JPH0591750A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH0591750A
JPH0591750A JP3246378A JP24637891A JPH0591750A JP H0591750 A JPH0591750 A JP H0591750A JP 3246378 A JP3246378 A JP 3246378A JP 24637891 A JP24637891 A JP 24637891A JP H0591750 A JPH0591750 A JP H0591750A
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JP
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inverter
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JP3246378A
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English (en)
Inventor
Hideo Ito
秀夫 伊藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、出力端に変圧器が接続された自励
式電力変換装置において、低周波領域の運転時に変圧器
が直流偏磁することなく運転を継続できる電力変換装置
を提供することを目的とするものである。 【構成】 出力側に変圧器6が接続されているインバ―
タ主回路4の出力電流を電流検出器14で検出した電流検
出値に基づき電力変換装置の出力周波数が周波数設定器
20で設定した設定周波数以下の場合には、切換スイッチ
19が投入されることで、設定電流値に出力電流を補正す
る出力電圧補正信号を電流制御回路18は切換スイッチ19
を介して、PWMゲ―ト制御回路12へ出力し、PWMゲ
―ト制御回路12のゲ―トパルスに基づき、出力側に変圧
器6が接続されているインバ―タ主回路4の出力電流を
0に制御する。その際、変圧器6の2次側巻線に接続さ
れているインバ―タ主回路5により電力を負荷7へ供給
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自励式インバ―タ回路を
用いた電力変換装置に係り、特に変換器と負荷の間に変
圧器を接続した電力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自励式電圧形変換器を用いてPW
M方式により出力電圧制御を行い負荷に電力を供給する
電力変換装置においては、変換器と負荷との間で絶縁あ
るいは昇圧,降圧を行うために変換器と負荷の間に変圧
器を設けている。この電力変換装置の概要を説明する。
【0003】図2において、1は直流電源であり、直列
接続されたコンデンサ2,3が並列に接続されて、イン
バ―タ主回路4に接続されている。インバ―タ主回路4
はサイリスタ6U,6V,6X,6Yが単相ブリッジ接
続され、それぞれのサイリスタ6U,6V,6X,6Y
にはダイオ―ドDU,DV,DX,DYが逆並列接続さ
れている。5はインバ―タ主回路であり、直列接続され
たコンデンサ2,3の両端に接続されている。インバ―
タ主回路5はサイリスタ6W,6Zが直列接続され、そ
れぞれのサイリスタ6W,6Zにダイオ―ドDW,DZ
が逆並列接続されて構成されている。
【0004】6は変圧器であり、その1次側がインバ―
タ主回路4の出力側に接続され、2次側の出力側の一端
はインバ―タ主回路5の出力側と接続され、他端は負荷
7の一端に接続されている。また負荷7の他は、直列接
続されたコンデンサ2,3の中性点に接続されている。
【0005】10は電流パタ―ン発生器であり、電流パタ
―ン信号Idcを出力する。11はINV電圧基準算出回路
であり、入力された電流パタ―ン信号Idcと、変圧器6
の1次側と2次側に接続された電流検出器8,9で検出
したインバ―タ出力交流電流Il1,Il2とにより、イン
バ―タ主回路4,5の出力電圧を決定するインバ―タ出
力電圧基準Vc1,Vc2を算出して出力する。
【0006】12はPWMゲ―ト制御回路であり、入力さ
れた電圧基準値Vc1とその内部で発生した三角波搬送信
号とを比較して、ゲ―トパルスを発生して、インバ―タ
主回路4へ出力する。13はPWMゲ―ト制御回路であ
り、入力された電圧基準値Vc2とその内部で発生した三
角波搬送信号とを比較してゲ―トパルスを発生して、イ
ンバ―タ主回路5へ出力する。このように構成された自
励式電力変換装置の動作を説明する。直流電源1によっ
てコンデンサ2,3は充電されて、直流電圧が確立され
る。
【0007】また、電流パタ―ン発生器10から出力され
た電流パタ―ン信号Idcと、電流検出器8,9からのイ
ンバ―タ出力交流電流Il1,Il2がINV出力電圧基準
算出回路11に入力される。INV出力電圧基準算出回路
11から出力されたインバ―タ出力電圧基準値Vc1がPW
Mゲ―ト制御回路12へ入力され、PWMゲ―ト制御回路
12はゲ―トパルスをインバ―タ主回路4へ出力する。イ
ンバ―タ主回路4はゲ―トパルスに基づきサイリスタ6
U,6V,6X,6Yの通電期間を変化させて、変圧器
6へ交流電圧を印加し、負荷7へ電流を流す。
