JPH05344773A - Ｐｗｍインバータの並列運転制御装置 - Google Patents
Ｐｗｍインバータの並列運転制御装置Info
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- JPH05344773A JPH05344773A JP4149132A JP14913292A JPH05344773A JP H05344773 A JPH05344773 A JP H05344773A JP 4149132 A JP4149132 A JP 4149132A JP 14913292 A JP14913292 A JP 14913292A JP H05344773 A JPH05344773 A JP H05344773A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＰＷＭ制御される複数の単位インバータを電
圧源に並列接続し、かつ各単位インバータの各相出力端
をリアクトルを介して並列接続したＰＷＭインバータの
並列運転制御装置において、各インバータ間の各相間を
流れる循環電流を消去して固定子巻線電流を精度良く算
出し、安定した制御を行う。 【構成】 各単位インバータの各相毎の出力電流Ｉ1U，
Ｉ1V，Ｉ1W及びＩ2U，Ｉ2V，Ｉ2Wを加算器１４，１５，
１６により加算することにより補正した３相出力電流の
検出値ＩU，ＩV，ＩWを算出し、３相−２相変換器１７
により固定子巻線電流Ｉd，Ｉqに変換して、これに基づ
いて制御変数を算出し、各単位インバータに対する指令
値を送出する制御手段により電力変換器１内の各単位イ
ンバータを並列運転制御する。
圧源に並列接続し、かつ各単位インバータの各相出力端
をリアクトルを介して並列接続したＰＷＭインバータの
並列運転制御装置において、各インバータ間の各相間を
流れる循環電流を消去して固定子巻線電流を精度良く算
出し、安定した制御を行う。 【構成】 各単位インバータの各相毎の出力電流Ｉ1U，
Ｉ1V，Ｉ1W及びＩ2U，Ｉ2V，Ｉ2Wを加算器１４，１５，
１６により加算することにより補正した３相出力電流の
検出値ＩU，ＩV，ＩWを算出し、３相−２相変換器１７
により固定子巻線電流Ｉd，Ｉqに変換して、これに基づ
いて制御変数を算出し、各単位インバータに対する指令
値を送出する制御手段により電力変換器１内の各単位イ
ンバータを並列運転制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＰＷＭインバータを
複数台並列運転して交流電動機等を可変速制御する際の
ＰＷＭインバータの並列運転制御装置に関するものであ
る。
複数台並列運転して交流電動機等を可変速制御する際の
ＰＷＭインバータの並列運転制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は２台の単位インバータを並列接続
した従来の電圧型インバータの構成図である。図におい
て、Ｅは直流電圧源、１０は第１の単位インバータで、
ブリッジ接続したトランジスタ１０ａ〜１０ｆと各トラ
ンジスタに逆並列接続したダイオード１１ａ〜１１ｆか
らなっている。また、２０は第２の単位インバータで、
同様なトランジスタ２０ａ〜２０ｆとダイオード２１ａ
〜２１ｆからなっている。そして、上記第１及び第２の
単位インバータ１０及び２０は夫々共通の電圧源Ｅに接
続され、それら単位インバータの出力は相間リアクトル
１３Ｕ〜１３Ｗを介して並列に接続されており、また、
第１の単位インバータ１０と第２の単位インバータ２０
の出力電流を検出するための電流検出用の変流器１２Ｕ
〜１２Ｗ及び２２Ｕ〜２２Ｗが設けられている。
した従来の電圧型インバータの構成図である。図におい
て、Ｅは直流電圧源、１０は第１の単位インバータで、
ブリッジ接続したトランジスタ１０ａ〜１０ｆと各トラ
ンジスタに逆並列接続したダイオード１１ａ〜１１ｆか
らなっている。また、２０は第２の単位インバータで、
同様なトランジスタ２０ａ〜２０ｆとダイオード２１ａ
〜２１ｆからなっている。そして、上記第１及び第２の
単位インバータ１０及び２０は夫々共通の電圧源Ｅに接
続され、それら単位インバータの出力は相間リアクトル
１３Ｕ〜１３Ｗを介して並列に接続されており、また、
第１の単位インバータ１０と第２の単位インバータ２０
の出力電流を検出するための電流検出用の変流器１２Ｕ
〜１２Ｗ及び２２Ｕ〜２２Ｗが設けられている。
【０００３】上記構成においては、３相交流電圧指令値
Ｖ1U，Ｖ1V，Ｖ1Wの入力に基づいて単位インバータの各
トランジスタをスイッチング制御する図示しないパルス
幅変調制御回路により各単位インバータがパルス幅変調
制御されて所望の可変電圧可変周波数の交流電力に変換
出力され、その変換電力は負荷としての誘導電動機の固
定子巻線に供給される。この時、各単位インバータ１
０，２０の出力電流はそれぞれ変流器１２Ｕ〜１２Ｗ及
び２２Ｕ〜２２Ｗによって検出され、後述する制御構成
に用いられる。
Ｖ1U，Ｖ1V，Ｖ1Wの入力に基づいて単位インバータの各
トランジスタをスイッチング制御する図示しないパルス
幅変調制御回路により各単位インバータがパルス幅変調
制御されて所望の可変電圧可変周波数の交流電力に変換
出力され、その変換電力は負荷としての誘導電動機の固
定子巻線に供給される。この時、各単位インバータ１
０，２０の出力電流はそれぞれ変流器１２Ｕ〜１２Ｗ及
び２２Ｕ〜２２Ｗによって検出され、後述する制御構成
