JPH1094262A - Voltage-type self-excited converter - Google Patents

Voltage-type self-excited converter

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JPH1094262A
JPH1094262A JP8240801A JP24080196A JPH1094262A JP H1094262 A JPH1094262 A JP H1094262A JP 8240801 A JP8240801 A JP 8240801A JP 24080196 A JP24080196 A JP 24080196A JP H1094262 A JPH1094262 A JP H1094262A
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Japan
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voltage
converter
triangular wave
current control
output
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Application number
JP8240801A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihisa Iijima
島 由紀久 飯
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a converter that does not contain higher harmonic components other than integral multiples of the voltage fundamental frequency of an alternatingcurrent system. SOLUTION: When a voltage source 3 is connected between the direct current terminals on a voltage-type self-excited converter 4 and its alternating current terminals are connected with an alternating-current system 1 through an impedance element 2, a digital current control means 14A calculates an output current command to the converter 4 with specified timing based on the deviation between a detected value of the output current of the converter 4 and a preset value. Further, a pulse pattern determining means 17 compares the current command from the digital current controlling means 14A and a triangular wave from a triangular wave generating means, and determines an on/off pattern of a self-extinguishing switching element. At this time the digital current controlling means 14A calculates the output current command to the converter 4 with timing synchronized with the triangular-wave signals from the triangular wave generating means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直流を交流に変換
するインバータや、無効電力を補償する無効電力補償装
置、交流受電電流の高調波を抑制するアクティブ・フィ
ルタ等として使用される、電圧型自励式変換装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage-type inverter used as an inverter for converting direct current to alternating current, a reactive power compensator for compensating for reactive power, an active filter for suppressing harmonics of alternating current, and the like. The present invention relates to a self-excited converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は電圧型自励式変換器の構成を示す
回路図である。同図において、電圧型自励式変換器(以
下、単に変換器と言う)4は自己消弧型スイッチング素
子、例えば、ゲート・ターン・オフ・サイリスタ4A〜
4Fを3相ブリッジ接続した回路で構成されている。そ
して、交流系統1が、インピーダンス素子2を介して、
変換器4の交流端子に接続され、この変換器4の直流端
子間に直流電源又はコンデンサでなる電圧源3が接続さ
れている。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage type self-excited converter. In the figure, a voltage type self-excited converter (hereinafter simply referred to as a converter) 4 is a self-extinguishing type switching element, for example, a gate turn-off thyristor 4A to 4A to 4C.
It is composed of a circuit in which 4F is connected in a three-phase bridge. Then, the AC system 1 is connected via the impedance element 2
The converter 4 is connected to an AC terminal, and a DC power supply or a voltage source 3 composed of a capacitor is connected between the DC terminals of the converter 4.

【0003】図10は変換器4の制御装置を含めた変換
装置全体の構成を示すブロック図である。ここで、交流
系統の電流が電流検出器10で検出され、電圧が電圧検
出器11で検出される。これらの検出値は電力検出器1
2に加えられる。電力検出器12は電流、電圧の各検出
値に基づいて、有効電力及び無効電力の状態量をそれぞ
れ演算する演算器である。電力制御回路13は電力検出
器12で演算された状態量と、変換器4が制御する状態
量の基準である指令値とを比較し、その差を零にする3
相の電流指令値を演算してディジタル電流制御回路14
に加える。ディジタル電流制御回路14は、電力制御回
路13で演算された電流指令値と電流検出器10で検出
された交流系統電流とを比較し、その差を零にする出力
電圧指令をクロスポイント検出器16に加える。また、
交流系統の位相で見て、0度の位置と360度の位置が
それぞれゼロクロス点となる三角波発生器15の出力電
圧がクロスポイント検出器16に加えられる。クロスポ
イント検出器16はこれに加えられた3相の出力電圧指
令と三角波電圧との交点を検出する。パルスパターン決
定回路17はこの交点の検出信号に基づいて自己消弧型
スイッチング素子4A〜4Fをオン、オフするゲートパ
ルスを出力して変換器4に加える。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the entire conversion device including the control device of the converter 4. Here, the current of the AC system is detected by the current detector 10 and the voltage is detected by the voltage detector 11. These detected values are stored in the power detector 1
Added to 2. The power detector 12 is a calculator that calculates the state quantities of the active power and the reactive power based on the detected values of the current and the voltage, respectively. The power control circuit 13 compares the state quantity calculated by the power detector 12 with a command value which is a reference of the state quantity controlled by the converter 4, and makes the difference zero.
Calculates the current command value of the phase and calculates the digital current control circuit 14
Add to The digital current control circuit 14 compares the current command value calculated by the power control circuit 13 with the AC system current detected by the current detector 10, and outputs an output voltage command to make the difference zero to the cross point detector 16. Add to Also,
When viewed from the phase of the AC system, the output voltage of the triangular wave generator 15 in which the 0-degree position and the 360-degree position are each a zero cross point is applied to the cross point detector 16. The cross point detector 16 detects an intersection between the three-phase output voltage command and the triangular wave voltage. The pulse pattern determination circuit 17 outputs a gate pulse for turning on and off the self-extinguishing type switching elements 4A to 4F based on the detection signal at the intersection and applies the gate pulse to the converter 4.

