JPH01160368A - Phase controller of power converter - Google Patents

Phase controller of power converter

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JPH01160368A
JPH01160368A JP62317888A JP31788887A JPH01160368A JP H01160368 A JPH01160368 A JP H01160368A JP 62317888 A JP62317888 A JP 62317888A JP 31788887 A JP31788887 A JP 31788887A JP H01160368 A JPH01160368 A JP H01160368A
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JP
Japan
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phase
signal
pulse
control signal
inverter
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JP62317888A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunichi Hirose
広瀬 俊一
Buichi Kawakami
川上 武一
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Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
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Publication date
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    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity

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Abstract

PURPOSE:To provide a small and simplified construction by generating the timing pulses 1-3 in order by means of a synchronized pulse to the line voltage and holding a control signal of modulation rate in this pulse order and giving output as a triggering pulse. CONSTITUTION:Power converter provides with the inverter 1, a DC capacitor 5, a linked reactor 2 and a linked transformer 3 and supplies AC power which is converted from DC power supply 6 for line 4. In addition, it also provides with PT 7, CT 8, a control device 9 and a phase controller 10a. The phase controller 10a consists of a synchronous detector 11, on which the pulse SCLK is generated and synchronized to the line voltage by the output of PT 7, each timing pulse generator 13 for a phase counter (T1), for a control signal latch (T2) and for a triggering signal latch T3, a phase counter 14, a holding circuit of control signal for modulation rate 15 and a memory element 16. Consequently both the control signal for the angle of phase difference and the control signal of modulation rate can be handled digitally.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、交流系統に接続して運用する電力変換装置
に係り、特に、この電力変換装置を構成する可制御整流
素子を制御する位相制御装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a power conversion device that is operated by being connected to an alternating current system, and particularly relates to a controllable rectifier element that constitutes this power conversion device. The present invention relates to a phase control device that controls a phase control device.

(従来の技術) 第3図は、系統連携用電力変換装置として一般的に使用
されている電圧制御形インバータを用いた電力変換装置
の概略構成図である。
(Prior Art) FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a power converter using a voltage-controlled inverter, which is generally used as a power converter for grid cooperation.

同図において、インバータ1の交流側端子が連系リアク
トル2および連系トランス3を介して交流系統電源(以
下、系統という)4に接続される一方、このインバータ
1の直流側端子に直流コンデンサ5および直流電源6が
接続され、これらが主系統を構成している。
In the figure, an AC side terminal of an inverter 1 is connected to an AC system power supply (hereinafter referred to as the system) 4 via a grid interconnection reactor 2 and a grid interconnection transformer 3, while a DC capacitor 5 is connected to the DC side terminal of the inverter 1. and a DC power supply 6 are connected, and these constitute a main system.

また、系統電圧を検出する計器用変圧器(以下PTとい
う)7の二次巻線電圧および系統への入出力電流を検出
する計器用変流器(以下CTという)8の二次巻線電流
に基づいて、制御装置9が相差角信号φを出力すると、
この相差角信号φとPT7の二次巻線電圧とに基づき位
相制御装置10がインバータ1を制御するようになって
おり、これらが制御系統を構成している。
In addition, the secondary winding voltage of a potential transformer (hereinafter referred to as PT) 7 that detects the grid voltage and the secondary winding current of a potential current transformer (hereinafter referred to as CT) 8 that detects the input/output current to the grid. When the control device 9 outputs the phase difference angle signal φ based on
The phase control device 10 controls the inverter 1 based on this phase difference angle signal φ and the secondary winding voltage of the PT7, and these constitute a control system.

なお、位相制御装置10はPT7の二次巻線電圧を入力
して同期信号を発生する同期検出器11と、その同期信
号および制御装置9の相差角信号φを入力してインバー
タ1を構成する可制御整流素子の点弧パルスを発生する
点弧パルス決定回路12とで構成されている。
The phase control device 10 includes a synchronization detector 11 that receives the secondary winding voltage of the PT 7 and generates a synchronization signal, and inputs the synchronization signal and the phase difference angle signal φ of the control device 9 to form the inverter 1. The ignition pulse determination circuit 12 generates an ignition pulse for the controllable rectifying element.

この電力変換装置の電力変換の原理を、第4図を用いて
、以下に説明する。
The principle of power conversion of this power conversion device will be explained below using FIG. 4.