に用いられる。
【０００４】図４は上述した図３に示す並列運転される
複数の単位インバータを制御する並列運転制御装置を示
す構成図である。先ず、単位インバータ１０の制御構成
について述べる。図において、１は図３に示す構成及び
２台の単位インバータをスイッチング制御する従来周知
のパルス幅変調制御回路を備え、所望の電圧，周波数に
変換した出力を誘導電動機２の固定子巻線に供給する電
力変換器、３は前記誘導電動機２の回転子角速度を検出
する速度検出器、５１は図３に示される変流器１２Ｕ，
１２Ｖ，１２Ｗによって検出される単位インバータ１０
の３相交流電流Ｉ1U，Ｉ1V，Ｉ1Wを上記固定子巻線に印
加される交流電圧の周波数ω1と同期して回転する２軸
の回転座標系（ｄ−ｑ座標系）での値、すなわち固定子
巻線電流Ｉ1d，Ｉ1qに変換する３相−２相変換器であ
る。
複数の単位インバータを制御する並列運転制御装置を示
す構成図である。先ず、単位インバータ１０の制御構成
について述べる。図において、１は図３に示す構成及び
２台の単位インバータをスイッチング制御する従来周知
のパルス幅変調制御回路を備え、所望の電圧，周波数に
変換した出力を誘導電動機２の固定子巻線に供給する電
力変換器、３は前記誘導電動機２の回転子角速度を検出
する速度検出器、５１は図３に示される変流器１２Ｕ，
１２Ｖ，１２Ｗによって検出される単位インバータ１０
の３相交流電流Ｉ1U，Ｉ1V，Ｉ1Wを上記固定子巻線に印
加される交流電圧の周波数ω1と同期して回転する２軸
の回転座標系（ｄ−ｑ座標系）での値、すなわち固定子
巻線電流Ｉ1d，Ｉ1qに変換する３相−２相変換器であ
る。
【０００５】また、６はｄ−ｑ座標系での固定子巻線電
流Ｉ1d，Ｉ1qと後述する固定子巻線電圧Ｖ1d，Ｖ1qから
回転子に鎖交する磁束Φ2d，Φ2qを算出する磁束演算
器、７１は前記ｄ−ｑ座標系における電力変換器１の発
生すべき電圧指令値を実際の３相瞬時値Ｖ1U，Ｖ1V，Ｖ
1Wに変換する２相−３相変換器、８１は固定子巻線電流
のｄ軸成分指令値Ｉ1d*とその実際値Ｉ1dとの差の増幅
値に応じて指令値どおりの電流を流すべく固定子巻線電
圧のｄ軸成分指令値Ｖ1dを出力するｄ軸電流コントロー
ラ、９１は同じく固定子巻線電流のｑ軸成分を同様にし
て制御すべく固定子巻線電圧のｑ軸成分指令値Ｖ1qを出
力するｑ軸電流コントローラである。
流Ｉ1d，Ｉ1qと後述する固定子巻線電圧Ｖ1d，Ｖ1qから
回転子に鎖交する磁束Φ2d，Φ2qを算出する磁束演算
器、７１は前記ｄ−ｑ座標系における電力変換器１の発
生すべき電圧指令値を実際の３相瞬時値Ｖ1U，Ｖ1V，Ｖ
1Wに変換する２相−３相変換器、８１は固定子巻線電流
のｄ軸成分指令値Ｉ1d*とその実際値Ｉ1dとの差の増幅
値に応じて指令値どおりの電流を流すべく固定子巻線電
圧のｄ軸成分指令値Ｖ1dを出力するｄ軸電流コントロー
ラ、９１は同じく固定子巻線電流のｑ軸成分を同様にし
て制御すべく固定子巻線電圧のｑ軸成分指令値Ｖ1qを出
力するｑ軸電流コントローラである。
【０００６】また、２９は回転子巻線鎖交磁束のｄ軸成
分Φ2dを所望の指令値Φ2d*に制御するための磁束コン
トローラ、３０は誘導電動機２の回転子角速度ωrを所
望の指令値ωr*に制御するための速度コントローラ、３
１は除算器、３２は係数器で、これら除算器３１および
係数器３２によってすべり周波数指令ωS*を算出する。
また、２３，２４，２７，２８は減算器、２６は加算器
である。
分Φ2dを所望の指令値Φ2d*に制御するための磁束コン
トローラ、３０は誘導電動機２の回転子角速度ωrを所
望の指令値ωr*に制御するための速度コントローラ、３
１は除算器、３２は係数器で、これら除算器３１および
係数器３２によってすべり周波数指令ωS*を算出する。
また、２３，２４，２７，２８は減算器、２６は加算器
である。
【０００７】次に単位インバータ１０の制御動作につい
て説明する。まず、電流制御系について説明する。３相
交流電流Ｉ1U，Ｉ1V，Ｉ1Wは電流検出器１２Ｕ，１２
Ｖ，１２Ｗによって検出される。３相−２相変換器５１
は上記検出された３相交流電流Ｉ1U，Ｉ1V，Ｉ1Wを固定
子巻線に印加される３相交流電圧Ｖ1U，Ｖ1V，Ｖ1Wの周
波数ω1に同期して回転する２軸の直交座標系（ｄ−ｑ
座標系）から見た固定子巻線電流Ｉ1d，Ｉ1qに変換す
る。３相交流電流Ｉ1U，Ｉ1V，Ｉ1Wから該固定子巻線電
流Ｉ1d，Ｉ1qへの変換は式（１），（２）で行われる。 θ1＝∫ω1ｄｔ ・・・（１）
て説明する。まず、電流制御系について説明する。３相
交流電流Ｉ1U，Ｉ1V，Ｉ1Wは電流検出器１２Ｕ，１２
Ｖ，１２Ｗによって検出される。３相−２相変換器５１
は上記検出された３相交流電流Ｉ1U，Ｉ1V，Ｉ1Wを固定
子巻線に印加される３相交流電圧Ｖ1U，Ｖ1V，Ｖ1Wの周
波数ω1に同期して回転する２軸の直交座標系（ｄ−ｑ
座標系）から見た固定子巻線電流Ｉ1d，Ｉ1qに変換す
る。３相交流電流Ｉ1U，Ｉ1V，Ｉ1Wから該固定子巻線電
流Ｉ1d，Ｉ1qへの変換は式（１），（２）で行われる。 θ1＝∫ω1ｄｔ ・・・（１）
【０００８】
【数１】
【０００９】ｄ軸電流コントローラ８１は固定子巻線ｄ
軸電流指令値Ｉ1d* と上記（１）、（２）式で求めた固
定子巻線電流Ｉ1dとの差を増幅し、固定子巻線電圧のｄ
軸電圧指令値Ｖ1dを出力する。同様にしてｑ軸成分につ
いてもｑ軸電流コントローラ９１によってｑ軸電圧指令
値Ｖ1qを出力する。ｄ軸電圧指令値Ｖ1dとｑ軸電圧指令
