KR101475547B1 - Pwm cycloconverter device - Google Patents
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Abstract
승강기 등에 사용되는 PWM 사이클로 컨버터 장치에서, 비상용 직류 전원으로서 축전지를 이용한 경우, 모터로부터 큰 회생 동작이 발생한 경우 회생 전력을 모두 흡수할 수 없다. 또한 대용량 콘덴서를 사용한 경우에는 충전 회로가 필요하게 된다.
비상시, 입력 3상의 하나의 선 사이에 축전지(8)를 접속하고, 다른 하나의 선 사이에 회생용 콘덴서(9)를 접속함으로써, 역행 상태에서는, 쌍방향 스위치 모듈(7)이 축전지(8)와 모터(3)가 접속되도록 PWM 제어를 행하고, 회생 상태에서는, 쌍방향 스위치 모듈(7)이 회생용 콘덴서(9)와 모터(3)가 접속되도록 PWM 제어함으로써 모터 회생 동작중의 회생 전력은 회생용 콘덴서(9)로 흡수된다. 또한 회생용 콘덴서(9)의 충전은 축전지(8)에 의해 행한다. When a battery is used as an emergency DC power source in a PWM cycloconverter device used in an elevator or the like, when a large regenerative operation is generated from the motor, it is impossible to absorb all the regenerative power. When a large-capacity capacitor is used, a charging circuit is required.
The bidirectional switch module 7 is connected to the storage battery 8 in the backward state by connecting the storage battery 8 between one line on the input 3 and the regenerative capacitor 9 between the other one, PWM control is performed so that the motor 3 is connected and in the regenerative state, the bidirectional switch module 7 performs PWM control so that the regenerative capacitor 9 and the motor 3 are connected so that the regenerative power during the motor regenerative operation is regenerated And is absorbed by the condenser 9. Also, the regenerative capacitor 9 is charged by the battery 8. [
Description
본 발명은, 전원의 각각의 상(相)과 출력측의 각각의 상을 자기 소호(自己消弧) 능력을 갖는 쌍방향 스위치에 의해 직접 접속하고, 출력 전압 지령에 따라 교류 출력 전압을 PWM 제어하는 PWM 사이클로 컨버터 장치에 관한 것이다.
The present invention is characterized in that each phase of the power source and each of the phases of the output side are directly connected by a bi-directional switch having a self-arc extinguishing capability, and a PWM To a cycloconverter device.
종래의 승강기 시스템 등에 적용되는 PWM 사이클로 컨버터 장치에서는, 전원에 결상(欠相), 정전, 전원 불평형 등의 이상이 발생한 경우에도 운전을 계속하기 위해, 비상용 전원으로 접속을 전환하여 운전하는 경우가 있다. In the PWM cycloconverters used in the conventional elevator system and the like, there is a case where the connection is switched to the emergency power supply to continue operation even when an abnormality such as phase failure, power failure, power unbalance, etc. occurs in the power source .
종래의 PWM 사이클로 컨버터 장치를 사용한 승강기 시스템은 3상 교류 전원에 접속되고, 승강기용 드라이브 장치와, 모터와, 승강기 머신으로 구성되고, 비상용 직류 전원으로서 축전지 또는 대용량 콘덴서, 또는 비상용 교류 전원으로서 단상 교류 전원 또는 3상 교류 전원 장치를 더 갖고 있다. 또한, 승강기용 드라이브 장치는 전원 전환기, 전원 이상 검출 회로, 입력 전원 위상 검출 회로, 비상용 전원 위상 검출 회로, 고정 위상 정보 생성 회로, 위상 검출 회로 전환 설정기, 위상 검출 회로 전환 스위치, 및 PWM 사이클로 컨버터 장치로 구성되고, 또한 PWM 사이클로 컨버터 장치는 입력 필터, 입력 전원 레벨 검출 회로, 제어 컨트롤러, 게이트 드라이버 및 쌍방향 스위치 모듈로 구성되어 있다. An elevator system using a conventional PWM cycle converter device is connected to a three-phase AC power source, and is constituted by a drive device for an elevator, a motor, and an elevator machine, and is used as an emergency DC power source, such as an accumulator or a large capacity condenser, Power or three-phase AC power supply. Further, the elevator drive device includes a power converter, a power source abnormality detection circuit, an input power source phase detection circuit, an emergency power source phase detection circuit, a fixed phase information generation circuit, a phase detection circuit changeover setting device, a phase detection circuit changeover switch, Device, and the PWM cycle converter device is composed of an input filter, an input power level detection circuit, a control controller, a gate driver, and a bidirectional switch module.
이상의 구성에 의해, 종래의 승강기 시스템에 적용되는 PWM 사이클로 컨버터 장치는, 3상 교류 전원의 고장시에, 주 회로 구성을 변경하지 않고, 다양한 종류의 비상용 전원으로부터 급전을 받아 승강기의 비상 운전을 행하는 것이 가능했다.(예컨대 특허문헌 1 참조.) According to the above-described configuration, the PWM cycler converter applied to the conventional elevator system is capable of performing emergency operation of the elevator by receiving power from various kinds of emergency power sources without changing the main circuit configuration at the time of failure of the three- (See, for example, Patent Document 1).
[선행기술문헌] [Prior Art Literature]
[특허문헌][Patent Literature]
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-294378호 공보(제5-6 페이지, 도 1)
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-294378 (page 5-6, Fig. 1)
종래의 승강기용 드라이브 장치 등에 적용하는 PWM 사이클로 컨버터 장치에서는, PWM 사이클로 컨버터 장치는 전원 회생 동작이 가능하기 때문에, 예컨대 승강기의 카가 하강중일 때 등 모터로부터 큰 회생 전력이 발생한 경우, 그 전력은 전원으로 회생된다. 그러나 비상용 직류 전원으로서 축전지를 이용한 경우는 축전지에 그 전력이 직접 회생되기 때문에, 축전지가 회생 전력을 모두 흡수할 수 없게 되는 경우가 있다. In the conventional PWM cycloconverters, for example, the PWM cycloconverters can perform power regeneration operations. Therefore, when a large regenerative power is generated from the motor, for example, when the car is being lowered in the elevator, Is regenerated. However, when a battery is used as an emergency DC power source, the power is directly regenerated in the battery, so that the battery may not be able to absorb all the regenerative power.
또한 비상용 직류 전원으로서 대용량 콘덴서를 사용한 경우는, 콘덴서의 용량을 적정히 선정함으로써, 회생 전력을 모두 흡수하는 것은 가능하지만, 콘덴서의 충전 회로가 별도로 필요하게 된다.When a large-capacity capacitor is used as the emergency DC power source, it is possible to absorb all the regenerative power by appropriately selecting the capacity of the capacitor, but a charging circuit for the capacitor is separately required.
그래서, 본 발명은 이러한 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 회생 운전시에 큰 회생 전력이 발생하더라도 그것을 흡수할 수 있고, 또한 특별한 충전 회로가 불필요한 비상용 직류 전원을 사용한, PWM 사이클로 컨버터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a PWM cycle converter device using an emergency DC power supply capable of absorbing a large regenerative electric power during regenerative operation and requiring no special charging circuit do.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 국면에 의한 PWM 사이클로 컨버터 장치는, 입력측이 3선식 전원에 접속되고, 출력측이 3상의 모터에 접속되고, 3선식 전원과 3상 모터를 접속하는 아홉개의 쌍방향 스위치로 이루어지는 쌍방향 스위치 모듈과, 3선식 전원으로부터 입력되는 전압값을 검출하여 입력 전압값을 출력하는 입력 전원 레벨 검출 회로와, 3선식 전원의 위상을 검출하여 입력 전원 위상을 출력하는 입력 전원 위상 검출 회로와, 복수의 고정 위상 정보를 생성하여 출력하고, 또한, 제어 전환 신호에 따라 복수의 고정 위상 정보 중 어느 하나를 선택하는 고정 위상 정보 생성 회로와, 비상 전원 전환 신호에 따라, 입력 전원 위상과, 선택된 고정 위상 정보를 전환하고, 또한, 어느 것을 제어 컨트롤러에 입력하는 위상 검출 회로 전환 스위치와, 상기 비상 전원 전환 신호에 따라, PWM 방법을 전환하면서 쌍방향 스위치 모듈의 온 오프 신호를 생성하여 출력하는 제어 컨트롤러를 구비한다. In order to achieve the above object, a PWM cycloconverting apparatus according to one aspect of the present invention is characterized in that the input side is connected to a three-wire power source, the output side is connected to a three-phase motor, An input power level detecting circuit for detecting a voltage value input from a three-wire power source and outputting an input voltage value; an input power level detecting circuit for detecting the phase of the three- A fixed phase information generating circuit for generating and outputting a plurality of fixed phase information and selecting any one of a plurality of fixed phase information according to a control switching signal; Phase switching circuit for switching the phase and the selected fixed phase information, And, the response to the emergency power source switching signal, by switching the PWM control method comprising a controller that generates and outputs the on-off signal of the bidirectional switch module.