先ず、第3図に示したインバータ1と直流コンデンサ5
とをインバータ主回路1aとし、連系リアクトル2およ
び連系トランス3を連系リアクトル2aとすれば、イン
バータ主回路1aは、第4図(a)に示すように、直流
電源6の直流電力を交流に変換して系統4に供給してお
り、従ってこれらは有効電流および無効電流を発生する
交流電源と考えることができる。ここで、インバータ主
回路1aの出力電圧を9IN’系統4の電圧を981、
連系リアクトル2aの連系インピーダンスをjX1連系
リアクトル2aを介して系統4からインバータ主回路1
aに向かう電流を11系統電圧98.に対するインバー
タ主回路1aの出力電圧”INの位相角をφとすると、
これらの間に同図(b) 、 (e)のベクトル図に示
す関係がある。このうち、(b)はインバータ主回路1
aがリアクトル動作を行っている状態、すなわち、遅れ
無効電流を消費している状態を示している。この場合、
インバータ出力電圧”INの振幅は系統電圧98.の振
幅より小さくなっており、連系リアクトル2aには(V
SY−91N)の電圧が印加され、連系リアクトル2a
に流れる電流は系統電圧98.に対して同相の成分と9
0″遅れの成分iとなる。これはインバータ主回路1a
がリアクトルとして動作すると共に、系統4から有効電
力を得る動作をしていることを示している。この関係は
次式で表される。
First, inverter 1 and DC capacitor 5 shown in FIG.
is the inverter main circuit 1a, and the interconnection reactor 2 and the interconnection transformer 3 are the interconnection reactor 2a, the inverter main circuit 1a converts the DC power of the DC power supply 6 into the inverter main circuit 1a, as shown in FIG. They are converted into alternating current and supplied to the system 4, so they can be considered as alternating current power supplies that generate active and reactive currents. Here, the output voltage of the inverter main circuit 1a is 9IN', the voltage of the system 4 is 981,
The grid connection impedance of the grid connection reactor 2a is transferred from the grid 4 to the inverter main circuit 1 via the jX1 grid connection reactor 2a.
The current flowing toward a is connected to the 11 system voltage 98. If the phase angle of the output voltage "IN" of the inverter main circuit 1a is φ,
There is a relationship between these as shown in the vector diagrams in FIGS. Of these, (b) is the inverter main circuit 1
A shows a state in which a reactor is operating, that is, a state in which delayed reactive current is consumed. in this case,
The amplitude of the inverter output voltage "IN" is smaller than the amplitude of the grid voltage 98., and the grid interconnection reactor 2a has (V
SY-91N) voltage is applied, and the interconnection reactor 2a
The current flowing through the grid voltage is 98. component in phase with 9
0" delay component i. This is the inverter main circuit 1a
It is shown that it operates as a reactor and also operates to obtain active power from the grid 4. This relationship is expressed by the following equation.

IN   5Y P−□・ sinφ    ・・・(1)すなわち、イ
ンバータ出力電圧9□、の振幅が系統電圧’SYの振幅
よりも小さく、インバータ出力電圧”INの位相が系統
電圧98Yの位相よりも遅れておれば、インバータ主回
路1aは遅れ無効電力を消費すると共に、系統4から有
効電力を得る動作を行う。上記(1) 、 (2)式か
ら明らかなように、インバータ出力電圧”INの振幅が
系統電圧98.よりも小さくとも、インバータ出力電圧
’INの位相が系統電圧の位相よりも進んでおれば、イ
ンバータ主回路1aは遅れ無効電力を消費すると共に系
統4に有効電力を出力する動作を行う。なお、(1)式
ではインバータ出力電圧”INの位相が系統電圧よりも
進んでいるとき位相差φを正の値とし、逆に遅れている
場合には負の値として扱っており、Pが正のときはイン
バータ主回路1aから系統4に向かって有効電力が供給
されていることを表している。また、(2)式ではQが
正のときインバータ主回路1aがコンデンサの動作をし
ており、Qが負のときインバータ主回路1aがリアクト
ル動作を行っていることを示している。
IN 5Y P-□・sinφ... (1) In other words, the amplitude of the inverter output voltage 9□ is smaller than the amplitude of the grid voltage 'SY, and the phase of the inverter output voltage 'IN lags behind the phase of the grid voltage 98Y. If so, the inverter main circuit 1a consumes delayed reactive power and obtains active power from the grid 4.As is clear from equations (1) and (2) above, the amplitude of the inverter output voltage "IN" is the grid voltage 98. Even if it is smaller than , if the phase of the inverter output voltage 'IN is ahead of the phase of the grid voltage, the inverter main circuit 1a consumes delayed reactive power and outputs active power to the grid 4. In addition, in equation (1), when the phase of the inverter output voltage ``IN'' is ahead of the grid voltage, the phase difference φ is treated as a positive value, and when it is delayed, it is treated as a negative value, and P is When it is positive, it indicates that active power is being supplied from the inverter main circuit 1a to the grid 4.In addition, in equation (2), when Q is positive, the inverter main circuit 1a operates as a capacitor. This shows that when Q is negative, the inverter main circuit 1a is operating as a reactor.

次に、第4図(C)はインバータ出力電圧”INの。Next, FIG. 4(C) shows the inverter output voltage "IN".

実行値vINが系統電圧98.の実行値vSYに対して
次の条件を満たす場合の動作ベクトルを示している。
The actual value vIN is the grid voltage 98. The motion vectors are shown when the following conditions are satisfied for the execution value vSY of .

この場合、連系リアクトル2aに流れる電流は系統電圧
98.に対して同相の成分と90″進みの成分を持つ電
流iとなる。これはインバータ主回路1aがコンデンサ
として動作すると共に、系統4から有効電力を得ている
ことを示している。
In this case, the current flowing through the interconnection reactor 2a is at the grid voltage 98. The current i has an in-phase component and a 90" leading component. This indicates that the inverter main circuit 1a operates as a capacitor and also obtains active power from the system 4.

(3)式を満たす場合でも(1)、  (2)式から明
らかなように、相差角φが正のときにはインバータ主回
路1aがコンデンサとして動作すると共に、系統4に有
効電力を供給することを示している。
Even when formula (3) is satisfied, as is clear from formulas (1) and (2), when the phase difference angle φ is positive, the inverter main circuit 1a operates as a capacitor and supplies active power to the grid 4. It shows.

次に、第4図で説明した原理に従って動作する第3図の
制御装置9および位相制御装置10の動作を説明する。
Next, the operations of the control device 9 and phase control device 10 shown in FIG. 3, which operate according to the principle explained in FIG. 4, will be described.

