JPH10174444A - Controller of power converter - Google Patents

Controller of power converter

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JPH10174444A
JPH10174444A JP32624496A JP32624496A JPH10174444A JP H10174444 A JPH10174444 A JP H10174444A JP 32624496 A JP32624496 A JP 32624496A JP 32624496 A JP32624496 A JP 32624496A JP H10174444 A JPH10174444 A JP H10174444A
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康 松本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a power factor of a fundamental wave approximately 1, even if a proportional gain of an AC controller is lessened by adding to an AC current controller, a series connection of a band-pass filter, whose center frequency is a power supply frequency and a proportional operator. SOLUTION: A difference ei between an AC current command value is * and a detected value is #, which is an output signal of a subtractor 16, is input into a band-pass filter 18b, which lets only a power supply frequency component of the difference ei pass and eliminates the other frequency components. The deviation in the vicinity of the power supply frequency which has passed through the band-pass filter 18b is multiplied by kps times by means of a proportion calculating means 17b. The value multiplied by Kps times and a value obtained by multiplying the difference ei by Kp times by means of a proportion calculating means 17a are added by an adder 19a to obtain an AC voltage command value Vc*. By this method, the controllability of the power frequency component of AC current can be increased, and a power factor of a fundamental wave (a power factor with the power supply frequency) can be made nearly unity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電力を直流電
力に変換して負荷に供給する電力変換装置の制御装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a power converter that converts AC power into DC power and supplies the DC power to a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、この種の電力変換装置の代表的
な従来技術を示す回路図である。図において、電力変換
装置の主回路は、コンバータ部としての単相ブリッジ回
路を構成する半導体スイッチ(以下、必要に応じて単に
スイッチという)1a,1b,1c,1d及びダイオー
ド2a,2b,2c,2dと、その直流側に接続された
平滑コンデンサ3と、上記単相ブリッジ回路の交流側に
接続されたリアクトル4と、交流電源5と、交流電圧検
出器7と、平滑コンデンサ3の両端に接続された直流電
圧検出器8と、交流電流検出器9とを備えている。な
お、6は負荷を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a circuit diagram showing a typical prior art of this type of power converter. In the figure, a main circuit of the power converter includes semiconductor switches 1a, 1b, 1c, 1d and diodes 2a, 2b, 2c, which constitute a single-phase bridge circuit as a converter (hereinafter simply referred to as switches, as necessary). 2d, a smoothing capacitor 3 connected to its DC side, a reactor 4 connected to the AC side of the single-phase bridge circuit, an AC power supply 5, an AC voltage detector 7, and both ends of the smoothing capacitor 3. A DC voltage detector 8 and an AC current detector 9 are provided. In addition, 6 indicates a load.

【0003】また、上記電力変換装置の制御装置は、直
流電圧制御手段10と、基準正弦波発生手段11と、交
流電流指令値演算手段12と、交流電流制御手段13c
と、パルス幅変調(PWM)手段14と、スイッチ駆動
手段15とを備えている。なお、交流電流制御手段13
cは、減算手段16及び比例演算手段17aから構成さ
れている。
[0003] The control device of the power converter includes a DC voltage control means 10, a reference sine wave generation means 11, an AC current command value calculation means 12, and an AC current control means 13c.
, A pulse width modulation (PWM) unit 14 and a switch driving unit 15. Note that the AC current control means 13
c is composed of a subtraction means 16 and a proportional calculation means 17a.

【0004】上記電力変換装置の制御動作は次のとおり
である。制御装置において、直流電圧制御手段10に
は、直流電圧指令値vd *と直流電圧検出器8の出力信号
(直流電圧検出値)vd#とが入力され、両信号の偏差
が比例積分演算されて交流電流振幅指令値Is *として出
力される。基準正弦波発生手段11には、交流電圧検出
器7の出力信号(交流電圧検出値)vs#が入力され、
この交流電圧検出値vs#と同周期かつ同位相の基準正
弦波sinωtが出力される。
[0004] The control operation of the power converter is as follows. In the control device, a DC voltage command value v d * and an output signal (a detected DC voltage value) v d # of a DC voltage detector 8 are input to a DC voltage control means 10, and a deviation between both signals is calculated by a proportional integral calculation. It is output as the AC current amplitude command value I s * . The output signal (the detected AC voltage value) v s # of the AC voltage detector 7 is input to the reference sine wave generating means 11.
A reference sine wave sinωt having the same cycle and the same phase as the AC voltage detection value v s # is output.