【0004】図11はディジタル電流制御回路14の制
御演算の演算実行タイミングを示す。図中、20は交流
系統1の1相分の電圧波形で、21は三角波発生器15
から出力される三角波電圧波形である。ここでは、一例
として、交流系統1の3倍の周波数を持った三角波電圧
を出力する場合を示している。22はディジタル電流制
御回路14の演算実行タイミングである。この場合、デ
ィジタル電流制御回路14はCPU(中央演算装置)等
のディジタル演算装置を用いて構成されるディジタル演
算回路である。このディジタル電流制御回路14は演算
実行タイミング22の間隔で変換器4の出力電流の指令
値の演算を実行する。図12はディジタル電流制御回路
14の詳細な構成及びその動作を説明する説明図であ
る。ここでは、先ず、ディジタル電流制御回路14は
(a)に示すように、所定の周波数のパルスを発生する
パルス発生器30と、このパルスを計数して一定間隔の
パルスを出力するパルスカウンタ31とで構成されてい
る。そして、パルス発生器30が(b)に示すパルス3
2を出力すると、パルスカウンタ31がこれを計数して
(c)に示す演算実行タイミングパルス33を出力す
る。そこで、(d)に斜線で示す期間が電流指令の実行
時間34となる。図13にディジタル電流制御回路14
が出力する変換器4の1相分の電圧指令23を、交流系
統20及び三角波形21と併せて示している。
FIG. 11 shows the operation execution timing of the control operation of the digital current control circuit 14. In the figure, reference numeral 20 denotes a voltage waveform for one phase of the AC system 1 and reference numeral 21 denotes a triangular wave generator 15.
6 is a triangular-wave voltage waveform output from. Here, as an example, a case is shown in which a triangular wave voltage having a frequency three times that of the AC system 1 is output. Reference numeral 22 denotes the operation execution timing of the digital current control circuit 14. In this case, the digital current control circuit 14 is a digital operation circuit configured using a digital operation device such as a CPU (Central Processing Unit). The digital current control circuit 14 calculates the command value of the output current of the converter 4 at intervals of the calculation execution timing 22. FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating the detailed configuration and operation of the digital current control circuit 14. Here, first, as shown in (a), the digital current control circuit 14 includes a pulse generator 30 for generating a pulse of a predetermined frequency, and a pulse counter 31 for counting the pulses and outputting pulses at regular intervals. It is composed of Then, the pulse generator 30 outputs the pulse 3 shown in FIG.
When 2 is output, the pulse counter 31 counts this and outputs an operation execution timing pulse 33 shown in (c). Therefore, the period indicated by the diagonal lines in (d) is the execution time 34 of the current command. FIG. 13 shows the digital current control circuit 14.
1 shows a voltage command 23 for one phase of the converter 4 output together with the AC system 20 and the triangular waveform 21.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したディジタル演
算装置を用いたディジタル電流制御回路14は、パルス
カウンタ31で設定した一定の時間間隔で、制御演算を
実行していたので、以下に述べる不都合があった。
The digital current control circuit 14 using the above-described digital arithmetic unit executes the control operation at a fixed time interval set by the pulse counter 31, so that the following inconveniences occur. there were.

【0006】図9に示す変換器4の交流出力電圧波形
は、直流電圧をピーク値とする矩形波である。従って、
その交流出力電圧には交流系統1の基本周波数に対して
多くの高調波成分を含んでいる。発生する高調波成分の
次数と大きさは、変換器4のスイング素子の並列接続数
や三角波発生器15から出力される三角波周波数、すな
わち、交流系統1の電圧の1周期に含まれける三角波の
数により理論的に算出される。また、交流系統1の電圧
の高調波成分と同様に交流系統1の系統電流にも高調波
成分が含まれる。さらに、三角波の数は交流系統1の電
圧基本周波数に対して奇数倍の数(周波数)になってい
る。
The AC output voltage waveform of the converter 4 shown in FIG. 9 is a rectangular wave having a DC voltage as a peak value. Therefore,
The AC output voltage contains many harmonic components with respect to the fundamental frequency of the AC system 1. The order and magnitude of the generated harmonic component are determined by the number of parallel connected swing elements of the converter 4 and the triangular wave frequency output from the triangular wave generator 15, that is, the triangular wave included in one cycle of the voltage of the AC system 1. Calculated theoretically by number. Further, similarly to the harmonic component of the voltage of the AC system 1, the system current of the AC system 1 also includes a harmonic component. Furthermore, the number of triangular waves is an odd multiple (frequency) of the voltage fundamental frequency of the AC system 1.