従来、制御装置9は系統へ流入するa動電力を調整して
おり、PT7およびCTaから得られる交流電圧および
交流電流から有効電力を検出し、この有効電力が所定値
となるように(1)式を用いて相差角φを算出し、相差
角制御信号φ を位相制御装置10に加えている。位相
側御装置10では、同期検出器11で系統4の交流電圧
位相を位相信号として検出し、この位相信号と制御装置
9からの相差角制御信号φ とにより、点弧パルス決定
回路12でインバーターの可制御素子に通電期間を決定
する点弧パルスを出力する。
Conventionally, the control device 9 has adjusted the a-dynamic power flowing into the system, detecting active power from the AC voltage and AC current obtained from PT7 and CTa, and adjusting the active power so that it becomes a predetermined value (1) The phase difference angle φ is calculated using the formula, and the phase difference angle control signal φ is applied to the phase control device 10. In the phase side control device 10, the synchronization detector 11 detects the AC voltage phase of the system 4 as a phase signal, and based on this phase signal and the phase difference angle control signal φ from the control device 9, the ignition pulse determining circuit 12 controls the inverter. An ignition pulse is output to the controllable element to determine the energization period.

第5図はインバータ主回路1aの構成例であり、ブリッ
ジ接続されたGU、GV、GW、GX。
FIG. 5 shows a configuration example of the inverter main circuit 1a, in which GU, GV, GW, and GX are bridge-connected.

GYおよびGZは可制御整流素子の一種であるゲートタ
ーンオフサイリスタ(以下GTOという)を示しており
、このGTOにそれぞれ並列接続されたDU、DV、D
W、DX、DYおよびDzはダイオードを示している。
GY and GZ indicate a gate turn-off thyristor (hereinafter referred to as GTO), which is a type of controllable rectifying element, and DU, DV, and D are connected in parallel to this GTO, respectively.
W, DX, DY and Dz indicate diodes.

また、PTとNTは直流端子を示しており、この両端子
に直流電源が接続される。また、R,SおよびTは交流
端子を示している。
Further, PT and NT indicate DC terminals, and a DC power source is connected to both terminals. Further, R, S and T indicate AC terminals.

この第5図のインバータ1を第3図の電力変換装置に適
用した場合、位相制御装置10は各GTOの通電時間を
、PT7が検出したR相電圧を基準として第6図の実線
のように決定する。
When the inverter 1 shown in FIG. 5 is applied to the power conversion device shown in FIG. 3, the phase control device 10 adjusts the energization time of each GTO as shown by the solid line in FIG. 6 using the R-phase voltage detected by the PT7 as a reference. decide.

GTOGU (以下繁雑を避けるためにGTOを省略し
て単にGU、 GV、  ・・・とじて表す)の通電期
間を系統電圧のR相電圧の09位相の時点から相差角φ
だけ遅らせて180’間通電させる。
The energization period of GTOGU (hereinafter simply referred to as GU, GV, ..., omitting GTO to avoid complexity) is calculated by the phase difference angle φ from the 09 phase of the R-phase voltage of the grid voltage.
The current is applied for 180' with a delay of 180'.

GXはGUの非通電期間の180”間通型させる。GX is turned on for 180'' during the non-energized period of GU.

GVはGUより120’遅らせて180″間通電させる
GV is energized for 180'' with a delay of 120' from GU.

GYはGVの非通電期間の180’間通電させる。GY is energized for 180' of the non-energizing period of GV.

GWはGvより120’遅らせて180@間通電させる
GW is energized for 180@ with a delay of 120' from Gv.

GZはGWの非通電期間の180’間通電させる。GZ is energized for 180' of the non-energizing period of GW.

以上のようにインバータ1を動作させることにより、系
統電圧と相差角φだけ位相がずれた3相のインバータ出
力電圧が得られる。第6図では電圧の位相関係を示すた
めインバータ出力電圧のR相基本波をR1として示して
いる。
By operating the inverter 1 as described above, three-phase inverter output voltages that are out of phase with the system voltage by the phase difference angle φ are obtained. In FIG. 6, the R-phase fundamental wave of the inverter output voltage is shown as R1 to show the voltage phase relationship.

上述した制御は、例えば、特開昭60−109760号
公報に開示された装置を用いることにより容易に実現す
ることができる。
The above-mentioned control can be easily realized, for example, by using the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 109760/1983.

(発明が解決しようとする問題点) 上記従来の位相制御装置10においては、(1)。(Problem that the invention attempts to solve) In the conventional phase control device 10 described above, (1).

(2)式および第4図を用いて説明したように、制御装
置9で有効電力Pを制御するために相差角φだけを位相
制御装置10で制御した場合、無効電力Qも変化すると
いう不具合がある。この場合、無効電力Qの値は(2)
式によって決まる値となる。
As explained using equation (2) and FIG. 4, when only the phase difference angle φ is controlled by the phase control device 10 in order to control the active power P by the control device 9, the problem is that the reactive power Q also changes. There is. In this case, the value of reactive power Q is (2)
The value is determined by the formula.

無効電力Qの変化は第3図の系統4の交流電圧を大きく
したり、小さくしたりする結果となり、好ましくない。
Changes in the reactive power Q result in the alternating current voltage of the system 4 shown in FIG. 3 being increased or decreased, which is undesirable.

そこで、この不具合を以下のようにして解決している。Therefore, this problem was solved as follows.

すなわち、インバータ出力電圧実効値V1Nと直流電源
6の直流電圧V、。との間には次式の関係がある。
That is, the inverter output voltage effective value V1N and the DC voltage V of the DC power supply 6. There is a relationship between the following equation.

V  −に−V  −MF    −(4)IN   
  DC ただし に:インバータ主回路により決まる定数MF:インバー
タ主回路の通電期間幅を決める0から1の範囲の変数で
変調率とも呼ばれるものである。
V - to -V -MF -(4)IN
DC However: Constant determined by the inverter main circuit MF: A variable in the range of 0 to 1 that determines the energization period width of the inverter main circuit and is also called a modulation rate.

この(4)式は直流電圧vDCが一定ならば、インバー
タ主回路1aの通電期間幅を決める変調率MFを変化さ
せればインバータ出力電圧実効値vINが変化すること
を示している。この変調率MFを変化させる方式は一般
にPWM (Pulse7idth Modulati
on)制御方式として知られている。
Equation (4) shows that if the DC voltage vDC is constant, the effective value vIN of the inverter output voltage changes by changing the modulation factor MF that determines the energization period width of the inverter main circuit 1a. The method of changing this modulation factor MF is generally PWM (Pulse7idth Modular
on) control method.

このPWM制御を行って有効電力Pおよび無効電力Qを
所定値とするためには、制御装置9で(1) 、 (2
) 、 (4)式から変調率MFおよび相差角φを算出
して第3図の位相制御装置10に相当する装置でこの二
つの情報に基づいて第5図のインバータ主回路1aの各
GTOの通電期間を調整することになる。PWM制御を
行って各GTOの通電期間をどのように制御するか、そ
の−例を再び第6図を用いて説明する。
In order to perform this PWM control and set the active power P and the reactive power Q to predetermined values, the control device 9 performs (1), (2
), the modulation factor MF and phase difference angle φ are calculated from equation (4), and a device corresponding to the phase control device 10 in FIG. 3 calculates each GTO of the inverter main circuit 1a in FIG. The energization period will need to be adjusted. An example of how to control the energization period of each GTO by performing PWM control will be explained with reference to FIG. 6 again.

変調率MFが“1”の場合は第6図の実線で既に説明し
たとおりである。変調率MFが“1°未満の場合を説明
する。この場合、位相制御装置10は各GTOの通電期
間を変調率MFに対応する期間とするよう動作する。例
えば、GUの変調率MFが“1“の場合の180°通電
期間の90″を中心に前後α度づつ(2α)の期間通電
をやめ、この期間GXを通電させる。この場合、GUと
GXSGVとGY、GWとGZ(7)各対毎にこの動作
を行わせると、第6図の破線で示す通電JjA間となり
、インバータ出力電圧R相の基本波もR2のように振幅
が低下する。
When the modulation factor MF is "1", the solid line in FIG. 6 is as already explained. The case where the modulation factor MF is less than 1 degree will be explained. In this case, the phase control device 10 operates to make the energization period of each GTO a period corresponding to the modulation factor MF. For example, if the modulation factor MF of the GU is " The energization is stopped for a period of α degrees (2α) before and after 90″ of the 180° energization period in the case of 1″, and the current is applied to GX during this period. In this case, if this operation is performed for each pair of GU and GXSGV and GY, and GW and GZ (7), the energization will be between JjA as shown by the broken line in Figure 6, and the fundamental wave of the inverter output voltage R phase will also be like R2. The amplitude decreases.

以上説明したように、第3図のインバータ1をPWM制
御すれば、系統4に給電する有効電力Pおよび無効電力
Qを調整できるが、従来の位相制御装置10では相差角
φのみしか取扱うことができない。このため、PWM制
御を行うためには、相差角φと変調率MFによりインバ
ータ主回路1aの通電期間を決定する位相制御装置を必
要とするが、相差角φと変調率MFという二つの情報を
取扱わなければならないため、位相制御装置10が大形
になる他、構成が複雑になるという問題点があった。
As explained above, if the inverter 1 shown in FIG. 3 is subjected to PWM control, the active power P and reactive power Q supplied to the grid 4 can be adjusted, but the conventional phase control device 10 can only handle the phase difference angle φ. Can not. Therefore, in order to perform PWM control, a phase control device that determines the energization period of the inverter main circuit 1a based on the phase difference angle φ and the modulation factor MF is required, but the two pieces of information, the phase difference angle φ and the modulation factor MF, are required. Since it has to be handled, there are problems in that the phase control device 10 becomes large in size and has a complicated configuration.

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、小形でしかも簡易構成の位相制御装置を得ることを
目的とする。
The present invention was made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a phase control device that is small and has a simple configuration.

(問題点を解決するための手段) この発明は、系統電圧に同期した同期パルスを発生する
同期検出装置と、この同期パルスを用い所定の間隔を持
つ第1、第2および第3のタイミングパルスを順に発生
させるタイミングパルス発生回路と、前記第1のタイミ
ングパルスと前記相差角制御信号とに基づいて出力電圧
のディジタル位相信号を出力する位相カウンタと、前記
変調率制御信号を前記第2のタイミングパルスにより保
持し、振幅信号として出力する変調率制御保持回路と、
前記ディジタル位相信号および振幅信号を番地信号とし
て入力し、前記可制御整流素子の点弧情報信号を出力す
る記憶素子と、前記第3のタイミングパルスにより、前
記点弧情報信号を前記可制御整流素子の点弧パルスとし
て出力する点弧パルス保持回路とを備えたことを特徴と
するものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a synchronization detection device that generates a synchronization pulse synchronized with a grid voltage, and a synchronization detection device that generates first, second, and third timing pulses having predetermined intervals using this synchronization pulse. a timing pulse generation circuit that sequentially generates a digital phase signal of an output voltage based on the first timing pulse and the phase difference angle control signal; a modulation rate control holding circuit that holds the pulse and outputs it as an amplitude signal;
a storage element that inputs the digital phase signal and the amplitude signal as an address signal and outputs a firing information signal of the controllable rectifying element; and a storage element that outputs a firing information signal of the controllable rectifier; The present invention is characterized by comprising an ignition pulse holding circuit which outputs the ignition pulse as an ignition pulse.

