JP3267130B2 - Pwm制御自励式整流装置 - Google Patents

Pwm制御自励式整流装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、商用電源の交流
電力を自励式整流器により直流電力に変換して負荷に給
電する自励式整流装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、この種のPWM制御自励式整流
装置の従来例を示すブロック構成図である。図7におい
て、1は商用電源、10はPWM制御自励式整流装置、
2はPWM制御自励式整流装置10の出力に接続される
インバータなどの負荷である。
【0003】PWM制御自励式整流装置10は、IGB
Tなどの自己消弧形半導体素子とダイオードとを逆並列
し、これをブリッジ接続した自励式整流器の主回路1
1、自励式整流器の交流リアクトル12、自励式整流器
の出力の平滑用のコンデンサ13、商用電源1の相電圧
を検出する相電圧検出器14、商用電源1のR相の相電
圧を絶縁変換する絶縁変換器15、絶縁変換器15を介
した商用電源1のR相の相電圧の位相に同期した角度信
号(θ,θ=0°〜360°)を発生する角度信号発生
手段16、該角度信号(θ)に基づいた正弦波を発生す
る正弦波発生器17、該角度信号に120°を加算した
値(θ1 )に基づいた正弦波を発生する正弦波発生器1
8、電圧設定器19の電圧設定値とコンデンサ13の両
端の直流電圧を絶縁変換器20を介して検出した電圧検
出値との偏差により電圧調節動作をする電圧調節器2
1、電圧調節器21の出力と正弦波発生器17の出力と
を乗算器22で乗算して得られるR相電流設定値(iR
* )と電圧調節器21の出力と正弦波発生器18の出力
とを乗算器23で乗算して得られるT相電流設定値(i
T * )とからS相電流設定値(iS * )を求め、このi
R * ,iS * ,iT * と電流検出器24で得られたR相
電流検出値(iR ),S相電流検出値(iS ),T相電
流設定値(iT )とのそれぞれの偏差を電流調節器2
5,26,27で調節演算をし、電流調節器25,2
6,27それぞれの出力からキャリア信号発生器28と
比較器29とによりPWM制御を行い、比較器29の出
力をゲート駆動回路30により自励式整流器の主回路1
1のそれぞれの自己消弧形半導体素子にゲート信号を与
える構成である。
【0004】図7に示した従来のPWM制御自励式整流
装置10において、商用電源1に瞬時停電または欠相が
発生したときには、図示しない交流不足電圧継電器など
によりこれを検知し、PWM制御自励式整流装置10の
運転を停止させている。上述のPWM制御自励式整流装
置10は周知の技術を用いたものであり、ここでは詳細
動作の説明を省略する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のPWM制御
自励式整流装置によると、該PWM制御自励式整流装置
の運転中には前記自励式整流器の動作に基づく交流電圧
が該自励式整流器の入力側端子に発生しているために、
商用電源に瞬時停電または欠相が発生してもこの交流電
圧により前記交流不足電圧継電器ではこれを検知しない
恐れがあった。
【0006】この発明の目的は、上記問題点を解決する
PWM制御自励式整流装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この第1の発明は、商用
電源の交流電力を自励式整流器により直流電力に変換し
て負荷に給電する自励式整流装置であって、前記自励式
整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流電圧を所定
の値になるように電圧の調節演算をし、この電圧の調節
演算により得られた電流指令値(直流量)と前記商用電
源の位相に同期した角度信号とにより各相電流指令値
(交流量)を演算し、この各相電流指令値に追従するよ
うに前記商用電源の各相電流を検出して電流の調節演算
をし、この各相の電流の調節演算をした出力とキャリア
信号とによりPWM制御された各相ゲート信号を発生
し、この各相ゲート信号により前記自励式整流器の自己
消弧形半導体素子を制御するPWM制御自励式整流装置