상기 하나의 국면에 의한 PWM 사이클로 컨버터 장치에 있어서, 바람직하게는, 제어 컨트롤러는, 비상 전원 전환 신호에 따라, 입력 전원 레벨 검출 회로의 출력인 입력 전압값과 입력 전원 위상에 근거하는 3상 교류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 온 오프 신호를 생성할지, 입력 전압값과 제 1 고정 위상 정보 또는 제 2 고정 위상 정보 중 어느 쪽에 근거하는 직류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 온 오프 신호를 생성할지를 전환한다. In the PWM cycle converter device according to the one aspect, preferably, the control controller controls the three-phase AC input based on the input power source phase and the input voltage value, which is the output of the input power source level detection circuit, Off signal by the PWM method of the DC input three-phase AC output based on the input voltage value and either the first fixed phase information or the second fixed phase information by the PWM method of the three-phase AC output, Is generated.
상기 하나의 국면에 의한 PWM 사이클로 컨버터 장치에 있어서, 바람직하게는, 쌍방향 스위치 모듈의 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출 회로와, 제어 컨트롤러가 출력하는 출력 전압 지령과, 출력 전류 검출 회로의 출력하는 출력 전류 검출값에 근거하여, 역행(力行) 회생(回生) 판별 신호를 생성하는 역행 회생 판별 회로를 구비하고, 제어 전환 신호는 역행 회생 판별 신호이며, 고정 위상 정보 생성 회로는, 역행 회생 판별 신호가 역행 상태를 판별했을 때, 3선식 전원의 하나의 선 사이를 나타내는 제 1 고정 위상 정보를 선택하고, 역행 회생 판별 신호가 회생 상태를 판별했을 때, 3선식 전원의 다른 하나의 선 사이를 나타내는 제 2 고정 위상 정보를 선택한다. The converter circuit according to one of the above aspects preferably further includes an output current detection circuit for detecting an output current of the bidirectional switch module, an output voltage command output from the control controller, and an output And a reverse regeneration discrimination circuit for generating a reverse regeneration discrimination signal on the basis of the detected current value, wherein the control switching signal is a reverse regeneration discrimination signal, and the fixed phase information generation circuit generates the reverse regeneration discrimination signal When the reverse state is determined, the first fixed phase information indicating one line of the three-wire power source is selected. When the reverse regeneration determination signal determines the regeneration state, 2 Select fixed phase information.
상기 하나의 국면에 의한 PWM 사이클로 컨버터 장치에 있어서, 바람직하게는, 3선식 전원은, 3상 교류 전원과, 축전지의 양 단자를 3선 중 하나의 선 사이에 접속하고, 다른 하나의 선 사이에는 회생용 콘덴서의 양 단자를 접속한 3선식 직류 전원과, 3상 교류 전원과 3선식 직류 전원을 전환하여 출력하는 전원 전환기를 구비하고, 제어 컨트롤러는, 비상 전원 전환 신호를 전원 전환기에 출력하고, 비상 전원 전환 신호에 따라, 전원 전환기에 의해 3상 교류 전원과 3선식 직류 전원을 전환하고, 비상 전원 전환 신호에 따라, 3상 교류 전원의 전압을 입력으로 하는 3상 교류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 온 오프 신호를 생성할지, 3선식 직류 전원의 전압을 입력으로 하는 직류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 온 오프 신호를 생성할지를 전환하고, 제 1 고정 위상 정보는 축전지의 양 단자가 접속된 선 사이를 나타내는 위상 정보이며, 제 2 고정 위상 정보는 회생용 콘덴서의 양 단자가 접속된 선 사이를 나타내는 위상 정보다. In the PWM cycle converter device according to one aspect, preferably, the three-wire type power source is a three-phase alternating-current power source, and both terminals of the battery are connected between one of the three lines, A three-wire type DC power source connected to both terminals of the regenerative capacitor, and a power source switching device for switching and outputting the three-phase AC power source and the three-wire type DC power source, wherein the control controller outputs an emergency power source switching signal to the power source switching device, 3-phase alternating current input 3-phase alternating current output that converts the 3-phase alternating current power and 3-wire type alternating current power according to the emergency power source switching signal and inputs the voltage of 3-phase alternating current power according to the emergency power source switching signal. Off signal is generated by the PWM method of the DC input three-phase AC output in which the on-off signal is generated by the PWM method or the voltage of the three-wire DC power supply is input, 1 fixed phase information is the phase information indicating a phase between the information indicating the storage battery between the positive terminal of the connection lines, the second stationary phase information, the amount of the terminal to which the connection line of the regenerative capacitor.
상기 하나의 국면에 의한 PWM 사이클로 컨버터 장치에 있어서, 바람직하게는, 3상 교류 전원의 이상을 검출하고 전원 이상 검출 신호를 출력하는 전원 이상 검출 회로를 구비하고, 비상 전원 전환 신호는, 전원 이상 검출 신호이며, 전원 이상 신호가 출력되지 않을 때는, 전원 전환기에 의해 3상 교류 전원으로 전환되고, 전원 이상 검출 신호가 출력되었을 때는, 전원 전환기에 의해 3선식 직류 전원으로 전환되고, 제어 컨트롤러는, 이상 검출 신호가 출력되지 않을 때는, 3상 교류 전원의 전압을 입력으로 하는 3상 교류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 온 오프 신호를 생성하고, 이상 검출 신호가 출력되었을 때는, 3선식 직류 전원의 전압을 입력으로 하는 직류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 온 오프 신호를 생성한다.The PWM cycle converter according to one aspect preferably further includes a power supply abnormality detection circuit for detecting abnormality of the three-phase AC power supply and outputting a power supply abnormality detection signal, wherein the emergency power supply switching signal is a power supply abnormality detection Phase alternating current power source is switched by power source switching and when the power source abnormality detecting signal is outputted, the three-wire type direct current power source is switched by the power source switching device, When the detection signal is not output, the on-off signal is generated by the PWM method of the 3-phase AC input 3-phase AC output which receives the voltage of the 3-phase AC power supply. When the abnormality detection signal is output, Off signal by the PWM method of the DC input three-phase AC output with the input of the voltage of the on-off signal.
상기 하나의 국면에 의한 PWM 사이클로 컨버터 장치에 있어서, 바람직하게는, 제어 컨트롤러는, 회생용 콘덴서를 충전할 때에, 쌍방향 스위치 모듈내에 3세트 있는, 입력 3상의 각 상과 출력의 1상을 접속하는 3개의 쌍방향 스위치로 이루어지는 쌍방향 스위치 세트에서, 모든 쌍방향 스위치 세트에서 축전지와 회생용 콘덴서의 공통 접속점에 접속되는 입력상에 이어지는 쌍방향 스위치를 오프하고, 또한 적어도 하나의 쌍방향 스위치 세트에서 다른 2개의 입력상에 이어지는 2개의 쌍방향 스위치를 모두 온한다.
In the PWM cycle converter device according to one aspect, preferably, when charging the regenerative capacitor, the control controller connects three phases in the bidirectional switch module to each phase of the
본 발명의 PWM 사이클로 컨버터 장치에 의하면, 비상용 전원으로서 축전지와, 축전지가 접속되는 상 이외의 또 하나의 상에 콘덴서를 접속한 것을 사용하고, 또한 PWM 사이클로 컨버터 장치의 쌍방향 스위치를 역행 동작 중에는 축전지와 모터가 접속되도록 온하고, 회생 동작 중에는 콘덴서와 모터가 접속되도록 하는 것으로, 모터 회생 동작 중의 회생 전력은 콘덴서가 흡수하고, 또한 콘덴서 충전 회로를 불필요하게 하는 것이 가능해진다.
