JPS6149663A - 電力変換装置の制御装置 - Google Patents
電力変換装置の制御装置Info
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- JPS6149663A JPS6149663A JP17042084A JP17042084A JPS6149663A JP S6149663 A JPS6149663 A JP S6149663A JP 17042084 A JP17042084 A JP 17042084A JP 17042084 A JP17042084 A JP 17042084A JP S6149663 A JPS6149663 A JP S6149663A
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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
〔発明の利用分野〕
本発明は電力変換装置の制御装置の改良に関する。
〔発明の背景〕
従来、「明室時報」通巻164号1982年3月号第1
6〜21頁に記載のように主整流器などの非線形負荷を
交流電源に接続した場合の交流電源「111に発生する
高調波電流を除去するために、交流電源側と並列にゲー
トターンオフサイリスタ(GTO)で構成される3相ブ
リツジのPWhiインパーク12台を接続するものが知
られている。 この方式によれば、高調波の外、側波(3ideWav
e )も除去できるが、装置が大規模で経済的でない
うらみがあった1゜ 〔発明の目的〕 本発明の目的は経で斉的にしてiiI源周波周波数近傍
波を除去できる電力変換装置の制御装置を提供すること
にある。。 〔発明の櫃残〕 本発明の一実施態様によれば、電力変換装置と並列にコ
ンバータを設け、このコンバータ電流を、電力変換装置
の電流指令値から、電力変換装置直によって交流電源か
ら負荷へ供給する電流を差引いた値となるように制御す
る。これにより、電源周波数近傍の側波を簡単な装置に
よって除去することができる。 −〔発明の実施例〕 al′S1図は本発明の一実施例を示す単線結線図で、
SSは3相交流電源、VA几は計器用変圧器P、Tと計
器用変流器C,Tのそれぞれの出力で演算される3相交
流電源SS側の無効検出回路、Icpは無効電力指令値
Qpと無効電力検出値Qoを比較器19で比較し、この
出力を増幅器20で増幅して作成する循環電流指令値、
CCUは電源変圧器Tr+を介して正側変換器SSpと
負側変換器SSNを逆並列接続してなるU相の電力変換
装置で第2図に示した3相電力変換装置の1相分を示す
回路、CNはサイリスタ袈換器で構成されるコンバータ
、3は3相正弦波電流指令値1と直流指令2を掛算する
掛算器で、この出力が3相正弦波電流基準値Lup、1
1は3相正弦波電流基準値IUPとU和室力変換装置C
CUの出力電流■υを検出する変流器CTt+の出力を
比較する比較器、4は直流指令2と循環電流指令値Ic
pを加算する加算器、7は交流入力電流工8を検出する
変流器CTsの出力を全波整流する回路、6は加算器4
の出力と増幅器8の出力を減算する減算器で、コンバー
タCNの電流指令値ICMPを作成する回路、5は・電
流指令値ICNPとコンバータCNの出力電流Icsを
検出する変流器CTcの出力を比較する比較器、18は
変流器CTuの出力を全波整流する回路、SWは電力変
換装置CCUの起動停止指令に同期して開閉する3相ス
イツチ、QCは進相コンデンサCとリアクトルLから構
成される無効電力補償装置である。 第2図は負荷に3相の交流電流を供給する3相電力変換
装置CCU−CCWの結線図で、制御回路は第1図の回
路と同様な回路構成が3相分構成され、コンバータCN
は1台で構成されて負荷に直流電流を流す、。 まず、出力電流IUの制御方法について説明する。1 1t〕、流指令2で大きさが変化する3相正弦波電流基
準値Ipuと変流器CTLの出力とを比較器11で比較
し、この偏差を増幅器12で増幅して正側変換器SSp
及び負側変換器SSNのそれぞれのゲートを制御するゲ
ート制御回路16.17を介して電力変換装置CCUを
動作させて出力電流Iuが3相正弦波
6〜21頁に記載のように主整流器などの非線形負荷を
交流電源に接続した場合の交流電源「111に発生する
高調波電流を除去するために、交流電源側と並列にゲー
トターンオフサイリスタ(GTO)で構成される3相ブ
リツジのPWhiインパーク12台を接続するものが知
られている。 この方式によれば、高調波の外、側波(3ideWav
e )も除去できるが、装置が大規模で経済的でない
うらみがあった1゜ 〔発明の目的〕 本発明の目的は経で斉的にしてiiI源周波周波数近傍
波を除去できる電力変換装置の制御装置を提供すること
にある。。 〔発明の櫃残〕 本発明の一実施態様によれば、電力変換装置と並列にコ
ンバータを設け、このコンバータ電流を、電力変換装置
の電流指令値から、電力変換装置直によって交流電源か
ら負荷へ供給する電流を差引いた値となるように制御す
る。これにより、電源周波数近傍の側波を簡単な装置に
よって除去することができる。 −〔発明の実施例〕 al′S1図は本発明の一実施例を示す単線結線図で、
SSは3相交流電源、VA几は計器用変圧器P、Tと計
器用変流器C,Tのそれぞれの出力で演算される3相交
流電源SS側の無効検出回路、Icpは無効電力指令値
Qpと無効電力検出値Qoを比較器19で比較し、この
出力を増幅器20で増幅して作成する循環電流指令値、
CCUは電源変圧器Tr+を介して正側変換器SSpと
負側変換器SSNを逆並列接続してなるU相の電力変換
装置で第2図に示した3相電力変換装置の1相分を示す
回路、CNはサイリスタ袈換器で構成されるコンバータ
、3は3相正弦波電流指令値1と直流指令2を掛算する
掛算器で、この出力が3相正弦波電流基準値Lup、1
1は3相正弦波電流基準値IUPとU和室力変換装置C
CUの出力電流■υを検出する変流器CTt+の出力を
比較する比較器、4は直流指令2と循環電流指令値Ic
pを加算する加算器、7は交流入力電流工8を検出する
変流器CTsの出力を全波整流する回路、6は加算器4
の出力と増幅器8の出力を減算する減算器で、コンバー
タCNの電流指令値ICMPを作成する回路、5は・電
流指令値ICNPとコンバータCNの出力電流Icsを
検出する変流器CTcの出力を比較する比較器、18は
変流器CTuの出力を全波整流する回路、SWは電力変
換装置CCUの起動停止指令に同期して開閉する3相ス
イツチ、QCは進相コンデンサCとリアクトルLから構
成される無効電力補償装置である。 第2図は負荷に3相の交流電流を供給する3相電力変換
装置CCU−CCWの結線図で、制御回路は第1図の回
路と同様な回路構成が3相分構成され、コンバータCN
は1台で構成されて負荷に直流電流を流す、。 まず、出力電流IUの制御方法について説明する。1 1t〕、流指令2で大きさが変化する3相正弦波電流基
準値Ipuと変流器CTLの出力とを比較器11で比較
し、この偏差を増幅器12で増幅して正側変換器SSp
及び負側変換器SSNのそれぞれのゲートを制御するゲ
ート制御回路16.17を介して電力変換装置CCUを
動作させて出力電流Iuが3相正弦波
【1i流基準値I
r+oに等しくなるようにゲート制御回路16.17を
制御する。次に、循環′11工流Icuの検出方法を説
明する。 正側変換器SSpから負荷に矢印方向に出力電流工υを
供給している場合は負側変換器SSNの出力電流IUN
が循環w、流ICUになり、正側変換器S S pの出
力電流It+pは出力電流IIIと循環電流Icυが同
方向に流れるのモエυ+Ict+になる。 一方、負側変換器SSMから負荷に矢印とは反対方向の
出力電流Iuを供給している場合は正側変換器SSpの
出力電流Iupが循環電流Ictrになり、負側変換器
SSNの出力電流IUNは出力電流Iuと循環電流IC
Uが同方向に流れるのでIu+Icυになる。 したがって、負荷に矢印方向あるいは矢印とは反対方向
の出力′直流1uを供給しようとも正側変換器SSpの
出力電流工υPと負側変換器SSwの出力電流ILIN
を加算する加算器21の出力はIU+2ICUになる。 この出力から全波整流回路18の出力を減算器22で減
算して2Icoを作成し、増幅器23の増幅度を1/2
にすると増幅器23の出力が循環電流ICUになり、こ
れによって循環電流ICUが検出される。 次に、循I5電流Ictrの制御方法を説明する。 電力変換装置CCUの起動とともに3相スイツチSX■
が投入され、増[開部・20の出力で作成する(1+″
g環′屯流指令値I cupと循環電流Ict+を比較
器24で比較し、どの偏差を増幅器25で増幅してゲー
ト開側1回路16.17を介して電力変換装置CCUを
動作させ、無効電力検出回路VA凡の出力Qoが無効電
力指令値Qpに等しくなるように循環電流Icuを制御
