JPH01298959A - Pwm converter - Google Patents
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- JPH01298959A JPH01298959A JP12827988A JP12827988A JPH01298959A JP H01298959 A JPH01298959 A JP H01298959A JP 12827988 A JP12827988 A JP 12827988A JP 12827988 A JP12827988 A JP 12827988A JP H01298959 A JPH01298959 A JP H01298959A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、スイッチング素子をオンさせるためのPW
M信号のパルス幅を制御することにより、交流電力を直
流電力に変換するPWMコンバータ装置に関し、特に出
力電流のリップルの影響を受けずに高精度に電力変換を
行なうP’WMコンバータ装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention provides a PW for turning on a switching element.
This invention relates to a PWM converter device that converts alternating current power to direct current power by controlling the pulse width of the M signal, and particularly relates to a P'WM converter device that performs power conversion with high precision without being affected by ripples in the output current. be.
[従来の技術]
第3図は、例えば特開昭60−229676号公報に記
載されたPWMインバータを用いた、従来のPWMコン
バータ装置を示すブロック図である。[Prior Art] FIG. 3 is a block diagram showing a conventional PWM converter device using a PWM inverter described in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-229676.
図において、交流電源(1)はU相、V相及びW相の三
相交流電力を供給しており、各相の供給端子にはそれぞ
れリアクトル(2)が接続されている。In the figure, an AC power source (1) supplies three-phase AC power of U phase, V phase, and W phase, and a reactor (2) is connected to the supply terminal of each phase.
電力変換器(3)は、複数のトランジスタ(スイッチン
グ素子)(3a)〜(3f)及びダイオード(整流素子
)(3g)〜(:Hりからなり、トランジスタ(3a)
〜(3f)及びダイオード(3g)〜(31)の各一対
の接続点は、リアクトル(2)を介して交流電源(1)
の供給端子に接続されている。そして、後述するPWM
信号作成回路からのPWM信号により、交流電源(1)
から供給される交流電力を所望の直流電力に変換してい
る。The power converter (3) consists of a plurality of transistors (switching elements) (3a) to (3f) and diodes (rectifiers) (3g) to (:H), and the transistor (3a)
The connection points of each pair of ~ (3f) and diodes (3g) ~ (31) are connected to the AC power supply (1) via the reactor (2).
connected to the supply terminal. And PWM, which will be described later
The AC power supply (1) is activated by the PWM signal from the signal generation circuit.
The AC power supplied from the AC power source is converted into the desired DC power.
電力変換器(3)のトランジスタ対及びダイオード対の
両端間には、平均化された直流電圧Edを出力する平滑
コンデンサ(4)が接続されており、この平滑コンデン
サ(4)の両端間には、電圧検出器(5)及び負荷(6
)が接続されている。A smoothing capacitor (4) that outputs an averaged DC voltage Ed is connected between both ends of the transistor pair and diode pair of the power converter (3). , voltage detector (5) and load (6
) are connected.
リアクトル(2)と電力変換器(3)との間には、電力
変換器(3)から交流電源(1)に流れる三相交流の出
力電流1u、Iv及びIllを検出するための電流検出
器(7)が設けられ、又、交流電源(1)の供給端子に
は、三相の交流電圧E u、E v及びEIllの各電
圧位相θBu、θBv及び06wを検出する位相検出器
(8)が接続されている。A current detector is provided between the reactor (2) and the power converter (3) to detect three-phase AC output currents 1u, Iv, and Ill flowing from the power converter (3) to the AC power source (1). (7) is provided at the supply terminal of the AC power source (1), and a phase detector (8) for detecting each voltage phase θBu, θBv, and 06w of the three-phase AC voltages Eu, Ev, and EIll is provided. is connected.
座標変IQ器(9)は、電圧位相θr、u、θHv及び
θP、wに基づいて出力電流Iu、Iv及びIu+を直
交二軸の無効電流Id及び有効電流IQに変換している
。The coordinate transformer IQ (9) transforms the output currents Iu, Iv, and Iu+ into reactive current Id and active current IQ of two orthogonal axes based on voltage phases θr, u, θHv and θP, w.
無効電流設定回路(10)は無効電流1dに相当する無
効電流設定値Id”を出力し、減算器(11)は無効電
流設定値Id’″から無効電流Idを減算し、電流制御
器(12)は減算器(11)からの差電流信号に基づい
て無効電圧設定値Vd”を出力している。The reactive current setting circuit (10) outputs a reactive current setting value Id'' corresponding to the reactive current 1d, and the subtracter (11) subtracts the reactive current Id from the reactive current setting value Id'''. ) outputs an invalid voltage setting value Vd'' based on the difference current signal from the subtracter (11).
