KR970005095B1 - 에이씨 전기 시스템의 출력 전압을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

에이씨 전기 시스템의 출력 전압을 제어하는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR970005095B1
KR970005095B1 KR1019920010273A KR920010273A KR970005095B1 KR 970005095 B1 KR970005095 B1 KR 970005095B1 KR 1019920010273 A KR1019920010273 A KR 1019920010273A KR 920010273 A KR920010273 A KR 920010273A KR 970005095 B1 KR970005095 B1 KR 970005095B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
instantaneous
phase
voltage
control
Prior art date
Application number
KR1019920010273A
Other languages
English (en)
Other versions
KR930001555A (ko
Inventor
히로오 고니시
히로나리 가와조에
준조 가와까미
도모하루 나까무라
유끼오 도끼와
다쯔히또 나까지마
Original Assignee
가나이 쯔도무
가부시끼가이샤 히다찌 세이사꾸쇼
나스 가게루
도꾜 덴료꾸 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가나이 쯔도무, 가부시끼가이샤 히다찌 세이사꾸쇼, 나스 가게루, 도꾜 덴료꾸 가부시끼가이샤 filed Critical 가나이 쯔도무
Publication of KR930001555A publication Critical patent/KR930001555A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR970005095B1 publication Critical patent/KR970005095B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • H02J3/1835—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control
    • H02J3/1842—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control wherein at least one reactive element is actively controlled by a bridge converter, e.g. active filters
    • 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
    • H02M7/21—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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/20—Active power filtering [APF]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

AC 전기 시스템의 출력 전압을 제어하는 방법 및 장치
제1도는 무효 전력 보상기를 제어하는 공지된 회로를 갖는 제어 장치를 사용하는 AC 전력 시스템의 개략 블럭도.
제2a도 및 제2b도는 제1도의 펄스 폭 변조 파형 발생 회로의 동작을 도시한 그래프.
제3도는 제2도의 시스템의 동작을 설명하기 위한 전압 및 전류 벡터도.
제4도는 본 발명에 사용되는 AC 전력 시스템의 개략 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
42 : 인버터 43 : 변압기
413,416,417,420 : 가산기 414,418 : 연산 증폭기
415,419 : 승산기 430 : 전력 계산 회로
432 : 제산 회로 440 : AC 전압 검출 회로
441 : 무효 전력 검출 회로 4201 내지 4206 : 스위칭 소자
본 발명은 AC 전기 시스템에 접속된 컨버터에 의한 AC 전기 시스템의 출력 전압의 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 전력 제어 시스템의 출력 전압 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
자려식(self-commutated) 커패시터를 사용한 전력 장치의 제어가 고려되고 있다. 이러한 컨버터는 진행 또는 지연 무효 전력을 제어함으로써, AC 전력 시스템의 출력 전압의 진폭과 위상을 제어한다. 이러한 장치에 있어서, AC 전력 시스템 내의 전류값을 모니터하여 컨버터의 적절한 제어를 제공하는 제어 장치를 제공할 필요가 있다.
제1도에는 AC 시스템내의 유리 값을 모니터하는 수단을 갖는 공지의 제어 장치의 접속되어 있는 AC 전력 시스템과, 출력의 진폭과 위상을 제어하는 인버터를 도시하고 있다.
제1도에 도시된 시스템에 있어서, AC 전류원(1)은 임피던스(2)를 경유하여 부하(3)에 접속된다. 캐패시터(41)는 인버터(42)의 DC측에 접속된다. 인버터(42)는 자려 기능을 갖는 스위칭 소자(4201 내지 4206)로 구성되는 전압형 자려식 인버터(컨버터)이다. 스위칭 소자(4201 내지 4206)는 예를들어, GTO(gate turn-off thyristors)일 수 있다. 다이오드(4027 내지 4209 및 4211 내지 4213)는 스위칭 소자(4201 내지 4206)와 역병렬로 접속된다. 변압기(43)은 인버터(42)를 AC 전류원(1), 임피던스(2) 및 부하(3)으로 형성된 AC 시스템에 접속시킨다. 캐피시터(41), 인버터(42) 및 변압기(43)는 무효 전력 보상기를 형성한다.
이렇게 형성된 무효 전력 보상기는 제어 장치(410 내지 423)에 의해 제어된다. AC 검출 회로(ACD; 410)는 무혀 전력 보상기와 AC 시스템과의 접속부에서 3상 교류(Iu,Iv,Iw)를 검출하고, 제1 변환 회로(TRANS; 411)는 아래 식(1)에 따라 3상 교류 전류(Iu,Iv 및 Iw)를 고정 좌표의 2상 교류 전류(Ia,Ib)로 변환시킨다.