する。 例えば、負荷に矢印方向の出力MW流It+を供給して
いる場合は出力電流IUを正側変換器SSpで制御し、
循環電流Icuを負側変換器SSwで制呻する。 仄に、電力変換装置CCUの交流入力電流Igに含まれ
る電源周波数近傍の側波除去の動作について説明する。 電力変換装置’l CCUで負荷に可変周波数の交流4
℃流を供給する場合の電力変換装置CCUの交流入力電
流Isはυ15環電流指令値Icpと3相正弦波屈流基
準値Ipt+の和に概略比例するので比例定数をに′と
すると、Is =に’ (Ip +Icp )になる
から増幅器8の増幅度を1/に′に設定する。 これより、循環電流指令値Icpと直流指令2(3相正
弦波電流基準値1puの半波最大値に等しい)との和と
、増幅器8の出力の最大値が等しくなるので加算器4の
出力と増幅器8の出力を減算器6で減算し、この減算器
6の出力と変流器CTcの出力を比較器5で比較し、そ
の偏差を増幅器9で増幅してゲート制御回路10を介し
てコンバータCNを動作させ、電力変換装置CCUの交
流入力電流Isを全波整流した回路7の出力を増幅した
増幅器8の出力が加算器4の出力に等しくなるようにコ
ンバータCNを制御する。 このようにコンバータCNを制御すると電力変換装置C
CUの交流入力電流Isが直流に近づき、交流入力電流
工8に含まれる電源周波数近傍の側波を除去することが
できる。 すなわち、電源周波数近傍の側波は電力変換装置CCU
−CCWが動作した場合のその出力周波数によって変化
する電力変換装置CCUの交流入力電流工8を3相全波
整流した出力のリップルの大きさに基因して発生するも
のであるからこのリップルを除去することにより電源周
波数近傍の側波を除去することができる。 以上詳細に説明したようKg1図の実施例によれば3相
交流電源88側の無効電力補償用循環電流制御と出力電
流側脚は電力変換装置で行い、電力変換装置の交流入力
電流に含まれる電源周波数近傍の11II波は別設した
コンバータで除去するようにf?9成したので、制商1
系の↑:′4成がm〕単で、かつ3相又流亀源の無効寛
力袖償と電源周波数近傍の側波を111C実に除去する
ことができるなどの効果がある。 第3図は本発明の他の一実施例を示す単線結線図で、記
号はg+’; 1図の回路と同一記号で示したので7況
明は省略する。 また、181図は′低力変換装置CCUとコンバータC
Nがそれぞれ別の電源変圧器T、1.T、2に接、読を
れているのに対して第3図は電力変換装置CCD用LL
!、 転変圧器T 、Iの3次巻線にコンバータCNを
接続したものであるから紀3図の動作は第1図の回路と
同様であるため、第3図の回路の動作説明は省略する。 第3図の実施例によれば第1図の回路よりも電源変圧器
の設置面積が小さくなるとともに安価になり、かつ第1
図の回路と同様な効果が得られるなどの効果がある。 第1図及び第3図の実施例は、電力変換装置の交流入力
電流を全波整流した出力のリップル分を除去する方式で
あるが、第4図は各相の電力変換装置の出力電流を全波
整流した出力の和のリップル分を除去する本発明の他の
一実施例を示す単巌結線図で、電源周波数f、近傍の側
帯波電流の発生源を除去するもので、26は加算器、2
7は増幅器、他の記号は第3図の回路と同一記号で示し
たので説明は省略する。 3相交流電源SS側の無効電力補償用循環′iji流I
ct+の制御方法及び出力電流It+の制御方法は第1
図の回路と同一であるから説明は省略して電力変換装置
CCUの交流入力電流Isに含まれる電源周波数近傍の
側波除去の動作について第5図に示した波形図を用いて
説明する。 各相の出力電流工υの全波’IiF、流回路18の出力
の最大値の和と直流指令2は等しくなるからこの偏差で
コンバークCNのゲートを制御することにより各相の全
波整流回路18の出力の和とコンバータCN出力電流I
cu4灸出用変流器CTcの出力の和が直流指令2に等
しくなるので各相の全波整流回路18の出力の和のリッ
プルを除去することができる。 これより、各相の電力変換装置の出力電流を全波整流し
た出力の和とコンバータCNの出力電流■cNの和が等
価的に直流電流になるので電力変換装置の交流入力電流
I8を全波整流した出力のリップルを除去できるから電
源周波数近傍の側波を除去することができる。 以上詳細に説明したように第4図の実施例によれば各相
の電力変換装置ffの出力電流を全波整流した出力の和
のリップルを除去するように別設したコンバータを制御
して電力変換装置の交流入力電流に含まれる電源周波数
近傍の側波を除去する方式であるから第1図及び第3図
の実施例よりも制御系の追従性がよくなるなどの効果が
ある。 第6図は本発明の他の一実施例を示す単線結線図で、2
8は3相正弦波電流基準値It+pの全波整流回路、2
9は減算器、他の記号は第4図の回路と同一記号で示し
たので説明は省略する。 また、コンバータCNの出力電流ICNの制御方法とし
て第4図の回路では各相の全波、整流回路18の出力の
和とコンバータCNの出力電流Icsの和が直流指令2
に等しくなるようにコンバータCNを;ト1j御するが
、第6図の回路では直流指令2と各相の全波整流回路2
8の出力の和の減算値にコンバータCNの出力電流Ic
yが等しくなるようにコンバータCNを制御するだけで
あり、3相交流屯源SS側の無効電力補償用循環飛流I
ct+の制御方法、出力電流IUの制御方法及び′ら力
変換装置CCUの交流入力電流1’++に含塘れる電源
周波数近傍の側板除去は第4図の回路と同一であるから
説明は省略する。 本発明では図面を簡単にするために電力変換装置及びそ
の制御回路としてU相1相分示したが、これらを3相分
蓉成して負荷に3相父流電流を供給した」局舎について
説明したものである。 以上は電力変換器を逆並列接続した循環電流方式の電力
変換装置aを3相分1組設けて負荷側に可変周波の父b
’tj ’i、4.流を供給する場合の電力変換装置の
父流入力゛屯流に言まれる′1;i源周波数近傍の側波
を除去する実施例であるが、紀7図は1しカ変換装(U
に2a1設けたりニアモータの給電装置の本発明の能の
実施例を示す単線結T、・p図で、40岐循環電流11
iiJ rtu回路、50は1(1り波除去指令回路、
60は側波除去用i7鐸回路、T r (〜′r、3は
電源変圧器、CCA、CCBは3相正弦諷電流を出力す
る循環電流方式の電力変換装置、IPA 、 Ipeは
3相正弦波゛屯流基準値、IA、Inは3相出力′Pt
流、AC几−、ACC84出力1B流制御回路、APS
A。 APS!lはlkカ斐換装置CCA、CCBのそれぞれ
のゲート位相制御用移相器、CTA、CTPlは3相出
力電流IA、I++を検出する変流器、SCは走行体T
の敞111′検出信号、QCはユ1ム相コンデンサCと
直列リアクトルして11+7成される3相無効′:°L
力補償装置、SWは電力変換装置OCA、CCBのいず
れか一方あるいは双方が動作した場合に閉じ、電力変換
装置CCA、CCBがともに停止した場合に開かれる3
相スイツチ、FA、FBはフィーダ、SWt〜SWs・
・・は3相開閉器、LMr〜LMs・・・は地上側に設
置した3相電機子コイル単位(以下推進コイルと呼ぶ)
、41.42は比較器、43.44は加算器である。 ここで、リニアモータの給電方法について第8図に示し
たタイムチャートを用いて説明すると、地上側に設置さ
れた多数区分の推進コイルL 、M 1〜LM5・・・
にそれぞれ3相開閉器SWr〜SWs・・・を介して電
力変換装置CCA、CCBから供給され、走行体Tが存
在する推進コイルのみ電力を供給するように位置検出信
号SCからの指令で電力変換器mccA、CCBのいず
れか一方が出力電流制御を行い、また走行体Tが2つの
推進コイルにまたがった場合は電力変換装置CCA、
CCBがともに出力電流制御を行って走行体Tを加速さ
せるもので、位置検出信号8Cからの指令により′「L
力変換装置CCA、CCBのいずれか一方あるいは双方
を111b作させるとともにいずれかの3相開閉器を介
していずれかの推進コイルに給電させるかを決定する方
法である。 また、GA、()Bは位置検出信号SCからの指令で出
力’clj流jljJ御回路ノ〜C几a 、 ACli
nを動作させるかあるいは停止させる制御信号である。 一方、3相交流電源S S 0I11の無効電力補償は
次の方法で行う。すなわち、位置検出信号SCからの指
令でレリえば制瞬信−号GAだけが出力をだす第8図の
時点tl + t2の期間では電力変換装置CCA、C
CBの動作と同時に3相スイツチSWが投入されるから
出力電流制御回路ACTh^により3相出力Til;流
■いが3相正弦波電流基準値IP&に一致するように電
力変換装置CCAのゲート位相71+lJ n叩を行う
とともに画壇電流制御回路40の出力により電力変換装
置# CCA側は循環電流を流さず、電力変換装置CC
B側は進相コンデンサCの容量P q cの1/2に相
当する遅れ無効4T力PQOBを発生するだめの循環電
