JPH06351106A - コンバータ制御装置 - Google Patents

コンバータ制御装置

Info

Publication number
JPH06351106A
JPH06351106A JP5134351A JP13435193A JPH06351106A JP H06351106 A JPH06351106 A JP H06351106A JP 5134351 A JP5134351 A JP 5134351A JP 13435193 A JP13435193 A JP 13435193A JP H06351106 A JPH06351106 A JP H06351106A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
frequency
converter
phase
converter control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5134351A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumasa Ishizu
一正 石津
Susumu Shibuya
進 澁谷
Akihiko Ujiie
昭彦 氏家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Central Japan Railway Co
Original Assignee
Toshiba Corp
Central Japan Railway Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Central Japan Railway Co filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5134351A priority Critical patent/JPH06351106A/ja
Publication of JPH06351106A publication Critical patent/JPH06351106A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 PWMコンバータにおいて、搬送波の高調波
成分を低減する。 【構成】 この発明のコンバータ制御装置は、各コンバ
ータに対するコンバータ制御回路において、搬送波周波
数設定器で搬送波周波数を設定すると共に、搬送波位相
設定器によって搬送波の位相を任意に設定できるように
して、例えば、コンバータ台数が4台並列に接続されて
いる場合、各コンバータ制御回路に対して低減したい特
定の周波数の高調波の1/4倍の搬送波周波数fcを設
定し、各コンバータ制御回路間で0°,90°,45
°,135°となるように各搬送波の位相を選定して各
コンバータを相差運転することにより、特定の周波数の
高調波の発生を低減させてコンバータの運転が行なえ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、交流架線よりき電し
た交流電源を所定の電圧の直流に変換するPWMコンバ
ータのスイッチング制御を行なうコンバータ制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来一般に、電鉄用の誘導電動機を駆動
するために用いられる主回路は図3に示す構成である。
すなわち、交流架線の電力をパンタグラフ1よりき電
し、トランス2を介してコンバータ3に供給する。そし
てコンバータ3によって交流/直流変換され、整流され
た直流電力をフィルタコンデンサ4によって平滑化し、
さらに直流/交流変換するインバータ5によって所望の
交流電力に再変換して誘導電動機6を駆動するようにし
ている。そして、通常、トランス2には複数の二次巻線
を設け、上記のような主回路7を複数接続し、誘導電動
機を並列運転するようにしている。
【0003】このような主回路構成において、各コンバ
ータ3の制御方式にはPWM変調方式を用いるのが一般
的であるが、従来、PWM変調する際の搬送波の周波数
としては、き電する電源周波数の奇数倍を選択してい
た。さらに、PWM変調の搬送波の位相については、複
数台のコンバータ間で異なる値に選択し、トランス2の
一次側のリップルや特定周波数領域の高調波を低減させ
るようにしていた。
【0004】この従来のコンバータ制御装置によるコン
バータの搬送波の周波数や位相の組合せの決め方の代表
例は、次の通りである。搬送波の周波数は、主にコンバ
ータを構成する電力用半導体素子の能力に関係して、ま
たスイッチング損による発熱を抑制するために、リップ
ル的に許容できる最も低い周波数に選択し、その上で、
搬送波の位相は信号に使用する帯域などの特定の周波数
帯域の高調波を低減するように選択していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のコンバータ制御装置では、ある特定の高調波を低
減しようとすると別の領域の高調波の増大を招くことに
なり、必ずしも搬送波の周波数と位相を最適なものに選
定することができない問題点があった。
【0006】例えば、4台のコンバータを並列に運転す
