JP3312178B2 - 自励式インバータの制御装置 - Google Patents
自励式インバータの制御装置Info
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- JP3312178B2 JP3312178B2 JP04487192A JP4487192A JP3312178B2 JP 3312178 B2 JP3312178 B2 JP 3312178B2 JP 04487192 A JP04487192 A JP 04487192A JP 4487192 A JP4487192 A JP 4487192A JP 3312178 B2 JP3312178 B2 JP 3312178B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流送電、静止型無効
電力補償装置、ＣＶＣＦ(定電圧定周波電源装置)等の自
己消弧機能をもつた変換素子で構成される電力変換器を
具備した自励式インバータの制御装置に関する。
電力補償装置、ＣＶＣＦ(定電圧定周波電源装置)等の自
己消弧機能をもつた変換素子で構成される電力変換器を
具備した自励式インバータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流送電設備、静止型無効電力補償装
置、ＣＶＣＦ(定電圧定周波電源装置)等の大容量電力変
換装置に自己消弧機能をもった変換素子の適用が進めら
れている。この変換素子を変換器に適用した自励式変換
装置の制御方式として文献 Y.Tokiwa, et. al, "Applic
ation of a digital instantaneous current control f
orstatic induction thyristor converters in the uti
lity line", PCIM'88 Proceedings, に見られるよう
に、３相交流電流を２軸変換して、これらの電流を各々
独立に制御する電流制御回路を備えた制御装置が報告さ
れている。
置、ＣＶＣＦ(定電圧定周波電源装置)等の大容量電力変
換装置に自己消弧機能をもった変換素子の適用が進めら
れている。この変換素子を変換器に適用した自励式変換
装置の制御方式として文献 Y.Tokiwa, et. al, "Applic
ation of a digital instantaneous current control f
orstatic induction thyristor converters in the uti
lity line", PCIM'88 Proceedings, に見られるよう
に、３相交流電流を２軸変換して、これらの電流を各々
独立に制御する電流制御回路を備えた制御装置が報告さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したような制御装
置を備えた自励式電力変換装置は一般に電圧源として動
作するので、系統事故が発生して系統電圧が急変した場
合、変換装置の電圧もこれに応じて変化しないと系統電
圧と変換装置の電圧の差に応じて電力変換装置に電流が
流れ、場合によってはこの電流値が装置の許容電流を超
えてしまい装置を破壊してしまうという問題があった。
置を備えた自励式電力変換装置は一般に電圧源として動
作するので、系統事故が発生して系統電圧が急変した場
合、変換装置の電圧もこれに応じて変化しないと系統電
圧と変換装置の電圧の差に応じて電力変換装置に電流が
流れ、場合によってはこの電流値が装置の許容電流を超
えてしまい装置を破壊してしまうという問題があった。
【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、事故時の過電流を抑制し、系統事故時に
も装置を破壊することなく、安定に運転を行い得る自励
式インバータの制御装置を提供することを目的とする。
たものであり、事故時の過電流を抑制し、系統事故時に
も装置を破壊することなく、安定に運転を行い得る自励
式インバータの制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、自己消弧機能
をもつた変換素子で構成される電力変換器を具備した自
励式インバータの制御装置であって、３相電流を２軸
（ｄ，ｑ軸）変換して得られた電流または該２軸変換電
流に等価な電流を各々独立に制御する電流制御手段を備
えた自励式インバータの制御装置において、前記インバ
ータに流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流検
出手段により検出された電流が規定値を超えたたか否か
を判定する判定手段と、該判定手段により前記電流検出
手段により検出された電流が規定値を超えたと判定され
た場合、前記電流制御手段におけるｄ軸成分またはｑ軸
成分のうちの少なくとも一方の電流指令値を、予め定め
られた前記規定値以下の電流指令値に切り替える電流指
令値切替手段とを有することを特徴とする。
をもつた変換素子で構成される電力変換器を具備した自
励式インバータの制御装置であって、３相電流を２軸
（ｄ，ｑ軸）変換して得られた電流または該２軸変換電
流に等価な電流を各々独立に制御する電流制御手段を備
えた自励式インバータの制御装置において、前記インバ
ータに流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流検
出手段により検出された電流が規定値を超えたたか否か
を判定する判定手段と、該判定手段により前記電流検出
手段により検出された電流が規定値を超えたと判定され