流固定値と3相交流電源SSして3相交流電源SS側の
力率が1になるように電力変換装置CCBのりu環電流
を制御する。 また、電力変換装置CCA、CCBの交流入力側電流I
sに含まれる電源周波数近傍の1111]彼を除去する
方法は次の方法で行う。すなわち、例えば第8図の時点
t1+’2の期間では側波除去指令値Ipcsとして3
相正弦波電流基準値IPAを発生する直流指令2と循環
電流指令値Iopの和を与え、この側波除去指令値IP
CNと電力′&換装置CCA。 CCBの交流入力側電流Isを全波歪流した出力の偏差
でコンバータCNのゲート位相制御を行って交流入力側
電流Isに含まれる電源周波数近傍の側波を除去する。 第9図は俯壌′亀流制御回路4oの具体日′シなブロッ
ク構成図で、Qpは無効電力指令値、Qoij:無効′
電力検出回路VA几の出力で無効電力1莢出値、ICA
l 、 Icatは進相コンデンサCの谷fiPqcの
1/2に相当する遅れ無効電力を発生するための循環電
流固定値、Ic^2.Icpr2は無効電力指令値Qp
と無効電力検出値Qoの偏差の遅れ無効電力を発生する
ための循環電流補償値、工0^p、Ionpは循環電流
指令値、alは制御信号G、がIt 117で閉じ、パ
0”で開くアナログスイッチ、a2は制御信号G8がI
t 11jで閉じ、°゛0“で開くアナログスイッチ、
blは制御信号GAがパ1”で開き、0”で閉じるアナ
ログスイッチ、b2は制御信号GnがIt Illで開
き、′°0′″で閉じるアナログスイッチ、45.46
は加算器、47.48は比較器、IOA 、 Ion
は循環電流検出値、他の記号は637図の回路と同一記
号で示しだので説明は省11rhする1゜ ここで、循環電流固定値ICAl 、 ICBI及び
循環電流補償値ICA2 、 fcn2 のそれぞれ
の設定法について刑10図に示しメヒ市力酌゛性を用い
て説明する1、 41番10四の特性は電力変換装置σCCA単独運転時
の11!、力特性であるが、′If7カ変換装置CCB
単独】11ム転時の市、力’P4″性も・Al2O図と
同じであるから括弧て示した。そのため、進相コンデン
サCの容1t:Pqcとしては第10図に示した皮相電
力Ps&の2倍に設定するものとした。 例えば電力変換装置OCAだけが出力電流制御を行う第
8図の時点t”、、t2の期間を述べると、とのノ9合
走行体Tの速度V変化に対して′a力変換装置CCAの
無効電力P Q Aは第1θ図のように変化するから進
相コンデンサCの容Q P Q Cの1/2(皮相電力
P 11 A と同一容量)よりも減少するのでこの
差を循環電流補償値IcAzによる遅れ無効電力P Q
OAで補償するように比較器19の出力により循環電流
補償値ICA2が設定きれる(これは電力変換装置CC
Bだけが出力電流制御を行う第8図の時点t31 t
4の期間における循環電流補イ1′1値IC12の設定
も同じである)。 一方、第8図の時点・’1 * 12の期間における
電力変換装置CCBは出力電流制御を行わないので3相
出力電流Isが流れないから無効電力Pqaが零になる
ため、進相コンデンサCの容Q P q cの1/2(
皮相電力P s nと同一容量)に相当する遅れ無効電
力PQOBを発生するように循環電流固定値■cI11
を設定する(これは電力変換装置CCl3だけが出力電
流制御を行う第8図の時点”3* t4の期間における
イI+r環電流固定値1c^lの設定も同じである)。 次に、゛重力変換装置CCA、CCBがともに出力電流
制御を行う第8図の時点12.13の期間におけるイ1
lJHj電流補償値ICA2 + Icazの設定法に
ついて述べる。 この場合、電力変換装置OCA、CCBのそれぞれの無
効″電力PQえ、 Pqs は第1θ図のようになるか
ら進相コンデンサCの容量PQCの1/2よりも減少す
るので比較器19からはPqc+Pqsの差を補償する
連れ無効電力(PQO’A + PQO8)を発生する
ための指令が出力される。この比較器19の出力が循環
電流補償値Ic^2.Icq2の双方に与えられるから
11吋3相交流電源S S fllが遅れ無効電力にな
るが、ただちに比較器49の出力が減少して3相交流電
源88側の力率が1になるように電力変換装置OCA、
CCHのそれぞれの循環電流工0い、 Ionが制御
されるから3相聞流電源SS側の力率が1になることを
満足するように循環電流補償値ICA2 、 ICB
2が設定される。 電力変換装置CCA、CCBがともに出力電流制御を行
う場谷の比較器49の出力を2等分する方法として図示
しない演算増幅器で循環電流補償値Ic^2 、 IC
112を発生する回路を構成することにより実現できる
。 次に、第9図のブロック図の動作をH<11図に示した
タイムチャートを用いて説明する。 まず、第11図の記号を説明すると、ICCA 。 I canは電力変換装置OCA、CCBのそれぞれの
交流入力電流、1Bは交流入力電流IccA。 Icesの和で交流入力全電流、他の記号は第9図のブ
ロック図と同一記号で示したので説明は省略する。 第11図により電力変換装置OCA、CCBがともに出
力電流制御を行っている時点tl + t2の期間で
の第9図のブロック図の動作を説明すると、この期間で
は制御信号OA、G!1がともにtt 111になって
いるのでアナログスイッチ”Ion2が閉じ、アナログ
スイッチbl+ blが開かれるから循環電流補償値I
caa 、 Ie++zは図示しないωI算垢「幅器
により比較器19の出力を2等分つに設定される1゜ これは、電力変換装置OCA、CCBが交互に出力電流
制御を行う時点’2+ t3または時点足するように
循環11流袖償値I CA21 IC112を設定した
値と同じになる。 この期間における電力変換装置CCA、、CCBのそれ
ぞれの交流入力電流I ccA、 Iccnは3相出力
電流工い、Inがともに流れているとともに第10図の
遅れ無効電力PQOA 、 Pqoaを発生するだめの
循環?Ji流補償値ICA2 、 IC112が流れる
から第11図に示しだ波形図になる。 r、、Hz力裳換装置CCA、CCBのそれぞれの出力
電流制御による無効電力変動のほかeζ3相父流iFi
源8 S @qの重圧変動などによる無効゛、ルカ変1
jbが生じた場合には比較器19の出力が増減するだけ
で3相交流電源SS側の力率が常に1になるように循環
電流I oへ、Ionがそれぞれ制御される。 次に、時点12.13の期間における第9図のブロック
図の動作を説明すると、この期間は制御信号GAがパ1
#で、制御信号Gaが0”であるからアナログスイッチ
a1 + blが閉じ、アナログスイッチa3 、 b
lが開かれるので電力変換の1/2に相当1−るiyQ
れ無効電力PQoBをグ白生す装置CCA側には循環電
流IOAを流さず、電力変換装RCCB O!Qには進
相コンデンサCの容i P q eる循環電流固定値I
cn+と、3相交流′屯源SS側の無効電力、すなわち
電力変換装置CCA側の遅れ無効電力PqoAを発生す
る循環電流補償値ICA2を流して3相交流′覗源SS
側の無効電力が零になるように鎖環電流Iosを制御す
る。 時点t3.taの期間は時点1..12の期間と同様な
動作が行われ、また時点t4.isの期間は制御信号G
11だけが1”になり、時点t2゜t3の期間の電力変
換装置RccA、CCBのそれぞれの動作が逆になるだ
けであるからこれらの期間の動作済、明は省Hζ1する
。 時点t5以降は時点1.〜t5のル」間の動作の株り返
しであるから動作説明は省略する。。 以上述べたように、躬9図のブロック図によれば2組の
111:力波]美装置がともに出力電流制御を行ってい
る場合には3相交流電源側の無効電力を2等分して2川
のftj力変換装置のそれぞれの循環電流指令1vXと
して与えて3相交流堀源側の力率が1になるように2組
の電力変換装置のそれぞれの循EAjに流を制御n L
、2組の′電力変換装置のいずれか一方が出力?lj流
制岬を行っている場合には出力′亀すに制御を行ってい
る電力変換装置ぽ側には循環′tu流を流さず、出力電
流制f1を行っていない電力変換装jr′t4i11i
は進相コンデンサ容惜の1/2に相当する遅れ;無効F
(1,力全う6生するY)a復電流と、3相交泥電σ鼠
側の無効電力変動に相当する循環電流の和を循」R電流
指令値として与えて3相父流電源側の力率が1になるよ
うに出力Hi fAC制御を行っていない心力変換装置
側のiJIiIPM ’を流を制御するため、2組の電
力変換装置のそれぞれの電流制御系の擾乱を少なくする
ことができるから安定な制(至)が行われ、かつ3相交
流電倣側の無効電力変動を渉やかに抑制することができ
る。 第12図は側波除去指令回路50の具体的なブロック溝
成図で、34は直流指令2、の出力を2倍する増幅器、
32.33は加算器、Thは3相全波サイリスタでコン
バータCNを構成、Lcは直流リアクトル、aは位置検
出信号SCからの出力で制御信号GA、Gaがともにu
117の場合に閉じ、それ以外は開くアナログスイッ
