JPH08331869A - 交直変換装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定余裕角制御回路から発生された制御角に基
づいて交直変換装置の位相を制御する場合でも、速やか
に電力を回復させることができる交直変換装置の制御装
置を得ることを目的とする。 【構成】 制御角発生手段により発生された制御角に対
して、直流電流に含まれる脈動成分と当該脈動成分の平
均レベルを加算し、その加算結果を位相制御角信号とし
て出力するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、交流電力を直流電力
に変換し、あるいは、直流電力を交流電力に変換する交
直変換装置の位相を制御する交直変換装置の制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の交直変換装置の制御装置を
示す構成図であり、図において、１，２は交流系統、
３，４は変圧器、５は交流電力を直流電力に変換する順
変換装置（交直変換装置）、６は直流電力を交流電力に
変換する逆変換装置（交直変換装置）、７は直流線路、
８，９は直流リアクトル、１０は順変換装置５の直流側
を流れる直流電流Ｉｄ１を検出する電流検出器（電流検
出手段）、１１は逆変換装置６の直流側を流れる直流電
流Ｉｄ２を検出する電流検出器（電流検出手段）、１２
は順変換装置５の直流側に印加される直流電圧Ｖｄ１を
検出する電圧検出器、１３は逆変換装置６の直流側に印
加される直流電圧Ｖｄ２を検出する電圧検出器、１４は
交流系統１に印加されている交流電圧Ｖａｃ１を検出す
る電圧検出器（電圧検出手段）、１５は交流系統２に印
加されている交流電圧Ｖａｃ２を検出する電圧検出器
（電圧検出手段）である。

【０００３】また、１６は電流検出器１０により検出さ
れた直流電流Ｉｄ１から電流設定値Ｉｄｐを減算する減
算器、１７は減算器１６の減算結果に応じた制御角α₁
を発生する定電流制御回路、１８は電圧設定値Ｖｄｐか
ら電圧検出器１２により検出された直流電圧Ｖｄ１を減
算する減算器、１９は減算器１８の減算結果に応じた制
御角α₁ を発生する定電圧制御回路、２０は電流検出器
１０により検出された直流電流Ｉｄ１と電圧検出器１４
により検出された交流電圧Ｖａｃ１と変圧器３の転流リ
アクタンスＸとに基づいて、転流失敗を防止しうる最小
の余裕角γを確保できる制御角α₁ を発生する定余裕角
制御回路（制御角発生手段）、２１は定電流制御回路１
７，定電圧制御回路１９及び定余裕角制御回路２０から
発生された制御角α₁ のなかで最小値の制御角α₁ を選
択する最小値選択回路である。

【０００４】また、２２は電流検出器１０により検出さ
れた直流電流Ｉｄ１に含まれる脈動成分Ｉｍ１を検出す
る脈動成分検出器（脈動成分抽出手段）、２３は脈動成
分検出器２２により検出された脈動成分Ｉｍ１を増幅し
て制御角変調信号Δα₁ を出力する増幅器、２４は増幅
器２３から出力された制御角変調信号Δα₁ を最小値選
択回路２１により選択された制御角α₁ に加算し、その
加算結果を位相制御角信号として出力する加算器（加算
手段）、２５は加算器２４が出力する位相制御角信号に
基づいて順変換装置５に与える点弧パルスの時間間隔を
求める位相制御回路（制御手段）、２６は位相制御回路
２５により求められた時間間隔に従って点弧パルスを順
変換装置５に与える点弧パルス発生回路（制御手段）で
ある。

【０００５】また、２７は電流設定値Ｉｄｐから電流マ
ージンΔＩｄｐを減算する減算器、２８は電流検出器１
１により検出された直流電流Ｉｄ２から減算器２７の減
算結果を減算する減算器、２９は減算器２８の減算結果
に応じた制御角α₂ を発生する定電流制御回路、３０は
電圧設定値Ｖｄｐから電圧検出器１３により検出された
直流電圧Ｖｄ２を減算する減算器、３１は減算器３０の
減算結果に応じた制御角α₂ を発生する定電圧制御回
路、３２は電流検出器１１により検出された直流電流Ｉ
ｄ２と電圧検出器１５により検出された交流電圧Ｖａｃ
２と変圧器４の転流リアクタンスＸとに基づいて、転流
失敗を防止しうる最小の余裕角γを確保できる制御角α
₂ を発生する定余裕角制御回路（制御角発生手段）、３
３は定電流制御回路２９，定電圧制御回路３１及び定余
裕角制御回路３２から発生された制御角α₂ のなかで最
小値の制御角α₂ を選択する最小値選択回路である。

【０００６】さらに、３４は電流検出器１１により検出
された直流電流Ｉｄ２に含まれる脈動成分Ｉｍ２を検出
する脈動成分検出器（脈動成分抽出手段）、３５は脈動
成分検出器３４により検出された脈動成分Ｉｍ２を増幅
して制御角変調信号Δα₂ を出力する増幅器、３６は増
幅器３５から出力された制御角変調信号Δα₂ を最小値
選択回路３３により選択された制御角α₂ に加算し、そ
の加算結果を位相制御角信号として出力する加算器（加
算手段）、３７は加算器３６が出力する位相制御角信号
に基づいて逆変換装置６に与える点弧パルスの時間間隔
を求める位相制御回路（制御手段）、３８は位相制御回
路３７により求められた時間間隔に従って点弧パルスを
逆変換装置６に与える点弧パルス発生回路（制御手段）
である。

