JPS63114575A - Power conversion control device - Google Patents

Power conversion control device

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Publication number
JPS63114575A
JPS63114575A JP61258494A JP25849486A JPS63114575A JP S63114575 A JPS63114575 A JP S63114575A JP 61258494 A JP61258494 A JP 61258494A JP 25849486 A JP25849486 A JP 25849486A JP S63114575 A JPS63114575 A JP S63114575A
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JP
Japan
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voltage
bridge
lower limit
control
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP61258494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Sato
広和 佐藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS63114575A publication Critical patent/JPS63114575A/en
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Abstract

PURPOSE:To perform regenerative operation safely, by controlling the firing angle so that the voltage on the bridge DC side may be changed within a range between the DC upper and lower limit voltage set up in accordance with the source voltage on the bridge AC side in power regenerating operation. CONSTITUTION:A power conversion control device 1 is equipped with an upper limit pattern generation circuit 4, a lower limit pattern generation circuit 5, comparators 6-7, a beta setting circuit 8 and a gate amplifier 9 in order to output the control signal to control its firing angle against a thyristor bridge 3 in a bridge circuit section 2. This comparator 6 compares the DC voltage Ed on the bridge DC side with the DC upper limit voltage EH and outputs a step-up signal betaUP of a control angle of lead beta when Ed>EH. The comparator 7 likewise compares the DC voltage Ed with the lower limit voltage EL to output the step-down signal betaDWN. Receiving both signals, the beta setting circuit 8 outputs the specified control angle of lead signal beta0 and generates a gate signal.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、交流直流可逆変換可能なサイリスクブリッ
ジ゛のサイリスタ点孤角を制御して電力変化制御を行な
う電力変換制御装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) This invention provides a power conversion control that performs power change control by controlling the thyristor firing angle of a thyristor bridge capable of reversible AC/DC conversion. Regarding equipment.

(従来の技術) 周知のように、電気鉄道の交流電車としてダイオードブ
リッジやサイリスクブリッジ等の整流器を用いて、交流
を直流に変換し直流電動機により駆動する方式が適用さ
れた交流電車が広く採用されている。
(Prior Technology) As is well known, AC electric trains have been widely adopted as electric railway AC trains, in which a rectifier such as a diode bridge or a silice bridge is used to convert AC into DC, and the system is driven by a DC motor. has been done.

特に、サイリスクブリッジを整流器として適用した場合
にあっては、そのサイリスクブリッジが交流直流可逆変
換可能のものであるから、直流を交流に逆変換する電力
回生動作に適したものとなり、これにより電力回生で省
エネルギ化を図ることができる。
In particular, when a SIRISK bridge is applied as a rectifier, it is suitable for power regeneration operation that converts DC back into AC, as it is capable of reversibly converting AC to DC. Energy savings can be achieved through power regeneration.

ところで、サイリスタブリッジの電力回生動作時の丈イ
リスタ点孤タイミングの制御は、制御進み角の操作によ
り行なう。この場合には、ブリッジ直流電圧が近似的に
次の(1)式で表わされる。
Incidentally, the firing timing of the iris iris during the power regeneration operation of the thyristor bridge is controlled by manipulating the control advance angle. In this case, the bridge DC voltage is approximately expressed by the following equation (1).

Ed =’−0,9Ea cosβ−(2/π)Xa 
Id・・・(1) 但し、Ed:直流平均電圧 Ea:交流電源電圧 β:1lJII]進み角 Xa二転流リアクタンス Id:直流電流 一方、サイリスタブリッジを交流電源側から見た場合、
電力交換装置としての性能尺度の一つである力率は高い
値であることを望まれる。
Ed ='-0,9Ea cosβ-(2/π)Xa
Id... (1) However, Ed: DC average voltage Ea: AC power supply voltage β: 1lJII] Lead angle Xa 2 commutation reactance Id: DC current On the other hand, when the thyristor bridge is viewed from the AC power supply side,
The power factor, which is one of the performance measures for a power exchange device, is desired to have a high value.

また、サイリスタブリッジの直流電圧Edが上記(1)
式に表される場合には、力率がほぼCOSβに比例する
。従って、高力率を得るためには制御進み角βを小さく
する必要がある。
Also, the DC voltage Ed of the thyristor bridge is as shown in (1) above.
When expressed by the formula, the power factor is approximately proportional to COSβ. Therefore, in order to obtain a high power factor, it is necessary to reduce the control advance angle β.

