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JP4488415B2 - Power converter - Google Patents

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JP4488415B2
JP4488415B2 JP2004212743A JP2004212743A JP4488415B2 JP 4488415 B2 JP4488415 B2 JP 4488415B2 JP 2004212743 A JP2004212743 A JP 2004212743A JP 2004212743 A JP2004212743 A JP 2004212743A JP 4488415 B2 JP4488415 B2 JP 4488415B2
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和則 松本
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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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Description

本発明は電動機を駆動する電力変換装置に係り、特に制御特性を改善した電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power converter for driving an electric motor, and more particularly to a power converter having improved control characteristics.

電動機負荷を安定に制御するための方法にはいくつかある。例えば、交流電動機を駆動するインバータの出力電流を検出し、この電流の変化に着目し、電流が増加したとき交流電動機を減速方向に、電流が減少したとき交流電動機を加速方向に補正することが考えられる。ただ、この場合、例えば電流が増加したときは加速しようとしているのか、それとも減速しようとしているのかの区別をしないと誤った制御を行う恐れがあった。このため、インバータの3相の出力電流を3相2相変換して、有効電流と無効電流に変換して、有効電流が増加したとき減速方向に補正する提案が為されている。即ち、有効電流の増加は、トルクの増加を意味し、負荷を加速する方向に作用するため、有効電流が増加したとき周波数基準を下げて、交流電動機速度を抑制する方向に補償する(例えば特許文献1参照。)。
特開平2−276490号公報(第2−3頁、第1図)
There are several methods for stably controlling the motor load. For example, it is possible to detect the output current of the inverter that drives the AC motor, pay attention to the change in this current, and correct the AC motor in the deceleration direction when the current increases and the AC motor in the acceleration direction when the current decreases. Conceivable. However, in this case, for example, when the current increases, there is a risk of erroneous control unless it is distinguished whether the current is to be accelerated or decelerated. For this reason, a proposal has been made to convert the three-phase output current of the inverter into a three-phase to two-phase, convert it into an effective current and a reactive current, and correct in the deceleration direction when the effective current increases. In other words, an increase in effective current means an increase in torque and acts in the direction of accelerating the load. Therefore, when the effective current increases, the frequency reference is lowered to compensate for the direction of suppressing the AC motor speed (for example, patents). Reference 1).
JP-A-2-276490 (page 2-3, FIG. 1)

上記の特許文献1に示された補正の場合、起動して加速が低速で完了する場合や低速域で再起動する場合に制御の安定性が問題となる場合がある。起動して加速が完了すると、加速分の有効電流がなくなるため、制御回路は加速方向に補正する。その後、制御回路内の時定数によって、補正量は減少していく。この減少量による減速率が交流電動機のフリーラン特性よりも速い場合は、交流電動機は力行モードから回生モードになる。インバータに回生機能がない場合、回生分のエネルギーを消費できずに不安定な状態となる。   In the case of the correction shown in the above-mentioned Patent Document 1, the stability of control may be a problem when starting and accelerating to be completed at a low speed or when restarting in a low speed range. When the acceleration is completed after startup, the effective current corresponding to the acceleration disappears, and the control circuit corrects in the acceleration direction. Thereafter, the correction amount is decreased by the time constant in the control circuit. When the deceleration rate due to this reduction amount is faster than the free-run characteristic of the AC motor, the AC motor changes from the power running mode to the regeneration mode. If the inverter does not have a regenerative function, the regenerative energy cannot be consumed and the inverter becomes unstable.

また、低速域で瞬時停電等の理由で再起動する場合、再起動直後は位相ずれの影響により電流が流れ、直流電圧及び出力電圧が低下する。その電流によって、制御回路は減速方向に補正されて、その後、補正量は制御回路内の時定数で減少していくため、加速する方向になる。このとき、出力電圧が低下して、周波数基準が増大するため、電圧/周波数の比は低下する。特に低速域はケーブルの電圧降下分や交流電動機の内部インピーダンス降下による影響を受けやすいため、電圧/周波数の比が下がると、トルクが不足して不安定となる。   In addition, when restarting at a low speed due to an instantaneous power failure or the like, a current flows due to the influence of the phase shift immediately after the restart, and the DC voltage and the output voltage decrease. The control circuit is corrected in the decelerating direction by the current, and thereafter, the correction amount decreases with a time constant in the control circuit, so that the control circuit is accelerated. At this time, the output voltage decreases and the frequency reference increases, so the voltage / frequency ratio decreases. In particular, the low speed range is easily affected by the voltage drop of the cable and the internal impedance drop of the AC motor, so when the voltage / frequency ratio decreases, the torque becomes insufficient and becomes unstable.