た場合、前記電流制御手段におけるｄ軸成分またはｑ軸
成分のうちの少なくとも一方の電流指令値を、予め定め
られた前記規定値以下の電流指令値に切り替える電流指
令値切替手段とを有することを特徴とする。
【０００６】上記の場合において、前記電流指令値切替
手段は、前記電流検出手段により検出された前記インバ
ータに流れる電流が前記判定手段により規定値を超えた
と判定された場合に前記電流制御手段におけるｑ軸成分
の電流指令値またはｄ軸成分の電流指令値を、固定され
た電流指令値から、前記インバータの変換素子の許容レ
ベル以下の値とする固定された電流指令値に切り替える
ものとすることができる。
手段は、前記電流検出手段により検出された前記インバ
ータに流れる電流が前記判定手段により規定値を超えた
と判定された場合に前記電流制御手段におけるｑ軸成分
の電流指令値またはｄ軸成分の電流指令値を、固定され
た電流指令値から、前記インバータの変換素子の許容レ
ベル以下の値とする固定された電流指令値に切り替える
ものとすることができる。
【０００７】また、前記電流指令値切替手段は、前記電
流検出手段により検出された前記インバータに流れる電
流が前記判定手段により規定値を超えたと判定された場
合に前記電流制御手段におけるｑ軸成分の電流指令値
を、系統電圧を所定値に制御する系統電圧制御回路の出
力から、前記インバータの変換素子の許容レベル以下の
値とする固定された電流指令値に切り替えるものとする
ことができる。
流検出手段により検出された前記インバータに流れる電
流が前記判定手段により規定値を超えたと判定された場
合に前記電流制御手段におけるｑ軸成分の電流指令値
を、系統電圧を所定値に制御する系統電圧制御回路の出
力から、前記インバータの変換素子の許容レベル以下の
値とする固定された電流指令値に切り替えるものとする
ことができる。
【０００８】さらに、前記電流指令値切替手段は、前記
電流検出手段により検出された前記インバータに流れる
電流が前記判定手段により規定値を超えたと判定された
場合に前記電流制御手段におけるｑ軸成分の電流指令値
を、無効電力を所定値に制御する無効電力制御回路の出
力から、前記インバータの変換素子の許容レベル以下の
値とする固定された電流指令値に切り替えるものとする
ことができる。
電流検出手段により検出された前記インバータに流れる
電流が前記判定手段により規定値を超えたと判定された
場合に前記電流制御手段におけるｑ軸成分の電流指令値
を、無効電力を所定値に制御する無効電力制御回路の出
力から、前記インバータの変換素子の許容レベル以下の
値とする固定された電流指令値に切り替えるものとする
ことができる。
【０００９】さらにまた、前記電流指令値切替手段は、
前記電流検出手段により検出された前記インバータに流
れる電流が前記判定手段により規定値を超えたと判定さ
れた場合に前記電流制御手段におけるｄ軸成分の電流指
令値を、固定された電流指令値から、前記インバータの
変換素子の許容レベル以下の値とする固定の電流指令値
に切り替えるものとすることができる。
前記電流検出手段により検出された前記インバータに流
れる電流が前記判定手段により規定値を超えたと判定さ
れた場合に前記電流制御手段におけるｄ軸成分の電流指
令値を、固定された電流指令値から、前記インバータの
変換素子の許容レベル以下の値とする固定の電流指令値
に切り替えるものとすることができる。
【００１０】また、前記電流指令値切替手段は、前記電
流検出手段により検出された前記インバータに流れる電
流が前記判定手段により規定値を超えたと判定された場
合に前記電流制御手段におけるｄ軸成分の電流指令値
を、系統の直流電圧を所定値に制御する直流電圧制御回
路の出力から、前記インバータの変換素子の許容レベル
以下の値に定められた電流指令値に切り替えるものとす
ることができる。
流検出手段により検出された前記インバータに流れる電
流が前記判定手段により規定値を超えたと判定された場
合に前記電流制御手段におけるｄ軸成分の電流指令値
を、系統の直流電圧を所定値に制御する直流電圧制御回
路の出力から、前記インバータの変換素子の許容レベル
以下の値に定められた電流指令値に切り替えるものとす
ることができる。
【００１１】また、前記電流指令値切替手段は、前記電
流検出手段により検出された前記インバータに流れる電
流が前記判定手段により規定値を超えたと判定された場
合に前記電流制御手段におけるｄ軸成分の電流指令値
を、有効電力を所定値に制御する有効電力制御回路の出
力から、前記インバータに流れる電流を所定値に制御す
る電流制御回路の出力に切り替えるものとすることがで
きる。
流検出手段により検出された前記インバータに流れる電
流が前記判定手段により規定値を超えたと判定された場
合に前記電流制御手段におけるｄ軸成分の電流指令値
を、有効電力を所定値に制御する有効電力制御回路の出
力から、前記インバータに流れる電流を所定値に制御す
る電流制御回路の出力に切り替えるものとすることがで
きる。
【００１２】また、本発明は、自己消弧機能をもつた変
換素子で構成される電力変換器を具備した自励式インバ
ータの制御装置であって、３相電流を２軸（ｄ，ｑ軸）
変換して得られた電流または該２軸変換電流に等価な電
流を各々独立に制御する電流制御手段を備えた自励式イ
ンバータの制御装置において、前記インバータに流れる
電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段により
検出された電流が規定値を超えたたか否かを判定する判
定手段と、該判定手段により前記電流検出手段により検
出された電流が規定値を超えたと判定された場合、前記
電流制御手段におけるｄ軸成分及びｑ軸成分の各々の電
