JPS6149665A - 電力変換器のゲ−トパルス発生方式 - Google Patents

電力変換器のゲ−トパルス発生方式

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JPS6149665A
JPS6149665A JP17084784A JP17084784A JPS6149665A JP S6149665 A JPS6149665 A JP S6149665A JP 17084784 A JP17084784 A JP 17084784A JP 17084784 A JP17084784 A JP 17084784A JP S6149665 A JPS6149665 A JP S6149665A
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gate
latch circuit
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timing
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JP17084784A
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JPH0763221B2 (ja
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Tetsuo Yamada
哲夫 山田
Tomoyasu Hachiro
鉢呂 友康
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion 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
    • H02M7/145Conversion 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
    • H02M7/155Conversion 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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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分計 本発明は、静止形成力変換器のディジタル制御装置kに
係わり、特に位相器−のためのゲートノクルス兆生方式
に関する。
従来の技術 近年、サイリスタ変換器等による電動機の可変速装置は
、マイクロコンピュータ七制御中枢部とするディジタル
制御(DDC)が急速に進み、旧来のアナログ制御に較
べて高速、高精度、調整不要化さらにはドリフトレス化
が実現さルているO例えば、サイリスタレオナードの順
変換品、電流形インバータの順変換邪、サイリスタモー
タ(CLモータ)のIIIA変換部、−矢電圧制御装置
などのコンバータにその位相制御に旧来のアナログ位相
器演算処理で求めるものがある。例えば、特開昭58+
 2 +17867号公報、扱口ほか「サイリスク変換
器ディジタル制御用ゲートパルス発生方式」昭和57年
電気学会全国大会論文集、押出ほか「直流!動機の全デ
ィジタル制御」日立評論VOL61/Kh 10 (1
979年10月)、泉ほかITDDCによるサイリスタ
レオナードの制御」富士時報VOL54黒10(198
1年10月)がある。
発明が解決しようとする問題点 従来の位相制御に、旧来のアナログ位相器の信号処理方
法上基本にしたものが殆んどでbり、CPUKよる制御
角の演算及び演算結果をプログラマブルカウンタを便っ
てゲートパルスの発生など多くのカウンタを必要とする
し演算もa雑になjO1DDC化を図るもそのハードウ
ェア構成、ソフトウェア処理が複雑高価になる問題があ
った。
問題点′f:解決するための手段と作用本発明は、同期
1J号に対応して出力すべきゲートパにスパターン’i
ROMテーブルとして用意しておき、同期信号から各相
クロス点のタイミングパルスを割込信号としてCPUI
C割込み全発生させ、CPUは割込みの都度位相制御角
を演算して1つのカウンタに与えて該カウンタにより該
iU制御角に相当するタイミング信号上発生させ、さら
にCPUは次回のパターンデータff1g1のラッチ回
路にラッチさせかつその次のパターンデータを第2のラ
ッチ回路にラッチさせ、第1のラッチ回路のパターンデ
ータは前記カウンタのタイミング1言号発生までの期間
ゲートパルスとして出力し%第2のラッチ回路のパター
ンデータは前記カウンタのタイミング信号発生から次の
割込信号までの期間ゲートパルスとして出力し、両ラッ
