JPS6228815A - 周波数変換装置の電力配分制御回路 - Google Patents
周波数変換装置の電力配分制御回路Info
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- JPS6228815A JPS6228815A JP16754485A JP16754485A JPS6228815A JP S6228815 A JPS6228815 A JP S6228815A JP 16754485 A JP16754485 A JP 16754485A JP 16754485 A JP16754485 A JP 16754485A JP S6228815 A JPS6228815 A JP S6228815A
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は回転形周波数変換装置と静止形周波数変換装置
とを並列運転する周波数変換装置において、負荷の要求
する無効電力を静止形周波数変換装置側が負担して出力
電力を経済的に配分する周波数変換装置の電力配分制御
回路に関するものである。
とを並列運転する周波数変換装置において、負荷の要求
する無効電力を静止形周波数変換装置側が負担して出力
電力を経済的に配分する周波数変換装置の電力配分制御
回路に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点１
回転形周波数変換装置！（以下Ｍ−Ｇ装置と呼ぶ）を容
量アップする場合、従来は同容量のＭ−Ｇ装置を増設し
て並列運転を行っているが、既設Ｍ−Ｇ装誼と同一仕様
のＭ−Ｇ装置を製作するのが困難であること、起動装置
などの補助装置も増設する必要があり、設置場所の利用
率が悪いこと、回転機であるために負荷変動時の電力応
答が遅いこと５回転機であるために保守点検が面倒にな
ることなどの問題点をもっている。
量アップする場合、従来は同容量のＭ−Ｇ装置を増設し
て並列運転を行っているが、既設Ｍ−Ｇ装誼と同一仕様
のＭ−Ｇ装置を製作するのが困難であること、起動装置
などの補助装置も増設する必要があり、設置場所の利用
率が悪いこと、回転機であるために負荷変動時の電力応
答が遅いこと５回転機であるために保守点検が面倒にな
ることなどの問題点をもっている。
本発明は、Ｍ−Ｇ装置と静止形周波数変換装駈とを並列
運転し、負荷の要求する無効電力は静止形周波数変換装
置側で負担してＭ−Ｇ装置の利用率を向上する合理的な
周波数変換装置の電力配分制御回路を提供することを目
的としている。
運転し、負荷の要求する無効電力は静止形周波数変換装
置側で負担してＭ−Ｇ装置の利用率を向上する合理的な
周波数変換装置の電力配分制御回路を提供することを目
的としている。
本発明は１回転形周波数変換装置と無効電流制御可能な
静止形層波数変換装！（例えば循環電流式サイクロコン
バータ）とを並列運転して負荷に所要周波数の有効電力
および無効電力を供給する周波数変換装置において、有
効電力設定値に応じて上記回転形周波数変換装置の負担
すべき有効電力を算出する有効電力指令値演算回路と、
上記算出した有効電力値に対応する有効電流と無効電流
を含む実際の負荷電流とから静止層周波数変換装置の負
担すべき有効電力および無効電力に対応する電流指令値
を算出する電流指令値演算回路を備え、上記電流指令値
に対応して上記静止層周波数変換装置の出力電流を制御
し、これによって無効電力は静止層周波数変換装置のみ
