JPS6039369A - Load current controlling method of delta-connection cycloconverter - Google Patents
Load current controlling method of delta-connection cycloconverterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は三角結線サイクロコンバータの負荷電流制御方
法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a load current control method for a triangularly connected cycloconverter.
サイクロコンバータはある周波数の交流電力を別の周波
数の交流電力に直接変換する周波数変換装置で最近、誘
導電動機や同期電動機の駆動電源として広く使われてき
ている。A cycloconverter is a frequency conversion device that directly converts AC power at one frequency into AC power at another frequency, and has recently been widely used as a drive power source for induction motors and synchronous motors.
三角結線サイクロコンバータは3台の交直電力変換器(
コンバータ)を△結線して3相負荷に可変電圧可変周波
数の交流電力を供給する装置で一般に使われているサイ
クロコンバータ(正群及び負群コンバータを対として出
力1相分を構成するサイクロコンバータ)に比較すると
、コンバータの台数が半分で済む利点があり、最近注目
をあびるようになってきた(特願昭56−158692
)。The triangular connection cycloconverter has three AC/DC power converters (
A cycloconverter (a cycloconverter in which a positive group and a negative group converter are paired to form one phase of output) is commonly used in a device that supplies variable voltage, variable frequency AC power to a three-phase load by connecting converters). It has the advantage of requiring only half the number of converters, and has recently been attracting attention (Japanese Patent Application No. 56-158692).
).
第1図は従来の三角結線サイクロコンバータ装置の構成
図を示すもので詳しい説明は、特願昭56−15869
2に記載されている。Fig. 1 shows a configuration diagram of a conventional triangular connection cycloconverter device.
It is described in 2.
図中、BUSは3相交流′眠源の電線路、Cは進相コン
デンサ、TRは電源トランス、CCは3相出力サイクロ
コンバ一タ本体、Mは3相交流電動機である。サイクロ
コンバータ本体CCは3台の交直電力変換器(コンバー
タ) ss、 、ss2.ss3及び中間タップ付直流
リアクトルL1 + ”21 Laから構成されている
。電力変換器(コンバータ)ssl、ss2.ss3の
交流入力側は電源トランスT几によって絶縁されており
、直流側は一方向の循環電流が流れるように直流リアク
トルL1 + ”2 +L3を介して△接続されている
。いわゆる三角形循環電流式サイクロコンバータを構成
している。In the figure, BUS is a three-phase AC power line, C is a phase advance capacitor, TR is a power transformer, CC is a three-phase output cycloconverter body, and M is a three-phase AC motor. The cycloconverter body CC has three AC/DC power converters (converters) ss, , ss2. It consists of ss3 and a DC reactor L1 + "21 La with an intermediate tap.The AC input side of the power converter ssl, ss2.ss3 is insulated by a power transformer T, and the DC side is unidirectional. They are Δ-connected via DC reactor L1 + "2 + L3 so that a circulating current flows. It constitutes a so-called triangular circulating current type cycloconverter.
直流リアクトルLL、L2.L3の中間タップが3相交
流電動機Mの3相巻線に接続されている。DC reactor LL, L2. The center tap of L3 is connected to the three-phase winding of a three-phase AC motor M.
一方、制御回路としては受電端の3相交流電流を検出す
る変流器CTs、3相交流電圧を検出する変成器PTs
、無効電力演算器VA)l、制御補償回路H(SJ、
無効電力設定器Va、比較器CQ + COrCl、C
2,C3、加算器A、 、A2.A3、演算増幅器KO
,に、 、に2.に3、位相制御回路PH,、PH2゜
PH3及び負荷電流検出器CTU、CT■、CTwが用
いられる。On the other hand, the control circuits include current transformers CTs that detect the three-phase AC current at the receiving end, and transformers PTs that detect the three-phase AC voltage.
, reactive power calculator VA)l, control compensation circuit H(SJ,
Reactive power setting device Va, comparator CQ + COrCl, C
2, C3, adder A, , A2. A3, operational amplifier KO
, to, , to 2. 3. Phase control circuits PH, PH2°PH3 and load current detectors CTU, CT■, CTw are used.
このサイクロコンバータは3相交流電動tf4 Mに供
給する電流工U、■■、Iwを制御する回路と当該サイ
クロコンバータの受電端の無効電力を調整するために三
角結線サイクロコンバータの循環電流■o を制御する
回路を含んでいるが、本発明の目的を明らかにするため
後者のIIJ御動作は省略する。This cycloconverter uses a circuit that controls the current generators U, ■■, and Iw that are supplied to the three-phase AC electric TF4M, and the circulating current ■o of the triangularly connected cycloconverter in order to adjust the reactive power at the receiving end of the cycloconverter. Although a control circuit is included, the latter IIJ control operation will be omitted in order to clarify the purpose of the present invention.
なお、後者の制御動作は特願昭56−158692に詳
しく述べられているのでそちらを参照願いたい。The latter control operation is described in detail in Japanese Patent Application No. 56-158692, so please refer to that document.
以下、従来装置の負荷電流制御動作を説明する。The load current control operation of the conventional device will be explained below.
第2図は第1図に示したサイクロコンバータCCと電動
機Mの等価回路を示すもので、電動機Mは△結線されて
いるものと仮定する。V、、V、。FIG. 2 shows an equivalent circuit of the cycloconverter CC and the electric motor M shown in FIG. 1, and it is assumed that the electric motor M is Δ-connected. V,,V,.
