JPH03124265A - Input current control for pwm converter - Google Patents
Input current control for pwm converterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、PWMコンバータに関し、特にPWMコンバ
ータの入力電流制御方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a PWM converter, and particularly to a method for controlling input current of a PWM converter.
[従来の技術]
第2図はPWMコンバータの構成図、第3図は第2図の
3相の主スイツチング回路のうちの1相分の入力電流制
御回路の従来例のブロック線図、第4図は入力電流制御
ベクトル図で、第4図(a)は順変換動作時、第4図(
b)は逆変換動作時のベクトル図である。[Prior Art] Fig. 2 is a block diagram of a PWM converter; Fig. 3 is a block diagram of a conventional example of an input current control circuit for one phase of the three-phase main switching circuit shown in Fig. 2; The figure is an input current control vector diagram.
b) is a vector diagram during an inverse transformation operation.
第2図において、PWMコンバータの主スイツチング回
路1は、3相交流電源の各相電源と負荷との接続をオン
・オフするU、V、W相スイッチング回路をもち、各相
スイッチング回路の入力電流は入力リアクトル3を介し
てそれぞれ交流電源2のU、V、W相電流に接続されて
いる。また、主スイツチング回路1の出力電流には平滑
コンデンサ4が接続されている。U、V、W相スイッチ
ング回路は、それぞれトランジスタスイッチング素子(
以下、スイッチング素子と記す)SlとS2.S3とS
4.Sl、と86がカスケード接続され、さらにフリー
ホイーリングダイオードDI、D2. ・・・、D6
がそれぞれスイッチング素子S、〜S8に並列に接続さ
れている。In Fig. 2, the main switching circuit 1 of the PWM converter has U, V, and W phase switching circuits that turn on and off connections between each phase power source of a three-phase AC power source and the load, and the input current of each phase switching circuit. are connected to the U, V, and W phase currents of the AC power supply 2 via the input reactor 3, respectively. Further, a smoothing capacitor 4 is connected to the output current of the main switching circuit 1. The U, V, and W phase switching circuits each include a transistor switching element (
(hereinafter referred to as switching elements) Sl and S2. S3 and S
4. SL, and 86 are connected in cascade, and freewheeling diodes DI, D2 . ..., D6
are connected in parallel to the switching elements S and S8, respectively.
各相スイッチング回路は、第3図のブロック線図に示さ
れるパワー変換回路によってオン・オフ制御される。第
3図において、PWMコンバークの出力電圧を指定する
直流電圧指令V。oいと実際の出力電圧VOCの検出値
との偏差c以下、電圧偏差と記す)△■は、電圧増幅器
6に入力され、有効電流振幅指令I;が生成される。以
下にU相1相分の動作について説明する。サインテーブ
ル(正弦波発生器)10はU相電源相電圧V。を入力し
、単位正弦波sinMを生成する。有効電流振幅指令■
;は単位正弦波sinMと乗算され、有効電流指令■、
が生成される。さらに、後述する理由によって、電源電
圧補償電流振幅指令(以下、電源補償振幅指令と記す)
にEMFを設定し、該指令Ic。Pと単位正弦波si
nMが乗算されて電源電圧補償電流指令(以下、電源補
償電流指令と記す) ICEMPが生成される。前記有
効電流指令■、は、電源補償電流指令I CEMFをベ
クトル減算され、電流指令I rsfが生成される。減
算器9は電流指令I ratと、PWMコンバータに入
力される実際の電流(以下、コンバータ入力電流と記す
)■。とをベクトル的に比較し、電流偏差ΔIを生成す
る。電流増幅器7は電流偏差Δ工を入力してコンバータ
入力電圧指令(以下、電圧指令と記す)Vrerを生成
する。Each phase switching circuit is controlled on/off by a power conversion circuit shown in the block diagram of FIG. In FIG. 3, a DC voltage command V specifies the output voltage of the PWM converter. The deviation c or less between o and the detected value of the actual output voltage VOC (referred to as voltage deviation) Δ■ is input to the voltage amplifier 6, and an effective current amplitude command I; is generated. The operation for one U phase will be explained below. A sine table (sine wave generator) 10 has a U-phase power supply phase voltage V. is input, and a unit sine wave sinM is generated. Effective current amplitude command■
; is multiplied by the unit sine wave sinM, and the effective current command ■,
is generated. Furthermore, for the reasons described later, the power supply voltage compensation current amplitude command (hereinafter referred to as power supply compensation amplitude command)
Set the EMF to the command Ic. P and unit sine wave si
By multiplying by nM, a power supply voltage compensation current command (hereinafter referred to as power supply compensation current command) ICEMP is generated. The effective current command (2) is vector-subtracted from the power supply compensation current command I CEMF to generate a current command I rsf. The subtracter 9 calculates the current command I rat and the actual current input to the PWM converter (hereinafter referred to as converter input current). A current deviation ΔI is generated by vectorwise comparison. The current amplifier 7 inputs the current deviation Δt and generates a converter input voltage command (hereinafter referred to as voltage command) Vrer.
