JPH05184155A - Ｃｖｃｆインバータの制御方法 - Google Patents

Ｃｖｃｆインバータの制御方法

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JPH05184155A
JPH05184155A JP4001759A JP175992A JPH05184155A JP H05184155 A JPH05184155 A JP H05184155A JP 4001759 A JP4001759 A JP 4001759A JP 175992 A JP175992 A JP 175992A JP H05184155 A JPH05184155 A JP H05184155A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 横流の発生を減少させて機器の保護を図り、
安定かつ安全な電力供給を可能とする。 【構成】 インバータ主回路１に対し８〜１１からなる
電圧制御ループと１２〜１４からなる周波数制御ループ
とを設け、通常はこれらの制御ループによって定電圧定
周波の制御を行ない、インバータ出力電流が或るレベル
を越えたことをコンパレータ１７で検出したら、スイッ
チ１９を閉じて演算器１５にて演算される有効電力成分
を周波数制御ループに取り込み、その大きさと極性に応
じて基準周波数を増減させる制御を行なうことにより、
インバータと回転形発電機を含む他の装置との間の位相
差を小さくし、横流を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＣＶＣＦ（定電圧定
周波数）インバータの制御方法、特に回転形発電機とラ
ップ切り換えをする時などに用いて好適なＣＶＣＦイン
バータの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、大型の航空機ではその飛行中に
は、エンジンを介して駆動される回転形発電機により電
力を各部に供給しているが、着陸時には空港内に設けら
れている電源に切り換え、この電源から各部へ電力を供
給するようにしている。ところで、この種の航空機も最
近は計算機を搭載したものが多いため、電源の切り換え
も無瞬断に行なうことが要求される。このとき、空港側
の電源装置として用いられるのが例えばＣＶＣＦインバ
ータであり、図６にこの種の電源供給方式の従来例を示
す。すなわち、図６の符号３０は航空機の回転形発電機
（ＭＧ）、４０はＣＶＣＦインバータ装置（ＣＶＣ
Ｆ）、５０は航空機の各設備（負荷）、ＳＷ１，ＳＷ２
はスイッチ、ΔＩは横流電流、ＩL は負荷電流をそれぞ
れ示し、飛行中はＳＷ１をオンとしてＭＧ３０より各負
荷５０へ電力を供給し、着陸時には無瞬断で電源の切り
換えを行なうため、ＳＷ１，ＳＷ２を同時にオンとし互
いにラップさせて運転した後に、ＳＷ１を切ってＣＶＣ
Ｆ４０よりＳＷ２を介して負荷５０へ電源を供給するよ
うにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如きラップ切り換え時にＭＧ３０とＣＶＣＦ４０との間
に位相差があると、それに応じた電流（横流）が流れ
る。この横流も位相差が小さければ余り問題はないが、
位相差が大きくなるとＭＧ３０からＣＶＣＦ４０、また
はその逆に大きな電流が流れる。例えばＭＧ３０の方が
ＣＶＣＦ４０に対して進み位相の関係にあるとすると、
横流はＭＧ３０からＣＶＣＦ４０へと流れるので、これ
によってＣＶＣＦ４０側の直流電圧が上昇し、最悪の場
合は素子破壊を起こすという問題がある。また、ＣＶＣ
Ｆ４０の方がＭＧ３０に対して進み位相の関係にあると
すると、横流はＣＶＣＦ４０からＭＧ３０へと流れる
が、これがＣＶＣＦを保護するための過電流制限レベル
になると、出力電圧を絞る方向の制御が行なわれること
から、負荷端の電位が低下して充分な電力供給がなされ
なくなる、という問題が発生する。したがって、この発
明の課題は横流を減少させることによって機器の保護を
