JPH0469064A - Controller of constant current power supply - Google Patents

Controller of constant current power supply

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JPH0469064A
JPH0469064A JP17613190A JP17613190A JPH0469064A JP H0469064 A JPH0469064 A JP H0469064A JP 17613190 A JP17613190 A JP 17613190A JP 17613190 A JP17613190 A JP 17613190A JP H0469064 A JPH0469064 A JP H0469064A
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value
rectifier
control signal
current
voltage
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JP17613190A
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Koichi Ishida
紘一 石田
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable optimum adjustment by adding a signal for controlling the pulsating flow of double harmonics, a signal for zeroing the deviation by a current adjuster, and a signal for controlling the resonance of the circuit on the output side of a rectifier, and controlling the firing angle of a thyristor. CONSTITUTION:A state observer 9, to which respective actual values of the voltage V and the load current I of a low-pass filter 6 and the control signal of a rectifier 20 are input and which simulates a main circuit, outputs a third control signal alpha3* for controlling the duplicate harmonic pulsating current generated due to the unbalance of the three-phase AC power source of the rectifier 20. Moreover, a current adjuster 4 outputs a first control signal alpha1* for zeroing deviation. Furthermore, a stabilizing compensator 8 outputs a second control signal alpha2* for controlling the resonance of the circuit on the output side of the rectifier, and an adder 35 adds these three control signals and makes them a control signal alpha* for controlling the firing angle of the thyristor element of the rectifier 20. From this matter, control characteristics easy to adjust and proper can obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野) この発明は、サイリスタ整流器を用いた直流電源、特に
サイリスタ素子の点弧角を制御することにより負荷電流
を制御する定電流電源の制御装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a DC power supply using a thyristor rectifier, and particularly to a control device for a constant current power supply that controls a load current by controlling the firing angle of a thyristor element. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の電源装置において、その出力電圧、電流
に含まれる脈流成分を小さくするためにサイリスタ整流
器の後段に1段又は2段のLCフィルタからなる低域通
過フィルタが設けられる。
Conventionally, in this type of power supply device, a low-pass filter consisting of one or two stages of LC filters is provided after the thyristor rectifier in order to reduce ripple components included in the output voltage and current.

第16図は従来の12相整流による定電流電源装置、そ
の負荷回路及び制御装置の回路図である。この図におい
て、整流器用変圧器1を介して得られる互いに30度の
位相差のある2つの三相電圧をそれぞれ2つの6相のサ
イリスタ整流器21.22からなる12相整流器2で1
2相整流し、サイリスタ整流器21、22ごとに直列に
設けられたインダクタ51.52とその負荷側が一括さ
れてコンデンサ55が並列に接続されて1段目のLCフ
ィルタが構成され、更にその後段に直列に接続されたイ
ンダクタ53とその負荷側に回路に並列に接続されたコ
ンデンサ57とからなる2段目のLCフィルタが構成さ
れ、これら1段目と2段目の2段のLCフィルタから低
域通過フィルタ5が構成されており、この低域通過フィ
ルタ5に誘導性の負荷7が接続されている。コンデンサ
55.57にはそれぞれ抵抗54.56が直列に接続さ
れており、これらの抵抗54.56はコンデンサ55、
57とインダクタ51.52.53及び負荷7のインダ
クタンスとによる共振を抑制するために設けられた制振
抵抗である。低域通過フィルタ5と負荷7との間には負
荷電流Iを計測するための分流器71が挿入されていて
負荷電流実際([jが得られる。
FIG. 16 is a circuit diagram of a conventional constant current power supply device using 12-phase rectification, its load circuit, and control device. In this figure, two three-phase voltages having a phase difference of 30 degrees from each other obtained through a rectifier transformer 1 are connected to each other by a 12-phase rectifier 2 consisting of two six-phase thyristor rectifiers 21 and 22.
Two-phase rectification, inductors 51 and 52 provided in series for each of the thyristor rectifiers 21 and 22 and their load sides are combined and a capacitor 55 is connected in parallel to form a first stage LC filter, and further in the subsequent stage. A second stage LC filter is composed of an inductor 53 connected in series and a capacitor 57 connected in parallel to the circuit on the load side. A pass filter 5 is constructed, and an inductive load 7 is connected to the low pass filter 5. Resistors 54 and 56 are connected in series to each of the capacitors 55 and 57, and these resistors 54 and 56 are connected to the capacitors 55 and 55, respectively.
57, the inductors 51, 52, 53, and the inductance of the load 7. A shunt 71 for measuring the load current I is inserted between the low-pass filter 5 and the load 7, and the actual load current ([j) is obtained.

制御装置F3は電流設定値11と負荷電流実際値iとの
差信号としての偏差値eを演算する減算器31、この偏
差値eが入力され制御信号α1を出力する電流調節器、
この制m信号α”に基づいて12相整流器2に対する点
弧パルスを生起する点弧角調整器33とからなっている
The control device F3 includes a subtracter 31 that calculates a deviation value e as a difference signal between the current setting value 11 and the actual load current value i, a current regulator that receives this deviation value e and outputs a control signal α1;
The firing angle regulator 33 generates a firing pulse for the 12-phase rectifier 2 based on the control signal α''.

整流器用変圧器1が生起する2つの三相電圧は厳密には
等しくなく、したがって2つの整流器2L22の点弧角
が等しい場合には整流されて得られる直流電圧に差が住
するので、それぞれの整流器21゜22の点弧には制御
信号α0とは直接関係なしに両方の直流電圧が等しくな
るように設定されるようになっている。それぞれの整流
器21.22によって得られる直流電圧には交流電源の
周波数の6倍の周波数を基本調波とする脈流が含まれて
いるが、これらを合成した後の12相整流器2の出力電
圧V。
The two three-phase voltages generated by the rectifier transformer 1 are not strictly equal, and therefore, if the firing angles of the two rectifiers 2L22 are equal, there will be a difference in the DC voltage obtained by rectification. The ignition of the rectifiers 21 and 22 is set so that both DC voltages are equal, regardless of the control signal α0. The DC voltage obtained by each rectifier 21 and 22 contains pulsating currents whose fundamental harmonics are six times the frequency of the AC power supply, but after combining these, the output voltage of the 12-phase rectifier 2 is V.

の中には第6高調波成分の脈流は互いに打ち消されてな
くなり、これの2倍調波酸分である第12高調波成分が
脈流の主成分になっている。したがって、低域通過フィ
ルタ5はこの第12高調波成分以上の脈流を低減するた
めに製作されている。整流器21.22との間に生ずる
第611波成分の電圧差によって整流器21.22とイ
ンダクタ51.52を還流する第6調波電流が存在し得
るが、これはインダクタ5L 52や整流器用変圧器1
の漏れインダクタンスによって抑制されている。これら
による抑制が不充分の場合には、相間リアクトルを設け
るなどの構成が採用されることもある。
The pulsating currents of the sixth harmonic component cancel each other out, and the twelfth harmonic component, which is the second harmonic acid component, becomes the main component of the pulsating flow. Therefore, the low-pass filter 5 is manufactured to reduce the pulsating flow of the 12th harmonic component or higher. There may be a 6th harmonic current flowing through the rectifier 21.22 and the inductor 51.52 due to the voltage difference of the 611th wave component occurring between the rectifier 21.22 and the rectifier 5L 52 or the rectifier transformer. 1
is suppressed by the leakage inductance. If the suppression by these is insufficient, a configuration such as providing an interphase reactor may be adopted.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、第16図の構成には次のような3つの問題が
ある。その1つは、低域通過フィルタ5のコンデンサ5
5.57とインダクタンスとの間に住する共振を抑制す
るために制振用に抵抗54.55が設けられていること
である。この抵抗54.56が設けられていないと、フ
ードハック制御を行う際に安定が取りにくく、また、サ
イリスタ整流器の入力電圧に共振周波数に一致又は近い
周波数成分を持つ変動があると、その成分が増幅されて
制御を乱すという問題がある。したがって前述のように
抵抗54.56が挿入されて共振を抑制しているのであ
るが、この抵抗54.56の挿入によって低域通過フィ
ルタ5の脈流に対する減衰率が低下するという問題があ
り、インダクタ51.52.53及びコンデンサ55.
57の容量を大きくしておく必要があることから低域通
過フィルタ5が高価になるという問題の他に、抵抗54
.56の消費電力による加熱を抑制するための抵抗54
.56の冷却対策が必要となり、それ自身の価格も含め
て抵抗54.56を設けることによる低域通過フィルタ
5が高価になるという問題もある。
By the way, the configuration shown in FIG. 16 has the following three problems. One of them is the capacitor 5 of the low pass filter 5.
5.57 and the inductance, a resistor 54.55 is provided for damping vibration. If these resistors 54 and 56 are not provided, it will be difficult to maintain stability when performing food hack control, and if there is a fluctuation in the input voltage of the thyristor rectifier that has a frequency component that matches or is close to the resonance frequency, that component will be There is a problem in that it is amplified and disrupts control. Therefore, as mentioned above, the resistors 54 and 56 are inserted to suppress resonance, but there is a problem that the insertion of the resistors 54 and 56 lowers the attenuation rate of the low-pass filter 5 against pulsating flow. Inductors 51, 52, 53 and capacitors 55.
In addition to the problem that the low-pass filter 5 becomes expensive due to the need to increase the capacitance of the resistor 54,
.. Resistor 54 for suppressing heating due to power consumption of 56
.. There is also the problem that the low-pass filter 5 becomes expensive due to the provision of the resistors 54 and 56, which requires cooling measures for the resistors 54 and 56.

第2の問題は、整流器用変圧器1の受電電圧に三相不平
衡があると12相整流器2の出力電圧に含まれる脈流成
分の中に電源周波数の2倍調波酸分が含まれ、前述の1
2倍倍調波酸に比べて周波数が6分の1と非常に低いこ
とから低域通過フィルタ2では抑制できず、高調波によ
る渦電流の増大など種々の問題が直流回路に発生する可
能性があるということである。
The second problem is that when there is a three-phase imbalance in the receiving voltage of the rectifier transformer 1, the pulsating current component included in the output voltage of the 12-phase rectifier 2 contains an acid component of the second harmonic of the power supply frequency. , the above 1
Since the frequency is very low at one-sixth of that of double harmonic acid, it cannot be suppressed by low-pass filter 2, and various problems such as an increase in eddy current due to harmonics may occur in DC circuits. This means that there is.

第3のrji題は、制御特性の最適化のために電流調節
器3の係数を最適化するなどの調整が事前に行われるが
、一般にこのような調整は想定される負荷7のインダク
タンスや抵抗の値を基に実負荷試験や短絡試験などの結
果を参考にして設定される。負荷7が一定の場合には問
題は生じないが、この定電流電源が汎用電源として使用
される場合には、事前に負荷のインダクタと抵抗値を考
慮して制御特性を最適に調整することは困難であり、そ
の都度制御パラメータを切り換えるか調整する必要があ
るということである。
The third rji problem is that adjustments such as optimizing the coefficients of the current regulator 3 are made in advance in order to optimize the control characteristics, but generally such adjustments are made based on the assumed inductance and resistance of the load 7. It is set based on the value of and with reference to the results of actual load tests, short circuit tests, etc. There is no problem when the load 7 is constant, but when this constant current power supply is used as a general-purpose power supply, it is not possible to optimally adjust the control characteristics by considering the load inductor and resistance value in advance. This is difficult and requires switching or adjusting control parameters each time.

この発明は、制振用の抵抗の挿入なしに安定な制御が得
られ、交流電源が三相不平衡になっても2倍調波の脈流
成分が出力電圧に重畳せず、更に負荷のインダクタンス
や抵抗値に関係なしに制御特性の最適化のための調整が
可能な定電流電源の制御装置を提供することを目的とす
る。
This invention provides stable control without inserting a damping resistor, prevents second harmonic pulsating current components from being superimposed on the output voltage even if the AC power supply becomes three-phase unbalanced, and further improves the load. It is an object of the present invention to provide a constant current power supply control device that can be adjusted to optimize control characteristics regardless of inductance or resistance value.