値Ｖ1qとは２相−３相変換器７１によって実際の３相瞬
時電圧Ｖ1U，Ｖ1V，Ｖ1Wに変換される。ｄ軸電圧指令値
Ｖ1d，Ｖ1qから３相瞬時電圧Ｖ1U，Ｖ1V，Ｖ1Wへの変換
は式（３）で行われる。
軸電流指令値Ｉ1d* と上記（１）、（２）式で求めた固
定子巻線電流Ｉ1dとの差を増幅し、固定子巻線電圧のｄ
軸電圧指令値Ｖ1dを出力する。同様にしてｑ軸成分につ
いてもｑ軸電流コントローラ９１によってｑ軸電圧指令
値Ｖ1qを出力する。ｄ軸電圧指令値Ｖ1dとｑ軸電圧指令
値Ｖ1qとは２相−３相変換器７１によって実際の３相瞬
時電圧Ｖ1U，Ｖ1V，Ｖ1Wに変換される。ｄ軸電圧指令値
Ｖ1d，Ｖ1qから３相瞬時電圧Ｖ1U，Ｖ1V，Ｖ1Wへの変換
は式（３）で行われる。
【００１０】
【数２】
【００１１】これによって得られた３相瞬時電圧Ｖ1U，
Ｖ1V，Ｖ1Wが実際に電力変換器１から発生され、所望の
電流を流すことができる。
Ｖ1V，Ｖ1Wが実際に電力変換器１から発生され、所望の
電流を流すことができる。
【００１２】次にすべり周波数演算について説明する。
上述の電流制御系が十分高速に動作しているとすれば、
夫々、固定子巻線ｄ軸及びｑ軸電流指令値はＩ1d* ＝Ｉ
1d、Ｉ1q* ＝Ｉ1qと見なせる。この時、固定子巻線電流
Ｉ1d，Ｉ1qを入力とみた時の誘導電動機２のシステムの
状態方程式は下式となる。
上述の電流制御系が十分高速に動作しているとすれば、
夫々、固定子巻線ｄ軸及びｑ軸電流指令値はＩ1d* ＝Ｉ
1d、Ｉ1q* ＝Ｉ1qと見なせる。この時、固定子巻線電流
Ｉ1d，Ｉ1qを入力とみた時の誘導電動機２のシステムの
状態方程式は下式となる。
【００１３】 ｄΦ2d／ｄｔ＝−αΦ2d＋ωSΦ2q＋βＩ1d ・・・（４） ｄΦ2q／ｄｔ＝−αΦ2q−ωSΦ2d＋βＩ1q ・・・（５） ｄωr／ｄｔ＝γ（Ｉ1qΦ2d−Ｉ1dΦ2q） ・・・（６） ここで、α，β，γは誘導電動機２によって決まる正の
定数である。Φ2dはｄ軸成分の回転子巻線鎖交磁束（以
下ｄ軸成分磁束という）、Φ2qはｑ軸成分の回転子巻線
鎖交磁束（以下ｑ軸成分磁束という）であり、ωrは回
転子角速度、ωSはすべり周波数で ωS＝ω1−ωr ・・・（７） である。
定数である。Φ2dはｄ軸成分の回転子巻線鎖交磁束（以
下ｄ軸成分磁束という）、Φ2qはｑ軸成分の回転子巻線
鎖交磁束（以下ｑ軸成分磁束という）であり、ωrは回
転子角速度、ωSはすべり周波数で ωS＝ω1−ωr ・・・（７） である。
【００１４】今、もし ωS＝β・（Ｉ1q／Φ2d） ・・・（８） とすると、（５）式は ｄΦ2q／ｄｔ＝−αΦ2q ・・・（９） となる。α＞０なので、ｑ軸成分磁束Φ2qは時間がたつ
につれてゼロに近づいていく。こうしてある時刻の後は
Φ2q＝０と見なせる。除算器３１と係数器３２によって
すべり周波数ωS の指令値ωS*が（８）式に基づいて計
算される。加算器２６によってすべり周波数指令値ωS*
と回転子角速度ωrが加算され、固定子巻線に印加され
る交流電圧周波数ω1 が計算され、２相−３相変換器７
１と電力変換器１によって実際に誘導電動機２に周波数
ω1 の交流電圧が印加される。
につれてゼロに近づいていく。こうしてある時刻の後は
Φ2q＝０と見なせる。除算器３１と係数器３２によって
すべり周波数ωS の指令値ωS*が（８）式に基づいて計
算される。加算器２６によってすべり周波数指令値ωS*
と回転子角速度ωrが加算され、固定子巻線に印加され
る交流電圧周波数ω1 が計算され、２相−３相変換器７
１と電力変換器１によって実際に誘導電動機２に周波数
ω1 の交流電圧が印加される。
【００１５】次に磁束制御について説明する。上述した
すべり周波数制御によってｑ軸成分磁束はΦ2q＝０とな
れば磁束を制御するのはｄ軸成分磁束Φ2dを制御するこ
とになる。（４）式からΦ2q＝０として ｄΦ2d／ｄｔ＝−αΦ2d＋βＩ1d ・・・（１０） となって、ｄ軸固定子巻線電流Ｉ1dを操作すればｄ軸成
分磁束Φ2dを所望の値に制御できることになる。磁束コ
ントローラ２９ではｄ軸成分磁束指令値Φ2d* とｄ軸成
分磁束Φ2dとの差を増幅して固定子巻線電流指令値Ｉ1d
を出力している。ｄ軸成分磁束Φ2dの値は磁束演算器６
で求められる。
すべり周波数制御によってｑ軸成分磁束はΦ2q＝０とな
れば磁束を制御するのはｄ軸成分磁束Φ2dを制御するこ
とになる。（４）式からΦ2q＝０として ｄΦ2d／ｄｔ＝−αΦ2d＋βＩ1d ・・・（１０） となって、ｄ軸固定子巻線電流Ｉ1dを操作すればｄ軸成
分磁束Φ2dを所望の値に制御できることになる。磁束コ
ントローラ２９ではｄ軸成分磁束指令値Φ2d* とｄ軸成
分磁束Φ2dとの差を増幅して固定子巻線電流指令値Ｉ1d
を出力している。ｄ軸成分磁束Φ2dの値は磁束演算器６
で求められる。
【００１６】次に速度制御について説明する。すべり周
波数制御によってΦ2q＝０、磁束制御によってΦ2d＝Φ
2d*（定数）に制御できれば（６）式は ｄωr／ｄｔ＝γΦ2d*Ｉ1q ・・・（１１） となってｑ軸固定子巻線電流Ｉ1qを操作すれば回転子角
速度ωr を所望の値に制御できることになる。速度コン
トローラ３０では回転子角速度の指令値ωr*と実測値ω
r との差を増幅しｑ軸固定子巻線電流Ｉ1qの指令値Ｉ1q
* を出力している。
波数制御によってΦ2q＝０、磁束制御によってΦ2d＝Φ
2d*（定数）に制御できれば（６）式は ｄωr／ｄｔ＝γΦ2d*Ｉ1q ・・・（１１） となってｑ軸固定子巻線電流Ｉ1qを操作すれば回転子角
