JPS5872372A - 電力変換器の電流制御装置 - Google Patents
電力変換器の電流制御装置Info
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- JPS5872372A JPS5872372A JP17171581A JP17171581A JPS5872372A JP S5872372 A JPS5872372 A JP S5872372A JP 17171581 A JP17171581 A JP 17171581A JP 17171581 A JP17171581 A JP 17171581A JP S5872372 A JPS5872372 A JP S5872372A
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は点弧位相制御により負荷に供給する電力を可変
できる電力変換器の電流制御装置に関する。
できる電力変換器の電流制御装置に関する。
良く知られているように、点弧位相制御により負荷に供
給する電力を可変できる電力変換器は各種の分野で広く
用いられている。例えば、サイリスタをグレーツ結線し
た電力変換器で直流電動機を駆動している。電力変換器
で負荷を駆動する場合、負荷電流の制@Iは電流制御回
路で行われる。
給する電力を可変できる電力変換器は各種の分野で広く
用いられている。例えば、サイリスタをグレーツ結線し
た電力変換器で直流電動機を駆動している。電力変換器
で負荷を駆動する場合、負荷電流の制@Iは電流制御回
路で行われる。
電流制御回路は負荷電流の平均値が所定値になるように
制御する。具体的には電流指令値と実際値を比較して実
際値が指令値と一致するように制御する。
制御する。具体的には電流指令値と実際値を比較して実
際値が指令値と一致するように制御する。
一方、電力変換器はサイリスクなどのスイッチング動作
によって負荷電流を制御する。負荷電流は電力変換器の
スイッチング動作によって脈動するようになる。負荷電
流が脈動すると平均値を正しく検出できなくなる。この
ため、負荷電流を検出するとフィルタで平滑し、′電流
制御回路に電流実際値として帰還するようにしている。
によって負荷電流を制御する。負荷電流は電力変換器の
スイッチング動作によって脈動するようになる。負荷電
流が脈動すると平均値を正しく検出できなくなる。この
ため、負荷電流を検出するとフィルタで平滑し、′電流
制御回路に電流実際値として帰還するようにしている。
しかしながら、フィルタの時間遅れのため制御の応答性
が低下するのを免れない。また、近年は高応答性が要求
されるようになってきており、これを満足するため前向
きゲインを大きくするとフィルタによる後向きの時間遅
れのため制御が不安定となる。
が低下するのを免れない。また、近年は高応答性が要求
されるようになってきており、これを満足するため前向
きゲインを大きくするとフィルタによる後向きの時間遅
れのため制御が不安定となる。
本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的と
するところは負荷電流の制御を応答性良く安定に行える
電力変換器の電流制御装置を提供することにある。
するところは負荷電流の制御を応答性良く安定に行える
電力変換器の電流制御装置を提供することにある。
本発明の特徴とするところは負荷電流の平均値を制御す
る平均電流制御回路の従側に、パルス発生手段のゲート
パルス発生時点の負荷電流を制御する瞬時電流制御回路
を設けたことにある。
る平均電流制御回路の従側に、パルス発生手段のゲート
パルス発生時点の負荷電流を制御する瞬時電流制御回路
を設けたことにある。
本発明の一実施例を第1図に示す。
第1図はサイリスクをグレーツ結線した電力変換器で直
流電動機を駆動する場合の実施例である。
流電動機を駆動する場合の実施例である。
第1図において、電力変換器1はサイリスタS、〜S6
をグレーツ結線して構成され、直流電動機2を駆動する
。直流電動機2に流れる電流Iは電流検出器4に検出さ
れフィルタ6とサンプルホールド回路8に加えられる。
をグレーツ結線して構成され、直流電動機2を駆動する
。直流電動機2に流れる電流Iは電流検出器4に検出さ
れフィルタ6とサンプルホールド回路8に加えられる。
フィルタ6は電流■を平滑し平均値電流IMを出力する