チ、bは位置検出信号SCからの出力で制御信号GA、
Giがともに1”の場合に開き、それ以外は閉じるアナ
ログスイッチ、他の記号は第1図の回路と同一記号で示
したので説明は省略する。 次に、第12図の回路の動作′f!:甫11図のタイム
チャートを用いて説明する。 第5図は第1図の回路での電力変換装@CCUの交流入
力電流Isに含まれる電源周波数近傍C側波除去の動作
波形図であるが、第7図の回路ては2組の電力変換装置
OCA、CCBが動作する/こめ、交ぬ;入力′[11
,流Isが第1図の回路の2倍になるので 21 S
5図のそ11.ぞれの!1b作波形図が2倍されたとし
て1況明する。 まず、M11因の時点1..12の期間における第12
図の回路の動作を説明すると、この期間ではflill
1ffl信号GA、Gsがともに1”であるため、r
l’i、力変換装置CCA、CCBがともに出力電流:
ii!I (jlJiを行うとともに、位置検出信号S
Cによりアナログスイッチaが閉じ、アナログスイッチ
bが開くから力旧:1.器32ずなわち、側帯波1ck
去指令回路50の出力はILr流指令2の2倍になるの
で第5図の鼓形図のIppか2倍になる。一方、電力変
j?′!装置CCA、CCBのそれぞれの循環電流指令
値IoAp 、 IonPは循環電流補償値ICA2
. Ic5zになって加→9.器32で加算されるから
加算器4の出力が!、b1図の回路の2倍になる。 また、増幅器8の出力も5131図の回路図の2倍に;
・トるから比l1lX器6の出力も第1図の回路図の2
倍になり、この比較器6の出力に一致するようにコンバ
ータCNを制御し、交流入力を流Isを全波整流した回
路7の出力のリップルを除去する。 すなわち、加算器4の出力と増幅器8の出力との偏差を
増幅器9で増幅してゲート制御回路10を介してコンバ
ータCNを制御し、増幅器8の出 ・力のリップル
が除去できるので交流入力電K I sに含まれる電源
周波数近傍の側波電流を除去することができる。 次に、第11図の時点”2r”30期間にiける第12
図の回路の動作を説明すると、この期間では電力変換装
置OCAだけが出力電流?ij制御を行うとともに、位
置検出信号SCによりアナログスイッチaが開かれ、ア
ナログスイッチbが閉じるから加算器32の出力は直流
指令2になり、第5図の波形図のIppになる。一方、
電力変換装置CCA、CCBのそれぞれの循環電流指令
値IGi!’。 rompのうちIoapは零であり、Iospはイ/i
7[’を流固定値Icm1と3相交流電#SS側の無効
電力、すなわち電力変換装置C’CA側の遅れ無効電力
”PQO^を発生する循環電流補償値l0A2
の和になるから第1図の回路図と同様にIppとIcp
の和になる。そのため、加算器4の出力は2IPP+I
cpになり、電力変換装置OCA、CCBがともに出力
電流制御を行う時点11,12の期間よりもIcpだけ
ン威少する。。 また、増幅器8の出力も加算器4の出力と同様に電力変
換装置CCAの循環電流指令値l0APが零の分だけ時
点tl、t2の期間よりも減少し、減算器6の出力も同
様になるが、この減嘗、器6の出力に一致するようにコ
ンバータCNを制御して交流入力電流Isを全波整流し
た回路7の出力のリップルを除去するため、交流入力電
流ISに含まれる電源周波数近傍の側波電流を除去する
ことができる。 時点t3.t4の期間は時点1..12の期間と同様な
動作が行われ、また時点’4+’5の期間は電力変換装
置CCBだけが出力電流制御を行うので時点t2 +
t3の期間の電力変換装置eccA。 CCBのそれぞれの動作が逆になるだけであるからこれ
らの期間の動作説明は省略する。 繰り返しであるから動作説明は省略する。 以上述べたように、第12図のブロック図によれば2組
の電力変換装置がともに出力電流制御を行っている場合
には直流指令を2倍にするとともに2組の電力変換装置
のそれぞれのり;’73ft電流指令値のオロに直流指
令を加え、これと交流入力電流を全波整流した増幅器の
出力とを比較し、この偏差でコンバータを制御して交流
入力電流を全波整流した回路の出力のリップルを除去し
、これによって交流入力電流に含まわる電源周波数近傍
の側波電流を除去し、2組の電力変換装置のいずれか一
方が出力1!流制御を行っている場合には出力′電流制
御を行っている電力変換装置側には循環電流を流さず、
出力電流制御を行っていない電力変換装置側は進相コン
デンサ容量の1/2に相幽する遅れ無効電力を発生する
循環電流固定値と、3相交流電源側の無効電力変動に相
轟する佑壌電流補償値とのオロを1)17環電流指令値
とし、この循環電流指令値に出力電流制御を行っている
電力変換装置側の直流指令を加え、これと交流入力電流
を全波整υICシた増幅器の出力とを比較し、この偏差
でコンバータを制thr11して交流入力直流を全波榮
流した回路の出力のリップルを除去し、これによって交
り’fb人力越淀に含まれる11C源周波数近傍の側波
電流を除去するだめ、2組の電力変換装置のいずれか一
方あるいは双方が出力電流制御を行う運転状態に応じて
側波除去指令回路が変化するから2組の電力変換装置の
運転状態に関係なく、又流入力電流に含1れるJi、
Ll中周波数近傍の側波電ηしを除去することができる
とともに、3相交流11L源側の無効電力;Qコ!功を
速やかに仰Iu1]することができる。 第13図はリニアモータの給′峨装置の本発明の他の実
施例を示す単線結線図で、記号は第7図の回路と同一記
号で示したので説明は省略する。 −また、第7図は電力変換装置CC,A、CCBとコン
バータCNがそれぞれ別の電源変圧器Tr1〜T r
3に接続されているのに対して第13図は電力変換装置
CCA、CCl3のそれぞれのj、r、i;源変圧器T
+1lTr2 の3次巻線にコンバータCNを接続した
ものであるから第13図の動作は第7図の回路と同様で
あるため、第13図の回路の動作説明は省略する。 第13図の回路は第7図の回路よりも電源変圧器の設置
面積が小さくなるとともに安価になる1゜第14図はコ
ンバータCNの詳細な構成図で、Th+ 、 Thzは
サイリスク変換器、他の記号は第12図の回路と同一記
号で示しだので記号の説明は省略する。 第12図の回路ではサイリスタ変換器Th1組でコンバ
ータCNを(1稼成したが、“dL力変換装置OCA、
CCBが12相ならサイリスタ変換器Thは2組必要に
なるからサイリスタ変換器数は第14図と同じになる。 第14図の回路の〆b作は第12図の回路と同じである
から動作説明は省略する。 以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上述
した実施例に限定されるものではなく、別設したコンバ
ータで交流電源側の電ηtに含まれる′rfi、源周波
数近傍の側波を除去する方式のすべてに本発明が適用で
きることは云うまでもない。 上記した本発明の実施1)IIによれば、3相交流電匠
11!IIにノ;シ相コンデンザ、I、“1r根電流方
式の逆311列接1iソL ’lj’:力変換装置+ニ
ア、およびコンバータを接続した方式にFいて、このコ
ンバータ了C指令値にそって′1シカ裳換装置の交流入
力′LIL流を全波整流した出力のリップルを!微去す
るかあるいは′電力変換装置の出力電流を全波14θi
シシた出力のリップルを除去するように制御し2て小容
量のコンバータで電力変換装置の交流入力”l!M流に
含まれる電源周波数近傍の側波゛【電流を01■実にp
;i;去することができ、かつ3相交流尻(+1λ側の
無効電力補償用循環′4流制御と出力電流+1llJ
IIillを′電力変換装置で行い、電源周波数近傍の
側波電流除去はコンバータで行うために制御系の相互干
渉もなく安定なfiilJ釧jができるなどの効果があ
る。 また、循環71.j流方式の逆並列接続電力変換装置を
2組設けてリニアモータの給電装置を構成した場会、2
組の電力変換装置のそれぞれの循環底流4)1令値とし
て(;u環電流固定値と循環電流補償値の2等分した循
環電流補償値とを2組の電力変換装fffのそれぞれの
運転状態に応じて切換えて与え、3相交流75% %i
側の力率が常に1になるように2組の電力変換装置のそ
れぞれの循環電流を制御するため、2組の電力変換装置
のそれぞれの容量が均一して小形化され、かつ2組の電
力変換装置と並列に接続したコンバータを2組の電力変
換装置のそれぞれの運転状態に応じて切換えられる指令
値にそって制御して小容量のコンバニタで2組の電力変
換装置の交流入力電流に含まれる電源周波数近傍の側波
電流を除去することができるとともに、制御系の相互干
渉がないなどの効果がある。 〔発明の効果〕 本発明によれば、経済的に電力変換装置で発生する側波
を除去することができる。
r+oに等しくなるようにゲート制御回路16.17を
制御する。次に、循環′11工流Icuの検出方法を説
明する。 正側変換器SSpから負荷に矢印方向に出力電流工υを
供給している場合は負側変換器SSNの出力電流IUN