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

上記目的を達成するためにこの発明によれば、整流器の
誘導負荷に低域通過フィルタを介して供給する負荷電流
を制御するために、サイリスタ素子の点弧角を制御する
定電流電源の制御装置において、前記低域通過フィルタ
の電圧と前記負荷電流のそれぞれの計測値としての実際
値及び前記整流器の点弧角を制御する制御信号が入力さ
れ、主回路を模擬し前記整流器の受電電圧の不平衡によ
って発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制御信号
、前記主回路の電圧の推定値、電流の推定値及び負荷電
流微分推定値を出力する状態観測器と、電流設定値と負
荷電流実際値との差信号としての偏差値及び前記状態観
測器による推定値が入力され前記偏差値を零にする第1
の制御信号を出力する電流調節器と、前記負荷電流微分
推定値、低域通過フィルタのコンデンサ電流の推定値及
び前記偏差値が入力されこれらに所定の係数を掛けて加
算しその結果を整流器出力回路の共振を抑制するための
第2の制御信号として出力する安定化補償器とからなり
、これら3つの制御信号を加算して得られる信号を前記
整流器の点弧角を制御する制御信号とするものとし、ま
た、整流器の誘導負荷に低域通過フィルタを介して供給
する負荷電流を制御するために、サイリスタ素子の点弧
角を制御する定電流電源の制御装置において、前記低域
通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれの計測値
としての実際値及び前記整流器の制御信号が入力され、
主回路を模擬し前記整流器の受電電圧の不平衡によって
発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制御信号、前
記主回路の電圧の推定値、電流の推定値及び負荷電流微
分推定値を出力する状態観測器と、電流設定値と負荷電
流実際値との差信号としての偏差値と前記負荷電流微分
推定値とをそれぞれ所定の係数を掛けて加算した信号を
比例積分調節器に入力し、この比例積分調節器の出力信
号を第1の制御信号とする電流ms器と、前記負荷電流
微分推定値と低域通過フィルタのコンデンサ電流の推定
値と前記偏差値とが入力されこれらに所定の係数を掛け
て加算しその結果を整流器出力回路の共振を抑制するた
めの第2の制御信号として出力する安定化補償器とから
なり、これら3つの制御信号を加算して得られる信号を
前記整流器の点弧角を制御する制御信号とするものとし
、また、整流器の誘導負荷に低域通過フィルタを介して
供給する負荷電流を制御するために、サイリスタ素子の
点弧角を制御する定電流電源の制御装置において、前記
低域通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれの計
測値としての実際値及び前記整流器の制御信号が入力さ
れ主回路を模擬し前記整流器の受電電圧の不平衡によっ
て発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制御信号、
前記主回路の電圧の推定値、電流の推定値及び負荷tf
L微分推定値を出力する状態観測器と、電流設定値と負
荷電流実際値との差信号としての偏差値を比例積分調節
器に入力しその出力信号、負荷電流実際値及び負荷電流
の時間微分推定値をそれぞれ所定の係数を掛けた上で加
算しその結果を第1の制御信号として出力する電流調節
器と、前記負荷電流微分推定値、低域道通フィルタのコ
ンデンサ電流の推定値及び前記偏差値が入力されこれら
に所定の係数を掛けて加算しその結果を整流器出力回路
の共振を抑制するための第2の制御信号として出力する
安定化補償器とからなり、これら3つの制御信号を加算
して得られる信号を前記整流器の点弧角を制御する制御
信号とするものとし、また、整流器の誘導負荷に2段の
LCフィルタからなる低域通過フィルタを介して供給す
る負荷電流を制御するために、サイリスタ素子の点弧角
を制御する定電流tfiの制御装置において、前記低域
通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれの計測値
としての実際値及び前記整流器の制御信号が入力され主
回路を模擬し前記整流器の受電電圧の不平衡によって発
生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制御信号、前記
主回路の電圧推定値、電流推定値及び負荷電流微分推定
値を出力する状態観測器と、定電流設定値と前記負荷電
流実際値との差信号としての偏差値及び前記状態観測器
による推定値が入力され前記偏差値を零にする第1の制
御信号を出力する電流調節器と、前記負荷電流微分推定
値と低域通過フィルタのコンデンサ電流の推定値と前記
偏差値とが入力されこれらに所定の係数を掛けて加算し
その結果を整流器出力回路の共振を抑制するための第2
の制御信号として出力する安定化補償器とからなり、前
記状態観測器は、前記制御信号と2つのLCフィルタの
それぞれコンデンサの端子電圧の実WA値を入力され、
制御信号から整流器の出力電圧を推定する整流器モデル
と、この整流器モデルの出力信号が入力され1段目のL
Cフィルタを模擬してそのコンデンサ電圧を推定する1
段目の状態観測器と、1段目のLCフィルタのコンデン
サ電圧実際値が入力され2段目のLCフィルタを模擬し
てそのコンデンサ電圧を推定する2段目の状態観測器と
を備えてなり、前記第1、第2及び第3の3つの制御信
号を加算して得られる信号を前記整流器の点弧角を制御
する制御信号とするものとし、また、整流器の誘導負荷
に2段のLCフィルタからなる低域通過フィルタを介し
て供給する負荷電流を制御するために、サイリスタ素子
の点弧角を制御する定電流電源の制御装置において、前
記低域通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれの
計測値としての実際値及び前記整流器の制御信号が入力
され主回路を模擬し前記整流器の受電電圧の不平衡によ
って発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制御信号
、前記主回路の電圧推定値、電流推定値及び負荷電流微
分推定値を出力する状態観測器と、定電流設定値と前記
負荷電流実際値との差信号としての偏差値及び前記状態
観測器による推定値が入力され前記偏差値を零にする第
1の制御信号を出力する電流調節器と、前記負荷電流微
分推定値、低域通過フィルタのコンデンサ電流の推定値
及び前記偏差値が入力されこれらに所定の係数を掛けて
加算しその結果を整流器出力回路の共振を抑制するため
の第2の制御信号として出力する安定化補償器とからな
り、前記状態観測器は、前記制御信号と2つのコンデン
サの端子電圧の実際値を入力され、前記制御信号から整
流器の出力電圧を推定する整流器モデルと、この整流器
モデルの出力信号が入力され1段目のLCフィルタを模
擬してそのコンデンサ電圧を推定する1段目の状態観測
器と、1段目のLCフィルタのコンデンサ電圧実際値が
入力され2段目のLCフィルタと負荷とをまとめて模擬
して負荷電流を推定する2段目の状態観測器とを備えて
なり、前記2つの制御信号を加算して得られる信号を前
記整流器の点弧角を制御する制御信号とするものとし、
また、整流器の誘導負荷に低域通過フィルタを介して供
給する負荷電流を制御するために、サイリスタ素子の点
弧角を制御する定電流1を源の制御装置において、前記
低域道通フィルタの電圧、前記負荷1ivLのそれぞれ
の計測値としての実際値及び前記整流器の制御信号が入
力され主回路を模擬し前記整流器の三相交流電源の不平
衡によって発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制
御信号、前記主回路の電圧推定値及び電流推定値を出力
するとともに、負荷電流計測値から負荷の抵抗による電
圧降下分を差し引いた信号を微分要素に入力しその出力
信号を所定の比例要素を通すことにより負荷電流微分推
定値を演算する負荷電流微分値演算器を備えた状態観測
器と、電流設定値と負荷電流実際値との差信号としての
偏差値と前記負荷電流微分値演算器によって演算された
負荷電流微分推定値とをそれぞれ所定の係数を掛けた上
で加算した信号を比例積分調節器に入力し、この比例積
分調節器の出力信号を第1の制御信号とする電流調節器
と、前記状態観測器による負荷電流の微分推定値と低域
通過フィルタのコンデンサ電流の推定値と前記偏差値と
が入力されこれらに所定の係数を掛けて加算しその結果
を整流器出力回路の共振を抑制する第2の制御信号とし
て出力する安定化補償器とからなり、これら3つの制御
信号を加算して得られる信号を前記整流器の点弧角を制
御する制御信号とするものとし、また、整流器の誘導負
荷に2段のLCフィルタからなる低域通過フィルタを介
して供給する負荷電流を制御するために、サイリスタ素
子の点弧角を制御する定電流電源の制御袋!において、
前記低域通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれ
の計測値としての実際値及び前記整流器の制御信号が入
力され主回路を模擬し前記整流器の三相交流電源の不平
衡によって発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制
御信号、前記主回路の電圧の推定値、電流の推定値及び
負荷電流微分推定値を出力する状態観測器と、定電流設
定値と前記負荷電流計測値との差信号としての偏差値及
び前記状態観測器による推定値が入力され前記偏差信号
を零にする第1の制御信号を出力する電流調節器と、前
記状態観測器による負荷電流の微分推定値と低域通過フ
ィルタのコンデンサ電流の推定値と前記偏差値とが入力
されこれらに所定の係数を掛けて加算しその結果を整流
器出力回路の共振を抑制する第2の制御信号として出力
する安定化補償器とからなり、前記状態観測器は、制御
信号と2つのコンデンサの端子電圧の実際値を入力され
、制御信号から整流器の出力電圧を推定する整流器モデ
ルと、この整流器モデルの出力信号が入力され1段目の
LCフィルタを模擬してそのコンデンサ電圧を推定する
1段目の状態観測器と、この1段目のコンデンサ電圧が
入力され2段目のLCフィルタ又はこの2段目のLCフ
ィルタと負荷を含めた主回路を模擬する2段目の状態観
測器と、1段目のコンデンサ電圧の実際値と推定値との
偏差値が入力され受電電圧の不平衡による脈流電圧成分
を推定しこの推定値を出力する自励発振器と、この自励
発振器の出力信号が入力され第3の制御信号を出力する
関数器とを備え、前記自励発振器の出力信号を前記1段
目の状態観測器の入力信号に加算してなり、前記3つの
制御信号を加算して得られる信号を前記整流器の点弧角
を制御する制御信号とするものとし、また、整流器の誘
導負荷に2段のLCフィルタからなる低域通過フィルタ
を介して供給する負荷電流を制御するために、サイリス
タ素子の点弧角を制御する定ttL電源の制御装置にお
いて、前記低域通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそ
れぞれの計測値としての実際値及び前記整流器の制御信
号が入力され主回路を模擬し前記整流器の三相交流電源
の不平衡によって発生する2倍調波の脈流を抑制する第
3の制御信号、前記主回路の電圧の推定値、電流の推定
値及び負荷電流微分推定値を出力する状態観測器と、定
電流設定値と前記負荷電流実際値との差信号としての偏
差値及び前記状態観測器による推定値が入力され前記偏
差値を零にする第1の制御信号を出力する電流調節器と
、前記状態観測器による負荷電流の微分推定値と低域通
過フィルタのコンデンサ電流の推定値と前記偏差値とが
入力されこれらに所定の係数を掛けて加算しその結果を
整流器出力回路の共振を抑制するための第2の制御信号
として出力する安定化補償器とからなり、前記状態観測
器は、制御信号と2−)のコンデンサの端子電圧の実際
値を入力され、制御信号から整流器の出力電圧を推定す
る整流器モデルと、この整流器モデルの出力信号が入力
され1段目のLCフィルタを模擬してそのコンデンサ電
圧を推定する1段目の状態観測器と、この1段目のコン
デンサ電圧が入力され2段目のLCフィルタ又はこの2
段目のLCフィルタと負荷を含めた主回路を模擬する2
段目の状態観測器と、1段目のコンデンサ電圧の実際値
と推定値との偏差値が入力され受電電圧の不平衡による
脈流電圧成分を推定しこの推定値を出力信号とする自励
発振器とからなり、この自励発振器の出力信号を前記整
流器モデルの入力信号に加算するとともに第3の制御l
@号として出力し、これら3フの制御信号を加算して得
られる信号を前記整流器の点弧角を制御する制御信号と
するものとのする。
To achieve the above object, the present invention provides a constant current power supply control device that controls the firing angle of a thyristor element in order to control the load current supplied to the inductive load of a rectifier via a low-pass filter. , actual values as measured values of the voltage of the low-pass filter and the load current, respectively, and a control signal for controlling the firing angle of the rectifier are input, and a control signal for controlling the firing angle of the rectifier is input, simulating the main circuit and detecting the incoming voltage of the rectifier. a third control signal for suppressing pulsating second harmonics generated by the balance; a state observation device that outputs an estimated value of the voltage of the main circuit, an estimated value of the current, and an estimated value of the load current differential; and a current setting value. and a load current actual value as a difference signal and a value estimated by the state observation device are input, and the first
a current regulator that outputs a control signal; the load current differential estimated value, the estimated low-pass filter capacitor current value, and the deviation value are input; these are multiplied by a predetermined coefficient and added; the result is output to the rectifier. and a stabilizing compensator that outputs a second control signal for suppressing resonance of the circuit, and a signal obtained by adding these three control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier. In addition, in a constant current power supply control device that controls the firing angle of a thyristor element in order to control a load current supplied to an inductive load of a rectifier via a low pass filter, the low pass filter is actual values as measured values of the voltage and the load current, respectively, and a control signal of the rectifier are input;
a third control signal that simulates the main circuit and suppresses second harmonic pulsation caused by unbalanced voltage received by the rectifier; an estimated value of the voltage of the main circuit, an estimated value of the current, and a differential estimation of the load current; A state observation device that outputs a value, a deviation value as a difference signal between the current setting value and the actual load current value, and a signal obtained by multiplying the load current differential estimated value by a predetermined coefficient and adding the signal to the proportional-integral regulator. and a current ms generator which uses the output signal of the proportional-integral regulator as a first control signal, the load current differential estimated value, the estimated value of the capacitor current of the low-pass filter, and the deviation value. and a stabilizing compensator that multiplies and adds a predetermined coefficient and outputs the result as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit, and a signal obtained by adding these three control signals. shall be a control signal for controlling the firing angle of the rectifier, and the firing angle of the thyristor element is controlled in order to control the load current supplied to the inductive load of the rectifier via a low-pass filter. In a control device for a constant current power supply, the actual measured values of the voltage of the low-pass filter and the load current, as well as the control signal of the rectifier, are input, simulate the main circuit, and control the unbalance of the voltage received by the rectifier. a third control signal for suppressing the second harmonic pulsating flow generated by the
Estimated voltage value, estimated current value, and load tf of the main circuit
A state observation device that outputs an estimated L-derivative value, and a deviation value as a difference signal between the current setting value and the actual load current value are input to the proportional-integral controller, and the output signal, the actual value of the load current, and the time derivative of the load current are input. a current regulator that multiplies each estimated value by a predetermined coefficient and then adds the result and outputs the result as a first control signal; It consists of a stabilizing compensator that receives deviation values, multiplies them by a predetermined coefficient, adds them, and outputs the result as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit. The signal obtained by the addition is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier, and also controls the load current supplied to the inductive load of the rectifier via a low-pass filter consisting of a two-stage LC filter. In order to do this, in a constant current tfi control device that controls the firing angle of the thyristor element, actual values as measured values of the voltage of the low-pass filter and the load current, respectively, and a control signal of the rectifier are input. a third control signal that simulates the main circuit and suppresses second harmonic pulsation caused by unbalanced voltage received by the rectifier; a voltage estimated value, current estimated value, and load current differential estimated value of the main circuit; A state observation device to output, a deviation value as a difference signal between a constant current setting value and the load current actual value, and a value estimated by the state observation device are inputted, and a first control signal is outputted to make the deviation value zero. The load current differential estimated value, the estimated value of the capacitor current of the low-pass filter, and the deviation value are inputted to the current regulator, which is multiplied by a predetermined coefficient and added, and the result is used to adjust the resonance of the rectifier output circuit. Second to suppress
and a stabilizing compensator that outputs the control signal as a control signal, and the state observation device receives the control signal and the actual WA value of the terminal voltage of each capacitor of the two LC filters,
A rectifier model that estimates the output voltage of the rectifier from the control signal, and a first-stage L
Simulating a C filter and estimating its capacitor voltage 1
It is equipped with a state observation device in the first stage and a second state observation device which receives the actual value of the capacitor voltage of the first stage LC filter and simulates the second stage LC filter to estimate the capacitor voltage. , a signal obtained by adding the first, second, and third three control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier, and a two-stage LC is used as the inductive load of the rectifier. In a constant current power supply control device that controls the firing angle of a thyristor element in order to control a load current supplied through a low-pass filter consisting of a filter, each of the voltage of the low-pass filter and the load current A third control signal is inputted with an actual value as a measured value and a control signal of the rectifier to simulate a main circuit and suppress a pulsating flow of second harmonics generated due to unbalance of the receiving voltage of the rectifier; a state observation device that outputs a circuit voltage estimation value, a current estimation value, and a load current differential estimation value, and a deviation value as a difference signal between a constant current setting value and the load current actual value, and a value estimated by the state observation device. a current regulator that outputs a first control signal that is input and makes the deviation value zero; and a current regulator that inputs the load current differential estimated value, the estimated value of the capacitor current of the low-pass filter, and the deviation value, and adjusts them to a predetermined value. and a stabilizing compensator that multiplies and adds coefficients and outputs the result as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit. a rectifier model that receives the actual value of the voltage and estimates the output voltage of the rectifier from the control signal; and a first stage that receives the output signal of this rectifier model and simulates the first stage LC filter to estimate the capacitor voltage. and a second-stage condition observation device that receives the actual value of the capacitor voltage of the first-stage LC filter and simulates the second-stage LC filter and load together to estimate the load current. and a signal obtained by adding the two control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier,
Further, in order to control the load current supplied to the inductive load of the rectifier via the low-pass filter, in a control device using a constant current 1 as a source for controlling the firing angle of the thyristor element, the low-pass pass filter is used. The voltage, the actual value as each measured value of the load 1ivL, and the control signal of the rectifier are input to simulate the main circuit and suppress the pulsating flow of the second harmonic generated by the unbalance of the three-phase AC power source of the rectifier. A third control signal that outputs the estimated voltage value and estimated current value of the main circuit, and inputs a signal obtained by subtracting the voltage drop due to the resistance of the load from the measured load current value to a differential element, and outputs the output signal to a predetermined value. A state observation device equipped with a load current differential value calculator that calculates an estimated load current differential value by passing through a proportional element, and a deviation value as a difference signal between the current set value and the actual load current value and the load current differential The load current differential estimated value calculated by the value calculator is multiplied by a predetermined coefficient and then added, and the signal is inputted to the proportional-integral regulator, and the output signal of this proportional-integral regulator is used as the first control signal. The differential estimated value of the load current by the condition observation device, the estimated value of the capacitor current of the low-pass filter, and the deviation value are inputted, and these are multiplied by a predetermined coefficient and added, and the result is sent to the rectifier. It consists of a stabilizing compensator that outputs as a second control signal to suppress resonance of the output circuit, and a signal obtained by adding these three control signals is used as a control signal to control the firing angle of the rectifier. In addition, in order to control the load current supplied to the inductive load of the rectifier through a low-pass filter consisting of a two-stage LC filter, a control bag for a constant current power supply that controls the firing angle of the thyristor element! In,
The actual measured values of the voltage of the low-pass filter and the load current, as well as the control signal of the rectifier, are input to simulate the main circuit, and the rectifier generates a double harmonic due to the unbalance of the three-phase AC power supply. a third control signal for suppressing pulsating waves; a state observation device that outputs an estimated value of the voltage of the main circuit, an estimated value of the current, and an estimated value of the load current differential; a constant current setting value and the measured load current value; a current regulator that receives a deviation value as a difference signal between the two and a value estimated by the state observation device and outputs a first control signal that makes the deviation signal zero; and a differential estimated value of the load current by the state observation device. , the estimated value of the capacitor current of the low-pass filter, and the deviation value are input, these are multiplied by a predetermined coefficient and added, and the result is output as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit. The state observation device receives the control signal and the actual values of the terminal voltages of the two capacitors as input, and a rectifier model that estimates the output voltage of the rectifier from the control signal, and the output signal of this rectifier model as input. a first-stage state observation device that simulates the first-stage LC filter and estimates its capacitor voltage, and a second-stage LC filter to which this first-stage capacitor voltage is input or this second-stage LC filter. and the second stage condition observation device that simulates the main circuit including the load, and the deviation value between the actual value and estimated value of the first stage capacitor voltage is input to estimate the pulsating voltage component due to unbalance of the receiving voltage. A self-excited oscillator that outputs an estimated value of the noise, and a function unit that receives the output signal of the self-excited oscillator and outputs a third control signal, and converts the output signal of the self-excited oscillator into the state of the first stage. The signal obtained by adding the three control signals is added to the input signal of the observation device, and the signal obtained by adding the three control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier. In a constant ttL power supply control device that controls the firing angle of a thyristor element in order to control a load current supplied through a low-pass filter consisting of an LC filter, the voltage of the low-pass filter and the load current are a third control signal in which the actual values as respective measurement values and the control signal of the rectifier are inputted to simulate the main circuit and suppress the pulsating flow of second harmonics generated due to the unbalance of the three-phase AC power supply of the rectifier; , a state observation device that outputs an estimated voltage value, an estimated current value, and an estimated load current differential value of the main circuit, and a deviation value as a difference signal between the constant current setting value and the actual load current value, and the state observation device. a current regulator that receives an estimated value from the device and outputs a first control signal that makes the deviation value zero; a differential estimated value of the load current by the state observation device; and an estimated value of the capacitor current of the low-pass filter a stabilizing compensator that receives the deviation value, multiplies these by a predetermined coefficient, adds the result, and outputs the result as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit; is input with the control signal and the actual value of the terminal voltage of the capacitor in 2-), and a rectifier model that estimates the output voltage of the rectifier from the control signal, and the output signal of this rectifier model is input and the first stage LC filter is input. The first stage state observation device simulates and estimates the capacitor voltage, and the second stage LC filter or this second stage receives the first stage capacitor voltage.
Simulating the main circuit including the stage LC filter and load 2
A self-excitation system in which the deviation value between the actual value and the estimated value of the capacitor voltage of the first stage is input to the state observation device of the first stage, and the pulsating voltage component due to the unbalance of the receiving voltage is estimated, and this estimated value is used as the output signal. oscillator, the output signal of this self-excited oscillator is added to the input signal of the rectifier model, and a third control l
A signal obtained by adding these three control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier.