で負担して回転形周波数変換装置の利用率を向上させる
と共に負荷変動に対する応答を改善した周波数変換装置
の電力配分制御回路である。
静止形層波数変換装！（例えば循環電流式サイクロコン
バータ）とを並列運転して負荷に所要周波数の有効電力
および無効電力を供給する周波数変換装置において、有
効電力設定値に応じて上記回転形周波数変換装置の負担
すべき有効電力を算出する有効電力指令値演算回路と、
上記算出した有効電力値に対応する有効電流と無効電流
を含む実際の負荷電流とから静止層周波数変換装置の負
担すべき有効電力および無効電力に対応する電流指令値
を算出する電流指令値演算回路を備え、上記電流指令値
に対応して上記静止層周波数変換装置の出力電流を制御
し、これによって無効電力は静止層周波数変換装置のみ
で負担して回転形周波数変換装置の利用率を向上させる
と共に負荷変動に対する応答を改善した周波数変換装置
の電力配分制御回路である。
本発明の一実施例を第１図に示す。
第１図において、三相電源１に三相Ｗｉ線路ＢＵＳを介
してＭ−Ｇ装置２および静止層周波数変換装置！（以下
静止形ＦＣと呼ぶ）３が並列接続され、周波数変換され
た交流電力を負荷りに供給している。
してＭ−Ｇ装置２および静止層周波数変換装置！（以下
静止形ＦＣと呼ぶ）３が並列接続され、周波数変換され
た交流電力を負荷りに供給している。
Ｌｃは静止形ＦＣの出力側−に直列接続された交流リア
クトルである。
クトルである。
なお静止形ＦＣ３としては入力無効電力制御が可能な例
えば循環電流式サイクロ、コンバータを用いる。
えば循環電流式サイクロ、コンバータを用いる。
第１図において負荷電圧Ｖ、および負荷電流ＩＬはそれ
ぞれ変成梧ＰＴおよび変流器ＣＴで検出され、さらに検
出信号ｖＬおよび１．を有効電力演算回路ＰｗＲに入力
して負荷の有効電力ＰＬが演算される。
ぞれ変成梧ＰＴおよび変流器ＣＴで検出され、さらに検
出信号ｖＬおよび１．を有効電力演算回路ＰｗＲに入力
して負荷の有効電力ＰＬが演算される。
２０本はＭ−Ｇ装置に対する有効電力設定値であり、比
較器Ｃ４で上記負荷有効電力ＰＬと比較され、その差ｐ
Ｌ−ｐｃ本がリミッタ回路に４に入力される。
較器Ｃ４で上記負荷有効電力ＰＬと比較され、その差ｐ
Ｌ−ｐｃ本がリミッタ回路に４に入力される。
リミッタ回路に、の出力Ｐ。Ｃ＊は
ＰＬ−Ｐｃ東≧０ のとき ＰＣＣ本＝ｐＬ−
Ｐｃ本ＰＬ−Ｐｃ東くＯのとき Ｐｃｃ”＝ 。
Ｐｃ本ＰＬ−Ｐｃ東くＯのとき Ｐｃｃ”＝ 。
となる。
上記ｐｅａ”は比較器Ｃ，で前記ＰＬと比較され ｐｏ
＊＝ｐＬ−ｐｃｃ”！ｐｃ” （ｉｆ ＰＬ≧Ｐｃ’）
またはＰＬ （ｉｆ ＰＬ＜ Ｐｃ”）をＭ−Ｇ装置２
の有効電力指令値として出力する。
＊＝ｐＬ−ｐｃｃ”！ｐｃ” （ｉｆ ＰＬ≧Ｐｃ’）
またはＰＬ （ｉｆ ＰＬ＜ Ｐｃ”）をＭ−Ｇ装置２
の有効電力指令値として出力する。
上記有効電力指令値Ｐ、町士割算器ＤＩＶで前記負荷電
圧ｖＬで割算され、Ｍ−Ｇ装置２に対する有効電力指令
値工Ｏｘを出力する。
圧ｖＬで割算され、Ｍ−Ｇ装置２に対する有効電力指令
値工Ｏｘを出力する。
比較ｍＣ６は上記１Ｇ＊と実際の負荷電施工りとを比較
し、 ：Ｉｃｅ’ ＝ ＩＬ ＩＱ’を静止形ＦＣ
３の電流指令値として出力する。
し、 ：Ｉｃｅ’ ＝ ＩＬ ＩＱ’を静止形ＦＣ
３の電流指令値として出力する。
これによって静止形ＦＣ３の出力電流ＩＯＣは、 Ｉｃ
ｅ＊に制御される。
ｅ＊に制御される。
上記静止形ＦＣ３の具体的な構成の一例を第２図に示す
