JPH0937549A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH0937549A JPH0937549A JP7182346A JP18234695A JPH0937549A JP H0937549 A JPH0937549 A JP H0937549A JP 7182346 A JP7182346 A JP 7182346A JP 18234695 A JP18234695 A JP 18234695A JP H0937549 A JPH0937549 A JP H0937549A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】負荷の急変が生じた場合でも、実電流のベクト
ルを見失うことなく正側変換器と負側変換器の切換制御
を安定に行う。 【構成】ベクトル制御部17〜22は、トルク電流基準Ｉq
* と磁束電流基準Ｉd *に基づいて変換器3a,3b,3cから
交流電動機4 に供給する交流電流I1u,I1v,I1w のトルク
成分電流Ｉqfと磁束成分電流Ｉdfを制御し、トルク電流
基準Ｉq * の極性が反転するとき、トルク電流基準変化
率制限手段42は、ゼロを含む所定の範囲内において、所
定の変化率に制限した補正トルク電流基準Ｉqc* を出力
する。これにより、負荷が急変したときでも補正トルク
電流基準Ｉqc* がゼロ付近で急速に変化せず、電流基準
位相の急変を抑え、全ての相電流がゼロにならないよう
にして電流ベクトルを見失うことなく、正側と負側の変
換器の切換えを安定に行う。
ルを見失うことなく正側変換器と負側変換器の切換制御
を安定に行う。 【構成】ベクトル制御部17〜22は、トルク電流基準Ｉq
* と磁束電流基準Ｉd *に基づいて変換器3a,3b,3cから
交流電動機4 に供給する交流電流I1u,I1v,I1w のトルク
成分電流Ｉqfと磁束成分電流Ｉdfを制御し、トルク電流
基準Ｉq * の極性が反転するとき、トルク電流基準変化
率制限手段42は、ゼロを含む所定の範囲内において、所
定の変化率に制限した補正トルク電流基準Ｉqc* を出力
する。これにより、負荷が急変したときでも補正トルク
電流基準Ｉqc* がゼロ付近で急速に変化せず、電流基準
位相の急変を抑え、全ての相電流がゼロにならないよう
にして電流ベクトルを見失うことなく、正側と負側の変
換器の切換えを安定に行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サイクロコンバータ等
の電力変換装置に係り、特に正方向電流を供給する正側
変換器と逆方向電流を供給する逆側変換器を備えた無循
環電流方式の電力変換装置の制御部の改良に関する。
の電力変換装置に係り、特に正方向電流を供給する正側
変換器と逆方向電流を供給する逆側変換器を備えた無循
環電流方式の電力変換装置の制御部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】サイクロコンバータ等の電力変換装置を
用いて誘導電動機の速度を制御する場合の従来装置の構
成を図４に示す。図４において、交流電源 1は変圧器 2
に接続され、その二次巻線2a,2b,2cに変換器3a,3b,3cが
接続され、それぞれ電力変換を行って制御された交流電
力を出力し誘導電動機 4に三相の交流電流を供給する。
用いて誘導電動機の速度を制御する場合の従来装置の構
成を図４に示す。図４において、交流電源 1は変圧器 2
に接続され、その二次巻線2a,2b,2cに変換器3a,3b,3cが
接続され、それぞれ電力変換を行って制御された交流電
力を出力し誘導電動機 4に三相の交流電流を供給する。
【０００３】一方、速度制御部12は、速度設定部10で設
定された速度基準ω* と速度検出部6を介して検出され
る誘導電動機 4の検出速度ωr を比較してその偏差を減
少させるようにトルク電流基準Ｉq * を出力し、トルク
電流制限部13を介して出力する。トルク電流制限部13
は、制限トルク設定部14に設定された所定のトルク制限
値を越えないようにトルク電流基準Ｉq * を制限するも
のである。磁束弱め制御部15は、検出速度ωr が基底速
度を越えると速度の上昇に応じて減少する二次磁束信号
φ2 を出力する。磁束電流演算部16は、二次磁束信号φ
2 に応じて磁束電流基準Ｉd * を出力する。ベクトル演
算部17は、トルク電流基準Ｉq * 、磁束電流基準Ｉd
* 、定数設定部18で設定された誘導電動機4 の定数に基
づいてすべり周波数ωs を出力する。三相二相変換部19
は、電流検出部5a,5b,5cを介して検出される誘導電動機
4の三相交流電流Ｉ1u, Ｉ1v, Ｉ1wからトルク成分電流
Ｉqfと磁束成分電流Ｉdfを検出し、二相信号に変換して
出力する。演算部20はトルク電流基準Ｉq * とトルク成
分電流Ｉqfとの偏差を演算してトルク電流偏差信号Ｉq