〔作用〕[Effect]

この発明の構成において、低域連通フィルタの電圧と負
荷電流のそれぞれの実際値及び整流器の制御信号が入力
され主回路を模擬する状態観測器によって、整流器の受
電電圧の三相不平衡によって発生する2倍調波の脈流を
抑制する第3の制御信号、主回路の電圧電流それぞれの
推定値及び負荷電流微分推定値を算出して出力し、電流
設定値と負荷電流実際値との偏差値及び前記状態観測器
による推定値が入力される電流調節器によって偏差値を
零にする第1の制御信号を出力し、前記負荷電流微分推
定値、低域通過フィルタのコンデンサ電流の推定値及び
前記偏差値が入力される安定化補償器によって、これら
入力信号に所定の係数を掛けて加算しその結果を整流器
出力側回路の共振を抑制する第2の制御信号として出力
し、これら3つの制御信号を加算して得られる信号を整
流器のサイリスタ素子の点弧角を制御する制御信号とす
る構成としたことにより、負荷電流が電流設定値に一致
するよう制御されるとともに、整流器出力側回路の共振
が抑制され、また、受電電圧の不平衡によって発生する
2倍調波の脈流が抑制される。
In the configuration of this invention, the actual values of the voltage and load current of the low-pass communication filter and the control signal of the rectifier are inputted, and a state observation device that simulates the main circuit detects the voltage generated by the three-phase unbalance of the receiving voltage of the rectifier. A third control signal for suppressing second harmonic pulsating current, the estimated values of the voltage and current of the main circuit, and the estimated load current differential are calculated and output, and the deviation value between the current setting value and the actual load current value is calculated and output. and outputs a first control signal for zeroing the deviation value by a current regulator to which the estimated value from the state observation device is input, and outputs the load current differential estimated value, the estimated value of the capacitor current of the low-pass filter, and the above-mentioned A stabilizing compensator to which the deviation value is input multiplies these input signals by a predetermined coefficient, adds them, and outputs the result as a second control signal that suppresses the resonance of the rectifier output side circuit, and these three control signals By using the signal obtained by adding up the rectifier as a control signal to control the firing angle of the thyristor element of the rectifier, the load current is controlled to match the current setting value, and the resonance of the rectifier output side circuit is suppressed. This also suppresses the pulsating flow of the second harmonic generated due to the unbalance of the received voltage.

また、前述の電流調節器を、前述の偏差値と負荷電流微
分推定値とをそれぞれ所定の係数を掛けて加算した値を
比例積分調節器を通して第1の制御信号として出力する
構成とすることによって、負荷の回路定数の値に関係な
しに電流調節器の係数の設定が可能になる。
Further, by configuring the current regulator described above to output a value obtained by multiplying the deviation value and the estimated load current differential value by respective predetermined coefficients and adding them together as the first control signal through the proportional-integral regulator. , it becomes possible to set the current regulator coefficients regardless of the values of the load circuit constants.

また、前述の電流調節器を、前述の偏差値を比例積分調
節器に入力し、その出力信号、負荷電流実際値及び負荷
電流微分推定値をそれぞれ所定の係数を掛けた上で加算
しその結果を第1の制御信号として出力する構成とした
ことにより、負荷の回路定数の値に関係なしに電流調節
器の係数を設定することができるとともに、負荷電流実
際値が一定のときでも負荷電流微分推定値が零にならな
いという誤差が生じても、この誤差成分は比例積分調節
器によって補償され制御偏差にオフセットは生じない。
In addition, the deviation value of the above-mentioned current regulator is inputted to the proportional-integral regulator, and the output signal, the actual load current value, and the estimated load current differential value are multiplied by a predetermined coefficient and added. By configuring this to output as the first control signal, it is possible to set the coefficient of the current regulator regardless of the value of the load circuit constant, and even when the actual value of the load current is constant, the load current differential Even if an error occurs in which the estimated value does not become zero, this error component is compensated by the proportional-integral regulator and no offset occurs in the control deviation.

低域通過フィルタが2段のLCフィルタで構成されてい
る場合に、主回路を模擬する前述の状態観測器を、整流
器の制御信号と2つのコンデンサの端子電圧の実際値が
入力され、制御信号から整流器の出力電圧を推定する整
流器モデルと、この整流器モデルの出力信号が入力され
1段目のLCフィルタを模擬してそのコンデンサ電圧を
推定する1段目の状態観測器と、この1段目のコンデン
サ電圧が入力され2段目のLCフィルタを模擬してその
コンデンサ電圧を推定する2段目の状態観測器とで構成
することにより、これら第1と第2の状態観測器をそれ
ぞれ単独に調整することができることから、主回路を模
擬する状態観測器の調整が容易になる。
When the low-pass filter is composed of a two-stage LC filter, the aforementioned state observation device that simulates the main circuit is input with the control signal of the rectifier and the actual values of the terminal voltages of the two capacitors, and the control signal is a rectifier model that estimates the output voltage of the rectifier from the rectifier model, a first-stage state observation device that receives the output signal of this rectifier model, simulates the first-stage LC filter, and estimates the capacitor voltage; By constructing a second-stage state observation device that receives the input capacitor voltage and estimates the capacitor voltage by simulating the second-stage LC filter, these first and second state observation devices can be used independently. Since it can be adjusted, it becomes easy to adjust the state observation device that simulates the main circuit.

また、前述の2段目の状態観測器を、低域通過フィルタ
の1段目のコンデンサ電圧が入力され2段目のLCフィ
ルタと負荷とをまとめて模擬して負荷電流を推定する状
態観測器で構成することにより、2段目のコンデンサ電
圧の実際値が不要になる。
In addition, the second-stage state observation device described above is replaced by a state observation device that receives the capacitor voltage of the first stage of the low-pass filter and simulates the second-stage LC filter and the load together to estimate the load current. By configuring this, the actual value of the capacitor voltage in the second stage becomes unnecessary.

電流調節器の入力信号の1つである負荷電流微分推定値
を演算する演算器を、負荷電流実際値A値から負荷の抵
抗による電圧陣下分を差し引いた信号を微分要素に入力
しその出力信号を所定の比例要素を通すことにより負荷
電流微分推定値を得る構成とすることにより、この負荷
電流微分値演算器の負荷の抵抗成分を模擬する係数の値
の誤差に起因して生ずる負荷電流微分推定値の負荷電流
実際値が一定のときにも零にならないという誤差成分が
補正されて、負荷電流実際値が一定の場合には負荷電流
微分推定値は定常的に零になる。
A calculator that calculates the estimated load current differential value, which is one of the input signals of the current regulator, inputs a signal obtained by subtracting the voltage difference due to the load resistance from the actual load current value A value to the differential element, and outputs the signal. By passing the signal through a predetermined proportional element to obtain the load current differential estimated value, the load current generated due to an error in the value of the coefficient that simulates the resistance component of the load of this load current differential value calculator is calculated. The error component of the differential estimated value that does not become zero even when the actual load current value is constant is corrected, and the differential estimated value of the load current constantly becomes zero when the actual load current value is constant.

2段のLCフィルタからなる低域通過フィルタを含む主
回路を整流器モデル及び1段目と2段目の29の状態観
測器で模擬した前述の状態観測器に、1段目のコンデン
サ電圧の実際値と推定値との偏差値が入力され受電電圧
の不平衡によって生じる電源周波数の2倍調波の脈流電
圧成分を推定しこの推定値を出力する自励発振器と、こ
の自励発振器の出力信号が入力され第3の制御信号を出
力する関数器とを設け、自励発振器の出力信号を1段目
の状態観測器の入力信号に加算する構成とすることによ
り、前述の脈流成分を含む主回路を模擬した状態観測器
になり、前述の関数器の出力信号を第3の制御信号とし
て整流器の制御信号に加算することにより、実際の脈流
電圧が負のフィードバックされたのと等価になって整流
器の出力電圧に含まれる電源周波数の2倍調波の脈流電
圧を抑制することができる。
The main circuit including a low-pass filter consisting of two stages of LC filters is simulated using a rectifier model and 29 state observers in the first and second stages. A self-excited oscillator that receives input of the deviation value between the estimated value and the estimated value, estimates the pulsating voltage component of the second harmonic of the power supply frequency caused by the unbalance of the received voltage, and outputs this estimated value, and the output of this self-excited oscillator. By providing a function unit that receives a signal and outputs a third control signal, and adding the output signal of the self-excited oscillator to the input signal of the first-stage state observation device, the above-mentioned pulsating flow component can be eliminated. By adding the output signal of the function generator mentioned above to the rectifier control signal as the third control signal, it is equivalent to negative feedback of the actual pulsating voltage. This makes it possible to suppress the pulsating voltage of the second harmonic of the power supply frequency included in the output voltage of the rectifier.

また、前述の自励発振器の出力信号を整流器モデルの入
力信号に加算するとともに第3の制御信号として出力す
る構成としたことによって、前述の関数器を省略するこ
とができる。
Furthermore, by adding the output signal of the self-excited oscillator to the input signal of the rectifier model and outputting it as the third control signal, the function generator described above can be omitted.

