JPS62272870A - コンバ−タ装置 - Google Patents
コンバ−タ装置Info
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- JPS62272870A JPS62272870A JP61116357A JP11635786A JPS62272870A JP S62272870 A JPS62272870 A JP S62272870A JP 61116357 A JP61116357 A JP 61116357A JP 11635786 A JP11635786 A JP 11635786A JP S62272870 A JPS62272870 A JP S62272870A
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- Japan
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- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- 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
- H02M7/162—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 in a bridge configuration
- H02M7/1623—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 in a bridge configuration with control circuit
- H02M7/1626—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 in a bridge configuration with control circuit with automatic control of the output voltage or current
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】
3、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
この発明は、複数のコンバータユニットを縦続接続して
なるコンバータ装置に関する。
なるコンバータ装置に関する。
第3図は、例えば、1971年、WILEY−INTE
R3CIENCE社発行のrThyristor P
hase−ControlledConverters
and Cycloc。
R3CIENCE社発行のrThyristor P
hase−ControlledConverters
and Cycloc。
nvertersJ (B、R,Pe1ly著)に
1示された従来の非対称制御のサイクロコンバータのブ
ロック図である。同図において、1および2はコンバー
タユニット、3は負荷装置である。コンバータユニット
1および2は、具体的には、第6図に示すような6相ブ
リツジコンバータで構成することができる。第6図にお
いて、4はサイリスク、5.6および7は絶縁トランス
であって、該絶縁トランスの入力電圧eと出力電圧e。
1示された従来の非対称制御のサイクロコンバータのブ
ロック図である。同図において、1および2はコンバー
タユニット、3は負荷装置である。コンバータユニット
1および2は、具体的には、第6図に示すような6相ブ
リツジコンバータで構成することができる。第6図にお
いて、4はサイリスク、5.6および7は絶縁トランス
であって、該絶縁トランスの入力電圧eと出力電圧e。
、とは同位相、出力電圧e。1と出力電圧eobとは3
0度の位相差を有している。
0度の位相差を有している。
次に、このコンバータ装置の動作を、第4図に示すベク
トル図を参照して説明する。
トル図を参照して説明する。
第4図は、コンバータユニット1.2の出力電圧eoa
、eobと、負荷装置3に印加される電圧Voおよび負
荷電流IOとの関係を示すベクトル図であって、同図(
i)、(it)および(iii )は、コンバータユニ
ット1.2が最大電圧を出力した時の電圧Voの値を1
とした時、それぞれ、Vo=1、V o = 0.75
およびV o −0,25の場合の例である。ここでφ
Oは電圧・電流の位相差である。
、eobと、負荷装置3に印加される電圧Voおよび負
荷電流IOとの関係を示すベクトル図であって、同図(
i)、(it)および(iii )は、コンバータユニ
ット1.2が最大電圧を出力した時の電圧Voの値を1
とした時、それぞれ、Vo=1、V o = 0.75
およびV o −0,25の場合の例である。ここでφ
Oは電圧・電流の位相差である。
第4図に示すように、非対称制御の場合、2台のコンバ
ータユニット1.2のうちいずれか一方は常に最大電圧
を出力するようにしておき、他方のコンバータユニット
の出力電圧を調整することにより負荷装置3に印加する
電圧を調整する。この非対称制御に対し、■。、=■。
ータユニット1.2のうちいずれか一方は常に最大電圧
を出力するようにしておき、他方のコンバータユニット
の出力電圧を調整することにより負荷装置3に印加する
電圧を調整する。この非対称制御に対し、■。、=■。
b−Vo /2となるように両コンバータユニット1.