を出力し、演算部21は磁束電流基準Ｉd * と磁束成分電
流Ｉdfの偏差を演算して磁束電流偏差信号Ｉd を出力す
る。電圧指令部22はＩq,Ｉd,ωr,ωs,Ｉ1u, Ｉ1v, Ｉ1w
に基づいて変換器3a,3b,3cの出力電圧を制御するための
電圧指令Ｖu,Ｖv,Ｖw を出力する。
定された速度基準ω* と速度検出部6を介して検出され
る誘導電動機 4の検出速度ωr を比較してその偏差を減
少させるようにトルク電流基準Ｉq * を出力し、トルク
電流制限部13を介して出力する。トルク電流制限部13
は、制限トルク設定部14に設定された所定のトルク制限
値を越えないようにトルク電流基準Ｉq * を制限するも
のである。磁束弱め制御部15は、検出速度ωr が基底速
度を越えると速度の上昇に応じて減少する二次磁束信号
φ2 を出力する。磁束電流演算部16は、二次磁束信号φ
2 に応じて磁束電流基準Ｉd * を出力する。ベクトル演
算部17は、トルク電流基準Ｉq * 、磁束電流基準Ｉd
* 、定数設定部18で設定された誘導電動機4 の定数に基
づいてすべり周波数ωs を出力する。三相二相変換部19
は、電流検出部5a,5b,5cを介して検出される誘導電動機
4の三相交流電流Ｉ1u, Ｉ1v, Ｉ1wからトルク成分電流
Ｉqfと磁束成分電流Ｉdfを検出し、二相信号に変換して
出力する。演算部20はトルク電流基準Ｉq * とトルク成
分電流Ｉqfとの偏差を演算してトルク電流偏差信号Ｉq
を出力し、演算部21は磁束電流基準Ｉd * と磁束成分電
流Ｉdfの偏差を演算して磁束電流偏差信号Ｉd を出力す
る。電圧指令部22はＩq,Ｉd,ωr,ωs,Ｉ1u, Ｉ1v, Ｉ1w
に基づいて変換器3a,3b,3cの出力電圧を制御するための
電圧指令Ｖu,Ｖv,Ｖw を出力する。
【０００４】電圧指令部22は、図５(a) に示すように構
成され、トルク電流偏差信号Ｉq 及び磁束電流偏差信号
Ｉd は比例積分回路30及び31によりそれぞれトルク軸電
圧信号Ｖq と磁束軸電圧信号Ｖd に変換され、電圧ベク
トル演算部32はＶq とＶd のベクトル和を演算して電圧
振幅指令Ｖを出力するとともに、磁束位置からの電圧位
相を演算して電圧位相信号θを出力する。加算部33は検
出速度ωr とすべり周波数ωs の和を演算して一次周波
数ω1 を出力し、積分器34は一次周波数ω1 を積分して
磁束位置信号θr を出力する。加算部35は磁束位置信号
θr と電圧位相信号θの和を演算して電圧位相指令信号
θv を出力する。相電圧指令部36,37,38は電圧振幅指令
Ｖと電圧位相指令信号θv に基づいて下記の各相の出力
電圧指令Ｖu,Ｖv,Ｖw を出力し、変換器3a,3b,3cの３相
の出力電圧を制御する。
成され、トルク電流偏差信号Ｉq 及び磁束電流偏差信号
Ｉd は比例積分回路30及び31によりそれぞれトルク軸電
圧信号Ｖq と磁束軸電圧信号Ｖd に変換され、電圧ベク
トル演算部32はＶq とＶd のベクトル和を演算して電圧
振幅指令Ｖを出力するとともに、磁束位置からの電圧位
相を演算して電圧位相信号θを出力する。加算部33は検
出速度ωr とすべり周波数ωs の和を演算して一次周波
数ω1 を出力し、積分器34は一次周波数ω1 を積分して
磁束位置信号θr を出力する。加算部35は磁束位置信号
θr と電圧位相信号θの和を演算して電圧位相指令信号
θv を出力する。相電圧指令部36,37,38は電圧振幅指令
Ｖと電圧位相指令信号θv に基づいて下記の各相の出力
電圧指令Ｖu,Ｖv,Ｖw を出力し、変換器3a,3b,3cの３相
の出力電圧を制御する。
【０００５】
【数１】 Ｖu ＝Ｖ sinθv Ｖv ＝Ｖ sin（θv −１２０°） Ｖw ＝Ｖ sin（θv −２４０°） 電流位相演算部39は、トルク電流偏差信号Ｉq 及び磁束
電流偏差信号Ｉd から電流位相θ01（＝tan -1Ｉq/Ｉd)
を求め、加算部40で磁束位置信号θr に加えられ、電流
基準位相θ1 （＝θ01＋θr ）が求められる。正負群変
換器切換部41は、電流基準位相θ1 と三相交流電流Ｉ1
u, Ｉ1v, Ｉ1wから各相電圧指令部36,37,38に対する位
相絞り信号とゲートブロック信号を出力する。
電流偏差信号Ｉd から電流位相θ01（＝tan -1Ｉq/Ｉd)
を求め、加算部40で磁束位置信号θr に加えられ、電流
基準位相θ1 （＝θ01＋θr ）が求められる。正負群変
換器切換部41は、電流基準位相θ1 と三相交流電流Ｉ1
u, Ｉ1v, Ｉ1wから各相電圧指令部36,37,38に対する位
相絞り信号とゲートブロック信号を出力する。
【０００６】各変換器3a,3b,3cは、図５(b) に示すよう
に、正側変換器31a と逆側変換器31b が逆並列接続され
て構成され、正負群変換器切換部41の出力信号により、
出力電流が正の方向に流れるときは正側変換器31a が動
