JPH0454872A - Power converter - Google Patents

Power converter

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JPH0454872A
JPH0454872A JP2162628A JP16262890A JPH0454872A JP H0454872 A JPH0454872 A JP H0454872A JP 2162628 A JP2162628 A JP 2162628A JP 16262890 A JP16262890 A JP 16262890A JP H0454872 A JPH0454872 A JP H0454872A
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Abstract

PURPOSE:To decrease instantaneous power pulsation caused by a higher harmonic current by superimposing a voltage component, to cancel the higher harmonic component of an output current generated by a higher harmonic component included in induction voltage, on the output voltage of a power converter. CONSTITUTION:A higher harmonic voltage command eh* equivalent to the higher harmonic component of induction voltage is generated by a higher harmonic voltage command generator 4 and added to a fundamental wave voltage command value ef* by an adder 6. Thereby an inverter 2 transmits fundamental wave voltage ef* and a higher harmonic component eh equivalent to an induction voltage higher harmonic component emh as output voltage (e). Thereby an output voltage command e* becomes a distortion wave but the induction voltage higher harmonic component emh is cancelled by the output voltage higher harmonic component eh; therefore, voltage ec applied to the resistance R and the inductance L of a load 1 is converted into a sine wave.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電動機などの誘起電圧を持つ負荷と接続さ
れた電力変換装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a power conversion device connected to a load having an induced voltage, such as an electric motor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

代表的従来技術として、「パワーエレクトロニクス&A
CドライブJ  (B、に、Bose著、秦泉寺敏正、
内藤治夫訳、昭62、電気書院)第195頁から第19
7頁記載の技術が挙げられる。
As a typical conventional technology, “Power Electronics &
C drive J
Translated by Haruo Naito, 1982, Denki Shoin) pages 195 to 19
Examples include the technique described on page 7.

これはインバータの制御に関するものである。This is related to inverter control.

このインバータの制御回路においては、出力電圧指令は
正弦波で与えられる。この出力電圧指令が、PWM制御
回路によりパルス信号に変換され。
In this inverter control circuit, the output voltage command is given in the form of a sine wave. This output voltage command is converted into a pulse signal by a PWM control circuit.

ゲートアンプがこのパルス信号に応じてインバータの各
素子を即動することにより、インバータからは正弦波の
電圧が出力される。
The gate amplifier immediately operates each element of the inverter in response to this pulse signal, so that a sine wave voltage is output from the inverter.

[発明が解決しようとする課題〕 しかしながら電動機等の誘起電圧を有する負荷において
は、誘起電圧は例えば3次などの低次高調波成分を含有
する場合がある。これは、電動機であればエアギャップ
中の磁束分布が正弦波状から逸脱しているため、また電
力系統であれば系統内の負荷の出力変動等によって発生
する。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in a load having an induced voltage such as an electric motor, the induced voltage may contain low-order harmonic components such as third order. In the case of an electric motor, this occurs because the magnetic flux distribution in the air gap deviates from a sine wave shape, and in the case of an electric power system, this occurs due to output fluctuations of the load within the system.

誘起電圧が高調波成分を含む場合、電力変換装置が正弦
波を出力すると、誘起電圧に含まれる高調波 成分がそ
のまま主回路に印加される。このため出力電流に低次高
調波成分が発生し、瞬時電力脈動の増大の原因となる。
When the induced voltage includes harmonic components, when the power converter outputs a sine wave, the harmonic components included in the induced voltage are directly applied to the main circuit. Therefore, low-order harmonic components are generated in the output current, causing an increase in instantaneous power pulsation.

瞬時電力脈動は、電動機におけるトルクもしくは推力の
脈動を発生させ、騒音、振動の原因となる。また電力系
統においては、低次の高調波成分により、系統内の他の
機器における騒音、振動及び損失の増加、また機器の焼
損といった障害を引き起こす。
Instantaneous power pulsations generate torque or thrust pulsations in the electric motor, causing noise and vibration. Furthermore, in power systems, low-order harmonic components cause problems such as increased noise, vibration, and loss in other equipment in the system, and burnout of equipment.

本発明の目的は、これらの障害の発生原因となる誘起電
圧高調波成分の影響を除去することにある。
An object of the present invention is to eliminate the influence of induced voltage harmonic components that cause these disturbances.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

電力変換装置の出力電圧に、誘起電圧に含まれる高調波
成分に相当する電圧を重畳させる手段を設ける。
Means for superimposing a voltage corresponding to a harmonic component included in the induced voltage on the output voltage of the power conversion device is provided.