図り、安定かつ安全な電力供給を可能にすることにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、第１の発明では、ＣＶＣＦインバータの主回路
に対し電圧制御回路と周波数制御回路とを設けてＣＶＣ
Ｆインバータを制御するに当たり、前記ＣＶＣＦインバ
ータの出力電流を監視し、これが所定値を越えたときは
前記周波数制御回路により、別途演算される有効電力成
分の大きさとその極性に応じて基準周波数を増減させて
制御することを特徴としている。また、第２の発明で
は、ＣＶＣＦインバータ主回路に対し電圧制御回路と周
波数制御回路とを設けてＣＶＣＦインバータを制御する
に当たり、前記ＣＶＣＦインバータの直流電圧を監視
し、これが所定値を越えたときは前記周波数制御回路と
は別の制御回路により、その越えた分だけ基本周波数か
ら周波数を上げて制御することを特徴としている。さら
に、第３の発明では、ＣＶＣＦインバータ主回路に対し
電圧制御回路と周波数制御回路とを設けてＣＶＣＦイン
バータを制御するに当たり、前記ＣＶＣＦインバータの
出力電流を監視し、これが所定値を越えたときは前記周
波数制御回路により、別途演算される有効電力成分の大
きさとその極性に応じて基準周波数を増減させて制御す
る一方、前記ＣＶＣＦインバータの直流電圧を監視し、
これが所定値を越えたときは前記周波数制御回路とは別
の制御回路により、その越えた分だけ基本周波数から周
波数を上げて制御することを特徴としている。
【０００５】
【作用】ＣＶＣＦインバータの出力電流を監視し、これ
が所定値を越えた時は別途演算される有効電力成分の極
性より、回転形発電機を含む他の装置から電力を供給さ
れているか、または他の装置に向けて電力を供給してい
るかどうかを判断し、他の装置から電力を供給されてい
るときは、前記周波数制御回路によってＣＶＣＦインバ
ータの出力周波数を上げるように制御し、他の装置に向
けて電力を供給しているときは、前記周波数制御回路に
よってＣＶＣＦインバータの出力周波数を下げるように
制御するか、またはインバータの直流電圧が予め定めら
れたレベル以上になったらＣＶＣＦインバータの出力周
波数を上げることにより、インバータと他装置間の位相
差を少なくし、横流を減少させる。
【０００６】
【実施例】この発明の実施例について説明する前に、そ
の原理につき説明する。図４はこの発明の原理を説明す
るための説明図である。すなわち、図６の如き構成にお
いて、例えばＭＧに対しＣＶＣＦが進み位相の関係にあ
るときは（参照）、ＣＶＣＦの出力周波数を下げて
のように位相差を小さくするようにし、ＣＶＣＦがＭＧ
に対して進み位相の関係にあるときは（参照）、ＣＶ
ＣＦの出力周波数を下げてのように位相差を小さくな
るようにする。こうすることにより、両者間を流れる横
流ΔＩは図５（ロ）に示すように順次小さくなる。な
お、図５（イ）はこのような制御をしない場合、つまり
周波数一定で運転した場合の横流波形を示している。ま
た、図５（ハ）はインバータ直流電圧波形の例であり、
は周波数一定の場合、は周波数可変の場合をそれぞ
れ示している。
【０００７】図１はこの発明の実施例を説明するための
ブロック図である。同図において、１は変換器（インバ
ータ）主回路、２はＡＣリアクトル、３，２０はコンデ
ンサ、４はトランス、５は変流器（ＣＴ）、６は変圧器
（ＰＴ）、７は出力コンタクタ、８はパルス分配器、９
は電圧調節器、１０は電圧設定器、１１，１６はＡＣ／
ＤＣ（交流／直流）変換器、１２はＶ／Ｆ（電圧／周波
数）発振器、１３はＶ／Ｆ調節器、１４はフィルタ、１
５は有効電力演算器、１７はコンパレータ、１８は電流
設定器、１９はスイッチを示す。変換器主回路１は直流
電圧を交流電圧に変換するが、その出力はＡＣリアクト
ル２およびコンデンサ３からなるフィルタにより正弦波
状に整形される。トランス４は出力電圧のマッチングの
ために設けられる。ＣＴ５は変換器の出力電流を検出
し、ＰＴ６はその出力電圧を検出する。出力コンタクタ
