JP2002369533A - Ｐｗｍコンバータ装置 - Google Patents
Ｐｗｍコンバータ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源のインピーダンスが大きい場合でも、入
力電流の増減によりＰＷＭコンバータの入力電圧の変動
が大きくならないようする。 【解決手段】 交流電圧を直流電圧に変換するコンバー
タの出力直流電圧を所定の直流電圧基準に一致させるた
めのｑ軸電流基準を生成し、コンバータの入力交流電流
に含まれるｑ軸電流成分をｑ軸電流基準に一致させるた
めのｑ軸電圧基準を演算し、コンバータの入力交流電流
に含まれるｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一
致させるためのｄ軸電圧基準を演算し、ｑ軸電圧基準お
よびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準を演算し
コンバータをＰＷＭ制御するＰＷＭコンバータ装置にお
いて、入力交流電流のｑ軸電流成分またはそれに対応す
るｑ軸電流基準に応じてｄ軸電流基準を補正する手段
（３６，３８）を設ける。
力電流の増減によりＰＷＭコンバータの入力電圧の変動
が大きくならないようする。 【解決手段】 交流電圧を直流電圧に変換するコンバー
タの出力直流電圧を所定の直流電圧基準に一致させるた
めのｑ軸電流基準を生成し、コンバータの入力交流電流
に含まれるｑ軸電流成分をｑ軸電流基準に一致させるた
めのｑ軸電圧基準を演算し、コンバータの入力交流電流
に含まれるｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一
致させるためのｄ軸電圧基準を演算し、ｑ軸電圧基準お
よびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準を演算し
コンバータをＰＷＭ制御するＰＷＭコンバータ装置にお
いて、入力交流電流のｑ軸電流成分またはそれに対応す
るｑ軸電流基準に応じてｄ軸電流基準を補正する手段
（３６，３８）を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＷＭコンバータ
装置、より詳細には、入力された交流電圧を直流電圧に
変換するコンバータの出力直流電圧を与えられた直流電
圧基準に一致させるためのｑ軸電流基準を生成する手段
と、コンバータの入力交流電流に含まれるｑ軸電流成分
をｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸電圧基準を演算
する手段と、コンバータの入力交流電流に含まれるｄ軸
電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一致させるための
ｄ軸電圧基準を演算する手段と、ｑ軸電圧基準およびｄ
軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準を演算しコンバ
ータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰＷＭコンバータ
装置に関する。
装置、より詳細には、入力された交流電圧を直流電圧に
変換するコンバータの出力直流電圧を与えられた直流電
圧基準に一致させるためのｑ軸電流基準を生成する手段
と、コンバータの入力交流電流に含まれるｑ軸電流成分
をｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸電圧基準を演算
する手段と、コンバータの入力交流電流に含まれるｄ軸
電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一致させるための
ｄ軸電圧基準を演算する手段と、ｑ軸電圧基準およびｄ
軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準を演算しコンバ
ータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰＷＭコンバータ
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、従来のＰＷＭコンバータ装置の
一構成例を示すものである。図７のＰＷＭコンバータ装
置は、商用交流電源１の交流電圧を、電源トランス２を
介して受電し、その受電電圧を、フィルタリアクトル
３、フィルタコンデンサ４、及びフィルタリアクトル５
からなる交流フィルタを介してコンバータ６に導いて直
流電圧に変換する。その直流電圧はさらに平滑コンデン
サ７を介してインバータ８に導かれ、そこで任意周波数
・任意電圧の交流電圧に再変換され、最終的に誘導電動
機９を可変速駆動する。なお、上述の電力の流れは力行
時のものであるが、電力回生時には、誘導電動機９の発
電電力をインバータ８から商用交流電源１側に向けて回
生することもできる。インバータ８はベクトル制御によ
り誘導電動機９を可変速駆動する。以上は、電力変換装
置の主回路である。
一構成例を示すものである。図７のＰＷＭコンバータ装
置は、商用交流電源１の交流電圧を、電源トランス２を
介して受電し、その受電電圧を、フィルタリアクトル
３、フィルタコンデンサ４、及びフィルタリアクトル５
からなる交流フィルタを介してコンバータ６に導いて直
流電圧に変換する。その直流電圧はさらに平滑コンデン
サ７を介してインバータ８に導かれ、そこで任意周波数
・任意電圧の交流電圧に再変換され、最終的に誘導電動
機９を可変速駆動する。なお、上述の電力の流れは力行
時のものであるが、電力回生時には、誘導電動機９の発
電電力をインバータ８から商用交流電源１側に向けて回
生することもできる。インバータ８はベクトル制御によ
り誘導電動機９を可変速駆動する。以上は、電力変換装
