励変換器で
あるコンバータとインバータとを、それぞれ独立の制御
装置により、出力信号の演算を行い、パルス出力制御
を、コンバータ及びインバータに対して個別に行うもの
である。In each of these prior arts, a converter and an inverter, which are two self-excited converters, are each operated by an independent control device to calculate an output signal, and pulse output control is individually performed for the converter and the inverter. Is what you do.
しかし、これらの従来技術は、システムとしての信頼
性に関する配慮がなされていない。However, these prior arts do not consider the reliability of the system.
すなわち、通常、この種電力変換器システムは、シス
テムの異常時、例えば、インバータが過電流となったよ
うな場合には、自励変換器の出力をそれぞれしぼる必要
があるが、そのためには、パルス出力制御装置に、通常
の指令入力線の他に異常信号を入力するポートをそれぞ
れ独立に設ける必要がある。また、故障モードによって
は、両変換器に対して、所定の手順に従った保護処理を
行わなければならない。That is, this type of power converter system usually needs to squeeze the output of each self-excited converter when the system is abnormal, for example, when the inverter is overcurrent, but for that purpose, It is necessary to independently provide a port for inputting an abnormal signal in addition to a normal command input line in the pulse output control device. Further, depending on the failure mode, protection processing must be performed on both converters according to a predetermined procedure.
このため、前述の従来技術は、両変換器のそれぞれの
ポート間を接続する連絡線を介して情報の送受信を行っ
て保護処理を行う必要があり、また、制御装置自体が複
数存在し、それぞれの制御装置への入力線の本数が多い
こと等により、制御装置自体の故障や断線の点でシステ
ム全体としての信頼性に改善の余地があった。For this reason, in the above-mentioned conventional technology, it is necessary to perform protection processing by transmitting and receiving information via a communication line connecting the respective ports of the two converters. Due to the large number of input lines to the control device, there is room for improvement in the reliability of the entire system in terms of failure of the control device itself or disconnection.
また、前述の従来技術は、コンバータとインバータと
を独立に制御しているため、コンバータとインバータと
の間に設けられる直流中間回路に、ある程度以上の容量
を持った直流リアクトルを必要とし、直流中間回路の小
型化、ひいては、電力変換器システム全体の小型化が困
難なものであった。Further, since the above-described conventional technology controls the converter and the inverter independently, the DC intermediate circuit provided between the converter and the inverter requires a DC reactor having a certain capacity or more, It has been difficult to reduce the size of the circuit and, consequently, the overall size of the power converter system.
一方、電力変換器システムに関する他の形式の従来技
術として、特開昭60−157472号公報等に記載された技術
も知られている。On the other hand, as another type of conventional technology relating to a power converter system, a technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-157472 is also known.
この従来技術は、他励変換器であるサイリスタコンバ
ータと自励変換器であるインバータとを、1つのマイク
ロプロセッサとインターフェース回路からなる制御装置
により制御する方式にかんするものである。すなわち、
この従来技術は、具体的には、閑散時にコンバータの点
弧角を制御してコンバータの出力電圧をしぼると共に、
インバータ制御用の変換波もこれに対応して変化させ、
搬送波との比較を行うことによってPWM信号を作成し、
インバータをコントロールしよとするものである。This prior art relates to a system in which a thyristor converter which is a separately-excited converter and an inverter which is a self-excited converter are controlled by a control device including one microprocessor and an interface circuit. That is,
Specifically, this conventional technique controls the firing angle of the converter when it is idle, and reduces the output voltage of the converter.
The converted wave for inverter control is changed correspondingly,
Create a PWM signal by comparing with the carrier,
This is to control the inverter.
この従来技術は、1つの制御装置で他励変換器と自励
変換器の2つの変換器を制御しているため、制御装置が
1つでよく、信号入出力のための配線数も少なく、ハー
ドウエア的にはシステムの信頼性が高いシステムと言う
ことができる。In this prior art, since one converter controls two converters, a separately-excited converter and a self-excited converter, only one control device is required, and the number of wires for signal input / output is small. In terms of hardware, it can be said that the system has high system reliability.
しかし、この従来技術は、インバータが短絡故障を起
したような場合を考えてみると、制御装置が1つであ
り、指令の受け渡しなどに伴う制御の遅れ時間等が存在
しないため、変換器遮断指令発生までの処理をスムーズ
に行うことができるが、電源側変換器が他励式変換器で
あるため、瞬時の電源遮断を行うことができず、しぼり
込み完了までに時間を要するものである。However, in this prior art, considering a case where an inverter causes a short circuit failure, since there is only one control device and there is no control delay time accompanying the transfer of a command or the like, the converter is shut off. Although the processing up to the generation of the command can be performed smoothly, since the power-supply-side converter is a separately-excited converter, instantaneous power-off cannot be performed, and it takes time until the squeezing is completed.
すなわち、この従来技術は、インバータ短絡の場合、
インバータ側に充分な電流遮断能力がある場合には、イ
ンバータ構成素子に直ちにOFF指令を出力すればよい
が、インバータ側の遮断能力が不充分の場合、大電流を
そのままOFFすることができないため、一度全ての素子
をONとして電流を分流し、中間結合回路のエネルギを減
少させた後、インバータ構成素子をOFFにする必要があ
る。この場合、電流側電力変換器から中間結合回路への
エネルギの供給が速やかに遮断されないと、中間結合回
路のエネルギ減衰がすぐには行われず、前述の電流の分
流期間が伸び、構成素子に悪影響を与える。In other words, this prior art, when the inverter short-circuit,
If the inverter has sufficient current interrupting capability, an OFF command should be output immediately to the inverter components.However, if the inverter has insufficient interrupting capability, the large current cannot be turned off as it is. It is necessary to turn off all the elements once and shunt the current to reduce the energy of the intermediate coupling circuit, and then turn off the inverter components. In this case, if the supply of energy from the current-side power converter to the intermediate coupling circuit is not interrupted promptly, the energy of the intermediate coupling circuit is not immediately attenuated, and the current shunt period is extended, which adversely affects the constituent elements. give.
このように、他励変換器を含む複数の電力変換器を1
つの制御装置でコントロールする従来技術は、システム
保護上の改善項目が存在する。As described above, a plurality of power converters including the separately excited converter are connected to one power converter.
The conventional technology controlled by one controller has an improvement in system protection.
[発明が解決しようとする課題] 前記従来技術は、自励式変換器単独の正弦波によるPW
M制御方法、他励式変換器のPAM制御方法と自励式変換器
のPWM制御方法との連携動作に関するもので、騒音を低
減できるという効果を得ることのできるものであるが、
電力変換器の種類、制御装置の構成を含めた電力変換器
システム全体の信頼性、直流中間回路の小型化について
は配慮されておらず、電力変換器システム全体の信頼性
が劣り、システム全体の小型化が困難であるという問題
点を有している。[Problems to be Solved by the Invention] The above-described prior art is a PW using a sine wave of a self-excited converter alone.
M control method, related to the cooperative operation of the PAM control method of the separately-excited converter and the PWM control method of the self-excited converter, which can obtain the effect of reducing noise,
No consideration has been given to the type of power converter, the reliability of the entire power converter system including the configuration of the control device, and the miniaturization of the DC intermediate circuit. There is a problem that miniaturization is difficult.