【0008】同様に、INV出力電圧基準算出回路11か
ら出力されたインバ―タ出力電圧基準値Vc2がPWMゲ
―ト制御回路13へ入力され、PWMゲ―ト制御回路13は
ゲ―トパルスをインバ―タ主回路5へ出力する。インバ
―タ主回路5は入力されたゲ―トパルスに基づきサイリ
スタ6W,6Yの通電期間を変化させることにより、変
圧器6の負荷側に電流を流す。このようにして、両イン
バ―タ主回路4,5の合成出力を負荷に供給している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この自励式電力変換装
置を1〜3Hz程度の低周波領域で運転を行う場合に
は、変圧器6には直流成分が定常的に発生する。変圧器
6に印加される電圧時間積が次第に増加し鉄心が飽和し
て、過大な励磁電流が流れる変圧器6の直流偏磁が発生
する。
【0010】変圧器6に直流偏磁が発生し、変圧器6の
巻線に定格以上の電流が流れるようになると、変圧器6
の焼損のみならず、インバ―タ主回路4を構成するサイ
リスタ6U,6V,6X,6Yに耐量以上の電流が流れ
るのでサイリスタ6U,6V,6X,6Yは破損してし
まう。このため自励式電力変換装置の運転を継続するこ
とが不可能となる問題点がある。そこで本発明の目的
は、低周波領域の運転を継続して行うことのできる自励
式電力変換装置を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、直流電源と、この直流電源から供給される直流電
力を交流電力に変換する第1の変換器と、前記直流電源
から供給される直流電力を交流電力に変換する第2の変
換器と、
【0012】前記第1の変換器の出力端にその1次側が
接続され、前記第2の変換器の出力端に負荷を介してそ
の2次側が接続された変圧器とを有し第1の変換器と第
2の変換器を協調運転する電力変換装置において、前記
第1の変換器の出力する電流を検出して、電流検出値を
出力する電流検出手段と、第1の変換器の出力周波数が
予め設定された設定周波数以下になったことを検出する
出力周波数検出手段と、
【0013】この出力周波数検出手段から検出信号が入
力されると、予め設定された電流設定値に前記電流検出
手段の出力する電流検出値を一致するように第1の変換
器のゲ―トを制御する出力補正手段とを設けたことを特
徴とするものである。
【0014】
【作用】出力周波数検出手段は、第1の変換器の出力周
波数を検出し、この検出された出力周波数が予め設定さ
れた設定周波数以下の場合に低周波領域運転であること
を示す検出信号を出力補正手段に出力する。出力補正手
段では、予め設定された電流設定値に電流検出手段の出
力する電流検出値が一致するように第1の変換器のゲ―
トを制御する。予め電流設定値を零または零に近い値に
設定することで、第1の変換器の出力端に接続された変
圧器の1次側に交流電力は供給されない。またこの際、
第2の変換器により変圧器の2次側を介して負荷へ交流
電力を供給することで、運転を継続することができる。
【0015】
【実施例】本発明による実施例を図面によって説明す
る。なお図2と同一構成のものは、同一の符号を記して
説明を省略する。
【0016】図1において、14は電流検出器であり、変
圧器6のインバ―タ側の巻線にリアクタ15と伴に接続さ
れ、リアクタ15に流れる電流を検出し、電流検出値を出
力する。16は電流設定器であり、インバ―タ主回路4に
低周波領域の運転時に流れる電流設定値を設定する。17
は加算器であり、電流設定器16から出力された電流設定
値と、電流検出器20から出力された電流検出値と、を加
算して出力する。18は電流制御回路であり、加算器16の
出力からインバ―タ出力電圧補正値を算出して、切換ス
イッチ19を介して出力する。20は周波数設定器であり、
通常運転から低周波運転または低周波運転から通常運転
へ切換わる周波数を設定する。21は比較回路であり、イ
ンバ―タ主回路4の出力周波数が周波数設定器20で設定
された周波数設定値以下の場合に切換スイッチ19へ動作
信号(投入信号)を出力する。22は加算器であり、IN
V出力電圧基準算出回路11からのインバ―タ出力電圧基
準値Vc1と切換スイッチ19動作時に入力されるインバ―
タ出力電圧補正値を加算して、補正インバ―タ出力電圧
基準Vc1′を出力する。以上のように構成された自励式
電力変換装置の動作について、通常運転と低周波領域の
運転の動作を説明する。
【0017】電流設定器16に設定した電流設定値を0
A,周波数設定器20に設定した周波数設定値を2Hzと
する。インバ―タ運転中、電流パタ―ン発生器10から出
力された電流パタ―ン信号Idcにより、INV出力電圧
基準算出回路11は両インバ―タ主回路4,5の出力電圧
を決定するインバ―タ出力電圧基準Vc1,Vc2を算出
し、出力する。今、インバ―タ主回路4の出力周波数が
2Hz以上の場合には、周波数設定値より出力周波数が
大きいすなわち通常運転であるので、比較回路7は切換
スイッチ19へ動作信号を出力しない。そのため、切換ス
イッチ19は開放されたままで、INV出力電圧基準算出
回路11の出力するインバ―タ出力電圧基準値Vc1を加算
器22はインバ―タ出力補正電圧基準Vc1′としてPWM
ゲ―ト制御回路12へ出力する。PWMゲ―ト制御回路12
