JPH0715979A - 自励式交直変換器の制御装置 - Google Patents

自励式交直変換器の制御装置

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JPH0715979A
JPH0715979A JP5184380A JP18438093A JPH0715979A JP H0715979 A JPH0715979 A JP H0715979A JP 5184380 A JP5184380 A JP 5184380A JP 18438093 A JP18438093 A JP 18438093A JP H0715979 A JPH0715979 A JP H0715979A
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JP
Japan
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control
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voltage
conversion operation
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Application number
JP5184380A
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English (en)
Inventor
Hisataka Iio
尚隆 飯尾
Midori Otsuki
みどり 大槻
Yuji Kawamura
祐司 川村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自励式交直変換器の制御装置において、電力
指令値の値に拘らず、確実に順変換運転側を定電圧制御
で、又、逆変換運転側を定電力制御で動作させるように
する。 【構成】 有効電力制御の出力値を直流電圧制御の下限
リミット値として使う自励式交直変換器の制御装置にお
いて、変換器の動作が順変換運転か逆変換運転かを示す
状態信号により、順変換運転の場合は有効電力制御の入
力値である電力指令値を負の充分大きな値に操作し、順
変換時交流系統から直流への向きを正とする有効電力検
出値と、この入力値との偏差をとることにより有効電力
制御の出力値を負の充分大きな値とし、この値を直流電
圧制御の下限リミッタに設定することにより定常的に直
流電圧制御の出力値が下限リミッタにかからないように
動作する機能をもたせた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力系統において、直流
送電システム,周波数変換装置又は系統連系装置に適用
される自励式交直変換器の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は一般的な電圧型自励式交直変換器
の構成、及び自励式交直変換器を運転するための従来の
有効電力制御、及び直流電圧制御の制御内容を示すブロ
ック線図を示している。なお、片側のみ制御系について
記述してあるが、もう一方の側も全く同じ構成の制御装
置で運転されている。図7において、14,15は変換器で
あり、GTO(Gate Turn-Off Thyristor )16とダイオ
ード17からなる6相ブリッジ回路で構成され、各々が変
換器用変圧器23,24を介して交流母線に接続されてい
る。又、交流母線は各々背後の交流系統とつながってい
る。変換器2台のうち、一方は順変換器として、もう一
方は逆変換器として動作するが、順変換器は交流系統か
ら電力を直流側に送り、逆変換器は直流側の電力を交流
系統に送る役割を果たしている。
【0003】図7に示す従来方式(電学論B,112巻
1号,P19−P26「自励式変換器を適用したHVD
Cシステムにおける端子制御と協調制御」 著者 常盤
幸生氏、他)は、検出器20,21によって交流系統から直
流側に送られる有効電力Pd,無効電力Qd が検出され
る。ここで、Pd の向きは交流側から直流側への向きを
正、Qd の向きは遅れ無効電力が交流側から直流側への
向きを正として設定されている。従って、有効電力Pd
は順変換器運転時は正、逆変換器運転時は負の値とな
る。一方、直流側では直流電圧Ed が直流電圧検出器22
により検出される。検出値Pd ,Qd ,Ed と夫々対応
する入力指令値Pdps 1,Qdps 27,Edp8との間で偏
差がとられ、この偏差を減少させる制御が行なわれる。
無効電力Qd は順変換側,逆変換側で独立制御できる
が、有効電力Pd は両方の協調をとる必要がある。
【0004】即ち、有効電力制御を行なう場合は、図7
に示すように交流系統の有効電力Pd 5と電力指令値P
dps 1の偏差を入力値として、その値をゼロにするよう
な制御が有効電力制御6で行なわれる。ただし、電力指
令値Pdps は順変換器と逆変換器で共通の負の値が使わ
れる。例えば、100%運転の場合、Pdps は順変換器
側,逆変換器側とも共通の−100%という値が使われ
る。リミッタ7は±100%程度の値が設定され、この
制御の出力値はリミッタ7を介して直流電圧制御10の下
限リミット値13として与えられる。
【0005】一方、直流側の電圧検出値Ed 9と電圧指
令値Edp8との偏差を入力値とし、その値をゼロにする
ような制御が直流電圧制御10で行なわれる。逆変換器運
転の場合は10%程度の電圧マージンΔEdpが更に加え
られる。通常、順変換側の場合は、有効電力設定値P
dps が負の値であり、更に、それに正の値の検出値が負