置の主回路である。
【０００３】図示のＰＷＭコンバータ装置では、平滑コ
ンデンサ７の両端から得られる直流電圧検出値１１と直
流電圧基準１０の差すなわち直流電圧偏差をゼロとする
ようにコンバータ６を制御し、誘導電動機９が所定の速
度で回転するようにインバータ８によりベクトル制御を
するのであるが、インバータ８の制御は本発明の要旨に
直接の関係を持っていないので、ここではインバータ８
の制御装置部分は省略し、コンバータ６の制御装置部分
のみを示している。
ンデンサ７の両端から得られる直流電圧検出値１１と直
流電圧基準１０の差すなわち直流電圧偏差をゼロとする
ようにコンバータ６を制御し、誘導電動機９が所定の速
度で回転するようにインバータ８によりベクトル制御を
するのであるが、インバータ８の制御は本発明の要旨に
直接の関係を持っていないので、ここではインバータ８
の制御装置部分は省略し、コンバータ６の制御装置部分
のみを示している。
【０００４】図示の制御装置では直流電圧検出値１１を
電圧制御演算器１２に導入すると共に、コンバータ６の
交流側３相入力電流を電流検出器３０で検出し、その検
出値すなわち３相電流検出値１４を座標変換器１５に導
く。他方、電圧制御演算器１２は直流電圧検出値１１を
直流電圧基準１０と比較し、両者の差として得られる直
流電圧偏差をゼロとするためのｑ軸電流基準１３を演算
し、ｑ軸電流制御演算器１８に第１の入力量として送出
する。座標変換器１５は３相電流検出値１４に基づいて
入力３相電流をｑ軸電流成分１６とｄ軸電流成分１７と
に分解し、ｑ軸電流成分１６をｑ軸電流制御演算器１８
に第２の入力量として送出し、ｄ軸電流成分１７をｄ軸
電流制御演算器２１に第１の入力量として送出する。ｑ
軸電流制御演算器１８は入力されたｑ軸電流成分１６と
ｑ軸電流基準１３を比較し、両者の差をゼロにするため
のｑ軸電圧基準１９を演算し、座標変換器２４に第１の
入力量として送出する。同様にｄ軸電流制御演算器２１
はｄ軸電流成分１７とｄ軸電流基準２０を比較し、両者
の差をゼロにするためのｄ軸電圧基準２２を演算し、座
標変換器２４に第２の入力量として送出する。座標変換
器２４は入力されたｑ軸電圧基準１９およびｄ軸電圧基
準２２、並びに入力電圧位相信号２３に基づいて、３相
電圧基準２５を生成し、さらにＰＷＭ制御器２６を介し
てコンバータ６の各アームのスイッチング素子に対する
ゲートパルス２７を生成し、それにより各スイッチング
素子をオン・オフ制御する。
電圧制御演算器１２に導入すると共に、コンバータ６の
交流側３相入力電流を電流検出器３０で検出し、その検
出値すなわち３相電流検出値１４を座標変換器１５に導
く。他方、電圧制御演算器１２は直流電圧検出値１１を
直流電圧基準１０と比較し、両者の差として得られる直
流電圧偏差をゼロとするためのｑ軸電流基準１３を演算
し、ｑ軸電流制御演算器１８に第１の入力量として送出
する。座標変換器１５は３相電流検出値１４に基づいて
入力３相電流をｑ軸電流成分１６とｄ軸電流成分１７と
に分解し、ｑ軸電流成分１６をｑ軸電流制御演算器１８
に第２の入力量として送出し、ｄ軸電流成分１７をｄ軸
電流制御演算器２１に第１の入力量として送出する。ｑ
軸電流制御演算器１８は入力されたｑ軸電流成分１６と
ｑ軸電流基準１３を比較し、両者の差をゼロにするため
のｑ軸電圧基準１９を演算し、座標変換器２４に第１の
入力量として送出する。同様にｄ軸電流制御演算器２１
はｄ軸電流成分１７とｄ軸電流基準２０を比較し、両者
の差をゼロにするためのｄ軸電圧基準２２を演算し、座
標変換器２４に第２の入力量として送出する。座標変換
器２４は入力されたｑ軸電圧基準１９およびｄ軸電圧基
準２２、並びに入力電圧位相信号２３に基づいて、３相
電圧基準２５を生成し、さらにＰＷＭ制御器２６を介し
てコンバータ６の各アームのスイッチング素子に対する
ゲートパルス２７を生成し、それにより各スイッチング
素子をオン・オフ制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図７を参照して説明し
た従来のＰＷＭコンバータ装置では、商用交流電源１と
コンバータ６の間に存在するインピーダンスすなわち電
源インピーダンスが大きい場合、その電源インピーダン
スとＰＷＭコンバータの入力電流による電圧降下によ
り、例えばフィルタ３〜５の入力端で見た入力電圧３１
が電流によって大きく変動するという問題があった。
た従来のＰＷＭコンバータ装置では、商用交流電源１と
コンバータ６の間に存在するインピーダンスすなわち電
源インピーダンスが大きい場合、その電源インピーダン
スとＰＷＭコンバータの入力電流による電圧降下によ
り、例えばフィルタ３〜５の入力端で見た入力電圧３１
が電流によって大きく変動するという問題があった。
【０００６】従って本発明は、電源インピーダンスが大
きい場合でも、ＰＷＭコンバータの入力電流の増減によ
りＰＷＭコンバータの入力電圧の変動が大きくなること
のないようにしたＰＷＭコンバータ装置を提供すること
を目的とする。
きい場合でも、ＰＷＭコンバータの入力電流の増減によ
りＰＷＭコンバータの入力電圧の変動が大きくなること
のないようにしたＰＷＭコンバータ装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、入力された交流電圧を直流
電圧に変換するコンバータの出力直流電圧を与えられた
直流電圧基準に一致させるためのｑ軸電流基準を生成す
る手段と、コンバータの入力交流電流に含まれるｑ軸電
流成分をｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸電圧基準
を演算する手段と、コンバータの入力交流電流に含まれ
るｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一致させる
