JP3470456B2 - 有効・無効電力調整用自励式インバータの制御回路 - Google Patents
有効・無効電力調整用自励式インバータの制御回路Info
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Description
き電線に接続し、このき電線との間で有効電力や無効電
力の授受を行って、電圧降下及び電圧不平衡を補償する
自励式インバータの制御回路に関する。
に示すように三相の電力系統から三相−二相変換結線方
式の変圧器、例えばスコット結線変圧器20を介して単
相のき電線1T,1Mに給電するシステムを採用してい
る。電鉄負荷は大電力負荷であるため、負荷(き電線
側,単相系)の無効電力により受電側の三相電源系統に
電圧低下が生じたり、単相側の負荷(電車)40のアン
バランスにより三相電源系統側に電圧不平衡が発生した
りすることが考えられる。
れる。
に自励式インバータ30を接続し、その出力電圧を制
御、つまり負荷(電車)40の無効電力を調整して変圧
器20の三相電源系統側の電圧降下を補償する。
20のM座,T座のき電線1T,1Mにそれぞれ自励式
インバータ30T,30Mを接続するとともに、その直
流側を相互に接続して、有効電力を融通する(両き電線
1T,1Mの負荷電流を検出し、その差の1/2の検出
信号に基づいて両インバータ30T,30Mを制御す
る)ことにより、両座の有効電力PT,PMをバランスさ
せる。
T,1M側に自励式インバータ30(30T,30M)
を直接接続し、有効電力や無効電力の授受をき電線との
間で行うと、電圧不平衡が改善されたり、電圧低下が補
償されたりするが、負荷の特色上、以下のような問題点
が生じる。
り、インラッシュ電流(図10(b)参照)が発生し、
突発的な過負荷状態が生じてインバータの出力電流がオ
ーバーし、インバータが停止する。
き電線の電圧に波形歪みが生じ、インバータの電流が過
大となり、停止する。
変圧器や配線のインダクタンスを補償するための直列コ
ンデンサCsを設けていると、インラッシュ電流(図1
0(b)参照)の直流成分によりき電線電圧が直流オフ
セットするため、インバータトランスが直流偏磁して過
電流が発生し、インバータが停止する。ちなみに、変圧
器や配線のインダクタンスをLsとした場合、ωLs=
1/ωC とすると、定格周波数でのインピーダンスド
ロップを補償できる。
ラッシュ発生時のき電線電圧の動揺によるインバータの
停止を防止できる有効・無効電力調整用自励式インバー
タの制御回路を提供することを目的とする。
換結線方式変圧器の出力側の交流電気鉄道用き電線に自
励式インバータを接続して、有効電力や無効電力を授受
することにより、三相電源系統側の電圧降下及び電圧不
平衡を補償する有効・無効電力調整用自励式インバータ
の制御回路において、前記き電線の負荷電流を検出する
電流検出器と、この電流検出器により検出された出力を
整流する整流回路及びその検出出力から零点を検出する
零点検出器と、前記整流回路の整流出力のピーク値をホ
ールドするピークホールド回路と、このピークホールド
回路の出力を前記零点検出器の出力毎にサンプリング
し、ホールドするサンプルホールド回路と、前記整流回
路の出力とサンプルホールド回路の出力の差が設定値と
比較され、その差が設定値未満なら出力を発生せず、そ
の差が設定値以上ならインラッシュ電流の発生を検知す
るコンパレータと、このコンパレータがインラッシュ電
流の発生を検知するとコンパレータの出力により作動す
るタイマと、このタイマの設定時限の一定期間、インバ
ータの電流出力指令をオフするスイッチング回路とを備
えたこと、並びにスイッチング回路に代えてインバータ
の出力指令を一定レベルでリミットするリミッタ回路ま
たは所要のゲインで絞り込む可変ゲインコントロール回
路を設けたことを特徴とする。
流の発生として検知され、タイマが作動する。このタイ
マの作動に伴い、インバータの電流出力指令が一定期間
零となったり、一定レベルでリミットされたり、あるい
は所要のゲインで絞り込まれたりする。この結果、イン
ラッシュ電流発生時の一定期間だけ有効電力や無効電力
の補償制御が制約されるが、過電流によるインバータ停
止は回避される。
説明する。
インバータの制御回路の実施例1を図1,図2に示す。
図1はブロック回路図、図2は動作説明のための波形図
である。図1において、1はき電線、2はこのき電線1
の負荷電流を検出する電流検出器、3はこの電流検出器
2の検出出力を整流する全波整流回路、4は前記電流検
出器2の検出出力の零点を検出する零点検出器、5は整
流出力のピーク値をホールドするピークホールド回路、
6はこのピークホールド回路5の出力を前記零点検出器
4の出力毎にサンプリングし、ホールドするサンプルホ
ールド回路、7は整流出力とサンプルホールド出力の差
が設定値ΔIset(例えば、100A)以上か否かの
比較を行い、以上の時にインラッシュ電流の発生と判定
してインラッシュ検出信号を生じるコンパレータ、8は
