JPS6348159A - Cycloconverter device - Google Patents

Cycloconverter device

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JPS6348159A
JPS6348159A JP18774186A JP18774186A JPS6348159A JP S6348159 A JPS6348159 A JP S6348159A JP 18774186 A JP18774186 A JP 18774186A JP 18774186 A JP18774186 A JP 18774186A JP S6348159 A JPS6348159 A JP S6348159A
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cycloconverter
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converter
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茂 田中
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Abstract

PURPOSE:To reduce capacity of a power source transformer, by a method wherein input terminal of a positive group converter of a cycloconverter of each phase in three phases is connected to a common first phase advancing capacitor, and the terminal is connected to a secondary winding of the power source transformer. CONSTITUTION:A cycloconverter device is constituted by a power source transformer MTR, first-second phase advancing capacitors CAP, and a circulation current type cycloconverter CC. Each cycloconverter CC of U-phase-W-phase is constituted by positive group converters SSP and SDP, negative group converters SSN and SDN and a DC reactor LOU. In case of three-phase output, input terminals of the positive group converters SSP and SDP are connected to common first phase-advancing capacitors CAP11 and CAP12, and also connected to a secondary winding of the power source transformer MTR. The negative group converters SSN and SDN are also connected in similar manner. As a result, only active current flows in the secondary winding thereby capacity of the transformer can be reduced.

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、電源トランスの容量を低減させたサイクロコ
ンバータ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a cycloconverter device in which the capacity of a power transformer is reduced.

(従来の技術) サイクロコンバータは一定周波数の交流電力を他の異な
る周波数の交流電力に直接変換する装置であるが、その
構成素子たるサイリスタを電源電圧によって転流させる
ため、電源から多くの無効電力をとる欠点がある。また
、その無効電力は負荷側の周波数に同期して常に変動し
ている。ご、のため、電源系統設備の容量を増大させる
だけでなく、無効電力変動により同一系統に接続された
電気機器に種々の悪影響を及ぼしている。
(Prior art) A cycloconverter is a device that directly converts alternating current power at a constant frequency into alternating current power at a different frequency. However, since the thyristor, which is a component of the cycloconverter, is commutated by the power supply voltage, a large amount of reactive power is removed from the power supply. There is a disadvantage of taking Moreover, the reactive power constantly fluctuates in synchronization with the frequency on the load side. This not only increases the capacity of power supply system equipment, but also causes various adverse effects on electrical equipment connected to the same system due to reactive power fluctuations.

このようなサイクロコンバータの無効電力を補償する方
法として、特開昭56−44382等の技術がある。
As a method of compensating for the reactive power of such a cycloconverter, there is a technique such as that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-44382.

すなわち、サイクロコンバータの受電端に一定の進み無
効電力をとる進相コンデンサを設置し当該サイクロコン
バータの遅れ無効電力が進相コンデンサの進み無効電力
と常に等しくなるようにすイクロコンバータの循環電流
を調整するものである。
In other words, a phase advance capacitor that takes a certain amount of leading reactive power is installed at the receiving end of the cycloconverter, and the circulating current of the microconverter is adjusted so that the lag reactive power of the cycloconverter is always equal to the leading reactive power of the phase advance capacitor. It is something to do.

一方、この無効電力補償形サイクロコンバータ装置では
、交流電源と各コンバータとの間に、降電圧あるいは昇
電圧の目的で、もしくはコンバータの絶縁の目的で電源
トランスを設置するが、この電源トランスの容量として
各コンバータの遅れ無効電力をも供給しうる容量が必要
とされた。すなわち、負荷に供給し得る電力に加えて進
相コンデンサの進み無効電力に対向する遅れ無効電力を
電源1−ランスを介してサイクロコンバータに供給しな
ければならない。そのため、当該電源トランスが大形大
量化し、高価なものとなる。
On the other hand, in this reactive power compensation type cycloconverter device, a power transformer is installed between the AC power supply and each converter for the purpose of lowering or increasing voltage, or for the purpose of insulating the converter, but the capacity of this power transformer is Therefore, a capacity was required that could also supply the delayed reactive power of each converter. That is, in addition to the power that can be supplied to the load, lagging reactive power opposite to the leading reactive power of the phase advancing capacitor must be supplied to the cycloconverter via the power supply lance. Therefore, the power transformer becomes large in size and expensive.

これに鑑み、特開昭57−80267が提案された。第
4図はその従来のサイクロコンバータ装置の主回路構成
図を示すものである。
In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-80267 was proposed. FIG. 4 shows a main circuit configuration diagram of the conventional cycloconverter device.

図中、Busは3相交流電源の電線路、TrU g T
rV *TrWは電源トランス、CApUl 〜CAP
LI4 + cApvl−CAPV4 tCAP−□〜
CAPIN4 は進相コンデンサ、cc−u、 cc−
v。
In the figure, Bus is the electrical line of the three-phase AC power supply, TrU g T
rV *TrW is a power transformer, CApUl ~ CAP
LI4 + cApvl-CAPV4 tCAP-□~
CAPIN4 is a phase advance capacitor, cc-u, cc-
v.

CC−Wは循環電流式サイクロコンバータ、U、V。CC-W is a circulating current type cycloconverter, U, V.

Wはコ3相交流負荷をそれぞれ表わす。W represents a three-phase AC load, respectively.

TJ相サすクロコンバータCC−Uは、正群コンバータ
5SPu、 SDT’υと負群:】ンバータSSNυ、
 5DNU及び直流リアクI−ルLoυから構成されて
いる。いわゆる制御相数(制御パルス数)が12パルス
の循環電流式サイクロコンバータとなっている。
The TJ phase converter CC-U has a positive group converter 5SPu, SDT'υ and a negative group converter SSNυ,
It consists of 5DNU and DC reactor I-L Loυ. This is a circulating current type cycloconverter with a so-called control phase number (control pulse number) of 12 pulses.

