JP2000125569A - 電圧型自励式変換器の制御装置 - Google Patents
電圧型自励式変換器の制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御パルス発生器でスイッチング周波数が増
加しないように制限した場合、電圧指令ｖｓの急変に対
して最適な制御パルスＧｐｂが出力されないため、交流
電流ｌｓを安定に制御することができず過電流を生じて
いた。 【解決手段】 交流系統の擾乱検出手段４０の擾乱発生
信号Ｖｆにより、パルスパタン決定手段１３から出力す
る制御パルスの単位時間あたりのオンオフ回数の制限を
制御することで、変換器が電圧指令通りの電圧を出力す
ることができ、交流系統に擾乱が生じても交流電流の変
動を制御して運転を継続することができる。
加しないように制限した場合、電圧指令ｖｓの急変に対
して最適な制御パルスＧｐｂが出力されないため、交流
電流ｌｓを安定に制御することができず過電流を生じて
いた。 【解決手段】 交流系統の擾乱検出手段４０の擾乱発生
信号Ｖｆにより、パルスパタン決定手段１３から出力す
る制御パルスの単位時間あたりのオンオフ回数の制限を
制御することで、変換器が電圧指令通りの電圧を出力す
ることができ、交流系統に擾乱が生じても交流電流の変
動を制御して運転を継続することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流系統に連系し
直流を交流に変換するインバータや、無効電力を補償す
る無効電力補償装置、交流受電電流の高調波を抑制する
アクティブフィルタ等として使用される、電圧型自励式
変換器の制御装置に関する。
直流を交流に変換するインバータや、無効電力を補償す
る無効電力補償装置、交流受電電流の高調波を抑制する
アクティブフィルタ等として使用される、電圧型自励式
変換器の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は電圧型自励式変換器の構成を示す
回路図である。同図において、交流系統１が、インピー
ダンス素子２を介して、電圧型自励式変換器４（以下、
単に変換器という）の交流端子に接続され、この変換器
４の直流端子に直流電源又はコンデンサからなる電圧源
３が接続されている。
回路図である。同図において、交流系統１が、インピー
ダンス素子２を介して、電圧型自励式変換器４（以下、
単に変換器という）の交流端子に接続され、この変換器
４の直流端子に直流電源又はコンデンサからなる電圧源
３が接続されている。
【０００３】変換器４は自己消弧型スイッチング素子
（以下、単にスイッチング素子という）、例えば、ゲー
ト・ターン・オフ・サイリスタ４Ａ〜４Ｆを３相ブリッ
ジ接続した回路で構成されており、変換器４は交流電圧
Ｖｓに対し、インピーダンス素子２を介して、変換器４
から出力する電圧Ｖｉの振幅、位相を制御し、交流電流
Ｉｓを変化させることで、有効電力や無効電力を制御す
る。
（以下、単にスイッチング素子という）、例えば、ゲー
ト・ターン・オフ・サイリスタ４Ａ〜４Ｆを３相ブリッ
ジ接続した回路で構成されており、変換器４は交流電圧
Ｖｓに対し、インピーダンス素子２を介して、変換器４
から出力する電圧Ｖｉの振幅、位相を制御し、交流電流
Ｉｓを変化させることで、有効電力や無効電力を制御す
る。
【０００４】図７は変換器４の制御装置を含めた自励式
変換装置全体の構成を示すブロック図である。図７にお
いて、制御装置は、交流系統１の電圧Ｖｓと電流Ｉｓを
基に変換器４から出力する電圧Ｖｉを決定する電圧指令
発生器１１と、搬送波を発生させる搬送波発生器１２
と、電圧指令発生器１１の出力の電圧指令Ｖｔと搬送波
発生器１２の出力である搬送波Ｖｃの大きさを比較しそ
の大小に基づいてスイッチング素子４Ａ〜４Ｆをオン・
オフする制御パルスＧｐａを出力するパルスパターン決
定器１３と、パルスパターン決定器１３の出力である制
御パルスＧｐａのオンオフを制限する制御パルス発生器
１４とからなる。電圧検出器１５は交流系統の電圧Ｖｓ
を検出し、電流検出器１６は交流系統の電流Ｉｓを検出
する。
変換装置全体の構成を示すブロック図である。図７にお
いて、制御装置は、交流系統１の電圧Ｖｓと電流Ｉｓを
基に変換器４から出力する電圧Ｖｉを決定する電圧指令
発生器１１と、搬送波を発生させる搬送波発生器１２
と、電圧指令発生器１１の出力の電圧指令Ｖｔと搬送波
発生器１２の出力である搬送波Ｖｃの大きさを比較しそ
の大小に基づいてスイッチング素子４Ａ〜４Ｆをオン・
オフする制御パルスＧｐａを出力するパルスパターン決
定器１３と、パルスパターン決定器１３の出力である制
御パルスＧｐａのオンオフを制限する制御パルス発生器
１４とからなる。電圧検出器１５は交流系統の電圧Ｖｓ
を検出し、電流検出器１６は交流系統の電流Ｉｓを検出
する。
【０００５】電圧指令発生器１１は、交流系統の電圧・
電流を基に電圧指令Ｖｔを出力し、パルスパターン決定
器１３で搬送波発生器１２からの搬送波Ｖｃと電圧指令
Ｖｔが比較され、スイッチング素子４Ａ〜４Ｆをオン・
オフする制御パルスＧｐａが決定される。
電流を基に電圧指令Ｖｔを出力し、パルスパターン決定
器１３で搬送波発生器１２からの搬送波Ｖｃと電圧指令
Ｖｔが比較され、スイッチング素子４Ａ〜４Ｆをオン・