【0005】交流電流指令値演算手段12では、交流電
流振幅指令値Is *と基準正弦波sinωtとの乗算によ
り交流電流指令値is *が演算され、出力される。交流電
流指令値is *は交流電流制御手段13cに入力され、減
算手段16において交流電流検出器9の出力信号(交流
電流検出値)is#との偏差が算出される。この偏差は
比例演算手段17aに入力され、比例演算により上記偏
差を零にするような交流電圧指令値vc *が演算される。
[0005] In the AC current command value calculation unit 12, the multiplication of the AC current amplitude command I s * and the reference sine wave sinωt AC current command value i s * is calculated and outputted. AC current command value i s * is input to the alternating current control unit 13c, the deviation between the AC current detector 9 of the output signal (alternating current detected value) i s # in the subtraction means 16 is calculated. This deviation is inputted to the proportional calculation means 17a, an AC voltage command value so as to zero the deviation v c * is calculated by proportional calculation.

【0006】交流電圧指令値vc *はパルス幅変調手段1
4に入力され、スイッチ1a,1b,1c,1dのオン
・オフ信号としてスイッチ駆動手段15に入力される。
スイッチ駆動手段15は、前記オン・オフ信号に従って
スイッチ1a,1b,1c,1dをオン・オフさせてい
る。以上のように、従来では制御装置により交流電圧指
令値vc *を演算して主回路を制御することで、電力変換
装置の直流電圧、交流電流を各々の指令値に一致させて
いる。
[0006] AC voltage command value v c * the pulse width modulation means 1
4 and input to the switch driving means 15 as on / off signals of the switches 1a, 1b, 1c, 1d.
The switch driving means 15 turns on / off the switches 1a, 1b, 1c, 1d according to the on / off signal. As described above, in the conventional calculates the AC voltage command value v c * by the control unit by controlling the main circuit, is made to coincide DC voltage of the power converter, the AC current to each of the command value.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、交流電流制御を比例制御により行っている。図8
は、上記従来技術における交流電流制御系の制御ブロッ
ク図を示している。図8において、Kpは比例演算手段
20(図7における比例演算手段17aに相当)の比例
ゲイン、sはラプラス演算子、TLはリアクトル4のイ
ンダクタンス(時定数換算値)である。この制御ブロッ
ク図において、交流電流指令値is *から交流電流実際値
sまでの伝達特性G(s)は数式1の通りである。
In the prior art described above, the alternating current control is performed by proportional control. FIG.
2 shows a control block diagram of an AC current control system in the above-mentioned conventional technology. In FIG. 8, K p is a proportional gain of the proportional calculation means 20 (corresponding to the proportional operation means 17a in FIG. 7), s is the Laplace operator, T L is the reactor 4 inductance (time constant equivalent value). In the control block diagram, the transfer characteristic G of the AC current command value i s * to alternating current actual value i s (s) is as Equation 1.

【0008】[0008]

【数1】G(s)=1/(1+sTL/Kp)[Number 1] G (s) = 1 / ( 1 + sT L / K p)

【0009】数式1で示される伝達特性のボード線図
を、図9(A),(B)に示す。なお、図9のボード線
図では、TLを0.5msとして計算している。図9か
ら明らかなように、比例ゲインKpを小さくすると、電
源周波数(50または60Hz)では交流電流指令値i
s *と交流電流実際値isとの位相が異なり、また、10
0〜数100Hzの低次高調波周波数では、交流電流指
令値is *から交流電流実際値isへの利得が1を大きく
下回る。
FIGS. 9A and 9B are Bode diagrams of the transfer characteristics represented by Equation 1. FIG. In the Bode diagram of FIG. 9, the calculation is performed with TL set to 0.5 ms. As is clear from FIG. 9, when the proportional gain Kp is reduced, the AC current command value i at the power supply frequency (50 or 60 Hz) is obtained.
s * and the actual AC current value i s have different phases, and
The low-order harmonic frequency of 0 number 100 Hz, the gain of the alternating current command value i s * to the AC current actual value i s is significantly below 1.

【0010】前記交流電流制御手段13cを離散系で実
現する場合、演算周期、無駄時間、比例ゲイン、リアク
トル値に起因する安定性の制約から、比例ゲインKp
大きくすることができない。このため、比例ゲインKp
が小さい状態では、電源周波数付近で交流電流指令値i
s *と交流電流実際値isとの間に位相差を生じ、基本波
力率(電源周波数成分の力率)を1にできないという問
題があった。また、低次高調波周波数帯域での交流電流
指令値is *から交流電流実際値isへの利得の減少によ
り、交流電流に含まれる低次高調波成分を低減できない
という問題があった。
[0010] When implemented in the alternating current control means 13c of the discrete system, operation cycle, dead time, proportional gain, the stability of the constraints due to the reactor value can not be increased proportional gain K p. Therefore, the proportional gain K p
Is small, the AC current command value i
s * and generate a phase difference between the alternating current actual value i s, making it impossible fundamental wave power factor (the power factor of the power supply frequency component) to 1. Further, a decrease in the gain of the alternating current actual value i s of the low-order harmonic frequency band of the alternating current command value i s *, there is a problem that can not be reduced to low order harmonic components included in the AC current.