[作用〕 上記誘起電圧の高調波成分重畳手段により、出力電圧に
誘起電圧の高調波成分に相当する電圧が重畳される。そ
の結果、誘起電圧中の高調波成分が打ち消され、高調波
電流及び高調波電流により発生する瞬時電力脈動を低減
することができる。
[Operation] A voltage corresponding to a harmonic component of the induced voltage is superimposed on the output voltage by the induced voltage harmonic component superimposition means. As a result, harmonic components in the induced voltage are canceled out, making it possible to reduce harmonic currents and instantaneous power pulsations caused by the harmonic currents.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明の一実施例を示したもので、負荷、電
力変換器及びその制御回路の1相分を示す、インバータ
2の出力電流iを制御する基本波電流制御器5は、電流
検出器8により検出された出力電流iから出力電流基本
波成分irを抽出するローパスフィルタ52と、出力電
流指令i*から出力電流基本波成分i、を減じて偏差電
流i0、を算出する減算器53と、偏差電流i、、を零
にするような基本波電圧指令e、車を発生する電流制御
回路51とから構成される。同期電動機11の回転子の
回転角に従って発生される位置信号Xから高調波電圧指
令e、*を発生させる高調波電圧指令発生器4の出力を
、加算器6により基本波電圧指令ef*に加算し出力電
圧指令0本を発生する。この出力電圧指令61からPW
M制御回路3によりパルス信号を生成し、インバータ2
を動作させ、同期電動機11を駆動する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which a fundamental wave current controller 5 that controls the output current i of the inverter 2, which shows one phase of the load, the power converter, and its control circuit, is A low-pass filter 52 extracts the output current fundamental wave component ir from the output current i detected by the current detector 8, and a subtraction device subtracts the output current fundamental wave component i from the output current command i* to calculate the deviation current i0. 53, and a current control circuit 51 that generates a fundamental wave voltage command e to make the deviation current i, , zero, and a current control circuit 51. The output of a harmonic voltage command generator 4 that generates harmonic voltage commands e, * from the position signal X generated according to the rotation angle of the rotor of the synchronous motor 11 is added to the fundamental voltage command ef* by an adder 6. and generates 0 output voltage commands. From this output voltage command 61, PW
The M control circuit 3 generates a pulse signal, and the inverter 2
is operated to drive the synchronous motor 11.

第2図に、高調波電圧指令発生器4の一実施例を示した
。周波数発生器42は電動機の位置信号Xを入力し出力
周波数f、を発生する。41a。
FIG. 2 shows an embodiment of the harmonic voltage command generator 4. The frequency generator 42 receives the motor position signal X and generates an output frequency f. 41a.

41b及び41cはそれぞれ1次、m次及びn次の高調
波電圧指令e1傘、e−及びe−を発生する特定高調波
電圧指令発生器であり、打ち消したい高調波成分の次数
に応じて設置すればよい。1次調波電圧指令e−を発生
する41aを例にとって説明する。高調波電圧振幅発生
器411は、出力周波数f、に対する誘起電圧1次調波
成分の振幅Eelの特性を記憶してあり、与えられた出
力周波数f+から1次調波電圧指令の振幅E1*を出力
する。この出力周波数f6に対する誘起電圧高調波成分
の振幅の特性の一例として3次調波振幅E。
41b and 41c are specific harmonic voltage command generators that generate harmonic voltage commands e1, e-, and e- of the 1st, m-th, and n-th orders, respectively, and are installed according to the order of the harmonic component to be canceled. do it. The explanation will be given by taking as an example 41a which generates the first harmonic voltage command e-. The harmonic voltage amplitude generator 411 stores the characteristics of the amplitude Eel of the first harmonic component of the induced voltage with respect to the output frequency f, and calculates the amplitude E1* of the first harmonic voltage command from the given output frequency f+. Output. The third harmonic amplitude E is an example of the characteristic of the amplitude of the induced voltage harmonic component with respect to the output frequency f6.

の特性を第4図に示す。The characteristics are shown in Figure 4.

誘起電圧3次調波E、、8は出力周波数f、に対し比例
関係にあるのが一般的であるが、鉄心の飽和などの影響
により特性が変化し、非線形性を呈する場合もある。こ
れは電動機の構造及び設計に依存するものである。この
特性は測定により予め求めることができる。また、他の
次数の誘起電圧高調波成分についても同様に求めること
ができるので、打ち消したい次数の高調波成分を高調波
電圧振幅発生器411に記憶させておけばよい。
Generally, the third harmonics of the induced voltage E, . This depends on the construction and design of the motor. This characteristic can be determined in advance by measurement. In addition, since induced voltage harmonic components of other orders can be found in the same way, it is sufficient to store the harmonic components of the order to be canceled in the harmonic voltage amplitude generator 411.