以下、交流電源電圧の中性点に対する、PWMコンバー
タの各相入力電流の電位をコンバータ入力電圧■。と記
す。交流電源は、交流電源相電圧(以下、交流電圧と記
す)Vイとコンバータ入力電圧Vcとのベクトル差VL
(リアクトル電圧)に対応してコンバータ入力電流T。Hereinafter, the potential of each phase input current of the PWM converter with respect to the neutral point of the AC power supply voltage is referred to as the converter input voltage ■. It is written as The AC power supply has a vector difference VL between the AC power supply phase voltage (hereinafter referred to as AC voltage) V and the converter input voltage Vc.
(Reactor voltage) corresponding to the converter input current T.
を出力する。Output.
入力リアクトルのインダクタンスなLとすると、リアク
トル電圧vLからコンバータ入力電流■。If the inductance of the input reactor is L, then the converter input current is from the reactor voltage vL.
を生成する伝達関数は1/(Ls)である。The transfer function that generates is 1/(Ls).
この入力電流Ic(s)は減算器9に帰還され、電流偏
差Δ■を補償するように、電圧指令V rsfが生成さ
れる。第3図のブロック線図においては、PWMコンバ
ータ入力電圧V。からりアクドル電圧VLを生成すると
き、交流電圧■イが外乱として作用し、その分だけ有効
電流指令Irとコンバータ入力電流■。どの間に差を生
ずる。この外乱を打消すために、前記したように、有効
電流指令に電源補償電流指令I ctwrがベクトル減
算される。負荷電流IL>O(第2図矢印の方向)のと
き平滑コンデンサ4は放電するので出力電圧VOCは減
少に向い、その結果直流電圧指令V COM> V o
cとなり電圧偏差ΔV = V COM −V Dc
> Oとなり結果として■;〉0となる。有効電流振幅
指令■;は、交流電圧V、と同相の単位正弦波と乗算さ
れて有効電流指令Irとなる。コンバータ入力電流1c
はこの有効電流指令1.に追従するように制御されるた
め、交流電圧Vmとほぼ同相となり順変換動作となる。This input current Ic(s) is fed back to the subtracter 9, and a voltage command V rsf is generated so as to compensate for the current deviation Δ■. In the block diagram of FIG. 3, the PWM converter input voltage V. When generating the idle voltage VL, the alternating current voltage (i) acts as a disturbance, and the effective current command Ir and converter input current (i) are affected accordingly. There is a difference between In order to cancel this disturbance, as described above, the power supply compensation current command I ctwr is vector subtracted from the effective current command. When the load current IL>O (in the direction of the arrow in Fig. 2), the smoothing capacitor 4 is discharged, so the output voltage VOC tends to decrease, and as a result, the DC voltage command V COM> V o
c, voltage deviation ΔV = V COM −V Dc
> O, and the result is ■;>0. The effective current amplitude command ■; is multiplied by a unit sine wave having the same phase as the AC voltage V to become an effective current command Ir. Converter input current 1c
is this effective current command 1. Since it is controlled to follow the AC voltage Vm, it becomes approximately in phase with the AC voltage Vm, resulting in a forward conversion operation.
この順変換動作時のベクトル図を第4図(a)に示す。A vector diagram during this forward conversion operation is shown in FIG. 4(a).
負荷電流IL<Oのとき平滑コンデンサ4は充電するの
で出力電圧VDCは増加に向い、その結果直流電圧指令
V COM < V ocとなり電圧偏差ΔV=V C
OM −V oc< Oとなり、結果として有効電流振
幅指令x;<oとなる。有効電流振幅指令I7は、交流
電圧V、と同相の単位正弦波と乗算されて、有効電流指
令Irとなる。コンバータ入力電流Icはこの有効電流
指令工、に追従するように制御されるため交流電圧v、
、とほぼ逆相となり、逆変換動作となる。この逆変換動
作時のベクトル図を第4図(b)に示す。このようにP
WMコンバークは順逆電力変換が可能である。When the load current IL<O, the smoothing capacitor 4 is charged, so the output voltage VDC tends to increase, and as a result, the DC voltage command V COM < V oc becomes, and the voltage deviation ΔV=V C
OM −V oc<O, and as a result, the effective current amplitude command x;<o. The effective current amplitude command I7 is multiplied by a unit sine wave having the same phase as the AC voltage V, and becomes an effective current command Ir. Since the converter input current Ic is controlled to follow this effective current command, the AC voltage v,
, the phase is almost reversed, resulting in an inverse conversion operation. A vector diagram during this inverse conversion operation is shown in FIG. 4(b). Like this P
WM converter is capable of forward and reverse power conversion.
