JPH0549261A - 電力変換器の制御装置 - Google Patents
電力変換器の制御装置Info
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- JPH0549261A JPH0549261A JP19963491A JP19963491A JPH0549261A JP H0549261 A JPH0549261 A JP H0549261A JP 19963491 A JP19963491 A JP 19963491A JP 19963491 A JP19963491 A JP 19963491A JP H0549261 A JPH0549261 A JP H0549261A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】交流電源の電力を直流に変換する電力変換器の
制御装置において、電源電圧の不平衡や入力電流のデッ
ドタイム歪みによる直流電圧の脈動を除去して直流電圧
制御系の応答性を損なうことなく安定に動作させる。 【構成】交流電源１の電力を、自己消弧素子を用いた電
力変換器２で直流に変換し、さらにインバータ装置３で
可変周波数の交流に変換して、電動機４を駆動する。直
流電圧検出器５は電力変換器２の直流出力電圧を検出
し、直流電圧検出値Ｖdcを出力する。ノッチフィルタ８
は直流電圧検出値Ｖdcから特定周波数の脈動成分を除去
し、新たな直流電圧検出値Ｖdc’を出力する。直流電圧
制御器６は新たな直流電圧検出値Ｖdc’が直流電圧指令
Ｖdc＊に一致すべく、有効成分電流指令Ｉq＊を出力す
る。電流制御器７は、電力変換器２の入力電流ｉu，ｉ
v，ｉwを制御すべく電力変換器２の点弧信号を出力す
る。
制御装置において、電源電圧の不平衡や入力電流のデッ
ドタイム歪みによる直流電圧の脈動を除去して直流電圧
制御系の応答性を損なうことなく安定に動作させる。 【構成】交流電源１の電力を、自己消弧素子を用いた電
力変換器２で直流に変換し、さらにインバータ装置３で
可変周波数の交流に変換して、電動機４を駆動する。直
流電圧検出器５は電力変換器２の直流出力電圧を検出
し、直流電圧検出値Ｖdcを出力する。ノッチフィルタ８
は直流電圧検出値Ｖdcから特定周波数の脈動成分を除去
し、新たな直流電圧検出値Ｖdc’を出力する。直流電圧
制御器６は新たな直流電圧検出値Ｖdc’が直流電圧指令
Ｖdc＊に一致すべく、有効成分電流指令Ｉq＊を出力す
る。電流制御器７は、電力変換器２の入力電流ｉu，ｉ
v，ｉwを制御すべく電力変換器２の点弧信号を出力す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電動機の可変速駆
動に用いる電力変換装置に係り、特に交流の電力を直流
に変換する電力変換器の制御装置の安定化に関する。
動に用いる電力変換装置に係り、特に交流の電力を直流
に変換する電力変換器の制御装置の安定化に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、交流電源の電力を直流に変換する
電力変換装置としては、図７に示すものがある。図７に
おいて、交流電源１の電力を、自己消弧素子を用いた電
力変換器２で直流に変換し、さらにインバータ装置３で
可変周波数の交流に変換して、電動機４を駆動する。直
流電圧検出器５は前記電力変換器２の直流出力電圧を検
出し直流電圧検出値Ｖdcを出力する。直流電圧制御器６
は前記直流電圧検出値Ｖdcが直流電圧指令Ｖdc＊に一致
すべく、有効成分電流指令Ｉq＊を出力する。電流制御
器７は、電力変換器２の入力電流ｉu，ｉv，ｉwを制御
すべく電力変換器２の点弧信号を出力する。
電力変換装置としては、図７に示すものがある。図７に
おいて、交流電源１の電力を、自己消弧素子を用いた電
力変換器２で直流に変換し、さらにインバータ装置３で
可変周波数の交流に変換して、電動機４を駆動する。直
流電圧検出器５は前記電力変換器２の直流出力電圧を検
出し直流電圧検出値Ｖdcを出力する。直流電圧制御器６
は前記直流電圧検出値Ｖdcが直流電圧指令Ｖdc＊に一致
すべく、有効成分電流指令Ｉq＊を出力する。電流制御
器７は、電力変換器２の入力電流ｉu，ｉv，ｉwを制御
すべく電力変換器２の点弧信号を出力する。
【０００３】電流制御器７では、まず座標変換回路71に
おいて次式の演算を行ない、電力変換器２の入力電流ｉ
u，ｉv，ｉwを、電源電圧位相を基準とした有効分電流
Ｉqと無効分電流Ｉdに変換する。
おいて次式の演算を行ない、電力変換器２の入力電流ｉ
u，ｉv，ｉwを、電源電圧位相を基準とした有効分電流
Ｉqと無効分電流Ｉdに変換する。
【０００４】
【数１】
【０００５】ただし、θはＵ相電源電圧の位相で、
【０００６】
【数２】
【０００７】である。有効分電流Ｉqは、電源から供給