【0007】ディジタル電流制御回路14にディジタル
演算装置を用いた場合は、ディジタル電流制御回路14
の演算実行タイミング22と同様の時間間隔(一定の周
波数)で電流検出器10等から状態量の読み込みや、電
力制御回路13からの指令値の読み込みを行って、制御
演算を実行する。そのため、交流系統1に含まれる交流
電圧高調波成分、もしくは、交流系統1に含まれる交流
電流高調波成分とディジタル電流制御回路14の演算実
行タイミングの周波数とが干渉し、高調波成分の大きさ
を増大させる現象を生じる。高調波が増大すると、交流
系統1に障害を生じたり、変換器4の制御の安定性に悪
影響を与える不具合があった。
When a digital arithmetic unit is used for the digital current control circuit 14, the digital current control circuit 14
At the same time interval (constant frequency) as the calculation execution timing 22, a state quantity is read from the current detector 10 and the like, and a command value is read from the power control circuit 13 to execute the control calculation. Therefore, the AC voltage harmonic component included in the AC system 1 or the AC current harmonic component included in the AC system 1 interferes with the frequency of the arithmetic execution timing of the digital current control circuit 14, and the magnitude of the harmonic component Occurs. When the harmonics increase, there is a problem that the AC system 1 is damaged or the control stability of the converter 4 is adversely affected.

【0008】三角波発生器15から発生する三角波の周
波数と交流系統1の基本周波数から求められる高調波成
分は次の(1)式で示される。 fb =n・fc ±k・fs …(1) ただし、 fb :高調波成分 fc :三角波周波数 fs :交流系統基本波周波数 n=1,3,5,・・・のときk=0,2,4,・・・ n=2,4,6,・・・のときk=1,3,5,・・・ である。
The harmonic component obtained from the frequency of the triangular wave generated from the triangular wave generator 15 and the fundamental frequency of the AC system 1 is expressed by the following equation (1). f b = n · f c ± k · f s ... (1) However, f b: the harmonic component f c: triangular wave frequency f s: AC system fundamental frequency n = 1,3,5, when the ... When k = 0, 2, 4,..., n = 1, 3, 5,.

【0009】(1)式で発生する高調波成分とディジタ
ル電流制御回路14の演算実行タイミング22の周波数
が干渉して生じる高調波成分は次の(2)式で表され
る。 fh =fb −fa …(2) ただし、 fh :干渉による高調波成分 fa :電流制御演算実行タイミング周波数 である。
The harmonic component generated by the equation (1) and the frequency component of the operation execution timing 22 of the digital current control circuit 14 that interfere with each other are expressed by the following equation (2). f h = f b −f a (2) where f h is a harmonic component due to interference f a is a current control calculation execution timing frequency.

【0010】(1)式の高調波成分は、三角波発生器1
5で発生する三角波周波数により発生する理論高調波で
あり、この(1)式は周知の計算式である。(1)式の
関係によって発生する高調波成分に、(2)式で求めら
れる高調波成分が重畳し高調波成分を増大させ、交流系
統1に損害を生じたり、制御の安定性に悪影響を与えた
りする。これらの不具合の例を以下に示す。
The harmonic component of the equation (1) is calculated by the triangular wave generator 1
5 is a theoretical harmonic generated by the triangular wave frequency generated, and this equation (1) is a well-known calculation equation. The harmonic component calculated by the equation (2) is superimposed on the harmonic component generated by the relation of the equation (1) to increase the harmonic component, causing damage to the AC system 1 or adversely affecting the control stability. Or give. Examples of these problems are shown below.