【0011】そこで本発明は、交流電流制御手段の比例
ゲインKpを小さくした状態でも基本波力率をほぼ1に
することができ、かつ、交流電流に含まれる低次高調波
成分を低減することができる電力変換装置の制御装置を
提供しようとするものである。
[0011] The present invention may be substantially 1 the fundamental power factor even when the proportional gain K p was smaller alternating current control means and reduces the low-order harmonic component included in the alternating current It is an object of the present invention to provide a control device of a power conversion device that can perform the control.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】まず、請求項1記載の発
明は、バンドパスフィルタ(BPF)を用いると、電源
周波数のように特定の周波数帯域の信号のみを通過さ
せ、その他の周波数帯域の信号を除去できることに着目
してなされたものである。図3は、電源周波数fsを中
心周波数とするバンドパスフィルタ21aと比例演算手
段22a(比例ゲインKps)との直列接続を前述の比例
演算手段20(比例ゲインKp)に対し並列に設け、そ
の出力信号を比例演算手段20の出力信号に加算するよ
うにした場合の、交流電流制御系のブロック図である。
図3の制御系において、交流電流指令値is *から実際値
sまでの伝達特性G2(s)を数式2に示す。なお、こ
の数式2において、Ts=1/2πfsである。
First, according to the first aspect of the present invention, when a band-pass filter (BPF) is used, only signals in a specific frequency band such as a power supply frequency are passed, and signals in other frequency bands are passed. It is made by paying attention to the fact that the signal can be removed. Figure 3 is provided with a series connection of a bandpass filter 21a having a center frequency of the power frequency f s and the proportional calculation means 22a (proportional gain K ps) in parallel with the aforementioned proportional calculation means 20 (proportional gain K p) FIG. 9 is a block diagram of an AC current control system when the output signal is added to the output signal of the proportional operation means 20.
In the control system of FIG. 3 shows the transfer characteristic G 2 from the AC current command value i s * until the actual value i s (s) is in Equation 2. Note that, in this formula 2, it is T s = 1 / 2πf s.

【0013】[0013]

【数2】 (Equation 2)

【0014】数式2で示される伝達特性G2(s)のボー
ド線図は、図4(A),(B)に示す通りである。な
お、図4のボード線図は、電源周波数を50Hz、TL
を0.5msとして計算している。図4から、各比例ゲ
インKp,Kpsが何れも小さい場合でも、電源周波数fs
付近の比例ゲインを等価的に大きくできるので、電源周
波数fs付近における交流電流指令値is *と実際値is
の位相差及び振幅差をゼロに近付けられることがわか
る。従って、基本波力率をほぼ1にすることができる。
The Bode diagram of the transfer characteristic G 2 (s) shown in Equation 2 is as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B). Incidentally, Bode diagram of FIG. 4, the power supply frequency 50 Hz, T L
Is set to 0.5 ms. From FIG. 4, even when each of the proportional gains K p and K ps is small, the power supply frequency f s
Since the proportional gain in the vicinity can be equivalently increased, it can be seen that is closer to the phase difference and amplitude difference between the alternating current command value i s * and the actual value i s in the vicinity of the source frequency f s to zero. Therefore, the fundamental wave power factor can be made substantially one.

【0015】すなわち、請求項1記載の発明は、交流電
源と、この交流電源にリアクトルを介して接続されたコ
ンバータ部と、このコンバータ部の直流側に接続された
平滑コンデンサとを備えた電力変換装置を制御する制御
装置であって、前記平滑コンデンサの直流電圧検出値が
直流電圧指令値に一致するように直流電圧を制御する直
流電圧制御手段と、前記交流電源の交流電圧検出値から
基準となる正弦波信号を出力する基準正弦波発生手段
と、前記直流電圧制御手段の出力信号及び基準正弦波発
生手段の出力信号に基づいて交流電流指令値を出力する
交流電流指令値演算手段と、前記交流電源の交流電流指
令値と交流電流検出値との偏差が零になるように比例演
算を行って交流電圧指令値を出力する交流電流制御手段
とを備えた制御装置において、前記交流電流制御手段
は、交流電流指令値と交流電流検出値との偏差が入力さ
れかつ電源周波数を中心周波数とするバンドパスフィル
タと、このフィルタの出力信号が入力される比例演算手
段と、この比例演算手段の出力信号をもとの交流電圧指
令値に加算する加算手段とを備えたものである。
That is, the invention according to claim 1 is a power conversion system comprising an AC power supply, a converter connected to the AC power via a reactor, and a smoothing capacitor connected to the DC side of the converter. A control device that controls the device, a DC voltage control unit that controls a DC voltage so that a DC voltage detection value of the smoothing capacitor matches a DC voltage command value, and a reference based on the AC voltage detection value of the AC power supply. A reference sine wave generating means for outputting a sine wave signal, an AC current command value calculating means for outputting an AC current command value based on an output signal of the DC voltage control means and an output signal of the reference sine wave generating means, A control device comprising: AC current control means for performing a proportional operation to output a AC voltage command value so that a deviation between an AC current command value of an AC power supply and an AC current detection value becomes zero. The AC current control means includes a band-pass filter to which a deviation between the AC current command value and the AC current detection value is input and whose center frequency is a power supply frequency, and a proportional calculation means to which an output signal of the filter is input. And an adding means for adding the output signal of the proportional calculating means to the original AC voltage command value.