第4図においては、説明を簡単にするため、順変換動作
の場合(第4図(a))、コンバータ入力電流■、と交
流電圧V、、、は同相に示されているが、以下に示すよ
うに、一般にvffiと■。とけ位相差がある。同様に
逆変換動作の場合(第4図(b)) 、V、、とIcと
の位相差は180″にはならない。したがって、力率の
絶対値は一般に厳密には1にならない。In Fig. 4, in order to simplify the explanation, in the case of forward conversion operation (Fig. 4 (a)), the converter input current ■ and the AC voltage V, , are shown to be in phase. As shown, generally vffi and ■. There is a phase difference. Similarly, in the case of the inverse conversion operation (FIG. 4(b)), the phase difference between V and Ic is not 180''. Therefore, the absolute value of the power factor is generally not strictly 1.
第3図の入力電流制御回路の動作は次のようになる。The operation of the input current control circuit shown in FIG. 3 is as follows.
第3図のブロック線図から、コンバータ入力電流■。と
有効電流指令■1との関係を計算すると次式のようにな
る。From the block diagram in Figure 3, converter input current ■. Calculating the relationship between this and the effective current command ■1 results in the following equation.
■、を生成する各相スイッヂング回路とを一括してパワ
ー変換回路5としたとき、その伝達関数)をGPWMと
する。ここでG PWMはスカラ量である。(実際は主
スイツチング回路素子の上下短絡防止期間の影響などが
あるため電圧指令V r 11 fをコンバータ入力電
圧V、に完全に線形に変換するのは難しいが、高速スイ
ッチング素子を用い、上下短絡防止期間を極力短くし、
またキャリア周波数が十分高いと仮定し、V refか
らvcにほぼ線形に変換されるものとしPWM変換の遅
れはないものとする。)
式(5)の右辺第1項、第2項、すなわちここで電流増
幅器7の伝達関数を−G1(S)とし、電圧指令V r
sfからコンバータ入力電圧■。(2) When the phase switching circuits that generate . Here, GPWM is a scalar quantity. (Actually, it is difficult to completely linearly convert the voltage command V r 11 f into the converter input voltage V due to the effects of the upper and lower short circuit prevention periods of the main switching circuit elements, but it is possible to prevent upper and lower short circuits by using high-speed switching elements. Keep the period as short as possible,
Further, it is assumed that the carrier frequency is sufficiently high, that V ref is converted almost linearly to vc, and that there is no delay in PWM conversion. ) The first and second terms on the right side of equation (5), that is, the transfer function of the current amplifier 7 here, are set as -G1(S), and the voltage command V r
Converter input voltage from sf■.
を生成する伝達関数(第3図のPWM制御回路8と、P
WM信号を入力してコンバータ入力電圧はそれぞれ有効
電流指令Irおよび電源補償電流指令I CEMPに対
応する電流成分である。(PWM control circuit 8 in FIG. 3 and P
When the WM signal is input, the converter input voltage is a current component corresponding to the active current command Ir and the power supply compensation current command ICEMP, respectively.
いま、電流増幅器7の比例ゲインをg!とし、−次遅れ
時定数をTとすると伝達関数G r (s)は次式で表
わされる。Now, the proportional gain of current amplifier 7 is g! When the −th lag time constant is T, the transfer function G r (s) is expressed by the following equation.
また、前記したように、電源補償電流指令I CEMP
は、外乱として作用する交流電圧V、、、を補償するた
めに入力される信号であって力率1制御(交流電圧とコ
ンバータ入力電流との位相差を0°または180°に制
御する)の場合には交流電圧V、と同相に与えられるの
で、次式が成立つように設定される。In addition, as described above, the power supply compensation current command I CEMP
is a signal input to compensate for the AC voltage V, , which acts as a disturbance, and is used for power factor 1 control (controlling the phase difference between the AC voltage and the converter input current to 0° or 180°). In this case, it is applied in phase with the alternating current voltage V, so it is set so that the following equation holds true.