周波数てい倍器412は位置信号Xから振幅が1で周波
数が1倍の1次調波信号XIを発生し乗算@413に出
力する6乗算器413は、1次調波電圧指令の振幅E1
*と高調波信号x1を乗算し1次調波電圧指令61mを
発生する。43は各特定高調波電圧指令発生器41a、
41b及び41cからの指令を加算し高調波電圧指令e
h*を発生する加算器である。
The frequency multiplier 412 generates a first harmonic signal XI with an amplitude of 1 and a frequency of 1 times from the position signal
* is multiplied by the harmonic signal x1 to generate a first harmonic voltage command 61m. 43 is each specific harmonic voltage command generator 41a,
Adding the commands from 41b and 41c, harmonic voltage command e
This is an adder that generates h*.

上記構成による動作を述べる。The operation of the above configuration will be described.

第1図において、出力電流iからローパスフィルタ52
により出力電流基本波成分ifを抽出する。減算器53
により出力電流指令1本から出力電流基本波成分i、を
減算し偏差電流xarを得る。
In FIG. 1, from the output current i to the low-pass filter 52
The output current fundamental wave component if is extracted. Subtractor 53
By subtracting the output current fundamental wave component i from one output current command, the deviation current xar is obtained.

電流制御回路51は偏差電流i、?を零にするように基
本波電圧指令611を発生させる。この電圧指令ef本
をPWM制御回路3でパルス幅変調しパルス信号を生成
する。インバータ2はこのパルス信号に従って電圧を出
力する。
The current control circuit 51 generates a deviation current i, ? A fundamental wave voltage command 611 is generated so as to make the voltage zero. This voltage command ef is pulse width modulated by the PWM control circuit 3 to generate a pulse signal. Inverter 2 outputs a voltage according to this pulse signal.

次に原理説明をする。Next, I will explain the principle.

第3図(a)に示すように、負荷1の誘起電圧e、が基
本波成分ea+fのみである場合、インバータ2は基本
波出力電圧e、を出力すれば出力電流iは正弦波となる
As shown in FIG. 3(a), when the induced voltage e of the load 1 is only the fundamental wave component ea+f, if the inverter 2 outputs the fundamental wave output voltage e, the output current i becomes a sine wave.

しかしながら第3図(b)のように、誘起電圧e、が基
本波成分e。、の他に高調波成分embを含む場合があ
る。誘起電圧高調波成分e1は、比較的低次の成分で構
成され、特に3次調波が大きく現れる場合が多い。この
場合、インバータ2の出力電圧eが基本波成分efのみ
であると、誘起電圧高調波成分e□はそのまま負荷1の
抵抗分Rとインダクタンス分りに印加される。第5図は
この場合の各波形を計算により求めたものであるが、出
力電流iは歪波となり、高調波電流が含まれている。ま
た負荷1の瞬時出力電力Pt、は出力電流iと誘起電圧
e、の積であるが、出力電流iが高調波成分を含有する
ために、第5図に示されるように瞬時出力電力p、には
脈動成分が重畳され、瞬時電力脈動が増大する。この瞬
時電力脈動は。
However, as shown in FIG. 3(b), the induced voltage e is the fundamental wave component e. In addition to , a harmonic component emb may be included. The induced voltage harmonic component e1 is composed of relatively low-order components, and the third harmonic often appears particularly large. In this case, if the output voltage e of the inverter 2 is only the fundamental wave component ef, the induced voltage harmonic component e□ is directly applied to the resistance R and inductance of the load 1. FIG. 5 shows each waveform obtained by calculation in this case, and the output current i is a distorted wave and includes harmonic current. Furthermore, the instantaneous output power Pt of the load 1 is the product of the output current i and the induced voltage e, but since the output current i contains harmonic components, the instantaneous output power Pt, as shown in FIG. A pulsation component is superimposed on the , and the instantaneous power pulsation increases. This instantaneous power pulsation is.

機器における振動、騒音、損失の増大等の障害の原因と
なる。
This can cause problems such as increased vibration, noise, and loss in equipment.