作状態とされ、出力電流が負の方向に流れるときは逆側
変換器31b が動作状態とされる。すなわち、正負群変換
器切換部41は、図６に示すように、電流基準位相θ1 を
検出電流Ｉ1 よりｔcだけ進み位相とし、電流基準位相
θ1 の極性が反転した時点で通電状態の変換器の出力電
流をゼロに減衰させる位相絞り信号ＰSa, ＰSbを出力
し、検出電流Ｉ1がゼロになったことを確認した時点で
該変換器に対するゲートブロック信号ＧBa, ＧBbを出力
する。位相絞り信号ＰSa, ＰSbにより、進み位相ｔc の
間に実電流Ｉ1 を確実にゼロに減衰させ、ゲートブロッ
ク信号ＧBa, ＧBbによりゲートブロックを行い、動作状
態の変換器の切換えを行う。これにより、正側変換器31
a と逆側変換器31b の切換え時のデッドタイムを小さく
して、無循環電流方式で正弦波の出力電流波形の歪みを
小さくし、誘導電動機4 のトルクリップルの少ない運転
を行う。
に、正側変換器31a と逆側変換器31b が逆並列接続され
て構成され、正負群変換器切換部41の出力信号により、
出力電流が正の方向に流れるときは正側変換器31a が動
作状態とされ、出力電流が負の方向に流れるときは逆側
変換器31b が動作状態とされる。すなわち、正負群変換
器切換部41は、図６に示すように、電流基準位相θ1 を
検出電流Ｉ1 よりｔcだけ進み位相とし、電流基準位相
θ1 の極性が反転した時点で通電状態の変換器の出力電
流をゼロに減衰させる位相絞り信号ＰSa, ＰSbを出力
し、検出電流Ｉ1がゼロになったことを確認した時点で
該変換器に対するゲートブロック信号ＧBa, ＧBbを出力
する。位相絞り信号ＰSa, ＰSbにより、進み位相ｔc の
間に実電流Ｉ1 を確実にゼロに減衰させ、ゲートブロッ
ク信号ＧBa, ＧBbによりゲートブロックを行い、動作状
態の変換器の切換えを行う。これにより、正側変換器31
a と逆側変換器31b の切換え時のデッドタイムを小さく
して、無循環電流方式で正弦波の出力電流波形の歪みを
小さくし、誘導電動機4 のトルクリップルの少ない運転
を行う。
【０００７】上述した正負群変換器切換部41を含む制御
部は、マイクロコンピュータで機能構成することがで
き、図７は１相分に対する正負群変換器切換部41の処理
手順を示したものである。すなわち、ステップ101 で電
流基準位相θ1 がゼロになったか否かを判別し、ゼロで
ないときは何もせず処理を終了し、ゼロと判断されたと
きステップ102 へ移行させて位相絞り信号を出力させ、
更に、ステップ103 へ移行させて検出電流Ｉ1 がゼロに
なったか否かを判別し、ゼロになるまでステップ102 へ
戻してループを保持し、ゼロになるとステップ104 へ移
行させてゲートブロック信号を出力させ、更にステップ
105 で反対側の変換器に対するゲートブロック信号を解
除して動作状態とする。
部は、マイクロコンピュータで機能構成することがで
き、図７は１相分に対する正負群変換器切換部41の処理
手順を示したものである。すなわち、ステップ101 で電
流基準位相θ1 がゼロになったか否かを判別し、ゼロで
ないときは何もせず処理を終了し、ゼロと判断されたと
きステップ102 へ移行させて位相絞り信号を出力させ、
更に、ステップ103 へ移行させて検出電流Ｉ1 がゼロに
なったか否かを判別し、ゼロになるまでステップ102 へ
戻してループを保持し、ゼロになるとステップ104 へ移
行させてゲートブロック信号を出力させ、更にステップ
105 で反対側の変換器に対するゲートブロック信号を解
除して動作状態とする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
装置では、負荷電流の急変により、電流位相が大きく変
化するとき、三相交流電流Ｉ1u, Ｉ1v, Ｉ1wが全てゼロ
に絞られて実電流のベクトルを見失い、制御不能の状態
に陥り、その結果、過電流を誘発して故障停止する場合
を生じるという問題がある。すなわち、重負荷で運転中
に任意の相の変換器が位相絞り信号を出力し出力電流が
減少中に軽負荷に変化した場合、電流基準位相θ1 の位
相が短時間に遅れ位相側に大きく変化し、他の１相の変
換器に対しても位相絞り信号が出力され、他の１相の出
力電流もゼロ減少した場合、３相の電流和はゼロである
ことから残りの１相の変換器の出力電流も必然的にゼロ
になり、三相交流電流Ｉ1u, Ｉ1v, Ｉ1wの全てがゼロに
なり、上述した問題が生じる。
装置では、負荷電流の急変により、電流位相が大きく変
化するとき、三相交流電流Ｉ1u, Ｉ1v, Ｉ1wが全てゼロ
に絞られて実電流のベクトルを見失い、制御不能の状態
に陥り、その結果、過電流を誘発して故障停止する場合
を生じるという問題がある。すなわち、重負荷で運転中
に任意の相の変換器が位相絞り信号を出力し出力電流が
減少中に軽負荷に変化した場合、電流基準位相θ1 の位
