JP4231195B2 - 逆変換装置とその制御回路 - Google Patents
逆変換装置とその制御回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4231195B2 JP4231195B2 JP2000279380A JP2000279380A JP4231195B2 JP 4231195 B2 JP4231195 B2 JP 4231195B2 JP 2000279380 A JP2000279380 A JP 2000279380A JP 2000279380 A JP2000279380 A JP 2000279380A JP 4231195 B2 JP4231195 B2 JP 4231195B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- transformer
- output voltage
- output
- sine wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧形インバータで出力電圧を可変する直列形電圧補償装置等、逆変換装置の出力側に設置される変圧器の励磁突入電流を制御できる逆変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
変圧器に交流電源を投入すると、場合によっては全負荷電流の数倍の大きさの励磁突入電流を生じる。そのため、図12に示すように出力側に変圧器3が接続されたインバータ1では、図11に示すように、出力電圧指令をランプ関数器13を用いて0から徐々に増加させ、そのソフトスタート出力電圧指令を乗算器15で正弦波テーブル11から出力される正弦波信号に掛けて正弦波の出力電圧指令値とし、PWM回路16でPWM変調してインバータの電圧出力指令値としている。しかして、この電圧出力指令値でインバータ1を動作させるとインバータ1の出力電圧は0から徐々に増加するので、変圧器に励磁突入電流が流れない。なお、図12中、2は搬送波除去フィルタを示す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来励磁突入電流制御法は、出力電圧の指令値と正弦波とランプ関数の積によって求め、徐々に出力電圧を上昇させている。このランプ関数の時定数は数秒程度必要とし、そのためインバータの出力が指令電圧に達するまで数秒の時間を要する。
【0004】
例えば、インバータの出力側変圧器の2次側を配電線と直列に接続して配電線負荷側電圧を補償する直列形電圧補償装置は、負荷側電圧が急激に低下した時インバータの出力電圧を急激に増加させる必要があり、上記従来励磁電流制御は適用できない。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、出力電圧を急激に増加させても出力側の変圧器に励磁突入電流が流れることのない逆変換装置およびその制御回路を提供することにある。
【0006】
本発明は、出力側に変圧器が接続された逆変換装置において、
前記変圧器を電圧投入前に残留磁束が殆んどないギャップ付変圧器若しくは消磁を行った通常変圧器とし、逆変換装置の出力電圧を90゜若しくは270゜時点にて発生して始動時または運転中の出力電圧の増加に対して変圧器の励磁突入電流を抑制すると共に、正弦波信号とこの正弦波の90゜若しくは270゜でパルス信号を発生させる正弦波発生器と、出力電圧指令を前記パルス信号でサンプリングしてホールドするサンプル・ホールド回路と、前記正弦波信号に前記サンプル・ホールド回路からの出力電圧指令を掛けて電圧出力指令を出力する乗算手段とを有することを特徴とするものである。
【0007】
また、本発明は、出力側に変圧器が接続された三相逆変換装置において、
前記変圧器を電圧投入前に残留磁束が殆どないギャップ付変圧器若しくは消磁を行った通常変圧器とし、逆変換装置の出力電圧をそれぞれ90゜若しくは270゜時点に発生して始動時または運転中の出力電圧の増加に対して変圧器の励磁突入電流を制御する逆変換装置の制御回路であって、三相正弦信号とこの第1ないし第3相の正弦波信号のそれぞれ90゜若しくは270゜で第1ないし第3相のパルス信号を発生する三相正弦波発生器と、出力電圧指令を前記第1の相パルスでサンプリングしてホールドする第1のサンプル・ホールド回路と、前記第1のサンプル・ホールド回路で固定された出力電圧指令をそれぞれ前記第2,第3の相パルスでサンプリングしてホールドする第2,第3のサンプル・ホールド回路と、それぞれ前記第1ないし第3相の正弦波信号に前記第1ないし第3のサンプル・ホールド回路からの出力電圧指令を掛けて各相電圧出力指令を出力する乗算手段を有することを特徴としたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
変圧器の磁束をφ、初期磁束をφ0、巻数をNとし、その巻線の印加電圧U(t)の間には(1)式が成り立つ。
【0010】
【数1】
【0011】
初期磁束がφ0=0である時に、U(θ)=Vmsinθの電圧を印加すると、磁束は(2)式となる。