本発明は以上の点を鑑みて為されたものであり、再起動などの過渡運転を行う場合に安定に交流電動機を制御することが可能な電力変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a power converter capable of stably controlling an AC motor when performing transient operation such as restart.

上記目的を達成するため、本発明の第1の発明である電力変換装置は、交流を直流に変換するコンバータと、前記コンバータの出力を平滑する平滑コンデンサと、この平滑された直流を交流に変換して交流電動機を駆動するインバータと、前記インバータの出力電流を検出してこれを有効電流と無効電流に変換する電流検出手段と、前記インバータを制御する制御手段と、前記制御手段の制御を補正する安定化制御手段とを備え、前記安定化制御手段は、前記有効電流と前記無効電流の差分にゲインを掛けた信号から、この信号の出力を積分した信号を減算する擬似微分回路と、この擬似微分回路の出力変化率が、前記交流電動機の速度に応じて減速率の上限値を定めた変化率制限値より大きくなったとき、前記擬似微分回路の出力を前記変化率制限値に制限し、且つ前記擬似微分回路の積分値をホールドするようにした変化率リミット回路とを有し、前記変化率リミット回路の出力を前記制御手段の周波数基準に加算補正するようにしたことを特徴としている。 To achieve the above object, a power conversion device according to a first aspect of the present invention includes a converter that converts alternating current into direct current, a smoothing capacitor that smoothes the output of the converter, and converts the smoothed direct current into alternating current. The inverter that drives the AC motor, the current detection means that detects the output current of the inverter and converts it into effective current and reactive current, the control means that controls the inverter, and the control of the control means is corrected And a stabilization control means for subtracting a signal obtained by integrating the output of the signal from a signal obtained by multiplying the difference between the effective current and the reactive current by a gain, and the stabilization control means. When the output change rate of the pseudo-differential circuit becomes larger than the change rate limit value that defines the upper limit value of the deceleration rate according to the speed of the AC motor, the output of the pseudo-differential circuit is changed to the change rate. A change rate limit circuit that limits the rate limit value and holds the integral value of the pseudo-differential circuit, and adds and corrects the output of the change rate limit circuit to the frequency reference of the control means. It is characterized by that.

また、本発明の第2の発明である電力変換装置は、交流を直流に変換するコンバータと、
前記コンバータの出力を平滑する平滑コンデンサと、この平滑された直流を交流に変換して交流電動機を駆動するインバータと、前記インバータの出力電流を検出してこれを有効電流と無効電流に変換する電流検出手段と、前記インバータの出力電圧または直流電圧を検出する電圧検出手段と、前記インバータを制御する常用系及び待機系の2組の制御手段と、前記制御手段の制御を補正する安定化制御手段とを備え、前記安定化制御手段は、前記有効電流と前記無効電流の差分にゲインを掛けた信号から、この信号の出力を積分した信号を減算してその演算結果で前記制御手段の周波数基準を補正する擬似微分回路と、前記擬似微分回路の積分値をホールドする積分ホールド手段とを有し、前記制御手段を常用系から待機系に切換えて再起動するとき、前記積分ホールド手段をセットし、前記電圧検出手段の出力が所定値以上となったとき前記積分ホールド手段をリセットするようにしたことを特徴としている。
Moreover, the power converter device which is 2nd invention of this invention, The converter which converts alternating current into direct current,
A smoothing capacitor for smoothing the output of the converter; an inverter for driving the AC motor by converting the smoothed direct current to alternating current; and a current for detecting the output current of the inverter and converting it into an active current and a reactive current Detection means, voltage detection means for detecting the output voltage or DC voltage of the inverter, two sets of control means for normal and standby systems for controlling the inverter, and stabilization control means for correcting the control of the control means The stabilization control means subtracts a signal obtained by integrating the output of the signal from a signal obtained by multiplying the difference between the active current and the reactive current by a gain, and calculates the frequency reference of the control means based on the calculation result. And an integration hold means for holding the integrated value of the pseudo differentiation circuit, and the control means is switched from the normal system to the standby system and restarted. When, sets the integration-hold means, the output of the voltage detecting means is characterized in that so as to reset the integrator hold means when a predetermined value or more.

本発明によれば、制御特性が安定するように改善したので、再起動などの過渡運転を行う場合に安定に交流電動機を制御することが可能な電力変換装置を提供することができる。   According to the present invention, since the control characteristics are improved so as to be stable, it is possible to provide a power converter that can stably control the AC motor when performing transient operation such as restart.