【０００７】次に動作について説明する。図６の送電系
統では、交流系統１の交流電力を順変換装置５が直流電
力に変換し、その直流電力を逆変換装置６が交流電力に
変換して、交流系統１の交流電力を交流系統２に送電し
ている。

【０００８】そして、順変換装置５と逆変換装置６間の
直流送電が安定に動作する必要から、直流線路７を流れ
る直流電流が一定になるように順変換装置５の位相を制
御し、直流線路７に印加される直流電圧が一定になるよ
うに逆変換装置６の位相を制御している。

【０００９】具体的には、まず、順変換装置５の場合、
減算器１６が電流検出器１０により検出された直流電流
Ｉｄ１から電流設定値Ｉｄｐを減算し、定電流制御回路
１７が減算器１６の減算結果に応じた制御角α₁ を発生
する。因に、定電流制御回路１７は下記に示す伝達特性
を有する一方、リミッタを有しており、減算器１６の減
算結果がマイナスの値である場合には、零値の制御角α
₁ を発生する。 定電流制御回路１７の伝達特性＝Ｋ₁ ／（１＋Ｔ₁ ・Ｓ） ・・・（１） ただし、Ｔ₁ は時定数 Ｋ₁ は増幅率

【００１０】また、減算器１８が電圧設定値Ｖｄｐから
電圧検出器１２により検出された直流電圧Ｖｄ１を減算
し、定電圧制御回路１９が減算器１８の減算結果に応じ
た制御角α₁ を発生する。因に、定電圧制御回路１９は
下記に示す伝達特性を有している。 定電圧制御回路１９の伝達特性＝Ｋ₂ ／（１＋Ｔ₂ ・Ｓ） ・・・（２） ただし、Ｔ₂ は時定数 Ｋ₂ は増幅率

【００１１】さらに、定余裕角制御回路２０が、下記に
示すように電流検出器１０により検出された直流電流Ｉ
ｄ１と電圧検出器１４により検出された交流電圧Ｖａｃ
１と変圧器３の転流リアクタンスＸとに基づいて、転流
失敗を防止しうる最小の余裕角γを確保できる制御角α
₁ を発生する。 α₁ ＝ｃｏｓ^-1｛（√２・Ｘ・Ｉｄ１）／Ｖａｃ１−ｃｏｓγ｝ ・・・（３）

【００１２】このようにして、定電流制御回路１７，定
電圧制御回路１９及び定余裕角制御回路２０から制御角
α₁ が発生されると、最小値選択回路２１が、それぞれ
発生された制御角α₁ のなかで最小値の制御角α₁ を選
択するが、かかる直流送電の場合、電圧検出器１２によ
り検出された直流電圧Ｖｄ１の極性が負になるので、減
算器１８の減算結果（電圧設定値Ｖｄｐの約２倍の値）
が極めて大きくなる関係上、定電圧制御回路１９から発
生される制御角α₁ が極めて大きくなる（通常、制御角
α₁ は１８０度前後になる）一方、減算器１６の減算結
果は通常の電流設定値Ｉｄｐより小さく、しかも零に近
い値となるので、定電流制御回路１７から発生される制
御角α₁ は、定電圧制御回路１９から発生される制御角
α₁ よりも通常小さく（通常、制御角α₁ は２０度前後
になる）、定電流制御回路１７から発生される制御角α
₁ が選択される。

【００１３】因に、定余裕角制御回路２０は、事故の発
生等に伴って定電流制御回路１７から発生される制御角
α₁ が大きくなり、それによって転流失敗が発生するの
を防止すべく、転流失敗が発生することのない最小の余
裕角γを確保する目的で設置されているので、事故が発
生していない通常時では、定電流制御回路１７から発生
される制御角α₁ より大きく（通常、制御角α₁ は１５
０度前後になる）、定余裕角制御回路２０から発生され
る制御角α₁ が選択されることはない。

【００１４】そして、最小値選択回路２１により最小値
の制御角α₁ が選択されると、その選択された制御角α
₁ が加算器２４に入力されるが、交流系統１で発生した
事故が除去されて、直流線路７を流れる直流電流Ｉｄ１
に脈動成分Ｉｍ１が重畳された場合、その脈動成分Ｉｍ
１を除去する必要から、脈動成分検出器２２が直流線路
７を流れる直流電流Ｉｄ１の直流成分を除去して、脈動
成分Ｉｍ１を抽出したのち、増幅器２３がその脈動成分
Ｉｍ１を増幅し（通常、０．７〜１倍程度増幅する）、
その増幅結果が制御角変調信号Δα₁ として加算器２４
に入力される。

【００１５】そして、加算器２４が、増幅器２３から出
力された制御角変調信号Δα₁ を最小値選択回路２１に
より選択された制御角α₁ に加算すると、位相制御回路
２５が、加算器２４の加算結果である位相制御角信号α
₁ ＋Δα₁ に基づいて順変換装置５に与える点弧パルス
の時間間隔を求め、点弧パルス発生回路２６が、その時
間間隔に従って点弧パルスを順変換装置５に与え、順変
換装置５の位相を制御する。因に、直流電流Ｉｄ１が電
流設定値Ｉｄｐより大きくなると、制御角α₁ が大きく
なるので、直流電流Ｉｄ１が小さくなるように順変換装
置５の位相が制御され、直流電流Ｉｄ１が電流設定値Ｉ
ｄｐより小さいと、制御角α₁ が零になるので、直流電
流Ｉｄ１が大きくなるように順変換装置５の位相が制御
される。また、図７に示すように、脈動成分Ｉｍ１がプ
ラス側に大きくなると、制御角変調信号Δα₁ がプラス
側に大きくなる一方、脈動成分Ｉｍ１がマイナス側に大
きくなると、制御角変調信号Δα₁ がマイナス側に大き
くなるので、脈動成分Ｉｍ１が小さくなるように順変換
装置５の位相が制御され、その結果、脈動成分Ｉｍ１が
速やかに抑制されるようになる。