速度ωr を所望の値に制御できることになる。速度コン
トローラ３０では回転子角速度の指令値ωr*と実測値ω
r との差を増幅しｑ軸固定子巻線電流Ｉ1qの指令値Ｉ1q
* を出力している。
【００１７】また、単位インバータ２０の制御構成とし
ては、上記単位インバータ１０の制御構成と同様な構成
が備えられる。すなわち、図４に示すように、図３に示
す変流器２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗにより検出される三相
交流電流Ｉ2U，Ｉ2V，Ｉ2Wを固定子巻線電流Ｉ2d，Ｉ2q
に変換する３相−２相変換器５２と、固定子巻線電流の
ｄ軸成分指令値Ｉ1d*及びｑ軸成分指令値Ｉ1q*とその実
際値I2d及びI2qとの差の増幅値に応じて指令値どおりの
電流を流すべく固定子巻線電圧のｄ軸成分指令値Ｖ2d及
びｑ軸成分指令値Ｖ2qを出力するｄ軸電流コントローラ
８２及びｑ軸電流コントローラ９２と、これら固定子巻
線電圧のｄ軸成分指令値Ｖ2d及びｑ軸成分指令値Ｖ2qを
電力変換器１の発生すべき実際の３相瞬時値Ｖ2U，
Ｖ2V，Ｖ2Wに変換する２相−３相変換器７２と、減算器
３３及び３４とを備え、上述した単位インバータ１０と
同一の指令値に基づき同様な制御がなされる。
ては、上記単位インバータ１０の制御構成と同様な構成
が備えられる。すなわち、図４に示すように、図３に示
す変流器２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗにより検出される三相
交流電流Ｉ2U，Ｉ2V，Ｉ2Wを固定子巻線電流Ｉ2d，Ｉ2q
に変換する３相−２相変換器５２と、固定子巻線電流の
ｄ軸成分指令値Ｉ1d*及びｑ軸成分指令値Ｉ1q*とその実
際値I2d及びI2qとの差の増幅値に応じて指令値どおりの
電流を流すべく固定子巻線電圧のｄ軸成分指令値Ｖ2d及
びｑ軸成分指令値Ｖ2qを出力するｄ軸電流コントローラ
８２及びｑ軸電流コントローラ９２と、これら固定子巻
線電圧のｄ軸成分指令値Ｖ2d及びｑ軸成分指令値Ｖ2qを
電力変換器１の発生すべき実際の３相瞬時値Ｖ2U，
Ｖ2V，Ｖ2Wに変換する２相−３相変換器７２と、減算器
３３及び３４とを備え、上述した単位インバータ１０と
同一の指令値に基づき同様な制御がなされる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】従来のＰＷＭインバー
タの並列運転制御装置は以上のように構成されているの
で、電流検出信号Ｉ1U，Ｉ1V，Ｉ1W及びＩ2U，Ｉ2V，Ｉ
2W自体に、並列接続された各インバータ１０及び２０間
の各相間を流れる循環電流を含むため、回転座標変換し
た制御系の固定子巻線電流Ｉ1d，Ｉ1q及びＩ2d，Ｉ2qに
上記循環電流が含まれ、（４）〜（１１）式でも理解さ
れるように、誘導電動機２を制御するのに必要となる二
次磁束、すべり周波数等制御変数を算出する上で外乱要
素となり、このため、制御が不安定になるという問題点
がある。
タの並列運転制御装置は以上のように構成されているの
で、電流検出信号Ｉ1U，Ｉ1V，Ｉ1W及びＩ2U，Ｉ2V，Ｉ
2W自体に、並列接続された各インバータ１０及び２０間
の各相間を流れる循環電流を含むため、回転座標変換し
た制御系の固定子巻線電流Ｉ1d，Ｉ1q及びＩ2d，Ｉ2qに
上記循環電流が含まれ、（４）〜（１１）式でも理解さ
れるように、誘導電動機２を制御するのに必要となる二
次磁束、すべり周波数等制御変数を算出する上で外乱要
素となり、このため、制御が不安定になるという問題点
がある。
【００１９】この発明は、上記のような従来例における
問題点を解消するためになされたもので、各インバータ
間の各相間を流れる循環電流を消去して固定子巻線電流
を精度良く算出し、安定した制御が行い得るＰＷＭイン
バータの並列運転制御装置を得ることを目的とする。
問題点を解消するためになされたもので、各インバータ
間の各相間を流れる循環電流を消去して固定子巻線電流
を精度良く算出し、安定した制御が行い得るＰＷＭイン
バータの並列運転制御装置を得ることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るＰＷＭインバータの並列運転制御装置は、パルス幅変
調制御される複数の単位インバータを電圧源に並列接続
し、かつ各単位インバータの各相出力端をリアクトルを
介して並列接続すると共に、各単位インバータから出力
される３相交流電流を検出する電流検出手段と、該電流
検出手段による３相交流電流の検出値に基づいて制御変
数を算出し単位インバータに対する指令値を送出する制
御手段とを各単位インバータ毎に備えたＰＷＭインバー
タの並列運転制御装置において、上記各単位インバータ
の各相毎の電流検出値を加算することにより補正した３
相交流電流の検出値を算出し上記制御手段への３相交流
電流の検出値とする加算器を備えたことを特徴とするも
のである。
るＰＷＭインバータの並列運転制御装置は、パルス幅変
調制御される複数の単位インバータを電圧源に並列接続
し、かつ各単位インバータの各相出力端をリアクトルを
介して並列接続すると共に、各単位インバータから出力
される３相交流電流を検出する電流検出手段と、該電流
検出手段による３相交流電流の検出値に基づいて制御変
数を算出し単位インバータに対する指令値を送出する制
御手段とを各単位インバータ毎に備えたＰＷＭインバー
タの並列運転制御装置において、上記各単位インバータ
の各相毎の電流検出値を加算することにより補正した３