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明に係る電力変換装置の実施例1を示す回路構成図である。   FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a power converter according to the present invention.

3相交流電源1から供給される交流は、コンバータ2及び平滑コンデンサ3により直流に変換され、インバータ4に供給される。インバータ4はこの直流を再び交流に変換して交流電動機5を駆動する。インバータ4の出力側には電流検出器6が設けられ、また、直流リンク部には電圧検出器7が設けられている。   The alternating current supplied from the three-phase alternating current power supply 1 is converted into direct current by the converter 2 and the smoothing capacitor 3 and supplied to the inverter 4. The inverter 4 converts the direct current into alternating current again to drive the alternating current motor 5. A current detector 6 is provided on the output side of the inverter 4, and a voltage detector 7 is provided on the DC link portion.

コンバータ2及びインバータ4はパワーデバイスをブリッジ接続して成る主回路で構成されており、これらのパワーデバイスは主制御部8からのゲートパルスによりオン/オフ動作を行っている。   The converter 2 and the inverter 4 are constituted by a main circuit in which power devices are bridge-connected, and these power devices are turned on / off by gate pulses from the main control unit 8.

主制御部8は、外部からの速度指令を受け、これを加算器81の一方の入力とする。加算器81の他方の入力は、後述する安定化制御回路9から与えられる。加算器81の出力は、交流電動機5の周波数基準となって位相演算器82の入力となる。位相演算器82では交流電動機5を安定に駆動するためのインバータ4の出力位相を演算する。そして位相演算器8の出力はゲート制御回路83を介してインバータ4のパワーデバイスをゲート駆動する。   The main control unit 8 receives an external speed command and uses this as one input of the adder 81. The other input of the adder 81 is given from a stabilization control circuit 9 described later. The output of the adder 81 becomes the frequency reference of the AC motor 5 and becomes the input of the phase calculator 82. The phase calculator 82 calculates the output phase of the inverter 4 for stably driving the AC motor 5. The output of the phase calculator 8 gate-drives the power device of the inverter 4 via the gate control circuit 83.

また、速度指令はV/f変換器84を介して電圧基準を作り、この電圧基準が差分器85により電圧検出器7からの直流電圧と比較され、その誤差出力は位相演算器86の入力となる。位相演算器86の出力はゲート制御回路87を介してコンバータ2のパワーデバイスをゲート駆動する。   Further, the speed command makes a voltage reference via the V / f converter 84, and this voltage reference is compared with the DC voltage from the voltage detector 7 by the differentiator 85, and the error output thereof is input to the phase calculator 86. Become. The output of the phase calculator 86 drives the power device of the converter 2 through the gate control circuit 87.

電流検出器6の出力は3相/2相変換器10に与えられる。3相/2相変換器10は位相演算器82で定められた位相基準に従ってインバータ4の出力電流を有効電流と無効電流に変換して出力する。この有効電流と無効電流は安定化制御回路9の入力となる。   The output of the current detector 6 is given to the three-phase / two-phase converter 10. The three-phase / two-phase converter 10 converts the output current of the inverter 4 into an effective current and a reactive current according to the phase reference determined by the phase calculator 82 and outputs the converted current. The effective current and the reactive current are input to the stabilization control circuit 9.

以下、安定化制御回路9の内部構成について説明する。   Hereinafter, the internal configuration of the stabilization control circuit 9 will be described.

前述の有効電流と無効電流は差分器91によりその差分が演算され、ゲイン92でK倍される。ゲイン92の出力は差分器93の加算入力となり、差分器93の出力を積分器94で積分した値が差分器93の減算入力となっている。ここでゲイン92、差分器93及び積分器94は擬似微分回路を構成し、ステップ入力に対し、瞬時にK倍の出力で応答し、積分器94の積分時定数によって元の値に戻るような特性を持っている。   The difference between the above-described effective current and reactive current is calculated by the differentiator 91 and multiplied by K by the gain 92. The output of the gain 92 becomes the addition input of the difference unit 93, and the value obtained by integrating the output of the difference unit 93 by the integrator 94 is the subtraction input of the difference unit 93. Here, the gain 92, the difference unit 93, and the integrator 94 constitute a pseudo-differential circuit, and respond instantaneously to the step input with an output of K times, and return to the original value by the integration time constant of the integrator 94. Has characteristics.