제2 변환 회로(TRANS; 412)는 AC 시스템의 전압 위상각를 사용하여 식 (1)에서의 전류(Ia,Ib)를 아래 식 (2)에 따라 회전 좌표계의 축 d 및 q상의 직류 신호로 변환시킨다.
제1 가산기(ADD; 413)는 q축의 전류 지령값(Iqp)와 제2 변환 회로(412)에 의해 변환된 식(2)의 직류 신호(Iq) 사이의 차를 구한다. 그 다음, 연산 증폭기(AMP; 414)는 제1 가산기(413)으로부터 구해진 차를 증폭한다. 승산기(MULT; 415)는 제2 변환 회로(412)에 의해 변환된 식(2)의 직류 신호(Id)에 변압기(43)의 임피던스를 승산한다. 제2 가산기(ADD; 416)은 승산기(415)의 출력으로부터 연산 증폭기(414)의 출력은 감산한다.
제3 가산기(ADD; 417)은 d축에서의 전류 지령값(Idq)와 제2 변환 회로(412)로부터의 직류 신호(Id) 사이의 차를 구한다. 그 다음, 연산 증폭기(AMP; 418)은 이 차를 증폭한다. 승산기(MULT; 419)는 제2 변환 회로(412)에 의해 변환된 직류 신호(Iq)에 변압기(43)의 임피던스를 승산한다. 제4 가산기(ADD; 420)은 바이어스 신호(Vs)에서 연산 증폭기(418)의 출력과 승산기(419)의 출력을 감산한다.
가산기(416,420)의 출력은 인버터(42)의 출력 전압의 위상각(δ)의 지령값을 계산하는 위상각 계산 회로(PHASE CALC; 421)에 공급된다. 이와 유사한 방식으로 가산기(416,420)의 출력은 인버터(42)의 출력 전압의 진폭의 지령 신호(k)를 계산하는 진폭 계산 회로(AMP CALC; 422)에 공급된다. 이들 제어 신호들은 인버터(42)의 스위칭 소자(4201 내지 4206)에 제어 펄스를 발생시키는 펄스폭 변조 파형 발생 회로(PWM)에 공급되어 AC 시스템의 전압의 위상과 진폭을 적절하게 제어하는 무효 전력 보상기로부터 출력을 발생시킨다.
이제, PWM(423)의 동작에 대해 제2a도 및 제2b도를 참조하여 더욱 상세하게 설명하겠다. 제2a도는 반송파(C) 및 변조파(M)을 도시한 도면이고, 제2b도는 스위칭 소자 제어 펄스를 도시한 도면이다. 이 펄스는 변조파(M)이 반송파(C)보다 클 때 값이 1이고, 변조파(M)이 반송파(C)보다 작을 때 값이 0이다. 제어 펄스의 값이 1일 때, 스위칭 소자(4201)[또는 스위칭 소자(4203), 또는 스위칭 소자(4205)]는 턴 온되고, 스위칭 소자(4202)[또는 스위칭 소자(4204), 또는 스위칭 소자(4206)]은 턴 오프된다. 제어 펄스가 0일 때, 스위칭 소자(4201)[또는 스위칭 소자(4203), 또는 스위칭 소자(4205)]는 턴 오프되고, 스위칭 소자(4202)[또는 스위칭 소자(4204), 또는 스위칭 소자(4206)]은 턴 온된다.
지령 신호(k)의 진폭이 커지면 변조파(M)의 진폭이 커진다. 따라서, 제2b도의 펄스의 펄스폭이 커지므로 인버터(42)의 AC 출력 전압이 커진다. 이와 유사한 방식으로, 지령 신호(k)의 진폭이 작아지면, 인버터(42)의 출력 전압이 작아진다. 위상각을 나타내는 신호는 AC 시스템 전압에 대한 인버터(42)의 출력 전압의 위상각에 대응하고, 또 반송파(C)와 변조파(M)의 위상각에 대응한다. 무효 전력 보상기의 무효 전력은 AC 전압이 일정값으로 유지된 경우에 지령 신호(k)의 진폭을 제어함으로써 얻어질 수 있다. 신호(k)의 값을 증가시킴으로써 진행 무효 전력이 제어되고, k를 감소시킴으로써 지연 무효 전력이 제어된다.
이제, 제1도의 시스템에 의해 달성되는 제어 동작에 대해서 전압 및 전류 벡터도를 도시한 제3도를 참조하여 설명하겠다. 제3도는 지연 전류가 무효 전력 보상기를 통해 흐르는 경우를 도시한 것이다. 제3도에 있어서, 화살표로 표시된 벡터는 다음과 같다.