る場合を例に上げて説明すると、1台のコンバータを搬
送波fcヘルツでPWM変調した場合の高調波の分布は
図4に示すようになり、搬送波の周波数fcの2倍、4
倍、8倍の周波数2fc,4fc,8fcを中心として
その周りに高調波が顕著に現れる。
【0007】そこで、2台のコンバータの並列運転によ
って高調波を低減しようとする場合に、〇 2fcの近
傍の高調波を消そうとする場合には、2台のコンバータ
の搬送波の位相を90°ずらす、〇 4fcの近傍の高
調波を消そうとする場合には、2台のコンバータの搬送
波の位相を45°ずらす、〇 8fcの近傍の高調波を
消そうとする場合には、2台のコンバータの搬送波の位
相を22.5°ずらすことによってその目的を達成す
る。
【0008】また、4台のコンバータを用いるならば、
2fc,4fc,8fcの近傍の高調波のうち、2つを
選択して消すことができる。したがって、4台のコンバ
ータを並列運転する場合には、2台+2台の構成とし、
2台ずつはそれぞれ90°ずらし、他の組とは22.5
°ずらす構成とし、図5に示すように各コンバータ4に
対するPWM搬送波発生器10によって0°,22.5
°,90°,112.5°の位相関係になるような搬送
波を発生させ、これによって各コンバータ4のPWM変
調を行なう構成としていた。なお、11は同期電源であ
る。
【0009】ところが、このような構成のコンバータ制
御装置では、図6に示すような高調波分布となり、8f
cの近傍の高調波を消すことができるものの、より低次
の4fcの近傍の高調波は残ることになっていた。
【0010】そこで、この4fcの高調波まで消そうと
すれば、トランス2の2次側巻線の数とコンバータの数
を8にすればよいのであるが、このように分割すると、
トランスの巻線構成が複雑で困難になり、また機器の重
量、体積の増大化が顕著になる問題点があった。
【0011】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、所望の高調波を低減するために搬送
波の周波数と位相を任意に設定することができるコンバ
ータ制御装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、交流
架線よりき電した電圧を変圧するトランスと、トランス
の二次側に接続された複数のPWMコンバータと、複数
のPWMコンバータのPWM制御をなすコンバータ制御
回路とから構成されるコンバータ制御装置において、複
数のPWMコンバータ各々に対するコンバータ制御回路
に、任意の搬送波周波数を設定する搬送波周波数設定器
と、搬送波の位相を任意に設定する搬送波位相設定器と
を備えたものである。
【0013】請求項2の発明は、請求項1のコンバータ
制御装置において、PWMコンバータがn台のときに、
搬送波周波数設定器が搬送波周波数を特定の高調波の周
波数の1/nに設定し、搬送波位相設定器が搬送波の位
相をπ(180°)/nに設定することを特徴とするも
のである。
【0014】
【作用】請求項1および請求項2の発明のコンバータ制
御装置では、各コンバータに対するコンバータ制御回路
において、搬送波周波数設定器で搬送波周波数を設定す
ると共に搬送波位相設定器によって搬送波の位相を任意
に設定することができ、特定の高調波を効果的に打ち消
すことができる周波数と位相を搬送波に対して自在に設
定することができ、高調波の効果的な抑制ができる。
【0015】また請求項2の発明のコンバータ制御装置
では、PWMコンバータがn台のときに、搬送波周波数
設定器が搬送波周波数を特定の高調波の周波数の1/n
に設定し、搬送波位相設定器が搬送波の位相をπ(18
0°)/nに設定することができ、例えば、コンバータ
台数が4台並列に接続されている場合、各コンバータ制
御回路に対して低減したい高調波の1/4倍の搬送波周
波数fcを設定し、各コンバータ制御回路間で0°,9
0°,45°,135°となるように搬送波の位相差を
選定して各コンバータを相差運転することにより、2f
c,4fcの高調波を効果的に打ち消すことができるよ
うになる。
【0016】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。
【0017】図1はこの発明の一実施例として、図3に
示した4台のコンバータ3を並列に備えたコンバータ制
御装置において、各コンバータ3に対するコンバータ制
御回路30の構成を示している。各コンバータ制御回路
30は、電流設定値Is*と実際のコンバータ3の電流
出力Isとの偏差に対して比例積分補償演算を行ない、
電圧制御量ΔVを出力する比例積分補償器31と、コン
バータ3の実電圧Vsを電圧制御量ΔVで補償し、変調
波信号Vs*を出力する加算器32と、この加算器32
から与えられる変調波Vs*を一方の入力とするコンパ
レータ33を備えている。
【0018】各コンバータ制御回路30はまた、搬送波
周波数fcを任意に設定する搬送波周波数設定器34
と、搬送波位相を任意に設定する搬送波位相設定器35
と、これらの搬送波周波数設定器34によって設定され
た搬送波周波数fcで、かつ搬送波位相設定器35によ
って設定された位相θで搬送波を発生させるべくこれら
の設定器34,35と接続され、また搬送波を電源周波