〔実施例〕〔Example〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。第1図はこ
の発明の実施例を示す定電流電源とその制御装置を示す
回路図である。この図において、整流器20は第16図
の12相整流器2と点弧角調整器33を含むんだもので
あり、整流器用変圧器1の図示は省略しである。また、
低域通過フィルタ6と低域通過フィルタ5との違いの一
つは、コンデンサ62.64に直列挿入される制振用の
抵抗が省略されていることと、もう一つはインダクタ6
1が1つにまとめられていることである。前者の違いは
後述のようにこの発明の効果の1つとして制振用の抵抗
が不要となるためであり、後者の違いは単に表示上の違
いだけであり奉賀的な違いではない。
The present invention will be explained below based on examples. FIG. 1 is a circuit diagram showing a constant current power supply and its control device according to an embodiment of the present invention. In this figure, the rectifier 20 includes the 12-phase rectifier 2 and firing angle regulator 33 shown in FIG. 16, and the rectifier transformer 1 is not shown. Also,
One of the differences between the low-pass filter 6 and the low-pass filter 5 is that the damping resistor inserted in series with the capacitors 62 and 64 is omitted, and the other is that the inductor 6
1 are combined into one. The former difference is due to the elimination of the need for a damping resistor as one of the effects of this invention, as will be described later, and the latter difference is simply a difference in display and is not a celebratory difference.

制御装置30は、負荷電流指令値11と負荷電流実際値
lとの差信号としての偏差値eを出力する減算器31、
この偏差値eと後述の状態観測器9で出力される負荷電
流微分推定値Sτとが入力され第1の制御信号α1*を
出力する電流調節器4、主回路を模擬し第3の制御信号
α−を始めとする推定値を出力する状態観測器9、この
状態観測器9からの出力信号が入力されて第2の制御信
号α!傘を出力する安定化補償器8とからなっている。
The control device 30 includes a subtracter 31 that outputs a deviation value e as a difference signal between the load current command value 11 and the load current actual value l;
A current regulator 4 which receives this deviation value e and a load current differential estimated value Sτ outputted from a state observation device 9 (described later) and outputs a first control signal α1* simulates the main circuit and outputs a third control signal. A state observation device 9 outputs estimated values including α−, and the output signal from this state observation device 9 is inputted to generate a second control signal α! It consists of a stabilizing compensator 8 that outputs an umbrella.

なお、負荷電流微分推定値5T(DSはラプラス変換の
演算子でした周知のようにこのSを掛けることは時間関
数を微分したことと等価である。また、■のハツト記号
は推定値であることを表す。
Note that the load current differential estimated value 5T (DS is the Laplace transform operator.As is well known, multiplying by this S is equivalent to differentiating a time function. Also, the hat symbol in ■ is the estimated value. represents something.

状態観測器9は負荷電流実際[iの他にコンデンサ62
.64のそれぞれの端子電圧であるV、、 Vが計測さ
れて得られる実際値Vl+ vが入力される。
The status monitor 9 detects the actual load current [in addition to the capacitor 62
.. 64 terminal voltages V, , V are measured and the actual value Vl+v obtained is input.

電圧実際値V□、Vは単に主回路から引き出していによ
うに図示しであるが、実際には回路に並列に挿入された
分圧器によって計測されるものである。
Although the actual voltage values V□, V are shown as if they are simply drawn out from the main circuit, they are actually measured by a voltage divider inserted in parallel with the circuit.

整流器20に入力される制御信号α0は前述の第1、第
2、第3の制御信号α−11、α−の和α であり、加電器35によって演算される。また、制御信
号α1は状S*測器9に入力されて状態観測の入力信号
として使用される。
The control signal α0 input to the rectifier 20 is the sum α of the aforementioned first, second, and third control signals α−11 and α−, and is calculated by the charger 35. Further, the control signal α1 is input to the state S* measuring instrument 9 and used as an input signal for state observation.

以下に、制御信号α8の生成方式とその効果仁ついて説
明するが、その基本になるのは状態観測器りなので、ま
ずこの状態観測器9の構成について説明する。
The generation method of the control signal α8 and its effects will be explained below, but since the basis thereof is a state observation device, the configuration of the state observation device 9 will be explained first.

第2図は状態観測器9の概略ブロック図である。FIG. 2 is a schematic block diagram of the state observation device 9.

状態観測器9は制御信号α0が入力され整流器モデル9
1.2つの状態観測器92.93とからなっており、整
流器モデル91は制御信号α0と整流器20の出力電圧
v1の関係を模擬するものであり、状態観測器92は電
圧v1の推定値Q1 と電圧V、とが入力され1段目の
LCフィルタを模擬するものであり、状態観測器93は
電圧V!と電圧Vとが入力され2段目のLCフィルタを
模擬するものである。
The state observation device 9 receives the control signal α0 and operates as a rectifier model 9.
1. It consists of two state observers 92 and 93. The rectifier model 91 simulates the relationship between the control signal α0 and the output voltage v1 of the rectifier 20, and the state observer 92 simulates the relationship between the control signal α0 and the output voltage v1 of the rectifier 20. and voltage V, are input to simulate the first stage LC filter, and the state observer 93 receives voltage V! and voltage V are input to simulate the second stage LC filter.

第1図において、主回路の回路方程式は次式となる。た
だし、次の変換を施して制御回路との共通性を持たせで
ある。負荷7の定格電圧をvo、定格電流を10及びこ
れらの比で定義される定格抵抗Re=Vo/I。とし、
次のように電圧、電流及び回路定数を無次元化する。な
お、Tにインデックスのついた係数は時定数であって時
間の次元を持っている。なお、前述のようにSはラプラ
ス変換の演算子であり、Sが掛は軍された変数は時間微
分値を、1/Sが掛けられた変数は時間積分値を表す。
In FIG. 1, the circuit equation of the main circuit is as follows. However, the following conversion is performed to ensure commonality with the control circuit. The rated voltage of the load 7 is vo, the rated current is 10, and the rated resistance Re defined by the ratio of these is Vo/I. year,
The voltage, current, and circuit constants are made dimensionless as follows. Note that the coefficient indexed by T is a time constant and has the dimension of time. As mentioned above, S is a Laplace transform operator, and a variable multiplied by S represents a time differential value, and a variable multiplied by 1/S represents a time integral value.

V+−V+/Vo、 vz=Vz/ν。、v =V /
しL□L/Ia−1g=It/Is−,I □I /I
s。
V+-V+/Vo, vz=Vz/ν. , v = V /
しL□L/Ia-1g=It/Is-,I □I /I
s.

↑+□L+/Re、Tz=C+Ro 、?!=LL/R
e、 Tn=CJa 、Ts=L/Re 、Ks”Ro
/RS + =(−1/KsTs ) i +(1/T
s) v −−−−−−−−−−−−−(3)上式は微
分値を左辺におく状態方程式の形で表しである。前述の
状態観測器92は(1)式を、状態観測器93ば(2)
式を模擬するものである。
↑+□L+/Re, Tz=C+Ro,? ! =LL/R
e, Tn=CJa, Ts=L/Re, Ks”Ro
/RS + = (-1/KsTs) i + (1/T
s) v −−−−−−−−−−−−−(3) The above equation is expressed in the form of an equation of state with the differential value on the left side. The above-mentioned state observation device 92 uses equation (1), and state observation device 93 uses equation (2).
This simulates the formula.

図から明らかなように整流器2oの出力電圧である電圧
v1は計測していないので制御信号α寧がら次式に基づ
いて推定する。一般に点弧角αと出力電圧v1の間に次
式が成立する。
As is clear from the figure, since the voltage v1, which is the output voltage of the rectifier 2o, is not measured, it is estimated based on the following equation based on the control signal α. Generally, the following equation holds between the firing angle α and the output voltage v1.

V、=V、cos(α)/(1+Sr/2)     
           −−−−−−−−−(4)ここ
で、τ−1/(12F> 、 f i交流電源の基本周
波数、vo;α−0のときの電圧。
V, = V, cos(α)/(1+Sr/2)
----------(4) Here, τ-1/(12F>, f i Fundamental frequency of AC power supply, vo; voltage when α-0.

この式でτは点弧遅れ無駄時間になるもので分母の()
内が一次遅れ要素となっている。したがって、*rm信
号α傘から整流器2oの出力電圧V、の推定値量、は次
式で求められる。
In this formula, τ is the ignition delay wasted time and is the denominator ()
The inside is the first-order lag element. Therefore, the estimated value of the output voltage V of the rectifier 2o from the *rm signal α umbrella is obtained by the following equation.

?、 −Elcos(α*)/(1+ Sr/2)  
    −−−−一−−−−−(5)ここで、el:比
例係数 第2図の整流器モデル旧はこの(4)式を演算する演算
回路である。
? , −Elcos(α*)/(1+Sr/2)
(5) Here, el: proportional coefficient The rectifier model old in FIG. 2 is an arithmetic circuit that calculates this equation (4).

第3図は状態観測器92のブロック線図である。FIG. 3 is a block diagram of the state observer 92.

この図において、電圧推定値9.は電圧実際値V。In this figure, the voltage estimate 9. is the actual voltage value V.

との差を加算点920でとられ、その差信号elが比例
要素922.924を介して加算点927.929で加
算されるが、これは状態観測器理論に基づくもので、電
圧推定値9.の電圧実際値匂に対する追随性をよくする
ことにより他の状態変数の推定の精度を向上させている
The difference signal el is taken at an addition point 920, and the difference signal el is added at an addition point 927.929 via a proportional element 922.924, but this is based on the state observer theory, and the voltage estimate 9 .. By improving the ability to follow the actual voltage value, the accuracy of estimation of other state variables is improved.

この状態観測器92は次式を基に構成されている。This state observation device 92 is constructed based on the following equation.

この状態観測器92の入力信号である電圧推定値Q1に
誤差があると、この状態観測器92の動作点がずれるの
で、図示のように差信号e1を積分しく図で1/Sを掛
けである)その値を加算点926で加算することにより
実際の電圧v、と電圧推定値91 との差を補正しであ
る。この状態観測器92からコンデンサ62に流れる電
流I C+の推定値↑6.がT、、−T、−12として
求められる。
If there is an error in the estimated voltage value Q1, which is the input signal of this condition observation device 92, the operating point of this condition observation device 92 will shift. The difference between the actual voltage v and the estimated voltage value 91 is corrected by adding that value at an addition point 926 (sometimes the difference is between the actual voltage v and the estimated voltage value 91). Estimated value of current I C+ flowing from this state observation device 92 to capacitor 62 ↑6. is obtained as T, , -T, -12.

第4図は状態観測器93のブロック線図である。FIG. 4 is a block diagram of the state observation device 93.

この図において、電圧推定値Q は実際値である電圧V
との差を加算点938でとられ、その差信号むか比例要
素931.933を介して加算点935.937で加算
されており、これについては第3図の場合と同様である
In this figure, the estimated voltage value Q is the actual value of the voltage V
The difference between them is taken at an addition point 938, and the difference signal is added at an addition point 935.937 via proportional elements 931.933, as in the case of FIG.

この状態観測器93は次式を基に構成されている。This state observation device 93 is constructed based on the following equation.

状態観測器93からはコンデンサ64に流れる電流I 
czの推定fli T、工がTct=Ttiとして求め
られる。
A current I flows from the state monitor 93 to the capacitor 64.
The estimation of cz is obtained as Tct=Tti.

次に制御信号α−を求める方法について述べる。Next, a method for obtaining the control signal α- will be described.

α−を次式で定義する。α− is defined by the following equation.

α−−(Gl+Gll/S )α、      ・−−
−−−−一一−−−−−−−−−・−(8)α。−に山
+に山 ) xlxi”i   )   、           
 (9)x、wSz、−S +  J (8)式の右辺括弧内は比例積分調節器と同じ形の伝達
関数を表しており、これから類推できるように、α−は
α、が0になるように制御する制御信号になっている。
α−−(Gl+Gll/S)α, ・−−
−−−−11−−−−−−−−・−(8) α. − to the mountain + to the mountain) xlxi”i),
(9) x, wSz, -S + J The parenthesis on the right side of equation (8) represents a transfer function in the same form as the proportional-integral regulator, and as can be inferred from this, α- becomes α, becomes 0. The control signal is used to control the

また、α。に含まれるxlは前述の偏差値eと同じであ
り、x8はその微分値であるが、電流設定値18は時間
的に変化しないのでその微分値は0であることから、こ
のX、は上式のように負荷電流実際値iの微分値の反対
符号になる。α。はこれら×1とXlの係数に3、k3
による加重和として定義されており、これが0になるよ
うに制御されるいわゆる滑り状態制御が行われる。
Also, α. The xl included in As shown in the equation, it has the opposite sign of the differential value of the actual load current value i. α. is the coefficient of these ×1 and Xl, k3
This is defined as a weighted sum of 0, and so-called slip state control is performed so that this becomes 0.

第5図はX、とX!を互いに直交する座標とする位相面
での点(Xl+ xg)の変化の様子を示す位相面図で
ある。この図において、横軸がX1% @1軸が×8で
斜めの鎖線はα、−〇を満足するXl、x8の関係を示
す直線であり、その傾斜は−に+/kgである。
Figure 5 shows X, and X! FIG. 2 is a phase plane diagram showing how a point (Xl+xg) changes on a phase plane where the coordinates are orthogonal to each other. In this figure, the horizontal axis is X1% @1 axis is x8, and the diagonal chain line is a straight line showing the relationship between Xl and x8 that satisfies α, -0, and its slope is -+/kg.

xlの初期値をxl。とすると、この位相面での(XI
+ x□)の軌跡は図の実線と矢印で示すように、(X
16.O)から始まってα。−〇の直線上に移動し、以
後この直線上を移動して原点に到達する。
The initial value of xl is xl. Then, (XI
The locus of (X□) is shown by the solid line and arrow in the figure.
16. Starting from O) and α. - Move on the straight line, and then move on this straight line to reach the origin.

第6図はこのときのxlの時間的変化を示す線図である
。この図において、横軸は時間t、縦軸は×1であり、
1−0の時点でXl ”’ Xl。であったのが、Lの
増大とともに指数関数的に減少してゆき、そのときの時
定数はkg/に、である。
FIG. 6 is a diagram showing the temporal change in xl at this time. In this figure, the horizontal axis is time t, the vertical axis is ×1,
At the time of 1-0, Xl ''' Xl. decreases exponentially as L increases, and the time constant at that time is kg/.

次にα1*を求めるのに必要な(7)式に含まれる負荷
電流微分推定値siを求める方法について述べる。
Next, a method for determining the load current differential estimated value si included in equation (7) necessary for determining α1* will be described.