直流電圧設定回路(13)は直流電圧Edに相当する電
圧設定値Ed”を出力し、減算器(14)は電圧設定値
Ed″から直流電圧Edを減算し、電圧制御器(15)
は、減算器(14)からの差電圧信号に基づいて、有効
電流1qに相当する有効電流設定値Iq1を出力してい
る。減算器(16)は有効電流設定値Iq8から有効電
流Iqを減算し、電流制御器(17)は減算器(16)
からの差電流信号に基づいて有効電圧設定値■ql′を
出力している。The DC voltage setting circuit (13) outputs a voltage setting value Ed'' corresponding to the DC voltage Ed, the subtracter (14) subtracts the DC voltage Ed from the voltage setting value Ed'', and the voltage controller (15)
outputs an effective current set value Iq1 corresponding to the effective current 1q based on the differential voltage signal from the subtracter (14). The subtracter (16) subtracts the effective current Iq from the effective current setting value Iq8, and the current controller (17) subtracts the active current Iq from the effective current setting value Iq8.
The effective voltage set value ql' is output based on the differential current signal from the .
電流制御器(12)及び(17)に接続された座標変換
器(18)は、電圧位相θεU、θEV及びθB−に基
づいて、直交二軸の無効電圧設定値Vd”及び有効電圧
設定値■q″を、三相の電圧指令値Vu”、Vv”及び
Vwに変換している。A coordinate converter (18) connected to the current controllers (12) and (17) converts the reactive voltage setting value Vd" and the effective voltage setting value of the orthogonal two axes based on the voltage phases θεU, θEV, and θB- q'' is converted into three-phase voltage command values Vu'', Vv'', and Vw.
3つのPWM信号作成回路(19)〜(21)は、それ
ぞれ同一構成要素からなり、各電圧指令値Vu”、Vv
’及びVw’に応じたパルス幅を有するPWM信号Pa
〜Pfを出力している。The three PWM signal generation circuits (19) to (21) each consist of the same components, and each voltage command value Vu'', Vv
PWM signal Pa having a pulse width according to ' and Vw'
~Pf is output.
例えば、W相用のPWM信号作成回路(21)は、出力
電流Inの極性を判別する比較器(22)と、比較器(
22)の出力信号に応じて矩形波状の電圧補正信号Δ■
を出力する調節器〈23)と、電圧指令値Vw”に電圧
補正信号Δ■を加算する加算器(24)と、三角波状の
搬送波Vcを出力する搬送波発生器(25)と、加算器
(24)により補正された電圧指令値Vw”から搬送波
Vcを減算する減算器(26)と、減算器(26)の出
力信号に応じてオン信号Q及びQを出力する比較器(2
7)と、オン信号Q及びQの立ち上がりタイミングを電
圧補正信号Δ■に比例した時間だけ遅延させてPWM信
号Pe及びPfとして出力する遅延要素(28)及び(
29)とを備えている。For example, the W-phase PWM signal generation circuit (21) includes a comparator (22) that determines the polarity of the output current In, and a comparator (22) that determines the polarity of the output current In.
22) according to the output signal of rectangular waveform voltage correction signal Δ■
an adder (24) that adds a voltage correction signal Δ■ to the voltage command value Vw'', a carrier wave generator (25) that outputs a triangular carrier wave Vc, and an adder (23) that outputs a triangular carrier wave Vc. 24), a subtracter (26) that subtracts the carrier wave Vc from the voltage command value Vw'' corrected by the comparator (26) that outputs ON signals Q and Q in accordance with the output signal of the subtracter (26).
7), a delay element (28) that delays the rising timing of the on signals Q and Q by a time proportional to the voltage correction signal Δ■, and outputs the result as PWM signals Pe and Pf;
29).
次に、第4図及び第5図の波形図を参照しながら、第3
図に示した従来のPWMコンバータ装置の動作について
説明する。Next, while referring to the waveform diagrams in FIGS. 4 and 5,
The operation of the conventional PWM converter device shown in the figure will be explained.
電流検出器(7)は、出力電流1u、Iv及びI−を検
出して、座標変換器(9)及びPWM信号作成回路(1
9)〜(21)に入力する。又、位相検出器(8)は、
交流電圧E u、E v及びEIllの電圧位相θBu
、θEEV及びθHmを検出し、座標変換器(9)及び
(18)に入力する。各電圧位相θEu、θBv及びθ
EIllは、θpu−θ
θRV−θ−(2/3)π
θ口四=θ+(2/3)π
で表わされる。The current detector (7) detects the output currents 1u, Iv, and I-, and connects the coordinate converter (9) and the PWM signal generation circuit (1
9) Input in (21). Moreover, the phase detector (8) is
Voltage phase θBu of AC voltages E u, E v and EIll
, θEEV and θHm are detected and input to coordinate converters (9) and (18). Each voltage phase θEu, θBv and θ
EIll is expressed as θpu-θ θRV-θ-(2/3)π θ口4=θ+(2/3)π.
