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JPS6039372A - Circulating current type cycloconverter device - Google Patents

Circulating current type cycloconverter device

Info

Publication number
JPS6039372A
JPS6039372A JP14656183A JP14656183A JPS6039372A JP S6039372 A JPS6039372 A JP S6039372A JP 14656183 A JP14656183 A JP 14656183A JP 14656183 A JP14656183 A JP 14656183A JP S6039372 A JPS6039372 A JP S6039372A
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JP
Japan
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current
sum
load
value
phase
Prior art date
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Application number
JP14656183A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH033469B2 (en
Inventor
Shigeru Tanaka
茂 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP14656183A priority Critical patent/JPS6039372A/en
Publication of JPS6039372A publication Critical patent/JPS6039372A/en
Publication of JPH033469B2 publication Critical patent/JPH033469B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC
    • H02M5/04Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters
    • H02M5/22Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/25Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/27Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means for conversion of frequency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

PURPOSE:To maintain the reactive power of a power receiving terminal of a cycloconverter at a constant value by varying and controlling the sum of the output currents of converters to the prescribed value or the predetermined value in response to a load state. CONSTITUTION:The output currents I1, I2, I3 of converters are respectively detected by output current detectors CT1, CT2, CT3, and load currents IU, IV, IW are calculated as load current detected values. A sum current command value IT* is provided by a sum current setter TCR, while the output current IT=I1+ I2+I3 of the converters SS1, SS2, SS3 are obtained, and the sum current command value IT* and the sum current detected value IT are compared by a comparator CT. Then, the sum IT of the output currents of the converters is slightly varied and controlled to the prescribed value of the predetermined value in response to the load state. Thus, the reactive power value of the power receiving terminal of the cycloconverter can be maintained constant.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野〕 本発明は受電端の無効電力がほぼ一定になるようにした
循環電流式の三角結線サイクロコンノ(−夕装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a circulating current type triangularly connected cycloconverter device in which the reactive power at the power receiving end is kept approximately constant.

し発明の技術的背景〕 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、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いる。
TECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION A cycloconverter is a frequency conversion device that directly converts alternating current power of one frequency to alternating current power of another frequency, and is 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、コンノ(−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。特に循環電流式の三
角結線サイクロコンバータは出力側の高調波が小さいこ
と及び循環電流を利用して受電端の無効電力制御ができ
る等の利点があり、誘導電動機や同期電動機の駆動電源
として大いに活用できるものである。(特願昭56−1
58692) 〔背景技術の問題点〕 三角結線サイクロコンバータの公知例として、上に示し
た特願昭56−158692があるが、これには次のよ
うな問題点があった。
The triangular connection cycloconverter has three AC/DC power converters (
A commonly used cycloconverter (a cycloconverter in which a positive group and a negative group converter are paired to form one phase of output ), it has the advantage of requiring half the number of converters (converters), and has recently been attracting attention. In particular, circulating current type triangular-connected cycloconverters have small harmonics on the output side and It has the advantage of being able to control reactive power at the receiving end using current, and can be widely used as a drive power source for induction motors and synchronous motors. (Patent Application 1983-1)
58692) [Problems with Background Art] A known example of a triangular connection cycloconverter is the above-mentioned Japanese Patent Application No. 56-158692, which has the following problems.

a)従来の装置ではサイクロコンノく一夕の受電端の無
効電力を制御するだめに、まず、当該受電端の無効電力
検出器が必要となる、そのために、交流電源の電線路に
3相交流電圧を検出する変成器や3相交流電流を検出す
る変流器を設けなければならず、さらに当該電圧、電流
から無効電力をめる無効電力演算器を用意しなければな
らなかった。従って、装置の構成が複雑となり、高価な
システムとならざるを得なかった。
a) In order to control the reactive power at the power receiving end of the cycloconnoser overnight in the conventional device, a reactive power detector at the power receiving end is first required. It was necessary to provide a transformer for detecting voltage and a current transformer for detecting three-phase alternating current, and also a reactive power calculator for calculating reactive power from the voltage and current. Therefore, the configuration of the device becomes complicated and the system has to be expensive.