は入力された補正インバ―タ出力電圧基準Vc1′とその
内部で発生する三角搬送信号とを比較して、ゲ―トパル
スを発生してインバ―タ主回路4へ出力する。
【0018】インバ―タ主回路4は直流入力を交流へ変
換し、変圧器6を介して負荷7に交流電力を供給する。
同様にINV出力電圧基準算出回路11の出力するインバ
―タ出力電圧基準値Vc2をPWMゲ―ト制御回路13へ出
力し、PWMゲ―ト制御回路13はインバ―タ出力電圧基
準電圧Vc2に基づいてゲ―トパルスを発生させ、インバ
―タ主回路5へ出力する。インバ―タ主回路5は変圧器
6の負荷側巻線を介して負荷へ交流電力を供給する。こ
のようにして、通常運転の場合には、両インバ―タ主回
路4,5の合成出力を負荷に供給する。
【0019】今インバ―タ主回路4の出力周波数が2H
z未満になった場合には、周波数設定値より出力周波数
が小さいので低周波領域の運転に切換わるため、比較回
路7は切換スイッチ19へ動作信号を出力する。そのた
め、設定電流値と電流検出値に基づき算出された出力電
圧補正信号を、電流制御回路18は、切換スイッチ19を介
して加算器22へ出力する。加算器22では、このインバ―
タ出力電圧補正信号とINV出力電圧基準算出回路から
のインバ―タ出力電圧基準値Vc1とを加算し、インバ―
タ補正出力電圧基準値Vc1′を出力する。PWMゲ―ト
制御回路12はその内部で発生する三角波搬送信号と加算
器22から入力されたインバ―タ補正出力電圧基準値
c1′とを比較して、インバ―タ回路4の出力電流値が
設定電流値0Aに一致するようにゲ―トパルスを発生
し、出力する。このゲ―トパルスが入力されたインバ―
タ主回路4は、出力電流値が0Aに制御されるため、イ
ンバ―タ主回路4の出力側の変圧器6の巻線に流れる電
流は0Aとなる。一方、INV出力電圧基準算出回路11
から出力されたインバ―タ出力電圧基準Vc2に基づい
て、PWM制御回路13はゲ―トパルスを発生し、インバ
―タ主回路5へ出力する。入力されたゲ―トパルスによ
り、インバ―タ主回路5は直流入力を交流に変換し、こ
の交流を変圧器6の負荷側巻線を介して負荷7に供給す
る。
【0020】本実施例によれば、自励式電力変換装置の
低周波領域の運転においては、変圧器6を介して負荷7
に交流電力を供給するインバ―タ主回路4がその出力電
流値が0Aに制御されるため、低周波領域の運転で、変
圧器6が直流偏磁することはない。
【0021】なお、本実施例ではインバ―タ主回路4の
出力電流を検出し、インバ―タ出力電圧基準値に対して
補正するようにしたが、インバ―タ出力電圧基準値を0
に設定する方法でも同様の効果を得ることができる。ま
た、以上の説明では、単相インバ―タ回路について述べ
たが、多相インバ―タ回路に適用することもできる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、低周波領域の運転時に
は変圧器の1次側にその出力端が接続されている第1の
変換器を制御して、出力を0とし、変圧器の2次側にそ
の出力端が接続されている第2の変換器の出力により、
負荷に電力を供給する。そのため低周波領域の運転時に
変圧器が直流偏磁により影響を受けることのないので、
信頼性の高い電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施例の電力変換装置の構成図あ
る。
【図2】従来の電力変換装置の構成図である。
【符号の説明】
1…直流電源、 2,3…フィルタコンデン
サ、4,5…インバ―タ主回路、 6…変圧器、7…負
荷、 8,9…電流検出器、10…電流パ
タ―ン発生器、 11…INV出力電圧基準算出回路、1
2,13…PWMゲ―ト回路、14…電流検出器、15…リア
クトル、 16…電流設定値、17…加算器、
18…電流制御回路、19…切換スイッチ、
20…周波数設定器、21…比較回路、 22
…加算器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源と、 この直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換
    する第1の変換器と、 前記直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換
    する第2の変換器と、 前記第1の変換器の出力端にその1次側が接続され、前
    記第2の変換器の出力端に負荷を介してその2次側が接
    続された変圧器とを有し第1の変換器と第2の変換器を
    協調運転する電力変換装置において、 前記第1の変換器の出力する電流を検出して、電流検出
    値を出力する電流検出手段と、 第1の変換器の出力周波数が予め設定された設定周波数
    以下になったことを検出する出力周波数検出手段と、 この出力周波数検出手段から検出信号が入力されると、
    予め設定された電流設定値に前記電流検出手段の出力す
    る電流検出値を一致するように第1の変換器のゲ―トを
    制御する出力補正手段とを有する電力変換装置。
JP3246378A 1991-09-26 1991-09-26 電力変換装置 Pending JPH0591750A (ja)

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