更に、電力回生動作を持続するにはサイリスタの転流失
敗を防がねばならず、そのためには次の(2)式で示さ
れる転流余裕角をある値以上に確保しておく必要がある
Furthermore, in order to sustain power regeneration operation, it is necessary to prevent commutation failure of the thyristor, and for this purpose, it is necessary to secure a commutation margin angle expressed by the following equation (2) above a certain value. .

7 = cos  −1[CO5β十<Jx /Ea 
)Xa Idコ・・・〈2) 但し、γ:転流余裕角 この〈2)式右辺の[]内は、1より小さな値であるこ
とが条件となる。
7 = cos −1 [CO5β10<Jx/Ea
) Xa Id co...<2) However, γ: Commutation margin angle The condition is that the value in [ ] on the right side of formula <2) is smaller than 1.

故に、 COSβ+Al2Xa Ia /Ea <1となるよう
にβを設定する必要がある。
Therefore, it is necessary to set β so that COSβ+Al2Xa Ia /Ea <1.

しかも、Xa、ld、Eaが変動する場合は、それに応
じてβを制御するかあるいは最悪条件下つまり JlXa Id/Ea が最大となる条件において転流余裕角γを確保すること
ができる制御進み角でβを設定しておかねばならない。
Moreover, when Xa, ld, and Ea fluctuate, β should be controlled accordingly, or a control advance angle that can secure the commutation margin angle γ under the worst condition, that is, the condition where JlXa Id/Ea is the maximum, is determined. β must be set in advance.

そして、前者のようにXa、Id、Eaが変動するのに
応じてβを制御する手法を用いた場合には、直流側から
サイリスクブリッジを見たときのブリッジの等側内部抵
抗が負性抵抗となり易い。
When using the former method of controlling β according to fluctuations in Xa, Id, and Ea, the isolateral internal resistance of the bridge when viewed from the DC side becomes negative. It tends to cause resistance.

そのため、直流回路の制御(交流電気車の場合は直流モ
ータの制御)が困難となる。
Therefore, control of the DC circuit (control of the DC motor in the case of an AC electric vehicle) becomes difficult.

従って、従来にあっては、後者の手法のように(xXa
ld/Ea が最大となる条件において転流余裕角γを確保すること
ができる制御進み角でβを設定することにより、サイリ
スクブリッジに制御を行なっていた。
Therefore, in the past, like the latter method (xXa
The silisque bridge was controlled by setting β at a control advance angle that could ensure the commutation margin angle γ under the conditions where ld/Ea was maximum.

しかしながら、その後者の手法によると、最悪条件下で
転流失敗が生じないような制御進み角βで回生動作杆な
っているため、βは必然的に大きくなる。
However, according to the latter method, since the regenerative operation is performed at a control advance angle β that does not cause commutation failure under the worst conditions, β inevitably becomes large.

そして、βは固定であるから回生動作は安定しているも
のの力率が悪いという問題があった。
Since β is fixed, the regenerative operation is stable, but there is a problem that the power factor is poor.

(発明が解決しようとする問題点) このように従来技術にあっては、最悪条件下で転流失敗
することがないような制御進み角βで回生動作を行なう
ようにしていたから、力率が低下した状態で回生運転動
作が行なわれることになるという問題点があった。
(Problem to be solved by the invention) In this way, in the conventional technology, the regenerative operation is performed at a control advance angle β that prevents commutation failure under the worst conditions, so the power factor decreases. There was a problem in that regenerative operation was performed in a state where the

この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的はブリッジ直流側の電流変化を考慮することなく
、力率が高い状態で安定に回生動作を行なえる電力変換
制御装置を提供することにある。
This invention was made in view of the above problems, and its purpose is to provide a power conversion control device that can stably perform regenerative operation under a high power factor without considering current changes on the bridge DC side. There is a particular thing.

[発明の構成コ (問題点を解決するための手段) この発明は上記の目的を達成するため、交流直流可逆変
換可能なサイリスクブリッジの各サイリスタの点孤角を
制御して電力変換制御を行なう装置において、前記サイ
リスタブリッジにより直流電力を交流電力に逆変換する
電力回生運転時に、ブリッジ交流側の電源電圧を受けて
、この交流側の電源電圧に応じるように直流上限電圧及
び直流下限電圧を設定する手段と、この手段により設定
された直流上限電圧及び直流下限電圧の間の範囲内にお
いてブリッジ直流側電圧が変化されるように舶記各サイ
リスタの点孤角を制御する手段と、を具備することを特
徴とする。
[Structure of the Invention (Means for Solving Problems)] In order to achieve the above object, the present invention controls the firing angle of each thyristor of a thyristor capable of reversible AC/DC conversion to control power conversion. In this device, during power regeneration operation in which DC power is reversely converted to AC power by the thyristor bridge, a DC upper limit voltage and a DC lower limit voltage are set in response to the power supply voltage on the AC side of the bridge in accordance with the power supply voltage on the AC side. and means for controlling the firing angle of each thyristor on the ship so that the bridge DC side voltage is changed within the range between the DC upper limit voltage and the DC lower limit voltage set by the means. It is characterized by