According to the PWM cycloconverter of the present invention, it is possible to use a battery as an emergency power source and a capacitor connected to another phase other than the phase to which the battery is connected, and also to use a bidirectional switch of the PWM cycle converter device, The motor is turned on so that the motor is connected, and the capacitor and the motor are connected to each other during the regenerative operation, so that the regenerative power during the motor regenerative operation is absorbed by the condenser and the condenser charging circuit can be made unnecessary.
도 1은 본 발명의 승강기 드라이브 장치 시스템 블럭도,
도 2는 본 발명의 비상용 전원 접속시의 매트릭스 컨버터의 회로 접속도,
도 3은 회생용 콘덴서(9)의 충전 동작,
도 4는 역행 운전시의 매트릭스 컨버터의 쌍방향 스위치 접속,
도 5는 회생 운전시의 매트릭스 컨버터의 쌍방향 스위치 접속.1 is a system block diagram of an elevator drive device of the present invention,
Fig. 2 is a circuit connection diagram of the matrix converter in connection with the emergency power supply of the present invention,
3 shows a charging operation of the
Fig. 4 is a diagram illustrating a bidirectional switch connection of the matrix converter during backward operation,
Fig. 5 shows a bidirectional switch connection of the matrix converter during regenerative operation.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예로 나타낸 회로 구성도이다. 본 발명은, 승강기 등 회생 전력을 발생시키는 부하를 구동하는 드라이브 시스템에 의해 비상용 전원으로서 축전지를 사용한 시스템에 적용되는 종래의 PWM 사이클로 컨버터에 의해, 출력 전류 검출 회로(16) 및 역행 회생 판별 회로(17)를 추가하고, 또한, 회생용 콘덴서의 마이너스 단자를 축전지의 마이너스 단자에 접속하고, 플러스 단자를 입력 3상 중 축전지의 접속되어 있지 않은 남은 한 상에 접속하도록 한 것이다.1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. The present invention relates to an output current detection circuit (16) and a retrograde regenerative discrimination circuit (16) which are applied to a system using an accumulator as an emergency power source by a drive system for driving a load generating a regenerative electric power such as an elevator 17, and the minus terminal of the regenerative capacitor is connected to the minus terminal of the accumulator, and the plus terminal is connected to the remaining phase of the input three phases, to which the accumulator is not connected.
도 1에서 본 발명에서의 PWM 사이클로 컨버터 장치(2)는, 입력 필터(6), 입력 전원 레벨 검출 회로(10), 전원 이상 검출 회로(11), 제어 컨트롤러(13), 입력 전원 위상 검출 회로(14), 고정 위상 정보 생성 회로(15), 출력 전류 검출 회로(16), 역행 회생 판별 회로(17), 위상 검출 회로 전환 스위치(18), 및 쌍방향 스위치 모듈(7)로 구성되어 있다. 또한 PWM 사이클로 컨버터 장치(2)의 입력측에는, 전원 전환기(5)와, 3상 교류 전원(1)과, 회생용 콘덴서(9)와 축전지(8)를 직렬 접속한 것이 접속된다. 또한 PWM 컨버터 장치(2)의 출력측에는 모터(3)가 접속되고, 또한 모터(3)는 승강기 머신 등의 회생 전력을 발생시키는 부하 장치(4)를 구동하고 있다.1, the PWM
3상 교류 전원(1)은 전원 전환기(5)와 입력 필터(6)를 통해서 쌍방향 스위치 모듈(7)에 접속되어 있다. 쌍방향 스위치 모듈(7)은, 입력 필터(6)를 통해서 입력된 3상 교류 전원(1)의 3상 전압(R, S, T)과 3상의 출력 전압 사이의 모든 조합을 접속하는 아홉개의 쌍방향 스위치에 의해 구성되어 있다. 그리고, 쌍방향 스위치 모듈(7)의 출력은 모터(3)의 각 상에 접속되어 있다. 여기서 입력 필터(6)는, 쌍방향 스위치 모듈의 스위칭에 동반하는 고주파 성분을 감쇠시키고, 3상 교류 전원(1)으로 유출되는 것을 막기 위해서 마련하는 것이다. 한편, 쌍방향 스위치의 예로서는, 역전압 저지형 IGBT을 2개 역병렬로 접속한 것, IGBT와 다이오드의 역병렬 접속체를 2개 구비하고, IGBT의 콜렉터 동지 또는 에미터 동지를 접속한 직렬 접속체, 또는 IGBT와 다이오드를 서로 순방향으로 직렬 접속한 직렬 접속체 2개를 역병렬 접속한 것 등을 들 수 있지만 이들에 한정되는 것이 아니다. The three-phase AC power supply 1 is connected to the
입력 전원 레벨 검출 회로(10)는 입력 필터(6)에 입력되는 3상 전압의 각 상의 전압값을 각각 검출하고 있다. 입력 전원 위상 검출 회로(14)는, 3상 교류 전원(1)의 3상 전압중의 2상의 전압을 검출하고, 검출한 전압값을 예컨대 PLL에 입력하고, 3상 교류 전원(1)의 3상 전압의 위상을 구하여 입력 전원 위상으로 하고 있다. 고정 위상 정보 생성 회로(15)는, 비상용 전원인 축전지(8)와 회생용 콘덴서(9)가 각각 입력 3상 중 어떤 상과 어떤 상의 사이에 접속되어 있는지가 미리 위상으로서 설정되어 있다. 이 설정되는 위상에 관해서는 후술한다. 축전지(8)와 회생용 콘덴서(9)가 전원으로서 사용되는 경우에, 역행 회생 판별 회로(17)가 출력하는 역행 회생 판별 신호에 따라, 축전지(8)가 접속되어 있는 상 또는 회생용 콘덴서(9)가 접속되어 있는 상에 관한 정보를 위상 검출 회로 전환 스위치(18)에 출력한다. 전원 이상 검출 회로(11)의 동작의 일례로서는, 3상 교류 전원(1)의 전압을 검출하고, 검출 전압값을 3상 2상 변환에 의해 2상 전압으로 변환하고, 이 2상 전압으로부터 전압의 진폭을 구하고, 검출 전압값을 PLL에 입력하여 주파수를 더 구하고 있다. 이렇게 해서 구한 전압의 진폭이 미리 설정한 전압값보다 작을 때를 정전, 전압의 진폭의 변동율이 미리 설정한 값 이상일 때 결상(欠相), 또한 구한 주파수와 미리 설정한 정격 주파수의 차이가 미리 설정한 값 이상일 때를 전원 주파수 이상으로 하는 것에 의해, 3상 교류 전원(1)의 이상을 검출하는 예가 있지만, 기타 PWM 사이클로 컨버터 장치의 운전에 지장을 초래하는 전원 이상을 검출하는 것이면, 이 예에 한하는 것이 아니다. 이렇게 해서 검출한 전원 이상이 발생한 경우에, 전원 이상 검출 회로(11)는, 전원 이상 검출 신호를 전원 전환기(5) 및 위상 검출 회로 전환 스위치(18)에 출력한다. 한편, 별도로 마련한 조작 기구 등으로 비상 전원을 사용할지 여부를 선택하고, 이 선택 결과를 나타내는 조작 신호를 입출력 장치나 IO 장치로 PWM 사이클로 컨버터 장치에 입력하여, 전원 이상 검출 신호와 논리합을 취한 것을 상기 전원 이상 검출 신호 대신에 사용하는 등, 비상 전원이 필요한 것을 나타내는 신호를 비상 전원 전환 신호로서, 상기 전원 이상 검출 신호 대신에 사용할 수도 있다. 또한 상기 설명에서 미리 설정하는 값은, 도시하지 않은 수치 설정기 등으로 설정되고, 이 수치 설정기 등을 도시하지 않은 통신 회선 등으로 PWM 사이클로 컨버터 장치(2)와 접속하는 구성으로 하는 것에 의해, PWM 사이클로 컨버터 장치(2)에서 설정값을 사용하는 것이 가능해진다. The input power
