JPH07107744A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH07107744A JPH07107744A JP5244208A JP24420893A JPH07107744A JP H07107744 A JPH07107744 A JP H07107744A JP 5244208 A JP5244208 A JP 5244208A JP 24420893 A JP24420893 A JP 24420893A JP H07107744 A JPH07107744 A JP H07107744A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直交する単相１系，２系の電力を融通する二
組のインバータを単一の制御回路で高速に制御する。 【構成】 直交する単相１系．２系に接続される直流側
を共通に接続した二組の自励式インバータ２Ａ，２Ｂの
制御回路３を、１系及び２系の電圧電流Ｖ1，Ｖ2及びＶ
2，Ｉ2が入力し、瞬時空間ベクトル理論による瞬時有効
電力ｐ及び瞬時無効電力ｑを演算する相変換回路３１
と、この演算された有効電力ｐ及び無効電力ｑの直流分
（〜）ｐ及び（〜）ｑを検出するフィルタからなる補償
値検出回路３２と、この検出された交流分有効電力
（〜）ｐ及び無効電力（〜）ｑから瞬時空間ベクトル理
論によるα相及びβ相の電流を演算し電力変換器２Ａ，
２Ｂの電流指令ＩA，ＩBとして出力する逆変換回路３３
からなる単一の制御回路とにより構成し、二組の電力変
換器を単一の装置として制御する。
組のインバータを単一の制御回路で高速に制御する。 【構成】 直交する単相１系．２系に接続される直流側
を共通に接続した二組の自励式インバータ２Ａ，２Ｂの
制御回路３を、１系及び２系の電圧電流Ｖ1，Ｖ2及びＶ
2，Ｉ2が入力し、瞬時空間ベクトル理論による瞬時有効
電力ｐ及び瞬時無効電力ｑを演算する相変換回路３１
と、この演算された有効電力ｐ及び無効電力ｑの直流分
（〜）ｐ及び（〜）ｑを検出するフィルタからなる補償
値検出回路３２と、この検出された交流分有効電力
（〜）ｐ及び無効電力（〜）ｑから瞬時空間ベクトル理
論によるα相及びβ相の電流を演算し電力変換器２Ａ，
２Ｂの電流指令ＩA，ＩBとして出力する逆変換回路３３
からなる単一の制御回路とにより構成し、二組の電力変
換器を単一の装置として制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電車用架線への電力供
給システムのように、三相電力をスコットトランス等に
より二組の単相電力に変換して負荷に供給する電源系統
を安定化させる電力変換装置に関する。
給システムのように、三相電力をスコットトランス等に
より二組の単相電力に変換して負荷に供給する電源系統
を安定化させる電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】三相電力をスコットトランス，ウッドブ
リッジトランス等三相−単相の変換トランスを介して二
組の直交する単相電力へ変換し負荷に供給する電力供給
システムにおいて、単相側の二組の負荷の間に不平衡が
あると三相側にも電流の不平衡が発生し、三相−単相の
変換トランスの利用率が悪くなり、また単相側の電圧変
動も大きくなる。
リッジトランス等三相−単相の変換トランスを介して二
組の直交する単相電力へ変換し負荷に供給する電力供給
システムにおいて、単相側の二組の負荷の間に不平衡が
あると三相側にも電流の不平衡が発生し、三相−単相の
変換トランスの利用率が悪くなり、また単相側の電圧変
動も大きくなる。
【０００３】これを改善するために、図４に示すよう
に、三相−単相の変換トランス１の２次側の単相１系Ａ
及び単相２系Ｂにそれぞれ自励式単相インバータ２Ａ及
び２Ｂを設け、その直流側Ｅを共通に接続し、単相１系
Ａ及び２系Ｂの電圧，電流Ｖ1，Ｉ1及びＶ2，Ｉ2を検出
し、制御回路３Ａ及び３Ｂでインバータ２Ａ及び２Ｂを
制御し、インバータ２Ａ及び２Ｂにより１系，２系の電
力を二組の単相側で融通することにより１系及び２系の
電力の不平衡を補正し、三相−単相の変換トランスＴＲ
の利用率を改善している。なお、この電力変換装置によ
れば無効電力を補正することにより電圧変動を改善でき
る。
に、三相−単相の変換トランス１の２次側の単相１系Ａ
及び単相２系Ｂにそれぞれ自励式単相インバータ２Ａ及
び２Ｂを設け、その直流側Ｅを共通に接続し、単相１系
Ａ及び２系Ｂの電圧，電流Ｖ1，Ｉ1及びＶ2，Ｉ2を検出
し、制御回路３Ａ及び３Ｂでインバータ２Ａ及び２Ｂを