Vm(s)=g+ GPWM ICEMF
(9)式(8)を式(6)に、また、式(8)、(
9)を式(7)にそれぞれ代入し、さらにs=jωとお
くと、
百μsec程度、Lは数m H程度で、ω=2π・60
であるので、
TlO2(GPWM9g、(12)
になる。したがって、次式が成立つ。Vm(s)=g+ GPWM ICEMF
(9) Formula (8) is replaced by formula (6), and formula (8), (
9) into Equation (7) and further set s=jω, it is about 100 μsec, L is about several mH, and ω=2π・60
Therefore, TlO2(GPWM9g, (12)). Therefore, the following equation holds true.
したがって、■、に対する■。、のゲインG1および位
相差ψ1は次式で表わされる。Therefore, ■ for ■. The gain G1 and phase difference ψ1 of , are expressed by the following equations.
同様に、I CEMPに対するI C2のゲインG2お
よび位相差ψ2は次式で表わされる。Similarly, the gain G2 and phase difference ψ2 of I C2 with respect to I CEMP are expressed by the following equations.
通常、Gpwyzgrはいずれも数十程度、Tは数式(
16)、(18)の右辺の逆正接関数の独立変数に該当
する部分が相互に逆数で逆符合であるので三角関数の公
式から明らかなように、ψ、(ω)とψ2(ω)の差は
、ωの如何にかかわらず常に90°である。ここで理想
的状態ωL < G pよ・g 1(+9)
T = O(19a)
の場合には、G+=1.ψ1=○、G2=Oになり、コ
ンバータ入力電流■。と有効電流指令工。Normally, each Gpwyzgr is about several dozen, and T is a mathematical formula (
16), the parts corresponding to the independent variables of the arctangent function on the right side of (18) are mutually reciprocals and have opposite signs, so as is clear from the trigonometric formula, ψ, (ω) and ψ2(ω) The difference is always 90° regardless of ω. Here, in the case of the ideal state ωL < G p y g 1 (+9) T = O (19a), G+=1. ψ1=○, G2=O, converter input current ■. and effective current command.
との位相差はOoになる。力率1制御の場合は、カ行時
には交流電圧■□と有効電流指令工、ば同相である。し
たがって、交流電圧■、とコンバタ入力電流■。とは同
相になる。第4図(a)は、このような場合のベタ1〜
ル図である。また、力率1制御の場合において回生時に
は、有効電流指令■、と交流電圧■、は逆相である。し
たがって、コンバータ入力電流工。は交流電圧vffl
に対して逆相である。第4図(b)は、このような場合
のベクトル図である。しかし、式(19)。The phase difference with that is Oo. In the case of power factor 1 control, the AC voltage □ and the active current command are in phase when the power is on. Therefore, the alternating voltage ■, and the converter input current ■. is in phase with . Figure 4(a) shows the solid patterns 1 to 1 in such a case.
This is a diagram. Further, in the case of power factor 1 control, during regeneration, the effective current command (2) and the AC voltage (2) are in opposite phases. Therefore, the converter input current factor. is the AC voltage vffl
It is in reverse phase with respect to FIG. 4(b) is a vector diagram in such a case. However, equation (19).
(19a)で表わされている条件が満たされていない場
合には、コンバータ入力電流■。の各電流成分1c+、
Iczと交流電圧V、との間には式(16)、(18)
で示される位相差が生ずる。If the condition expressed in (19a) is not met, the converter input current ■. Each current component 1c+,
There are equations (16) and (18) between Icz and AC voltage V.
A phase difference shown by is generated.
このように、力率1制御の場合、有効電流指令Irは交
流電圧■□に対して、同相(カ行時)または逆相(回生
時)で変化するので、ベクトル図は第5図に表わされる
ようになる。In this way, in the case of power factor 1 control, the effective current command Ir changes in phase with the AC voltage (during power) or in opposite phase (during regeneration), so the vector diagram is shown in Figure 5. You will be able to do it.
第5図(a)はカ行時のベクトル図、第5図(b)は回
生時のベクトル図である。カ行時には、コンバータ入力
電流■。の位相は有効電流指令Irに対し、遅れまたは
進む。回生時にはコンバータ入力電流Icの位相は有効
電流指令工、に対して常に遅れる。FIG. 5(a) is a vector diagram during power travel, and FIG. 5(b) is a vector diagram during regeneration. When the power is on, the converter input current ■. The phase of is delayed or advanced with respect to the effective current command Ir. During regeneration, the phase of converter input current Ic always lags behind the effective current command.
上記の従来のPWMコンバータの入力電流制御方法は、
コンバータ入力電流工。の位相が有効電流指令■、に対
してずれてしまうので、コンバータ入力電流■。の位相
が交流電圧■1に対して、カ行時には同相でなく、回生
時には逆相でなくなり、力率が低下するという問題点が
ある。The above conventional PWM converter input current control method is as follows:
Converter input current engineer. Since the phase of converter input current ■ is shifted from the effective current command ■. There is a problem in that the phase of the AC voltage (1) is not in phase with the AC voltage (1) during power generation, and is no longer in opposite phase during regeneration, resulting in a decrease in the power factor.
このようなIc+そのものの遅れ、およびIc+か1
2
ら90°進みのベクトルエ。2に起因する位相ずれのう
ち、ICIの工、に対する遅れψ、については式(16
)から明らかなように、入力リアクトル3のインダクタ
ンスLが大きく、GPWM−glが小さい程大きくなり
、また、ICIから90”進みベクトルIc+の大きさ
G2は、式(17)から明らかなように電流増幅器7の
一次遅れ時定数Tが大きい程大きくなる。Such a delay of Ic+ itself, and a vector E leading by 90° from Ic+ or 1 2 . Among the phase shifts caused by
), the larger the inductance L of the input reactor 3 is, and the smaller GPWM-gl is, the larger the value becomes.Furthermore, the magnitude G2 of the vector Ic+, which leads 90" from ICI, is the current The larger the first-order lag time constant T of the amplifier 7 is, the larger it becomes.
本発明の目的はインダクタンスし、−時遅れ時定数Tが
大きく、Gp工・glが小さい場合においても、コンバ
ータ入力電流■。が有効電流指令■、に位相差なく追従
し、それにより、交流電圧V、と、コンバータ入力電流
工。の位相ずれによる力率の低下を生じないPWMコン
バータの入力電流制御方法を提供することにある。The object of the present invention is to reduce the inductance and reduce the converter input current even when the time lag time constant T is large and Gp and gl are small. follows the effective current command (■) without any phase difference, so that the AC voltage (V) and the converter input current (V). An object of the present invention is to provide an input current control method for a PWM converter that does not cause a decrease in power factor due to a phase shift.
[課題を解決するための手段]
本発明のPWMコンバータの入力電流制御方法は、
PWMコンバータが出力する直流電圧の、設定電圧に対
する電圧偏差に対応する第1の電流振幅指令と交流電源
の交流電圧と同一の周波数をもつ第1の正弦波信号を乗
算して第1の電流指令を生成し、外乱として作用する前
記交流電圧を補償するように設定された第2の電流振幅
指令と前記交流電圧と同一の周波数をもつ第2の正弦波
信号を乗算して第2の電流指令を生成し、前記第1.第
2の電流指定を合成して成る第3の電流指令に対する、
PWMコンバータの入力電流の電流偏差を補償するよう
に、該電流偏差に対応してPWM制御されたPWMコン
バータの入力電圧を生成し、該入力電圧に対応して前記
交流電源から入力リアクトルを経てPWMコンバータに
入力される前記入力電流を制御するPWMコンバータの
入力電流制御方法であって、
前記入力電流を構成する電流成分のうち、前記第1の電
流指令に対応する成分と前記交流電圧との位相差を補償
するように該第1の電流指令の位相を移し、
前記入力電流制御方法に含まれている電流制御ループに
外乱として入力される前記交流電圧に対応する前記電流
成分を0にするように、前記第2の電流指令の位相を移
す。[Means for Solving the Problems] The input current control method for a PWM converter of the present invention includes: a first current amplitude command corresponding to a voltage deviation of a DC voltage output from a PWM converter with respect to a set voltage; and an AC voltage of an AC power supply. A first current command is generated by multiplying a first sine wave signal having the same frequency as the second current amplitude command set to compensate for the AC voltage acting as a disturbance, and the AC voltage. A second current command is generated by multiplying a second sine wave signal having the same frequency as the first . For the third current command formed by combining the second current designation,
In order to compensate for the current deviation of the input current of the PWM converter, an input voltage of the PWM converter that is PWM-controlled is generated corresponding to the current deviation, and a PWM converter is generated from the AC power supply via the input reactor in accordance with the input voltage. An input current control method for a PWM converter that controls the input current input to the converter, the method comprising: determining the position of the AC voltage and the component corresponding to the first current command among the current components constituting the input current; Shifting the phase of the first current command so as to compensate for the phase difference, and setting the current component corresponding to the AC voltage input as a disturbance to the current control loop included in the input current control method to zero. , the phase of the second current command is shifted.