ためのｄ軸電圧基準を演算する手段と、ｑ軸電圧基準お
よびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準を演算し
コンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰＷＭコン
バータ装置において、入力交流電流のｑ軸電流成分また
はそれに対応するｑ軸電流基準に応じてｄ軸電流基準を
補正する手段を設けたことを特徴とする。この発明によ
れば、入力交流電流のｑ軸電流成分またはそれに対応す
るｑ軸電流基準に応じてｄ軸電流基準を補正することに
より、電源インピーダンスが大きい場合であっても、電
源インピーダンスと入力電流によるコンバータの入力電
圧の変動を抑制することができる。
に、請求項１に係る発明は、入力された交流電圧を直流
電圧に変換するコンバータの出力直流電圧を与えられた
直流電圧基準に一致させるためのｑ軸電流基準を生成す
る手段と、コンバータの入力交流電流に含まれるｑ軸電
流成分をｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸電圧基準
を演算する手段と、コンバータの入力交流電流に含まれ
るｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一致させる
ためのｄ軸電圧基準を演算する手段と、ｑ軸電圧基準お
よびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準を演算し
コンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰＷＭコン
バータ装置において、入力交流電流のｑ軸電流成分また
はそれに対応するｑ軸電流基準に応じてｄ軸電流基準を
補正する手段を設けたことを特徴とする。この発明によ
れば、入力交流電流のｑ軸電流成分またはそれに対応す
るｑ軸電流基準に応じてｄ軸電流基準を補正することに
より、電源インピーダンスが大きい場合であっても、電
源インピーダンスと入力電流によるコンバータの入力電
圧の変動を抑制することができる。
【０００８】請求項２に係る発明は、入力された交流電
圧を直流電圧に変換するコンバータの出力直流電圧を与
えられた直流電圧基準に一致させるためのｑ軸電流基準
を生成する手段と、コンバータの入力交流電流に含まれ
るｑ軸電流成分をｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸
電圧基準を演算する手段と、コンバータの入力交流電流
に含まれるｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一
致させるためのｄ軸電圧基準を演算する手段と、ｑ軸電
圧基準およびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準
を演算しコンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰ
ＷＭコンバータ装置において、コンバータの交流電力を
供給する交流系統の系統電流のｑ軸電流成分に応じてｄ
軸電流基準を補正する手段を設けたことを特徴とする。
この発明によっても、請求項１に係る発明と同様の作用
・効果を奏することができる。
圧を直流電圧に変換するコンバータの出力直流電圧を与
えられた直流電圧基準に一致させるためのｑ軸電流基準
を生成する手段と、コンバータの入力交流電流に含まれ
るｑ軸電流成分をｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸
電圧基準を演算する手段と、コンバータの入力交流電流
に含まれるｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一
致させるためのｄ軸電圧基準を演算する手段と、ｑ軸電
圧基準およびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準
を演算しコンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰ
ＷＭコンバータ装置において、コンバータの交流電力を
供給する交流系統の系統電流のｑ軸電流成分に応じてｄ
軸電流基準を補正する手段を設けたことを特徴とする。
この発明によっても、請求項１に係る発明と同様の作用
・効果を奏することができる。
【０００９】請求項３に係る発明は、入力された交流電
圧を直流電圧に変換するコンバータの出力直流電圧を与
えられた直流電圧基準に一致させるためのｑ軸電流基準
を生成する手段と、コンバータの入力交流電流に含まれ
るｑ軸電流成分をｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸
電圧基準を演算する手段と、コンバータの入力交流電流
に含まれるｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一
致させるためのｄ軸電圧基準を演算する手段と、ｑ軸電
圧基準およびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準
を演算しコンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰ
ＷＭコンバータ装置において、コンバータの交流電力を
供給する交流系統の系統力率の逆数に応じてｄ軸電流基
準を補正する手段を設けたことを特徴とする。この発明
によっても、請求項１に係る発明と同様の作用・効果を
奏することができる。
圧を直流電圧に変換するコンバータの出力直流電圧を与
えられた直流電圧基準に一致させるためのｑ軸電流基準
を生成する手段と、コンバータの入力交流電流に含まれ