される有効電力に比例するもので、電力変換器２により
直流電流に変換される成分である。一方、前記無効分電
流Ｉdは、電源から供給される無効電力に比例するもの
で、直流電力には影響しない成分であるので、一般には
電源力率を高めるためＩd＝０に制御されることが多
い。すなわち、前記直流電圧制御器６の出力を有効分電
流指令Ｉq＊とし、０を無効分電流指令Ｉd＊として、各
々検出値と一致すべく電流制御回路72が動作し、電圧指
令Ｖq＊，Ｖd＊を得る。座標変換回路73では次式の演算
を行ない、前記電圧指令Ｖq＊，Ｖd＊を三相電圧指令Ｖ
u＊，Ｖv＊，Ｖw＊に変換する。
される有効電力に比例するもので、電力変換器２により
直流電流に変換される成分である。一方、前記無効分電
流Ｉdは、電源から供給される無効電力に比例するもの
で、直流電力には影響しない成分であるので、一般には
電源力率を高めるためＩd＝０に制御されることが多
い。すなわち、前記直流電圧制御器６の出力を有効分電
流指令Ｉq＊とし、０を無効分電流指令Ｉd＊として、各
々検出値と一致すべく電流制御回路72が動作し、電圧指
令Ｖq＊，Ｖd＊を得る。座標変換回路73では次式の演算
を行ない、前記電圧指令Ｖq＊，Ｖd＊を三相電圧指令Ｖ
u＊，Ｖv＊，Ｖw＊に変換する。
【０００８】
【数３】
【０００９】ＰＷＭ変調回路74では前記三相電圧指令Ｖ
u＊，Ｖv＊，Ｖw＊にしたがって、パルス幅変調を行な
い、前記電力変換器２の各自己消弧素子を駆動する。
u＊，Ｖv＊，Ｖw＊にしたがって、パルス幅変調を行な
い、前記電力変換器２の各自己消弧素子を駆動する。
【００１０】上記電力変換器を用いることにより、交流
電源の電力を直流に変換し、直流電圧を指令値に一致さ
せることができるので、電源電圧や負荷の変動に影響さ
れない一定電圧の直流電源を得ることができる。また、
電源電流を正弦波に近づけ、力率を１に近づけることが
できるので、高調波フィルタや力率改善コンデンサなど
の設備を小さくできる。
電源の電力を直流に変換し、直流電圧を指令値に一致さ
せることができるので、電源電圧や負荷の変動に影響さ
れない一定電圧の直流電源を得ることができる。また、
電源電流を正弦波に近づけ、力率を１に近づけることが
できるので、高調波フィルタや力率改善コンデンサなど
の設備を小さくできる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換装置で
は、交流電源１の三相間に電圧の振幅が不平衡である場
合には、電力変換器により変換された直流電圧に交流電
源の２倍の周波数の脈動が生じる。この直流電圧の脈動
は、前記直流電圧制御器６および電流制御器７を経由し
て制御系の信号全体を脈動させ、制御系を不安定にさせ
る。
は、交流電源１の三相間に電圧の振幅が不平衡である場
合には、電力変換器により変換された直流電圧に交流電
源の２倍の周波数の脈動が生じる。この直流電圧の脈動
は、前記直流電圧制御器６および電流制御器７を経由し
て制御系の信号全体を脈動させ、制御系を不安定にさせ
る。
【００１２】また、電力変換器の自己消弧素子を保護す
るために各点弧信号に設ける一定の休止期間（デッドタ
イム）が大きい場合には、電流波形がひずみ、直流電圧
に交流電源の６倍の周波数の脈動が生じる。この脈動が
制御系を不安定にさせる。
るために各点弧信号に設ける一定の休止期間（デッドタ
イム）が大きい場合には、電流波形がひずみ、直流電圧
に交流電源の６倍の周波数の脈動が生じる。この脈動が
制御系を不安定にさせる。
【００１３】さらに、直流電圧検出器５として、例えば
図８に示すような磁気半導体式電圧検出器を用いる場合
には、検出トランスの磁気飽和を抑制するためのリセッ
ト電流により検出信号に脈動電圧が重畳する。この脈動
電圧が制御系を不安定にさせる。
図８に示すような磁気半導体式電圧検出器を用いる場合
には、検出トランスの磁気飽和を抑制するためのリセッ
ト電流により検出信号に脈動電圧が重畳する。この脈動
電圧が制御系を不安定にさせる。
【００１４】直流電圧制御器６および電流制御器７のゲ
インを小さくすれば、制御系は安定になるが、直流電圧
制御の応答性が損なわれるため、負荷の変動に対して直
流電圧の変動が大きくなるという問題が生じる。また、
上記脈動成分を除去するために、直流電圧検出器５の出
力側にローパスフィルタを挿入する方法も考えられる
が、直流電圧制御の周波数特性が悪化するため、やはり
直流電圧制御の応答性が損なわれる。
インを小さくすれば、制御系は安定になるが、直流電圧
制御の応答性が損なわれるため、負荷の変動に対して直
流電圧の変動が大きくなるという問題が生じる。また、
上記脈動成分を除去するために、直流電圧検出器５の出
力側にローパスフィルタを挿入する方法も考えられる
が、直流電圧制御の周波数特性が悪化するため、やはり