【0011】不具合例(a) 交流系統1の基本周波数=50Hz(一次) 三角波発生器15で発生する三角波周波数=150Hz
(三次) ディジタル電流制御回路14の演算実行タイミング22
の周波数=210Hz(4.2次) n=2 k=1 の条件で発生する高調波は次の(3)式で計算される。 fb =2×150+1×50=350Hz(7次) …(3) (3)式で求められる高調波成分と演算実行タイミング
22の干渉による高調波成分は、次の(4)式に示され
る値になる。 fh =650Hz−210Hz=140Hz(2.8次) …(4) すなわち、交流系統1の電圧基本周波数に対して整数倍
以下の高調波成分(2.8次)が発生し、交流系統1に
悪影響を与える。
Problem example (a) Basic frequency of AC system 1 = 50 Hz (primary) Triangular wave frequency generated by triangular wave generator 15 = 150 Hz
(Tertiary) Calculation execution timing 22 of the digital current control circuit 14
Frequency = 210 Hz (4.2 order) n = 2 The harmonic generated under the condition of k = 1 is calculated by the following equation (3). f b = 2 × 150 + 1 × 50 = 350 Hz (7th order) (3) The harmonic component obtained by the equation (3) and the harmonic component due to the interference at the operation execution timing 22 are shown in the following equation (4). Value. f h = 650 Hz−210 Hz = 140 Hz (2.8 order) (4) That is, a harmonic component (2.8 order) that is an integral multiple or less of the voltage fundamental frequency of the AC system 1 is generated, and the AC system 1 Adversely affect

【0012】不具合例(b)(3)式の条件でディジタ
ル電流制御回路14の演算実行タイミング22を450
Hzとした場合に干渉によって生じる高調波成分は、次
の(5)式に示すように、 fh =450Hz−350Hz=100Hz(2次) …(5) 偶数次となり、交流系統に悪影響を及ぼす。
Inconvenience example (b) The operation execution timing 22 of the digital current control circuit 14 is changed to 450 under the condition of the equation (3).
When the frequency is set to Hz, the harmonic component caused by the interference becomes f h = 450 Hz−350 Hz = 100 Hz (second order) (5) as shown in the following equation (5), and has an even order, which adversely affects the AC system. .

【0013】また、上記の不具合に加えて、図9に示す
三角波発生器15から出力される三角波形21の位相
と、ディジタル電流制御回路14から出力される変換器
4の出力電圧指令23とに位相差を生じた場合、変換器
4が出力する交流電圧波形はパルスパターン決定回路1
7で電圧の正負が非対称になり高調波成分がさらに増大
する。
In addition to the above-mentioned problems, the phase of the triangular waveform 21 output from the triangular wave generator 15 shown in FIG. 9 and the output voltage command 23 of the converter 4 output from the digital current control circuit 14 When a phase difference occurs, the AC voltage waveform output from the converter 4 is
At 7, the polarity of the voltage becomes asymmetric, and the harmonic component further increases.

【0014】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、第1の目的は、交流系統の電圧基本周波数
の整数倍以外の高調波成分を含むことのない電圧型自励
式変換装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to provide a voltage-type self-excited converter which does not include a harmonic component other than an integral multiple of a voltage fundamental frequency of an AC system. Is to provide.

【0015】本発明の第2の目的は偶数次の高調波成分
を含むことのない電圧型自励式変換装置を提供すること
にある。
A second object of the present invention is to provide a voltage-type self-excited converter that does not include even-order harmonic components.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の電圧型自励式変換装置は、自己消弧型スイッチング素
子をブリッジ接続してなり、直流端子間に電圧源が接続
され、交流端子がインピーダンス素子を介して交流系統
に接続された電圧型自励式変換器と、変換器の出力電力
を検出する電力検出手段と、三角波信号を発生する三角
波発生手段と、所定のタイミングにて、変換器の出力電
力の検出値と予め設定された設定値との偏差に基づいて
変換器の出力電流指令を演算するディジタル電流制御手
段と、ディジタル電流制御手段の電流指令と三角波発生
手段の三角波とを比較して自己消弧型スイッチング素子
のオン、オフパターンを決定するパルスパターン決定手
段とを備えるとき、ディジタル電流制御手段は、三角波
発生手段の三角波信号に同期したタイミングにて、変換
器の出力電流指令を演算するようにしたもので、これに
よって、交流系統の電圧基本周波数の整数倍以外の高調
波成分を含むことがなくなる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a voltage-type self-excited converter having a self-extinguishing type switching element connected in a bridge, a voltage source connected between DC terminals, and an AC source. A voltage-type self-excited converter whose terminal is connected to an AC system via an impedance element, power detection means for detecting the output power of the converter, and a triangular wave generating means for generating a triangular wave signal, at a predetermined timing, A digital current control means for calculating an output current command of the converter based on a deviation between a detected value of the output power of the converter and a preset value; a current command of the digital current control means and a triangular wave of the triangular wave generating means; And a pulse pattern determining means for determining the ON / OFF pattern of the self-extinguishing type switching element by comparing the digital current control means with the triangular wave generating means. At a timing synchronized with the item, but which is adapted to calculate the output current command converter, thereby, it is unnecessary to include a harmonic component other than an integer times the voltage fundamental frequency of the AC system.