Vi : 인버터(42)의 출력 전압
I : 전류
X : 임피던스
Vs : AC 시스템의 전압
제3도에 있어서, d축의 방향이 시스템 전압(Vs)의 동일하므로, q축의 방향은 d축에 비해 90도 지연된다. 인버터 전압(Vi)는 d축 q축 신호에 관련하여 아래 식(3)으로 표현된다.
그러므로, 위상각 계산 회로(421) 및 진폭 계산 회로(422)는 식(3)의 Vi 및 δ에 기초하여 지령값을 계산하여 PWM(423)에 적절한 제어 신호를 발생시킨다. 제어 회로(413 내지 416)은 q축에서의 구성 성분의 지령값을 제어하고, 제어 회로(417 내지 420)는 d축에서의 구성 성분의 지령값을 제어한다. Vs는 AC 시스템 전압과 동등하고, 값(Iqp 및 Idp)은 제3도에서의 지령값(Iq 및 Id)이다.
그러므로, 전류가 d축과 q축에서의 구성 성분으로 각각 분해되므로, 고속으로 이들 구성 성분이 독립적으로 제어되며 전류를 적절한 목표값으로 제어할 수 있다.
이러한 제어에 대해서는 와이 도까와(Y Tokiwa)등 저의 Application of a digital instantaneous current control for static induction thyristor converter in the utility line이란 명칭으로 개재된 PCIM 1988 Proce edings에 더욱 상세하게 설명되어 있다.
상술된 공지의 시스템에서 AC 시스템의 전압의 위상각을 나타내는 신호가 사용된다. 이것은 직류 신호를 변환시키는데 사용되며 AC 시스템으로부터 검출되어야 한다. 이러한 측정의 필요성은 식(2)로부터 직접 구해지므로 공지된 제어 방법에는 기본적이다.
그러나, 시스템의 정밀도 및 고속 응답은 위상각의 검출 정밀도에 완전히 의존하여, 이러한 정밀도를 달성하기 곤란함이 판명되었다.
따라서, 본 발명은 AC 시스템의 위상각의 측정에 무관한 제어를 제공하기 위한 것이다. 이 위상각을 사용하는 대신에, 전류값과 전압값이 AC 시스템으로부터 구해지고, 이 전류값 및 전압값이 전력 측정치를 구하기 위해 사용되고, 다음에 전력측정치는 제어 신호를 구하는데 사용된다. 전력 측정치를 사용함에 따라, 위상각을 측정할 필요가 없어지므로, 제어 시스템의 속도와 정확도가 향상될 수 있다.
본 발명에 있어서, 전력 측정치는 AC 전기 시스템의 1 사이클 미만에 관련된 것이다. 실제로, 전력 측정치는 실전력과 허전력(이 용어는 나중에 상세히 설명됨)과 같이 순시적인 것이 바람직하고(AC 시스템의 전류와 전압값의 측정과 같이), 순시 전력 측정치를 AC 전기 시스템의 순시 전류와 전압의 크기의 측정치에서 바로 구한다. 전력 측정치가 유효 전력과 무효 전력(이 용어도 나중에 상세히 설명됨)인 경우, 순시 측정의 사용이 더욱 어려워지므로 1 사이클의 일부동안 측정하여 이 측정치들을 평균할 필요가 있다.
본 발명은 AC 전기 시스템의 출력 전압을 제어하는 방법, 이 방법을 실행하는 제어 장치 및 이 제어 장치를 사용하는 AC 전기 시스템에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명하겠다.
본 발명의 실시예를 설명하기 전에, 실전력과 허전력의 개념에 대해 상세히 설명하겠다.
후술될 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 컨버터(인버터)의 AC 측에서의 순시 전류와 전압 측정치가 취득되어 순시 실전력과 순시 허전력을 구하고, 순시 실전력과 순시 허전력을 사용하여 실전류와 허전류를 취득하고, 이렇게 구해진 실전류와 허전류를 기초로 하여 컨버터의 출력 전압의 크기와 위상을 제어한다.
컨버터의 AC 전압을 Vu, Vv 및 Vw라 하고, 교류 전류를 Iu, Iv, Iw라 한다.
그 다음, 이들 전압과 전류를 사용하면 3상 교류 교류가 식(1)을 사용하여 2상 교류 전류로 변환된 신호로서 값(Va,Vb, Ia 및 Ib)이 얻어진다. 순시 실전력(Wd) 및 순시 허전력(Wq)는 상기 값을 사용하여 아래식(4)로부터 계산된다. 실전력과 허전력의 개념을 더욱 명확하게 하기 위해, 에이취 아까기(H Akagi)등 저의 일본국의 전기학회 논문지 Vol. 103 B, 483 내지 490 페이지에 순간 무효 전력의 일반화 논리와 그 응용이란 명칭으로 1983년 7월호에 공개된 참고 문헌을 참고하길 바란다.
