JPH0446588A - Power converter - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To suppress pulsation of current without increasing DC reactance of main circuit by detecting a pulsating current and calculating a correction amount based on a detection signal. CONSTITUTION:A current detecting circuit detects pulsation of current. Thus detected pulsating current is passed through a filter in order to take out a controllable pulsating current which is then differentiated through a differentiating circuit and multiplied by the reactance component of the circuit through a multiplier thus calculating a correcting amount. Since the correcting amount is equal to a voltage component Vc=LdiL/dt, pulsation of current can be canceled by inverting the correcting amount Vc. When the correcting amount(-Vc) in a formula L=diL/dt+(-Vc)=0 is applied on the phase control in a voltage control section, i.e., a converter, pulsation of current can be canceled and suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電力変換装置に係り、特に交流電力を直流電力
に、および交流電力に変換する装置を備えた電力変換装
置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a power conversion device, and particularly relates to a power conversion device equipped with a device for converting alternating current power into direct current power and into alternating current power. .

（従来の技術） 一般に電力変換装置としては電流形インバータ装置や電
圧形インバータ装置が知られその負荷としては例として
同期電動機や誘導電動機がある。(Prior Art) Current-source inverters and voltage-source inverters are generally known as power conversion devices, and their loads include, for example, synchronous motors and induction motors.

以下、従来の電力変換装置として電流形インバータ装置
、その負荷として誘導電動機を例にして図面を用いて説
明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a current source inverter device as a conventional power converter device and an induction motor as its load will be explained using the drawings as an example.

第２図に示すように電流形インバータ装置は誘導電動機
１を制御する為に主回路と制御回路から構成されている
。主回路は交流電源２からの交流電力を直流電力に変換
する順変換器３とこの順変換器３からの直流電力を平滑
化する直流リアクトル４と、この直流リアクトル４によ
り平滑された直流電力を任意の周波数を有する交流電力
に変換する逆変換器５とから構成されている。また、こ
の主回路を制御する制御回路は速度を設定する速度設定
器６とこの設定器６からの速度基準にリミットをかける
入力制限回路７と、この入力制限回路７を介して送られ
る電圧基準と誘導電動機１に供給される電圧を検出する
電圧検出器８からの検出電圧を基に電流基準を８力する
電圧制御回路９と交流電源２から供給される電流を検出
する電流検出器１０からの検出電流と、電圧制御回路９
からの電流基準を基に位相基準を出力する電流制御回路
１１とこの電流制御回路１１からの位相基準により順変
換器３を構成するサイリスタに点弧パルスを与える他相
制御回路１２と入力制限回路７からの電圧基準を基に発
振パルスを出力する発振器１３とこの発振器１３とこの
発振器１３からの発振パルスを基に逆変換器５を構成す
るサイリスタにターンオンタイミングを決定し発振パル
スを振り分ける分局器１４とから構成されている。As shown in FIG. 2, the current source inverter device is composed of a main circuit and a control circuit for controlling the induction motor 1. The main circuit includes a forward converter 3 that converts AC power from an AC power source 2 into DC power, a DC reactor 4 that smoothes the DC power from this forward converter 3, and a DC power smoothed by this DC reactor 4. It is composed of an inverter 5 that converts AC power having an arbitrary frequency. The control circuit that controls this main circuit includes a speed setting device 6 that sets the speed, an input limiting circuit 7 that limits the speed reference from this setting device 6, and a voltage reference that is sent via this input limiting circuit 7. and a voltage control circuit 9 that outputs a current reference based on the detected voltage from a voltage detector 8 that detects the voltage supplied to the induction motor 1, and a current detector 10 that detects the current supplied from the AC power supply 2. detection current and voltage control circuit 9
A current control circuit 11 that outputs a phase reference based on the current reference from the current control circuit 11, an other-phase control circuit 12 that provides a firing pulse to the thyristor constituting the forward converter 3 based on the phase reference from the current control circuit 11, and an input limiting circuit. An oscillator 13 that outputs an oscillation pulse based on the voltage reference from the oscillator 13, and a branching unit that determines the turn-on timing to the thyristor forming the inverter 5 based on the oscillation pulse from the oscillator 13 and distributes the oscillation pulse. It consists of 14.

このように構成された電流形インバータ装置の基本動作
についてはその一例が「ニュードライブエレクトロニク
ス（電気書院発行、上山直彦編）の第４図１０３頁乃至
１４４頁に記載されているのでここではその説明は省略
する。An example of the basic operation of a current source inverter device configured in this way is described in "New Drive Electronics" (published by Denkishoin, edited by Naohiko Ueyama) in Figure 4, pages 103 to 144, so we will not explain it here. is omitted.