直流電圧制御の応答性が損なわれる。
【００１５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、交流電源の電力を直流に変換する自己消
弧素子を用いたブリッジ型電力変換器の制御装置におい
て、直流電圧制御器及び電流制御器の応答性を損なうこ
となく、電力変換器出力である直流電圧の検出信号に含
まれる脈動に対して安定に動作する制御装置を提供する
ことを目的とする。
たものであり、交流電源の電力を直流に変換する自己消
弧素子を用いたブリッジ型電力変換器の制御装置におい
て、直流電圧制御器及び電流制御器の応答性を損なうこ
となく、電力変換器出力である直流電圧の検出信号に含
まれる脈動に対して安定に動作する制御装置を提供する
ことを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の電力変
換器の制御装置は、交流電源の電力を直流に変換する自
己消弧素子を用いたブリッジ型電力変換器の制御装置で
あって、電力変換器の出力である直流電圧を検出する直
流電圧検出手段と、直流電圧検出手段より出力される直
流電圧検出信号と直流電圧指令値とを一致させるべく有
効電流指令を生成し、出力する電圧制御手段と、有効電
流指令に従って電力変換器の自己消弧素子の点弧信号を
出力する電流制御手段とを有する制御装置において、直
流電圧検出手段の出力端から電流制御手段に至るまでの
信号伝送路中に特定周波数成分を除去するフィルタを設
けることを特徴とする。
換器の制御装置は、交流電源の電力を直流に変換する自
己消弧素子を用いたブリッジ型電力変換器の制御装置で
あって、電力変換器の出力である直流電圧を検出する直
流電圧検出手段と、直流電圧検出手段より出力される直
流電圧検出信号と直流電圧指令値とを一致させるべく有
効電流指令を生成し、出力する電圧制御手段と、有効電
流指令に従って電力変換器の自己消弧素子の点弧信号を
出力する電流制御手段とを有する制御装置において、直
流電圧検出手段の出力端から電流制御手段に至るまでの
信号伝送路中に特定周波数成分を除去するフィルタを設
けることを特徴とする。
【００１７】請求項２に記載の電力変換器の制御装置
は、フィルタで除去する特定周波数成分を、交流電源の
相間における電源電圧の不平衡に起因する、電源周波数
の２倍の周波数成分とすることを特徴とする。
は、フィルタで除去する特定周波数成分を、交流電源の
相間における電源電圧の不平衡に起因する、電源周波数
の２倍の周波数成分とすることを特徴とする。
【００１８】請求項３に記載の電力変換器の制御装置
は、フィルタで除去する特定周波数成分を、交流電源の
波形歪みに起因する、電源周波数の６倍の周波数成分と
することを特徴とする。
は、フィルタで除去する特定周波数成分を、交流電源の
波形歪みに起因する、電源周波数の６倍の周波数成分と
することを特徴とする。
【００１９】請求項４に記載の電力変換器の制御装置
は、直流電圧検出手段として特定周波数の脈動が重畳し
た検出信号を出力する直流電圧検出器を使用し、フィル
タで除去する特定周波数成分を直流電圧検出器の検出信
号に重畳した脈動の周波数成分とすることを特徴とす
る。
は、直流電圧検出手段として特定周波数の脈動が重畳し
た検出信号を出力する直流電圧検出器を使用し、フィル
タで除去する特定周波数成分を直流電圧検出器の検出信
号に重畳した脈動の周波数成分とすることを特徴とす
る。
【００２０】請求項５に記載の電力変換器の制御装置
は、特定周波数成分を除去するフィルタとして、ノッチ
フィルタを用いることを特徴とする。
は、特定周波数成分を除去するフィルタとして、ノッチ
フィルタを用いることを特徴とする。
【００２１】請求項６に記載の電力変換器の制御装置
は、フィルタは、複数の除去すべき特定周波数成分に対
応して設けられた、複数のノッチフィルタが縦続接続さ
れて構成されることを特徴とする。
は、フィルタは、複数の除去すべき特定周波数成分に対
応して設けられた、複数のノッチフィルタが縦続接続さ
れて構成されることを特徴とする。
【００２２】
【作用】上記構成の電力変換器の制御装置においては、
交流電源の電力を直流に変換する自己消弧素子を用いた
ブリッジ型電力変換器の制御装置において、直流電圧検
出信号Ｖdcに含まれる特定周波数の脈動を除去するフィ
ルタを直流電圧検出手段の出力端から電流制御手段に至
るまでの信号伝送路中に設けることにより、直流電圧制
御系のゲインを前記脈動の特定周波数に対してのみ小さ
くすることができる。したがって、制御系全体の応答を
遅くすることなく、前記脈動から受ける影響を小さくで
きるので、安定な制御装置を実現することができる。
交流電源の電力を直流に変換する自己消弧素子を用いた
ブリッジ型電力変換器の制御装置において、直流電圧検
出信号Ｖdcに含まれる特定周波数の脈動を除去するフィ