の符号で加えられる。そのため、有効電力制御の出力値
はリミッタ7の最小値リミッタにかかって、直流電圧制
御の下限リミッタは充分小さな値となり、直流電圧制御
の出力値は下限リミッタの影響をうけず定電圧制御とな
る。
【0006】逆変換側の場合は、有効電力設定値Pdps
は順変換側と同じ負の値であり、更に、それに負の値の
検出値が負の符号で加えられる。そのため、この入力値
による有効電力制御の出力値は、ほぼゼロに近い値にな
る。この値が直流電圧制御の下限リミット値になる。一
方、直流電圧制御系では正の値である直流電圧設定値E
dpに、負の符号で検出値Ed 及び電圧マージンΔEdp
加えられるため、直流電圧制御の出力値は負の値にな
り、下限リミッタにかかって下限リミット値、即ち、有
効電力制御の出力値が最終的に出力され、定電力制御の
役割を果たす。ここで動作特性は図2のようになるが、
順変換側は定電圧制御32,逆変換側は定電力制御33の動
作特性をとることによって、両方の動作特性の交点34が
変換器の動作点になる。
【0007】以上の制御に無効電力制御機能を加えた出
力値P* 30,Q* 31に基づいてパルス幅変調制御(Puls
e Width Modulation)、いわゆるPWM制御29によるG
TOのスイッチングが行なわれる。PWM制御とは、あ
るスイッチング周期内のオン期間又はオフ期間の割合
(パルス幅)を変えることにより、一定の直流電圧を任
意の交流電圧に変換するための制御法である。このPW
M制御を経て交流系の変換器側電圧が決定され、最終的
に指令通りの有効電力,無効電力を送ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】順変換運転をしている
変換器の制御においては、有効電力制御は定常的には直
流電圧制御の出力値に作用してはならない。ところが、
従来の方式では、順変換側と逆変換側とで共通の有効電
力指令値Pdps を使っているため、図3に示されるよう
に有効電力指令値Pdps がゼロ近傍の運転条件では、順
変換側の有効電力制御系出力がゼロ近傍の値となり、し
たがって直流電圧制御の下限リミット値がゼロ近傍の値
となる。
【0009】このため、わずかな電圧変動等で電圧検出
値が負の方向に変化し入力偏差値が負の値となった場
合、直ちに下限リミット値にかかり、直流電圧制御が行
なわれない状態となる。又、逆変換側では有効電力制御
運転をしているため、両側変換器において有効電力制御
となって直流電圧が無制御状態となり、直流電圧低下や
直流過電圧が発生する。本発明は上記欠点を解決するた
めになされたものであり、有効電力の設定値の大きさに
拘らず、定常的に順変換器側では直流電圧制御,逆変換
器側では有効電力制御が動作して、指令通りの直流電
圧,送電電力で運転することの可能な自励式直流変換器
の制御装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
には、自励式変換器の制御装置において、電力指令値P
dps の如何に拘らず順変換器側では直流電圧制御、逆変
換器側では有効電力制御が動作しなければならない。そ
のため本発明の請求項1に係る自励式交直変換器の制御
装置では、順変換運転か逆変換運転かを示す変換器の状
態信号によって、順変換運転の場合には、電力指令値P
dps を充分大きな負の値に操作し、それによって有効電
力制御の出力値を充分小さな値にすることにより直流電
圧制御の下限リミット値を充分小さな値にする。又、請
求項2では、順変換運転の場合には、電力指令値Pdps
を充分大きな負の値に操作し、この値を有効電力制御を
通さず直接直流電圧制御の下限リミッタとして設定す
る。これにより順変換器側の直流電圧制御の出力値は下
限リミッタにかからず、定電圧制御となる。
【0011】
【作用】請求項1では順変換運転か逆変換運転かを示す
変換器の状態信号によって、順変換運転の場合は、電力
指令値Pdps がどのような値であっても、予め設定した
充分負の方向に大きい適当な値のPdps ′、例えば−1
00%程度をPdps に代わって入力値とすることによ
り、有効電力制御の出力値を充分大きな負の方向の値に
する。この出力値は直流電圧制御の下限リミット値であ
り、直流電圧検出値Ed と直流電圧設定値Edpの偏差が
−100%程度の大きな負の値をとらない限り、出力値
に下限リミッタが作用することはない。したがって逆変
換側との関係により、図4の動作範囲内において順変換
器側で電圧値、逆変換器側で電力値動作点が決定され
る。又、請求項2では、順変換運転の場合に電力指令値
を充分大きな値として有効電力制御を通さずに直接直流
電圧制御の下限リミッタとして設定するため、直流電圧
制御の出力値は下限リミッタに拘らず定電圧制御とな
る。
【0012】
【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図1
は本発明による自励式交直変換器の制御装置の一実施例
の構成図である。本実施例ではスイッチ回路4を設け、
順変換器運転か逆変換器運転かの状態信号3に基づいて
前記スイッチ回路4を切換えるようにしたものである。
即ち、順変換器運転であれば充分大きな負の電力指令値
としたものである。本実施例では従来の制御装置と同様
に双方の変換器に直流電圧制御,有効電力制御,無効電
力制御を備え、PWM制御によりGTOのスイッチング
を行なっている。なお、無効電力制御については従来通
りの構成である。
【0013】次に作用について説明する。本実施例では
電力指令値Pdps と順変換か逆変換かを示す変換器状態
信号により、変換器が順変換運転の場合はスイッチ回路
4をB側に切換えて電力指令値Pdps を−100%にす
る。一方、変換器が逆変換運転の場合は、スイッチ回路
4をA側に切換えて電力指令値Pdps の値を有効電力制
御の入力値とする。順変換運転では電力指令値Pdps
−100%となり、かつ、検出値が負の値で加わるた
め、リミッタ7の出力である有効電力制御の最終出力値
は必ずリミッタ7の最小リミット値である−100%と
なる。この値は直流電圧制御の下限リミット値13として
セットされるが、入力値である直流電圧指令値Edpと直
流電圧検出値Ed の偏差はゼロ近傍の値をとるため、直
流電圧制御の出力値が定常的に下限リミッタにかかるこ
とはない。
【0014】逆変換運転では電力指令値Pdps を入力値
とした有効電力制御の出力値が直流電圧制御の下限リミ
ッタとなる。直流電圧制御の入力値である直流電圧指令
値Edpと、検出値Ed の偏差には電圧マージンΔEdp
付加されるため偏差は負の値をとり、一方、有効電力制
御の出力値はほぼゼロの値であるため、直流電圧制御の
出力値は必ず下限リミッタにかかる。即ち、逆変換側の
制御においては従来と同様に有効電力制御が行なわれ
る。その結果、変換器両側の制御によって図4に示す動
作点が決定し、その動作点で変換器が運転される。
【0015】上記実施例によれば電力指令値Pdps がゼ
ロ近傍の値であっても、順変換運転側を定電圧制御で、
逆変換運転側を定電力制御で動作することによって、双
方の組み合わせによる動作点が決定し、指令通りの直流
電圧,送電電力を制御でき、それによって直流電圧の低
下や直流過電圧を防止できる。
【0016】図5は更に他の実施例の構成図である。本
実施例では変換器の状態信号3によって順変換運転の場
合は、スイッチ回路34をA側からB側に切換えることに
より、直流電圧制御10の下限リミット値として設定され
る値を有効電力制御の出力値から、予め設定した充分負
の大きな値に切換えるよう動作させるものである。
【0017】図6は更に他の実施例の構成図である。本
実施例では順変換運転の場合は有効電力制御の出力値を
充分負の方向の大きな値にするため、有効電力制御の入
力値である電力指令値Pdps に、スイッチ回路35をON
することによって、逆変換器側の電力指令値Pdps から
適当な正の値の電力マージンΔPdps 31を負の符号で加
え、これを有効電力制御の入力値としている。これらの
実施例も第1の実施例と同様の効果が得られることは明
らかである。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば電
力指令値Pdps の値に拘らず、確実に順変換運転側を定
電圧制御で、逆変換運転側を定電力制御で動作するよう
にしたので、指令通りの直流電圧,送電電力を制御で
き、それによって直流電圧の低下や直流過電圧を防止で
きるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の自励式変換装置の制御
内容を表すブロック線図。
【図2】直流電圧制御と有効電力制御の動作特性図。
【図3】直流電圧制御と有効電力制御の動作特性図。
【図4】直流電圧制御と有効電力制御の動作特性図。
【図5】本発明の他の実施例の構成図。
【図6】本発明の他の実施例の構成図。
【図7】本発明に適応する自励式交直変換器の構成図及
び従来の制御内容を示すブロック線図。
【符号の説明】
1,2 電力指令値 3 運転状態信号 4 スイッチ回路 5 電力検出値 6 有効電力制御装置 7 リミッタ 8 直流電圧指令値 9 直流電圧検出値 10 直流電圧制御部 11 電圧マージン 12 上限リミッタ 13 下限リミッタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有効電力制御の出力値を直流電圧制御の
    下限リミット値として使う自励式交直変換器の制御装置
    において、変換器の動作が順変換運転か逆変換運転かを
    示す状態信号により、順変換運転の場合は有効電力制御
    の入力値である電力指令値を負の充分大きな値に操作
    し、順変換時交流系統から直流への向きを正とする有効
    電力検出値と、この入力値との偏差をとることにより有
    効電力制御の出力値を負の充分大きな値とし、この値を
    直流電圧制御の下限リミッタに設定することにより定常
    的に直流電圧制御の出力値が下限リミッタにかからない
    ように動作する機能をもたせたことを特徴とする自励式
    交直変換器の制御装置。
  2. 【請求項2】 有効電力制御の出力値を直流電圧制御の
    下限リミット値として使う自励式交直変換器の制御装置
    において、変換器の動作が順変換運転か逆変換運転かを
    示す状態信号により、順変換運転の場合は電力指令値を
    負の充分大きな値に操作し、この値を有効電力制御を通
    さず直接直流電圧制御の下限リミッタとして設定するこ
    とにより、定常的に直流電圧制御の出力値が下限リミッ
    タにかからないように動作する機能をもたせたことを特
    徴とする自励式交直変換器の制御装置。
JP5184380A 1993-06-29 1993-06-29 自励式交直変換器の制御装置 Pending JPH0715979A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101432010B1 (ko) * 2014-03-27 2014-08-20 장혁수 창호의 창문 거동 장치

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