るｑ軸電流成分をｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸
電圧基準を演算する手段と、コンバータの入力交流電流
に含まれるｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一
致させるためのｄ軸電圧基準を演算する手段と、ｑ軸電
圧基準およびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準
を演算しコンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰ
ＷＭコンバータ装置において、コンバータの交流電力を
供給する交流系統の系統力率の逆数に応じてｄ軸電流基
準を補正する手段を設けたことを特徴とする。この発明
によっても、請求項１に係る発明と同様の作用・効果を
奏することができる。
【００１０】請求項４に係る発明は、入力された交流電
圧を直流電圧に変換するコンバータの出力直流電圧を与
えられた直流電圧基準に一致させるためのｑ軸電流基準
を生成する手段と、コンバータの入力交流電流に含まれ
るｑ軸電流成分をｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸
電圧基準を演算する手段と、コンバータの入力交流電流
に含まれるｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一
致させるためのｄ軸電圧基準を演算する手段と、ｑ軸電
圧基準およびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準
を演算しコンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰ
ＷＭコンバータ装置において、ｑ軸電圧基準およびｄ軸
電圧基準に基づいて１次電圧基準を演算する手段と、１
次電圧基準とそれに対応する１次電圧目標値の差に応じ
た補正量を演算する手段と、ｄ軸電流基準を補正量によ
って補正する手段とを設けたことを特徴とする。この発
明によれば、コンバータの１次電圧基準とそれに対する
目標値との差に応じてｄ軸電流基準を増減し、電源イン
ピーダンスと入力電流によるコンバータの入力電圧の変
動を抑制することができる。
圧を直流電圧に変換するコンバータの出力直流電圧を与
えられた直流電圧基準に一致させるためのｑ軸電流基準
を生成する手段と、コンバータの入力交流電流に含まれ
るｑ軸電流成分をｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸
電圧基準を演算する手段と、コンバータの入力交流電流
に含まれるｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一
致させるためのｄ軸電圧基準を演算する手段と、ｑ軸電
圧基準およびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準
を演算しコンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰ
ＷＭコンバータ装置において、ｑ軸電圧基準およびｄ軸
電圧基準に基づいて１次電圧基準を演算する手段と、１
次電圧基準とそれに対応する１次電圧目標値の差に応じ
た補正量を演算する手段と、ｄ軸電流基準を補正量によ
って補正する手段とを設けたことを特徴とする。この発
明によれば、コンバータの１次電圧基準とそれに対する
目標値との差に応じてｄ軸電流基準を増減し、電源イン
ピーダンスと入力電流によるコンバータの入力電圧の変
動を抑制することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】＜第１の実施の形態＞（請求項１
対応） 図１は請求項１に係る発明のＰＷＭコンバータ装置の一
例を示すブロック図である。図１の装置において図７の
装置と同一符号の回路要素は同一機能の回路要素を示し
ている。図１の装置は、図７の装置に対し、乗算器３７
および加算器３８を追加したものである。乗算器３７
は、座標変換器１５によって求められたｑ軸電流成分１
６を第１の入力として、これに第２の入力として、電源
インピーダンス相当の係数３６、例えば電源リアクタン
スＬ相当の係数を入力し、両入力の積を求めて、ｄ軸電
流基準２０に対する補正量として出力する。加算器３８
はｄ軸電流制御演算器２１のｄ軸電流基準２０の入力端
に設けられており、その第１の入力端にはｄ軸電流基準
２０が入力され、第２の入力端には乗算器３７によって
得られたｄ軸電流基準補正量が入力される。
対応） 図１は請求項１に係る発明のＰＷＭコンバータ装置の一
例を示すブロック図である。図１の装置において図７の
装置と同一符号の回路要素は同一機能の回路要素を示し
ている。図１の装置は、図７の装置に対し、乗算器３７
および加算器３８を追加したものである。乗算器３７
は、座標変換器１５によって求められたｑ軸電流成分１
６を第１の入力として、これに第２の入力として、電源
インピーダンス相当の係数３６、例えば電源リアクタン
スＬ相当の係数を入力し、両入力の積を求めて、ｄ軸電
流基準２０に対する補正量として出力する。加算器３８
はｄ軸電流制御演算器２１のｄ軸電流基準２０の入力端
に設けられており、その第１の入力端にはｄ軸電流基準
２０が入力され、第２の入力端には乗算器３７によって
得られたｄ軸電流基準補正量が入力される。
【００１２】上記のように構成されたＰＷＭコンバータ
装置においては、負荷電流が増加してｑ軸電流成分１６
が増加した場合、乗算器３７および加算器３８を介して
ｄ軸電流基準２０をｑ軸電流成分１６に応じて増加さ
せ、コンバータ入力電圧３２が電源インピーダンスおよ
