JPH07337019A - 自励式整流装置の制御方法 - Google Patents

自励式整流装置の制御方法

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JPH07337019A
JPH07337019A JP12085894A JP12085894A JPH07337019A JP H07337019 A JPH07337019 A JP H07337019A JP 12085894 A JP12085894 A JP 12085894A JP 12085894 A JP12085894 A JP 12085894A JP H07337019 A JPH07337019 A JP H07337019A
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Japan
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carrier frequency
self
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JP12085894A
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Toshiro Momozu
敏朗 桃津
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】商用電源側から見た総合力率を改善する自励式
整流装置の制御方法を提供する。 【構成】商用電源1、自励式整流装置主回路2、LRC
フィルタ3の自励式整流装置の主回路構成を、電圧調節
手段5、電流指令値発生手段7、電流制御手段9、キャ
リア周波数可変手段20などで制御する際に、電圧調節
手段5の出力からキャリア周波数可変手段20の電圧制
御形発振器20a,関数発生器20bとでキャリア周波
数を決定,発生し、直流電力が小さいときにキャリア周
波数を高くなるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、商用電源から供給さ
れる交流を所望の直流に変換する自励式整流装置の制御
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】商用電源から供給される交流を所望の直
流に変換するのに自励式整流装置を用いるのは周知の技
術であり、その目的とする所は、自励式整流装置の出力
の直流電圧を商用電源の波高値以上に昇圧できること、
前記商用電源の基本波力率を改善できること等である。
【0003】図3は、従来の自励式整流装置の構成図で
あって、図3では3相の商用電源による例を示してい
る。図3において、商用電源1の各相の出力端子と自励
式整流装置主回路2の各相の入力端子との間にそれぞれ
接続されたリアクトルと抵抗とコンデンサとから構成さ
れるLRCフィルタ3が接続されている。
【0004】自励式整流装置主回路2は、リアクトル2
aと、自己消弧形半導体スイッチ素子とダイオードとの
逆並列回路6組をブリッジ結線に接続した主回路部2b
と、平滑用コンデンサ2cとから構成され、負荷12に
直流電力を供給している。また、前記自励式整流装置の
出力の直流電圧を調節する電圧調節手段4は、電圧設定
器5の設定値と前記直流電圧を検出する直流電圧検出器
6の検出値との差を演算する加算演算器4aと加算演算
器4aの出力により前記直流電圧を調節する電圧調節器
4bとから構成されている。電流指令値発生手段7は、
電圧調節手段4の出力と商用電源1の相電圧を相電圧検
出器8a,8bで検出した値とをそれぞれ乗算演算して
各相の電流指令値を出力している。電流制御手段9は、
前記各相の電流指令値と電流検出器10a,10bで検
出した値とに基づいて電流偏差を演算する電流偏差演算
回路9aと、電流偏差演算回路9aの出力により電流の
調節演算をする電流調節器9bと、電流調節器9bの出
力とキャリア周波数発生器11よりの一定値のキャリア
周波数とによりPWM信号を発生させるPWM信号回路
9cと、該PWM信号に基づいて自励式整流装置主回路
2の主回路部2bのベース駆動信号を発生させるベース
駆動回路9dから構成されている。
【0005】図3の構成において、LRCフィルタ3
は、自励式整流装置主回路2を構成する主回路部2bの
自己消弧形半導体スイッチ素子の前記PWM信号に基づ
くスイッチング動作に起因して発生するノイズ電流が商
用電源1に流入し、商用電源1や、商用電源1から電力
の供給を受ける図示しない他の機器に悪影響を及ぼすの
を抑制するために接続される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】自励式整流装置などの
半導体電力変換装置においては、商用電源側から見た総
合力率が該半導体電力変換装置の性能評価の要素とさ
れ、顧客からも前記総合力率を規定される場合が多い。
上述の従来の自励式整流装置の制御方法によると、一定
値のキャリア周波数によりPWM信号を発生させている
ため、自励式整流装置主回路を構成する自己消弧形半導
体スイッチ素子の前記PWM信号に基づくスイッチング
動作に起因して発生するノイズ電流の周波数も一定であ
り、前述のLRCフィルタによる除去率も一定のため、
負荷に供給する直流電力が小さいときに前記総合力率が
悪くなってしまうという問題があった。
【0007】この発明は、上記問題点を解決する自励式
整流装置の制御方法を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】商用電源から供給される