제어 컨트롤러(13)는, 도시하지 않은 설정기나 설정용 조작 기구 등으로 설정된 모터(3)에 대한 속도 등의 설정값을, 도시하지 않은 IO 장치나 통신 장치 등을 통해서 취입하고, 이들의 설정값에 근거하여, 공지된 벡터 제어 규칙나 V/F 제어 규칙에 의해 모터(3)에 대한 전압 지령을 생성하고 있다. 또한 제어 컨트롤러(13)는, 입력 전원 레벨 검출 회로(10)로부터 입력되는 각 상의 전압값 및 입력 전원 위상 검출 회로(14) 또는 고정 위상 정보 생성 회로(15)로부터 입력되는 위상에 근거하여, PWM 사이클로 컨버터의 PWM 방법에 의해, 전압 지령으로부터 게이트 드라이버(12)에 쌍방향 스위치 모듈(7)의 각 쌍방향 스위치를 구동하는 게이트 신호를 출력하고 있다. 이 게이트 신호를 생성하는 동작의 상세에 대해서는 후술한다. 게이트 드라이버(12)는 제어 컨트롤러(13)로부터 입력된 게이트 신호에 근거하여 쌍방향 스위치 모듈(7)의 각 쌍방향 스위치를 구동하고 있다. The control controller 13 receives setting values such as speed for the
전원 전환기(5)는, 전원 이상 검출 신호가 입력되어 있지 않은 경우, 3상 교류 전원(1)으로부터의 3상 출력(R, S, T)을 그대로 입력 필터(6)를 통해서 쌍방향 스위치 모듈(7)에 출력하고, 전원 이상 검출 신호가 입력된 경우, 축전지(8), 및 회생용 콘덴서(9)의 전압을, 이상이 발생한 3상 교류 전원의 전압으로부터 전환하여 입력 필터(6)를 통해서 쌍방향 스위치 모듈에 입력한다. The
위상 검출 회로 전환 스위치(18)는, 전원 이상 검출 신호가 입력되어 있지 않은 경우에는, 입력 전원 위상 검출 회로(14)로부터의 위상 정보를 선택하여 제어 컨트롤러(13)에 출력하고, 전원 이상 검출 신호가 입력된 경우에는, 고정 위상 정보 생성 회로(15)로부터의 출력인 고정 위상 정보를 선택하여 제어 컨트롤러(13)에 출력한다. When the power supply abnormality detection signal is not input, the phase detection
제어 컨트롤러(13)는, 입력 전원 레벨 검출 회로(10)로부터 출력되는 입력 전압값과, 위상 검출 회로 전환 스위치(18)로부터 출력된 입력 전원 위상에 근거하여, 쌍방향 스위치 모듈(7)의 각 쌍방향 스위치의 게이트 신호의 온 오프를 행하고 있고, 전원 이상 검출 신호가 입력되어 있지 않은 경우에는, 쌍방향 스위치 모듈(7)이 3상 교류 입력 3상 교류 출력 운전을 행하도록 쌍방향 스위치 모듈(7)의 게이트 신호의 생성을 행하고, 전원 이상 검출 신호가 입력되면, 입력 전원 레벨 검출 회로(10)로부터 출력되는 입력 전압값과, 위상 검출 회로 전환 스위치(18)로부터 출력되는 고정 위상 정보에 따라 쌍방향 스위치 모듈(7)이 직류 입력 3상 교류 출력 운전을 행하도록, 쌍방향 스위치 모듈(7)의 게이트 신호의 생성을 행한다. 전원 이상 검출 신호가 입력되어 있지 않은 경우의 쌍방향 스위치 모듈(7)의 게이트 신호의 생성은, 여러가지 개시되어 있는 공지된 3상 교류 입력 3상 교류 출력 PWM 사이클로 컨버터의 PWM 방법에 의해 행해진다. Based on the input voltage value output from the input power supply
이 3상 교류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법은, 일례로서 검출한 입력 전원 위상으로부터, 그 위상일 때에 진폭이 최대로 되어 있는 선간 전압을 3개의 선간 전압 중에서 선택하고, 그 선간 전압을 출력할 쌍방향 스위치를 선택하고, 그 쌍방향 스위치에 대하여 온 오프 신호를 결정한다. 그리고 입력 전원 레벨 검출 회로(10)로부터 출력되는 입력 전압값으로부터, 선택한 선간 전압의 실제의 값을 두개의 상전압을 뺄셈하여 연산하고, 그 선간 전압의 값에 관한 그 때의 전압 지령의 비에 비례시켜 PWM 제어 1주기 중에서, 출력 전압을 출력하는 시간 비율을 구하는 것이다. 이렇게 해서 선택한 쌍방향 스위치가 PWM 제어 1주기 중에서 온하는 시간(펄스폭)이, PWM 제어 1주기의 시간에 시간 비율을 곱셈하는 것에 의해 결정되는 방법이다. 또 다른 예에서는, 입력 전류 파형 개선을 위해, PWM 제어 1주기 중에서 진폭 최대의 선간 전압 이외의 선간 전압을 출력하고, 두개 이상의 크기가 다른 전압을 PWM 제어 1주기 중에서 시분할하여 출력하는 PWM 방법이나, PWM 컨버터와 인버터를 직류 회로에서 결합한 회로를 가상적으로 마련하고, 입력 전원 위상과 전압 지령으로부터 PWM 컨버터와 인버터의 온 오프 신호를 만들어내고, 그것에 대응하는 PWM 사이클로 컨버터의 쌍방향 스위치를 온 오프시키는 PWM 방법도 있지만, 본 발명은 이 PWM 방법이더라도 좋다. In the PWM method of the three-phase AC input three-phase AC output, for example, the line-to-line voltage having the maximum amplitude at the phase from the detected input power source phase is selected from among three line voltages and the line- Selects a bidirectional switch, and determines an on-off signal for the bidirectional switch. The actual value of the selected line voltage is calculated by subtracting the two phase voltages from the input voltage value output from the input power supply
다음으로 전원 이상 검출 신호가 입력되고 비상용 전원에 접속된 경우의 본 발명의 동작에 대하여 설명한다. 도 2는, 본 발명의 비상용 전원이 접속된 경우의 PWM 사이클로 컨버터의 회로 구성의 일례를 나타내고 있고, SRU, SSU, STU, SRV, SSV, STV, SRW, SSW, STW는 쌍방향 스위치 모듈(7)의 아홉개의 쌍방향 스위치이다. 비상용 전원에 접속된 경우, 쌍방향 스위치 모듈(7)은, 역행 운전을 행할 때는 축전지(8)로부터 역행 전력을 모터(3)에 공급하고, 회생 운전을 행할 때는 회생용 콘덴서(9)에 모터(3)로부터의 회생 전력을 축적한다. Next, the operation of the present invention in the case where the power supply abnormality detection signal is inputted and connected to the emergency power supply will be described. The SRU, SSU, STU, SRV, SSV, STV, SRW, SSW and STW are connected in parallel to the
도 2와 같이 비상용 전원이 접속된 경우는, 운전을 시작하기 전 등 회생용 콘덴서(9)는 전하가 충전되어 있지 않은 경우도 있고, 이 때 회생용 콘덴서(9)의 전압은 0V이며, 입력 전원 레벨 검출 회로(10)에서 검출되는 S상, T상의 전압도 0V이다. 이 경우, 회생용 콘덴서(9)를 충전하는 수단이 필요하게 된다. 회생용 콘덴서(9)를 충전하는 경우, 제어 컨트롤러(13)는 쌍방향 스위치 모듈(7)의 쌍방향 스위치를 하기의 일곱개의 스위칭 상태 중 어느 것이 되도록 게이트 신호를 게이트 드라이버(12)에 출력한다. When the emergency power source is connected as shown in Fig. 2, the
(1) SRU : ON, SSU : OFF, STU : ON, SRV : OFF, SSV : OFF, STV : OFF, SRW : OFF, SSW : OFF, STW : OFF (1) SRU: ON, SSU: OFF, STU: ON, SRV: OFF, SSV: OFF, STV: OFF,
(2) SRU : OFF, SSU : OFF, STU : OFF, SRV : ON, SSV : OFF, STV : ON, SRW : OFF, SSW : OFF, STW : OFF (2) SRU: OFF, SSU: OFF, STU: OFF, SRV: ON, SSV: OFF, STV: ON,
(3) SRU : OFF, SSU : OFF, STU : OFF, SRV : OFF, SSV : OFF, STV : OFF, SRW : ON, SSW : OFF, STW : ON (3) SRU: OFF, SSU: OFF, STU: OFF, SRV: OFF, SSV: OFF, STV: OFF,
(4) SRU : ON, SSU : OFF, STU : ON, SRV : ON, SSV : OFF, STV : ON, SRW : OFF, SSW : OFF, STW : OFF (4) SRU: ON, SSU: OFF, STU: ON, SRV: ON, SSV: OFF, STV: ON,
(5) SRU : OFF, SSU : OFF, STU : OFF, SRV : ON, SSV : OFF, STV : ON, SRW : ON, SSW : OFF, STW : ON (5) SRU: OFF, SSU: OFF, STU: OFF, SRV: ON, SSV: OFF, STV: ON,
(6) SRU : ON, SSU : OFF, STU : ON, SRV : OFF, SSV : OFF, STV : OFF, SRW : ON, SSW : OFF, STW : ON (6) SRU: ON, SSU: OFF, STU: ON, SRV: OFF, SSV: OFF, STV: OFF,