座標変換器(9)は、交流電圧E u、E v及びE−
の直流量に相当する電源電圧Eを基準として、出力電流
1u、Iv及び1mのyX流量に相当する出力電流■の
、電源電圧Eに対する直交成分(無効電流)Idと、同
相成分(有効電流Hqとを、
・・・■
から演算する。この演算により、無効電流Id及び有効
電流IQは直流量に変換される。The coordinate converter (9) converts AC voltages Eu, Ev and E-
The orthogonal component (reactive current) Id with respect to the power supply voltage E and the in-phase component (active current Hq are calculated from ... ■. Through this calculation, the reactive current Id and the active current IQ are converted into DC amounts.
一方、無効電流設定回路(10)から生成された無効電
流設定値Td’は、減算器(11)により無効電流Id
が減算されて差電流信号となり、電流制御器(12)に
入力される。電流制御器(12)は、差電流信号を例え
ば比例積分演算し、電圧指令値Vu”、Vv’及び■1
の直流量に相当する電圧指令値■1の、電源電圧Eに対
する直交成分(無効電圧指令値)Vd”を出力する。On the other hand, the reactive current setting value Td' generated from the reactive current setting circuit (10) is converted to the reactive current Id by the subtracter (11).
is subtracted to form a difference current signal, which is input to the current controller (12). The current controller (12) performs, for example, a proportional integral calculation on the difference current signal, and sets voltage command values Vu'', Vv' and ■1.
The orthogonal component (reactive voltage command value) Vd'' with respect to the power supply voltage E of the voltage command value 1 corresponding to the DC amount of is output.
又、直流電圧設定回路(13)がら生成された電圧設定
値Ed”は、−I&算器(14〉により直流電圧Edが
減算されて差電圧信号となり、電圧制御器(15)に入
力される。電圧制御器(15)は、差電圧信号を例えば
比例積分演算し、電源電圧Eを基準としたときに同相成
分となる出力電流■の有効電流設定値■q1を出力する
。この有効電流設定値Iq8は、減算器(16)により
有効電流IQが減算され、差電流信号となって電流制御
器(17)に入力される。電流制御器(17)は、差電
流信号を例えば比例積分演算し、電圧指令値V8の電源
電圧Eに対する同相成分く有効電圧設定値)VQ’″を
出力する。Further, the voltage setting value Ed" generated by the DC voltage setting circuit (13) is subtracted by the DC voltage Ed by the -I & calculator (14) to become a differential voltage signal, which is input to the voltage controller (15). The voltage controller (15) performs, for example, a proportional-integral operation on the differential voltage signal, and outputs an effective current setting value ■q1 of the output current ■, which is an in-phase component when the power supply voltage E is referenced.This effective current setting From the value Iq8, the effective current IQ is subtracted by the subtracter (16), and the resulting difference current signal is input to the current controller (17). Then, the in-phase component of the voltage command value V8 with respect to the power supply voltage E (effective voltage setting value) VQ''' is output.
座標変換器(18)は、無効電圧設定値Vd’及び有効
電圧設定値■q1に基づいて、三相交流の電圧指令値V
u’、Vv’及びVW”を、
・・・■
から演算する。この演算により、直流量に相当する無効
電圧設定値Vd”及び有効電圧設定値vq8は、交流量
の電圧指令値Vu”、Vv”及びVw”に変換され、各
PWM信号作成回路(19)〜(21)に入力される。The coordinate converter (18) converts the three-phase AC voltage command value V based on the invalid voltage setting value Vd' and the effective voltage setting value ■q1.
u', Vv' and VW'' are calculated from ...■. Through this calculation, the reactive voltage setting value Vd'' and the effective voltage setting value vq8 corresponding to the DC amount are determined as the voltage command value Vu'' of the AC amount, Vv'' and Vw'' and input to each PWM signal generation circuit (19) to (21).
ここで、W相のPWM信号作成回路(21)に注目し、
電圧補正信号Δ■が零の場合について説明する。電圧指
令値Vw”は、減算器(26)により搬送波Vcが減算
されて比較器(27)に入力される。Here, focusing on the W-phase PWM signal generation circuit (21),
The case where the voltage correction signal Δ■ is zero will be explained. A subtracter (26) subtracts the carrier wave Vc from the voltage command value Vw'', and the resultant voltage command value Vw'' is input to a comparator (27).
比較器(27)は、減算器(26)の出力信号に基づい
て、第4図に示すように電圧指令値Vw”と搬送波Vc
とを比較し、
Vlll’>Vc
の間はオン信号Qを出力し、
Vw”<Vc
の間はオン信号のを出力する。これらのオン信号Q及び
Qは、遅延要素(28)及び(29)により立ち上がり
タイミングが遅延され、トランジスタ(3e)及び(3
「)をそれぞれオン駆動するためのPWM信号Pe及び
Pfとなって出力される。遅延要素(28)及び(29
)は、l・ランジスタ(3c)及び(3r)のオフ動作
遅れに起因するアーム短絡を防止している。Based on the output signal of the subtracter (26), the comparator (27) calculates the voltage command value Vw'' and the carrier wave Vc as shown in FIG.