。平均電流指令値IMCと実際値I Nが比較器20で
比較され、その偏差が第1電流制御回路5に加えらnる
。
。平均電流指令値IMCと実際値I Nが比較器20で
比較され、その偏差が第1電流制御回路5に加えらnる
。
第1電流制御回路5は電流電動機2に流れる電流の平均
値を制御するもので、電流偏差に応じて補償演算(例え
ば積分補償あるいは比例積分補償)を行い瞬時電流指令
値IPCを出力する。
値を制御するもので、電流偏差に応じて補償演算(例え
ば積分補償あるいは比例積分補償)を行い瞬時電流指令
値IPCを出力する。
一方、サンプルホールド回路8はゲートパルス発生回路
9が点弧パルスPを発生した時点の電流■の値を保持す
る。瞬時電流指令値IPCとサンプルホールド回路8に
保持されている点弧パルス発生時点の瞬時電流実際値I
l)は比較器21で比較され、その偏差が第2電流制
御回路に加えられる。第2電流制御回路7は補償演算を
行い、点弧角指令αを出力する。第2電流制御回路7の
補償演算は応答性を良く点から比例補償とするのが望ま
しい。ゲートパルス発生回路9は点弧角指令αに応じた
位相で電力変換器1のサイリスクSI〜S、に点弧パル
スを与える。電力変換器1に点弧パルスを与えることに
より交流電源3から直流電動機2に直流電圧が印加され
る。
9が点弧パルスPを発生した時点の電流■の値を保持す
る。瞬時電流指令値IPCとサンプルホールド回路8に
保持されている点弧パルス発生時点の瞬時電流実際値I
l)は比較器21で比較され、その偏差が第2電流制
御回路に加えられる。第2電流制御回路7は補償演算を
行い、点弧角指令αを出力する。第2電流制御回路7の
補償演算は応答性を良く点から比例補償とするのが望ま
しい。ゲートパルス発生回路9は点弧角指令αに応じた
位相で電力変換器1のサイリスクSI〜S、に点弧パル
スを与える。電力変換器1に点弧パルスを与えることに
より交流電源3から直流電動機2に直流電圧が印加され
る。
以下、その動作を第2図を参照して説明する。
今、平均電流指令値IMCをステップ状に増加させたと
すると、第1電流制御回路5は電流実際値IMとの偏差
に応じた瞬時電流指令値IPCを出力する。゛第2電流
制御回路7は瞬時電流指令値IPCとサンプル、ホール
ド回路8に保持された点弧時点電流実際値IPの差に基
づき次に発生すべき点弧パルスPの点弧角指令αを出力
する。ゲートパルス発生回路9は点弧角指令αに応じた
点弧角で電力変換器1のサイリスタ5I−86に点弧パ
ルスPを与える。これによシ、負荷電流工は第2図示の
如く脈動しながら増加する。
すると、第1電流制御回路5は電流実際値IMとの偏差
に応じた瞬時電流指令値IPCを出力する。゛第2電流
制御回路7は瞬時電流指令値IPCとサンプル、ホール
ド回路8に保持された点弧時点電流実際値IPの差に基
づき次に発生すべき点弧パルスPの点弧角指令αを出力
する。ゲートパルス発生回路9は点弧角指令αに応じた
点弧角で電力変換器1のサイリスタ5I−86に点弧パ
ルスPを与える。これによシ、負荷電流工は第2図示の
如く脈動しながら増加する。
さて、このようにして直流電動機2の電流を制御するの
であるが、サンプルホールド回路8の出力IPは第2図
の如く変化する。この実際値IPは定常状態になると一
定値となり、電流検出器4で検出される電流値■のよう
な脈動はなくなる。
であるが、サンプルホールド回路8の出力IPは第2図
の如く変化する。この実際値IPは定常状態になると一
定値となり、電流検出器4で検出される電流値■のよう
な脈動はなくなる。
このように、サンプルホールド回路8の出力IPは点弧
パルス発生時点の電流を直接検出しているので遅れが小
さく、第2電流制御回路7による電流制御の応答を高速
にできる。
パルス発生時点の電流を直接検出しているので遅れが小
さく、第2電流制御回路7による電流制御の応答を高速
にできる。
以上述べたように、定常状態における精度をよくするた
めの第1電流制御回路と、応答性を向上させるだめの第
2電流制御回路を有しているので、応答性、精度が共に
よい電流制御を行うことができる。特に、第2電流制御
回路では1点弧パルス発生時点の瞬時値を用いているの
で制御結果を電力変換器や直流電動機などの定数に関係
なく直ちに反映させているので、応答を高速化できる。
めの第1電流制御回路と、応答性を向上させるだめの第
2電流制御回路を有しているので、応答性、精度が共に