一般にこのように構成された回路では逆変換器より出力
される周波数が、交流電源周波数に近づくと２つの異な
る周波数の差により電流ビート現象と言われるものが発
生する。このビート現象により電流が低周波で脈動し、
これにより誘導電動機の発生トルクが脈動し速度の変動
が生じる。Generally, in a circuit configured in this manner, when the frequency output from the inverter approaches the AC power frequency, a so-called current beat phenomenon occurs due to the difference between the two different frequencies. This beat phenomenon causes the current to pulsate at a low frequency,
This causes the torque generated by the induction motor to pulsate, causing speed fluctuations.

（発明が解決しようとする課題） 従来の電力変換器においては以下の問題点を有する。(Problem to be solved by the invention) Conventional power converters have the following problems.

■　ビート現象によって発生する脈動電流によりトルク
の脈動、速度の変動が生じるがこれを制御的に抑制する
ことは困難であり、定トルク、定速度が求められる分野
での適用に制約がある。■ The pulsating current generated by the beat phenomenon causes torque pulsations and speed fluctuations, but it is difficult to suppress this through control, which limits its application in fields where constant torque and constant speed are required.

■　脈動を抑制するには主回路の直流リアクタンスのり
アクタンス値を大きくすることが有効であるがコスト的
、スペース的に不利である。■ In order to suppress pulsation, it is effective to increase the DC reactance value of the main circuit, but this is disadvantageous in terms of cost and space.

そこで１本発明の目的は、順変換器の制御系に適切な補
正を加えることにより、主回路の直流リアクタンスを大
きくすることなく制御的に電流の脈動を抑えることが可
能な電力変換装置を提供することにある。Therefore, one object of the present invention is to provide a power conversion device that can control current pulsation without increasing the DC reactance of the main circuit by adding appropriate correction to the control system of the forward converter. It's about doing.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

（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は脈動電流を検出する
第１の手段と、この第１手段からの出力信号により補正
量を演算する第２の手段と第２の手段により出力される
信号により脈動を抑制する第３の手段を備えた電力変換
装置を提供する。(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the present invention includes a first means for detecting a pulsating current, a second means for calculating a correction amount based on an output signal from the first means, and a second means for calculating a correction amount based on an output signal from the first means. The present invention provides a power conversion device including a third means for suppressing pulsation using a signal output by the second means.

（作　用） このように構成された電力変換装置においては脈動電流
が検出され、この検出された信号により補正量を算出す
る。補正量は次のような式で求められる。(Function) In the power conversion device configured as described above, a pulsating current is detected, and a correction amount is calculated based on the detected signal. The amount of correction is determined by the following formula.

Ｖｏ＝　Ｌ肪・ ｔ ここで、ＶＣは位相制御系に加算される補正係数。Ｌは
主回路のりアクタンスで、主に直流リアクトルである。Vo=L fat・t Here, VC is a correction coefficient added to the phase control system. L is the main circuit glue actance, which is mainly a DC reactor.

ｊＬは脈動電流を示す。上式より算出された補正系数を
位相制御信号に加えることにより電流の脈動を抑制する
。jL indicates pulsating current. Current pulsation is suppressed by adding the correction coefficient calculated from the above equation to the phase control signal.

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

なお、本実施例において第２図に示した従来の構成要素
と同一のものについては同一符号を付しその説明は省略
する。In this embodiment, the same components as the conventional components shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

第１図に示すように本実施例である電流形インバータ装
置は直流回路に取りつけられた電流検出器１５と、その
電流検出器１５から検出された脈動電流を５制御が追従
できるように、高周波成分の転流リップル等を除去する
為のフィルター回路１６と、フィルター回路１６から出
力される低周波の脈動電流を補正量に変換させる為の微
分回路１７と微分回路１７からの信号を基に補正量を決
める掛算器１８とこの掛算器１８からの補正信号を反転
させる反転回路１９とを備えている。As shown in FIG. 1, the current source inverter device of this embodiment has a current detector 15 attached to the DC circuit, and a high-frequency A filter circuit 16 for removing component commutation ripples, etc., a differentiation circuit 17 for converting the low frequency pulsating current outputted from the filter circuit 16 into a correction amount, and correction based on the signal from the differentiation circuit 17. It is provided with a multiplier 18 that determines the amount and an inversion circuit 19 that inverts the correction signal from the multiplier 18.