(7) SRU : ON, SSU : OFF, STU : ON, SRV : ON, SSV : OFF, STV : ON, SRW : ON, SSW : OFF, STW : ON (7) SRU: ON, SSU: OFF, STU: ON, SRV: ON, SSV: OFF, STV: ON,
이 일곱개의 스위칭 상태는, 등가적으로 도 3에 나타내는 회로를 만들어내게 되고, 이 회로는 축전지와 콘덴서가 병렬로 접속되고, 콘덴서(9)를 도 3에 나타내는 극성으로 충전하는 충전 회로로 된다. 도 2에 나타내는 아홉개의 쌍방향 스위치의 접속도와 비교함으로써 도 3의 스위치 SR, SS, ST에 의한 회로는, 실제로는 입력 3상의 각 상과 출력의 1상을 접속하는 3개의 쌍방향 스위치 세트 (SRU, SSU, STU), (SRV, SSV, STV), (SRW, SSW, STW)에 의한 3세트의 회로의 병렬 접속인 것을 알고 있다. 도 3에 나타낸 등가 회로에서 나타낸 상기 일곱개의 스위칭 상태는, 3개의 쌍방향 스위치의 세트 모두에 축전지(8)와 콘덴서(9)의 공통 접속점에 접속되는 입력상에 이어지는 스위치를 열고, 또한 적어도 하나의 쌍방향 스위치 세트에서 공통 접속점에 이어지는 입력상 이외의 입력상에 이어지는 두개의 쌍방향 스위치를 모두 닫은 것이다. 이들 스위칭 상태에 의해, 축전지(8)의 전압이 회생용 콘덴서(9)에 인가되고, 회생용 콘덴서(9)가 도 3에 나타내는 극성으로 충전된다. 몇 개의 쌍방향 스위치 세트에서 쌍방향 스위치 2개를 닫을지는, 쌍방향 스위치의 전류 정격을 고려하여, 쌍방향 스위치에 전류 정격 이상의 충전 전류가 흐르지 않도록 결정하면 바람직하다. 한편, 상기 (1)~(7)의 스위칭 상태에서, 예컨대 (1)의 (SRV, SSV, STV)나 (SRW, SSW, STW)와 같이, 쌍방향 스위치 세트 중에서 모두 열림으로 되는 쌍방향 스위치 세트를 포함하는 것이 있다. 이들 쌍방향 스위치 세트에 포함되는 쌍방향 스위치 중, 축전지(8)와 콘덴서(9)의 공통 접속점에 접속되는 쌍방향 스위치 이외의 두개의 스위치는, 어느 한쪽이 닫히더라도 좋다. (1)의 쌍방향 스위치 세트(SRV, SSV, STV)의 예에서는, SRV, STV의 어느 한쪽이 닫히더라도 좋다. 이것은 이들 스위치가 닫히더라도 새로운 폐회로를 발생시키지 않고, 축전지의 충전 회로는 (1)에 나타낸 스위칭 상태에 의한 것과 전혀 다르지 않기 때문이다. These seven switching states equivalently produce the circuit shown in Fig. 3, which is a charging circuit in which a capacitor and a capacitor are connected in parallel and the
다음으로 회생용 콘덴서(9)가 충전된 후의 비상용 전원을 사용한 경우에 대하여 설명한다. 전원 이상 검출 신호가 입력되면, 위상 검출 회로 전환 스위치(18)는 고정 위상 정보 생성 회로(15)를 제어 컨트롤러(13)에 출력한다. 고정 위상 정보의 일례로서는 축전지(8) 및 회생용 콘덴서(9)가 입력 3상 중 어떤 상에 접속되어 있는지의 정보를 위상으로 치환하여 나타낸 것이 있다. 축전지(8) 및 회생용 콘덴서(9)는 전원 전환기(5)에 의해, 3상 교류 전원(1)의 R상, S상, T상 중 어느 상의 사이에 접속된다. 고정 위상 정보의 일례로서는, R상과 S상의 사이를 나타내기 위해, R상의 상전압이 양 또는 음의 최대값으로 될 때 입력 전원 위상 검출 회로(14)로부터 출력되는 위상으로 한다. 마찬가지로 S상과 T상의 사이를 나타내기 위해, S상의 상전압이 양 또는 음의 최대값으로 될 때 입력 전압 위상 검출 회로(14)로부터 출력되는 위상으로 하고, T상과 R상의 사이를 나타내기 위해, T상의 상전압이 양 또는 음의 최대값으로 될 때 입력 전압 검출 회로에서 출력되는 위상으로 한다. 도 2의 경우, 축전지(8)의 플러스 단자는 R상, 마이너스 단자는 S상에 접속되기 때문에, 축전지(8)에 대한 고정 위상 정보는, R상의 상전압이 양의 최대값인 경우에 입력 전압 위상 검출 회로(14)로부터 출력되는 위상으로 한다. 또한 회생용 콘덴서(9)의 마이너스 단자는 S상에 접속되어 있고, 플러스 단자는 T상에 접속되어 있기 때문에, 회생용 콘덴서(9)에 대한 위상 정보는, S상의 상전압이 음의 최대값인 경우에 입력 위상 검출 회로(14)로부터 출력되는 위상으로 한다. 이와 같이 고정 위상 정보는, 상기한 입력 3상 중 R상과 S상, S상과 T상, T상과 R상의 3세트의 조합과, 각각이 양의 최대인지 음의 최대인지를 나타내는 합계 6개의 상태를 식별하는 부호화 신호이더라도 좋다. Next, the case of using the emergency power source after the
역행과 회생의 판단은, 출력 전류 검출 회로(16)에 의해 PWM 사이클로 컨버터의 출력 전류를 검출한 출력 전류 검출값과, 제어 컨트롤러(13)에서 원래 연산되어 있는 출력 전압 지령을 역행 회생 판별 회로(17)에 입력함으로써 역행 회생 판별 회로(17)가 행한다. 역행 회생 판별 회로(17)는 판별 결과에 의해 제어 컨트롤러(13) 및 고정 위상 정보 생성 회로(15)에 역행 회생 판별 신호를 출력한다. The output current detection value obtained by detecting the output current of the converter in the PWM cycle by the output
역행 회생 판별 회로(17)는 출력 상전압 지령과 출력 전류 검출값으로부터 출력 전압과 출력 전류의 위상차를 구한다. 위상차 φ를 구하기 위해서, 역행 회생 판별 회로(17)는 3상의 출력 상전압 지령과 3상의 출력 전류 검출값의 각각을 일반적으로 널리 알려진 3상→2상(d-q축) 변환에 의해 d-q 좌표상의 벡터량으로 변환하는 벡터 변환 회로를 구비하고, 이 벡터 변환 회로는, 출력 상전압 지령으로부터 변환된 출력 전압 벡터와 출력 전류 검출값으로부터 변환된 출력 전류 벡터를 출력한다. 위상차 φ는 이들 두개의 벡터가 이루는 각으로 되기 때문에, 역행 회생 판별 회로(17)는 이 두개의 벡터가 이루는 각을 연산하는 위상차 연산 회로를 구비하고 있다. 구체적인 일례로서, 출력 전압이나 출력 전류의 위상각 θ을 이하에서 정의한다. 여기서 X는 전압, 전류 등의 벡터를 나타내고, 출력 전압 벡터나 출력 전류 벡터의 어느 쪽이라도 일반적으로 성립하고, 어느 쪽이라도 좋다. 또한 Xd는 벡터 X의 d축 성분, Xq은 벡터 X의 q축 성분을 나타낸다. The retrograde regenerative discrimination circuit 17 obtains the phase difference between the output voltage and the output current from the output phase voltage command and the output current detection value. In order to obtain the phase difference [phi], the retrograde regenerative discrimination circuit 17 compares the three-phase output phase voltage command and the three-phase output current detection value with the commonly known three-phase to two-phase (dq axis) The vector conversion circuit outputs the output voltage vector converted from the output phase voltage command and the output current vector converted from the output current detection value. Since the phase difference? Is an angle formed by these two vectors, the retrograde regenerative discrimination circuit 17 is provided with a phase difference calculation circuit for calculating the angle formed by these two vectors. As a specific example, the phase angle? Of the output voltage and the output current is defined below. Here, X represents a vector such as a voltage, a current, or the like, and either one of an output voltage vector and an output current vector may be established. X d represents the d-axis component of the vector X, and X q represents the q-axis component of the vector X.