オフする制御パルスＧｐａが決定される。
【０００６】変換器４はスイッチング素子４Ａ〜４Ｆの
オンオフの回数が増加すると電力損失も増加する。その
ため、変換器４の性能を決めるにあたっては、単位時間
内のオンオフの回数（以下スイッチング周波数という）
を一定にして、スイッチング素子４Ａ〜４Ｆの損失を所
定の値以下にすることが一般的である。
オンオフの回数が増加すると電力損失も増加する。その
ため、変換器４の性能を決めるにあたっては、単位時間
内のオンオフの回数（以下スイッチング周波数という）
を一定にして、スイッチング素子４Ａ〜４Ｆの損失を所
定の値以下にすることが一般的である。
【０００７】そのため、制御パルス発生器１４によりス
イッチング周波数の増加を制限した上で、変換器４へ制
御パルスＧｐｂが与えられる。図８は、パルスパターン
決定器１３の動作を説明する波形図である。尚、本発明
での説明および図中での記載は、１相分の信号波形、交
流系統波形を例として示す。また、図中、搬送波Ｖｃは
一例として三角波波形、及び電圧指令Ｖｔは正弦波状の
ものとする。
イッチング周波数の増加を制限した上で、変換器４へ制
御パルスＧｐｂが与えられる。図８は、パルスパターン
決定器１３の動作を説明する波形図である。尚、本発明
での説明および図中での記載は、１相分の信号波形、交
流系統波形を例として示す。また、図中、搬送波Ｖｃは
一例として三角波波形、及び電圧指令Ｖｔは正弦波状の
ものとする。
【０００８】ここでスイッチング素子４Ａの制御パルス
Ｇｐａについて見ると、電圧指令Ｖｔが搬送波Ｖｃより
も大きいときにＯＮとなり、電圧指令Ｖｔが搬送波Ｖｃ
よりも小さいときにＯＦＦとなる。
Ｇｐａについて見ると、電圧指令Ｖｔが搬送波Ｖｃより
も大きいときにＯＮとなり、電圧指令Ｖｔが搬送波Ｖｃ
よりも小さいときにＯＦＦとなる。
【０００９】また、スイッチング素子４Ａと対になるス
イッチング素子４Ｂの制御パルスＧｐａについて見る
と、電圧指令Ｖｔが搬送波Ｖｃよりも大きいときにＯＦ
Ｆとなり、電圧指令Ｖｔが搬送波Ｖｃよりも小さいとき
にＯＮとなる。このように、搬送波Ｖｃと電圧指令ｖｔ
を比較し制御パルスＧｐａを決定する方式は、三角波比
較ＰＷＭ方式として周知の事実である。
イッチング素子４Ｂの制御パルスＧｐａについて見る
と、電圧指令Ｖｔが搬送波Ｖｃよりも大きいときにＯＦ
Ｆとなり、電圧指令Ｖｔが搬送波Ｖｃよりも小さいとき
にＯＮとなる。このように、搬送波Ｖｃと電圧指令ｖｔ
を比較し制御パルスＧｐａを決定する方式は、三角波比
較ＰＷＭ方式として周知の事実である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図９は、図６、図７に
示す構成で、交流系統１で地絡事故等の故障Ｆｔが発生
した場合の波形図の一例である。交流系統１で故障Ｆｔ
が発生した場合、交流電圧Ｖｓや交流電流Ｉｓが急変す
る場合がある。変換器４は交流系統１の急変に追従し交
流電流Ｉｓを制御するため、電圧指令Ｖｔを急変させ最
適な出力電圧Ｖｉを出力する。
示す構成で、交流系統１で地絡事故等の故障Ｆｔが発生
した場合の波形図の一例である。交流系統１で故障Ｆｔ
が発生した場合、交流電圧Ｖｓや交流電流Ｉｓが急変す
る場合がある。変換器４は交流系統１の急変に追従し交
流電流Ｉｓを制御するため、電圧指令Ｖｔを急変させ最
適な出力電圧Ｖｉを出力する。
【００１１】この場合、電圧指令Ｖｔと搬送波Ｖｃとが
頻繁に交差し、スイッチング素子４Ａ〜４Ｆの制御パル
スＧｐａのスイッチング周波数が増加する期間が発生す
る。ここで、前記に示すよう制御パルス発生器１４でス
イッチング周波数が増加しないように制限した場合、例
えば、制御パルス発生器１４で搬送波Ｖｃと電圧指令Ｖ
ｔの比較出力のオン又はオフを搬送波Ｖｃの増加区間、
減少区間で１回に制限した場合は、制御パルスＧｐｂの
オン又はオフが搬送波Ｖｃの増加区間、減少区間におい
て１回に制限される。
頻繁に交差し、スイッチング素子４Ａ〜４Ｆの制御パル
スＧｐａのスイッチング周波数が増加する期間が発生す
る。ここで、前記に示すよう制御パルス発生器１４でス
イッチング周波数が増加しないように制限した場合、例
えば、制御パルス発生器１４で搬送波Ｖｃと電圧指令Ｖ
ｔの比較出力のオン又はオフを搬送波Ｖｃの増加区間、
減少区間で１回に制限した場合は、制御パルスＧｐｂの
オン又はオフが搬送波Ｖｃの増加区間、減少区間におい
て１回に制限される。
【００１２】そのため、電圧指令ｖｓの急変に対して最
適な制御パルスＧｐｂが出力されないため、交流電流ｌ
ｓを安定に制御することができず過電流を生じていた。
また、交流電流Ｉｓを安定に制御できず過電流が生じる
と、交流系統１に接続されている装置や、変換器４の損
傷を防ぐため変換器４を停止しなければない不都合が生
じていた。
適な制御パルスＧｐｂが出力されないため、交流電流ｌ
ｓを安定に制御することができず過電流を生じていた。
また、交流電流Ｉｓを安定に制御できず過電流が生じる
と、交流系統１に接続されている装置や、変換器４の損
傷を防ぐため変換器４を停止しなければない不都合が生
じていた。
【００１３】よって、本発明は上記の課題を解決するた
めに、交流系統の変動が生じても電圧型自励式変換器を
停止せず安定に電流を制御することができる電圧型自励