ルタを直流電圧検出手段の出力端から電流制御手段に至
るまでの信号伝送路中に設けることにより、直流電圧制
御系のゲインを前記脈動の特定周波数に対してのみ小さ
くすることができる。したがって、制御系全体の応答を
遅くすることなく、前記脈動から受ける影響を小さくで
きるので、安定な制御装置を実現することができる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。尚、図１乃至図３の実施例において同一の要素に
は同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。図
１には本発明に係る電力変換器の制御装置の一実施例の
構成が示されている。同図において、交流電源１の電力
を、自己消弧素子を用いた電力変換器２で直流に変換
し、さらにインバータ装置３で可変周波数の交流に変換
して、電動機４を駆動する。
する。尚、図１乃至図３の実施例において同一の要素に
は同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。図
１には本発明に係る電力変換器の制御装置の一実施例の
構成が示されている。同図において、交流電源１の電力
を、自己消弧素子を用いた電力変換器２で直流に変換
し、さらにインバータ装置３で可変周波数の交流に変換
して、電動機４を駆動する。
【００２４】直流電圧検出器５は電力変換器２の直流出
力電圧を検出し、直流電圧検出値Ｖdcをノッチフィルタ
８に出力する。
力電圧を検出し、直流電圧検出値Ｖdcをノッチフィルタ
８に出力する。
【００２５】ノッチフィルタ８は、直流電圧検出値Ｖdc
から特定周波数の脈動成分を除去し、新たな直流電圧検
出値Ｖdc’を出力する。直流電圧制御器６は新たな直流
電圧検出値Ｖdc’が直流電圧指令Ｖdc＊に一致すべく、
有効成分電流指令Ｉq＊を出力する。電流制御器７は、
前記電力変換器２の入力電流ｉu，ｉv，ｉwを制御すべ
く電力変換器２の点弧信号を出力する。
から特定周波数の脈動成分を除去し、新たな直流電圧検
出値Ｖdc’を出力する。直流電圧制御器６は新たな直流
電圧検出値Ｖdc’が直流電圧指令Ｖdc＊に一致すべく、
有効成分電流指令Ｉq＊を出力する。電流制御器７は、
前記電力変換器２の入力電流ｉu，ｉv，ｉwを制御すべ
く電力変換器２の点弧信号を出力する。
【００２６】ノッチフィルタ８は、特定周波数成分のみ
を除去するフィルタであり、その伝達特性を図４に示
す。一次のノッチフィルタの入出力伝達関数は次式で表
わされる。
を除去するフィルタであり、その伝達特性を図４に示
す。一次のノッチフィルタの入出力伝達関数は次式で表
わされる。
【００２７】
【数４】
【００２８】ただし、 Ｔ＝１／（２πｆ） ｆ：除去する成分の周波数 ｓ：ラプラス演算子 式（４）において、ａは除去する成分の周波数幅を決め
る係数で、係数ａが小さいほど、ノッチフィルタ８によ
り除去される成分の周波数幅は狭く、中心のゲインは小
さくなる。
る係数で、係数ａが小さいほど、ノッチフィルタ８によ
り除去される成分の周波数幅は狭く、中心のゲインは小
さくなる。
【００２９】図５は、式（４）で表わされる一次のノッ
チフィルタをブロック線図で表わしたものであり、１次
遅れ要素８Ａと積分要素８Ｂとで構成できる。図６は、
ノッチフィルタ８を演算増幅器を用いたアナログ回路で
構成した例である。
チフィルタをブロック線図で表わしたものであり、１次
遅れ要素８Ａと積分要素８Ｂとで構成できる。図６は、
ノッチフィルタ８を演算増幅器を用いたアナログ回路で
構成した例である。
【００３０】同図において、ノッチフィルタ８は、コン
デンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３及び抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３から
なるツインＴ回路１００と、バッファアンプ１０１，１
０２及び抵抗Ｒ４，Ｒ５から構成されている。
デンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３及び抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３から
なるツインＴ回路１００と、バッファアンプ１０１，１
０２及び抵抗Ｒ４，Ｒ５から構成されている。
【００３１】ノッチフィルタ８で除去する周波数成分
は、交流電源電圧の相間の不平衡に起因して直流電圧に
生ずる２ｆ0成分（ｆ0は電源周波数）、電力変換器の自
己消弧素子を保護するために各点弧信号に設ける一定の
休止期間（デッドタイム）による電流波形歪に起因して
直流電圧に生ずる６ｆ0成分、あるいは直流電圧検出器
の原理上、直流電圧検出信号に重畳する周波数（ｆ0ま
