JP6352864B2 - Power converter - Google Patents

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Description

この発明は、電力変換装置に関し、特に、変圧器を介して交流電力系統に接続される自励式変換器を備えた電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device, and more particularly, to a power conversion device including a self-excited converter connected to an AC power system via a transformer.

変圧器を介して交流電力系統に接続される自励式変換器を備えた電力変換装置においては、交流電力系統の電圧もしくは自励式変換器の出力電圧に直流成分が含まれていた場合、変圧器に直流成分を含んだ励磁電流が流れることになり、この励磁電流の直流成分が変圧器を偏磁させる。   In a power converter having a self-excited converter connected to an AC power system via a transformer, if the DC component is included in the voltage of the AC power system or the output voltage of the self-excited converter, the transformer An excitation current containing a direct current component flows through the transformer, and the direct current component of the excitation current biases the transformer.

変圧器の偏磁を避けるため、自励式変換器は、交流電力系統の電圧または自励式変換器の出力電圧に含まれる直流成分を打ち消す電圧を発生するように動作する。一方、交流電力系統で事故が起き、自励式変換器をゲートブロックした場合には、その後にゲートデブロックする際に、変圧器に残留磁束が残っているため、変圧器の磁束に直流成分が重畳されて変圧器の鉄心が偏磁する。励磁電流が増加することで、自励式変換器が過電流に至り、変換器を構成するスイッチング素子を損傷させる虞がある。   In order to avoid biasing the transformer, the self-excited converter operates to generate a voltage that cancels the DC component contained in the voltage of the AC power system or the output voltage of the self-excited converter. On the other hand, when an accident occurs in the AC power system and the self-excited converter is gate-blocked, the residual magnetic flux remains in the transformer when the gate is deblocked thereafter. Superposed to demagnetize the transformer core. When the exciting current increases, the self-excited converter may reach an overcurrent, which may damage the switching elements constituting the converter.

特開平10−171543号公報(特許文献1)には、ゲートブロックしてからゲートデブロックするまでのタイミングをゲートタイミング演算回路を用いて演算することにより、ゲートデブロックした際に変圧器が偏磁することを防止する技術が開示されている。   In Japanese Patent Laid-Open No. 10-171543 (Patent Document 1), by calculating the timing from gate blocking to gate deblocking using a gate timing arithmetic circuit, the transformer is biased when gate deblocking. A technique for preventing magnetism is disclosed.

特開平10−171543号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-171543

上記特許文献1に記載される技術によれば、ゲートブロックしたときの電圧位相と同じ電圧位相となるタイミングでゲートデブロックが行なわれる。そのため、ゲートブロックしたタイミングにおける力率等によっては、ゲートデブロックするタイミングにおいて必ず電圧零の位相になるとは限らず、ゲートデブロックの時点で変圧器の偏磁量を更に増大させてしまう可能性がある。この結果、変圧器の鉄心が大きく偏磁し、励磁電流が増加するため、自励式変換器が過電流に至る虞がある。   According to the technique described in Patent Document 1, gate deblocking is performed at the same voltage phase as the voltage phase when gate blocking is performed. Therefore, depending on the power factor at the timing when the gate is blocked, the phase of the voltage is not always zero at the timing when the gate is deblocked, and there is a possibility of further increasing the amount of magnetic bias of the transformer at the time of gate deblocking. There is. As a result, the iron core of the transformer is greatly demagnetized and the excitation current increases, so that the self-excited converter may become overcurrent.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、変圧器を介して交流電力系統に接続される電力変換器を備えた電力変換装置において、ゲートデブロックによる変圧器の偏磁量が増大することを防止することである。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a gate deblocking in a power conversion device including a power converter connected to an AC power system via a transformer. It is to prevent the amount of magnetic bias of the transformer from increasing.

この発明のある局面に従う電力変換装置は、交流出力側が変圧器を介して三相交流電源に接続された自励式変換器と、前記自励式変換器の直流入力側に接続された直流コンデンサと、前記自励式変換器を制御する制御装置とを備える。制御装置は、自励式変換器をゲートブロックするためのゲートブロック指令、および、自励式変換器をゲートデブロックするためのゲートデブロック指令を発生する指令生成部と、変圧器の一次側電流を検出する電流検出器と、指令生成部からゲートデブロック指令を受けた場合において、自励式変換器をゲートブロックした後に電流検出器によって検出される一次側電流に基づいて、自励式変換器をゲートデブロックするタイミングを調整するタイミング調整部とを含む。タイミング調整部は、自励式変換器をゲートブロックした後に電流検出器によって検出される一次側電流に基づいて、直流コンデンサを充電する直流充電モードが発生しているか否かを判定する。タイミング調整部は、直流充電モードが発生していると判定された場合には、ゲートデブロック指令を受けた後に直流充電モードが停止している状態のときに、自励式変換器をゲートデブロックする。   The power conversion device according to an aspect of the present invention includes a self-excited converter having an AC output side connected to a three-phase AC power source via a transformer, a DC capacitor connected to a DC input side of the self-excited converter, And a control device for controlling the self-excited converter. The control device includes: a gate block command for gate-blocking the self-excited converter; a command generation unit for generating a gate deblock command for gate-deblocking the self-excited converter; and a primary side current of the transformer. When receiving the gate deblock command from the current detector to be detected and the command generator, the self-excited converter is gated based on the primary current detected by the current detector after the self-excited converter is gate-blocked. And a timing adjusting unit that adjusts the deblocking timing. The timing adjustment unit determines whether or not a DC charging mode for charging the DC capacitor is generated based on the primary side current detected by the current detector after the self-excited converter is gate-blocked. If it is determined that the DC charging mode has occurred, the timing adjustment unit turns the self-excited converter into the gate deblocking when the DC charging mode is stopped after receiving the gate deblocking command. To do.

この発明によれば、変圧器を介して交流電力系統に接続される電力変換器を備えた電力変換装置において、ゲートデブロックによる変圧器の偏磁量が増大することを防止することができる。   According to the present invention, in the power conversion device including the power converter connected to the AC power system via the transformer, it is possible to prevent the amount of magnetic bias of the transformer due to gate deblocking from increasing.

この発明の実施の形態に従う電力変換装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a power conversion device according to an embodiment of the present invention. 図1に示した自励式変換器の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the self-excited converter shown in FIG. 直流充電モードを説明するための図である。It is a figure for demonstrating direct-current charge mode. 図1に示した制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus shown in FIG. 自励式変換器のゲートデブロックするタイミングの調整を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating adjustment of the timing which performs gate deblocking of a self-excited converter. タイミング調整部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a timing adjustment part.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

(電力変換装置の構成)
図1は、この発明の実施の形態に従う電力変換装置の全体構成図である。本発明に従う電力変換装置の一例として、三相交流電力系統に用いられる自励式無効電力補償装置を説明する。しかし、本発明に従う電力変換装置は、変圧器を介して三相交流電源に電気的に接続される自励式変換器を備えるものであれば、自励式無効電力補償装置に限定されるものではない。
(Configuration of power converter)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a power conversion device according to an embodiment of the present invention. As an example of the power converter according to the present invention, a self-excited reactive power compensator used in a three-phase AC power system will be described. However, the power converter according to the present invention is not limited to the self-excited reactive power compensator as long as it includes a self-excited converter that is electrically connected to a three-phase AC power source via a transformer. .

