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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- JP2000125569A JP2000125569A JP10290264A JP29026498A JP2000125569A JP 2000125569 A JP2000125569 A JP 2000125569A JP 10290264 A JP10290264 A JP 10290264A JP 29026498 A JP29026498 A JP 29026498A JP 2000125569 A JP2000125569 A JP 2000125569A
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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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