When Vll'>Vc, an on signal Q is output, and when Vw''<Vc, an on signal is output. These on signals Q and Q are connected to the delay elements (28) and (29). ), the rise timing is delayed by transistors (3e) and (3
) are output as PWM signals Pe and Pf for turning on the delay elements (28) and (29), respectively.
) prevents an arm short circuit caused by a delay in turning off the l transistors (3c) and (3r).
PWM信号Pe及びPlにより、トランジスタ(3e)
及び(3r)は交互にオン制御され、トランジスタ対の
両端からは交流の出力電圧Vwが発生する。この出力電
圧■―は、平滑コンデンサ(4)により平均化され、電
圧設定値Ed’に相当する所望の直流電圧Edとなって
負荷(6)に印加される。Transistor (3e) by PWM signals Pe and Pl
and (3r) are controlled to be turned on alternately, and an alternating current output voltage Vw is generated from both ends of the transistor pair. This output voltage - is averaged by a smoothing capacitor (4) and applied to a load (6) as a desired DC voltage Ed corresponding to the voltage setting value Ed'.
このとき、出力電圧■―は遅延時間に相当する電圧無制
御期間Tdを含んでおり、この電圧無制御期間Tdは搬
送波Vcの1サイクル中に2度発生する。At this time, the output voltage - includes a voltage no-control period Td corresponding to a delay time, and this voltage no-control period Td occurs twice during one cycle of the carrier wave Vc.
従って、搬送波Vcの1サイクル中において、出力電圧
■−に対して電圧無制御期間Tdが占める割合には、搬
送波Vcの1サイクルの時間をTcとすれば、k= 2
T d/ T c
で表わされる。そして、例えば、搬送波Vcの周波数が
2500)1z、電圧無制御期間Tdが50μ秒の場合
、kは0.25となる。この電圧無制御期間Tdにおけ
る出力電圧Vwは、出力電流Iの極性によって左右され
るので、出力電流■の極性に応じて電圧指令値Vw”を
補正する必要がある。Therefore, in one cycle of the carrier wave Vc, the ratio of the voltage non-control period Td to the output voltage - is k = 2, where the time of one cycle of the carrier wave Vc is Tc.
It is expressed as T d/T c . For example, when the frequency of the carrier wave Vc is 2500)1z and the voltage no-control period Td is 50 μsec, k is 0.25. Since the output voltage Vw during this voltage non-control period Td is influenced by the polarity of the output current I, it is necessary to correct the voltage command value Vw'' according to the polarity of the output current ■.
そのため、比較器(22)は、出力電流1u+の極性を
判別し、極性が正の場合は正の出力信号を、負の場合は
負の出力信号を調節器(23)に入力する。これにより
、調節器(23)は電圧補正信号ΔVを出力するが、電
圧補正信号Δ■の値は、上述したようにに−0,25の
場合は、搬送波Vcの波高値の25%程度に設定される
。Therefore, the comparator (22) determines the polarity of the output current 1u+, and if the polarity is positive, a positive output signal is input to the regulator (23), and if the polarity is negative, a negative output signal is input to the regulator (23). As a result, the regulator (23) outputs the voltage correction signal ΔV, but the value of the voltage correction signal Δ■ is -0, 25 as described above, approximately 25% of the peak value of the carrier wave Vc. Set.
第5図は、kが0.25であり、又、説明を簡略化する
ために電圧指令値Vw”が零の場合の波形図である。図
において、Ie、If、Ik、11は、トランジスタ(
3e)、(3「)、ダイオード(3k)、(3e)にそ
れぞれ流れる電流波形を示し、又、ここでは、リアクト
ル(2)のインダクタンス分が十分に大きく、出力電流
Iwがほぼ直流、且つ正極性であると仮定している。FIG. 5 is a waveform diagram when k is 0.25 and the voltage command value Vw'' is zero to simplify the explanation. In the figure, Ie, If, Ik, 11 are transistors. (
3e), (3''), diodes (3k), and (3e), respectively, and here, the inductance of the reactor (2) is sufficiently large, and the output current Iw is almost direct current and the positive polarity. It is assumed that it is sexual.
この場合、PWM信号Pe及びPfの波形は、電圧補正
信号ΔVが零であれば対称となるが、電圧指令値Vw”
(=0.)に搬送波の波高値の25%に相当する正の電
圧補正信号Δ■が重畳されているため非対称となり、一
方のPWM信号Peのパルス幅が長くなる。In this case, the waveforms of the PWM signals Pe and Pf will be symmetrical if the voltage correction signal ΔV is zero, but the voltage command value Vw"
Since the positive voltage correction signal Δ■ corresponding to 25% of the peak value of the carrier wave is superimposed on (=0.), the signal becomes asymmetrical, and the pulse width of one PWM signal Pe becomes longer.