V3ij :I 7/<−タSSt 、 SS2 及ヒ
SS3 (D出カ’fjl圧で正及び負の値をとりうる
。しかし各コンバータの出力電流Il、I2.I3は一
定方向の電流しか流れない。電動機Mは△結線されてお
り、その各々の巻線をMa 、 Mb 、 Mcとして
いる。各々の巻線圀流れる電流Ia 、 Ib 、 I
cを図示の方向にとり、紗電流工U + 工V I I
wとの関係式をめると次のようになる。V3ij: I7/<-taSSt, SS2 and SS3 (D output 'fjl pressure can take positive and negative values. However, the output currents Il, I2 and I3 of each converter only flow in a fixed direction. .The electric motor M is connected in △, and its respective windings are Ma, Mb, and Mc.The currents flowing through each winding are Ia, Ib, and I.
Take c in the direction shown and gauze work U + work VI I
The relational expression with w becomes as follows.
Ia=(IU −Iv )/a −・(1)Ib= (
Iv −Iw )/’3 ・・・・・(2)ic −(
IW IU ) / 3 ・・・・・(3)なお、IU
、 I’V 、 IW及びI a 、 I b 、
I c ハ平衡L/た3相正弦波電流として取扱ってい
る。Ia=(IU-Iv)/a-・(1)Ib=(
Iv - Iw )/'3...(2)ic -(
IW IU ) / 3 ・・・・・・(3) Furthermore, IU
, I'V, IW and Ia, Ib,
I c is handled as a balanced three-phase sinusoidal current.
第3図は第2図の各部波形図を示すものである。FIG. 3 shows waveform diagrams of various parts of FIG. 2.
線電流Itr 、 Iv 、 Iw(二に対して相電流
1a、Ib 、 Icは上記(1) 、 (2) 、
(3)式を満足している。コンバータSS1.SS2及
びss3の出力電流It 、 I2 、I3 ij負方
向には流れ得ないので線電流工U、I■、工wの値によ
って図示のように変化する。これは次の3つのモードに
分けて考えることができる。The line currents Itr, Iv, Iw (2) and the phase currents 1a, Ib, Ic are the above (1), (2),
Equation (3) is satisfied. Converter SS1. Since the output currents It, I2, and I3 ij of SS2 and ss3 cannot flow in the negative direction, they change as shown in the figure depending on the values of the line currents U, I, and W. This can be divided into the following three modes.
モードI : Iv<O、Itv >。Mode I: Iv<O, Itv>.
このときは、SS2の出カ電流工2は零となる。故にL
= Iy 、 I3 ==工wが流れる。At this time, the output current 2 of SS2 becomes zero. Therefore L
= Iy, I3 ==work w flows.
モードII : 工w <o+ ■u > 0このとき
は、SS3の出力電流■3は零となる。故にL =■U
+ 工2−IWが流れる。Mode II: <o+ ■u > 0 At this time, the output current ■3 of SS3 becomes zero. Therefore L = ■U
+ Engineering 2-IW flows.
モードIn : IU<Or ’v > 0このときは
、SSlの出力電流■lは零となる。故にI2 =Iv
、 I4−IUが流れる。Mode In: IU<Or'v>0 At this time, the output current ■l of SSl becomes zero. Therefore I2 = Iv
, I4-IU flows.
第2図の等価回路からもわかるように、各コンバータの
出力電圧が3相平衡状態にあるときには次の電圧方程式
が成り立つ。ただし、電動機Mの巻線Ma 、 Mb
、’Meの抵抗をFLa 、 R+b 、 Rcインタ
リタンスをLa、Lb、Lcとして逆起電カをEa、E
b、Ecとする。またp=d/dt(d微分演算子であ
る。As can be seen from the equivalent circuit of FIG. 2, when the output voltages of each converter are in a three-phase balanced state, the following voltage equation holds true. However, the windings Ma, Mb of the electric motor M
, 'Me resistance is FLa, R+b, Rc intitalance is La, Lb, Lc, and back electromotive force is Ea, E.
b, Ec. Also, p=d/dt (d differential operator).
Vl=(R+a+La拳p)sIa+Ea ・・−(4
)V2=(R,b+Lb−p)−Ib+Eb =−(5
)V3 =(Rc+Lc @p ) * I c+Ec
・・・・・ (6)従って、電流Iaを制御するには
V8を変えてやることにより、又、電流Ib及びIcを
制御するにはV2及びv3を変えてやることにより各々
行うことができる。Vl=(R+a+La fist p)sIa+Ea...-(4
)V2=(R,b+Lb-p)-Ib+Eb=-(5
)V3 = (Rc+Lc @p) *Ic+Ec
(6) Therefore, the current Ia can be controlled by changing V8, and the currents Ib and Ic can be controlled by changing V2 and v3. .
第1図の装置にもどり、上記相電流Ia、Ib、Icの
制御動作を説明する。Returning to the apparatus shown in FIG. 1, the control operation of the phase currents Ia, Ib, and Ic will be explained.
電流検出器CTU、CTV、CTwにより、線電流IU
+■■、■wを検出し、(1) 、 (2) 、 +
3)式の演算を行なうことにより相電流検出値Ia、I
b、Icをめる。それらを比較器C1,C2,C3に入
力し、相電流指令値I”a 、 I*b、 Pc と比
較する。各々の偏差*
ε、 =Ia −Ia
*
ε2=Ib −Ib
*
ε3= Ic −Ic
を増幅器に!、に2.に3で増幅し、位相制御回路PH
8,PH,及びPH3に各々入力する。Line current IU is detected by current detectors CTU, CTV, CTw.