b)また、上記無効電力制御回路からの出力信号をサイ
クロコンバータの循環電流の指令値として、当該サイク
ロコンバータの実際の循環電流をその指令値に一致させ
るように制御しているが、負荷電流が流れることにより
、循環電流制御系に外乱を発生させ、正確な制御ができ
なかった。
b) Furthermore, the output signal from the reactive power control circuit is used as a command value for the circulating current of the cycloconverter, and the actual circulating current of the cycloconverter is controlled to match the command value, but if the load current is This caused a disturbance in the circulating current control system, making accurate control impossible.

C)さらに、当該三角結線サイクロコンバータの循環電
流を正確に検出することはむずかしく、公知例(特願昭
56−158692 )の第6図及び第7図にその検出
器の例が示されているが、特に線電流IU)工vIIW
 の正負を判別する信号SG、 、 SG2. SG。
C) Furthermore, it is difficult to accurately detect the circulating current of the triangularly connected cycloconverter, and examples of such a detector are shown in FIGS. However, especially the line current IU)
Signals SG, , SG2. S.G.

を得ることがむずかしく、当該電流Io+Iv+Iw 
の脈動により、当該信号が乱れ、うまく循環電流を検出
できない等の問題が生じる。当該循環電流を検出する別
の方法も考えられるが、いずれも複雑な演算回路を必要
とし、装置の信頼性を低下させ、6 経済的にも高価な
ものとならざるを得ない。
It is difficult to obtain the current Io+Iv+Iw
The pulsation of the signal disturbs the signal, causing problems such as difficulty in detecting the circulating current. Although other methods of detecting the circulating current are conceivable, all of them require complicated arithmetic circuits, lower the reliability of the device, and become economically expensive.

し発明の目的〕 本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、受電端
の無効電力検出器及びサイクロコンバータの循環電流検
出器を用いるととなく、当該サイクロコンバータの受電
端の無効電力をほぼ一定値に保持することができる循環
電流式サイクロコンバータ装置を提供することを目的と
する。
OBJECT OF THE INVENTION] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and uses a reactive power detector at the receiving end and a circulating current detector of a cycloconverter to detect reactive power at the receiving end of the cycloconverter. An object of the present invention is to provide a circulating current type cycloconverter device that can maintain a substantially constant value.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は上記目的を達成するために、三相負荷に接続さ
れ少なくとも3台の交直電力変換器(コンバータ)によ
って三角結線された循環電流式サイクロコンバータ本体
と、当該三相負荷に供給すべき電流を制御する負荷電流
制御回路と、前記各コンバータの出力電流の和を制御す
る和電流制御回路と、上記負荷電流制御回路及び和電流
制御回路からの出力信号に応じて各コンバータの点弧位
相を制御する位相制御回路とから構成される循環電流式
サイクロコンバータ装置で、上記三相負荷の状態に応じ
て前記和電流制御回路の和電流指令値を調整し、前記サ
イクロコンバータの受電端の無効電力がほぼ一定になる
ようにしたことを特徴とした循環電流式サイクロコンバ
ータ装置である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a circulating current type cycloconverter main body connected to a three-phase load and triangularly connected by at least three AC/DC power converters, and a current to be supplied to the three-phase load. a load current control circuit that controls the sum of the output currents of the converters, a sum current control circuit that controls the sum of the output currents of the respective converters, and a firing phase of each converter according to output signals from the load current control circuit and the sum current control circuit. A circulating current type cycloconverter device comprising a phase control circuit for controlling the sum current control circuit according to the state of the three-phase load, and adjusting the sum current command value of the sum current control circuit to reduce the reactive power at the receiving end of the cycloconverter. This is a circulating current type cycloconverter device characterized in that the current is kept almost constant.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図は、本発明の循環電流式サイクロコンバータ装置
の実施例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a circulating current type cycloconverter 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
コンバータ本体、Mは3相交流電動機(負荷)である。
In the figure, BUS is a three-phase AC power supply electric line CAP 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 (load).