式変換器の制御装置を提供することを目的とする。
めに、交流系統の変動が生じても電圧型自励式変換器を
停止せず安定に電流を制御することができる電圧型自励
式変換器の制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る電圧型自励式変換器の制御
装置では、交流系統の擾乱検出手段の擾乱発生信号によ
り、パルスパタン決定手段から出力する制御パルスの単
位時間あたりのオンオフ回数の制限を制御することで、
変換器が電圧指令通りの電圧を出力することができ、交
流系統に擾乱が生じても交流電流の変動を制御して運転
を継続することができる。
に、本発明の請求項１に係る電圧型自励式変換器の制御
装置では、交流系統の擾乱検出手段の擾乱発生信号によ
り、パルスパタン決定手段から出力する制御パルスの単
位時間あたりのオンオフ回数の制限を制御することで、
変換器が電圧指令通りの電圧を出力することができ、交
流系統に擾乱が生じても交流電流の変動を制御して運転
を継続することができる。
【００１５】本発明の請求項２に係る電圧型自励式変換
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、電圧指令発生手段の出力の電圧指令の単
位時間あたりの変動を計測し、その変動の大きさが所定
値を越えたことを検出する電圧指令変動検出手段とす
る。そして、その検出信号によりパルスパタン決定手段
から出力する制御パルスの単位時間あたりのオンオフ回
数の制限を制御することで、変換器が電圧指令通りの電
圧を出力することができ、交流系統に擾乱が生じても交
流電流の変動を制御して運転を継続することができる。
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、電圧指令発生手段の出力の電圧指令の単
位時間あたりの変動を計測し、その変動の大きさが所定
値を越えたことを検出する電圧指令変動検出手段とす
る。そして、その検出信号によりパルスパタン決定手段
から出力する制御パルスの単位時間あたりのオンオフ回
数の制限を制御することで、変換器が電圧指令通りの電
圧を出力することができ、交流系統に擾乱が生じても交
流電流の変動を制御して運転を継続することができる。
【００１６】本発明の請求項３に係る電圧型自励式変換
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流系統の交流電流の単位時間あたりの
変動を計測し、その変動の大きさが所定値を越えたこと
を検出する電流変動検出手段とする。そして、その検出
信号によりパルスパタン決定手段から出力する制御パル
スの単位時間あたりのオンオフ回数の制限を制御するこ
とで、変換器が電圧指令通りの電圧を出力することがで
き、交流系統に擾乱が生じても交流電流の変動を制御し
て運転を継続することができる。
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流系統の交流電流の単位時間あたりの
変動を計測し、その変動の大きさが所定値を越えたこと
を検出する電流変動検出手段とする。そして、その検出
信号によりパルスパタン決定手段から出力する制御パル
スの単位時間あたりのオンオフ回数の制限を制御するこ
とで、変換器が電圧指令通りの電圧を出力することがで
き、交流系統に擾乱が生じても交流電流の変動を制御し
て運転を継続することができる。
【００１７】本発明の請求項４に係る電圧型自励式変換
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流系統の交流電圧の単位時間あたりの
変動を計測し、その変動の大きさが所定値を越えたこと
を検出する電圧変動検出手段とする。そして、その検出
信号によりパルスパタン決定手段から出力する制御パル
スの単位時間あたりのオンオフ回数の制限を制御するこ
とで、変換器が電圧指令通りの電圧を出力することがで
き、交流系統に擾乱が生じても交流電流の変動を制御し
て運転を継続することができる。
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流系統の交流電圧の単位時間あたりの
変動を計測し、その変動の大きさが所定値を越えたこと
を検出する電圧変動検出手段とする。そして、その検出
信号によりパルスパタン決定手段から出力する制御パル
スの単位時間あたりのオンオフ回数の制限を制御するこ
とで、変換器が電圧指令通りの電圧を出力することがで
き、交流系統に擾乱が生じても交流電流の変動を制御し
て運転を継続することができる。
【００１８】本発明の請求項５に係る電圧型自励式変換
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流端子とインピーダンス素子間の変換
器出力電流の単位時間あたりの変動を計測し、その変動
が所定値を越えたことを検出する電流変動検出手段とす
る。そして、その検出信号によりパルスパタン決定手段
から出力する制御パルスの単位時間あたりのオンオフ回
数の制限を制御することで、変換器が電圧指令通りの電
圧を出力することができ、交流系統に擾乱が生じても交
流電流の変動を制御して運転を継続することができる。