V相及びW相のサイクロコンバータcc−v、 cc−
vも同様に構成されている。
V-phase and W-phase cycloconverters cc-v, cc-
v is similarly configured.

TJ相サすクロコンバータCC−Uの入力側には、電源
トランスTrUの2次巻線側に4分割された進相コンデ
ンサCAPut〜CAPU4が接続されている。
On the input side of the TJ phase-success converter CC-U, phase advance capacitors CAPut to CAPU4 divided into four are connected to the secondary winding side of the power transformer TrU.

このように進相コンデンサCAP、工〜CAPυ4を電
源トランスTrυの2次巻線側に接続することによりサ
イクロコンバータcr、−uがとる遅れ無効電力と進相
コンデンサCAPIJI〜CAPU4がとる進み無効電
力がある程度打ち消し合い、電源トランスTrLIの容
量を低減させる効果がある。■相及びW相も同様である
By connecting the phase advance capacitors CAP, CAPυ4 to the secondary winding side of the power transformer Trυ in this way, the lagging reactive power taken by the cycloconverters cr, -u and the leading reactive power taken by the phase advance capacitors CAPIJI~CAPU4 are reduced. They cancel each other out to some extent, which has the effect of reducing the capacity of the power transformer TrLI. The same applies to the (2) phase and the W phase.

第5図は、第4図のサイクロコンバータCC−Uの入力
側の電流値を示したもので、l5SPUは正群コンバー
タSSPυの入力電流、l5SNυは負群コンバータ5
SNuの入力電流、ICaPUt及びIcapU2 は
進相コンデンサCAP、□及びCAPuzの電流の大き
さを示す。
Figure 5 shows the current value on the input side of the cycloconverter CC-U in Figure 4, where l5SPU is the input current of the positive group converter SSPυ, and l5SNυ is the input current of the negative group converter 5.
The input currents of SNu, ICaPUt and IcapU2, indicate the magnitude of the currents of the phase advance capacitors CAP, □ and CAPuz.

負荷U、V、Wが交流電動機の場合、始動及び低速運転
時には逆起電力がほとんど発生せずサイクロコンバータ
の出力電圧も小さく、その制御位相角αは大略90″に
近いところで運転される。従って、各コンバータの入力
電流■5SPUy l5SNIJ等は大部分が遅れ無効
電流であると見てよい。
When the loads U, V, and W are AC motors, almost no back electromotive force is generated during startup and low-speed operation, the output voltage of the cycloconverter is small, and the control phase angle α is approximately 90''. , 5SPUy, 15SNIJ, etc. of each converter can be considered to be mostly delayed reactive currents.

従って、電源トランスTrUの2次巻線に流れる電流I
T?zの大きさは、 ITP2 = l l5spu   Icapυ、 l
となり、また、TrUの1次巻線に流れる電流のITr
tの大きさは、 Itrz = 2 X I l5SPU’+l5SNU
−Icapul−IeapU21となる。
Therefore, the current I flowing through the secondary winding of the power transformer TrU
T? The size of z is ITP2 = l l5spu Icapυ, l
And, the current ITr flowing through the primary winding of TrU is
The size of t is Itrz = 2 X I l5SPU'+l5SNU
-Icapul-IeapU21.

このように、電源トランスTrLIの容量を低減させる
ことができるが、進相コンデンサCAPux〜CAPU
4 に流れる進み電流Icapυ、 −ICaPU4が
一定値となっているのに対し、各コンバータの入力電流
ISSPυ+ l5SNLJ等は出力電流■υに応じて
図のように変化するため、その差分の電流が電流トラン
スTrUに流れる。
In this way, the capacitance of the power transformer TrLI can be reduced, but the phase advance capacitors CAPux to CAPU
While the leading current Icapυ, -ICaPU4 flowing through 4 is a constant value, the input current ISSPυ+l5SNLJ, etc. of each converter changes as shown in the figure according to the output current ■υ, so the difference between them is the current Flows into transformer TrU.

交流電動機負荷の速度が高くなるに従い、有効電力を消
費するようになり、上記無効電力分に加えて、当該有効
電力分も電源l−ランスTrLIが負担しなければなら
ないのは言うまでもない。
As the speed of the AC motor load increases, active power is consumed, and it goes without saying that the power supply l-lance TrLI must bear the burden of this active power in addition to the above-mentioned reactive power.

(発明が解決しようとする問題点) 上記従来のサイクロコンバータ装置は、進相コンデンサ
CAPυ、〜CAPU4等を分割して電源トランスTr
U等の2次巻線側に接続することにより、当該電源トラ
ンスTrU等の容量をある程度低減させることができる
(Problems to be Solved by the Invention) The conventional cycloconverter device described above divides the phase advance capacitors CAPυ, ~CAPU4, etc., and converts the power transformer Tr.
By connecting to the secondary winding side of U etc., the capacity of the power transformer TrU etc. can be reduced to some extent.

しかし、進相コンデンサに流れる電流が一定値であるの
に対し、各コンバータの入力電流は、サイクロコンバー
タの出力電流に応じて大きく変化するため、その差分の
無効電流は電源1ヘランスが負担しなければならず、容
量低減させる効果が半減していた。特に、トランスの2
次電流の容量低減はあまり期待できないのが現状である
However, while the current flowing through the phase advance capacitor is a constant value, the input current of each converter varies greatly depending on the output current of the cycloconverter, so the difference in reactive current must be borne by the power supply. However, the effect of reducing capacity was halved. Especially the transformer 2
At present, we cannot expect much reduction in the capacity of the next current.