。
。
第２図に示す静止形ＦＣは循環電流式サイクロコンバー
タであり、入力周波数よりも出力周波数を高くできると
共に、受電端に進相コンデンサを設けることによって入
力無効電力制御が可能となっている（特願昭５６−１５
４２１２参照）。
タであり、入力周波数よりも出力周波数を高くできると
共に、受電端に進相コンデンサを設けることによって入
力無効電力制御が可能となっている（特願昭５６−１５
４２１２参照）。
すなわち第２図において、ＢＵＳは３相１！！線路。
Ｃは進相コンデンサ、一点鎖線内ＣＣはサイクロコンバ
ータの１相分、Ｌは負荷（１相分）を示している。
ータの１相分、Ｌは負荷（１相分）を示している。
１相のサイクロコンバータＣＣの主回路は１ｔｉｌ！ト
ランスＴＲ１正群コンバータ５ｓ−ｐ、負群コンバータ
５Ｓ−Ｎ、直流リアクトルＬ。ｔｙＬＯａから成り、コ
ンバータ５ｓ−ｐと５Ｓ−Ｎは電源トランスＴＨによっ
て絶縁されている。他の２相も同様な構成である。
ランスＴＲ１正群コンバータ５ｓ−ｐ、負群コンバータ
５Ｓ−Ｎ、直流リアクトルＬ。ｔｙＬＯａから成り、コ
ンバータ５ｓ−ｐと５Ｓ−Ｎは電源トランスＴＨによっ
て絶縁されている。他の２相も同様な構成である。
負荷電流ＩＣＣの制御では、負荷電流指令ＩＣＣ，’と
演算によって求めた実負荷電流ＩＣ６どの偏差に応じて
正群電圧ＶＰと負群電圧ＶＮが等しくなるように負群の
位相信号を反転してあたえる。
演算によって求めた実負荷電流ＩＣ６どの偏差に応じて
正群電圧ＶＰと負群電圧ＶＮが等しくなるように負群の
位相信号を反転してあたえる。
その結果、平均電圧が負荷電圧となり、循環電流工０に
関係なく負荷電流■ｃｃが制御される。
関係なく負荷電流■ｃｃが制御される。
ｗｉ環電流工０の制御は、正群電圧ｖＰと負群電圧Ｖ。
の平均電圧を変えずその差を制御する。
すなわち循環電流指令工０京と演算によって求めた実循
環電法王ｏとの偏差に応じてＶＰを増加させると同時に
、ＶＮを等量だけ減少させるように位相信号をあたえる
。
環電法王ｏとの偏差に応じてＶＰを増加させると同時に
、ＶＮを等量だけ減少させるように位相信号をあたえる
。
無効電力制御では、受電端に電流検出器ＣＴ、および電
圧検出器ＰＴを設け、無効電力演算回路ＶＡＲによって
入力無効電力Ｑを検出し、設定、された無効電力指令値
Ｑ＊と比較して、その偏差直□に応じて循環電流指令工
０京をあたえている。
圧検出器ＰＴを設け、無効電力演算回路ＶＡＲによって
入力無効電力Ｑを検出し、設定、された無効電力指令値
Ｑ＊と比較して、その偏差直□に応じて循環電流指令工
０京をあたえている。
また制御補償回路Ｈ（Ｓ）には積分要素を含ませ。
定常偏差の発生を抑制している。
従って無効電力指令Ｑ＊をゼロに設定すると、進相コン
デンサＣの進み無効電力とサイクロコンバータの遅れ無
効電力とが互に打消し合うように循環電法王０が制御さ
れ、受電端の入力基本波力率が１になる。
デンサＣの進み無効電力とサイクロコンバータの遅れ無
効電力とが互に打消し合うように循環電法王０が制御さ
れ、受電端の入力基本波力率が１になる。
第１図における電力配分制御の動作を第３図を用いてさ
らに詳細に説明する。
らに詳細に説明する。
第３図（Ａ）はＭ−Ｇ装置とサイクロコンバータＣＣと
を並列運転したときの各都電流の方向を示しており、負
荷りはＲ，＋ ｓＬ、であたえられる。
を並列運転したときの各都電流の方向を示しており、負
荷りはＲ，＋ ｓＬ、であたえられる。