Detect +■■, ■w, (1), (2), +
3) Phase current detection values Ia, I
b. Add Ic. These are input to comparators C1, C2, and C3 and compared with phase current command values I''a, I*b, and Pc.Each deviation *ε, = Ia - Ia * ε2 = Ib - Ib * ε3 = Ic -Ic into an amplifier!, 2. and 3, and phase control circuit PH
8, PH, and PH3 respectively.
*
例えば、Ia(Iaの場合、ε、・K1が増大してコン
バータSSIの出力電圧V1を増加させ、(4)式で示
される相電流Iaを増加させる。最終的にIa−* *
Iaになるように制御される。逆に、Ia)Iaの場合
にはε1aK1が減少しvlが減ってIaを減少させや
はpIa=I”aに制御される。*For example, Ia (in the case of Ia, ε, ·K1 increases, increasing the output voltage V1 of the converter SSI, increasing the phase current Ia shown by equation (4).Finally, Ia - * *Ia Conversely, in the case of Ia) Ia, ε1aK1 decreases, vl decreases, Ia decreases, and it is controlled so that pIa=I''a.
同様にIb=?b、I。−工*。にな、ように制御され
る。Similarly, Ib=? b.I. -Engineer *. It is controlled like this.
Ia、Ib、Icが第3図に示されるように3相平衡し
た正弦波′電流として制御されれば、当該電動機Mの入
力電流たる線電流■U + ’V r 工Wも第3図の
波形のように3相平衡圧弦波電流となる。If Ia, Ib, and Ic are controlled as three-phase balanced sinusoidal currents as shown in FIG. As shown in the waveform, it becomes a three-phase balanced pressure sinusoidal current.
このような従来の三角結線サイクロコンバータの負荷電
流制御方法は次のような問題点があった。The conventional load current control method of the triangular connection cycloconverter has the following problems.
(a) まず、従来の制御方法では線電流IU + ”
V r工wと相電流Ia、Ib、Ic の間に(1)〜
(3)式で示される関係が成立することが前提条件とな
っているが、負荷となる電動機Mの巻線Ma 、 M’
b 、 Meに循環電流が流れた場合、上記(1)〜(
3)式の関係がくずれてしまう。そのため実際に供給す
べき負荷邂流工U + 工V + IWの制御が正確に
行なわれない可能性がある。(a) First, in the conventional control method, the line current IU + ”
(1) ~ between Vr and phase currents Ia, Ib, and Ic
It is a prerequisite that the relationship shown in equation (3) holds; however, the windings Ma, M' of the electric motor M serving as the load
b, If a circulating current flows through Me, the above (1) to (
3) The relationship between the equations breaks down. Therefore, there is a possibility that the load flow force U + force V + IW to be actually supplied may not be accurately controlled.
(b) 実際に供給すべき負荷電流’U + 工V +
’Wを直接制御していないため本当に正確な制御がな
されているか不明である。故に電動機Mのトルク制御や
速度制御に際して信頼性に欠ける面がある。(b) Load current to be actually supplied 'U + engineering V +
'W is not directly controlled, so it is unclear whether it is really accurately controlled. Therefore, torque control and speed control of the electric motor M tend to be unreliable.
特に、最近普及してきた誘導電動機のベクトル制御釦こ
のサイクロコンバータを適用する場合、上記負荷電流I
UIIV、IWの振幅や位相を正確に制御する必要があ
るので、当該負荷電流の値が不明ということは致命的な
欠点となる。In particular, when applying this cycloconverter to the vector control button of induction motors that have recently become popular, the load current I
Since it is necessary to accurately control the amplitude and phase of UIIV and IW, it is a fatal drawback that the value of the load current is unknown.
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので三角結線
サイクロコンバータの負荷′電流を直接的に制御する方
法を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for directly controlling the load current of a triangularly connected cycloconverter.
本発明は3相負荷に交流電力を供給する三角結線サイク
ロコンバータに係り、当該負荷電流■U +工v、Iw
の検出値と、その指令値工t、貨、IJを比較し、各偏
差εU=I吉−■U +εV−巡−Iv及び*
εw=:[w IWをめ、当該サイクロコンバータを構
成する第1のコンバータSSlの出力4圧を(εU−ε
V)の値に応じて制御し、また第2のコンバータS82
の出力電圧を(ε■−εW)の値に応じて制御し、さら
に第3のコンバータSS3の出力電圧を(εW−εU)
の値に応じて制御することにより、上記負荷電流IU、
■v、■wを直接的に制御するようにした三角結線サイ
クロコンバータの負荷電流制御方法である。The present invention relates to a triangular connection cycloconverter that supplies alternating current power to a three-phase load, in which the load current ■U + engineering v, Iw
The detected value is compared with its command value t, currency, IJ, and each deviation εU=IKi-■U +εV-Iv and *εw=:[w The output 4 voltage of converter SS1 of 1 is (εU-ε
V), and the second converter S82
The output voltage of the third converter SS3 is controlled according to the value of (ε■ - εW), and the output voltage of the third converter SS3 is controlled according to the value of (εW - εU).
By controlling according to the value of the load current IU,
This is a load current control method for a triangular-connected cycloconverter that directly controls ■v and ■w.
第4図は本発明の三角結線ザイクロコンバータ装置の実
施例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an embodiment of the triangularly connected zychroconverter device of the present invention.