이상의 위상각 θ은 벡터 X와 d축이 이루는 각으로 되고, 이 위상각 θ을 출력 전류, 출력 전압 각각에 대해 구한 것을 각각 θiout, θvout라고 하면, 출력 전압과 출력 전류의 위상차 φ는 식 (1)로 구할 수 있다. Than the phase angle θ is the angle of vector X and the d-axis forming, phase difference φ of the phase Speaking each θi out, θv out that the angle θ obtained for the output current and output voltage, respectively, output voltage and output current of formula (1).
위상차 연산 회로는 식(1)에 의해 출력 전압과 출력 전류의 위상차 φ를 연산한다. 역행 회생 판별 회로(17)는 위상차 판정부를 구비하고 있고, 위상차 판정부는 이하의 판정 방법으로 PWM 사이클로 컨버터가 역행 운전중인지 회생 운전중인지를 판정한다. The phase difference calculation circuit calculates the phase difference? Between the output voltage and the output current according to equation (1). The reverse regeneration discriminating circuit 17 includes a phase difference judging section, and the phase difference judging section judges whether the converter is in the reverse operation mode or the regenerative operation mode in the PWM cycle by the following judgment method.
일 때 when
역행 운전 Backward driving
일 때 when
회생 운전 Regenerative operation
한편, 별도로 마련한 조작 기구 등에 의해 비상 전원으로서 축전지(8)를 사용할지 회생용 콘덴서(9)를 사용할지 여부를 선택하고, 이 선택 결과를 나타내는 조작 신호를 입출력 장치나 IO 장치로 PWM 사이클로 컨버터 장치에 입력하여, 역행 회생 판별 신호와 논리합을 취한 것을 상기 전원 이상 검출 신호를 대신하여 사용하는 등, 축전지(8)와 회생용 콘덴서(9)의 어느 쪽을 사용할지의 선택 신호를 제어 전환 신호로서, 상기 역행 회생 판별 신호 대신에 사용할 수도 있다. On the other hand, a separate operating mechanism or the like selects whether to use the
도 4는, 역행 회생 판별 신호에 의해 역행 운전이라고 판정되었을 때에, 제어 컨트롤러(13)가 출력하는 게이트 드라이브 신호에 의해 온 오프하는 쌍방향 스위치 모듈(7)의 쌍방향 스위치의 접속도를 나타낸다. 도면에서 실선으로 나타낸 쌍방향 스위치가 온 오프하고, 점선으로 나타낸 스위치는 항상 오프로 된다. SRU는 축전지(8)의 플러스측과 모터(3)의 U상을 접속하기 위한 쌍방향 스위치이며, SRV, SRW도 마찬가지로 각각 모터(3)의 V상, W상을 접속하기 위한 쌍방향 스위치로 된다. SSU는 축전지(8)의 마이너스측과 모터(3)의 U상을 접속하기 위한 쌍방향 스위치이며, SSV, SSW도 마찬가지로 각각 모터(3)의 V상, W상을 접속하기 위한 쌍방향 스위치이다. 이들 여섯의 쌍방향 스위치만이 제어 컨트롤러(13)가 출력하는 게이트 드라이브 신호에 의해 온 오프하는 것에 의해 모터(3)는 축전지(8)에만 접속되고, 또한 축전지(8)의 전압에 근거하여 모터(3)에 출력하는 전압의 PWM 제어가 행해진다. 이상의 게이트 드라이브 신호의 동작은, 상술한 전원 이상 검출 신호가 입력되지 않는 경우의 3상 교류 입력 3상 교류 출력 PWM 사이클로 컨버터의 PWM 방법 중, 진폭이 최대로 되어 있는 선간 전압을 선택하여 출력하는 PWM 방법에 있어서, 입력 전압의 위상이, R상-S상 사이의 선간 전압이 최대이며 또한 R상의 상전압이 양의 값으로 되는 위상일 때의 게이트 드라이브 신호의 동작과 같다. 고정 위상 정보 생성 회로(15)는, 역행 회생 판별 신호에 의해 역행이라고 판단되었을 때는, 상술한 축전지(8)에 대한 고정 위상 정보로서, R상-S상 사이의 선간 전압이 최대이며 또한 R상의 상전압이 양의 값으로 되는 위상(제 1 고정 위상 정보의 예)을 위상 검출 회로 전환 스위치(18)에 출력한다. 따라서 제어 컨트롤러(13)는, PWM 방법을, 진폭이 최대로 되어 있는 선간 전압을 선택하여 출력하는 PWM 방법(직류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법의 예)으로 전환하고, 고정 위상 정보 생성 회로(15)로부터 위상 검출 회로 전환 스위치(18)를 통해서 입력되는 고정 위상 정보와, 입력 전원 레벨 검출 회로(10)로부터 출력되는 입력 전압값으로부터 뺄셈에 의해 연산한 축전지(8)의 전압값에 근거하여, 쌍방향 스위치의 온 오프 신호를 생성한다. 4 shows a connection diagram of the bidirectional switch of the
도 5는, 역행 회생 판별 신호에 의해 회생 운전이라고 판정되었을 때에, 제어 컨트롤러(13)가 출력하는 게이트 드라이브 신호에 의해 온 오프하는 쌍방향 스위치 모듈(7)의 쌍방향 스위치의 접속도를 나타낸다. 도 4와 마찬가지로 실선으로 나타낸 쌍방향 스위치가 온 오프하고, 점선으로 나타낸 스위치는 항상 오프로 된다. SRT는 회생용 콘덴서(9)의 플러스측과 모터(3)의 U상을 접속하기 위한 쌍방향 스위치이며, STV, STW도 마찬가지로 각각 모터(3)의 V상, W상을 접속하기 위한 쌍방향 스위치로 된다. SSU는 회생용 콘덴서(9)의 마이너스측과 모터(3)의 U상을 접속하기 위한 쌍방향 스위치이며, SSV, SSW도 마찬가지로 각각 모터(3)의 V상, W상을 접속하기 위한 쌍방향 스위치이다. 이들 여섯의 쌍방향 스위치만이 제어 컨트롤러(13)가 출력하는 게이트 드라이브 신호에 의해 온 오프하는 것에 의해 모터(3)는 회생용 콘덴서(9)에 접속되고, 또한 회생용 콘덴서(9)의 전압에 근거하여 모터(3)에 출력하는 전압의 PWM 제어가 행해진다. 이상의 게이트 드라이브 신호의 동작은, 상술한 전원 이상 검출 신호가 입력되지 않는 경우의 3상 교류 입력 3상 교류 출력 PWM 사이클로 컨버터의 PWM 방법 중, 진폭이 최대로 되어 있는 선간 전압을 선택하여 출력하는 PWM 방법에 있어서, 입력 전압의 위상이, S상-T상 사이의 선간 전압이 최대이며 또한 S상의 상전압이 음의 값으로 되는 위상일 때의 게이트 드라이브 신호의 동작과 같다. 고정 위상 정보 생성 회로(15)는, 역행 회생 판별 신호에 의해 회생이라고 판단되었을 때는, 전술의 회생용 콘덴서(9)에 대한 고정 위상 정보로서 S상의 상전압이 음의 값으로 되는 위상(제 2 고정 위상 정보의 예)을 위상 검출 회로 전환 스위치(18)에 출력한다. 따라서 제어 컨트롤러(13)는, 전술의 역행이라고 판단되었을 때와 마찬가지로 진폭이 최대로 되어 있는 선간 전압을 선택하여 출력하는 PWM 방법에 의해, 고정 위상 정보 생성 회로(15)로부터 위상 검출 회로 전환 스위치(18)를 통해서 입력되는 고정 위상 정보와, 입력 전원 레벨 검출 회로(10)의 출력인 입력 전압값으로부터 출력되는 입력 전압값으로부터 뺄셈에 의해 연산한 회생용 콘덴서(9)의 전압값에 근거하여, 쌍방향 스위치의 온 오프 신호를 생성한다. 5 shows a connection diagram of the bidirectional switch of the
한편, 직류 입력 3상 출력의 PWM 방법은, 위상 정보를 개재시키지 않고 직접 직류 전압의 입력되는 선 사이를 지정하면, 그 선 사이에 대응하는 2상과 출력 3상을 접속하는 쌍방향 스위치를 선택하여, 입력 전원 레벨 검출 회로(10)로부터 연산되는 직류 전압값에 대한 전압 지령의 비에 근거하여, 출력 전압을 출력하는 시간 비율을 구하는 것이더라도 좋다. 이 경우, 고정 위상 정보 생성 회로(15)가 생성하는 고정 위상 정보는, 입력 3상 중 R상과 S상, S상과 T상, T상과 R상의 3세트의 조합과, 각각이 양의 최대인지 음의 최대인지를 나타내는 합계 6개의 상태를 식별하는 부호화 신호이면 좋다. On the other hand, in the PWM method of DC input three-phase output, if a direct DC voltage input line is specified without interposing the phase information, a bidirectional switch for connecting the two phases and the output three phases corresponding to each other is selected , The ratio of the output voltage to the output voltage may be obtained based on the ratio of the voltage command to the DC voltage value calculated from the input power supply