また並列運転の条件として、負荷電圧Ｖ１．はＭ −Ｇ
装置の発電機界磁電流制御で一定に制御され、Ｍ−Ｇ装
置から負荷りに供給する電流ＩＱは負荷電圧ｖしに同相
とする。またサイクロコンバータＣＣは上述のように電
流制御で運転されるものとする。
装置の発電機界磁電流制御で一定に制御され、Ｍ−Ｇ装
置から負荷りに供給する電流ＩＱは負荷電圧ｖしに同相
とする。またサイクロコンバータＣＣは上述のように電
流制御で運転されるものとする。
上記の条件で並列運転が行われると下記の関係が成立す
る。
る。
ＶＬ＝ （ＲＪ＋！！ＩＬＪ） ＩＬ
・＝■Ｖｘ＝ｓＬｃ ・Ｉｃｅ ・＝■
ｖｃ＝ ｖＬ＋ｖ、 −・・■ＩＬ＝
ＩＯＣ＋ＩＣ＋ −−−ＱＱここにｖＬ：
負荷電圧 ｖｘ：リアクトルＬｃの両端電圧 ｖｃ：サイクロコンバータＣ／Ｃの出力電圧Ｉａ：Ｍ−
Ｇ装置の出力電流 ＩＣＣ”ＩＣＲ＋ＩＣ菫：サイクロコンバータＣＣの出
力電流工し：負荷電流 第３図（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ上記ω〜に）式に
基づく各都電圧電流のベクトル図の一例である。
・＝■Ｖｘ＝ｓＬｃ ・Ｉｃｅ ・＝■
ｖｃ＝ ｖＬ＋ｖ、 −・・■ＩＬ＝
ＩＯＣ＋ＩＣ＋ −−−ＱＱここにｖＬ：
負荷電圧 ｖｘ：リアクトルＬｃの両端電圧 ｖｃ：サイクロコンバータＣ／Ｃの出力電圧Ｉａ：Ｍ−
Ｇ装置の出力電流 ＩＣＣ”ＩＣＲ＋ＩＣ菫：サイクロコンバータＣＣの出
力電流工し：負荷電流 第３図（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ上記ω〜に）式に
基づく各都電圧電流のベクトル図の一例である。
第３図ＣＢ）において、負荷りの要求する電流ＩＬは負
荷電圧ｖしに対して位相遅れθ１をもっているとする。
荷電圧ｖしに対して位相遅れθ１をもっているとする。
負荷電法王しはｖＬに同相なＭ−Ｇ装置の出力電流１、
とサイクロコンバータの電流Ｉｃｅの和であり、電流Ｉ
Ｃｃは負荷の有効電流ＩｅＦＩと無効電法王ａｘの和で
ある。
とサイクロコンバータの電流Ｉｃｅの和であり、電流Ｉ
Ｃｃは負荷の有効電流ＩｅＦＩと無効電法王ａｘの和で
ある。
一方すイグロコンバータの出力電圧ＶＣは電流Ｉｃｅよ
り９０°位相の進んだりアクドルｔ、ｃの電圧ＶＸと、
負荷電圧■しどの和であり、ｖｏはｖＬより０２だけ進
み位相となる。
り９０°位相の進んだりアクドルｔ、ｃの電圧ＶＸと、
負荷電圧■しどの和であり、ｖｏはｖＬより０２だけ進
み位相となる。
第３図（Ｃ）はサイクロコンバータから無効電流のみを
供給した場合である。この場合はＩｃＲ＝Ｏ。
供給した場合である。この場合はＩｃＲ＝Ｏ。
ｒｃｃ”ｒｃｘであり、ＶＣ＊ ＶＸ＋ ｖＬは同相と
なる。
なる。
以上のようにサイクロコンバータＣＣの出力電流Ｉｃｅ
の大きさおよび位相を制御して負荷りの要求する電流を
流すことによってＭ−Ｇ装置の電法王。
の大きさおよび位相を制御して負荷りの要求する電流を
流すことによってＭ−Ｇ装置の電法王。
を常に一定した有効電流とすることができる。
すなわちサイクロコンバータＣＣの出力電流Ｉｃｅの大
きさおよび位相を制御すれば、負荷の要求する電力をＭ
−Ｇ￥ｉ置とサイクロコンバータとに配分することがで
きる。
きさおよび位相を制御すれば、負荷の要求する電力をＭ
−Ｇ￥ｉ置とサイクロコンバータとに配分することがで
きる。
第４図は上記サイクロコンバータを含む制御系のブロッ
ク図である。
ク図である。