【００１６】次に、逆変換装置６の場合、減算器２７が
電流設定値Ｉｄｐから電流マージンΔＩｄｐを減算した
のち、減算器２８が電流検出器１１により検出された直
流電流Ｉｄ２から減算器２７の減算結果を減算し、定電
流制御回路２９が減算器２８の減算結果Ｉｄｐ−ΔＩｄ
ｐに応じた制御角α₂ を発生する。因に、定電流制御回
路２９は下記に示す伝達特性を有している。また、電流
マージンΔＩｄｐは、通常、電流設定値Ｉｄｐの最大値
の１０分の１程度の値に設定されている。 定電流制御回路２９の伝達特性＝Ｋ₃ ／（１＋Ｔ₃ ・Ｓ） ・・・（４） ただし、Ｔ₃ は時定数 Ｋ₃ は増幅率

【００１７】また、減算器３０が電圧設定値Ｖｄｐから
電圧検出器１３により検出された直流電圧Ｖｄ２を減算
し、定電圧制御回路３１が減算器３０の減算結果に応じ
た制御角α₂ を発生する。因に、定電圧制御回路３１は
下記に示す伝達特性を有する一方、リミッタを有してお
り、減算器３０の減算結果がマイナスの値である場合に
は、零値の制御角α₂ を発生する。 定電圧制御回路３１の伝達特性＝Ｋ₄ ／（１＋Ｔ₄ ・Ｓ） ・・・（５） ただし、Ｔ₄ は時定数 Ｋ₄ は増幅率

【００１８】さらに、定余裕角制御回路３２が、下記に
示すように電流検出器１１により検出された直流電流Ｉ
ｄ２と電圧検出器１５により検出された交流電圧Ｖａｃ
２と変圧器４の転流リアクタンスＸとに基づいて、転流
失敗を防止しうる最小の余裕角γを確保できる制御角α
₂ を発生する。 α₂ ＝ｃｏｓ^-1｛（√２・Ｘ・Ｉｄ２）／Ｖａｃ２−ｃｏｓγ｝ ・・・（６）

【００１９】このようにして、定電流制御回路２９，定
電圧制御回路３１及び定余裕角制御回路３２から制御角
α₂ が発生されると、最小値選択回路３３が、それぞれ
発生された制御角α₂ のなかで最小値の制御角α₂ を選
択するが、直流送電が安定に動作するためには、順変換
装置５又は逆変換装置６の一方が定電流制御され、他方
が定電圧制御される必要から（順変換装置５は定電流制
御回路１７が発生する制御角α₁ によって制御されるの
で、逆変換装置６は定電圧制御回路３１が発生する制御
角α₂ によって制御される必要がある）電流設定値Ｉｄ
ｐから電流マージンΔＩｄｐを減算するようにしている
ので、定電流制御回路２９から発生される制御角α₂ が
極めて大きくなる（通常、制御角α₂ は１６０度前後に
なる）一方、減算器３０の減算結果は通常零に近い値と
なるので、定電圧制御回路３１から発生される制御角α
₂ は、定電流制御回路２９から発生される制御角α₂ よ
りも通常小さく（通常、制御角α₂ は１４０度前後とな
る）、定電圧制御回路３１から発生される制御角α₂ が
選択される。

【００２０】因に、定余裕角制御回路３２は、事故の発
生等に伴って定電圧制御回路３１から発生される制御角
α₂ が大きくなり、それによって転流失敗が発生するの
を防止すべく、転流失敗が発生することのない最小の余
裕角γを確保する目的で設置されているので、事故が発
生していない通常時では、定電圧制御回路３１から発生
される制御角α₂ より大きく（通常、制御角α₂ は１５
０度前後になる）、定余裕角制御回路３２から発生され
る制御角α₂ が選択されることはない。ただし、事故の
発生等に伴って定電圧制御回路３１から発生される制御
角α₂が大きくなり、定余裕角制御回路３２から発生さ
れる制御角α₂ より大きくなった場合には、転流失敗を
防止する必要があるので、定余裕角制御回路３２から発
生される制御角α₂ が選択される。

【００２１】そして、最小値選択回路３３により最小値
の制御角α₂ が選択されると、その選択された制御角α
₂ が加算器３６に入力されるが、交流系統２で発生した
事故が除去されて、直流線路７を流れる直流電流Ｉｄ２
に脈動成分Ｉｍ２が重畳された場合、その脈動成分Ｉｍ
２を除去する必要から、脈動成分検出器３４が直流線路
７を流れる直流電流Ｉｄ２の直流成分を除去して、脈動
成分Ｉｍ２を抽出したのち、増幅器３５がその脈動成分
Ｉｍ２を増幅し（通常、０．７〜１倍程度増幅する）、
その増幅結果が制御角変調信号Δα₂ として加算器３６
に入力される。

