JPS648539B2 - - Google Patents
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- JPS648539B2 JPS648539B2 JP17171581A JP17171581A JPS648539B2 JP S648539 B2 JPS648539 B2 JP S648539B2 JP 17171581 A JP17171581 A JP 17171581A JP 17171581 A JP17171581 A JP 17171581A JP S648539 B2 JPS648539 B2 JP S648539B2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は点弧位相制御により負荷に供給する電
力を可変できる電力変換器の電流制御装置に関す
る。
力を可変できる電力変換器の電流制御装置に関す
る。
良く知られているように、点弧位相制御により
負荷に供給する電力を可変できる電力変換器は各
種の分野で広く用いられている。例えば、サイリ
スタをグレーツ結線した電力変換器で直流電動機
を駆動している。電力変換器で負荷を駆動する場
合、負荷電流の制御は電流制御回路で行われる。
電流制御回路は負荷電流の平均値が所定値になる
ように制御する。具体的には電流指令値と実際値
を比較して実際値が指令値と一致するように制御
する。
負荷に供給する電力を可変できる電力変換器は各
種の分野で広く用いられている。例えば、サイリ
スタをグレーツ結線した電力変換器で直流電動機
を駆動している。電力変換器で負荷を駆動する場
合、負荷電流の制御は電流制御回路で行われる。
電流制御回路は負荷電流の平均値が所定値になる
ように制御する。具体的には電流指令値と実際値
を比較して実際値が指令値と一致するように制御
する。
一方、電力変換器はサイリスタなどのスイツチ
ング動作によつて負荷電流を制御する。負荷電流
は電力変換器のスイツチング動作によつて脈動す
るようになる。負荷電流が脈動すると平均値を正
しく検出できなくなる。このため、負荷電流を検
出するとフイルタで平滑し、電流制御回路に電流
実際値として帰還するようにしている。しかしな
がら、フイルタの時間遅れのため制御の応答性が
低下するのを免れない。また、近年は高応答性が
要求されるようになつてきており、これを満足す
るため前向きゲインを大きくするとフイルタによ
る後向きの時間遅れのため制御が不安定となる。
ング動作によつて負荷電流を制御する。負荷電流
は電力変換器のスイツチング動作によつて脈動す
るようになる。負荷電流が脈動すると平均値を正
しく検出できなくなる。このため、負荷電流を検
出するとフイルタで平滑し、電流制御回路に電流
実際値として帰還するようにしている。しかしな
がら、フイルタの時間遅れのため制御の応答性が
低下するのを免れない。また、近年は高応答性が
要求されるようになつてきており、これを満足す
るため前向きゲインを大きくするとフイルタによ
る後向きの時間遅れのため制御が不安定となる。
本発明は上記点に対処して成されたもので、そ
の目的とするところは負荷電流の制御を応答性良
く安定に行える電力変換器の電流制御装置を提供
することにある。
の目的とするところは負荷電流の制御を応答性良
く安定に行える電力変換器の電流制御装置を提供
することにある。
本発明の特徴とするところは負荷電流の平均値
を制御する平均電流制御回路の従側に、パルス発
生手段のゲートパルス発生時点の負荷電流を制御
する瞬時電流制御回路を設けたことにある。
を制御する平均電流制御回路の従側に、パルス発
生手段のゲートパルス発生時点の負荷電流を制御
する瞬時電流制御回路を設けたことにある。
本発明の一実施例を第１図に示す。
第１図はサイリスタをグレーツ結線した電力変
換器で直流電動機を駆動する場合の実施例であ
る。
換器で直流電動機を駆動する場合の実施例であ
る。
第１図において、電力変換器１はサイリスタS1
〜S6をグレーツ結線して構成され、直流電動機２
を駆動する。直流電動機２に流れる電流Ｉは電流
検出器４に検出されフイルタ６とサンプルホール
ド回路８に加えられる。フイルタ６は電流Ｉを平
滑し平均値電流IMを出力する。平均電流指令値
IMCと実際値IMが比較器２０で比較され、その