(作用) このような構成によれば、サイリスクブリッジにより直
流電力を交流電力に逆変換する電力回生運転時に、ブリ
ッジ交流側の電源電圧に応じて設定された直流上限電圧
及び直流下限電圧の間の範囲内においてダリツジ直流側
電圧が変化されるようにサイリスタ点孤角を制御するか
ら、このサイリスタ点孤角の制御が、ブリッジ直流側の
電流変化とは全く関係なしとなる。
(Function) According to such a configuration, during power regeneration operation in which DC power is reversely converted into AC power by the Cyrisk bridge, the voltage between the DC upper limit voltage and the DC lower limit voltage set according to the power supply voltage on the AC side of the bridge is Since the thyristor firing angle is controlled so that the bridge DC side voltage is changed within the range of , this control of the thyristor firing angle is completely unrelated to changes in the bridge DC side current.

しかも、そのようにサイリスタ点孤角の制御が行なわれ
る場合には、このυItIOに応答して制御進み角が転
流失敗しないように変化されるから、安定な回生動作が
確保され、またブリッジ交流側から見て力率が著しく改
善卒れる。
Moreover, when the thyristor firing angle is controlled in this way, the control advance angle is changed in response to this υItIO so as not to cause commutation failure, so stable regenerative operation is ensured, and the bridge AC When viewed from the side, the power factor is significantly improved.

(実施例) 第1図は、この発明が適用された一実施例の電力変換制
御装置を含む回路構成の概略を示すブロック図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram schematically showing a circuit configuration including a power conversion control device according to an embodiment of the present invention.

この一実施例の電力変換制御装置1は、ブリッジ回路部
2のサイリスクブリッジ3に対し、サイリスタ点孤角を
制御する制御信号を出力するために、上限パターン生成
回路4と、下限パターン生成回路5と、比較器6及び同
7と、β設定回路8と、ゲートアンプ9とを備える。
The power conversion control device 1 of this embodiment includes an upper limit pattern generation circuit 4 and a lower limit pattern generation circuit in order to output a control signal for controlling the thyristor firing angle to the thyristor bridge 3 of the bridge circuit section 2. 5, comparators 6 and 7, a β setting circuit 8, and a gate amplifier 9.

上限パターン生成回路4は、ブリッジ回路部2の交流型
8!10の電源電圧Eaを受けて直流上限電圧EHを設
定する。
The upper limit pattern generation circuit 4 receives the AC type 8!10 power supply voltage Ea of the bridge circuit section 2 and sets the DC upper limit voltage EH.

下限パターン生成回路5は、同じ交流電源10の電源電
圧Eaを受けて直流下限電圧ELを設定する。
The lower limit pattern generation circuit 5 receives the power supply voltage Ea of the same AC power supply 10 and sets the DC lower limit voltage EL.

比較器6は、ブリッジ回路部2のブリッジ直流側の直流
電圧Edと直流上限電圧EHとを比較し、Ed>E■で
あれば制御進み角βのステップアップ信号Supを1″
として出力する。
The comparator 6 compares the DC voltage Ed on the bridge DC side of the bridge circuit section 2 with the DC upper limit voltage EH, and if Ed>E■, the step-up signal Sup of the control advance angle β is set to 1''.
Output as .

比較器7は、同じ直流電圧ladと直流下限電圧ELと
比較し、Ed <ELであればβのステップダウン信号
βDWNを“1”として出力する。
The comparator 7 compares the same DC voltage lad with the DC lower limit voltage EL, and outputs the step-down signal βDWN of β as “1” if Ed<EL.

β設定回路8は、βのステップアップ信号βUPとステ
ップダウン信号βDWNとを受けて、βu p = ”
 1 ”でβowN=”O”であれば、アル定められた
値だけ増加させた制御進み角信号β。
The β setting circuit 8 receives the step-up signal βUP and the step-down signal βDWN of β, and determines that βup=”
1" and βowN="O", the control advance angle signal β is increased by a predetermined value.

ヲ出カシ、マタ、βUP=t101#でβDWN=11
111であれば、ある定められた値だけ減少させた制御
進み角信号β0を出力し、また他の場合であれば、以前
に出力していた制御進み角信号β0を出力する。
Wodekashi, Mata, βUP=t101# and βDWN=11
If it is 111, the control advance angle signal β0 that has been decreased by a certain predetermined value is output, and in other cases, the previously output control advance angle signal β0 is output.