【００２２】そして、加算器３６が、増幅器３５から出
力された制御角変調信号Δα₂ を最小値選択回路３３に
より選択された制御角α₂ に加算すると、位相制御回路
３７が、加算器３６の加算結果である位相制御角信号α
₂ ＋Δα₂ に基づいて逆変換装置６に与える点弧パルス
の時間間隔を求め、点弧パルス発生回路３８が、その時
間間隔に従って点弧パルスを逆変換装置６に与え、逆変
換装置６の位相を制御する。因に、直流電圧Ｖｄ２が電
圧設定値Ｖｄｐより大きいと、制御角α₂ が零になるの
で、直流電圧Ｖｄ２が小さくなるように逆変換装置６の
位相が制御され、直流電圧Ｖｄ２が電圧設定値Ｖｄｐよ
り小さくなると、制御角α₂ が大きくなるので、直流電
圧Ｖｄ２が大きくなるように逆変換装置６の位相が制御
される。また、図８に示すように、脈動成分Ｉｍ２がプ
ラス側に大きくなると、制御角変調信号Δα₂ がプラス
側に大きくなる一方、脈動成分Ｉｍ２がマイナス側に大
きくなると、制御角変調信号Δα₂ がマイナス側に大き
くなるので、脈動成分Ｉｍ２が小さくなるように逆変換
装置６の位相が制御され、その結果、脈動成分Ｉｍ２が
速やかに抑制されるようになる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】従来の交直変換装置の
制御装置は以上のように構成されているので、交流系統
１，２で発生した事故の除去に伴って重畳される直流電
流Ｉｄ１，Ｉｄ２の脈動成分Ｉｍ１，Ｉｍ２を速やかに
抑制することができるが、定余裕角制御回路２０，３２
は脈動成分Ｉｍ１，Ｉｍ２を考慮せずに、制御角α₁ ，
α₂ を演算している関係上、定余裕角制御回路２０，３
２から発生された制御角α₁ ，α₂ が最小値選択回路２
１，３３により選択された場合、交直変換装置の余裕角
γ₁ ，γ₂が転流失敗を防止しうる最小の余裕角γより
大きくなってしまい、そのため事故が除去されても電力
が回復するまでに相当の時間を要してしまうなどの問題
点があった。

【００２４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、定余裕角制御回路から発生され
た制御角に基づいて交直変換装置の位相を制御する場合
でも、速やかに電力を回復させることができる交直変換
装置の制御装置を得ることを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る交
直変換装置の制御装置は、制御角発生手段により発生さ
れた制御角に対して、直流電流に含まれる脈動成分と当
該脈動成分の平均レベルを加算し、その加算結果を位相
制御角信号として出力するようにしたものである。

【００２６】請求項２の発明に係る交直変換装置の制御
装置は、余裕角判定手段により余裕角が所定値以下であ
ると判定された場合、制御角発生手段により発生された
制御角に対して脈動成分だけを加算して、その加算結果
を位相制御角信号として出力するようにしたものであ
る。

【００２７】請求項３の発明に係る交直変換装置の制御
装置は、事故検出手段から検出信号が出力されていない
場合には、平均レベル演算手段及び加算手段に対する脈
動成分の出力を制限するようにしたものである。

【００２８】請求項４の発明に係る交直変換装置の制御
装置は、高調波成分判定手段により高調波成分が所定値
以上でないと判定されると、平均レベル演算手段及び加
算手段に対する脈動成分の出力を制限するようにしたも
のである。

【００２９】

【作用】請求項１の発明における交直変換装置の制御装
置は、制御角発生手段により発生された制御角に対し
て、直流電流に含まれる脈動成分と当該脈動成分の平均
レベルを加算し、その加算結果を位相制御角信号として
出力する加算手段を設けたことにより、転流失敗を防止
しうる最小の余裕角と略同一の余裕角が確保されるよう
になる。

【００３０】請求項２の発明における交直変換装置の制
御装置は、余裕角判定手段により余裕角が所定値以下で
あると判定された場合、制御角発生手段により発生され
た制御角に対して脈動成分だけを加算して、その加算結
果を位相制御角信号として出力する加算手段を設けたこ
とにより、余裕角が過度に小さい場合には、余裕角を増
大させることができるようになる。

【００３１】請求項３の発明における交直変換装置の制
御装置は、事故検出手段から検出信号が出力されていな
い場合には、平均レベル演算手段及び加算手段に対する
脈動成分の出力を制限する脈動成分抽出手段を設けたこ
とにより、自己の交直変換装置が接続されていない側の
交流系統で発生した事故の復帰に伴う脈動成分及び当該
脈動成分の平均レベルが制御角に加算される確率が低下
する。

【００３２】請求項４の発明における交直変換装置の制
御装置は、高調波成分判定手段により高調波成分が所定
値以上でないと判定されると、平均レベル演算手段及び
加算手段に対する脈動成分の出力を制限する脈動成分抽
出手段を設けたことにより、自己の交直変換装置が接続
されていない側の交流系統で発生した事故の復帰に伴う
脈動成分及び当該脈動成分の平均レベルが制御角に加算
される確率が低下する。