このように構成されたものについては、電流の脈動が生
した場合、電流検出回路に脈動電流が検出される。この
脈動電流をフィルターを介して、制御が追従できる脈動
電流を取り出し微分回路で微分しその信号と回路のりア
クタンス分とを掛算器より掛算することにより脈動電流
が発生したときの補正分が算出することができる。この
補正分は微分方程式　■ｃ＝Ｌす±の電圧分■ｃと同等
でｔ あることからこの補正分ＶＣを反転すれば電流の脈動を
打ち消すことになる。In a device configured in this manner, when current pulsation occurs, the pulsating current is detected by the current detection circuit. This pulsating current is passed through a filter, and the pulsating current that the control can follow is extracted, differentiated by a differentiating circuit, and the signal is multiplied by the circuit resistance component using a multiplier to calculate the correction amount when pulsating current occurs. be able to. Since this correction amount is equivalent to the voltage component ■c of the differential equation c=Ls±, t, the current pulsation can be canceled by inverting this correction amount VC.

Ｌ＝も＋（Ｖｃ）＝Ｏ ｔ この補正量（Ｖｃ）を電圧制御部である順変換器の位相
制御に加えることにより電流の脈動を打ち消し抑制する
ことができる。L=Mo+(Vc)=O t By adding this correction amount (Vc) to the phase control of the forward converter, which is the voltage control section, it is possible to cancel and suppress the current pulsation.

他の実施例として順変換器の入力電流を検出し位相制御
が追従できる脈動分だけ取り出し位相制御に補正量を加
えることにより脈動を打ち消すように制御する。As another embodiment, the input current of the forward converter is detected, and the pulsation that can be followed by the phase control is taken out and a correction amount is added to the phase control to cancel the pulsation.

以上、本発明の実施例において電圧制御はサイリスタ整
流器の位相制御で行なうと説明したがサイリスタ整流器
の入力交流電源の周波数によって電圧制御の速さが決ま
る。Although it has been explained above that voltage control is performed by phase control of a thyristor rectifier in the embodiments of the present invention, the speed of voltage control is determined by the frequency of the input AC power source of the thyristor rectifier.

本発明は電動機制御装置だけに特に限定するものではな
い。The present invention is not particularly limited to electric motor control devices.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に述べたように本発明によれば以下の効果を得る。 As described above, according to the present invention, the following effects are obtained.

■　脈動を防止するように補正制御する結果、発生トル
クの脈動を大幅に低減できる。■ As a result of corrective control to prevent pulsation, pulsation of generated torque can be significantly reduced.

■　脈動を防止するように補正制御する結果、電動機の
速度変動を大幅に低減できる。■ As a result of corrective control to prevent pulsation, motor speed fluctuations can be significantly reduced.

■　直流リアクトルを特に大きくすることなく発生トル
クの脈動や速度変動を大幅に低減できるので制御装置の
小形化や低コスト化が実現できる。■ The pulsation of the generated torque and speed fluctuations can be significantly reduced without making the DC reactor particularly large, making it possible to downsize and reduce the cost of the control device.

以上の効果により運転特性が優れ経済的な電動機制御装
置を提供できる。Due to the above effects, it is possible to provide an economical motor control device with excellent operating characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は従来
の電流形インバータ装置を示す構成図である。 １・・・誘導電動機、　　２・・・交流電源、３・・・
順変換器、　　　４・・・直流リアクトル、５・・・逆
変換器、　　　　６・・・速度設定器、７・・・入力制
限回路、　８・・・電圧検出器、９・・・電圧制御回路
、　】０・・・電流検出器、１１・・・電流制御回路、
１２・・・位相制御回路、１３・・発振器、　　　　１
４・・・分周器、１５・・・電流検出器、　　１６・・
・フィルター回路、１７・・・微分回路、 １９・・・反転回路。 １８・・・掛算器、FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a conventional current source inverter device. 1... Induction motor, 2... AC power supply, 3...
Forward converter, 4... DC reactor, 5... Inverse converter, 6... Speed setting device, 7... Input limiting circuit, 8... Voltage detector, 9... Voltage control circuit , ]0... current detector, 11... current control circuit,
12... Phase control circuit, 13... Oscillator, 1
4... Frequency divider, 15... Current detector, 16...
- Filter circuit, 17... Differential circuit, 19... Inverting circuit. 18... Multiplier,

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 交流電力を直流変換し直流リアクトルで平滑し、交流電
力に変換する電力変換装置において、脈動電流を検出す
る第１の手段と、この第１手段からの出力信号により脈
動電流を抑制する補正信号を、演算する第２手段と、第
２手段により演算された補正信号を位相制御に加算する
第３手段を具備し、脈動電流が生じた場合に前記補正信
号を、位相制御に加算し脈動を抑制することを特徴とす
る電力変換装置。A power conversion device that converts AC power into DC power, smoothes it with a DC reactor, and converts it into AC power, includes a first means for detecting a pulsating current, and a correction signal for suppressing the pulsating current using an output signal from the first means. , comprising a second means for calculating and a third means for adding the correction signal calculated by the second means to the phase control, and when a pulsating current occurs, the correction signal is added to the phase control to suppress the pulsation. A power conversion device characterized by: