JPH0199478A - Control device for power converting device - Google Patents

Control device for power converting device

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JPH0199478A
JPH0199478A JP62256170A JP25617087A JPH0199478A JP H0199478 A JPH0199478 A JP H0199478A JP 62256170 A JP62256170 A JP 62256170A JP 25617087 A JP25617087 A JP 25617087A JP H0199478 A JPH0199478 A JP H0199478A
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JP
Japan
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voltage
output
sine wave
sinusoidal wave
current
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JP62256170A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Ajikuchi
泰彦 味口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To cause the output voltage of sinusoidal wave to follow the reference signal without stationary deviation, by inserting a sinusoidal wave signal generator into a voltage control loop for a sinusoidal wave voltage output device and into a current control loop for a sinusoidal wave current output device. CONSTITUTION:A power converting device is composed of a DC power source 1, an inverter 2 and an AC filter 3 and feeds the current to a load 4. On the other hand, a control device is composed of an auxiliary transformer 5 to detect output voltage and to step down the voltage level, a sinusoidal wave reference voltage generator 6, a subtractor 7, a pulse generator 9 and a pulse amplifier 10. On this occasion, provided are a sinusoidal wave oscillator 11 to input the difference between the sinusoidal wave reference voltage and the output voltage (limited deviation) and a gain 12 to input the oscillator output and outputs the modulation rate. The stationary deviation thereby becomes zero and the output voltage follows without deviating the amplitude, pulse difference and reference limited wave.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は無停電電源用PWMインバータの如く、正弦波
電圧出力を要求される電源、あるいは系統連系PWMイ
ンバータの如く、正弦波電流出力を要求される電源など
の電力変換装置の制御装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention is applicable to power supplies that require a sine wave voltage output, such as PWM inverters for uninterruptible power supplies, or grid-connected PWM inverters, The present invention relates to a control device for a power conversion device such as a power source that requires a sine wave current output.

(従来の、技術) 一般に、計算機用停電電源では、歪率の小さい正弦波電
圧を出力することが要求され、系統連系用インバータに
おいては、所定の有効及び無効電力を発生するべく、系
統に同期したリップルの少ない正弦波電流を出力するこ
とが要求される。これらの装置にはPWMインバータが
使われることが多い。
(Conventional technology) In general, power outage power supplies for computers are required to output a sine wave voltage with a small distortion factor, and grid-connected inverters are required to output a sine wave voltage with a small distortion factor. It is required to output a synchronized sinusoidal current with little ripple. PWM inverters are often used in these devices.

PWMインバータを制御する方法には種々のものがある
が、大きく分けると。
There are various methods to control a PWM inverter, but they can be broadly divided into:

A、出力がなるべく正弦波に近くなるようなパルスパタ
ーンを1周期にわたって決めておき、出力の平均値を比
較し、偏差をゼロにするべく制御する方式 B、出力基準値を正弦波とし、瞬時瞬時の出力値と基準
値を比較し、偏差をゼロにすもべく制御する方式 の二つに分けられる。
A. A method in which a pulse pattern is determined over one cycle so that the output is as close to a sine wave as possible, and the average value of the output is compared to control the deviation to zero. B. The output reference value is a sine wave, and the instantaneous There are two types of methods: one that compares the instantaneous output value with a reference value and controls the deviation to zero.

Aの方式は従来から広く使われて来たが、あまり高速の
応答は得られず、Bの方式が広く使われるようになりつ
つある。
Method A has been widely used in the past, but it does not provide a very high-speed response, and method B is becoming more widely used.

Bの方式の一例を無停電電源用単相PWMインバータを
例にとって第16図に示す。
An example of method B is shown in FIG. 16 using a single-phase PWM inverter for an uninterruptible power supply as an example.

第16図において1は直流電源、2は直流を交流に変換
するインバータ、3は出力電圧を平滑する交流フィルタ
、3aは交流フィルタのりアクドル、3bは交流フィル
タのコンデンサ、4は負荷、5は出力電圧を検出し電圧
レベルを落す補助変圧器、6は正弦波基準電圧発生器、
7は補助変圧器出力電圧と基準電圧の差をとる減算器、
8は制御偏差に応じて変調率を出力する補償器、9は変
調率に応じてインバータ2を構成する半導体素子の点弧
及び消弧パルスを発生するパルス発生器、10はパルス
発生器のパルス信号を増幅するパルスアンプである。
In Figure 16, 1 is a DC power supply, 2 is an inverter that converts DC to AC, 3 is an AC filter that smoothes the output voltage, 3a is the AC filter glue handle, 3b is the AC filter capacitor, 4 is the load, and 5 is the output An auxiliary transformer that detects the voltage and reduces the voltage level, 6 is a sine wave reference voltage generator,
7 is a subtracter that takes the difference between the auxiliary transformer output voltage and the reference voltage;
8 is a compensator that outputs a modulation rate according to the control deviation; 9 is a pulse generator that generates firing and extinguishing pulses for the semiconductor elements constituting the inverter 2 according to the modulation rate; 10 is a pulse generator pulse It is a pulse amplifier that amplifies the signal.

が使われることが多い。is often used.

(発明が解決しようとする問題点) 然るに、この方式では制御偏差、すなわち正弦波基準信
号と実際の出力との差がゼロにならず。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in this method, the control deviation, that is, the difference between the sine wave reference signal and the actual output, does not become zero.

振幅あるいは位相に若干の差が残ってしまう。−般にP
Iコントローラを使ったシステムではステップ状目標値
に定常偏差ゼロで追従できるが、正弦波状目標値に定常
偏差なしで追従することはできない。このため、たとえ
ば、単相インバータにおいては電圧精度が低下し、三相
インバータにおいては電圧′l?IJ!iの低下に加え
て、不平衡負荷やフィルタの定数のばらつきなどによる
出力電圧のアンバランス、位相差のずれが発生し、電圧
の質が低下するという問題点があった。
A slight difference in amplitude or phase remains. -Generally P
A system using an I controller can follow a step-like target value with zero steady-state deviation, but cannot follow a sinusoidal-like target value without a steady-state deviation. For this reason, for example, voltage accuracy decreases in a single-phase inverter, and voltage 'l?' in a three-phase inverter. IJ! In addition to a decrease in i, an unbalanced output voltage and a shift in phase difference occur due to unbalanced loads, variations in filter constants, etc., resulting in a problem in that the quality of the voltage deteriorates.

本発明の目的は、上記欠点を除去するべく、正弦波電圧
出力を要求される装置においては不平衡負荷や回路定数
のばらつきがあっても、出力電圧が定常偏差なく基準信
号に追従し、正弦波電流出力を要求される装置において
は、出力電流が定常偏差なく基準電流に追従し得るよう
な制御装置を提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a device that requires a sine wave voltage output so that the output voltage can follow a reference signal without steady-state deviation even if there is an unbalanced load or variations in circuit constants. In a device that is required to output a wave current, it is an object of the present invention to provide a control device that allows the output current to follow a reference current without steady-state deviation.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するため、第1図に示すように
、正弦波電圧出力を要求される装置においては、電圧制
御ループに直列に正弦波信号発生器11をそう入し、又
、正弦波電流出力を要求される装置においては、電流制
御ループに直列に正弦波信号発生器をそう入することを
特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention, as shown in FIG. In addition, in a device requiring a sine wave current output, a sine wave signal generator is inserted in series with the current control loop.

(作用) 第一図は本発明の一実施例を示す図で、図において第1
6図と同一符号を付したものは同一のものを示すので説
明を省略する。第1図において11は正弦波基準電圧と
出力電圧との差(制限偏差)を入力とする正弦波発振器
、12は正弦波発振器の出力を入力とし、変調率を出力
するゲインである。正弦波発振器11の発振周波数は正
弦波基準電圧発生器6の発振周波数と同じである。
(Function) Figure 1 shows an embodiment of the present invention.
Components with the same reference numerals as those in FIG. 6 indicate the same components, and therefore the description thereof will be omitted. In FIG. 1, 11 is a sine wave oscillator which inputs the difference (limited deviation) between the sine wave reference voltage and the output voltage, and 12 is a gain which inputs the output of the sine wave oscillator and outputs a modulation factor. The oscillation frequency of the sine wave oscillator 11 is the same as the oscillation frequency of the sine wave reference voltage generator 6.

