JPH0564551B2 - - Google Patents

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JPH0564551B2
JPH0564551B2 JP57171886A JP17188682A JPH0564551B2 JP H0564551 B2 JPH0564551 B2 JP H0564551B2 JP 57171886 A JP57171886 A JP 57171886A JP 17188682 A JP17188682 A JP 17188682A JP H0564551 B2 JPH0564551 B2 JP H0564551B2
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current
power supply
voltage
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power
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Shigeru Tanaka
Susumu Tadakuma
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPH0564551B2 publication Critical patent/JPH0564551B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/443Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/4505Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements

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  • Power Engineering (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、交流電源から電力供給を受ける直流
電圧源とその負荷装置からなる電力変換装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a power conversion device comprising a DC voltage source supplied with power from an AC power source and its load device.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

直流電圧源を電源とする負荷装置としては、パ
ルス幅変調制御(PWM)インバータ+誘導電動
機、あるいは直流チヨツパ装置+直流電動機など
がある。この直流電圧源として、バツテリーを使
う場合はあまり問題ないが、商用電源から直流電
力変換器(コンバータ)を介して直流電圧を得る
とき、当該商用電源側に発生する無効電力や高調
波が近年問題になつている。
Load devices using a DC voltage source as a power source include a pulse width modulation control (PWM) inverter + induction motor, or a DC chopper + DC motor. There are not many problems when using a battery as this DC voltage source, but when obtaining DC voltage from a commercial power supply via a DC power converter, reactive power and harmonics generated on the commercial power supply side have recently become a problem. It's getting old.

第1図は、PWMインバータ+誘導電動機を負
荷装置とする従来の電力変換装置の構成図を示
す。図中、BUSは3相交流電源の電線路、AFは
アクテイブフイルタ装置、TRは電源トランス、
CNVは交直電力変換器、C0は直流平滑コンデ
ンサ、INVはPWMインバータ、IMは誘導電動
機をそれぞれ表わす。
FIG. 1 shows a configuration diagram of a conventional power conversion device using a PWM inverter and an induction motor as load devices. In the diagram, BUS is the three-phase AC power line, AF is the active filter device, TR is the power transformer,
CNV represents an AC/DC power converter, C0 represents a DC smoothing capacitor, INV represents a PWM inverter, and IM represents an induction motor.

交直電力変換器CONVは、整流器ブリツジ回
路SS1とサイリスタブリツジ回路SS2及び直流リ
アクトルL1,L2とから構成され、直流電圧源た
る平滑コンデンサC0に電力を供給したり、また、
C0に蓄積されたエネルギーを交流電源に回生す
る働きを行う。
The AC/DC power converter CONV is composed of a rectifier bridge circuit SS 1 , a thyristor bridge circuit SS 2 , and DC reactors L 1 and L 2 , and supplies power to a smoothing capacitor C 0 as a DC voltage source, and
It functions to regenerate the energy accumulated in C 0 into AC power supply.

PWMインバータINVはコンデンサC0の直流電
圧V0を可変電圧可変周波数の交流電力に変換す
るもので誘導電動機IM(以後単に電動機と記す)
に供給する電流及び周波数を制御する役目をはた
す。
The PWM inverter INV converts the DC voltage V 0 of the capacitor C 0 into variable voltage variable frequency AC power, and is an induction motor IM (hereinafter referred to simply as the motor).
It serves to control the current and frequency supplied to the

電動機IMの発生トルクは、すべり周波数sl
調整することにより制御できることが知られてい
る。すなわち、電動機IMを加速したいときには
すべり周波数slが正の値になるように制御し、ま
た、回生ブレーキをかけて減速したいときにはす
べり周波数slを負の値に制御する。
It is known that the torque generated by the electric motor IM can be controlled by adjusting the slip frequency sl . That is, when it is desired to accelerate the electric motor IM, the slip frequency sl is controlled to be a positive value, and when it is desired to apply regenerative braking to decelerate, the slip frequency sl is controlled to be a negative value.

電動機IMを力行運転しているときは、交流電
源BUSから、トランスTR→整流器SS1→リアク
トルL1→平滑コンデンサC0→PWMインバータ
INVを介して電動機IMに有効電力が供給される。
When the electric motor IM is in power running mode, from the AC power supply BUS, transformer TR → rectifier SS 1 → reactor L 1 → smoothing capacitor C 0 → PWM inverter
Active power is supplied to the motor IM via INV.

逆に、電動機IMに回生ブレーキをかけると、
回転エネルギーは有効電力に変換され、PWMイ
ンバータINV→平滑コンデンサC0→リアクトル
L2→サイリスタブリツジ回路SS2→トランスTR
を通つて交流電源BUSに回生される。
Conversely, if regenerative braking is applied to the electric motor IM,
Rotational energy is converted to active power, PWM inverter INV → smoothing capacitor C 0 → reactor
L 2 → Thyristor bridge circuit SS 2 → Transformer TR
It is regenerated to the AC power BUS through the .

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

サイリスタブリツジ回路SS2は回生時のみ動作
し、電源転流(自然転流)可能な範囲で、点弧位
相角αをほぼ一定値に保つ、一般にはα=150°程
度で一定に制御される。このとき、整流器SS1
出力電圧Vd1より、上記サイリスタブリツジ回路
SS2の出力電圧Vd2のほうが大きくなるように、
電源トランスTRの2次電圧を選ぶ。すなわち、
整流器SS1の入力電圧をVS1、サイリスタブリツ
ジ回路SS2の入力電圧をVS2とした場合、次式を
満足するように設計し、電源短絡を防止してい
る。
The thyristor bridge circuit SS 2 operates only during regeneration and keeps the firing phase angle α at a nearly constant value within the range where power commutation (natural commutation) is possible. Generally, it is controlled at a constant value of α = approximately 150°. Ru. At this time, from the output voltage V d1 of rectifier SS 1 , the above thyristor bridge circuit
So that the output voltage V d2 of SS 2 is larger,
Select the secondary voltage of the power transformer TR. That is,
When the input voltage of the rectifier SS 1 is V S1 and the input voltage of the thyristor bridge circuit SS 2 is V S2 , the design is made to satisfy the following equation to prevent power supply short circuits.