そこで、第1図における高調波電圧指令発生器4により
、誘起電圧の高調渡分に相当する高調波電圧指令e、*
を発生させ、加算器6によって基本波電圧指令値ef本
に加算する。これにより第3図(c)に示すように、イ
ンバータ2は基本波電圧efと誘起電圧高調波成分em
hに相当する高調波成分ehとを出力電圧eとして出力
する。これにより第6図に示されるように出力電圧指令
e*は歪波となるが、誘起電圧高調波成分embは出力
電圧高調波成分e、により打ち消されるので、第3図(
c)における負荷1の抵抗分Rとインダクタンス分りに
印加される電圧e6は正弦波となる。
Therefore, the harmonic voltage command generator 4 in FIG.
is generated and added to the fundamental wave voltage command values ef by an adder 6. As a result, as shown in FIG. 3(c), the inverter 2 has a fundamental wave voltage ef and an induced voltage harmonic component em.
A harmonic component eh corresponding to h is outputted as an output voltage e. As a result, the output voltage command e* becomes a distorted wave as shown in FIG. 6, but the induced voltage harmonic component emb is canceled by the output voltage harmonic component e, so as shown in FIG.
The voltage e6 applied to the resistance R and inductance of the load 1 in c) becomes a sine wave.

このため出力電流iは正弦波状となり、誘起電圧高調波
成分e。に起因する高調波電流は消去される。発明者等
の演算の結果、補償後の誘起電圧e□は歪波であっても
、出力電流iが正弦波状であれば、誘起電圧高調波成分
eschに起因する瞬時出力電力p、の脈動成分は各相
分で互いに打ち消し合うため現れず、瞬時電力脈動が低
減される。
Therefore, the output current i becomes a sine wave, and the induced voltage harmonic component e. The harmonic current caused by is eliminated. As a result of calculations by the inventors, even if the compensated induced voltage e□ is a distorted wave, if the output current i is sinusoidal, it is a pulsating component of the instantaneous output power p caused by the induced voltage harmonic component esch. do not appear because they cancel each other out in each phase, and instantaneous power pulsations are reduced.

−例として、誘起電圧e1に3次調波が含まれている場
合をあげる。第7図において誘起電圧が基本枝分のみで
ある場合、電流リプルはす。[Alとなる。しかしなが
ら誘起電圧3次調波がa [V]含まれる場合には、電
流リプルがbi[Alにまで上昇する。そこで高調波電
圧指令発生器4を用いて、インバータ1が誘起電圧の3
次調波を打ち消すような電圧を出力するように制御する
と、電流リプルはbよ[A]にまで低減される。
- As an example, let us consider a case where the induced voltage e1 includes a third harmonic. In FIG. 7, when the induced voltage is only in the basic branch, the current ripple is. [Becomes Al. However, if the third harmonic of the induced voltage is included a[V], the current ripple increases to bi[Al]. Therefore, using the harmonic voltage command generator 4, the inverter 1
When controlled to output a voltage that cancels the harmonics, the current ripple is reduced to b[A].

第8図に示す出力電流歪率、及び第9図に示す瞬時電力
脈動についても同様の効果が得られる。
Similar effects can be obtained with respect to the output current distortion factor shown in FIG. 8 and the instantaneous power pulsation shown in FIG.

誘起電圧3次調波は、低調波に比べ振幅が大きい場合が
多いので、これを打ち消した場合の補償効果は大きい。
Since the third harmonic of the induced voltage often has a larger amplitude than the lower harmonic, the compensation effect when this is canceled out is large.

第10図に第1図における基本波電流制御器5の他の実
施例を示す構成図を示す。
FIG. 10 shows a configuration diagram showing another embodiment of the fundamental wave current controller 5 in FIG. 1.

直交座標変換器58aは出力電流指令i*から実軸成分
工、本と虚軸成分18本を発生する。直交座標変換器5
8bはローパスフィルタ52により得られた出力電流基
本波成分ifから実軸成分工、と虚軸成分■、を発生す
る。減算器57aは出力電流指令実軸成分I、*と出力
電流基本成分工、から偏差電流実軸成分I tarを、
減算器57bは出力電流指令虚軸成分■、ネと出力電流
基本成分工、から偏差電流虚軸成分I jarをそれぞ
れ発生する。
The orthogonal coordinate converter 58a generates 18 real axis components, a real axis component, and 18 imaginary axis components from the output current command i*. Cartesian coordinate converter 5
8b generates a real axis component and an imaginary axis component (2) from the output current fundamental wave component if obtained by the low-pass filter 52. The subtractor 57a calculates the deviation current real axis component I tar from the output current command real axis component I,* and the output current basic component I,*.
The subtracter 57b generates a deviation current imaginary axis component Ijar from the output current command imaginary axis component (1), the output current basic component (4), and the output current basic component (4).