において、前記商用電源の瞬時停電または欠相を検出し
て前記PWM制御自励式整流装置の運転を停止させるた
めに、前記各相電流指令値と、各相電流検出値との偏差
を全波整流して平滑した値が所定の判定値を超えたこと
を検知する電源異常検出回路を備える。
【0008】この第2の発明は、前記PWM制御自励式
整流装置において、前記商用電源の瞬時停電または欠相
を検出して前記PWM制御自励式整流装置の運転を停止
させるために、前記電流指令値(直流量)と、各相電流
検出値の3相/2相変換したベクトルの絶対値との偏差
が所定の判定値を超えたことを検知する電源異常検出回
路を備える。
【0009】この第3の発明は、前記PWM制御自励式
整流装置において、前記商用電源の瞬時停電または欠相
を検出して前記PWM制御自励式整流装置の運転を停止
させるために、前記各相電流指令値およびこれと直交す
る成分のベクトルの絶対値と、各相電流検出値の3相/
2相変換したベクトルの絶対値との偏差が所定の判定値
を超えたことを検知する電源異常検出回路を備える。
【0010】この第4の発明は、前記第1乃至第3の発
明において、前記PWM制御自励式整流装置が停止中に
は、前記電源異常検出回路を不動作にする。この第5の
発明は、前記第1乃至第3の発明において、前記PWM
制御自励式整流装置が停止中には、前記電源異常検出回
路の所定の判定値を該PWM制御自励式整流装置が動作
中の判定値より高くする。
【0011】この発明によれば、PWM制御自励式整流
装置が運転中に、商用電源に瞬時停電または欠相が発生
すると、例えば前記角度信号に乱れが生じ、この乱れに
よる電流指令値と電流検出値とが一致しなくなるのでこ
の電流指令値と電流検出値とに基づく偏差値を監視する
ことで該商用電源の瞬時停電または欠相を検知する。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の実施の形態を
示すPWM制御自励式整流装置のブロック構成図であっ
て、図7の従来例と同一機能を有するものには同一符号
を付してその説明は省略する。図1において、PWM制
御自励式整流装置40,50,60,70,80にはそ
れぞれ電源異常検出回路41,51,61,71,81
を備え、それぞれの電源異常検出回路が動作したときに
は、このPWM制御自励式整流装置の運転を停止させる
ようにしている。
【0013】
【実施例】図2はこの発明の第1の実施例を示し、図1
に示したPWM制御自励式整流装置40の電源異常検出
回路41の詳細回路構成図である。電源異常検出回路4
1では、各相電流指令値iR * ,iS * ,iT * と、各
相電流検出値iR ,iS ,iT とのそれぞれの偏差を加
算演算器41aで求め、この偏差を全波整流回路41b
により整流し、この整流値をフィルタ41cで平滑し、
フィルタ41cの出力値が所定の判定値を超えたことき
には比較器41dが動作して異常信号を出力する構成で
ある。
【0014】図2において、加算演算器41aの代わり
に電流調節器25〜27の入力を使用してもよい。図3
はこの発明の第2の実施例を示し、図1に示したPWM
制御自励式整流装置50の電源異常検出回路51の詳細
回路構成図である。電源異常検出回路51では、各相電
流検出値iR ,iS ,iT の3相/2相変換を3相/2
相変換器51aで行い、2相に変換された電流検出値i
a ,ib のベクトルの絶対値を絶対値演算回路51bで
求め、この絶対値と電圧調節器21の出力である電流指
令値(直流量)との偏差を加算演算器51cで演算し、
この偏差が所定の判定値を超えたこときには比較器51
dが動作して異常信号を出力する構成である。
【0015】図4はこの発明の第3の実施例を示し、図
1に示したPWM制御自励式整流装置60の電源異常検
出回路61の詳細回路構成図である。電源異常検出回路
61では、各相電流指令値iR * ,iS * ,iT * の3
相/2相変換を3相/2相変換器61aで行い、2相に
変換された電流検出値ip ,iq のベクトルの絶対値を
絶対値演算回路61bで求め、各相電流検出値iR ,i
S ,iT の3相/2相変換を3相/2相変換器61cで
行い、2相に変換された電流検出値ia ,ib のベクト
ルの絶対値を絶対値演算回路61dで求め、絶対値演算