Vd1<Vd2 ∴kVS1,cos0°<−kVS2・cosα ∴VS1<VS2・cosα(atα=150°) この従来の電力変換装置では、力行時には整流
器SS1だけが動作するため、電源側から見た基本
波力率は常に1に保持されるが、回生時にはサイ
リスタブリツジ回路SS2を自然整流させるため、
α=150°程度で運転するので基本波力率は0.866
程度に低下する。さらに問題となるのは、電源か
らとる無効電力Qの大きさが回生時に大きく変動
することである。すなわち、無効電力Qは、電源
から供給される(又は回生される)電流Isの大き
さと、前記サイリスタブリツジ回路SS2の点弧位
相角αの正弦値sinαに比例するので、位相角αを
一定に制御しても、回生電流Isが0〜最大値に変
化すれば、当然、Q=kQ・Is・sinαも0〜・kQ
(max)・0.5と変動する。
V d1 <V d2 ∴kV S1 , cos0°<-kV S2・cosα ∴V S1 <V S2・cosα (atα=150°) In this conventional power converter, only rectifier SS 1 operates during power running, so The fundamental wave power factor seen from the power supply side is always maintained at 1, but during regeneration, the thyristor bridge circuit SS 2 is naturally rectified, so
The fundamental wave power factor is 0.866 because it operates at α = 150°.
decreases to a certain degree. A further problem is that the amount of reactive power Q taken from the power supply varies greatly during regeneration. That is, the reactive power Q is proportional to the magnitude of the current I s supplied (or regenerated) from the power source and the sine value sin α of the firing phase angle α of the thyristor bridge circuit SS 2 , so the phase angle α Even if controlled to be constant, if the regenerative current I s changes from 0 to the maximum value, naturally Q = k Q・I s・sin α will also change from 0 to ・k Q
(max) fluctuates as 0.5.

この無効電力Qの変動は、電源電圧の変動をも
たらし、他の電気機器に種々の悪影響を及ぼすか
らである。
This is because fluctuations in the reactive power Q cause fluctuations in the power supply voltage and have various adverse effects on other electrical equipment.

さらに、整流器SS1及びサイリスタブリツジ回
路SS2に供給される電流は120°通電(3相電源の
場合)、あるいは180°通電(単相電源の場合)の
矩形波電流であり、当該入力電流の高調波成分が
大きく、通信障害等の原因にもなつている。
Furthermore, the current supplied to the rectifier SS 1 and the thyristor bridge circuit SS 2 is a square wave current of 120° conduction (in the case of three-phase power supply) or 180° conduction (in the case of single-phase power supply), and the input current The harmonic components are large and can cause communication problems.

従来、上記無効電力Qの変動や高調波電流を補
償するため、電力変換器の受電端にアクテイブフ
イルターAFを設けているが、その容量は、電力
変換器に匹敵する程のものとなり、装置が大形化
し、高価なものになる欠点があつた。
Conventionally, an active filter AF has been installed at the receiving end of a power converter in order to compensate for fluctuations in the reactive power Q and harmonic current, but its capacity has become comparable to that of a power converter, and the device It had the disadvantage of being large and expensive.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は以上に鑑みてなされたもので、受電端
に前記アクテイブフイルターAF等の装置を設け
ることなく、交流電源から供給される電流の高調
波成分を少なくし、かつ、受電端の基本波力率を
1あるいは任意の値に制御できるようにした電力
変換装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and it is possible to reduce harmonic components of the current supplied from an AC power source without providing a device such as the active filter AF at the power receiving end, and to reduce the fundamental wave power at the power receiving end. It is an object of the present invention to provide a power conversion device that can control the ratio to 1 or an arbitrary value.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、この目的を達成するために、平滑コ
ンデンサの直流電圧がほぼ一定となるように交流
電源から供給する有効電流或いは有効電流と無効
電流の合成電流を第1のPWMインバータによつ
て制御することを特徴とする。
In order to achieve this object, the present invention uses a first PWM inverter to control the active current supplied from the AC power supply or the combined current of the active current and the reactive current so that the DC voltage of the smoothing capacitor is almost constant. It is characterized by

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第2図は、本発明の電力変換装置の一実施例を
示す構成図である。図中、TRは電源トランス、
Lsは交流リアクトル、INV1は第1のPWMイン
バータ、INV2は第2のPWMインバータ、C0
直流平滑コンデンサ、IMは誘導電動機、PGは回
転パルス発生器、CONT1は第1のPWMインバ
ータの制御回路、CONT2は第2のPWMインバ
ータ制御回路を各々示す。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the power conversion device of the present invention. In the figure, TR is a power transformer,
L s is the AC reactor, INV1 is the first PWM inverter, INV2 is the second PWM inverter, C 0 is the DC smoothing capacitor, IM is the induction motor, PG is the rotary pulse generator, CONT1 is the control of the first PWM inverter The circuit CONT2 each represents a second PWM inverter control circuit.

第1のPWMインバータINV1はサイリスタ
S11〜S14及びダイオードD11〜D14でフルブリツジ
にで構成され、平滑コンデンサC0の直流電圧V0
が一定になるように電源から供給される電流Is
制御する。そのため、サイリスタS11〜S14は例え
ばゲートターンオフ(GTO)サイリスタ等の素
子が使われる。また、強制転流回路を用意する場
合もある。
The first PWM inverter INV1 is a thyristor
It consists of a full bridge with S 11 to S 14 and diodes D 11 to D 14 , and the DC voltage V 0 of the smoothing capacitor C 0
The current I s supplied from the power supply is controlled so that the current I s remains constant. Therefore, elements such as gate turn-off (GTO) thyristors are used as the thyristors S 11 to S 14 . In some cases, a forced commutation circuit is also provided.

第2のPWMインバータINV2は、サイリスタ
S21〜S26及びダイオードD21〜D26でフルブリツジ
に構成され、電動機IMに供給する3相電流を制
御する。サイリスタS21〜S26には同様にGTOサ
イリスタ等の素子が使われるか、もしくは強制転
流回路が付加される。
The second PWM inverter INV2 is a thyristor
It is configured as a full bridge with S 21 to S 26 and diodes D 21 to D 26 and controls the three-phase current supplied to the motor IM. Similarly, elements such as GTO thyristors are used for the thyristors S21 to S26 , or a forced commutation circuit is added.

第3図は第1のPWMインバータの制御回路の
実施例を示すブロツク図である。図中、C1,C2
C3は比較器、G1(S),G2(S)は制御補償回路、Kn
演算増幅器、MLは乗算器、TRG1は三角波発生
器、GCはゲート回路を示す。
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the control circuit of the first PWM inverter. In the figure, C 1 , C 2 ,
C 3 is a comparator, G 1 (S) and G 2 (S) are control compensation circuits, K n is an operational amplifier, ML is a multiplier, TRG 1 is a triangular wave generator, and GC is a gate circuit.

