JPH10323050A - 電圧形コンバータの制御方法 - Google Patents
電圧形コンバータの制御方法Info
- Publication number
- JPH10323050A JPH10323050A JP14095097A JP14095097A JPH10323050A JP H10323050 A JPH10323050 A JP H10323050A JP 14095097 A JP14095097 A JP 14095097A JP 14095097 A JP14095097 A JP 14095097A JP H10323050 A JPH10323050 A JP H10323050A
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- instantaneous
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電圧形コンバータのスイッチングリップルを吸
収するフィルタコンデンサの進相分を抑制する事にあ
る。 【解決手段】電源電圧ＶＳの自乗値に比例した無効電力
分の逆位相分を瞬時無効電力指令とし、瞬時有効電力指
令と合わせて基本波力率が１の瞬時電力制御を行う方法
である。
収するフィルタコンデンサの進相分を抑制する事にあ
る。 【解決手段】電源電圧ＶＳの自乗値に比例した無効電力
分の逆位相分を瞬時無効電力指令とし、瞬時有効電力指
令と合わせて基本波力率が１の瞬時電力制御を行う方法
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス幅制御によ
り交流を直流に変換する電圧形コンバータの制御方法に
係わり、特に電圧形コンバータのＰＷＭ変換器より発生
するスイッチング成分を除去するために交流側に接続し
たリップル吸収フィルタによる進相分電流を補償して、
基本波力率を１にする制御方法に関する。
り交流を直流に変換する電圧形コンバータの制御方法に
係わり、特に電圧形コンバータのＰＷＭ変換器より発生
するスイッチング成分を除去するために交流側に接続し
たリップル吸収フィルタによる進相分電流を補償して、
基本波力率を１にする制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３〜４は従来の電圧形コンバータの主
回路構成および制御ブロック図であり、この種の電圧形
コンバータについては、平成８年電気学会産業応用部門
全国大会１４６「電圧形コンバータの瞬時ひずみ最小化
制御」に詳細に記載されている。以下に図３〜４により
概略を説明する。
回路構成および制御ブロック図であり、この種の電圧形
コンバータについては、平成８年電気学会産業応用部門
全国大会１４６「電圧形コンバータの瞬時ひずみ最小化
制御」に詳細に記載されている。以下に図３〜４により
概略を説明する。
【０００３】図３において、２１は系統電源、２２は系
統インピーダンス、２５は交流電圧検出器、２６はＰＷ
Ｍ変換器電流検出器、２７はスイッチングリップル抑制
用リアクトル、２８はＰＷＭ変換器、２９は直流コンデ
ンサ、３０は直流電圧検出器、３１は負荷であり、交流
電圧検出器２５、ＰＷＭ変換器電流検出器２６、スイッ
チングリップル抑制用リアクトル２７、 ＰＷＭ変換器
２８、直流コンデンサ２９、直流電圧検出器３０および
図４に示す制御回路２により電圧形コンバータ１が形成
される。
統インピーダンス、２５は交流電圧検出器、２６はＰＷ
Ｍ変換器電流検出器、２７はスイッチングリップル抑制
用リアクトル、２８はＰＷＭ変換器、２９は直流コンデ
ンサ、３０は直流電圧検出器、３１は負荷であり、交流
電圧検出器２５、ＰＷＭ変換器電流検出器２６、スイッ
チングリップル抑制用リアクトル２７、 ＰＷＭ変換器
２８、直流コンデンサ２９、直流電圧検出器３０および
図４に示す制御回路２により電圧形コンバータ１が形成
される。
【０００４】図４において、１１は直流制御器、１２は
ｔａｎ（φ＊）を求める手段、１３は掛算器、１４は交
流制御演算手段、１は電圧形コンバータ、３１は負荷で
あり、直流制御器１１、ｔａｎ（φ＊）を求める手段１
２、掛算器１３、交流制御演算手段１４により制御回路
２が形成される。
ｔａｎ（φ＊）を求める手段、１３は掛算器、１４は交
流制御演算手段、１は電圧形コンバータ、３１は負荷で
あり、直流制御器１１、ｔａｎ（φ＊）を求める手段１
２、掛算器１３、交流制御演算手段１４により制御回路
２が形成される。
【０００５】図４の制御回路２は、直流電圧指令Ｖd ＊
と直流電圧検出器３０より検出した直流コンデンサ２９
の直流電圧Ｖd を入力し、直流電圧Ｖd が直流電圧指令
Ｖd＊に一致するように瞬時有効電力指令Ｐ＊を交流制
御演算手段１４と掛算器１３に出力する。ｔａｎ（φ
＊）を求める手段１２は力率角指令φ＊を入力し正接角
ｔａｎ（φ＊）を掛算器１３に出力する。掛算器１３は
瞬時有効電力指令Ｐ＊とｔａｎ（φ＊）を入力し瞬時無
効電力指令Ｑ＊を交流制御演算手段１４に出力する。こ
の瞬時有効電力指令Ｐ＊により直流電圧Ｖｄが制御さ
れ、瞬時無効電力指令Ｑ＊により力率角φが制御され
る。
と直流電圧検出器３０より検出した直流コンデンサ２９
の直流電圧Ｖd を入力し、直流電圧Ｖd が直流電圧指令
Ｖd＊に一致するように瞬時有効電力指令Ｐ＊を交流制
御演算手段１４と掛算器１３に出力する。ｔａｎ（φ
＊）を求める手段１２は力率角指令φ＊を入力し正接角
ｔａｎ（φ＊）を掛算器１３に出力する。掛算器１３は
瞬時有効電力指令Ｐ＊とｔａｎ（φ＊）を入力し瞬時無
効電力指令Ｑ＊を交流制御演算手段１４に出力する。こ
の瞬時有効電力指令Ｐ＊により直流電圧Ｖｄが制御さ
れ、瞬時無効電力指令Ｑ＊により力率角φが制御され
る。
【０００６】交流制御演算手段１４は電源電圧Ｖｓおよ
びＰＷＭ変換器電流Ｉｃを入力し、瞬時有効電力Ｐおよ
び無効電力Ｑが指令通りになるように、しかも瞬時ひず
み（ＴＨＤ）が最小となるように、ＰＷＭ変換器２８の
ゲート信号Ｇの発生すなわちスイッチングベクトルの選
択を行なう。
びＰＷＭ変換器電流Ｉｃを入力し、瞬時有効電力Ｐおよ
び無効電力Ｑが指令通りになるように、しかも瞬時ひず
み（ＴＨＤ）が最小となるように、ＰＷＭ変換器２８の
ゲート信号Ｇの発生すなわちスイッチングベクトルの選
択を行なう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示すような電圧形コンバータ１ではＰＷＭ変換器２８の
スイッチングに伴なうリップル電流により電源電圧ＶＳ
にリップル電圧が発生するという事があった。そのため
に、このリップル電流を吸収するために、後述する図２
に示す如きリップル吸収フィルタ３２、すなわちフィル
タコンデンサ２４、又は、フィルタリアクトル２３およ
びコンデンサ２４を接続するが、この場合には力率角指
令Φ＊を一定として正接角ｔａｎ（Φ＊）を与える従来
の制御方法では、瞬時有効電力指令Ｐ＊が変化すると電
源電流ＩＳの位相が変化して基本波力率が１に保てなく
なるという不具合があった。
示すような電圧形コンバータ１ではＰＷＭ変換器２８の
スイッチングに伴なうリップル電流により電源電圧ＶＳ
にリップル電圧が発生するという事があった。そのため
に、このリップル電流を吸収するために、後述する図２
に示す如きリップル吸収フィルタ３２、すなわちフィル
タコンデンサ２４、又は、フィルタリアクトル２３およ
びコンデンサ２４を接続するが、この場合には力率角指
令Φ＊を一定として正接角ｔａｎ（Φ＊）を与える従来
の制御方法では、瞬時有効電力指令Ｐ＊が変化すると電
源電流ＩＳの位相が変化して基本波力率が１に保てなく
なるという不具合があった。
【０００８】本発明は上述した点に鑑みて創案されたも
ので、その目的とするところは、これらの欠点を解決す
るために、ＰＷＭ変換器２８によるリップル電流を吸収
するリップル吸収フィルタ３２を接続した図２の如き電
圧形コンバータ１において、フィルタコンデンサ２４の
進相電流による基本波力率の減少を防ぎ、基本波力率を
常に１にする電圧形コンバータの制御方法を提供する事
にある。
ので、その目的とするところは、これらの欠点を解決す
るために、ＰＷＭ変換器２８によるリップル電流を吸収
するリップル吸収フィルタ３２を接続した図２の如き電
圧形コンバータ１において、フィルタコンデンサ２４の
進相電流による基本波力率の減少を防ぎ、基本波力率を
常に１にする電圧形コンバータの制御方法を提供する事
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、交流を直流に変換するＰＷＭ変換器
と、このＰＷＭ変換器の交流側に設けられたスイッチン
グリップル抑制用リアクトルと、このスイッチングリッ
プル抑制用リアクトルの交流電源側に設けられたリップ
ル吸収フィルタと、前記ＰＷＭ変換器のスイッチングの
制御を行う制御装置を備えた電圧形コンバータにおい
て、前記制御装置は電源電圧Ｖｓを検出して、リップル
吸収フィルタのコンデンサによる進相分を打ち消すよう
に電源電圧ＶＳの自乗値に比例した瞬時無効電力指令Ｑ
＊を出力し、直流電圧制御を行う瞬時有効電力指令Ｐ＊
と合わせて基本波力率を１に制御するものである。
するための手段は、交流を直流に変換するＰＷＭ変換器
と、このＰＷＭ変換器の交流側に設けられたスイッチン
グリップル抑制用リアクトルと、このスイッチングリッ
プル抑制用リアクトルの交流電源側に設けられたリップ
ル吸収フィルタと、前記ＰＷＭ変換器のスイッチングの
制御を行う制御装置を備えた電圧形コンバータにおい
て、前記制御装置は電源電圧Ｖｓを検出して、リップル
吸収フィルタのコンデンサによる進相分を打ち消すよう
に電源電圧ＶＳの自乗値に比例した瞬時無効電力指令Ｑ
＊を出力し、直流電圧制御を行う瞬時有効電力指令Ｐ＊
と合わせて基本波力率を１に制御するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明のＰＷＭコンバータ
の制御方法を、図２に示す主回路構成を有するＰＷＭコ
ンバータ１に適用した実施例を図面を参照して説明す
る。図１は本発明のＰＷＭコンバータの制御方法の制御
回路の一実施例を示すブロック図であり、図中、１５は
瞬時無効電力指令出力手段としての無効電力指令器であ
り、図４と同一符号は同じ構成，機能を有する部分であ
る。
の制御方法を、図２に示す主回路構成を有するＰＷＭコ
ンバータ１に適用した実施例を図面を参照して説明す
る。図１は本発明のＰＷＭコンバータの制御方法の制御
回路の一実施例を示すブロック図であり、図中、１５は
瞬時無効電力指令出力手段としての無効電力指令器であ
り、図４と同一符号は同じ構成，機能を有する部分であ
る。
【００１１】図１及び図２において、無効電力指令器１
５は電源電圧検出回路２５より検出した電源電圧ＶＳを
入力し、その実効値ＶＭと電源電圧基本波周波数Ｆとか
ら、例えば３相のとき、フィルタコンデンサ無効分ＱＦ
の式 ＱＦ＝３×２πＦ×ＣＦ×（ＶＭの自乗） に基づき、フイルタコンデンサ２４により発生するフイ
ルタコンデンサ無効分ＱＦを演算し、その符号を反転し
たものを瞬時無効電力指令Ｑ＊として交流制御演算手段
１４に出力する。この瞬時無効電力指令Ｑ＊により制御
される遅れ無効分とフイルタコンデンサによる進み無効
分が相殺され、従来と同等の制御を行う瞬時有効電力指
令Ｐ＊により電源電流ＩＳは有効分のみとなり基本波力
率が１に制御される。
５は電源電圧検出回路２５より検出した電源電圧ＶＳを
入力し、その実効値ＶＭと電源電圧基本波周波数Ｆとか
ら、例えば３相のとき、フィルタコンデンサ無効分ＱＦ
の式 ＱＦ＝３×２πＦ×ＣＦ×（ＶＭの自乗） に基づき、フイルタコンデンサ２４により発生するフイ
ルタコンデンサ無効分ＱＦを演算し、その符号を反転し
たものを瞬時無効電力指令Ｑ＊として交流制御演算手段
１４に出力する。この瞬時無効電力指令Ｑ＊により制御
される遅れ無効分とフイルタコンデンサによる進み無効
分が相殺され、従来と同等の制御を行う瞬時有効電力指
令Ｐ＊により電源電流ＩＳは有効分のみとなり基本波力
率が１に制御される。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
源電圧ＶＳを検出して、リップル吸収フィルタのコンデ
ンサによる進相分を打ち消すように電源電圧ＶＳの自乗
値に比例した瞬時無効電力指令Ｑ＊を出力し、直流電圧
制御を行う瞬時有効電力指令Ｐ＊と合わせて基本波力率
を１に制御するものである。
源電圧ＶＳを検出して、リップル吸収フィルタのコンデ
ンサによる進相分を打ち消すように電源電圧ＶＳの自乗
値に比例した瞬時無効電力指令Ｑ＊を出力し、直流電圧
制御を行う瞬時有効電力指令Ｐ＊と合わせて基本波力率
を１に制御するものである。
【図１】図１は本発明の電圧形コンバータのスイッチン
グ制御方法の制御回路を示すブロック図である。
グ制御方法の制御回路を示すブロック図である。
【図２】図２は本発明を適用する電圧形コンバータの主
回路構成図である。
回路構成図である。
【図３】図３は従来の電圧形コンバータの主回路構成図
である。
である。
【図４】図４は従来の電圧形コンバータの制御回路を示
すブロック図である。
すブロック図である。
１ 電圧形コンバータ ２ 制御回路 １１ 直流制御器 １２ ｔａｎ（φ＊）を求める手段 １３ 掛算器 １４ 交流制御演算手段 １５ 無効分指令器 ２１ 系統電源 ２２ 系統インピーダンス ２３ フィルタリアクトル ２４ フィルタコンデンサ ２５ 交流電圧検出器 ２６ ＰＷＭ変換器電流検出器 ２７ スイッチングリップル抑制用リアクトル ２８ ＰＷＭ変換器 ２９ 直流コンデンサ ３０ 直流電圧検出回路 ３１ 負荷 ３２ リップル吸収フィルタ
Claims (1)
- 【請求項１】 交流を直流に変換するＰＷＭ変換器と、
該ＰＷＭ変換器の交流側に設けられたスイッチングリッ
プル抑制用リアクトルと、該スイッチングリップル抑制
用リアクトルの交流電源側に設けられたリップル吸収フ
ィルタと、前記ＰＷＭ変換器のスイッチングの制御を行
う制御装置を備えた電圧形コンバータにおいて、前記制
御装置は電源電圧を入力してフイルタコンデンサの進相
分電力を相殺する瞬時無効電力指令を出力する手段と、
前記ＰＷＭ変換器の直流側の直流電圧一定制御を行う瞬
時有効電力指令と前記瞬時無効電力指令に追従するよう
に前記ＰＷＭ変換器のスイッチングを制御する事を特徴
とする電圧形コンバータの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14095097A JPH10323050A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 電圧形コンバータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14095097A JPH10323050A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 電圧形コンバータの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323050A true JPH10323050A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15280591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14095097A Pending JPH10323050A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 電圧形コンバータの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10323050A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017078115A1 (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | 住友電気工業株式会社 | 力率改善装置、双方向ａｃ／ｄｃ変換装置及びコンピュータプログラム |
-
1997
- 1997-05-15 JP JP14095097A patent/JPH10323050A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017078115A1 (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | 住友電気工業株式会社 | 力率改善装置、双方向ａｃ／ｄｃ変換装置及びコンピュータプログラム |
| CN108352788A (zh) * | 2015-11-06 | 2018-07-31 | 住友电气工业株式会社 | 功率因数校正装置、双向ac/dc转换设备和计算机程序 |
| US10291115B2 (en) | 2015-11-06 | 2019-05-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Power factor correcting device, bidirectional AC/DC conversion apparatus and computer program |
| CN108352788B (zh) * | 2015-11-06 | 2020-12-22 | 住友电气工业株式会社 | 功率因数校正装置、双向ac/dc转换设备和计算机程序 |
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