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、電源
トランスの容量を大幅に低減させたサイクロコンバータ
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cycloconverter device in which the capacity of a power transformer is significantly reduced.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 以上の目的殻達成するため、本発明は交流電源と、各相
毎に絶縁された負荷装置と、当該負荷の各相毎に電流を
供給するため正群及び負群コンバータを有するサイクロ
コンバータと、当該サイクロコンバータの各相正群コン
バータの入力側共通端子に接続された第1の進相コンデ
ンサと、MiJ記サイクロコンバータの各相負群コンバ
ータの入力側共通端子に接続された第2の進相コンデン
サと、前記交流電源と前記サイクロコンバータとの間に
介在する電源1−ランスとでサイクロコンバータ装置を
構成している。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above objectives, the present invention provides an AC power source, a load device insulated for each phase, and a positive group for supplying current to each phase of the load. and a cycloconverter having a negative group converter, a first phase advancing capacitor connected to the input side common terminal of each phase positive group converter of the cycloconverter, and a common input side of each phase negative group converter of the MiJ cycloconverter. A cycloconverter device is constituted by a second phase advance capacitor connected to the terminal and a power supply lance interposed between the AC power supply and the cycloconverter.

また、サイクロコンバータの制御相数(制御パルス数)
に応じて前記第1及び第2の進相コンデンサをさらに分
割して構成している。
Also, the number of control phases (number of control pulses) of the cycloconverter
The first and second phase advancing capacitors are further divided according to the configuration.

(作 用) すなわち、サイクロコンバータの出力相数が3相の場合
、各相すイグロコンバータの正群コンノベータの入力側
端子を共通の第1の進相コンデンサに接続し、その端子
を電源l−ランスの2次巻線に接続することにより、3
相分の正群コンバータの入力電流の遅れ無効分と前記第
1の進相コンデンサの進み電流が打ち消し合い、電源1
−ランスの2次巻線には有効電源しか流れない。負群コ
ンバータの入力側も同様に作用し、結果的に電源トラン
スの容量を大幅に低減させることが可能となる。
(Function) In other words, when the number of output phases of the cycloconverter is three, the input side terminal of the positive group converter of each phase cycloconverter is connected to a common first phase advance capacitor, and that terminal is connected to the power supply l- By connecting to the secondary winding of the lance, 3
The delayed invalid input current of the positive group converter for the phase and the leading current of the first phase advancing capacitor cancel each other out, and the power supply 1
-Only active power flows through the secondary winding of the lance. The input side of the negative group converter operates in the same manner, and as a result, it becomes possible to significantly reduce the capacity of the power transformer.

このとき、サイクロコンバータの負荷は各相毎に絶縁さ
れており、電源短絡が生じることを防Iトしている。
At this time, the load of the cycloconverter is insulated for each phase to prevent a short circuit from occurring in the power supply.

サイクロコンバータの制御相数(制御パルス数)が増加
した場合には、それに応じて前記第1−及び第2の進相
コンデンサをさらに分割し、出力電流リップルの小さい
運転を行うことができる。この場合でも、電源l−ラン
スの容量低減の効果は同じである。
When the number of control phases (number of control pulses) of the cycloconverter increases, the first and second phase advance capacitors are further divided accordingly, and operation with small output current ripple can be performed. Even in this case, the effect of reducing the capacity of the power lance is the same.

(実施例) 第1図は、本発明のサイクロコンバータ装置の実施例を
示す構成図である7 図中、supは3相交流電源、MTRは電源トランス、
CAP□□、 CAP□2は第1の進相コンデンサ、C
AP2.。
(Embodiment) Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the cycloconverter device of the present invention.7 In the figure, SUP is a three-phase AC power supply, MTR is a power transformer,
CAP□□, CAP□2 are the first phase advance capacitors, C
AP2. .

CAP22は第2の進相コンデンサ、CC−U、CC−
V、CC−Wは循環電流式サイクロコンバータ、U、V
、Wは3相交流負荷である。
CAP22 is the second phase advance capacitor, CC-U, CC-
V, CC-W are circulating current type cycloconverters, U, V
, W is a three-phase AC load.

U相ザイクロコンバータCC−Uは正群コンバータ5S
PU、 SDPυと負群コンバータSSNυ、 SDN
υ及び直流リアトルLOυ(Lout −LOLIs 
)で構成されている。V相及びW相のサイクロコンバー
タCC−V、 CC−Wも同様である。
U-phase zychroconverter CC-U is positive group converter 5S
PU, SDPυ and negative group converter SSNυ, SDN
υ and DC Liator LOυ (Lout −LOLIs
). The same applies to the V-phase and W-phase cycloconverters CC-V and CC-W.

また、CTsは3相交流電流検出用変流器、PTsは3
相交流電圧検出用変成器、VARは無効電力演算回路、
CT、JHCTv + CTWは出力電流検出器、cr
、v+CTNU+ ”TPVtCTNV+CTPWyC
TNWは各コンバータの出力電流検出器である。
In addition, CTs are current transformers for detecting 3-phase AC current, and PTs are 3-phase AC current detection current transformers.
Phase AC voltage detection transformer, VAR is reactive power calculation circuit,
CT, JHCTv + CTW is output current detector, cr
,v+CTNU+”TPVtCTNV+CTPWyC
TNW is an output current detector for each converter.

第2図は、第1図の装置の制御回路の実施例を示す構成
図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the control circuit of the device shown in FIG.