이상의 구성에 의해, 본 발명의 PWM 사이클로 컨버터 장치는, 전원 이상이 발생하지 않고 있을 때는, 3상 입력 3상 출력 운전을 행하고, 전원 이상이 발생하고 있을 때, 역행시는 축전지(8)만을 사용하고, 회생시는 회생용 콘덴서(9)만을 사용하여 회생 전력을 흡수하면서, 직류 입력 3상 교류 출력 운전을 행할 수 있고, 또한 회생용 콘덴서(9)에 전하가 충전되어 있지 않을 때는, 축전지(8)로부터 회생용 콘덴서(9)를 충전하는 것도 가능하다.
With the above configuration, the PWM cycled converter device of the present invention performs the three-phase input three-phase output operation when the power source abnormality is not generated, and uses only the
1 : 3상 교류 전원 2 : 승강기용 드라이브 장치
3 : 모터 4 : 부하 장치
5 : 전원 전환기 6 : 입력 필터
7 : 쌍방향 스위치 모듈 8 : 축전지
9 : 회생용 콘덴서 10 : 입력 전원 레벨 검출 회로
11 : 전원 이상 검출 회로 12 : 게이트 드라이버
13 : 제어 컨트롤러 14 : 입력 전원 위상 검출 회로
15 : 고정 위상 정보 생성 회로 16 : 출력 전류 검출 회로
17 : 역행 회생 판별 회로
18 : 위상 검출 회로 전환 스위치
19 : 비상용 전원 위상 검출 회로
20 : 위상 검출 회로 전환 설정기 21 : 비상용 3상 교류 전원
22 : 비상용 단상 교류 전원 23 : 대용량 콘덴서
24 : 입력 필터 리액터 25 : 입력 필터 콘덴서1: 3-phase AC power supply 2: Drive unit for elevator
3: motor 4: load device
5: Power switch 6: Input filter
7: Two-way switch module 8:
9: regenerative capacitor 10: input power level detection circuit
11: power supply failure detection circuit 12: gate driver
13: Control controller 14: Input power phase detection circuit
15: fixed phase information generating circuit 16: output current detecting circuit
17: Reverse regeneration discrimination circuit
18: Phase detection circuit changeover switch
19: Emergency power supply phase detection circuit
20: Phase detection circuit switching setting device 21: Emergency three-phase AC power source
22: Emergency single-phase AC power supply 23: Large capacity condenser
24: input filter reactor 25: input filter capacitor
Claims (6)
상기 3선식 전원과 상기 3상 모터를 접속하는 아홉개의 쌍방향 스위치로 이루어지는 쌍방향 스위치 모듈과,
상기 3선식 전원으로부터 입력되는 전압값을 검출하여 입력 전압값을 출력하는 입력 전원 레벨 검출 회로와,
상기 3선식 전원의 위상을 검출하여 입력 전원 위상을 출력하는 입력 전원 위상 검출 회로와,
복수의 고정 위상 정보를 생성하여 출력하고, 제어 전환 신호에 따라 상기 복수의 고정 위상 정보 중 어느 하나를 선택하는 고정 위상 정보 생성 회로와,
비상 전원 전환 신호에 따라, 상기 입력 전원 위상과, 선택된 상기 고정 위상 정보를 전환하여 출력하는 위상 검출 회로 전환 스위치와,
상기 비상 전원 전환 신호와, 상기 위상 검출 회로 전환 스위치의 출력에 따라, PWM 방법을 전환하면서 상기 쌍방향 스위치 모듈의 온 오프 신호를 생성하여 출력하는 제어 컨트롤러를 구비하는
것을 특징으로 하는 PWM 사이클로 컨버터 장치.
1. A PWM cycled converter device in which an input side is connected to a three-wire type power source and an output side is connected to a three-phase motor,
A bidirectional switch module including nine bidirectional switches connecting the three-wire power source and the three-phase motor,
An input power level detecting circuit for detecting a voltage value input from the three-wire power source and outputting an input voltage value;
An input power phase detection circuit for detecting the phase of the three-wire power supply and outputting an input power phase,
A fixed phase information generating circuit for generating and outputting a plurality of fixed phase information and selecting any one of the plurality of fixed phase information according to a control switching signal,
A phase detection circuit changeover switch for switching the input power supply phase and the selected fixed phase information according to an emergency power supply switching signal,
And a control controller for generating and outputting an on-off signal of the bidirectional switch module while switching the PWM method according to the emergency power source switching signal and the output of the phase detecting circuit changeover switch
Wherein the PWM converter is a PWM converter.
상기 제어 컨트롤러는, 상기 비상 전원 전환 신호에 따라, 상기 입력 전원 레벨 검출 회로의 출력인 입력 전압값과 상기 입력 전원 위상에 근거하는 3상 교류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 상기 온 오프 신호를 생성할지, 상기 입력 전압값과 상기 복수의 고정 위상 정보 중 어느 하나에 근거하는 직류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 상기 온 오프 신호를 생성할지를 전환하는 것을 특징으로 하는 PWM 사이클로 컨버터 장치.
The method according to claim 1,
The control controller controls the on-off signal according to the PWM method of the three-phase AC input three-phase AC output based on the input power source phase and the input voltage level which is the output of the input power source level detection circuit, Off signal is generated by a PWM method of DC input three-phase AC output based on either the input voltage value or the plurality of fixed phase information.