チ回路の出力論理和上ゲートパルスとすることを特徴と
する。
実施例                     −
第1図ム)は本発明の一突施例を示すサイリスタレオナ
ードの全体構底図であシ、41図tBlは第1図fAI
における′ゲート制御回路及び工/δボートのイIQ成
図を示す。第1図IAIにおいて、3相交流電源1の交
流電力はサイリスタ順変換器、20点弧位相制御で電圧
tfllJ御さr′L、次直流電力に変換さn、この直
流電力は直流リアクトル3ft通して直流電@機4に供
給して該電Al1機4が速度別御される。この主回路に
対して、制御回路はマイクロコンピユー  ゛り七割御
中枢部として以下に説明する溝底にさC主回路の状態検
出要素として、順変換器2の交流電流検出のための変流
器5と整流回路6が設けらnl この検出信号は゛ぼ流
tli制御系制御系シイナルーズ検出43号にさルる。
パルスピックアップ7に電動a4の速度を七〇に比例し
比パルス数として検出する。順変換器20位相制御基準
タイミング検出要素として、順変換器2の交流電流検出
する同期トランス8と、その出力から基本周波数の3和
室圧信号を得るアクティブフィルタ9と、この電圧信号
から各相同期パルスを得る零クロスコンパレータ10が
設けらnる。
制@装置本体に、CPUIIと、制御用ROM12と、
ディジタル位相制御用のROMテーブルla、T/δボ
ート14及びゲート制御回路15と、パルスピックアッ
プ7のパルス全一定時間単位で計数するカウンタ構成の
速度検出回路16と、電流検出信号IAC及びアナログ
速波設定信号Nsに比例したディジタル信号に変換する
A/D変換器17と、運転操作シーケンスイご号の取込
みゃ運転状態表示出力のためのシーケンスインターフェ
ース18とその操作人出力車19とを具える。
こうした制#l装置本体において、各部にバヌ2゜によ
って結会さn、ゲート制御回路15及びV5ボート14
は第1図IBIに示す構成にてn、ROMテーブル13
iCはゲートパルスパターンが格納さn″′C該パター
ンに従ってCPUIIの制御のもとにゲート制御回路1
5から各相ゲートパルスが取出される。以下、ゲートパ
ルス発生態様を詳細に説明する。
第1図IB)において、同期信号U、V、Wは第2囚に
示すように、電源10相電圧t3y + eV 、eイ
のクロス点に同期した電気角180度幅のパルスとして
与えらnる。 工/6ボート14は同期信号U e V
 a Wからアンドゲート21〜23.オアゲート24
.遅延回路25及び排他的m埋積回路(Ex−OR)2
6によって基本周波数Fの6倍周波数でクロス点に同期
したパルス6Fi得ると共に、ステータスリード用バッ
ファ27に同期(i号U、V、Wの状態?取込む。パル
ス6FはCPU11への割込み信号INTR(lにされ
ると共にゲート制御1g回路15の各部のイネーブル信
号にされる。
ROMテーブル13は、相IB王の6()度毎のクロス
期間に対応づけて下記表のような6種類のパター741
〜す6が書込まnている。
第1表 この表に示すように、ゲートパターン+1−÷6は同期
信号σ、V、Wに対応して順変換器2の各サイリスタU
、v、w、X、Y、Zのうち点弧すべきサイリスタを決
定する。このゲートパターンナ1〜÷6の読出しに工/
δボート14からの割込み信号工NTR0の都度CPU
IIがバッファ27の内容?読取っ九結果として選択さ
れる。このパターン4=1〜÷6のうち読出さnたパタ
ーンデータはゲート制御回路15のラッチ回路31゜3
2にラッチされる。
ゲート制御回路15は、1つのカウンタ(す0)J3が
設けらnる。このカウンタ33にプログラマブルタイマ
(例えば工装置 8253)にさn1CPUIIが演算
した制御角αに相当するデータがカウントレジスタに曹
込まnlこのデータに相当する時間Tα計測t−311
込信号lNTR0のタイミングでレジスタの内容tカウ
ンタ回路にプリセットしてクロック計数することで行な
う。CPUIIは第2図に示すように割込信号lNTR
0で電流制御演算と位相制御角αの演算上行ない、次回
の位相制御角データα七カウンタ33に書込んだ後、天
のゲートパルスパターン+1〜+6でラッチ1回のパタ
ーンデータMD’++はラッチ回路34に割込信号lN
TR0のタイミングで既に移送さnている。
ラッチ回路31にはCPUIIによって同期信号lNT
R0時点からカウンタ33がカウントアツプするまでの
間に出力すべきゲートパ、ルスパターンデータ≠1〜す
6が曹込まnる。このとき、ラッチ回路31の前回のパ
ターンデータ5Di)[ラッチ回路35に割込信号lN
TROのタイミングで既に移送されている。カウンタ3
3のタイムアップ1百号Tαのタイミングでにラッチ回