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流端子とインピーダンス素子間の変換
器出力電流の単位時間あたりの変動を計測し、その変動
が所定値を越えたことを検出する電流変動検出手段とす
る。そして、その検出信号によりパルスパタン決定手段
から出力する制御パルスの単位時間あたりのオンオフ回
数の制限を制御することで、変換器が電圧指令通りの電
圧を出力することができ、交流系統に擾乱が生じても交
流電流の変動を制御して運転を継続することができる。
【００１９】本発明の請求項６に係る電圧型自励式変換
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流系統の交流系統電流と予め設定され
た電流設定値との偏差を計測し、その偏差が所定値を越
えたことを検出する偏差検出手段とする。そして、その
検出信号によりパルスパタン決定手段から出力する制御
パルスの単位時間あたりのオンオフ回数の制限を制御す
ることで、変換器が電圧指令通りの電圧を出力すること
ができ、交流系統に擾乱が生じても交流電流の変動を制
御して運転を継続することができる。
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流系統の交流系統電流と予め設定され
た電流設定値との偏差を計測し、その偏差が所定値を越
えたことを検出する偏差検出手段とする。そして、その
検出信号によりパルスパタン決定手段から出力する制御
パルスの単位時間あたりのオンオフ回数の制限を制御す
ることで、変換器が電圧指令通りの電圧を出力すること
ができ、交流系統に擾乱が生じても交流電流の変動を制
御して運転を継続することができる。
【００２０】本発明の請求項７に係る電圧型自励式変換
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流系統の電圧位相を検出する電圧位相
検出手段を備え、電圧位相検出手段で検出した位相の単
位時間あたりの変動を計測し、その変動が所定値を越え
たことを検出する位相変動検出手段とする。そして、そ
の検出信号によりパルスパタン決定手段から出力する制
御パルスの単位時間あたりのオンオフ回数の制限を制御
することで、変換器が電圧指令通りの電圧を出力するこ
とができ、交流系統に擾乱が生じても交流電流の変動を
制御して運転を継続することができる。
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流系統の電圧位相を検出する電圧位相
検出手段を備え、電圧位相検出手段で検出した位相の単
位時間あたりの変動を計測し、その変動が所定値を越え
たことを検出する位相変動検出手段とする。そして、そ
の検出信号によりパルスパタン決定手段から出力する制
御パルスの単位時間あたりのオンオフ回数の制限を制御
することで、変換器が電圧指令通りの電圧を出力するこ
とができ、交流系統に擾乱が生じても交流電流の変動を
制御して運転を継続することができる。
【００２１】本発明の請求項８に係る電圧型自励式変換
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流系統の交流電圧歪みを検出する電圧
歪み検出手段を備え、前記電圧歪み検出手段で検出した
の電圧歪みが所定値を越えたことを検出する電圧歪み検
出手段とする。そして、その検出信号によりパルスパタ
ン決定手段から出力する制御パルスの単位時間あたりの
オンオフ回数の制限を制御することで、変換器が電圧指
令通りの電圧を出力することができ、交流系統に擾乱が
生じても交流電流の変動を制御して運転を継続すること
ができる。
器の制御装置では、請求項１に記載の交流系統の擾乱検
出手段として、交流系統の交流電圧歪みを検出する電圧
歪み検出手段を備え、前記電圧歪み検出手段で検出した
の電圧歪みが所定値を越えたことを検出する電圧歪み検
出手段とする。そして、その検出信号によりパルスパタ
ン決定手段から出力する制御パルスの単位時間あたりの
オンオフ回数の制限を制御することで、変換器が電圧指
令通りの電圧を出力することができ、交流系統に擾乱が
生じても交流電流の変動を制御して運転を継続すること
ができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態の構成図であり、図中、図７と同一要素について
は同一符号を付してその説明を省略する。
て図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態の構成図であり、図中、図７と同一要素について
は同一符号を付してその説明を省略する。
【００２３】図１において、図７と異なる点は、制御パ
ルス発生器１４の代わりに、交流系統１の擾乱を検出す
る擾乱検出器４０と、制御パルスＧｐａのオンオフの回
数をカウントするスイッチングカウント器４１と制御パ
ルスＧｐａのオンオフを制御するスイッチング制御器４
２とからなる制御パルス発生器４３を設けた点である。
ルス発生器１４の代わりに、交流系統１の擾乱を検出す
る擾乱検出器４０と、制御パルスＧｐａのオンオフの回
数をカウントするスイッチングカウント器４１と制御パ
ルスＧｐａのオンオフを制御するスイッチング制御器４