たは２ｆ0の場合が多い）成分、あるいはこれらの中の
複数の周波数成分とする。複数のノッチフィルタを縦続
接続して複数の周波数成分を除去するか、あるいは一つ
の周波数成分を高減衰率で除去することも可能である。
は、交流電源電圧の相間の不平衡に起因して直流電圧に
生ずる２ｆ0成分（ｆ0は電源周波数）、電力変換器の自
己消弧素子を保護するために各点弧信号に設ける一定の
休止期間（デッドタイム）による電流波形歪に起因して
直流電圧に生ずる６ｆ0成分、あるいは直流電圧検出器
の原理上、直流電圧検出信号に重畳する周波数（ｆ0ま
たは２ｆ0の場合が多い）成分、あるいはこれらの中の
複数の周波数成分とする。複数のノッチフィルタを縦続
接続して複数の周波数成分を除去するか、あるいは一つ
の周波数成分を高減衰率で除去することも可能である。
【００３２】本実施例によれば、交流電源の電力を直流
に変換する自己消弧素子を用いたブリッジ型電力変換器
の制御装置において、直流電圧制御器及び電流制御器の
応答を遅くすることなく、直流電圧検出信号に含まれる
脈動に対して安定に制御することができる。
に変換する自己消弧素子を用いたブリッジ型電力変換器
の制御装置において、直流電圧制御器及び電流制御器の
応答を遅くすることなく、直流電圧検出信号に含まれる
脈動に対して安定に制御することができる。
【００３３】図２には本発明に係る電力変換器の制御装
置の他の実施例の構成が示されている。図２において、
交流電源１の電力を、自己消弧素子を用いた電力変換器
２で直流に変換し、さらにインバータ装置３で可変周波
数の交流に変換して、電動機４を駆動する。
置の他の実施例の構成が示されている。図２において、
交流電源１の電力を、自己消弧素子を用いた電力変換器
２で直流に変換し、さらにインバータ装置３で可変周波
数の交流に変換して、電動機４を駆動する。
【００３４】直流電圧検出器５は前記電力変換器２の直
流出力電圧を検出し、直流電圧検出値Ｖdcを出力する。
流出力電圧を検出し、直流電圧検出値Ｖdcを出力する。
【００３５】ノッチフィルタ８は直流電圧指令Ｖdc＊と
上記直流電圧検出値Ｖdcとの偏差信号から特定周波数の
脈動成分を除去した信号を出力する。
上記直流電圧検出値Ｖdcとの偏差信号から特定周波数の
脈動成分を除去した信号を出力する。
【００３６】直流電圧制御器６はノッチフィルタ８の出
力信号を取り込み、直流電圧検出値Ｖdcが直流電圧指令
Ｖdc＊に一致すべく、有効成分電流指令Ｉq＊を出力す
る。電流制御器７は、前記電力変換器２の出力電流ｉ
u，ｉv，ｉwを制御すべく電力変換器２の点弧信号を出
力する。
力信号を取り込み、直流電圧検出値Ｖdcが直流電圧指令
Ｖdc＊に一致すべく、有効成分電流指令Ｉq＊を出力す
る。電流制御器７は、前記電力変換器２の出力電流ｉ
u，ｉv，ｉwを制御すべく電力変換器２の点弧信号を出
力する。
【００３７】ノッチフィルタ８で除去する周波数成分
は、交流電源電圧の相間の不平衡に起因して直流電圧に
生ずる２ｆ0成分（ｆ0は電源周波数）、電力変換器の自
己消弧素子を保護するために各点弧信号に設ける一定の
休止期間（デッドタイム）による電流波形歪に起因して
直流電圧に生ずる６ｆ0成分、あるいは直流電圧検出器
の原理上、直流電圧検出信号に重畳する周波数（ｆ0ま
たは２ｆ0の場合が多い）成分、あるいはこれらの中の
複数の周波数成分とする。複数のノッチフィルタを縦続
接続して複数の周波数成分を除去するか、あるいは一つ
の周波数成分を高減衰率で除去することも可能である。
は、交流電源電圧の相間の不平衡に起因して直流電圧に
生ずる２ｆ0成分（ｆ0は電源周波数）、電力変換器の自
己消弧素子を保護するために各点弧信号に設ける一定の
休止期間（デッドタイム）による電流波形歪に起因して
直流電圧に生ずる６ｆ0成分、あるいは直流電圧検出器
の原理上、直流電圧検出信号に重畳する周波数（ｆ0ま
たは２ｆ0の場合が多い）成分、あるいはこれらの中の
複数の周波数成分とする。複数のノッチフィルタを縦続
接続して複数の周波数成分を除去するか、あるいは一つ
の周波数成分を高減衰率で除去することも可能である。
【００３８】本実施例によれば、交流電源の電力を直流
に変換する自己消弧素子を用いたブリッジ型電力変換器
の制御装置において、直流電圧制御器及び電流制御器の
応答を遅くすることなく、直流電圧検出信号に含まれる
脈動に対して安定に制御することができる。
に変換する自己消弧素子を用いたブリッジ型電力変換器
の制御装置において、直流電圧制御器及び電流制御器の
応答を遅くすることなく、直流電圧検出信号に含まれる
脈動に対して安定に制御することができる。
【００３９】図３には、本発明に係る電力変換器の制御
装置の更に他の実施例の構成が示されている。図３にお
いて、交流電源１の電力を、自己消弧素子を用いた電力
変換器２で直流に変換し、さらにインバータ装置３で可