以下、第1図において定常的な制御偏差がゼロになるこ
とを説明する。
Hereinafter, it will be explained that the steady control deviation becomes zero in FIG. 1.

第1図を制御系としてのブロック線図に書き直すと、第
2図のようになる。第2図において、13は第1図にお
けるパルス発生器9から補助変圧器5までをまとめたも
のである。制御対象13の伝達関数をG(s)とすると
、制御偏差e(s)と基準値vFnt(s)の間口は下
記の関係が成立する。
When FIG. 1 is rewritten as a block diagram as a control system, it becomes as shown in FIG. 2. In FIG. 2, reference numeral 13 represents the components from the pulse generator 9 to the auxiliary transformer 5 in FIG. When the transfer function of the controlled object 13 is G(s), the following relationship holds true between the control deviation e(s) and the reference value vFnt(s).

基準値をWhef(8) =τ−ゴ’ VpHf (V
?$1f=振幅)S +ω と表わすとラプラス変換の最終値定理により、閉ループ
系が安定の場合、 Qin e(t)=&lim 5−e(s)t−1oo
s→0 =I2ims”  □ s→o   s”+ω”+G(s)Kω=0     
          ■となる。すなわち、定常偏差は
ゼロになり、出力電圧は振幅1位相差共、基準制限波に
偏差なく追従する。(2)式の計算から明らかなように
、制御対象のパラメータが変動してG (s)が変動し
ても、閉ループ系が安定である限り、定常偏差はゼロに
なる。
The reference value is Whef(8) = τ-go' VpHf (V
? $1f=amplitude)S+ω According to the final value theorem of Laplace transform, if the closed loop system is stable, Qin e(t)=&lim 5−e(s)t−1oo
s→0 =I2ims” □ s→o s”+ω”+G(s)Kω=0
■It becomes. That is, the steady-state deviation becomes zero, and the output voltage follows the reference limited wave without deviation for both amplitude and phase difference. As is clear from the calculation of equation (2), even if the parameters of the controlled object vary and G (s) varies, as long as the closed loop system is stable, the steady-state deviation will be zero.

以上では、制御対象13を線形で伝達関数G (s)で
表わせると仮定して議論を進めたが、制御対象が非線形
でも、閉ループ系が安定である限り定常偏差はやはりゼ
ロになる。これは、定常偏差がゼロになる性質は正弦波
発振器を制御系内部に設けたことによるものであり、制
御対象の性質にはよらないからである。
The discussion above has proceeded on the assumption that the controlled object 13 is linear and can be expressed by the transfer function G (s), but even if the controlled object is nonlinear, the steady-state deviation will still be zero as long as the closed-loop system is stable. This is because the property that the steady-state deviation is zero is due to the provision of the sine wave oscillator inside the control system, and is not dependent on the properties of the controlled object.

(実施例) 第3図及び第4図に本発明の他の実施例を示す。(Example) Other embodiments of the present invention are shown in FIGS. 3 and 4.

第4図は第3図の点線で囲んだ部分の詳細を示す図であ
る。第4図において14a、14bは積分器、 15a
FIG. 4 is a diagram showing details of the portion surrounded by the dotted line in FIG. 3. In FIG. 4, 14a and 14b are integrators, and 15a
.

15bはそれぞれ値が−ω、ωのゲイン、16a、16
bは加算器、17a、17bはそれぞれ値がkottl
cazのゲインである。第4図において左側の点線部1
1aは第3図のllaを表わす正弦波発振器であり、第
4図における右側の点線部12aは第3図の12aを表
わすゲインである。
15b are gains with values of -ω and ω, respectively, 16a, 16
b is an adder, and 17a and 17b each have a value of kottl.
This is the gain of caz. Dotted line part 1 on the left side in Figure 4
1a is a sine wave oscillator representing lla in FIG. 3, and the dotted line portion 12a on the right side in FIG. 4 is a gain representing 12a in FIG.

一般に、制御偏差e (t)を入力とする正弦波発振器
は下記の状態方程式で表わすことができる。
Generally, a sine wave oscillator that receives a control deviation e (t) as an input can be expressed by the following state equation.