相が短時間に遅れ位相側に大きく変化し、他の１相の変
換器に対しても位相絞り信号が出力され、他の１相の出
力電流もゼロ減少した場合、３相の電流和はゼロである
ことから残りの１相の変換器の出力電流も必然的にゼロ
になり、三相交流電流Ｉ1u, Ｉ1v, Ｉ1wの全てがゼロに
なり、上述した問題が生じる。
【０００９】本発明は、上述した問題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、負荷の急変
が生じた場合でも電流基準位相θ1 の急変を抑え、これ
によって実電流のベクトルを見失うことなく安定した制
御を行うことのできる電力変換装置を提供することにあ
る。
なされたもので、その目的とするところは、負荷の急変
が生じた場合でも電流基準位相θ1 の急変を抑え、これ
によって実電流のベクトルを見失うことなく安定した制
御を行うことのできる電力変換装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の電力変換装置
は、正方向電流を供給する正側変換器と逆方向電流を供
給する負側変換器が逆並列に接続され、交流電源の電力
を制御された交流電力に変換して交流電動機を駆動する
無循環電流方式の変換器と、電流基準位相と前記変換器
の出力電流検出値に基づいて前記正側変換器と負側変換
器の位相絞り及びゲートブロックの制御を行い、正側変
換器及び負側変換器のいずれか一方を動作状態にする正
負変換器切換部と、前記電流基準位相の値がゼロを含む
所定の範囲内のとき、電流基準位相の変化率を所定の変
化率に制限する変化率制限手段を備える。
は、正方向電流を供給する正側変換器と逆方向電流を供
給する負側変換器が逆並列に接続され、交流電源の電力
を制御された交流電力に変換して交流電動機を駆動する
無循環電流方式の変換器と、電流基準位相と前記変換器
の出力電流検出値に基づいて前記正側変換器と負側変換
器の位相絞り及びゲートブロックの制御を行い、正側変
換器及び負側変換器のいずれか一方を動作状態にする正
負変換器切換部と、前記電流基準位相の値がゼロを含む
所定の範囲内のとき、電流基準位相の変化率を所定の変
化率に制限する変化率制限手段を備える。
【００１１】また、前記変換器から交流電動機に供給さ
れる交流電流のトルク成分電流と磁束成分電流をトルク
電流基準と磁束電流基準に基づいて制御するベクトル制
御部を備え、前記変化率制限手段は、前記トルク電流基
準が急速に変化して極性が反転するとき、ゼロを含む所
定の範囲内において、所定の変化率に制限した補正トル
ク電流基準を出力するトルク電流基準変化率制限手段で
構成する。また、前記変換器は、各相毎に正側変換器と
負側変換器を持つサイクロコンバータで構成する。
れる交流電流のトルク成分電流と磁束成分電流をトルク
電流基準と磁束電流基準に基づいて制御するベクトル制
御部を備え、前記変化率制限手段は、前記トルク電流基
準が急速に変化して極性が反転するとき、ゼロを含む所
定の範囲内において、所定の変化率に制限した補正トル
ク電流基準を出力するトルク電流基準変化率制限手段で
構成する。また、前記変換器は、各相毎に正側変換器と
負側変換器を持つサイクロコンバータで構成する。
【００１２】
【作用】上記構成において、無循環電流方式の変換器
は、正負変換器切換部により、電流基準位相に基づいて
動作状態の正側変換器或いは負側変換器の位相絞りが行
われ、該変換器の出力電流検出値に基づいて位相絞りを
行った正側変換器或いは負側変換器のゲートブロックが
行われるとともに停止状態の正側変換器或いは負側変換
器のゲートブロックを解除して動作状態とし、電流基準
位相に基づいて制御された交流電流を出力して交流電動
機を駆動する。また、電流基準位相の値がゼロを含む所
定の範囲内のとき、変化率制限手段は電流基準位相の変
化率を所定の変化率に制限する。これにより、負荷が急
変したときでも電流基準位相の値がゼロ付近で急速に変
化せず、正側変換器と負側変換器の切換えを安定して行
うことができる。
は、正負変換器切換部により、電流基準位相に基づいて
動作状態の正側変換器或いは負側変換器の位相絞りが行
われ、該変換器の出力電流検出値に基づいて位相絞りを
行った正側変換器或いは負側変換器のゲートブロックが
行われるとともに停止状態の正側変換器或いは負側変換
器のゲートブロックを解除して動作状態とし、電流基準
位相に基づいて制御された交流電流を出力して交流電動
機を駆動する。また、電流基準位相の値がゼロを含む所
定の範囲内のとき、変化率制限手段は電流基準位相の変
化率を所定の変化率に制限する。これにより、負荷が急
変したときでも電流基準位相の値がゼロ付近で急速に変
化せず、正側変換器と負側変換器の切換えを安定して行
うことができる。
【００１３】また、ベクトル制御部は、補正トルク電流
基準と磁束電流基準に基づいて前記変換器から交流電動
機に供給される交流電流のトルク成分電流と磁束成分電