偏差が第１電流制御回路５に加えられる。第１電
流制御回路５は電流電動機２に流れる電流の平均
値を制御するもので、電流偏差に応じて補償演算
（例えば積分補償あるいは比例積分補償）を行い
瞬時電流指令値IPCを出力する。
〜S6をグレーツ結線して構成され、直流電動機２
を駆動する。直流電動機２に流れる電流Ｉは電流
検出器４に検出されフイルタ６とサンプルホール
ド回路８に加えられる。フイルタ６は電流Ｉを平
滑し平均値電流IMを出力する。平均電流指令値
IMCと実際値IMが比較器２０で比較され、その
偏差が第１電流制御回路５に加えられる。第１電
流制御回路５は電流電動機２に流れる電流の平均
値を制御するもので、電流偏差に応じて補償演算
（例えば積分補償あるいは比例積分補償）を行い
瞬時電流指令値IPCを出力する。
一方、サンプルホールド回路８はゲートパルス
発生回路９が点弧パルスＰを発生した時点の電流
Ｉの値を保持する。瞬時電流指令値IPCとサンプ
ルホールド回路８に保持されている点弧パルス発
生時点の瞬時電流実際値IPは比較器２１で比較
され、その偏差が第２電流制御回路に加えられ
る。第２電流制御回路７は補償演算を行い、点弧
角指令αを出力する。第２電流制御回路７の補償
演算は応答性を良く点から比例補償とするのが望
ましい。ゲートパルス発生回路９は点弧角指令α
に応じた位相で電力変換器１のサイリスタS1〜S6
に点弧パルスを与える。電力変換器１に点弧パル
スを与えることにより交流電源３から直流電動機
２に直流電圧が印加される。
発生回路９が点弧パルスＰを発生した時点の電流
Ｉの値を保持する。瞬時電流指令値IPCとサンプ
ルホールド回路８に保持されている点弧パルス発
生時点の瞬時電流実際値IPは比較器２１で比較
され、その偏差が第２電流制御回路に加えられ
る。第２電流制御回路７は補償演算を行い、点弧
角指令αを出力する。第２電流制御回路７の補償
演算は応答性を良く点から比例補償とするのが望
ましい。ゲートパルス発生回路９は点弧角指令α
に応じた位相で電力変換器１のサイリスタS1〜S6
に点弧パルスを与える。電力変換器１に点弧パル
スを与えることにより交流電源３から直流電動機
２に直流電圧が印加される。
以下、そのの動作を第２図を参照して説明す
る。
る。
今、平均電流指令値IMCをステツプ状に増加
させたとすると、第１電流制御回路５は電流実際
値IMとの偏差に応じた瞬時電流指令値IPCを出
力する。第２電流制御回路７は瞬時電流指令値
IPCとサンプルホールド回路８に保持された点弧
時点電流実際値IPの差に基づき次に発生すべき
点弧パルスＰの点弧角指令αを出力する。ゲート
パルス発生回路９は点弧角指令αに応じた点弧角
で電力変換器１のサイリスタS1〜S6に点弧パルス
Ｐを与える。これにより、負荷電流Ｉは第２図示
の如く脈動しながら増加する。
させたとすると、第１電流制御回路５は電流実際
値IMとの偏差に応じた瞬時電流指令値IPCを出
力する。第２電流制御回路７は瞬時電流指令値
IPCとサンプルホールド回路８に保持された点弧
時点電流実際値IPの差に基づき次に発生すべき
点弧パルスＰの点弧角指令αを出力する。ゲート
パルス発生回路９は点弧角指令αに応じた点弧角
で電力変換器１のサイリスタS1〜S6に点弧パルス
Ｐを与える。これにより、負荷電流Ｉは第２図示
の如く脈動しながら増加する。
さて、このようにして直流電動機２の電流を制
御するのであるが、サンプルホールド回路８の出
力IPは第２図の如く変化する。この実際値IPは
定常状態になると一定値となり、電流検出器４で
検出される電流値Ｉのような脈動はなくなる。
御するのであるが、サンプルホールド回路８の出
力IPは第２図の如く変化する。この実際値IPは
定常状態になると一定値となり、電流検出器４で
検出される電流値Ｉのような脈動はなくなる。
このように、サンプルホールド回路８の出力
IPは点弧パルス発生時点の電流を直接検出して
いるので遅れが小さく、第２電流制御回路７によ
る電流制御の応答を高速にできる。
IPは点弧パルス発生時点の電流を直接検出して
いるので遅れが小さく、第２電流制御回路７によ
る電流制御の応答を高速にできる。
以上述べたように、定常状態における精度をよ
くするための第１電流制御回路と、応答性を向上
させるための第２電流制御回路を有しているの
で、応答性、精度が共によい電流制御を行うこと