AC 시스템의 AC 전압의 크기가 Vs라면, 실전류 신호(id)와 허전류 신호(iq)는 다음 식으로부터 계산될 수 있다.
계산된 값(id와 iq) 및 식(2)로부터 얻어진 값(iq와 Iq)는 다음과 같은 관계에 있다.
그러므로, 순시 실전력과 순시 허전력이 컨버터의 AC 전압과 전류로부터 얻어질 수 있고, 순시 실전류와 순시 허전류(id와 iq)가 AC 전압의 크기에 기초하여 순시 실전력과 순시 허전력으로부터 얻어진다. 그러므로, 컨버터의 출력 전압의 크기와 위상이 값 id 및 iq에 기초하여 제어될 수 있다. 따라서, 제어 시스템 및 방법은 AC 시스템의 전압의 위상각을 검출하지 않아도 고속으로 응답하며 안정하게 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예에 대해 제4도를 참조하여 상세하게 설명하겠다. 제1도 내지 제3도와 관련하여 설명된 공지된 시스템은 위상각을 측정하지 않고 전력 측정치를 사용할 필요성이 있는 경우에 한해서만 변형된다. 그러므로, 제4도의 실시예의 여러 구성 부품들은 제1도의 구성 부품들과 동일하거나 유사하고 동일한 참조부호로 표시된다. 이러한 구성 부품에 대해서는 더 이상 상세하게 설명하지 않겠다.
무효 전력 보상기의 3상 교류(Iu, Iv 및 Iw)를 검출하는 교류 사출 회로(ACD; 410) 이외에도, 또한 무효 전력 보상기와 AC 시스템의 접속부에서 3상 전압(Vu, Vv 및 Vw)를 검출하기 위한 AC 전압 검출 회로(ACVD; 440)가 있다. 전력 계산 회로(POWER; 430)는 식(1) 내지 식(4)를 사용하여 검출된 3상 AC 전압과 3상 교류(Iu, Iv 및 Iw)로부터 순시 실전력과 순시 허전력을 계산한다. 최대치 검출 회로(MAX; 431)는 검출된 AC 전압으로부터 3상 AC 전압의 최대 진폭(AC 전압의 절대치의 최대)을 검출하고, 제산 회로(DIVISION; 432)는 순시 실전력과 순시 허전력의 계산 결과를 검출된 AC 전압 최대 진폭의 크기로 나눈다.
그 결과인 허전류 신호(iq)[oq가 식(6)으로 부터의 Iq와 등가이기 때문에, 이후로 Iq로 설명한다]는 제1 가산기(413)에 입력되어, Iq와 q축에서의 전류 지령값(Iqp) 사이의 차가 얻어진다. 이 차는 연산 증폭기(414)에 의해 증폭된다. 이와 마찬가지로, 제산 회로(432)로부터 얻어진 실전류 신호(id)[id가 식(6)에서 Id와 등가이기 때문에, 이하 Id로서 설명한다]는 승산기(415)에 입력되어 변압기(43)의 임피던스와 승산된다. 제2 가산기(416)은 연산 증폭기(414)의 출력을 연산 증폭기(415)의 출력에서 감산하고, 제3 가산기(417)은 d축에서의 전류 지령값(Iqp)와 제산 회로(432)로부터의 전류(Id) 사이의 차를 구하며, 이 차는 연산 증폭기(418)에 의해 증폭된다. 승산기(419)는 제산 회로(432)에 의해 얻어진 전류(Iq)를 변압기(43)의 임피던스와 승산하고, 제4 가산기(420)은 연산 증폭기(418)의 출력과 승산기(419)의 출력을 바이어스 신호(Vs)에서 감산한다.
위상각 계산 회로(421)은 PWM(423)의 저항값를 가산기(416,420)의 출력 값으로부터 계산하고, 진폭계산 회로(422)는 식(3)을 이용하여 PWM(423)의 지령값(k)를 가산기(416 및 420)의 출력값으로부터 계산한다.
PWM(423)은 위상각 계산 회로(421)과 진폭 계산 회로(422)의 출력 지령(및 k)에 기초하여, 상기 위상과 진폭을 실질적으로 갖는 인버터(42)의 출력 전압을 얻기 위해 스위칭 소자(4201 내지 4206)에 제어 펄스를 발생시키고 무효 전력은 이 펄스에 의해 제어된다. 그러므로, 이 실시예에 따르면, AC 시스템의 전압의 위상각을 검출할 필요가 없어서, 고속 응답 제어 시스템이 달성된다.