〔作 用]
第1の正弦波信号の位相を交流電圧との位相差を補償す
るように進め、その進み位相の第1の電流指令(有効電
流指令)ビな本来の第1の電流指令■、の代りに用いる
ことにより、その進み位相の第1の電流指令■グに対応
する、PWMコンバータの入力電流II+の位相を本来
の第1の電流指令■、と同相にすることができる。した
がって入力電流工3゜の位相は、カ行暗時には交流電圧
vmと同相に、回生時には逆相になり力率1制御になる
。[Function] The phase of the first sine wave signal is advanced to compensate for the phase difference with the AC voltage, and the first current command (effective current command) of the advanced phase is changed to the original first current command. , it is possible to make the phase of the input current II+ of the PWM converter corresponding to the leading phase of the first current command (1) in phase with the original first current command (2). Therefore, the phase of the input current generator 3° is in phase with the alternating current voltage vm when the power is in the dark, and is in the opposite phase during the regeneration, resulting in power factor control of 1.
また、第2の正弦波信号の位相を進め、その進み位相の
第2の電流指令(電源補償電流指令)I SEMFを本
来の第2の電流指令I CEMPの代りに用いることに
より、進み位相の第2の電流指令I :EMFに対応す
る入力電流■3□をOにすることができる。その結果、
交流電圧■□に対する、PWMコンバータの入力電流■
。の位相ずれは補償され、力率1制御が実現される。Furthermore, by advancing the phase of the second sine wave signal and using the second current command (power supply compensation current command) ISEMF of the advanced phase in place of the original second current command ICEMP, the phase of the advanced phase can be increased. Second current command I: The input current ■3□ corresponding to EMF can be set to O. the result,
PWM converter input current for AC voltage
. The phase shift of is compensated, and power factor unity control is realized.
〔実 施 例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。[Example] Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明のPWMコンバータの入力電流制御方法
を実施するための1相分の入力電流制御回路のブロック
線図である。FIG. 1 is a block diagram of an input current control circuit for one phase for implementing the input current control method for a PWM converter according to the present invention.
直流電圧指令V COMと実際の出力電圧VOCの検出
値との偏差(電圧偏差)△Vは電圧増幅器6に入力され
、有効電流振幅指令(第1の電流振幅指令)エフが生成
される。また、サインテーブル(正弦波発生器)12は
交流電源が出力する交流電圧■ゆを入力し、交流電圧v
1と同一の周波数ωをもち、かつ、角度a + =ta
n−’(ωL/ g IGPWM)だけ位相が進んだ単
位正弦波(第1の正弦波信号)sinMlを生成する。The deviation (voltage deviation) ΔV between the DC voltage command V COM and the detected value of the actual output voltage VOC is input to the voltage amplifier 6, and an effective current amplitude command (first current amplitude command) F is generated. In addition, the sine table (sine wave generator) 12 inputs the AC voltage ■Y output from the AC power supply, and inputs the AC voltage v
1 and has the same frequency ω and angle a + = ta
A unit sine wave (first sine wave signal) sinMl whose phase is advanced by n-'(ωL/g IGPWM) is generated.
有効電流振幅指令■;は単位正弦波sinMlと乗算さ
れ、進み位相の有効電流指令(進み位相の第1の電流指
令)■?が生成される。サインテーブル(正弦波 5
6
発生器)13は交流電圧V。を入力し、該交流電圧と同
一の周波数ωをもち、かつ、角度α2=’jan−’
(ωT)だけ位相が進んだ単位正弦波(第2の正弦波信
号)sinM2が生成される。単位正弦波sinM2は
、設定された電源補償振幅指令(第2の電流振幅指令)
ICEMPと乗算され、進み位相の電源補償電流指
令(進み位相の第2の電流指令)■′cm、が生成され
る。有効電流指令Iりから電源補償電流指令I3□、を
ベクトル減算することにより電流指令I tarが生成
される。減算器9は電流指令I refからPWMコン
バータの入力電流■。をベクトル減算し、電流偏差ΔI
を生成する。電流増幅器7は電流偏差△工を入力して電
圧指令V r a fを生成する。PWM制御回路8は
PWMキャリアを発振し、該キャリアと電圧指令V r
II fを比較することによりPWM信号を生成し、
PWMコンバータの主スイツチング回路1に出力する。The active current amplitude command ■; is multiplied by the unit sine wave sinMl, and the active current command of the leading phase (the first current command of the leading phase) ■? is generated. The sine table (sine wave 5 6 generator) 13 is an AC voltage V. input, has the same frequency ω as the AC voltage, and angle α2='jan-'
A unit sine wave (second sine wave signal) sinM2 whose phase is advanced by (ωT) is generated. The unit sine wave sinM2 is the set power supply compensation amplitude command (second current amplitude command)
By multiplying by ICEMP, an advanced phase power supply compensation current command (second advanced phase current command) cm is generated. The current command I tar is generated by vector subtracting the power supply compensation current command I3□ from the effective current command I. A subtracter 9 calculates the input current of the PWM converter from the current command Iref. vector subtraction, the current deviation ΔI
generate. The current amplifier 7 inputs the current deviation Δ and generates a voltage command V r a f. The PWM control circuit 8 oscillates a PWM carrier, and generates a voltage command V r with the carrier.