流指令値を、予め定められた前記規定値以下の電流指令
値に切り替える電流指令値切替手段とを有することを特
徴とする。
換素子で構成される電力変換器を具備した自励式インバ
ータの制御装置であって、３相電流を２軸（ｄ，ｑ軸）
変換して得られた電流または該２軸変換電流に等価な電
流を各々独立に制御する電流制御手段を備えた自励式イ
ンバータの制御装置において、前記インバータに流れる
電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段により
検出された電流が規定値を超えたたか否かを判定する判
定手段と、該判定手段により前記電流検出手段により検
出された電流が規定値を超えたと判定された場合、前記
電流制御手段におけるｄ軸成分及びｑ軸成分の各々の電
流指令値を、予め定められた前記規定値以下の電流指令
値に切り替える電流指令値切替手段とを有することを特
徴とする。
【００１３】
【作用】自励式電力変換装置（インバータ）は一般に電
圧制御されるので電圧源で置くことができる。交流系統
に自励式変換装置が接続された場合の等価回路を図２に
示す。Ｖｓは交流系統の電圧、Ｖｉは自励式電力変換装
置の等価電源、Ｘは交流系統と自励式変換装置を結ぶ変
圧器のインピ−ダンスである。電流Ｉは系統電圧と自励
式電力変換装置の等価電源の電圧の差に応じて流れる。
電流Ｉの方向を交流系統から自励式電力変換装置の向き
にとった場合、次式の関係が成り立つ。
圧制御されるので電圧源で置くことができる。交流系統
に自励式変換装置が接続された場合の等価回路を図２に
示す。Ｖｓは交流系統の電圧、Ｖｉは自励式電力変換装
置の等価電源、Ｘは交流系統と自励式変換装置を結ぶ変
圧器のインピ−ダンスである。電流Ｉは系統電圧と自励
式電力変換装置の等価電源の電圧の差に応じて流れる。
電流Ｉの方向を交流系統から自励式電力変換装置の向き
にとった場合、次式の関係が成り立つ。
【００１４】
【数式１】 Ｖｓ＝Ｖｉ＋Ｉ・Ｘ （１） 図３に９０度の遅れ電流が流れた場合の電圧・電流ベク
トル図を示す。交流系統の電圧の方向をｄ軸、それより
９０度遅れの方向をｑ軸にとって表している。自励式電
力変換装置の制御装置では自励式電力変換装置の出力電
圧を高速に制御するために、３相電流（３相が平衡して
いる場合には２相の電流でも良い。）を２軸のｄ軸成分
とｑ軸成分に分解し、２軸変換された電流を各々独立に
電流制御する方法がとられている(上記文献参照）。こ
のような制御装置で自励式電力変換装置に流れる電流を
零とするためには自励式電力変換装置に流れる電流を制
御する電流制御回路の電流指令値を零とすれば、Ｖｓ＝
Ｖｉとなり、自励式電力変換装置に流れる電流は零とな
る。自励式電力変換装置に流れる電流の電流値を規定値
以下の値とするためには、その電流が規定値以下となる
ような電流指令値を与えればよい。これにより自励式電
力変換装置に流れる電流が規定値以下となる電圧が変換
装置から発生して自励式電力変換装置に流れる電流が規
定値以下の値に制御される。
トル図を示す。交流系統の電圧の方向をｄ軸、それより
９０度遅れの方向をｑ軸にとって表している。自励式電
力変換装置の制御装置では自励式電力変換装置の出力電
圧を高速に制御するために、３相電流（３相が平衡して
いる場合には２相の電流でも良い。）を２軸のｄ軸成分
とｑ軸成分に分解し、２軸変換された電流を各々独立に
電流制御する方法がとられている(上記文献参照）。こ
のような制御装置で自励式電力変換装置に流れる電流を
零とするためには自励式電力変換装置に流れる電流を制
御する電流制御回路の電流指令値を零とすれば、Ｖｓ＝
Ｖｉとなり、自励式電力変換装置に流れる電流は零とな
る。自励式電力変換装置に流れる電流の電流値を規定値
以下の値とするためには、その電流が規定値以下となる
ような電流指令値を与えればよい。これにより自励式電
力変換装置に流れる電流が規定値以下となる電圧が変換
装置から発生して自励式電力変換装置に流れる電流が規
定値以下の値に制御される。
【００１５】以上の動作を行うためにまず、自励式電力
変換装置に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電
流が規定値を超えたことを判定する判定手段とを設け、
該判定手段により該電流が規定値を超えたと判定された
場合に、自励式電力変換装置として例えば、無効電力補
償装置を例にとると、無効電力補償装置の制御装置では
ｑ軸の電流制御回路の電流指令値をこれまでの指令値か
ら変換素子の許容レベル以下の値となる指令値に切替え
て自励式電力変換装置に流れる電流を規定値以下の値と
する。
変換装置に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電
流が規定値を超えたことを判定する判定手段とを設け、
該判定手段により該電流が規定値を超えたと判定された
場合に、自励式電力変換装置として例えば、無効電力補
償装置を例にとると、無効電力補償装置の制御装置では
ｑ軸の電流制御回路の電流指令値をこれまでの指令値か
ら変換素子の許容レベル以下の値となる指令値に切替え
て自励式電力変換装置に流れる電流を規定値以下の値と
する。
【００１６】一方、自励式電力変換装置を含んで構成さ
れる直流送電設備等の制御装置では自励式電力変換装置
に流れる電流が規定値を超えたと判定された場合にｄ軸
の電流制御回路の電流指令値をこれまでの指令値から変
換素子の許容レベル以下の値となる指令値に切替えて変
換装置の電流を規定値以下の値とする。この理由は電流
をｄ軸、ｑ軸の２軸に変換した場合、無効電力補償装置
ではｑ軸成分がｄ軸成分より大きく、直流送電設備等で