第4図は第2のPWMインバータの制御回路の
実施例を示すブロツク図である。図中、F/Vは
周波数−電圧変換器、Aは加算器、CN,CU1
CU2,CV1,CV2,CW1,CW2は比較器、VRNは速
度設定器、SFCはすべり周波数制御回路、GN(S),
CU(S),GV(S),GW(S)は制御補償回路、PTGは3相
パターン発生器、MLU,MLV,MLWは乗算器、
TRG2は三角波発生器、GCU,GCV,GCWはゲー
ト回路を示す。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the control circuit of the second PWM inverter. In the figure, F/V is a frequency-voltage converter, A is an adder, C N , C U1 ,
C U2 , C V1 , C V2 , C W1 , C W2 are comparators, VRN is speed setting device, SFC is slip frequency control circuit, G N (S),
C U (S), G V (S), G W (S) are control compensation circuits, PTG is a three-phase pattern generator, M U , ML V , ML W are multipliers,
TRG 2 is a triangular wave generator, and GC U , GC V , and GC W are gate circuits.

以下、本発明の動作を上記、第2図、第3図及
び第4図を参照しながら説明する。
Hereinafter, the operation of the present invention will be explained with reference to the above, FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4.

まず、電動機IMへの供給電流を制御する方法
を述べる。
First, a method for controlling the current supplied to the motor IM will be described.

電動機IMの回転速度Nは回転パルス発生器PG
によつて検出され、F/V変換器によつてアナロ
グ量が与えられる。速度設定器VRNからの速度
指令値N*と、上記実速度Nを比較器CNによつて
比較する。当該偏差εN=N*−Nを制御補償回路
GN(S)に入力し、その出力ILnを負荷電流波高値指
令とする。
The rotational speed N of the electric motor IM is determined by the rotational pulse generator PG.
and an analog quantity is provided by an F/V converter. The speed command value N * from the speed setter VRN and the above actual speed N are compared by a comparator C N. The deviation ε N = N * −N is controlled by the compensation circuit
G N (S) and its output I Ln is used as the load current peak value command.

また、すべり周波数制御回路SFCによつて、電
動機IMのすべり周波数slを与える。加算器Aに
よつてすべり周波数slと電動機の回転周波数n
加算し、 ensl を求める。PTGは周波数eの3相単位正弦波を
発生する。3相パターン出力U、PV、PWは次式の
ようになる。
Furthermore, a slip frequency control circuit SFC provides a slip frequency sl of the motor IM. Add slip frequency sl and motor rotation frequency n using adder A to find e = n + sl . PTG generates a three-phase unit sine wave of frequency e . The three-phase pattern outputs U , Pv , and PW are as shown in the following equation.

PU=sin(2πet) PV=sin(2πet−2π/3) PW=sin(2πet+2π/3) 乗算器MLUによつて、前記波高値指令ILnと上
記単位正弦波PUを掛け合わせ、電動機IMのU相
電機子巻線の電流IUの指令値IU *とする。比較器
CU1は、U相電流の検出器IUとその指令値IU *を比
較するもので、その偏差εU=IU *−LUを次の制御
補償回路GU(S)に入力する。GU(S)は簡単には比例
増幅器だけで構成され、入力εUに比例した電圧
εU′を出力する。また、別の例では積分要素ある
いは微分要素が加わり、電流制御系の最適化が図
られることもある。
P U = sin (2πet) P V = sin (2πet−2π/3) P W = sin (2πet + 2π/3) Multiply the peak value command I Ln by the unit sine wave P U by the multiplier M U. Together, the command value of the current I U of the U-phase armature winding of the motor IM is I U * . comparator
C U1 compares the U-phase current detector I U and its command value I U * , and inputs the deviation ε U = I U * −L U to the next control compensation circuit G U (S) . G U (S) consists simply of a proportional amplifier, and outputs a voltage ε U ′ proportional to the input ε U . In another example, an integral element or a differential element may be added to optimize the current control system.

TRG2は波高値一定の交流三角波Vaを発生する
もので、いわゆるPWMインバータの搬送波とな
る。三角波Vaと上記GU(S)の出力信号εU′を比較
し、 εU′Vaのとき出力信号“1”を εU′<Vaのとき出力“0”を 比較器CU2から出力し、次のゲート回路GCU
送る。GCUはインバータINV2のサイリスタS21
とS24を制御するもので、上記出力信号が“1”
のときS21をオンし、S24をオフする。逆に出力信
号が“0”のときは、S21をオフし、S24をオンす
る。故に“1”の期間が“0”の期間より大きい
ときはU相電流IUを正方向に増加させ、逆に
“0”の期間が“1”の期間より大きいときはU
相電流IUを負方向に増加させる。すなわち、上記
制御補償回路GU(S)の出力電圧εU′に比例した電圧
が電動機IMのU相電機子巻線に印加されるもの
である。
TRG 2 generates an AC triangular wave V a with a constant peak value, and serves as a carrier wave for a so-called PWM inverter. Compare the triangular wave V a and the output signal ε U ′ of the above G U (S), and when ε U ′V a , the output signal is “1”, and when ε U ′<V a, the output signal is “0”. Comparator C U2 and sends it to the next gate circuit GC U. GC U is thyristor S 21 of inverter INV2
and S24 , and the above output signal is “1”
When , S 21 is turned on and S 24 is turned off. Conversely, when the output signal is "0", S21 is turned off and S24 is turned on. Therefore, when the period of "1" is larger than the period of "0", the U-phase current I U is increased in the positive direction, and conversely, when the period of "0" is larger than the period of "1", U
Increase the phase current I U in the negative direction. That is, a voltage proportional to the output voltage ε U ' of the control compensation circuit G U (S) is applied to the U-phase armature winding of the motor IM.

例えば、U相電流の指令値IU *が検出値IUより
大きくなつた場合、εU=IU *−IUは正の値となり、
εU′すなわち、U相出力電圧VUを増加させる。故
にIUが増加し、最終的にIU=IU *となるように制御
される。逆に、IU *<IUとなつた場合、εUは負の
値となり、εU′すなわち、VUを負の値にして、IU
を減少させる。やはり最終的にIU=IU *となつて
落ち着く。ここで指令値IU *を正弦波状に変化さ
せればそれに追従して実電流IUも正弦波状に制御
される。
For example, when the command value I U * of the U-phase current becomes larger than the detected value I U , ε U = I U *I U becomes a positive value,
ε U ′, that is, the U-phase output voltage V U is increased. Therefore, I U increases and is finally controlled so that I U =I U * . Conversely, if I U * < I U , ε U becomes a negative value, and ε U ′, that is, by making V U a negative value, I U
decrease. After all, it eventually settles down to I U = I U * . Here, if the command value I U * is changed in a sinusoidal manner, the actual current I U is also controlled in a sinusoidal manner following it.