よい電流制御を行うことができる。特に、第2電流制御
回路では1点弧パルス発生時点の瞬時値を用いているの
で制御結果を電力変換器や直流電動機などの定数に関係
なく直ちに反映させているので、応答を高速化できる。
また、第1の電流制御回路は応答性をあまり考えずに設
計できるのでフィルタの時定数を比較的大きくできるの
で脈動も少なくなり精度の良い制御が可能となる。
計できるのでフィルタの時定数を比較的大きくできるの
で脈動も少なくなり精度の良い制御が可能となる。
第3図は本発明による電流制御装置の他の実施例である
。第1図と同じ数字は同じ機能を示す。
。第1図と同じ数字は同じ機能を示す。
第1図と異なっているのは第1屯流制御回路5をリミッ
タ回路10と積分器11で構成したことである。第4図
のように、平均電流指令値IMCをステップ状に変化さ
せると、フィルり6の実際値IMと指令値IMCの差は
大きくなる。この差が■。以上だとリミッタ回路10は
リミッタ値に達しており、積分器11の出力、即ちIP
Cは一定の傾斜で増加する。この結果、直流電動機2に
流れる電流は、その点弧パルス発生時点の電流値が一定
の傾斜をもって流れる。そして、電流偏差(IMC−I
M)がIO以下になると、積分器11の入力は小さくな
り瞬時電流指令値IPCも、その壇加分が少なくなり第
4図のようになる。
タ回路10と積分器11で構成したことである。第4図
のように、平均電流指令値IMCをステップ状に変化さ
せると、フィルり6の実際値IMと指令値IMCの差は
大きくなる。この差が■。以上だとリミッタ回路10は
リミッタ値に達しており、積分器11の出力、即ちIP
Cは一定の傾斜で増加する。この結果、直流電動機2に
流れる電流は、その点弧パルス発生時点の電流値が一定
の傾斜をもって流れる。そして、電流偏差(IMC−I
M)がIO以下になると、積分器11の入力は小さくな
り瞬時電流指令値IPCも、その壇加分が少なくなり第
4図のようになる。
このように、第3図のような構成にすると、直流電動機
2の電流1を一定の傾斜以下で増加減でき、直流電動機
2の整流動作を保護できる。又、第2電流制御回路7は
第1図と同様に高速応答が可能であるために、電流の傾
斜も良い応答で制御できる。
2の電流1を一定の傾斜以下で増加減でき、直流電動機
2の整流動作を保護できる。又、第2電流制御回路7は
第1図と同様に高速応答が可能であるために、電流の傾
斜も良い応答で制御できる。
第5図に本発明による電流制御装置の他の一実施例を示
す。第1図と同じ数字は同じ機能を示す。
す。第1図と同じ数字は同じ機能を示す。
第5図の特徴は、電流制御の演算をマイクロコンピュー
タ12で行っている点である。その他、ディジタル式ゲ
ートパルス発生回路13.A/D変換器14.15が設
けられる。マイクロコンピュータ12は点弧パルスPが
発生する毎に第6図の処理を実行する。最初に、ステッ
プ50で電流■の瞬時値IPをA/D変換器14を介し
て取り込みを行う。第6図の処理が点弧パルス発生時点
であるので、1この値は第1図で示した点弧パルス発生
時点の電流値IPと同じ値となる。ここで、IP(n)
のnはn回目のデータを意味しており、その他の記号も
(n)は同じ意味を示す。ステップ50では電流Iの平
均値をフィルタ6、A/D変換器15を介してIM(n
)として取り込み。
タ12で行っている点である。その他、ディジタル式ゲ
ートパルス発生回路13.A/D変換器14.15が設
けられる。マイクロコンピュータ12は点弧パルスPが
発生する毎に第6図の処理を実行する。最初に、ステッ
プ50で電流■の瞬時値IPをA/D変換器14を介し
て取り込みを行う。第6図の処理が点弧パルス発生時点
であるので、1この値は第1図で示した点弧パルス発生
時点の電流値IPと同じ値となる。ここで、IP(n)
のnはn回目のデータを意味しており、その他の記号も
(n)は同じ意味を示す。ステップ50では電流Iの平
均値をフィルタ6、A/D変換器15を介してIM(n
)として取り込み。
かつ電流指令値IMC(n)の取り込みを行う。
これらの取シ込んだ値IMC(n)、IM(n)を用い
て第1図の第1電流制御回路5の動作に相当する演算を
ステップ51で実行する。ただし、ステップ51の演算
は積分補償を意味しており、K1が積分ゲインである。
て第1図の第1電流制御回路5の動作に相当する演算を