数に同期させるために同期電源11とも接続された搬送
波発生器36を備えており、この搬送波発生器36で発
生される搬送波がコンパレータ33の他方の入力と与え
られる。したがって、コンパレータ33は変調波Vs*
と搬送波発生器36からの搬送波との比較によって各コ
ンバータ4のコンバータゲートパルス信号を出力するよ
うになっている。
【0019】次に、上記の構成のコンバータ制御装置の
動作について説明する。
【0020】図3に示すようにこの実施例のコンバータ
制御装置は、1つのトランス2に対してCONV1,C
ONV2,CONV3,CONV4の4台のコンバータ
3が並列に接続されている。
【0021】各コンバータ制御回路30において、搬送
波周波数設定器34において搬送波周波数fcを設定
し、また搬送波位相設定器35において各搬送波の位相
θを設定すれば、搬送波発生器36では、同期電源11
から入力される電源周波数に対して、設定された周波数
fcの搬送波を設定された位相だけずらした形で発生
し、これをコンパレータ33に出力する。
【0022】一方、コンバータ制御回路30では、自回
路が受け持つコンバータ3の入力電流Isを電流検出器
によって取り込み、比例積分補償器32で電流指令値I
s*と実電流との偏差に応じて電圧制御量ΔVを求め、
これを加算器32において実電圧Vsと加算して電圧補
正を行ない、この電圧補正によって得られた電圧指令を
変調波Vs*としてコンパレータ33に与える。
【0023】コンパレータ33では、変調波Vs*と搬
送波とを比較し、搬送波が変調波Vs*を超えている時
間だけオンとなるコンバータスイッチングパルス信号を
受け持ちのコンバータ3のスイッチング素子に出力し、
このスイッチングパルス信号により各コンバータ3がP
WM変調による直流電力を出力することになる。
【0024】そこで、コンバータ3を4台備えているコ
ンバータ制御装置においては、各コンバータ制御回路3
0の搬送波周波数設定器34によって搬送波周波数fc
を、低減したい特定の高調波の1/4倍の周波数に設定
する。
【0025】また、各々のコンバータ3の搬送波の位相
差は、コンバータ3それぞれのコンバータ制御回路30
の搬送波位相設定器35によって、θ1=0°,θ2=
90°,θ3=45°,θ4=135°に設定する。
【0026】このように搬送波周波数fcとその位相差
を設定して4台のコンバータ3を相差運転すれば、トラ
ンス2の一次巻線側に流れる電流の高調波分布は図2に
示すような結果となる。
【0027】この高調波分布をコンバータ1台で運転す
る場合に見られる図4に示した高調波分布と比較する
と、特に高調波の内、2fc,4fcのピークが打ち消
され、8fcのみが残る結果となっている。しかしなが
ら、搬送波周波数fcを低減したい特定の高調波の周波
数の1/4に選定したことにより、その低減したかった
高調波の周波数4fcの近傍には高調波のピークが現れ
ず、当該特定の周波数の高調波を効果的に打ち消すこと
ができていることになる。
【0028】なお、この発明は上記の実施例に限定され
ることはなく、コンバータを2台並列に運転する場合で
は、搬送波周波数fcを低減したい特定の高調波周波数
の1/2に選定し、位相差を0°と90°に選定して相
差運転することにより、2fc間での高調波のピークを
打ち消すことかでき、低減したかった特定周波数の高調
波2fcの近傍に高調波のピークが現れず、当該特定の
周波数の高調波を効果的に打ち消すことができるように
なる。また、コンバータ1台の運転の場合には、搬送波
周波数を低減したい特定の高調波周波数と同じものに選
定することによって、その特定周波数の高調波の打ち消
しができることになる。
【0029】したがって一般的に、PWMコンバータが
n台のときに、搬送波周波数設定器が搬送波周波数を特
定の高調波の周波数の1/nに設定し、搬送波位相設定
器が搬送波の位相をπ(180°)/nに設定できるよ
うにすることにより、例えば、コンバータ台数が4台並
列に接続されている場合、各コンバータ制御回路に対し
て低減したい高調波の1/4倍の搬送波周波数fcを設
定し、各コンバータ制御回路間で0°,90°,45
°,135°となるように搬送波の位相差を選定して各
コンバータを相差運転することにより、2fc,4fc
の高調波を効果的に打ち消すことができるようになる。
【0030】さらに、上記実施例ではコンバータのスイ
ッチング素子については特に限定していないが、この発
明のコンバータ制御装置は特に、IGBT(絶縁ゲート
形トランジスタ)をスイッチング素子として用いた、コ
ンバータのとり得る周波数を高周波領域まで可能とする
高耐圧、大電流形のコンバータの制御に適用するのに有
利となる。
【0031】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
各コンバータに対するコンバータ制御回路において、搬
送波周波数設定器で搬送波周波数を設定すると共に搬送
波位相設定器によって搬送波の位相を任意に設定するよ
うにしているので、コンバータの並設数に応じて搬送波
の周波数と位相を低減したい高調波の周波数に応じて最
適な組み合わせのものに選定することができ、特定の周
波数の高調波を効果的に低減することができる。
【0032】また請求項2の発明によれば、PWMコン