は逆にｄ軸成分がｑ軸成分に比べて大きくなるためであ
る。上記制御装置の動作により、電流指令値を変更する
ことによって事故電流が絞られ、自励式電力変換装置を
過電流から保護できる。
れる直流送電設備等の制御装置では自励式電力変換装置
に流れる電流が規定値を超えたと判定された場合にｄ軸
の電流制御回路の電流指令値をこれまでの指令値から変
換素子の許容レベル以下の値となる指令値に切替えて変
換装置の電流を規定値以下の値とする。この理由は電流
をｄ軸、ｑ軸の２軸に変換した場合、無効電力補償装置
ではｑ軸成分がｄ軸成分より大きく、直流送電設備等で
は逆にｄ軸成分がｑ軸成分に比べて大きくなるためであ
る。上記制御装置の動作により、電流指令値を変更する
ことによって事故電流が絞られ、自励式電力変換装置を
過電流から保護できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１には本発明が適用される無効電力補償装置の
制御装置の一実施例の構成が示されている。同図におい
て、１は交流系統、２は交流系統から負荷４に至る交流
送電線のインピ−ダンス、３は無効電力補償装置であ
る。無効電力補償装置３はインバ−タ３２の入力側に設
けられたコンデンサ３１と、自己消弧機能を持った変換
素子で構成される自励式電力変換器(インバ−タ)３２
と、インバ−タ３２を交流系統に接続する変圧器３３と
から構成されている。インバ−タ３２の出力電圧を制御
することによって無効電力が制御される。５００から５
１６はインバ−タの制御装置である。５００はコンデン
サ３１の電圧を検出する直流電圧変成器、５０１は電圧
設定値Ｖｐと検出された電圧信号Ｖｆとの偏差を求める
第１の加算器、５０２はコンデンサの電圧を設定値Ｖｐ
に制御するための直流電圧制御回路で、この出力は後述
するｄ軸の電流制御回路の指令値Ｉｄｐとなる。５０３
はインバ−タに流れる電流を検出する交流電流変成器、
５０４は検出された３相交流電流をｄ軸、ｑ軸の２軸の
成分に変換する２軸変換回路で変換は次式により行なわ
れる。
する。図１には本発明が適用される無効電力補償装置の
制御装置の一実施例の構成が示されている。同図におい
て、１は交流系統、２は交流系統から負荷４に至る交流
送電線のインピ−ダンス、３は無効電力補償装置であ
る。無効電力補償装置３はインバ−タ３２の入力側に設
けられたコンデンサ３１と、自己消弧機能を持った変換
素子で構成される自励式電力変換器(インバ−タ)３２
と、インバ−タ３２を交流系統に接続する変圧器３３と
から構成されている。インバ−タ３２の出力電圧を制御
することによって無効電力が制御される。５００から５
１６はインバ−タの制御装置である。５００はコンデン
サ３１の電圧を検出する直流電圧変成器、５０１は電圧
設定値Ｖｐと検出された電圧信号Ｖｆとの偏差を求める
第１の加算器、５０２はコンデンサの電圧を設定値Ｖｐ
に制御するための直流電圧制御回路で、この出力は後述
するｄ軸の電流制御回路の指令値Ｉｄｐとなる。５０３
はインバ−タに流れる電流を検出する交流電流変成器、
５０４は検出された３相交流電流をｄ軸、ｑ軸の２軸の
成分に変換する２軸変換回路で変換は次式により行なわ
れる。
【００１８】
【数式２】
【００１９】
【数式３】 ここにｉｕ，ｉｖ，ｉｗは３相交流電流、ωｔはｕ相の
交流電圧位相である。
交流電圧位相である。
【００２０】５０５は前記直流電圧制御回路５０２の出
力信号と２軸変換された信号Ｉｄｆの偏差を検出する第
２の加算器、５０６はこの偏差信号を演算増幅するｄ軸
の電流制御回路(図３のｄ軸の制御回路)、５０７は電流
の大きさが規定値を超えた場合に”１”の指令を出す比
較回路でこの特性の一例を図４に示す。同図において図
中、ＭＡＸは３相交流電流の絶対値の最大値を取ること
によって交流電流の大きさを求める最大値検出回路、Ｃ
ＯＭはこの値が規定値Ｉ'ｍを超えたときに”１”その
他のときは”０”の出力を出す比較器である。比較回路
５０７はこのような構成となっている。５０８はｑ軸の
電流制御回路５１２の指令値Ｉｑｐとｑ軸の規定電流値
以下の設定値Ｉｍを入力とし、前記比較回路５０７の出
力が”１”のとき接点がＡからＢへと切替わる切替回
路、５０９は切替回路５０８の出力と２軸変換回路５０
４のうちのひとつの出力である検出値Ｉｑｆとの偏差を
求める第３の加算器、５１０は２軸変換された電流検出
値の１つの検出値Ｉｄｆと変圧器インピ−ダンスとの掛
算を行なう第１の掛算器、５１１は２軸変換された電流
検出値のもう１つの検出値Ｉｑｆと変圧器インピ−ダン
スとの掛算を行なう第２の掛算器、５１２は第３の加算
器５０９の出力を演算増幅する２軸変換されたｑ軸成分
の電流を制御する電流制御回路、５１３は交流系統の電
圧Ｖｓと２軸変換変換されたｄ軸成分の電流を制御する
電流制御回路５０６の出力と第２の掛算器５１１の出力
を図示の極性で加算する第４の加算器、５１４はｑ軸の
電流制御回路５１２の出力と第１の掛算器５１０の出力
を図示の極性で加算する第５の加算器、５１５は第４の
加算器５１３の出力Ｘと第５の加算器５１４の出力Ｙの
信号からＰＷＭ制御回路５１６への入力の振幅指令値ｋ
と位相指令値θを、次式に従って計算するインターフェ
ース回路である。
力信号と２軸変換された信号Ｉｄｆの偏差を検出する第
２の加算器、５０６はこの偏差信号を演算増幅するｄ軸
の電流制御回路(図３のｄ軸の制御回路)、５０７は電流
の大きさが規定値を超えた場合に”１”の指令を出す比
較回路でこの特性の一例を図４に示す。同図において図
中、ＭＡＸは３相交流電流の絶対値の最大値を取ること
によって交流電流の大きさを求める最大値検出回路、Ｃ
ＯＭはこの値が規定値Ｉ'ｍを超えたときに”１”その