回路61bの出力値と絶対値演算回路61dの出力値と
の偏差を加算演算器61eで演算し、この偏差が所定の
判定値を超えたこときには比較器61fが動作して異常
信号を出力する構成である。
【0016】図5はこの発明の第4の実施例を示し、図
1に示したPWM制御自励式整流装置70の電源異常検
出回路71の詳細回路構成図である。電源異常検出回路
71は、図4と同一機能の3相/2相変換器61a,6
1c、絶対値演算回路61b,61d、加算演算器61
e、比較器61fとスイッチ71aとから構成され、ス
イッチ71aはPWM制御自励式整流装置70が停止中
は開放され、該装置が停止中には異常信号を出力しない
ようにしている。
【0017】なお、前記第1の実施例または第2の実施
例の電源異常検出回路においても、スイッチ71aを設
け、PWM制御自励式整流装置が停止中には異常信号を
出力しないようにしてもよい。図6はこの発明の第5の
実施例を示し、図1に示したPWM制御自励式整流装置
80の電源異常検出回路81の詳細回路構成図である。
【0018】電源異常検出回路81は、図4と同一機能
の3相/2相変換器61a,61c、絶対値演算回路6
1b,61d、加算演算器61e、比較器61fと、比
較器61fでの所定の判定値をPWM制御自励式整流装
置80が運転中は第1判定値とし、停止中は第2判定値
とする切替器81aとを備え、第2判定値を第1判定値
より大きな値に設定することにより、停止中は異常信号
を極力出力しないようにしている。
【0019】なお、前記第1の実施例または第2の実施
例の電源異常検出回路においても、切替器81aを設
け、PWM制御自励式整流装置が停止中には異常信号を
極力出力しないようにしてもよい。
【0020】
【発明の効果】この発明によれば、PWM制御自励式整
流装置が運転中に前記電流指令値と電流検出値とに基づ
く偏差を監視することで、商用電源の瞬時停電または欠
相を確実に検知することが可能となり、動作信頼性の高
いPWM制御自励式整流装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示すPWM制御自励式
整流装置のブロック構成図
【図2】この発明の第1の実施例を示す電源異常検出回
路の詳細回路構成図
【図3】この発明の第2の実施例を示す電源異常検出回
路の詳細回路構成図
【図4】この発明の第3の実施例を示す電源異常検出回
路の詳細回路構成図
【図5】この発明の第4の実施例を示す電源異常検出回
路の詳細回路構成図
【図6】この発明の第5の実施例を示す電源異常検出回
路の詳細回路構成図
【図7】従来例を示すPWM制御自励式整流装置のブロ
ック構成図
【符号の説明】
1…商用電源、2…負荷、10,40,50,60,7
0,80…PWM制御自励式整流装置、11…自励式整
流器の主回路、12…交流リアクトル、13…コンデン
サ、14…相電圧検出器、15,20…絶縁変換器、1
6…角度信号発生手段、17,18…正弦波発生器、1
9…電圧設定器、21…電圧調節器、22,23…乗算
器、24…電流検出器、25〜27…電流調節器、28
…キャリア信号発生器、29…比較器、30…ゲート駆
動回路、41,51,61,71,81…電源異常検出
回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H02M 7/21 H02M 7/21 Z // H02M 7/48 7/48 F (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/219 G05F 1/10 H02H 3/24 H02H 3/247 H02H 3/253 H02M 7/21 H02M 7/48

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】商用電源の交流電力を自励式整流器により
    直流電力に変換して負荷に給電する自励式整流装置であ
    って、 前記自励式整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流
    電圧が所定の値になるように電圧の調節演算をし、この
    電圧の調節演算により得られた電流指令値(直流量)と