しかし、出力電流I―は、トランジスタ(3e)がオン
している間は、トランジスタ(3e)を通してIeのよ
うに流れ、トランジスタ(3e)がオフしている間はダ
イオード(31)を通してI&のように流れる。However, the output current I- flows through the transistor (3e) as Ie while the transistor (3e) is on, and as I& through the diode (31) while the transistor (3e) is off. flows to
又、出力電流ll11の極性が正であるため、トランジ
スタ(3r)のオンオフにかかわらず、トランジスタ(
3f)及びダイオ−ト(3kNm ハ、[及びIkのよ
うに電流が流れない。In addition, since the polarity of the output current ll11 is positive, the transistor (
3f) and diode (3kNm C, [and no current flows like Ik).
従って、出力電圧V−を平均化した直流電圧Edは電圧
指令値Vw’通りに零に制御され、電圧無制御期間Td
に起因する電圧誤差は無くなる。このことは、電圧指令
値Vw”が零以外の値であっても同様であり、又、W相
に限らすU相及びV相に関しても同様である。Therefore, the DC voltage Ed obtained by averaging the output voltage V- is controlled to zero according to the voltage command value Vw', and the voltage non-control period Td
The voltage error caused by is eliminated. This is true even if the voltage command value Vw'' is a value other than zero, and the same is true for the U phase and V phase, which is limited to the W phase.
[発明が解決しようとする課M]
従来のPWMコンバータ装置は以上のように、出力電流
Iu、Iv及びIwの極性に応じて、電圧指令値Vu”
、Vv”及びVw”に電圧補正信号Δ■を加算している
ので、出力電流Iu、Iv及び■−にリップル成分が含
まれていた場合、零付近で変動する出力電流の極性を精
度良く判別することができず、電圧補正信号Δ■が外乱
となり、出力電圧に重畳される高調波が増加して、力率
の低下や直流電圧Edの制御特性の悪化を招くという問
題点があった。[Problem M to be solved by the invention] As described above, the conventional PWM converter device sets the voltage command value Vu'' according to the polarity of the output currents Iu, Iv, and Iw.
, Vv'' and Vw'', the voltage correction signal Δ■ is added, so if the output currents Iu, Iv and ■- contain ripple components, the polarity of the output current that fluctuates around zero can be accurately determined. Therefore, the voltage correction signal Δ■ becomes a disturbance, and the harmonics superimposed on the output voltage increase, resulting in a decrease in the power factor and deterioration of the control characteristics of the DC voltage Ed.
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、出力電流の極性を精度良く判別して出力電圧
の歪を無くし、直流電圧制御特性を向上させたPWMコ
ンバータ装置を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and provides a PWM converter device that accurately determines the polarity of the output current, eliminates distortion of the output voltage, and improves DC voltage control characteristics. With the goal.
[課題を解決するための手段]
この発明に係るPWMコンバータ装置は、出力電流の無
効?!!流及び有効電流に基づいて出力電流と交流電源
との位相差を演算する位相差演算回路と、交流電源の電
圧位相に演算された位相差を加算して交流電源を基準と
した出力電流の電流位相を出力する加算器と、PWM信
号作成回路内に設けられ電流位相に基づいて出力電流の
極性を判別するための位相比較器とを備えたものである
。[Means for Solving the Problems] The PWM converter device according to the present invention has an output current that is ineffective. ! ! A phase difference calculation circuit that calculates the phase difference between the output current and the AC power supply based on the current and effective current, and a current of the output current based on the AC power supply by adding the calculated phase difference to the voltage phase of the AC power supply. It is equipped with an adder that outputs the phase, and a phase comparator that is provided within the PWM signal generation circuit and that determines the polarity of the output current based on the current phase.
[作用]
この発明においては、電流位相から判別された出力電流
の極性に基づいて電圧指令値に電圧補正信号を加算し、
出力電流に含まれるリップル成分による極性判別誤差を
なくし、出力電圧に含まれる高調波を低減させると共に
、力率及び直流電圧制御特性を向上させる。[Operation] In this invention, a voltage correction signal is added to the voltage command value based on the polarity of the output current determined from the current phase,
This eliminates polarity discrimination errors due to ripple components included in the output current, reduces harmonics included in the output voltage, and improves the power factor and DC voltage control characteristics.
[実施例]
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、符号
(1)〜(21)及び(23)〜(29)で示した構成
要素は前述と同様のものである。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st
The figure is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and the components indicated by symbols (1) to (21) and (23) to (29) are the same as those described above.