この擬似微分回路の出力は変化率リミット回路95を介して前述した加算器81の入力となる。変化率リミット回路95は変化率制限値設定回路96により前述の周波数基準の値に応じて設定された減速レートの上限値を超える入力があったときは、出力をこの上限値に固定し、且つその時点で積分回路94の出力を保持するように動作する。   The output of the pseudo-differential circuit is input to the adder 81 described above via the change rate limit circuit 95. The change rate limit circuit 95 fixes the output at this upper limit value when there is an input exceeding the upper limit value of the deceleration rate set by the change rate limit value setting circuit 96 in accordance with the frequency reference value described above, and At that time, the operation of the integration circuit 94 is held.

上記回路構成により、有効電流の減少に対して加速方向、有効電流の増加に対して減速方向の安定化補正を行うことができ、且つその減速方向の補正信号の変化率が所定値を超えないようにスムースに安定化制御を行うことが可能となる。また、無効電流を逆極性で安定化制御回路9の入力としたことにより、通常時はこの無効電流をほぼ一定に保ち、制御切換え時などの過渡時には安定な制御を行うことを可能としている。   With the above circuit configuration, it is possible to perform stabilization correction in the acceleration direction when the effective current decreases and in the deceleration direction when the effective current increases, and the rate of change of the correction signal in the deceleration direction does not exceed a predetermined value. Thus, it becomes possible to perform the stabilization control smoothly. Further, the reactive current is input to the stabilization control circuit 9 with the reverse polarity, so that the reactive current can be kept almost constant during normal operation, and stable control can be performed during a transition such as control switching.

尚、図1においては、コンバータ2を位相制御することによって電圧制御を行う方式を示したが、コンバータ2をダイオードコンバータとし、インバータ4をPWM制御することによって出力電圧を制御するようにしても良い。   In FIG. 1, the voltage control is performed by controlling the phase of the converter 2. However, the converter 2 may be a diode converter, and the output voltage may be controlled by PWM control of the inverter 4. .

本発明に係る電力変換装置の実施例2を図2及び図3を参照して説明する。図2は本発明の電力変換装置の実施例2を示す回路構成図である。この実施例2の各部について、図1の実施例1に係る電力変換装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例2が、実施例1と異なる点は、変化率制限値設定回路96Aの設定を交流電動機5のフリーラン減速特性に合わせて設定するようにしたである。   A power converter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing Embodiment 2 of the power conversion apparatus of the present invention. About each part of this Example 2, the same part as each part of the power converter device which concerns on Example 1 of FIG. 1 is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the change rate limit value setting circuit 96 </ b> A is set according to the free-run deceleration characteristic of the AC motor 5.

このようにして変化率制限値設定回路96Aの変化率制限値を得るようにすれば、負荷機械と交流電動機5のフリーラン減速率以上の減速量が補正加算されることがなくなり、従って制御上の問題を生ずることはない。尚、交流電動機5のフリーラン減速率が運転状況によって変動するような場合は最も減速率が小さくなる安全サイドに変化率制限値設定回路96Aの設定を行うようにすれば良い。   If the change rate limit value of the change rate limit value setting circuit 96A is obtained in this way, the amount of deceleration greater than the free-run deceleration rate of the load machine and the AC motor 5 is not corrected and added. This will not cause any problems. When the free-run deceleration rate of the AC motor 5 varies depending on the operating conditions, the change rate limit value setting circuit 96A may be set on the safe side where the deceleration rate is the smallest.

この場合の起動時の動作と効果について図3を参照して説明する。図3は、起動時の出力電流と安定化制御回路9の出力である補正量を示すタイムチャートである。図3に示したように、負荷投入起動時は起動電流が流れ、従って補正量はマイナス側に振れる。しかしながら起動時の周波数基準は起動周波数に固定して行うため、この補正量によって減速することはない。   The operation and effect at the start-up in this case will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a time chart showing an output current at the time of startup and a correction amount which is an output of the stabilization control circuit 9. As shown in FIG. 3, the startup current flows at the start of load application, and therefore the correction amount is shifted to the negative side. However, since the frequency reference at the time of activation is fixed to the activation frequency, it is not decelerated by this correction amount.