電流制御回路56a及び56bはそれぞれ偏差電流実軸
成分I tar及び虚軸成分I jarを零にするよう
な出力電圧指令虚軸成分E−及び実軸成分E−を発生す
る。55は出力電圧指令の実軸成分E−と虚軸成分 E、車から出力電圧指令ベクトルEの大きさIEと位相
角ZEを発生する極座標変換器、54は出力電圧指令ベ
クトルEの大きさIEIと位相角/Eから基本波電圧指
令e*を発生する座標逆変換器である。
The current control circuits 56a and 56b respectively generate output voltage commands imaginary axis component E- and real axis component E- so as to make the deviation current real axis component I tar and imaginary axis component I jar zero. 55 is a polar coordinate converter that generates the real axis component E- and imaginary axis component E of the output voltage command, the magnitude IE and phase angle ZE of the output voltage command vector E from the vehicle, and 54 is the magnitude IEI of the output voltage command vector E. This is a coordinate inverse transformer that generates the fundamental wave voltage command e* from the phase angle /E.

本図のような直行座表系を用いた制御器により制御を行
うと、電流制御回路56a及び56bが扱う信号は直流
量であるため、回路の設計に余裕が生じ制御精度及び応
答性が向上する。
When control is performed by a controller using an orthogonal seating system as shown in this figure, the signals handled by the current control circuits 56a and 56b are DC amounts, so there is more leeway in circuit design and control accuracy and responsiveness are improved. do.

第11図は、第1図に示した制御回路の他の実施例であ
る。
FIG. 11 shows another embodiment of the control circuit shown in FIG.

第1図に示した制御回路では負荷の位置信号Xから誘起
電圧の波形を特定することはできない。
In the control circuit shown in FIG. 1, the waveform of the induced voltage cannot be specified from the load position signal X.

この場合、例えば、誘導電動機においては位置信号Xは
存在しないので、このようなものについて本実施例では
手当てをした。以下、第1図との相違点についてのみ述
べる。
In this case, for example, in an induction motor, there is no position signal X, so this embodiment takes care of this. Hereinafter, only the differences from FIG. 1 will be described.

12は誘導電動機、45は誘起電圧高調波成分e1に起
因する出力電流高調波成分i、を出力電流iから抽出す
るバンドパスフィルタ、44は出力電流高調波成分i、
を零にするような高調波電圧指令e−を発生する高調波
電圧指令発生器である。電流制御回路51は出力電流i
の基本波成分ifを出力電流指令isに一致させるよう
な基本波電圧指令e、ネを発生し、高調波電圧指令発生
器44は誘起電圧高調波成分e1に起因し発生する出力
電流高調波成分i、を抑制するよ−うな高調波電圧指令
6kmを発生する。これにより出力電流eには誘起電圧
高調波成分に相当する高調波成分e、が重畳され、第1
図に示した実施例同様の効果を得ることができる。
12 is an induction motor; 45 is a bandpass filter that extracts an output current harmonic component i caused by the induced voltage harmonic component e1 from the output current i; 44 is an output current harmonic component i;
This is a harmonic voltage command generator that generates a harmonic voltage command e- that makes the voltage zero. The current control circuit 51 outputs current i
A harmonic voltage command generator 44 generates an output current harmonic component generated due to the induced voltage harmonic component e1, and generates a fundamental voltage command e, which causes the fundamental wave component if to match the output current command is. A harmonic voltage command of 6 km is generated to suppress i. As a result, a harmonic component e corresponding to the induced voltage harmonic component is superimposed on the output current e, and the first
Effects similar to those of the embodiment shown in the figure can be obtained.

本実施例においては、出力電流iの基本波成分i、の制
御を行う電流制御回路51と、高調波成分の抑制を行う
高調波電圧指令発生器44とを別々に設けている。これ
を1つの制御回路で制御及び抑制の両方を行うことは可
能である6しかしながら複数の周波数の信号を同時に扱
うため、制御系の設計が難しくなる。本実施例のように
、基本波成分の制御と高調波成分の抑制を別々に行うこ
とにより、制御系の設計に余裕が生じ、制御精度及び応
答性が向上する。
In this embodiment, a current control circuit 51 that controls the fundamental wave component i of the output current i and a harmonic voltage command generator 44 that suppresses the harmonic components are separately provided. It is possible to both control and suppress this with one control circuit.6However, since signals of multiple frequencies are handled simultaneously, designing the control system becomes difficult. By separately controlling the fundamental wave component and suppressing the harmonic component as in this embodiment, there is more leeway in the design of the control system, and control accuracy and responsiveness are improved.