前述の(3)式の左辺は負荷電流iの微分値になってい
るので、この(3)式を演算器に構成することにより負
荷電流微分推定値siを求めることができる。(3)式
を少し変形して次式が得られる。
Since the left side of the above-mentioned equation (3) is the differential value of the load current i, the load current differential estimated value si can be obtained by configuring the equation (3) in an arithmetic unit. By slightly modifying equation (3), the following equation can be obtained.

ST = (v −i /Ks)/Ts −−−−−−
−m−・−−−−−−−−−−−−−’ (10)第7
図はこの式に基づいて構成した負荷電流微分値演算器9
4であり、負荷電圧Vと負荷電流iとを入力信号として
図のように2つの比例要素941゜942と加算点94
3で構成さる。この負荷電流微分値演算器94では負荷
抵抗Rを模擬する比例要素941の係数Ksに誤差があ
るとiが一定でその微分値がOのときでも STはOに
ならず第1の制御信号α−による制御に支障を来すこと
になることから、次式に基づく負荷電流微分値演算器9
4を構成するものとする。
ST = (v −i /Ks)/Ts −−−−−−
-m-・--------------' (10) 7th
The figure shows a load current differential value calculator 9 configured based on this formula.
4, and using the load voltage V and load current i as input signals, two proportional elements 941 and 942 and an addition point 94 are used as shown in the figure.
It consists of 3. In this load current differential value calculator 94, if there is an error in the coefficient Ks of the proportional element 941 that simulates the load resistance R, even when i is constant and its differential value is O, ST will not become O and the first control signal α -, the load current differential value calculator 9 based on the following formula
4.

T、          S +Ka 第8図はこの(8)式を基に構成した負荷電流微分値演
算器940であり、比例要素941.942、加算点9
43からなる点は第7図と同しであるが、加算点943
と比例要素942の間に係数かに、の積分要素945で
比例要素946の入力信号を加算点948に負のフィー
ドバックをかけて構成した微分フィルタ949を追加し
たものである。
T, S +Ka FIG. 8 shows a load current differential value calculator 940 constructed based on equation (8), with proportional elements 941 and 942, and addition point 9.
The points consisting of 43 are the same as in Figure 7, but the addition point is 943.
A differential filter 949 configured by applying negative feedback to the input signal of the proportional element 946 to the addition point 948 by the integral element 945 of the coefficient .

負荷電流微分推定@ STを実際にはX2として使用す
る算出時の誤差を補正するために第8図に示すように微
分フィルタ949を通して得ているので、実際のα。−
〇の方程式は次式となる。
The load current differential estimate @ST is actually used as X2.In order to correct the error in calculation, it is obtained through a differential filter 949 as shown in FIG. 8, so the actual α. −
The equation for 〇 is as follows.

(16−に+X++ktXt −klX++ktX+ S/(S +KJ ””0、’
、 S”klX++Sk+X+ +kii””0   
  −−’−−−−−    (12)このようにX、
に関する二次方程式になるためその根が複素数種の場合
には振動特性を持つことになる。この振動は第5図の原
点に接近する際に原点を中心にしてαo”0の直線上で
振動することになる。しかし、この振動は、後述の主回
路の共振を抑制するための第2の制御信号α2申が演算
される安定化補償器8に含まれる係数f1〜f4により
抑制することができるので、実際上の問題にはならない これら負荷電流微分値演算器94又は940は第2図の
状態観測器9と一体に設置されるものなので、第1図に
は状態観測器9の中に包まれたものとしている。
(16-+X++ktXt -klX++ktX+ S/(S +KJ ""0,'
, S”klX+++Sk+X+ +kii””0
−−'−−−−− (12) In this way, X,
Since it becomes a quadratic equation for When this vibration approaches the origin in Fig. 5, it vibrates on a straight line of αo''0 with the origin as the center. Since the control signal α2 can be suppressed by the coefficients f1 to f4 included in the stabilizing compensator 8, this does not pose a practical problem.The load current differential value calculator 94 or 940 is shown in FIG. Since it is installed integrally with the condition observation device 9, it is shown as being enclosed within the condition observation device 9 in FIG.

第9図は第2図の状態観測器93の別の実施例を示す状
態観測器95のブロック線図である。前述のように、負
荷電流微分推定値STを求めるために専用の状態観測器
94を採用したが、この図では状態観測器93.94の
機能とをまとめて1つの状態観測器95で実現すること
ができる。この図において、第4図と共通の構成要素に
対しては同し参照符号を付けて詳しい説明を省略する。
FIG. 9 is a block diagram of a state observer 95 showing another embodiment of the state observer 93 of FIG. As mentioned above, a dedicated state observation device 94 was employed to obtain the load current differential estimated value ST, but in this figure, the functions of the state observation devices 93 and 94 are combined into one state observation device 95. be able to. In this figure, components common to those in FIG. 4 are given the same reference numerals and detailed explanations are omitted.

この状態観測器95は状態観測器93に更に負荷7を含
めて負荷電流Tの推定fIITが推定されるものである
。負荷電流微分推定値srは積分要素952の入力信号
を比例要素953を通すことによって得られる。
This condition observation device 95 is one in which the load 7 is further included in the condition observation device 93 to estimate the estimated load current T fIIT. The load current differential estimated value sr is obtained by passing the input signal of the integral element 952 through the proportional element 953.

第1の制御信号α−の算出は前述の(8)式に基づいて
第1図に示すように電流31節器4で行われ第10図は
この発明の実施例の一つとしての電流調節器4を示すブ
ロック線図である。この図において、電流設定値10と
負荷電流実際値iとの偏差値eに比例要素41の係数に
、が乗算されて旧式のα。の第1項が求まり、一方、前
述の第8Fgの負荷電流微分値演算器94、第9図の負
荷電流微分値演算器940、又は第9図の状態観測器9
5によって求められた負荷電流微分推定値STが入力さ
れて比例要素45の係数に、が乗算られてα、の式の第
2項の反対符号の値が求まる。これらが加算点42で加
算されてα。が得られるが、符号を反転させるために比
例要素43の出力信号は減算の形で加算点42に入力さ
れる。加算点42の出力信号としてのα。は比例要素4
4と積分要素45に入力されてそれぞれの出力信号が加
算点45で加算されて電流調節器4の出力信号としての
α−となる。
The calculation of the first control signal α- is performed by the current 31 node 4 as shown in FIG. 1 based on the above-mentioned equation (8), and FIG. 4 is a block diagram showing the device 4. FIG. In this figure, the deviation value e between the current setting value 10 and the load current actual value i is multiplied by the coefficient of the proportional element 41 to obtain the old-style α. On the other hand, the load current differential value calculator 94 of the 8th Fg mentioned above, the load current differential value calculator 940 of FIG. 9, or the state observation device 9 of FIG.
The load current differential estimated value ST determined by 5 is input, and the coefficient of the proportional element 45 is multiplied by .alpha. to determine the value of the opposite sign of the second term in the equation. These are added at the addition point 42 to obtain α. is obtained, but in order to invert the sign, the output signal of the proportional element 43 is input to the summing point 42 in the form of subtraction. α as the output signal of the summing point 42. is the proportional element 4
4 and the integral element 45, and the respective output signals are added at the summing point 45 to become α- as the output signal of the current regulator 4.

第11図は第10図とは異なる別の実施例としての電流
調節器40のブロック図であり、第1O図と共通の要素
については同じ参照番号を付しである。この図は、sT
が積分要素45を通ると負荷電流推定値Tに比例した値
になるので、逆にこの信号成分を電流実WA値iに置き
換えたものである。第11図で比例要素44を遥るsT
の成分は係数かに!とG、の積の比例要素47を介して
、積分要素45を通る成分は負荷電流実際[iを係数か
に8とG、の積の比例要素48を介してそれぞれ加算点
49で加算することにより、前述のような負荷電流微分
推定値siに直流分の誤差があっても、定常的には積分
によって補償され、直流成分が存在しても制御偏差にオ
フセットは生じないという特長がある。したがって、こ
の電流111節器40の入力信号としてのSTは第8図
の状態観測器 940ではなく、第7図の状態観測器9
4を使用して求めたものでよい、状態観測器94の出力
信号の STを使用すると、進ろ遅れ要素を追加してい
ないので、α。−〇の直線上に拘束制御して目標値に到
達したとき、後述の係数f1〜f4により、制御系が安
定化していればオーバシュートや振動は住しない、なお
、この第11図において、比例要素41を比例要素44
や積分要素45の入力側ではなく加算点46の出力側に
挿入した構成であってもよくその作用は変わらない。
FIG. 11 is a block diagram of a current regulator 40 as another embodiment different from FIG. 10, and elements common to FIG. 1O are given the same reference numerals. This figure shows sT
When it passes through the integral element 45, it becomes a value proportional to the estimated load current value T, so this signal component is conversely replaced with the actual current WA value i. In Figure 11, the proportional element 44 is sT
Is the component a coefficient? and G, and the component passing through the integral element 45 is added to the load current actually [i] via the proportional element 48 of the product of the coefficients 8 and G, respectively, at a summing point 49. Therefore, even if there is a DC component error in the load current differential estimated value si as described above, it is steadily compensated for by integration, and even if a DC component exists, there is no offset in the control deviation. Therefore, ST as an input signal of this current 111 node 40 is not the state observer 940 of FIG. 8, but the state observer 9 of FIG.
If the ST of the output signal of the state observer 94 is used, the lead/lag element is not added, so α. - When the target value is reached through constraint control on the straight line of element 41 to proportional element 44
Alternatively, it may be inserted at the output side of the summing point 46 instead of at the input side of the integral element 45, and the effect will not change.

次に第2の制御信号α、牢を求める方法について説明す
る。
Next, a method for obtaining the second control signal α and the value will be explained.

第12図は第1図の安定化補償器8のブロック線図であ
る。この図は次式を演冨するものである。
FIG. 12 is a block diagram of the stabilizing compensator 8 of FIG. 1. This figure derives the following equation.

Crt串−fle   ft  ST   fx  (
↑+Tz)−fa (i、 −i)         
 (13)第1図において、■1〜!、はコンデンサ6
2に流れ込む電流であり、Ii−1はコンデンサ64に
流れ込む電流であるから、 T、 −T、はコンデンサ
62の電流推定値、↑t−iはコンデンサ64の電流推
定値である。これらの電流推定値をα−を介してフィー
ドバックしたことによってそれぞれのコンデンサ62.
64の電流が流れるのを抑制する作用を果たすことにな
る。コンデンサ62.64に流れる電流を抑制する作用
は従来の低域通過フィルタに設けていた制振用の抵抗と
同じであり、したがって、このような制御信号α2傘に
よるフィードバックによって制振用の抵抗を省略しても
共振を起こさない安定した制御特性が得られることにな
る。
Crt skewer-fle ft ST fx (
↑+Tz)-fa (i, -i)
(13) In Figure 1, ■1~! , is capacitor 6
Since Ii-1 is the current flowing into the capacitor 64, T, -T is the estimated current value of the capacitor 62, and ↑t-i is the estimated current value of the capacitor 64. By feeding back these current estimates via α-, each capacitor 62.
This serves to suppress the flow of the current of 64. The effect of suppressing the current flowing through the capacitors 62 and 64 is the same as that of the vibration damping resistor provided in a conventional low-pass filter, and therefore, the vibration damping resistor is suppressed by feedback from the control signal α2 umbrella. Even if it is omitted, stable control characteristics that do not cause resonance can be obtained.

受電電圧の不平衡によって生ずる2倍調波の脈流を抑制
する第3の制御信号α、串は次のようにして求められる
The third control signal α, which suppresses the pulsating flow of second harmonics caused by unbalanced power receiving voltage, is determined as follows.

脈流成分をVPとして次式で表されるものとする。It is assumed that the pulsating flow component is expressed by the following equation as VP.

v、−V、5in(ω、 t)      −−−−−
−−−−−−(14)ここで、 ■、、;波高値 ω、;角周波数 第13図は第3の制御信号α、+1を求めるための状態
観測器を示すブロック線図である。この図において、状
態観測器92は第3図に示したものと同じである。制御
信号α0が入力された整流器モデル91は前述のように
整流器20の出力電圧v1の推定値9Iを生成するが、
この電圧推定値9.に自励発振器96が(14)式に基
づいて生成した脈流成分v1を加算点98によって加え
合わされて状態観測器92に入力される。このような構
成とすることによって状態観測器92は脈流成分を素度
した推定値が得られることになる。第3の制御信号α−
は自励発振器96の出力信号である脈流電圧推定値6に
比例要素97の係数βが掛は算された上で出力される。
v, -V, 5in (ω, t) -----
-------(14) Here, (1), peak value ω, angular frequency FIG. 13 is a block diagram showing a state observation device for determining the third control signal α, +1. In this figure, the state observer 92 is the same as that shown in FIG. The rectifier model 91 to which the control signal α0 is input generates the estimated value 9I of the output voltage v1 of the rectifier 20 as described above.
This voltage estimate 9. The pulsating flow component v1 generated by the self-excited oscillator 96 based on equation (14) is added at the addition point 98 and inputted to the state observer 92. With such a configuration, the state observation device 92 can obtain an estimated value with the pulsating flow component primed. Third control signal α-
The estimated pulsating voltage value 6, which is the output signal of the self-excited oscillator 96, is multiplied by the coefficient β of the proportional element 97 and then output.

この状態観測器92は次式を満足している。This state observation device 92 satisfies the following equation.

+(Ke/5)(V+   9+ )        
       −・(15)この式の前述の(5)式と
の違いはに、を含む項も表示したことと、 97の項を
付加しである点である。
+(Ke/5)(V+ 9+)
-・(15) The difference between this equation and the above-mentioned equation (5) is that the term including , is also displayed, and the term 97 is added.

第14図はv、の推定値斡を求める自励発振器96を示
すブロック線図である。この自励発振器96は次式の状
態方程式を満足する状態観測器として構成されている。
FIG. 14 is a block diagram showing a self-excited oscillator 96 for calculating the estimated value of v. This self-excited oscillator 96 is configured as a state observation device that satisfies the following state equation.

V、m!w1 ここで、T、−1/ω7、 (I7) 1’11+ 町;自励発振器96内の状態変数。V, m! w1 Here, T, -1/ω7, (I7) 1'11+ town; state variable in self-excited oscillator 96.