図中、VRQは無効電力設定器、HQ(s)は無効電力
制御補償回路、Gou (s) tGOV (s) +
GOW (s)は負荷電流制御償回路、Gu(s) +
Gv(s) 、Gw(s)は負荷電流制御補償回路、O
C1〜OC3は循環電流演算回路、C,〜C7は比較器
、A1〜A6は加算器、INV、〜INV、は反転増幅
器をそれぞれ表わす。
In the figure, VRQ is a reactive power setting device, HQ (s) is a reactive power control compensation circuit, Gou (s) tGOV (s) +
GOW (s) is the load current control compensation circuit, Gu (s) +
Gv(s), Gw(s) are load current control compensation circuits, O
C1 to OC3 are circulating current calculation circuits, C and C7 are comparators, A1 to A6 are adders, and INV and INV are inverting amplifiers, respectively.

以下、第1図及び第2図の実施例を参照しなから本発明
装置の動作を説明する。
The operation of the apparatus of the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS. 1 and 2.

まず、負荷電流IU+ TV+ I−の制御動作を説明
する。U相すイクロコンバータcc−u te例にとっ
て説明する。
First, the control operation of the load current IU+TV+I- will be explained. An example of a U-phase microconverter CC-UTE will be explained.

負荷電流Iυを変流器CTUによって検出し、比較器C
1に入力する。比較器C3により、当該電流検出器IU
とその指令値■v*を比較し、その偏差Eυ=■♂−I
Uを求める。当該偏差E Uを次の電流制御補償回路G
u(s)に入力し増幅する。GU(S)の出力信号は、
1一つけ加増器A、を介して正群コンバータ5SPu、
 5DPuの位相制御回路円1PUに入力する。またG
U(s)の出力信号の他の1つは反転増幅器INV1及
び加算器A、を介して負群コンバータSSNυ、 5D
NUの位相制御回路P)INUに入力する。
Load current Iυ is detected by current transformer CTU, and comparator C
Enter 1. Comparator C3 determines whether the current detector IU
and its command value ■v*, and its deviation Eυ=■♂−I
Find U. The deviation EU is converted to the following current control compensation circuit G
input to u(s) and amplify it. The output signal of GU(S) is
1 through the adder A, the positive group converter 5SPu,
Input to phase control circuit circle 1PU of 5DPu. G again
The other one of the output signals of U(s) is sent to the negative group converter SSNυ, 5D via the inverting amplifier INV1 and the adder A,
NU phase control circuit P) Input to INU.

いま、仮に循環電流制御回路G。U(S)からの出力信
号が十分小さいものとして無視すると、上記位相制御回
路PHPU及び円(Nuの入力信号tαP1及びゲαN
Oは次の関係をする。ただし、GU(S)は比例要素に
υだけとする。
Now, suppose the circulating current control circuit G. If the output signal from U(S) is ignored as being sufficiently small, the input signal tαP1 of the phase control circuit PHPU and the input signal tαP1 of the circle (Nu) and the gate αN
O has the following relationship. However, GU(S) has only υ as a proportional element.

ゲαpu ”  εU−にυ vc!NU=−εU°にυ また、正群及び負群コンバータの出力電圧VPU+VN
υを第1図の矢印の方向を正として考えると、次のよう
な関係を有する。
In addition, the output voltage of the positive group and negative group converters VPU + VN
If we consider υ to be positive in the direction of the arrow in Figure 1, we have the following relationship.

Vpu”  1Iliv ’ Vs ’ CO8(l 
puVNu=−A v 1Vs 2cos αNUただ
し、メヮは変換定数、VSは電源電圧、αPUsαNU
は正群及び負群コンバータの制御位相角である。
Vpu" 1Iliv 'Vs' CO8(l
puVNu=-A v 1Vs 2cos αNU However, Mwa is the conversion constant, VS is the power supply voltage, αPUsαNU
are the control phase angles of the positive group and negative group converters.

さらに、cosapU=ffl φναPIJ+ CO
8αNU=’A’tα、υの関係があるので、VPU”
VNLIとなり、このときの制御位相角はαN、 = 
180’−αI)Uの関係を有する。
Furthermore, cosapU=ffl φναPIJ+ CO
Since there is a relationship of 8αNU='A'tα, υ, VPU”
VNLI, and the control phase angle at this time is αN, =
180'-αI)U.

負荷tJに印加される電圧Vuは、正群及び負群コンバ
ータの出力電圧Vpu+ VNIJの平均値となる。
The voltage Vu applied to the load tJ is the average value of the output voltages Vpu+VNIJ of the positive group and negative group converters.

Vt+” (VPIJ+VNU) / 2=AV−A・
■8・Eυ・KI」 すなわち、電流偏差cUに比例した電圧VUが負荷に印
加される。
Vt+” (VPIJ+VNU) / 2=AV-A・
■8・Eυ・KI” In other words, a voltage VU proportional to the current deviation cU is applied to the load.

I、’ >Iuの場合、偏差ε、Jは正の値となり、出
力電圧Vυを増大させて、電流11□本−増やす故に最
終的に■uL9Iu’となるように制御される。
In the case of I,'>Iu, the deviation ε,J becomes a positive value, and the output voltage Vυ is increased and the current is increased by 11□, so that it is controlled to finally become ■uL9Iu'.

逆に■♂< I uとなった場合、偏差ε1」は負の値
となり、vUを負の値にして、電流■Uを減少させ、や
はり、IU→■♂となって落ち着く、電流指令値■♂を
正弦波状に変化させると、それに応じて、実電流■Uも
iE弦波に制御される。
Conversely, when ■♂<I u, the deviation ε1'' becomes a negative value, making vU a negative value, reducing the current ■U, and the current command value settles as IU→■♂. When ■♂ is changed into a sinusoidal waveform, the actual current ■U is also controlled into an iE sinusoidal wave accordingly.