Generate a PWM signal by comparing II f;
It is output to the main switching circuit 1 of the PWM converter.
主スイツチング回路1は、PWMコンバータの入力端と
出力端との接続をオン・オフして、コンバータ入力電圧
Vcを生成する。その結果、リアクトル電圧Vt、に対
応してコンバータ入力電流工。が生成される。コンバー
タ入力電流Icは減算器9に帰還される。The main switching circuit 1 turns on and off the connection between the input end and the output end of the PWM converter to generate a converter input voltage Vc. As a result, the converter input current is proportional to the reactor voltage Vt. is generated. Converter input current Ic is fed back to subtracter 9.
次に本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
まず、
at = tan−’ (ωL/g+ Gpwll )
(20)α2 = t a n−’ωT
(21)を設定する。First, at = tan-' (ωL/g+ Gpwll)
(20) α2 = t a n−'ωT
(21) is set.
第1図のブロック線図からコンバータ入力電流Icを求
めると次式のようになる。The converter input current Ic is determined from the block diagram of FIG. 1 as shown in the following equation.
ここで、式(8)を式(23)に代入し、Sjωとおき
、かつ、TLω2(gIGPwl、Iとすると、
式(24)の第1項、第2項をそれぞれ■21゜G2と
すると、IS2は次式で表わされる。Here, by substituting equation (8) into equation (23) and setting it as Sjω and setting it as TLω2(gIGPwl, I), and assuming that the first and second terms of equation (24) are respectively ■21°G2 , IS2 are expressed by the following equation.
進み位相の有効電流指令■;に対応するコンバータ入力
電流11C+は、本来の有効電流指令(交流電圧vmと
同相の有効電流指令)■、と同相になる。The converter input current 11C+ corresponding to the leading phase active current command ■ becomes in phase with the original active current command (active current command having the same phase as the AC voltage vm) ■.
また、I3□は次式で表わされる。Moreover, I3□ is expressed by the following formula.
Gzの分子は、式(21)から次のように変形される。The numerator of Gz is transformed from formula (21) as follows.
Vm(1+jωT) Icgupg+GpwM(V、
、[+ω2T2)”2−IcEMrg+GpwM))e
ja’ (26a)通常ω2T2<1であるので式(
22)からI3□=O
したがって、IcはIrと同相となり、コンバータ入力
電流■。は、カ行時には交流電圧V。と同相となり、回
生時には逆相になるので、本実施例のPWMコンバータ
は力率1制御をする。Vm(1+jωT) Icgupg+GpwM(V,
, [+ω2T2)"2-IcEMrg+GpwM))e
ja' (26a) Since ω2T2<1, the formula (
22), I3□=O Therefore, Ic is in phase with Ir, and converter input current ■. is an AC voltage V when the power is on. The PWM converter of this embodiment performs power factor 1 control because the phase is the same as that and the phase is opposite during regeneration.
以上説明したように本発明は、第1.第2の電流指令の
位相を、交流電圧の位相に対してそれぞれ所定量だけず
らせることにより、入力リアクトルのインダクタンス、
および、電流増幅器の第1次遅れ時定数に起因する電流
追従遅れの影響を完全に除去し、力率1制御が達成でき
、さらに、PWMコンバータを力率調整器として使用す
るとき、調整すべき力率が1より小さい場合であっても
、コンバータ入力電流を所定の位相角で交流電圧に追従
させ、力率を所望の値に制御することができる効果があ
る。As explained above, the present invention has the following features: By shifting the phase of the second current command by a predetermined amount with respect to the phase of the AC voltage, the inductance of the input reactor,
And, the influence of the current follow-up delay caused by the first-order delay time constant of the current amplifier can be completely removed, and power factor control can be achieved. Even when the power factor is smaller than 1, there is an effect that the converter input current can follow the AC voltage at a predetermined phase angle, and the power factor can be controlled to a desired value.