が循環w、流ICUになり、正側変換器S S pの出
力電流It+pは出力電流IIIと循環電流Icυが同
方向に流れるのモエυ+Ict+になる。 一方、負側変換器SSMから負荷に矢印とは反対方向の
出力電流Iuを供給している場合は正側変換器SSpの
出力電流Iupが循環電流Ictrになり、負側変換器
SSNの出力電流IUNは出力電流Iuと循環電流IC
Uが同方向に流れるのでIu+Icυになる。 したがって、負荷に矢印方向あるいは矢印とは反対方向
の出力′直流1uを供給しようとも正側変換器SSpの
出力電流工υPと負側変換器SSwの出力電流ILIN
を加算する加算器21の出力はIU+2ICUになる。 この出力から全波整流回路18の出力を減算器22で減
算して2Icoを作成し、増幅器23の増幅度を1/2
にすると増幅器23の出力が循環電流ICUになり、こ
れによって循環電流ICUが検出される。 次に、循I5電流Ictrの制御方法を説明する。 電力変換装置CCUの起動とともに3相スイツチSX■
が投入され、増[開部・20の出力で作成する(1+″
g環′屯流指令値I cupと循環電流Ict+を比較
器24で比較し、どの偏差を増幅器25で増幅してゲー
ト開側1回路16.17を介して電力変換装置CCUを
動作させ、無効電力検出回路VA凡の出力Qoが無効電
力指令値Qpに等しくなるように循環電流Icuを制御
する。 例えば、負荷に矢印方向の出力MW流It+を供給して
いる場合は出力電流IUを正側変換器SSpで制御し、
循環電流Icuを負側変換器SSwで制呻する。 仄に、電力変換装置CCUの交流入力電流Igに含まれ
る電源周波数近傍の側波除去の動作について説明する。 電力変換装置’l CCUで負荷に可変周波数の交流4
℃流を供給する場合の電力変換装置CCUの交流入力電
流Isはυ15環電流指令値Icpと3相正弦波屈流基
準値Ipt+の和に概略比例するので比例定数をに′と
すると、Is =に’ (Ip +Icp )になる
から増幅器8の増幅度を1/に′に設定する。 これより、循環電流指令値Icpと直流指令2(3相正
弦波電流基準値1puの半波最大値に等しい)との和と
、増幅器8の出力の最大値が等しくなるので加算器4の
出力と増幅器8の出力を減算器6で減算し、この減算器
6の出力と変流器CTcの出力を比較器5で比較し、そ
の偏差を増幅器9で増幅してゲート制御回路10を介し
てコンバータCNを動作させ、電力変換装置CCUの交
流入力電流Isを全波整流した回路7の出力を増幅した
増幅器8の出力が加算器4の出力に等しくなるようにコ
ンバータCNを制御する。 このようにコンバータCNを制御すると電力変換装置C
CUの交流入力電流Isが直流に近づき、交流入力電流
工8に含まれる電源周波数近傍の側波を除去することが
できる。 すなわち、電源周波数近傍の側波は電力変換装置CCU
−CCWが動作した場合のその出力周波数によって変化
する電力変換装置CCUの交流入力電流工8を3相全波
整流した出力のリップルの大きさに基因して発生するも
のであるからこのリップルを除去することにより電源周
波数近傍の側波を除去することができる。 以上詳細に説明したようKg1図の実施例によれば3相
交流電源88側の無効電力補償用循環電流制御と出力電
流側脚は電力変換装置で行い、電力変換装置の交流入力
電流に含まれる電源周波数近傍の11II波は別設した
コンバータで除去するようにf?9成したので、制商1
系の↑:′4成がm〕単で、かつ3相又流亀源の無効寛
力袖償と電源周波数近傍の側波を111C実に除去する
ことができるなどの効果がある。 第3図は本発明の他の一実施例を示す単線結線図で、記
号はg+’; 1図の回路と同一記号で示したので7況
明は省略する。 また、181図は′低力変換装置CCUとコンバータC
Nがそれぞれ別の電源変圧器T、1.T、2に接、読を
れているのに対して第3図は電力変換装置CCD用LL
!、 転変圧器T 、Iの3次巻線にコンバータCNを
接続したものであるから紀3図の動作は第1図の回路と
同様であるため、第3図の回路の動作説明は省略する。 第3図の実施例によれば第1図の回路よりも電源変圧器
の設置面積が小さくなるとともに安価になり、かつ第1
図の回路と同様な効果が得られるなどの効果がある。 第1図及び第3図の実施例は、電力変換装置の交流入力
電流を全波整流した出力のリップル分を除去する方式で
あるが、第4図は各相の電力変換装置の出力電流を全波
整流した出力の和のリップル分を除去する本発明の他の
一実施例を示す単巌結線図で、電源周波数f、近傍の側
帯波電流の発生源を除去するもので、26は加算器、2
7は増幅器、他の記号は第3図の回路と同一記号で示し
たので説明は省略する。 3相交流電源SS側の無効電力補償用循環′iji流I
ct+の制御方法及び出力電流It+の制御方法は第1
図の回路と同一であるから説明は省略して電力変換装置
CCUの交流入力電流Isに含まれる電源周波数近傍の
側波除去の動作について第5図に示した波形図を用いて
説明する。 各相の出力電流工υの全波’IiF、流回路18の出力
の最大値の和と直流指令2は等しくなるからこの偏差で
コンバークCNのゲートを制御することにより各相の全
波整流回路18の出力の和とコンバータCN出力電流I
cu4灸出用変流器CTcの出力の和が直流指令2に等
しくなるので各相の全波整流回路18の出力の和のリッ
プルを除去することができる。 これより、各相の電力変換装置の出力電流を全波整流し
た出力の和とコンバータCNの出力電流■cNの和が等
価的に直流電流になるので電力変換装置の交流入力電流
I8を全波整流した出力のリップルを除去できるから電
源周波数近傍の側波を除去することができる。 以上詳細に説明したように第4図の実施例によれば各相
の電力変換装置ffの出力電流を全波整流した出力の和
のリップルを除去するように別設したコンバータを制御
して電力変換装置の交流入力電流に含まれる電源周波数
近傍の側波を除去する方式であるから第1図及び第3図
の実施例よりも制御系の追従性がよくなるなどの効果が
ある。 第6図は本発明の他の一実施例を示す単線結線図で、2
8は3相正弦波電流基準値It+pの全波整流回路、2
9は減算器、他の記号は第4図の回路と同一記号で示し
たので説明は省略する。 また、コンバータCNの出力電流ICNの制御方法とし
て第4図の回路では各相の全波、整流回路18の出力の
和とコンバータCNの出力電流Icsの和が直流指令2
に等しくなるようにコンバータCNを;ト1j御するが
、第6図の回路では直流指令2と各相の全波整流回路2
8の出力の和の減算値にコンバータCNの出力電流Ic
yが等しくなるようにコンバータCNを制御するだけで
あり、3相交流屯源SS側の無効電力補償用循環飛流I
ct+の制御方法、出力電流IUの制御方法及び′ら力
変換装置CCUの交流入力電流1’++に含塘れる電源
周波数近傍の側板除去は第4図の回路と同一であるから
説明は省略する。 本発明では図面を簡単にするために電力変換装置及びそ
の制御回路としてU相1相分示したが、これらを3相分
蓉成して負荷に3相父流電流を供給した」局舎について
説明したものである。 以上は電力変換器を逆並列接続した循環電流方式の電力
変換装置aを3相分1組設けて負荷側に可変周波の父b
’tj ’i、4.流を供給する場合の電力変換装置の
父流入力゛屯流に言まれる′1;i源周波数近傍の側波
を除去する実施例であるが、紀7図は1しカ変換装(U
に2a1設けたりニアモータの給電装置の本発明の能の
実施例を示す単線結T、・p図で、40岐循環電流11
iiJ rtu回路、50は1(1り波除去指令回路、
60は側波除去用i7鐸回路、T r (〜′r、3は
電源変圧器、CCA、CCBは3相正弦諷電流を出力す
る循環電流方式の電力変換装置、IPA 、 Ipeは
3相正弦波゛屯流基準値、IA、Inは3相出力′Pt
流、AC几−、ACC84出力1B流制御回路、APS
A。 APS!lはlkカ斐換装置CCA、CCBのそれぞれ
のゲート位相制御用移相器、CTA、CTPlは3相出
力電流IA、I++を検出する変流器、SCは走行体T
の敞111′検出信号、QCはユ1ム相コンデンサCと
直列リアクトルして11+7成される3相無効′:°L
力補償装置、SWは電力変換装置OCA、CCBのいず
れか一方あるいは双方が動作した場合に閉じ、電力変換
装置CCA、CCBがともに停止した場合に開かれる3
相スイツチ、FA、FBはフィーダ、SWt〜SWs・
・・は3相開閉器、LMr〜LMs・・・は地上側に設
置した3相電機子コイル単位(以下推進コイルと呼ぶ)
、41.42は比較器、43.44は加算器である。 ここで、リニアモータの給電方法について第8図に示し
たタイムチャートを用いて説明すると、地上側に設置さ
れた多数区分の推進コイルL 、M 1〜LM5・・・
にそれぞれ3相開閉器SWr〜SWs・・・を介して電
力変換装置CCA、CCBから供給され、走行体Tが存
在する推進コイルのみ電力を供給するように位置検出信