상기 설명으로부터, 값 Id 및 Iq이 AC 시스템의 AC 전압과 교류 전류로부터 순시 실전력과 순시 허전력을 계산하여 이 값을 검출된 크기의 AC 전압으로 나눔으로써 얻어진다는 것을 알 수 있다.
AC 시스템의 무효 전력과 유효 전력이 고속으로 검출될 수 있을 때, AC 시스템이 대칭이고 평형 상태인 경우 순시 실전력이 유효 전력과 동등하고 순시 허전력이 무효 전력과 동등하기 때문에 Id와 Iq의 등가치는 이들 값을 상기와 같은 방식으로 AC 전압의 크기로 나눔으로써 얻어질 수 있음이 명백하다.
상기 원리는 자려식 컨버터 또는 인버터의 전반적인 제어 장치에 적용될 수 있다.
상기 설명은 1점 쇄선으로 둘러싸인 제4도 실시예의 구성 부분(450)의 구성에 대해서는 설명하지 않았다. 이제부터 이 구성 부분(450)에 대해 상세하게 설명하겠다. 이 구성 부분(450)은 무효 전력과 유효 전력을 사용한 측정에 관련된다.
이 구성 부분(450)에 있어서, 무효 전력 검출 회로(RPD; 441)은 상술된 교류 전류 검출 회로(410)과 AC 전압 검출 회로(440)에 의해 검출된 값에서 무효 전력을 검출한다. 제5 가산기(ADD; 442)는 무효 전력의 설정값(QP)와 무효 전력의 검출값 사이의 차를 구하고, 연산 증폭기(AMP; 443)은 이 차를 증폭시킨다. 제5 가산기(442) 및 연산 증폭기(443)은 무효 전력 일정 제어 회로를 형성한다. 연산 증폭기(443)의 출력은 q축 제어의 지령값(Iqp)로서 사용된다.
DC 전압 검출 회로(DCD; 444)는 캐패시터(41)의 전압을 검출하고, 제6 가산기(ADD; 445)는 DC 전압의 설정값(Vp)와 DC 전압의 검출값 사이의 차를 구하고, 연산 증폭기(AMP; 446)은 차를 증폭시킨다. 제6 가산기(445) 및 연산 증폭기(446)은 DC 전압 일정 제어 회로를 형성한다. 연산 증폭기(446)의 출력은 d축제어의 지령값(Idp)에 사용된다.
캐패시터(41)의 DC 전압이 설정값(Vp) 이하로 감소되는 경우, 제6 가산기(445)의 출력은 양으로 되어 Idp의 값도 양으로 된다. 연산 증폭기(418)가 적분 기능을 갖는 경우, 인버터 AC 출력 전압의 진폭과 위상은 Id와 Idp가 서로 일치하여 안정화되도록 제어된다. 무효 전력이 기준값(Qp)과 상이한 경우도 마찬가지이다.
무효 전력이 설정값(Qp)보다 높은 경우, 제5 가산기(442)의 출력은 음으로 되어 Iqp의 값도 음으로 된다. 연산 증폭기(414)가 적분 기능을 갖는 경우, 인버터 출력 전압의 진폭과 위상은 Iq와 Iqp가 서로 일치하여 안정되도록 제어된다. 이렇게 함으로써, 무효 전력과 DC 전압은 설정값(Qp 및 Vp)와 각각 일치한다. 이 회로 구성은 캐패시터 전압이 일정하게 유지될 때 무효 전력이 고속에서 설정값(Qp)으로 제어될 수 있게 한다.
동일한 방식으로, 상술된 순시 전력이 검출된 무효 전력 대신에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 다른 실시예에 있어서, 제4도[구성 부분(450) 제외]에 도시된 인버터(42)의 DC측상의 캐패시터(41) 대신에 황화나트륨 전지와 같은 2차 전지에 접속된 무효 전력 보상기가 사용될 수 있다. 이 경우에 2차 전지의 에너지가 유효한 경우는 무효 전력 뿐만 아니라 유효 전력도 출력될 수 있어서 전지가 시스템의 발전기와 같은 역할을 한다. 이러한 실시예는 무효 전력과 유효 전력이 고속으로 제어될 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상술된 원리를 사용하는 제어 장치가 인버터 구동 모터의 인버터 제어 시스템에 용이하게 적용될 수 있다. 이 경우에, 인버터 직류측상의 DC 전압을 발생시키는 정류기의 변압기(컨버터), 인버터, 인버터 변압기, 모터가 제4도[구성 부분(450) 제외]에 도시된 구성에 부가된다. 모터의 회전수 및 토크에 따라 변하는 d 및 q축에서의 지령값을 제공함으로써, 응답이 빠른 안정한 제어 특성을 갖는 모터가 얻어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 인버터 구동 모터의 컨버터 제어에 본 발명의 제어 장치를 사용하는 것에 관련된다. 이 경우에, q축 제어에 무효 전력의 지령 신호를 제공하고 d축 제어에 DC 출력 전압을 제공함으로써, 컨버터의 역률을 1로 설정할 수 있고, 응답이 빠르고 양호한 제어 특성을 갖는 모터 구동 장치가 얻어질 수 있다.