バータがn台のときに、搬送波周波数設定器が搬送波周
波数を特定の高調波の周波数の1/nに設定し、搬送波
位相設定器が搬送波の位相をπ(180°)/nに設定
するようにしているので、搬送波のn倍の周波数の高調
波までを効果的に打ち消すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の回路ブロック図。
【図2】上記実施例による高調波分布特性を示す説明
図。
【図3】一般的な4台のコンバータの主回路構成を示す
ブロック図。
【図4】1台のコンバータの運転時に生じる高調波分布
特性を示す説明図。
【図5】従来例のブロック図。
【図6】従来例の高調波分布特性を示す説明図。
【符号の説明】
1 パンタグラフ 2 トランス 3 コンバータ 7 主回路 11 同期電源 30 コンバータ制御回路 33 コンパレータ 34 搬送波周波数設定器 35 搬送波位相設定器 36 搬送波発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 氏家 昭彦 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流架線よりき電した電圧を変圧するト
    ランスと、前記トランスの二次側に接続された複数のP
    WMコンバータと、前記複数のPWMコンバータのPW
    M制御をなすコンバータ制御回路とから構成されるコン
    バータ制御装置において、 前記複数のPWMコンバータ各々に対するコンバータ制
    御回路に、任意の搬送波周波数を設定する搬送波周波数
    設定器と、前記搬送波の位相を任意に設定する搬送波位
    相設定器とを備えて成るコンバータ制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のコンバータ制御装置に
    おいて、PWMコンバータがn台のときに、前記搬送波
    周波数設定器が搬送波周波数を特定の高調波の周波数の
    1/nに設定し、前記搬送波位相設定器が搬送波の位相
    をπ(180°)/nに設定することを特徴とするコン
    バータ制御装置。
JP5134351A 1993-06-04 1993-06-04 コンバータ制御装置 Pending JPH06351106A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5134351A JPH06351106A (ja) 1993-06-04 1993-06-04 コンバータ制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5134351A JPH06351106A (ja) 1993-06-04 1993-06-04 コンバータ制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06351106A true JPH06351106A (ja) 1994-12-22

Family

ID=15126336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5134351A Pending JPH06351106A (ja) 1993-06-04 1993-06-04 コンバータ制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06351106A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998043848A1 (en) * 1997-03-31 1998-10-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Pwm converter control apparatus
CN1059522C (zh) * 1996-01-16 2000-12-13 株式会社日立制作所 功率变换器的控制方法和功率变换系统
JP2002271906A (ja) * 2001-03-08 2002-09-20 Toshiba Transport Eng Inc 交流電気車の駆動制御装置
JP2006129594A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Hitachi Ltd 船舶用電気推進装置の制御方法及びその装置
JP2007089362A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Hitachi Ltd 電気車の電力用変換器の運転方法
JP2010233292A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Fuji Electric Holdings Co Ltd 電力変換システムのノイズ低減法
JP2014220947A (ja) * 2013-05-09 2014-11-20 株式会社デンソー 電力変換装置
JP2015513756A (ja) * 2011-12-28 2015-05-14 ライトラブ スウェーデン アクティエボラーグ 電界放出型光源用電源