PWM信号作成回路(21)内の位相比較器(22A)
は、前述の比較器(22)に対応しており、後述する加
算器からの電流位相に基づいて出力電流Iの極性を判別
するようになっている。Phase comparator (22A) in PWM signal generation circuit (21)
corresponds to the above-mentioned comparator (22), and is configured to determine the polarity of the output current I based on the current phase from the adder, which will be described later.
位相差演算回路(30)は、座標変換器(9)からの無
効電流Id及び有効電流Iqに基づいて、電源電圧Eを
基準とした出力電流Iの位相差φを演算するようになっ
ている。The phase difference calculation circuit (30) calculates the phase difference φ of the output current I with respect to the power supply voltage E based on the reactive current Id and the active current Iq from the coordinate converter (9). .
加算器(31〉〜(33)は、位相検出器(8)からの
各相の電圧位相θBu、θBv及び89wに、それぞれ
位相差演算回路(30)がらの位相差φを加算し、電流
位相θlu、elv及び01mを出力している。Adders (31> to (33)) add the phase difference φ from the phase difference calculation circuit (30) to the voltage phases θBu, θBv, and 89w of each phase from the phase detector (8), respectively, and calculate the current phase. It outputs θlu, elv and 01m.
第2図は、それぞれ直流量の無効電流Id、有効電流r
q、出力電流I、無効電圧設定値■d*、有効電圧設定
値Vq*、電圧指令値V*及び電源電圧Eの相互関係を
示すベクトル図である0図において、電源電圧E及び電
圧指令値V8の差ベクトルωLIは、リアクトル(2)
における電圧降下を示しており、ωは交流電源(1)の
角周波数、しはりアクドル(2)のインダクタンスであ
る。又、出力電流■は有効電流rq及び無効電流Idの
合成ベクトル、電圧指令値V8は有効電圧設定値vq1
1及び無効電圧設定値Vd”の合成ベクトルであり、有
効71+”、 jib:、 I +:及び有効電圧設定
値■q11は電源電圧Eの同相成分、無効電流1d及び
無効電圧設定値Vd”は電源電圧Eの直交成分である。Figure 2 shows reactive current Id and active current r of DC amount, respectively.
q, output current I, invalid voltage setting value ■d*, effective voltage setting value Vq*, voltage command value V*, and power supply voltage E. The difference vector ωLI of V8 is the reactor (2)
ω is the angular frequency of the AC power supply (1) and the inductance of the axle (2). Also, the output current ■ is a composite vector of the active current rq and the reactive current Id, and the voltage command value V8 is the effective voltage setting value vq1
1 and the reactive voltage setting value Vd'', the effective 71+'', jib:, I +: and the effective voltage setting value ■q11 are the in-phase components of the power supply voltage E, the reactive current 1d and the reactive voltage setting value Vd'' are This is the orthogonal component of the power supply voltage E.
次に、第2図を参照しながら、第1図に示したこの発明
の一実施例の動作について説明する。Next, referring to FIG. 2, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described.
第2図から明らかなように、電源電圧Eを基準とした出
力電流Iの位相差φは、電源電圧Eの同相成分である有
効電流IQと、電源電圧Eの直交成分である無効電流I
dとを用いて、
φ= jan−’ (I d/ I q) −
■で表わされる。従って、位相差演算回路(30)は、
座標変換器(9)から入力される無効電流Id及び有効
電流IQに対して0式の演算を行ない、電源電圧Eに対
する出力電流Iの位相差φを出力する。As is clear from FIG. 2, the phase difference φ between the output current I with respect to the power supply voltage E is the difference between the active current IQ, which is the in-phase component of the power supply voltage E, and the reactive current I, which is the orthogonal component of the power supply voltage E.
d, φ= jan−' (I d/I q) −
It is represented by ■. Therefore, the phase difference calculation circuit (30) is
The computation of equation 0 is performed on the reactive current Id and active current IQ input from the coordinate converter (9), and the phase difference φ of the output current I with respect to the power supply voltage E is output.
この位相差φは、加算器(31)〜(33)により電圧
位相θBu、θBv及び01mとそれぞれ加算されて出
力電流■の電流位相θ[u、θIV及びθ■―となり、
各相のPWM信号作成回路(19)〜(21)内の位相
比較器(22^)に入力される。This phase difference φ is added to the voltage phases θBu, θBv, and 01m by adders (31) to (33), respectively, to obtain the current phases θ[u, θIV, and θ■− of the output current ■,
The signals are input to phase comparators (22^) in the PWM signal generation circuits (19) to (21) for each phase.
例えば、W相のPWM信号作成回路(21)内の位相比
較器(22^)は、電流位相θ■−が、2nπ≦θ1w
< (2n+ 1)π−■又は、
(2n+1)π≦θtw< (2n+ 2)π ・・・
■但し、n:整数
を満たすかを判別する。そして、■式を満たす場合には
、出力電流■の極性が正であると判別して正の出力信号
を調節器(23)に入力し、0式を満たす場合には、出
力電流Iの極性が負であると判別して負の出力信号を調
節器(23)に入力する。For example, the phase comparator (22^) in the W-phase PWM signal generation circuit (21) is configured such that the current phase θ■- is 2nπ≦θ1w
< (2n+ 1)π-■ or (2n+1)π≦θtw< (2n+ 2)π...
(2) However, it is determined whether n: satisfies an integer. If the formula ■ is satisfied, the polarity of the output current ■ is determined to be positive and a positive output signal is input to the regulator (23), and if the formula 0 is satisfied, the polarity of the output current I is determined to be positive. is determined to be negative and inputs a negative output signal to the regulator (23).
調節器(23)は、出力電流■の極性に対応する極性で
、電圧無制御期間Tdの電圧時間積に相当する大きさの
電圧補正信号Δ■を出力し、加算器(24)を介して電
圧指令値■1に加算する。この動作は他の相についても
同様に行なわれ、前述と同様にPWM信号Pa〜Pfが
生成されて電力変換器(3)に印加される。The regulator (23) outputs a voltage correction signal Δ■ with a polarity corresponding to the polarity of the output current ■ and a magnitude corresponding to the voltage-time product of the voltage non-control period Td, and outputs the voltage correction signal Δ■ with a polarity corresponding to the polarity of the output current ■. Add to voltage command value ■1. This operation is performed similarly for the other phases, and PWM signals Pa to Pf are generated and applied to the power converter (3) in the same manner as described above.
こうして、位相差演算回路(30)及び加算器(31)
〜(33)を用いて電流位相θlu、θ■V及びθ■―
を求めることにより、出力電流■の極性に正確に対応す
る極性の電圧補正信号Δ■を電圧指令値Vw”に加算す
ることができ、直流電圧Edを高精度に制御することが
できる6
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、出力電流の無効電流及
び有効電流に基づいて出力電流と交流電源との位相差を
演算する位相差演算回路と、交流電源の電圧位相に位相
差を加算して交流電源を基準とした出力電流の電流位相
を出力する加算器と、電流位相に基づいて出力電流の極
性を判別するための位相比較器とを設け、電流位相から
判別された出力電流の極性に基づいて電圧指令値に電圧
補正信号を加算するようにしたので、出力電流に含まれ
るリップル成分による極性判別誤差をなくし、出力電圧
に含まれる高調波を低減させると共に、力率及び直流電
圧制御特性を向上させたPWMコンバータ装置が得られ
る効果がある。In this way, the phase difference calculation circuit (30) and the adder (31)
Using ~(33), the current phases θlu, θ■V and θ■-
By determining the polarity of the output current ■, it is possible to add the voltage correction signal Δ■ with a polarity that accurately corresponds to the polarity of the output current ■ to the voltage command value Vw'', and the DC voltage Ed can be controlled with high precision.6 [Invention [Effect] As described above, according to the present invention, there is provided a phase difference calculation circuit that calculates the phase difference between the output current and the AC power source based on the reactive current and active current of the output current, and the phase difference calculation circuit that calculates the phase difference between the output current and the AC power source based on the reactive current and active current of the output current. and a phase comparator to determine the polarity of the output current based on the current phase, and output the output determined from the current phase. Since the voltage correction signal is added to the voltage command value based on the polarity of the current, polarity discrimination errors due to ripple components included in the output current are eliminated, harmonics included in the output voltage are reduced, and the power factor and This has the effect of providing a PWM converter device with improved DC voltage control characteristics.
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は出力電流の位相差を説明するためのベクトル図、第3
図は従来のPWMコンバータ装置を示すブロック図、第
4図及び第5図は従来のPWMコンバータ装置の動作を
説明するための波形図である。
(1)・・・交流電源 (3)・・・電力変換器
(3a)〜(3f)・・・トランジスタ(スイッチング
素子)(8)・・・位相検出器 (9)・・・座標
変換器(19)〜(21)・・・PWM信号作成回路(
22^)・・・位相比較器 (23)・・・調節器(
27)・・・比較器 (28)、(29)・・
・遅延要素(30)・・・位相差演算回路 (31)〜
(33)・・・加算器Vu”、Vv”、Vw”−電圧指
令値
I u、 I v、 I va−出力電流Id・・・無
効電流 rq・・・有効電流φ・・・位相差
θBu、θBv、θB−・・・電圧位相θlu、θド、
θl―・・・電流位相
Δ■・・・電圧補正信号 Vc・・・搬送波Q、i:
J・・・オン信号 Pa〜Pf・・・PWM信号信
号図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
泌2図FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vector diagram for explaining the phase difference of output currents, and FIG.