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、シ
ステムの信頼性の向上の実現でき、直流中間回路を小型
化して、システム全体を小型に構成することのできる電
力変換器システムを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power converter system which solves the problems of the prior art described above, improves the reliability of the system, reduces the size of the DC intermediate circuit, and makes the entire system compact. Is to do.
[課題を解決するための手段] 本発明によれば前記目的は、交流電源または直流電源
を入力とし、これを直流に変換する第1の変換器と、こ
の変換器の出力に接続された直流中間回路と、この中間
回路の出力に接続され直流を交流に変換する第2の変換
器とを備える電力変換器システムにおいて、マイクロプ
ロセッサを含み前記第1及び第2の変換器をそれぞれ独
立してPWM制御するために各PWMパルス信号のパルス幅を
決定するパルス幅制御部と、このパルス幅制御部によっ
て作られたPWMパルス信号を外部へ出力する出力ポート
部とを備え、この出力ポート部から前記第1及び第2の
変換器に、同期させて前記PWMパルス信号を出力するこ
とにより、また、前記第1及び第2の変換器に出力され
るパルス信号を同一周波数としたことにより達成され
る。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, the object is to provide a first converter which receives an AC power supply or a DC power supply and converts it into a DC, and a DC converter connected to an output of the converter. In a power converter system including an intermediate circuit and a second converter connected to an output of the intermediate circuit and converting a direct current to an alternating current, the power converter system includes a microprocessor, and the first and second converters are independently provided. A pulse width control unit that determines the pulse width of each PWM pulse signal for PWM control, and an output port unit that outputs the PWM pulse signal generated by the pulse width control unit to the outside, is provided from this output port unit. This is achieved by outputting the PWM pulse signal in synchronization with the first and second converters and by making the pulse signals output to the first and second converters have the same frequency. It is.
また、前記目的は、前記第1の変換器から前記直流中
間回路への通電モード期間に、前記第2の変換器からそ
の負荷への通電モード期間が重なり合うように前記出力
ポート部から前記第1及び第2の変換器にPWMパルス信
号を出力することにより達成される。In addition, the object is that the first output port unit and the first converter are connected so that an energization mode period from the second converter to the load overlaps with an energization mode period from the first converter to the DC intermediate circuit. And outputting a PWM pulse signal to the second converter.
さらに、前記目的は、異常時に前記第1及び第2の変
換器を構成するスイッチ素子を全てOFFする緊急遮断部
と、これらパルス幅制御部及び緊急遮断部に基いて作ら
れたパルス信号を外部へ出力する出力ポート部とを備
え、この出力ポート部から、前記パルス幅制御部のパル
ス信号よりも前記緊急遮断部のパルス信号を優先して前
記第1及び第2の変換器に出力することにより達成され
る。Further, the object is to provide an emergency shut-off unit for turning off all the switching elements constituting the first and second converters in the event of an abnormality, and a pulse width control unit and a pulse signal generated based on the emergency shut-off unit. An output port for outputting to the first and second converters a priority from the output port to the pulse signal of the emergency cutoff unit over the pulse signal of the pulse width control unit. Is achieved by
[作 用] 電源側自励電力変換器は、制御装置からの指令によ
り、システム異常時には、速やかに電源供給を遮断する
よう動作する。これにより、電源側変換器は、速やかな
電源遮断が可能となり、また、1つの制御装置による簡
潔な制御装置構成により、信頼性の高い電力変換器シス
テムを実現することができる。[Operation] The power-supply-side self-excited power converter operates in response to a command from the control device to immediately cut off the power supply when the system is abnormal. As a result, the power supply-side converter can promptly shut off the power supply, and a highly reliable power converter system can be realized with a simple control device configuration using one control device.
また、2つの自励電力変換器を同期制御することによ
り、電源側の電力変換器から負荷側の電力変換器に、必
要な電力を直ちに送り込むことができるので、直流中間
回路の直流リアクトルを小容量のものとすることがで
き、システム全体を小型化することができる。Also, by controlling the two self-excited power converters synchronously, the required power can be immediately sent from the power converter on the power supply side to the power converter on the load side, so that the DC reactor of the DC intermediate circuit can be reduced. The capacity can be reduced, and the entire system can be reduced in size.
[実施例] 以下、本発明による電力変換器システムの実施例を図
面により詳細に説明する。Hereinafter, an embodiment of a power converter system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。第1図において、1は三相交流電源、2、6は過
電圧抑制用のコンデンサ、3は電流形コンバータ部、31
〜36はその主スイツチング素子を構成するトランジス
タ、4は直流リアクトル、5は電流形インバータ部、51
〜56はその主スイツチング素子を構成するトランジス
タ、7は負荷の一例として示した誘導電動機、8は直流
電流検出器、9は一次電流指令i1*とフイードバツク電
流値i1とを比較する比較器、10はパルスパターン(制御
信号)をトランジスタ31〜36,51〜56に供給するため
の、ワンチップマイコン、12は一次電流指令i1*が供給
される端子、13、14はインバータ制御系に与えられる周
波数指令ω1*と位相指令θ*が供給される端子、15は
電源同期用の信号を入力するための信号線である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a three-phase AC power supply, 2 and 6 are capacitors for suppressing overvoltage, 3 is a current source converter,
36 are transistors constituting the main switching element, 4 is a DC reactor, 5 is a current source inverter, 51
Reference numerals 56 denote transistors constituting the main switching element, 7 denotes an induction motor shown as an example of a load, 8 denotes a DC current detector, 9 denotes a comparator for comparing a primary current command i 1 * with a feedback current value i 1 . , 10 is a one-chip microcomputer for supplying a pulse pattern (control signal) to transistors 31 to 36, 51 to 56, 12 is a terminal to which a primary current command i 1 * is supplied, and 13 and 14 are inverter control systems. A terminal 15 to which the given frequency command ω 1 * and phase command θ * are supplied, and 15 is a signal line for inputting a power synchronization signal.
ワンチップマイコン10は、入力ポート101、内部バス1
02、プログラム、パルス幅データテーブル等を格納する
ROM103、一次記憶、レジスタとして用いられるRAM104、
演算等を実行するALU105、出力ポート106に所定のパル
スパターン(事象)からなる制御信号を出力するために
必要な事象の設定を行う事象設定レジスタ107、この事
象をいつイネーブルにするかの時刻設定を行う時刻設定
レジスタ108、これら両設定レジスタ107,108の内容を連
結し保持する保持レジスタ109、この保持レジスタ109に
設定されたいく組かの設定データが順次、サイクリック
に格納される連想メモリ110、実際の時刻を出力するタ
イマ111、このタイマ111による時刻と連想メモリ110内
の設定時刻内容とを比較し、これらが一致したときに出
力を発生する比較部112、この比較部112からのトリガを
受け設定された事象を出力ポート106に出力制御する実
行コントローラ113等を備えて構成されている。One-chip microcomputer 10 has input port 101, internal bus 1
02, store programs, pulse width data tables, etc.