同様にV相及びW相の電機子電流IV、IWもそれ
ぞれの指令値IV *、IW *に応じて制御される。
Similarly, the V-phase and W-phase armature currents I V and I W are also controlled according to the respective command values I V * and I W * .

上記電機子電流の指令値IU *、IV *、IW *の波高
値ILnは速度制御回路から与えられることは前に
述べた。速度指令値N*が実速度Nより大きい場
合、その偏差εN=N*−Nは正の値となつて、上
記波高値ILnを増加させ、電動機IMの発生トルク
を増大させる。逆に、N*<Nの場合、偏差εN
負の値となつて、上記波高値ILnを減少させ、IM
の発生トルクを減少させる。従つて、最終的に
N*=Nとなつて落着く。ここで制御補償回路GN
(S)は比例+積分要素が使用され、定常偏差εNを零
にするように制御される。さらに制御応答を高め
るために、微分要素も使われることがある。
As mentioned above, the peak values I Ln of the armature current command values I U * , I V * , I W * are given from the speed control circuit. When the speed command value N * is larger than the actual speed N, the deviation ε N =N * -N becomes a positive value, increases the wave height value I Ln , and increases the torque generated by the electric motor IM. Conversely, when N * <N, the deviation ε N becomes a negative value, decreases the above-mentioned wave height value I Ln , and IM
Reduces the generated torque. Therefore, finally
It settles down to N * = N. Here, the control compensation circuit G N
(S) uses proportional + integral elements and is controlled so that the steady-state deviation ε N becomes zero. Differential elements may also be used to further enhance control response.

電動機IMのすべり周波数slは、力行時には、
正の値に、回生ブレーキ時には負の値に設定され
るが、すべり周波数sl=一定に制御する方法
電流波高値指令ILnに応じて変化させる方法さ
らには、電動機IMの励磁電流と2次電流が直交
関係を保つように一次電流ベクトルを制御するよ
うにすべり周波数slを変化させる方法等がある。
ここでは、すべり周波数制御回路SFCから一定の
slを与える例を示した。
The slip frequency sl of the electric motor IM is, during power running,
It is set to a positive value, and to a negative value during regenerative braking, but the slip frequency sl is set to a constant value.The method is to control the slip frequency sl = constant.The method is to change it according to the current peak value command I Ln.Furthermore , the exciting current and secondary current of the motor IM There are methods such as changing the slip frequency sl to control the primary current vector so that sl maintains an orthogonal relationship.
Here, a constant value is calculated from the slip frequency control circuit SFC.
An example of giving sl was shown.

すべり周波数sl>0とした時、電動機IMは力
行モード(電動機モード)となり、定電圧源たる
直流平滑コンデンサC0から電動機IMに電力が供
給される。また、逆にすべり周波数sl<0とした
時、電動機IMは回生モード(発電機モード)と
なり、電動機IMから直流平滑コンデンサC0に電
力が回生され、電動機IMとしては、回生ブレー
キがかかる。
When the slip frequency sl > 0, the motor IM enters the power running mode (motor mode), and power is supplied to the motor IM from the DC smoothing capacitor C 0 serving as a constant voltage source. Conversely, when the slip frequency sl < 0, the motor IM enters the regeneration mode (generator mode), power is regenerated from the motor IM to the DC smoothing capacitor C0 , and the motor IM applies regenerative braking.

次に、第1のPWMインバータINV1による電
源からの供給電流Isの制御方法を説明する。
Next, a method of controlling the current I s supplied from the power supply by the first PWM inverter INV1 will be explained.

第3図において、V0 *は平滑コンデンサC0の直
流電圧指令値となるもので、比較器C1によつて
電圧検出値V0と比較される。偏差ε1=V0 *−V0
は、次の制御補償回路G1(S)に入力され、増幅あ
るいは積分される。制御補償回路G1(S)の出力は
電源電流Isの波高値Isnとなるため、乗算器MLに
入力される。
In FIG. 3, V 0 * is a DC voltage command value for smoothing capacitor C 0 and is compared with voltage detection value V 0 by comparator C 1 . Deviation ε 1 =V 0 * −V 0
is input to the next control compensation circuit G 1 (S), where it is amplified or integrated. The output of the control compensation circuit G 1 (S) is the peak value I sn of the power supply current I s and is therefore input to the multiplier ML.

一方、電源電圧Vs=Vn・sinωstを検出し、演
算増幅器Kmを介して、電源同期の単位正弦波を
作る。すなわち、Kmにおいて電源電圧の波高値
Vnの逆数倍している。この単位正弦波と上記波
高値Isnを乗ずることによつて、次式で示される
ような電流指令値Is *が得られる。
On the other hand, the power supply voltage V s =V n ·sinωst is detected, and a unit sine wave synchronized with the power supply is generated via the operational amplifier Km. In other words, the peak value of the power supply voltage at Km
V is multiplied by the reciprocal of n . By multiplying this unit sine wave by the peak value I sn , a current command value I s * as shown in the following equation is obtained.

Is *=Isn・sinωst ただし、ωsは電源角周波数 比較器C2によつて、電流指令値Is *と電源電流
検出値Isを比較し、偏差ε2=Is *−Isを得る。これ
を次の制御補償回路G2(S)に入力し、増幅する。
I s * = I sn · sinωst However, ωs is the power supply angular frequency. Comparator C 2 compares the current command value I s * and the detected power supply current value I s , and the deviation ε 2 = I s * −I s get. This is input to the next control compensation circuit G 2 (S) and amplified.

TRG1はPWNインバータの搬送波すなわち、
500Hz程度、単位三角波Vbを発生するもので、比
較器C3によつて、上記制御補償回路G2(S)の出力
信号ε2′と比較される。
TRG 1 is the carrier wave of the PWN inverter, i.e.
It generates a unit triangular wave V b at about 500 Hz, and is compared with the output signal ε 2 ' of the control compensation circuit G 2 (S) by a comparator C 3 .

比較器C3からは、 ε2′Vbのとき、出力信号“1”を ε2′<Vbのとき、出力信号“0”を 発生し、ゲート回路GCに入力する。 The comparator C3 generates an output signal "1" when ε 2 'V b , and an output signal "0" when ε 2 '<V b , which are input to the gate circuit GC.