このあと、加速開始の条件により、周波数を所定レートで上昇させると、一定の加速電流が流れる。この加速状態においては、擬似微分回路の出力は積分器94の時定数でゼロに向かって減少していく。そして加速が完了した時点で出力電流は減少し、補正量はプラス側に振れる。交流電動機5は加速完了で減速が可能な状態となるが、何らかの制御上の外乱などにより交流電動機5のフリーラン特性で決まる減速率以上の減速率になると、図示したように補正量はプラスの状態でホールドされ、周波数基準を加速方向に補正するので、制御上不安定となるような問題は生じない。   Thereafter, when the frequency is increased at a predetermined rate according to the acceleration start condition, a constant acceleration current flows. In this acceleration state, the output of the pseudo-differential circuit decreases toward zero with the time constant of the integrator 94. When the acceleration is completed, the output current decreases and the correction amount swings to the plus side. The AC motor 5 can be decelerated upon completion of acceleration. However, if the deceleration rate exceeds the deceleration rate determined by the free-run characteristics of the AC motor 5 due to some control disturbance, the correction amount is positive as shown in the figure. Since it is held in the state and the frequency reference is corrected in the acceleration direction, there is no problem that the control becomes unstable.

図4は本発明の電力変換装置の実施例3を示す回路構成図である。この実施例3の各部について、図2の実施例2に係る電力変換装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例3が、実施例2と異なる点は、主制御回路から与えられる減速中の信号で、同じく主制御回路から与えられる減速レートを選択する切換回路97と、差分器98を設け、変化率制限値設定回路96Aの出力である変化率制限値から前記切換回路97の出力を差分器98により減算し、この出力を変化率制限値として変化率リミット回路95に与えるようにした点である。   FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing Embodiment 3 of the power conversion device of the present invention. About each part of this Example 3, the same part as each part of the power converter device which concerns on Example 2 of FIG. 2 is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted. The third embodiment is different from the second embodiment in that a deceleration signal given from the main control circuit is provided, and a switching circuit 97 for selecting a deceleration rate given from the main control circuit and a differentiator 98 are provided and changed. The output of the switching circuit 97 is subtracted by the differentiator 98 from the change rate limit value that is the output of the rate limit value setting circuit 96A, and this output is given to the change rate limit circuit 95 as the change rate limit value. .

上記のような構成とすれば、交流電動機5が減速中であっても、変化率リミット回路95の変化率制限値は、変化率制限値設定回路96Aで決まる値からこの減速率を差し引いて決められることになるので、実施例2の場合と同様、制御が不安定になることを防止することが可能となる。   With the above configuration, even when the AC motor 5 is decelerating, the change rate limit value of the change rate limit circuit 95 is determined by subtracting this deceleration rate from the value determined by the change rate limit value setting circuit 96A. Thus, as in the case of the second embodiment, it becomes possible to prevent the control from becoming unstable.

本発明に係る電力変換装置の実施例4を図5及び図6を参照して説明する。図5は本発明の電力変換装置の実施例4を示す回路構成図である。この実施例4の各部について、図1の実施例1に係る電力変換装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例4が、実施例1と異なる点は、変化率リミット回路95及び変化率制限値設定回路96を省き、差分器93の補正出力を直接加算器81の入力とするようにした点、インバータ4の出力電圧を検出する電圧検出器11を設けた点、また比較回路99とフリップフロップ100を設け、主制御回路8から与えられる再起動中の信号でフリップフロップ100をセットして積分器94の積分値をホールドし、その積分ホールド値に見合うレベルと上記電圧検出器11の出力電圧を比較器99で比較し、出力電圧の方が大きくなったとき積分器94の積分ホールドを解除するようにした点である。   A power converter according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing Embodiment 4 of the power converter of the present invention. About each part of this Example 4, the same part as each part of the power converter device which concerns on Example 1 of FIG. 1 is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the change rate limit circuit 95 and the change rate limit value setting circuit 96 are omitted, and the correction output of the differentiator 93 is directly input to the adder 81. The point where the voltage detector 11 for detecting the output voltage of the inverter 4 is provided, the comparison circuit 99 and the flip-flop 100 are provided, and the flip-flop 100 is set by the restarting signal given from the main control circuit 8 to integrate the integrator The integration value of 94 is held, the level corresponding to the integration hold value and the output voltage of the voltage detector 11 are compared by the comparator 99, and the integration hold of the integrator 94 is canceled when the output voltage becomes larger. This is the point.

上記のように再起動時には積分ホールド信号をセットし、出力電圧が所定値以上になったとき、この積分ホールド信号をリセットするようにすれば、再起動時の電圧/周波数の比が低下して不安定になることを防止することができる。   As described above, when restarting, the integration hold signal is set, and when the output voltage exceeds a predetermined value, resetting the integration hold signal will reduce the voltage / frequency ratio at the time of restart. Instability can be prevented.