変周波数の交流に変換して、電動機４を駆動する。
装置の更に他の実施例の構成が示されている。図３にお
いて、交流電源１の電力を、自己消弧素子を用いた電力
変換器２で直流に変換し、さらにインバータ装置３で可
変周波数の交流に変換して、電動機４を駆動する。
【００４０】直流電圧検出器５は電力変換器２の直流出
力電圧を検出し、直流電圧検出値Ｖdcを出力する。
力電圧を検出し、直流電圧検出値Ｖdcを出力する。
【００４１】直流電圧制御器６は、直流電圧検出値Ｖdc
が直流電圧指令Ｖdc＊に一致すべく、有効成分電流指令
Ｉq＊をノッチフィルタ８に出力する。
が直流電圧指令Ｖdc＊に一致すべく、有効成分電流指令
Ｉq＊をノッチフィルタ８に出力する。
【００４２】ノッチフィルタ８は有効成分電流指令Ｉq
＊から特定周波数の脈動成分を除去した新たな有効成分
電流指令Ｉq＊’を出力する。電流制御器７は、前記新
たな有効成分電流指令Ｉq＊’に従って、電力変換器２
の入力電流ｉu，ｉv，ｉwを制御すべく電力変換器２の
点弧信号を出力する。
＊から特定周波数の脈動成分を除去した新たな有効成分
電流指令Ｉq＊’を出力する。電流制御器７は、前記新
たな有効成分電流指令Ｉq＊’に従って、電力変換器２
の入力電流ｉu，ｉv，ｉwを制御すべく電力変換器２の
点弧信号を出力する。
【００４３】ノッチフィルタ８で除去する周波数成分
は、交流電源電圧の相間の不平衡に起因して直流電圧に
生ずる２ｆ0成分（ｆ0は電源周波数）、電力変換器の自
己消弧素子を保護するために各点弧信号に設ける一定の
休止期間（デッドタイム）による電流波形歪に起因して
直流電圧に生ずる６ｆ0成分、あるいは直流電圧検出器
の原理上、直流電圧検出信号に重畳する周波数（ｆ0ま
たは２ｆ0の場合が多い）成分、あるいはこれらの中の
複数の周波数成分とする。複数のノッチフィルタを縦続
接続して複数の周波数成分を除去するか、あるいは一つ
の周波数成分を高減衰率で除去することも可能である。
は、交流電源電圧の相間の不平衡に起因して直流電圧に
生ずる２ｆ0成分（ｆ0は電源周波数）、電力変換器の自
己消弧素子を保護するために各点弧信号に設ける一定の
休止期間（デッドタイム）による電流波形歪に起因して
直流電圧に生ずる６ｆ0成分、あるいは直流電圧検出器
の原理上、直流電圧検出信号に重畳する周波数（ｆ0ま
たは２ｆ0の場合が多い）成分、あるいはこれらの中の
複数の周波数成分とする。複数のノッチフィルタを縦続
接続して複数の周波数成分を除去するか、あるいは一つ
の周波数成分を高減衰率で除去することも可能である。
【００４４】本実施例によれば、交流電源の電力を直流
に変換する自己消弧素子を用いたブリッジ型電力変換器
の制御装置において、直流電圧制御器及び電流制御器の
応答を遅くすることなく、直流電圧検出信号に含まれる
脈動に対して安定に制御することができる。
に変換する自己消弧素子を用いたブリッジ型電力変換器
の制御装置において、直流電圧制御器及び電流制御器の
応答を遅くすることなく、直流電圧検出信号に含まれる
脈動に対して安定に制御することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の電力変
換器の制御装置によれば、交流電源の電力を直流に変換
する自己消弧素子を用いたブリッジ型電力変換器の制御
装置において、電力変換器の出力である直流電圧を検出
する直流電圧検出手段の出力端から電力変換器の自己消
弧素子の点弧信号を出力する電流制御手段に至るまでの
信号伝送路中に外乱となる特定周波数成分を除去するフ
ィルタを設けるように構成したので、電源電圧の相間ア
ンバランスや入力電流のデッドタイム歪みによる直流電
圧の脈動に対し、電圧制御手段としての直流電圧制御器
及び電流制御手段としての電流制御器の応答性を損なう
ことなく、安定に制御することができるため、直流電圧
制御の応答性を高めることができる。従って負荷となる
電動機駆動装置等の制御性能を高めることができる。
換器の制御装置によれば、交流電源の電力を直流に変換
する自己消弧素子を用いたブリッジ型電力変換器の制御
装置において、電力変換器の出力である直流電圧を検出
する直流電圧検出手段の出力端から電力変換器の自己消
弧素子の点弧信号を出力する電流制御手段に至るまでの
信号伝送路中に外乱となる特定周波数成分を除去するフ
ィルタを設けるように構成したので、電源電圧の相間ア
ンバランスや入力電流のデッドタイム歪みによる直流電
圧の脈動に対し、電圧制御手段としての直流電圧制御器
及び電流制御手段としての電流制御器の応答性を損なう
ことなく、安定に制御することができるため、直流電圧
制御の応答性を高めることができる。従って負荷となる
電動機駆動装置等の制御性能を高めることができる。
【００４６】また、直流電圧検出手段としての直流電圧
検出器の動作原理上、その検出出力信号に脈動が重畳す