路34の出力MDIがラッチ回路36に移送されると共
に、ラッチ回路35のリセットがなされる。ラッチ回路
35及び36の出力SD1.MD2は夫々オープンコレ
クタバッファ、3T、3B@通してその出力側で同期信
号の前後のデータ含酸のためにワイアードオアの論理が
取らnlこの信号はパックア39を経て各相ゲート信号
GU、GV、GW、GX。
GM、GZのゲートドライバで電力増幅さnて順変換器
2の各サイリスタの点弧電流にされる。
第3図は制御角α一定のときのタイムチャートを示す。
同期4i号6Fになる割込1j号工NTRoの立上!7
(時刻i+ 、 )でCPUIIは割込処理に入り、こ
の処iは電流演算とα演算を行なつ友後で次回の制御角
αデータtn(図中ではn = 2 ’) fカウンタ
33に書込む。そして、ラッチ回′Mr32にはROM
テーブルIJから読出した次回に出力すベキケートパル
スパターンデータ(図中では≠2のデータ)を書込み、
ラッチ回路、31にはそのjtjlに出力すべきゲート
パルスパターンデータ(+1のデータ)を書込む。
lNTR11の立上9でカウントl開始していたカウン
タ33は、そのカウントアツプ出力ヌTα(時lNTR
0の豆下りでラッチさnているパターン≠刻tt)によ
りラッチ回路A5の内容(図中でに6)がクリアさn、
パルスTαの立上り(時刻1.)でラッチ回路゛34の
出力MD Iがう↓チ回路3hにラッチさルる。こnに
エフラッチ回路36の出力MD2(パターン+1)が七
′tLiでのラッチ回路35の出力SDIになるゲート
デターンナ6に代ってパターンナlによるゲートデータ
に切換えらする。
カウンタ33のカウントアツプ出力によりゲート出力が
変化し、順変換器2のサイリスタの転流がパターン+1
に従って行なゎnる。
次の割込1g号lNTR0の立上シ(時刻1+ 、 )
でにラッチ回路36をクリアしてそCまでゲート出力し
ていたデータMD2i消し、また前回にカウンタレジス
タにセットしていたカウンタ33のデータTtに対する
計敬七開始させる。ま几、j1j込信号1’NTR0の
割込入でCPt)11が祇流演具とαmn*行なってそ
の結果データTs t”カウンタA3のカウンタレジス
タに書込んでおく。
まt、割込信号lNTR0の立下シ(時刻ts)では、
ラッチ回路31の出力8D Oをラッチ回路35にラッ
チし、この出力5DI(パターンナ1)をゲートパルス
として出方する。同時にラッチ回路’ 2ノ出力M D
 (1(パターン1+ 2 )fラッチ回路34にラッ
チし、カウンタ33のカウントアツプこうし7C動作の
繰返しにより制御角αを持つゲートパルス(+3図のG
D)がドライバ40から出力される。また、制御角αが
0°−%40’ 、  60°〜12 oa、 12 
o″〜ls o′ノ各IXl”+5r/Efi化fる楊
8はゲートデータ(MD +1 、 SD I )と同
期信号データの関係上天の第2表のようにシフトする。
また、各6()6区間内の転流タイミングはカウンタ3
30カウント値データにより調整される。
第2表 第4囚は制御角αが611″(/J境界で越えてしほら
nるときのタイムチャートを示す。v11信号XNTR
0によるm流演算と制御角αの演算に該制御角αが60
°以上と判定さ−n九とき(期間B)、ラッチ回路32
にセットするデータは前回1直と同一のものとし、ラッ
チ回路31と同じデータにされる。
即ち1次の60°区間は転流を行なわない工うに同じゲ
ートパルスデータにする。
そして、次の割込イ」号工NTR0でにα−61】°デ
ータをカウンタj3にセットし、制御角αの演算が60
’以上(12o”以内)のままならカウンタ33の値會
α−60’にセットしつづけ、611°≦αく120°
の間で制御角αに従ったタイミングで一流制御する。V
dに順変換器2の出力電圧ケ示す。
このような+1” (α〈60°の区間から6C)°≦
αく121)’の区間にゲート位相が変化するときの処
理は、60°≦α< 12 T1”区間から120”≦
α(180”区間への変化にも同様に行なわγしる。
第5図は制御角αが6()°の境界を越えて進むと□ きのタイムチャートを示す6割込信号lNTR口による
制御角αの演算で6(1°≦α< 12 (1’と判定
さnたとき(期間A)、第4図の期間Bと同様の処理を
行なう。仄に、iti制御角α側角°≦α(60”と判
定さlrL九とき(期間B)、ラッチ回路32ににそn
まで順次セットしてきた+m序?1つ飛び越したパター
ンデータ(図中では≠3)’t−セットし、矢の同期信
号(期間C)からにカウンタ33のカウントアツプ1で
のデータΦ2(3−1)kラッチ回路31にセットする
。このような処理によりα: 5 +1’の境界を飛び
越してo’=α<60°(1)頭載での制御に移ること
ができる。