【0012】
【数2】
【0013】
(2)式より、電圧を発生させる位相を正弦波の90゜若しくは270゜にすれば、変圧器の励磁突入電流を制御できる。つまり、φ0=90゜または270゜の時にはcosθ0=0で、|φ(x)|=Vm・cosx/Nが成り立ち、鉄心磁束は、正方向の鉄心の最大磁束と負方向鉄心の最大磁束とが等しくなるため、鉄心の磁束の飽和が発生しなくなり、励磁突入電流を制御できる。
【0014】
ただし、この制御において(2)式の電圧振幅値Vmが正弦波1周期で変化するとこの方法は成り立たなくなる。従って、出力電圧の振幅値を少なくとも正弦波の90゜時点から次の90゜時点まで若しくは270゜時点から次の270゜時点までの1周期の期間だけ一定にする制御が必要となる。
実施の形態1
実施の形態1にかかる出力側に変圧器を有する単相インバータの制御ブロック図を図1に示す。同図において、正弦波テーブル11は正弦波の他に正弦波の90゜若しくは270゜でパルス信号を出力する構成となっている。サンプル・ホールド回路14は正弦波テーブル11から出力される90゜若しくは270゜のパルス信号で出力電圧指令をサンプリングホールドして出力電圧指令値を90゜時点から次の90゜時点まで、若しくは270゜時点から次の270゜時点までを固定する。
【0015】
乗算器15は正弦波テーブル11からの正弦波とサンプル・ホールド回路14からの出力電圧指令を掛けて正弦波の電圧出力指令値を出力し、PWM回路16はこの電圧出力指令値を三角波で変調してPWM電圧出力指令値をインバータのベース駆動回路に出力してインバータをPWM制御する。
【0016】
しかして、インバータは、出力電圧指令値の急変に関係なく常に正弦波の90゜時点から次の90゜時点まで、若しくは270゜時点から次の270゜時点まで振幅値が一定の正弦波電圧を発生する。そのため上記(2)式の磁束が飽和領域に達しなくなり、インバータに接続されている変圧器への励磁突入電流の抑制が可能となる。ただし、変圧器には、電流投入前に残留磁束が殆どないギャップ付変圧器若しくは消磁を行った通常変圧器を用いる必要がある。
【0017】
インバータの単相電圧波形と単相電圧積分波形のシュミレーション結果を図2と図3に示す。図3は図2の単相電圧波形の積分であり、変圧器鉄心の磁束と相似の波形となっており、鉄心が飽和しないことを示している。このことから励磁突入電流が抑制されることがわかる。
実施の形態2
実施の形態2にかかる出力側に変圧器を有する三相インバータの制御ブロック図を図4に示す。同図について、三相正弦波発生器12は三相正弦波信号とU相、V相、W相正弦波のそれぞれ90゜時点若しくは270゜時点でU相、V相、W相パルスを出力するように構成されている。
【0018】
サンプル・ホールド回路(SH回路)14aは、出力電圧指令を上記U相パルスでサンプリングホールドして出力電圧指令を固定し、またSH回路14bおよび14CはそれぞれSH回路14aで固定された出力電圧指令を上記V相パルス信号およびW相パルス信号でサンプリングホールドするように接続されている。
【0019】
しかして、SH回路14a〜14cはそれぞれU相、V相、W相正弦波のそれぞれ90゜時点から次の90゜時点若しくは270゜時点から次の270゜時点までSH回路14aで固定した電圧指令を出力する。
【0020】
乗算器15a〜15cは、それぞれSH回路14a〜14cからの各相出力電圧指令を三相正弦波発生器12からの各相正弦波に乗算して正弦波の各相電圧出力指令値を出力し、PWM回路16は乗算器15a〜15cからの各相電圧出力指令値を三角波で変調してPWM各相電圧指令をインバータのベース駆動回路に出力し、インバータをPWM制御するようになっている。
【0021】
しかして、インバータは、各相の90゜時点から次の90゜時点まで、若しくは270゜時点から次の270゜時点まで振幅値が一定の三相電圧を発生するので、上記(2)式の磁束が飽和領域に達しなくなり、変圧器の励磁突入電流の抑制が可能となる。
【0022】
なお、上記では出力電圧指令値をU相で固定しているが、U相、V相、W相どの相でも良い。ただしU相でホールドした値を他の2相の出力電圧指令値としなければならない。
【0023】
インバータの相電圧指令波形と線間電圧波形および線間電圧積分波形のシュミレーション結果を図5〜図7に示す。図7の線間電圧積分波形から変圧器の鉄心磁束が飽和していないことがわかる。このことから励磁突入電流が抑制されることがわかる。
実施の形態3
実施の形態3はインバータの制御回路が上記図4と同一の回路構成となっている。ただし、三相正弦波発生器12は、例えばU相が90゜(または270゜)時点でU相パルス信号を出力したら、次はW相が270゜(または90゜)時点でW相パルス信号を出力し、次にV相の90゜(または270゜)時点でV相パルスを出力する構成としてある。
【0024】
この場合、SH回路14cのサンプリング時点がSH回路14bのサンプリング時点より早くなるが、SH回路14aで固定した出力電圧指令をW相270゜(または90゜)パルス信号をサンプリングホールドするので、実施の形態2と同様励磁突入電流を抑制することができる。