び入力電流に応じて生ずる電圧降下により変動するとい
う事態を抑制することができる。
装置においては、負荷電流が増加してｑ軸電流成分１６
が増加した場合、乗算器３７および加算器３８を介して
ｄ軸電流基準２０をｑ軸電流成分１６に応じて増加さ
せ、コンバータ入力電圧３２が電源インピーダンスおよ
び入力電流に応じて生ずる電圧降下により変動するとい
う事態を抑制することができる。
【００１３】図２のベクトル図を参照して上記の作用を
さらに説明する。ベクトルは文字符号の上にドット
（・）を付けて表す慣例があるが、この明細書では簡単
のためドットを省略して表す。通常、力率を１にするよ
うに制御しているため、コンバータ装置への入力電圧Ｖ
ｓはｑ軸上にある。このときＰＷＭコンバータ装置の力
行電流が増加すると、商用交流電源１の電圧Ｖｐと交流
フィルタ入力端の電圧Ｖｓの関係は、トランス２の電圧
降下をωＬ・Ｉｑとする（ただし、Ｌはトランス２のリ
アクタンス、Ｉｑは入力電流のｑ軸電流成分であるとす
る）と、図２のように表される。このとき、ｄ軸に進み
電流（＋電流）−Ｉｄを流せば、このｄ軸電流による電
圧降下ωＬ・（−Ｉｄ）により、電圧Ｖｓは電圧Ｖｓ′
と上昇し、コンバータ入力電圧Ｖｓを上昇させることが
できる。このようにしてｑ軸電流成分Ｉｑの増加に応じ
てｄ軸電流成分Ｉｄを増加することにより、入力電流に
よるインピーダンス電圧降下分を補償し、電源トランス
２に代表される電源インピーダンスと入力電流による電
圧降下に基づく入力電圧Ｖｓの変動を抑制することがで
きる。
さらに説明する。ベクトルは文字符号の上にドット
（・）を付けて表す慣例があるが、この明細書では簡単
のためドットを省略して表す。通常、力率を１にするよ
うに制御しているため、コンバータ装置への入力電圧Ｖ
ｓはｑ軸上にある。このときＰＷＭコンバータ装置の力
行電流が増加すると、商用交流電源１の電圧Ｖｐと交流
フィルタ入力端の電圧Ｖｓの関係は、トランス２の電圧
降下をωＬ・Ｉｑとする（ただし、Ｌはトランス２のリ
アクタンス、Ｉｑは入力電流のｑ軸電流成分であるとす
る）と、図２のように表される。このとき、ｄ軸に進み
電流（＋電流）−Ｉｄを流せば、このｄ軸電流による電
圧降下ωＬ・（−Ｉｄ）により、電圧Ｖｓは電圧Ｖｓ′
と上昇し、コンバータ入力電圧Ｖｓを上昇させることが
できる。このようにしてｑ軸電流成分Ｉｑの増加に応じ
てｄ軸電流成分Ｉｄを増加することにより、入力電流に
よるインピーダンス電圧降下分を補償し、電源トランス
２に代表される電源インピーダンスと入力電流による電
圧降下に基づく入力電圧Ｖｓの変動を抑制することがで
きる。
【００１４】なお、入力電流の増加に伴い入力電圧の低
下を生ずる場合、それに対応して直流出力電圧も低下
し、直流電圧偏差に応じて生成されるｑ軸電流基準１３
も大きくなる。そこで、図１に破線で示すように、ｑ軸
電流成分１６の代わりにｑ軸電流基準１３を用いても、
ｑ軸電流成分１６の場合と同様の作用・効果を奏するこ
とができる。
下を生ずる場合、それに対応して直流出力電圧も低下
し、直流電圧偏差に応じて生成されるｑ軸電流基準１３
も大きくなる。そこで、図１に破線で示すように、ｑ軸
電流成分１６の代わりにｑ軸電流基準１３を用いても、
ｑ軸電流成分１６の場合と同様の作用・効果を奏するこ
とができる。
【００１５】＜第２の実施の形態＞（請求項２対応） 図３は請求項１に係る発明のＰＷＭコンバータ装置の他
の実施形態を示すブロック図である。図３において図１
と同一の符号は同一機能要素を示す。
の実施形態を示すブロック図である。図３において図１
と同一の符号は同一機能要素を示す。
【００１６】ここでは、乗算器３７の第１の入力量とし
て、電源トランス２の入力側に設けられた電流検出器３
３によって系統電流検出値４４を得て、これをｑ軸電流
演算器３４に導入し、ここでｑ軸電流成分３５を演算す
る。このｑ軸電流成分３５を、図１（第１の実施の形
態）におけるｑ軸電流成分１６の代わりに、乗算器３７
の第１の入力端に導くようにしている。この実施の形態
においても、第１の実施の形態の場合と同様の作用・効
果を奏することができる。この場合は、電源トランス２
の入力側に接続された外部負荷４６の消費電流による電
圧降下をも含めて補正することができる。
て、電源トランス２の入力側に設けられた電流検出器３
３によって系統電流検出値４４を得て、これをｑ軸電流
演算器３４に導入し、ここでｑ軸電流成分３５を演算す
る。このｑ軸電流成分３５を、図１（第１の実施の形
態）におけるｑ軸電流成分１６の代わりに、乗算器３７
の第１の入力端に導くようにしている。この実施の形態
においても、第１の実施の形態の場合と同様の作用・効
果を奏することができる。この場合は、電源トランス２
の入力側に接続された外部負荷４６の消費電流による電
圧降下をも含めて補正することができる。
【００１７】＜第３の実施の形態＞（請求項３対応） 図４は請求項１に係る発明のＰＷＭコンバータ装置のさ
らに他の実施形態を示すブロック図である。図４におい
て図３と同一の符号は同一機能要素を示す。
らに他の実施形態を示すブロック図である。図４におい
て図３と同一の符号は同一機能要素を示す。
【００１８】ここでは、電源トランス２の入力側に設け
られた電流検出器３３によって系統電流検出値４４を、
また電圧検出器２８によって系統電圧検出値２９を得
て、これらの検出値を逆力率演算器４７に導入し、両入
力値に基づいて系統力率の逆数４５を求め、それを乗算
器３７に第１の入力量として入力する。乗算器３７では
逆数４５に適当な係数４８を乗じてその積を加算器３８
に第２の入力量として入力する。
られた電流検出器３３によって系統電流検出値４４を、
また電圧検出器２８によって系統電圧検出値２９を得
て、これらの検出値を逆力率演算器４７に導入し、両入
力値に基づいて系統力率の逆数４５を求め、それを乗算