７は同図に示すＣＶＣＦインバータの始動に際して、オ
ンとされる。
【０００８】パルス分配器８，電圧調節器９，電圧設定
器１０およびＡＣ／ＤＣ変換器１１などにより、電圧制
御ループが形成される。すなわち、ＰＴ６からの出力を
変換器１１によりＡＣ／ＤＣ変換して得たインバータ
（変換器）出力電圧検出値と、電圧設定器１１からの出
力との偏差を電圧調節器９に入力し、ここでインバータ
出力電圧をその設定値に一致させるよう所定の制御演算
を行ない、パルス分配器８によりその制御出力に応じた
位相関係をもって変換器主回路１のスイッチング素子の
制御（点弧）を行なうことにより、インバータ出力電圧
を一定に保つように制御する。
【０００９】ＡＣ／ＤＣ変換器１６はインバータ出力電
流を検出し、コンパレータ１７はこの出力電流検出値が
設定器１８から与えられる出力電流設定値を越えるかど
うかを判断し、越えたときにはスイッチ１９を動作（オ
ン）させる。一方、有効電力演算器１５はＣＴ５および
ＰＴ６から与えられる出力電圧，電流信号に基づき、イ
ンバータが発電機へ出力するか、あるいは発電機からも
らう有効電力成分を演算する。また、Ｖ／Ｆ発振器１
２，Ｖ／Ｆ調節器１３およびフィルタ１４などにより周
波数制御ループが形成される。すなわち、Ｖ／Ｆ調節器
１３はＶ／Ｆ発振器１２に対し、上記有効電力成分が零
に近づくような周波数となるよう、所定の信号を出力す
る。ここでは、Ｖ／Ｆ調節器１３の出力をフィルタ１４
を介してその入力側にフィードバックするようにしてい
るが、これはハンチング等による不安定な動作を防止す
るためのものである。
【００１０】以上の如く構成することにより、インバー
タ出力電流が或る一定値を越えない限りは、インバータ
１は電圧制御ループにより一定の電圧を出力し、かつ周
波数制御回路により一定（基準）の周波数で運転される
ことになる。これに対し、インバータ出力電流が或る一
定値を越えると、コンパレータ１７がスイッチ１９をオ
ンにするので、有効電力成分がＶ／Ｆ調節器１３へ与え
られことから、Ｖ／Ｆ調節器１３はこの有効電力成分に
応じて基準周波数を増減させ（有効電力成分が正のとき
回転形発電機の如き他の装置から電力を供給されている
ものとすると、この場合は出力周波数を上げるように
し、有効電力成分が負のときはインバータから他の装置
へ電力を供給しているものとして、出力周波数を下げる
ようにする）、他の装置との位相差を一定値以内に収め
るようにし、横流を減少させるようにしている。
【００１１】図２はこの発明の第２の実施例を説明する
ためのブロック図である。この実施例は図１に示すもの
に対し、直流電圧検出器２１，直流電圧調節器２２およ
び直流電圧設定器２３を付加し、ＡＣ／ＤＣ変換器１
６，コンパレータ１７，電流設定器１８およびスイッチ
１９を省略した点が特徴である。すなわち、検出器２１
によりコンデンサ２０の直流電圧を検出し、これを設定
器２３からの直流電圧設定値とともに直流電圧調節器２
２に入力し、その出力をＶ／Ｆ調節器１３の出力に優先
させてＶ／Ｆ発振器１２に与えるようにしたものであ
る。このとき、図１と同様の有効電力演算器１５からの
出力がＶ／Ｆ発振器１２の入力側に導入されているが、
これは系の安定化を図るためのもので、安定な系ならば
省略も可能である。つまり、この実施例は横流が一定値
以下であっても、これによってコンデンサ２０の端子電
圧は徐々に蓄積されるので、これが所定値を越えたら直
流電圧調節器２２によりインバータの出力周波数を上げ
るよう、Ｖ／Ｆ発振器１２に出力を与えるようにしたも
のである。なお、その他の点は図１と同様である。
【００１２】図３はこの発明の第３の実施例を説明する
ためのブロック図である。同図からも明らかなように、
この実施例は図１に示すものと図２に示すものとを組み
合わせて構成されている。したがって、その構成および
動作も図１，図２で説明した通りであるが、インバータ
出力電流が或る一定値を越えると、コンパレータ１７が
スイッチ１９をオンにするので、有効電力成分がＶ／Ｆ