(作 用) この発明においては、相差角制御信号と変調率制御ta
号とをディジタル的に取扱うことができるため、小形で
しかも簡易構成の位相制御装置が得られる。
(Function) In this invention, the phase difference angle control signal and the modulation rate control ta
Since the signals can be handled digitally, a phase control device that is small and has a simple configuration can be obtained.

(実施例) 第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、図中第3図と同一の符号を付したものはそれぞれ
同一の要素を示し、位相制御装置10aの構成が異なっ
ている。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same elements, and the configuration of the phase control device 10a is shown in FIG. are different.

ここで、位相制御装置10aは、PT7の出力信号に基
づいて系統電圧に同期した同期パルス5CLKを発生す
る同期検出装置11を備え、この同期検出装置11の同
期パルス5CLKを用いてタイミングパルス発生回路1
3が位相カウンタ用クロックパルスTI、制御信号ラッ
チタイミングパルスT2.点弧情報ラッチタイミングパ
ルスT3を発生するようになっている。また、タイミン
グ発生回路13の位相カウンタ用クロックパルスT1と
制御装置9の相差角制御信号φ とから、位相カウンタ
ー4が電力変換装置の出力電圧のディジタル位相信号θ
を作る一方、タイミングパルス発生回路13のラッチタ
イミングパルスT2により、変調率制御信号保持回路(
以下、Mラッチという)15が制御装置9の変調率制御
信号MF  を保持して振幅信号Mを出力すると、記憶
素子16が電圧位相信号θおよび振幅信号Mを番地信号
として記憶し、第6図で示したGTOの通電期間を示す
点弧情報信号TIを出力する。また、タイミング発生回
路13の点弧情報ラッチタイミングングバルスT3によ
り点弧パルス保持囲路(以下、Tラッチという)17が
点弧情報信号TIを保持し、点弧パルスTPを出力する
ようになっている。
Here, the phase control device 10a includes a synchronization detection device 11 that generates a synchronization pulse 5CLK synchronized with the grid voltage based on the output signal of the PT7, and uses the synchronization pulse 5CLK of the synchronization detection device 11 to generate a timing pulse generation circuit. 1
3 is the phase counter clock pulse TI, the control signal latch timing pulse T2. The ignition information latch timing pulse T3 is generated. Further, based on the phase counter clock pulse T1 of the timing generation circuit 13 and the phase difference angle control signal φ of the control device 9, the phase counter 4 generates a digital phase signal θ of the output voltage of the power conversion device.
At the same time, the latch timing pulse T2 of the timing pulse generation circuit 13 causes the modulation rate control signal holding circuit (
When the M latch (hereinafter referred to as M latch) 15 holds the modulation rate control signal MF of the control device 9 and outputs the amplitude signal M, the storage element 16 stores the voltage phase signal θ and the amplitude signal M as an address signal, and as shown in FIG. An ignition information signal TI indicating the energization period of the GTO indicated by is output. In addition, the ignition pulse holding circuit (hereinafter referred to as T latch) 17 holds the ignition information signal TI and outputs the ignition pulse TP by the ignition information latch timing pulse T3 of the timing generation circuit 13. ing.

上記のように構成された本実施例の動作を以下に説明す
る。
The operation of this embodiment configured as described above will be explained below.

先ず、同期検出装置11はPT7から系統4の三相交流
電圧に同期した同期パルス5CLKを発生する。この同
期検出装置11としては一般的にPLL回路が用いられ
、その具体的な構成および動作は、例えば、特開昭55
−34851号公報に開示されているのでその詳しい説
明を省略するが、出力周波数は系統4の電圧周波数の整
数倍で、且、高い程よい。ここでは、周波数が60Hz
の系統4の電圧を入力して、6 X 211X 60−
737280Hz、すなわち、系統4の電圧に対して1
周期の電気角で約0.029°相当のパルスを出力する
。タイミング発生回路13はこの同期パルス信号5CL
Kを受けて、位相カウンター4月のクロックパルスT1
、Mラッチ15を制御するラッチタイミングパルスT2
およびTラッチ17の点弧情報ラッチタイミングパルス
T3を出力する。位相カウンター4は2進カウンタで構
成され、タイミング発生回路13の位相カウンタ用クロ
ックパルスT1により計数を行う。この位相カウンター
4の計数値は、制御装置9からの相差角制御信号φ が
−旦更新され、以降更新されなければ、交流系統電圧位
相と相差角制御信号φ だけの位相差を保って、電気角
で0@がら360°に相当する計数を繰返すようになっ
ている。
First, the synchronization detection device 11 generates a synchronization pulse 5CLK synchronized with the three-phase AC voltage of the system 4 from the PT7. A PLL circuit is generally used as this synchronization detection device 11, and its specific configuration and operation are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 55
The output frequency is an integral multiple of the voltage frequency of the system 4, and the higher the output frequency, the better, although a detailed explanation will be omitted since it is disclosed in Japanese Patent No. 34851. Here, the frequency is 60Hz
Input the voltage of system 4 of 6 x 211 x 60-
737280Hz, i.e. 1 for the voltage of grid 4
It outputs a pulse equivalent to approximately 0.029° in electrical angle of the period. The timing generation circuit 13 uses this synchronization pulse signal 5CL.
In response to K, the phase counter April's clock pulse T1
, a latch timing pulse T2 that controls the M latch 15.
and outputs the ignition information latch timing pulse T3 of the T latch 17. The phase counter 4 is composed of a binary counter, and performs counting using the phase counter clock pulse T1 of the timing generation circuit 13. If the phase difference angle control signal φ from the control device 9 is updated once and is not updated thereafter, the count value of the phase counter 4 will maintain the phase difference of the AC system voltage phase and the phase difference angle control signal φ, and Counting corresponding to 360° is repeated from 0@ at the corner.