このとき、常にVpu”VNυを満足しており、循環電
流■。いの増減はない。
At this time, Vpu''VNυ is always satisfied, and there is no increase or decrease in the circulating current.

■相、W相の負荷電流■いI、も同様に制御される。The load currents (I) of the (2) and W-phases are similarly controlled.

次に循環電流■。IJ + IOV + IOWの制御
動作を説する。
Next is the circulating current ■. The control operation of IJ + IOV + IOW will be explained.

やはり、tJ相サすクロコンバータCC−Uを例にとっ
て説明する。
Again, the explanation will be given by taking as an example the chromatic converter CC-U which supports the tJ phase.

U相すイクロコンバータの循環電流■。4.は、変流器
CTPU及びCTNυによって検出された正群及び負荷
コンバータの出力電流■pU及びINIJを演算回路O
C1に入力し、次の演算を行うことにより求められる。
Circulating current of U-phase microconverter■. 4. is the output current pU and INIJ of the positive group and load converter detected by the current transformers CTPU and CTNυ, and
It is obtained by inputting it into C1 and performing the following calculation.

l01J=  (IPU+INU    l  (IP
U   INLI)   l  )  /  2ここで
、IPU  INLI=IIJの関係がある。
l01J= (IPU+INU l (IP
U INLI) l) / 2 Here, there is a relationship IPU INLI=IIJ.

このようにして、求められた循環電流検出値IOυを比
較器C2に入力し、循環電流指令値Io’uと比較する
。当該偏差E□υ=Io*u  Iouを電流制御補償
回路G□υ(S)に入力し、増幅する。Gou (s)
の出力信号は各々加算器A□及びA2を介して、前記位
相制御回路円(PU、 Pl+Nυに入力される。
The thus obtained circulating current detection value IOυ is input to the comparator C2 and compared with the circulating current command value Io'u. The deviation E□υ=Io*u Iou is input to the current control compensation circuit G□υ(S) and amplified. Gou(s)
The output signals of are input to the phase control circuit circle (PU, Pl+Nυ) via adders A□ and A2, respectively.

故に、前記円(Pu、 PHNuの入力信号ゲαPυ、
ναNOは、次のように変更される。ただし、Gou 
(s)=Kouとして考える。
Therefore, the input signal game αPυ of the circle (Pu, PHNu,
ναNO is changed as follows. However, Gou
Consider (s)=Kou.

9αPU:  εU °KU+ t 01,1 °KO
UγαNU”−ευ0にυ+ε0υ” KOU従って、
正群及び負群コンバータの出力電圧VPU及びVNυは
、上記ε0υ・に0υの分だけバランスかくずれ、循環
電流l0tlを増減させる。
9αPU: εU °KU+ t 01,1 °KO
UγαNU”−ευ0 to υ+ε0υ” KOU Therefore,
The output voltages VPU and VNυ of the positive group and negative group converters are unbalanced by 0υ with respect to the above ε0υ·, causing the circulating current l0tl to increase or decrease.

すなわち、■o1..*〉■。υとなった場合、偏差E
Qυは正の値となり、その分だけVPU>VNIJとな
る。故に循環電流Iou=Iou*となって落ち着く。
That is, ■o1. .. *〉■. When υ, the deviation E
Qυ becomes a positive value, and VPU>VNIJ by that amount. Therefore, the circulating current becomes Iou=Iou* and settles down.

逆に■olJ*〈Iouとなった場合、偏差F。υば負
の値となりその分だけ、V p u < V N Uと
なる。故に■。0は減少し、やはり、Iou = Io
*uとなるように制御される。
Conversely, if ■olJ*〈Iou, the deviation F. If υ becomes a negative value, V p u < V N U. Therefore ■. 0 decreases and again, Iou = Io
*U is controlled.

■相、W相の循環電流■。V+ ’Iowも同様に制御
される。
Circulating current of ■phase and W phase■. V+'Iow is similarly controlled.

」−記循環電流の指令値:[o’u l In*ヮ+ 
Io〜は無効電力制御回路HQ(S)からの出力信号に
よって与えられる。
” - Command value of circulating current: [o'ul In*ヮ+
Io~ is given by the output signal from the reactive power control circuit HQ(S).

次にその無効電力制御の動作を説明する。サイグロコン
バータの受電端に設置された変流器CTs及び変成器P
T8によって、3相交流電流及び3相交流電圧を検出し
、無効電力演算回路VARに入力する。受電端の無効電
力Qsは、−1−配電源電圧’l’R+vS+ +1)
Tを90°だけ位相を遅らせ、各相電流)−RrIgt
fTをそれぞれ乗じ3相分加えて求める。すなわち  
Qs−vR” LR+v3’ ”ノS+vT” j−T
vR’  −bs  yr)  /J3Vs’  ”’
  (VT−vR)  /1/3vT’  ””  b
lg  Vs)  /V3によって瞬時無効電力QSが
検出される。
Next, the operation of the reactive power control will be explained. Current transformer CTs and transformer P installed at the receiving end of Cygro converter
T8 detects the three-phase AC current and three-phase AC voltage and inputs them to the reactive power calculation circuit VAR. The reactive power Qs at the receiving end is -1-distribution power voltage 'l'R+vS+ +1)
The phase of T is delayed by 90°, and each phase current) - RrIgt
Multiply each by fT and add the three phases. i.e.
Qs-vR"LR+v3'"ノS+vT" j-T
vR' - bs yr) /J3Vs'"'
(VT-vR) /1/3vT' ”” b
Instantaneous reactive power QS is detected by lg Vs) /V3.

