JPS63124768A - サイクロコンバ−タ制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はサイクロコンバータ制御装置に係り、特に誘起
電圧を発生する負荷に対して正弦波交流電流を供給する
循環電流式の無効電力制御形サイクロコンバータに負荷
の誘起電圧を演算してこの誘起電圧信号を出力電流制御
回路への制御補償量とする制御回路を付加した場合に、
負荷開放時の出力電圧の暴走を防止するとともに負荷を
接続した時の交流電流を防止するに好適なサイクロコン
バータ制御装置に関する。

（従来技術） 大容量の同期電動機をち密に速度制御しながら行なう運
転は、駆動用電力変換器としてサイクロコンバータを用
いサイクロコンバータの出力電流を制御することにより
具現化される。

このサイクロコンバータとして循環電流式の無効電力制
御形サイクロコンバータを用い、入力力率の改善を行な
うとともに電流制御を行なう型式の従来のサイクロコン
バータ制御装置を第３図のブロック図に示す。

同図に示すように、サイクロコンバータ２は交流電源１
を供給され、負荷開閉器４を通じて負荷５に交流電流を
供給する。サイクロコンバータ２の交流電源１側には進
相コンデンサ３が接続される。サイクロコンバータ２の
出力電流および出力電圧はそれぞれ電流検出器６および
電圧検出器９によって検出される。誘起電圧演算回路１
０は電流検出器６および電圧検出器９の各出力を与えら
れ、誘起電圧を演算して誘起電圧信号１１を送出してい
る。位相制御回路８は電流パターン回路７からの電流パ
ターン、誘起電圧信号１１および電流検出器６の出力信
号に基づいてサイクロコンバータ２に対する位相制御信
号を送出する。ちなみに、第３図中、−点鎖線で囲った
部分がサイクロコンバータ２の制御部を構成している。

かかる構成においては、電源１にサイクロコンバータ２
と進相コンデンサ３が接続されており、サイクロコンバ
ータ２の消費する遅れ無効電力と進相コンデンサ３の進
相無効電力とが打消し合い、電源１に対して常に力率が
１．０となるようにサイクロコンバータ２の循環電流が
制御されている。

従って、進相コンデンサ３はサイクロコンバータ２の最
大負荷時でも電源１に対して力率１．０となるに十分な
容量に設定される。

サイクロコンバータ２の出力は負荷開閉器４を介して負
荷に接続される。負荷電流となるサイクロコンバータ２
の出力電流は電流検出器６により検出され、出力電流指
令値である電流パターン設定回路７からの電流パターン
と比較されその誤差信号が位相制御回路８に入力される
。サイクロコンバータ２は位相制御回路８の出力である
位泪信号により出力電圧を制御され、その出力電圧が負
荷５に印加される。その結果、負荷５に供給される出力
電流は電流パターンに追従するように制御される。

負荷５に誘起電圧がある場合、このサイクロコンバータ
２の出力電流の電流パターンに対する追従性は周波数が
高くなるに従い悪くなる。この追従性の悪さを改善する
ために、出力電流制御系には補償回路が設けられる。

さて、負荷５に発生する誘起電圧は によって表わされる。ここで、ｅ　は誘起電圧、ｅはサ
イクロコンバータ２の出力電圧、ｉはサイクロコンバー
タ２の出力電流、Ｌは負荷５のインダクタンス、Ｒは負
荷５の抵抗である。

第３図の従来構成においては、（１）式を電気回路に置
き換え補償系として適用している。つまり、サイクロコ
ンバータ２の出力電圧ｅと出力電流ｉをそれぞれ電圧検
出器９と電流検出器６により検出し、それぞれ検出した
電圧信号ｅと電流信号ｉを誘起電圧演算回路１０に与え
、負荷５の発生する誘起電圧を演算している。この演算
結果は誘起電圧信号１１として出力電流ｉと電流パター
ンとの誤差信号に加算され、位相制御回路８に入力され
る。その結果、サイクロコンバータ２の出力電流ｉの電
流パターンに対する追従性が改善される。

ちなみに、（１）式の演算精度を上げるために、電圧検
出器つと電流検出器６は検出遅れと検出精度に類似特性
を有したものを用いるのが一般的であり、ＤＣＰＴやＤ
ＣＣＴ等が用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） かかる従来のサイクロコンバータ制御装置においては、
電流パターンに対するサイクロコンバータ２の出力電流
ｉの追従性は十分に改善されるが、一方負荷開放時は電
流パターンを零とすることから出力電流ｉが零となり、
サイクロコンバータ２の出力電圧ｅが正帰還として制御
系に入力されることになる。つまり、負荷開放時のサイ
クロコンバータ２の出力電圧は、電流パターンが零であ
り出力電流ｉを流さないことから、本来零であるべきで
あるが、出力電圧ｅにリップル電圧があるとその電圧が
正帰還ループにより増幅され出力電圧ｅの暴走を引き起
こすことになる。つまり、従来の構成では、出力電流の
制御系が暴走するため無負荷運転を行なうことが難しく
、サイクロコンバータ２の負荷５を切離しての運転調整
やサイクロコンバータ２の運転状態での複数負荷の切換
えが不可能であり、システム運用上問題であった。