なお、この計数値はインバータの出力電圧位相を表して
おり、出力電圧位相信号θとして出力される。この理由
を以下に説明する。
Note that this count value represents the output voltage phase of the inverter, and is output as an output voltage phase signal θ. The reason for this will be explained below.

相差角制御信号がφ。のとき、系統電圧※8.の周波数
をfとすると、任意の時刻tにおいて、系統電圧の瞬時
値VSYとインバータ出力電圧の瞬時値VINとは次式
の関係にある。
The phase difference angle control signal is φ. When , the grid voltage *8. When the frequency of is f, at any time t, the instantaneous value VSY of the system voltage and the instantaneous value VIN of the inverter output voltage have the following relationship.

V  −V   −5in2πf−t        
 =(4)SY    5Y VIN=VIN−sin (2πf−t+φ )   
−(5)すなわち、インバータの出力電圧位相は時刻t
の時点では2πf−、t+φ で表される。インバ−タ
出力電圧は(5)式から分るように、正弦波であるため
インバータ出力電圧位相(2πf−t+φ )は電気角
で01から360’を繰返していると考えることができ
る。タイミング発生回路13の位相カウンタ用クロック
パルスT1は同期検出装置11から得られる信号であり
、系統電圧の位相に同期して発振を行っている。出力電
圧位相信号θは(5)式のインバータ出力電圧位相(2
πf−t+φ )と等価な信号で、且、電気角でOoか
ら360°を位相カウンタ用クロックパルスT1の時間
刻み毎にインバータ出力電圧位相を表す信号となる。
V −V −5in2πf−t
= (4) SY 5Y VIN=VIN-sin (2πf-t+φ)
-(5) That is, the output voltage phase of the inverter is at time t
At the time point, it is expressed as 2πf-, t+φ. As can be seen from equation (5), the inverter output voltage is a sine wave, so the inverter output voltage phase (2πf-t+φ) can be considered to repeat from 01 to 360' in electrical angle. The phase counter clock pulse T1 of the timing generation circuit 13 is a signal obtained from the synchronization detection device 11, and oscillates in synchronization with the phase of the system voltage. The output voltage phase signal θ is the inverter output voltage phase (2
πf−t+φ), and is a signal representing the inverter output voltage phase at every time step of the phase counter clock pulse T1 at 360 degrees from Oo in electrical angle.

制御装置9からの相差角制御信号φ が更新されると、
位相カウンター4はタイミング発生回路13からの制御
信号ラッチタイミングパルスT2にて相差角制御信号φ
 を位相カウンター4の新たなカウント値とする。次に
、位相カウンター4はタイミング発生回路13から出力
されるクロックパルスT1を受けると、この新たなカウ
ント値を増やして電気角で0@から360”に相当する
計数を繰返すことになる。
When the phase difference angle control signal φ from the control device 9 is updated,
The phase counter 4 receives the phase difference angle control signal φ in response to the control signal latch timing pulse T2 from the timing generation circuit 13.
Let be the new count value of the phase counter 4. Next, when the phase counter 4 receives the clock pulse T1 output from the timing generation circuit 13, it increases this new count value and repeats the count corresponding to 0@ to 360'' in electrical angle.

Mラッチ15は制御装置9からの変調率制御信号MFC
が更新された場合、タイミング発生回路13からのラッ
チタイミングパルスT2により、変調率制御信号MFC
を保持し、振幅信号Mとして出力する。
The M latch 15 receives the modulation rate control signal MFC from the control device 9.
is updated, the latch timing pulse T2 from the timing generation circuit 13 causes the modulation rate control signal MFC to be updated.
is held and output as an amplitude signal M.

記憶素子16は位相カウンター4からの出力電圧位相信
号θとMラッチ15からの振幅信号の両者を番地入力と
して入力し、第6図で説明した各GTOの通電期間を示
す点弧情報信号TIを出力する。
The memory element 16 inputs both the output voltage phase signal θ from the phase counter 4 and the amplitude signal from the M latch 15 as address inputs, and receives the firing information signal TI indicating the energization period of each GTO explained in FIG. Output.

Tラッチ17は、記憶素子16のがらの点弧情報信号T
Iをタイミング発生囲路13がらの点弧情報ラッチタイ
ミングパルスT3により保持することにより、イヒバー
タlの各GTOの通電期間を決定する点弧パルスを出力
する。
The T latch 17 receives the firing information signal T of the memory element 16.
By holding I by the firing information latch timing pulse T3 from the timing generation circuit 13, a firing pulse that determines the energization period of each GTO of the interrupter I is output.

第2図はこれまで説明した位相制御装置10a内の動作
を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation within the phase control device 10a described above.

同図において、期間aは制御装置9が相差角制御信号φ
。と変調率制御信号MF  を更新した場合の各構成要
素の出力信号を示している。また、期間すは制御装置9
が相差角制御信号φ と変調率制御信号MF  を更新
していない場合の各構成要素の出力信号を示している。
In the figure, during period a, the control device 9 outputs the phase difference angle control signal φ.
. The output signals of each component are shown when the modulation rate control signal MF and the modulation rate control signal MF are updated. In addition, the period control device 9
shows the output signal of each component when the phase difference angle control signal φ and modulation rate control signal MF are not updated.