制御し、インバータ２Ａ及び２Ｂにより１系，２系の電
力を二組の単相側で融通することにより１系及び２系の
電力の不平衡を補正し、三相−単相の変換トランスＴＲ
の利用率を改善している。なお、この電力変換装置によ
れば無効電力を補正することにより電圧変動を改善でき
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、二組の自励式
インバータにより単相二系の電力融通動作をさせるため
には、それぞれのインバータを独立に運転することがで
きないので、そのバランスを取ることが重要となる。こ
のため、従来は二組のインバータの内一方に優先権を持
たせ他方は追従制御をすることにより電力のバランスを
取っているので、（１）追従側の応答により装置の応答
が決まるため高速化できない、（２）制御回路が二組必
要となり複雑となる、という問題があった。
インバータにより単相二系の電力融通動作をさせるため
には、それぞれのインバータを独立に運転することがで
きないので、そのバランスを取ることが重要となる。こ
のため、従来は二組のインバータの内一方に優先権を持
たせ他方は追従制御をすることにより電力のバランスを
取っているので、（１）追従側の応答により装置の応答
が決まるため高速化できない、（２）制御回路が二組必
要となり複雑となる、という問題があった。
【０００５】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、二組
のインバータを単一の制御回路により高速に制御できる
電力変換装置を提供することにある。
てなされたものであり、その目的とするところは、二組
のインバータを単一の制御回路により高速に制御できる
電力変換装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における電力変換装置は、三相電力を三相−
単相変換トランスで二組の直交する単相電力に変換し負
荷に供給するシステムの単相１系及び２系に、それぞれ
自励式電力変換器を設け、その直流側を共通に接続し、
この二組の電力変換器により電力を二組の単相側で融通
し不平衡を補正するものにおいて、前記二組の電力変換
器の制御回路を、前記１系及び２系の電圧，電流を取込
み瞬時空間ベクトル理論による瞬時有効電力及び瞬時無
効電力を演算する相変換回路と、前記相変換回路からの
瞬時有効電力及び瞬時無効電力の交流分を検出する補償
値検出回路と、補償値検出回路からの瞬時有効電力及び
瞬時無効電力の交流分から瞬時空間ベクトル理論による
α相及びβ相の電流を演算し前記二組の電力変換器の電
流指令として出力する逆変換回路と、からなる単一の制
御回路としたことを特徴とする。
に、本発明における電力変換装置は、三相電力を三相−
単相変換トランスで二組の直交する単相電力に変換し負
荷に供給するシステムの単相１系及び２系に、それぞれ
自励式電力変換器を設け、その直流側を共通に接続し、
この二組の電力変換器により電力を二組の単相側で融通
し不平衡を補正するものにおいて、前記二組の電力変換
器の制御回路を、前記１系及び２系の電圧，電流を取込
み瞬時空間ベクトル理論による瞬時有効電力及び瞬時無
効電力を演算する相変換回路と、前記相変換回路からの
瞬時有効電力及び瞬時無効電力の交流分を検出する補償
値検出回路と、補償値検出回路からの瞬時有効電力及び
瞬時無効電力の交流分から瞬時空間ベクトル理論による
α相及びβ相の電流を演算し前記二組の電力変換器の電
流指令として出力する逆変換回路と、からなる単一の制
御回路としたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】制御回路は、瞬時空間ベクトル理論により二組
の単相電力系を統一された一義的な系として取り扱い二
組の自励式電力変換器の電流指令を演算するので、二組
の電力変換器を単一の装置として高速に制御することが
できる。
の単相電力系を統一された一義的な系として取り扱い二
組の自励式電力変換器の電流指令を演算するので、二組
の電力変換器を単一の装置として高速に制御することが
できる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例について図１〜図３を参照し
て説明する。図１は電力変換装置システム構成を、図２
はその制御回路を、図３は空間ベクトルを示す。図１に
おいて、１は三相を二組の直交する単相１系Ａ及び２系
Ｂの電圧Ｖ1，Ｖ2を出力するスコットトランス、２Ａ，
２Ｂは１系Ａ及び２系Ｂに接続され、直流側Ｅが共通に
接続されたインバータ、３は変流器ＣＴ1，ＣＴ2及び計
器用変圧器（図示省略）で検出された１系Ａ及び２系Ｂ