当該無効電力検出値O8を比較器CIに入力し、無効電
力設定器VRQからの指令値Qs*と比較する。
The reactive power detection value O8 is input to the comparator CI and compared with the command value Qs* from the reactive power setting device VRQ.

当該偏差EQ=QS*Qsを無効電力制御補償回路It
Q(s)に入力し、積分増幅あるいは比例増幅を行う。
The relevant deviation EQ=QS*Qs is calculated by the reactive power control compensation circuit It.
Q(s) and performs integral amplification or proportional amplification.

通常、定常偏差ε1、を零にするため)IQ(s)には
積分要素が使われる。
Usually, an integral element is used for IQ(s) (in order to make the steady-state deviation ε1, zero).

IQ(s)の出力借りは各相ザイクロコンダータの循環
電流の指令値■。−+ IO*ヮ + IO□ となる
The output of IQ(s) is the command value of the circulating current of each phase zyroconductor■. −+ IO*ヮ + IO□.

OS*>Qsとなった場合、偏差EQは正の値となり、
循環電流指令値IO’lJ + IO□、■o−を増加
させる。実際の循環電流■釦JI Ii’、)V+ 1
゜すは前に述べた通り、Iou ’q Io*u t 
Iov ’F ro*v r Iow 崎Io’tiと
なるように制御されるので、当該循環電流■。Ll+几
ヮ+ IOWも増加し、受電端の遅れ無効電力(hを増
大させQs=Qs*どなって落ち看く。
If OS*>Qs, the deviation EQ will be a positive value,
Increase the circulating current command value IO'lJ + IO□, ■o-. Actual circulating current■Button JI Ii', )V+ 1
As mentioned before, Iou 'q Io*u t
Since it is controlled so that Iov 'F ro*v r Iow sakiIo'ti, the circulating current ■. Ll+几ヮ+IOW also increases, increasing the delayed reactive power (h) at the power receiving end, causing Qs=Qs* to fall.

逆にQ、□;*<Qsとなった場合、偏差E Glは負
の値となり、各相@環電流■。Ll+ Iov+ Io
wを増加させ、受電端の遅れ無効電力Qsを減らしてや
はりOSSO3?どなるように制御さ才しる。
Conversely, when Q, □;*<Qs, the deviation E Gl becomes a negative value, and each phase @ ring current ■. Ll+ Iov+ Io
By increasing w and reducing the delayed reactive power Qs at the receiving end, is it still OSSO3? I want to be able to control how I yell.

なお、この場合、無効電力検出値QJ遅れを正の値とし
て取り扱う。
Note that in this case, the reactive power detection value QJ delay is treated as a positive value.

また、−・般には入力力率=1の蓮転夕行うため前記無
効電力指令値Qs””Oどして与える。
In addition, in general, the reactive power command value Qs is given as ``O'' in order to perform a power conversion with an input power factor of 1.

ザイクロコンバータCC−U、CC−V、C(Jlは電
源電圧を利用して自然転流さぜる八め、′1;(に遅れ
無効電力QCC髪とる。当該遅れ無効電力0.6は負該
電流■0.。
Zychroconverters CC-U, CC-V, C (Jl uses the power supply voltage to perform natural commutation, The current ■0.

IV+ I、の値により、また、そのときの各コンバー
タの制御位相角αPLl+ ” NIJ+ αl’V+
 It NV+ αpHl+ αNLの値により変化す
るが、前述のように各相サイクロコンバータの循環電流
(Ovr ’IOV及びl0Ill を調整することに
より、Qcc を一定値にづ−ることができる。
Depending on the value of IV+I, the control phase angle of each converter at that time αPLl+ ” NIJ+ αl'V+
Although it varies depending on the value of It NV + αpHl + αNL, Qcc can be kept at a constant value by adjusting the circulating current (Ovr 'IOV and l0Ill ) of each phase cycloconverter as described above.

これに刺し5電源I・ラノス罰)七の2次巻線側に分割
し′C接続さ扛た進相コ’)デン−1c:AP31.C
AP1. 。
This is divided into the secondary winding side of 5 power supply I/Lanos penalty) and connected to 'C'. C
AP1. .

CAP7.、CA、jは−・定の進み無効電力Q c 
a T1をト、 1.J、前記遅拉無効電力Qccと打
ち消し合って電源SUI+かlらけ有効電力Psrしづ
を給供すればよいことじなる。
CAP7. , CA, j is −・constant leading reactive power Q c
a T1, 1. J, it is sufficient to supply the active power Psr from the power source SUI+ by canceling out the delayed reactive power Qcc.

さて、本発明装置のサイグローコンバータ装置ではC,
C−Uの正群コンバータ5SPIIどCC−Vの正群コ
ンバータ5spv及びccmuの正群コンバータ5SP
yの入力側端子は、共通の進相コンデンサCAP、□に
接続され、CAP、、の進み無効電力Qcap11とs
spυ、 5SPV及び5SPIllの遅れ無効電力の
和Q S S P xが打ぢ消L・合う。
Now, in the cyglo converter device of the present invention, C,
Positive group converter 5SPII for C-U, positive group converter 5SP for CC-V and positive group converter 5SP for CCMU
The input side terminal of y is connected to a common phase advancing capacitor CAP, □, and the leading reactive power Qcap11 and s of CAP, ,
spυ, the sum of the delayed reactive powers of 5SPV and 5SPIll, Q S S P x , cancel each other out L.

このときQssp+ は次式のようじ表オ)tことがで
きる。
At this time, Qssp+ can be expressed as the following equation.