【0016】次に、図5は、複数個のバンドパスフィル
タ21a,21b,……,21xと比例演算手段(比例
ゲインKp1,Kp2,……,Kpn)22a,22b,…
…,22xとの各直列接続を前述の比例演算手段20
(比例ゲインKp)に対し並列に設け、各比例演算手段
20,22a,22b,……,22xの出力信号をすべ
て加算するようにした場合の、交流電流制御系のブロッ
ク図である。図5の制御系において、交流電流指令値i
s *から実際値isまでの伝達特性G3(s)は、数式3の
通りである。
Next, FIG. 5, a plurality of band-pass filters 21a, 21b, ......, 21x and proportional calculation means (proportional gain K p1, K p2, ......, K pn) 22a, 22b, ...
, 22x are connected in series with the aforementioned
FIG. 9 is a block diagram of an AC current control system in a case where the output signals of the respective proportional operation means 20, 22a, 22b,..., 22x are all added in parallel with (proportional gain K p ). In the control system shown in FIG.
transfer characteristic G 3 from s * to actual value i s (s) is as Equation 3.

【0017】[0017]

【数3】 (Equation 3)

【0018】また、バンドパスフィルタの個数を3個と
し、バンドパスフィルタの中心周波数を電源周波数fs
の3,5,7倍とした際の伝達特性G4(s)は、数式4
の通りである。
The number of bandpass filters is set to three, and the center frequency of the bandpass filter is set to the power supply frequency f s.
The transfer characteristic G 4 (s) when 3, 5, and 7 times is given by
It is as follows.

【0019】[0019]

【数4】 (Equation 4)

【0020】上記数式4において、T1=1/{2π
(3fs)},T2=1/{2π(5fs)},T3=1/
{2π(7fs)}である。
In the above formula 4, T 1 = 1 / 2π
(3f s)}, T 2 = 1 / {2π (5f s)}, T 3 = 1 /
A {2π (7f s)}.

【0021】なお、数式4では、バンドパスフィルタの
中心周波数と電源周波数との比(中心周波数/電源周波
数)を、1を除いた奇数のうち小さい方から3つ(3,
5,7)としているが、これは単相電力変換装置の交流
電流には奇数次の高調波成分が多く含まれること、次数
が低いほど高調波成分の含有率が高いことによる。
In the equation (4), the ratio of the center frequency of the band-pass filter to the power supply frequency (center frequency / power supply frequency) is determined by the smallest of the odd numbers excluding 1 (3, 3).
5, 7), because the alternating current of the single-phase power converter contains many odd-order harmonic components, and the lower the order, the higher the harmonic component content.

【0022】数式4で示される伝達特性G4(s)のボ
ード線図は、図6(A),(B)の通りである。図6の
ボード線図では、電源周波数を50Hz、TLを0.5
msとして計算している。図6から、各比例ゲイン
p,Kp1,Kp2,Kp3が小さい場合でも、電源周波数
の3,5,7倍の周波数付近では互いの干渉を受けるこ
となく比例ゲインを等価的に大きくできるので、電源周
波数の3,5,7倍の周波数付近における交流電流指令
値is *と実際値isとの振幅差をゼロに近付けられるこ
とがわかる。すなわち、交流電流に含まれる低次高調波
を低減することが可能である。
FIGS. 6A and 6B are Bode diagrams of the transfer characteristic G 4 (s) expressed by the equation ( 4 ). In the Bode diagram of FIG. 6, the power supply frequency is 50 Hz and TL is 0.5
ms. FIG. 6 shows that even when each of the proportional gains K p , K p1 , K p2 , and K p3 is small, the proportional gains are equivalently increased near the frequencies 3, 5, and 7 times the power supply frequency without being interfered with each other. it so, it can be seen that is closer to zero the amplitude difference between the alternating current command value i s * and the actual value i s near 3,5,7 times the frequency of the power frequency. That is, it is possible to reduce low-order harmonics included in the alternating current.