ROM103, primary storage, RAM104 used as a register,
ALU 105 for executing calculations, etc., an event setting register 107 for setting an event required to output a control signal composed of a predetermined pulse pattern (event) to an output port 106, a time setting for when this event is enabled A time setting register 108, a holding register 109 for linking and holding the contents of these two setting registers 107, 108, an associative memory 110 in which several sets of setting data set in the holding register 109 are sequentially stored cyclically, A timer 111 that outputs an actual time, a comparing unit 112 that compares the time set by the timer 111 with the set time content in the associative memory 110, and generates an output when they match, triggers from the comparing unit 112 An execution controller 113 for controlling the output of the received event to the output port 106 is provided.
次に、この実施例の動作について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
第2図はワンチップマイコン10において、出力ポート
106に発生させる事象、すなわち、パルスパターンのう
ちコンバータ用の事象を求める事象算出処理プログラム
F1000の動作を制御する概略フローチャートである。FIG. 2 shows the output port of the one-chip microcomputer 10.
Event to be generated in 106, that is, an event calculation processing program for obtaining an event for the converter from the pulse pattern
6 is a schematic flowchart for controlling the operation of F1000.
(1)まず、コンバータの出力電流偏差Δiを、入力ポ
ート101のうちアナログ−デジタル変換ポートから取込
む。勿論この場合、電流指令i1*をデジタルポートから
取込み、フィードバック電流そのものをアナログ−デジ
タル変換ポートから取込んでマイコン内部でその偏差信
号を算出してもよい(ステップF1010)。(1) First, the output current deviation Δi of the converter is taken in from the analog-digital conversion port of the input ports 101. Of course, in this case, the current command i 1 * may be taken from the digital port, the feedback current itself may be taken from the analog-digital conversion port, and the deviation signal may be calculated inside the microcomputer (step F1010).
(2)電流偏差Δiに対応する第1の電力変換器である
コンバータの通流率γ*、位相PH*をそれぞれ求める。
この、通流率γ*、位相PH*は、第3図にその関係の一
例を示すような、予め定められている特性より求めるこ
とができる(ステップF1020)。(2) The conduction ratio γ * and the phase PH * of the converter, which is the first power converter, corresponding to the current deviation Δi are obtained.
The flow rate γ * and the phase PH * can be obtained from predetermined characteristics as shown in FIG. 3 (step F1020).
(3)次に、θtc=Σωc*・Δtc+PH* の関係から、コンバータ側の総合位相θtcを算出する。
ここで、ωc*はコンバータに接続される電源の周波数
であり、Δtcはコンバータのスイツチ素子31〜36のスイ
ツチング周波数の逆数である(ステツプF1030)。(3) Next, the converter-side total phase θtc is calculated from the relationship θtc = Σωc * · Δtc + PH *.
Here, ωc * is the frequency of the power supply connected to the converter, and Δtc is the reciprocal of the switching frequency of the switching elements 31 to 36 of the converter (step F1030).
(4)ステップF1030で求めた総合位相θtcに対して、
トランジスタ31〜36によるどのスイツチ素子を、Δtcの
間にそれぞれON/OFFさせなければならないかのモードを
判断する。このモードは、電気角360゜を60゜毎に6つ
のモードに分けたもので、総合位相θtcに応じて、今回
はどのモードに該当するかが決まり、ON/OFFするスイツ
チ素子の選択とその順番を求めるためのものである。こ
こではその詳細な説明を省略するが、前述した特願昭61
−10176号(特開昭62ー171470号公報参照)にその詳細
が記載されている(ステップF1040)。(4) For the total phase θtc obtained in step F1030,
The mode of which switch element by the transistors 31 to 36 must be turned ON / OFF during Δtc is determined. In this mode, the electrical angle of 360 ° is divided into six modes for every 60 °, which mode is determined this time according to the total phase θtc, selection of the switch element to be turned ON / OFF, and its selection. It is for obtaining the order. Although the detailed description is omitted here,
No. -10176 (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-171470) describes the details (step F1040).
(5)総合位相θtcに応じて、直流中間回路に給電すべ
き2つのパルスの基準値t1c,t2c,t3c{t1c=Δtc・sin
(θtc−240゜),t2c=Δtc・sinθtc,t3c=Δtc−t1c
−t2c}を算出する。このt1c,t2c,t3cは、通流率指令γ
*が最大値の次の基準値であり、実際にコンバータ制御
で使用する値は、次に説明するステップF1060の処理に
より、データ加工を行って求める(ステップF1050)。(5) The reference values t 1c , t 2c , t 3c {t 1c = Δtc · sin of two pulses to be supplied to the DC intermediate circuit according to the total phase θtc.
(Θtc−240 °), t 2c = Δtc · sin θtc, t 3c = Δtc−t 1c
−t 2c } is calculated. These t 1c , t 2c , t 3c are the duty ratio commands γ
* Is a reference value next to the maximum value, and a value actually used in converter control is obtained by performing data processing by the processing of step F1060 described below (step F1050).
(6)F1050で算出されたパルス基準値t1c,t2c,t3cに対
して、通流率γ*によるパルス幅の加工を行う。すなわ
ち、t1c′=γ*・t1c,t2c′=γ*・t2c,t3c′=Δtc
−t1c′−t2c′の演算を行って、通流率γ*によって加
工したパルス幅を求める。ここで、t1c′とt2c′の期間
は、交流電源から直流リアクトルへの給電モードであ
り、t3c′の期間は、電源からエネルギが供給されず、
リアクトルの蓄積エネルギが還流する還流モードである
(ステップF1060)。(6) The pulse reference value t 1c , t 2c , t 3c calculated in F1050 is processed into a pulse width by the conduction ratio γ *. That is, t 1c ′ = γ * · t 1c , t 2c ′ = γ * · t 2c , t 3c ′ = Δtc
By calculating −t 1c ′ −t 2c ′, a pulse width processed by the conduction ratio γ * is obtained. Here, the period between t 1c ′ and t 2c ′ is a power supply mode from the AC power supply to the DC reactor, and during the period t 3c ′, no energy is supplied from the power supply,
This is the recirculation mode in which the energy stored in the reactor is recirculated (step F1060).
以上の処理により、第1の変換器の一例であるコンバ
ータのON/OFF制御に用いるデータ(どのスイツチ素子を
いつON/OFFするかというデータ)が算出できたことにな
る。By the above processing, data used for ON / OFF control of the converter as an example of the first converter (data indicating which switch element is turned ON / OFF) can be calculated.
第4図は第2の電力変換器の一例としてのインバータ
3の制御に用いる事象算出処理F1100の動作を説明する
フローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of an event calculation process F1100 used for controlling the inverter 3 as an example of the second power converter.
(1)まず、インバータ制御に用いる周波数指令ω
1*、位相指令θ*の取込みを行う。この指令値は、デ
ジタル量を直接取込んでも、アナログ量をアナログ−デ
ジタル変換して取込んでもよい(ステップF1110)。(1) First, a frequency command ω used for inverter control
1 *, take in the phase command θ *. This command value may be obtained by directly taking in a digital quantity or by taking an analog-to-digital conversion of an analog quantity (step F1110).