器３７に第１の入力量として入力する。乗算器３７では
逆数４５に適当な係数４８を乗じてその積を加算器３８
に第２の入力量として入力する。
【００１９】この実施形態によれば、負荷の増大に伴っ
て系統力率が低下する場合、コンバータ６の入力端電圧
を力率低下量に応じて補正することができる。
て系統力率が低下する場合、コンバータ６の入力端電圧
を力率低下量に応じて補正することができる。
【００２０】＜第４の実施の形態＞（請求項４対応） 図５は請求項４に係る発明のＰＷＭコンバータ装置を示
すブロック図である。図５において図１と同一の符号は
同一機能要素を示す。この実施形態は、図１の装置にお
ける乗算器３７の代わりに、１次電圧基準演算器３９お
よび比較演算器４２を設けたものである。１次電圧基準
演算器３９は、ｑ軸電流制御演算器１８によって求めら
れたｑ軸電圧基準１９、およびｄ軸電流制御演算器２１
によって求められたｄ軸電圧基準２２を入力し、各入力
要素の２乗の和の平方根を計算することにより１次電圧
基準４１を求めて、比較演算器４１に第１の入力信号と
して入力する。比較演算器４１には第２の入力信号とし
て電圧目標値４０が入力される。比較演算器４１は１次
電圧基準４１を電圧目標値４０と比較し、１次電圧基準
４１が電圧目標値４０より低いときはその偏差に応じた
正の補正量を出力し、また１次電圧基準４１が１次電圧
目標値４０以上であるときはその偏差に応じた負の補正
量を出力し、それぞれ加算器３８へ送出する。加算器３
８は、ｄ軸電流基準２０に比較演算器４１の出力補正量
を代数的に加算し、その和を補正されたｄ軸電流基準と
してｄ軸電流制御演算器２１に入力する。
すブロック図である。図５において図１と同一の符号は
同一機能要素を示す。この実施形態は、図１の装置にお
ける乗算器３７の代わりに、１次電圧基準演算器３９お
よび比較演算器４２を設けたものである。１次電圧基準
演算器３９は、ｑ軸電流制御演算器１８によって求めら
れたｑ軸電圧基準１９、およびｄ軸電流制御演算器２１
によって求められたｄ軸電圧基準２２を入力し、各入力
要素の２乗の和の平方根を計算することにより１次電圧
基準４１を求めて、比較演算器４１に第１の入力信号と
して入力する。比較演算器４１には第２の入力信号とし
て電圧目標値４０が入力される。比較演算器４１は１次
電圧基準４１を電圧目標値４０と比較し、１次電圧基準
４１が電圧目標値４０より低いときはその偏差に応じた
正の補正量を出力し、また１次電圧基準４１が１次電圧
目標値４０以上であるときはその偏差に応じた負の補正
量を出力し、それぞれ加算器３８へ送出する。加算器３
８は、ｄ軸電流基準２０に比較演算器４１の出力補正量
を代数的に加算し、その和を補正されたｄ軸電流基準と
してｄ軸電流制御演算器２１に入力する。
【００２１】この実施形態によれば、１次電圧基準４１
が１次電圧基準の目標値４０より大きい場合は正符号信
号を出力してｄ軸電流基準を増加させ、また１次電圧基
準４１が１次電圧目標値４０より小さい場合は、ｄ軸電
流基準を減少させる。これにより、コンバータの入力電
圧３４の変動を抑制するように制御する。
が１次電圧基準の目標値４０より大きい場合は正符号信
号を出力してｄ軸電流基準を増加させ、また１次電圧基
準４１が１次電圧目標値４０より小さい場合は、ｄ軸電
流基準を減少させる。これにより、コンバータの入力電
圧３４の変動を抑制するように制御する。
【００２２】図６は上記の作用を説明するためのベクト
ル図である。コンバータの入力電圧Ｖｓが高い場合、ｄ
軸に遅れ電流（＋電流）を流すことにより、Ｖｓ−ωＬ
・ｉｄにより、入力電圧を下げる。又、入力電圧Ｖｓが
低い場合、ｄ軸に進み電流（−電流）を流すことによ
り、−ωＬ・ｉｄの電圧が電圧Ｖｓを上げる方向に発生
するため、Ｖｓ−（−ωＬ・ｉｄ）＝Ｖｓ＋ωＬ・ｉｄ
により、入力電圧を上げることができる。
ル図である。コンバータの入力電圧Ｖｓが高い場合、ｄ
軸に遅れ電流（＋電流）を流すことにより、Ｖｓ−ωＬ
・ｉｄにより、入力電圧を下げる。又、入力電圧Ｖｓが
低い場合、ｄ軸に進み電流（−電流）を流すことによ
り、−ωＬ・ｉｄの電圧が電圧Ｖｓを上げる方向に発生
するため、Ｖｓ−（−ωＬ・ｉｄ）＝Ｖｓ＋ωＬ・ｉｄ
により、入力電圧を上げることができる。
【００２３】かくして、本実施の形態によれば、ＰＷＭ
コンバータ装置の電流制御の出力に基づいて生成される
１次電圧基準４１の大きさに応じてｄ軸電流基準２０を
増減することによりｄ軸電流を増減し、ＰＷＭコンバー
タの入力電圧の変動を抑制するように制御できるため、
電源インピーダンスが大きい場合でも電源インピーダン
スと入力電流による入力電圧の変動を抑制することがで
きる。
コンバータ装置の電流制御の出力に基づいて生成される
１次電圧基準４１の大きさに応じてｄ軸電流基準２０を
増減することによりｄ軸電流を増減し、ＰＷＭコンバー
タの入力電圧の変動を抑制するように制御できるため、
電源インピーダンスが大きい場合でも電源インピーダン
スと入力電流による入力電圧の変動を抑制することがで
きる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、コンバータ入力端の電
圧低下の原因となる物理量またはコンバータ入力端の電
圧低下の結果生ずる物理量に応じてコンバータのｄ軸電
流基準を補正することにより、電源インピーダンスが大
きい場合でも、電源インピーダンスと入力電流によるコ
ンバータの入力電圧の変動を抑制することができる。
圧低下の原因となる物理量またはコンバータ入力端の電
圧低下の結果生ずる物理量に応じてコンバータのｄ軸電
流基準を補正することにより、電源インピーダンスが大
きい場合でも、電源インピーダンスと入力電流によるコ
ンバータの入力電圧の変動を抑制することができる。
【図１】本発明によるＰＷＭコンバータ装置の第１の実
施の形態を示すブロック図。
施の形態を示すブロック図。
【図２】図１のＰＷＭコンバータ装置の動作を説明する
ためのベクトル図。
ためのベクトル図。
【図３】本発明によるＰＷＭコンバータ装置の第２の実
施の形態を示すブロック図。
施の形態を示すブロック図。
【図４】本発明によるＰＷＭコンバータ装置の第３の実
施の形態を示すブロック図。
施の形態を示すブロック図。
【図５】本発明によるＰＷＭコンバータ装置の第４の実
施の形態を示すブロック図。
施の形態を示すブロック図。
【図６】図５のＰＷＭコンバータ装置の動作を説明する
ためのベクトル図。
ためのベクトル図。
【図７】従来のＰＷＭコンバータ装置のブロック図。
１ 商用交流電源 ２ 電源トランス ３ フィルタリアクトル ４ フィルタコンデンサ ５ フィルタリアクトル ６ コンバータ ７ 平滑コンデンサ ８ インバータ ９ 誘導電動機 １０ 直流電圧基準 １１ 直流電圧検出値 １２ 電圧制御演算器 １３ ｑ軸電流基準 １４ ３相電流検出値 １５ 座標変換器 １６ ｑ軸電流成分 １７ ｄ軸電流成分 １８ ｑ軸電流制御演算器 １９ ｑ軸電圧基準 ２０ ｄ軸電流基準 ２１ ｄ軸電流制御演算器 ２２ ｄ軸電圧基準 ２３ 入力電圧位相信号 ２４ 座標変換器 ２５ ３相電圧基準 ２６ ＰＷＭ制御器 ２７ ゲートパルス ３０ 電流検出器 ３２ コンバータ入力電圧 ３３ 電流検出器 ３４ ｑ軸電流演算器 ３５ ｑ軸電流成分 ３６ 係数 ３７ 乗算器 ３８ 加算器 ３９ １次電圧基準演算器 ４０ １次電圧目標値 ４１ １次電圧基準 ４２ 比較演算器 ４３ 加算器 ４４ 系統電流検出値 ４５ 系統力率の逆数 ４６ 外部負荷 ４７ 逆力率演算器 ４８ 係数
Claims (4)
- 【請求項１】入力された交流電圧を直流電圧に変換する
コンバータの出力直流電圧を与えられた直流電圧基準に
一致させるためのｑ軸電流基準を生成する手段と、前記
コンバータの入力交流電流に含まれるｑ軸電流成分を前
記ｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸電圧基準を演算
する手段と、前記コンバータの入力交流電流に含まれる
ｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一致させるた
めのｄ軸電圧基準を演算する手段と、前記ｑ軸電圧基準
およびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準を演算
し前記コンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰＷ
Ｍコンバータ装置において、前記入力交流電流のｑ軸電
流成分またはそれに対応するｑ軸電流基準に応じて前記
ｄ軸電流基準を補正する手段を設けたことを特徴とする
ＰＷＭコンバータ装置。 - 【請求項２】入力された交流電圧を直流電圧に変換する
コンバータの出力直流電圧を与えられた直流電圧基準に
一致させるためのｑ軸電流基準を生成する手段と、前記
コンバータの入力交流電流に含まれるｑ軸電流成分を前
記ｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸電圧基準を演算
する手段と、前記コンバータの入力交流電流に含まれる
ｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一致させるた
めのｄ軸電圧基準を演算する手段と、前記ｑ軸電圧基準
およびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準を演算
し前記コンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰＷ
Ｍコンバータ装置において、前記コンバータの交流電力
を供給する交流系統の系統電流のｑ軸電流成分に応じて
前記ｄ軸電流基準を補正する手段を設けたことを特徴と
するＰＷＭコンバータ装置。 - 【請求項３】入力された交流電圧を直流電圧に変換する
コンバータの出力直流電圧を与えられた直流電圧基準に
一致させるためのｑ軸電流基準を生成する手段と、前記
コンバータの入力交流電流に含まれるｑ軸電流成分を前
記ｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸電圧基準を演算
する手段と、前記コンバータの入力交流電流に含まれる
ｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一致させるた
めのｄ軸電圧基準を演算する手段と、前記ｑ軸電圧基準
およびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準を演算
し前記コンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰＷ
Ｍコンバータ装置において、前記コンバータの交流電力
を供給する交流系統の系統力率の逆数に応じて前記ｄ軸
電流基準を補正する手段を設けたことを特徴とするＰＷ
Ｍコンバータ装置。 - 【請求項４】入力された交流電圧を直流電圧に変換する
コンバータの出力直流電圧を与えられた直流電圧基準に
一致させるためのｑ軸電流基準を生成する手段と、前記
コンバータの入力交流電流に含まれるｑ軸電流成分を前
記ｑ軸電流基準に一致させるためのｑ軸電圧基準を演算
する手段と、前記コンバータの入力交流電流に含まれる
ｄ軸電流成分を与えられたｄ軸電流基準に一致させるた
めのｄ軸電圧基準を演算する手段と、前記ｑ軸電圧基準
およびｄ軸電圧基準に基づいて３相交流電圧基準を演算
し前記コンバータをＰＷＭ制御する手段とを備えるＰＷ
Ｍコンバータ装置において、前記ｑ軸電圧基準およびｄ
軸電圧基準に基づいて１次電圧基準を演算する手段と、
前記１次電圧基準とそれに対応する１次電圧目標値の差