上記実施例においては、各相ごとの出力電流の高調波成
分を検出して補償するため理想的に動作する場合、全て
の高調波がなくなり出力電流は正弦波となる。しかしな
がら、バンドパスフィルタ45の位相遅れは必ず存在し
、高調波電流の周波数が高くなると、重畳する指令値が
正方向に重畳され発散してしまうことが考えられる。
In the above embodiment, the harmonic components of the output current for each phase are detected and compensated for, so in the case of ideal operation, all harmonics disappear and the output current becomes a sine wave. However, there is always a phase lag in the bandpass filter 45, and as the frequency of the harmonic current increases, it is conceivable that the superimposed command values will be superimposed in the positive direction and diverge.

そこで、以下に示す実施例では、比較的振幅の大きい高
調波成分が3次調波であることに着目して、その高調波
成分を打ち消すこととした。つまり、例えば、3相の場
合、3次調波及びその3倍数の高調波は零相成分であり
、この高調波が現れると必ず零相にも現れる。そこでこ
の零相に現れる高調波成分を打ち消すように制御すれば
、零相は各相の和であるため1位相遅れの問題無しに出
力電流は正弦波状になる。
Therefore, in the embodiment shown below, attention is paid to the fact that the harmonic component having a relatively large amplitude is a third harmonic, and the harmonic component is canceled out. In other words, for example, in the case of three phases, the third harmonic and its third harmonic are zero-phase components, and when this harmonic appears, it always appears in the zero-phase as well. Therefore, if control is performed to cancel out the harmonic components appearing in this zero phase, the output current will become sinusoidal without the problem of one phase lag since the zero phase is the sum of each phase.

第12図は、誘起電圧高調波成分e、が例えば3次調波
等の零相成分で構成されている場合の実施例で、47は
各相の出力電流の総和をとり出力電流零相成分10を算
呂する加算器、46は出力電流零相成分i。を抑制する
ような高調波電圧指令01本を発生する高調波電圧指令
発生器である。
Fig. 12 shows an example in which the induced voltage harmonic component e is composed of zero-sequence components such as third-order harmonics, and numeral 47 calculates the sum of the output currents of each phase and calculates the output current zero-sequence component. 46 is the output current zero-phase component i. This is a harmonic voltage command generator that generates 01 harmonic voltage commands that suppress .

第13図は、誘起電圧高調波成分emkが零相成分で構
成されている場合の他の実施例を示す。本実施例におい
ては、各相の出力電流から出力電流零相成分10を算出
するかわりに、中性線電流i。
FIG. 13 shows another embodiment in which the induced voltage harmonic component emk is composed of a zero-phase component. In this embodiment, instead of calculating the output current zero-phase component 10 from the output current of each phase, the neutral line current i is calculated.

を検出し、高調波電圧指令発生器46の入力としている
1本実施例においても、第12図における実施例を用い
た場合と同様の効果を得ることができる。
Even in this embodiment in which the voltage is detected and inputted to the harmonic voltage command generator 46, the same effect as in the case of using the embodiment shown in FIG. 12 can be obtained.

第12図及び第13図における実施例においては、出力
電流高調波成分を抽出するために第11図の実施例に見
られるようなバンドパスフィルタ等が不要であり、位相
遅れが生じないため制御性が向上する。
In the embodiments shown in FIGS. 12 and 13, there is no need for a bandpass filter or the like as seen in the embodiment shown in FIG. Improves sex.

また第11図、第12図及び第13図における実施例に
おいては、負荷を誘起電動機としたが、負荷が同期電動
機であっても、当然ながら前記実施例を適用することが
できる。
Further, in the embodiments shown in FIGS. 11, 12, and 13, the load is an induction motor, but the above embodiments can of course be applied even if the load is a synchronous motor.

第14図は、負荷が電力系統である場合の1相分のモデ
ルを示す構成図である。11は受電側、21は周波数変
換器もしくは電力用能動フィルタ等の電力変換器により
構成される送電側、7は送電線である。受電端電圧eR
が高調波成分を含む場合、系統内の機器において騒音、
振動の増加、及び機器の焼損といった障害の原因となる
。第11図、第12図もしくは第13図のような制御器
を用いて送電端電圧e、を制御することにより、電流i
を正弦波に保ち、これらの障害の発生を抑制できる。
FIG. 14 is a configuration diagram showing a model for one phase when the load is an electric power system. 11 is a power receiving side, 21 is a power transmitting side constituted by a power converter such as a frequency converter or an active power filter, and 7 is a power transmission line. Receiving end voltage eR
contains harmonic components, noise and
This may cause problems such as increased vibration and equipment burnout. By controlling the sending end voltage e using a controller as shown in FIG. 11, 12 or 13, the current i
can be kept as a sine wave to suppress the occurrence of these disturbances.