Claims (13)

  1. 컨버터(42)를 갖는 AC 전기 시스템(1,2,3)의 전압의 진폭 및 위상을 제어하는 방법에 있어서, 상기 AC 전기 시스템의 순시 전류 크기값을 측정하는 단계(410); 위상 관련 제어값(Iq,Id)을 구하는 단계(421,422); 상기 컨버터(42)의 제어 신호를 상기 위상 관련 제어값으로부터 발생시키는 단계(423); 및 상기 제어 신호에 기초하여 상기 컨버터(42)를 제어하여, 상기 AC 전기 시스템(1,2,3)의 상기 전압의 상기 진폭과 위상을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 AC 전기 시스템(1,2,3)에서 순시 전압 크기값이 측정되고(440); 상기 순시 전류와 전압 크기값으로부터 상기 AC 시스템의 1 사이클 미만에 관련되는 전력 측정치가 유도되고(430), 상기 전력 측정치로부터 상기 위상 관련 제어값(Iq,Id)이 유도되고(431,432), 상기 전력 측정치는 상기 순시 실전력과 순시 허전력이고, 상기 위상 관련 제어값은 상기 순시 실전력을 상기 순시 전압 크기로 나눈 위상 실전류 제어값과 상기 순시 허전력을 상기 순시 전압 크기로 나눈 위상 관련 허전류 제어값인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호가 진폭 제어 신호를 포함하고, 이 진폭 제어 신호가 상기 위상 관련 실전류 제어값과 상기 위상 관련 허전류 제어값의 제곱의 합의 제곱근에 비례하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호가 위상 제어 신호를 포함하고, 이 위상 제어 신호가 상기 위상 관련 실전류 제어값과 상기 위상 관련 허전류 제어값의 비의 아크 탄젠트에 비례하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전력 측정치가 순시 유효 전력과 순시 무효 전력인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전력 측정치가 1 사이클 미만 동안 평균된 유효 전력과 무효 전력인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  6. AC 전기 시스템(1,2,3)의 전압의 진폭과 위상을 제어하는 제어 장치에 있어서, 상기 AC 전기 시스템용 컨버터(42); 상기 AC 전기 시스템(1,2,3)의 순시 전류 크기값을 검출하기 위한 수단(410); 위상 관련 제어값을 구하기 위한 수단(421,422); 및 상기 제어값에 기초하여 상기 컨버터(42)를 제어하여, 상기 AC 전기 시스템(1,2,3)의 상기 전압의 상기 진폭과 위상을 제어하기 위한 제어기(423)를 포함하고, 상기 장치는 상기 AC 전기 시스템(1,2,3)의 순시 전압을 검출하기 위한 수단(440)과, 상기 순시 전류와 전압값으로부터 상기 AC 전기 시스템의 1 사이클 미만에 관련되는 전력 측정치를 유도하기 위한 수단(430)을 더 포함하고, 상기 제어값을 구하기 위한 수단(421,422)은 상기 전력 측정치로부터 제어값을 유도하도록 구성되어 있고, 상기 전력 측정치는 상기 순시 실전력과 순시 허전력이고, 상기 위상 관련 제어값은 상기 순시 실전력을 상기 순시 전압 크기로 나눈 위상 실전류 제어값과 상기 순시 허전력을 상기 순시 전압 크기로 나눈 위상 관련 허전류 제어값인 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 컨버터가 인버터인 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 전력 측정치를 구하기 위한 수단이 상기 AC 전기 시스템의 1 사이클 미만 동안 평균된 유효 전력을 구하는 수단 및 상기 AC 전기 시스템의 1 사이클 미만 동안 평균된 무효 전력을 구하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  9. 전압의 진폭과 위상이 제어 가능하고, 상기 전압의 제어를 위해 AC 신호를 발생하기 위한 수단과 상기 AC 신호를 변형하기 위한 장치를 포함하는 AC 전기 시스템에 있어서, 상기 AC 신호 변형 장치는, 상기 AC 전기 시스템에 접속 가능한 컨버터; 상기 AC 전기 시스템의 순시 전류와 전압 크기값을 검출하기 위한 수단; 상기 AC 전기 신호의 1 사이클 미만에 관련된 전력 측정치를 상기 순시 전류값과 전압값으로부터 검출하기 위한 수단; 상기 전력 측정치로부터 위상 관련 제어값을 구하기 위한 수단; 및 상기 제어값에 기초하여 상기 컨버터를 제어함으로써 상기 AC 전기 시스템의 상기 전압의 진폭과 위상을 제어하기 위한 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 전기 시스템.