に応じた補正量を演算する手段と、前記ｄ軸電流基準を
前記補正量によって補正する手段とを設けたことを特徴
とするＰＷＭコンバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001171463A JP2002369533A (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Ｐｗｍコンバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001171463A JP2002369533A (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Ｐｗｍコンバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002369533A true JP2002369533A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19013231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001171463A Pending JP2002369533A (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Ｐｗｍコンバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002369533A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006040899A1 (ja) * | 2004-10-14 | 2006-04-20 | Daikin Industries, Ltd. | コンバータの制御方法及びコンバータの制御装置 |
| JP2013225987A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Yaskawa Electric Corp | 電源回生装置および電力変換装置 |
| JP2013225988A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Yaskawa Electric Corp | 電源回生コンバータおよび電力変換装置 |
| JP2013240274A (ja) * | 2013-07-10 | 2013-11-28 | Mitsubishi Electric Corp | 交流直流変換装置、電動機駆動装置、圧縮機駆動装置、空気調和機、ヒートポンプ式給湯機 |
| JP2015033218A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | 川崎重工業株式会社 | 電力変換装置の制御装置及び制御方法 |
| CN112688607A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-20 | 大国重器自动化设备(山东)股份有限公司 | 一种伺服电机及人工智能机器人 |
-
2001
- 2001-06-06 JP JP2001171463A patent/JP2002369533A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006040899A1 (ja) * | 2004-10-14 | 2006-04-20 | Daikin Industries, Ltd. | コンバータの制御方法及びコンバータの制御装置 |
| EP1811644A1 (en) * | 2004-10-14 | 2007-07-25 | Daikin Industries, Ltd. | Converter control method and converter control device |
| EP1811644A4 (en) * | 2004-10-14 | 2009-11-18 | Daikin Ind Ltd | CONVERTER CONTROL METHOD AND CONVERTER CONTROL DEVICE |
| JP2013225987A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Yaskawa Electric Corp | 電源回生装置および電力変換装置 |
| JP2013225988A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Yaskawa Electric Corp | 電源回生コンバータおよび電力変換装置 |
| JP2013240274A (ja) * | 2013-07-10 | 2013-11-28 | Mitsubishi Electric Corp | 交流直流変換装置、電動機駆動装置、圧縮機駆動装置、空気調和機、ヒートポンプ式給湯機 |
| JP2015033218A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | 川崎重工業株式会社 | 電力変換装置の制御装置及び制御方法 |
| CN112688607A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-20 | 大国重器自动化设备(山东)股份有限公司 | 一种伺服电机及人工智能机器人 |
| CN112688607B (zh) * | 2020-12-15 | 2023-08-15 | 大国重器自动化设备(山东)股份有限公司 | 一种伺服电机及人工智能机器人 |
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