主回路のサイリスタは、上記出力信号が“1”
のとき、S12とS13がオンし、S11とS14がオフす
る。逆に出力信号が“0”のとき、S11とS14がオ
ンし、S12とS13がオフする。
The thyristor in the main circuit has the above output signal “1”
When , S 12 and S 13 are on and S 11 and S 14 are off. Conversely, when the output signal is "0", S11 and S14 are turned on and S12 and S13 are turned off.

電流電源Isは交流リアクトルLsに印加される電
圧VLによつて決定される。また、リアクトル電
圧VLは電流電圧Vsと第1のPWNインバータ
INV.1が発生する電圧Vcによつて決定される。
第5図は電源側の電圧電流ベクトル図を示すもの
で、(a)は電源から電動機IMへ電力を供給してい
る時、(b)は電動機IMから電源へ、電力を回生し
ている時のベクトル関係を表わす。
The current source I s is determined by the voltage V L applied to the AC reactor Ls. Also, the reactor voltage V L is the current voltage V s and the first PWN inverter
It is determined by the voltage V c generated by INV.1.
Figure 5 shows the voltage and current vector diagram on the power supply side, (a) when power is being supplied from the power supply to the motor IM, and (b) when power is being regenerated from the motor IM to the power supply. represents the vector relationship of

電源電圧Vs→とIs→が同位相になるには第5図a
の如く、交流リアクトルに印加される電圧VL→=
Vs→−Vc→を電源電圧Vs→より90°だけ位相を進めな
ければならない。
In order for the power supply voltages Vs→ and Is→ to be in phase, see Figure 5a.
The voltage VL applied to the AC reactor is as follows:
Vs→−Vc→ must be advanced in phase by 90° from the power supply voltage Vs→.

第6図a〜cは、第5図aのベアクトル図に対
応する電圧電流波形を示すものである。第3図の
制御補償回路G2(S)の出力Vc′と三角波Vbが比較さ
れ、ゲート回路GCには、第6図の最下部に示す
波形信号が入力される。その結果、第1のPWM
インバータINV.1のサイリスタS11〜S14が前述
の如く点弧制御され、第1のPWMインバータ
INV.1の交流側電圧Vcの基本波成分は上記Vc
に比例した電圧となる。従つて、交流リアクトル
Lsに印加される電圧VLは電源電圧Vsと上記イン
バータの交流電圧Vcの差電圧となり、その結果、
電源電流Isは電圧Vsと同位相の正弦波電流とな
る。
6a to 6c show voltage and current waveforms corresponding to the vector diagram of FIG. 5a. The output V c ' of the control compensation circuit G 2 (S) in FIG. 3 is compared with the triangular wave V b , and the waveform signal shown at the bottom of FIG. 6 is input to the gate circuit GC. As a result, the first PWM
Thyristors S 11 to S 14 of inverter INV.1 are controlled to fire as described above, and the first PWM inverter
The fundamental wave component of the AC side voltage V c of INV.1 is the above V c
The voltage is proportional to . Therefore, AC reactor
The voltage V L applied to L s is the difference voltage between the power supply voltage V s and the AC voltage V c of the inverter, and as a result,
The power supply current I s becomes a sine wave current having the same phase as the voltage V s .

第5図bの如く、IsとVsを逆位相にするには、
上述と同様の方法で、Vcを制御することにより
達成される。
To make I s and V s have opposite phases as shown in Figure 5b,
This is achieved by controlling V c in a manner similar to that described above.

すなわち、電源電流Isをその指令値Is *に応じて
電源電圧Vsと同相あるいは逆位相、さらには、
任意の位相で、その大きさも自由に制御すること
ができるのである。
In other words, the power supply current I s can be set in phase or in phase with the power supply voltage V s according to its command value I s * , and furthermore,
The phase and magnitude can be freely controlled.

電源電圧Vsに対し、電源電圧Vsを同位相ある
いは逆位相になるように制御することにより、電
力の授受に関係なく、常に電源側の力率を1にす
ることができる。しかし、有効電力Ps=Vs・Is
大きさをどのような値に制御すべきか定かではな
い。
By controlling the power supply voltage V s to be in the same phase or in opposite phase to the power supply voltage V s , the power factor on the power supply side can always be kept at 1 regardless of whether power is being transferred or received. However, it is not certain what value the magnitude of the active power P s =V s ·I s should be controlled to.

1つの方法は、電動機IMの交流入力端子でそ
の有効電力Piを検出し、それに応じて、上記Ps
制御することが考えられる。しかし、インバータ
等の損失があるため、PsとPiは必ずしも一致しな
い欠点がある。また、同様に直流ラインで有効電
力PDCを検出する方法も考えられるが、やはり同
じ問題が残る。
One possible method is to detect the active power P i at the AC input terminal of the motor IM and control the above P s accordingly. However, there is a drawback that P s and P i do not necessarily match due to losses in the inverter, etc. Another possible method is to similarly detect the active power P DC using a DC line, but the same problem still remains.

これを解決するために、本発明装置では直流平
滑コンデンサC0の電圧V0を検出し、この電圧が
一定になるように電源側有効電力Psを制御してい
る。
In order to solve this problem, the device of the present invention detects the voltage V 0 of the DC smoothing capacitor C 0 and controls the power supply side active power P s so that this voltage is constant.

電圧指令V0 *より検出量V0が小さい場合、その
偏差ε1=V0 *−V0は正の値となり、G1(S)を介し
て、電源電流の波高値Isnは正の値で増加する。
従つて、電源電圧Vsと電流Isは同相となり、電源
から平滑コンデンサC0に有効電力Psが供給され
る。故に平滑コンデンサC0の電圧V0が上昇し、
V0 *=V0となるように制御される。電動機IMの
負荷が増加した場合、V0が減少するので、さら
に大きな有効電力Psが供給されることになる。
When the detected amount V 0 is smaller than the voltage command V 0 * , the deviation ε 1 =V 0 * −V 0 becomes a positive value, and the peak value I sn of the power supply current becomes a positive value via G 1 (S). Increase by value.
Therefore, the power supply voltage V s and the current I s are in phase, and the active power P s is supplied from the power supply to the smoothing capacitor C 0 . Therefore, the voltage V 0 of the smoothing capacitor C 0 increases,
It is controlled so that V 0 * =V 0 . When the load on the motor IM increases, V 0 decreases, so that even greater active power P s is supplied.

電動機IMの負荷を軽くした場合、さらには、
回生ブレーキをかけて、電力を平滑コンデンサに
回生した場合には、V0が上昇し、V0 *<V0とな
る。すると、ε1=V0 *−V0は負の値となり、G1(S)
を介して、電源電圧の波高値指令Isnは減少し、
さらには負の値となる。Isnが負の値になると、
電流指令Is *の位相は、電源電圧Vsに対し、逆位
相になる。指令Is *に応じて、電流Isが制御される
結果、今度は有効電力Psは負の値、すなわち、電
源へ回生されることになり、その分、平滑コンデ
ンサC0のエネルギーが減少し、電圧V0が減少す
る。最終的にやはり、V0 *=V0となつて落ち着
く。
Furthermore, when the load on the electric motor IM is lightened,
When regenerative braking is applied and power is regenerated to the smoothing capacitor, V 0 increases and V 0 * < V 0 . Then, ε 1 =V 0 * −V 0 becomes a negative value, and G 1 (S)
Through , the peak value command I sn of the power supply voltage decreases,
Furthermore, it becomes a negative value. When I sn becomes a negative value,
The phase of the current command I s * is opposite to the power supply voltage V s . As a result of controlling the current I s according to the command I s * , the active power P s becomes a negative value, that is, it is regenerated to the power supply, and the energy of the smoothing capacitor C 0 decreases accordingly. and the voltage V 0 decreases. Eventually, it settles down to V 0 * = V 0 .

すなわち、何ら有効電力を検出する必要もな
く、損失分も含めた有効電力の授受を自動的に行
うことができるのである。
That is, there is no need to detect any active power, and active power including loss can be automatically exchanged.

第7図は、第2図の第1のPWMインバータ
INV.1の制御回路CONT.1の別の実施例を示すも
ので、受電端の無効電力Qを任意の値に制御する
ものである。
Figure 7 shows the first PWM inverter in Figure 2.
This shows another embodiment of the control circuit CONT.1 of INV.1, which controls the reactive power Q at the power receiving end to an arbitrary value.

図中、ROMは、電源電圧Vsと同位相の単位正
弦波P=sinωst及びVsより90°位相の進んだ単位
正弦波q=C00ωstを発生する移相器、MLp,
MLqは乗算器、ADは加算、G3(S)は制御補償回
路、C4は比較器で、他の記号は第3図の記号で
説明したものと同じである。
In the figure, the ROM includes a phase shifter , MLp,
MLq is a multiplier, AD is an adder, G 3 (S) is a control compensation circuit, C 4 is a comparator, and the other symbols are the same as those explained with the symbols in FIG.

第3図と異なる点は、電源電流の指令値Is *
して、有効電流Ipと無効電流IQの両方を含むこと
である。有効電流Ipは第3図で説明したように、
平滑コンデンサV0の値が指令値V0 *に等しくなる
ように与えられる。受電端の無効電力Qは次のよ
うに制御される。
The difference from FIG. 3 is that the power supply current command value I s * includes both the active current I p and the reactive current I Q. As explained in Fig. 3, the effective current I p is
The value of the smoothing capacitor V 0 is given to be equal to the command value V 0 * . The reactive power Q at the receiving end is controlled as follows.

受電端の無効電力Qを検出し、その指令値Q*
と比較する。偏差ε4=Q*−Qを次の制御補償回
路G3(S)に入力し、無効電流IQの波高値指令IQn
得る。G3(S)は、通常積分要素が使われ、上記偏
差ε4の定常分を零にするように制御している。
Detect reactive power Q at the receiving end and set its command value Q *
Compare with. The deviation ε 4 =Q * −Q is input to the next control compensation circuit G 3 (S) to obtain the peak value command I Qn of the reactive current I Q. G 3 (S) usually uses an integral element and is controlled so that the steady-state component of the deviation ε 4 becomes zero.

移相器POMからは、電源電圧Vsより90°進んだ
単位正弦波q=C00ωstが出力され、乗算器MLQ
によつてIQ=IQn・C00ωstを作つている。
The phase shifter POM outputs a unit sine wave q = C 00 ωst that is 90° ahead of the power supply voltage V s , and the multiplier ML Q
I Q = I Qn・C 00 ωst is created by

加算器ADによつて有効電流指令Ip=Ipnsinωst
と無効電流指令IQ=IQnC00ωstが加えられ、電源
電流指令値Is *となる。
Effective current command I p = I pn sinωst by adder AD
and the reactive current command I Q =I Qn C 00 ωst are added to obtain the power supply current command value I s * .

無効電力指令値Q*を0に設定すれば、第3図
で示した制御と同じく、力率=1の運転がなされ
る。
If the reactive power command value Q * is set to 0, operation with a power factor of 1 is performed, as in the control shown in FIG.

同じ電源に遅れ無効電力をとる負荷が接続され
た場合には遅れ無効電力を打ち消すような無効電
力指令値Q*を与えれば、第1のPWMインバータ
INV.1には有効電力Psの他にQ=Q*の進み無効
電力をとるように制御され、他の負荷も含めた力
率を常に1にすることができる。
If a load that takes delayed reactive power is connected to the same power supply, if a reactive power command value Q * that cancels out the delayed reactive power is given, the first PWM inverter
INV.1 is controlled to take the leading reactive power of Q=Q * in addition to the active power Ps , so that the power factor including other loads can always be 1.

第8図は本発明の電力変換装置の別の実施例を
示すものである。直流電圧源の負荷装置として、
直流チヨツパ装置と直流電動機を接続した場合を
示す、図中、CHOはトランジスタチヨツパ装置、
D1,D2はダイオード、SWは回生ブレーキ用スイ
ツチ、DCLは直流リアクトル、DCMは直流電動
機本体、TGは速度発電機、CONT3はチヨツパ
装置の制御回路を示す。平滑コンデンサC0より
左側に示す回路は、第2図で示したものと同じ構
成となつている。電源側の制御は前述したと同じ
なので省略し、次に直流電動機DCMの速度制御
について簡単に説明する。
FIG. 8 shows another embodiment of the power conversion device of the present invention. As a load device for a DC voltage source,
In the figure, which shows the case where a DC chopper device and a DC motor are connected, CHO is a transistor chopper device,
D 1 and D 2 are diodes, SW is a regenerative brake switch, DCL is a DC reactor, DCM is a DC motor body, TG is a speed generator, and CONT3 is a control circuit for the chopper device. The circuit shown to the left of the smoothing capacitor C 0 has the same configuration as that shown in FIG. The control on the power supply side is the same as described above, so it will be omitted, and next, the speed control of the DC motor DCM will be briefly explained.