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1059522C (zh) * 1996-01-16 2000-12-13 株式会社日立制作所 功率变换器的控制方法和功率变换系统
DE19701191B4 (de) * 1996-01-16 2005-07-07 Hitachi, Ltd. Spannungumformeranordnung und Verfahren zu ihrer Steuerung
EP1714824A2 (en) * 1997-03-31 2006-10-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Control apparaus for pwm converter
AU708498B2 (en) * 1997-03-31 1999-08-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Control apparatus for PWM converter
WO1998043848A1 (en) * 1997-03-31 1998-10-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Pwm converter control apparatus
EP1714824A3 (en) * 1997-03-31 2007-01-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Control apparaus for pwm converter
JP2002271906A (ja) * 2001-03-08 2002-09-20 Toshiba Transport Eng Inc 交流電気車の駆動制御装置
JP2006129594A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Hitachi Ltd 船舶用電気推進装置の制御方法及びその装置
JP2007089362A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Hitachi Ltd 電気車の電力用変換器の運転方法
JP4616136B2 (ja) * 2005-09-26 2011-01-19 株式会社日立製作所 電力用変換器の運転方法及び編成列車
JP2010233292A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Fuji Electric Holdings Co Ltd 電力変換システムのノイズ低減法
JP2015513756A (ja) * 2011-12-28 2015-05-14 ライトラブ スウェーデン アクティエボラーグ 電界放出型光源用電源
JP2014220947A (ja) * 2013-05-09 2014-11-20 株式会社デンソー 電力変換装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6469469B1 (en) Variable output induction motor drive system
US8223511B2 (en) Common mode voltage reduction apparatus and method for current source converter based drive
JPH04197097A (ja) 交流電動機可変速システム
US8045354B2 (en) Active generator control sequence
Bilgin et al. A unity-power-factor buck-type PWM rectifier for medium/high-power DC motor drive applications
JPS6148356B2 (ja)
JP2005102455A (ja) 電気車制御装置
JPH06351106A (ja) コンバータ制御装置
JP3247539B2 (ja) Pwmコンバータの制御装置
JP4178331B2 (ja) 直列多重パルス幅変調サイクロコンバータ装置およびその制御方法
EP0906846A1 (en) Pwm converter control apparatus
JPH09140165A (ja) 電力変換器
JP3193809B2 (ja) 三相整流装置
JP6935359B2 (ja) 直列多重電力変換装置
JPH01231662A (ja) 直流電源装置
JP2020171135A (ja) 電力変換装置
JPH0746847A (ja) 三相整流装置
WO2022234717A1 (ja) オープン巻線モータ・インバータシステム
JP3040813B2 (ja) 交流機変速駆動制御
JPH01126170A (ja) 多相多重電圧形インバータの制御方式
JPH11299243A (ja) 高調波レス電力変換装置
JP2565926B2 (ja) 電力変換装置
JP2021197758A (ja) スイッチング電源装置とその制御装置及び制御方法
JPH11215824A (ja) 電源装置
JP2509658B2 (ja) 電力変換装置