ステップ51で実行する。ただし、ステップ51の演算
は積分補償を意味しており、K1が積分ゲインである。
次に、ステップ52で第2電流制御回路7の動作に相当
する演算を、ステップ51で得られたIPC(n)と横
用値IP(n)とで行い、点弧位相の設定値α(n)を
求める。ただし、ステップ52はゲイン補償であり。
する演算を、ステップ51で得られたIPC(n)と横
用値IP(n)とで行い、点弧位相の設定値α(n)を
求める。ただし、ステップ52はゲイン補償であり。
K2はそのゲインを示す。このようにして、得ら直流電
動機2に所望の電流が流れる。
動機2に所望の電流が流れる。
このように、マイクロコンピュータ12を用いて、かつ
点弧パルス発生毎に処理を行うと、点弧パルス発生時点
の電流値の検出が容易となシ、構成も簡単となる。又、
マイクロコンピュータ12の処理も点弧パルス発生毎に
1回、第6図のような処理を行えばよいので比較的処理
速度の遅いマイクロコンピュータでも処理できる効果を
有する。
点弧パルス発生毎に処理を行うと、点弧パルス発生時点
の電流値の検出が容易となシ、構成も簡単となる。又、
マイクロコンピュータ12の処理も点弧パルス発生毎に
1回、第6図のような処理を行えばよいので比較的処理
速度の遅いマイクロコンピュータでも処理できる効果を
有する。
なお、第6図のフローチャートでは積分補償と比例補償
を用いたが、他の補償要素を用いても行えることはその
原理から明白である。
を用いたが、他の補償要素を用いても行えることはその
原理から明白である。
以上説明したように本発明は電力変換器へ点弧パルスを
与えた時点の電流値を制御する瞬時電流制御回路を平均
電流制御回路の従側に設けているので電流制御を安定か
つ応答良く行うことができる。
与えた時点の電流値を制御する瞬時電流制御回路を平均
電流制御回路の従側に設けているので電流制御を安定か
つ応答良く行うことができる。
なお、上述の実施例では電力変換器として3相全波位相
制御回路について説明したが、相数に限定する必要のな
いことはなく、又、チョッパ回路。
制御回路について説明したが、相数に限定する必要のな
いことはなく、又、チョッパ回路。
インバータ、サイクロコンバータなどの電力変換器でも
同様に行えるのは勿論である。
同様に行えるのは勿論である。
また、瞬時電流制御回路には点弧パルス発生時点の電流
値でなく、点弧パルス発生時点より一定時間だけずれた
時点での電流値を瞬時電流実際値として帰還してもよい
のは勿論である。
値でなく、点弧パルス発生時点より一定時間だけずれた
時点での電流値を瞬時電流実際値として帰還してもよい
のは勿論である。
第1図は本発明になる電力変換器の電流制御装置の一実
施例を示すブロック構成図、第2図は第1図の動作波形
例を示すタイムチャート、第3図は本発明になる電力変
換器の電流制御装置の他の一実施例を示すブロック構成
図、第4図は第3図の動作波形を示すタイムチャート、
第5図は本発明になる電力変換器の電流制御装置の他の
一実施例を示すブロック構成図、第6図は第5図のマイ
クロコンピュータの処理内容を示すフローチャートであ
る。 1・・・電力変換器、2・・・直流電動機、4・・・電
流検出器、5・・・第1電流制御回路、6・・・フィル
タ、7・・・第2電流制御回路、8・・・サンプルホー
ルド回路、9・・・ゲートパルス発生回路。 代理人 弁理士 高橋明夫 第 2閃 第 3図
施例を示すブロック構成図、第2図は第1図の動作波形
例を示すタイムチャート、第3図は本発明になる電力変
換器の電流制御装置の他の一実施例を示すブロック構成
図、第4図は第3図の動作波形を示すタイムチャート、
第5図は本発明になる電力変換器の電流制御装置の他の
一実施例を示すブロック構成図、第6図は第5図のマイ
クロコンピュータの処理内容を示すフローチャートであ
る。 1・・・電力変換器、2・・・直流電動機、4・・・電
流検出器、5・・・第1電流制御回路、6・・・フィル
タ、7・・・第2電流制御回路、8・・・サンプルホー
ルド回路、9・・・ゲートパルス発生回路。 代理人 弁理士 高橋明夫 第 2閃 第 3図
Claims (1)
- 1、点弧位相制御によって負荷に供給する電力を可変で
きる電力変換器と、該電力変換器に点弧パルスを与える
パルス発生手段と、前記電力変換器に流れる電流を検出
する電流検出手段と、該電流検出手段で検出される変換
器電流の平均値が電流指令値となるよう制御する第1電