図中、BUSは3相交流電源の電線路、CAPは進相コ
ンデンサ、TRは電源トランス、CCは3相出力サイク
ロコンバ一タ本体、Mは3相交流′B動機である。サイ
クロコンバータ本体CCを構成する3台の交直電力変換
器(コンバータ)SS、 。In the figure, BUS is a three-phase AC power supply line, CAP is a phase advancing capacitor, TR is a power transformer, CC is a three-phase output cycloconverter body, and M is a three-phase AC 'B motor. Three AC/DC power converters (converters) SS, which constitute the cycloconverter body CC.
ss2.ss3の交流入力側は電源トランスTll、に
よって絶縁されており、直流側は一方向の循環電流が流
れるように直流リアクトル:r’l + I’2 、L
3を介してΔ接続されている。いわゆる三角形循環゛電
流式サイクロコンバータを構成している。直流リアクト
ルL、 、L2.L3の中間タップが3相交流電動機M
の3相巻線に接続されている。ss2. The AC input side of ss3 is insulated by a power transformer Tll, and the DC side is connected to a DC reactor: r'l + I'2, L so that a unidirectional circulating current flows.
Δ-connected via 3. It constitutes a so-called triangular circulating current type cycloconverter. DC reactors L, , L2. The middle tap of L3 is a 3-phase AC motor M
is connected to the three-phase winding of
また、制御回路として、受電端の3相交流電流を検出す
る変流器c’rs13相交流電圧を検出する変成器PT
s、無効電力演算器VAJ制御補償回路H(S)、無効
電力設定器Va、比較器cQ、co。In addition, as a control circuit, a current transformer c'rs1 that detects the three-phase alternating current at the power receiving end, and a transformer PT that detects the three-phase alternating current voltage.
s, reactive power calculator VAJ control compensation circuit H(S), reactive power setting device Va, comparators cQ, co.
cU 、Cv 、CW 、加算器Al、A2.A3.A
4.A5゜A6、Mm制御補償回路G□ 、 GU 、
Gy 、 Gw 、位相制御回路PH1,PH2,P
H3及び出力電流検出器CT、、CT、、CT3が用意
されている。cU, Cv, CW, adder Al, A2. A3. A
4. A5゜A6, Mm control compensation circuit G□, GU,
Gy, Gw, phase control circuits PH1, PH2, P
H3 and output current detectors CT, , CT, , CT3 are prepared.
この実施例の装置は、3相交流電動機Mに供給する電流
IU、IV、IWを制御する回路と、サイクロコンバー
タCCの受電端の無効′電力を調整するために当該サイ
クロコンバータの循環電流IOを制御する回路を含んで
いるが本発明の主な目的は前者にあるのでそれを詳しく
説明する。The device of this embodiment includes a circuit that controls currents IU, IV, and IW supplied to a three-phase AC motor M, and a circuit that controls a circulating current IO of the cycloconverter CC to adjust the reactive power at the receiving end of the cycloconverter CC. Although it includes a control circuit, since the main purpose of the present invention is the former, it will be explained in detail.
まず、サイクロコンバータCCの受電端の無効電力の制
御動作を簡単に説明する。First, the reactive power control operation at the power receiving end of the cycloconverter CC will be briefly described.
サイクロコンバータCCを構成する電力変換器(コンバ
ータ) ssl、、ss、 、ss3は各素子(サイリ
スタ)の転流を電源電圧によって行っている。Power converters (converters) ssl, , ss, , ss3 constituting the cycloconverter CC perform commutation of each element (thyristor) using a power supply voltage.
いわゆる自然転流である。このためコンバータの交流入
力電流は電源電圧に対して常に遅れた位相となり、電源
から見たとき遅れ無効′電力を消費することはよく知ら
れている。当該遅れ無効電力は負荷に供給する電流’U
+ 工V r ’Wの大きさや前記各コンバータの点
弧位相角の値に依存し、その無効電力変動によって電源
電圧の変動をもたらし、電源系統へ種々の悪影響を与え
る欠点がある。This is the so-called natural commutation. For this reason, it is well known that the AC input current of the converter always has a delayed phase with respect to the power supply voltage, and that delayed reactive power is consumed when viewed from the power supply. The delayed reactive power is the current 'U supplied to the load.
It depends on the magnitude of the power supply voltage V r 'W and the value of the firing phase angle of each of the converters, and the reactive power fluctuations cause fluctuations in the power supply voltage, which has the disadvantage of having various adverse effects on the power supply system.
そこで、受電端に一定の進み無効電力を消費する進相コ
ンデンサCAPを設置し、サイクロコンバータCCの遅
れ無効電力が当該進相コンデンサCAPの進み無効電力
と常に等しくなるように当該サイクロコンバータCCの
循環電流Ioを制御している。Therefore, a phase advancing capacitor CAP that consumes a certain amount of leading reactive power is installed at the power receiving end, and the cycloconverter CC is circulated so that the lagging reactive power of the cycloconverter CC is always equal to the leading reactive power of the phase advancing capacitor CAP. The current Io is controlled.
サイクロコンバータCCの循環電流工oは電源側から見
た場合、遅れ無効電力として現われるが、有効電力には
関係しない。一方、負荷電流IU。The circulating current o of the cycloconverter CC appears as delayed reactive power when viewed from the power supply side, but is not related to active power. On the other hand, the load current IU.
TV + ”TVは電源側から見た場合、有効成力成分
と遅れ無効電力成分を含んでいる。TV + "TV, when viewed from the power supply side, includes an active force component and a delayed reactive power component.
すなわち、負荷電流IU + TV + IWによる遅
れ無効電力と循環電流工0による遅れ無効電力との和が
進相コンデンサCAPの進み無効電力の値にちょうど等
しくなるように循環電流■oの値を制御すれば電源から
見た無効電力成分は零となり、負荷電流に依存する鳴効
畦力成分だけとなる。In other words, the value of the circulating current ■o is controlled so that the sum of the delayed reactive power due to the load current IU + TV + IW and the delayed reactive power due to the circulating current generator 0 is exactly equal to the value of the advanced reactive power of the phase advance capacitor CAP. Then, the reactive power component seen from the power supply becomes zero, and only the effective ridge component depends on the load current.