流を制御し、前記トルク電流基準が急速に変化して極性
が反転するとき、トルク電流基準変化率制限手段からゼ
ロを含む所定の範囲内において、所定の変化率に制限さ
れた補正トルク電流基準が出力される。これにより、負
荷が急変したときでも電流基準位相の急変を抑え、電流
ベクトルを見失うことなく、正側変換器と負側変換器の
切換えを安定して行うことができる。また、サイクロコ
ンバータの各相毎の正側変換器と負側変換器は上述と同
様に制御され、安定した切換え制御が行われる。
基準と磁束電流基準に基づいて前記変換器から交流電動
機に供給される交流電流のトルク成分電流と磁束成分電
流を制御し、前記トルク電流基準が急速に変化して極性
が反転するとき、トルク電流基準変化率制限手段からゼ
ロを含む所定の範囲内において、所定の変化率に制限さ
れた補正トルク電流基準が出力される。これにより、負
荷が急変したときでも電流基準位相の急変を抑え、電流
ベクトルを見失うことなく、正側変換器と負側変換器の
切換えを安定して行うことができる。また、サイクロコ
ンバータの各相毎の正側変換器と負側変換器は上述と同
様に制御され、安定した切換え制御が行われる。
【００１４】
【実施例】本発明の電力変換装置の実施例を図１に示
す。図１において、トルク電流制限部13とベクトル演算
部17の間に設けた変化率制限部42は、トルク電流基準Ｉ
q *が急速に変化して極性が反転するとき、ゼロを含む
所定の範囲において緩やかな変化率に制限した補正トル
ク電流基準Ｉqc* を出力する機能を有するもので、この
補正トルク電流基準Ｉqc* がベクトル演算部17に入力さ
れる。その他は従来（図４）と同じもので構成する。
す。図１において、トルク電流制限部13とベクトル演算
部17の間に設けた変化率制限部42は、トルク電流基準Ｉ
q *が急速に変化して極性が反転するとき、ゼロを含む
所定の範囲において緩やかな変化率に制限した補正トル
ク電流基準Ｉqc* を出力する機能を有するもので、この
補正トルク電流基準Ｉqc* がベクトル演算部17に入力さ
れる。その他は従来（図４）と同じもので構成する。
【００１５】上記構成において、通常の運転状態ではト
ルク電流基準Ｉq * はゼロを含む所定の範囲外になるの
で変化率制限部42で変化率の制限を受けず、補正トルク
電流基準Ｉqc* はＩq * と同じ値となり、従来と同様に
運転される。
ルク電流基準Ｉq * はゼロを含む所定の範囲外になるの
で変化率制限部42で変化率の制限を受けず、補正トルク
電流基準Ｉqc* はＩq * と同じ値となり、従来と同様に
運転される。
【００１６】ここで、時刻ｔ1 において、重負荷の運転
状態から軽負荷の運転状態に変化して速度がオーバーシ
ュートした場合、速度制御部12から出力されるトルク電
流基準Ｉq * は、図２に示すように-TRQ1 から+TRQ1 ま
で急速に変化して極性が反転し、負荷側の慣性エネルギ
ーが回生され、速度がバランスした時点ｔ5 で急速に元
の極性の軽負荷に応じた値-TRQ2 に戻る。この場合、変
化率制限部42は、図２に示すような補正トルク電流基準
Ｉqc* を出力する。すなわち、補正トルク電流基準Ｉqc
* は時刻ｔ1 で-TRQ1 から-LEVまで速い変化率RATE2 で
変化し、時刻ｔ2 で-LEVに達すると緩やかな変化率RATE
1 で変化して時刻ｔ3 で極性が反転し、+LEVに達するま
で緩やかな変化率RATE1 を保って増加する。時刻ｔ4 で
+LEVに達すると速い変化率RATE2 で+TRQ1 まで増加す
る。また、時刻ｔ5 から+LEVに達する時刻ｔ6 まで速い
変化率RATE2 で減少し、ゼロを含む所定の範囲-LEV〜+L
EVでは緩やかな変化率RATE1 で変化して時刻ｔ8 で-LEV
以下になると速い変化率RATE2 で変化して、-TRQ2 で一
定となる。ベクトル演算部17はこの補正トルク電流基準
Ｉqc* をトルク電流基準として演算するので、負荷が急
変したときでもトルク電流偏差信号Ｉq がゼロ付近にお
いて急変せず、電流基準位相θ1 もゼロ付近で急変しな
い。これにより三相交流電流Ｉ1u, Ｉ1v, Ｉ1wの全てが
ゼロになることがなくなり、正負群変換器切換部41は実
電流のベクトルを見失うことなく、出力電流の極性に応
じた正しい正負群変換器の切換えを行うことが可能とな
る。
状態から軽負荷の運転状態に変化して速度がオーバーシ
ュートした場合、速度制御部12から出力されるトルク電
流基準Ｉq * は、図２に示すように-TRQ1 から+TRQ1 ま
で急速に変化して極性が反転し、負荷側の慣性エネルギ
ーが回生され、速度がバランスした時点ｔ5 で急速に元
の極性の軽負荷に応じた値-TRQ2 に戻る。この場合、変
化率制限部42は、図２に示すような補正トルク電流基準
Ｉqc* を出力する。すなわち、補正トルク電流基準Ｉqc
* は時刻ｔ1 で-TRQ1 から-LEVまで速い変化率RATE2 で