サイクロコンノ(−夕本体CC)ま、3台の交直電力変
換器(コン7(−タ) 881.SS2+SS3及び直
流リアクトルLH、L2 + Ls力・ら構成されてい
る。電力変換器(コン7(−タ) ss、 、 882
.;88゜の交流入力側は電源トランスTRによって互
1i11こ絶縁されており、直流側は一方向の循環電流
ZX流れるように直流リアクトルL1.L、、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。直流リアクトルL1.
L2.L、の中間タップが3相交流電動機Mの3相巻線
に接続されでいる。
It consists of three AC/DC power converters (con 7 (-ta) 881.SS2+SS3 and DC reactors LH, L2 + Ls).Power converter (con 7 (-ta) -ta) ss, , 882
.. The 88° AC input sides are insulated from each other by a power transformer TR, and the DC side is connected to a DC reactor L1. so that a unidirectional circulating current ZX flows. They are connected Δ via L, , L3. It constitutes a so-called triangular circulating current type cycloconverter. DC reactor L1.
L2. The center tap of L is connected to the three-phase winding of a three-phase AC motor M.

一方、制御回路としては、コン7く−クの出力電流を検
出する変流器CT□+ c’r2’、 c’r3、和電
流指令回路TCR、比較器CT、CL+、Cv、Cw1
電流制御補償回路、GT、G、 、Gv、GW、加算器
A1〜A、及び位相市1]御回路PH□、 PH2,P
H3が用いられる。
On the other hand, the control circuit includes current transformers CT□+ c'r2', c'r3 that detect the output current of the converter 7, sum current command circuit TCR, and comparators CT, CL+, Cv, Cw1.
Current control compensation circuit, GT, G, , Gv, GW, adders A1 to A, and phase city 1] control circuit PH□, PH2, P
H3 is used.

第2図は、第1図の装置のサイクロコンノ(−タCCと
負荷(電動機M)の等価回路を示すもので、負荷は大結
線されているものとして取扱ってI/Aる。
FIG. 2 shows an equivalent circuit of the cycloconverter CC and the load (motor M) of the device shown in FIG.

以下、第1図の装置の動作原理を第2図の等価回路を用
いて説明する。
The operating principle of the device shown in FIG. 1 will be explained below using the equivalent circuit shown in FIG. 2.

第2図の等価回路から主回路の電圧方程式をめると、次
のようになる。ただし、p = d/d tは微分演算
子とする。
The voltage equation for the main circuit can be calculated from the equivalent circuit shown in Figure 2 as follows. However, p = d/d t is a differential operator.

v、=(R,+L、 p ) ・i、+M、、 ・p−
i、+M3□−p−i3+ vtIv、、、 (1)V
x=(”y+ L2P) ・i!+M1. m p−i
 I+M21 +pe i、+ Vvw −(2)V3
 == (RB + L2p ) ・I 3+MB、・
p−i 1 +M135・p−1t+ VWU ・・・
(3)Vo=(RL+LLp)・ju+Voo +++
++・+++++ (4)vv=(Rr、+Lr、p)
・iv + Vav −−−・−(5)Vw=(RL+
Lhp)jw+Vow ++++・+++++++ (
6)ここで、 R1,R,、R,・・・・・・直流リアクトルの抵抗値
り、、L、、L、・・・・・・ l の自己インダクタ
ンス値M、 、 M、 、 Ma・・−・・・ 〃 の
相互インダクタンス値RL ・・・・・・負荷1相分の
抵抗値LL ・・・・・・ l インダクタンス値vo
UIvovIvOw・・・・・・電動機の逆起電力であ
る。
v, = (R, +L, p) ・i, +M,, ・p−
i, +M3□-p-i3+ vtIv,, (1)V
x=(”y+ L2P) ・i!+M1. m p−i
I+M21 +pe i, +Vvw −(2)V3
== (RB + L2p) ・I 3+MB, ・
p-i 1 +M135・p-1t+ VWU...
(3) Vo=(RL+LLp)・ju+Voo +++
++・++++++ (4) vv=(Rr, +Lr, p)
・iv + Vav −−−・−(5) Vw=(RL+
Lhp)jw+Vow ++++・+++++++ (
6) Here, R1, R,, R, ... resistance value of the DC reactor, L,, L, ...... l self-inductance value M, , M, , Ma.・−・ Mutual inductance value RL of 〃 ...Resistance value LL for one phase of load ...... l Inductance value vo
UIvovIvOw...This is the back electromotive force of the motor.