(16)式において、右辺第2項を無視するとLC共振
回路を状態方程式で表現したものとなっており、状態変
数WI+ wzはそれぞれ共振回路の電圧と電流に相当
する。 (12)式は出力方程式であり、共振回路で発
生した電圧を出力することを意味する。右辺第2項は脈
流電圧推定値Q、の実際値に対する追随性をよくするた
めに追加される成分であり、状態観測器の一般的な構成
に基づいたものである。
In equation (16), if the second term on the right side is ignored, the LC resonant circuit is expressed by a state equation, and the state variables WI+wz correspond to the voltage and current of the resonant circuit, respectively. Equation (12) is an output equation and means that the voltage generated in the resonant circuit is output. The second term on the right side is a component added to improve the followability of the estimated pulsating voltage value Q to the actual value, and is based on the general configuration of the state observer.

この自励発振器96の出力信号は前述のように整流器モ
デル91の出力信号に加え合わされるとともに、比例要
素97に入力されることによって係数βが掛は真された
上で第3の制御信号α−として出力される。係数βは次
のようにして算出される。
The output signal of this self-excited oscillator 96 is added to the output signal of the rectifier model 91 as described above, and is also input to the proportional element 97, multiplied by the coefficient β, and then the third control signal α Output as -. The coefficient β is calculated as follows.

制御変数α0の中のα−とα2傘との和をここで仮に単
にαとおく、そうすると、整流器20の出力電圧と制御
信号との間には次の関係式が成立する。
Assuming that the sum of α− in the control variable α0 and α2 umbrella is simply α, then the following relational expression holds between the output voltage of the rectifier 20 and the control signal.

E4ctysca+rrs* )=Ea  cos(α
)cos(ass )   Ea  5in(α)si
n(αxe )’;Ea  cos(α)    Ea
  5in(cr)sin(αz傘 )=v、 +v、
        −・  (18)ここで、 Ed 7点弧角である制御信号が0のときの整流器2o
の出力電圧 v4;制御信号が「のときの整流器2oの直流出力電圧
(v+ と表示することもある) ■、;脈流電圧(受T4を圧の不平衡による2倍調波脈
流成分) (1B)式より、v2は次式となり(符号は省略しであ
る)、以下の式の誘導によって係数βが求められる。な
お、一般にα、傘(αが成立している。
E4ctysca+rrs*)=Ea cos(α
)cos(ass) Ea 5in(α)si
n(αxe)'; Ea cos(α) Ea
5in(cr)sin(αz umbrella)=v, +v,
−・(18) Here, the rectifier 2o when the control signal which is Ed 7 firing angle is 0
Output voltage v4: DC output voltage of the rectifier 2o when the control signal is (sometimes expressed as v+) ■,; Pulsating current voltage (double harmonic pulsating current component due to unbalanced pressure of the receiving T4) From equation (1B), v2 becomes the following equation (signs are omitted), and the coefficient β is obtained by deriving the following equation. In general, α and umbrella (α) hold true.

vr  −Ea  5in(cr)  5in(αs傘
 )i−+Ea  α*傘5in(α)、°、α−片 
   v、  −・−−−一一一−−−−−−−−−−
−−−−m−−−−−・聞−−−−一聞聞凹(19)E
45in(α) 前述のように、係数βは臘流電圧推定値鵡とα31との
比率であるから、この(19)式のvlの代わりに6使
用して結果的に係数βは次式となる。
vr -Ea 5in (cr) 5in (αs umbrella) i-+Ea α* umbrella 5in (α), °, α-piece
v, −・−−−111−−−−−−−−−
−−−−m−−−−−・に−−−−Ichimonken concave (19) E
45in(α) As mentioned above, the coefficient β is the ratio between the estimated current voltage value 锡 and α31, so 6 is used in place of vl in equation (19), and as a result, the coefficient β becomes the following equation. Become.

αの変化範囲が60@〜90”程度のときには、1/s
 in (α)は1.15〜1.0程度の変化幅しがな
いので、これを近似的に1とみなして、βζE4とする
ことができる。第13図の比例要素97はこのような近
似が成立するものとしてその係数をβとしたものである
が、(20)式に基づいてβを求めるものとする場合に
は、比例要素97の代わりに(20)式を満足する関数
要素を用いることになる。
When the variation range of α is about 60@~90'', 1/s
Since in (α) has a small variation range of about 1.15 to 1.0, it can be approximately regarded as 1 and can be set as βζE4. The proportional element 97 in FIG. 13 has a coefficient β assuming that such an approximation holds, but if β is determined based on equation (20), the proportional element 97 can be replaced with In this case, a function element that satisfies the equation (20) is used.

第15図は第13図の状態観測器とは異なる別の実施例
を示すブロック線図であり、第13図と異なる点は自励
発振器96の出力信号を整流器モデル91の入力端で制
御信号α0に加算点98によって加算するという点であ
る。すなわち、脈流電圧vrはα−め変動により発生し
ているものとみなして、自励発振器96の出力信号であ
る脈流電圧推定値O,,を整流器モデル91の入力信号
に加算するものである。このようにすると、脈流電圧推
定値鵡はα、傘に一致することになるので、自励発振器
96の出力信号をそのまま第3の制m信号α、ネとして
出力してよいことになり、比例要素97又はこれに代わ
る関数器を省略することができる。
FIG. 15 is a block diagram showing another embodiment different from the state observation device shown in FIG. 13. The difference from FIG. The point is that α0 is added by addition point 98. That is, the pulsating voltage vr is assumed to be generated by α-me fluctuations, and the pulsating voltage estimated value O,, which is the output signal of the self-excited oscillator 96, is added to the input signal of the rectifier model 91. be. In this way, the estimated pulsating voltage value will match α, so the output signal of the self-excited oscillator 96 can be output as is as the third control signal α, The proportional element 97 or the function unit replacing it can be omitted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

二の発明は前述のように、低域通過フィルタの電圧と負
荷電流のそれぞれの実際値及び整流器の制御信号が入力
されて主回路を模擬する状態観測器によって整流器の三
相交流電源の不平衡によって発生する2倍調波の脈流を
抑制する第3の制御信号及び主回路の電圧及び電流の推
定値を夏山して出力し、電流設定値と負荷電流計測値と
の偏差値及び前記状態観測器による推定値が入力される
電流調節器によって偏差値を零にする第1の制御信号を
出力し、前記状態観測器による負荷電流の微分推定値、
低域通過フィルタのコンデンサ電流の推定値及び偏差値
が入力される安定化補償器によってこれら入力信号に所
定の係数を掛けて加算しその結果を整流器出力側回路の
共振を抑制する第2の制御信号を出力し、これら3つの
制御信号を加算して得られる信号を整流器のサイリスタ
素子の点弧角を制御する制御信号とする構成としたこと
により、負荷電流が電流設定値に一致するよう制御され
る従来の制御機能に加えて、整流器出力側回路の共振が
抑制されるために低域通過フィルタのコンデンサに直列
に挿入される制振用の抵抗を省略することができるとと
もに、受電電圧の不平衡によって発生する2倍調波の脈
流が抑制されることから、このような比較的低周波の脈
流の減衰を考慮する必要があいことがら、低域通過フィ
ルタを構成するインダクタやコンデンサの容量を低減す
ることができる。
As mentioned above, the second invention uses a state observation device that receives the actual values of the voltage and load current of the low-pass filter and the control signal of the rectifier to simulate the main circuit to unbalance the three-phase AC power supply of the rectifier. A third control signal for suppressing the second harmonic pulsating flow generated by the second harmonic and the estimated values of the voltage and current of the main circuit are outputted, and the deviation value between the current setting value and the measured load current value and the above-mentioned state are outputted. outputting a first control signal that makes the deviation value zero by a current regulator to which the estimated value by the observation device is input; and a differential estimate of the load current by the state observation device;
A second control that multiplies these input signals by a predetermined coefficient and adds them by a stabilizing compensator into which the estimated value and deviation value of the capacitor current of the low-pass filter are input, and the result is used to suppress the resonance of the rectifier output side circuit. By outputting a signal and using the signal obtained by adding these three control signals as a control signal that controls the firing angle of the thyristor element of the rectifier, it is possible to control the load current so that it matches the current setting value. In addition to the conventional control function, the resonance of the rectifier output side circuit is suppressed, making it possible to omit the vibration damping resistor inserted in series with the capacitor of the low-pass filter. Since the second harmonic pulsating flow caused by unbalance is suppressed, it is necessary to consider the attenuation of such relatively low-frequency pulsating flow, so the inductor and capacitor that make up the low-pass filter are capacity can be reduced.

更に、前述の電流調節器を、電流設定値と負荷電流計測
値偏差値と負荷電流の時間微分推定値とをそれぞれ所定
の係数を掛けて加算した値を比例積分調節器を通して第
1の制御I信号として出力する構成とすることによって
、負荷の回路定数の値に関係なしに電流調節器の係数を
設定することができるので負荷の動特性の違いによる影
響がないことから、この電流調節器の調整が容易でかつ
適切な制御特性が得られるという効果がある。
Furthermore, the above-mentioned current regulator is configured to control the first control I through the proportional-integral regulator by multiplying the current set value, the load current measured value deviation value, and the estimated time differential value of the load current by respective predetermined coefficients, and adding the resulting value. By configuring the output as a signal, the coefficient of the current regulator can be set regardless of the value of the load circuit constant, so there is no effect due to differences in the dynamic characteristics of the load, so this current regulator is This has the advantage that adjustment is easy and appropriate control characteristics can be obtained.

また、前述の電流調節器を、負荷電流設定値と負荷電流
実際値の偏差値を比例積分&li1節器に入力し、その
出力信号、負荷電流実際値及び負荷電流の時間微分推定
値をそれぞれ所定の係数を掛けた上で加算しその結果を
第1の制御信号として出力する構成とすることにより、
負荷の動特性に関係なしに電流調節器の係数を設定する
ことができるというの効果に加えて、負荷電流微分推定
値が負荷電流実際値が一定のときでも零にならないとい
う誤差が生じても、この誤差成分は比例積分調節器によ
って補償され制御信号にオフセットが生することはない
という効果が得られる。
In addition, the deviation value between the load current set value and the load current actual value is inputted to the proportional integral &li1 node of the current regulator described above, and the output signal, the load current actual value, and the time derivative estimated value of the load current are respectively set to predetermined values. By multiplying by a coefficient of , adding the result, and outputting the result as the first control signal,
In addition to being able to set the coefficient of the current regulator without regard to the dynamic characteristics of the load, it is also possible to set the coefficient of the current regulator without regard to the dynamic characteristics of the load. , this error component is compensated for by the proportional-integral adjuster, resulting in the effect that no offset occurs in the control signal.

一方、低域通過フィルタが2段のLCフィルタで構成さ
れている場合に、主回路を模擬する前述の状態観測器を
、整流器の制御信号と2つのコンデンサの端子電圧の実
際値が入力され、制御信号から整流器の出力電圧を推定
する整流器モデルと、この整流器モデルの出力信号が入
力されて1段目のLCフィルタを模擬してそのコンデン
サ電圧を推定する1段目の状態観測器と、この1段目の
コンデンサ電圧が入力されて2段目のLCフィルタを模
擬してそのコンデンサ電圧を推定する2段目の状態観測
器とで構成することにより、これら第1と第2の状態観
測器をそれぞれ単独に調整することができることから、
主回路を模擬する状態観測器の調整が容品になるという
効果が得られる。
On the other hand, when the low-pass filter is composed of a two-stage LC filter, the control signal of the rectifier and the actual values of the terminal voltages of the two capacitors are input to the aforementioned state observation device that simulates the main circuit. A rectifier model that estimates the output voltage of the rectifier from the control signal, a first-stage state observation device that receives the output signal of the rectifier model, simulates the first-stage LC filter, and estimates the capacitor voltage; These first and second state observation devices are configured with a second stage state observation device that receives the first stage capacitor voltage, simulates the second stage LC filter, and estimates the capacitor voltage. Since each can be adjusted independently,
The effect is that the adjustment of the state observation device that simulates the main circuit becomes easy.

また、前述の2段目の状態観測器を、低域通過フィルタ
の1段目のコンデンサ電圧が入力されて2段目のLCフ
ィルタと負荷とをまとめて模擬して負荷電流を推定する
状態観測器で構成することにより、2段目のコンデンサ
電圧の実際値が必要なくなるので、2段目のコンデンサ
電流を計測するための分圧器を省略することができ、そ
の分簡素でかつ安価な装置になるという効果が得られる
In addition, the second-stage state observation device described above receives the first-stage capacitor voltage of the low-pass filter and simulates the second-stage LC filter and load together to estimate the load current. Since the actual value of the capacitor voltage in the second stage is not required, the voltage divider for measuring the capacitor current in the second stage can be omitted, making the device simpler and cheaper. You can get the effect of

電流調節器の入力信号の1つである負荷電流微分推定値
を演算する演算器を、負荷電流実際値から負荷の抵抗に
よる電圧降下分を差し引いた信号を微分要素に入力しそ
の出力信号を所定の比例要素を通すことにより負荷電流
微分推定値を得る構成とすることにより、この負荷電流
微分値演算器の負荷の抵抗成分を模擬する係数の値の誤
差に起因して生ずる負荷電流微分推定値の負荷電流実際
値が一定のときにも零にならないという誤差成分が補正
されて、負荷電流実際値が一定の場合には負荷電流微分
推定値は定常的に零になるという効果が得られる。
A calculator that calculates the estimated load current differential value, which is one of the input signals of the current regulator, inputs a signal obtained by subtracting the voltage drop due to the load resistance from the actual load current value to the differential element, and then outputs the output signal to a predetermined value. By having a configuration in which the load current differential estimated value is obtained by passing through the proportional element of The error component that does not become zero even when the actual load current value is constant is corrected, and the effect that the estimated load current differential value constantly becomes zero when the actual load current value is constant is obtained.

2段のLCフィルタからなる低域通過フィルタを含む主
回路を整流器モデル及び1段目と2段目の2つの状態観
測器で模擬した前述の状態観測器に、1段目のコンデン
サ電圧の実際値と推定値との偏差値が入力されて受電電
圧の不平衡によって生じる電源周波数の2倍調波の層流
電圧成分を推定しこの推定値を出力信号とする自励発振
器と、この自励発振器の出力信号が入力されて第3の制
御信号を出力する関数器とを設け、自励発振器の出力信
号を1段目の状態観測器の入力信号に加算する構成とす
ることにより、前述の脈流成分を含む主回路を模擬する
状態観測器になり、前述の関数器の出力信号を第3の制
御信号として整流器の制御信号に加算することにより、
実際の脈流電圧が負のフィードバックされたのと等価に
なって整流器の出力電圧に含まれる電源周波数の2倍調
波の脈流電圧が抑制されるという効果が得られる。
The main circuit including a low-pass filter consisting of a two-stage LC filter is simulated using a rectifier model and two state observation devices in the first and second stages.The actual capacitor voltage in the first stage is A self-excited oscillator that inputs the deviation value between the estimated value and the estimated value, estimates the laminar voltage component of the second harmonic of the power supply frequency caused by the unbalance of the received voltage, and uses this estimated value as an output signal, and this self-excited oscillator By providing a function unit that receives the output signal of the oscillator and outputs the third control signal, and adds the output signal of the self-excited oscillator to the input signal of the first stage state observation device, the above-mentioned effect can be achieved. It becomes a state observation device that simulates the main circuit including pulsating flow components, and by adding the output signal of the above-mentioned function generator to the control signal of the rectifier as the third control signal,
This is equivalent to negative feedback of the actual pulsating voltage, and the effect is that the pulsating voltage of the second harmonic of the power supply frequency included in the output voltage of the rectifier is suppressed.

また、前述の自励発振器の出力信号を整流器モデルの入
力信号に加算するとともに第3の制御信号として出力す
る構成とすることによって、前述の関数器を省略するこ
とができてしかも前述と同じく実際の脈流電圧が負のフ
ィードバックされたのと等価になって整流器の出力電圧
に含まれる電源周波数の2倍調波の脈流電圧が抑制され
るという効果が得られる。
Furthermore, by adding the output signal of the self-excited oscillator described above to the input signal of the rectifier model and outputting it as the third control signal, the function generator described above can be omitted. This is equivalent to negative feedback of the pulsating current voltage, and the effect is obtained that the pulsating current voltage of the second harmonic of the power supply frequency included in the output voltage of the rectifier is suppressed.

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

第1図はこの発明の実施例を示す定電流電源とその制御
装置を示す回路図、第2図は第1図に示す状態観測器の
ブロック図、第3図は第2図に示す1段目の状態観測器
のブロック線図、第4図は第2図に示す2段目の状態観
測器のブロック線図、第5図はこの発明の実施例におけ
るX、とx3を直交座標とする位相面図、第6図は第5
図におけるXIの時間的変化を示す線図、第7図は負荷
電流微分推定値×2を推定する状態観測器を示すブロッ
ク線図、第8図は負荷電流微分推定値x2を推定する別
の状態観測器を示すブロック線図、第9図は第4図の別
の実施例を示す2段目の状態観測器のプロツク線図、第
1O図はこの発明の実施例を示す電流tan器のブロッ
ク線図1.第11図はこの発明の別の実施例を示す電流
調節器のブロック線図、第12図は第1図の安定化補償
器のブロック線図、第13図はこの発明の実施例を示す
第3の制御信号を求める状態観測器のブロック線図、第
14図はこの発明の実施例を示す自励発振器のブロック
線図、第15図はこの発明の別の実施例を示す第3の制
御信号を求める状態観測器のブロック線図、第16図は
従来の定電流電源とその制御装置を示す回路図である。 1・・・整流器用変圧器、2 、20.21.22・・
・整流器、3.30・・・制御装置、32.4.40・
・・電流調節器、35・・・加算器、31・・・減算器
、5.6・・・低域通過フィルタ、 51、52.53.61.63・・・インダクタ、55
、57.62.64・・・コンデンサ、71・・・分圧
器、7・・・負荷、8・・・安定化補償器、9、92.
93.95・・・状態観測器、94、940・・・負荷
電流微分値演算器、96・・・自励発振器、949・・
・微分フィルタ、91・・・整流器モデル、97・・・
演算器、922、924.93L 933.941.9
42.951.952.953゜4L 43.44.4
7.48.81.82.83.84.961.962・
・・比例要素、 923、 925. 932. 934. 945. 
932. 934. 45. 963964・・・積分
要素、 926、927.928.929.920.935.9
36.937.938943、948.954.955
.42.46.49.85.98.965゜966・・
・加算点、                 −代理
人弁理士 山 口  巖     −一ノ 晃20 地3図 ¥4−国 ズ2 VJ5図 第6図 f、 tz図 uit荷電ンtiとχ三つケ・1−麺−フ1:芝コー[
、lシ1、第7藺 第20 糖14目
Fig. 1 is a circuit diagram showing a constant current power supply and its control device showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of the state observation device shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a single stage shown in Fig. 2. FIG. 4 is a block diagram of the eye condition observation device; FIG. 4 is a block diagram of the second stage condition observation device shown in FIG. 2; FIG. 5 is a block diagram of the eye condition observation device shown in FIG. Phase diagram, Figure 6 is 5th
Figure 7 is a block diagram showing the state observation device that estimates the load current differential estimated value x2, and Figure 8 is a block diagram that shows the state observer that estimates the load current differential estimated value x2. FIG. 9 is a block diagram of a second-stage state observer showing another embodiment of FIG. 4; FIG. Block diagram 1. FIG. 11 is a block diagram of a current regulator showing another embodiment of the invention, FIG. 12 is a block diagram of the stabilization compensator shown in FIG. 1, and FIG. 13 is a block diagram showing an embodiment of the invention. 14 is a block diagram of a self-excited oscillator that shows an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a block diagram of a state observation device that obtains the control signal of No. 3. FIG. FIG. 16, a block diagram of a state observation device for obtaining signals, is a circuit diagram showing a conventional constant current power supply and its control device. 1... Rectifier transformer, 2, 20.21.22...
・Rectifier, 3.30...Control device, 32.4.40・
...Current regulator, 35...Adder, 31...Subtractor, 5.6...Low pass filter, 51, 52.53.61.63...Inductor, 55
, 57.62.64... Capacitor, 71... Voltage divider, 7... Load, 8... Stabilization compensator, 9, 92.
93.95...State observation device, 94,940...Load current differential value calculator, 96...Self-excited oscillator, 949...
・Differential filter, 91... Rectifier model, 97...
Arithmetic unit, 922, 924.93L 933.941.9
42.951.952.953゜4L 43.44.4
7.48.81.82.83.84.961.962・
...proportional element, 923, 925. 932. 934. 945.
932. 934. 45. 963964...integral element, 926, 927.928.929.920.935.9
36.937.938943, 948.954.955
.. 42.46.49.85.98.965°966...
・Additional points, -Representative Patent Attorney Iwao Yamaguchi -Akira Ichino 20 Map 3 ¥ 4 - Country 2 VJ 5 Figure 6 f, tz diagram uit charge n ti and χ three ke 1 - noodle - f 1: Shibako [
, lshi 1, 7th sugar 20th sugar 14th

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)整流器の誘導負荷に低域通過フィルタを介して供給
する負荷電流を制御するために、サイリスタ素子の点弧
角を制御する定電流電源の制御装置において、 前記低域通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれ
の計測値としての実際値及び前記整流器の点弧角を制御
する制御信号が入力され、主回路を模擬し前記整流器の
受電電圧の不平衡によって発生する2倍調波の脈流を抑
制する第3の制御信号、前記主回路の電圧の推定値、電
流の推定値及び負荷電流微分推定値を出力する状態観測
器と、電流設定値と負荷電流実際値との差信号としての
偏差値及び前記状態観測器による推定値が入力され前記
偏差値を零にする第1の制御信号を出力する電流調節器
と、前記負荷電流微分推定値、低域通過フィルタのコン
デンサ電流の推定値及び前記偏差値が入力されこれらに
所定の係数を掛けて加算しその結果を整流器出力回路の
共振を抑制するための第2の制御信号として出力する安
定化補償器とからなり、これら3つの制御信号を加算し
て得られる信号を前記整流器の点弧角を制御する制御信
号とすることを特徴とする定電流電源の制御装置。 2)整流器の誘導負荷に低域通過フィルタを介して供給
する負荷電流を制御するために、サイリスタ素子の点弧
角を制御する定電流電源の制御装置において、 前記低域通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれ
の計測値としての実際値及び前記整流器の制御信号が入
力され、主回路を模擬し前記整流器の受電電圧の不平衡
によって発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制御
信号、前記主回路の電圧の推定値、電流の推定値及び負
荷電流微分推定値を出力する状態観測器と、電流設定値
と負荷電流実際値との差信号としての偏差値と前記負荷
電流微分推定値とをそれぞれ所定の係数を掛けて加算し
た信号を比例積分調節器に入力し、この比例積分調節器
の出力信号を第1の制御信号とする電流調節器と、前記
負荷電流微分推定値と低域通過フィルタのコンデンサ電
流の推定値と前記偏差値とが入力されこれらに所定の係
数を掛けて加算しその結果を整流器出力回路の共振を抑
制するための第2の制御信号として出力する安定化補償
器とからなり、これら3つの制御信号を加算して得られ
る信号を前記整流器の点弧角を制御する制御信号とする
ことを特徴とする定電流電源の制御装置。 3)整流器の誘導負荷に低域通過フィルタを介して供給
する負荷電流を制御するために、サイリスタ素子の点弧
角を制御する定電流電源の制御装置において、 前記低域通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれ
の計測値としての実際値及び前記整流器の制御信号が入
力され主回路を模擬し前記整流器の受電電圧の不平衡に
よって発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制御信
号、前記主回路の電圧の推定値、電流の推定値及び負荷
電流微分推定値を出力する状態観測器と、電流設定値と
負荷電流実際値との差信号としての偏差値を比例積分調
節器に入力しその出力信号、負荷電流実際値及び負荷電
流の時間微分推定値をそれぞれ所定の係数を掛けた上で
加算しその結果を第1の制御信号として出力する電流調
節器と、前記負荷電流微分推定値、低域通過フィルタの
コンデンサ電流の推定値及び前記偏差値が入力されこれ
らに所定の係数を掛けて加算しその結果を整流器出力回
路の共振を抑制するための第2の制御信号として出力す
る安定化補償器とからなり、これら3つの制御信号を加
算して得られる信号を前記整流器の点弧角を制御する制
御信号としたことを特徴とする定電流電源の制御装置。 4)整流器の誘導負荷に2段のLCフィルタからなる低
域通過フィルタを介して供給する負荷電流を制御するた
めに、サイリスタ素子の点弧角を制御する定電流電源の
制御装置において、 前記低域通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれ
の計測値としての実際値及び前記整流器の制御信号が入
力され主回路を模擬し前記整流器の受電電圧の不平衡に
よって発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制御信
号、前記主回路の電圧推定値、電流推定値及び負荷電流
微分推定値を出力する状態観測器と、定電流設定値と前
記負荷電流実際値との差信号としての偏差値及び前記状
態観測器による推定値が入力され前記偏差値を零にする
第1の制御信号を出力する電流調節器と、前記負荷電流
微分推定値と低域通過フィルタのコンデンサ電流の推定
値と前記偏差値とが入力されこれらに所定の係数を掛け
て加算しその結果を整流器出力回路の共振を抑制するた
めの第2の制御信号として出力する安定化補償器とから
なり、前記状態観測器は、前記制御信号と2つのLCフ
ィルタのそれぞれコンデンサの端子電圧の実際値を入力
され、制御信号から整流器の出力電圧を推定する整流器
モデルと、この整流器モデルの出力信号が入力され1段
目のLCフィルタを模擬してそのコンデンサ電圧を推定
する1段目の状態観測器と、1段目のLCフィルタのコ
ンデンサ電圧実際値が入力され2段目のLCフィルタを
模擬してそのコンデンサ電圧を推定する2段目の状態観
測器とを備えてなり、前記第1、第2及び第3の3つの
制御信号を加算して得られる信号を前記整流器の点弧角
を制御する制御信号としたことを特徴とする定電流電源
の制御装置。 5)整流器の誘導負荷に2段のLCフィルタからなる低
域通過フィルタを介して供給する負荷電流を制御するた
めに、サイリスタ素子の点弧角を制御する定電流電源の
制御装置において、 前記低域通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれ
の計測値としての実際値及び前記整流器の制御信号が入
力され主回路を模擬し前記整流器の受電電圧の不平衡に
よって発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制御信
号、前記主回路の電圧推定値、電流推定値及び負荷電流
微分推定値を出力する状態観測器と、定電流設定値と前
記負荷電流実際値との差信号としての偏差値及び前記状
態観測器による推定値が入力され前記偏差値を零にする
第1の制御信号を出力する電流調節器と、前記負荷電流
微分推定値、低域通過フィルタのコンデンサ電流の推定
値及び前記偏差値が入力されこれらに所定の係数を掛け
て加算しその結果を整流器出力回路の共振を抑制するた
めの第2の制御信号として出力する安定化補償器とから
なり、前記状態観測器は、前記制御信号と2つのコンデ
ンサの端子電圧の実際値を入力され、前記制御信号から
整流器の出力電圧を推定する整流器モデルと、この整流
器モデルの出力信号が入力され1段目のLCフィルタを
模擬してそのコンデンサ電圧を推定する1段目の状態観
測器と、1段目のLCフィルタのコンデンサ電圧実際値
が入力され2段目のLCフィルタと負荷とをまとめて模
擬して負荷電流を推定する2段目の状態観測器とを備え
てなり、前記2つの制御信号を加算して得られる信号を
前記整流器の点弧角を制御する制御信号としたことを特
徴とする定電流電源の制御装置。 6)整流器の誘導負荷に低域通過フィルタを介して供給
する負荷電流を制御するために、サイリスタ素子の点弧
角を制御する定電流電源の制御装置において、前記低域
通過フィルタの電圧、前記負荷電流のそれぞれの計測値
としての実際値及び前記整流器の制御信号が入力され主
回路を模擬し前記整流器の三相交流電源の不平衡によっ
て発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制御信号、
前記主回路の電圧推定値及び電流推定値を出力するとと
もに、負荷電流実際値から負荷の抵抗による電圧降下分
を差し引いた信号を微分要素に入力しその出力信号を所
定の比例要素を通すことにより負荷電流微分推定値を演
算する負荷電流微分値演算器を備えた状態観測器と、電
流設定値と負荷電流実際値との差信号としての偏差値と
前記負荷電流微分値演算器によって演算された負荷電流
微分推定値とをそれぞれ所定の係数を掛けた上で加算し
た信号を比例積分調節器に入力し、この比例積分調節器
の出力信号を第1の制御信号とする電流調節器と、前記
状態観測器による負荷電流の微分推定値と低域通過フィ
ルタのコンデンサ電流の推定値と前記偏差値とが入力さ
れこれらに所定の係数を掛けて加算しその結果を整流器
出力回路の共振を抑制する第2の制御信号として出力す
る安定化補償器とからなり、これら3つの制御信号を加
算して得られる信号を前記整流器の点弧角を制御する制
御信号とすることを特徴とする定電流電源の制御装置。 7)整流器の誘導負荷に2段のLCフィルタからなる低
域通過フィルタを介して供給する負荷電流を制御するた
めに、サイリスタ素子の点弧角を制御する定電流電源の
制御装置において、 前記低域通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれ
の計測値としての実際値及び前記整流器の制御信号が入
力され主回路を模擬し前記整流器の三相交流電源の不平
衡によって発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制
御信号、前記主回路の電圧の推定値、電流の推定値及び
負荷電流微分推定値を出力する状態観測器と、定電流設
定値と前記負荷電流計測値との差信号としての偏差値及
び前記状態観測器による推定値が入力され前記偏差信号
を零にする第1の制御信号を出力する電流調節器と、前
記状態観測器による負荷電流の微分推定値と低域通過フ
ィルタのコンデンサ電流の推定値と前記偏差値とが入力
されこれらに所定の係数を掛けて加算しその結果を整流
器出力回路の共振を抑制する第2の制御信号として出力
する安定化補償器とからなり、前記状態観測器は、制御
信号と2つのコンデンサの端子電圧の実際値を入力され
、制御信号から整流器の出力電圧を推定する整流器モデ
ルと、この整流器モデルの出力信号が入力され1段目の
LCフィルタを模擬してそのコンデンサ電圧を推定する
1段目の状態観測器と、この1段目のコンデンサ電圧が
入力され2段目のLCフィルタ又はこの2段目のLCフ
ィルタと負荷を含めた主回路を模擬する2段目の状態観
測器と、1段目のコンデンサ電圧の実際値と推定値との
偏差値が入力され受電電圧の不平衡による脈流電圧成分
を推定しこの推定値を出力する自励発振器と、この自励
発振器の出力信号が入力され第3の制御信号を出力する
関数器とを備え、前記自励発振器の出力信号を前記1段
目の状態観測器の入力信号に加算してなり、前記3つの
制御信号を加算して得られる信号を前記整流器の点弧角
を制御する制御信号としたことを特徴とする定電流電源
の制御装置。 8)整流器の誘導負荷に2段のLCフィルタからなる低
域通過フィルタを介して供給する負荷電流を制御するた
めに、サイリスタ素子の点弧角を制御する定電流電源の
制御装置において、 前記低域通過フィルタの電圧と前記負荷電流のそれぞれ
の計測値としての実際値及び前記整流器の制御信号が入
力され主回路を模擬し前記整流器の三相交流電源の不平
衡によって発生する2倍調波の脈流を抑制する第3の制
御信号、前記主回路の電圧の推定値、電流の推定値及び
負荷電流微分推定値を出力する状態観測器と、定電流設
定値と前記負荷電流計測値との差信号としての偏差値及
び前記状態観測器による推定値が入力され前記偏差値を
零にする第1の制御信号を出力する電流調節器と、前記
状態観測器による負荷電流の微分推定値と低域通過フィ
ルタのコンデンサ電流の推定値と前記偏差値とが入力さ
れこれらに所定の係数を掛けて加算しその結果を整流器
出力回路の共振を抑制するための第2の制御信号として
出力する安定化補償器とからなり、前記状態観測器は、
制御信号と2つのコンデンサの端子電圧の実際値を入力
され、制御信号から整流器の出力電圧を推定する整流器
モデルと、この整流器モデルの出力信号が入力され1段
目のLCフィルタを模擬してそのコンデンサ電圧を推定
する1段目の状態観測器と、この1段目のコンデンサ電
圧が入力され2段目のLCフィルタ又はこの2段目のL
Cフィルタと負荷を含めた主回路を模擬する2段目の状
態観測器と、1段目のコンデンサ電圧の実際値と推定値
との偏差値が入力され受電電圧の不平衡による脈流電圧
成分を推定しこの推定値を出力信号とする自励発振器と
からなり、この自励発振器の出力信号を前記整流器モデ
ルの入力信号に加算するとともに第3の制御信号として
出力し、これら3つの制御信号を加算して得られる信号
を前記整流器の点弧角を制御する制御信号としたことを
特徴とする定電流電源の制御装置。
[Scope of Claims] 1) A control device for a constant current power supply that controls a firing angle of a thyristor element in order to control a load current supplied to an inductive load of a rectifier via a low-pass filter, comprising: Actual values as measured values of the voltage of the pass filter and the load current, respectively, and a control signal for controlling the firing angle of the rectifier are input, and the main circuit is simulated and the voltage generated by the unbalance of the receiving voltage of the rectifier 2 is inputted. a third control signal for suppressing harmonic pulsating current; a state observation device that outputs an estimated value of the voltage of the main circuit, an estimated value of the current, and an estimated value of the load current differential; and a current setting value and the actual load current value. a current regulator that receives input of a deviation value as a difference signal between the load current and the estimated value by the state observation device and outputs a first control signal that makes the deviation value zero; and the load current differential estimated value and a low-pass filter. and a stabilizing compensator that receives the estimated value of the capacitor current and the deviation value, multiplies them by a predetermined coefficient, adds them, and outputs the result as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit. A control device for a constant current power supply, characterized in that a signal obtained by adding these three control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier. 2) In a constant current power supply control device that controls the firing angle of a thyristor element in order to control a load current supplied to an inductive load of a rectifier via a low-pass filter, the voltage of the low-pass filter and the Actual values as respective measured values of the load current and the control signal of the rectifier are inputted, and a third circuit is configured to simulate the main circuit and suppress the pulsating flow of second harmonics caused by the unbalance of the receiving voltage of the rectifier. a state observation device that outputs a control signal, an estimated voltage value, an estimated current value, and an estimated load current differential value of the main circuit; a deviation value as a difference signal between a current setting value and an actual load current value; and the load current. a current regulator that inputs a signal obtained by multiplying the estimated differential value by a predetermined coefficient to a proportional-integral regulator and uses the output signal of the proportional-integral regulator as a first control signal, and the load current differential estimation; The estimated value of the capacitor current of the low-pass filter and the deviation value are input, multiplied by a predetermined coefficient and added, and the result is output as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit. A control device for a constant current power source, characterized in that a signal obtained by adding these three control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier. 3) In a constant current power supply control device that controls the firing angle of a thyristor element in order to control a load current supplied to an inductive load of a rectifier via a low-pass filter, the voltage of the low-pass filter and the a third control in which actual values as respective measurement values of the load current and a control signal of the rectifier are inputted to simulate the main circuit and suppress a pulsating flow of second harmonics generated due to unbalance of the receiving voltage of the rectifier; a state observation device that outputs a signal, an estimated value of the voltage of the main circuit, an estimated value of the current, and an estimated value of the load current differential; and a proportional-integral regulator that outputs the deviation value as a difference signal between the current setting value and the actual load current value. a current regulator that inputs its output signal, the actual value of the load current, and the estimated value of the time derivative of the load current by a predetermined coefficient, adds the result, and outputs the result as a first control signal; The estimated differential value, the estimated value of the capacitor current of the low-pass filter, and the deviation value are input, multiplied by a predetermined coefficient and added, and the result is used as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit. 1. A control device for a constant current power source, comprising: a stabilizing compensator for outputting a stabilizing compensator; and a signal obtained by adding these three control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier. 4) In a control device for a constant current power supply that controls the firing angle of a thyristor element in order to control a load current supplied to an inductive load of a rectifier via a low-pass filter consisting of a two-stage LC filter, the low Actual values as measured values of the voltage of the pass-pass filter and the load current, respectively, and the control signal of the rectifier are input to simulate the main circuit, and a pulsating current of the second harmonic is generated due to the unbalance of the receiving voltage of the rectifier. a third control signal for suppressing the current value, a state observation device that outputs an estimated voltage value, an estimated current value, and an estimated load current differential value of the main circuit; a current regulator that receives the deviation value and the estimated value by the state observation device and outputs a first control signal that makes the deviation value zero; and the load current differential estimated value and the estimated value of the capacitor current of the low-pass filter. and the deviation value are input, the stabilization compensator multiplies these by a predetermined coefficient, adds the result, and outputs the result as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit, The control signal and the actual values of the terminal voltages of the capacitors of each of the two LC filters are input, and the rectifier model that estimates the output voltage of the rectifier from the control signal and the output signal of this rectifier model are input to the first stage. The first stage state observation device simulates the LC filter and estimates the capacitor voltage, and the actual value of the capacitor voltage of the first stage LC filter is input, and the second stage LC filter simulates the capacitor voltage. and a second-stage state observation device for estimating, and a signal obtained by adding the first, second, and third three control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier. A constant current power supply control device characterized by: 5) In a control device for a constant current power supply that controls the firing angle of a thyristor element in order to control a load current supplied to an inductive load of a rectifier via a low-pass filter consisting of a two-stage LC filter, the low Actual values as measured values of the voltage of the pass-pass filter and the load current, respectively, and the control signal of the rectifier are input to simulate the main circuit, and a pulsating current of the second harmonic is generated due to the unbalance of the receiving voltage of the rectifier. a third control signal for suppressing the current value, a state observation device that outputs an estimated voltage value, an estimated current value, and an estimated load current differential value of the main circuit; a current regulator that receives the deviation value and the estimated value by the state observation device and outputs a first control signal that makes the deviation value zero; and the load current differential estimated value and the estimated value of the capacitor current of the low-pass filter. and a stabilizing compensator which receives the deviation values, multiplies them by a predetermined coefficient, adds them, and outputs the result as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit, and the state observation device is a rectifier model that receives the control signal and the actual values of the terminal voltages of the two capacitors and estimates the output voltage of the rectifier from the control signal, and a first-stage LC filter that receives the output signal of this rectifier model. The first-stage state observation device simulates and estimates the capacitor voltage, and the actual value of the capacitor voltage of the first-stage LC filter is input, and the second-stage LC filter and load are simulated together to estimate the load current. a second-stage state observation device for estimating the condition, and a signal obtained by adding the two control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier. Control device. 6) In a constant current power supply control device that controls the firing angle of a thyristor element in order to control a load current supplied to an inductive load of a rectifier via a low pass filter, the voltage of the low pass filter, the A third circuit receives the actual measured values of the load currents and the control signal of the rectifier, simulates the main circuit, and suppresses the pulsating flow of second harmonics caused by the unbalance of the three-phase AC power supply of the rectifier. control signal,
By outputting the estimated voltage value and estimated current value of the main circuit, and inputting a signal obtained by subtracting the voltage drop due to the resistance of the load from the actual load current value to a differential element, and passing the output signal through a predetermined proportional element. a state observation device equipped with a load current differential value calculator for calculating an estimated load current differential value, and a deviation value as a difference signal between a current setting value and an actual load current value and a difference value calculated by the load current differential value calculator. a current regulator that inputs a signal obtained by multiplying the load current differential estimated value by a predetermined coefficient and adding the resultant signal to a proportional-integral regulator, and uses the output signal of the proportional-integral regulator as a first control signal; The differential estimated value of the load current by the state observation device, the estimated value of the capacitor current of the low-pass filter, and the deviation value are inputted, and these are multiplied by a predetermined coefficient and added, and the result is used to suppress the resonance of the rectifier output circuit. a stabilizing compensator that outputs a second control signal, and a signal obtained by adding these three control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier. control device. 7) In a control device for a constant current power supply that controls the firing angle of a thyristor element in order to control a load current supplied to an inductive load of a rectifier via a low-pass filter consisting of a two-stage LC filter, the low Actual values as measured values of the voltage of the pass-pass filter and the load current, respectively, and the control signal of the rectifier are input, and the main circuit is simulated, and the second harmonic generated by the unbalance of the three-phase AC power source of the rectifier is input. a third control signal for suppressing pulsating current; a state observation device that outputs an estimated value of the voltage of the main circuit, an estimated value of the current, and an estimated value of the load current differential; a current regulator that receives a deviation value as a difference signal and a value estimated by the condition observation device and outputs a first control signal that makes the deviation signal zero; A stabilizing compensator receives the estimated value of the capacitor current of the pass-pass filter and the deviation value, multiplies them by a predetermined coefficient, adds them, and outputs the result as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit. The state observation device receives a control signal and the actual values of the terminal voltages of the two capacitors, and a rectifier model that estimates the output voltage of the rectifier from the control signal, and a rectifier model that receives the output signal of this rectifier model. The first stage state observation device simulates the first stage LC filter and estimates its capacitor voltage, and the first stage capacitor voltage is input to the second stage LC filter or this second stage LC filter and the load. A second-stage condition observation device that simulates the main circuit including It is equipped with a self-excited oscillator that outputs an estimated value, and a function unit that receives the output signal of the self-excited oscillator and outputs a third control signal. A control device for a constant current power supply, characterized in that the signal obtained by adding the three control signals is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier. 8) In a control device for a constant current power supply that controls the firing angle of a thyristor element in order to control a load current supplied to an inductive load of a rectifier via a low-pass filter consisting of a two-stage LC filter, Actual values as measured values of the voltage of the pass-pass filter and the load current, respectively, and the control signal of the rectifier are input, and the main circuit is simulated, and the second harmonic generated by the unbalance of the three-phase AC power source of the rectifier is input. a third control signal for suppressing pulsating current; a state observation device that outputs an estimated value of the voltage of the main circuit, an estimated value of the current, and an estimated value of the load current differential; a current regulator that receives a deviation value as a difference signal and a value estimated by the state observation device and outputs a first control signal that makes the deviation value zero; Stabilization in which the estimated value of the capacitor current of the pass-pass filter and the deviation value are input, these are multiplied by a predetermined coefficient and added, and the result is output as a second control signal for suppressing resonance of the rectifier output circuit. and a compensator, and the state observation device is
A rectifier model that receives a control signal and the actual values of the terminal voltages of two capacitors and estimates the output voltage of the rectifier from the control signal, and a rectifier model that receives the output signal of this rectifier model and simulates the first stage LC filter. The first stage state observation device estimates the capacitor voltage, and the second stage LC filter or the second stage L to which this first stage capacitor voltage is input.
The second-stage condition observation device simulates the main circuit including the C filter and load, and the deviation value between the actual value and estimated value of the first-stage capacitor voltage is input, and the pulsating voltage component due to the unbalance of the receiving voltage is input. The output signal of this self-excited oscillator is added to the input signal of the rectifier model and output as a third control signal, and these three control signals are A control device for a constant current power supply, characterized in that a signal obtained by adding the above is used as a control signal for controlling the firing angle of the rectifier.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103066866A (en) * 2012-12-20 2013-04-24 天津大学 Active front end rectifier filtering delay compensation method based on model prediction controlling

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