【0025】
インバータの相電圧指令波形と線間電圧波形および線間電圧積分波形のシュミレーション結果を図8〜図10に示す。図10の線間電圧積分波形から変圧器の鉄心磁束が飽和していないことがわかる。このことから励磁突入電流が抑制されることがわかる。
【0026】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているので、インバータに接続された変圧器の磁束が直流成分を持つことがなくなり、変圧器が飽和しなくなるので、変圧器に励磁突入電流を流すことなく高速な電圧可変が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1にかかる単相インバータの制御ブロック図。
【図2】実施の形態1にかかるシュミレーション結果を示す線間電圧波形図。
【図3】実施の形態1にかかるシュミレーション結果を示す線間電圧積分波形図。
【図4】実施の形態2にかかる三相インバータの制御ブロック図。
【図5】実施の形態2にかかる相電圧指令波形図。
【図6】実施の形態2にかかる線間電圧波形図。
【図7】実施の形態2にかかる線間電圧積分波形図。
【図8】実施の形態3にかかる相間電圧指令波形図。
【図9】実施の形態3にかかる線間電圧波形図。
【図10】実施の形態3にかかる線間電圧積分波形図。
【図11】従来例にかかる逆変換装置のソフトスタート回路図。
【図12】逆変換装置の主回路構成図。
【符号の説明】
1…インバータ
2…変圧器
11…正弦波テーブル、正弦波発生器
12…三相正弦波発生器
14,14a〜14b…サンプル・ホールド回路
16…PWM回路
Claims (2)
- 出力側に変圧器が接続された逆変換装置において、
前記変圧器を電圧投入前に残留磁束が殆んどないギャップ付変圧器若しくは消磁を行った通常変圧器とし、逆変換装置の出力電圧を90゜若しくは270゜時点にて発生して始動時または運転中の出力電圧の増加に対して変圧器の励磁突入電流を抑制すると共に、正弦波信号とこの正弦波の90゜若しくは270゜でパルス信号を発生させる正弦波発生器と、出力電圧指令を前記パルス信号でサンプリングしてホールドするサンプル・ホールド回路と、前記正弦波信号に前記サンプル・ホールド回路からの出力電圧指令を掛けて電圧出力指令を出力する乗算手段とを有することを特徴とする逆変換装置の制御回路。 - 出力側に変圧器が接続された三相逆変換装置において、
前記変圧器を電圧投入前に残留磁束が殆どないギャップ付変圧器若しくは消磁を行った通常変圧器とし、逆変換装置の出力電圧をそれぞれ90゜若しくは270゜時点に発生して始動時または運転中の出力電圧の増加に対して変圧器の励磁突入電流を制御する逆変換装置の制御回路であって、三相正弦信号とこの第1ないし第3相の正弦波信号のそれぞれ90゜若しくは270゜で第1ないし第3相のパルス信号を発生する三相正弦波発生器と、出力電圧指令を前記第1の相パルスでサンプリングしてホールドする第1のサンプル・ホールド回路と、前記第1のサンプル・ホールド回路で固定された出力電圧指令をそれぞれ前記第2,第3の相パルスでサンプリングしてホールドする第2,第3のサンプル・ホールド回路と、それぞれ前記第1ないし第3相の正弦波信号に前記第1ないし第3のサンプル・ホールド回路からの出力電圧指令を掛けて各相電圧出力指令を出力する乗算手段を有することを特徴とする逆変換装置の制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000279380A JP4231195B2 (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | 逆変換装置とその制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000279380A JP4231195B2 (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | 逆変換装置とその制御回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002095265A JP2002095265A (ja) | 2002-03-29 |
JP4231195B2 true JP4231195B2 (ja) | 2009-02-25 |
Family
ID=18764394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000279380A Expired - Lifetime JP4231195B2 (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | 逆変換装置とその制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4231195B2 (ja) |
-
2000