具体的には、第4図の装置において、まず、受′亀端の
電圧、電流をPTs及びCTs で検出し、その値を使
って無効電力演算器VA几で、受電端の無効電力Qを検
出する。また、無効電力設定器VRによって無効電力指
令値Qを出力し、比較器cQで当該偏差εQ=Q−Qを
める。偏差εQは制御補償回路H(s)を介して循環電
流指令値IOとなる。Specifically, in the device shown in Fig. 4, first, the voltage and current at the receiving end are detected by PTs and CTs, and the values are used to calculate the reactive power Q at the receiving end using the reactive power calculator VA. To detect. In addition, a reactive power setting device VR outputs a reactive power command value Q, and a comparator cQ calculates the deviation εQ=Q-Q. The deviation εQ becomes the circulating current command value IO via the control compensation circuit H(s).
次に比較器CoによってサイクロコンバータCCの償回
路偽を介して、各コンバータの位相制御回路循環電流指
令値式を増加させる。故にI鬼)IOとなり、偏差εo
>Oの値に応じて谷コンバータの出力電圧V+、Vz、
Vst”矢印の方向に増加させる。Next, the comparator Co increases the phase control circuit circulating current command value expression of each converter through the compensation circuit of the cycloconverter CC. Therefore, it becomes IO, and the deviation εo
>Depending on the value of O, the output voltage of the valley converter V+, Vz,
Vst” in the direction of the arrow.
故に、当該出力電圧の和V、 +V2+V3)oが直流
リアクトルL1 +L、 +L3に印加されサイクロコ
ンバータCCの循環電流Ioを増加させl0=toとな
って落ち着く。従って、受電端の遅れ無効電力Qが増カ
ル、その指令値ζに等しくなるように制御される。Therefore, the sum V, +V2+V3)o of the output voltages is applied to the DC reactors L1 +L, +L3, increasing the circulating current Io of the cycloconverter CC, and settling as l0=to. Therefore, the delayed reactive power Q at the receiving end is controlled to be equal to the command value ζ of the increased cal.
逆に、ηくQとなった場合も同様に制御され、最終的に
Q=Qとなって落ち着く。Conversely, when η becomes Q less, the control is performed in the same way, and finally Q=Q and settles down.
通常、上記無効電力指令値Jは零に設定され、Q=Q=
oとなって受電端の基本彼方率は常に1に制御される。Normally, the reactive power command value J is set to zero, and Q=Q=
o, so that the basic diagonal ratio at the power receiving end is always controlled to be 1.
以上の無効電力制御についてのより詳しい動作説明は特
願昭56−158692を参照願いたい。For a more detailed explanation of the above reactive power control, please refer to Japanese Patent Application No. 56-158692.
次に本発明の目的となっている負荷電流制御の動作説明
を行う。Next, the operation of load current control, which is the object of the present invention, will be explained.
まず、電流検出器cT!、cT2及びCT3 によって
コンバータss1.ss2.ss、の出力電流11+工
2及び■3を検出する。このコンバータの出力電流I、
、I、 、I3と負荷電流IU、IV、IWとの間に
は次の関係がある。First, the current detector cT! , cT2 and CT3 converter ss1. ss2. Detect output current 11 + work 2 and ■3 of ss. The output current I of this converter,
, I, , I3 and the load currents IU, IV, and IW have the following relationships.
IU =I、−I3 ・・・・・ (力IV =I2−
11 ・・・・・ (8)Iw=I3−I2 ・・・・
・ (9)この関係はサイクロコンバータCCに循環電
流Ioが流れても流れなくとも成り立つもので、上記(
7)〜(9)式を使ってコンバータの出力電流工1゜I
、、I3から負荷電施工U + 工V 11.”Wをめ
ることができる。もちろん負荷電流■U、工v、■wを
直接検出してもよい。IU = I, -I3 ... (force IV = I2-
11... (8) Iw=I3-I2...
・ (9) This relationship holds true whether or not the circulating current Io flows in the cycloconverter CC, and the above (
Using equations 7) to (9), calculate the output current of the converter 1゜I
,, I3 to load electric construction U + construction V 11. "W can be measured. Of course, the load currents (U), (V), and (W) may be directly detected.
比較器CU r CV r ”Wは、上記負荷電流検出
値工U、工■、工wとその指令値IW+ 工f + I
Wを各々比較して各偏差εU、εV、εWをめている。The comparator CU r CV r "W is the load current detection value U, U, ■, W and its command value IW + f + I
By comparing W, the deviations εU, εV, and εW are determined.
εg=I吉−IU ・・・・・αQ
εV=I寺−Iv ・・・−uの
εw=工吉−Iw ・・・・・ @
上記偏差εU、εV及びεWは各々の電流制御補償回路
GU、Gv及びGwを介して、加算器A1.A3゜A5
により次式で示される制御信号eαl、eail及びe
(13に変換される。εg=Ikichi-IU...αQ εV=Iji-Iv...-u's εw=Kokichi-Iw...@The above deviations εU, εV and εW are determined by each current control compensation circuit Via GU, Gv and Gw, adder A1. A3゜A5
The control signals eαl, eail and e expressed by the following equations are
(Converted to 13.
eal=GUaε、−Gv@εv ・・・・・Q3ea
z ==Qv11 εy−GWa gy −・−(14
)e (13=GW ’ e W Gl、U * i
ty 、四%ここで各電流制御補償回路GU、GV、G
wの制御定数を合わせることにより
GIJ =Gv =Gw =G(s) m++ mと置
き換えることができ、(ハ)〜(ハ)式は次のようにな
る。eal=GUaε, -Gv@εv...Q3ea
z ==Qv11 εy−GWa gy −・−(14
) e (13=GW ' e W Gl, U * i
ty, 4% where each current control compensation circuit GU, GV, G
By matching the control constants of w, it can be replaced with GIJ = Gv = Gw = G(s) m++ m, and equations (c) to (c) become as follows.
eat =(iu −g v) −(3(S) ・・−
・ αηeα2−(eV−εW)・G(s) ・・・・
・・叫eα3−(εW −εU)拳G(s) ・・・・
・・ q9これらの制御信号・・・、・、2及び・、・
貸次の加算器A2.A4.A6によって前述の循環電流
制御回路からの信号eaQ=εo#Go と加え合わせ
られ、位相制御回路PH1,PH2及びPH3に入力さ
れる。eat = (iu −g v) −(3(S) ・・−
・αηeα2−(eV−εW)・G(s) ・・・・
・・Scream eα3−(εW −εU) Fist G(s) ・・・・
... q9 These control signals...,..., 2 and...
Next loan adder A2. A4. A6 adds the signal eaQ=εo#Go from the circulating current control circuit described above and inputs the signal to the phase control circuits PH1, PH2, and PH3.
ここでは説明を簡単にするため、受電端の無効電力Qは
その指令値qに一致しており循環電流IOが定常状態(
Io −Io )にあるものとして偏差εo=i Io
は零あるいはごく小さいものとして説明する。従って、
上記信号eα0キ0として考える。To simplify the explanation here, the reactive power Q at the power receiving end matches its command value q, and the circulating current IO is in a steady state (
Io −Io ), the deviation εo=i Io
is explained as zero or extremely small. Therefore,
Consider the above signal eα0ki0.
3相3線式の負荷では、必ずIU +IV +IW =
0を満足している。従って、当該負荷電流の指令値も遣
J 十造=Oを満足するように与える。この結果、各相
の電流偏差ευ、εV、εWの和はεσ十εV十εW=
Oとなる。For 3-phase 3-wire loads, IU +IV +IW =
0 is satisfied. Therefore, the command value of the load current is also given so as to satisfy the following equation. As a result, the sum of the current deviations ευ, εV, and εW for each phase is εσ+εV+εW=
It becomes O.
具体的な数値としてとらえると例えば、εU=2゜gv
=tのときεw=−3となる。故にコンクンータSSl
の出力電圧vlは(εU−εv )−1に比例した分だ
け増加し、SS2の出力電圧V2は(ε■−εw)=4
の値に比例して増加し、壕だ、SS3の出力電圧V3は
(εW−εo)−−5の値に比例して減少する。If we look at it as a specific value, for example, εU=2゜gv
=t, εw=-3. Therefore Konkunuta SSl
The output voltage vl of SS increases by an amount proportional to (εU-εv)-1, and the output voltage V2 of SS2 increases as (ε■-εw)=4
However, the output voltage V3 of SS3 decreases in proportion to the value of (εW-εo)−5.
第4図の装置の主回路の等価回路は第2図と同様に表わ
すことができる。The equivalent circuit of the main circuit of the device in FIG. 4 can be expressed in the same way as in FIG.
従って、vlの増加分11mに比例して電流Iaが増加
し、v2の増加分m4wに比例して電流Ibも増加しさ
らにV・の減少分・−5・督比例して電流I・が減少す
る。ここで負荷電流(線電流)IU、IV、IWと上記
相電流Ia、Ib、Icとの間には次の関係式が成り立
つ。Therefore, the current Ia increases in proportion to the increase in vl (11m), the current Ib also increases in proportion to the increase in v2 (m4w), and the current I decreases in proportion to the decrease in V. -5. do. Here, the following relational expression holds between the load currents (line currents) IU, IV, and IW and the phase currents Ia, Ib, and Ic.
工υ=Ia−Ic ・・・・・(イ)
Iv =I b−I a −・H
Iy =I c−I b ”・・・・(イ)この関係式
は△結線された負荷に循環電流が流れているか否かにか
かわらず成り立つ。従ってIUはw6mだけ増加し、I
vはw31だけ増加し、1wは1−91 だけ減少する
。これらの増減分△■U。Work υ = Ia - Ic ... (a) Iv = I b - I a - H Iy = I c - I b ” ... (a) This relational expression circulates to the load connected by △ This holds true regardless of whether current is flowing. Therefore, IU increases by w6m, and I
v increases by w31 and 1w decreases by 1-91. These increases and decreases △■U.
△Iv 、61wは各々
△IU==”5’ocευ=−ソ
△Iy = ” 3″oc tv=−” l ”△■w
= l 9 # cl:’vr’ l 31となって各
々の偏差分に比例しているのがわかる。△Iv, 61w are each △IU==”5'ocευ=-so△Iy=”3″oc tv=-”l ”△■w
= l 9 # cl:'vr' l 31, and it can be seen that it is proportional to each deviation.
本発明の負荷電流制御方法が従来の負荷電流制御方法と
大きく異なるところは(ホ)〜(イ)式を使った制御方
法であるという点である。すなわち(1)〜(3)式は
等価回路で表わされる△結線負荷に循環電流が流れてい
る場合、成立しないのに対し、(イ)〜(イ)式の関係
は、上記循環電流の有無に関係なく成り立つので常に正
確な負荷電流の制御が可能となる。The load current control method of the present invention is largely different from conventional load current control methods in that it is a control method using equations (e) to (a). In other words, equations (1) to (3) do not hold if a circulating current flows through the △ wired load represented by the equivalent circuit, whereas the relationship between equations (a) to (a) depends on the presence or absence of the circulating current. This holds true regardless of the current, so it is possible to always accurately control the load current.
以上本発明の実施例では循環電流式サイクロコンバータ
について説明したが非循環電流式ザイクロコンバータで
も同様に適用できることは言うまでもない。In the above embodiments of the present invention, a circulating current type cycloconverter has been described, but it goes without saying that a non-circulating current type cycloconverter can be similarly applied.
また電力変換器(コンバータ)は3パルス、6バルス、
12パルス、・・・・・等制御パルス数にかかわりなく
適用できることも言うまでもない。In addition, the power converter (converter) is 3 pulse, 6 pulse,
Needless to say, this method can be applied regardless of the number of control pulses, such as 12 pulses, etc.
第5図は本発明装置の別の実施例を示す制御回路構成図
である。FIG. 5 is a control circuit configuration diagram showing another embodiment of the device of the present invention.
電動機負荷では当該電動機の回転に伴なう逆起電力が発
生し、負荷電流制御系に外乱として作用する。このため
、電流指令値Iff、造、虞に対し実際の電流値1g、
Ly、Iwがうまく追従せず、期待通りの特性が得られ
ないという問題があった。A back electromotive force is generated in the motor load as the motor rotates, and acts as a disturbance on the load current control system. Therefore, for the current command value Iff, the actual current value 1g,
There was a problem that Ly and Iw did not track well and the expected characteristics could not be obtained.
第5図の制御回路は上記逆起電力による外乱を打ち消す
ように補償したものである。The control circuit shown in FIG. 5 compensates for the disturbance caused by the counter electromotive force.
図中、PSは電動機(同期電動機の場合を考える)の回
転子位置検出器、PTGは3相単位正弦波発生器、ML
U、 MLy 、 MLW 、 MLN は乗算回路G
Nは速度制御補償回路、CNは比較器、A、、’A8゜
A、は加算器で他の記号は第4図の回路の記号の説明と
同じである。In the figure, PS is the rotor position detector of the motor (considering the case of a synchronous motor), PTG is the three-phase unit sine wave generator, and ML
U, MLy, MLW, MLN are multiplication circuits G
N is a speed control compensation circuit, CN is a comparator, A, .A8.A is an adder, and the other symbols are the same as those for the circuit in FIG.
比較器CNによって速度指令値♂と実速度を比較し偏差
εN=N*−Nをめる。当該偏差ε、は速度制御補償回
路GNを介して電動機の電機子電流(負荷電流)の波高
値Imを与える。The speed command value ♂ and the actual speed are compared by the comparator CN, and the deviation εN=N*-N is calculated. The deviation ε provides a peak value Im of the armature current (load current) of the motor via the speed control compensation circuit GN.
一方、電動機の回転子位置検出器PSは当該電動機の逆
起電力に同期した3ケの矩形波信号を出力するもので、
3相単位正弦波発生器PTGを介して3相単位正弦波s
jnθU、Stnθy 、 SjnθWに変換される。On the other hand, the motor rotor position detector PS outputs three rectangular wave signals synchronized with the back electromotive force of the motor.
3-phase unit sine wave s via 3-phase unit sine wave generator PTG
It is converted into jnθU, Stnθy, and SjnθW.
乗算器ML、 、MLv 、MLw によって、次の演
算が行なわれ負荷電流の指令値痺、1↓、ルがまる。The following calculation is performed by the multipliers ML, MLv, MLw, and the command value of the load current, 1↓, is rounded.
a=Im拳sinθU ・・・・・翰 n=Im*sinθv −・e241 1jH=Im@sinθw −・・@ 負荷電流の制御は前に述べた通りである。a=Im fist sinθU...Kan n=Im*sinθv −・e241 1jH=Im@sinθw −・・@ Control of the load current is as described above.
また、乗算器M[JNは3ケ分をいっしょに表わしたも
ので、電動機の回転速度Nと前記単位正弦波sinθυ
、sinθy、sinθWを乗じて次の値を得ている。In addition, the multiplier M[JN represents three parts together, and the rotational speed N of the electric motor and the unit sine wave sinθυ
, sinθy, and sinθW to obtain the following value.
ただしkは比例定数である。However, k is a proportionality constant.
eNU: k N ’ S jnou 曲°eAeNy
= k N e s jnou ・・・・・翰e kN
*sinθw−1°+2 @
W−
上記値eNU+ eNV 1 eNWは前述の電動機の
逆起電力による外乱を打ち消すために加えられる補償量
である。eNU: k N 'S jnou song °eAeNy
= k N e s jnou ... 翰e kN
*sin θw−1°+2 @W− The above value eNU+eNV 1 eNW is the amount of compensation added to cancel the disturbance caused by the back electromotive force of the electric motor.
すなわちU 、 V 、 W相の電流制御偏差εU、ε
V及びIIWを制御補償回路GU + ov及びGWを
介した後に加算器A7.A8.A9を設は上記補償量を
加えている。その後で、各コンバータの位相制御回路P
H1,PH2,PH3の入力信号を第4図で説明したよ
うに与えている。That is, the current control deviations εU, ε of the U, V, and W phases
After passing V and IIW through the control compensation circuit GU + ov and GW, the adder A7. A8. The above compensation amount is added to A9. After that, the phase control circuit P of each converter
Input signals H1, PH2, and PH3 are provided as explained in FIG.