変化し、時刻ｔ2 で-LEVに達すると緩やかな変化率RATE
1 で変化して時刻ｔ3 で極性が反転し、+LEVに達するま
で緩やかな変化率RATE1 を保って増加する。時刻ｔ4 で
+LEVに達すると速い変化率RATE2 で+TRQ1 まで増加す
る。また、時刻ｔ5 から+LEVに達する時刻ｔ6 まで速い
変化率RATE2 で減少し、ゼロを含む所定の範囲-LEV〜+L
EVでは緩やかな変化率RATE1 で変化して時刻ｔ8 で-LEV
以下になると速い変化率RATE2 で変化して、-TRQ2 で一
定となる。ベクトル演算部17はこの補正トルク電流基準
Ｉqc* をトルク電流基準として演算するので、負荷が急
変したときでもトルク電流偏差信号Ｉq がゼロ付近にお
いて急変せず、電流基準位相θ1 もゼロ付近で急変しな
い。これにより三相交流電流Ｉ1u, Ｉ1v, Ｉ1wの全てが
ゼロになることがなくなり、正負群変換器切換部41は実
電流のベクトルを見失うことなく、出力電流の極性に応
じた正しい正負群変換器の切換えを行うことが可能とな
る。
【００１７】なお、図２において、トルク電流基準Ｉq
* と補正トルク電流基準Ｉqc* の極性は、力行運転で
負、回生運転で正となる例で示している。図３は、マイ
クロコンピュータを用いて変化率制限部42の機能を実現
する場合の処理手順の例を示したフローチャートであ
る。すなわち、プログラムがスタートすると、先ず、ス
テップ200 でトルク電流基準Ｉq * を読み込み変数TRI
に格納し、ステップ201 で前回決定した補正トルク電流
基準Ｉqc* を判定値-LEV及び+LEVと比較する。その結
果、判定値の範囲内(-LEV 〜+LEV) であれば、ステップ
202 へ移行させ、Ｉqc* ＜-LEVであればステップ203 に
移行させ、Ｉqc* ＞+LEVであればステップ206 に移行さ
せる。ステップ202 では変数Ｒに緩やかな変化率RATE1
を設定しステップ209 へ移行させる。ステップ203 では
変数Ｒに速い変化率RATE2 を設定し、続くステップ204
で変数TRI （最新のトルク電流基準Ｉｑ ＊）と判定値
−ＬＥＶを比較し、TRI ＞-LEVのときはステップ205 へ
移行させ、それ以外のときはステップ209 へ移行させ
る。ステップ205 では変数TRI の値を-LEVに変更してス
テップ209 へ移行する。また、ステップ206 では変数Ｒ
に速い変化率RATE2 を設定し、続くステップ207 で変数
TRI （最新のトルク電流基準Ｉq * ）と判定値+LEVを比
較し、TRI ＜+LEVのときはステップ208 へ移行させ、そ
れ以外のときはステップ209 へ移行させる。ステップ20
8 では変数TRI の値を+LEVに変更してステップ209 へ移
行させる。ステップ209 では変数TRI と補正トルク電流
基準Ｉqc* の差分（TRI −Ｉqc* ）を演算し変数DEF に
格納する。続くステップ210 で変数DEF とＲを比較し、
DEF ＜−Ｒのときステップ211 へ移行させ、−Ｒ≦DEF
≦Ｒのときステップ212 へ移行させ、DEF ＞Ｒのときス
テップ213 へ移行させる。ステップ211 では変数Ｒを−
Ｒに変更してステップ213 へ移行させる。ステップ212
では変数ＲをDEF に変更してステップ213 へ移行させ
る。ステップ213 では補正トルク電流基準Ｉqc* に変数
Ｒを加算し、これを新たな補正トルク電流基準Ｉqc* と
し一連の処理を終了する。
* と補正トルク電流基準Ｉqc* の極性は、力行運転で
負、回生運転で正となる例で示している。図３は、マイ
クロコンピュータを用いて変化率制限部42の機能を実現
する場合の処理手順の例を示したフローチャートであ
る。すなわち、プログラムがスタートすると、先ず、ス
テップ200 でトルク電流基準Ｉq * を読み込み変数TRI
に格納し、ステップ201 で前回決定した補正トルク電流
基準Ｉqc* を判定値-LEV及び+LEVと比較する。その結
果、判定値の範囲内(-LEV 〜+LEV) であれば、ステップ
202 へ移行させ、Ｉqc* ＜-LEVであればステップ203 に
移行させ、Ｉqc* ＞+LEVであればステップ206 に移行さ
せる。ステップ202 では変数Ｒに緩やかな変化率RATE1
を設定しステップ209 へ移行させる。ステップ203 では
変数Ｒに速い変化率RATE2 を設定し、続くステップ204
で変数TRI （最新のトルク電流基準Ｉｑ ＊）と判定値
−ＬＥＶを比較し、TRI ＞-LEVのときはステップ205 へ
移行させ、それ以外のときはステップ209 へ移行させ
る。ステップ205 では変数TRI の値を-LEVに変更してス
テップ209 へ移行する。また、ステップ206 では変数Ｒ
に速い変化率RATE2 を設定し、続くステップ207 で変数
TRI （最新のトルク電流基準Ｉq * ）と判定値+LEVを比