ここで、期間aと期間すは各々同期パルス信号S CL
K(7)24J−イクルで終了する。タイミング発生回
路13が出力する位相カウンタ用クロックパルスT1と
制御信号ラッチタイミングパルスT2および点弧情報ラ
ッチタイミングパルスT3は同期パルス信号5CLKの
2サイクルを4分割した1パルスとしてそれぞれ割当て
られている。期間aと、期間すをそれぞれ4分割した幅
を有するパルスのうち最初に出力されるパルス信号をT
oとする。
Here, period a and period s are each synchronized pulse signal S CL
Finish with K(7) 24J-cycles. The phase counter clock pulse T1, control signal latch timing pulse T2, and ignition information latch timing pulse T3 output by the timing generation circuit 13 are each allocated as one pulse obtained by dividing two cycles of the synchronization pulse signal 5CLK into four. The first pulse signal outputted among the pulses having widths obtained by dividing period a and period A by four is T.
o.

ill装置9が位相制御装置10aに対して相差角制御
信号φ および変調率制御信号MF  を更c 新して出力する場合には、このパルス信号TOに同期し
て出力する。
When the ill device 9 updates and outputs the phase difference angle control signal φ and the modulation rate control signal MF to the phase control device 10a, it outputs them in synchronization with this pulse signal TO.

次に期間aについて説明する。パルス信号T。Next, period a will be explained. Pulse signal T.

の立上がりと同期して、相差角制御信号φCおよび変調
率制御信号MFcが更新される。次に位相カウンタ用ク
ロックパルスT1の立上がりにより出力電圧位相信号θ
が更新される。しかし、一般に記憶素子は番地入力が与
えられても直ちに番地入力に対応する出力が得られず、
信号不定期間を生じた後、番地入力に対応した出力が得
られるという特性を持ち、これが記憶素子の欠点となっ
ている。記憶素子の番地入力が与えられてがら、番地入
力に対応した正しい出力が得られるまでの時間は一般に
アクセスタイムと呼ばれている。
In synchronization with the rise of , phase difference angle control signal φC and modulation rate control signal MFc are updated. Next, when the phase counter clock pulse T1 rises, the output voltage phase signal θ is
is updated. However, in general, even if a memory element is given an address input, it cannot immediately obtain an output corresponding to the address input.
It has the characteristic that an output corresponding to the address input is obtained after an irregular signal period occurs, and this is a drawback of the memory element. The time from when an address input to a storage element is given until a correct output corresponding to the address input is obtained is generally called access time.

これにより、記憶素子16の番地入力が与えられても記
憶索子16から出力される点弧情報信号TIが正しい情
報とならない信号不定期間となる。
This results in a signal irregular period in which the ignition information signal TI output from the memory element 16 does not become correct information even if the address input of the memory element 16 is given.

その後、制御信号ラッチタイミングパルスT2の立上が
りにより、パルス信号TOの立上がりに同期して更新さ
れた相差角制御信号φ および変調率制御信号MF  
が位相カウンター4に取入れられ新たなカウント値にさ
れると共に、Mラッチ15に保持される。これにより、
再び記憶素子16の番地入力が変更されることにより、
記憶素子16から出力される点弧情報信号TIが再び正
しい信号とならない信号不定期間になる。その後、さら
に、点弧情報ラッチタイミングパルスT3の立上がりに
より、点弧情報信号TIがTラッチ17に保持される。
Thereafter, with the rise of the control signal latch timing pulse T2, the phase difference angle control signal φ and the modulation rate control signal MF are updated in synchronization with the rise of the pulse signal TO.
is taken into the phase counter 4 and set as a new count value, and is held in the M latch 15. This results in
By changing the address input of the memory element 16 again,
There is a signal irregularity period in which the ignition information signal TI output from the memory element 16 does not become a correct signal again. Thereafter, the ignition information signal TI is held in the T latch 17 due to the rise of the ignition information latch timing pulse T3.

この時点では、点弧情報信号TIは正しい情報となる信
号確定期間に入っており、位相制御装置10aの各GT
Oの適切な通電期間の情報が得られ、これがTラッチエ
アから点弧パルスTPとして位相制御装置10aの各G
TOに出力される。
At this point, the ignition information signal TI has entered the signal confirmation period in which it becomes correct information, and each GT of the phase control device 10a
Information on the appropriate energization period of O is obtained, and this is sent to each G of the phase control device 10a as a firing pulse TP from the T latch air.
Output to TO.

以上期間aについて説明したが、期間すについては相差
角制御信号φ および変調率信号MF  が更新されな
いため、制御信号ラッチタイミング信号T2の立上がり
時の動作が行われない以外は期間aと同様な動作となっ
ている。
The period a has been explained above, but since the phase difference angle control signal φ and the modulation rate signal MF are not updated during the period A, the operation is the same as the period a except that the operation at the rising edge of the control signal latch timing signal T2 is not performed. It becomes.