【００３３】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１による交直変換装置の
制御装置を示す構成図であり、図において従来のものと
同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略す
る。４１は増幅器２３から出力された制御角変調信号Δ
α₁ の絶対値を演算する絶対値出力回路（平均レベル演
算手段）、４２は制御角変調信号Δα₁ の絶対値を入力
して、その制御角変調信号Δα₁ （脈動成分）の平均レ
ベルαε₁ を出力する一次遅れ回路（平均レベル演算手
段）、４３は定余裕角制御回路２０より発生された制御
角α₁ に対して、一次遅れ回路４２が出力するル平均レ
ベルαε₁ を加算する加算器（加算手段）である。

【００３４】また、４４は増幅器３５から出力された制
御角変調信号Δα₂ の絶対値を演算する絶対値出力回
路、４５は制御角変調信号Δα₂ の絶対値を入力して、
その制御角変調信号Δα₂ （脈動成分）の平均レベルα
ε₂ を出力する一次遅れ回路、４６は定余裕角制御回路
３２より発生された制御角α₂ に対して、一次遅れ回路
４５が出力するル平均レベルαε₂ を加算する加算器で
ある。

【００３５】次に動作について説明する。絶対値出力回
路４１，４４、一次遅れ回路４２，４５及び加算器４
３，４６以外は上記従来例と同様であるため説明を省略
する。まず、絶対値出力回路４１，４４は、増幅器２
３，３５から脈動成分Ｉｍ１，Ｉｍ２を増幅した制御角
変調信号Δα₁ ，Δα₂ を受けると、その制御角変調信
号Δα₁ ，Δα₂ の絶対値｜Δα₁ ｜，｜Δα₂ ｜をそ
れぞれ求める。

【００３６】そして、一次遅れ回路４２，４５は、絶対
値出力回路４１，４４から制御角変調信号Δα₁ ，Δα
₂ の絶対値｜Δα₁ ｜，｜Δα₂ ｜を受けると、その絶
対値｜Δα₁ ｜，｜Δα₂ ｜の平均レベルαε₁ ，αε
₂ をそれぞれ演算して出力する（通常、交流電圧Ｖａｃ
１，Ｖａｃ２の数サイクルに相当する時間ごとに、当該
時間の平均レベルを演算して出力する）。

【００３７】そして、加算器４３は、一次遅れ回路４
２，４５から平均レベルαε₁ ，αε₂ を受けると、定
余裕角制御回路２０，３２より発生された制御角α₁ ，
α₂ に対して、それぞれ平均レベルαε₁ ，αε₂ を加
算し、その加算結果α₁ ＋αε₁ 、α₂ ＋αε₂ をそれ
ぞれ最小値選択回路２１，３３に出力する。

【００３８】これにより、直流電流Ｉｄ１，Ｉｄ２に脈
動成分Ｉｍ１，Ｉｍ２が重畳された場合、その脈動成分
Ｉｍ１，Ｉｍ２に相当する制御角（平均レベルαε₁ ，
αε₂ ）が、定余裕角制御回路２０，３２から発生され
た制御角α₁ ，α₂ に加算されることになり、その結
果、上述した従来例のように、定余裕角制御回路２０，
３２から発生された制御角α₁ ，α₂ だけに基づいて交
直変換装置の位相を制御した場合より、交直変換装置の
余裕角γ₁ ，γ₂ が小さくなり、転流失敗を防止しうる
最小の余裕角γと略同一の余裕角が確保されるようにな
る。

【００３９】実施例２．図２はこの発明の実施例２によ
る交直変換装置の制御装置を示す構成図であり、図にお
いて、４７は余裕角設定値γ_ref1から順変換装置５の余
裕角γ₁ を減算する減算器（余裕角判定手段）、４８は
減算器４７の減算結果が所定値以上であるとき、検出信
号を出力するレベル設定器（余裕角判定手段）、４９は
レベル設定器４８から検出信号が出力されている場合に
限り開路するスイッチ（加算手段）である。また、５０
は余裕角設定値γ_ref2から逆変換装置６の余裕角γ₂ を
減算する減算器、５１は減算器５０の減算結果が所定値
以上であるとき、検出信号を出力するレベル設定器、５
２はレベル設定器５１から検出信号が出力されている場
合に限り開路するスイッチである。

【００４０】次に動作について説明する。上記実施例１
では、常時、一次遅れ回路４２，４５の出力である平均
レベルαε₁ ，αε₂ を定余裕角制御回路２０，３２か
ら発生された制御角α₁ ，α₂ に加算するようにしてい
るので、交流系統の事故等の影響で順変換装置５の余裕
角γ₁ 及び逆変換装置６の余裕角γ₂ が急激に小さくな
った場合でも、さらに、余裕角γ₁ ，γ₂ が小さくなる
ように作用し、最悪の場合には転流失敗を生ずる可能性
がある。

【００４１】そこで、この実施例２では、転流失敗を防
止し安全な運転を確保すべく、まず、減算器４７が、余
裕角設定値γ_ref1から順変換装置５の余裕角γ₁ を減算
し、減算器５０が、余裕角設定値γ_ref2から逆変換装置
６の余裕角γ₂ を減算する。そして、レベル設定器４
８，５１が、減算器４７，５０の減算結果が所定値以上
であるとき（余裕角γ₁ ，γ₂ が過度に小さいとき）、
検出信号を出力して、スイッチ４９，５２を開路させ
る。

【００４２】これにより、余裕角γ₁ ，γ₂ が過度に小
さい場合には、一次遅れ回路４２，４５の出力である平
均レベルαε₁ ，αε₂ が、定余裕角制御回路２０，３
２から発生された制御角α₁ ，α₂ に対して加算されな
くなるので、上記実施例１の場合よりも余裕角γ₁ ，γ
₂ が大きくなり、転流失敗を未然に防止することができ
る。