  10. AC 전기 시스템의 전압을 제어하는 방법에 있어서, 상기 AC 전기 시스템의 제어 장치의 제어 신호가 상기 전류 및 전압 측정치를 상기 AC 전기 시스템의 1 사이클 미만에 관련된 전력 측정치로 변환함으로써 전류 및 전압 측정치로부터 구해지고, 상기 전류 및 전압 측정치의 상기 변환이 상기 AC 전기 시스템의 전류와 전압의 위상의 측정에 무관한 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전력 측정치가 순시 실전력과 순시 허전력인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 전력 측정치가 순시 유효 전력과 순시 무효 전력인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 전력 측정치가 1사이클 미만 동안 평균된 유효 전력과 무효 전력인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
KR1019920010273A 1991-06-14 1992-06-13 에이씨 전기 시스템의 출력 전압을 제어하는 방법 및 장치 KR970005095B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP91-142967 1991-06-14
JP3142967A JP2728575B2 (ja) 1991-06-14 1991-06-14 電力変換方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR930001555A KR930001555A (ko) 1993-01-16
KR970005095B1 true KR970005095B1 (ko) 1997-04-12

Family

ID=15327825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019920010273A KR970005095B1 (ko) 1991-06-14 1992-06-13 에이씨 전기 시스템의 출력 전압을 제어하는 방법 및 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5349522A (ko)
EP (1) EP0519635B1 (ko)
JP (1) JP2728575B2 (ko)
KR (1) KR970005095B1 (ko)
CA (1) CA2071033C (ko)
DE (1) DE69229847T2 (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5361197A (en) * 1992-01-24 1994-11-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for controlling an inverter generating a plurality of phase voltages
JP3130694B2 (ja) * 1993-02-04 2001-01-31 株式会社東芝 電圧変動及び高調波の抑制装置
SE501786C2 (sv) * 1993-09-20 1995-05-15 Asea Brown Boveri Förfarande för övervakning och styrning av en till ett elektriskt kraftnät ansluten anläggningsdel
DE9401204U1 (de) * 1994-01-25 1994-05-26 Thomcast Ag Turgi Vorrichtung zum Kompensieren der höheren harmonischen und/oder des Leistungsfaktors einer an ein Wechselspannungsnetz angeschlossenen nichtlinearen Last
JPH07298627A (ja) * 1994-04-27 1995-11-10 Toshiba Corp 電力変換器の制御装置
JPH08103025A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Mitsubishi Electric Corp 負荷管理制御装置
US5675476A (en) * 1995-06-01 1997-10-07 Nostwick; Allan A. Phase controlled bridge
US5847555A (en) * 1995-08-01 1998-12-08 Lewis; Dennis E. Source voltage sensitive load controller
US5847535A (en) * 1996-01-31 1998-12-08 Parker-Hannifin Corporation Active electronic damping for step motor
US5631550A (en) * 1996-04-25 1997-05-20 Lockheed Martin Tactical Defense Systems Digital control for active power factor correction
SE515107C2 (sv) * 1996-06-17 2001-06-11 Abb Ab Förfarande och anordning för kompensering av reaktiv effekt
JP3372436B2 (ja) * 1996-11-28 2003-02-04 オークマ株式会社 インバータの制御装置
US5818208A (en) * 1996-12-19 1998-10-06 Abb Power T&D Company Inc. Flicker controllers using voltage source converters
FR2766635B1 (fr) * 1997-07-25 1999-08-27 Electricite De France Dispositif de compensation de fluctuations de tension aux bornes d'une charge a impedance instable
US7075264B2 (en) * 2004-03-31 2006-07-11 Honeywell International Inc. Instantaneous power floating frame controller
WO2008103946A2 (en) 2007-02-22 2008-08-28 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Control method for a universal power condition system
SE536142C2 (sv) * 2011-11-25 2013-05-28 Comsys Ab Aktivt filter för resonansreduktion