ゲートアンプ9は、β設定回路8から出力された制御進
み角信号β0を受けて、この制御進み角信号β0で示さ
れる点弧タイミングでサイリスタの点消弧を行なう各サ
イリスタのゲート信号を生成する。
The gate amplifier 9 receives the control advance angle signal β0 output from the β setting circuit 8, and generates a gate signal for each thyristor to turn on and off the thyristor at the firing timing indicated by the control advance angle signal β0. .

また、第1図において、11は転流リアクタンス、12
は直流回路である。
In addition, in FIG. 1, 11 is a commutation reactance, and 12 is a commutation reactance.
is a DC circuit.

次に、このような第1図に示す構成についてその作用を
説明すると、ブリッジ直流側で電圧ladと直流側の電
流1dとは、(1)式及び(2)式により第2図に示す
ような関係のブリッジ出力特性となる。
Next, to explain the operation of the configuration shown in FIG. 1, the voltage lad on the bridge DC side and the current 1d on the DC side are calculated as shown in FIG. 2 by equations (1) and (2). The bridge output characteristics have the following relationship.

そして、第2図中、右上りの数本の直線は、制御進み角
β(β1〜β2)を一定にした時の1d−Ed特性を示
しており、β1 くβ2である。
In FIG. 2, several straight lines upward to the right indicate the 1d-Ed characteristic when the control advance angle β (β1 to β2) is kept constant, and is β1 minus β2.

また、鎖線で示した右下すの線は転流限界線であり、こ
の転流限界線より上側に示す’?A域では転流失敗する
ことを表わしている。
Also, the lower right dashed line is the commutation limit line, and the line above this commutation limit line is '?' Area A indicates that commutation fails.

このようなブリッジ出力特性であるときに、第2図中に
Ell、ELで示すように直流上限電圧EH及び直流下
限電圧ELをそれぞれ上限パターン生成回路4及び下限
パターン生成回路5により設定しておけば、ブリッジ直
流側の直流電圧Edが比較2!!6及び同7において直
流上限電圧E 11及び直流下限電圧ELとそれぞれ比
較される。
When such a bridge output characteristic is used, the DC upper limit voltage EH and the DC lower limit voltage EL can be set by the upper limit pattern generation circuit 4 and the lower limit pattern generation circuit 5, respectively, as shown by Ell and EL in FIG. For example, the DC voltage Ed on the bridge DC side is comparison 2! ! 6 and 7, they are compared with the DC upper limit voltage E11 and the DC lower limit voltage EL, respectively.

この比較により得られるステップアップ信号βIJPあ
るいはステップダウン信号βDWNを受けたβ設定回路
8からの制御進み信号β0に応答したゲートアンプ9の
ゲート信号によってサイリスクブリッジ2のサイリスタ
点孤角が制御されるから、ブリッジ直流側の直流側の直
流電圧Edは、直流上限電圧El−1及び直流下限電圧
Eしの間の範囲内において太線で示すようにステップ的
に変化される。
The thyristor firing angle of the thyristor bridge 2 is controlled by the gate signal of the gate amplifier 9 in response to the control advance signal β0 from the β setting circuit 8 which receives the step-up signal βIJP or step-down signal βDWN obtained by this comparison. Therefore, the DC voltage Ed on the DC side of the bridge is changed stepwise within the range between the DC upper limit voltage El-1 and the DC lower limit voltage E, as shown by the thick line.

そのため、直流電流1dが小さい時は制御進み角をβ2
より小さな値に設定しても転流失敗が無くなる。そして
、制御進み角が小さい時は、力率が向上し、直流電圧が
大きくなる。
Therefore, when the DC current 1d is small, the control advance angle is β2
Even if it is set to a smaller value, there will be no commutation failure. When the control advance angle is small, the power factor improves and the DC voltage increases.

なお、一般にサイリスタブリッジの整流動作時における
直流電圧Edの電圧の向きを正とすると、回生動作時に
は直流電圧I’dの電圧の向きが反対の負電圧となる。
In general, if the direction of the DC voltage Ed during the rectification operation of the thyristor bridge is positive, the direction of the DC voltage I'd becomes an opposite negative voltage during the regeneration operation.

そこで、この一実施例の説明では直流電圧Edの大小関
係は符号を無視した直流電圧の絶対値での比較で言うこ
ととする。
Therefore, in the description of this embodiment, the magnitude relationship of the DC voltages Ed will be expressed by comparing the absolute values of the DC voltages, ignoring the signs.

