JPH03164033A - 直列補償形自動電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａｌ産業上の利用分野 この発明は、電源と負荷との間に直列に接続される直列
補償形自動電圧調整装置（以下直列補償形ＡＶＲという
）に関する。

（ｂｌ従来の技術 負荷側への出力電圧制御機能を備える直列補償？ＡＶＲ
は、第４図に示すような構或を備えている。図において
、制御部ＣＯＮＴには電源電圧Ｖ，が入力し、制御部Ｃ
ＯＮＴでは内部に構威した基準電圧Ｖ■２と前記電源電
圧Ｖ，からインバータＩＮＶを駆動して注入トランスＬ
を介して電圧を母線に注入する。コンデンサＣと抵抗Ｒ
の直列回路およびトランスＬの共振回路はインバータ出
力電圧に含まれるキャリア（三角波）を除去するための
フィルタとして機能する。

上記の構或の直列補償形ＡＶＲにおいて、制御部ＣＯＮ
Ｔの従来の構或は第５図に示すようにオーブン制御系で
あった。なお、同図ではインバータ出力電圧Ｖ１と補償
電圧■ｃが基本波成分において等しいと仮定している。

図において誤差電圧Ｖ，は以下の３つの原因によって生
じる。

■負荷電流■，による注入トランス部での電圧降下 ■インバータＩＮＶの出力誤差（デッドタイム動作アン
バランス等） ■キャリア除去フィルタによる位相，振幅の誤（Ｃ）発
明が解決しようとする課題 第５図に示すように従来の自動電圧調整装置では、誤差
電圧■，を補償することができず、その誤差電圧■，が
そのまま出力電圧■１に現れてくる。即ち、従来の直列
補償形ＡＶＲでは、制御部がオープンループ制御だけで
あったために誤差電圧Ｖ，の補償を行うことができず、
正確な自動電圧調整を行うことができないという問題が
あったこの発明の目的は、オープンループ制御系に加え
てフィードバック制御系を設けることにより、上記の問
題を解決することができる直列補償形自動電圧調整装置
を提供することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明は、電ａ電圧と基準電圧との差電圧を検出して
、負荷側への出力電圧を制御するオープン制御系と、前
記出力電圧と基準電圧との差電圧を検出して前記出力電
圧を制御するフィードバ，ク制御系とを備え、 前記フィードバック制御系の伝達関数は比例或分と微分
成分を含むことを特徴とする。

（ｅ）作用 この発明に係る直列補償形ＡＶＲでは、従来のＡＶＲと
同様にオープン制御系によって電源電圧と基準電圧との
差電圧に基づいて負荷側の出力電圧を制御し、さらに、
フィードバック制御系によっても、出力電圧と基準電圧
の差電圧を検出して出力電圧を制御する。そして、フィ
ードバック制御系の伝達関数は比例或分と微分成分とを
含むようにしていることから、誤差電圧から出力電圧へ
の閉ループ伝達特性は時定数を持った一次遅れ系となり
、高周波帯域における伝達部のゲイン減少を図ることが
でき、その結果として周波数成分が高い誤差電圧の影響
を少なくすることができる。

（ｆｌ実施例 第ｌ図はこの発明の実施例の直列補償形ＡＶＲの制御部
の構戒図を示している。このＡＶＲでは、第５図に示す
オープン制御系に加えて、出力竜圧ｖＬと基準電圧ＶＲ
ｔＦとの差電圧を検出して出力電圧を制御するフィード
バック制御系が設けられている。なお、注入トランスＬ
，コンデンサＣ，抵抗Ｒ等を含む主回路構或は第４図に
示す従来のものと全く同じものが使用される。

第１図においては次の伝達関数を得ることができる。

ＶＬ　　（Ｓ）　　　　　１＋Ｇ（Ｓ）Ｔ　＋　（ｓ）
　＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・
・（１）Ｖ　ＲＥＦ　　（ｓ）　　　　Ｌ　＋　Ｇ　（
ｓ）ＶＬ（Ｓ）　　　　　　１ Ｔｚ（ｓ）＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　・・・（２）Ｖｚ　　（ｓ）　　　　１＋Ｇ（ｓ） 上記の（１），　（２）の伝達関数は、当然次のように
なることが望ましい。

’ｒ＋（ｓ）　＝　１　．　Ｔｚ（ｓ）　＝　Ｏ　　　
　　　　　・”（３１ここで（３）式を満たす制御伝達
関数Ｇ　（ｓ）について検討すると、Ｔ＋（ｓ）に関し
ては、任意のＧ　（ｓ）に対して常に（３）式を満たし
ていることから、制御伝達関数Ｇ　（ｓ）は’ｒｚ（ｓ
）によって定められる。

一般に、誤差電圧■，の周波数成分は基本波周波数より
も高い。したがって、そのような周波数帯域でＴｚ（ｓ
）のゲインが小さくなるようにするために、Ｇ　（ｓ）
を次式で与える。

Ｇ（ｓ）　＝Ｋ，　＋Ｋ，　ｓ　　　　　　　　　−−
−（４）この場合、Ｔｚ（ｓ）は次式となる。

１ Ｔｚ（３）＝　　　　　　　　　　　　　　　・・・（
５）１＋ＫＩ　　＋ＫＺ　　Ｓ 即ち、Ｔｚ（ｓ）は、 １ 直流ゲイン： １　十Ｋ１ Ｋ２ 時定数： １　十Ｋ１ の特性を有する一次遅れ系となる。即ち、周波数が高く
なるにしたがってゲインが減少し、その結果として誤差
電圧の影響が負荷電圧に生じにくく？る効果がある。

第２図は上記のようにして制御伝達関数Ｇ　（ｓ）を比
例或分ＫＩと微分或分Ｋ２ｓで構威した場合の周波数特
性を示している。また、第３図は制御部の回路構成例を
示している。同図において、Ｇ（ｓ）の比例成分はオペ
アンプ○Ｐ２で与え、微分或分はオペアンプ○Ｐ３で与
えている。またオペアンプ○Ｐ１はＶ　ＲＥＦとＶＬと
の加算部を構或し、オペアンプ○Ｐ６はＶ，，Ｖ■，お
よびフィードバック量の加算部を構威している。

（ｇ）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、比例或分と微分成分と
を含むフィードバック制御系を従来のオープン制御系に
加えることによって、周波数成分の高い誤差電圧に対す
るゲインを少なくすることができ、全体として誤差電圧
の影響が出力電圧に生じ難くなるようにすることができ
る。このため、補償電圧の高精度化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の制御部の構戒図、第２図は
周波数特性図、第３図は制御回路の構戒例を示す図であ
る．また第４図は直列補償形ＡＶＲの構或図を示し、第
５図は従来のＡＶＲの制御部の構成図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電源電圧と基準電圧との差電圧を検出して、負荷
   側への出力電圧を制御するオープン制御系と、前記出力
   電圧と基準電圧との差電圧を検出して前記出力電圧を制
   御するフィードバック制御系とを備え、 前記フィードバック制御系の伝達関数は比例成分と微分
   成分を含むことを特徴とする、直列補償形自動電圧調整
   装置。