第1図の実施例では負荷として回転型同期電動機を、第
11図、第12図及び第13図においては回転型誘導電
動機を例示したが、直線型同期電動機及び直線型誘導電
動機の制御においても、また第14図の電力系統におけ
る実施例のように負荷が電動機でない場合でも当然のこ
とながら本発明を適用できる。
In the embodiment shown in Fig. 1, a rotary synchronous motor is used as the load, and in Figs. 11, 12, and 13, a rotary induction motor is used as an example, but the control of linear synchronous motors and linear induction motors is also possible. Furthermore, the present invention can of course be applied even when the load is not an electric motor, as in the embodiment in the power system shown in FIG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば負荷の誘起電圧に起因する瞬時電力脈動
を抑制することができるので、トルク変動、騒音等の併
置を防止することができる。
According to the present invention, instantaneous power pulsations caused by the induced voltage of the load can be suppressed, so that torque fluctuations, noise, etc. can be prevented.

【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構成図、第2図は高調
波電圧指令発生器の一実施例を示す構成図、第3図は主
回路のモデルを示す図、第4図は出力周波数に対する誘
起電圧の高調波成分の振幅の関係の一例として3次調波
の特性を示したもの、第5図は出力電圧が基本渡分のみ
の場合の各部波形を計算により求めたもの、第6図は出
方電圧が誘起電圧高調波成分に相当する電圧を加えて出
力する場合の各部波形を計算により求めたもの、第7図
は誘起電圧3次調波実効値に対する出力電流リプルの特
性を示したもの、第8図は誘起電圧3次調波実効値に対
する出力電流歪率の特性を示したもの、第9図は誘起電
圧3次調波実効値に対する瞬時電力脈動の特性を示した
もの、第10図は第1図における電流制御回路の別の実
施例を示す構成図、第11図、第12図及び第13図は
インバータの制御回路の別の実施例を示す構成図、第1
4図は電力系統のモデルを示す図である。 1・・・負荷、2・・・インバータ、3・・・PWM制
御回路、11・・・同期電動機、12・・・誘導電動機
、13・・・電力系統における受電側、21・・・電力
系統における送電側、4・・・高調波電圧指令発生器、
41・・・特定高調波電圧指令発生器、411・・・高
調波電圧振幅発生器、412・・・周波数てい倍器、4
13・・・乗算器、42・・・周波数発生器、43・・
・加算器、44・・・高調波電圧指令発生器、45・・
・バンドパスフィルタ、46・・・高調波電圧指令発生
器、47・・・加算器、48・・・高調波電圧指令発生
器、5・・・基本波電流制御器、51・・・電流制御回
路、52・・・ローパスフィルタ、53・・・減算器、
54・・・座標逆変換器、55・・・極座標変換器、5
6・・・電流制御回路、57・・・減算器、58・・・
直行座標変換器、6・・・加算器、7・・・第1図 M3WA 箪4図 出力周1.N 1113図 a1 (b) 箪7図 誘起電圧3次tllJ実効値 誘起電圧3次調j実効値 篤9図 箪10rIA 1111図 冨12g
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of a harmonic voltage command generator, Fig. 3 is a diagram showing a model of the main circuit, and Fig. 4 is a block diagram showing an embodiment of the harmonic voltage command generator. Figure 5 shows the characteristics of the third harmonic as an example of the relationship between the amplitude of the harmonic component of the induced voltage and the output frequency. Figure 6 shows the calculated waveforms of each part when the output voltage is output by adding a voltage corresponding to the induced voltage harmonic component, and Figure 7 shows the output current ripple with respect to the effective value of the third harmonic of the induced voltage. Figure 8 shows the characteristics of the output current distortion rate with respect to the effective value of the third harmonic of the induced voltage, and Figure 9 shows the characteristics of instantaneous power pulsation with respect to the effective value of the third harmonic of the induced voltage. 10 is a block diagram showing another embodiment of the current control circuit in FIG. 1, and FIGS. 11, 12, and 13 are block diagrams showing other embodiments of the inverter control circuit. 1st
Figure 4 is a diagram showing a model of the power system. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Load, 2... Inverter, 3... PWM control circuit, 11... Synchronous motor, 12... Induction motor, 13... Power receiving side in power system, 21... Power system power transmission side, 4... harmonic voltage command generator,
41... Specific harmonic voltage command generator, 411... Harmonic voltage amplitude generator, 412... Frequency multiplier, 4
13... Multiplier, 42... Frequency generator, 43...
-Adder, 44...Harmonic voltage command generator, 45...
-Band pass filter, 46...Harmonic voltage command generator, 47...Adder, 48...Harmonic voltage command generator, 5...Fundamental wave current controller, 51...Current control Circuit, 52...Low pass filter, 53...Subtractor,
54... Coordinate inverse transformer, 55... Polar coordinate transformer, 5
6... Current control circuit, 57... Subtractor, 58...
Orthogonal coordinate converter, 6... Adder, 7... Fig. 1 M3WA Fig. 4 Output frequency 1. N 1113 Fig. a1 (b) Fig. 7 Induced voltage 3rd order tllJ Effective value Induced voltage 3rd order j Effective value Atsushi 9 Fig. 10rIA 1111 Fig. 12g