調節器１３へ与えられるため、Ｖ／Ｆ調節器１３はこの
有効電力成分に応じて基準周波数を増減させ、他の装置
との位相差を一定値以内に収めるようにし、横流を減少
させるようにし得るだけでなく、コンデンサ２０の端子
電圧が所定値を越えたら直流電圧調節器２２により周波
数を上げるよう、Ｖ／Ｆ発振器１２に出力を与えること
により、より安定でしかも安全な制御を行なうことがで
きる。
【００１３】
【発明の効果】この発明によれば、ＣＶＣＦインバータ
が他の装置に向けて電力を供給しているときはその出力
周波数を下げ、他の装置から電力の供給を受けていると
きはその出力周波数を上げるだけの簡単な制御により、
ＣＶＣＦインバータと他の電源装置間の横流を減少させ
ることができ、その結果、ＣＶＣＦインバータ素子の機
器破壊や負荷端電位の低下を防止し得る利点が得られ
る。また、ＣＶＣＦインバータのコンデンサ（直流）電
圧が所定値を越えたら、その出力周波数を上げるように
すれば、特に機器破壊の防止を図ることが可能となり、
これらを組み合わせればより一層安定かつ安全な制御を
行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を説明するためのブロッ
ク図である。
【図２】この発明の第２実施例を説明するためのブロッ
ク図である。
【図３】この発明の第３実施例を説明するためのブロッ
ク図である。
【図４】この発明の原理を説明するための説明図であ
る。
【図５】この発明と従来装置とを比較して説明するため
の波形図である。
【図６】無瞬断切り換え方式の従来例を示す概要図であ
る。
【符号の説明】
１…変換器主回路、２…ＡＣリアクトル、３，２０…コ
ンデンサ、４…トランス、５…変流器（ＣＴ）、６…変
圧器（ＰＴ）、７…出力コンタクタ、８…パルス分配
器、９…電圧調節器、１０…電圧設定器、１１，１６…
ＡＣ／ＤＣ（交流／直流）変換器、１２…Ｖ／Ｆ（電圧
／周波数）発振器、１３…Ｖ／Ｆ調節器、１４…フィル
タ、１５…有効電力演算器、１７…コンパレータ、１８
…電流設定器、１９…スイッチ、２１…直流電圧検出
器、２２…直流電圧調節器、２３…直流電圧設定器。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＣＶＣＦインバータの主回路に対し電圧
    制御回路と周波数制御回路とを設けてＣＶＣＦインバー
    タを制御するに当たり、 前記ＣＶＣＦインバータの出力電流を監視し、これが所
    定値を越えたときは前記周波数制御回路により、別途演
    算される有効電力成分の大きさとその極性に応じて基準
    周波数を増減させて制御することを特徴とするＣＶＣＦ
    インバータの制御方法。
  2. 【請求項２】 ＣＶＣＦインバータ主回路に対し電圧制
    御回路と周波数制御回路とを設けてＣＶＣＦインバータ
    を制御するに当たり、 前記ＣＶＣＦインバータの直流電圧を監視し、これが所
    定値を越えたときは前記周波数制御回路とは別の制御回
    路により、その越えた分だけ基本周波数から周波数を上
    げて制御することを特徴とするＣＶＣＦインバータの制
    御方法。
  3. 【請求項３】 ＣＶＣＦインバータ主回路に対し電圧制
    御回路と周波数制御回路とを設けてＣＶＣＦインバータ
    を制御するに当たり、 前記ＣＶＣＦインバータの出力電流を監視し、これが所
    定値を越えたときは前記周波数制御回路により、別途演
    算される有効電力成分の大きさとその極性に応じて基準
    周波数を増減させて制御する一方、前記ＣＶＣＦインバ
    ータの直流電圧を監視し、これが所定値を越えたときは
    前記周波数制御回路とは別の制御回路により、その越え
    た分だけ基本周波数から周波数を上げて制御することを
    特徴とするＣＶＣＦインバータの制御方法。
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