係る観点から、逆に直流電流1dが小さな時でも直流電
圧Edを大きな値に維持すれば、力率を高くする改善が
達成される。
From this point of view, if the DC voltage Ed is maintained at a large value even when the DC current 1d is small, an improvement in increasing the power factor can be achieved.

このように、この発明が適用された構成では、直流電流
1dの大小にかかわらず、直流電圧Edをある電圧範囲
内に収める様にβを制御することによって力率を大なる
ように改善することになる。
As described above, in the configuration to which the present invention is applied, the power factor can be greatly improved by controlling β so that the DC voltage Ed is within a certain voltage range, regardless of the magnitude of the DC current 1d. become.

すなわち、第2図に従えば、最大の直流電流(80A)
が流れたときに、転流失敗がないβ(=β2)で運転し
て得られる直流電圧を上限EHとし、この上限電圧EH
よりもいくらか小さな電圧を下限電圧ELとして、 EL≦Ed≦EH となるようにサイリスクブリッジ3の進み制御角βを制
御するようにしておけば、小さな進み制御角で動作する
領域が増えて力率改善が達成される。
In other words, according to Figure 2, the maximum DC current (80A)
The upper limit EH is the DC voltage obtained by operating at β (= β2) where there is no commutation failure, and this upper limit voltage EH
If the lower limit voltage EL is set to a voltage that is somewhat smaller than EL, and the advance control angle β of the Cyrisk Bridge 3 is controlled so that EL≦Ed≦EH, the area in which it operates with a small advance control angle will increase, and the power will be increased. rate improvement is achieved.

一方、安定な回生動作を得るには、従来手法のように進
み制御角を固定するとよい。そこで、この発明が適用さ
れ一実施例にあっても、その考え方を取り入れ、Ed 
>EHであるときは、制御進み角をステップ的に増加さ
せ、また、EL >Edの時はβをステップ的に減少さ
せ、また、EL≦Ed≦EHのときは、制御進み角を固
定する。
On the other hand, in order to obtain stable regenerative operation, it is preferable to fix the advance control angle as in the conventional method. Therefore, even if this invention is applied to one embodiment, the idea is incorporated and the Ed.
>EH, the control advance angle is increased in steps, when EL > Ed, β is decreased in steps, and when EL≦Ed≦EH, the control advance angle is fixed. .

このように制御進み角を操作することにより。By manipulating the control advance angle in this way.

はとんどの期間で制御進み角が固定されるため、安定な
回生動作が得られる。
Since the control advance angle is fixed for most of the period, stable regeneration operation can be obtained.

更に詳述すると、第2図においてEd−EHなる直線を
上限パターン、Ed−ELの直線を下限パターンと名付
けると、このパターンの傾きが直流回路側から見たブリ
ッジの概略等価内部抵抗となる。
More specifically, in FIG. 2, if the straight line Ed-EH is named the upper limit pattern and the straight line Ed-EL is named the lower limit pattern, the slope of this pattern becomes the approximate equivalent internal resistance of the bridge as seen from the DC circuit side.

この場合に、転流限界線のように右下りの傾きであれば
、その等面抵抗は負性抵抗となり直流回路側の制御は困
難となるが、この発明が適用された一実施例では、傾き
が零であるため直流側の制御には何ら影響を及ぼさない
In this case, if the slope is downward to the right like the commutation limit line, the uniform resistance becomes negative resistance and control on the DC circuit side becomes difficult. However, in one embodiment to which this invention is applied, Since the slope is zero, it has no effect on control on the DC side.

もし、直流回路側に抵抗がある場合には、この直流抵抗
とブリッジ等価抵抗との合成抵抗が負にならない範囲で
パターンの傾きを右下りとすることができ、これにより
、更に力率が改善される。
If there is a resistance on the DC circuit side, the slope of the pattern can be made downward to the right as long as the combined resistance of this DC resistance and the bridge equivalent resistance does not become negative, which further improves the power factor. be done.

ところで、前記の(1)式で示されるように、制御進み
角βや直流電流1dが不変であっても、ブリッジ交流側
の電源電圧Eaが変化すれば、ブリッジ直流側の直流電
圧E(Iも変動する。
By the way, as shown in equation (1) above, even if the control advance angle β and the DC current 1d remain unchanged, if the power supply voltage Ea on the bridge AC side changes, the DC voltage E(I Also fluctuates.

従って、直流上限電圧EH(上限パターン)と直流下限
電圧EL (下限パターン)とを決定せねばならない。
Therefore, it is necessary to determine the DC upper limit voltage EH (upper limit pattern) and the DC lower limit voltage EL (lower limit pattern).

その点、この発明が適用された一実施例にあっては、ブ
リッジ交流側の電源電圧Eaの大きさに応じた直流上限
電圧E Hと直流下限電圧Elとを生成しているので、
そのブリッジ交流側Eaの大きさが変動しても常に転流
失敗が無い領域で回生動作を行なえる。
In this regard, in one embodiment to which the present invention is applied, the DC upper limit voltage EH and the DC lower limit voltage El are generated according to the magnitude of the power supply voltage Ea on the bridge AC side.
Even if the magnitude of the bridge AC side Ea changes, regeneration operation can always be performed in a region where commutation failure does not occur.

第3図は、この発明が適用された他実施例の電力変換制
御装置の回路構成の概略を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the circuit configuration of a power conversion control device according to another embodiment to which the present invention is applied.

この他実施例の電力変換制御装置は、比較器6及び同7
とβ設定回路8との間に、回生失効速度を低く抑える抑
制手段20を設けており、その他は第1図と同様に上限
パターン生成回路4.下限パターン生成回路5.ゲート
アンプ9を備える。
In addition, the power conversion control device of the embodiment includes comparator 6 and comparator 7.
A suppressing means 20 for suppressing the regeneration expiry speed to a low level is provided between the upper limit pattern generating circuit 4. Lower limit pattern generation circuit5. A gate amplifier 9 is provided.

そして、図示しないが、第1図のブリッジ回路部と同様
のブリッジ回路部に、この他実施例の電力変換制御装置
を電気的に接続するものである。”抑制手段20は、A
ND回路21.同22.同23と、NOT[11124
と、比較器25と、OR回路26とを図示のように接続
してなり、NOT回路24と、AND回路23の一方の
入力端子でheld信号を受け、比較器25においてブ
リッジ直流側の直流電流1dと電流下限値にILを受け
て、回生失効速度を低く抑えるための所定の抑制動作と
なるものである。
Although not shown, a power conversion control device of another embodiment is electrically connected to a bridge circuit section similar to the bridge circuit section of FIG. 1. ``The suppressing means 20 is
ND circuit 21. Same 22. 23 and NOT[11124
, a comparator 25 , and an OR circuit 26 are connected as shown in the figure, and one input terminal of the NOT circuit 24 and the AND circuit 23 receives a held signal, and the comparator 25 outputs a DC current on the bridge DC side. 1d and IL at the current lower limit value, a predetermined suppressing operation is performed to keep the regeneration expiration speed low.

次に、このような構成の他実滴例の電力変換制御装置を
用いた交流電車の態様について述べる。
Next, a description will be given of an aspect of an AC electric train using an actual power conversion control device having such a configuration.

第1図に示されたブリッジ回路部2の直流回路12は、
交流電車においては直流電動様がそれに相当する。
The DC circuit 12 of the bridge circuit section 2 shown in FIG.
For AC trains, DC electric trains are equivalent.

電車の回生運転時には、この電動機を直流発電機として
動作させるが、こ発電電圧をEllとし、直流回路抵抗
をrとすると、回生運転時に流れる直流電流1dは次の
(3)式で示されるようになる。
During regenerative operation of a train, this motor is operated as a DC generator. If the generated voltage is Ell and the DC circuit resistance is r, the DC current 1d flowing during regenerative operation is as shown by the following equation (3). become.

Id = (EM−Ed )/r = (k N−Ed ) /r        −<3
>但し、N:電車速度(電動機回転数)としたとき、電
動機界磁磁束一定とし、Em =k Nとする。
Id = (EM-Ed)/r = (kN-Ed)/r -<3
> However, when N is the train speed (motor rotational speed), the motor field magnetic flux is constant, and Em = k N.

一方、一般には電車の運転の場合には、電車速度が小さ
くなり、直流電流I(lがある電流値よりも小さくなる
と回生ブレーキ失効とし、電気ブレーキから機械ブレー
キに移り変わる。
On the other hand, in general, when operating a train, when the train speed decreases and the DC current I (l becomes less than a certain current value), the regenerative brake is disabled and the electric brake is switched to the mechanical brake.

この回生ブレーキ失効速度が高ければ、ブレーキシュー
の摩耗を早め寿命を短くするため、失効速度を低くする
ことが望まれる。
If this regenerative brake expiry speed is high, it is desirable to reduce the expiration speed because the wear of the brake shoes is accelerated and the life span is shortened.

失効速度を低くするには、(3)式から判るように電車
速度が小さくなってらブリッジ直流側の直流電圧Edを
小さくして、その直流電流1dがあまり小さくならない
ようにすればよい。
In order to lower the expiration speed, as can be seen from equation (3), when the train speed decreases, the DC voltage Ed on the bridge DC side should be reduced so that the DC current 1d does not become too small.

第1図に示す一実施例構成では、直流電流Id−直流電
圧Ed特性は、第2図で太線で示した通りであるが、こ
の場合、直流電流1dが小さくなっても直流電圧Edは
比較的高い直流下限電圧EL付近となるため、回生失効
速度が高(やや不満が残る。
In the configuration of the embodiment shown in FIG. 1, the DC current Id - DC voltage Ed characteristic is as shown by the thick line in FIG. Since the target DC lower limit voltage is near EL, the regeneration expiration speed is high (somewhat dissatisfied).

係る観点から第3図に示すように抑制手段2゜を付加し
て、その不満を解消するのが、この他実施例の電力変換
制御装置である。
From this point of view, a power conversion control device according to another embodiment is provided with a suppressing means 2° as shown in FIG. 3 to solve this dissatisfaction.

次に、この他実施例についてその作用を述べると、ho
ld信号は、電車速度が低くなったとき、あるいは直流
回路が所定の条件となったときに“1”となる信号であ
り、このhold信号が′O”の時は比較器6及び同7
の出力は、そのままβ設定回路8の入力βUP及びβD
WNになる。
Next, to describe the effects of other embodiments, ho
The ld signal is a signal that becomes "1" when the train speed becomes low or when the DC circuit meets a predetermined condition, and when this hold signal is 'O', comparators 6 and 7
The output of is directly input to the input βUP and βD of the β setting circuit 8.
Become WN.

そのため、制御進み角信号β0の動きは、第1図の一実
施例と同様となる。すなわち、ブリッジ直流側の直流電
流1dが小→大→小と変化した時のその直流電圧Edの
変化は、第4図で太線にて示すものとなり、EL<Ed
<EHの関係を維持する。
Therefore, the movement of the control advance angle signal β0 is similar to that in the embodiment shown in FIG. In other words, when the DC current 1d on the bridge DC side changes from small to large to small, the change in DC voltage Ed is as shown by the thick line in Fig. 4, and EL<Ed
<Maintain the EH relationship.

今、第4図のA点でhold=“1″となり、かつ)d
>lLであるとする。この時には、AND回路21及び
同22の各出力信号は0″であり、また、直流電流1d
とあらかじめ設定されている電流下限値ILとの大小関
係を比較する比較回路25の出力信号が“0′°となる
から、β0は固定となる。
Now, hold="1" at point A in Figure 4, and) d
>lL. At this time, each output signal of the AND circuits 21 and 22 is 0'', and the DC current is 1 d.
Since the output signal of the comparison circuit 25 which compares the magnitude relationship between the current lower limit value IL and the preset current lower limit value IL becomes "0'°, β0 is fixed."

この場合は、ブリッジ直流側の直流電圧ladが、第4
図に示すように直流電流1dの減少即ち、電車速度の減
少と共に小さくなり、その結果、回生失効速度を低める
ことになる。
In this case, the DC voltage lad on the bridge DC side is
As shown in the figure, it becomes smaller as the DC current 1d decreases, that is, as the train speed decreases, and as a result, the regeneration expiration speed decreases.

直流電流が更に小さくなり、Id<71となると、比較
器25の出力は′1”となり、これによりβu p =
 ” 1”となるから、β0はステップ状に増加する。
When the DC current becomes smaller and Id<71, the output of the comparator 25 becomes '1', and thus βu p =
Since it becomes "1", β0 increases in a stepwise manner.

そのため、直流電圧Edは第4図に示すように更に小さ
くなる。従って、回生失効速度も更に低くすることがで
きる。
Therefore, the DC voltage Ed becomes even smaller as shown in FIG. Therefore, the regeneration expiration speed can also be lowered.

このように、第3図に示す他実施例構成が適用された電
力変換制御vi、置の場合は、電車回生運転の広い範囲
において高力率が得られると共に、回生失効速度を低く
することができるので、ブレーキシューの長寿命化を図
ることができる。
In this way, in the case of the power conversion control system vi, to which the configuration of the other embodiment shown in FIG. Therefore, the life of the brake shoe can be extended.

[発明の効果] 以上説明したように、この発明によりサイリスクブリッ
ジのサイリスタ点孤角を制御する構成とした場合は、回
生運転時に、ブリッジ直流側の電流変化を考慮すること
な(、高い力率を得ることができるので、交流電源側の
設備〈容量)を小さくすることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, when the present invention is configured to control the thyristor firing angle of the thyristor bridge, the current change on the bridge DC side is not taken into account during regenerative operation (high power Since the ratio can be obtained, the equipment (capacity) on the AC power supply side can be made smaller.

また、その回生運転は安定しているので、省工ネルギと
なる。しかも、サイリスタ点孤角の制御が簡単なため装
置全体の保守・調整が容易となる等の利点がある。
Moreover, since the regenerative operation is stable, it saves labor and energy. Furthermore, since the thyristor firing angle can be easily controlled, there are advantages such as ease of maintenance and adjustment of the entire device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明が適用された一実施例の電力変換制御
装置を含む回路構成の概略を示すブロック図、第2図は
その一実施例の回路構成におけるサイルスタブリッジの
直流電流−直流電圧特性を示す図、第3図はこの発明が
適用された他実施例の概略を示すブロック図、第4図は
その他実施例の回路構成でサイリスクブリッジの制御を
行なう場合の直流電流−直流電圧特性を示す図である。 1・・・電力変換制御装置 2・・・ブリッジ回路部 3・・・サイリスタブリッジ 4・・・上限パターン生成回路 5・・・下限パターン生成回路 6・・・比較器 7・・・比較器 8・・・β設定回路 9・・・ゲートアンプ 10・・・交流電源 20・・・抑シリ手段 21.22.23・・・AND回路 24・・・NOT回路 25・・・比較器 26・・・OR回路
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a circuit configuration including a power conversion control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a DC current-DC voltage of a silister bridge in the circuit configuration of the embodiment. Figure 3 is a block diagram showing the outline of another embodiment to which this invention is applied, and Figure 4 is a diagram showing the DC current vs. DC voltage when controlling the thyrisk bridge with the circuit configuration of the other embodiment. FIG. 3 is a diagram showing characteristics. 1... Power conversion control device 2... Bridge circuit section 3... Thyristor bridge 4... Upper limit pattern generation circuit 5... Lower limit pattern generation circuit 6... Comparator 7... Comparator 8 ... β setting circuit 9 ... Gate amplifier 10 ... AC power supply 20 ... Suppression means 21, 22, 23 ... AND circuit 24 ... NOT circuit 25 ... Comparator 26 ...・OR circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)交流直流可逆変換可能なサイリスタブリッジのサ
イリスタ点孤角を制御して電力変換制御を行なう装置に
おいて、 前記サイリスタブリッジにより直流電力を交流電力に逆
変換する電力回生運転時に、ブリッジ交流側の電源電圧
を受けて、このブリッジ交流側の電源電圧に応じるよう
に直流上限電圧及び直流下限電圧を設定する手段と、 この手段により設定された直流上限電圧及び直流下限電
圧の間の範囲内においてブリッジ直流側電圧が変化され
るようにサイリスタ点孤角を制御する手段と、 を具備することを特徴とする電力変換制御装置。
(1) In a device that performs power conversion control by controlling the thyristor firing angle of a thyristor bridge capable of reversible AC/DC conversion, during power regeneration operation in which DC power is reversely converted to AC power by the thyristor bridge, the AC side of the bridge is A means for receiving a power supply voltage and setting a DC upper limit voltage and a DC lower limit voltage according to the power supply voltage on the AC side of the bridge; A power conversion control device comprising: means for controlling a thyristor firing angle so that a DC side voltage is changed;
(2)前記サイリスタ点孤角を制御する手段は、ブリッ
ジ直流側電圧が前記直流上限電圧より大きいとき、前記
各サイリスタの制御進み角をステップ的に増加させ、そ
のブリッジ直流側電圧が前記直流下限電圧より小さいと
き、制御進み角をステップ的に減少させ、そのブリッジ
直流側電圧が前記直流上限電圧及び前記直流下限電圧の
間にあるとき、制御進み角を固定させることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の電力変換制御装置。
(2) The means for controlling the thyristor firing angle increases the control advance angle of each of the thyristors stepwise when the bridge DC side voltage is larger than the DC upper limit voltage, so that the bridge DC side voltage becomes the DC lower limit. When the voltage is smaller than the DC voltage, the control lead angle is decreased stepwise, and when the bridge DC side voltage is between the DC upper limit voltage and the DC lower limit voltage, the control lead angle is fixed. The power conversion control device according to scope 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130076282A1 (en) * 2011-09-26 2013-03-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Lead angle control circuit, and motor drive device and motor drive system using the lead angle control circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130076282A1 (en) * 2011-09-26 2013-03-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Lead angle control circuit, and motor drive device and motor drive system using the lead angle control circuit
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