2の出力電圧を同時に調整する対称制御があるが、この
対称制御による場合は、コンバータユニット1.2の入
力電源の力率が上記非対称制御の場合に比して悪くなる
。
2の出力電圧を同時に調整する対称制御があるが、この
対称制御による場合は、コンバータユニット1.2の入
力電源の力率が上記非対称制御の場合に比して悪くなる
。
第5図は、対称制御の場合と非対称制御の場合との入力
電源の基本波の無効電力の比率をro=一定として比較
したものであって、例えば、負荷装置3の印加電圧■。
電源の基本波の無効電力の比率をro=一定として比較
したものであって、例えば、負荷装置3の印加電圧■。
が■。1の場合、対称制御ではQlの無効電力が生じる
のに対し、従来の非対称制御ではQtの無効電力で済み
、無効電力をQ3だけ低減することができる。なお、第
5図はコンバータユニット1.2を構成するサイリスタ
4が理想的なスイッチとして動作するものとしている。
のに対し、従来の非対称制御ではQtの無効電力で済み
、無効電力をQ3だけ低減することができる。なお、第
5図はコンバータユニット1.2を構成するサイリスタ
4が理想的なスイッチとして動作するものとしている。
従来の非対称制御法は、以上のように、2台のコンバー
タユニットのうちいずれか一方が常に最大電圧を出力す
るようにサイリスタを転流する位相制御角を固定してい
るので、例えば、第6図のコンバータの場合には、出力
電圧■。を調整することのできる周期が対称制御の場合
の2倍になり、出力電圧V0を調整して負荷電流■。を
制御する場合に細かい精密な制御ができなくなるという
問題がある他、両コンバータユニット1.2の転流が同
時に行われる場合には、特に、誘導性負荷の場合に、対
称制御の場合に比べて負荷電流■。
タユニットのうちいずれか一方が常に最大電圧を出力す
るようにサイリスタを転流する位相制御角を固定してい
るので、例えば、第6図のコンバータの場合には、出力
電圧■。を調整することのできる周期が対称制御の場合
の2倍になり、出力電圧V0を調整して負荷電流■。を
制御する場合に細かい精密な制御ができなくなるという
問題がある他、両コンバータユニット1.2の転流が同
時に行われる場合には、特に、誘導性負荷の場合に、対
称制御の場合に比べて負荷電流■。
のリップルが増大するという問題があった。
この発明は、上記したような従来の問題を解消するため
になされたもので、対称制御の場合に比して入力電源の
力率を改善できるとともに、精密な電圧制御を行うこと
ができ、更に、従来に比し、負荷電流のリップルを低減
することができるコンバータ装置を得ることを目的とす
る。
になされたもので、対称制御の場合に比して入力電源の
力率を改善できるとともに、精密な電圧制御を行うこと
ができ、更に、従来に比し、負荷電流のリップルを低減
することができるコンバータ装置を得ることを目的とす
る。
この発明は上記目的を達成するため、縦続接続されたコ
ンバータユニットの位相制御角を零でないほぼ一定の角
度差に維持して出力電圧を制御する出力電圧領域を有す
るようにしたものである。
ンバータユニットの位相制御角を零でないほぼ一定の角
度差に維持して出力電圧を制御する出力電圧領域を有す
るようにしたものである。
この発明では、縦続接続されているコンバータユニット
の個々の位相制御角は固定されないため、コンバータの
総合出力電圧は従来の非対称制御の場合に比して短い周
期で精密に調整することができ、負荷電流のリップルも
低減される。
の個々の位相制御角は固定されないため、コンバータの
総合出力電圧は従来の非対称制御の場合に比して短い周
期で精密に調整することができ、負荷電流のリップルも
低減される。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図において、10は分割器であって、コンバータが
負荷装置3に出力すべき電圧値に相当する電圧指令値V
。′から各コンバータユニット1および2がそれぞれ出
力すべき電圧値■。、および■。、に比例する電圧指令
値V。rおよびV。b′を演算して出力する。11およ
び12は分割器10から電圧指令値V。rおよび■。−
を受けて該電圧指令値■。、゛および■。−に応じてコ
ンパータユニット1および2のゲートタイミングを決定
するゲートパルス発生器、13および14はゲートパル
ス発生器11および12が送出するゲートパルスを増幅
してコンバータユニット1および2にそれぞれ送出する
ゲートパルス増幅器である。
負荷装置3に出力すべき電圧値に相当する電圧指令値V
。′から各コンバータユニット1および2がそれぞれ出
力すべき電圧値■。、および■。、に比例する電圧指令
値V。rおよびV。b′を演算して出力する。11およ
び12は分割器10から電圧指令値V。rおよび■。−
を受けて該電圧指令値■。、゛および■。−に応じてコ
ンパータユニット1および2のゲートタイミングを決定
するゲートパルス発生器、13および14はゲートパル
ス発生器11および12が送出するゲートパルスを増幅
してコンバータユニット1および2にそれぞれ送出する