Qsspn = IA Q(Ipu−sin a pu
+Tpu’sjn a py+Ipvsin fk p
u)ただし、石。は比例数 負荷U、V、Wが交流電動機の電機f・巻線とした場合
、始動、低速運転時には、速度起電力が小さいため、ザ
イクロコンバータの出力電圧Vυ+VV+V、は小さく
、制御位相角αpU+ aPv”= αpHl’F90
’の状態で運転される。このとき、ザイクロコンバータ
のとる遅れ無効電力Qsは最大となり循環電流Iou 
+ Iov + Iowは最小値となる。
Qsspn = IA Q(Ipu-sin a pu
+Tpu'sjn a py+Ipvsin fk p
u) However, stones. When the proportional loads U, V, and W are the electric motor f and the winding of an AC motor, the speed electromotive force is small during starting and low-speed operation, so the output voltage of the zycroconverter, Vυ+VV+V, is small, and the control phase angle αpU+ aPv"= αpHl'F90
'It is operated under the condition of '. At this time, the delayed reactive power Qs taken by the zycroconverter becomes maximum, and the circulating current Iou
+ Iov + Iow is the minimum value.

進相コンデンサCAP、□、CAP1□、CAP、□、
CAP22 は、α1)tl−α間=αpv=αNV−
二αpw = aNv = 90” のとき、負荷電流
■υ+IV*Iψが最大(11′iをとるときの仕イク
ロコンバータの遅れ無効電力Q。0を打ち消すように、
Qcap = Qcapx □→−Qcapx 2 +
 Qcapz IIQcapz 2を用意する。故にQ
cap、1: Qcgip / 4となる。
Phase advance capacitor CAP, □, CAP1□, CAP, □,
CAP22 is α1) tl-α=αpv=αNV-
When αpw = aNv = 90'', the delayed reactive power of the microconverter when the load current ■υ+IV*Iψ takes the maximum (11'i) is
Qcap = Qcapx □→-Qcapx 2 +
Prepare Qcapz IIQcapz 2. Therefore Q
cap, 1: Qcgip/4.

第3図は、循環電流Iou = Iov = Iow 
”= Oとして、1群コンバータ5SPU、 5SPV
 、 SS[’1.lの出力電流t o +−+ +I
OV+ IOWと遅れ無効電力Os s p□の波形を
表オ)す。
Figure 3 shows the circulating current Iou = Iov = Iow
”= O, 1st group converter 5SPU, 5SPV
, SS['1. output current t o +−+ +I
The waveforms of OV+IOW and delayed reactive power Ossp□ are shown below.

ただし、αPLI”αI)V’Fαpt+ : (’)
として取扱っている。
However, αPLI”αI)V'Fαpt+: (')
It is treated as such.

電源1−ランスMTRの△結果の2次線に接続された正
群コンバータSDPυ、5l)Pv、5DP6jの遅れ
無効′電力Qsnptも同様になる。すなわち、 QSDPI = Qssp+ となる。
The same applies to the delayed reactive power Qsnpt of the positive group converter SDPυ, 5l)Pv, 5DP6j connected to the secondary line of the Δ result of the power supply 1-lance MTR. That is, QSDPI = Qssp+.

一方、負群コンバータSSN、、 SSNν及びSSN
、の出力電流INU + INV + INWは第3図
の電流波形IPLl+ IPV及びII)Wどは位相が
180°ず才しるが、無効電力QSSN□は、 QSSNI ”’11 Q  (■NU’Sln (r
 NU十丁Nu”sin rtNV十丁NvSinαN
警)どなり、前記正群コンバータのとる無効電力Q3S
N1と ・致する。
On the other hand, negative group converters SSN, , SSNν and SSN
, the output current INU + INV + INW is the current waveform IPLl + IPV and II)W shown in Fig. 3, whose phase is 180°, but the reactive power QSSN□ is (r
NU JuchoNu”sin rtNVJuchoNvSinαN
Warning) Reactive power Q3S taken by the positive group converter
・Do with N1.

すなわち、 Qssp+″Qsr+pt =  QSssx = Q
SDNI=Qcc/4 が成り立つ。進相コンデンサCAI)□1. CAP、
 2. CAP2.− 。
That is, Qssp+″Qsr+pt = QSssx = Q
SDNI=Qcc/4 holds true. Phase advance capacitor CAI)□1. CAP,
2. CAP2. −.

CAP、がとる進み無効電力Qcapを上記サイクロコ
ンバータがとれる遅れ無効電力Qccの最大値Q。C(
I!1aX)だけ用意した場合、常しこQ。c”Qca
pとなるように循環電流1゜υ+IOシ、■ollIが
流れ、Q 3 S P 1. ” Q CaP x s
を満足することになる。
The maximum value Q of the delayed reactive power Qcc that the cycloconverter can take from the leading reactive power Qcap taken by CAP. C(
I! If you prepare only 1aX), it will always be Q. c"Qca
Circulating current 1゜υ+IOshi, ■ollI flows so that Q 3 S P 1. ” Q CaP x s
will be satisfied.

すなわち、電源トランスMTRの2次側で、進相コンデ
ンサCAP、□がどる進み無効電力QCap1s  と
正群コンバータ5SPUISSPV、5SPII+がと
る遅れ無効電力Qssptが完全に打ち消し合いトラン
スMTRの2次巻線には有効電流だけが流れることにな
る。
That is, on the secondary side of the power transformer MTR, the leading reactive power QCap1s taken by the phase advance capacitor CAP, □ and the lagging reactive power Qsspt taken by the positive group converters 5SPUISSPV, 5SPII+ completely cancel each other out, and the secondary winding of the transformer MTR Only active current will flow.

他の2次巻線も同様である。The same applies to other secondary windings.