【0017】本発明の請求項2に記載の電圧型自励式変
換装置は、ディジタル電流制御手段が、さらに、三角波
を偶数値で分割したタイミングにて変換器の出力電流指
令を演算するようにしたもので、これによって、交流系
統の電圧基本周波数の整数倍以外の高調波成分を含むこ
とがなく、また、偶数次の高調波成分を含むこともなく
なる。
In the voltage-type self-excited converter according to the second aspect of the present invention, the digital current control means further calculates an output current command of the converter at a timing obtained by dividing the triangular wave by an even value. This eliminates the inclusion of harmonic components other than integral multiples of the voltage fundamental frequency of the AC system, and also eliminates the inclusion of even-order harmonic components.

【0018】本発明の請求項3に記載の電圧型自励式変
換装置は、三角波発生手段が、ディジタル電流制御手段
の出力に同期した三角波を発生するようにしたもので、
これによって、交流系統の電圧基本周波数の整数倍以外
の高調波成分を含むことがなく、また、偶数次の高調波
成分を含むこともなくなる。
According to a third aspect of the present invention, in the voltage-type self-excited converter, the triangular wave generating means generates a triangular wave synchronized with an output of the digital current control means.
As a result, harmonic components other than integral multiples of the voltage fundamental frequency of the AC system are not included, and even harmonic components are not included.

【0019】本発明の請求項4に記載の電圧型自励式変
換装置は、さらに、交流系統の電圧位相を検出する電圧
位相検出手段を備え、ディジタル電流制御手段は、交流
系統の電圧の1周期を、前記三角波を整数倍で分割した
タイミングにて、変換器の出力電流指令を演算するよう
にしたもので、これによって、交流系統の電圧基本周波
数の整数倍以外の高調波成分を含むことがなくなる。
The voltage-type self-excited converter according to a fourth aspect of the present invention further comprises voltage phase detection means for detecting a voltage phase of the AC system, and the digital current control means comprises one cycle of the AC system voltage. The output current command of the converter is calculated at a timing obtained by dividing the triangular wave by an integer multiple, whereby a harmonic component other than an integer multiple of the voltage fundamental frequency of the AC system may be included. Disappears.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明を好適な実施形態に
基づいて詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施形
態の構成を示すブロック図であり、図中、従来装置を示
す図10と同一の要素には同一の符号を付してその説明
を省略する。これは、ディジタル電流制御回路14の代
わりにディジタル電流制御回路14Aを用いたもので、
このディジタル電流制御回路14Aは、三角波発生器1
5の三角波信号に同期したタイミングにて、変換器の出
力電流指令を演算するようにしたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. In the figure, the same elements as those of FIG. This uses a digital current control circuit 14A instead of the digital current control circuit 14,
The digital current control circuit 14A includes a triangular wave generator 1
5, the output current command of the converter is calculated at a timing synchronized with the triangular wave signal.

【0021】上記のように構成された第1の実施形態の
動作について、図2の波形図を参照して以下に説明す
る。
The operation of the first embodiment configured as described above will be described below with reference to the waveform diagram of FIG.

【0022】図2において、20は交流系統1の1相分
の電圧波形、21は三角波発生器15から出力される三
角波形で、ここでは、交流系統の位相で見て、0度の位
置と360度の位置がそれぞれゼロクロス点となり、交
流系統の周波数と比較して3倍の周波数を有している。
22はディジタル電流制御回路14の演算実行タイミン
グであり、ここでは、三角波形21に同期している。ま
た、演算実行タイミング22は三角波形21の3倍の周
波数を持つ場合を示している。因みに、三角波形21に
同期した演算実行タイミング22の周波数は次の(6)
式で表される。 fa =m・fc …(6) m=1,2,3,・・・ 従って、干渉による高調波成分は(1)式、(2)式及
び(6)式により次の(7)式で表される。 fh =(n−m)・fc ±k・fs …(7) (7)式でn,m,kは整数のため、発生する高調波成
分に不具合例(a)に示す整数倍以外の高調波成分が発
生することはない。
In FIG. 2, reference numeral 20 denotes a voltage waveform for one phase of the AC system 1, and reference numeral 21 denotes a triangular waveform output from the triangular wave generator 15. Here, the position of 0 degree in the phase of the AC system is shown. Each of the 360-degree positions is a zero-cross point, and has a frequency three times as high as the frequency of the AC system.
Reference numeral 22 denotes an operation execution timing of the digital current control circuit 14, which is synchronized with the triangular waveform 21 here. The calculation execution timing 22 shows a case where the frequency has three times the frequency of the triangular waveform 21. Incidentally, the frequency of the operation execution timing 22 synchronized with the triangular waveform 21 is as follows (6)
It is expressed by an equation. f a = m · fc c (6) m = 1,2,3,... Accordingly, the harmonic component due to the interference is calculated by the following equation (7) according to the equations (1), (2) and (6). It is expressed by an equation. f h = (n-m) · f c ± k · f s ... (7) (7) equation in n, m, k because the integer, integer multiples shown in malfunction example (a) the harmonic component generated Other harmonic components do not occur.