RU2510123C1 (ru) * 2012-07-12 2014-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Способ регулирования трехфазного синусоидального напряжения
CN106291107B (zh) * 2015-05-26 2019-08-23 台达电子工业股份有限公司 逆变器的输出阻抗角检测装置及检测方法
RU168102U1 (ru) * 2016-06-29 2017-01-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Источник трехфазного напряжения с регулируемой несимметрией
RU2661339C2 (ru) * 2017-04-20 2018-07-16 Виталий Александрович Тетерин Устройство для стабилизации параметров электрической сети
PT3639044T (pt) * 2017-06-14 2023-08-31 Hbm Netherlands B V Determinação de potência com base na frequência de comutação
CN110707958B (zh) * 2017-10-27 2021-09-21 南京理工大学 一种基于调制波区间划分的中点电压控制方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4891569A (en) * 1982-08-20 1990-01-02 Versatex Industries Power factor controller
JPS59122372A (ja) * 1982-12-27 1984-07-14 Toshiba Corp 電力調整装置
DE3308560A1 (de) * 1983-03-08 1984-09-13 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren und schaltungsanordnung zur dynamischen blindleistungskompensation und symmetrierung von unsymmetrischen netzen und lasten mit blindleistungsstromrichtern
JPS59213234A (ja) * 1983-05-16 1984-12-03 富士電機株式会社 有効，無効電力制御システム
JPS6158018A (ja) * 1984-08-30 1986-03-25 Fuji Electric Co Ltd インバ−タの有効，無効電力制御方式
JPS63242135A (ja) * 1987-03-27 1988-10-07 三菱電機株式会社 無効電力補償装置
JPH073803Y2 (ja) * 1988-02-26 1995-01-30 株式会社明電舎 電力補償装置の補償電流検出回路
JPH02266868A (ja) * 1989-03-17 1990-10-31 Ari Chibani 電源装置の制御方式
DE69013095T2 (de) * 1989-07-27 1995-03-16 Seiko Epson Corp Pulsbreiten-moduliertes Wandler/Wechselrichtersystem und Verfahren um dasselbe zu steuern.
JP2760646B2 (ja) * 1990-09-18 1998-06-04 株式会社東芝 電力変換装置の電流指令値演算装置
US5187427A (en) * 1991-11-27 1993-02-16 U.S. Windpower, Inc. Static reactive power compensator

Also Published As

Publication number Publication date
DE69229847D1 (de) 1999-09-30
EP0519635A2 (en) 1992-12-23
JP2728575B2 (ja) 1998-03-18
JPH04367011A (ja) 1992-12-18
CA2071033C (en) 1996-07-30
DE69229847T2 (de) 2000-04-20
EP0519635A3 (ko) 1994-01-26
CA2071033A1 (en) 1992-12-15
EP0519635B1 (en) 1999-08-25
KR930001555A (ko) 1993-01-16
US5349522A (en) 1994-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR970005095B1 (ko) 에이씨 전기 시스템의 출력 전압을 제어하는 방법 및 장치
JP3265398B2 (ja) 直流送電装置の制御装置
JP2679411B2 (ja) 交流出力変換器の並列運転制御装置
US4680526A (en) Method of controlling inverter-driven induction motor
RU2462806C1 (ru) Устройство преобразования электроэнергии
KR100934311B1 (ko) 인버터 장치
JPS6137864B2 (ko)
JP2001177994A (ja) 補償器制御装置
US7450407B2 (en) Control method of AC/DC power converter for input current harmonic suppression
US6956352B2 (en) Vector control of an induction motor
TWI390835B (zh) 變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置及其方法
JP3236985B2 (ja) Ｐｗｍコンバータの制御装置
JP2708648B2 (ja) 並列運転制御装置
JP3412067B2 (ja) 電力変換装置
KR100219851B1 (ko) 인버터의 전류제어장치
JP2674402B2 (ja) 交流出力変換器の並列運転制御装置
JP2781602B2 (ja) 電力変換器の制御装置及びそのシステム
JPH03245793A (ja) 交流電動機の制御方法及びその装置
JPH0375893B2 (ko)
JPH03135389A (ja) 電圧形インバータの制御方法及びその装置
JP3229898B2 (ja) 電圧形インバータ装置
JPH0799779A (ja) 自励式電力変換器の制御装置
JPH0759354A (ja) 電力変換装置
JPH0449884A (ja) 誘導電動機の制御装置
JPH0720370B2 (ja) 電力変換器の制御回路

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110708

Year of fee payment: 15

EXPY Expiration of term