相交流電流の検出値を算出し上記制御手段への３相交流
電流の検出値とする加算器を備えたことを特徴とするも
のである。
【００２１】また、請求項２に係るＰＷＭインバータの
並列運転制御装置は、パルス幅変調制御される複数の単
位インバータを電圧源に並列接続し、かつ各単位インバ
ータの各相出力端をリアクトルを介して並列接続すると
共に、各単位インバータの３相出力電流を検出する電流
検出手段と、各単位インバータの３相出力電流をそれぞ
れｄ−ｑ軸回転座標系の固定子巻線電流に座標変換する
座標変換手段と、座標変換された固定子巻線電流に基づ
いて制御変数を算出し単位インバータに対する指令値を
送出する制御手段と、この制御手段から送出される指令
値を３相の電圧指令値に逆変換する座標逆変換手段とを
各単位インバータ毎に備えたＰＷＭインバータの並列運
転制御装置において、上記各単位インバータの座標変換
手段からそれぞれ出力される各座標軸の固定子巻線電流
を加算することにより補正した固定子巻線電流を算出し
上記制御手段への固定子巻線電流とする加算器を備えた
ことを特徴とするものである。
並列運転制御装置は、パルス幅変調制御される複数の単
位インバータを電圧源に並列接続し、かつ各単位インバ
ータの各相出力端をリアクトルを介して並列接続すると
共に、各単位インバータの３相出力電流を検出する電流
検出手段と、各単位インバータの３相出力電流をそれぞ
れｄ−ｑ軸回転座標系の固定子巻線電流に座標変換する
座標変換手段と、座標変換された固定子巻線電流に基づ
いて制御変数を算出し単位インバータに対する指令値を
送出する制御手段と、この制御手段から送出される指令
値を３相の電圧指令値に逆変換する座標逆変換手段とを
各単位インバータ毎に備えたＰＷＭインバータの並列運
転制御装置において、上記各単位インバータの座標変換
手段からそれぞれ出力される各座標軸の固定子巻線電流
を加算することにより補正した固定子巻線電流を算出し
上記制御手段への固定子巻線電流とする加算器を備えた
ことを特徴とするものである。
【００２２】
【作用】この発明の請求項１によるＰＷＭインバータの
並列運転制御装置においては、各単位インバータの各相
毎の出力電流を加算する加算器により、補正した３相交
流電流の検出値を算出することにより、３相交流電流の
検出値に基づいて制御変数を算出し単位インバータに対
する指令値を送出する制御手段への３相交流電流の検出
値とし、３相交流電流の検出値に含まれる各インバータ
間の各相間を流れる循環電流を消去する。
並列運転制御装置においては、各単位インバータの各相
毎の出力電流を加算する加算器により、補正した３相交
流電流の検出値を算出することにより、３相交流電流の
検出値に基づいて制御変数を算出し単位インバータに対
する指令値を送出する制御手段への３相交流電流の検出
値とし、３相交流電流の検出値に含まれる各インバータ
間の各相間を流れる循環電流を消去する。
【００２３】また、請求項２によるＰＷＭインバータの
並列運転制御装置においては、インバータの座標変換手
段からそれぞれ出力される各座標軸の固定子巻線電流を
加算する加算器により、補正した固定子巻線電流を算出
することにより、座標変換された固定子巻線電流に基づ
いて制御変数を算出し単位インバータに対する指令値を
送出する制御手段への固定子巻線電流とし、固定子巻線
電流に含まれる各インバータ間の各相間を流れる循環電
流成分を消去する。
並列運転制御装置においては、インバータの座標変換手
段からそれぞれ出力される各座標軸の固定子巻線電流を
加算する加算器により、補正した固定子巻線電流を算出
することにより、座標変換された固定子巻線電流に基づ
いて制御変数を算出し単位インバータに対する指令値を
送出する制御手段への固定子巻線電流とし、固定子巻線
電流に含まれる各インバータ間の各相間を流れる循環電
流成分を消去する。
【００２４】
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
基づいて説明する。図１は実施例１に係るＰＷＭインバ
ータの並列運転制御装置を示す構成図である。同図にお
いて、図４と同一部分は同一符号を付しその説明は省略
する。図４と異なるところは、新たに、電力変換器１内
の各単位インバータ１０及び２０の変流器１２Ｕ，１２
Ｖ，１２Ｗ及び２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗにより検出され
る３相交流電流を各相毎に加算することにより、３相交
流電流の検出値に含まれる各単位インバータ間の各相間
を流れる循環電流を消去した補正された３相交流電流Ｉ
U，ＩV，ＩW を得る加算器１４，１５，１６を設けてい
る。
基づいて説明する。図１は実施例１に係るＰＷＭインバ
ータの並列運転制御装置を示す構成図である。同図にお
いて、図４と同一部分は同一符号を付しその説明は省略
する。図４と異なるところは、新たに、電力変換器１内
の各単位インバータ１０及び２０の変流器１２Ｕ，１２
Ｖ，１２Ｗ及び２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗにより検出され
る３相交流電流を各相毎に加算することにより、３相交
流電流の検出値に含まれる各単位インバータ間の各相間
を流れる循環電流を消去した補正された３相交流電流Ｉ
U，ＩV，ＩW を得る加算器１４，１５，１６を設けてい
る。
【００２５】また、上記加算器１４，１５，１６を経た
３相交流電流ＩU，ＩV，ＩW を回転する２軸の回転座標