図1を参照して、電力変換装置100は、自励式変換器10と、直流コンデンサC1と、制御装置20とを備える。   Referring to FIG. 1, power conversion device 100 includes a self-excited converter 10, a DC capacitor C <b> 1, and a control device 20.

自励式変換器10は、変圧器2を介して、U相、V相、W相を有する交流電力系統1に電気的に接続される。自励式変換器10は、自己消弧型のスイッチング素子を含む。自励式変換器10は、直流コンデンサC1によって平滑化された電圧に基づいて交流電力系統1へ無効電力を出力する。   Self-excited converter 10 is electrically connected to AC power system 1 having a U phase, a V phase, and a W phase via transformer 2. The self-excited converter 10 includes a self-extinguishing type switching element. Self-excited converter 10 outputs reactive power to AC power system 1 based on the voltage smoothed by DC capacitor C1.

変圧器2は、自励式変換器10から出力された電圧を変圧して交流電力系統1へ出力する。変圧器2の交流電力系統1側を一次側とし、変圧器2の自励式変換器10側を二次側とする。変圧器2の一次側巻線を成すU相コイル、V相コイルおよびW相コイルはY結線されている。変圧器2の二次側巻線を成すU相コイル、V相コイルおよびW相コイルはY結線されている。交流電力系統1は本発明における「三相交流電源」の一実施例に対応する。   The transformer 2 transforms the voltage output from the self-excited converter 10 and outputs it to the AC power system 1. The AC power system 1 side of the transformer 2 is the primary side, and the self-excited converter 10 side of the transformer 2 is the secondary side. The U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil that form the primary side winding of the transformer 2 are Y-connected. The U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil that form the secondary winding of the transformer 2 are Y-connected. The AC power system 1 corresponds to an example of the “three-phase AC power source” in the present invention.

図2は、図1に示した自励式変換器10の構成例を示す回路図である。
図2を参照して、自励式変換器10は、スイッチング素子Q11〜Q22と、ダイオードD11〜D22とを含む。スイッチング素子Q11〜Q22はたとえばGTO(Gate Turn Off thyristor)であるが、自己消弧型のスイッチング素子であればこれに限定されるものではない。ダイオードD11〜D22は、スイッチング素子Q11〜Q22にそれぞれ逆並列に接続される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the self-excited converter 10 shown in FIG.
2, self-excited converter 10 includes switching elements Q11 to Q22 and diodes D11 to D22. Switching elements Q11 to Q22 are, for example, GTO (Gate Turn Off thyristor), but are not limited to this as long as they are self-extinguishing type switching elements. Diodes D11-D22 are connected in antiparallel to switching elements Q11-Q22, respectively.

三相の場合、直流コンデンサC1には、6つの電力変換回路(例えば、Q11,Q12,D11,D12で1つの電力変換回路を構成する)が並列に接続される。このうちの3つの交流出力端子11が変圧器2の各相二次側巻線の一方端に接続され、残りの3つの交流出力端子12が変圧器2の各相二次側巻線の他方端に接続される。すなわち、各相二次側巻線の両端それぞれに電力変換回路の交流出力端子が接続され、2つの電力変換回路により二次側巻線に交流電圧が出力される。   In the case of three phases, six power conversion circuits (for example, one power conversion circuit is configured by Q11, Q12, D11, and D12) are connected in parallel to the DC capacitor C1. Of these, three AC output terminals 11 are connected to one end of each phase secondary winding of the transformer 2, and the remaining three AC output terminals 12 are the other of the phase secondary windings of the transformer 2. Connected to the end. That is, the AC output terminal of the power conversion circuit is connected to both ends of each phase secondary winding, and an AC voltage is output to the secondary winding by the two power conversion circuits.

スイッチング素子Q11〜Q22には制御装置20からゲート駆動信号(ゲートパルス信号GP)が供給される。スイッチング素子Q11〜Q22はゲートパルス信号GPに応じてスイッチング動作を行なうことにより、直流コンデンサC1によって平滑化された電圧、すなわち直流電圧を交流電圧に変換して交流電力系統1に供給する。なお、図2の自励式変換器10の出力相電圧は2レベルである。   A gate drive signal (gate pulse signal GP) is supplied from the control device 20 to the switching elements Q11 to Q22. Switching elements Q11-Q22 perform a switching operation in accordance with gate pulse signal GP, thereby converting the voltage smoothed by DC capacitor C1, that is, a DC voltage, into an AC voltage and supplying it to AC power system 1. Note that the output phase voltage of the self-excited converter 10 of FIG. 2 is two levels.

再び図1を参照して、電圧検出器16は、交流電力系統1の電圧(系統電圧)を検出する。系統電圧は、U相の電圧VGU、V相の電圧VGV、W相の電圧VGWからなる。電圧検出器16によって検出された系統電圧は制御装置20に与えられる。   Referring to FIG. 1 again, voltage detector 16 detects the voltage (system voltage) of AC power system 1. The system voltage includes a U-phase voltage VGU, a V-phase voltage VGV, and a W-phase voltage VGW. The system voltage detected by the voltage detector 16 is given to the control device 20.

電流検出器18は、変圧器2の一次側電流を検出する。一次側電流は、U相の電流IU、V相の電流IV、W相の電流IWからなる。電流検出器18によって検出された一次側電流は制御装置20に与えられる。   The current detector 18 detects the primary current of the transformer 2. The primary side current includes a U-phase current IU, a V-phase current IV, and a W-phase current IW. The primary side current detected by the current detector 18 is given to the control device 20.

電圧検出器14は、直流コンデンサC1の端子間電圧Vdcを検出する。電圧検出器14によって検出された直流コンデンサC1の端子間電圧Vdcは制御装置20に与えられる。   The voltage detector 14 detects the voltage Vdc between the terminals of the DC capacitor C1. The inter-terminal voltage Vdc of the DC capacitor C1 detected by the voltage detector 14 is given to the control device 20.

制御装置20は、電圧検出器16によって検出された電圧VGU,VGV,VGW、電流検出器18によって検出された電流IU,IV,IW、および電圧検出器14によって検出された電圧Vdcに基づいて、自励式変換器10のスイッチング素子(図2)を制御することにより、自励式変換器10から交流電力系統1へ出力される電力を制御する。   Based on the voltages VGU, VGV, VGW detected by the voltage detector 16, the currents IU, IV, IW detected by the current detector 18, and the voltage Vdc detected by the voltage detector 14, the control device 20 The power output from the self-excited converter 10 to the AC power system 1 is controlled by controlling the switching element (FIG. 2) of the self-excited converter 10.