直流電動機DCMを力行運転する場合、スイツ
チSWを閉じて、界磁電流Ifを矢印の方向に流す。
速度発電機TGによつて直流電動機DCMの回転
速度Nを検出し、速度設定値N*と比較する。N*
>Nの場合トランジスタチヨツパCHOのオン期
間を増加させ、電機子電流Iaを増加して直流電動
機DCMの発生トルクを増大させる。逆にN*<N
の場合、チヨツパCHOのオフ期間を増加させ、
電機子電流Iaを減少させて、発生トルクを減少さ
せる。最終的にはN*=Nとなつて落ち着く。
When powering the DC motor DCM, close the switch SW and let the field current If flow in the direction of the arrow.
The rotational speed N of the DC motor DCM is detected by the speed generator TG and compared with the speed setting value N * . N *
>N, the on period of the transistor chopper CHO is increased, the armature current Ia is increased, and the torque generated by the DC motor DCM is increased. Conversely, N * < N
If , increase the off period of Chiyotupa CHO,
Decrease the armature current I a to reduce the generated torque. Eventually, it settles down to N * = N.

トランジスタチヨツパCHOの動作は公知であ
るが、簡単に説明すると、次のようになる。
The operation of the transistor chopper CHO is well known, and can be briefly explained as follows.

トランジスタチヨツパCHOがオンの時、平滑
コンデンサC0→チヨツパCHO→DCL→DCM→ス
イツチSWの経路で、電流Iaを増加させる。CHO
がオフされると、電流Iaは、DCM→SW→D1
DCLの経路で流れ、徐々に減衰する。従つて、
オン期間とオフ期間の割合を調整することによ
り、電流Iaの大きさを制御することができる。
When the transistor chopper CHO is on, the current I a is increased through the path of smoothing capacitor C 0 → chopper CHO → DCL → DCM → switch SW. CHO
is turned off, the current I a becomes DCM→SW→D 1
It flows through the DCL path and gradually attenuates. Therefore,
By adjusting the ratio of the on period to the off period, the magnitude of the current I a can be controlled.

直流電動機DCMに回生ブレーキをかけて、急
速に減速させる場合、次のようになる。
When applying regenerative braking to the DC motor DCM to rapidly decelerate it, the following will occur.

まず、スイツチSWを開放する。次に界時電流
Ifを逆転(図の矢印と反対方向)させる。すると
直流電動機DCMの速度起電力は反転し、チヨツ
パCHOをオンすると、DCM→D2→CHO→DCL
の経路で短絡電流Iaが流れ、直流リアクトルDCL
にエネルギーが蓄えられる。次にチヨツパCHO
をオフすると、DCLのエネルギーはDCM→D2
C0→D1→DCLの経路で平滑コンデンサC0に移さ
れる。平滑コンデンサC0の電圧が上昇すると、
前述の説明の通り、有効電力となつて交流電源に
回生される。
First, open the switch SW. Next, the field current
Reverse I f (in the opposite direction to the arrow in the figure). Then, the speed electromotive force of the DC motor DCM is reversed, and when the chopper CHO is turned on, DCM → D 2 → CHO → DCL
Short circuit current I a flows through the path of DC reactor DCL
energy is stored in. Next Chiyotsupa CHO
When turned off, the energy of DCL becomes DCM → D 2
It is transferred to the smoothing capacitor C 0 along the path C 0 →D 1 →DCL. When the voltage of smoothing capacitor C 0 increases,
As explained above, this becomes active power and is regenerated to the AC power source.

回生ブレーキの強さは、電機子電流Iaの大きさ
に比例するので、このときもトランジスタチヨツ
パCHOのオン、オフ期間を調整することにより
Iaを制御してトルフ制御を行うことができる。
The strength of the regenerative brake is proportional to the magnitude of the armature current Ia , so by adjusting the on and off periods of the transistor chopper CHO,
Torque control can be performed by controlling Ia.

このように負荷装置をチヨツパ装置+直流電動
機としても、直流電圧源たる平滑コンデンサC0
の電圧V0が一定になるように交流電源から供給
される有効電流Ipを制御することができ、同時に
無効電力も任意の値だけとるように制御すること
ができる。
In this way, even if the load device is a chopper device + DC motor, the smoothing capacitor C 0 which is the DC voltage source
The active current I p supplied from the AC power source can be controlled so that the voltage V 0 of is constant, and at the same time, the reactive power can also be controlled to take an arbitrary value.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の電力変換装置
は、次のような効果を有するものである。
As explained above, the power conversion device of the present invention has the following effects.

(1) 平滑コンデンサの電圧V0が一定になるよう
に電源から供給される有効電流を制御すること
により、損失分も含めて、負荷が要求する有効
電力を供給することができ、しかも複雑な有効
電力検出回路等を省略でき、安価な装置を提供
できる。
(1) By controlling the active current supplied from the power supply so that the voltage V 0 of the smoothing capacitor remains constant, it is possible to supply the active power required by the load, including losses, and to avoid complicated An active power detection circuit and the like can be omitted, and an inexpensive device can be provided.

(2) 有効電力の制御と同時に、受電端の無効電力
も任意の値に制御できる。特に、力率=1の運
転も可能となる。
(2) At the same time as controlling the active power, the reactive power at the receiving end can also be controlled to an arbitrary value. In particular, operation with a power factor of 1 is also possible.

(3) 入力電流(電源からの供給電流)は正弦波状
に制御されるため、高調波成分を低減させるこ
とができる。
(3) Since the input current (current supplied from the power supply) is controlled sinusoidally, harmonic components can be reduced.

(4) また、従来必要とされたアクテイブフイルタ
ー装置は受電端に設ける必要がなくなり、装置
全体の小形軽量化が図れるとともに、経済的な
システムを提供できる。
(4) Furthermore, it is no longer necessary to provide the conventionally required active filter device at the power receiving end, making it possible to reduce the size and weight of the entire device and provide an economical system.