交流電力を所望の直流電力に変換する自励式整流装置に
おいて、前記商用電源の各相の出力端子と自励式整流装
置の各相の入力端子との間にそれぞれ接続されたリアク
トルと抵抗とコンデンサとから構成されるLRCフィル
タと、前記直流電力を計測する直流電力計測手段と、前
記自励式整流装置のパルス幅変調信号のキャリア周波数
を可変するキャリア周波数可変手段とを備え、この第1
の発明では、前記キャリア周波数可変手段のキャリア周
波数は、前記直流電力計測手段の出力値の大きさに対応
して該出力値が小さいときには高く、該出力値が大きい
ときには低くし、第2の発明では、前記キャリア周波数
可変手段のキャリア周波数は、前記直流電力計測手段の
出力値が小さいときには高くし、該出力値の大きさに対
応して該キャリア周波数を低下させ、予め定めたキャリ
ア周波数に達すると、この出力値以上では前記予め定め
たキャリア周波数とする。
【0009】また、商用電源から供給される交流を所望
の直流電圧に変換する自励式整流装置において、前記商
用電源の各相の出力端子と自励式整流装置の各相の入力
端子との間にそれぞれ接続されたリアクトルと抵抗とコ
ンデンサとから構成されるLRCフィルタと、前記自励
式整流装置の出力の直流電圧を調節する電圧調節手段
と、該電圧調節手段の出力と前記商用電源の各相の相電
圧とをそれぞれ乗算演算して各相の電流指令値とする電
流指令値発生手段と、前記各相の電流指令値に基づいて
前記自励式整流装置の電流を制御する電流制御手段と、
前記自励式整流装置のパルス幅変調信号のキャリア周波
数を可変するキャリア周波数可変手段とを備え、この第
3の発明では、前記キャリア周波数可変手段のキャリア
周波数は、前記電圧調節手段の出力値の大きさに対応し
て該出力値が小さいときには高く、該出力値が大きいと
きには低くし、さらに第4の発明では、前記キャリア周
波数可変手段のキャリア周波数は、前記電圧調節手段の
出力値が小さいときには高くし、該出力値の大きさに対
応して該キャリア周波数を低下させ、予め定めたキャリ
ア周波数に達すると、この出力値以上では前記予め定め
たキャリア周波数とする。
【0010】
【作用】自励式整流装置などの半導体電力変換装置の商
用電源側から見た総合力率は、商用電源側有効電力と商
用電源側皮相電力の比で表され、商用電源の電圧実効値
をV,電流実効値をIとし、商用電源の電圧が正弦波で
電流がひずみ波の場合はIの基本波分をI1 、VとI1
との位相差をφとして、総合力率pf=cosφ×(I
1 /I)となる。cosφは基本波力率といい、I1
Iはひずみ率といわれる。
【0011】この発明の自励式整流装置の制御方法で
は、先述の如く商用電源側から見た基本波力率を1(c
osφ=1)とする制御を行っており、前記基本波分I
1 が小さいとき、即ち、直流電力値が小さいときには、
前述のキャリア周波数を高くしてLRCフィルタによる
ノイズ電流の除去率を増加させて、前記ひずみ率を改善
し、総合力率を改善することを共通の作用としている。
【0012】また、第3の発明の制御方法では、電圧調
節手段の出力と前記商用電源の各相の相電圧とをそれぞ
れ乗算演算して各相の電流指令値とすることで、該電圧
調節手段の出力は直流電力にほぼ比例することを作用と
している。さらに、第2,第4の発明では、キャリア周
波数は、前述の直流電力値が小さいときには高くし、該
直流電力値の大きさに対応して該キャリア周波数を低下
させ、予め定めたキャリア周波数に達すると、この直流
電力値以上では前記予め定めたキャリア周波数とするこ
とで、先述の半導体スイッチ素子のスイッチング損失を
低減して該半導体スイッチ素子の動作責務を改善するよ
うにしている。
【0013】
【実施例】図1は、この発明の実施例を示す自励式整流
装置の構成図である。図1において、図3と同一機能を
有する部材には同一符号を付して説明を省略し、異なる
機能の部材を中心に説明する。即ち、図1において、キ
ャリア周波数可変手段20は、電圧制御形発振器(以下
VCOとも称する)20aと関数発生器20bとで構成
され、電圧制御形発振器20aは、図2(a)に示すよ
うに入力の電圧に比例した周波数でキャリア周波数を発
生する発振器であり、関数発生器20bは、図2(b)
に示すように入が小さいときは、出力を大きくし、入力
値に対応して出力を小さくする関数発生機能を有するよ
うにしている。
【0014】あるいは、関数発生器20bは、図2
(c)に示すように入が小さいときは、出力を大きく
し、入力値の大きさに対応して出力を小さくし、予め定
めたレベル値まで低下すると、この入力値以上では前記
レベル値を出力する関数機能を有するようにしている。
図1に示す如く、電圧調節手段4を構成する電圧調節器
4bの出力をキャリア周波数可変手段20に入力して、
キャリア周波数可変手段20の出力を電流制御手段9を
構成するPWM信号回路9cに入力するように構成する
ことでこの発明の制御方法は実現できる。
【0015】図1の実施例において、キャリア周波数の
上限値,下限値は自励式整流装置主回路2を構成する主
回路部2bに使用する自己消弧形半導体スイッチ素子の
特性,該自己消弧形半導体スイッチ素子の冷却構造によ
り決定される。
【0016】
【発明の効果】この発明の自励式整流装置の制御方法に
よれば、自励式整流装置の総合力率が改善されので、商
用電源にとって、あるいは顧客にとって好適な自励式整
流装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す自励式整流装置の構成
【図2】図1の動作を説明する特性図
【図3】従来例を示す自励式整流装置の構成図
【符号の説明】
1…商用電源、2…自励式整流装置主回路、3…LRC
フィルタ、4…電圧調節手段、5…電圧設定器、6…直
流電圧検出器、7…電流指令値発生手段、8…相電圧検
出器、9…電流制御手段、10…電流検出器、11…キ
ャリア周波数発生器、12…負荷、20…キャリア周波
数可変手段、20a…電圧制御形発振器、20b…関数
発生器。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】商用電源から供給される交流電力を所望の
    直流電力に変換する自励式整流装置において、 前記商用電源の各相の出力端子と自励式整流装置の各相
    の入力端子との間にそれぞれ接続されたリアクトルと抵
    抗とコンデンサとから構成されるLRCフィルタと、 前記直流電力を計測する直流電力計測手段と、 前記自励式整流装置のパルス幅変調信号のキャリア周波
    数を可変するキャリア周波数可変手段とを備え、 前記キャリア周波数可変手段のキャリア周波数は、前記
    直流電力計測手段の出力値の大きさに対応して該出力値
    が小さいときには高く、該出力値が大きいときには低く
    することを特徴とする自励式整流装置の制御方法。
  2. 【請求項2】商用電源から供給される交流電力を所望の
    直流電力に変換する自励式整流装置において、 前記商用電源の各相の出力端子と自励式整流装置の各相
    の入力端子との間にそれぞれ接続されたリアクトルと抵
    抗とコンデンサとから構成されるLRCフィルタと、 前記直流電力を計測する直流電力計測手段と、 前記自励式整流装置のパルス幅変調信号のキャリア周波
    数を可変するキャリア周波数可変手段とを備え、 前記キャリア周波数可変手段のキャリア周波数は、前記
    直流電力計測手段の出力値が小さいときには高くし、該
    出力値の大きさに対応して該キャリア周波数を低下さ
    せ、予め定めたキャリア周波数に達すると、この出力値
    以上では前記予め定めたキャリア周波数とすることを特
    徴とする自励式整流装置の制御方法。
  3. 【請求項3】商用電源から供給される交流を所望の直流
    電圧に変換する自励式整流装置において、 前記商用電源の各相の出力端子と自励式整流装置の各相
    の入力端子との間にそれぞれ接続されたリアクトルと抵
    抗とコンデンサとから構成されるLRCフィルタと、 前記自励式整流装置の出力の直流電圧を調節する電圧調
    節手段と、 該電圧調節手段の出力と前記商用電源の各相の相電圧と
    をそれぞれ乗算演算して各相の電流指令値とする電流指
    令値発生手段と、 前記各相の電流指令値に基づいて前記自励式整流装置の
    電流を制御する電流制御手段と、 前記自励式整流装置のパルス幅変調信号のキャリア周波
    数を可変するキャリア周波数可変手段とを備え、 前記キャリア周波数可変手段のキャリア周波数は、前記
    電圧調節手段の出力値の大きさに対応して該出力値が小
    さいときには高く、該出力値が大きいときには低くする
    ことを特徴とする自励式整流装置の制御方法。
  4. 【請求項4】商用電源から供給される交流を所望の直流
    電圧に変換する自励式整流装置において、 前記商用電源の各相の出力端子と自励式整流装置の各相
    の入力端子との間にそれぞれ接続されたリアクトルと抵
    抗とコンデンサとから構成されるLRCフィルタと、 前記自励式整流装置の出力の直流電圧を調節する電圧調
    節手段と、 該電圧調節手段の出力と前記商用電源の各相の相電圧と
    をそれぞれ乗算演算して各相の電流指令値とする電流指
    令値発生手段と、 前記各相の電流指令値に基づいて前記自励式整流装置の
    電流を制御する電流制御手段と、 前記自励式整流装置のパルス幅変調信号のキャリア周波
    数を可変するキャリア周波数可変手段とを備え、 前記キャリア周波数可変手段のキャリア周波数は、前記
    電圧調節手段の出力値が小さいときには高くし、該出力
    値の大きさに対応して該キャリア周波数を低下させ、予
    め定めたキャリア周波数に達すると、この出力値以上で
    は前記予め定めたキャリア周波数とすることを特徴とす
    る自励式整流装置の制御方法。
JP12085894A 1994-06-02 1994-06-02 自励式整流装置の制御方法 Pending JPH07337019A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09191652A (ja) * 1996-01-12 1997-07-22 Fuji Electric Co Ltd Pwm制御自励式整流装置の制御方法
JPH09331679A (ja) * 1996-04-12 1997-12-22 Fuji Electric Co Ltd Pwm制御自励式整流装置の制御方法
JPH10117481A (ja) * 1996-10-09 1998-05-06 Fuji Electric Co Ltd Pwm制御自励式整流装置の制御方法
US9998007B2 (en) 2014-09-05 2018-06-12 Mitsubishi Electric Corporation Boost converter with flying capacitor and refrigeration circuit

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