    前記商用電源の位相に同期した角度信号とにより各相電
    流指令値(交流量)を演算し、この各相電流指令値に追
    従するように前記商用電源の各相電流を検出して電流の
    調節演算をし、この各相の電流の調節演算をした出力と
    キャリア信号とによりPWM制御された各相ゲート信号
    を発生し、この各相ゲート信号により前記自励式整流器
    の自己消弧形半導体素子を制御するPWM制御自励式整
    流装置において、 前記商用電源の瞬時停電または欠相を検出して前記PW
    M制御自励式整流装置の運転を停止させるために、 前記各相電流指令値と、各相電流検出値との偏差を全波
    整流して平滑した値が所定の判定値を超えたことを検知
    する電源異常検出回路を備えたことを特徴とするPWM
    制御自励式整流装置。
  2. 【請求項2】商用電源の交流電力を自励式整流器により
    直流電力に変換して負荷に給電する自励式整流装置であ
    って、 前記自励式整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流
    電圧が所定の値になるように電圧の調節演算をし、この
    電圧の調節演算により得られた電流指令値(直流量)と
    前記商用電源の位相に同期した角度信号とにより各相電
    流指令値(交流量)を演算し、この各相電流指令値に追
    従するように前記商用電源の各相電流を検出して電流の
    調節演算をし、この各相の電流の調節演算をした出力と
    キャリア信号とによりPWM制御された各相ゲート信号
    を発生し、この各相ゲート信号により前記自励式整流器
    の自己消弧形半導体素子を制御するPWM制御自励式整
    流装置において、 前記商用電源の瞬時停電または欠相を検出して前記PW
    M制御自励式整流装置の運転を停止させるために、 前記電流指令値(直流量)と、各相電流検出値の3相/
    2相変換したベクトルの絶対値との偏差が所定の判定値
    を超えたことを検知する電源異常検出回路を備えたこと
    を特徴とするPWM制御自励式整流装置。
  3. 【請求項3】商用電源の交流電力を自励式整流器により
    直流電力に変換して負荷に給電する自励式整流装置であ
    って、 前記自励式整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流
    電圧が所定の値になるように電圧の調節演算をし、この
    電圧の調節演算により得られた電流指令値(直流量)と
    前記商用電源の位相に同期した角度信号とにより各相電
    流指令値(交流量)を演算し、この各相電流指令値に追
    従するように前記商用電源の各相電流を検出して電流の
    調節演算をし、この各相の電流の調節演算をした出力と
    キャリア信号とによりPWM制御された各相ゲート信号
    を発生し、この各相ゲート信号により前記自励式整流器
    の自己消弧形半導体素子を制御するPWM制御自励式整
    流装置において、 前記商用電源の瞬時停電または欠相を検出して前記PW
    M制御自励式整流装置の運転を停止させるために、 前記各相電流指令値およびこれと直交する成分のベクト
    ルの絶対値と、各相電流検出値の3相/2相変換したベ
    クトルの絶対値との偏差が所定の判定値を超えたことを
    検知する電源異常検出回路を備えたことを特徴とするP
    WM制御自励式整流装置。
  4. 【請求項4】請求項1乃至請求項3に記載のPWM制御
    自励式整流装置において、 前記PWM制御自励式整流装置が停止中には、前記電源
    異常検出回路を不動作にすることを特徴とするPWM制
    御自励式整流装置。
  5. 【請求項5】請求項1乃至請求項3に記載のPWM制御
    自励式整流装置において、 前記PWM制御自励式整流装置が停止中には、前記電源
    異常検出回路の所定の判定値を該PWM制御自励式整流
    装置が動作中の判定値より高くしたことを特徴とするP
    WM制御自励式整流装置。
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