【００４３】実施例３．図３はこの発明の実施例３によ
る交直変換装置の制御装置を示す構成図であり、図にお
いて、５３は電圧検出器１４により検出された交流電圧
Ｖａｃ１を監視し、その交流電圧Ｖａｃ１が所定値より
低下したか否かを検出する電圧低下検出器（事故検出手
段）、５４は電圧低下検出器５３によって交流電圧Ｖａ
ｃ１が所定値より低下したことを検出されると、交流電
圧Ｖａｃ１が所定値以下になってから一定時間だけ検出
信号を出力するワンショット回路（事故検出手段）、５
５はワンショット回路５４から検出信号が出力されてい
ない場合には、上限値と下限値の幅を狭めることによっ
て、増幅器２３が出力する制御角変調信号Δα₁ が絶対
値出力回路４１及び加算器２４に対してほとんど出力さ
れない程度に制限し、ワンショット回路５４から検出信
号が出力されている場合には、上限値と下限値の幅を広
げることによって、増幅器２３が出力する制御角変調信
号Δα₁ を制限することなく、そのまま絶対値出力回路
４１及び加算器２４に出力するリミッタ（脈動成分抽出
手段）である。

【００４４】また、５６は電圧検出器１５により検出さ
れた交流電圧Ｖａｃ２を監視し、その交流電圧Ｖａｃ２
が所定値より低下したか否かを検出する電圧低下検出
器、５７は電圧低下検出器５６によって交流電圧Ｖａｃ
２が所定値より低下したことを検出されると、交流電圧
Ｖａｃ２が所定値以下になってから一定時間だけ検出信
号を出力するワンショット回路、５８はワンショット回
路５７から検出信号が出力されていない場合には、上限
値と下限値の幅を狭めることによって、増幅器３５が出
力する制御角変調信号Δα₂ が絶対値出力回路４４及び
加算器３６に対してほとんど出力されない程度に制限
し、ワンショット回路５７から検出信号が出力されてい
る場合には、上限値と下限値の幅を広げることによっ
て、増幅器３５が出力する制御角変調信号Δα₂ を制限
することなく、そのまま絶対値出力回路４４及び加算器
３６に出力するリミッタである。

【００４５】次に動作について説明する。上記実施例１
では、常時、増幅器２３，３５が出力する制御角変調信
号Δα₁，Δα₂ を制限することなく、そのまま絶対値
出力回路４１，４４等に出力するものについて示した
が、必要に応じて制御角変調信号Δα₁ ，Δα₂ を制限
するようにしてもよい。

【００４６】即ち、電圧低下検出器５３，５６が、それ
ぞれ交流電圧Ｖａｃ１，Ｖａｃ２を監視し、交流電圧Ｖ
ａｃ１，Ｖａｃ２が所定値より低下したことを検出する
と、ワンショット回路５４，５７が、交流電圧Ｖａｃ
１，Ｖａｃ２がそれぞれ所定値以下になってから一定時
間だけ検出信号を出力する。

【００４７】そして、リミッタ５５，５８は、ワンショ
ット回路５４，５７から検出信号が出力されていない場
合には、当該交直変換装置が接続されている側の交流系
統（順変換装置５の場合は交流系統１、逆変換装置６の
場合は交流系統２）に事故が発生している可能性が低い
ので、上限値と下限値の幅を狭めることによって、増幅
器２３，３５が出力する制御角変調信号Δα₁ ，Δα₂
がそれぞれ絶対値出力回路４１，４４及び加算器２４，
３６に対してほとんど出力されない程度に制限する。一
方、ワンショット回路５４，５７から検出信号が出力さ
れている場合には、当該交直変換装置が接続されている
側の交流系統（順変換装置５の場合は交流系統１、逆変
換装置６の場合は交流系統２）に事故が発生している可
能性が高いので、上限値と下限値の幅を広げることによ
って、増幅器２３，３５が出力する制御角変調信号Δα
₁ ，Δα₂ を制限することなく、そのまま絶対値出力回
路４１，４４及び加算器２４，３６にそれぞれ出力す
る。

【００４８】これにより、当該交直変換装置が接続され
ていない側の交流系統（順変換装置５の場合は交流系統
２、逆変換装置６の場合は交流系統１）で発生した事故
の復帰に伴う脈動成分が、最小値選択回路２１，３３に
より選択された制御角α₁ ，α₂ に加算される確率が低
下し、制御の的確性が向上する。

【００４９】ここで、制御の的確性が向上する理由を具
体的に説明すると、当該交直変換装置（説明の便宜上、
順変換装置５とする）が接続されていない側の交流系統
２で、事故が発生して復帰しても、順変換装置５が接続
されている側の交流系統１の交流電圧Ｖａｃ１は変動し
ないので、本来、順変換装置５の位相は、交流系統２の
事故の影響を受けずに適正な値に制御されるが、交流系
統２の事故の復帰時にも、増幅器２３が出力する制御角
変調信号Δα₁ を絶対値出力回路４１及び加算器２４に
入力させてしまうと、順変換装置５の位相の値は、適正
な値から制御角変調信号Δα₁ 分だけずれてしまう不具
合が生じ、制御の的確性が低下する。即ち、交流電圧Ｖ
ａｃ１が所定値より低下した場合には、交流系統１に事
故が発生した可能性が高いので、制御角変調信号Δα₁
を制御角α₁ に加算するが、いつまでもリミッタ５５の
上限値と下限値の幅を広げておくと、その後に、交流系
統２で事故が発生・復帰した場合、順変換装置５の制御
に考慮すべきでない交流系統２の事故に伴う制御角変調
信号Δα₁ が制御角α₁ に加算され、上述した不具合が
生じてしまう可能性がある。