他のときは”０”の出力を出す比較器である。比較回路
５０７はこのような構成となっている。５０８はｑ軸の
電流制御回路５１２の指令値Ｉｑｐとｑ軸の規定電流値
以下の設定値Ｉｍを入力とし、前記比較回路５０７の出
力が”１”のとき接点がＡからＢへと切替わる切替回
路、５０９は切替回路５０８の出力と２軸変換回路５０
４のうちのひとつの出力である検出値Ｉｑｆとの偏差を
求める第３の加算器、５１０は２軸変換された電流検出
値の１つの検出値Ｉｄｆと変圧器インピ−ダンスとの掛
算を行なう第１の掛算器、５１１は２軸変換された電流
検出値のもう１つの検出値Ｉｑｆと変圧器インピ−ダン
スとの掛算を行なう第２の掛算器、５１２は第３の加算
器５０９の出力を演算増幅する２軸変換されたｑ軸成分
の電流を制御する電流制御回路、５１３は交流系統の電
圧Ｖｓと２軸変換変換されたｄ軸成分の電流を制御する
電流制御回路５０６の出力と第２の掛算器５１１の出力
を図示の極性で加算する第４の加算器、５１４はｑ軸の
電流制御回路５１２の出力と第１の掛算器５１０の出力
を図示の極性で加算する第５の加算器、５１５は第４の
加算器５１３の出力Ｘと第５の加算器５１４の出力Ｙの
信号からＰＷＭ制御回路５１６への入力の振幅指令値ｋ
と位相指令値θを、次式に従って計算するインターフェ
ース回路である。
【００２１】
【数式４】
【００２２】
【数式５】
【００２３】ＰＷＭ制御回路５１６ではこの出力の振幅
指令値ｋと位相指令値θからゲ−トパルスを作り、前記
インバ−タ３２により適切な出力電圧Ｖｉを発生する。
このように構成することにより２軸変換されたｄ軸、ｑ
軸成分の電流が、各々独立、且つ高速に制御されるの
で、出力応答の速い無効電力補償装置を得ることができ
る。 しかし、系統事故が発生し交流電圧が変動する
と、第４の加算器５１３に入力される系統電圧Ｖｓに検
出遅れがある場合や、系統の不平衡事故時の場合、過渡
的にインバ−タ３２に過電流が流れる場合がある。
指令値ｋと位相指令値θからゲ−トパルスを作り、前記
インバ−タ３２により適切な出力電圧Ｖｉを発生する。
このように構成することにより２軸変換されたｄ軸、ｑ
軸成分の電流が、各々独立、且つ高速に制御されるの
で、出力応答の速い無効電力補償装置を得ることができ
る。 しかし、系統事故が発生し交流電圧が変動する
と、第４の加算器５１３に入力される系統電圧Ｖｓに検
出遅れがある場合や、系統の不平衡事故時の場合、過渡
的にインバ−タ３２に過電流が流れる場合がある。
【００２４】この場合の本回路の動作を以下に説明す
る。無効電力補償装置の場合、ｄ軸成分の電流を制御す
る電流制御回路５０６の指令値すなわち有効分電力の指
令値は小さく、ｑ軸成分の電流を制御する電流制御回路
５１２の指令値すなわち無効電力の指令値が大きい。従
って、系統の事故等により、インバ−タ３２に規定値以
上の過電流が流れると比較回路５０７の出力が”１”と
なり、切替回路５０８のスイッチがＡからＢへと切替わ
り、ｑ軸成分の電流を制御する電流制御回路５１２の指
令値が規定値以下の設定値Ｉｍに切り替わるので、イン
バ−タ３２に過電流が流れるのが抑制される。ｑ軸成分
の電流を制御する電流制御回路５１２の動作は高速であ
り、ｑ軸の電流がＩｍ以下の値に抑制される。尚、切替
回路５０８の接点Ｂから元の切替位置である接点Ａへの
切替は、事故除去時の検出信号、過電流検出信号の検出
時点からのある時間経過後等とすればよい。
る。無効電力補償装置の場合、ｄ軸成分の電流を制御す
る電流制御回路５０６の指令値すなわち有効分電力の指
令値は小さく、ｑ軸成分の電流を制御する電流制御回路
５１２の指令値すなわち無効電力の指令値が大きい。従
って、系統の事故等により、インバ−タ３２に規定値以
上の過電流が流れると比較回路５０７の出力が”１”と
なり、切替回路５０８のスイッチがＡからＢへと切替わ
り、ｑ軸成分の電流を制御する電流制御回路５１２の指
令値が規定値以下の設定値Ｉｍに切り替わるので、イン
バ−タ３２に過電流が流れるのが抑制される。ｑ軸成分
の電流を制御する電流制御回路５１２の動作は高速であ
り、ｑ軸の電流がＩｍ以下の値に抑制される。尚、切替
回路５０８の接点Ｂから元の切替位置である接点Ａへの
切替は、事故除去時の検出信号、過電流検出信号の検出
時点からのある時間経過後等とすればよい。
【００２５】本発明が適用される無効電力補償装置の制
御装置の他の実施例の要部の構成を図５に示す。同図は
図１に示す実施例のうちｑ軸成分の電流を制御する電流
制御回路５１２に入力される電流指令値を生成する回路
部の構成を示しており、図１と同一の番号を付したのも
のは同一の要素を示し、重複した部分については説明を
省略する。ここでは図１の実施例と異なる構成部分につ
いて説明する。同図において５２０は系統電圧の設定値
Ｅｐと系統電圧(変圧器３３の交流系統側の電圧)検出値
のフィ−ドバック値Ｅfとの偏差を求める第６の加算
器、５２１はこの偏差を演算増幅する系統電圧制御回
路、５２２は規定電流以下の電流設定値Ｉｏｐと電流の
フィ−ドバック値Ｉfとの偏差を求める第７の加算器、
５２３はこの偏差を演算増幅する電流制御回路で、系統
電圧制御回路５２１の出力信号と電流制御回路５２３の
出力信号が切替回路５０８に導かれる。常時は系統電圧
制御回路５２１の出力信号がｑ軸成分の電流を制御する
電流制御回路５１２の指令値Ｉｑｐとなるが、過電流と
なった場合は電流制御回路５２３の出力信号に切替わる
ので、上述の場合と同様に電流が制御されて過電流は抑
制される。電流制御回路５２３の代わりに図１に示した
実施例と同様に固定の電流設定値Ｉｍとしても同様の効
果が得られることは明らかである。
御装置の他の実施例の要部の構成を図５に示す。同図は