る場合においても、直流電圧制御器及び電流制御器の応
答性を損なうことなく、安定に制御することができるた
め、直流電圧制御の応答性を高めることができる。従っ
て負荷となる電動機駆動装置等の制御性能を高めること
ができる。
検出器の動作原理上、その検出出力信号に脈動が重畳す
る場合においても、直流電圧制御器及び電流制御器の応
答性を損なうことなく、安定に制御することができるた
め、直流電圧制御の応答性を高めることができる。従っ
て負荷となる電動機駆動装置等の制御性能を高めること
ができる。
【図１】本発明に係る電力変換器の制御装置の一実施例
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】本発明に係る電力変換器の制御装置の他の実施
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図３】本発明に係る電力変換器の制御装置の更に他の
実施例を示す構成図である。
実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の実施例に用いられるノッチフィルタの
伝達特性を示す特性図である。
伝達特性を示す特性図である。
【図５】本発明の実施例に用いられるノッチフィルタの
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図６】ノッチフィルタの具体的構成をアナログ回路で
実現した一例を示す回路図である。
実現した一例を示す回路図である。
【図７】従来の電力変換器の制御装置の一例を示す構成
図である。
図である。
【図８】電力変換器の出力電圧を検出する磁気半導体式
電圧検出器の具体的構成を示す回路図である。
電圧検出器の具体的構成を示す回路図である。
１ 交流電源 ２ 電力変換器 ３ インバータ ４ 電動機 ５ 直流電圧検出器 ６ 直流電圧制御器 ７ 電流制御器 ８ ノッチフィルタ ７１，７３ 座標変換回路 ７２ 電流制御回路 ７４ ＰＷＭ変調回路 １００ ツインＴ回路 １０１，１０２ バッファアンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 潤一 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内
Claims (6)
- 【請求項１】交流電源の電力を直流に変換する自己消弧
素子を用いたブリッジ型電力変換器の制御装置であっ
て、電力変換器の出力である直流電圧を検出する直流電
圧検出手段と、前記直流電圧検出手段より出力される直
流電圧検出信号と直流電圧指令値とを一致させるべく有
効電流指令を生成し、出力する電圧制御手段と、前記有
効電流指令に従って前記電力変換器の自己消弧素子の点
弧信号を出力する電流制御手段とを有する制御装置にお
いて、 前記直流電圧検出手段の出力端から電流制御手段に至る
までの信号伝送路中に特定周波数成分を除去するフィル
タを設けることを特徴とする電力変換器の制御装置。 - 【請求項２】フィルタで除去する前記特定周波数成分
を、交流電源の相間における電源電圧の不平衡に起因す
る、電源周波数の２倍の周波数成分とすることを特徴と
する請求項１に記載の電力変換器の制御装置。 - 【請求項３】フィルタで除去する前記特定周波数成分
を、交流電源の波形歪みに起因する、電源周波数の６倍
の周波数成分とすることを特徴とする請求項１に記載の
電力変換器の制御装置。 - 【請求項４】前記直流電圧検出手段として特定周波数の
脈動が重畳した検出信号を出力する直流電圧検出器を使
用し、前記フィルタで除去する特定周波数成分を前記直
流電圧検出器の検出信号に重畳した脈動の周波数成分と
することを特徴とする請求項１に記載の電力変換器の制
御装置。 - 【請求項５】特定周波数成分を除去する前記フィルタと
して、ノッチフィルタを用いることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載の電力変換器の制御装置。 - 【請求項６】前記フィルタは、複数の除去すべき特定周
波数成分に対応して設けられた、複数のノッチフィルタ
が縦続接続されて構成されることを特徴とする請求項１