２とからなる制御パルス発生器４３を設けた点である。
【００２４】交流系統１で地絡事故等により故障が発生
すると、擾乱検出器４０は擾乱を検出し、擾乱検出信号
Ｖｆをスイッチング制限器４２に与える。スイッチング
カウント器４１は、例えば搬送波Ｖｃの増加区間、減少
区間にパルスパターン決定器１３から出力される制御パ
ルスＧｐａのオンオフの回数をカウントし、その回数を
スイッチング制御器４２に与える。
すると、擾乱検出器４０は擾乱を検出し、擾乱検出信号
Ｖｆをスイッチング制限器４２に与える。スイッチング
カウント器４１は、例えば搬送波Ｖｃの増加区間、減少
区間にパルスパターン決定器１３から出力される制御パ
ルスＧｐａのオンオフの回数をカウントし、その回数を
スイッチング制御器４２に与える。
【００２５】スイッチング制御器４２では、擾乱検出信
号Ｖｆが入力され、かつスイッチングカウント器４１で
カウントされたオンオフ回数が、予め設定された値より
小さい場合は、制御パルスＧｐａを制御パルスＧｐｂと
して変換器４に加える。擾乱検出信号Ｖｆがクリアされ
る、または、スイッチングカウント器４１でカウントさ
れたオンオフ回数が予め設定された値を越えた場合は、
スイッチング制御器４２にて、制御パルスＧｐａのオン
オフを制限して制御パルスＧｐｂとして変換器４に加え
る。
号Ｖｆが入力され、かつスイッチングカウント器４１で
カウントされたオンオフ回数が、予め設定された値より
小さい場合は、制御パルスＧｐａを制御パルスＧｐｂと
して変換器４に加える。擾乱検出信号Ｖｆがクリアされ
る、または、スイッチングカウント器４１でカウントさ
れたオンオフ回数が予め設定された値を越えた場合は、
スイッチング制御器４２にて、制御パルスＧｐａのオン
オフを制限して制御パルスＧｐｂとして変換器４に加え
る。
【００２６】これにより、擾乱が発生し電圧指令Ｖｔが
急変した場合でも、制御パルスＧｐｂのオンオフは制限
されることがないため、電圧指令Ｖｔに対し最適な変換
器４の出力電圧Ｖｉを得ることができ、交流電流Ｉｓを
安定に制御することができる。
急変した場合でも、制御パルスＧｐｂのオンオフは制限
されることがないため、電圧指令Ｖｔに対し最適な変換
器４の出力電圧Ｖｉを得ることができ、交流電流Ｉｓを
安定に制御することができる。
【００２７】図２は、交流系統１で地絡事故等の故障Ｆ
ｔが発生した場合の波形図である。図中、Ｖｆは擾乱検
出器４０の出力の擾乱検出信号Ｖｆである。図２では、
搬送波Ｖｃの増加区間、減少区間で２回までスイッチン
グができるようにスイッチング制御器４２で実施したも
ので、故障Ｆｔが発生中に、搬送波Ｖｃの増加区間でス
イッチングカウント器４１が２回となり、スイッチング
制御器４２で以降の増加区間でのスイッチングを制限し
ている。
ｔが発生した場合の波形図である。図中、Ｖｆは擾乱検
出器４０の出力の擾乱検出信号Ｖｆである。図２では、
搬送波Ｖｃの増加区間、減少区間で２回までスイッチン
グができるようにスイッチング制御器４２で実施したも
ので、故障Ｆｔが発生中に、搬送波Ｖｃの増加区間でス
イッチングカウント器４１が２回となり、スイッチング
制御器４２で以降の増加区間でのスイッチングを制限し
ている。
【００２８】以上のように、擾乱検出信号Ｖｆによりス
イッチング制限器４２でオンオフの制限を解除、又は任
意の制限回数まで解除にして、電圧指令Ｖｔに対して最
適な制御パルスＧｐｂを出力することで、交流系統１の
故障による擾乱が発生しても交流電流Ｉｓを安定に制御
することができる。
イッチング制限器４２でオンオフの制限を解除、又は任
意の制限回数まで解除にして、電圧指令Ｖｔに対して最
適な制御パルスＧｐｂを出力することで、交流系統１の
故障による擾乱が発生しても交流電流Ｉｓを安定に制御
することができる。
【００２９】従って、変換器４を停止することなく運転
を継続することができ、さらに、交流系統１に接続され
ている他の機器の損傷を防ぐことができる。次に、本発
明の第２の実施の形態について説明する。
を継続することができ、さらに、交流系統１に接続され
ている他の機器の損傷を防ぐことができる。次に、本発
明の第２の実施の形態について説明する。
【００３０】図３は、本発明の第２の実施の形態の構成
図であり、ここでは、図１と同一要素については同一符
号を付し、説明は省略する。図３において、図１と異な
る点は、擾乱検出器４０の代わりに、電圧指令発生手段
である電流制御器１１の出力の電圧指令１２の単位時間
あたりの変動の大きさを検出し、その変動が一定値を越
えたことを判断する電圧指令変動検出器４４を備えた点
である。
図であり、ここでは、図１と同一要素については同一符
号を付し、説明は省略する。図３において、図１と異な
る点は、擾乱検出器４０の代わりに、電圧指令発生手段
である電流制御器１１の出力の電圧指令１２の単位時間
あたりの変動の大きさを検出し、その変動が一定値を越
えたことを判断する電圧指令変動検出器４４を備えた点
である。
【００３１】電圧指令Ｖｔは、交流系統１で故障により
擾乱が発生すると、その擾乱に追従し電流Ｉｓを制御す
るため、急激に変動する場合がある。そこで本実施の形
態では、この電圧指令Ｖｔの変動を検出し、変動期間又
は変動を検出後一定時間は、制御パルスの制限を解除
し、電圧指令Ｖｔに対して変換器４から任意の出力電圧
Ｖｉが出力できるようにする。
擾乱が発生すると、その擾乱に追従し電流Ｉｓを制御す
るため、急激に変動する場合がある。そこで本実施の形
態では、この電圧指令Ｖｔの変動を検出し、変動期間又
は変動を検出後一定時間は、制御パルスの制限を解除
し、電圧指令Ｖｔに対して変換器４から任意の出力電圧
Ｖｉが出力できるようにする。
【００３２】図４は、電圧指令変動検出器の変動検出の
説明図である。電圧指令変動検出器４４は、電圧指令発
生器１１の出力の電圧指令Ｖｔを単位時間毎に計測す
る。この計測した単位時間毎のある時点での電圧指令を
Ｖｐ（ｎ）とし、その単位時間前に計測した電圧指令を
ｖｐ（ｎ一１）とする。単位時間をｔとした場合、電圧
指令の変動は、
説明図である。電圧指令変動検出器４４は、電圧指令発
生器１１の出力の電圧指令Ｖｔを単位時間毎に計測す
る。この計測した単位時間毎のある時点での電圧指令を
Ｖｐ（ｎ）とし、その単位時間前に計測した電圧指令を
ｖｐ（ｎ一１）とする。単位時間をｔとした場合、電圧
指令の変動は、
【００３３】
【数１】 となり、上記変動率が任意の設定値を越えた場合は、制
御パルス発生器４３に擾乱検出信号Ｖｆを入力する。
御パルス発生器４３に擾乱検出信号Ｖｆを入力する。
【００３４】また、ここでは、検出信号として電圧指令
Ｖｔを用いたが、電圧指令Ｖｔを微分した信号や、電圧
指令Ｖｔの急変により発生する高調波信号、または電圧
指令Ｖｔを３相から２軸に座標変換した信号を上記式
（１）にあてはめてもよい。尚、３相から２軸への座標
変換は、周知の演算方法として説明を省略する。
Ｖｔを用いたが、電圧指令Ｖｔを微分した信号や、電圧
指令Ｖｔの急変により発生する高調波信号、または電圧
指令Ｖｔを３相から２軸に座標変換した信号を上記式
（１）にあてはめてもよい。尚、３相から２軸への座標
変換は、周知の演算方法として説明を省略する。
【００３５】以上のように、交流系統１での故障により
擾乱が発生すると、電圧指令発生器１１の出力の電圧指
令Ｖｔが交流電流ｌｓを安定に制御するために急激に変
動するので、この電圧指令Ｖｔの変動を電圧指令変動検
出器４４で検出することにより、擾乱検出信号Ｖｆによ
りスイッチング制限器４２でオンオフの制限を解除、又
は任意の制限回数まで解除にして、電圧指令Ｖｔに対し
て最適な制御パルスＧｐｂを出力することで、交流系統
１の故障による擾乱が発生しても交流電流Ｉｓを安定に
制御することができる。従って、交流系統１に擾乱が生
じた場合が生じても、変換器４を停止することなく運転
を継続することができる。さらに、交流系統１に接続さ
れている他の機器の損傷を防ぐことができるほか、第１
の実施の形態に示す交流保護継電器のような外部の擾乱
検出器４０を省略することができる。
擾乱が発生すると、電圧指令発生器１１の出力の電圧指
令Ｖｔが交流電流ｌｓを安定に制御するために急激に変
動するので、この電圧指令Ｖｔの変動を電圧指令変動検
出器４４で検出することにより、擾乱検出信号Ｖｆによ
りスイッチング制限器４２でオンオフの制限を解除、又
は任意の制限回数まで解除にして、電圧指令Ｖｔに対し
て最適な制御パルスＧｐｂを出力することで、交流系統
１の故障による擾乱が発生しても交流電流Ｉｓを安定に
制御することができる。従って、交流系統１に擾乱が生
じた場合が生じても、変換器４を停止することなく運転
を継続することができる。さらに、交流系統１に接続さ
れている他の機器の損傷を防ぐことができるほか、第１
の実施の形態に示す交流保護継電器のような外部の擾乱
検出器４０を省略することができる。
【００３６】尚、詳細な説明は省略するが、第２の実施
の形態では電圧指令Ｖｔを入力とする電圧指令変動検出
器４４を用いて擾乱を検出したが、代わりに交流電流Ｉ
ｓを入力として、交流系統１の擾乱により発生する交流
電流Ｉｓの変動を検出する電流変動検出器を用いても同
様の効果を得ることができる。
の形態では電圧指令Ｖｔを入力とする電圧指令変動検出
器４４を用いて擾乱を検出したが、代わりに交流電流Ｉ
ｓを入力として、交流系統１の擾乱により発生する交流
電流Ｉｓの変動を検出する電流変動検出器を用いても同
様の効果を得ることができる。
【００３７】また、交流電圧Ｖｓを入力として、交流系
統１の擾乱により発生する交流電圧Ｖｓの変動を検出す
る電圧変動検出器を代わりに用いても同様の効果を得る
ことができる。
統１の擾乱により発生する交流電圧Ｖｓの変動を検出す
る電圧変動検出器を代わりに用いても同様の効果を得る
ことができる。
【００３８】更に、変換器４の交流端子とインピーダン
ス素子２間の直流巻線電流Ｉｄｓを入力として、交流系
統１の擾乱により発生する直流巻線電流Ｉｄｓの変動を
検出する直流巻線電流変動検出器を代わりに用いても同
様の効果を得ることができる。
ス素子２間の直流巻線電流Ｉｄｓを入力として、交流系
統１の擾乱により発生する直流巻線電流Ｉｄｓの変動を
検出する直流巻線電流変動検出器を代わりに用いても同
様の効果を得ることができる。
【００３９】また、変換器４が制御している交流電流Ｉ
ｓと制御する基準電流Ｉｓ＊との偏差を検出し、偏差が
任意の設定値を越えたことを検出する偏差検出器を用い
ても擾乱を検出することができる。
ｓと制御する基準電流Ｉｓ＊との偏差を検出し、偏差が