このような60@≦α< 12 +1’区間から()0
≦αく6()°区間へのゲート位相CI)進み処理は、
12 (1”≦α< 180’区間から6C)0≦α<
 12 o’区間への処理も同様に行なわnる。
第2図には但」徂1角αが()0から12tl’Jでし
ほらnるときのゲート信号、直流電圧、カウンタ33の
出力期間を示す。
発明の効果 本発明によりば、3相同期信号入力に対応して出力すべ
きゲートパルスパターンiROMテーブルデータとして
確保して該データtラッチ回路にラッチしておき、この
ラッチ信号t1つりカウンタの朋11圓角αに従つt計
数1直で出力ラッチ回路に移してゲートパルス七発生さ
せるため、位相器用のタイマ(カウンタ)全1つにし7
c(1馨成でしかもゲートパターン発生のためのソフト
ウェアが簡単になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
71図(A+は本発明の一実施例金示す全体イ“R成因
、第1図fBlに第1図因におけるゲート制イ虱回路と
工/δポート14のI!ll!l路図、第2図は本発明
に2ける制御角αのしぼり時タイムチャート、第3図。 第4図、第5図は本発明における制m月αの一定制御と
60@を境界とする変化時のタイムチャートである。 2・・・順変換器、4・・・直流電動機、6・・・整流
回路、7・・・パルスピックアップ、9・・・フィルタ
、10・・・コンパV−タ、11・・−CPU% 12
・ ROM。 13・・・ROMテーブル、14・・・ I/δポート
、15・・・ゲート開側回路、16・・°速t1j恨出
回路、17・・・A/Df換器、27・・・ステータス
リード用バッファ、31.32.34.35.36・・
・ラッチ回路、33・・・カウンタ、37.38・・・
オーブンコレクタバッファ、39・・・バッファ、40
・・・ケートドライバ。 第1.図(A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電力変換器の交流電源に同期した同期信号から電源電圧
    の各相クロス点のタイミングパルスを得る手段と、前記
    同期信号に対応して前記電力変換器の各相スイッチのゲ
    ートパルスパターンを書込んだROMテーブルと、前記
    タイミングパルスが与えられる都度カウントレジスタの
    データまでクロック計数して位相制御角に相当するタイ
    ミング信号を得るカウンタと、前記パターンデータを予
    めラッチしておき前記タイミングパルスが与えられた都
    度該パターンデータを出力しかつ前記カウンタのタイミ
    ングでパターンデータ出力がクリヤされる第1のラッチ
    回路と、この第1のラッチ回路のパターンデータの次の
    パターンデータを予めラッチしておき前記カウンタのタ
    イミングで該パターンデータを出力しかつ前記タイミン
    グパルスが与えられた都度該パターンデータ出力がクリ
    ヤされる第2のラッチ回路と、前記第1と第2のラッチ
    回路の論理相出力で前記電力変換器のゲートパルスを出
    力するゲートドライバ回路と、前記タイミングパルスを
    割込み信号として前記位相制御角を演算して前記カウン
    トレジスタにセットしておきかつ前記同期信号に従つて
    前記ROMテーブルから読出したパターンデータを前記
    第1と第2のラッチ回路にラッチさせておく処理手段と
    を備えたことを特徴とする電力変換器のゲートパルス発
    生方式。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0989666A1 (de) * 1998-09-21 2000-03-29 ebm Werke GmbH & Co. System zur Drehzahlsteuerung von Wechselstrom-Motoren
WO2018216261A1 (ja) * 2017-05-22 2018-11-29 三菱電機株式会社 ゲートドライバおよびパワーモジュール

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0989666A1 (de) * 1998-09-21 2000-03-29 ebm Werke GmbH & Co. System zur Drehzahlsteuerung von Wechselstrom-Motoren
WO2018216261A1 (ja) * 2017-05-22 2018-11-29 三菱電機株式会社 ゲートドライバおよびパワーモジュール

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