かくして、この実施例によれば、第2図の期間aにおい
て、制御信号ラッチタイミング信号T2の立上がりによ
る記憶素子16の番地入力変更によるものと、また、期
間すにおいて、位相カウンタ用クロック信号T1の立上
がりによる記憶素子16の番地入力変更によって記憶素
子16から出力される点弧情報信号TIが信号不確定期
間にはいってから点弧情報ラッチタイミングT3の立上
がりにより、点弧情報信号TMをTラッチ17で保持す
るため位相制御装置10aの各GTOに適切な通電期間
を与える点弧パルスTPを得ることができる。これによ
り、記憶索子16を位相制御装置10aに取込むことが
できるため、インバーターを系統に連系して大量の情報
を取扱うPWM制御を行う小形で性能のよい位相制御装
置を提供できる。
Thus, according to this embodiment, during the period a in FIG. 2, the address input of the storage element 16 is changed due to the rise of the control signal latch timing signal T2, and during the period 2, the change in the address input of the storage element 16 occurs due to the rise of the control signal latch timing signal T2. After the ignition information signal TI outputted from the memory element 16 enters the signal uncertainty period due to address input change of the memory element 16 due to the rising edge, the ignition information signal TM is transferred to the T latch 17 due to the rising edge of the ignition information latch timing T3. Therefore, it is possible to obtain a firing pulse TP that gives an appropriate energization period to each GTO of the phase control device 10a. Thereby, the memory string 16 can be incorporated into the phase control device 10a, so that it is possible to provide a small, high-performance phase control device that connects the inverter to the grid and performs PWM control that handles a large amount of information.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明によって明らかなように、この発明によれば
、相差角制御信号と変調率制御信号とをディジタル的に
取扱うことができるため、小形でしかも簡易構成の位相
制御装置が得られる。
As is clear from the above description, according to the present invention, since the phase difference angle control signal and the modulation rate control signal can be handled digitally, a phase control device that is small and has a simple configuration can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第2図は同実施例の動作を説明するためのタイムチャー
ト、第3図は従来の位相制御回路を用いた電力変換装置
の概略構成図、第4図(a)。 (b) 、 (c)はこの電力変換装置の動作原理を説
明するための等価回路図およびベクトル図、第5図はこ
の電力変換装置の電圧制御形インバータの回路図、第6
図はこの電圧形インバータの動作原理を説明するための
説明図である。 1・・・インバータ、2・・・連系リアクトル、3・・
・連系トランス、5・・・直流コンデンサ、6・・・直
流電源、9・・・制御装置、10a・・・位相制御装置
、11・・・同期検出装置、13・・・タイミングパル
ス発生回路、14・・・位相カウンタ、15・・・変調
率制御信号保持回路、16・・・記憶素子、17・・・
点弧パルス保持回路。 出願人代理人  後  藤  −雄 (α) (b)       (c) 第4図 范6図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the same embodiment, FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a power conversion device using a conventional phase control circuit, and FIG. 4(a). (b) and (c) are equivalent circuit diagrams and vector diagrams for explaining the operating principle of this power converter, FIG. 5 is a circuit diagram of the voltage controlled inverter of this power converter, and FIG.
The figure is an explanatory diagram for explaining the operating principle of this voltage source inverter. 1... Inverter, 2... Grid interconnection reactor, 3...
- Interconnection transformer, 5... DC capacitor, 6... DC power supply, 9... Control device, 10a... Phase control device, 11... Synchronization detection device, 13... Timing pulse generation circuit , 14... Phase counter, 15... Modulation rate control signal holding circuit, 16... Storage element, 17...
Ignition pulse holding circuit. Applicant's agent Yu Goto (α) (b) (c) Figure 4 Fan 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 可制御整流素子をブリッジ接続してなるインバータを備
え、出力電圧位相を決定する相差角制御信号および前記
可制御整流素子の通電時間を決定するための変調率制御
信号に基づいて前記可制御整流素子を制御して電力系統
に交流電力を供給する電力変換装置において、系統電圧
に同期した同期パルスを発生する同期検出装置と、この
同期パルスを用い所定の間隔を持つ第1、第2および第
3のタイミングパルスを順に発生させるタイミングパル
ス発生回路と、前記第1のタイミングパルスと前記相差
角制御信号とに基づいて出力電圧のディジタル位相信号
を出力する位相カウンタと、前記変調率制御信号を前記
第2のタイミングパルスにより保持し、振幅信号として
出力する変調率制御保持回路と、前記ディジタル位相信
号および振幅信号を番地信号として入力し、前記可制御
整流素子の点弧情報信号を出力する記憶素子と、前記第
3のタイミングパルスにより、前記点弧情報信号を前記
可制御整流素子の点弧パルスとして出力する点弧パルス
保持回路とを備えたことを特徴とする電力変換装置の位
相制御装置。
an inverter formed by bridge-connecting controllable rectifying elements, the controllable rectifying elements based on a phase difference angle control signal for determining an output voltage phase and a modulation rate control signal for determining energization time of the controllable rectifying elements; In a power converter device that supplies alternating current power to a power grid by controlling a timing pulse generation circuit that sequentially generates timing pulses; a phase counter that outputs a digital phase signal of an output voltage based on the first timing pulse and the phase difference angle control signal; a modulation rate control holding circuit that holds the digital phase signal and the amplitude signal as an amplitude signal; and a storage element that receives the digital phase signal and the amplitude signal as an address signal and outputs a firing information signal of the controllable rectifying element. , and a firing pulse holding circuit that outputs the firing information signal as a firing pulse of the controllable rectifier according to the third timing pulse.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103097322A (en) * 2010-07-07 2013-05-08 张建民 Compositions and methods of making and using the compositions for improving soil and/or plant growth and improved soil, improved plants, and/or improved seeds
JP2014075949A (en) * 2012-10-05 2014-04-24 Mitsubishi Electric Corp Dc power supply device, motor drive device, air conditioner, refrigerator, and heat pump hot water supply device
JP2015144560A (en) * 2015-03-06 2015-08-06 三菱電機株式会社 Dc power supply device, motor drive device, air conditioning device, refrigerator, and heat pump hot water supply device

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