ができる。特に、第２電流制御回路では、点弧パ
ルス発生時点の瞬時値を用いているので制御結果
を電力変換器や直流電動機などの定数に関係なく
直ちに反映させているので、応答を高速化でき
る。また、第１の電流制御回路は応答性をあまり
考えずに設計できるのでフイルタの時定数を比較
的大きくできるので脈動も少なくなり精度の良い
制御が可能となる。
くするための第１電流制御回路と、応答性を向上
させるための第２電流制御回路を有しているの
で、応答性、精度が共によい電流制御を行うこと
ができる。特に、第２電流制御回路では、点弧パ
ルス発生時点の瞬時値を用いているので制御結果
を電力変換器や直流電動機などの定数に関係なく
直ちに反映させているので、応答を高速化でき
る。また、第１の電流制御回路は応答性をあまり
考えずに設計できるのでフイルタの時定数を比較
的大きくできるので脈動も少なくなり精度の良い
制御が可能となる。
第３図は本発明による電流制御装置の他の実施
例である。第１図と同じ数字は同じ機能を示す。
例である。第１図と同じ数字は同じ機能を示す。
第１図と異なつているのは第１電流制御回路５
をリミツタ回路１０と積分器１１で構成したこと
である。第４図のように、平均電流指令値IMC
をステツプ状に変化させると、フイルタ６の実際
値IMと指令値IMCの差は大きくなる。この差が
I0以上だとリミツタ回路１０はリミツタ値に達し
ており、積分器１１の出力、即ちIPCは一定の傾
斜で増加する。この結果、直流電動機２に流れる
電流は、その点弧パルス発生時点の電流値が一定
の傾斜をもつて流れる。そして、電流偏差
（IMC−IM）がI0以下になると、積分器１１の入
力は小さくなり瞬時電流指令値IPCも、その増加
分が少なくなり第４図のようになる。
をリミツタ回路１０と積分器１１で構成したこと
である。第４図のように、平均電流指令値IMC
をステツプ状に変化させると、フイルタ６の実際
値IMと指令値IMCの差は大きくなる。この差が
I0以上だとリミツタ回路１０はリミツタ値に達し
ており、積分器１１の出力、即ちIPCは一定の傾
斜で増加する。この結果、直流電動機２に流れる
電流は、その点弧パルス発生時点の電流値が一定
の傾斜をもつて流れる。そして、電流偏差
（IMC−IM）がI0以下になると、積分器１１の入
力は小さくなり瞬時電流指令値IPCも、その増加
分が少なくなり第４図のようになる。
このように、第３図のような構成にすると、直
流電動機２の電流Ｉを一定の傾斜以下で増加減で
き、直流電動機２の整流動作を保護できる。又、
第２電流制御回路７は第１図と同様に高速応答が
可能であるために、電流の傾斜も良い応答で制御
できる。
流電動機２の電流Ｉを一定の傾斜以下で増加減で
き、直流電動機２の整流動作を保護できる。又、
第２電流制御回路７は第１図と同様に高速応答が
可能であるために、電流の傾斜も良い応答で制御
できる。
第５図に本発明による電流制御装置の他の一実
施例を示す。第１図と同じ数字は同じ機能を示
す。第５図の特徴は、電流制御の演算をマイクロ
コンピユータ１２で行つている点である。その
他、デイジタル式ゲートパルス発生回路１３、
Ａ／Ｄ変換器１４，１５が設けられる。マイクロ
コンピユータ１２は点弧パルスＰが発生する毎に
第６図の処理を実行する。最初に、ステツプ50で
電流Ｉの瞬時値IPをＡ／Ｄ変換器１４を介して
取り込みを行う。第６図の処理が点弧パルス発生
時点であるので、この値は第１図で示した点弧パ
ルス発生時点の電流値IPと同じ値となる。ここ
で、IP（ｎ）のｎはｎ回目のデータを意味してお
り、その他の記号も（ｎ）は同じ意味を示す。ス
テツプ50では電流Ｉの平均値をフイルタ６、Ａ／
Ｄ変換器１５を介してIM（ｎ）として取り込み、
かつ電流指令値IMC（ｎ）の取り込みを行う。こ
れらの取り込んだ値IMC（ｎ）、IM（ｎ）を用いて
第１図の第１電流制御回路５の動作に相当する演
算をステツプ51で実行する。ただし、ステツプ51
の演算は積分補償を意味しており、K1が積分ゲ
インである。次に、ステツプ52で第２電流制御回
路７の動作に相当する演算を、ステツプ51で得ら
れたIPC（ｎ）と検出値IP（ｎ）とで行い、点弧位
相の設定値α（ｎ）を求める。ただし、ステツプ
52はゲイン補償であり、K2はそのゲインを示す。
このようにして、得られたα（ｎ）をゲートパル