の電圧電流Ｖ1，Ｉ1及びＶ2，Ｉ2が入力しインバータ２
Ａ及び２Ｂを制御する制御回路である。
て説明する。図１は電力変換装置システム構成を、図２
はその制御回路を、図３は空間ベクトルを示す。図１に
おいて、１は三相を二組の直交する単相１系Ａ及び２系
Ｂの電圧Ｖ1，Ｖ2を出力するスコットトランス、２Ａ，
２Ｂは１系Ａ及び２系Ｂに接続され、直流側Ｅが共通に
接続されたインバータ、３は変流器ＣＴ1，ＣＴ2及び計
器用変圧器（図示省略）で検出された１系Ａ及び２系Ｂ
の電圧電流Ｖ1，Ｉ1及びＶ2，Ｉ2が入力しインバータ２
Ａ及び２Ｂを制御する制御回路である。
【０００９】図２について、３１は検出電圧，電流
Ｖ1，Ｉ1及びＶ2，Ｉ2から瞬時空間ベクトル理論により
瞬時有効電力ｐ及び瞬時無効電力ｑを演算する相変換回
路、３２は相変換回路３１で演算された瞬時有効電力ｐ
及び瞬時無効電力ｑの交流分（〜）ｐ及び（〜）ｑを検
出するフィルタからなる補償値検出回路、３３はこの交
流分有効電力（〜）ｐ及び交流分無効電力（〜）ｑが入
力し、前記相変換回路３１と逆の変換をして空間ベクト
ルのα，β軸電流ｉα及びｉβを求め、この電流をイン
バータ２Ａ，２Ｂの電流指令ＩA，ＩBとして出力する逆
変換回路である。
Ｖ1，Ｉ1及びＶ2，Ｉ2から瞬時空間ベクトル理論により
瞬時有効電力ｐ及び瞬時無効電力ｑを演算する相変換回
路、３２は相変換回路３１で演算された瞬時有効電力ｐ
及び瞬時無効電力ｑの交流分（〜）ｐ及び（〜）ｑを検
出するフィルタからなる補償値検出回路、３３はこの交
流分有効電力（〜）ｐ及び交流分無効電力（〜）ｑが入
力し、前記相変換回路３１と逆の変換をして空間ベクト
ルのα，β軸電流ｉα及びｉβを求め、この電流をイン
バータ２Ａ，２Ｂの電流指令ＩA，ＩBとして出力する逆
変換回路である。
【００１０】次に、瞬時空間ベクトル理論について説明
する。直交する２相の単相交流の電流Ｉ1，Ｉ2、電圧Ｖ
1，Ｖ2を瞬時電流ベクトル及び瞬時電圧ベクトルで表せ
ば、（１）式のようになる。
する。直交する２相の単相交流の電流Ｉ1，Ｉ2、電圧Ｖ
1，Ｖ2を瞬時電流ベクトル及び瞬時電圧ベクトルで表せ
ば、（１）式のようになる。
【００１１】
【数１】
【００１２】しかして、２相交流Ｕ相，Ｖ相の電流，電
圧は、図３に示すように、直交するα，β座標系で瞬時
ベクトルとして取り扱える。この場合、Ｕ相に対してＶ
相が９０°遅れる向きとすれば、そのまま次のようにな
る。
圧は、図３に示すように、直交するα，β座標系で瞬時
ベクトルとして取り扱える。この場合、Ｕ相に対してＶ
相が９０°遅れる向きとすれば、そのまま次のようにな
る。
【００１３】 ｉu＝ｉα ｉv＝ｉβ ｖu＝ｖα ｖv＝ｖβ 上記瞬時電圧，電流ベクトルから瞬時皮相電力を定義し
実数部を瞬時有効電力ｐとし、虚数部を瞬時無効電力ｑ
とすると（２）式となる（＊は共役記号）ので、（３）
式が得られる。
実数部を瞬時有効電力ｐとし、虚数部を瞬時無効電力ｑ
とすると（２）式となる（＊は共役記号）ので、（３）
式が得られる。
【００１４】
【数２】
【００１５】
【数３】
【００１６】これにより２相の交流の有効，無効電力の
瞬時値ｐ，ｑが１つのベクトルで表現できる。
瞬時値ｐ，ｑが１つのベクトルで表現できる。
【００１７】また、（３）式を逆変換すると、（４）式
が得られ、各相の電流をどのように制御すればよいかわ
かる。
が得られ、各相の電流をどのように制御すればよいかわ
かる。
【００１８】
【数４】
【００１９】有効，無効電力の瞬時値ｐ，ｑを直流成分
（−）と交流成分（〜）に分けると（５）式となる。
（−）と交流成分（〜）に分けると（５）式となる。
【００２０】
【数５】
【００２１】このうち２相の不平衡成分は、交流成分
（〜）ｐと直流成分（−）ｑとなる。
（〜）ｐと直流成分（−）ｑとなる。
【００２２】以上のことから、相変換回路３１は、
（３）式を演算して有効，無効電力の瞬時値ｐ，ｑを求
める。フィルタからなる補償値検出回路３２は、相変換
回路で求めたｐ，ｑから補償対象成分を抽出する。この
場合は、２相間の不平衡はｐ，ｑの変動分となるため、
フィルタにより交流分（〜）ｐ，（〜）ｑを検出する。
（３）式を演算して有効，無効電力の瞬時値ｐ，ｑを求
める。フィルタからなる補償値検出回路３２は、相変換
回路で求めたｐ，ｑから補償対象成分を抽出する。この
場合は、２相間の不平衡はｐ，ｑの変動分となるため、
フィルタにより交流分（〜）ｐ，（〜）ｑを検出する。
【００２３】逆変換回路３３は、補償値検出回路３２で
補償対象の交流分が求められたので、（４）式の逆変換
演算を行い、α相及びβ相の電流ｉα，ｉβを求め、こ
れをインバータ２Ａ及び２Ｂが出力すべき電流指令値Ｉ
A及びＩBとして出力する。
補償対象の交流分が求められたので、（４）式の逆変換
演算を行い、α相及びβ相の電流ｉα，ｉβを求め、こ
れをインバータ２Ａ及び２Ｂが出力すべき電流指令値Ｉ
A及びＩBとして出力する。
【００２４】従って、この電流指令値ＩA及びＩBでイン
バータ２Ａ及び２Ｂを制御すれば単相１系Ａ及び単相２
系Ｂの電力を等しくすることができる。
バータ２Ａ及び２Ｂを制御すれば単相１系Ａ及び単相２
系Ｂの電力を等しくすることができる。
【００２５】なお、実施例の装置において負荷Ｌ1，Ｌ2
の不要な成分ＱL1及びＱL2をインバータ２Ａ及び２Ｂで
キャンセルさせることにより無効電力の補償もなしうる
ことはいうまでもない。
の不要な成分ＱL1及びＱL2をインバータ２Ａ及び２Ｂで
キャンセルさせることにより無効電力の補償もなしうる
ことはいうまでもない。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
ので、次に記載する効果を奏する。
【００２７】（１）制御回路は二組の電力変換装置を単
一の装置として制御することかできる。
一の装置として制御することかできる。
【００２８】（２）このため二組の電力変換装置を高速
に制御することができる。
に制御することができる。
【００２９】（３）制御回路が一組ですむので簡素化で
きる。
きる。
【図１】実施例にかかる電力変換装置システムを示す構
成説明図。
成説明図。
【図２】同電力変換装置の制御回路を示す構成説明図。
【図３】直交する座標系における瞬時ベクトル図。
【図４】従来例にかかる電力変換装置システムを示す構
成説明図。
成説明図。
１…三相−単相変換トランス（スコットトランス） ２Ａ，２Ｂ…自励式インバータ（自励式電力変換器） ３，３Ａ，３Ｂ…インバータの制御回路 ３１…相変換回路 ３２…補償値検出回路（フィルタ） ３３…相逆変換回路 Ｌ1，Ｌ2…負荷 ＣＴ1，ＣＴ2…変流器 ｐ…瞬時有効電力 ｑ…瞬時無効電力
Claims (1)
- 【請求項１】 三相電力を三相−単相変換トランスで二
組の直交する単相電力に変換し負荷に供給するシステム
の単相１系及び２系に、それぞれ自励式電力変換器を設
け、その直流側を共通に接続し、この二組の電力変換器
により電力を二組の単相側で融通し不平衡を補正するも
のにおいて、 前記二組の電力変換器の制御回路を、 前記１系及び２系の電圧，電流を取込み瞬時空間ベクト
ル理論による瞬時有効電力及び瞬時無効電力を演算する
相変換回路と、 前記相変換回路からの瞬時有効電力及び瞬時無効電力の
交流分を検出する補償値検出回路と、 補償値検出回路からの瞬時有効電力及び瞬時無効電力の
交流分から瞬時空間ベクトル理論によるα相及びβ相の
電流を演算し前記二組の電力変換器の電流指令として出
力する逆変換回路と、 からなる単一の制御回路としたことを特徴とする電力変
換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5244208A JPH07107744A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5244208A JPH07107744A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07107744A true JPH07107744A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17115376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5244208A Pending JPH07107744A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107744A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580678B2 (en) | 1999-09-08 | 2003-06-17 | Mitsubishi Chemical Corporation | Rewritable compact disk and manufacturing method thereof |
| JP2004297999A (ja) * | 2003-03-07 | 2004-10-21 | Canon Inc | 電力変換装置および電源装置 |
| WO2007074710A1 (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Daikin Industries, Ltd. | 電力変換装置及び電力変換システム |
| CN103597702A (zh) * | 2011-06-09 | 2014-02-19 | 丰田自动车株式会社 | 车辆用供电设备 |
| JP2014128121A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Osaka Gas Co Ltd | 分散型電源システム |
| JP2014128120A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Osaka Gas Co Ltd | 分散型電源システム |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP5244208A patent/JPH07107744A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580678B2 (en) | 1999-09-08 | 2003-06-17 | Mitsubishi Chemical Corporation | Rewritable compact disk and manufacturing method thereof |
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| US8064232B2 (en) | 2005-12-26 | 2011-11-22 | Daikin Industries, Ltd. | Power conversion device and power conversion system |
| JP2007174858A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置及び電力変換システム |
| AU2006329365B2 (en) * | 2005-12-26 | 2009-12-24 | Daikin Industries, Ltd. | Power conversion device and power conversion system |
| JP4618121B2 (ja) * | 2005-12-26 | 2011-01-26 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換装置及び電力変換システム |
| WO2007074710A1 (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Daikin Industries, Ltd. | 電力変換装置及び電力変換システム |
| CN103597702A (zh) * | 2011-06-09 | 2014-02-19 | 丰田自动车株式会社 | 车辆用供电设备 |
| EP2720347A1 (en) * | 2011-06-09 | 2014-04-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power supply apparatus for vehicle |
| JP5679054B2 (ja) * | 2011-06-09 | 2015-03-04 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用給電設備 |
| EP2720347A4 (en) * | 2011-06-09 | 2015-07-29 | Toyota Motor Co Ltd | POWER SUPPLY APPARATUS FOR A VEHICLE |
| US9139100B2 (en) | 2011-06-09 | 2015-09-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle power supply apparatus |
| JP2014128121A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Osaka Gas Co Ltd | 分散型電源システム |
| JP2014128120A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Osaka Gas Co Ltd | 分散型電源システム |
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