(2)θti=Σω1*・Δti+θ*の関係式から総合位
相θtiを算出する(ステップF1120)。 (2) θti = Σω 1 * · Δti + θ * be of calculating the total phase θti from equation (step F1120).
(3)総合位相θtiの値に応じて、トランジスタ51〜56
によるどのスイツチ素子をΔtiの間に、それぞれON/OFF
させなければならないかを判断する。ここでは、その詳
細な説明を省略するが、その詳細は、前述の特願昭61−
2876号(特開昭62ー163577号公報参照)に記載されてい
る(ステップF1130)。(3) Depending on the value of the total phase θti, the transistors 51 to 56
Which switch element is ON / OFF during Δti
Determine if you must let them. Here, the detailed description is omitted, but the details are described in the aforementioned Japanese Patent Application No. 61-61.
No. 2876 (see JP-A-62-163577) (step F1130).
(4)総合位相θtiに応じて、直流中間回路4から負荷
の例である誘導電動機7に電気エネルギを供給するパル
ス幅t1i,t2i{t1i=Δti・sin(θti−240゜),t2i=Δ
ti・sinθti}を算出すると共に、負荷に電力を供給し
ない還流モードに対応するパルス幅t3i(=Δti−t1i−
t2i)もここで算出する(ステップF1140)。(4) Pulse widths t 1i , t 2i {t 1i = Δti · sin (θti−240 °) for supplying electric energy from the DC intermediate circuit 4 to the induction motor 7 which is an example of a load according to the total phase θti. t 2i = Δ
ti · sin θti} is calculated, and the pulse width t 3i (= Δti−t 1i −
t 2i ) is also calculated here (step F1140).
前述したインバータ用事象算出処理F1100の実行によ
り、インバータ用のパルス幅(つまり事象変化の時間)
と事象(どのスイツチ素子をON/OFFすべきかというこ
と)とが求められたことになる。By executing the inverter event calculation process F1100 described above, the pulse width for the inverter (that is, the time of event change)
And an event (which switch element should be turned ON / OFF).
第5図は前述のようにして求められた2つの項目を、
出力ポート制御用の連想メモリ110に設定する処理F2000
の動作を説明するフローチャートである。FIG. 5 shows the two items obtained as described above,
Processing F2000 to set in associative memory 110 for output port control
5 is a flowchart for explaining the operation of FIG.
まず、ステップF2100の処理で、コンバータ、インバ
ータを構成する12コのトランジスタに対して、必要な事
象設定と時間設定が完了したか否かを判断し、NOであれ
ば、ステップF2200の処理で、該当する事象設定を行
い、ステップF2300の処理で、事象変化の時間設定を行
い、この設定処理を終了する。First, in the process of step F2100, it is determined whether the necessary event setting and time setting are completed for the 12 transistors constituting the converter and inverter, and if NO, the process of step F2200 The corresponding event is set, the time of the event change is set in the process of step F2300, and this setting process ends.
第6図は前述した3つのタスク(F1000,F1100,F200
0)の起動タイミングの例を示す図である。Fig. 6 shows the three tasks described above (F1000, F1100, F200
It is a figure showing an example of start timing of (0).
本発明の一実施例においては、第6図から分かるよう
に、まず、コンバータ用、インバータ用の事象を算出
し、その後、その事象をレジスタに順次設定する処理を
行い、パルスパターンを得るようにしている。ここで、
仮りに、事象設定処理の周期Δtが事象算出処理の周期
Δtc,Δtiに等しければ、コンバータとインバータのス
イツチング周波数が等しく、その周波数は1/Δt(Hz)
ということになる。In one embodiment of the present invention, as can be seen from FIG. 6, first, events for the converter and the inverter are calculated, and then the process of sequentially setting the events in the register is performed to obtain a pulse pattern. ing. here,
If the period Δt of the event setting process is equal to the periods Δtc and Δti of the event calculation process, the switching frequencies of the converter and the inverter are equal, and the frequency is 1 / Δt (Hz)
It turns out that.
前述のように構成された本発明の一実施例による電力
変換器システムは、次のような特殊な効果を奏すること
ができる。すなわち、 1つのワンチップマイコンを用いて、2つの自励変換
器を一括して制御しているため、緊急遮断時等の処理
を、速やかに行うことが可能である。The power converter system according to the embodiment of the present invention configured as described above can provide the following special effects. That is, since two self-excited converters are controlled collectively by using one one-chip microcomputer, it is possible to promptly perform processing such as emergency shutdown.
以下、このことを図面により説明する。 Hereinafter, this will be described with reference to the drawings.
第7図は緊急遮断処理プログラムF3000の動作を説明
する概略フローチャートである。FIG. 7 is a schematic flowchart for explaining the operation of the emergency shutdown processing program F3000.
この緊急遮断処理プログラムF3000は、異常検出器等
の異常検出による割込み(第1図にはこのハードウエア
を省略)を受けたとき、他の処理が実行中か否かにかか
わらず、緊急度が高いとして起動されるタスクである。The emergency shutdown processing program F3000, when receiving an interruption due to abnormality detection of an abnormality detector or the like (this hardware is omitted in FIG. 1), regardless of whether other processing is being executed or not, Tasks that are started as high.
(1)このタスクがが起動されると、コンバータの短絡
相を形成するスイツチ(例えば、この起動が、総合位相
が0゜から60゜の区間、すなわち、モード1の区間に行
われた場合、スイツチ32と35)をONとする指令をレジス
タ107、108に設定し、これらのスイッチをONとすること
により、電源側から電力変換器システムへのエネルギ供
給を遮断する(ステップF3010)。(1) When this task is activated, a switch that forms a short-circuit phase of the converter (for example, when this activation is performed in a section where the total phase is 0 ° to 60 °, that is, in a section of mode 1, An instruction to turn on the switches 32 and 35) is set in the registers 107 and 108, and by turning on these switches, the supply of energy from the power supply to the power converter system is cut off (step F3010).
この例では、電力変換器システムを、電流形インバー
タ・コンバータシステムとし、電流ループ喪失による過
電圧発生を抑制する観点から、エネルギ供給遮断は、ス
イツチをONとして短絡モードを形成して行うとしたが、
過電圧抑制手段が完備している場合には、スイツチを全
てOFFとしてエネルギ供給を遮断してもよい。In this example, the power converter system is a current source inverter / converter system, and from the viewpoint of suppressing overvoltage generation due to current loop loss, energy supply cutoff is performed by turning on the switch to form a short-circuit mode.
When the overvoltage suppression means is complete, all the switches may be turned off to shut off the energy supply.
また、電力変換器システムが、電圧形インバータシス
テム等の場合、コンバータのスイツチをOFFにすればエ
ネルギ供給を止めることができ、電流側変換器がチヨツ
パの場合にはチヨツパをOFFすれば、やはりエネルギ供
給遮断モードに入ることになる。これは変換器が自励タ
イプのものであるため、電源の位相等の条件にかかわら
ず、ほとんど遅れなく、スイッチをON/OFFすることがで
きるためである。Also, when the power converter system is a voltage type inverter system or the like, the energy supply can be stopped by turning off the switch of the converter, and when the current side converter is a chopstick, the energy supply can be stopped by turning off the chopstick. The supply cutoff mode will be entered. This is because the switch can be turned on / off with little delay regardless of conditions such as the phase of the power supply because the converter is a self-excited type.
