JPH09140147A - Pwm制御自励式整流装置 - Google Patents

Pwm制御自励式整流装置

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JPH09140147A
JPH09140147A JP29077795A JP29077795A JPH09140147A JP H09140147 A JPH09140147 A JP H09140147A JP 29077795 A JP29077795 A JP 29077795A JP 29077795 A JP29077795 A JP 29077795A JP H09140147 A JPH09140147 A JP H09140147A
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Toshiyuki Sasaki
俊之 佐々木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】商用電源から入力フィルタを介してPWM制御
自励式装置に給電する際の配線ケーブルの接続順序に無
関係に該PWM制御自励式装置を正常に動作をさせる。 【解決手段】PWM制御自励式装置40,50には角度
データ発生手段41と、相順検出手段,位相検出手段お
よび角度信号変換手段から構成される角度信号演算部4
2,51を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、商用電源の交流
電力を自励式整流器により直流電力に変換して負荷に給
電する自励式整流装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、この種のPWM制御自励式整流
装置の従来例を示すブロック構成図である。図6におい
て、1は商用電源、2はACリアクトルとコンデンサか
らなる入力フィルタ、10はPWM制御自励式整流装
置、3はPWM制御自励式整流装置10の出力に接続さ
れるインバータなどの負荷である。
【0003】PWM制御自励式整流装置10は、IGB
Tなどの自己消弧形半導体素子とダイオードとを逆並列
し、これをブリッジ接続した自励式整流器の主回路1
1、自励式整流器の交流リアクトル12、自励式整流器
の出力の平滑用のコンデンサ13、商用電源1の相電圧
を検出する相電圧検出器14、商用電源1のR相の相電
圧を絶縁変換する絶縁変換器15、絶縁変換器15を介
した商用電源1のR相の相電圧の位相に同期した角度信
号(θ,θ=0°〜360°)を発生する角度信号発生
手段16、該角度信号(θ)に基づいた正弦波を発生す
る正弦波発生器17、該角度信号に120°を加算した
値(θ1 )に基づいた正弦波を発生する正弦波発生器1
8、電圧設定器19の電圧設定値とコンデンサ13の両
端の電圧を絶縁変換器20を介して検出した電圧検出値
との偏差により電圧調節動作をする電圧調節器21、電
圧調節器21の出力と正弦波発生器17の出力とを乗算
器22で乗算して得られるR相電流設定値(iR * )と
電圧調節器21の出力と正弦波発生器18の出力とを乗
算器23で乗算して得られるT相電流設定値(iT *
とからS相電流設定値(iS * )を求め、このiR *
S * ,iT * と電流検出器24で得られたR相電流検
出値(iR ),S相電流検出値(iS ),T相電流設定
値(iT )とのそれぞれの偏差を電流調節器25,2
6,27で調節演算をし、電流調節器25,26,27
それぞれの出力からキャリア信号発生器28と比較器2
9とによりPWM制御を行い、比較器29の出力をゲー
ト駆動回路30により自励式整流器の主回路11のそれ
ぞれの自己消弧形半導体素子にゲート信号を与える構成
である。
【0004】上述のPWM制御自励式整流装置10は周
知の技術を用いたものであり、ここでは詳細動作の説明
を省略する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図6に示した従来のP
WM制御自励式整流装置において、入力フィルタ2とP
WM制御自励式整流装置10とを配電盤に据えつけてそ
の間の配線作業を行う場合、配線ケーブルAと配線ケー
ブルBには大電流が流れるので線径の大きな配線ケーブ
ルが必要なため、顧客が該配電盤の他の機器と一緒に配
線作業をするケースが多々あり、このときに配線ケーブ
ルAと配線ケーブルBの接続に誤配線が発生し、その結