ス発生回路１３に設定すると、所望の点弧位相で
点弧パルスが発生し、直流電動機２に所望の電流
が流れる。
施例を示す。第１図と同じ数字は同じ機能を示
す。第５図の特徴は、電流制御の演算をマイクロ
コンピユータ１２で行つている点である。その
他、デイジタル式ゲートパルス発生回路１３、
Ａ／Ｄ変換器１４，１５が設けられる。マイクロ
コンピユータ１２は点弧パルスＰが発生する毎に
第６図の処理を実行する。最初に、ステツプ50で
電流Ｉの瞬時値IPをＡ／Ｄ変換器１４を介して
取り込みを行う。第６図の処理が点弧パルス発生
時点であるので、この値は第１図で示した点弧パ
ルス発生時点の電流値IPと同じ値となる。ここ
で、IP（ｎ）のｎはｎ回目のデータを意味してお
り、その他の記号も（ｎ）は同じ意味を示す。ス
テツプ50では電流Ｉの平均値をフイルタ６、Ａ／
Ｄ変換器１５を介してIM（ｎ）として取り込み、
かつ電流指令値IMC（ｎ）の取り込みを行う。こ
れらの取り込んだ値IMC（ｎ）、IM（ｎ）を用いて
第１図の第１電流制御回路５の動作に相当する演
算をステツプ51で実行する。ただし、ステツプ51
の演算は積分補償を意味しており、K1が積分ゲ
インである。次に、ステツプ52で第２電流制御回
路７の動作に相当する演算を、ステツプ51で得ら
れたIPC（ｎ）と検出値IP（ｎ）とで行い、点弧位
相の設定値α（ｎ）を求める。ただし、ステツプ
52はゲイン補償であり、K2はそのゲインを示す。
このようにして、得られたα（ｎ）をゲートパル
ス発生回路１３に設定すると、所望の点弧位相で
点弧パルスが発生し、直流電動機２に所望の電流
が流れる。
このように、マイクロコンピユータ１２を用い
て、かつ点弧パルス発生毎に処理を行うと、点弧
パルス発生時点の電流値の検出が容易となり、構
成も簡単となる。又、マイクロコンピユータ１２
の処理も点弧パルス発生毎に１回、第６図のよう
な処理を行えばよいので比較的処理速度の遅いマ
イクロコンピユータでも処理できる効果を有す
る。
て、かつ点弧パルス発生毎に処理を行うと、点弧
パルス発生時点の電流値の検出が容易となり、構
成も簡単となる。又、マイクロコンピユータ１２
の処理も点弧パルス発生毎に１回、第６図のよう
な処理を行えばよいので比較的処理速度の遅いマ
イクロコンピユータでも処理できる効果を有す
る。
なお、第６図のフローチヤートでは積分補償と
比例補償を用いたが、他の補償要素を用いても行
えることはその原理から明白である。
比例補償を用いたが、他の補償要素を用いても行
えることはその原理から明白である。
以上説明したように本発明は電力変換器へ点弧
パルスを与えた時点の電流値を制御する瞬時電流
制御回路を平均電流制御回路の従側に設けている
ので電流制御を安定かつ応答良く行うことができ
る。
パルスを与えた時点の電流値を制御する瞬時電流
制御回路を平均電流制御回路の従側に設けている
ので電流制御を安定かつ応答良く行うことができ
る。
なお、上述の実施例では電力変換器として３相
全波位相制御回路について説明したが、相数に限
定する必要のないことはなく、又、チヨツパ回
路、インバータ、サイクロコンバータなどの電力
変換器でも同様に行えるのは勿論である。
全波位相制御回路について説明したが、相数に限
定する必要のないことはなく、又、チヨツパ回
路、インバータ、サイクロコンバータなどの電力
変換器でも同様に行えるのは勿論である。
また、瞬時電流制御回路には点弧パルス発生時
点の電流値でなく、点弧パルス発生時点より一定
時間だけずれた時点での電流値を瞬時電流実際値
として帰還してもよいのは勿論である。
点の電流値でなく、点弧パルス発生時点より一定
時間だけずれた時点での電流値を瞬時電流実際値
として帰還してもよいのは勿論である。
第１図は本発明になる電力変換器の電流制御装
置の一実施例を示すブロツク構成図、第２図は第
１図の動作波形例を示すタイムチヤート、第３図
は本発明になる電力変換器の電流制御装置の他の
一実施例を示すブロツク構成図、第４図は第３図
の動作波形を示すタイムチヤート、第５図は本発
明になる電力変換器の電流制御装置の他の一実施
例を示すブロツク構成図、第６図は第５図のマイ
クロコンピユータの処理内容を示すフローチヤー
トである。 １……電力変換器、２……直流電動機、４……
電流検出器、５……第１電流制御回路、６……フ