(2)次に、インバータを短絡モードにするスイツチ素
子(上下アームを短絡する素子)をすぐにONする指令を
設定して、スイッチ素子をすぐにONとすると共に、リア
クトル4のエネルギを消費させるため、図示していない
抵抗をリアクトル4の両端にサイリスタ等を介して接続
する指令を発生させる。この場合の短絡モードも、前述
したコンバータの短絡モードの場合と同様に電流ループ
喪失による過電圧発生を考慮したもので、過電圧対策が
十分の場合には、短絡モードを形成せず、即時OFF指令
を全スイツチ素子に発生すればよい(ステップF302
0)。(2) Next, a command to immediately turn on a switch element (an element for short-circuiting the upper and lower arms) for setting the inverter to the short-circuit mode is set, so that the switch element is immediately turned on and the energy of the reactor 4 is consumed. Therefore, a command to connect a resistor (not shown) to both ends of the reactor 4 via a thyristor or the like is generated. The short-circuit mode in this case also considers the occurrence of overvoltage due to the loss of the current loop, as in the case of the short-circuit mode of the converter described above.If the overvoltage countermeasures are sufficient, the short-circuit mode is not formed and the immediate OFF command is issued. What is necessary is just to generate | occur | produce in all the switch elements (step F302)
0).
(3)次に、事象設定処理等が再び行われて、スイツチ
がONとなるようなスケジユールが行われることを防ぐた
めに、スケジユール処理の再起動を禁止し、緊急遮断処
理を終了する(ステップF3030)。(3) Then, in order to prevent the event setting process or the like from being performed again and the schedule from turning on the switch, the restart of the schedule process is prohibited, and the emergency cutoff process ends (step F3030). ).
前述したように、本発明の実施例は、自己遮断能力の
あるスイツチを用いた2つの自励変換器を、1つの制御
装置であるワンチップマイコンで一括制御しているの
で、異常時等に速やかなしぼり込みが可能であり、シス
テム保護を迅速に行うことができる。As described above, in the embodiment of the present invention, two self-excited converters using a switch having a self-interrupting ability are collectively controlled by a one-chip microcomputer which is a single control device. It is possible to squeeze quickly, and the system can be protected quickly.
前述した本発明の実施例において、自己遮断機能のあ
るスイツチ素子としてトランジスタを用いた例について
説明したが、本発明は、GTOサイリスタ、転流回路付き
サイリスタ等を用いる場合にも適用することができ、こ
れにより、電力変換器システムを大容量化することがで
きる。また、IGBT、FET等を用いることも可能であり、
この場合、装置の高周波スイツチング化を可能にできる
という他の効果を得ることができる。In the above-described embodiment of the present invention, an example in which a transistor is used as a switch element having a self-cutoff function has been described.However, the present invention can be applied to a case where a GTO thyristor, a thyristor with a commutation circuit, or the like is used. Thus, the capacity of the power converter system can be increased. It is also possible to use IGBT, FET, etc.
In this case, another effect of enabling high-frequency switching of the device can be obtained.
さらに、本発明の一実施例における前述の緊急遮断処
理において、ステップF3010の処理で、短絡モード形成
のため、スイッチ素子をONとするための指令をレジスタ
107,108へ設定し、実行コントローラ113のスケジユール
に従ってスイッチ素子をON制御したが、出力ポート106
へ直接書き込みを行う機能を持つマイコンを制御装置と
して使用する場合には、レジスタを介することなく、ON
指令を直接出力ポートに書き込むことができ、高速な遮
断を行わせることが可能である。Further, in the above-described emergency cutoff process in one embodiment of the present invention, in the process of step F3010, a command for turning on the switch element for forming the short-circuit mode is registered.
The switch elements were set to 107 and 108, and the switch elements were controlled to be ON according to the schedule of the execution controller 113.
When using a microcomputer with the function of directly writing data to the controller as a control device,
The command can be directly written to the output port, and a high-speed cutoff can be performed.
また、前述した第1図に示す本発明の一実施例は、第
1の電力変換器が三相コンバータであるため、該コンバ
ータを構成するスイッチ素子を6個有し、第2の電力変
換器が3相インバータであるため、該インバータを構成
するスイッチ素子をやはり6個有している。従って、マ
イコン10の出力ポートは、合計12本必要であるが、コン
バータを、直流電力を受けるチョッパとすれば、該チョ
ッパを構成するスイッチ素子は1個、インバータを単相
とすれば、該インバータを構成するスイッチ素子は4個
となり、合計5本の出力ポートを有するマイコンを制御
装置として使用すれば、第1図に示す本発明の実施例と
同等の信頼性の高いシステムを構築することができる。In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 described above, the first power converter is a three-phase converter, and thus has six switch elements constituting the converter, and the second power converter Is a three-phase inverter, so that it also has six switch elements constituting the inverter. Therefore, a total of twelve output ports of the microcomputer 10 are required. However, if the converter is a chopper that receives DC power, the switch element that constitutes the chopper is one, and if the inverter is a single phase, the inverter is If the microcomputer having four output ports is used as a control device, a highly reliable system equivalent to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 can be constructed. it can.
さらに、第6図に示すタスク起動の例において、事象
設定処理F2000を、事象算出処理F1000とF1100とで一定
時間毎に共用し、2つの電力変換器のスイッチング周波
数の管理を容易にしているが、例えば、インバータ側の
スイッチング周波数(インバータに対する事象算出処理
F1100と事象設定処理F2000の起動頻度)を高くすれば、
負荷に加えられる電力のリップル成分を高周波化し、小
さな値とすることができるので、電動機騒音を低減する
ことができるという他の効果も得ることができる。Further, in the example of the task activation shown in FIG. 6, the event setting process F2000 is shared by the event calculation processes F1000 and F1100 at regular time intervals to facilitate management of the switching frequency of the two power converters. For example, the switching frequency on the inverter side (event calculation processing for the inverter)
If you increase the frequency of F1100 and the event setting process F2000),
Since the ripple component of the power applied to the load can be increased in frequency to a small value, another effect of reducing motor noise can be obtained.
また、第1図に示す本発明の一実施例は、制御装置が
1つのCPUコアと複数の出力ポートを内蔵したワンチッ
プマイコン10であったが、本発明は、これらが別々のチ
ップで構成され、外部バスによって結合されている構成
であってもよい。この場合においても、共通のCPUのコ
アの制御下にあるため本発明の効果は損われない。In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the control device is a one-chip microcomputer 10 having one CPU core and a plurality of output ports. Alternatively, the configuration may be such that the components are connected by an external bus. Even in this case, the effects of the present invention are not impaired because the CPU is under the control of the core of the common CPU.