前述したように有効電力設定値Ｐｃ＊および負荷有効電
力ＰＬからサイクロコンバータＣＣに対する電流指令値
ＩＣＣ’が求められると、比較器Ｃ３でサイクロコンバ
ータＣＣの出力電流ＩＯＣと比較され、 その偏差Ｅ３
が増幅ｉＫ、で増幅され、その出力Ｖαで変換器ＩＣｃ
ｃの位相を制御し、 出力電圧ＶＣを制御し、これによ
って出力電流ＩＣＣを電流指令値ＩＣＣ車に制御する。
力ＰＬからサイクロコンバータＣＣに対する電流指令値
ＩＣＣ’が求められると、比較器Ｃ３でサイクロコンバ
ータＣＣの出力電流ＩＯＣと比較され、 その偏差Ｅ３
が増幅ｉＫ、で増幅され、その出力Ｖαで変換器ＩＣｃ
ｃの位相を制御し、 出力電圧ＶＣを制御し、これによ
って出力電流ＩＣＣを電流指令値ＩＣＣ車に制御する。
第５図は有効電力設定値ＰＣ末が一定で負荷電力ＰＬＬ
が変動したときの電力配分の変化を示すタイムチャート
である。
が変動したときの電力配分の変化を示すタイムチャート
である。
期間ｔ０〜ｔｉではＭ−Ｇ装置の有効電流Ｉａとサイク
ロコンバータの有効電流ＩＣｊ＋とによる有効電力Ｐ、
と、 サイクロコンバータからの無効電流ＩＣＸによる
無効電力Ｑしとで並列運転が行われており、これは第３
図（Ｂ）のベクトル図に対応している。
ロコンバータの有効電流ＩＣｊ＋とによる有効電力Ｐ、
と、 サイクロコンバータからの無効電流ＩＣＸによる
無効電力Ｑしとで並列運転が行われており、これは第３
図（Ｂ）のベクトル図に対応している。
期間ｔ１〜ｔ、ではサイクロコンバータの電流ＩＯＣが
すべて無効電流ｈｅｗとなり、負荷に供給される電力Ｐ
Ｌ、Ｌｘはサイクロコンバータからの無効電力ＱＬとＭ
−Ｇ装置からの有効電力ＰＬに配分され、これは第３図
（Ｃ）のベクトル図に対応している。
すべて無効電流ｈｅｗとなり、負荷に供給される電力Ｐ
Ｌ、Ｌｘはサイクロコンバータからの無効電力ＱＬとＭ
−Ｇ装置からの有効電力ＰＬに配分され、これは第３図
（Ｃ）のベクトル図に対応している。
期間ｔ３〜ｔ３は負荷容量が増加した場合であり、Ｍ−
Ｇ装置からは一定の有効電力Ｐｃ京を供給し。
Ｇ装置からは一定の有効電力Ｐｃ京を供給し。
無効電力および増加した有効電力はサイクロコンバータ
から供給される。
から供給される。
以上説明したように本発明によれば、電流制御で運転す
る静止形ＦＣをＭ−Ｇ装置と並列運転する周波数変換装
置において、Ｍ−Ｇ装置からは有効電力だけを供給し、
静止形ＦＣからは負荷が要求する無効電力を含む電力を
供給することによって、Ｍ−Ｇ装置の運転効率を向上す
ると共に負荷変動に対する応答を改善する合理的な電力
配分制御回路を実現できる。
る静止形ＦＣをＭ−Ｇ装置と並列運転する周波数変換装
置において、Ｍ−Ｇ装置からは有効電力だけを供給し、
静止形ＦＣからは負荷が要求する無効電力を含む電力を
供給することによって、Ｍ−Ｇ装置の運転効率を向上す
ると共に負荷変動に対する応答を改善する合理的な電力
配分制御回路を実現できる。
第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は第１
図で用いられる静止形ＦＣの一例を示す回路構成図、第
３図（Ａ）、ＣＢ）、（Ｃ）は本発明の動作を示す主回
路ブロック図およびベクトル図、第４図は本発明の制御
ブロック図、第５図は負荷変動時の電力配分動作の一例
を示すタイムチャートである。 １ 交流電源 ２ 回転形層波数変換装＠（Ｍ−Ｇ装置）３