に記載の電力変換器の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19963491A JPH0549261A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 電力変換器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19963491A JPH0549261A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 電力変換器の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0549261A true JPH0549261A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16411114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19963491A Pending JPH0549261A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 電力変換器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0549261A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006034237A1 (en) * | 2004-09-20 | 2006-03-30 | Honeywell International Inc. | Digital pulse width modulated controller |
| JP2006295998A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 電力変換回路 |
| WO2009066838A2 (en) * | 2007-11-20 | 2009-05-28 | Lg Electronics Inc. | Motor controller of air conditioner |
| JP2010130866A (ja) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Chuo Seisakusho Ltd | 直流電源装置 |
| WO2011128962A1 (ja) * | 2010-04-12 | 2011-10-20 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
-
1991
- 1991-08-08 JP JP19963491A patent/JPH0549261A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006034237A1 (en) * | 2004-09-20 | 2006-03-30 | Honeywell International Inc. | Digital pulse width modulated controller |
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| JP4640789B2 (ja) * | 2005-04-06 | 2011-03-02 | 新電元工業株式会社 | 電力変換回路 |
| WO2009066838A2 (en) * | 2007-11-20 | 2009-05-28 | Lg Electronics Inc. | Motor controller of air conditioner |
| WO2009066838A3 (en) * | 2007-11-20 | 2011-06-30 | Lg Electronics Inc. | Motor controller of air conditioner |
| JP2010130866A (ja) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Chuo Seisakusho Ltd | 直流電源装置 |
| WO2011128962A1 (ja) * | 2010-04-12 | 2011-10-20 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| CN102804581A (zh) * | 2010-04-12 | 2012-11-28 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 电力转换装置 |
| JPWO2011128962A1 (ja) * | 2010-04-12 | 2013-07-11 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| US9444287B2 (en) | 2010-04-12 | 2016-09-13 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Power conversion device with ripple filtering |
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