また、前述のようにCPUコアと、出力ポートとを分離
する場合、出力ポートとして、非常に多くの端子を持つ
独立のI/Oチツプと、あまり強力な入出力ポートを持た
ない汎用マイコンとの組合せ等が可能となり、制御装置
10を構成する上で出力ポートのピン数に関する制約がな
くなり、安価な汎用品を用いることができるという効果
を得ることができる。Also, as described above, when separating the CPU core from the output port, an independent I / O chip with a large number of terminals and a general-purpose microcomputer without a very powerful input / output port are used as the output port. Combination, etc. become possible, and the control device
In configuring 10, there is no restriction on the number of pins of the output port, and an effect that an inexpensive general-purpose product can be used can be obtained.
第8図は本発明の他の実施例における事象算出処理の
動作を説明するフローチャート、第9図はスイッチ素子
31〜36、51〜56のON/OFFの状態を示す図である。FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the event calculation processing in another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a switch element.
It is a figure which shows the ON / OFF state of 31-36 and 51-56.
本発明の他の実施例は、第1図に示す前述の実施例の
場合と同一のハードウエア構成を有し、その制御方法が
相違している。Another embodiment of the present invention has the same hardware configuration as that of the above-described embodiment shown in FIG. 1, and the control method is different.
すなわち、本発明の他の実施例は、前述した本発明の
実施例における、コンバータに対する事象算出処理F100
0と、インバータに対する事象算出処理F1100とを、連結
して同時に行うようにしたものである。従って、第8図
に示すフローは、前述した第2図のフロート第4図のフ
ローとをつなげたものであるので、ここではその説明を
省略する。That is, another embodiment of the present invention is different from the above-described embodiment of the present invention in that the event calculation process F100 for the converter is performed.
0 and an event calculation process F1100 for the inverter are connected and performed simultaneously. Therefore, the flow shown in FIG. 8 is a continuation of the flow shown in FIG. 4 and the flow shown in FIG. 4, and the description thereof is omitted here.
この本発明の他の実施例は、前述のように2つの事象
算出処理を連結して行うようにしたので、事象特定処理
F2000の直前に2つの事象算出処理を行うように設定す
ることができ、最新のパルス幅データを事象設定するこ
とができるというメリットを得ることができるほか、次
に示すような特殊な効果を生じる。In the other embodiment of the present invention, as described above, the two event calculation processes are linked and performed.
It can be set to perform two event calculation processes immediately before F2000, which has the advantage of being able to set the latest pulse width data as an event, and has the following special effects: .
この特殊な効果について、第9図を用いて説明する。
第9図において、S31〜S36,S51〜S56はそれぞれコンバ
ータ、インバータを構成するスイッチ素子31〜36,51〜5
6に、マイコンから供給されるON/OFF指令信号である。This special effect will be described with reference to FIG.
In FIG. 9, S31 to S36 and S51 to S56 denote switching elements 31 to 36, 51 to 5 which constitute a converter and an inverter, respectively.
6 shows the ON / OFF command signal supplied from the microcomputer.
まず、コンバータ用指令信号S31〜S36について説明す
る。First, converter command signals S31 to S36 will be described.
第9図には、第8図のステップF4030で求められた総
合位相θtcが0゜〜60゜、すなわち、モード1の中に存
在し、かつ0゜に近い位置に存在する場合を、例として
示している。従って、正側アームについてみると、Δtc
の区間のまず始めに、S33がONとなり、次に、S31がONと
なって、最後にS32がONとなる。一方、負側アームにつ
いてみると、S35のみがΔtcの区間の間、常にON状態に
あり、S34、S36が常にOFFの状態にある。FIG. 9 shows an example in which the total phase θtc obtained in step F4030 of FIG. 8 is in the range of 0 ° to 60 °, that is, in the mode 1 and at a position close to 0 °. Is shown. Therefore, looking at the positive side arm, Δtc
First, S33 is turned on, then S31 is turned on, and finally S32 is turned on. On the other hand, regarding the negative arm, only S35 is always in the ON state during the period of Δtc, and S34 and S36 are always in the OFF state.
そして、パルスの幅の関係は、t1c′が最も広く、次
にt3c′,t2c′の順である(通流率γ*が比較的大きい
場合)。さらに、(t1c′+t2c′)の区間が電源1から
リアクトル4への電力供給区間であり、t2c′が電力供
給が遮断され、リアクトル4のエネルギが還流する区間
である。The relation of the pulse width is the largest at t 1c ′, followed by t 3c ′ and t 2c ′ (when the conduction ratio γ * is relatively large). Further, a section of (t 1c ′ + t 2c ′) is a section for supplying power from the power supply 1 to the reactor 4, and a section of t 2c ′ is a section where power supply is cut off and the energy of the reactor 4 is recirculated.
一方、インバータに与えるパルスパターンについて
も、総合位相θtiがモード1に存在し、かつ0゜に近い
例を示している。ONとなる順番は、S53,S51,S52であ
り、(t1i+t2i)の区間が電動機7への電力供給区間で
あり、t3iの区間がエネルギを電動機へ供給せずバイパ
スさせる還流区間である。On the other hand, the pulse pattern applied to the inverter also shows an example in which the total phase θti exists in mode 1 and is close to 0 °. Order to be turned ON, S53, S51, is S52, (t 1i + t 2i ) section is the power supply section to the electric motor 7, at reflux interval interval t 3i is to bypass without supplying energy to the electric motor is there.
そして、本発明の他の実施例では、S53,S55の立上り
を、S33,S35の立上りに同期させるように一括制御して
いる。その理由は、コンバータからインバータへのエネ
ルギ供給区間(t1c′+t2c′)に、インバータから電動
機へのエネルギ供給区間(t1i+t2i)を可能な限りラツ
プさせれば、コンバータの還流区間におけるインバータ
へのエネルギ供給の働きをする直流中間回路であるリア
クトル4を小容量化できる効果があるからである。In another embodiment of the present invention, the rises of S53 and S55 are collectively controlled so as to be synchronized with the rises of S33 and S35. The reason is that the energy supply interval from the converter to the inverter (t 1c '+ t 2c' ), if caused to lap as possible energy supply interval to the electric motor (t 1i + t 2i) from the inverter, in the converter reflux section This is because there is an effect that the capacity of the reactor 4, which is a DC intermediate circuit that functions to supply energy to the inverter, can be reduced.
すなわち、直流中間回路は、インバータ側でモータへ
のエネルギ供給が必要になったとき、そのエネルギの供
給元となり、直流中間回路へのエネルギの供給元となる
のがコンバータである。従って、直流中間回路の容量が
充分であれば、コンバータから直流中間回路へのエネル
ギ供給のタイミング等は、インバータの制御に無関係と
なる。That is, the DC intermediate circuit becomes a source of energy when the inverter needs to supply energy to the motor, and a converter is a source of energy to the DC intermediate circuit. Therefore, if the capacity of the DC intermediate circuit is sufficient, the timing of energy supply from the converter to the DC intermediate circuit becomes irrelevant to the control of the inverter.
本発明の実施例は、スイッチ素子制御のためのPWM信
号の給電タイミングまで立ち入って、コンバータとイン
バータとの同期をとっているので、コンバータの出力エ
ネルギをそのままインバータのエネルギとして使用する
ことができるため、エネルギ貯蔵機能としての直流中間
回路のリアクトルの小容量化を図ることができる。In the embodiment of the present invention, since the converter and the inverter are synchronized until the power supply timing of the PWM signal for controlling the switch element is reached, the output energy of the converter can be used as it is as the energy of the inverter. In addition, the capacity of the reactor of the DC intermediate circuit as an energy storage function can be reduced.