9
0
第1図は本発明のPWMコンバータの入力電流制御方法
を実施するための1相分の入力電流制御回路のブロック
線図、第2図はPWMコンバータの構成図、第3図は第
2図の3相の主スイツチング回路のうちの1相分の入力
電流制御回路の従来例のブロック線図、第4図は入力電
流制御のベクトル図で、第4図(a)は順変換動作時、
第4図(b)は逆変換動作時のベクトル図、第5図はコ
ンバータ入力電流と交流電圧との位相関係を説明するベ
クトル図で第5図(a)はカ行時、第5図(b)は回生
時のベクトル図である。
1・・・主スイツチング回路、
2・・・交流電源、
3・・・入力リアクトル、
4・・・平滑コンデンサ、
5・・・パワー変換回路、
6・・・電圧増幅器、7・・・電流増幅器、8・・・P
WM制御回路、9・・・減算器、10.12.13・・
・サインテーブル。
(a)
(b)
第
図
(b)
第
図9 0 Fig. 1 is a block diagram of an input current control circuit for one phase for carrying out the input current control method of a PWM converter of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of a PWM converter configuration diagram, and Fig. 3 is a block diagram of a PWM converter input current control circuit. A block diagram of a conventional example of an input current control circuit for one phase of the three-phase main switching circuit shown in the figure, Figure 4 is a vector diagram of input current control, and Figure 4 (a) is a diagram for forward conversion operation. ,
Fig. 4(b) is a vector diagram during inverse conversion operation, Fig. 5 is a vector diagram explaining the phase relationship between the converter input current and AC voltage, and Fig. 5(a) is a vector diagram when b) is a vector diagram during regeneration. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Main switching circuit, 2... AC power supply, 3... Input reactor, 4... Smoothing capacitor, 5... Power conversion circuit, 6... Voltage amplifier, 7... Current amplifier , 8...P
WM control circuit, 9... subtractor, 10.12.13...
・Sign table. (a) (b) Figure (b) Figure
Claims (1)
する電圧偏差に対応する第1の電流振幅指令と交流電源
の交流電圧と同一の周波数をもつ第1の正弦波信号を乗
算して第1の電流指令を生成し、外乱として作用する前
記交流電圧を補償するように設定された第2の電流振幅
指令と前記交流電圧と同一の周波数をもつ第2の正弦波
信号を乗算して第2の電流指令を生成し、前記第1、第
2の電流指令を合成して成る第3の電流指令に対する、
PWMコンバータの入力電流の電流偏差を補償するよう
に、該電流偏差に対応してPWM制御されたPWMコン
バータの入力電圧を生成し、該入力電圧に対応して前記
交流電源から入力リアクトルを経てPWMコンバータに
入力される前記入力電流を制御するPWMコンバータの
入力電流制御方法において、 前記入力電流を構成する電流成分のうち、前記第1の電
流指令に対応する成分と前記交流電圧との位相差を補償
するように該第1の電流指令の位相を移し、 前記入力電流制御方法に含まれている電流制御ループに
外乱として入力される前記交流電圧に対応する前記電流
成分を0にするように、前記第2の電流指令の位相を移
すことを特徴とするPWMコンバータの入力電流制御方
法。[Claims] Multiplying the first current amplitude command corresponding to the voltage deviation of the DC voltage output from the PWM converter with respect to the set voltage by the first sine wave signal having the same frequency as the AC voltage of the AC power supply. a second current amplitude command set to compensate for the alternating current voltage acting as a disturbance and a second sine wave signal having the same frequency as the alternating voltage; to generate a second current command, and for a third current command formed by combining the first and second current commands,
In order to compensate for the current deviation of the input current of the PWM converter, an input voltage of the PWM converter that is PWM-controlled is generated corresponding to the current deviation, and a PWM converter is generated from the AC power supply via the input reactor in accordance with the input voltage. In an input current control method for a PWM converter that controls the input current input to a converter, the phase difference between a component corresponding to the first current command and the AC voltage among the current components constituting the input current is determined. shifting the phase of the first current command so as to compensate, and zeroing out the current component corresponding to the alternating current voltage input as a disturbance to a current control loop included in the input current control method; An input current control method for a PWM converter, characterized in that the phase of the second current command is shifted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25707189A JP2874212B2 (en) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | Input current control method for PWM converter |
Applications Claiming Priority (1)
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JP25707189A JP2874212B2 (en) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | Input current control method for PWM converter |
Publications (2)
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---|---|
JPH03124265A true JPH03124265A (en) | 1991-05-27 |
JP2874212B2 JP2874212B2 (en) | 1999-03-24 |
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JP25707189A Expired - Lifetime JP2874212B2 (en) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | Input current control method for PWM converter |
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- 1989-10-03 JP JP25707189A patent/JP2874212B2/en not_active Expired - Lifetime
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