これを領域で現わすと、 第2図に示した実施例は正弦波発振器の二つの状態の内
、2工だけ使っていることになる。21,2.の両方を
使うと設計の自由度が増え、安定度の改善、過渡応答の
改善などが期待できる。その場合のフィールドバック則
は、制御入力(変調率)をUとして である。0式のゲインが、第3図のゲイン12a、第4
図のゲイン17a、17bである。
Expressing this in terms of area, the embodiment shown in FIG. 2 uses only two of the two states of the sine wave oscillator. 21,2. Using both increases the degree of freedom in design, and can be expected to improve stability and transient response. In that case, the feedback rule is that the control input (modulation rate) is U. The gain of equation 0 is the gain 12a in FIG.
These are gains 17a and 17b in the figure.

第5図に本発明の他の実施例を示す。第5図においては
第3図にさらに、制御偏差から制御入力への直達経路が
追加されており、さらに設計の自由度が増えている。
FIG. 5 shows another embodiment of the invention. In FIG. 5, a direct route from the control deviation to the control input is added to FIG. 3, further increasing the degree of freedom in design.

次に第6図及び第7図にて本発明の他の実施例を説明す
る。第6図において1〜7及び9〜10は第16図と同
一のものを示す。また、lla、12aは第3図と同一
のものを示す。第6図において18はACフィルタのり
アクドル3aを流れる電流を検出するCT、19a、 
19bはそれぞれ出力電圧及び前記リアクトル電流のマ
イナーフィードバックのためのゲイン、20は加算器、
21は減算器である。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In FIG. 6, numerals 1 to 7 and 9 to 10 are the same as in FIG. 16. Further, lla and 12a are the same as in FIG. 3. In FIG. 6, 18 is a CT for detecting the current flowing through the AC filter handle 3a, 19a,
19b is a gain for minor feedback of the output voltage and the reactor current, respectively; 20 is an adder;
21 is a subtracter.

第6図を制御系としてのブロック線図に書直すと第7図
のようになる。第7図におけるゲインに□と第6図にお
けるゲインに11jhlはに□=(k□1に工2〕0 の関係にある。本実施例においても定常偏差なく正弦波
に追従するのは同様であり、しかもマイナーループによ
りさらに設計の自由度が増えており。
When FIG. 6 is rewritten as a block diagram as a control system, it becomes as shown in FIG. 7. The gain □ in FIG. 7 and the gain 11jhl in FIG. Yes, and the minor loop further increases the degree of freedom in design.

過渡応答の改善などが期待できる。Improvements in transient response can be expected.

以上、アナログ制御による実施例を述べてきたがディジ
タル制御による実施例を第8図より第10図を用いて説
明する。第8図において第6図と同一符号を付したもの
は同一のものを示すので説明を省略する。第8図におい
て22は出力電圧及びリアクトル電流をサンプリング周
期毎にディジタル信号に変換するインターフェースであ
り、実際にはサンプルホールド、A/Dコンバータなど
で構成される。23はインターフェース22より得た信
号をもとに制御則を演算し、各サンプリング期間毎にイ
ンバータが出力すべきパルス幅を演算する制御演算装置
であり、実際にはマイクプロセッサ等で構成される。
An embodiment using analog control has been described above, but an embodiment using digital control will be explained using FIGS. 8 to 10. In FIG. 8, the same reference numerals as in FIG. 6 indicate the same components, and therefore the description thereof will be omitted. In FIG. 8, reference numeral 22 is an interface that converts the output voltage and reactor current into digital signals at each sampling period, and is actually composed of a sample hold, an A/D converter, and the like. 23 is a control calculation device that calculates a control law based on the signal obtained from the interface 22 and calculates the pulse width that the inverter should output for each sampling period, and is actually composed of a microprocessor or the like.

第8図の主回路の部分の回路方程式は次のようになる。The circuit equation for the main circuit portion of FIG. 8 is as follows.

ここで、 VQは出力電圧、iLはりアクドル電流、v
lはインバータブリッジ出力電圧である。
Here, VQ is the output voltage, iL is the saddle current, v
l is the inverter bridge output voltage.