- 2000-09-14 JP JP2000279380A patent/JP4231195B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002095265A (ja) | 2002-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bech et al. | Random modulation techniques with fixed switching frequency for three-phase power converters | |
Rahman et al. | Analysis of current controllers for voltage-source inverter | |
Hu et al. | New integration algorithms for estimating motor flux over a wide speed range | |
Munoz et al. | On-line dead-time compensation technique for open-loop PWM-VSI drives | |
Blaabjerg et al. | Improved modulation techniques for PWM-VSI drives | |
US20070296371A1 (en) | Position sensorless control apparatus for synchronous motor | |
Klein-Hessling et al. | Active source current filtering to minimize the DC-link capacitor in switched reluctance drives | |
GB2244875A (en) | Controller for compressor driven by induction motor | |
EP1887680B1 (en) | Control apparatus for semiconductor power converter | |
JP4231195B2 (ja) | 逆変換装置とその制御回路 | |
JPH06189578A (ja) | 電圧形多相pwmインバータの制御装置 | |
JPH1189219A (ja) | エネルギ源の幹線から単相または多相の負荷に供給するための回路配置 | |
JPH05176553A (ja) | 無停電電源装置のインバータ制御方法及び無停電電源装置 | |
JP3246584B2 (ja) | Ac/dcコンバータ | |
KR20000018630A (ko) | 교류전동기의 속도 제어방법 | |
JPH07236294A (ja) | インバータ装置 | |
JPH08105921A (ja) | 交流電圧検出回路 | |
KR970018951A (ko) | 펄스폭 변조 컨버터 장치 및 그 제어 방법 | |
JP2005039891A (ja) | 同期機の制御装置 | |
JPH10234183A (ja) | 電圧形pwmインバータの電圧制御装置 | |
JPH0583955A (ja) | 電力変換装置の制御方法及びその方法を用いてなる電力変換装置 | |
JP3822754B2 (ja) | 電力変換装置 | |
KR930008475A (ko) | 교류 전동기의 상전압 측정장치 및 측정방법 | |
JPH11289775A (ja) | 電力変換装置 | |
KR100214690B1 (ko) | 펄스폭 변조형 인버터 및 그의 제어방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051108 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080627 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080708 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080827 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081202 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081205 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4231195 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111212 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121212 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131212 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |