JP2002369533A - Pwmコンバータ装置 - Google Patents
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- JP2002369533A JP2002369533A JP2001171463A JP2001171463A JP2002369533A JP 2002369533 A JP2002369533 A JP 2002369533A JP 2001171463 A JP2001171463 A JP 2001171463A JP 2001171463 A JP2001171463 A JP 2001171463A JP 2002369533 A JP2002369533 A JP 2002369533A
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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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