【００５０】そこで、この実施例３では、考慮すべきで
ない制御角変調信号Δα₁ ができるだけ制御角α₁ に加
算されないようにすべく、交流電圧Ｖａｃ１が所定値よ
り低下したのちの一定時間以外は、リミッタ５５の上限
値と下限値の幅を狭めるようにしているので、上述した
不具合が生じにくく、制御の的確性が向上する。

【００５１】実施例４．上記実施例３では、常時、一次
遅れ回路４２，４５の出力である平均レベルαε₁ ，α
ε₂ を定余裕角制御回路２０，３２から発生された制御
角α₁ ，α₂ に加算するようにしているので、交流系統
の事故等の影響で順変換装置５の余裕角γ₁ 及び逆変換
装置６の余裕角γ₂ が急激に小さくなった場合でも、さ
らに、余裕角γ₁ ，γ₂ が小さくなるように作用し、最
悪の場合には転流失敗を生ずる可能性がある。

【００５２】そこで、この実施例４では、転流失敗を防
止し安全な運転を確保すべく、まず、減算器４７が、余
裕角設定値γ_ref1から順変換装置５の余裕角γ₁ を減算
し、減算器５０が、余裕角設定値γ_ref2から逆変換装置
６の余裕角γ₂ を減算する。そして、レベル設定器４
８，５１が、減算器４７，５０の減算結果が所定値以上
であるとき（余裕角γ₁ ，γ₂ が過度に小さいとき）、
検出信号を出力して、スイッチ４９，５２を開路させ
る。

【００５３】これにより、余裕角γ₁ ，γ₂ が過度に小
さい場合には、一次遅れ回路４２，４５の出力である平
均レベルαε₁ ，αε₂ が、定余裕角制御回路２０，３
２から発生された制御角α₁ ，α₂ に対して加算されな
くなるので、上記実施例３の場合よりも余裕角γ₁ ，γ
₂ が大きくなり、転流失敗を未然に防止することができ
る。

【００５４】実施例５．図５はこの発明の実施例５によ
る交直変換装置の制御装置を示す構成図であり、図にお
いて、５９は電圧検出器１４により検出された交流電圧
Ｖａｃ１に含まれている高調波成分を検出する高調波量
検出器（高調波成分判定手段）、６０は高調波量検出器
５９により検出された高調波成分が所定値以上であるか
否かを判定するレベル検出器（高調波成分判定手段）、
６１はレベル検出器６０により高調波成分が所定値以上
でないと判定されると、上限値と下限値の幅を狭めるこ
とによって、増幅器２３が出力する制御角変調信号Δα
₁ が絶対値出力回路４１及び加算器２４に対してほとん
ど出力されない程度に制限し、レベル検出器６０により
高調波成分が所定値以上であると判定されると、上限値
と下限値の幅を広げることによって、増幅器２３が出力
する制御角変調信号Δα₁ を制限することなく、そのま
ま絶対値出力回路４１及び加算器２４に出力するリミッ
タである。

【００５５】また、６２は電圧検出器１５により検出さ
れた交流電圧Ｖａｃ２に含まれている高調波成分を検出
する高調波量検出器、６３は高調波量検出器６２により
検出された高調波成分が所定値以上であるか否かを判定
するレベル検出器、６４はレベル検出器６３により高調
波成分が所定値以上でないと判定されると、上限値と下
限値の幅を狭めることによって、増幅器３５が出力する
制御角変調信号Δα₂が絶対値出力回路４４及び加算器
３６に対してほとんど出力されない程度に制限し、レベ
ル検出器６３により高調波成分が所定値以上であると判
定されると、上限値と下限値の幅を広げることによっ
て、増幅器３５が出力する制御角変調信号Δα₂ を制限
することなく、そのまま絶対値出力回路４４及び加算器
３６に出力するリミッタである。

【００５６】次に動作について説明する。上記実施例
３，４では、交流電圧Ｖａｃ１，Ｖａｃ２が所定値より
低下したのちの一定時間以外はリミッタ５５，５８の上
限値と下限値の幅を狭めるものについて示したが、交流
電圧Ｖａｃ１，Ｖａｃ２に含まれている高調波成分が所
定値以上である場合には、交流系統１，２で事故が発生
している可能性が高いので、交流電圧Ｖａｃ１，Ｖａｃ
２に含まれている高調波成分が所定値以上であるときだ
け、リミッタ６１，６４の上限値と下限値の幅を狭める
ようにしてもよく、上記実施例３，４と同様の効果を奏
することができる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、制御角発生手段により発生された制御角に対して、
直流電流に含まれる脈動成分と当該脈動成分の平均レベ
ルを加算し、その加算結果を位相制御角信号として出力
するように構成したので、転流失敗を防止しうる最小の
余裕角と略同一の余裕角が確保される結果、速やかに電
力を回復させることができる効果がある。