【0023】よって、請求項2に記載した発明は、交流
電源と、この交流電源にリアクトルを介して接続された
コンバータ部と、このコンバータ部の直流側に接続され
た平滑コンデンサとを備えた電力変換装置を制御する制
御装置であって、前記平滑コンデンサの直流電圧検出値
が直流電圧指令値に一致するように直流電圧を制御する
直流電圧制御手段と、前記交流電源の交流電圧検出値か
ら基準となる正弦波信号を出力する基準正弦波発生手段
と、前記直流電圧制御手段の出力信号及び基準正弦波発
生手段の出力信号に基づいて交流電流指令値を出力する
交流電流指令値演算手段と、前記交流電源の交流電流指
令値と交流電流検出値との偏差が零になるように比例演
算を行って交流電圧指令値を出力する交流電流制御手段
とを備えた制御装置において、前記交流電流制御手段
は、交流電流指令値と交流電流検出値との偏差が入力さ
れかつ電源周波数を中心周波数とする一つのバンドパス
フィルタと、このバンドパスフィルタの出力信号が入力
される一つの比例演算手段と、交流電流指令値と交流電
流検出値との偏差が入力されかつ電源周波数に対する複
数次調波の周波数を中心周波数とする他のバンドパスフ
ィルタと、このバンドパスフィルタの出力信号が入力さ
れて比例演算を行う他の比例演算手段と、すべての比例
演算手段の出力信号をもとの交流電圧指令値に加算する
加算手段とを備えたものである。
Therefore, the invention according to claim 2 provides a power supply comprising an AC power supply, a converter section connected to the AC power supply via a reactor, and a smoothing capacitor connected to the DC side of the converter section. A control device for controlling a converter, a DC voltage control means for controlling a DC voltage so that a DC voltage detection value of the smoothing capacitor coincides with a DC voltage command value, and a reference voltage based on an AC voltage detection value of the AC power supply. Reference sine wave generating means for outputting a sine wave signal, and an AC current command value calculating means for outputting an AC current command value based on the output signal of the DC voltage control means and the output signal of the reference sine wave generating means, An AC current control means for performing a proportional operation so that a deviation between an AC current command value of the AC power supply and a detected AC current value becomes zero and outputting an AC voltage command value; In the above, the AC current control means receives a deviation between an AC current command value and an AC current detection value and receives a band pass filter having a power supply frequency as a center frequency, and an output signal of the band pass filter. One proportional operation means, another band-pass filter to which a deviation between the AC current command value and the AC current detection value is input, and a center frequency of a frequency of a plurality of harmonics with respect to a power supply frequency, and an output of the band-pass filter It is provided with another proportional operation means for receiving a signal and performing a proportional operation, and adding means for adding output signals of all the proportional operation means to the original AC voltage command value.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図1は、請求項1に記載した発明の実施
形態を示すブロック図であり、図7と同一の構成要素に
は同一の符号を付してある。以下では、図7と異なる部
分を中心に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 1, and the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. In the following, a description will be given focusing on a portion different from FIG.

【0025】図1の実施形態では、図3に示した原理に
基づき制御装置内の交流電流制御手段13aにおいて、
比例演算手段17aに対し並列に、電源周波数fsを中
心周波数とするバンドパスフィルタ18bと比例演算手
段17bとの直列接続が接続され、比例演算手段17
a,17bの出力信号を加算手段19aにより加算して
交流電圧指令値vc *を求めている。なお、比例演算手段
17aの比例ゲインをKp,比例演算手段17bの比例
ゲインをKpsとする。
In the embodiment shown in FIG. 1, the alternating current control means 13a in the control device based on the principle shown in FIG.
In parallel to the proportional operation means 17a, a series connection of a bandpass filter 18b and the proportional calculation means 17b is connected to a center frequency power source frequency f s, proportional operation unit 17
a, seeking an AC voltage command value v c * by adding the output signal of the adding means 19a of 17b. Note that the proportional gain of the proportional operation means 17a is K p , and the proportional gain of the proportional operation means 17b is K ps .

【0026】この実施形態における交流電流制御手段1
3aの動作を説明すると、バンドパスフィルタ18bに
は減算手段16の出力信号である交流電流指令値is *
検出値is#との偏差eiが入力され、該フィルタ18b
により偏差eiのうちの電源周波数成分のみを通過させ
てその他の周波数成分は除去される。バンドパスフィル
タ18bを通過した電源周波数付近の偏差は、比例演算
手段17bによりKps倍され、一方、比例演算手段17
aにより偏差eiをKp倍した値と加算手段19aにおい
て加算されて交流電圧指令値vc *となる。これにより、
交流電流の電源周波数成分の制御性能を向上させること
ができ、基本波力率(電源周波数成分における力率)を
ほぼ1にすることが可能になる。
AC current control means 1 in this embodiment
In operation of 3a, the deviation e i of the AC current command value which is an output signal of the subtracting means 16 to the band-pass filter 18b i s * and the detection value i s # is input, the filter 18b
As a result, only the power supply frequency component of the deviation e i is passed, and the other frequency components are removed. Deviation near the power supply frequency which has passed through the band-pass filter 18b is K ps multiplied by proportional calculation means 17b, on the other hand, the proportional calculation means 17
The deviation e i becomes K p a value obtained by multiplying the adding means AC voltage command values are summed in 19a v c * by a. This allows
The control performance of the power supply frequency component of the alternating current can be improved, and the fundamental wave power factor (power factor in the power supply frequency component) can be made substantially one.