較し、TRI ＜+LEVのときはステップ208 へ移行させ、そ
れ以外のときはステップ209 へ移行させる。ステップ20
8 では変数TRI の値を+LEVに変更してステップ209 へ移
行させる。ステップ209 では変数TRI と補正トルク電流
基準Ｉqc* の差分（TRI −Ｉqc* ）を演算し変数DEF に
格納する。続くステップ210 で変数DEF とＲを比較し、
DEF ＜−Ｒのときステップ211 へ移行させ、−Ｒ≦DEF
≦Ｒのときステップ212 へ移行させ、DEF ＞Ｒのときス
テップ213 へ移行させる。ステップ211 では変数Ｒを−
Ｒに変更してステップ213 へ移行させる。ステップ212
では変数ＲをDEF に変更してステップ213 へ移行させ
る。ステップ213 では補正トルク電流基準Ｉqc* に変数
Ｒを加算し、これを新たな補正トルク電流基準Ｉqc* と
し一連の処理を終了する。
【００１８】このように、ステップ200 〜208 の処理に
より、変数ＲとTRI の値を決定し、ステップ209 〜213
で補正トルク電流基準Ｉqc* の変化率制限の演算を行
う。この一連の処理を高速に繰り返して行うことで、負
荷が急変した時であっても、図２に示すように補正トル
ク電流基準Ｉqc* を変化させることができ、実電流のベ
クトルを見失うことなく、出力電流の極性に応じた正し
い正負群変換器の切換えを行うことが可能となる。
より、変数ＲとTRI の値を決定し、ステップ209 〜213
で補正トルク電流基準Ｉqc* の変化率制限の演算を行
う。この一連の処理を高速に繰り返して行うことで、負
荷が急変した時であっても、図２に示すように補正トル
ク電流基準Ｉqc* を変化させることができ、実電流のベ
クトルを見失うことなく、出力電流の極性に応じた正し
い正負群変換器の切換えを行うことが可能となる。
【００１９】上記実施例では、トルク電流制限部13とベ
クトル演算部17の間に変化率制限部42を設けて、トルク
電流基準Ｉq * の変化率を補正制御する場合について説
明したが、ベクトル演算部17の内部の加算器40と正負群
変換器切換部41の間に設けて、電流基準位相θ1 の変化
率を制限するようにしても同様の効果が得られる。この
場合、電流基準位相θ1 は変換器の出力周波数に応じた
周期で半サイクル毎にゼロ付近を通過するのでゼロ付近
における電流基準位相θ1 の判定値と変化率は、正弦波
出力電流の波形歪みに悪影響を及ぼさないように決定す
る。
クトル演算部17の間に変化率制限部42を設けて、トルク
電流基準Ｉq * の変化率を補正制御する場合について説
明したが、ベクトル演算部17の内部の加算器40と正負群
変換器切換部41の間に設けて、電流基準位相θ1 の変化
率を制限するようにしても同様の効果が得られる。この
場合、電流基準位相θ1 は変換器の出力周波数に応じた
周期で半サイクル毎にゼロ付近を通過するのでゼロ付近
における電流基準位相θ1 の判定値と変化率は、正弦波
出力電流の波形歪みに悪影響を及ぼさないように決定す
る。
【００２０】
【発明の効果】本発明の電力変換装置によれば、負荷の
急変時でも短時間に三相交流電流の全てがゼロに減少す
ることがなくなり、実電流のベクトルを見失うことな
く、正側変換器と負側変換器の切換え時間を十分にとる
ことができ、出力電流の極性に応じた切り換え制御を確
実に行うことができる。
急変時でも短時間に三相交流電流の全てがゼロに減少す
ることがなくなり、実電流のベクトルを見失うことな
く、正側変換器と負側変換器の切換え時間を十分にとる
ことができ、出力電流の極性に応じた切り換え制御を確
実に行うことができる。
【図１】本発明の電力変換装置の実施例の構成図。
【図２】上記実施例の作用を説明するための特性図。
【図３】上記実施例の処理手順を説明するためのフロー
チャート。
チャート。
【図４】従来の電力変換装置の構成図。
【図５】上記従来装置の細部を示す図で、(a) は電圧指
令部22の詳細図、(b) は変換器3a,3b,3cの詳細図。
令部22の詳細図、(b) は変換器3a,3b,3cの詳細図。
【図６】上記従来装置の動作を説明するためのタイムチ
ャート。
ャート。
【図７】上記従来装置の正負群変換器切換部41をマイク
ロコンピュータで実施するときの処理手順を説明するた
めのフローチャート。
ロコンピュータで実施するときの処理手順を説明するた
めのフローチャート。
1…交流電源 2…変圧器 2a,2b,2c …二次巻線 3a,3b,3c …変
換器 4…誘導電動機 5a,5b,5c …電
流検出部 6…速度検出部 10…速度設定部 12…速度制御部 13…トルク電流制限部 14…制限トルク
設定部 15…磁束弱め制御部 16…磁束電流演
算部 17…ベクトル演算部 19…三相二相変
換部 20,21 …演算部 22…電圧指令部 30,31 …比例積分回路 32…電圧ベクト