【0023】かくして、第1の実施形態によれば、交流
系統の電圧基本周波数の整数倍以外の高調波を含むこと
はない。
Thus, according to the first embodiment, harmonics other than integral multiples of the voltage fundamental frequency of the AC system are not included.

【0024】図3は本発明の第2の実施形態の構成を示
すブロック図であり、図中、従来装置を示す図10と同
一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
これは、ディジタル電流制御回路14の代わりにディジ
タル電流制御回路14Bを用いたもので、このディジタ
ル電流制御回路14Bは、三角波発生手段の三角波信号
に同期したタイミングにて、変換器の出力電流指令を演
算すると共に、三角波を偶数値で分割したタイミングに
て変換器の出力電流指令を演算するものである。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. In the figure, the same elements as those in FIG. .
This uses a digital current control circuit 14B in place of the digital current control circuit 14. This digital current control circuit 14B outputs an output current command of the converter at a timing synchronized with the triangular wave signal of the triangular wave generating means. In addition to the calculation, the output current command of the converter is calculated at the timing at which the triangular wave is divided into even values.

【0025】上記のように構成された第2の実施形態の
動作について、図4の波形図を参照して以下に説明す
る。ここでは、演算実行タイミング22が三角波形21
の1周期を偶数個に分割したタイミングを持って同期し
ている。このとき、演算実行タイミング22の周波数は
次式で示される。 fa =2・m・fc …(8) m=1,2,3,・・・ また、干渉による高調波成分の周波数は(1)式、
(2)式及び(8)式により次の(9)式で示される。 fh =(n−2m)・fc ±k・fs …(9) (9)式から明らかなように、交流系統1の基本波に対
して整数倍以外の高調波成分が発生することはなく、ま
た、偶数次の高調波成分を発生することはない。
The operation of the second embodiment configured as described above will be described below with reference to the waveform diagram of FIG. Here, the calculation execution timing 22 is the triangular waveform 21
Are synchronized with the timing obtained by dividing one cycle of the above into an even number. At this time, the frequency of the operation execution timing 22 is represented by the following equation. f a = 2 · m · fc c (8) m = 1,2,3,.
It is expressed by the following equation (9) according to the equations (2) and (8). f h = (n-2m) · f c as ± k · f s ... (9 ) (9) is clear from the equation, the harmonic components other than the integer times the fundamental wave of the AC system 1 is generated And no even-order harmonic components are generated.

【0026】図5は本発明の第2の実施形態の構成を示
すブロック図であり、図中、従来装置を示す図10と同
一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
これは、三角波発生器15の代わりに三角波発生器15
Aを用いたもので、この三角波発生器15Aは、ディジ
タル電流制御回路14の出力に同期した三角波を発生す
るようにしたものである。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. In the figure, the same elements as those in FIG. .
This means that instead of the triangular wave generator 15,
This triangular wave generator 15A generates a triangular wave synchronized with the output of the digital current control circuit 14.

【0027】上記のように構成された第3の実施形態の
動作について、図6の波形図を参照して以下に説明す
る。ここでは、ディジタル電流制御回路14から出力さ
れる変換器4の出力電圧指令23のゼロクロス点に三角
波形21のゼロクロス点を同期させる。これによって出
力電圧指令23の位相が変化した場合でも、三角波形2
1は位相差を生じることはなく同期する。この第3の実
施形態によれば、変換器4が出力する電圧は、正負に対
称であるため交流系統1の高調波が増大することはな
い。また、第1、第2の実施形態と同様に、ディジタル
電流制御回路14の演算実行タイミングを三角波形21
に同期させた場合には、交流系統の電圧基本周波数の整
数倍以外の高調波や偶数次の高調波成分を含むことはな
い。
The operation of the third embodiment configured as described above will be described below with reference to the waveform diagram of FIG. Here, the zero cross point of the triangular waveform 21 is synchronized with the zero cross point of the output voltage command 23 of the converter 4 output from the digital current control circuit 14. Thus, even if the phase of the output voltage command 23 changes, the triangular waveform 2
1 is synchronized without generating a phase difference. According to the third embodiment, since the voltage output from the converter 4 is symmetrical in the positive and negative directions, the harmonic of the AC system 1 does not increase. Further, similarly to the first and second embodiments, the calculation execution timing of the digital current control circuit 14 is changed to the triangular waveform 21.
In this case, there is no harmonic component other than an integral multiple of the voltage fundamental frequency of the AC system or an even harmonic component.