制御装置20は、さらに、上位装置(図示せず)から発せられるゲートブロック指令(GB指令)およびゲートデブロック指令(DEB指令)を受ける。ゲートブロック指令は、自励式変換器10を構成する全てのスイッチング素子のスイッチング動作を停止(すべてオフ)するための指令である。ゲートブロック指令は、たとえば交流電力系統1に異常が発生した場合に発せられる。制御装置20は、ゲートブロック指令に応答してゲートブロック信号GBを自励式変換器10へ出力する。ゲートブロック信号GBを受けてスイッチング素子Q11〜Q22がオフ状態に固定されることにより、自励式変換器10は停止状態(ゲートブロック状態)となる。   Control device 20 further receives a gate block command (GB command) and a gate deblock command (DEB command) issued from a host device (not shown). The gate block command is a command for stopping (all off) the switching operation of all the switching elements constituting the self-excited converter 10. The gate block command is issued, for example, when an abnormality occurs in the AC power system 1. Control device 20 outputs gate block signal GB to self-excited converter 10 in response to the gate block command. The switching elements Q11 to Q22 are fixed in the OFF state upon receiving the gate block signal GB, so that the self-excited converter 10 is stopped (gate block state).

一方、ゲートデブロック指令は、ゲートブロック状態の自励式変換器10のスイッチング素子を再びスイッチング動作させるための指令である。ゲートデブロック指令は、自励式変換器10をゲートブロックした後、交流電力系統1の異常が解消された場合に発せられる。制御装置20は、ゲートデブロック指令に応答してゲートデブロック信号DEBを自励式変換器10へ出力する。ゲートデブロック信号DEBを受けてスイッチング素子Q11〜Q22が再びスイッチング動作を開始することにより、自励式変換器10は交流電力系統1の電圧に同期した交流出力を再開する。   On the other hand, the gate deblock command is a command for switching the switching element of the self-excited converter 10 in the gate block state again. The gate deblocking command is issued when the abnormality of the AC power system 1 is resolved after the self-excited converter 10 is gate-blocked. Control device 20 outputs gate deblock signal DEB to self-excited converter 10 in response to the gate deblock command. When the switching elements Q11 to Q22 start the switching operation again in response to the gate deblocking signal DEB, the self-excited converter 10 resumes the AC output synchronized with the voltage of the AC power system 1.

ここで、自励式変換器10のゲートブロックが行なわれた場合において、ゲートブロック時の残留磁束によって変圧器2に偏磁が発生することがある。自励式変換器10をゲートブロックした状態で変圧器2に偏磁が発生すると、変圧器2では、三相コイル(U相コイル、V相コイル、W相コイル)間で励磁インピーダンスに大小が生じる。これにより、三相コイル間で電圧分担に偏りができ、相対的に高い電圧が印加される相において、自励式変換器10を経由して直流コンデンサC1を充電するモード(以下、「直流充電モード」とも称する)が発生することがある。   Here, when the gate block of the self-excited converter 10 is performed, the transformer 2 may be demagnetized due to the residual magnetic flux in the gate block. When magnetism occurs in the transformer 2 in a state where the self-excited converter 10 is gate-blocked, in the transformer 2, the magnitude of excitation impedance is generated between three-phase coils (U-phase coil, V-phase coil, W-phase coil). . As a result, the voltage sharing among the three-phase coils can be biased, and a mode in which the DC capacitor C1 is charged via the self-excited converter 10 in a phase where a relatively high voltage is applied (hereinafter referred to as “DC charging mode”). May also occur).

図3は、直流充電モードを説明するための図である。図3では、変圧器2の偏磁の一態様として、U相コイルがV相コイルおよびW相コイルに比べて偏磁量が大きい場合を想定している。   FIG. 3 is a diagram for explaining the DC charging mode. In FIG. 3, it is assumed that the U-phase coil has a larger amount of magnetization than the V-phase coil and the W-phase coil as one aspect of the magnetization of the transformer 2.

この場合、U相コイルの励磁インピーダンスは、V相コイルおよびW相コイルの励磁インピーダンスに比べて小さくなる。そのため、変圧器一次側のU相−W相間電圧の電圧分担としては、励磁インピーダンスが小さいU相コイルに印加される電圧に比べて、励磁インピーダンスが大きいW相コイルに印加される電圧の方が高くなる。   In this case, the excitation impedance of the U-phase coil is smaller than the excitation impedance of the V-phase coil and the W-phase coil. Therefore, as the voltage sharing of the U-phase to W-phase voltage on the transformer primary side, the voltage applied to the W-phase coil having a large excitation impedance is higher than the voltage applied to the U-phase coil having a small excitation impedance. Get higher.

W相コイルに印加される電圧が高くなることにより、W相の二次側電圧が直流コンデンサC1の電圧Vdcを超えた場合には、図3に示されるように、W相コイルからゲートブロック状態の自励式変換器10の逆並列ダイオードを通って直流コンデンサC1に至る電流経路が形成される。このようにして、W相の二次側電圧が直流コンデンサC1の電圧Vdcを超える期間は、直流充電モードとなり、直流コンデンサC1が充電される。   When the W-phase secondary voltage exceeds the voltage Vdc of the DC capacitor C1 due to an increase in the voltage applied to the W-phase coil, as shown in FIG. A current path is formed through the antiparallel diode of the self-excited converter 10 to the DC capacitor C1. In this way, during the period in which the W-phase secondary voltage exceeds the voltage Vdc of the DC capacitor C1, the DC charging mode is established and the DC capacitor C1 is charged.

直流充電モードの発生中に自励式変換器10のゲートデブロックが行なわれると、自励式変換器10が出力する電圧によって、変圧器2のW相コイルを励磁する電圧が更に大きくなる。これにより、ゲートデブロックを行なったタイミングでの変圧器2の偏磁量が更に増大するため、結果的に励磁電流が増大して過電流に至ることで自励式変換器10は保護停止することになる。最悪の場合、自励式変換器10を構成する素子が破壊に至る可能性がある。   When the gate deblocking of the self-excited converter 10 is performed during the DC charging mode, the voltage for exciting the W-phase coil of the transformer 2 is further increased by the voltage output from the self-excited converter 10. As a result, the amount of magnetization of the transformer 2 at the timing when the gate deblocking is further increased, and as a result, the self-excited converter 10 stops protection due to an increase in the excitation current leading to an overcurrent. become. In the worst case, the elements constituting the self-excited converter 10 may be destroyed.

このように、自励式変換器10をゲートブロックした状態では、変圧器2の三相間で偏磁量が最も大きい相が励磁されているときに、直流充電モードが発生し得る。そして、直流充電モードの発生中に自励式変換器10をゲートデブロックすることで、変圧器2の偏磁量を更に増大させる可能性がある。   As described above, in a state where the self-excited converter 10 is gate-blocked, the DC charging mode can occur when the phase having the largest amount of bias between the three phases of the transformer 2 is excited. Then, there is a possibility that the amount of magnetic bias of the transformer 2 is further increased by gate-deblocking the self-excited converter 10 during the generation of the DC charging mode.

したがって、直流充電モードが発生していないタイミング、言い換えれば、変圧器2の偏磁量が小さくなるタイミングで自励式変換器10のゲートデブロックを実行することができれば、ゲートデブロックにより変圧器2の偏磁量が増大することを防止することが可能となる。   Therefore, if the gate deblocking of the self-excited converter 10 can be executed at the timing when the DC charging mode does not occur, in other words, the timing at which the amount of magnetic bias of the transformer 2 becomes small, the transformer 2 can be driven by the gate deblocking. It is possible to prevent the amount of magnetic demagnetization from increasing.

そこで、本実施の形態に従う電力変換装置では、電流検出器18によって検出される変圧器2の一次側電流に基づいて、変圧器2に直流充電モードが発生しているかどうかを判定する。そして、変圧器2に直流充電モードが発生していると判定された場合には、ゲートデブロック指令を受けた後に直流充電モードが停止している状態のときに、自励式変換器10をゲートデブロックする。   Therefore, in the power conversion device according to the present embodiment, it is determined based on the primary current of transformer 2 detected by current detector 18 whether or not DC charging mode is occurring in transformer 2. When it is determined that the DC charging mode is generated in the transformer 2, the self-excited converter 10 is gated when the DC charging mode is stopped after receiving the gate deblocking command. Deblock.

以下、本実施の形態に従う電力変換装置の制御構成について説明する。
(電力変換装置の制御構成)
図4は、図1に示した制御装置20の構成を示すブロック図である。
Hereinafter, the control configuration of the power conversion device according to the present embodiment will be described.
(Control configuration of power converter)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the control device 20 shown in FIG.

図4を参照して、制御装置20は、電圧指令生成部22と、ゲートパルス生成部24と、GB・DEB指令部28と、タイミング調整部30とを含む。   Referring to FIG. 4, control device 20 includes a voltage command generation unit 22, a gate pulse generation unit 24, a GB / DEB command unit 28, and a timing adjustment unit 30.

電圧指令生成部22は、電圧検出器16によって検出された系統電圧VGU,VGV,VGW、電流検出器18によって検出された一次側電流IU,IV,IW、電圧検出器14によって検出された電圧Vdcおよび直流電圧指令値Vdc*に基づいて、自励式変換器10から出力される電圧である出力電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を演算する。   The voltage command generator 22 includes the system voltages VGU, VGV, VGW detected by the voltage detector 16, the primary currents IU, IV, IW detected by the current detector 18, and the voltage Vdc detected by the voltage detector 14. Based on the DC voltage command value Vdc *, output voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * that are voltages output from the self-excited converter 10 are calculated.

ゲートパルス生成部24は、例えばPWM(Pulse Width Modulation)制御によって、自励式変換器10が出力電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に相当する電圧を出力するためのゲートパルス信号GPを生成する。ゲートパルス生成部24は、生成したゲートパルス信号GPを自励式変換器10を構成するスイッチング素子Q11〜Q22(図2)に出力する。   The gate pulse generator 24 generates a gate pulse signal GP for the self-excited converter 10 to output a voltage corresponding to the output voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * by, for example, PWM (Pulse Width Modulation) control. To do. The gate pulse generation unit 24 outputs the generated gate pulse signal GP to the switching elements Q11 to Q22 (FIG. 2) constituting the self-excited converter 10.

GB・DEB指令部28は、上位装置(図示せず)からのゲートブロック指令およびゲートデブロック指令を受ける。GB・DEB指令部28は、ゲートブロック指令に応答して、自励式変換器10にゲートブロック信号GBを出力する。ゲートブロック信号GBを受けてスイッチング素子Q11〜Q22がオフ状態に固定されることにより、自励式変換器10はゲートブロック状態となる。   The GB / DEB command unit 28 receives a gate block command and a gate deblock command from a host device (not shown). The GB / DEB command unit 28 outputs a gate block signal GB to the self-excited converter 10 in response to the gate block command. By receiving gate block signal GB and switching elements Q11-Q22 being fixed in the off state, self-excited converter 10 enters the gate block state.

GB・DEB指令部28はさらに、ゲートデブロック指令に応答して、ゲートデブロック信号DEBを生成してタイミング調整部30に出力する。   The GB / DEB command unit 28 further generates a gate deblock signal DEB in response to the gate deblock command and outputs it to the timing adjustment unit 30.

タイミング調整部30は、自励式変換器10をゲートブロックした後に電流検出器18によって検出される変圧器2の一次側電流IU,IV,IWに基づいて、自励式変換器10をゲートデブロックするタイミングを調整する。   The timing adjustment unit 30 gate-deblocks the self-excited converter 10 based on the primary currents IU, IV, and IW of the transformer 2 detected by the current detector 18 after the self-excited converter 10 is gate-blocked. Adjust timing.

以下、図4および図5を参照して、タイミング調整部30の詳細な構成について説明する。   Hereinafter, a detailed configuration of the timing adjustment unit 30 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

(ゲートデブロックタイミングの調整)
図5は、自励式変換器10のゲートデブロックするタイミングの調整を説明するための波形図である。図5では、時刻t0以前において自励式変換器10のゲートブロックが行なわれた場合を想定する。
(Adjustment of gate deblock timing)
FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the adjustment of the timing of gate deblocking of the self-excited converter 10. In FIG. 5, it is assumed that the gate block of self-excited converter 10 is performed before time t0.

自励式変換器10のゲートブロックが行なわれると、タイミング調整部30は、電流検出器18によって検出される一次側電流IU,IV,IWの絶対値|IU|,|IV|,|IW|を加算する。以下の説明では、一次側電流の絶対値|IU|,|IV|,|IW|の合計値を、単に「一次側電流合計値」とも称する。図5には、時刻t0以降における一次側電流合計値の時間変化が示されている。   When the gate block of the self-excited converter 10 is performed, the timing adjustment unit 30 obtains the absolute values | IU |, | IV |, | IW | of the primary side currents IU, IV, IW detected by the current detector 18. to add. In the following description, the total value of the absolute values | IU |, | IV |, | IW | of the primary side current is also simply referred to as “primary side current total value”. FIG. 5 shows temporal changes in the primary-side current total value after time t0.

図5に示されるように、一次側電流合計値には、一時的な電流値の増加が現われている。この電流値の増加は、変圧器2の偏磁によるものであり、変圧器2の三相間で偏磁量が最も大きい相が励磁されていることで直流充電モード(図3)が発生していることを示している。図3で述べたように、直流充電モードの発生中は、変圧器2のいずれかの相から自励式変換器10の逆並列ダイオードを経由して直流コンデンサC1に向けて電流が流れる。そのため、三相間の偏磁量の大小に応じて、変圧器2の一次側電流IU,IV,IWのうちのいずれかの電流値が大きくなり、結果的に一次側電流合計値も増大する。   As shown in FIG. 5, a temporary increase in the current value appears in the primary side current total value. This increase in current value is due to the bias of the transformer 2, and the DC charging mode (FIG. 3) is generated by exciting the phase with the largest amount of bias between the three phases of the transformer 2. It shows that. As described in FIG. 3, during the generation of the DC charging mode, a current flows from any phase of the transformer 2 toward the DC capacitor C <b> 1 via the antiparallel diode of the self-excited converter 10. Therefore, the current value of any of the primary side currents IU, IV, IW of the transformer 2 increases according to the magnitude of the amount of magnetization between the three phases, and as a result, the primary side current total value also increases.

タイミング調整部30は、時刻t0よりも後の時刻t1においてゲートデブロック指令を受けると、一次側電流合計値と予め設定された閾値Ithとを比較する。そして、一次側電流値が閾値Ithを超えているときに、タイミング調整部30は、直流充電モードが発生していると判定する。   When receiving the gate deblocking command at time t1 after time t0, the timing adjustment unit 30 compares the primary current total value with a preset threshold value Ith. When the primary side current value exceeds the threshold value Ith, the timing adjustment unit 30 determines that the DC charging mode has occurred.

タイミング調整部30は、直流充電モードが発生していると判定されると、直流充電モードが停止するのを待って、自励式変換器10のゲートデブロックを実行する。具体的には、タイミング調整部30は、時刻t2において、一次側電流合計値が閾値Ithを超えたと判定されると、一次側電流合計値が再び閾値Ithにまで低下したタイミングを検出する。時刻t2よりも後の時刻t3において一次側電流合計値が閾値Ithにまで低下したと判定された場合、タイミング調整部30は、時刻t3から所定時間Tb[秒]が経過したタイミングである時刻t4において、自励式変換器10のゲートデブロックを実行する。   When it is determined that the DC charging mode is occurring, the timing adjustment unit 30 waits for the DC charging mode to stop and executes gate deblocking of the self-excited converter 10. Specifically, when it is determined that the primary-side current total value exceeds the threshold value Ith at time t2, the timing adjustment unit 30 detects the timing at which the primary-side current total value has decreased again to the threshold value Ith. When it is determined that the primary side total current value has decreased to the threshold value Ith at time t3 after time t2, the timing adjustment unit 30 is time t4 when the predetermined time Tb [second] has elapsed from time t3. Then, the gate deblocking of the self-excited converter 10 is executed.

ここで、所定時間Tb[秒]は、一次側電流合計値が閾値Ithにまで低下してから閾値Ithに比べて十分に小さくなるまでに要する時間に設定される。また、所定時間Tb[秒]は、自励式変換器10がゲートブロックした後に一次側電流合計値が閾値Ithを超えてから次に一次側電流合計値が閾値Ithを超えるまでの時間間隔よりも短くなるように設定される。このような構成とすることにより、直流充電モードが停止している状態で自励式変換器10のゲートデブロックを行なうことができるため、ゲートデブロックに伴って変圧器2の偏磁量が増大することはない。   Here, the predetermined time Tb [seconds] is set to a time required for the primary side current total value to be sufficiently smaller than the threshold value Ith after the primary side current total value is decreased to the threshold value Ith. The predetermined time Tb [seconds] is longer than the time interval from when the primary-side current total value exceeds the threshold value Ith after the self-excited converter 10 is gate-blocked until the next primary-side current total value exceeds the threshold value Ith. It is set to be shorter. With such a configuration, the gate deblocking of the self-excited converter 10 can be performed in a state where the DC charging mode is stopped, so that the amount of magnetic bias of the transformer 2 increases with the gate deblocking. Never do.

時刻t4でゲートデブロックが行なわれたことにより、時刻t4以降、自励式変換器10は交流電力系統1の電圧に同期した交流出力を再開する。ゲートデブロック後、変圧器2は自励式変換器10の出力電圧で励磁される。制御装置20が偏磁量を低減するように出力電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を補正することで、一次側電流合計値は、図中に実線k1で示すように、閾値Ith未満に抑えられている。   Since gate deblocking is performed at time t4, self-excited converter 10 resumes AC output synchronized with the voltage of AC power system 1 after time t4. After gate deblocking, the transformer 2 is excited with the output voltage of the self-excited converter 10. The control device 20 corrects the output voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * so as to reduce the amount of magnetic bias, so that the primary side current total value is less than the threshold value Ith as indicated by the solid line k1 in the figure. Is suppressed.

なお、図中に破線k2で示すように、時刻t2において一次側電流合計値が閾値Ithを超えたと判定された後に、一次側電流合計値が再び閾値Ith以下にまで低下しない場合が生じることがある。この場合、タイミング調整部30は、時刻t1から所定時間Ta[秒]が経過したタイミングである時刻t5において、自励式変換器10のゲートデブロックを実行する。ゲートデブロック後、変圧器2は自励式変換器10の出力電圧で励磁されるが、変圧器2の偏磁量が低減しない場合には、自励式変換器10は再びゲートブロックされる可能性がある。   Note that, as indicated by a broken line k2 in the figure, there may occur a case where the primary-side current total value does not decrease below the threshold value Ith again after it is determined that the primary-side current total value exceeds the threshold value Ith at time t2. is there. In this case, the timing adjustment unit 30 performs gate deblocking of the self-excited converter 10 at time t5, which is the timing when the predetermined time Ta [seconds] has elapsed from time t1. After the gate deblocking, the transformer 2 is excited by the output voltage of the self-excited converter 10, but if the amount of magnetic bias of the transformer 2 is not reduced, the self-excited converter 10 may be gate-blocked again. There is.

また、図示は省略するが、時刻t1以降、一次側電流合計値が閾値Ith以下となる状態を継続している場合には、タイミング調整部30は、変圧器2の偏磁が生じていないと判断して、時刻t1から所定時間Ta[秒]が経過したタイミングである時刻t5において、自励式変換器10のゲートデブロックを実行する。   Although illustration is omitted, if the state where the primary side current total value is equal to or lower than the threshold value Ith is continued after time t1, the timing adjustment unit 30 indicates that the transformer 2 is not demagnetized. As a result, gate deblocking of the self-excited converter 10 is executed at time t5, which is the timing when the predetermined time Ta [second] has elapsed from time t1.

(タイミング調整部の構成例)
次に、図6を参照して、図5に示したゲートデブロックタイミングの調整を実現するためのタイミング調整部30の構成例について説明する。
(Configuration example of timing adjustment unit)
Next, a configuration example of the timing adjustment unit 30 for realizing the adjustment of the gate deblock timing shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG.

図6を参照して、タイミング調整部30は、絶対値演算部40U,40V,40Wと、加算器42と、比較器44と、論理積(AND)回路46,50,68と、リセット優先型のSRフリップフロップ48,54,62と、反転(NOT)回路52,66と、論理和(OR)回路58と、最小ON回路60と、オンディレイ回路56,64とを含む。   Referring to FIG. 6, timing adjustment unit 30 includes absolute value calculation units 40U, 40V, and 40W, an adder 42, a comparator 44, logical product (AND) circuits 46, 50, and 68, and a reset priority type. SR flip-flops 48, 54, 62, inverting (NOT) circuits 52, 66, a logical sum (OR) circuit 58, a minimum ON circuit 60, and on-delay circuits 56, 64.