また、”UVI”VWIvwUは負荷の線間電圧で各相
電圧MU +VV +VW との間に次の関係式がある
Further, "UVI" VWIvwU is the line voltage of the load, and there is the following relational expression between it and each phase voltage MU +VV +VW.

Vov = Vu Vv ・−−・(7)vvw ””
 My vw ””””’ (s)vwu = vw 
VU ””””’ (9)また、コンバータの出力電流
i、、 i、、 igと負荷電流+1J+IV+IW 
とは次の関係式が成り立つ。
Vov = Vu Vv ・---・(7)vvw ””
My vw ””””' (s)vwu = vw
VU """"' (9) Also, converter output current i,, i,, ig and load current +1J+IV+IW
The following relational expression holds true.

1U=i、−i、 ・・・・・・・・・(1旬1y=i
2−i、 ・・・・・・・・・圓IW=is−i、 ・
・・・・・・・・αりこれは、サイクロコンバータの循
環電流の有無には関係しない。
1U=i, -i, ...... (1st season 1y=i
2-i, ...... En IW = is-i, ・
.....alpha. This is not related to the presence or absence of a circulating current in the cycloconverter.

ここで、R1=賜=R,−8 り、−L、、、、L、=L Ml−鴇=Ms: M vg+vy+vw= 0 として、(1)式−(3)式をめると、v+−vs=(
R+bp)−(it−is)−M−p(1!−1s)+
2Vu ”*’v %’w =(R+ (L−M) ・p ) (1,−13) 4
3Vu=(R+ (L−M) p ) iU +3((几り十LLp)・iU+VoU)=3・[FV
3+RL+((L−M)/3+LL)I)) 、it+
+3vOυ ・・・・・・(1■ となる。従って、負荷電流igを制御するには(13)
式の関係を用い、電圧v1 vsを制御すればよいこと
がわかる。このとき、逆起電力V。わが電流制御系に外
乱として入ってくるので、それを打ち消す補償量をあら
かじめ上記電圧V+ Vslこ加える必要がある。
Here, R1 = gift = R, -8 ri, -L, , , L, = L Ml - Toki = Ms: M vg + vy + vw = 0, and when formula (1) - (3) is inserted, v + −vs=(
R+bp)-(it-is)-M-p(1!-1s)+
2Vu ”*'v %'w = (R+ (LM) ・p) (1, -13) 4
3Vu=(R+(LM)p)iU+3((几り十LLp)・iU+VoU)=3・[FV
3+RL+((LM)/3+LL)I)), it+
+3vOυ ......(1■) Therefore, to control the load current ig (13)
It can be seen that the voltage v1 vs can be controlled using the relationship in the equation. At this time, the back electromotive force V. Since this enters our current control system as a disturbance, it is necessary to add in advance a compensation amount of the above voltage V+Vsl to cancel it.

同様に、(2)式−(1)式と、(3)式−(2)式を
めると各々次のようになる。
Similarly, by subtracting equation (2) - equation (1) and equation (3) - (2), the following are obtained.