図１に示す実施例のうちｑ軸成分の電流を制御する電流
制御回路５１２に入力される電流指令値を生成する回路
部の構成を示しており、図１と同一の番号を付したのも
のは同一の要素を示し、重複した部分については説明を
省略する。ここでは図１の実施例と異なる構成部分につ
いて説明する。同図において５２０は系統電圧の設定値
Ｅｐと系統電圧(変圧器３３の交流系統側の電圧)検出値
のフィ−ドバック値Ｅfとの偏差を求める第６の加算
器、５２１はこの偏差を演算増幅する系統電圧制御回
路、５２２は規定電流以下の電流設定値Ｉｏｐと電流の
フィ−ドバック値Ｉfとの偏差を求める第７の加算器、
５２３はこの偏差を演算増幅する電流制御回路で、系統
電圧制御回路５２１の出力信号と電流制御回路５２３の
出力信号が切替回路５０８に導かれる。常時は系統電圧
制御回路５２１の出力信号がｑ軸成分の電流を制御する
電流制御回路５１２の指令値Ｉｑｐとなるが、過電流と
なった場合は電流制御回路５２３の出力信号に切替わる
ので、上述の場合と同様に電流が制御されて過電流は抑
制される。電流制御回路５２３の代わりに図１に示した
実施例と同様に固定の電流設定値Ｉｍとしても同様の効
果が得られることは明らかである。
【００２６】本発明が適用される無効電力補償装置の制
御装置の更に他の実施例の要部の構成を図６に示す。図
６は図５に示す実施例と同様にｑ軸成分の電流を制御す
る電流制御回路５２３の電流指令値を生成する回路部付
近の構成を示している。図５と同一の番号を付したもの
は同一の要素を示すので、重複した部分については説明
を省略する。ここでは異なる構成部分について説明す
る。同図において５２４は無効電力の設定値Ｑｐとイン
バ−タ３２の出力側の無効電力のフィ−ドバック値Ｑｆ
との偏差を求める第８の加算器、５２５はこの偏差を演
算増幅する無効電力制御回路でこの出力が切替回路５０
８に導かれる。常時は無効電力制御回路５２５の出力が
ｑ軸成分の電流を制御する電流制御回路５１２の電流指
令値となるが、インバータ３２に流れる電流が過電流と
なった場合は電流制御回路５２３の出力信号に切り替わ
るので上述の場合と同様にインバータ３２に流れる電流
が制御されて過電流は抑制される。電流制御回路５２３
の代わりに図１に示したと同様に固定の電流設定値Ｉｍ
としても同様の効果が得られることは明らかである。
御装置の更に他の実施例の要部の構成を図６に示す。図
６は図５に示す実施例と同様にｑ軸成分の電流を制御す
る電流制御回路５２３の電流指令値を生成する回路部付
近の構成を示している。図５と同一の番号を付したもの
は同一の要素を示すので、重複した部分については説明
を省略する。ここでは異なる構成部分について説明す
る。同図において５２４は無効電力の設定値Ｑｐとイン
バ−タ３２の出力側の無効電力のフィ−ドバック値Ｑｆ
との偏差を求める第８の加算器、５２５はこの偏差を演
算増幅する無効電力制御回路でこの出力が切替回路５０
８に導かれる。常時は無効電力制御回路５２５の出力が
ｑ軸成分の電流を制御する電流制御回路５１２の電流指
令値となるが、インバータ３２に流れる電流が過電流と
なった場合は電流制御回路５２３の出力信号に切り替わ
るので上述の場合と同様にインバータ３２に流れる電流
が制御されて過電流は抑制される。電流制御回路５２３
の代わりに図１に示したと同様に固定の電流設定値Ｉｍ
としても同様の効果が得られることは明らかである。
【００２７】図７には本発明が適用される直流送電設備
の制御装置一実施例の構成が示されている。図１と同一
の番号を付したものは同一の要素を示すので、重複する
部分については説明を省略する。ここでは異なる構成部
分について説明する。同図において、５３０は前記直流
電圧制御回路５０２の出力と規定値以下の電流設定値Ｉ
ｎを入力とし、前述した切替回路５０８と同様の動作を
行なうもう一つの切替回路であり、常時は直流電圧制御
回路５０２の出力が前記ｄ軸の電流制御回路５０６の電
流指令値Ｉｄｐとなるが、過電流となった場合は固定の
電流設定値Ｉｎに切替わる。直流送電の場合は有効電力
を制御し、無効電力は零であることが望ましいので図３
のベクトル図においてＩdが大きく、Ｉｑがほぼ零とな
る場合に相当する。従って、図７において、系統の事故
等により交流を直流、または直流を交流に変換する自励
式変換器に規定値以上の電流が流れると、比較回路５０
７の出力が”１”となり、切替回路５０８，５３０のス
イッチが接点Ａから接点Ｂへと切替わり、ｄ軸成分の電
流を制御する電流制御回路５０６の指令値Ｉｄｐが規定
値以下の設定値Ｉｎに切替わる。したがって前述と同様
に自励式変換器に流れる過電流が抑制される。尚、切替
回路５０８、５３０の接点Ｂから元の切替位置である接
点Ａへの切替時点は、事故除去の検出信号、過電流検出
からのある時間経過後等とすればよい。
の制御装置一実施例の構成が示されている。図１と同一
の番号を付したものは同一の要素を示すので、重複する
部分については説明を省略する。ここでは異なる構成部
分について説明する。同図において、５３０は前記直流
電圧制御回路５０２の出力と規定値以下の電流設定値Ｉ
ｎを入力とし、前述した切替回路５０８と同様の動作を
行なうもう一つの切替回路であり、常時は直流電圧制御
回路５０２の出力が前記ｄ軸の電流制御回路５０６の電
流指令値Ｉｄｐとなるが、過電流となった場合は固定の
電流設定値Ｉｎに切替わる。直流送電の場合は有効電力
を制御し、無効電力は零であることが望ましいので図３
のベクトル図においてＩdが大きく、Ｉｑがほぼ零とな
る場合に相当する。従って、図７において、系統の事故
等により交流を直流、または直流を交流に変換する自励
式変換器に規定値以上の電流が流れると、比較回路５０
７の出力が”１”となり、切替回路５０８，５３０のス
イッチが接点Ａから接点Ｂへと切替わり、ｄ軸成分の電
流を制御する電流制御回路５０６の指令値Ｉｄｐが規定
値以下の設定値Ｉｎに切替わる。したがって前述と同様
に自励式変換器に流れる過電流が抑制される。尚、切替
回路５０８、５３０の接点Ｂから元の切替位置である接
点Ａへの切替時点は、事故除去の検出信号、過電流検出
からのある時間経過後等とすればよい。
【００２８】さらに過電流となった場合にｄ軸成分の電
流を制御する電流制御回路５０６の電流指令値を固定の
設定値Ｉｎに切替える代わりに、図５、図６に示す実施
例と同様に電流制御回路５２３を設け、この出力信号に
切替えることによっても過電流を抑制できることは明ら
かである。
流を制御する電流制御回路５０６の電流指令値を固定の
設定値Ｉｎに切替える代わりに、図５、図６に示す実施
例と同様に電流制御回路５２３を設け、この出力信号に
切替えることによっても過電流を抑制できることは明ら
かである。
【００２９】また図７に示す実施例ではｑ軸成分の電流
を制御する電流制御回路５１２の電流指令値Ｉｑｐを切
替る構成としたが、これを固定の値とし、ｄ軸成分の電
流を制御する電流制御回路５０６の電流指令値Ｉｄｐの
みを上述したように切替るように構成してもよいことは
明らかである。
を制御する電流制御回路５１２の電流指令値Ｉｑｐを切
替る構成としたが、これを固定の値とし、ｄ軸成分の電
流を制御する電流制御回路５０６の電流指令値Ｉｄｐの
みを上述したように切替るように構成してもよいことは
明らかである。
【００３０】
【発明の効果】事故時の過電流を抑制し、系統事故時に
も装置を破壊することなく、安定に運転の行える自励式
電力変換装置を実現することが可能となる。
も装置を破壊することなく、安定に運転の行える自励式
電力変換装置を実現することが可能となる。
【００３１】
【図１】本発明が適用される無効電力補償装置の制御装
置の一実施例の構成を示すブロック図である。
置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】交流系統に自励式電力変換装置が接続された場
合の等価回路を示す図である。
合の等価回路を示す図である。
【図３】図２に示す自励式電力変換装置における電流・
電圧ベクトル図である。
電圧ベクトル図である。
【図４】図１における比較回路の具体的構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図５】本発明が適用される無効電力保証装置の制御装
置の他の実施例の要部の構成を示すブロック図である。
置の他の実施例の要部の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明が適用される無効電力保証装置の制御装
置の更に他の実施例の要部の構成を示すブロック図であ
る。
置の更に他の実施例の要部の構成を示すブロック図であ
る。
【図７】本発明が適用される直流送電設備の制御装置の
一実施例の構成を示すブロック図である。
一実施例の構成を示すブロック図である。
１ 交流系統 ２ インピ−ダンス ４ 負荷 ５ 制御装置 ３１ コンデンサ ３２ インバ−タ ３３ 変圧器 ５００ 直流電圧変成器 ５０１ 加算器 ５０５ 加算器 ５０９ 加算器 ５１３ 加算器 ５１４ 加算器 ５２０ 加算器 ５２２ 加算器 ５２４ 加算器 ５０２ 直流電圧制御回路 ５０３ 交流電流変成器 ５０４ ２軸変換回路 ５０６ ｄ軸電流制御回路 ５０７ 比較回路 ５０８ 切替回路 ５３０ 切替回路 ５１０ 掛算器 ５１１ 掛算器 ５１２ ｑ軸電流制御回路 ５１５ インタフェ−ス回路 ５１６ ＰＷＭ制御回路 ５２１ 系統電圧制御回路 ５２３ 電流制御回路 ５２５ 無効電力制御回路、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48
Claims (8)
- 【請求項１】 自己消弧機能をもつた変換素子で構成さ
れる電力変換器を具備した自励式インバータの制御装置
であって、３相電流を２軸（ｄ，ｑ軸）変換して得られ
た電流または該２軸変換電流に等価な電流を各々独立に
制御する電流制御手段を備えた自励式インバータの制御
装置において、 前記インバータに流れる電流を検出する電流検出手段
と、 該電流検出手段により検出された電流が規定値を超えた
か否かを判定する判定手段と、 該判定手段により前記電流検出手段により検出された電
流が規定値を超えたと判定された場合、前記電流制御手
段におけるｄ軸成分またはｑ軸成分のうちの少なくとも
一方の電流指令値を、予め定められた前記規定値以下の
電流指令値に切り替える電流指令値切替手段とを有する
ことを特徴とする自励式インバータの制御装置。 - 【請求項２】 前記電流指令値切替手段は、前記電流検
出手段により検出された前記インバータに流れる電流が
前記判定手段により規定値を超えたと判定された場合に
前記電流制御手段におけるｑ軸成分の電流指令値または
ｄ軸成分の電流指令値を、負荷に要求される電流指令値
から、前記インバータの変換素子の許容レベル以下の値
に定められた電流指令値に切り替えることを特徴とする
請求項１に記載の自励式インバータの制御装置。 - 【請求項３】 前記電流指令値切替手段は、前記電流検
出手段により検出された前記インバータに流れる電流が
前記判定手段により規定値を超えたと判定された場合に
前記電流制御手段におけるｑ軸成分の電流指令値を、系
統電圧を所定値に制御する系統電圧制御回路の出力か
ら、前記インバータの変換素子の許容レベル以下の値に
定められた電流指令値に切り替えることを特徴とする請