流制御回路と、該第1電流制御回路の従側に設けられ、
前記パルス発生手段のパルス発生時点の変換器電流の瞬
時値を制御する第2電流制御回路とを備え、該第2電流
制御回路は前記第1電流制御回路の出力信号をパルス発
生時点の瞬時電流指令値とし、前記パルス発生手段が次
に発生すべき点弧パルスの位相を制御するようにしたこ
とを特徴とする電力変換器の電流制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17171581A JPS5872372A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 電力変換器の電流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17171581A JPS5872372A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 電力変換器の電流制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5872372A true JPS5872372A (ja) | 1983-04-30 |
JPS648539B2 JPS648539B2 (ja) | 1989-02-14 |
Family
ID=15928328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17171581A Granted JPS5872372A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 電力変換器の電流制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5872372A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6162388A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-31 | Toshiba Corp | 同期電動機の制御方法 |
JPS6162387A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-31 | Toshiba Corp | 同期電動機の制御方法 |
JPS6328287A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-05 | Hitachi Ltd | 電動機の電流制御装置 |
JPH01177890A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-14 | Hitachi Ltd | 電動機の電流制御装置 |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP17171581A patent/JPS5872372A/ja active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6162388A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-31 | Toshiba Corp | 同期電動機の制御方法 |
JPS6162387A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-31 | Toshiba Corp | 同期電動機の制御方法 |
JPS6328287A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-05 | Hitachi Ltd | 電動機の電流制御装置 |
JPH01177890A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-14 | Hitachi Ltd | 電動機の電流制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS648539B2 (ja) | 1989-02-14 |
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