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、誘起電圧を持つ負荷に電力を供給する電力変換装置
において、この誘起電圧中に含まれる高調波成分に起因
して発生する出力電流の高調波成分を打ち消す電圧成分
を前記電力変換装置の出力電圧に重畳する手段を備えた
電力変換装置。 2、誘起電圧を持つ負荷に電力を供給する電力変換装置
において、この誘起電圧中に含まれる高調波成分に等し
い電圧成分を逆位相で前記電力変換装置の出力電圧に重
畳する手段を備えた電力変換装置。 3、同期電動機に電力を供給する電力変換装置において
、この同期電動機の位置信号からこの同期電動機に発生
する誘起電圧の高調波成分に相当する電圧指令を作成す
る手段と、この電圧指令を作成する手段の出力を前記電
力変換装置の出力電圧指令値に加算する手段とを備えた
電力変換装置。 4、誘導電動機に電力を供給する電力変換装置において
、この誘導電動機に発生する誘起電圧高調波成分に起因
する出力電流の高調波成分を検出する手段と、前記出力
電流の高調波成分を打ち消す電圧成分を前記電力変換装
置の出力電圧に重畳する手段を備えた電力変換装置。 5、電力系統の受電端等の一般の機器に電力を供給する
電力変換装置において、この電力系統の受電端等の一般
の機器に発生する誘起電圧高調波成分に起因する出力電
流の高調波成分を検出する手段と、前記出力電流の高調
波成分を打ち消す電圧成分を前起電力変換装置の出力電
圧に重畳する手段を備えた電力変換装置。 6、請求項第1項、第2項、第4項又は第5項記載の電
力変換装置において、前記打ち消す出力電流の高調波成
分は零相成分である電力変換装置。 7、請求項第1項、第2項、第4項、第5項又は第6項
記載の電力変換装置において、前記出力電流の高調波成
分を検出する手段は中性線の電流を検出する手段である
電力変換装置。 8、請求項第1項、第2項、第3項、第4項又は第5項
記載の電力変換装置において、前記打ち消す高調波電圧
成分が第3次調波である電力変換装置。
[Claims] 1. In a power conversion device that supplies power to a load having an induced voltage, a voltage component that cancels out harmonic components of an output current generated due to harmonic components included in this induced voltage is provided. A power conversion device comprising means for superimposing an output voltage on the output voltage of the power conversion device. 2. A power conversion device that supplies power to a load having an induced voltage, which is equipped with means for superimposing a voltage component equal to a harmonic component included in the induced voltage on the output voltage of the power conversion device in an opposite phase. conversion device. 3. In a power conversion device that supplies power to a synchronous motor, means for creating a voltage command corresponding to a harmonic component of an induced voltage generated in this synchronous motor from a position signal of this synchronous motor, and creating this voltage command. A power conversion device comprising means for adding an output of the device to an output voltage command value of the power conversion device. 4. In a power conversion device that supplies power to an induction motor, means for detecting harmonic components of an output current caused by harmonic components of an induced voltage generated in the induction motor, and a voltage that cancels the harmonic components of the output current. A power conversion device comprising means for superimposing a component on an output voltage of the power conversion device. 5. In a power conversion device that supplies power to general equipment such as the power receiving end of a power system, harmonic components of the output current caused by induced voltage harmonic components generated in general equipment such as the power receiving end of this power system. and means for superimposing a voltage component that cancels a harmonic component of the output current on the output voltage of the pre-electromotive force converter. 6. The power converter according to claim 1, 2, 4, or 5, wherein the harmonic component of the output current to be canceled is a zero-phase component. 7. In the power conversion device according to claim 1, 2, 4, 5, or 6, the means for detecting harmonic components of the output current detects a current in a neutral line. A power conversion device that is a means. 8. The power converter according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the harmonic voltage component to be canceled is a third harmonic.
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