【0027】次に、図2は請求項2に記載した発明の実
施形態を示すブロック図であり、図1と同一の構成要素
には同一の符号を付してある。以下では、図1と異なる
部分を中心に説明する。
Next, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 2, and the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the following, a description will be given focusing on portions different from FIG.

【0028】図2の実施形態では、図5に示した原理に
基づき制御装置内の交流電流制御手段13bにおいて、
比例演算手段17aに対し並列に、先の電源周波数fs
を中心周波数とするバンドパスフィルタ18bと比例演
算手段17bとの直列接続と、電源周波数fsの3倍の
周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタ18cと
比例演算手段17cとの直列接続と、電源周波数fs
5倍の周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタ1
8dと比例演算手段17dとの直列接続とが接続されて
いる。そして、比例演算手段17a,17b,17c,
17dのすべての出力信号を加算手段19bにより加算
することにより、交流電圧指令値vc *を求めている。な
お、比例演算手段17aの比例ゲインをKp,比例演算
手段17bの比例ゲインをKp1,比例演算手段17cの
比例ゲインをKp2,比例演算手段17dの比例ゲインを
p3とする。
In the embodiment shown in FIG. 2, based on the principle shown in FIG.
In parallel with the proportional operation means 17a, the power supply frequency f s
, A series connection of a band-pass filter 18b having a center frequency of about 3 times the power supply frequency fs and a series connection of a band-pass filter 18c having a center frequency of three times the power supply frequency f s , bandpass filter 1 having a center frequency of 5 times the frequency of the frequency f s
8d and the series connection of the proportional operation means 17d are connected. Then, the proportional calculation means 17a, 17b, 17c,
By adding by the adding means 19b all output signals of the 17d, seeking an AC voltage command value v c *. It is assumed that the proportional gain of the proportional operation means 17a is K p , the proportional gain of the proportional operation means 17b is K p1 , the proportional gain of the proportional operation means 17c is K p2 , and the proportional gain of the proportional operation means 17d is K p3 .

【0029】次いで、この実施形態における交流電流制
御手段13bの動作を説明する。なお、図1と同一部分
の動作は既に明らかであるから、以下では追加部分の動
作を中止に説明する。電源周波数fsの3倍の周波数を
中心周波数とするバンドパスフィルタ18cには、減算
手段16の出力信号である交流電流指令値is *と検出値
s#との偏差eiが入力され、該フィルタ18cでは偏
差eiの3次高調波成分(電源周波数fsの3倍の周波数
成分)のみを通過させてその他の周波数成分が除去され
る。同様にして、電源周波数fsの5倍の周波数を中心
周波数とするバンドパスフィルタ18dにも偏差ei
入力され、該フィルタ18dでは偏差eiの5次高調波
成分(電源周波数fsの5倍の周波数成分)のみを通過
させてその他の周波数成分は除去される。
Next, the operation of the alternating current control means 13b in this embodiment will be described. Since the operation of the same part as that of FIG. 1 is already clear, the operation of the additional part will be described below as being stopped. The band-pass filter 18c for three times the frequency of the power supply frequency f s and the center frequency, the deviation e i of the output is a signal alternating current command value i s * and the detection value i s # subtraction means 16 is input The filter 18c passes only the third harmonic component of the deviation e i (frequency component three times the power supply frequency f s ) and removes other frequency components. Similarly, the deviation e i is also input to the band-pass filter 18d having a center frequency of five times the power supply frequency f s , and the fifth harmonic component of the deviation e i (the power supply frequency f s Only five times the frequency component) is passed, and the other frequency components are removed.

【0030】バンドパスフィルタ18cを通過した偏差
iの3次高調波成分は比例演算手段17cによりKp2
倍され、バンドパスフィルタ18dを通過した偏差ei
の5次高調波成分は比例演算手段17dによりKp3倍さ
れる。これらの比例演算手段17c,17dの出力信号
は、比例演算手段17a,17bの出力信号と共に加算
手段19bに入力され、すべてが加算されて交流電圧指
令値vc *となる。これにより、交流電流の電源周波数成
分、3次高調波成分、5次高調波成分の制御性能を向上
させることができ、基本波力率をほぼ1にし、しかも交
流電流に含まれる3次高調波成分及び5次高調波成分を
低減することが可能になる。
The third harmonic component of the deviation e i having passed through the band-pass filter 18c is calculated by the proportional operation means 17c as K p2
The deviation e i multiplied and passed through the band-pass filter 18d
Is multiplied by K p3 by the proportional operation means 17d. These proportional calculation means 17c, 17d output signals of the proportional calculation means 17a, is inputted to the addition means 19b with 17b output signals, all of the AC voltage command value v c * are added. As a result, the control performance of the power supply frequency component, the third harmonic component, and the fifth harmonic component of the AC current can be improved, the fundamental wave power factor can be made substantially 1, and the third harmonic included in the AC current can be improved. Component and the fifth harmonic component can be reduced.