求項１に記載の自励式インバータの制御装置。 - 【請求項４】 前記電流指令値切替手段は、前記電流検
出手段により検出された前記インバータに流れる電流が
前記判定手段により規定値を超えたと判定された場合に
前記電流制御手段におけるｑ軸成分の電流指令値を、無
効電力を所定値に制御する無効電力制御回路の出力か
ら、前記インバータの変換素子の許容レベル以下の値に
定められた電流指令値に切り替えることを特徴とする請
求項１に記載の自励式インバータの制御装置 - 【請求項５】 前記電流指令値切替手段は、前記電流検
出手段により検出された前記インバータに流れる電流が
前記判定手段により規定値を超えたと判定された場合に
前記電流制御手段におけるｄ軸成分の電流指令値を、負
荷に要求される電流指令値から、前記インバータの変換
素子の許容レベル以下の値に定められた固定の電流指令
値に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の自励
式インバータの制御装置。 - 【請求項６】 前記電流指令値切替手段は、前記電流検
出手段により検出された前記インバータに流れる電流が
前記判定手段により規定値を超えたと判定された場合に
前記電流制御手段におけるｄ軸成分の電流指令値を、系
統の直流電圧を所定値に制御する直流電圧制御回路の出
力から、前記インバータの変換素子の許容レベル以下の
値に定められた電流指令値に切り替えることを特徴とす
る請求項１に記載の自励式インバータの制御装置。 - 【請求項７】 前記電流指令値切替手段は、前記電流検
出手段により検出された前記インバータに流れる電流が
前記判定手段により規定値を超えたと判定された場合に
前記電流制御手段におけるｄ軸成分の電流指令値を、有
効電力を所定値に制御する有効電力制御回路の出力か
ら、前記インバータに流れる電流を所定値に制御する指
令値に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の自
励式インバータの制御装置。 - 【請求項８】 自己消弧機能をもつた変換素子で構成さ
れる電力変換器を具備した自励式インバータの制御装置
であって、３相電流を２軸（ｄ，ｑ軸）変換して得られ
た電流または２軸変換した得られた電流に等価な電流を
各々独立に制御する電流制御手段を備えた自励式インバ
ータの制御装置において、 前記インバータに流れる電流を検出する電流検出手段
と、 該電流検出手段により検出された電流が規定値を超えた
たか否かを判定する判定手段と、 該判定手段により前記電流検出手段により検出された電
流が規定値を超えたと判定された場合、前記電流制御手
段におけるｄ軸成分及びｑ軸成分の各々の電流指令値
を、予め定められた前記規定値以下の電流指令値に切り
替える電流指令値切替手段とを有することを特徴とする
自励式インバータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04487192A JP3312178B2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 自励式インバータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04487192A JP3312178B2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 自励式インバータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05252751A JPH05252751A (ja) | 1993-09-28 |
| JP3312178B2 true JP3312178B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=12703562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04487192A Expired - Lifetime JP3312178B2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 自励式インバータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312178B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5585643B2 (ja) | 2012-12-14 | 2014-09-10 | ダイキン工業株式会社 | アクティブフィルタ制御装置 |
| KR101493511B1 (ko) | 2013-06-26 | 2015-02-16 | 포스코에너지 주식회사 | 계통 전압 이상에 따른 계통 연계 인버터의 과전류 억제장치 및 방법 |
| KR101556352B1 (ko) * | 2013-06-26 | 2015-10-01 | 포스코에너지 주식회사 | 계통 저전압 발생에 따른 계통 연계 인버터의 보호장치 및 방법 |
-
1992
- 1992-03-02 JP JP04487192A patent/JP3312178B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05252751A (ja) | 1993-09-28 |
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Legal Events
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