The figure is a block diagram showing a conventional PWM converter device, and FIGS. 4 and 5 are waveform diagrams for explaining the operation of the conventional PWM converter device. (1)... AC power supply (3)... Power converter (3a) to (3f)... Transistor (switching element) (8)... Phase detector (9)... Coordinate converter (19) to (21)...PWM signal generation circuit (
22^)...Phase comparator (23)...Adjuster (
27)... Comparator (28), (29)...
・Delay element (30)...Phase difference calculation circuit (31)~
(33)... Adder Vu", Vv", Vw" - Voltage command value I u, I v, I va - Output current Id... Reactive current rq... Effective current φ... Phase difference θBu , θBv, θB-... Voltage phase θlu, θd,
θl--Current phase Δ■...Voltage correction signal Vc...Carrier wave Q, i:
J...On signal Pa-Pf...PWM signal In the signal diagram, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. secretion 2 diagram
Claims (1)
じて前記スイッチング素子をオン制御するためのPWM
信号を出力するPWM信号作成回路とを有し、交流電源
からの交流電力を前記電力変換器を介して直流電力に変
換するPWMコンバータ装置において、 前記交流電源の電圧位相を検出する位相検出器と、 前記電力変換器の出力電流及び前記電圧位相に基づいて
前記交流電源を基準とした前記出力電流の無効電流及び
有効電流を演算する座標変換器と、前記無効電流及び有
効電流に基づいて前記出力電流と前記交流電源との位相
差を演算する位相差演算回路と、 前記電圧位相に前記位相差を加算して前記交流電源を基
準とした前記出力電流の電流位相を出力する加算器とを
備え、 前記PWM信号作成回路は、 前記電流位相に基づいて前記出力電流の極性を判別する
位相比較器と、 前記出力電流の極性に応じて前記電圧指令値を補正する
ための電圧補正信号を出力する調節器と、補正された前
記電圧指令値を搬送波と比較してオン信号を出力する比
較器と、 前記オン信号の立ち上がりタイミングを前記電圧補正信
号に比例した時間だけ遅延させて、前記PWM信号とし
て出力する遅延要素と、 を含むことを特徴とするPWMコンバータ装置。[Claims] A power converter including a switching element, and a PWM for controlling the switching element to turn on according to a voltage command value.
A PWM converter device that has a PWM signal generation circuit that outputs a signal and converts AC power from an AC power source into DC power via the power converter, comprising: a phase detector that detects a voltage phase of the AC power source; , a coordinate converter that calculates a reactive current and an active current of the output current based on the AC power supply based on the output current and the voltage phase of the power converter, and a coordinate converter that calculates the reactive current and active current of the output current based on the reactive current and active current, a phase difference calculation circuit that calculates a phase difference between a current and the AC power source; and an adder that adds the phase difference to the voltage phase and outputs a current phase of the output current with the AC power source as a reference. , the PWM signal generation circuit includes: a phase comparator that determines the polarity of the output current based on the current phase; and a voltage correction signal that outputs a voltage correction signal for correcting the voltage command value according to the polarity of the output current. a regulator; a comparator that compares the corrected voltage command value with a carrier wave and outputs an on signal; and delays the rise timing of the on signal by a time proportional to the voltage correction signal to generate the PWM signal. A PWM converter device comprising: a delay element that outputs an output;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010047908A (en) * | 1999-11-24 | 2001-06-15 | 이구택 | An apparatus for a removing harmonics of the power system |
JP2006115609A (en) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Daikin Ind Ltd | CONVERTER CONTROL METHOD AND CONVERTER CONTROL DEVICE |
WO2016063724A1 (en) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | 株式会社明電舎 | Three-phase neutral point clamped power conversion device |
WO2016063723A1 (en) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | 株式会社明電舎 | Three-phase neutral-point-clamped power conversion device |
-
1988
- 1988-05-27 JP JP12827988A patent/JPH01298959A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010047908A (en) * | 1999-11-24 | 2001-06-15 | 이구택 | An apparatus for a removing harmonics of the power system |
JP2006115609A (en) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Daikin Ind Ltd | CONVERTER CONTROL METHOD AND CONVERTER CONTROL DEVICE |
JP4649940B2 (en) * | 2004-10-14 | 2011-03-16 | ダイキン工業株式会社 | CONVERTER CONTROL METHOD AND CONVERTER CONTROL DEVICE |
WO2016063724A1 (en) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | 株式会社明電舎 | Three-phase neutral point clamped power conversion device |
WO2016063723A1 (en) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | 株式会社明電舎 | Three-phase neutral-point-clamped power conversion device |
JP2016082760A (en) * | 2014-10-20 | 2016-05-16 | 株式会社明電舎 | Three-phase neutral point clamp type power conversion device |
US10574163B2 (en) | 2014-10-20 | 2020-02-25 | Meidensha Corporation | Three-phase neutral-point-clamped power conversion device |
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