静止形周波数変換装置（静止形ＦＣ）Ｌ 負荷 ＬＣ交流リアクトル ＰＷＲ有効電力演算回路 に４ リミッタ回路 Ｐｃ＊ 有効電力設定値 ＣＣサイクロコンバータ （８７３３）代理人弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１名
）１ｃ ＣｒＣｃ：ン
図で用いられる静止形ＦＣの一例を示す回路構成図、第
３図（Ａ）、ＣＢ）、（Ｃ）は本発明の動作を示す主回
路ブロック図およびベクトル図、第４図は本発明の制御
ブロック図、第５図は負荷変動時の電力配分動作の一例
を示すタイムチャートである。 １ 交流電源 ２ 回転形層波数変換装＠（Ｍ−Ｇ装置）３
静止形周波数変換装置（静止形ＦＣ）Ｌ 負荷 ＬＣ交流リアクトル ＰＷＲ有効電力演算回路 に４ リミッタ回路 Ｐｃ＊ 有効電力設定値 ＣＣサイクロコンバータ （８７３３）代理人弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１名
）１ｃ ＣｒＣｃ：ン
Claims (2)
- （１）回転形周波数変換装置と無効電流制御可能な静止
形周波数変換装置とを並列運転して負荷に所要周波数の
有効電力および無効電力を供給する周波数変換装置にお
いて、有効電力設定値に応じて上記回転形周波数変換装
置の負担すべき有効電力を算出する有効電力指令値演算
回路と、上記算出した有効電力値に対応する有効電流と
無効電流を含む実際の負荷電流とから静止形周波数変換
装置の負担すべき有効電力および無効電力に対応する電
流指令値を算出する電流指令値演算回路を備え、上記電
流指令値に対応して上記静止形周波数変換装置の出力電
流を制御することを特徴とする周波数変換装置の電力配
分制御回路。 - （２）静止形周波数変換装置として循環電流式サイクロ
コンバータを用いた特許請求の範囲第１項記載の周波数
変換装置の電力配分制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16754485A JPS6228815A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 周波数変換装置の電力配分制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16754485A JPS6228815A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 周波数変換装置の電力配分制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6228815A true JPS6228815A (ja) | 1987-02-06 |
Family
ID=15851677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16754485A Pending JPS6228815A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 周波数変換装置の電力配分制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6228815A (ja) |
-
1985
- 1985-07-31 JP JP16754485A patent/JPS6228815A/ja active Pending
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