絶対値演算部40Uは、電流検出器18(図1,4)によって検出されたU相の一次側電流IUの絶対値|IU|を演算する。絶対値演算部40Vは、電流検出器18によって検出されたV相の一次側電流IVの絶対値|IV|を演算する。絶対値演算部40Wは、電流検出器18によって検出されたW相の一次側電流IWの絶対値|IW|を演算する。   The absolute value calculator 40U calculates the absolute value | IU | of the U-phase primary current IU detected by the current detector 18 (FIGS. 1 and 4). The absolute value calculator 40V calculates the absolute value | IV | of the V-phase primary side current IV detected by the current detector 18. The absolute value calculator 40W calculates the absolute value | IW | of the W-phase primary side current IW detected by the current detector 18.

加算器42は、各相一次側電流の絶対値|IU|,|IV|,|IW|を加算することにより、一次側電流合計値を演算する。   The adder 42 calculates the primary current total value by adding the absolute values | IU |, | IV |, | IW | of the primary currents of the respective phases.

比較器44は、非反転入力端子(+端子)に一次側電流合計値が入力され、反転入力端子(−端子)に閾値Ithが入力される。一次側電流合計値が閾値Ithより大きい場合、比較器44はH(論理ハイ)レベルの信号を出力する。一次側電流合計値が閾値Ith以下の場合、比較器44はL(論理ロー)レベルの信号を出力する。比較器44の出力信号は、論理積回路46の一方入力に与えられる。比較器44の出力信号はさらに、反転回路52に与えられる。反転回路52は、比較器44の出力信号の反転信号を出力する。反転回路52の出力信号(比較器44の出力の反転信号)は、論理積回路50の一方入力に与えられる。   In the comparator 44, the primary side total current value is input to the non-inverting input terminal (+ terminal), and the threshold value Ith is input to the inverting input terminal (− terminal). When the primary side total current value is larger than the threshold value Ith, the comparator 44 outputs an H (logic high) level signal. When the primary side total current value is equal to or less than the threshold value Ith, the comparator 44 outputs an L (logic low) level signal. The output signal of the comparator 44 is given to one input of the AND circuit 46. The output signal of the comparator 44 is further supplied to the inverting circuit 52. The inverting circuit 52 outputs an inverted signal of the output signal from the comparator 44. The output signal of the inverting circuit 52 (the inverted signal of the output of the comparator 44) is given to one input of the AND circuit 50.

SRフリップフロップ62は、セット端子(S)にGB・DEB指令部28(図4)からのゲートデブロック指令を受け、リセット端子(R)に最小ON回路60から出力されるゲートデブロック信号DEBを受ける。ゲートデブロック信号DEBは、タイミング調整部30から自励式変換器10に供給される信号である。SRフリップフロップ62は、ゲートデブロック指令が活性化レベルのHレベルのとき出力端子からHレベルの信号を出力し、ゲートデブロック信号DEBがHレベルのときに出力端子からLレベルの信号を出力する。SRフリップフロップ62は、リセット優先型であるため、ゲートデブロック指令およびゲートデブロック信号DEBが共にHレベルのとき出力端子からLレベルの信号を出力する。SRフリップフロップ62の出力は、論理積回路46の他方入力に入力されるとともに、オンディレイ回路64に入力される。   The SR flip-flop 62 receives a gate deblock command from the GB / DEB command unit 28 (FIG. 4) at the set terminal (S), and a gate deblock signal DEB output from the minimum ON circuit 60 at the reset terminal (R). Receive. The gate deblock signal DEB is a signal supplied from the timing adjustment unit 30 to the self-excited converter 10. The SR flip-flop 62 outputs an H level signal from the output terminal when the gate deblock command is at the activation level of H level, and outputs an L level signal from the output terminal when the gate deblock signal DEB is at the H level. To do. Since the SR flip-flop 62 is a reset priority type, when the gate deblocking command and the gate deblocking signal DEB are both at the H level, an L level signal is output from the output terminal. The output of the SR flip-flop 62 is input to the other input of the AND circuit 46 and to the on-delay circuit 64.

オンディレイ回路64は、SRフリップフロップ62の出力信号がLレベルからHレベルに変化したときに、その変化を所定時間Ta[秒]遅延させた信号を出力する。オンディレイ回路64の出力信号は論理積回路68の一方入力に入力される。   When the output signal of the SR flip-flop 62 changes from L level to H level, the on-delay circuit 64 outputs a signal obtained by delaying the change by a predetermined time Ta [second]. The output signal of the on-delay circuit 64 is input to one input of the AND circuit 68.

論理積回路46は、比較器44の出力信号とSRフリップフロップ62の出力信号との論理積を演算する。SRフリップフロップ48は、セット端子(S)に論理積回路46の出力信号を受け、リセット端子(R)にゲートデブロック信号DEBを受ける。SRフリップフロップ48は、比較器44の出力信号がHレベルのとき出力端子からHレベルの信号を出力し、ゲートデブロック信号DEBがHレベルのときに出力端子からLレベルの信号を出力する。SRフリップフロップ48は、リセット優先型であるため、論理積回路46の出力信号およびゲートデブロック信号DEBが共にHレベルのとき出力端子からLレベルの信号を出力する。SRフリップフロップ48の出力は、論理積回路50の他方入力に入力される。   The logical product circuit 46 calculates the logical product of the output signal of the comparator 44 and the output signal of the SR flip-flop 62. The SR flip-flop 48 receives the output signal of the AND circuit 46 at the set terminal (S) and the gate deblock signal DEB at the reset terminal (R). The SR flip-flop 48 outputs an H level signal from the output terminal when the output signal of the comparator 44 is at the H level, and outputs an L level signal from the output terminal when the gate deblock signal DEB is at the H level. Since the SR flip-flop 48 is a reset priority type, when the output signal of the AND circuit 46 and the gate deblock signal DEB are both at the H level, an L level signal is output from the output terminal. The output of the SR flip-flop 48 is input to the other input of the AND circuit 50.

論理積回路50は、反転回路52の出力信号(比較器44の出力の反転信号)とSRフリップフロップ48の出力信号との論理積を演算する。SRフリップフロップ54は、セット端子(S)に論理積回路50の出力信号を受け、リセット端子(R)にゲートデブロック信号DEBを受ける。SRフリップフロップ54は、論理積回路50の出力信号がHレベルのとき出力端子からHレベルの信号を出力し、ゲートデブロック信号DEBがHレベルのときに出力端子からLレベルの信号を出力する。SRフリップフロップ54は、リセット優先型であるため、論理積回路50の出力信号およびゲートデブロック信号DEBが共にHレベルのとき出力端子からLレベルの信号を出力する。SRフリップフロップ48の出力は、オンディレイ回路56および反転回路66に入力される。   The logical product circuit 50 calculates the logical product of the output signal of the inverting circuit 52 (the inverted signal of the output of the comparator 44) and the output signal of the SR flip-flop 48. The SR flip-flop 54 receives the output signal of the AND circuit 50 at the set terminal (S) and the gate deblock signal DEB at the reset terminal (R). The SR flip-flop 54 outputs an H level signal from the output terminal when the output signal of the AND circuit 50 is at the H level, and outputs an L level signal from the output terminal when the gate deblock signal DEB is at the H level. . Since the SR flip-flop 54 is a reset priority type, when the output signal of the AND circuit 50 and the gate deblock signal DEB are both at the H level, an L level signal is output from the output terminal. The output of the SR flip-flop 48 is input to the on-delay circuit 56 and the inverting circuit 66.