ル演算部 33,35,40…加算部 34…積分器 36,37,38…電圧指令部 39…電流位相演
算部 41…正負群変換器切換部 42…変化率制限
部
換器 4…誘導電動機 5a,5b,5c …電
流検出部 6…速度検出部 10…速度設定部 12…速度制御部 13…トルク電流制限部 14…制限トルク
設定部 15…磁束弱め制御部 16…磁束電流演
算部 17…ベクトル演算部 19…三相二相変
換部 20,21 …演算部 22…電圧指令部 30,31 …比例積分回路 32…電圧ベクト
ル演算部 33,35,40…加算部 34…積分器 36,37,38…電圧指令部 39…電流位相演
算部 41…正負群変換器切換部 42…変化率制限
部
Claims (3)
- 【請求項１】正方向電流を供給する正側変換器と逆方向
電流を供給する負側変換器が逆並列に接続され、交流電
源の電力を制御された交流電力に変換して交流電動機を
駆動する無循環電流方式の変換器と、電流基準位相と前
記変換器の出力電流検出値に基づいて前記正側変換器と
負側変換器の位相絞り及びゲートブロックの制御を行
い、正側変換器及び負側変換器のいずれか一方を動作状
態にする正負変換器切換部と、前記電流基準位相の値が
ゼロを含む所定の範囲内のとき、電流基準位相の変化率
を所定の変化率に制限する変化率制限手段を備え、負荷
が急変したときでも正側変換器と負側変換器の切換えを
安定して行うことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の電力変換装置において、
前記変換器から交流電動機に供給される交流電流のトル
ク成分電流と磁束成分電流をトルク電流基準と磁束電流
基準に基づいて制御するベクトル制御部を備え、前記変
化率制限手段は、前記トルク電流基準が急速に変化して
極性が反転するとき、ゼロを含む所定の範囲内におい
て、所定の変化率に制限した補正トルク電流基準を出力
するトルク電流基準変化率制限手段で構成し、負荷が急
変したときでも電流基準位相の急変を抑え、電流ベクト
ルを見失うことなく、正側変換器と負側変換器の切換え
を安定して行うことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の電力変換装
置において、前記変換器は、各相毎に正側変換器と負側
変換器を持つサイクロコンバータで構成することを特徴
とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7182346A JPH0937549A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7182346A JPH0937549A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0937549A true JPH0937549A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16116709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7182346A Pending JPH0937549A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0937549A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008099357A (ja) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスｄｃモータの制御装置及び換気送風機 |
| EP2403132A3 (en) * | 2010-05-26 | 2018-03-28 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Method and apparatus for controlling motor torque |
-
1995
- 1995-07-19 JP JP7182346A patent/JPH0937549A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008099357A (ja) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスｄｃモータの制御装置及び換気送風機 |
| EP2403132A3 (en) * | 2010-05-26 | 2018-03-28 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Method and apparatus for controlling motor torque |
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