このように電動機の逆起電力等の外乱がある場合でも負
荷電流制御補償を各相毎に行うことができ、制御系の設
計に際しきわめて解り易い制御回路を提供することがで
きる。In this way, even when there is a disturbance such as a back electromotive force of the motor, load current control compensation can be performed for each phase, and a control circuit that is extremely easy to understand when designing a control system can be provided.
以上述べたように、本発明のサイクロコンバータの負荷
電流制御方法によれば負荷電流を直接的に制御すること
ができ、正確な電流制御を行うことが可能となる。また
電流制御系への種々の補償も各相毎に行9ことができ設
計の容易なシステムを提供することができる。As described above, according to the load current control method for a cycloconverter of the present invention, the load current can be directly controlled and accurate current control can be performed. Furthermore, various types of compensation for the current control system can be performed for each phase, thereby providing a system that is easy to design.
第1図は従来の三角結線サイクロコンバータ装置の構成
図、第2図は第1図の装置の主回路部の等価回路図、第
3図は第2図の各部波形図、第4図は本発明の三角結線
サイクロコンバータ装置の実施例を示す構成図、第5図
は本発明装置の別の実施例を示す制御回路構成図である
。
BUS・・・ 3相交流電源の電線路
CAP・・・ 進相コンデンサ
TR・・・・・ 電源トランス
CC・・・・・3相出力サイクロコンバ一タ本体M・・
・・・ 3相交流電動機(負荷)S Sl、 882
、 S S3・・・・交直電力変換器L1 r ”2
r ”3・・・・直流リアクトルCT s 、 CT1
、 CT2 、 CT3−−−・ 変流器PTs・・
・・変成器
VAR・・・・無効電力演算器
H(S) r GOr GU + GV + ”W +
GN ””’制御補償回路CQ + CO+ CU
r CV ) CW l ”N”・比較器Al 、A2
、A3 、A4 、A5 、A、、A、、A8 、A
9・・・・加算器
PH1,PH2,PH3・・・・位相制御回路MLU、
MLy 、 MLw、 MLN−= 乗算器1)S・
・・・・回転子位置検出器
PTG・・・単位正弦波発生器
(7317) 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほ
か1名)第 2 図
V
第 3 図Figure 1 is a configuration diagram of a conventional triangular-connected cycloconverter device, Figure 2 is an equivalent circuit diagram of the main circuit of the device in Figure 1, Figure 3 is a waveform diagram of each part of Figure 2, and Figure 4 is the main circuit diagram of the main circuit of the device in Figure 1. FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the triangularly connected cycloconverter device of the invention, and FIG. 5 is a control circuit diagram showing another embodiment of the device of the present invention. BUS... 3-phase AC power supply line CAP... Phase advancing capacitor TR... Power transformer CC... 3-phase output cycloconverter body M...
... 3-phase AC motor (load) S Sl, 882
, S S3... AC/DC power converter L1 r "2
r”3...DC reactor CTs, CT1
, CT2, CT3---・Current transformer PTs...
...Transformer VAR...Reactive power calculator H(S) r GOr GU + GV + "W +
GN ""' Control compensation circuit CQ + CO+ CU
r CV ) CW l “N”・Comparator Al, A2
, A3 , A4 , A5 , A, , A, , A8 , A
9... Adders PH1, PH2, PH3... Phase control circuit MLU,
MLy, MLw, MLN-= Multiplier 1) S.
...Rotor position detector PTG...Unit sine wave generator (7317) Agent Patent attorney Noriyuki Chika (and one other person) Fig. 2 V Fig. 3
Claims (1)
3の交直電力変換器(コンバータ)によって三角結線さ
れたサイクロコンバータにおいて前記第1.第2及び第
3のコンバータの出力電流Ir、Iz及びI3に対して
3相負荷電流工U y ”V +1wが I、=I、、−I3 Iv =I2−I。 IW=43−I。 の関係を有するように負荷を接続し、当該負荷電流工U
、工■、Iwの検出値とその指令値”Tj r 壕r禮
を比較し、各偏差 ευ==I’ニーIU * ε■=工V−■v * εweIw IW をめ、前記第1のコンバータの出力電圧を(εU−εV
)の値に応じて制御し、また、第2のコンバータの出力
電圧を(εV−εW)の値に応じて制御しさらに第3の
コンバータの出力電圧を(εv−6U)の値に応じて制
御するようにしたことを特徴とする三角結線サイクロコ
ンバータの負荷電流制御方法。[Scope of Claims] The first . In the cycloconverter which is triangularly connected by the second and third AC/DC power converters (converters), the first. For the output currents Ir, Iz and I3 of the second and third converters, the three-phase load current U y "V +1w is I, = I, , -I3 Iv = I2-I. IW = 43-I. Connect the load so that it has a relationship, and the load current
Compare the detected values of , Iw, and Iw with their command values, and calculate each deviation ευ==I'IU*ε■=WorkV−■v*εweIw IW. The output voltage of the converter is (εU−εV
), the output voltage of the second converter is controlled according to the value of (εV-εW), and the output voltage of the third converter is controlled according to the value of (εv-6U). A load current control method for a triangular-connected cycloconverter, characterized in that the load current is controlled.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14655683A JPS6039369A (en) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | Load current controlling method of delta-connection cycloconverter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14655683A JPS6039369A (en) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | Load current controlling method of delta-connection cycloconverter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6039369A true JPS6039369A (en) | 1985-03-01 |
JPH033466B2 JPH033466B2 (en) | 1991-01-18 |
Family
ID=15410335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14655683A Granted JPS6039369A (en) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | Load current controlling method of delta-connection cycloconverter |
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Country | Link |
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JP (1) | JPS6039369A (en) |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP14655683A patent/JPS6039369A/en active Granted
Also Published As
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