【0028】図7は本発明の第4の実施形態の構成を示
すブロック図であり、図中、従来装置を示す図10と同
一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
この装置は交流系統1の電圧位相を検出する電圧位相検
出器19が新たに設けられ、ディジタル電流制御回路1
4Cが交流系統の電圧の1周期を、三角波を整数倍で分
割したタイミングにて、変換器4の出力電流指令を演算
するようにしたものである。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same elements as those in FIG. .
In this device, a voltage phase detector 19 for detecting the voltage phase of the AC system 1 is newly provided.
4C calculates the output current command of the converter 4 at a timing obtained by dividing one cycle of the voltage of the AC system by an integral multiple of a triangular wave.

【0029】上記のように構成された第4の実施形態の
動作について、図8の波形図を参照して以下に説明す
る。ディジタル電流制御回路14の演算は交流系統20
の1周期を整数に分割した演算実行タイミング22で実
行する。この場合、演算実行タイミング22の周波数は
次式で示される。 fa =m・fs …(10) m=1,2,3,・・・ 従って、干渉による高調波成分は(1)式、(2)式及
び(10)式より次の(11)式で表されたものとな
る。 fh =n・fc ±(k−m)・fs …(11) かくして、図4に示した実施形態によれば、交流系統1
に生じる高調波成分は整数倍の理論高調波のみしか発生
せず、電圧基本周波数の整数倍以外の高調波を含むこと
はない。
The operation of the fourth embodiment configured as described above will be described below with reference to the waveform diagram of FIG. The operation of the digital current control circuit 14 is performed by the AC system 20.
Is executed at an operation execution timing 22 obtained by dividing one cycle into integers. In this case, the frequency of the operation execution timing 22 is represented by the following equation. f a = m · fs s (10) m = 1,2,3,... Accordingly, the harmonic component due to the interference is calculated from the following equations (11) from the equations (1), (2) and (10). It is represented by the equation. f h = n · f c ± (k-m) · f s ... (11) Thus, according to the embodiment shown in FIG. 4, the AC system 1
Generates only integer multiples of theoretical harmonics and does not include harmonics other than integer multiples of the voltage fundamental frequency.

【0030】なお、上記の各実施形態によれば、ディジ
タル電流制御回路の出力電圧と三角波発生器の出力電圧
との交点をクロスポイント検出器16で検出し、さら
に、この検出信号に基づいてパルスパターン決定回路1
7が変換器4を構成する自己消弧型スイッチング素子4
A〜4Fのオン、オフ制御パターンを発生したが、クロ
スポイント検出器16及びパルスパターン決定回路17
の機能を電圧比較器に持たせてもよく、あるいは、それ
らの機能をマイクロコンピュータに持たせても上述した
と同様な動作を行わせることができる。
According to each of the above embodiments, the cross point between the output voltage of the digital current control circuit and the output voltage of the triangular wave generator is detected by the cross point detector 16, and a pulse is generated based on the detected signal. Pattern determination circuit 1
7 is a self-extinguishing type switching element 4 constituting the converter 4
Although the on / off control patterns of A to 4F are generated, the cross point detector 16 and the pulse pattern determination circuit 17
May be provided in the voltage comparator, or the same operation as described above can be performed by providing the microcomputer with these functions.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の説明のよって明らかなように、請
求項1及び請求項4に記載の電圧型自励式変換装置によ
れば、交流系統の電圧基本周波数の整数倍以外の高調波
を含むことはない。
As apparent from the above description, according to the voltage-type self-excited converter according to the first and fourth aspects, harmonics other than integral multiples of the voltage fundamental frequency of the AC system are included. Never.

【0032】また、請求項2及び請求項3に記載の電圧
型自励式変換装置によれば、交流系統1の基本波に対し
て整数倍以外の高調波成分が発生することはなく、ま
た、偶数次の高調波成分を発生することはない。
According to the voltage-type self-excited converter of the second and third aspects, harmonic components other than integral multiples of the fundamental wave of the AC system 1 are not generated. No even-order harmonic components are generated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の構成を示すブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した実施形態の動作を説明するための
波形図。
FIG. 2 is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1;

【図3】本発明の第2の実施形態の構成を示すブロック
図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.

【図4】図3に示した実施形態の動作を説明するための
波形図。
FIG. 4 is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 3;

【図5】本発明の第3の実施形態の構成を示すブロック
図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.

【図6】図5に示した実施形態の動作を説明するための
波形図。
FIG. 6 is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 5;

【図7】本発明の第4の実施形態の構成を示すブロック
図。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.