なお、前述の本発明の他の実施例の説明では、総合位
相が0゜に近い場合を例として説明したため、モードN
o.が1となりコンバータ側において、スイッチ素子をON
する信号の順番がS33,S31,S32であるが、勿論、この順
番は、総合位相が変化すればモードNo.も変化し、このO
N/OFFの順序も変化する。但し、ON/OFFする素子が、モ
ードNo.の変化により変わっても、供給区間と還流区間
との関係が変わることはないので、総合位相が0゜付近
だけでなく他の値となつたときにも同様な効果を得るこ
とができる。In the above description of another embodiment of the present invention, the case where the total phase is close to 0 ° has been described as an example.
o. becomes 1 and the switch element is turned on on the converter side
The order of the signals to be performed is S33, S31, and S32. Of course, the order is different if the overall phase changes, and the mode number also changes.
The order of N / OFF also changes. However, even if the element to be turned ON / OFF changes due to the change of the mode No., the relationship between the supply section and the reflux section does not change, so when the total phase becomes not only around 0 ° but also other values A similar effect can be obtained.
さらに、第9図において、スイッチ素子をONとする信
号の順番が、S32→S33→S31というように、還流区間が
給電区間に先立つようになった場合にも、インバータ側
を同様な順番となるようにあわせれば、コンバータとイ
ンバータとによる供給区間と還流区間との関係がくずれ
ることがないので同様な効果を得ることができる。Further, in FIG. 9, even when the order of the signals for turning on the switch elements is S32 → S33 → S31, such that the return section precedes the power supply section, the same sequence is performed on the inverter side. With this arrangement, the same effect can be obtained because the relationship between the supply section and the return section by the converter and the inverter does not deteriorate.
さらに、コンバータ側の立下り時定数を、インバータ
側の立下り時定数よりも遅く設定するようにする等、ス
イッチ素子ON/OFF時の動作遅れを考慮して、給電区間を
オーバラップさせるようにすれば両者のすきま区間tdを
少なくでき、また、インバータ側の給電区間がtdにかか
る場合には、電流の減衰を考慮して予めt2iの区間を当
初計算値よりも広げて電流の減衰を補うようにすればよ
い。In addition, the power supply sections should be overlapped in consideration of the operation delay when the switch element is turned ON / OFF, such as by setting the fall time constant on the converter side later than the fall time constant on the inverter side. possible to reduce the gap interval t d between the two if, also when the inverter side of the feeder section is applied to t d, the current spread than originally calculated value interval in advance t 2i in consideration of the attenuation of the current What is necessary is just to compensate for the attenuation.
また、本発明の他の実施例は、同期をとって2つの変
換器を制御できればよいわけであるから、第1図に示す
ハード構成のように、CPUコアを1つに限定する必要は
なく、2つのCPUコアを使用してコンバータ、インバー
タのON/OFF制御を同期をとって制御できればよい。その
ための手段としては、マイコンのクロックを共通にし、
あるいは、マイコン間に割込みをかける等により、同期
をとる手段がある。Further, in another embodiment of the present invention, it is only necessary to control the two converters in a synchronized manner, so that it is not necessary to limit the number of CPU cores to one as in the hardware configuration shown in FIG. It suffices if the ON / OFF control of the converter and the inverter can be controlled synchronously using two CPU cores. As a means to do this, use a common microcomputer clock,
Alternatively, there is a means for achieving synchronization by interrupting the microcomputers.
このように、マルチマイコンにより構成した場合、処
理を2つのCPUで分担して行うことができるので、マイ
コンの能力としてそれほど高級なものを使用しなくても
よく、安価なものを使用できるという効果を得ることが
できる。In this way, when a multi-microcomputer is used, the processing can be shared between two CPUs, so that it is not necessary to use a high-level microcomputer, and an inexpensive one can be used. Can be obtained.
次に、コンバータ側の還流区間をインバータ側の給電
区間に重ならないようにすることにより、直流中間回路
をさらに小形化することのできる本発明のさらに他の実
施例について説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described in which the DC intermediate circuit can be further miniaturized by preventing the reflux section on the converter side from overlapping with the power supply section on the inverter side.
この実施例は、コンバータ側の通流率γ*を〈当初計
算値よりも多少大きな値にして、t1c′〜t3c′を設定し
(給電区間を広げたことになる)、逆に、インバータ側
の制御に第2図に示す処理F1060のような通流率制御を
導入し、インバータ側の給電区間を狭くして、コンバー
タ側において通流率を大きくした点を補正し、電動機へ
の給電量を当初状態と同様にし、かつ、コンバータの還
流区間をインバータの給電区間に重ならないようにした
ものである。このようにすれば、直流中間回路でありる
リアクトルをさらに小形化することができる。In this embodiment, the duty ratio γ * on the converter side is set to a value slightly larger than the initially calculated value, and t 1c ′ to t 3c ′ are set (in other words, the power supply section is expanded). The duty ratio control such as the process F1060 shown in FIG. 2 is introduced into the control of the inverter, and the point that the power supply section on the inverter side is narrowed and the duty ratio on the converter side is increased is corrected. The amount of power supply is the same as in the initial state, and the reflux section of the converter does not overlap the power supply section of the inverter. This makes it possible to further reduce the size of the reactor, which is a DC intermediate circuit.
なお、前述の実施例の効果として、直流中間回路のリ
アクトルの小容量化についてのべたが、このリアクトル
の小容量化によって、さらに、次のような効果も生じ
る。すなわち、第1図に示す電流形コンバータ・インバ
ータシステムにおいて、直流リアクトル4が小形化され
れば、停電時などに発生する過電圧のレベルも低くな
り、これを抑制する保護回路も簡便なものでよくなり、
システム全体の信頼性の向上も図ることができる。Although the effect of the above-described embodiment has been described with respect to the reduction of the capacity of the reactor of the DC intermediate circuit, the following effect is further produced by the reduction of the capacity of the reactor. That is, in the current-source converter / inverter system shown in FIG. 1, if the DC reactor 4 is miniaturized, the level of overvoltage generated at the time of a power failure or the like also becomes low, and a simple protection circuit for suppressing this is sufficient. Become
The reliability of the entire system can also be improved.
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、直流中間結合回
路をはさんだ2つの自励変換器を、制御装置により一括
して管理することができるので、自励変換器のすみやか
な応答と簡潔な制御装置の構成とがあいまって、電力変
換器システムを信頼度高く構築することができるという
効果を得ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, two self-excited converters sandwiching a DC intermediate coupling circuit can be collectively managed by the control device, so that the self-excited converters can be quickly operated. In combination with the simple response and the simple configuration of the control device, it is possible to obtain an effect that the power converter system can be constructed with high reliability.
また、2つの自励変換器を同期して制御することがで
きるため、直流中間回路のリアクトルを小容量化するこ
とができ、装置全体を小型化することができる。Further, since the two self-excited converters can be controlled in synchronization, the capacity of the reactor of the DC intermediate circuit can be reduced, and the entire device can be reduced in size.