果PWM制御自励式整流装置10が正常に動作をしない
恐れがあった。なお、配線ケーブルCについては、信号
電流のみなので予め製作されたコネクタ付き配線ケーブ
ルとすることで上述の問題を回避することが容易であ
る。
【0006】この発明の目的は、前記配線ケーブルAと
配線ケーブルBの誤配線による問題点を解決するPWM
制御自励式整流装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この第1の発明は、商用
電源の交流電力を自励式整流器により直流電力に変換し
て負荷に給電する自励式整流装置であって、前記自励式
整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流電圧が所定
の値になるように電圧の調節演算をし、この電圧の調節
演算により得られた電流指令値(直流量)と前記商用電
源の位相に同期した角度信号とにより各相電流指令値
(交流量)を演算し、この各相電流指令値に追従するよ
うに前記商用電源の各相電流を検出して電流の調節演算
をし、この各相の電流の調節演算をした出力とキャリア
信号とによりPWM制御された各相ゲート信号を発生
し、この各相ゲート信号により前記自励式整流器の自己
消弧形半導体素子を制御するPWM制御自励式整流装置
において、前記商用電源と自励式整流装置との間にAC
リアクトルとコンデンサからなる入力フィルタを接続
し、前記商用電源のいずれか1つの相の相電圧の位相に
同期した角度データを発生する角度データ発生手段と、
前記自励式整流器の入力側のいずれか2つの相の相電圧
から相順信号を出力する相順検出手段と、前記角度デー
タと相順検出手段の入力の前記相電圧のいずれか1つの
相電圧の位相とにより位相差補正値を出力する位相差検
出手段と、前記角度データと位相差補正値とにより前記
自励式整流器の入力側の相電圧に同期した前記角度信号
を発生する角度信号変換手段とを備える。
【0008】また、第2の発明は前記PWM制御自励式
整流装置において、前記商用電源と自励式整流装置との
間にACリアクトルとコンデンサからなる入力フィルタ
を接続し、前記商用電源のいずれか1つの相の相電圧の
位相に同期した角度データを発生する角度データ発生手
段と、前記自励式整流器の入力側のいずれか2つの線間
電圧から相順信号を出力する相順検出手段と、前記角度
データと相順検出手段の入力の前記線間電圧のいずれか
1つの線間電圧の位相とにより位相差補正値を出力する
位相差検出手段と、前記角度データと位相差補正値とに
より前記自励式整流器の入力側の相電圧に同期した前記
角度信号を発生する角度信号変換手段とを備える。
【0009】この第1又は第2の発明によれば、入力フ
ィルタの電源側と自励式整流器の入力側の位相差および
相順を確認する回路を設け、この回路により前記角度信
号を生成するようにして、前記配線ケーブルA又はBの
いかなる接続にも対応させた動作を行わせている。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1の実施の
形態を示すPWM制御自励式整流装置のブロック構成図
であり、図6の従来例と同一機能を有するものには同一
符号を付している。図1において、PWM制御自励式整
流装置40,50には絶縁変換器15を介した入力フィ
ルタ2の商用電源1側の第1相の相電圧の位相に同期し
た角度データ(θR0,θR0=0°〜360°)を発生す
る角度データ発生手段41と、PWM制御自励式整流装
置40,50の入力側のいずれか2つの相電圧から相順
信号を出力する相順検出手段,前記角度データと相順検
出手段の入力である2つの相電圧のいずれか1つの相電
圧の位相とにより位相差補正値を出力する位相差検出手
段および前記角度データと位相差補正値とによりPWM
制御自励式整流装置40,50の入力側の相電圧に同期
した角度信号を発生する角度信号変換手段から構成され
る角度信号演算部42又は51とが備えられている。
【0011】また、図2は、この発明の第2の実施の形
態を示すPWM制御自励式整流装置のブロック構成図で
あり、図1と異なる所は図1の配線ケーブルA,Bが、
図2に示すように接続された配線ケーブルD,Eとなっ
ていることである。
【0012】
【実施例】図3は、この発明の第1の実施例を示す角度
演算部42の詳細回路構成図であって、図2に示した配
線ケーブルD,Eのときを図示している。図3におい
て、角度演算部42にはPWM制御自励式整流装置40