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

第1図は従来の電力変換装置の構成図、第2図
は、本発明の電力変換装置の一実施例を示す構成
図、第3図は、第2図の装置の第1のPWMイン
バータの制御回路の実施例を示すブロツク図、第
4図は、第2図の装置の第2のPWMインバータ
の制御回路の実施例を示すブロツク図、第5図
a,bは、第2図の装置の電源側の電圧、電流ベ
クトル図、第6図a〜cは、第5図aのベクトル
図に対応する電圧電流波形図、第7図は、第2図
の装置の第1のPWMインバータの制御回路の別
の実施例を示すブロツク図、第8図は、本発明装
置の別の実施例を示す構成図である。 TR……電源トランス、Ls……交流リアクト
ル、INV1……第1のPWMインバータ、C0……
平滑コンデンサ、INV2……第2のPWNインバ
ータ、IM……誘導機、PG……回転パルス発生
器、CONT1……INV1の制御回路、CONT2
……INV2の制御回路、CHO……トランジスタ
チヨツパ、SW……回生用スイツチ、D1,D2……
ダイオード、DCL……直流リアクトル、DCM…
…直流電動機、TG……速度発電機。
FIG. 1 is a block diagram of a conventional power conversion device, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the power conversion device of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of the first PWM inverter of the device shown in FIG. FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the control circuit of the second PWM inverter of the device shown in FIG. 2, and FIGS. Figures 6a to 6c are voltage and current waveform diagrams corresponding to the vector diagram in Figure 5a, and Figure 7 is the voltage and current vector diagram of the first PWM inverter of the device in Figure 2. FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the control circuit. FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the apparatus of the present invention. TR...Power transformer, Ls ...AC reactor, INV1...1st PWM inverter, C0 ...
Smoothing capacitor, INV2...Second PWN inverter, IM...Induction machine, PG...Rotating pulse generator, CONT1...Control circuit of INV1, CONT2
...Control circuit of INV2, CHO...Transistor chopper, SW...Regeneration switch, D1 , D2 ...
Diode, DCL...DC reactor, DCM...
...DC motor, TG...Speed generator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 単相交流電源と、この単相交流電源に交流リ
アクトルを介して接続されたフルブリツジ構成の
パルス幅変調制御インバータと、このパルス幅変
調制御インバータの直流側に接続された平滑コン
デンサと、この平滑コンデンサを電圧源とする負
荷装置と、前記パルス幅変調インバータを制御す
るパルス幅変調制御回路とを備え、このパルス幅
変調制御回路は、前記平滑コンデンサに印加され
る直流電圧を検出し、電圧指令値に一致するよう
に制御して電源電流の波高値を出力する電圧制御
手段、この電圧制御手段より出力される電源電流
の波高値と前記単相交流電源の電圧に同期した単
位正弦波とを乗ずる乗算器、この乗算器の出力信
号を電流指令値とし前記単相交流電源から供給さ
れる有効電流を制御する電流制御手段、三角波を
発生する三角波発生器および前記電流制御手段の
出力信号を前記三角波発生器より出力する三角波
と比較して前記パルス幅変調制御インバータのゲ
ート信号を作るゲート回路から構成したことを特
徴とする電力変換装置。 2 単相交流電源と、この単相交流電源に交流リ
アクトルを介して接続されたフルブリツジ構成の
パルス幅変調制御インバータと、このパルス幅変
調制御インバータの直流側に接続された平滑コン
デンサと、この平滑コンデンサを電圧源とする負
荷装置と、前記パルス幅変調インバータを制御す
るパルス幅変調制御回路とを備え、このパルス幅
変調制御回路は、前記平滑コンデンサに印加され
る直流電圧を検出し、電圧指令値に一致するよう
に制御して有効電流の波高値を電源電流の指令値
として出力する電圧制御手段、受電端の無効電力
を検出し、無効電力指令値と一致するように制御
して無効電流の波高値を電源電流の指令値として
出力する無効電力制御手段、前記単相交流電源の
電圧と同位相の単位正弦波と単相交流電源の電圧
より90°位相の進んだ単位正弦波を発生する移相
器、前記電圧制御手段より出力される有効電流の
波高値と前記移相器より発生する電源電圧と同位
相の単位正弦波とを乗ずる第1の乗算器、前記無
効電力制御手段より出力される無効電流の波高値
と前記移相器より発生する電源電圧より90°位相
の進んだ単位正弦波とを乗ずる第2の乗算器、こ
れら第1および第2の乗算器の出力信号を加算し
て電流指令値とし前記単相交流電源から供給され
る電源電流を制御する電流制御手段、三角波を発
生する三角波発生器および前記電流制御手段の出
力信号を前記三角波発生器より出力する三角波と
比較しその比較結果に基いて前記パルス幅変調制
御インバータのゲート信号を作るゲート回路から
構成したことを特徴とする電力変換装置。
[Claims] 1. A single-phase AC power source, a full-bridge pulse width modulation control inverter connected to the single-phase AC power source via an AC reactor, and a pulse width modulation control inverter connected to the DC side of the pulse width modulation control inverter. The pulse width modulation control circuit includes a smoothing capacitor, a load device using the smoothing capacitor as a voltage source, and a pulse width modulation control circuit that controls the pulse width modulation inverter. voltage control means for detecting and outputting the peak value of the power supply current by controlling it to match the voltage command value, and synchronizing the peak value of the power supply current output from the voltage control means with the voltage of the single-phase AC power supply. a multiplier for multiplying by a unit sine wave, a current control means for controlling the effective current supplied from the single-phase AC power supply by using the output signal of the multiplier as a current command value, a triangular wave generator for generating a triangular wave, and the current control unit. A power conversion device comprising a gate circuit that compares an output signal of the means with a triangular wave output from the triangular wave generator to generate a gate signal for the pulse width modulation control inverter. 2. A single-phase AC power supply, a full-bridge pulse width modulation control inverter connected to the single-phase AC power supply via an AC reactor, a smoothing capacitor connected to the DC side of the pulse width modulation control inverter, and a smoothing capacitor connected to the DC side of the pulse width modulation control inverter. It includes a load device using a capacitor as a voltage source, and a pulse width modulation control circuit that controls the pulse width modulation inverter, and the pulse width modulation control circuit detects the DC voltage applied to the smoothing capacitor and generates a voltage command. A voltage control means that outputs the peak value of the active current as the command value of the power supply current by controlling it so that it matches the command value of the reactive power, detects the reactive power at the receiving end, and controls the peak value of the active current so that it matches the command value of the reactive power, and outputs the peak value of the active current as the command value of the power supply current. Reactive power control means outputs a peak value of as a command value of the power supply current, and generates a unit sine wave having the same phase as the voltage of the single-phase AC power supply and a unit sine wave having a phase lead of 90° from the voltage of the single-phase AC power supply. a first multiplier that multiplies the peak value of the active current output from the voltage control means by a unit sine wave having the same phase as the power supply voltage generated from the phase shifter; a second multiplier that multiplies the peak value of the output reactive current by a unit sine wave whose phase is 90° ahead of the power supply voltage generated by the phase shifter; output signals of these first and second multipliers; a current control means for controlling the power supply current supplied from the single-phase AC power supply by adding the value to a current command value; a triangular wave generator for generating a triangular wave; and a triangular wave for outputting the output signal of the current control means from the triangular wave generator. A power conversion device comprising a gate circuit that compares and generates a gate signal for the pulse width modulation control inverter based on the comparison result.
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