このコンパレータ7からのインラッシュ検出信号で作動
するタイマ、9はこのタイマ8の設定時限(Tw)の一
定期間、インバータ電流出力指令をオフするスイッチン
グ回路であり、インバータ電流出力指令はこのスイッチ
ング回路9を経てインバータゲート制御部(図示省略)
へ付与するようにしている。
荷電流が電流検出器2により検出され、その検出出力が
整流回路3で全波整流されるとともに、零点が零点検出
器4で検出される。整流出力は、ピークホールド回路5
に加わり、そのピーク値がホールドされる。ピークホー
ルド回路5の出力は、零点検出器4の出力毎にサンプリ
ングされ、サンプルホールド回路6にホールドされる。
そして、コンパレータ7において整流出力とサンプルホ
ールド出力の差が設定値ΔIsetと比較される。負荷
電流が図2に示す波形の左半部のように通常の値であれ
ば、整流出力とサンプルホールド出力が略等しく、その
差は設定値ΔIset未満であって、スイッチング回路
9はオン状態にある。このため、インバータ電流出力指
令は、スイッチング回路9を経てインバータ制御部へ付
与されており、インバータによって所要の有効電力や無
効電力の補償制御が行われている。
に増大すると、上昇初期時におけるサンプルホールド回
路6の出力が直前のサンプル値であるため、整流出力と
の差がかなり大きくなり、設定値ΔIset以上とな
る。この結果、コンパレータ7にインラッシュ検出信号
が発生し、タイマ8が作動する。タイマ8の作動に伴
い、スイッチング回路9がオフ状態となり、インバータ
電流出力指令がその間オフされる。これにより、過大電
流によるインバータの停止が回避される。但し、有効電
力や無効電力の補償制御は、一時制約されることにな
る。
は、実施例1におけるスイッチング回路9に代えてリミ
ッタ回路10を設け、タイマ8の設定時限Twの一定期
間、インバータ電流出力指令をリミット値Skに制限す
るようにしている。この場合、リミッタ回路10は、図
示特性のリミッタに実施例1におけるスイッチング回路
9と同等の機能のスイッチング回路を並列に接続した構
成としたり、図示特性とこれよりリミット値の大きい特
性を切り替える構成としたものなどを用いる。
は、実施例3におけるスイッチング回路9に代えて可変
ゲインコントロール回路11を設け、タイマ8の設定時
限Twの一定期間、ゲインを絞ってインバータ電流出力
指令の上昇を緩やかにするようにしている。
ュ検出時に一定期間インバータ電流出力指令がリミッタ
回路10で低レベルにリミットされたり、可変ゲインコ
ントロール回路11で上昇率が低減されたりするため、
過大電流によるインバータの停止は回避される。
の急変からインラッシュ電流の発生を検出し、一定期間
インバータ電流出力指令をオフあるいは制限するように
したので、インラッシュ発生時のき電線電圧の動揺によ
るインバータ停止を確実に防止することができる。しか
も、定常負荷時や緩やかな変動時にはインバータの補償
制御を継続するため、運転安定度の向上と相俟って、補
償効果を高めることができる。
バータの制御回路の実施例1を示すブロック回路図。
バータの制御回路の実施例2を示す要部のブロック回路
図。
バータの制御回路の実施例3を示す要部のブロック回路
図。
図。
ク図。
ク図。
の作用を説明するためのもので、(a)はき電系統の単
線接続図、(b)はインラッシュ電流の波形図。
Claims (3)
- 【請求項1】 三相−二相変換結線方式変圧器の出力側
の交流電気鉄道用き電線に自励式インバータを接続し
て、有効電力や無効電力を授受することにより、三相電
源系統側の電圧降下及び電圧不平衡を補償する有効・無
効電力調整用自励式インバータの制御回路において、前記き電線の負荷電流を検出する電流検出器と、この電
流検出器により検出された出力を整流する整流回路及び
その検出出力から零点を検出する零点検出器と、前記整
流回路の整流出力のピーク値をホールドするピークホー
ルド回路と、このピークホールド回路の出力を前記零点
検出器の出力毎にサンプリングし、ホールドするサンプ
ルホールド回路と、前記整流回路の出力とサンプルホー
ルド回路の出力の差が設定値と比較され、その差が設定
値未満なら出力を発生せず、その差が設定値以上ならイ
ンラッシュ電流の発生を検知するコンパレータと、この
コンパレータがインラッシュ電流の発生を検知するとコ
ンパレータの出力により 作動するタイマと、このタイマ
の設定時限の一定期間、インバータの電流出力指令をオ
フするスイッチング回路とを備えたことを特徴とする有
効・無効電力調整用自励式インバータの制御回路。 - 【請求項2】 三相−二相変換結線方式変圧器の出力側
の交流電気鉄道用き電線に自励式インバータを接続し
て、有効電力や無効電力を授受することにより、三相電
源系統側の電圧降下及び電圧不平衡を補償する有効・無
効電力調整用自励式インバータの制御回路において、前記き電線の負荷電流を検出する電流検出器と、この電
流検出器により検出された出力を整流する整流回路及び
その検出出力から零点を検出する零点検出器と、前記整
流回路の整流出力のピーク値をホールドするピークホー
ルド回路と、このピークホールド回路の出力を前記零点
検出器の出力毎にサンプリングし、ホールドするサンプ
ルホールド回路と、前記整流回路の出力とサンプルホー
ルド回路の出力の差が設定値と比較され、その差が設定
値未満なら出力を発生せず、その差が設定値以上ならイ
ンラッシュ電流の発生を検知するコンパレータと、この
コンパレータがインラッシュ電流の発生を検知するとコ
ンパレータの出力により 作動するタイマと、このタイマ
の設定時限の一定期間、インバータの電流出力指令を一
定レベルでリミットするリミッタ回路とを備えたことを
特徴とする有効・無効電力調整用自励式インバータの制
御回路。 - 【請求項3】 三相−二相変換結線方式変圧器の出力側
の交流電気鉄道用き電線に自励式インバータを接続し
て、有効電力や無効電力を授受することにより、三相電
源系統側の電圧降下及び電圧不平衡を補償する有効・無
効電力調整用自励式インバータの制御回路において、前記き電線の負荷電流を検出する電流検出器と、この電
流検出器により検出された出力を整流する整流回路及び
その検出出力から零点を検出する零点検出器と、前記整
流回路の整流出力のピーク値をホールドするピークホー
ルド回路と、このピークホールド回路の出力を前記零点
検出器の出力毎にサンプリングし、ホールドするサンプ
ルホールド回路と、前記整流回路の出力とサンプルホー
ルド回路の出力の差が設定値と比較され、その差が設定
値未満なら出力を発生せず、その差が設定値以上ならイ
ンラッシュ電流の発生を検知するコンパレータと、この
コンパレータがインラッシュ電流の発生を検知するとコ
ンパレータの出力により 作動するタイマと、このタイマ
の設定時限の一定期間、インバータの電流出力指令を所
要のゲインで絞り込む可変ゲインコントロール回路とを
備えたことを特徴とする有効・無効電力調整用自励式イ
ンバータの制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10282495A JP3470456B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 有効・無効電力調整用自励式インバータの制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10282495A JP3470456B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 有効・無効電力調整用自励式インバータの制御回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08308096A JPH08308096A (ja) | 1996-11-22 |
JP3470456B2 true JP3470456B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=14337777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10282495A Expired - Lifetime JP3470456B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 有効・無効電力調整用自励式インバータの制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3470456B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4973139B2 (ja) * | 2006-11-13 | 2012-07-11 | 株式会社明電舎 | き電線電圧補償装置 |
JP2009023368A (ja) * | 2007-07-17 | 2009-02-05 | Meidensha Corp | き電線電圧の補償装置 |
JP5365385B2 (ja) * | 2009-07-17 | 2013-12-11 | 株式会社明電舎 | き電電圧補償装置 |
JP5842777B2 (ja) * | 2012-09-28 | 2016-01-13 | 三菱電機株式会社 | 電力貯蔵システム |
JP6258806B2 (ja) * | 2014-07-28 | 2018-01-10 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 系統連系用電力変換装置 |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP10282495A patent/JP3470456B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08308096A (ja) | 1996-11-22 |
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