の入力の第1相および第3相の相電圧を検出し、その相
順を検出するホトカプラ,インバータ素子,D型フリッ
プフロップなどから構成される相順検出手段43、前記
第1相の相電圧の極性の変化時の角度データ(θR0)を
読み込みラッチをする位相差検出手段としてのデータラ
ッチ素子44、角度データ(θR0)とデータラッチ素子
44の出力とから角度信号(θ)を演算し、この角度信
号(θ)に相順検出手段43の出力に基づき前記相順が
正常方向であれば+120°を加算し、また前記相順が
逆方向であれば−120°を加算して角度信号(θ1
を出力する角度信号変換手段45から構成されている。
【0013】図3の角度演算部42の動作を、図4に示
す動作波形図を参照しつつ、以下に説明をする。図4
(イ)は商用電源1のR相,S相,T相それぞれの相電
圧波形を示し、図4(ロ)は商用電源1から配線ケーブ
ルD、入力フィルタ2、配線ケーブルEを介したPWM
制御自励式整流装置40の入力の第1相の相電圧から得
られた相信号(CR )を示し、同様に図4(ハ)は、第
3相の相電圧から得られた相信号(CT )を示し、この
R ,CT から相順信号(図4(ニ))が得られ、相順
が逆方向であることを示している。
【0014】また、角度データ(θR0,図4(ホ))と
前記相信号(CR )の立ち上がりからデータラッチ素子
44により位相差240°が得られ、角度データ
(θR0)からその都度該位相差240°を減算して角度
信号(θ,図4(ヘ))を演算して出力し、この角度信
号(θ)に前記相順信号の極性によりその都度120°
を減じて角度信号(θ1 ,図4(ト))を演算して出力
するように動作をする。
【0015】図5は、この発明の第2の実施例を示す角
度演算部51の詳細回路構成図であって、図1に示した
配線ケーブルA,Bのときを図示している。図5におい
て、角度演算部51にはPWM制御自励式整流装置40
の入力の第1−第2相間の線間電圧および第3−第2相
間の線間電圧から、その相順を検出するホトカプラ,イ
ンバータ素子,D型フリップフロップなどから構成され
る相順検出手段52、前記第1−第2相間の線間電圧の
極性の変化時の角度データ(θR0)を読み込みラッチを
する位相差検出手段としてのデータラッチ素子44、角
度データ(θR0)とデータラッチ素子44の出力と線間
電圧と相電圧の位相差(−30°)から角度信号(θ)
を演算し、この角度信号(θ)に相順検出手段52の出
力に基づき前記相順が正常方向であれば+120°を加
算し、また前記相順が逆方向であれば−120°を加算
して角度信号(θ1 )を出力する角度信号変換手段53
から構成されている。
【0016】図5の角度演算部51の動作は、商用電源
1の線間電圧と相電圧の位相差を考慮した回路構成にな
っていることと以外は図3の角度演算部42と同様であ
る。なお、この発明は、商用電源1のいずれか1つの相
の相電圧の位相に同期した角度データを発生する角度デ
ータ発生手段と、前記自励式整流器の入力側のいずれか
2つの相電圧または線間電圧から相順信号を出力する相
順検出手段と、この組み合わせ方により前記角度信号変
換手段のそれぞれの定数値を設定することで目的とする
動作が可能となる。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、入力フィルタとPW
M制御自励式整流装置とを配電盤に据えつけて電源及び
その間の配線作業を顧客が行う場合、配線ケーブルの線
径さえ正しく選定されれば、接続順序に無関係に正常に
動作を行うことが可能なPWM制御自励式整流装置を提
供することができ、インバータなどの直流電源として最
適であり、当然ながら商用電源から見た負荷としてのP
WM制御自励式整流装置の力率をほぼ「1.0」とする
ことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態を示すPWM制御
自励式整流装置のブロック図
【図2】この発明の第2の実施の形態を示すPWM制御
自励式整流装置のブロック図
【図3】この発明の第1の実施例を示す回路構成図
【図4】図3の動作を説明する波形図
【図5】この発明の第2の実施例を示す回路構成図
【図6】従来例を示すPWM制御自励式整流装置のブロ
ック図
【符号の説明】
1…商用電源、2…入力フィルタ、3…負荷、10,4
0,50…PWM制御自励式整流装置、11…自励式整
流器の主回路、12…交流リアクトル、13…コンデン
サ、14…相電圧検出器、15,20…絶縁変換器、1