ゲートパルス増幅器である。
他の構成は前記第3図に示したものと同じであるので、
同一符号を付しその説明は省略する。
同一符号を付しその説明は省略する。
次に、このコンバータ装置の動作について説明する。
コンバータユニット1および2の入力電源の電圧位相は
絶縁トランス5〜7を用いて30度ずつずらせてあり、
コンバータユニット1および2はそれぞれ60度毎に転
流される。分割器10は、コンバータユニット1および
2の転流を等間隔とするため、コンバータユニット1お
よび2の位相制御角が60度もしくは120度の角度差
を有するように電圧指令値V6m”およびv、−を作成
する。
絶縁トランス5〜7を用いて30度ずつずらせてあり、
コンバータユニット1および2はそれぞれ60度毎に転
流される。分割器10は、コンバータユニット1および
2の転流を等間隔とするため、コンバータユニット1お
よび2の位相制御角が60度もしくは120度の角度差
を有するように電圧指令値V6m”およびv、−を作成
する。
以下、この分割器10の動作を、例えば、コンバータユ
ニット1の位相制御角をコンバータユニット2の位相制
御角よりも60度進める場合について説明する。
ニット1の位相制御角をコンバータユニット2の位相制
御角よりも60度進める場合について説明する。
位相制御角が0度の時のコンバータユニット1および2
の最大出力電圧をA/2とし、コンバータユニット1お
よび2の位相制御角を、それぞれ、α。およびα。とす
ると、コンバータユニット1および2の出力電圧は次式
となる。
の最大出力電圧をA/2とし、コンバータユニット1お
よび2の位相制御角を、それぞれ、α。およびα。とす
ると、コンバータユニット1および2の出力電圧は次式
となる。
■。、= (A/2)c o sα1 ・・・・・・・
・(1)■。b= (A/ 2 ) c o s (
αt、+60’) ・・(2)両電圧の和が負荷装置
3に供給される電圧■。
・(1)■。b= (A/ 2 ) c o s (
αt、+60’) ・・(2)両電圧の和が負荷装置
3に供給される電圧■。
となるから、■。とα、の関係は次式となる。
v o −v as +v oh
−(巧/2)Acos(α、+30°)・ ・ ・ ・
・ ・(3) 従って、コンバータユニット1の位相制御角α1、コン
バータユニット2の位相制御角α。
・ ・(3) 従って、コンバータユニット1の位相制御角α1、コン
バータユニット2の位相制御角α。
は次式となる。
a、−cos−’(2Vo/、/’TA) 30’
(4)α、=αa+so’ =cos−’ (2V0/ ffA)+30’ f
5)それ故、分割器10は、(1)式と(4)式から求
まる、Vo、= (A/2)c o s−’ ((2V
。/f′3A)−30°〕 ・・・・・・・・・・・・
(6)に相当する電圧指令値VOa。とVOb” =V
o”−v Oa”を出力する構成とする。
(4)α、=αa+so’ =cos−’ (2V0/ ffA)+30’ f
5)それ故、分割器10は、(1)式と(4)式から求
まる、Vo、= (A/2)c o s−’ ((2V
。/f′3A)−30°〕 ・・・・・・・・・・・・
(6)に相当する電圧指令値VOa。とVOb” =V
o”−v Oa”を出力する構成とする。
なお、(a)電圧指令値v 、1″が正のある値(この
時のα、をα0、とする)を越えると、上記(4)式で
与えられるα、が小さくなり過ぎて転流不能となり、逆
に、山)電圧指令値v、+1が負のある値(この時のα
1をαmMAXとする)を越えると、上記(4)式で与
えられるα。が大きくなり過ぎて転流不能となるので、
位相制御角α、およびα。が一定の角度差を保って出力
電圧■。が調整される範囲は、 (、/T/2) Ac o s (αlIMAX+
30 ’ ) < V。
時のα、をα0、とする)を越えると、上記(4)式で
与えられるα、が小さくなり過ぎて転流不能となり、逆
に、山)電圧指令値v、+1が負のある値(この時のα
1をαmMAXとする)を越えると、上記(4)式で与
えられるα。が大きくなり過ぎて転流不能となるので、
位相制御角α、およびα。が一定の角度差を保って出力
電圧■。が調整される範囲は、 (、/T/2) Ac o s (αlIMAX+
30 ’ ) < V。
< (、/’r/ 2) A COS C&mI4+N
+ 30’ )の範囲となるが、上記(a)の場合には
、α、をα、8.Nに固定してα1を調整する従来の非
対称制御に切換えるか、或いは、対称制御に切換えるこ
とにより、コンバータユニット1および2が出力できる
正の最大電圧まで制御することができる。また、上記(
blの場合にはα。をその最大値に固定してαbを調整
する従来の非対称制御に切換えるか、或いは、対称制御
に切換えることにより、コンバータユニット1および2
が出力できる負の最大電圧まで制御することができる。
+ 30’ )の範囲となるが、上記(a)の場合には
、α、をα、8.Nに固定してα1を調整する従来の非
対称制御に切換えるか、或いは、対称制御に切換えるこ
とにより、コンバータユニット1および2が出力できる