反転回路66は、SRフリップフロップ54の出力信号の反転信号を出力する。反転回路66の出力信号(SRフリップフロップ54の出力の反転信号)は、論理積回路68の他方入力に与えられる。   The inverting circuit 66 outputs an inverted signal of the output signal of the SR flip-flop 54. The output signal of inverting circuit 66 (the inverted signal of the output of SR flip-flop 54) is applied to the other input of AND circuit 68.

論理積回路68は、オンディレイ回路64の出力信号と反転回路66の出力信号との論理積を演算する。論理積回路68の出力信号は論理和回路58の一方入力に与えられる。   The logical product circuit 68 calculates the logical product of the output signal of the on-delay circuit 64 and the output signal of the inverting circuit 66. The output signal of the logical product circuit 68 is given to one input of the logical sum circuit 58.

オンディレイ回路56は、SRフリップフロップ54の出力信号がLレベルからHレベルに変化したときに、その変化を所定時間Tb[秒]遅延させた信号を出力する。オンディレイ回路56の出力信号は論理和回路58の他方入力に与えられる。   When the output signal of the SR flip-flop 54 changes from the L level to the H level, the on-delay circuit 56 outputs a signal obtained by delaying the change by a predetermined time Tb [second]. The output signal of the on-delay circuit 56 is given to the other input of the OR circuit 58.

論理和回路58は、論理積回路68の出力信号およびオンディレイ回路56の出力信号の論理和を演算する。論理和回路58の出力信号は最小ON回路60に入力される。   The logical sum circuit 58 calculates the logical sum of the output signal of the logical product circuit 68 and the output signal of the on-delay circuit 56. The output signal of the OR circuit 58 is input to the minimum ON circuit 60.

最小ON回路60は、論理和回路58の出力信号を予め設定された最小ON時間に亘って連続してHレベルとするための回路である。最小ON回路60は、論理和回路58の出力信号を、ゲートデブロック信号DEBとして自励式変換器10に出力する。ゲートデブロック信号DEBがLレベルからHレベルに活性化されたとき、自励式変換器10のゲートデブロックが実行される。   The minimum ON circuit 60 is a circuit for continuously setting the output signal of the OR circuit 58 to the H level over a preset minimum ON time. The minimum ON circuit 60 outputs the output signal of the OR circuit 58 to the self-excited converter 10 as the gate deblock signal DEB. When the gate deblocking signal DEB is activated from the L level to the H level, the gate deblocking of the self-excited converter 10 is executed.

以上の構成からなるタイミング調整部30において、まず、GB・DEB指令部28からLレベルのゲートデブロック指令が与えられているときには、Lレベルに非活性化されたゲートデブロック信号DEBが生成されて自励式変換器10に与えられる。   In the timing adjustment unit 30 having the above configuration, first, when an L level gate deblock command is given from the GB / DEB command unit 28, a gate deblock signal DEB deactivated to the L level is generated. To the self-excited converter 10.

次に、GB・DEB指令部28からHレベルに活性化されたゲートデブロック指令が与えられると、比較器44の出力信号に基づいて、ゲートデブロック信号DEBがLレベルからHレベルに活性化される。具体的には、比較器44の出力信号がLレベルからHレベルに切替わったタイミング、すなわち、一次側電流合計値が閾値Ithを超えたタイミングでは、SRフリップフロップ54の出力信号がLレベルであり、かつ、オンディレイ回路64の出力信号がLレベルであるため、論理和回路58の出力信号がLレベルとなる。この結果、ゲートデブロック信号DEBはLレベルのままである。   Next, when a gate deblocking command activated to H level is given from the GB / DEB command unit 28, the gate deblocking signal DEB is activated from L level to H level based on the output signal of the comparator 44. Is done. Specifically, at the timing when the output signal of the comparator 44 is switched from the L level to the H level, that is, the timing when the primary side current total value exceeds the threshold value Ith, the output signal of the SR flip-flop 54 is at the L level. In addition, since the output signal of the on-delay circuit 64 is L level, the output signal of the OR circuit 58 becomes L level. As a result, the gate deblock signal DEB remains at the L level.

一次側電流合計値が閾値Ithを超えたタイミングよりも後に、一次側電流合計値が再び閾値Ithにまで低下した場合、比較器44の出力信号はHレベルからLレベルに切替わる。これにより、SRフリップフロップ54の出力信号がLレベルからHレベルに切替わる。オンディレイ回路56がSRフリップフロップ54からのHレベルの出力信号を所定時間Tb[秒]遅延させて論理和回路58に出力する。この結果、一次側電流合計値が閾値Ithにまで低下したタイミングから所定時間Tb[秒]経過したタイミングで、ゲートデブロック信号DEBがLレベルからHレベルに活性化される。これにより、自励式変換器10のゲートデブロックが実行される。   When the primary side current total value decreases again to the threshold value Ith after the timing when the primary side current total value exceeds the threshold value Ith, the output signal of the comparator 44 is switched from the H level to the L level. As a result, the output signal of the SR flip-flop 54 is switched from the L level to the H level. The on-delay circuit 56 delays the H-level output signal from the SR flip-flop 54 by a predetermined time Tb [second] and outputs the delayed signal to the OR circuit 58. As a result, the gate deblock signal DEB is activated from the L level to the H level at a timing when a predetermined time Tb [second] has elapsed from the timing when the primary side total current value has decreased to the threshold value Ith. Thereby, the gate deblocking of the self-excited converter 10 is performed.

これに対して、一次側電流合計値が閾値Ithを超えたタイミングよりも後に、一次側電流合計値が閾値Ith以下にまで低下しない場合、SRフリップフロップ54の出力信号がLレベルのままである。この場合、ゲートデブロック指令がHレベルに活性化されたタイミングから所定時間Ta[秒]経過したタイミングで、オンディレイ回路64がHレベルの信号を出力することにより、ゲートデブロック信号DEBがLレベルからHレベルに活性化される。   On the other hand, if the primary side current total value does not drop below the threshold value Ith after the timing when the primary side current total value exceeds the threshold value Ith, the output signal of the SR flip-flop 54 remains at the L level. . In this case, when the predetermined time Ta [seconds] has elapsed from the timing when the gate deblocking command is activated to the H level, the on-delay circuit 64 outputs an H level signal, so that the gate deblocking signal DEB becomes L Activated from level to H level.

