JPS62193591A - 電力変換装置の制御方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は交流直流の電力変換により直流電動機の駆動を
行う電力変換装置の制御方法に関するものである。

〔従来の技術と問題点〕

交流電源入力を得て交流直流の電力変換により直流電動
機を駆動する電力変換装置が慣用されている＠この種の
電力変換装置においては、いわゆる通常形サイリスタレ
オナード装置など電動機の界磁を一定として、電動機電
機子の電圧制御による定トルク特性を有するものが通常
である。

第３図および第４図は従来の電力変換装置の制御方法を
説明するため示したものであり、第３図に詔いて１は三
相交流電源、２はリアクトル、３はコンデンサ、４はグ
レーツ結線回路、５は直流電動機である。ここ１乙グレ
一ツ結線回路４は６個の自己消弧形半導体素子（以下単
に素子という）からブリッジ構成されてなり、ゲートタ
ーンオフサイリスタや静電誘導形サイリスタなどの素子
を用いてなるものである。また第４図において、ｖＲ９
Ｖ、　、　Ｖ、は三相交流電源１のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の
相電圧−ＤＩＩＰ　＋　ＤＢＰ　ｅ　ＤＴＰ　ｔ　ＤＲ
Ｎ　＊　Ｉ）ｓＮＩ　ＤＴＮはグレーツ結線回路４の各
素子ＧＴＯＲＰ、ＧＴＯ８，、ＧＴＯＴＰ、ＧＴＯＲＮ
。

ＧＴＯＢＮ、ＧＴＯ，ｒＮのドライブ信号を表している
。そして、そのドライブ信号の「Ｈ」　、「Ｌ」の状態
はそれぞれ素子の導通、しゃ断を示している。

すなわち、グレーツ結線回路４はリアクトル２およびコ
ンデンサ３が接続される三相交流電源ｌを入力し、交流
直流変換のうえ直流出力を直流電動機５に供給すること
により、その出力電圧■。に対応して直流電動機５を電
機子制御するものとなる。ここで第３図および第４図に
示される如く、入力電流工Ｒはパルス状の波形を有して
他の機器や通信関係ｉこ悪影響を及ぼすため、交流入力
段にリアクトルおよびコンデンサで構成されるフィルタ
を挿入するのが通常である。そして、フィルタの作用に
より入力電流ＩＲ′は例示のような高調波の少ない正弦
波形に改善できる。

しかしながら、かような従来の制御方法によるものを力
率の面からみると、コンデンサ３より電流が進み位相、
リアクトル夷より遅れ位相となるため、入力電圧と電流
に位相差が生じ、第５図に示す如くになってしまう。こ
こに、■は相電圧、■は相電流、αは位相差である。

しかるに、もし位相差αを零にするようにリアクトルと
コンデンサの定数を決めるものとすれば、つぎの式（１
）〜式（４）からも明らかなように共振現象を生じてし
まう。ここで、そのフィルタの等価回路を示すと第６図
の如くであり、６は電源、７はリアクトル、８は抵抗、
９はコンデンサである。

Ｚ１＝＃Ｌ　　　　　　　　・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（１）１　　　　　　　　・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）ｚ！＝ジ ただしＺｌはリアクトル７のインピーダンスＺ２はコン
デンサ９のインピーダンス Ｌはリアクタンス、Ｃは容量 Ｒは抵抗分、　　　乙は角周波数 ■＝■　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（４）〔問題点の解
決手段と作用〕 本発明は上述したような点に鑑みなされたもので、つぎ
の如き手段を講じおよびその作用効果を得る格別な方法
を提供するものである。

すなわち、高葡波成分除去のため挿入されるフィルタが
力率を悪くするという相反する問題を解消するものであ
る。まず、入力電圧Ｖと入力電流ｉにはつぎの関係をも
つ。

ｖ　＝　Ｖ　５ｉｎ６Ｉｔ　　　　　Ｔ・・”””””
（５）五＝Ｉｓｉｎ（ａ＋ｔ−α）・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（６）そして、位相差
αは入力電流Ｉが大きくなれば小さくなり、逆に入力電
流監が小さくなればフィルタ分の遅れ（あるいは進み）
に近くなっていく。

しかして、第３図および第４図に示した如き定トルク特
性を有して直流電動機駆動を行う電力変換装置の制御方
法において、グレーツ結線回路の出力電圧が一定の状態
にあれば、直流電動機の回転数が求まれば位相差αが一
義的に決まるという点に着眼したものである。ただし、
負荷変動に見合う揺動分に応する必要があることは勿論
である。