従って、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消し
、サイクロコンバータの出力電流の電流パターンに対す
る追従性を損なわず、安定した出力電流制御系と無効電
流制御系を実現した無効電力制御形のサイクロコンバー
タ制御装置を提供するにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するための手段として、本発明は可変
周波数の交流電流を出力するサイクロコンバータの出力
電流を制御する電流制御手段と、負荷の誘起電圧を演算
しこの誘起電圧の演算結果に基づき電流制御手段に補償
信号を与える補償手段と、サイクロコンバータの負荷と
の接続状態を検出する負荷状態検出手段と、この負荷状
態検出手段の出力信号により補償手段からの補償信号を
制御する切換手段とを備えるサイクロコンバータ制御装
置を提供するものである。

（作　用） 上記手段により、本発明のサイクロコンバータ制御装置
は通常の負荷運転時はサイクロコンバータの電流制御手
段に対して補償信号を与え、電流制御系の追従性を確保
し、一方、負荷切離し時はサイクロコンバータの電流制
御手段に対する補償信号を零として系の安定性を確保し
ている。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るサイクロコンバータ制
御装置のブロック図である。同図構成の第３図の構成と
異なる点は、出力電流ｉの検出信号と誘起電圧信号１１
に基づいて負荷５の状態を検出する負荷状態検出部１２
を設け、誘起電圧演算回路１０から位相制御回路８に至
る系に設けたスイッチ１３を開閉制御するようにしたこ
とである。

かかる構成において、負荷状態検出部１２は電流検出器
６の出力であるサイクロコンバータ２の出力電流信号ｉ
と誘起電圧演算回路８の出力である誘起電圧信号１１と
を人力とし、負荷開閉器４により負荷が開放されたこと
を検出してスイッチ１３をオフする。一方、サイクロコ
ンバータ２に出力電流が流れると、逆にスイッチ１３を
オンさせる。スイッチ１３としてはアナログスイッチが
用いられる。

第２図は第１図に示した負荷状態検出部１２の構成を示
すブロック図である。同図に示すように、誘起電圧信号
１１の３ＩｇＵ、　Ｖ、　Ｗの各相はそれぞれ絶対値回
路１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃに与えられ、得られた絶対値
出力は合計され、誘起電圧有無検出回路１７に入力され
る。一方、サイクロコンバータ２の出力電流ｉの３相Ｕ
、Ｖ、Ｗの各相はそれぞれ絶対値回路１８Ａ、１８Ｂ、
１８Ｃに与えられ、得られた絶対値出力は合計され出力
電流を無検出回路１９に人力される。誘起電圧有無検出
回路１７、出力電流有無検出回路１９の各出力信号は論
理回路２０．２２．２３．２４に入力され、誘起電圧が
有で出力電流が有の時は論理回路２０でこれを検出して
論理回路２１を介してスイッチ１３をオンする。一方、
誘起電圧が有で出力電流が無、誘起電圧が無で出力電流
が有、または誘起電圧、出力電流がともに無の時はそれ
ぞれ論理回路２２．２３．２４でこれらを検出して論理
回路２５を介してスイッチ１３をオフする。

以上のように、誘起電圧、出力電流のそれぞれの有無に
よって位相制御回路８に対する誘起電圧信号１１による
追従性の補償系をオン、オフすることにより循環電流式
の無効電力制御形のサイクロコンバータの出力電流の電
流パターンに対する追従性を損なうことなくサイクロコ
ンバータの出力電圧の暴走を防止することが可能となり
、安定な制御系を実現することができる。

なお、木実施例では負荷開閉器４の動作タイミングによ
らずに目的を達成するべく負荷状態を電圧、電流によっ
て検出する負荷状態検出部１２で検出する場合を例示し
たが、負荷開閉器等の状態信号があれば、その信号によ
りスイッチ１３をオン、オフするようにしてもよい。

また、上記実施例では、誘起電圧信号１１の出力側にス
イッチ１３を設置した場合を例示したが、誘起電圧演算
回路１０の人力である出力電圧信号の経路中に入れても
同様の効果を得ることができる。

【発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、サイクロコンバー
タの負荷状態に応じて追従性改善のための補償系をオン
、オフするようにしたため、通常運転時は出力電流の電
流パターンに対する追従性を高めながら、負荷切離し時
はこの追従性の補償系をオフしてサイクロコンバータの
暴走を抑制し、安定した制御を可能ならしめたサイクロ
コンバータ制御装置を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るサイクロコンバータ制
御装置のブロック図、 第２図は第１図の負荷状態検出部の構成を示すブロック
図、 第３図は従来のサイクロコンバータ制御装置のブロック
図である。 ２・・・サイクロコンバータ、３・・・進相コンデンサ
、４・・・負荷開閉器、５・・・負荷、６・・・電流検
出器、７・・・電流パターン設定回路、８・・・位相制
御回路、９・・・電圧検出器、１０・・・誘起電圧演算
回路、１２・・・負荷状態検出部、１３・・・スイッチ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可変周波数の交流電流を出力するサイクロコンバー
   タの出力電流を制御する電流制御手段と、負荷の誘起電
   圧を演算し、この誘起電圧の演算信号に基づき電流制御
   手段に補償信号を与える補償手段と、サイクロコンバー
   タの負荷との接続状態を検出する負荷状態検出手段と、
   この負荷状態検出手段の出力信号により補償手段からの
   補償信号を制御する切換手段とを備えることを特徴とす
   るサイクロコンバータ制御装置。 ２、負荷状態検出手段がサイクロコンバータの出力電圧
   と出力電流に基づいて負荷の状態を検出する回路を備え
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のサイ
   クロコンバータ制御装置。 ３、負荷状態検出手段がサイクロコンバータと負荷の間
   の開閉手段の状態を検出する手段を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のサイクロコンバータ制
   御装置。