任意の設定値を越えたことを検出する偏差検出器を用い
ても擾乱を検出することができる。
【００４０】更に、交流系統１の交流電圧Ｖｓの位相の
変動を検出し、その変動が一定値を越えたことを判断す
る位相変動検出器４５を用いて擾乱を検出することがで
きる。図５に示すように、ＰＬＬ（電源位相検出）４７
等により交流電圧Ｖｓの位相Ｖａを検出する。位相変動
検出器４５では、ＰＬＬ４７の出力の位相Ｖａを単位時
間毎に計測し、上記式（１）と同様の方法で位相Ｖａの
変動を求める。そして、この変動が所定値を越えたこと
により、擾乱の発生を検出することができる。
変動を検出し、その変動が一定値を越えたことを判断す
る位相変動検出器４５を用いて擾乱を検出することがで
きる。図５に示すように、ＰＬＬ（電源位相検出）４７
等により交流電圧Ｖｓの位相Ｖａを検出する。位相変動
検出器４５では、ＰＬＬ４７の出力の位相Ｖａを単位時
間毎に計測し、上記式（１）と同様の方法で位相Ｖａの
変動を求める。そして、この変動が所定値を越えたこと
により、擾乱の発生を検出することができる。
【００４１】また、交流系統１の交流電圧Ｖｓの電圧歪
み率を検出し、歪み率が一定値を越えたことを判断する
電圧歪み検出器を用いて擾乱を検出することができる。
例えば、フィルタやＦＦＴ等により交流電圧Ｖｓに含有
する高調波成分を抽出し、この高調波成分の量が任意の
設定値を越えたことにより、擾乱の発生を検出すること
ができる。
み率を検出し、歪み率が一定値を越えたことを判断する
電圧歪み検出器を用いて擾乱を検出することができる。
例えば、フィルタやＦＦＴ等により交流電圧Ｖｓに含有
する高調波成分を抽出し、この高調波成分の量が任意の
設定値を越えたことにより、擾乱の発生を検出すること
ができる。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項１から請求項９に記載の電圧型自励式変換装置によ
れば、交流系統の異常による交流電流の急激な変動が生
じても、安定に電流を制御することができるため、機器
の損傷に至ることなく変換器を停止せず運転を継続する
ことができる。また、交流系統１に接続されている交流
機器の損傷を防ぐことができる。
求項１から請求項９に記載の電圧型自励式変換装置によ
れば、交流系統の異常による交流電流の急激な変動が生
じても、安定に電流を制御することができるため、機器
の損傷に至ることなく変換器を停止せず運転を継続する
ことができる。また、交流系統１に接続されている交流
機器の損傷を防ぐことができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図２】 図１に示した実施の形態の動作を説明するた
めの波形図。
めの波形図。
【図３】 本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図４】 電圧指令変動検出器の変動検出を説明するた
めの図。
めの図。
【図５】 位相変動検出による構成を示すブロック図。
【図６】 電圧型自励式変換装置を構成を示す回路図。
【図７】 制御装置を含めた電圧型自励式変換装置の構
成を示すブロック図。
成を示すブロック図。
【図８】 パルスパターン決定器の動作を説明する波形
図
図
【図９】 交流系統で地絡事故が発生したときの波形
図。
図。
１・・・交流系統 ２・・・インピーダンス素子 ３・・・電圧源 ４・・・変換器 １１・・・電圧指令発生器 １２・・・搬送波発生器 １３・・・パルスパターン決定器 １５・・・電圧検出器 １６・・・電流検出器 ４０・・・擾乱検出器 ４１・・・スイッチングカウント器 ４２・・・スイッチング制御器 ４３・・・制御パルス発生器 ４４・・・電圧変動検出器 ４５・・・位相変動検出器 ４７・・・ＰＬＬ
Claims (8)
- 【請求項１】 直流端子が電圧源に接続され交流端子が
交流系統に連系された電圧型自励式変換器と、前記電圧
型自励式変換器が出力する電圧指令を発生する電圧指令
発生手段と、前記電圧指令発生手段からの電圧指令に応
じて前記電圧型自励式変換器の制御パルスを決定するパ
ルスパタン決定手段とを備えた電圧型自励式変換器の制
御装置において、前記交流系統の擾乱を検出する擾乱検
出手段と、前記擾乱検出手段から出力される擾乱発生信
号により前記パルスパターン決定手段から出力する制御
パルスの単位時間あたりのオンオフ回数の制限を制御す
る手段を具備したことを特徴とする電圧型自励式変換器
の制御装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電圧型自励式変換器の
制御装置において、前記擾乱検出手段は、前記電圧指令
発生手段からの電圧指令の単位時間あたりの変動を計測
し、前記変動の大きさが所定値を越えたことを検出する
電圧指令変動検出手段としたことを特徴とする電圧型自
励式変換器の制御装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の電圧型自励式変換器の
制御装置において、前記擾乱検出手段は、前記交流系統
の電流の単位時間あたりの変動を計測し、前記変動の大
きさが所定値を越えたことを検出する電流変動検出手段
としたことを特徴とする電圧型自励式変換器の制御装