また、一次側電流合計値が閾値Ith以下となる状態が継続している場合においても、SRフリップフロップ54の出力信号がLレベルのままである。したがって、ゲートデブロック指令がHレベルに活性化されたタイミングから所定時間Ta[秒]経過したタイミングで、オンディレイ回路64がHレベルの信号を出力することにより、ゲートデブロック信号DEBがLレベルからHレベルに活性化される。   Further, even when the state where the primary side current total value is equal to or lower than the threshold value Ith continues, the output signal of the SR flip-flop 54 remains at the L level. Therefore, when the predetermined time Ta [seconds] has elapsed from the timing when the gate deblocking command is activated to the H level, the on-delay circuit 64 outputs an H level signal, so that the gate deblocking signal DEB is at the L level. To H level.

このように本実施の形態に従う電力変換装置によれば、電流検出器18によって検出される変圧器2の一次側電流に基づいて、変圧器2に直流充電モードが発生しているかどうかを判定することにより、変圧器2の偏磁量が大きい状態であるか否かを判定することができる。これにより、変圧器2に直流充電モードが発生していると判定された場合には、ゲートデブロック指令を受けた後に直流充電モードが停止している状態のとき、すなわち、変圧器2の偏磁量が小さくなるタイミングで自励式変換器10のゲートデブロックを実行することができる。この結果、ゲートデブロックにより変圧器2の偏磁量が増大することを防止することが可能となる。   As described above, according to the power conversion device according to the present embodiment, whether or not the DC charging mode is generated in transformer 2 is determined based on the primary current of transformer 2 detected by current detector 18. Thus, it can be determined whether or not the amount of magnetic bias of the transformer 2 is large. As a result, when it is determined that the DC charging mode is occurring in the transformer 2, the DC charging mode is stopped after receiving the gate deblocking command, that is, the transformer 2 is biased. The gate deblocking of the self-excited converter 10 can be executed at the timing when the magnetic quantity becomes small. As a result, it is possible to prevent the amount of magnetic bias of the transformer 2 from increasing due to gate deblocking.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 交流電力系統、2 変圧器、10 自励式変換器、11,12 交流出力端子、14,16 電圧検出器、18 電流検出器、20 制御装置、22 電圧指令生成部、24 ゲートパルス生成部、28 GB・DEB指令部、30 タイミング調整部、40U,40V,40W 絶対値演算部、42 加算器、44 比較器、46,50,68 論理積回路、48,54,62 SRフリップフロップ、52,66 反転回路、56,64 オンディレイ回路、58 論理和回路、60 最小ON回路、100 電力変換装置、Q11〜Q22 スイッチング素子、D11〜D22 ダイオード、C1 直流コンデンサ。   1 AC power system, 2 transformer, 10 self-excited converter, 11, 12 AC output terminal, 14, 16 voltage detector, 18 current detector, 20 controller, 22 voltage command generator, 24 gate pulse generator, 28 GB / DEB command section, 30 timing adjustment section, 40 U, 40 V, 40 W absolute value calculation section, 42 adder, 44 comparator, 46, 50, 68 logical product circuit, 48, 54, 62 SR flip-flop, 52, 66 Inversion circuit, 56, 64 On-delay circuit, 58 OR circuit, 60 Minimum ON circuit, 100 Power converter, Q11 to Q22 switching element, D11 to D22 diode, C1 DC capacitor.

Claims (3)

交流出力側が変圧器を介して三相交流電源に接続された自励式変換器と、
前記自励式変換器の直流入力側に接続された直流コンデンサと、
前記自励式変換器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記自励式変換器をゲートブロックするためのゲートブロック指令、および、前記自励式変換器をゲートデブロックするためのゲートデブロック指令を発生する指令生成部と、
前記変圧器の一次側電流を検出する電流検出器と、
前記指令生成部から前記ゲートデブロック指令を受けた場合において、前記自励式変換器をゲートブロックした後に前記電流検出器によって検出される前記一次側電流に基づいて、前記自励式変換器をゲートデブロックするタイミングを調整するタイミング調整部とを含み、
前記タイミング調整部は、
前記自励式変換器をゲートブロックした後に前記電流検出器によって検出される前記一次側電流に基づいて、前記直流コンデンサを充電する直流充電モードが発生しているか否かを判定し、かつ、
前記直流充電モードが発生していると判定された場合には、前記ゲートデブロック指令を受けた後に前記直流充電モードが停止している状態のときに、前記自励式変換器をゲートデブロックする、電力変換装置。
A self-excited converter whose AC output side is connected to a three-phase AC power source via a transformer;
A DC capacitor connected to the DC input side of the self-excited converter;
A control device for controlling the self-excited converter,
The controller is
A command generation unit for generating a gate block command for gate-blocking the self-excited converter, and a gate deblocking command for gate-deblocking the self-excited converter;
A current detector for detecting a primary side current of the transformer;
When receiving the gate deblocking command from the command generator, the self-excited converter is gated based on the primary current detected by the current detector after the self-excited converter is gate-blocked. And a timing adjustment unit that adjusts the timing to block,
The timing adjustment unit
Based on the primary current detected by the current detector after gate blocking the self-excited converter, determining whether a DC charging mode for charging the DC capacitor has occurred, and
When it is determined that the DC charging mode is occurring, the self-excited converter is gate-deblocked when the DC charging mode is stopped after receiving the gate deblocking command. , Power conversion device.
前記タイミング調整部は、
前記電流検出器によって検出される前記一次側電流の各相電流の絶対値の合計値を演算する演算部と、
前記自励式変換器をゲートブロックした後に前記合計値が閾値を超えたときに、前記直流充電モードが発生していると判定するとともに、前記合計値が前記閾値を超えた後に再び前記閾値以下にまで低下している状態のときに、前記自励式変換器をゲートデブロックするように構成された実行部とを含む、請求項1に記載の電力変換装置。
The timing adjustment unit
A calculation unit for calculating a total value of absolute values of respective phase currents of the primary current detected by the current detector;
When the total value exceeds a threshold value after the self-excited converter is gate-blocked, it is determined that the DC charging mode has occurred, and again after the total value exceeds the threshold value, the threshold value again falls below the threshold value. The power converter of Claim 1 containing the execution part comprised so that the said self-excited converter may be gate-deblocked in the state which has fallen to the point.
前記実行部は、前記合計値が前記閾値を超えた後に再び前記合計値が前記閾値にまで低下した時点から所定時間が経過した時点で、前記自励式変換器をゲートデブロックするように構成され、
前記所定時間は、前記自励式変換器をゲートブロックした後に前記合計値が前記閾値を超えてから次に前記合計値が前記閾値を超えるまでの時間間隔よりも短くなるように設定される、請求項2に記載の電力変換装置。
The execution unit is configured to gate deblock the self-excited converter when a predetermined time elapses from the time when the total value decreases to the threshold again after the total value exceeds the threshold. ,
The predetermined time is set to be shorter than a time interval from when the total value exceeds the threshold after the self-excited converter is gate-blocked to when the total value exceeds the threshold. Item 3. The power conversion device according to Item 2.
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