系（ｄ−ｑ軸座標系）での固定子巻線電流Ｉd，Ｉqに変
換する３相−２相変換器１７を設けており、これら固定
子巻線電流Ｉd，Ｉqを磁束演算器６に与えている。
３相交流電流ＩU，ＩV，ＩW を回転する２軸の回転座標
系（ｄ−ｑ軸座標系）での固定子巻線電流Ｉd，Ｉqに変
換する３相−２相変換器１７を設けており、これら固定
子巻線電流Ｉd，Ｉqを磁束演算器６に与えている。
【００２６】従って、図１に示す構成においては、磁束
演算器６に与えられる固定子巻線電流Ｉd，Ｉqには、各
単位インバータ１０と２０間の各相間を流れる循環電流
が含まれないものとなり、これら固定子巻線電流Ｉd，
Ｉq及びｄ軸電流コントローラ８１とｑ軸電流コントロ
ーラ９１から送出される固定子巻線電圧のｄ軸及びｑ軸
電圧指令値Ｖ1d，Ｖ1qに基づき磁束演算器６は回転子に
鎖交する磁束Φ2dを算出する。
演算器６に与えられる固定子巻線電流Ｉd，Ｉqには、各
単位インバータ１０と２０間の各相間を流れる循環電流
が含まれないものとなり、これら固定子巻線電流Ｉd，
Ｉq及びｄ軸電流コントローラ８１とｑ軸電流コントロ
ーラ９１から送出される固定子巻線電圧のｄ軸及びｑ軸
電圧指令値Ｖ1d，Ｖ1qに基づき磁束演算器６は回転子に
鎖交する磁束Φ2dを算出する。
【００２７】その後は、従来例と同様に動作する。すな
わち、上記磁束演算器６によって算出された回転子に鎖
交するｄ軸成分磁束Φ2dは減算器２７，２８に入力さ
れ、それぞれｄ軸成分の回転子巻線鎖交磁束指令値Φ2d
*及び回転子角速度指令値ωr*と減算され、磁束コント
ローラ２９及び速度コントローラ３０により、ｄ軸固定
子巻線電流指令値Ｉ1d* 及びｑ軸固定子巻線電流指令値
Ｉ1q* が送出されると共に、上記磁束演算器６によるｄ
軸成分磁束Φ2dと上記ｑ軸固定子巻線電流指令値Ｉ1q*
が除算器３１に入力され係数器３２を経てすべり周波数
指令値ωS*が算出され、これに基づいて従来と同様にし
て電力変換器１内の各単位インバータ１０及び２０は制
御される。
わち、上記磁束演算器６によって算出された回転子に鎖
交するｄ軸成分磁束Φ2dは減算器２７，２８に入力さ
れ、それぞれｄ軸成分の回転子巻線鎖交磁束指令値Φ2d
*及び回転子角速度指令値ωr*と減算され、磁束コント
ローラ２９及び速度コントローラ３０により、ｄ軸固定
子巻線電流指令値Ｉ1d* 及びｑ軸固定子巻線電流指令値
Ｉ1q* が送出されると共に、上記磁束演算器６によるｄ
軸成分磁束Φ2dと上記ｑ軸固定子巻線電流指令値Ｉ1q*
が除算器３１に入力され係数器３２を経てすべり周波数
指令値ωS*が算出され、これに基づいて従来と同様にし
て電力変換器１内の各単位インバータ１０及び２０は制
御される。
【００２８】このため、上記実施例によれば、加算器１
４，１５，１６による３相交流電流ＩU，ＩV，ＩW の検
出値自体に各インバータ間の各相間を流れる循環電流が
消去されたものとなり、３相−２相変換器１７で得られ
る固定子巻線電流Ｉd，Ｉqに循環電流成分は含まれな
く、従って、誘導電動機２を制御するのに必要な二次磁
束、すべり周波数等制御変数を算出する上で外乱要素は
なくなり、制御が安定なものとなる。
４，１５，１６による３相交流電流ＩU，ＩV，ＩW の検
出値自体に各インバータ間の各相間を流れる循環電流が
消去されたものとなり、３相−２相変換器１７で得られ
る固定子巻線電流Ｉd，Ｉqに循環電流成分は含まれな
く、従って、誘導電動機２を制御するのに必要な二次磁
束、すべり周波数等制御変数を算出する上で外乱要素は
なくなり、制御が安定なものとなる。
【００２９】実施例２．次に、図２はこの発明の実施例
２に係るＰＷＭインバータの並列運転制御装置を示す構
成図である。同図において、図４と同一部分は同一符号
を付しその説明は省略する。図４と異なるところは、新
たに、電力変換器１内の各単位インバータ１０及び２０
の変流器１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗ及び２２Ｕ，２２Ｖ，
２２Ｗにより検出される３相交流電流をそれぞれ回転す
る２軸の回転座標系（ｄ−ｑ軸座標系）での固定子巻線
電流Ｉd，Ｉq及びＩ2d，Ｉ2qに変換する３相−２相変換
器５１及び５２による上記固定子巻線電流Ｉ1d，Ｉ1q及
びＩ2d，Ｉ2qを各座標軸毎に加算することにより、固定
子巻線電流に含まれる各単位インバータ間の各相間を流
れる循環電流成分を消去した補正された固定子巻線電流
Ｉd，Ｉqを得る加算器１８，１９を設けた点であり、こ
の固定子巻線電流Ｉd，Ｉqを磁束演算器６に与えてい
る。
２に係るＰＷＭインバータの並列運転制御装置を示す構
成図である。同図において、図４と同一部分は同一符号
を付しその説明は省略する。図４と異なるところは、新
たに、電力変換器１内の各単位インバータ１０及び２０
の変流器１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗ及び２２Ｕ，２２Ｖ，
２２Ｗにより検出される３相交流電流をそれぞれ回転す
る２軸の回転座標系（ｄ−ｑ軸座標系）での固定子巻線
電流Ｉd，Ｉq及びＩ2d，Ｉ2qに変換する３相−２相変換
器５１及び５２による上記固定子巻線電流Ｉ1d，Ｉ1q及
びＩ2d，Ｉ2qを各座標軸毎に加算することにより、固定
子巻線電流に含まれる各単位インバータ間の各相間を流
れる循環電流成分を消去した補正された固定子巻線電流
Ｉd，Ｉqを得る加算器１８，１９を設けた点であり、こ
の固定子巻線電流Ｉd，Ｉqを磁束演算器６に与えてい
る。
【００３０】従って、図２に示す構成においては、磁束
演算器６に与えられる固定子巻線電流Ｉd，Ｉqには、各
単位インバータ１０と２０間の各相間を流れる循環電流
が含まれないものとなり、これら固定子巻線電流Ｉd，
Ｉq及びｄ軸電流コントローラ８１とｑ軸電流コントロ
ーラ９１から送出される固定子巻線電圧のｄ軸とｑ軸電
圧指令値Ｖ1d，Ｖ1qに基づき磁束演算器６は回転子に鎖
交する磁束Φ2dを算出する。
演算器６に与えられる固定子巻線電流Ｉd，Ｉqには、各
単位インバータ１０と２０間の各相間を流れる循環電流
が含まれないものとなり、これら固定子巻線電流Ｉd，
Ｉq及びｄ軸電流コントローラ８１とｑ軸電流コントロ
ーラ９１から送出される固定子巻線電圧のｄ軸とｑ軸電
圧指令値Ｖ1d，Ｖ1qに基づき磁束演算器６は回転子に鎖
交する磁束Φ2dを算出する。
【００３１】その後は、従来例と同様に動作する。すな
わち、上記磁束演算器６によって算出された回転子に鎖
交するｄ軸成分磁束Φ2dは減算器２７，２８に入力さ
れ、それぞれｄ軸成分の回転子巻線鎖交磁束指令値Φ2d
*及び回転子角速度指令値ωr*と減算され、磁束コント
ローラ２９及び速度コントローラ３０により、ｄ軸固定
子巻線電流指令値Ｉ1d*及びｑ軸固定子巻線電流指令値
Ｉ1q*が送出されると共に、上記磁束演算器６によるｄ
軸成分磁束Φ2dと上記ｑ軸固定子巻線電流指令値Ｉ1q*
が除算器３１に入力され係数器３２を経てすべり周波数
指令値ωS*が算出され、これに基づいて従来と同様にし
て電力変換器１内の各単位インバータ１０及び２０は制
御される。
わち、上記磁束演算器６によって算出された回転子に鎖
交するｄ軸成分磁束Φ2dは減算器２７，２８に入力さ
れ、それぞれｄ軸成分の回転子巻線鎖交磁束指令値Φ2d
*及び回転子角速度指令値ωr*と減算され、磁束コント
ローラ２９及び速度コントローラ３０により、ｄ軸固定
子巻線電流指令値Ｉ1d*及びｑ軸固定子巻線電流指令値
Ｉ1q*が送出されると共に、上記磁束演算器６によるｄ
軸成分磁束Φ2dと上記ｑ軸固定子巻線電流指令値Ｉ1q*
が除算器３１に入力され係数器３２を経てすべり周波数
指令値ωS*が算出され、これに基づいて従来と同様にし
て電力変換器１内の各単位インバータ１０及び２０は制
御される。
【００３２】このため、上記実施例によれば、加算器１
８，１９による固定子巻線電流Ｉd，Ｉqに各単位インバ
ータ間の各相間を流れる循環電流が消去されたものとな
り、従って、実施例１と同様に、誘導電動機２を制御す
るのに必要な二次磁束、すべり周波数等制御変数を算出
する上で外乱要素はなくなり、制御が安定なものとな
る。
８，１９による固定子巻線電流Ｉd，Ｉqに各単位インバ
ータ間の各相間を流れる循環電流が消去されたものとな
り、従って、実施例１と同様に、誘導電動機２を制御す
るのに必要な二次磁束、すべり周波数等制御変数を算出
する上で外乱要素はなくなり、制御が安定なものとな
る。
【００３３】また、この実施例２では、実施例１が３相
交流電流の各単位インバータの検出値を各相毎に加算し
た後３相−２相変換して固定子巻線電流Ｉd，Ｉqを得て
いるのに対し、各単位インバータの３相交流電流の検出
値をそれぞれ３相−２相変換して直流分とし、その後各
軸毎にその直流分を加算して固定子巻線電流Ｉd，Ｉqを
得ているので、交流分を加算するのに比してノイズやオ
フセットの影響をうけにくく、また、実施例１の３相−
２相変換器１７は必要なく構成が簡単化される。
交流電流の各単位インバータの検出値を各相毎に加算し
た後３相−２相変換して固定子巻線電流Ｉd，Ｉqを得て
いるのに対し、各単位インバータの３相交流電流の検出
値をそれぞれ３相−２相変換して直流分とし、その後各
軸毎にその直流分を加算して固定子巻線電流Ｉd，Ｉqを
得ているので、交流分を加算するのに比してノイズやオ
フセットの影響をうけにくく、また、実施例１の３相−
２相変換器１７は必要なく構成が簡単化される。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
るＰＷＭインバータの並列運転制御装置によれば、各単
位インバータの各相毎の出力電流を加算する加算器によ
り補正した３相出力電流の検出値を算出することによ
り、３相出力電流の検出値に基づいて制御変数を算出し
単位インバータに対する指令値を送出する制御手段への
３相出力電流の検出値とするので、３相出力電流の検出
値に含まれる各インバータ間の各相間を流れる循環電流
を消去することができ、制御変数を算出する上で外乱要
素がなくなり、制御が安定なものとなる。
るＰＷＭインバータの並列運転制御装置によれば、各単
位インバータの各相毎の出力電流を加算する加算器によ
り補正した３相出力電流の検出値を算出することによ
り、３相出力電流の検出値に基づいて制御変数を算出し
単位インバータに対する指令値を送出する制御手段への
３相出力電流の検出値とするので、３相出力電流の検出
値に含まれる各インバータ間の各相間を流れる循環電流
を消去することができ、制御変数を算出する上で外乱要
素がなくなり、制御が安定なものとなる。
【００３５】また、請求項２によるＰＷＭインバータの
並列運転制御装置によれば、各単位インバータの座標変
換手段からそれぞれ出力される各座標軸の固定子巻線電
流を加算する加算器により、補正した固定子巻線電流を
算出することにより、座標変換された固定子巻線電流に
基づいて制御変数を算出し単位インバータに対する指令