と定義すると、■式は次のように表わされる。When defined as , the formula ■ can be expressed as follows.

x=Ax+B−vl             1g)
今、サンプリング周期をTとし、区間 kT≦t<(k
÷1)T (k=o、 1.2.・・・)におけるイン
バータの出力パルスパターンを第9図のように決めたと
する。すなわち、各サンプリング期間の中心とバルスの
中心が一致しているようなパルスを考える。
x=Ax+B-vl 1g)
Now, let the sampling period be T, and the interval kT≦t<(k
Suppose that the output pulse pattern of the inverter at ÷1)T (k=o, 1.2...) is determined as shown in FIG. In other words, consider a pulse in which the center of each sampling period coincides with the center of the pulse.

この時、x (kT)を初期値として微分方程式0をt
 = (k+1) T まで解き、線形化近似を行なう
と、次のようになる。
At this time, with x (kT) as the initial value, the differential equation 0 is changed to t
= (k+1)T When solved and linearized approximation is performed, the following is obtained.

x ((k+1) T )” F −x(k) + G
 −u(k)     (10)ここで A工 F=e  、G=e 2・BE、u(k)=±ΔT  
  (11)このPWMインバータに対しては、第10
図に示す制御系を構成することができる。第10図にお
いて24はACフィルタ及び負荷を含むPWMインバー
タの主回路であり、(10)式でモデル化される。
x ((k+1) T )” F −x(k) + G
-u(k) (10) Here, A engineering F=e, G=e 2・BE, u(k)=±ΔT
(11) For this PWM inverter, the 10th
The control system shown in the figure can be constructed. In FIG. 10, 24 is the main circuit of the PWM inverter including an AC filter and a load, and is modeled by equation (10).

25は離散時間正弦波基準電圧発生器、26は制御偏差
を入力とする離散時間正弦波発振器であり、そのパルス
伝達関数は′  ZsinuT−一である。
25 is a discrete time sine wave reference voltage generator, 26 is a discrete time sine wave oscillator to which the control deviation is input, and its pulse transfer function is 'ZsinuT-1.

Z  −22CO8(llT+1 27a、27bはフィードバックゲイン、28aは基準
値と出力電圧を比較する減算器、28bは減算器である
Z −22CO8(llT+1 27a and 27b are feedback gains, 28a is a subtracter that compares the output voltage with a reference value, and 28b is a subtracter.

第10図は第7図に比べてアナログとディジタルの違い
はあるものの、正弦波発振器が制御ループに直立にそう
入されている点は同じであり、やはり出力は基準正弦波
に偏差なく追従する。
Although Fig. 10 is different from Fig. 7 in that it is analog and digital, it is the same in that the sine wave oscillator is inserted vertically into the control loop, and the output follows the reference sine wave without deviation. .

以上、単相PWMインバータの実施例を述べてきたが、
三相PWMインバータにおける実施例を第11図及び第
12図を用いて説明する。
Above, we have described examples of single-phase PWM inverters, but
An embodiment of a three-phase PWM inverter will be described using FIG. 11 and FIG. 12.

第11図において第8図と同一符号を付したものは同一
のものを示すので説明を省略する。第11図おいて29
は三相インバータブリッジ、30は三相ACフイルタ、
31は三相負荷、32は補助変圧器。
In FIG. 11, the same reference numerals as in FIG. 8 indicate the same components, and therefore the description thereof will be omitted. 29 in Figure 11
is a three-phase inverter bridge, 30 is a three-phase AC filter,
31 is a three-phase load, and 32 is an auxiliary transformer.

33a、33bはACフィルタのりアクドル電流を検出
するCTである。
33a and 33b are CTs for detecting AC filter current.

一般に、三相インバータのACフィルタの出力線間電圧
Vcabe Vcbcy Vceaの間にはVcab 
+ Vcbe + Vcea :0の関係があるので、
三つの電圧の内、独立なのは二つだけである。同様に、
インバータブリッジ出力電圧Viabt VibQy 
Vtcaの間にもViab + Vtbc + Vtc
a = 0の関係があるので、三つの内、二つについて
各サンプリング区間のパルス幅を制御すれば、残りの一
つは自動的に決まる。したがって、三相PWMインバー
タは二人カニ出力システムと考えられる。
Generally, the output line voltage of the AC filter of a three-phase inverter is Vcabe, Vcbcy, and Vcea.
+ Vcbe + Vcea: Since there is a relationship of 0,
Of the three voltages, only two are independent. Similarly,
Inverter bridge output voltage Viabt VibQy
Viab + Vtbc + Vtc also between Vtca
Since there is a relationship of a = 0, if the pulse width of each sampling period is controlled for two of the three, the remaining one is automatically determined. Therefore, a three-phase PWM inverter can be considered a two-man crab output system.