尚、上述した再起動は、停電再起動の場合と、制御系を常用系及び待機系と2重に持ち、常用系から待機系に切換える場合がある。前者の場合には主制御回路8は停電検出を行ってインバータ4を停止させ、復電検出で適位相投入して再起動する機能を有しているが、図5では図示を省略している。後者の場合には主制御回路8が常用系と待機系の2重構成となってこれを切換えることが可能な構成となっているが、同じく図示を省略している。常用系と待機系の2重構成とするのは主制御回路87だけでなく、安定化制御回路9や3相/2相変換器10を含めても良い。   Note that the above-described restart may be performed in the case of a power failure restart or when the control system is doubled with the normal system and the standby system, and the normal system is switched to the standby system. In the former case, the main control circuit 8 has a function of detecting a power failure, stopping the inverter 4, and turning on an appropriate phase upon power recovery detection and restarting it, but is not shown in FIG. . In the latter case, the main control circuit 8 has a dual configuration of a normal system and a standby system and can be switched, but the illustration is also omitted. In addition to the main control circuit 87, the stabilization control circuit 9 and the three-phase / two-phase converter 10 may be included in the dual configuration of the normal system and the standby system.

この実施例4の再起動時の動作と効果について図6を参照して説明する。図6は、再起動時の周波数基準、出力電圧及び出力電流を示すタイムチャートである。図6に示したように停電または常用の制御系に故障が発生した場合はインバータ4を停止し、出力電圧から交流電動機5の回転位相を計算して、再起動に備える。そして復電あるいは待機系への切換が可能となり再起動できる状態になったとき、推定した交流電動機の位相にインバータ4の出力位相を合わせて再起動を行う。再起動直後には、交流電動機5とインバータ4の僅かの位相ずれによる影響と、直流電圧と出力電圧の差分による影響で電流が流れる。その後、交流電動機5が回転することにより、直流回路のエネルギーが消費されて、直流電圧が低下する。このとき、無効電流は減少方向になるため、周波数基準は減速方向に補正される。   The operation and effect at the time of restart of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a time chart showing frequency reference, output voltage, and output current at the time of restart. As shown in FIG. 6, when a power failure or a failure occurs in the regular control system, the inverter 4 is stopped and the rotational phase of the AC motor 5 is calculated from the output voltage to prepare for restart. When the power can be restored or switched to the standby system and can be restarted, the inverter 4 is restarted by adjusting the output phase of the inverter 4 to the estimated phase of the AC motor. Immediately after the restart, current flows due to the influence of a slight phase shift between the AC motor 5 and the inverter 4 and the influence of the difference between the DC voltage and the output voltage. Thereafter, when the AC motor 5 rotates, the energy of the DC circuit is consumed and the DC voltage decreases. At this time, since the reactive current decreases, the frequency reference is corrected in the deceleration direction.

本発明によれば、上記状態で出力電圧が積分ホールドレベル以下の場合、積分器94をホールドして、周波数基準を一定にして、再起動時の電圧/周波数の比が低下して不安定になることを防止する。このような対策を施さない場合には、補正量は積分器94の積分時定数で減少、すなわち加速方向に補正されることになるので電圧は低下して、周波数基準は加速方向となるため、電圧/周波数の比は低下して出力電流が大きく脈動するなど不安定となる恐れがある。   According to the present invention, when the output voltage is lower than the integration hold level in the above state, the integrator 94 is held, the frequency reference is made constant, and the voltage / frequency ratio at the time of restarting decreases and becomes unstable. To prevent becoming. Without such a measure, the correction amount is reduced by the integration time constant of the integrator 94, that is, corrected in the acceleration direction, so that the voltage is lowered and the frequency reference is in the acceleration direction. There is a risk that the voltage / frequency ratio is lowered and the output current is greatly pulsated and unstable.

以上説明したように、停電発生時または制御系の切換時に、周波数基準の補正量を一定値にホールドするようにすれば、安定な制御を行うことができる。   As described above, stable control can be performed if the frequency-based correction amount is held at a constant value when a power failure occurs or when the control system is switched.

尚、電圧検出器11によるインバータ4の出力電圧に代えて、電圧検出器7による直流電圧を用いても良いことは明らかである。   It is obvious that a DC voltage by the voltage detector 7 may be used instead of the output voltage of the inverter 4 by the voltage detector 11.

本発明に係る電力変換装置の実施例1を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows Example 1 of the power converter device which concerns on this invention. 本発明に係る電力変換装置の実施例2を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows Example 2 of the power converter device which concerns on this invention. 実施例2の動作を説明するためのタイムチャート。9 is a time chart for explaining the operation of the second embodiment. 本発明に係る電力変換装置の実施例3を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows Example 3 of the power converter device which concerns on this invention. 本発明に係る電力変換装置の実施例4を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows Example 4 of the power converter device which concerns on this invention. 実施例4の動作を説明するためのタイムチャート。9 is a time chart for explaining the operation of the fourth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 3相交流電源
2 コンバータ
3 平滑コンデンサ
4 インバータ
5 交流電動機
6 電流検出器
7 電圧検出器
8 主制御回路
81 加算器
82 位相演算器
83 ゲート制御器
84 V/f変換器
85 差分器
86 位相演算器
87 ゲート制御器
9 安定化制御回路
91 差分器
92 ゲイン
93 差分器
94 積分器
95 変化率リミット回路
96、96A 変化率制限値設定回路
97 切換器
98 差分器
99 比較器
100 フリップフロップ
10 3相/2相変換器
11 電圧検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3 phase alternating current power supply 2 Converter 3 Smoothing capacitor 4 Inverter 5 AC motor 6 Current detector 7 Voltage detector 8 Main control circuit 81 Adder 82 Phase calculator 83 Gate controller 84 V / f converter 85 Difference unit 86 Phase calculation Unit 87 Gate controller 9 Stabilization control circuit 91 Difference unit 92 Gain 93 Difference unit 94 Integrator 95 Change rate limit circuit 96, 96A Change rate limit value setting circuit 97 Switcher 98 Difference unit 99 Comparator 100 Flip-flop 10 3 phase / 2 phase converter 11 Voltage detector

Claims (5)

交流を直流に変換するコンバータと、
前記コンバータの出力を平滑する平滑コンデンサと、
この平滑された直流を交流に変換して交流電動機を駆動するインバータと、
前記インバータの出力電流を検出してこれを有効電流と無効電流に変換する電流検出手段と、
前記インバータを制御する制御手段と、
前記制御手段の制御を補正する安定化制御手段と
を備え、
前記安定化制御手段は、
前記有効電流と前記無効電流の差分にゲインを掛けた信号から、この信号の出力を積分した信号を減算する擬似微分回路と、
この擬似微分回路の出力変化率が、前記交流電動機の速度に応じて減速率の上限値を定めた変化率制限値より大きくなったとき、前記擬似微分回路の出力を前記変化率制限値に制限し、且つ前記擬似微分回路の積分値をホールドするようにした変化率リミット回路と
を有し、
前記変化率リミット回路の出力を前記制御手段の周波数基準に加算補正するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
A converter that converts alternating current to direct current,
A smoothing capacitor for smoothing the output of the converter;
An inverter that converts the smoothed direct current into alternating current to drive an alternating current motor; and
Current detection means for detecting an output current of the inverter and converting the current into an effective current and a reactive current;
Control means for controlling the inverter;
Stabilization control means for correcting the control of the control means,
The stabilization control means includes
A pseudo-differential circuit that subtracts a signal obtained by integrating the output of this signal from a signal obtained by multiplying the difference between the effective current and the reactive current by a gain;
When the output change rate of the pseudo-differential circuit becomes larger than a change rate limit value that defines an upper limit value of the deceleration rate according to the speed of the AC motor, the output of the pseudo-differential circuit is limited to the change rate limit value. And a change rate limit circuit configured to hold an integral value of the pseudo-differential circuit,
A power conversion apparatus characterized in that the output of the change rate limit circuit is added and corrected to the frequency reference of the control means.
前記変化率制限値は、前記交流電動機のフリーラン特性で決まる減速率としたことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 1, wherein the change rate limit value is a deceleration rate determined by a free-run characteristic of the AC motor. 前記安定化制御手段は、
前記制御手段から得られる減速中信号及びそのときの減速レートに応じて、
減速中は前記交流電動機のフリーラン特性で決まる減速率から前記減速レートを減算した値を前記変化率制限値とし、
それ以外のときは前記交流電動機のフリーラン特性で決まる減速率を前記変化率制限値とするようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
The stabilization control means includes
According to the deceleration signal obtained from the control means and the deceleration rate at that time,
During deceleration, the value obtained by subtracting the deceleration rate from the deceleration rate determined by the free-run characteristic of the AC motor is the change rate limit value,
2. The power conversion device according to claim 1, wherein a deceleration rate determined by a free-run characteristic of the AC motor is set as the change rate limit value at other times.
交流を直流に変換するコンバータと、
前記コンバータの出力を平滑する平滑コンデンサと、
この平滑された直流を交流に変換して交流電動機を駆動するインバータと、
前記インバータの出力電流を検出してこれを有効電流と無効電流に変換する電流検出手段と、
前記インバータの出力電圧または直流電圧を検出する電圧検出手段と、
前記インバータを制御する常用系及び待機系の2組の制御手段と、
前記制御手段の制御を補正する安定化制御手段と
を備え、
前記安定化制御手段は、
前記有効電流と前記無効電流の差分にゲインを掛けた信号から、この信号の出力を積分した信号を減算してその演算結果で前記制御手段の周波数基準を補正する擬似微分回路と、
前記擬似微分回路の積分値をホールドする積分ホールド手段と
を有し、
前記制御手段を常用系から待機系に切換えて再起動するとき、
前記積分ホールド手段をセットし、
前記電圧検出手段の出力が所定値以上となったとき
前記積分ホールド手段をリセットするようにしたことを特徴とする電力変換装置。
A converter that converts alternating current to direct current,
A smoothing capacitor for smoothing the output of the converter;
An inverter that converts the smoothed direct current into alternating current to drive an alternating current motor; and
Current detection means for detecting an output current of the inverter and converting the current into an effective current and a reactive current;
Voltage detection means for detecting the output voltage or DC voltage of the inverter;
Two sets of control means, a normal system and a standby system, for controlling the inverter;
Stabilization control means for correcting the control of the control means,
The stabilization control means includes
A pseudo-differential circuit that subtracts a signal obtained by integrating the output of this signal from a signal obtained by multiplying the difference between the effective current and the reactive current by gain, and corrects the frequency reference of the control means by the calculation result;
An integration hold means for holding the integrated value of the pseudo-differential circuit;
When the control means is switched from the normal system to the standby system and restarted,
Set the integral hold means,
The power conversion apparatus according to claim 1, wherein the integration hold means is reset when the output of the voltage detection means becomes a predetermined value or more.
相交流を直流に変換するコンバータと、
前記コンバータの出力を平滑する平滑コンデンサと、
この平滑された直流を交流に変換して交流電動機を駆動するインバータと、
前記インバータの出力電流を検出してこれを有効電流と無効電流に変換する電流検出手段と、
前記インバータの出力電圧または直流電圧を検出する電圧検出手段と、
前記インバータを制御し、停電再起動機能を有する制御手段と、
前記制御手段の制御を補正する安定化制御手段と
を備え、
前記安定化制御手段は、
前記有効電流と前記無効電流の差分にゲインを掛けた信号から、この信号の出力を積分した信号を減算してその演算結果で前記制御手段の周波数基準を補正する擬似微分回路と、
前記擬似微分回路の積分値をホールドする積分ホールド手段と
を有し、
前記制御手段により停電再起動するとき、
前記積分ホールド手段をセットし、
前記電圧検出手段の出力が所定値以上となったとき
前記積分ホールド手段をリセットするようにしたことを特徴とする電力変換装置。
A converter that converts phase AC to DC,
A smoothing capacitor for smoothing the output of the converter;
An inverter that converts the smoothed direct current into alternating current to drive an alternating current motor; and
Current detection means for detecting an output current of the inverter and converting the current into an effective current and a reactive current;
Voltage detection means for detecting the output voltage or DC voltage of the inverter;
Control means for controlling the inverter and having a power failure restarting function;
Stabilization control means for correcting the control of the control means,
The stabilization control means includes
A pseudo-differential circuit that subtracts a signal obtained by integrating the output of this signal from a signal obtained by multiplying the difference between the effective current and the reactive current by gain, and corrects the frequency reference of the control means by the calculation result;
An integration hold means for holding the integrated value of the pseudo-differential circuit;
When the power failure is restarted by the control means,
Set the integral hold means,
The power conversion apparatus according to claim 1, wherein the integration hold means is reset when the output of the voltage detection means becomes a predetermined value or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008087956A1 (en) * 2007-01-18 2008-07-24 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Power conversion control device and its ac motor start method
WO2010049976A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 三菱電機株式会社 Power converter
CN101741307B (en) * 2010-01-13 2012-07-04 中国电力科学研究院 Dynamic simulation device and method for ultra-high and extra-high voltage magnetically controlled type controllable shunt reactor
KR101224161B1 (en) 2011-05-19 2013-01-21 한빛이디에스(주) method of controlling inverter for restarting induction motor and inverter therefor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0775379A (en) * 1993-09-07 1995-03-17 Toshiba Corp Voltage-type inverter device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0775379A (en) * 1993-09-07 1995-03-17 Toshiba Corp Voltage-type inverter device

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