号SCからの指令で電力変換器mccA、CCBのいず
れか一方が出力電流制御を行い、また走行体Tが2つの
推進コイルにまたがった場合は電力変換装置CCA、
CCBがともに出力電流制御を行って走行体Tを加速さ
せるもので、位置検出信号8Cからの指令により′「L
力変換装置CCA、CCBのいずれか一方あるいは双方
を111b作させるとともにいずれかの3相開閉器を介
していずれかの推進コイルに給電させるかを決定する方
法である。 また、GA、()Bは位置検出信号SCからの指令で出
力’clj流jljJ御回路ノ〜C几a 、 ACli
nを動作させるかあるいは停止させる制御信号である。 一方、3相交流電源S S 0I11の無効電力補償は
次の方法で行う。すなわち、位置検出信号SCからの指
令でレリえば制瞬信−号GAだけが出力をだす第8図の
時点tl + t2の期間では電力変換装置CCA、C
CBの動作と同時に3相スイツチSWが投入されるから
出力電流制御回路ACTh^により3相出力Til;流
■いが3相正弦波電流基準値IP&に一致するように電
力変換装置CCAのゲート位相71+lJ n叩を行う
とともに画壇電流制御回路40の出力により電力変換装
置# CCA側は循環電流を流さず、電力変換装置CC
B側は進相コンデンサCの容量P q cの1/2に相
当する遅れ無効4T力PQOBを発生するだめの循環電
流固定値と3相交流電源SSして3相交流電源SS側の
力率が1になるように電力変換装置CCBのりu環電流
を制御する。 また、電力変換装置CCA、CCBの交流入力側電流I
sに含まれる電源周波数近傍の1111]彼を除去する
方法は次の方法で行う。すなわち、例えば第8図の時点
t1+’2の期間では側波除去指令値Ipcsとして3
相正弦波電流基準値IPAを発生する直流指令2と循環
電流指令値Iopの和を与え、この側波除去指令値IP
CNと電力′&換装置CCA。 CCBの交流入力側電流Isを全波歪流した出力の偏差
でコンバータCNのゲート位相制御を行って交流入力側
電流Isに含まれる電源周波数近傍の側波を除去する。 第9図は俯壌′亀流制御回路4oの具体日′シなブロッ
ク構成図で、Qpは無効電力指令値、Qoij:無効′
電力検出回路VA几の出力で無効電力1莢出値、ICA
l 、 Icatは進相コンデンサCの谷fiPqcの
1/2に相当する遅れ無効電力を発生するための循環電
流固定値、Ic^2.Icpr2は無効電力指令値Qp
と無効電力検出値Qoの偏差の遅れ無効電力を発生する
ための循環電流補償値、工0^p、Ionpは循環電流
指令値、alは制御信号G、がIt 117で閉じ、パ
0”で開くアナログスイッチ、a2は制御信号G8がI
t 11jで閉じ、°゛0“で開くアナログスイッチ、
blは制御信号GAがパ1”で開き、0”で閉じるアナ
ログスイッチ、b2は制御信号GnがIt Illで開
き、′°0′″で閉じるアナログスイッチ、45.46
は加算器、47.48は比較器、IOA 、 Ion
は循環電流検出値、他の記号は637図の回路と同一記
号で示しだので説明は省11rhする1゜ ここで、循環電流固定値ICAl 、 ICBI及び
循環電流補償値ICA2 、 fcn2 のそれぞれ
の設定法について刑10図に示しメヒ市力酌゛性を用い
て説明する1、 41番10四の特性は電力変換装置σCCA単独運転時
の11!、力特性であるが、′If7カ変換装置CCB
単独】11ム転時の市、力’P4″性も・Al2O図と
同じであるから括弧て示した。そのため、進相コンデン
サCの容1t:Pqcとしては第10図に示した皮相電
力Ps&の2倍に設定するものとした。 例えば電力変換装置OCAだけが出力電流制御を行う第
8図の時点t”、、t2の期間を述べると、とのノ9合
走行体Tの速度V変化に対して′a力変換装置CCAの
無効電力P Q Aは第1θ図のように変化するから進
相コンデンサCの容Q P Q Cの1/2(皮相電力
P 11 A と同一容量)よりも減少するのでこの
差を循環電流補償値IcAzによる遅れ無効電力P Q
OAで補償するように比較器19の出力により循環電流
補償値ICA2が設定きれる(これは電力変換装置CC
Bだけが出力電流制御を行う第8図の時点t31 t
4の期間における循環電流補イ1′1値IC12の設定
も同じである)。 一方、第8図の時点・’1 * 12の期間における
電力変換装置CCBは出力電流制御を行わないので3相
出力電流Isが流れないから無効電力Pqaが零になる
ため、進相コンデンサCの容Q P q cの1/2(
皮相電力P s nと同一容量)に相当する遅れ無効電
力PQOBを発生するように循環電流固定値■cI11
を設定する(これは電力変換装置CCl3だけが出力電
流制御を行う第8図の時点”3* t4の期間における
イI+r環電流固定値1c^lの設定も同じである)。 次に、゛重力変換装置CCA、CCBがともに出力電流
制御を行う第8図の時点12.13の期間におけるイ1
lJHj電流補償値ICA2 + Icazの設定法に
ついて述べる。 この場合、電力変換装置OCA、CCBのそれぞれの無
効″電力PQえ、 Pqs は第1θ図のようになるか
ら進相コンデンサCの容量PQCの1/2よりも減少す
るので比較器19からはPqc+Pqsの差を補償する
連れ無効電力(PQO’A + PQO8)を発生する
ための指令が出力される。この比較器19の出力が循環
電流補償値Ic^2.Icq2の双方に与えられるから
11吋3相交流電源S S fllが遅れ無効電力にな
るが、ただちに比較器49の出力が減少して3相交流電
源88側の力率が1になるように電力変換装置OCA、
CCHのそれぞれの循環電流工0い、 Ionが制御
されるから3相聞流電源SS側の力率が1になることを
満足するように循環電流補償値ICA2 、 ICB
2が設定される。 電力変換装置CCA、CCBがともに出力電流制御を行
う場谷の比較器49の出力を2等分する方法として図示
しない演算増幅器で循環電流補償値Ic^2 、 IC
112を発生する回路を構成することにより実現できる
。 次に、第9図のブロック図の動作をH<11図に示した
タイムチャートを用いて説明する。 まず、第11図の記号を説明すると、ICCA 。 I canは電力変換装置OCA、CCBのそれぞれの
交流入力電流、1Bは交流入力電流IccA。 Icesの和で交流入力全電流、他の記号は第9図のブ
ロック図と同一記号で示したので説明は省略する。 第11図により電力変換装置OCA、CCBがともに出
力電流制御を行っている時点tl + t2の期間で
の第9図のブロック図の動作を説明すると、この期間で
は制御信号OA、G!1がともにtt 111になって
いるのでアナログスイッチ”Ion2が閉じ、アナログ
スイッチbl+ blが開かれるから循環電流補償値I
caa 、 Ie++zは図示しないωI算垢「幅器
により比較器19の出力を2等分つに設定される1゜ これは、電力変換装置OCA、CCBが交互に出力電流
制御を行う時点’2+ t3または時点足するように
循環11流袖償値I CA21 IC112を設定した
値と同じになる。 この期間における電力変換装置CCA、、CCBのそれ
ぞれの交流入力電流I ccA、 Iccnは3相出力
電流工い、Inがともに流れているとともに第10図の
遅れ無効電力PQOA 、 Pqoaを発生するだめの
循環?Ji流補償値ICA2 、 IC112が流れる
から第11図に示しだ波形図になる。 r、、Hz力裳換装置CCA、CCBのそれぞれの出力
電流制御による無効電力変動のほかeζ3相父流iFi
源8 S @qの重圧変動などによる無効゛、ルカ変1
jbが生じた場合には比較器19の出力が増減するだけ
で3相交流電源SS側の力率が常に1になるように循環
電流I oへ、Ionがそれぞれ制御される。 次に、時点12.13の期間における第9図のブロック
図の動作を説明すると、この期間は制御信号GAがパ1
#で、制御信号Gaが0”であるからアナログスイッチ
a1 + blが閉じ、アナログスイッチa3 、 b
lが開かれるので電力変換の1/2に相当1−るiyQ
れ無効電力PQoBをグ白生す装置CCA側には循環電
流IOAを流さず、電力変換装RCCB O!Qには進
相コンデンサCの容i P q eる循環電流固定値I
cn+と、3相交流′屯源SS側の無効電力、すなわち
電力変換装置CCA側の遅れ無効電力PqoAを発生す
る循環電流補償値ICA2を流して3相交流′覗源SS
側の無効電力が零になるように鎖環電流Iosを制御す
る。 時点t3.taの期間は時点1..12の期間と同様な
動作が行われ、また時点t4.isの期間は制御信号G
11だけが1”になり、時点t2゜t3の期間の電力変
換装置RccA、CCBのそれぞれの動作が逆になるだ
けであるからこれらの期間の動作済、明は省Hζ1する
。 時点t5以降は時点1.〜t5のル」間の動作の株り返
しであるから動作説明は省略する。。 以上述べたように、躬9図のブロック図によれば2組の