6…角度信号発生手段、17,18…正弦波発生器、1
9…電圧設定器、21…電圧調節器、22,23…乗算
器、24…電流検出器、25〜27…電流調節器、28
…キャリア信号発生器、29…比較器、30…ゲート駆
動回路、41…角度データ発生手段、42,51…角度
信号演算部、43,52…相順検出手段、44…データ
ラッチ素子、45,53…角度信号変換手段、A,B,
C,D,E…配線ケーブル、θ,θ1 …角度信号。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】商用電源の交流電力を自励式整流器により
    直流電力に変換して負荷に給電する自励式整流装置であ
    って、 前記自励式整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流
    電圧が所定の値になるように電圧の調節演算をし、この
    電圧の調節演算により得られた電流指令値(直流量)と
    前記商用電源の位相に同期した角度信号とにより各相電
    流指令値(交流量)を演算し、この各相電流指令値に追
    従するように前記商用電源の各相電流を検出して電流の
    調節演算をし、この各相の電流の調節演算した出力とキ
    ャリア信号とによりPWM制御された各相ゲート信号を
    発生し、この各相ゲート信号により前記自励式整流器の
    自己消弧形半導体素子を制御するPWM制御自励式整流
    装置において、 前記商用電源と自励式整流装置との間にACリアクトル
    とコンデンサからなる入力フィルタを接続し、 前記商用電源のいずれか1つの相の相電圧の位相に同期
    した角度データを発生する角度データ発生手段と、 前記自励式整流器の入力側のいずれか2つの相の相電圧
    から相順信号を出力する相順検出手段と、 前記角度データと相順検出手段の入力の前記相電圧のい
    ずれか1つの相電圧の位相とにより位相差補正値を出力
    する位相差検出手段と、 前記角度データと位相差補正値とにより前記自励式整流
    器の入力側の相電圧に同期した前記角度信号を発生する
    角度信号変換手段とを備えたことを特徴とするPWM制
    御自励式整流装置。
  2. 【請求項2】商用電源の交流電力を自励式整流器により
    直流電力に変換して負荷に給電する自励式整流装置であ
    って、 前記自励式整流器の出力の直流電圧を検出し、この直流
    電圧が所定の値になるように電圧の調節演算をし、この
    電圧の調節演算により得られた電流指令値(直流量)と
    前記商用電源の位相に同期した角度信号とにより各相電
    流指令値(交流量)を演算し、この各相電流指令値に追
    従するように前記商用電源の各相電流を検出して電流の
    調節演算をし、この各相の電流の調節演算した出力とキ
    ャリア信号とによりPWM制御された各相ゲート信号を
    発生し、この各相ゲート信号により前記自励式整流器の
    自己消弧形半導体素子を制御するPWM制御自励式整流
    装置において、 前記商用電源と自励式整流装置との間にACリアクトル
    とコンデンサからなる入力フィルタを接続し、 前記商用電源のいずれか1つの相の相電圧の位相に同期
    した角度データを発生する角度データ発生手段と、 前記自励式整流器の入力側のいずれか2つの線間電圧か
    ら相順信号を出力する相順検出手段と、 前記角度データと相順検出手段の入力の前記線間電圧の
    いずれか1つの線間電圧の位相とにより位相差補正値を
    出力する位相差検出手段と、 前記角度データと位相差補正値とにより前記自励式整流
    器の入力側の相電圧に同期した前記角度信号を発生する
    角度信号変換手段とを備えたことを特徴とするPWM制
    御自励式整流装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002142464A (ja) * 2000-09-01 2002-05-17 Ecostar Electric Drive Syst Llc 補助電源をパワー・グリッドに接続し同期する方法
CN107070193A (zh) * 2016-12-09 2017-08-18 南京理工大学 一种用于优化Vienna整流器输入电流的方法

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