正の最大電圧まで制御することができる。また、上記(
blの場合にはα。をその最大値に固定してαbを調整
する従来の非対称制御に切換えるか、或いは、対称制御
に切換えることにより、コンバータユニット1および2
が出力できる負の最大電圧まで制御することができる。
対称制御とする場合は、vO+a” =Vllb” =
vO”/2を分割器10により演算出力させ、従来の非
対称制御とする場合には、例えば、電圧■。の出力範囲
が、−NV。、8−≦−■。工+PV。、■で、対応す
る電圧指令値V。“の範囲を、−nV6 ” <v@
” <+pv0”とし、コンバー< V @1. <
+ 2 P V OMAX) 、V o℃>(pv(、
”−nVo”)/2の範囲ではv。、=p vo ”
/2、v 、 、+1 =v、 * p v、 *
/ 2、を作成し、V(1” < (pVo ”
nVo ” )/2の範囲テハVob=−nVo ”
/2、■、、* = v6 ” + n V 6 ”/
2、を作成させればよい。
vO”/2を分割器10により演算出力させ、従来の非
対称制御とする場合には、例えば、電圧■。の出力範囲
が、−NV。、8−≦−■。工+PV。、■で、対応す
る電圧指令値V。“の範囲を、−nV6 ” <v@
” <+pv0”とし、コンバー< V @1. <
+ 2 P V OMAX) 、V o℃>(pv(、
”−nVo”)/2の範囲ではv。、=p vo ”
/2、v 、 、+1 =v、 * p v、 *
/ 2、を作成し、V(1” < (pVo ”
nVo ” )/2の範囲テハVob=−nVo ”
/2、■、、* = v6 ” + n V 6 ”/
2、を作成させればよい。
上記の構成とすることにより、コンバータ出力電圧■。
と入力電源の基本波無効電力との関係は第2図に示すよ
うになり、■。=0の時は対称制御に比べて約1/3の
無効電力の改善ができる。
うになり、■。=0の時は対称制御に比べて約1/3の
無効電力の改善ができる。
上記実施例では、位相制御角α、とα、の位相差を60
度として説明したが、120度の位相差を持たせると、
より一層、入力電源の無効電力を改善することができる
。
度として説明したが、120度の位相差を持たせると、
より一層、入力電源の無効電力を改善することができる
。
また、上記実施例では、コンバータユニット1と2の入
力電源の電圧位相に30度の位相ずれを持たせているが
、この発明は任意の位相ずれのものには適用することが
でき、例えば、同位相の場合には、位相制御角α、とα
、の位相差を30度或いは90度或いは150度とする
ことにより転流タイミングを12相コンバータに対称制
御を用いた場合と同様にすることができ、かつ、入力電
源基本波無効電力を改善することができる。
力電源の電圧位相に30度の位相ずれを持たせているが
、この発明は任意の位相ずれのものには適用することが
でき、例えば、同位相の場合には、位相制御角α、とα
、の位相差を30度或いは90度或いは150度とする
ことにより転流タイミングを12相コンバータに対称制
御を用いた場合と同様にすることができ、かつ、入力電
源基本波無効電力を改善することができる。
また、上記実施例では、コンバータユニット1と2の転
流を常に等間隔で行う場合について説明したが、入力電
源の基本波無効電力の改善を重視する場合には位相制御
角α1とα、の位相差を大きくすることにより改善の度
合いが太き(なるので、コンバータ装置に要求される条
件に応じて位相制御角α、とα、の位相差を決めてもよ
い。
流を常に等間隔で行う場合について説明したが、入力電
源の基本波無効電力の改善を重視する場合には位相制御
角α1とα、の位相差を大きくすることにより改善の度
合いが太き(なるので、コンバータ装置に要求される条
件に応じて位相制御角α、とα、の位相差を決めてもよ
い。
この発明は以上説明した通り、縦続接続された2台のコ
ンバータユニットの位相制御角のいずれか一方を常に固
定することがないので、コンバータの総合出力をそれぞ
れのコンバータユニットで調整することができるので、
精密な制御を行うことができ、負荷に送出する電流のリ
ップルも低減することができ、しかも、対称制御の場合
に比して入力基本波の力率を改善することができる。
ンバータユニットの位相制御角のいずれか一方を常に固
定することがないので、コンバータの総合出力をそれぞ
れのコンバータユニットで調整することができるので、
精密な制御を行うことができ、負荷に送出する電流のリ
ップルも低減することができ、しかも、対称制御の場合
に比して入力基本波の力率を改善することができる。
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は上記実施例における出力電圧と人力電源の基本波無効
電力との関係を示す線図、第3図は従来の非対称制御サ
イクロコンバータのブロック図、第4図は上記従来例を
説明するためのベクトル図、第5図は上記従来例におけ
る出力電圧と入力電源の基本波無効電力との関係を示す
線図、第6図は上記従来例の具体回路図である。 図において、1.2− コンバータユニット、3−負荷
装置、5〜7−・−絶縁トランス、10・−・分割器、
11.12・−ゲートパルス発生器、13゜14−ゲー
トパルス増幅器。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
は上記実施例における出力電圧と人力電源の基本波無効
電力との関係を示す線図、第3図は従来の非対称制御サ
イクロコンバータのブロック図、第4図は上記従来例を
説明するためのベクトル図、第5図は上記従来例におけ
る出力電圧と入力電源の基本波無効電力との関係を示す
線図、第6図は上記従来例の具体回路図である。 図において、1.2− コンバータユニット、3−負荷
装置、5〜7−・−絶縁トランス、10・−・分割器、
11.12・−ゲートパルス発生器、13゜14−ゲー
トパルス増幅器。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (3)
- (1)縦続接続された複数のコンバータユニットからな
るコンバータ、各コンバータユニットの転流タイミング
をコンバータユニットの入力電源位相と出力すべき電圧
値から決定してゲートパルスを送出するゲートパルス発
生器、上記各コンバータユニットの出力すべき電圧値を
上記コンバータの出力すべき電圧値から演算して上記ゲ
ートパルス発生器に供給する分割器を有するコンバータ
装置において、上記分割器が、上記コンバータの特定の
出力範囲においては、上記コンバータユニットの位相制
御角を零でないほぼ一定の角度差に維持して上記コンバ
ータの出力電圧を調整するよう各コンバータユニットが
それぞれ出力すべき電圧値を決定することを特徴とする
コンバータ装置。 - (2)コンバータユニット相互の入力電源位相をほぼ3
0度とし、位相制御角の角度差をほぼ60度もしくは1
20度としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のコンバータ装置。 - (3)コンバータユニット相互の入力電源位相をほぼ0
度もしくは60度とし、位相制御角の角度差をほぼ30
度もしくはほぼ90度もしくは150度としたことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のコンバータ装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61116357A JPH0640742B2 (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | コンバ−タ装置 |
US07/040,795 US4758939A (en) | 1986-05-19 | 1987-04-21 | Converting apparatus and commutation control method therefor |
DE19873714423 DE3714423A1 (de) | 1986-05-19 | 1987-04-30 | Wandlervorrichtung und zugehoeriges kommutiersteuerverfahren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61116357A JPH0640742B2 (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | コンバ−タ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62272870A true JPS62272870A (ja) | 1987-11-27 |
JPH0640742B2 JPH0640742B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=14684958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61116357A Expired - Fee Related JPH0640742B2 (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | コンバ−タ装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4758939A (ja) |
JP (1) | JPH0640742B2 (ja) |
DE (1) | DE3714423A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01283062A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | 整流回路の点弧位相制御装置 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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