111:力波]美装置がともに出力電流制御を行ってい
る場合には3相交流電源側の無効電力を2等分して2川
のftj力変換装置のそれぞれの循環電流指令1vXと
して与えて3相交流堀源側の力率が1になるように2組
の電力変換装置のそれぞれの循EAjに流を制御n L
、2組の′電力変換装置のいずれか一方が出力?lj流
制岬を行っている場合には出力′亀すに制御を行ってい
る電力変換装置ぽ側には循環′tu流を流さず、出力電
流制f1を行っていない電力変換装jr′t4i11i
は進相コンデンサ容惜の1/2に相当する遅れ;無効F
(1,力全う6生するY)a復電流と、3相交泥電σ鼠
側の無効電力変動に相当する循環電流の和を循」R電流
指令値として与えて3相父流電源側の力率が1になるよ
うに出力Hi fAC制御を行っていない心力変換装置
側のiJIiIPM ’を流を制御するため、2組の電
力変換装置のそれぞれの電流制御系の擾乱を少なくする
ことができるから安定な制(至)が行われ、かつ3相交
流電倣側の無効電力変動を渉やかに抑制することができ
る。 第12図は側波除去指令回路50の具体的なブロック溝
成図で、34は直流指令2、の出力を2倍する増幅器、
32.33は加算器、Thは3相全波サイリスタでコン
バータCNを構成、Lcは直流リアクトル、aは位置検
出信号SCからの出力で制御信号GA、Gaがともにu
117の場合に閉じ、それ以外は開くアナログスイッ
チ、bは位置検出信号SCからの出力で制御信号GA、
Giがともに1”の場合に開き、それ以外は閉じるアナ
ログスイッチ、他の記号は第1図の回路と同一記号で示
したので説明は省略する。 次に、第12図の回路の動作′f!:甫11図のタイム
チャートを用いて説明する。 第5図は第1図の回路での電力変換装@CCUの交流入
力電流Isに含まれる電源周波数近傍C側波除去の動作
波形図であるが、第7図の回路ては2組の電力変換装置
OCA、CCBが動作する/こめ、交ぬ;入力′[11
,流Isが第1図の回路の2倍になるので 21 S
5図のそ11.ぞれの!1b作波形図が2倍されたとし
て1況明する。 まず、M11因の時点1..12の期間における第12
図の回路の動作を説明すると、この期間ではflill
1ffl信号GA、Gsがともに1”であるため、r
l’i、力変換装置CCA、CCBがともに出力電流:
ii!I (jlJiを行うとともに、位置検出信号S
Cによりアナログスイッチaが閉じ、アナログスイッチ
bが開くから力旧:1.器32ずなわち、側帯波1ck
去指令回路50の出力はILr流指令2の2倍になるの
で第5図の鼓形図のIppか2倍になる。一方、電力変
j?′!装置CCA、CCBのそれぞれの循環電流指令
値IoAp 、 IonPは循環電流補償値ICA2
. Ic5zになって加→9.器32で加算されるから
加算器4の出力が!、b1図の回路の2倍になる。 また、増幅器8の出力も5131図の回路図の2倍に;
・トるから比l1lX器6の出力も第1図の回路図の2
倍になり、この比較器6の出力に一致するようにコンバ
ータCNを制御し、交流入力を流Isを全波整流した回
路7の出力のリップルを除去する。 すなわち、加算器4の出力と増幅器8の出力との偏差を
増幅器9で増幅してゲート制御回路10を介してコンバ
ータCNを制御し、増幅器8の出 ・力のリップル
が除去できるので交流入力電K I sに含まれる電源
周波数近傍の側波電流を除去することができる。 次に、第11図の時点”2r”30期間にiける第12
図の回路の動作を説明すると、この期間では電力変換装
置OCAだけが出力電流?ij制御を行うとともに、位
置検出信号SCによりアナログスイッチaが開かれ、ア
ナログスイッチbが閉じるから加算器32の出力は直流
指令2になり、第5図の波形図のIppになる。一方、
電力変換装置CCA、CCBのそれぞれの循環電流指令
値IGi!’。 rompのうちIoapは零であり、Iospはイ/i
7[’を流固定値Icm1と3相交流電#SS側の無効
電力、すなわち電力変換装置C’CA側の遅れ無効電力
”PQO^を発生する循環電流補償値l0A2
の和になるから第1図の回路図と同様にIppとIcp
の和になる。そのため、加算器4の出力は2IPP+I
cpになり、電力変換装置OCA、CCBがともに出力
電流制御を行う時点11,12の期間よりもIcpだけ
ン威少する。。 また、増幅器8の出力も加算器4の出力と同様に電力変
換装置CCAの循環電流指令値l0APが零の分だけ時
点tl、t2の期間よりも減少し、減算器6の出力も同
様になるが、この減嘗、器6の出力に一致するようにコ
ンバータCNを制御して交流入力電流Isを全波整流し
た回路7の出力のリップルを除去するため、交流入力電
流ISに含まれる電源周波数近傍の側波電流を除去する
ことができる。 時点t3.t4の期間は時点1..12の期間と同様な
動作が行われ、また時点’4+’5の期間は電力変換装
置CCBだけが出力電流制御を行うので時点t2 +
t3の期間の電力変換装置eccA。 CCBのそれぞれの動作が逆になるだけであるからこれ
らの期間の動作説明は省略する。 繰り返しであるから動作説明は省略する。 以上述べたように、第12図のブロック図によれば2組
の電力変換装置がともに出力電流制御を行っている場合
には直流指令を2倍にするとともに2組の電力変換装置
のそれぞれのり;’73ft電流指令値のオロに直流指
令を加え、これと交流入力電流を全波整流した増幅器の
出力とを比較し、この偏差でコンバータを制御して交流
入力電流を全波整流した回路の出力のリップルを除去し
、これによって交流入力電流に含まわる電源周波数近傍
の側波電流を除去し、2組の電力変換装置のいずれか一
方が出力1!流制御を行っている場合には出力′電流制
御を行っている電力変換装置側には循環電流を流さず、
出力電流制御を行っていない電力変換装置側は進相コン
デンサ容量の1/2に相幽する遅れ無効電力を発生する
循環電流固定値と、3相交流電源側の無効電力変動に相
轟する佑壌電流補償値とのオロを1)17環電流指令値
とし、この循環電流指令値に出力電流制御を行っている
電力変換装置側の直流指令を加え、これと交流入力電流
を全波整υICシた増幅器の出力とを比較し、この偏差
でコンバータを制thr11して交流入力直流を全波榮
流した回路の出力のリップルを除去し、これによって交
り’fb人力越淀に含まれる11C源周波数近傍の側波
電流を除去するだめ、2組の電力変換装置のいずれか一
方あるいは双方が出力電流制御を行う運転状態に応じて
側波除去指令回路が変化するから2組の電力変換装置の
運転状態に関係なく、又流入力電流に含1れるJi、
Ll中周波数近傍の側波電ηしを除去することができる
とともに、3相交流11L源側の無効電力;Qコ!功を
速やかに仰Iu1]することができる。 第13図はリニアモータの給′峨装置の本発明の他の実
施例を示す単線結線図で、記号は第7図の回路と同一記
号で示したので説明は省略する。 −また、第7図は電力変換装置CC,A、CCBとコン
バータCNがそれぞれ別の電源変圧器Tr1〜T r
3に接続されているのに対して第13図は電力変換装置
CCA、CCl3のそれぞれのj、r、i;源変圧器T
+1lTr2 の3次巻線にコンバータCNを接続した
ものであるから第13図の動作は第7図の回路と同様で
あるため、第13図の回路の動作説明は省略する。 第13図の回路は第7図の回路よりも電源変圧器の設置
面積が小さくなるとともに安価になる1゜第14図はコ
ンバータCNの詳細な構成図で、Th+ 、 Thzは
サイリスク変換器、他の記号は第12図の回路と同一記
号で示しだので記号の説明は省略する。 第12図の回路ではサイリスタ変換器Th1組でコンバ
ータCNを(1稼成したが、“dL力変換装置OCA、
CCBが12相ならサイリスタ変換器Thは2組必要に
なるからサイリスタ変換器数は第14図と同じになる。 第14図の回路の〆b作は第12図の回路と同じである
から動作説明は省略する。 以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上述
した実施例に限定されるものではなく、別設したコンバ
ータで交流電源側の電ηtに含まれる′rfi、源周波
数近傍の側波を除去する方式のすべてに本発明が適用で
きることは云うまでもない。 上記した本発明の実施1)IIによれば、3相交流電匠
11!IIにノ;シ相コンデンザ、I、“1r根電流方
式の逆311列接1iソL ’lj’:力変換装置+ニ
ア、およびコンバータを接続した方式にFいて、このコ
ンバータ了C指令値にそって′1シカ裳換装置の交流入
力′LIL流を全波整流した出力のリップルを!微去す
るかあるいは′電力変換装置の出力電流を全波14θi
シシた出力のリップルを除去するように制御し2て小容
量のコンバータで電力変換装置の交流入力”l!M流に
含まれる電源周波数近傍の側波゛【電流を01■実にp
;i;去することができ、かつ3相交流尻(+1λ側の
無効電力補償用循環′4流制御と出力電流+1llJ
IIillを′電力変換装置で行い、電源周波数近傍の
側波電流除去はコンバータで行うために制御系の相互干
渉もなく安定なfiilJ釧jができるなどの効果があ
る。 また、循環71.j流方式の逆並列接続電力変換装置を
2組設けてリニアモータの給電装置を構成した場会、2
組の電力変換装置のそれぞれの循環底流4)1令値とし
て(;u環電流固定値と循環電流補償値の2等分した循
環電流補償値とを2組の電力変換装fffのそれぞれの
運転状態に応じて切換えて与え、3相交流75% %i
側の力率が常に1になるように2組の電力変換装置のそ
れぞれの循環電流を制御するため、2組の電力変換装置
のそれぞれの容量が均一して小形化され、かつ2組の電
力変換装置と並列に接続したコンバータを2組の電力変
換装置のそれぞれの運転状態に応じて切換えられる指令
値にそって制御して小容量のコンバニタで2組の電力変
換装置の交流入力電流に含まれる電源周波数近傍の側波
電流を除去することができるとともに、制御系の相互干
渉がないなどの効果がある。 〔発明の効果〕 本発明によれば、経済的に電力変換装置で発生する側波
を除去することができる。
第1図は本発明の一実施例を示す循環電流方式の逆並列
接続電力変換装置の単線結線図、第2図はその3相溝成
図、第3図、第4図は本発明のそれぞれ別の一実施fl
Jを示す単線結線図、第5図は第4図の単騨結線+g+
を説明するための波形図、第6図は本発明の別の一実施
例を示す単線結線図、第7図は循環゛電流方式の逆並列
接続電力に換装置を2組設けてIJ ニアモータの給電
装置道を構成した本発明の別の一実施例を示す単線結線
図、第8図はリニアモータの給電方法を説明するだめの
タイムチャート、第9図は1盾環電直制御回路の具体的
なブロック71ノ)成図、・d 10図は電力変換装置
の請屯力特性、第11図は第9図のブロック図の動作を
li兄Iユ14する/こめのクイムチヤード、第12図
は11川螢?反除去指令回路の具体的なブロック構成図
、第13図は本発明の別の一実施しリを示す単線結線図
、第14図は第13図の単想結線図のコンバータの具体
的な1.゛44図である。 SS・・・3相父viE ’Llj源、V A I(、
・・・無効電力補償装置、Q、・・・H%I!ξ効電力
指令値、Qo・・・無効′重力検出値、C・・・進相コ
ンデンサ、S〜V・・・3相スイツチ、Is・・・交流
入力電流、′v、1〜T、3・・・電源変圧器、CN・
・・コンバータ、CCU、CC)に、CCB・・パ、ト
カ変換装置、QC・・・無効電力補償装置、Ip、Ip
A。 Ipi−3相正弦波電流基準値、Icup、 IoAp
。 Ioip ・・・循環電流指令1直、Icυ、 IOA
、 Ioll・・・循環電流検出値、GA、Gn・・・
制御信号、I CAI 。 Icmt・・・循環電流固定値、、 I CA2 、
I CB2・・・循環電流補償値、a〜b2・・・アナ
ログスイッチ、1・・・3相正弦波電流指令値、2・・
・直流指令、3・・・掛算 ・器、4,14,21,3
2,33.43〜46・・・加算器、5,11,19,
24,41,42゜47.48・・・比較器、6,15
.22・・・減yン、器、8、 9. 12.
20. 23. 25 ・・・増中晶召th、
7 。 18・・・全波整流回路、10,16.17・・・ゲー
ト制御回路、13・・・反転回路。
接続電力変換装置の単線結線図、第2図はその3相溝成
図、第3図、第4図は本発明のそれぞれ別の一実施fl
Jを示す単線結線図、第5図は第4図の単騨結線+g+
を説明するための波形図、第6図は本発明の別の一実施
例を示す単線結線図、第7図は循環゛電流方式の逆並列
接続電力に換装置を2組設けてIJ ニアモータの給電
装置道を構成した本発明の別の一実施例を示す単線結線
図、第8図はリニアモータの給電方法を説明するだめの
タイムチャート、第9図は1盾環電直制御回路の具体的
なブロック71ノ)成図、・d 10図は電力変換装置
の請屯力特性、第11図は第9図のブロック図の動作を
li兄Iユ14する/こめのクイムチヤード、第12図
は11川螢?反除去指令回路の具体的なブロック構成図
、第13図は本発明の別の一実施しリを示す単線結線図
、第14図は第13図の単想結線図のコンバータの具体
的な1.゛44図である。 SS・・・3相父viE ’Llj源、V A I(、
・・・無効電力補償装置、Q、・・・H%I!ξ効電力
指令値、Qo・・・無効′重力検出値、C・・・進相コ
ンデンサ、S〜V・・・3相スイツチ、Is・・・交流
入力電流、′v、1〜T、3・・・電源変圧器、CN・
・・コンバータ、CCU、CC)に、CCB・・パ、ト
カ変換装置、QC・・・無効電力補償装置、Ip、Ip
A。 Ipi−3相正弦波電流基準値、Icup、 IoAp
。 Ioip ・・・循環電流指令1直、Icυ、 IOA
、 Ioll・・・循環電流検出値、GA、Gn・・・
制御信号、I CAI 。 Icmt・・・循環電流固定値、、 I CA2 、
I CB2・・・循環電流補償値、a〜b2・・・アナ
ログスイッチ、1・・・3相正弦波電流指令値、2・・
・直流指令、3・・・掛算 ・器、4,14,21,3
2,33.43〜46・・・加算器、5,11,19,
24,41,42゜47.48・・・比較器、6,15
.22・・・減yン、器、8、 9. 12.
20. 23. 25 ・・・増中晶召th、
7 。 18・・・全波整流回路、10,16.17・・・ゲー
ト制御回路、13・・・反転回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、交流電源に接続された少くとも1つのコンバータを
備えた電力変換装置において、前記交流電源に接続され
た第2のコンバータと、上記電力変換装置によつて発生
する側波を表わす信号を電流指令として上記第2のコン
バータを制御する手段を設けたことを特徴とする電力変
換装置の制御装置。 2、上記側波を表わす信号は、上記電力変換器の電流指
令から、上記電力変換器によつて電源から負荷へ供給す
るリップルを含む電流を差引いて得ることを特徴とする
第1項記載の電力変換装置の制御装置。 3、交流電源に接続され出力交流の各相毎に逆並列接続
されたコンバータから成る電力変換装置と、この変換装
置の交流入力側に接続された進相コンデンサと、力率調
整を行うために上記逆並列コンバータ間に循環電流を流
す制御装置とを備えたものにおいて、上記交流電源に接
続され上記変換装置とは別設されたコンバータと、上記
変換装置の電流指令から、上記変換装置によつて上記交
流電源から負荷へ供給される多相交流電流の全波整流値
を差引いて得られる電流指令に応じて上記別設コンバー
タを制御する手段とを設けたことを特徴とする電力変換
装置の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17042084A JPS6149663A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 電力変換装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17042084A JPS6149663A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 電力変換装置の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6149663A true JPS6149663A (ja) | 1986-03-11 |
Family
ID=15904590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17042084A Pending JPS6149663A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 電力変換装置の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6149663A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS563574A (en) * | 1979-06-20 | 1981-01-14 | Hitachi Ltd | Power source filter device |
-
1984
- 1984-08-17 JP JP17042084A patent/JPS6149663A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS563574A (en) * | 1979-06-20 | 1981-01-14 | Hitachi Ltd | Power source filter device |
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