値を送出する制御手段への固定子巻線電流とするので、
請求項１と同様に、固定子巻線電流に含まれる各インバ
ータの各相間を流れる循環電流成分を消去することがで
き、制御変数を算出する上で外乱要素がなくなり、制御
が安定なものとなる。
並列運転制御装置によれば、各単位インバータの座標変
換手段からそれぞれ出力される各座標軸の固定子巻線電
流を加算する加算器により、補正した固定子巻線電流を
算出することにより、座標変換された固定子巻線電流に
基づいて制御変数を算出し単位インバータに対する指令
値を送出する制御手段への固定子巻線電流とするので、
請求項１と同様に、固定子巻線電流に含まれる各インバ
ータの各相間を流れる循環電流成分を消去することがで
き、制御変数を算出する上で外乱要素がなくなり、制御
が安定なものとなる。
【００３６】さらに、この請求項２では、請求項１が３
相出力電流の各単位インバータの検出値を各相毎に加算
した後固定子巻線電流Ｉd，Ｉqを得ているのに対し、各
単位インバータの３相交流電流の検出値をそれぞれ座標
変換して直流分とし、その後各軸毎にその直流分を加算
して固定子巻線電流を得ているので、交流分を加算する
のに比してノイズやオフセットの影響を受けにくく、ま
た、構成が簡単化される。
相出力電流の各単位インバータの検出値を各相毎に加算
した後固定子巻線電流Ｉd，Ｉqを得ているのに対し、各
単位インバータの３相交流電流の検出値をそれぞれ座標
変換して直流分とし、その後各軸毎にその直流分を加算
して固定子巻線電流を得ているので、交流分を加算する
のに比してノイズやオフセットの影響を受けにくく、ま
た、構成が簡単化される。
【図１】この発明の実施例１を示す構成図である。
【図２】この発明の実施例２を示す構成図である。
【図３】並列運転されるＰＷＭインバータの構成図であ
る。
る。
【図４】従来例によるＰＷＭインバータの並列運転制御
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
Ｅ 直流電圧源 １ 電力変換器 ６ 磁束演算器 １０ 単位インバータ ２０ 単位インバータ １２Ｕ 変流器 １２Ｖ 変流器 １２Ｗ 変流器 ２２Ｕ 変流器 ２２Ｖ 変流器 ２２Ｗ 変流器 １３Ｕ リアクトル １３Ｖ リアクトル １３Ｗ リアクトル １４ 加算器 １５ 加算器 １６ 加算器 １８ 加算器 １９ 加算器 ２７ 減算器 ２８ 減算器 ２９ 磁束コントローラ ３０ 速度コントローラ ３１ 除算器 ３２ 係数器 １７ ３相−２相変換器 ５１ ３相−２相変換器 ５２ ３相−２相変換器 ７１ ２相−３相変換器 ７２ ２相−３相変換器 ８１ ｄ軸電流コントローラ ８２ ｄ軸電流コントローラ ９１ ｑ軸電流コントローラ ９２ ｑ軸電流コントローラ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１２月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【数１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【数２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｐ 7/63 ３０２ Ｂ 9178−5Ｈ
Claims (2)
- 【請求項１】 パルス幅変調制御される複数の単位イン
バータを電圧源に並列接続し、かつ各単位インバータの
各相出力端をリアクトルを介して並列接続すると共に、
各単位インバータから出力される３相交流電流を検出す
る電流検出手段と、該電流検出手段による３相交流電流
の検出値に基づいて制御変数を算出し単位インバータに
対する指令値を送出する制御手段とを各単位インバータ
毎に備えたＰＷＭインバータの並列運転制御装置におい
て、上記各単位インバータの各相毎の電流検出値を加算
することにより補正した３相交流電流の検出値を算出し
上記制御手段への３相交流電流の検出値とする加算器を
備えたことを特徴とするＰＷＭインバータの並列運転制
御装置。 - 【請求項２】 パルス幅変調制御される複数の単位イン
バータを電圧源に並列接続し、かつ各単位インバータの
各相出力端をリアクトルを介して並列接続すると共に、
各単位インバータから出力される３相交流電流を検出す
る電流検出手段と、各単位インバータの３相交流電流を
それぞれｄ−ｑ軸回転座標系の固定子巻線電流に座標変
換する座標変換手段と、座標変換された固定子巻線電流
に基づいて制御変数を算出し単位インバータに対する指
令値を送出する制御手段と、この制御手段から送出され
る指令値を３相の電圧指令値に逆変換する座標逆変換手
段とを各単位インバータ毎に備えたＰＷＭインバータの
並列運転制御装置において、上記各単位インバータの座
標変換手段からそれぞれ出力される各座標軸の固定子巻
線電流を加算することにより補正した固定子巻線電流を
算出し上記制御手段への固定子巻線電流とする加算器を
備えたことを特徴とするＰＷＭインバータの並列運転制
御装置。
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|---|---|---|---|
| JP4149132A JPH05344773A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Ｐｗｍインバータの並列運転制御装置 |
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