【００５８】請求項２の発明によれば、余裕角判定手段
により余裕角が所定値以下であると判定された場合、制
御角発生手段により発生された制御角に対して脈動成分
だけを加算して、その加算結果を位相制御角信号として
出力するように構成したので、余裕角が過度に小さい場
合には、余裕角を増大させることができるようになる結
果、転流失敗を未然に防止することができる効果があ
る。

【００５９】請求項３の発明によれば、事故検出手段か
ら検出信号が出力されていない場合には、平均レベル演
算手段及び加算手段に対する脈動成分の出力を制限する
ように構成したので、自己の交直変換装置が接続されて
いない側の交流系統で発生した事故の復帰に伴う脈動成
分及び当該脈動成分の平均レベルが制御角に加算される
確率が低下し、制御の的確性が向上する効果がある。

【００６０】請求項４の発明によれば、高調波成分判定
手段により高調波成分が所定値以上でないと判定される
と、平均レベル演算手段及び加算手段に対する脈動成分
の出力を制限するように構成したので、自己の交直変換
装置が接続されていない側の交流系統で発生した事故の
復帰に伴う脈動成分及び当該脈動成分の平均レベルが制
御角に加算される確率が低下し、制御の的確性が向上す
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１による交直変換装置の制
御装置を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施例２による交直変換装置の制
御装置を示す構成図である。

【図３】 この発明の実施例３による交直変換装置の制
御装置を示す構成図である。

【図４】 この発明の実施例４による交直変換装置の制
御装置を示す構成図である。

【図５】 この発明の実施例５による交直変換装置の制
御装置を示す構成図である。

【図６】 従来の交直変換装置の制御装置を示す構成図
である。

【図７】 事故に伴う各種信号の波形の変化を示す波形
図である。

【図８】 事故に伴う各種信号の波形の変化を示す波形
図である。

【符号の説明】

１，２ 交流系統、３，４ 変圧器、５ 順変換装置
（交直変換装置）、６逆変換装置（交直変換装置）、１
０，１１ 電流検出器（電流検出手段）、１４，１５
電圧検出器（電圧検出手段）、２０，３２ 定余裕角制
御回路（制御角発生手段）、２２，３４ 脈動成分検出
器（脈動成分抽出手段）、２４，３６，４３，４６ 加
算器（加算手段）、２５，３７ 位相制御回路（制御手
段）、２６，３８ 点弧パルス発生回路（制御手段）、
４１，４４ 絶対値出力回路（平均レベル演算手段）、
４２，４５ 一次遅れ回路（平均レベル演算手段）、４
７，５０ 減算器（余裕角判定手段）、４８，５１ レ
ベル設定器（余裕角判定手段）、４９，５２ スイッチ
（加算手段）、５３，５６ 電圧低下検出器（事故検出
手段）、５４，５７ ワンショット回路（事故検出手
段）、５５，５８，６１，６４ リミッタ（脈動成分抽
出手段）、５９，６２ 高調波量検出器（高調波成分判
定手段）、６０，６３ レベル検出器（高調波成分判定
手段）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流系統に変圧器を介して接続された交
   直変換装置の直流側に流れる直流電流を検出する電流検
   出手段と、上記交流系統に印加されている交流電圧を検
   出する電圧検出手段と、上記電流検出手段により検出さ
   れた直流電流，上記電圧検出手段により検出された交流
   電圧及び上記変圧器の転流リアクタンスに基づいて制御
   角を発生する制御角発生手段と、上記電流検出手段によ
   り検出された直流電流に含まれる脈動成分を抽出する脈
   動成分抽出手段と、上記脈動成分抽出手段により抽出さ
   れた脈動成分の平均レベルを演算する平均レベル演算手
   段と、上記制御角発生手段により発生された制御角に対
   して、上記平均レベル演算手段により演算された平均レ
   ベルと上記脈動成分抽出手段により抽出された脈動成分
   を加算し、その加算結果を位相制御角信号として出力す
   る加算手段と、上記加算手段が出力する位相制御角信号
   に基づいて上記交直変換装置の位相を制御する制御手段
   とを備えた交直変換装置の制御装置。
2. 【請求項２】 上記交直変換装置の余裕角が所定値以下
   であるか否かを判定する余裕角判定手段を設け、上記加
   算手段は、上記余裕角判定手段により余裕角が所定値以
   下であると判定された場合、上記制御角発生手段により
   発生された制御角に対して上記脈動成分抽出手段により
   抽出された脈動成分だけを加算して、その加算結果を位
   相制御角信号として出力することを特徴とする請求項１
   記載の交直変換装置の制御装置。
3. 【請求項３】 上記電圧検出手段により検出された交流
   電圧を監視し、その交流電圧が所定値以下になると、そ
   の交流電圧が所定値以下になってから一定時間だけ検出
   信号を出力する事故検出手段を設け、上記脈動成分抽出
   手段は、上記事故検出手段から検出信号が出力されてい
   ない場合には、上記平均レベル演算手段及び加算手段に
   対する脈動成分の出力を制限することを特徴とする請求
   項１または請求項２記載の交直変換装置の制御装置。
4. 【請求項４】 上記電圧検出手段により検出された交流
   電圧に含まれている高調波成分が所定値以上であるか否
   かを判定する高調波成分判定手段を設け、上記脈動成分
   抽出手段は、上記高調波成分判定手段により高調波成分
   が所定値以上でないと判定されると、上記平均レベル演
   算手段及び加算手段に対する脈動成分の出力を制限する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の交直変
   換装置の制御装置。