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
2〜第7図は本発明一実施例の動作を説明するための
図、第8図,第9図は本発明の他の実施例の動作を説明
するための図である。 1……三相交流電源、2、6……過電圧抑制用のコンデ
ンサ、3……電流形コンバータ部、31〜36……その主ス
イツチング素子を構成するトランジスタ、4……直流リ
アクトル、5……電流形インバータ部、51〜56……その
主スイツチング素子を構成するトランジスタ、7……誘
導電動機、8……直流電流検出器、9……比較器、10…
…ワンチップマイコン、101……入力ポート、102……内
部バス、103……ROM、104……RAM、105……ALU、107…
…事象設定レジスタ、108……時刻設定レジスタ、109…
…保持レジスタ、110……連想メモリ、111……タイマ、
112……比較部、113……実行コントローラ113。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 7 are diagrams for explaining the operation of one embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the embodiment. 1 ... three-phase AC power supply, 2, 6 ... capacitor for suppressing overvoltage, 3 ... current source converter, 31 to 36 ... transistors constituting its main switching element, 4 ... DC reactor, 5 ... Current source inverters, 51 to 56, transistors constituting their main switching elements, 7, induction motors, 8, DC current detectors, 9, comparators, 10
... One-chip microcomputer, 101 ... Input port, 102 ... Internal bus, 103 ... ROM, 104 ... RAM, 105 ... ALU, 107 ...
... Event setting register, 108 ... Time setting register, 109 ...
... holding register, 110 ... associative memory, 111 ... timer
112... Comparison unit, 113.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保苅 定夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 仲田 清 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 安藤 武喜 東京都千代田区神田錦町1丁目6番地 日立エレベータサービス株式会社内 (72)発明者 大内 尚之 茨城県日立市幸町3丁目2番1号 日立 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−17865(JP,A) 特開 平1−238466(JP,A) 特開 昭62−163579(JP,A) 特開 昭60−9373(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 Sadao Hokari 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Kiyoshi Nakata 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research, Ltd. In-house (72) Inventor Takeki Ando 1-6-6 Kandanishikicho, Chiyoda-ku, Tokyo Within Hitachi Elevator Service Co., Ltd. (72) Inventor Naoyuki Ouchi 3-2-1 Sachimachi, Hitachi-shi, Ibaraki Pref. Hitachi Engineering Co., Ltd. 56) References JP-A-2-17865 (JP, A) JP-A-1-238466 (JP, A) JP-A-62-163579 (JP, A) JP-A-60-9373 (JP, A) (58) ) Surveyed field (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7 /42-7/98
Claims (4)
を直流に変換する第1の変換器と、この変換器の出力に
接続された直流中間回路と、この中間回路の出力に接続
され直流を交流に変換する第2の変換器とを備える電力
変換器システムにおいて、マイクロプロセッサを含み前
記第1及び第2の変換器をそれぞれ独立してPWM制御す
るために各PWMパルス信号のパルス幅を決定するパルス
幅制御部と、このパルス幅制御部によって作られたPWM
パルス信号を外部へ出力する出力ポート部とを備え、こ
の出力ポート部から前記第1及び第2の変換器に、同期
させて前記PWMパルス信号を出力することを特徴とする
電力変換器システム。An AC power supply or a DC power supply is input, and a first converter for converting the DC power into DC power, a DC intermediate circuit connected to an output of the converter, and a DC intermediate circuit connected to an output of the intermediate circuit. And a second converter for converting the pulse width into an alternating current. The power converter system includes a microprocessor, and controls a pulse width of each PWM pulse signal so as to independently perform PWM control on the first and second converters. Determine the pulse width control unit and the PWM created by this pulse width control unit
An output port section for outputting a pulse signal to the outside, wherein the output port section outputs the PWM pulse signal in synchronization with the first and second converters.
換器に出力されるパルス信号を同一周波数としたことを
特徴とする電力変換器システム。2. A power converter system according to claim 1, wherein pulse signals output to said first and second converters have the same frequency.
を直流に変換する第1の変換器と、この変換器の出力に
接続された直流中間回路と、この中間回路の出力に接続
され直流を交流に変換する第2の変換器とを備える電力
変換器システムにおいて、マイクロプロセッサを含み前
記第1及び第2の変換器をそれぞれ独立してPWM制御す
るために各PWMパルス信号のパルス幅を決定するパルス
幅制御部と、このパルス幅制御部によって作られたPWM
パルス信号を外部へ出力する出力ポート部とを備え、前
記第1の変換器から前記直流中間回路への通電モード期
間に、前記第2の変換器からその負荷への通電モード期
間が重なり合うように前記出力ポート部から前記第1及
び第2の変換器にPWMパルス信号を出力することを特徴
とする電力変換器システム。3. A first converter for receiving an AC power supply or a DC power supply and converting it into a DC power, a DC intermediate circuit connected to an output of the converter, and a DC intermediate circuit connected to an output of the intermediate circuit. And a second converter for converting the pulse width into an alternating current. The power converter system includes a microprocessor, and controls a pulse width of each PWM pulse signal so as to independently perform PWM control on the first and second converters. Determine the pulse width control unit and the PWM created by this pulse width control unit
An output port section for outputting a pulse signal to the outside, wherein an energization mode period from the second converter to the load overlaps an energization mode period from the first converter to the DC intermediate circuit. A power converter system, wherein a PWM pulse signal is output from the output port unit to the first and second converters.
を直流に変換する第1の変換器と、この変換器の出力に
接続された中流中間回路と、この中間回路の出力に接続
され直流を交流に変換する第2の変換器とを備える電力
変換器システムにおいて、1つのマイクロプロセッサ
と、このマイクロプロセッサを含み前記第1及び第2の
変換器を駆動する各パルス信号のパルス幅を決定するパ
ルス幅制御部と、異常時に前記第1及び第2の変換器を
構成するスイッチ素子を全てOFFする緊急遮断部と、こ
れらパルス幅制御部及び緊急遮断部に基いて作られたパ
ルス信号を外部へ出力する出力ポート部とを備え、この
出力ポート部から、前記パルス幅制御部のパルス信号よ
りも前記緊急遮断部のパルス信号を優先して前記第1及
び第2の変換器に出力することを特徴とする電力変換器
システム。4. A first converter for receiving an AC power supply or a DC power supply and converting the same to DC, a middle intermediate circuit connected to an output of the converter, and a DC converter connected to an output of the intermediate circuit. Power converter system comprising: a second converter for converting a signal to an alternating current; and determining a pulse width of each pulse signal including the microprocessor and driving the first and second converters. A pulse width control unit, an emergency shutoff unit that turns off all the switching elements constituting the first and second converters in the event of an abnormality, and a pulse signal generated based on the pulse width control unit and the emergency cutoff unit. An output port for outputting to the outside, and from this output port, the pulse signal of the emergency cutoff unit is output to the first and second converters with priority over the pulse signal of the pulse width control unit. Power converter system according to claim Rukoto.
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1990
- 1990-03-08 JP JP2055120A patent/JP3034895B2/en not_active Expired - Fee Related
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