イルタ、７……第２電流制御回路、８……サンプ
ルホールド回路、９……ゲートパルス発生回路。
置の一実施例を示すブロツク構成図、第２図は第
１図の動作波形例を示すタイムチヤート、第３図
は本発明になる電力変換器の電流制御装置の他の
一実施例を示すブロツク構成図、第４図は第３図
の動作波形を示すタイムチヤート、第５図は本発
明になる電力変換器の電流制御装置の他の一実施
例を示すブロツク構成図、第６図は第５図のマイ
クロコンピユータの処理内容を示すフローチヤー
トである。 １……電力変換器、２……直流電動機、４……
電流検出器、５……第１電流制御回路、６……フ
イルタ、７……第２電流制御回路、８……サンプ
ルホールド回路、９……ゲートパルス発生回路。
Claims (1)
- １ 点弧位相制御によつて負荷に供給する電力を
可変できる電力変換器と、該電力変換器に点弧パ
ルスを与えるパルス発生手段と、前記電力変換器
に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流
検出手段で検出される変換器電流の平均値が電流
指令値となるよう制御する第１電流制御回路と、
該第１電流制御回路の従側に設けられ、前記パル
ス発生手段のパルス発生時点の変換器電流の瞬時
値を制御する第２電流制御回路とを備え、該第２
電流制御回路は前記第１電流制御回路の出力信号
をパルス発生時点の瞬時電流指令値とし、前記パ
ルス発生手段が次に発生すべき点弧パルスの位相
を制御するようにしたことを特徴とする電力変換
器の電流制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17171581A JPS5872372A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 電力変換器の電流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17171581A JPS5872372A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 電力変換器の電流制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5872372A JPS5872372A (ja) | 1983-04-30 |
| JPS648539B2 true JPS648539B2 (ja) | 1989-02-14 |
Family
ID=15928328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17171581A Granted JPS5872372A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 電力変換器の電流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5872372A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0724475B2 (ja) * | 1984-08-31 | 1995-03-15 | 株式会社東芝 | 同期電動機の制御方法 |
| JPH0763233B2 (ja) * | 1984-08-31 | 1995-07-05 | 株式会社東芝 | 同期電動機の制御方法 |
| JPS6328287A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-05 | Hitachi Ltd | 電動機の電流制御装置 |
| JPH084395B2 (ja) * | 1988-01-08 | 1996-01-17 | 株式会社日立製作所 | 電動機の電流制御装置 |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP17171581A patent/JPS5872372A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5872372A (ja) | 1983-04-30 |
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