【図8】図7に示した実施形態の動作を説明するための
波形図。
FIG. 8 is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 7;

【図9】電圧型自励式変換装置を構成する変換器の一般
的な回路図。
FIG. 9 is a general circuit diagram of a converter constituting the voltage-type self-excited converter.

【図10】従来の電圧型自励式変換装置の構成を示すブ
ロック図。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional voltage-type self-excited converter.

【図11】図10に示した電圧型自励式変換装置の動作
を説明するための波形図。
11 is a waveform chart for explaining the operation of the voltage-type self-excited conversion device shown in FIG.

【図12】図10に示した電圧型自励式変換装置の主要
素の詳細な構成及び動作の説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a detailed configuration and operation of main components of the voltage-type self-excited conversion device shown in FIG. 10;

【図13】図10に示した電圧型自励式変換装置の動作
を説明するための波形図。
FIG. 13 is a waveform chart for explaining the operation of the voltage-type self-excited conversion device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流系統 2 インピーダンス素子 3 電圧源 4 電圧型自励式変換器 4A〜4F 自己消弧型スイッチング素子 10 電流検出器 11 電圧検出器 12 電力検出器 13 電力制御回路 14,14A,14B,14C ディジタル電流制御回
路 15,15A 三角波発生器 16 クロスポイント検出器 17 パルスパターン決定回路 18 電圧位相検出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC system 2 Impedance element 3 Voltage source 4 Voltage type self-excited converter 4A-4F Self-extinguishing type switching element 10 Current detector 11 Voltage detector 12 Power detector 13 Power control circuit 14, 14A, 14B, 14C Digital current Control circuit 15, 15A Triangular wave generator 16 Cross point detector 17 Pulse pattern determination circuit 18 Voltage phase detection circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】自己消弧型スイッチング素子をブリッジ接
続してなり、直流端子間に電圧源が接続され、交流端子
がインピーダンス素子を介して交流系統に接続された電
圧型自励式変換器と、前記変換器の出力電力を検出する
電力検出手段と、三角波信号を発生する三角波発生手段
と、所定のタイミングにて、前記変換器の出力電力の検
出値と予め設定された設定値との偏差に基づいて前記変
換器の出力電流指令を演算するディジタル電流制御手段
と、前記ディジタル電流制御手段の電流指令と前記三角
波発生手段の三角波とを比較して前記自己消弧型スイッ
チング素子のオン、オフパターンを決定するパルスパタ
ーン決定手段とを備えた電圧型自励式変換装置におい
て、前記ディジタル電流制御手段は、前記三角波発生手
段の三角波信号に同期したタイミングにて、前記変換器
の出力電流指令を演算することを特徴とする電圧型自励
式変換装置。
1. A voltage-type self-excited converter comprising a self-extinguishing type switching element bridge-connected, a voltage source connected between DC terminals, and an AC terminal connected to an AC system via an impedance element. Power detecting means for detecting the output power of the converter, triangular wave generating means for generating a triangular wave signal, and at a predetermined timing, a deviation between the detected value of the output power of the converter and a preset value. Digital current control means for calculating the output current command of the converter based on the current command of the digital current control means and the triangular wave of the triangular wave generating means, and comparing the ON / OFF pattern of the self-turn-off type switching element. And a pulse pattern determining means for determining the triangular wave signal of the triangular wave generating means. Voltage type self-commutated converter, characterized in that at the timing, and calculates the output current command of the transducer.
【請求項2】前記ディジタル電流制御手段は、前記三角
波を偶数値で分割したタイミングにて前記変換器の出力
電流指令を演算する請求項1に記載の電圧型自励式変換
装置。
2. The voltage-type self-excited converter according to claim 1, wherein said digital current control means calculates an output current command of said converter at a timing obtained by dividing said triangular wave by an even value.
【請求項3】前記三角波発生手段は、前記ディジタル電
流制御手段の出力に同期した三角波を発生することを特
徴とする請求項1又は2に記載の電圧型自励式変換装
置。
3. The voltage-type self-excited converter according to claim 1, wherein said triangular wave generating means generates a triangular wave synchronized with an output of said digital current control means.
【請求項4】さらに、前記交流系統の電圧位相を検出す
る電圧位相検出手段を備え、前記ディジタル電流制御手
段は、前記交流系統の電圧の1周期を、前記三角波を整
数倍で分割したタイミングにて、前記変換器の出力電流
指令を演算することを特徴とする請求項1に記載の電圧
型自励式変換装置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising voltage phase detection means for detecting a voltage phase of the AC system, wherein the digital current control means divides one cycle of the voltage of the AC system into timing obtained by dividing the triangular wave by an integral multiple. The voltage-type self-excited converter according to claim 1, wherein an output current command of the converter is calculated.
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