置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の電圧型自励式変換器の
制御装置において、前記擾乱検出手段は、前記交流系統
の電圧の単位時間あたりの変動を計測し、前記変動の大
きさが所定値を越えたことを検出する電圧変動検出手段
としたことを特徴とする電圧型自励式変換器の制御装
置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の電圧型自励式変換器の
制御装置において、前記擾乱検出手段は、前記交流端子
と前記インピーダンス素子間の電流の単位時間あたりの
変動を計測し、前記変動の大きさが所定値を越えたこと
を検出する電流変動検出手段としたことを特徴とする電
圧型自励式変換器の制御装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載の電圧型自励式変換器の
制御装置において、前記擾乱検出手段は、前記交流系統
の電流と予め設定された電流設定値との偏差を計測し、
前記偏差が所定値を越えたことを検出する偏差検出手段
としたことを特徴とする電圧型自励式変換器の制御装
置。 - 【請求項７】 請求項１に記載の電圧型自励式変換器の
制御装置において、前記擾乱検出手段は、前記交流系統
の電圧位相を検出する電圧位相検出手段を備え、前記電
圧位相検出手段で検出した位相の単位時間あたりの変動
を計測し、前記変動の大きさが所定値を越えたことを検
出する位相変動検出手段としたことを特徴とする電圧型
自励式変換器の制御装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載の電圧型自励式変換器の
制御装置において、前記擾乱検出手段は、前記交流系統
の電圧歪みを検出する電圧歪み検出手段を備え、前記電
圧歪み検出手段で検出したの電圧歪みが所定値を越えた
ことを検出する電圧歪み検出手段としたことを特徴とす
る電圧型自励式変換器の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10290264A JP2000125569A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 電圧型自励式変換器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10290264A JP2000125569A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 電圧型自励式変換器の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000125569A true JP2000125569A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17753897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10290264A Pending JP2000125569A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 電圧型自励式変換器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000125569A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007049900A (ja) * | 2006-11-27 | 2007-02-22 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | １パルス単相ブリッジ電圧形自励式変換器の制御装置 |
| WO2007135223A1 (en) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Verteco Ltd | Permanent magnet generator control |
-
1998
- 1998-10-13 JP JP10290264A patent/JP2000125569A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007135223A1 (en) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Verteco Ltd | Permanent magnet generator control |
| US8072190B2 (en) | 2006-05-22 | 2011-12-06 | The Switch High Power Converters Oy | Permanent magnet generator control |
| JP2007049900A (ja) * | 2006-11-27 | 2007-02-22 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | １パルス単相ブリッジ電圧形自励式変換器の制御装置 |
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