さらには、電動機回転数と例えばグレーツ結線回路の電
圧を選定する如き出力設定電圧の両者を比較することか
ら、その時の位相差を得るものとしてそれに対応する補
正量をもつ信号を発生することにより駆動パルスの出力
タイミングに加味せしめ、常に力率１の如き電力変換装
置を実現したものである。

以下、本発明を図面を参照して詳細説明する。

〔実　施　例〕

第１図は本発明の技術思想の理解を容易にするため示し
たもので、ｌ　、　ｉ’は入力電流、ｖＲ１ｖＲ′は相
電圧、ＤＲＰ　Ｉ　ＤＲＰ’は第３図に示される素子Ｇ
ＴＯＲＰへのドライブ信号である。第１図（イ）、（０
）において、ある出力設定電圧と回転数のときの位相差
がα１の場合、パルス出力のタイミングを基準の相電圧
ｖＲに対しては、ドライブ信号ＤＲＰについてドライブ
信号ＤＲＰ’の如く位相差α、′分だけ補正するように
したものである。これより、入力電流ｉは入力電流Ｉ′
のように遅れ、電圧と′電流の位相が合致して力率を１
とすることができる。ここで、位相差α１１１はフィル
タのりアクドルおよびコンデンサが存在することから、
必ずしも（α、＝α′）とはならないことζこ留意せね
ばならない。

第２図は本発明が適用されたグレーツ結線回路の素子へ
のドライブ信号作成回路のための位相差補正部の一例を
示すもので、１０は比較回路、１１は基準テーブル、１
２はリミッタ、■＊は出力設定電圧信号、Ｎは電動機回
転数信号、ＣＬＳは位相差補正信号である。すなわち、
比較回路１０にて出力設定電圧信号ｖ＊、ｌ！：１１Ｌ
動機回転数信号Ｎが比較演算されて位相差のレベル信号
が基準テーブル１１に与えられる。基準テーブル１１は
例えばＲＯＭが採用されてマｌ−ＩＪクス状に補正値が
貯えられてなり、位相差レベル入力に対応した補正レベ
ル値を有する出力信号をＩＪ　Ｊツタ１２に与える。リ
ミ、り１２は急激な電動機回転数の変化の如き補正レベ
ルの過大化を防止するものであり、よって、リミ、り１
２から適当な位相差補正信号ＯＬＳを送出できる。なお
、電動機回転数信号Ｎに代えて電動機電流の信号を用い
るようにしてもよいことは明らかである。また、かよう
な位相差補正信号ＯＬ８を効用してグレーツ結線回路へ
のドライブ信号の位相差を有するものとすることは容易
であり、その詳細説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、従来の電力変換機
能を損うことなく力率改善して電動機電動を行い得る格
別な電力変換装置の制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の技術思想の理解を容易にするため示し
た波形図、第２図は本発明が適用された位相差補正部の
一例を示す部分ブロック図、第３図および第４図は従来
の電力変換装置の制御方法を説明するため示した回路図
および波形説明図、第５図および第６図は第３図および
第４図の説明のため示した波形図およびフィルタ等価回
路図である。 ２・・・・・・リアクトル、３・・・・・・コンデンサ
、４・・・・・・グレーツ結線回路、５・・・・・・直
流電動機、１０・・・・・・比較回路、１１・・・・・
・基準テーブル、ｉ　、　ｉ’・・・・・・入力電流、
ｖＲ１ＶＲ′・・・・・・相電圧、α１．♂・・・・・
・位相差、ｒ・・・、・・出力設定電圧信号、Ｎ・・・
・・・電動機回転数信号、ＣＬＳ・・・・・・位相差補
正信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リアクトルおよびコンデンサが接続される交流電源入力
   を自己消弧形半導体素子からなるグレーツ結線回路に得
   るとともに、該グレーツ結線回路出力を定トルク特性を
   有する直流電動機に供給し、前記自己消弧形半導体素子
   にパルス幅変調を行うドライブ信号を与える電力変換装
   置の制御方法において、前記グレーツ結線回路の出力電
   圧および直流電動機の回転数の値を比較することにより
   前記交流電源入力の電圧と電流の位相差を検知し、かつ
   該位相差を抑制する位相差補正信号を得るようにしたこ
   とを特徴とする電力変換装置の制御方法。