そのため、たとえばVeabとVcbeを制御する場合
、正弦波基準としてVつtabとVr6fbcを用意す
ればよい。三相PWMインバータをディジタル制御する
場合のブロック線図を第12図に示す。第12図におい
て34は第11図におけるパルス発生器9からインタフ
ェース22までをまとめた制御対象、 35a、35b
はそれぞれab相、 bc相の電圧基準を与える正弦波
信号発生器、39a、39bはそれぞれab相、be相
の基準と出力電圧を比較する減算器、36a 、 36
bは前記比較による制御偏差をそれぞれの入力とする正
弦波発振器、37.38はフィードバックゲイン、40
は減算器である。
Therefore, for example, when controlling Veab and Vcbe, it is sufficient to prepare Vtab and Vr6fbc as sine wave references. FIG. 12 shows a block diagram for digitally controlling a three-phase PWM inverter. In FIG. 12, 34 is a controlled object that includes everything from the pulse generator 9 to the interface 22 in FIG. 11, 35a, 35b
39a and 39b are sine wave signal generators that provide voltage references for the ab and bc phases, respectively; subtracters 36a and 36 that compare the output voltages with the ab and be phase references, respectively;
b is a sine wave oscillator whose input is the control deviation obtained from the comparison, 37.38 is a feedback gain, and 40
is a subtractor.

本実施例によれば、ab相、bc相出力電圧共、それぞ
れの基準電圧に偏差なく追従するので、負荷の不平衡や
ACフィルタの回路定数のばらつきがあっても三相出力
電圧にアンバランスが生じることなく、きわめて良好な
電圧精度が保たれる。また、出力電圧間の位相差もほと
んど120° 一定に保たれる。
According to this embodiment, both the AB phase and BC phase output voltages follow their respective reference voltages without deviation, so even if there is unbalanced load or variation in the circuit constants of the AC filter, the three-phase output voltages will be unbalanced. Very good voltage accuracy is maintained without occurrence of Further, the phase difference between the output voltages is also kept constant at almost 120°.

次に第13図及び第14図を用いて本発明の他の実施例
を説明する。第13図は電圧形PWMインバータを用い
た系統連系インバータの一例を示す図である。1は直流
電圧源であれば何でもよく、太陽電池、燃料電池、ある
いは充放電可能な電池でもよい。29は三相インバータ
ブリッジ、 41a、41b。
Next, another embodiment of the present invention will be described using FIGS. 13 and 14. FIG. 13 is a diagram showing an example of a grid-connected inverter using a voltage-type PWM inverter. 1 may be any DC voltage source, such as a solar cell, a fuel cell, or a chargeable/dischargeable battery. 29 is a three-phase inverter bridge, 41a, 41b.

41cは系統連系リアクトル、42は変圧器、43は電
力系統を示す三相交流電圧源である。
41c is a grid interconnection reactor, 42 is a transformer, and 43 is a three-phase AC voltage source indicating a power system.

一般に、系統連系インバータにおいては、上位の給電指
令所等から与えられた有効電力指令(Phof)及び無
効電力指令(Q−af)に追従して有効電力(P)及び
無効電力(Q)を発生することが要求される。PrQf
y Qrot及び系統電圧瞬時値から系統連系リアクト
ル41a、41b、41cを流れるべき電流瞬時値は容
易に計算できるので、実際の制御系はりアクドル電流基
準値を与え、それにリアクトル電流を追従させるように
構成することが多い、第14図に制御系のブロック線図
の一例を示す、第14図において44は第13図におい
てパルス発生器9からインタフェース22までを表わす
制御対象、45はPP@tyQpet及び系統電圧Va
t Vbt VQより正弦波電流基準1reta+Qr
efbを演出する電流基準発生器、46a、46bはそ
れぞれa相及びb相の電流基準と実際のりアクドル電流
を比較する減算器、47a、47bはそれぞれa相、b
相の電流偏差を入力とする正弦波発振器、48.49は
フィードバックゲイン、50は減算器である。本実施例
においても、主回路定数のばらつき、系a電圧不平衡な
どがあってもリアクトル電流は電流基準に偏差なく追従
し、きわめて精度の高い有効・無効電力制御が達成され
る。
Generally, in a grid-connected inverter, active power (P) and reactive power (Q) are controlled by following the active power command (Phof) and reactive power command (Q-af) given from a higher-level power dispatch center, etc. required to occur. PrQf
Since the instantaneous value of the current that should flow through the grid-connected reactors 41a, 41b, and 41c can be easily calculated from the instantaneous value of y Qrot and the grid voltage, it is necessary to give the actual control system accelerator current reference value and make the reactor current follow it. FIG. 14 shows an example of a block diagram of a control system that is often configured. System voltage Va
t Vbt From VQ, sine wave current reference 1reta+Qr
46a and 46b are current reference generators that produce efb, subtractors that compare the current references of the a phase and b phase with the actual accelerator current, and 47a and 47b are the a phase and b phase currents, respectively.
A sine wave oscillator receives phase current deviation as input, 48.49 is a feedback gain, and 50 is a subtracter. In this embodiment as well, even if there are variations in the main circuit constants, system a voltage unbalance, etc., the reactor current follows the current reference without deviation, and extremely accurate active/reactive power control is achieved.

以上、三相PWMインバータによる系統連系インバータ
の制御の実施例を示したが、単相系統連系インバータに
ついても同様の制御系を構成できることは言うまでもな
い。また、第15図に示すような電流形PWMインバー
タの制御にも本発明で提案した制御方式を用いることが
できる。さらに、PWMコンバータにおいて交流から供
給を受ける電流を正弦波に制御する場合にも本方式を利
用することができる。
Although an embodiment of controlling a grid-connected inverter using a three-phase PWM inverter has been described above, it goes without saying that a similar control system can be configured for a single-phase grid-connected inverter. Further, the control method proposed by the present invention can also be used to control a current source PWM inverter as shown in FIG. Furthermore, this method can also be used when controlling the current supplied from alternating current to a sine wave in a PWM converter.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した□ように本発明によれば、正弦波電圧基準
または正弦波電流基準が与えられる電力変換装置におい
て、回路定数のばらつきや電圧不平衡があっても出力電
圧または電流を偏差なく基準値に追従させることができ
、きわめて定常特性の良いシステムを構成することがで
きる。
As explained above, according to the present invention, in a power conversion device provided with a sine wave voltage reference or a sine wave current reference, the output voltage or current can be adjusted to the reference value without deviation even if there are variations in circuit constants or voltage imbalance. It is possible to configure a system with extremely good steady-state characteristics.

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

第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は第1図の
制御系のブロック線図、第3図、第4図は本発明の第二
の実施例を示す図、第5図は本発明の第三の実施例を示
す図、第6図は本発明の第四の実施例を示す図、”第7
図は第6図の制御系のブロック線図、第8図は本発明の
ディジタル制御による一実施例を示す図、第9図は第8
図のインバータのパルスパターンを示す図、第10図は
第8図の制御系のブロック線図、第11図は本発明の三
相PWMインバータにおける一実施例を示す図、第12
図は第11図の制御系のブロック線図、第13図は本発
明の系統連系インバータにおける一実施例を示す図、第
14図は第13図の制御系のブロック線図、第15図は
電流形PWMインバータの一例を示す図、第16図は従
来装置の一例を示す図である。 1・・・直流電源     2・・・インバータ3・・
・交流フィルタ   3a・・・リアクトル3b・・・
コンデンサ    4・・・負荷5・・・補助変圧器 6・・・正弦波基準電圧発生器 7・・・減算器      8・・・補償器9・・・パ
ルス発生器   10・・・パルスアンプ11.1la
−正弦波発振器 12,12a、12b−ゲイン13・
・・制御対象     14a、14b・・・積分器1
5a、15b−ゲイン   16a 、 16b 、 
16cm加算器17a、L7b・−・ゲイン   18
−CT19a、19b・・・ゲイン   20・・・加
算器21・・・減算器      22・・・インタフ
ェース23・・・制御演算装置 24・・・制御対象(単相PWMインバータ)25・・
・正弦波基準電圧発生器 26・・・正弦波発振器   27a、27b・・・ゲ
イン28a 、 28b・・・減算器   29・・・
三相インバータ30・・・ACフィルタ   31・・
・三相負荷32・・・補助変圧器     33a、3
3b・・・CT34・・・制御対象(三相PWMインバ
ータ)35a、35b・・・正弦波基準電圧発生器36
a、36b・・・正弦波発振器 37.38・・・ゲイ
ン33a、33b・・・減算器    40・・・減算
器41a、41b、41cm連系リアクトル42・・・
変圧器       43・・・電力系統44・・・制
御対象(系統連系インバータ)45・・・正弦波基準電
流発生器 46a 、 46b ・・−減算器 47a、47b・・・正弦波発振器 48,49・・・
ゲイン50・・・減算器       51・・・直流
電流源52・・・電流形インバータ  53・・・コン
デンサ代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  第子丸 健 第  5 図 /’/ 第  7 図 第8図 第  9 図
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the control system shown in FIG. 1, FIGS. 3 and 4 are diagrams showing a second embodiment of the present invention, 5 is a diagram showing a third embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention, "7
The figure is a block diagram of the control system shown in FIG. 6, FIG. 8 is a diagram showing one embodiment of the digital control of the present invention, and FIG.
10 is a block diagram of the control system of FIG. 8. FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of the three-phase PWM inverter of the present invention.
11 is a block diagram of the control system, FIG. 13 is a diagram showing an embodiment of the grid-connected inverter of the present invention, FIG. 14 is a block diagram of the control system of FIG. 13, and FIG. 15 is a block diagram of the control system of FIG. 16 is a diagram showing an example of a current source PWM inverter, and FIG. 16 is a diagram showing an example of a conventional device. 1...DC power supply 2...Inverter 3...
・AC filter 3a...Reactor 3b...
Capacitor 4...Load 5...Auxiliary transformer 6...Sine wave reference voltage generator 7...Subtractor 8...Compensator 9...Pulse generator 10...Pulse amplifier 11. 1 la
- Sine wave oscillator 12, 12a, 12b - Gain 13.
...Controlled object 14a, 14b...Integrator 1
5a, 15b-gain 16a, 16b,
16cm adder 17a, L7b -- gain 18
-CT19a, 19b...Gain 20...Adder 21...Subtractor 22...Interface 23...Control calculation device 24...Controlled object (single-phase PWM inverter) 25...
- Sine wave reference voltage generator 26...Sine wave oscillator 27a, 27b...Gains 28a, 28b...Subtractor 29...
Three-phase inverter 30...AC filter 31...
・Three-phase load 32...Auxiliary transformer 33a, 3
3b...CT34...Controlled object (three-phase PWM inverter) 35a, 35b...Sine wave reference voltage generator 36
a, 36b...Sine wave oscillator 37.38...Gain 33a, 33b...Subtractor 40...Subtractor 41a, 41b, 41cm interconnection reactor 42...
Transformer 43...Power system 44...Controlled object (grid-connected inverter) 45...Sine wave reference current generator 46a, 46b...-Subtractor 47a, 47b...Sine wave oscillator 48, 49 ...
Gain 50...Subtractor 51...DC current source 52...Current source inverter 53...Capacitor agent Patent attorney Noriyuki Chika Kendai Daishimaru Kendai 5 Figure/'/ Figure 7 Figure 8 Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 正弦波電圧基準値と出力電圧値或は正弦波電流基準値と
出力電流を比較し、その偏差を小さくするべく制御する
電力変換装置において、制御ループに直列に正弦波発振
器を接続することを特徴とする電力変換装置の制御装置
A power conversion device that compares a sine wave voltage reference value and an output voltage value or a sine wave current reference value and an output current and controls the deviation to reduce the deviation, characterized by connecting a sine wave oscillator in series with the control loop. A control device for a power conversion device.
JP62256170A 1987-10-13 1987-10-13 Control device for power converting device Pending JPH0199478A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6005784A (en) * 1996-06-28 1999-12-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Voltage type inverter device and method of controlling the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6005784A (en) * 1996-06-28 1999-12-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Voltage type inverter device and method of controlling the same

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