【0031】なお、図2の実施形態では、バンドパスフ
ィルタ及び比例演算手段からなる直列接続を、電源周波
数用、3次高調波用、5次高調波用に合計3個備えてい
るが、次数の組み合わせはこれに限定されるものではな
く、また、これらの直列接続は目的とする高調波の次数
に応じて任意の複数個設けても良いのは勿論である。
In the embodiment shown in FIG. 2, a total of three series connections including a band-pass filter and a proportional operation means are provided for the power supply frequency, the third harmonic, and the fifth harmonic. Is not limited to this, and it goes without saying that any number of these series connections may be provided in accordance with the order of the target harmonic.

【0032】更に、図1、図2の実施形態では単相の電
力変換装置を対象としているが、本発明は三相の電力変
換装置にも適用可能である。また、各実施形態に示した
バンドパスフィルタは中心周波数を有する特定の周波数
帯域の信号のみを通過させるフィルタであり、その構造
や次数は特に限定されるものではない。
Further, although the embodiments of FIGS. 1 and 2 are directed to a single-phase power converter, the present invention is also applicable to a three-phase power converter. In addition, the bandpass filter described in each embodiment is a filter that passes only a signal in a specific frequency band having a center frequency, and the structure and order are not particularly limited.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
ば、交流電流制御手段に電源周波数を中心周波数とする
バンドパスフィルタと比例演算手段との直列接続を追加
することで、交流電流制御手段の比例ゲインを小さくし
た場合でも基本波力率をほぼ1にすることができる。ま
た、請求項2記載の発明によれば、交流電流制御手段に
電源周波数の整数倍を中心周波数とするバンドパスフィ
ルタと比例演算手段との直列接続を追加することで、交
流電流制御手段の比例ゲインを小さくした状態でも交流
電流の低次高調波成分の含有率を低減させることが可能
になる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, by adding a series connection of a band-pass filter having a power supply frequency as a center frequency and a proportional operation means to the AC current control means, Even when the proportional gain of the control means is reduced, the fundamental wave power factor can be made substantially one. According to the second aspect of the present invention, by adding a series connection of a band-pass filter having a center frequency of an integral multiple of the power supply frequency to the AC current control means and a proportional calculation means, the proportionality of the AC current control means can be improved. Even when the gain is reduced, the content of the low-order harmonic component of the alternating current can be reduced.

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

【図1】請求項1に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 1;

【図2】請求項2に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 2;

【図3】請求項1に記載した発明における交流電流制御
系の制御ブロック図である。
FIG. 3 is a control block diagram of an alternating current control system according to the first embodiment.

【図4】数式2で示される伝達特性のボード線図であ
る。
FIG. 4 is a Bode diagram of a transfer characteristic represented by Expression 2.

【図5】請求項2に記載した発明における交流電流制御
系の制御ブロック図である。
FIG. 5 is a control block diagram of an AC current control system according to the second aspect of the present invention.

【図6】数式4で示される伝達特性のボード線図であ
る。
FIG. 6 is a Bode diagram of a transfer characteristic represented by Expression 4.

【図7】従来技術を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional technique.

【図8】従来技術における交流電流制御系の制御ブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a control block diagram of an AC current control system according to the related art.

【図9】数式1で示される伝達特性のボード線図であ
る。
FIG. 9 is a Bode diagram of a transfer characteristic represented by Expression 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,1c,1d 半導体スイッチ 2a,2b,2c,2d ダイオード 3 平滑コンデンサ 4 リアクトル 5 交流電源 6 負荷 7 交流電圧検出器 8 直流電圧検出器 9 交流電流検出器 10 直流電圧制御手段 11 基準正弦波発生手段 12 交流電流指令値演算手段 13a,13b 交流電流制御手段 14 パルス幅変調手段 15 スイッチ駆動手段 16 減算手段 17a,17b,17c,17d,20,22a,22
b,22x 比例演算手段 18b,18c,18d,21a,21b,21x バ
ンドパスフィルタ(BPF) 19a,19b 加算手段
1a, 1b, 1c, 1d Semiconductor switch 2a, 2b, 2c, 2d Diode 3 Smoothing capacitor 4 Reactor 5 AC power supply 6 Load 7 AC voltage detector 8 DC voltage detector 9 AC current detector 10 DC voltage control means 11 Reference sine Wave generation means 12 AC current command value calculation means 13a, 13b AC current control means 14 Pulse width modulation means 15 Switch driving means 16 Subtraction means 17a, 17b, 17c, 17d, 20, 22a, 22
b, 22x Proportional calculation means 18b, 18c, 18d, 21a, 21b, 21x Bandpass filter (BPF) 19a, 19b Addition means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電源と、この交流電源にリアクトル
を介して接続されたコンバータ部と、このコンバータ部
の直流側に接続された平滑コンデンサとを備えた電力変
換装置を制御する制御装置であって、 前記平滑コンデンサの直流電圧検出値が直流電圧指令値
に一致するように直流電圧を制御する直流電圧制御手段
と、前記交流電源の交流電圧検出値から基準となる正弦
波信号を出力する基準正弦波発生手段と、前記直流電圧
制御手段の出力信号及び基準正弦波発生手段の出力信号
に基づいて交流電流指令値を出力する交流電流指令値演
算手段と、前記交流電源の交流電流指令値と交流電流検
出値との偏差が零になるように比例演算を行って交流電
圧指令値を出力する交流電流制御手段とを備えた制御装
置において、 前記交流電流制御手段は、交流電流指令値と交流電流検
出値との偏差が入力されかつ電源周波数を中心周波数と
するバンドパスフィルタと、このフィルタの出力信号が
入力される比例演算手段と、この比例演算手段の出力信
号をもとの交流電圧指令値に加算する加算手段と、 を備えたことを特徴とする電力変換装置の制御装置。
1. A control device for controlling a power converter including an AC power supply, a converter connected to the AC power supply via a reactor, and a smoothing capacitor connected to a DC side of the converter. A DC voltage control means for controlling a DC voltage so that a DC voltage detection value of the smoothing capacitor matches a DC voltage command value; and a reference for outputting a sine wave signal as a reference from the AC voltage detection value of the AC power supply. Sine wave generation means, AC current command value calculation means for outputting an AC current command value based on an output signal of the DC voltage control means and an output signal of the reference sine wave generation means, and an AC current command value of the AC power supply. A control device for performing a proportional operation so that a deviation from the detected AC current value becomes zero and outputting an AC voltage command value, wherein the AC current control means A band-pass filter to which a deviation between the AC current command value and the AC current detection value is input and whose center frequency is the power supply frequency, a proportional operation means to which an output signal of the filter is input, and an output signal of the proportional operation means A control device for a power conversion device, comprising: an adding means for adding the value to the original AC voltage command value.
【請求項2】 交流電源と、この交流電源にリアクトル
を介して接続されたコンバータ部と、このコンバータ部
の直流側に接続された平滑コンデンサとを備えた電力変
換装置を制御する制御装置であって、 前記平滑コンデンサの直流電圧検出値が直流電圧指令値
に一致するように直流電圧を制御する直流電圧制御手段
と、前記交流電源の交流電圧検出値から基準となる正弦
波信号を出力する基準正弦波発生手段と、前記直流電圧
制御手段の出力信号及び基準正弦波発生手段の出力信号
に基づいて交流電流指令値を出力する交流電流指令値演
算手段と、前記交流電源の交流電流指令値と交流電流検
出値との偏差が零になるように比例演算を行って交流電
圧指令値を出力する交流電流制御手段とを備えた制御装
置において、 前記交流電流制御手段は、交流電流指令値と交流電流検
出値との偏差が入力されかつ電源周波数を中心周波数と
する一つのバンドパスフィルタと、このバンドパスフィ
ルタの出力信号が入力される一つの比例演算手段と、交
流電流指令値と交流電流検出値との偏差が入力されかつ
電源周波数に対する複数次調波の周波数を中心周波数と
する他のバンドパスフィルタと、このバンドパスフィル
タの出力信号が入力されて比例演算を行う他の比例演算
手段と、 すべての比例演算手段の出力信号をもとの交流電圧指令
値に加算する加算手段と、 を備えたことを特徴とする電力変換装置の制御装置。
2. A control device for controlling a power converter comprising an AC power supply, a converter connected to the AC power via a reactor, and a smoothing capacitor connected to a DC side of the converter. A DC voltage control means for controlling a DC voltage so that a DC voltage detection value of the smoothing capacitor matches a DC voltage command value; and a reference for outputting a sine wave signal as a reference from the AC voltage detection value of the AC power supply. Sine wave generation means, AC current command value calculation means for outputting an AC current command value based on an output signal of the DC voltage control means and an output signal of the reference sine wave generation means, and an AC current command value of the AC power supply. A control device for performing a proportional operation so that a deviation from the detected AC current value becomes zero and outputting an AC voltage command value, wherein the AC current control means A band-pass filter to which the deviation between the AC current command value and the AC current detection value is input and whose center frequency is the power supply frequency, and one proportional operation means to which an output signal of the band-pass filter is input; A deviation between the current command value and the AC current detection value is input, and another bandpass filter having a center frequency of a frequency of a plurality of harmonics with respect to a power supply frequency, and an output signal of the bandpass filter is input to perform a proportional operation. A control device for a power conversion device, comprising: other proportional operation means for performing the operation; and addition means for adding output signals of all the proportional operation means to an original AC voltage command value.
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