サイク0”Jンバータcc−u、c(ニーv、cc−u
の出力端子は負荷の各相毎に分離されており、入力端を
共通にしでも短絡電流は流れることはない。
CYC 0” J converter cc-u, c (knee v, cc-u
The output terminals are separated for each phase of the load, so no short-circuit current will flow even if the input terminals are shared.

第1図の装置は、12パルスのサイクロコンバータにつ
いて説明したが、6パルスのサイクロコンバータでは、
第1の進相コンデンサCAP1と第2の進相コンデンサ
CAP2を用意すればよく、また、24パルスのサイク
ロコンバータでは、第1の進相コンデンサを4分割し、
cAPl、 、CAP、2.CAP13.CAP、、。
The device shown in Fig. 1 has been described for a 12-pulse cycloconverter, but for a 6-pulse cycloconverter,
It is sufficient to prepare a first phase advance capacitor CAP1 and a second phase advance capacitor CAP2, and in a 24-pulse cycloconverter, divide the first phase advance capacitor into four,
cAPl, ,CAP,2. CAP13. CAP...

とし第2の進相コンデンサも4分割し、CAP2.。Then, the second phase advance capacitor is also divided into four parts, CAP2. .

CへPzz + cAp23. c八))、4とすれば
よい。
Pzz + cAp23 to C. c8)), 4.

第1図の装置は循環電流式サイクロコンバータについて
説明したが、非循環電流式サイクロコンバータの力率改
善に適用しても同様のことができるとは言うまでもない
Although the device shown in FIG. 1 has been described for a circulating current type cycloconverter, it goes without saying that the same effect can be achieved even when applied to power factor improvement of a non-circulating current type cycloconverter.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明のサイクロコンバータ装置では、
電源トランスMTRの2次側で完全に無効電力を打ち消
し合うことができ、当該1−ランスの容量を大幅に低減
さ」才ることか可能である。特に2次巻線に流れる電流
が有効電流だけとなり、従来の装置のように2次巻線の
電流容量を増やす必要がなくなる。
As described above, in the cycloconverter device of the present invention,
The reactive power can be completely canceled out on the secondary side of the power transformer MTR, making it possible to significantly reduce the capacity of the lance. In particular, the current flowing through the secondary winding is only the effective current, and there is no need to increase the current capacity of the secondary winding as in conventional devices.

また、電源1−ランスの数は従来の装置の173となり
、その分のコスト低減を図れる。
In addition, the number of power supplies per lance is 173 compared to the conventional device, and the cost can be reduced accordingly.

さらに軽負荷運転時には電源トランスに流れる電流も小
さくなり、その分損失も小さくなって効率の良い運転が
可能となる。
Furthermore, during light load operation, the current flowing through the power transformer is also reduced, and losses are correspondingly reduced, allowing for efficient operation.

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

第1図は本発明のサイクロコンバータ装置の実施例を示
す構成図、第2図は第1図の装置の制御回路の実施例を
示す構成図、第3図は第1図の装置の動作を説明するた
めの波形図、第4図は従来のサイクロコンバータ装置の
構成図、第5図は第4図の装置の動作を説明するための
波形図である。 5U11・・3相交流電源 MTR・・・電源1−ランス CAP、 1.CAI)、 2・・第1の進相コンデン
サCAP2□、CAP、2・・・第2の進相コンデンサ
CC−U、CC−V、CC−W・・・循環電流式サイク
ロコンバータU、V、υ・・・交流負荷 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  三俣弘文 第2図 Ipu      Ipv      I−pw第3図 Lsspty = A:・Ipu 第5図 tAPwJ由由CAPw4 第4図
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the cycloconverter device of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the control circuit of the device of Fig. 1, and Fig. 3 shows the operation of the device of Fig. 1. FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the configuration of a conventional cycloconverter device, and FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the device shown in FIG. 4. 5U11...3-phase AC power supply MTR...Power supply 1-Lance CAP, 1. CAI), 2... First phase advance capacitor CAP2□, CAP, 2... Second phase advance capacitor CC-U, CC-V, CC-W... Circulating current type cycloconverter U, V, υ... AC load agent Patent attorney Nori Ken Chika Yudo Hirofumi Mitsumata Figure 2 Ipu Ipv I-pw Figure 3 Lsspty = A:・Ipu Figure 5 tAPwJ Yuyu CAPw4 Figure 4

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)交流電源と、各相毎に絶縁された負荷装置と、当
該負荷の各相毎に電流を供給するめ正群及び負群コンバ
ータを有するサイクロコンバータと、当該サイクロコン
バータの各相正群コンバータの入力側共通端子に接続さ
れた第1の進相コンデンサと、前記サイクロコンバータ
の各相負群コンバータの入力側共通端子に接続された第
2の進相コンデンサと、前記交流電流と前記サイクロコ
ンバータとの間に介在する電源トランスと、から構成さ
れるサイクロコンバータ装置。
(1) An AC power supply, a load device insulated for each phase, a cycloconverter having a positive group converter and a negative group converter for supplying current to each phase of the load, and a positive group converter for each phase of the cycloconverter. a first phase advance capacitor connected to the input side common terminal of the cycloconverter, a second phase advance capacitor connected to the input side common terminal of each phase negative group converter of the cycloconverter, and the alternating current and the cycloconverter A cycloconverter device consisting of a power transformer interposed between the
(2)前記第1及び第2の進相コンデンサを前記サイク
ロコンバータの制御パルス数に応じて分割したことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のサイクロコンバー
タ装置。
(2) The cycloconverter device according to claim 1, wherein the first and second phase advance capacitors are divided according to the number of control pulses of the cycloconverter.
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