상기 쌍방향 스위치 모듈의 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출 회로와,
상기 제어 컨트롤러가 출력하는 출력 전압 지령과, 상기 출력 전류 검출 회로가 출력하는 출력 전류 검출값에 근거하여, 역행 회생 판별 신호를 생성하는 역행 회생 판별 회로를 구비하고,
상기 제어 전환 신호는 상기 역행 회생 판별 신호이며, 상기 고정 위상 정보 생성 회로는, 상기 역행 회생 판별 신호가 역행 상태를 판별했을 때, 상기 3선식 전원의 하나의 선 사이를 나타내는 제 1 고정 위상 정보를 선택하고, 상기 역행 회생 판별 신호가 회생 상태를 판별했을 때, 상기 3선식 전원의 다른 하나의 선 사이를 나타내는 제 2 고정 위상 정보를 선택하는
것을 특징으로 하는 PWM 사이클로 컨버터 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
An output current detection circuit for detecting an output current of the bidirectional switch module;
And a reverse regeneration discrimination circuit for generating a reverse regeneration discrimination signal based on an output voltage command output from the control controller and an output current detection value output from the output current detection circuit,
Wherein the control switching signal is the backward regenerative discrimination signal and the fixed phase information generating circuit generates the first fixed phase information indicating one line of the three-wire power supply when the backward regenerative discrimination signal discriminates the backward state And selects the second fixed phase information indicating the other one of the lines of the three-wire power source when the regenerating discrimination signal discriminates the regeneration state
Wherein the PWM converter is a PWM converter.
상기 3선식 전원은, 3상 교류 전원과, 축전지의 양 단자를 3선중의 하나의 선 사이에 접속하고, 다른 하나의 선 사이에는 회생용 콘덴서의 양 단자를 접속한 3선식 직류 전원과, 상기 3상 교류 전원과 상기 3선식 직류 전원을 전환하여 출력하는 전원 전환기를 구비하고,
상기 제어 컨트롤러는, 상기 비상 전원 전환 신호를 상기 전원 전환기에 출력하고, 상기 비상 전원 전환 신호에 따라, 상기 전원 전환기에 의해 상기 3상 교류 전원과 상기 3선식 직류 전원을 전환하고, 상기 비상 전원 전환 신호에 따라, 상기 3상 교류 전원의 전압을 입력으로 하는 상기 3상 교류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 상기 온 오프 신호를 생성할지, 상기 3선식 직류 전원의 전압을 입력으로 하는 상기 직류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 상기 온 오프 신호를 생성할지를 전환하고, 상기 제 1 고정 위상 정보는 상기 축전지의 양 단자가 접속된 선 사이를 나타내는 위상 정보이며, 상기 제 2 고정 위상 정보는 상기 회생용 콘덴서의 양 단자가 접속된 선 사이를 나타내는 위상 정보인
것을 특징으로 하는 PWM 사이클로 컨버터 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The three-wire power source includes a three-phase AC power source, a three-wire DC power source in which both terminals of the battery are connected between one line of three lines, and both terminals of a regenerative capacitor are connected between the other lines, And a power converter for converting the three-phase AC power source and the three-wire DC power source for outputting,
Wherein the control controller outputs the emergency power source switching signal to the power source switching device and switches the three-phase AC power source and the three-wire DC power source by the power source switching device in accordance with the emergency power source switching signal, Off signal by the PWM method of the three-phase alternating current three-phase alternating current output in which the voltage of the three-phase alternating current power source is inputted in accordance with the signal, Off signal is generated by a PWM method of input three-phase AC output, the first fixed phase information is phase information indicating a line between both terminals of the battery, and the second fixed phase information is Which is the phase information indicating between the lines to which both terminals of the regenerative capacitor are connected
Wherein the PWM converter is a PWM converter.
상기 3상 교류 전원의 이상을 검출하고 전원 이상 검출 신호를 출력하는 전원 이상 검출 회로를 구비하고,
상기 비상 전원 전환 신호는, 상기 전원 이상 검출 신호이며, 상기 전원 이상 신호가 출력되지 않을 때는, 상기 전원 전환기에 의해 상기 3상 교류 전원으로 전환되고, 상기 전원 이상 검출 신호가 출력되었을 때는, 상기 전원 전환기에 의해 상기 3선식 직류 전원으로 전환되고, 상기 제어 컨트롤러는, 상기 이상 검출 신호가 출력되지 않을 때는, 상기 3상 교류 전원의 전압을 입력으로 하는 상기 3상 교류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 상기 온 오프 신호를 생성하고, 상기 이상 검출 신호가 출력되었을 때는, 상기 3선식 직류 전원의 전압을 입력으로 하는 상기 직류 입력 3상 교류 출력의 PWM 방법에 의해 상기 온 오프 신호를 생성하는
것을 특징으로 하는 PWM 사이클로 컨버터 장치.
5. The method of claim 4,
And a power supply abnormality detecting circuit for detecting an abnormality of the three-phase AC power supply and outputting a power supply abnormality detection signal,
Wherein the emergency power source switching signal is the power source abnormality detection signal, and when the power source abnormality signal is not output, the power source switching device is switched to the three-phase AC power source, and when the power source abnormality detection signal is outputted, Phase alternating-current output of the three-phase alternating-current output by inputting the voltage of the three-phase alternating-current power supply when the abnormality detecting signal is not output, OFF signal by the PWM method of the DC input three-phase AC output, which receives the voltage of the three-wire DC power supply when the abnormality detection signal is outputted
Wherein the PWM converter is a PWM converter.
상기 제어 컨트롤러는, 상기 회생용 콘덴서를 충전할 때에, 상기 쌍방향 스위치 모듈내에 3세트 있는, 입력 3상의 각 상과 출력의 1상을 접속하는 3개의 쌍방향 스위치로 이루어지는 쌍방향 스위치 세트에서, 모든 쌍방향 스위치 세트에서 상기 축전지와 상기 회생용 콘덴서의 공통 접속점에 접속되는 입력상에 이어지는 쌍방향 스위치를 오프하고, 또한 적어도 하나의 쌍방향 스위치 세트에서 다른 두개의 입력상에 이어지는 2개의 쌍방향 스위치를 모두 온하는 것을 특징으로 하는 PWM 사이클로 컨버터 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the control controller is a bidirectional switch set comprising three bidirectional switches for connecting three phases in the bidirectional switch module to each phase of the input 3 and one phase of the output when the regenerative capacitor is charged, Switches off a bi-directional switch leading to an input connected to the common connection point of the battery and the regenerative capacitor in the set, and turns on all the two bidirectional switches connected to the other two inputs on the at least one bi- To-PWM converter.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020079987A (en) * | 2000-03-08 | 2002-10-21 | 가부시키가이샤 야스가와덴끼 | PWM Cycloconverter and Power Supply Abnormality Detection |
JP2004254360A (en) * | 2003-02-18 | 2004-09-09 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Backup device of ac-ac power converter |
JP2006082944A (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Yaskawa Electric Corp | Drive device for elevator, and its driving method |
JP2008079436A (en) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power supply control unit |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001247273A (en) * | 2000-03-08 | 2001-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | Elevator operating device at service interruption |
CN1253998C (en) * | 2002-03-08 | 2006-04-26 | 北京利德华福电气技术有限公司 | No-harmonic wave pollution high voltage frequency converter energy back feed device and its method |
JP4217897B2 (en) * | 2003-12-19 | 2009-02-04 | 株式会社安川電機 | PWM cycloconverter and input voltage detection method thereof |
WO2005119893A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Pwm cycloconverter and method for controlling the same |
JP4600731B2 (en) * | 2004-06-29 | 2010-12-15 | 富士電機ホールディングス株式会社 | Control device for AC / AC direct conversion device |
JP4645808B2 (en) * | 2004-12-17 | 2011-03-09 | サンケン電気株式会社 | Three-phase power converter |
JP4957304B2 (en) * | 2007-03-14 | 2012-06-20 | 株式会社明電舎 | Space vector modulation method for AC-AC direct conversion device |
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Patent Citations (4)
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---|---|---|---|---|
KR20020079987A (en) * | 2000-03-08 | 2002-10-21 | 가부시키가이샤 야스가와덴끼 | PWM Cycloconverter and Power Supply Abnormality Detection |
JP2004254360A (en) * | 2003-02-18 | 2004-09-09 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Backup device of ac-ac power converter |
JP2006082944A (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Yaskawa Electric Corp | Drive device for elevator, and its driving method |
JP2008079436A (en) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power supply control unit |
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