V、 vl =3 [R/3+RL+ ((L M)/
3+L L ) p ) ・t v+34 Vr3 y
・・・・・・αa Vs−V2:3[R/3−IL+((L−M)/3+L
L)!])・iW+3−VOW・・・・・・(151 (L4)式の関係から負荷電流lvを制御するには、電
圧V!−v□を制御すればよく、マた(19式の関係か
ら負荷電流籍を制御するには、電圧V、 −v、を制御
すればよいことがわかる。
V, vl = 3 [R/3+RL+ ((LM)/
3+L L) p) ・t v+34 Vr3 y
・・・・・・αa Vs-V2:3[R/3-IL+((L-M)/3+L
L)! ])・iW+3−VOW・・・・・・(151 From the relationship of equation (L4), to control the load current lv, it is sufficient to control the voltage V!−v□, and It can be seen that in order to control the load current, it is sufficient to control the voltage V, -v.

第1図に示した負荷電流制御回路は、上記の原理を用い
ている。
The load current control circuit shown in FIG. 1 uses the above principle.

まず、出力電流検出器CT、 、 CT!、 CT3に
よってコンバータの出力電流り、、 x、、 I3を検
出し、α1式からa功式の関係を用いて負荷電流IL+
+工v+IW を演算し、負荷電流検出値とする。もち
ろん当該負荷電施工υ+IV+IW を直接検出しても
よいことは言うまでもない。
First, the output current detector CT, , CT! , CT3 detects the converter output current R, , x, , I3, and uses the relationship from α1 formula to
Calculate +IW and use it as the load current detection value. Of course, it goes without saying that the load electric construction υ+IV+IW may be directly detected.

当該負荷電流の検出値IU、Iv、Iw と、その各々
の指令値io +IV +”W を比較器C1++cV
+CW に入力し各偏差εU=工υ−工υ、εy=Iy
 b及びεW=IW IWをめる。
The detected values IU, Iv, Iw of the load current and their respective command values io +IV +”W are sent to the comparator C1++cV.
+CW and input each deviation εU = engineering υ - engineering υ, εy = Iy
b and εW=IW Find IW.

当該各偏差εU、εV、εW を各々電流制御補償回路
()o I evl GW に入力する。当該電流制御
補償回路GIJ。
The respective deviations εU, εV, and εW are respectively input to the current control compensation circuit ()o I evl GW. The current control compensation circuit GIJ.

Gv、Gwは、通常、比例要素あるいは積分要素などか
ら構成され、負荷電流制御系の安定性や追従性を考慮し
て最適の制御定数になるように設計される。ここでは説
明を簡単にするため、上記電流制御補償回路は比例要素
のみと考え、各々の倍率をG、=KtI、 Gv==に
、 、 GW=Kwとする。
Gv and Gw are usually composed of proportional elements or integral elements, and are designed to be optimal control constants in consideration of the stability and followability of the load current control system. Here, to simplify the explanation, the current control compensation circuit is considered to have only proportional elements, and the respective magnifications are assumed to be G,=KtI, Gv==, and GW=Kw.

U相の負荷電流I、の制御偏差εUはに、倍されて、加
算器AI l A2を介して、位相制御回路PH,に入
力され、かつ、当該偏差の反転値−εUは胸倍されて加
算器A、、A、を介して位相制御回路PHsに入力され
る。すなわち、偏差ευに比例して、コンバータS8.
の出力電圧v、は増加し、逆にコンバータS83の出力
電圧v3は偏差ευに比例して減少する。言いかえると
、電圧v、−v、は、偏差εUに比例して増加する。
The control deviation εU of the U-phase load current I is multiplied and input to the phase control circuit PH via the adder AI l A2, and the inverted value of the deviation −εU is multiplied by It is input to the phase control circuit PHs via the adders A, , A,. That is, in proportion to the deviation ευ, converter S8.
The output voltage v, of converter S83 increases, and conversely, the output voltage v3 of converter S83 decreases in proportion to deviation ευ. In other words, the voltage v, -v increases in proportion to the deviation εU.

従って、I、)IUの場合、偏差εUは正の値となり、
ευ・Kυに比例して電圧V1−V、が増加する。故に
(13)式から負荷電流IUが増加して、Iυ=Iυに
近づく。
Therefore, in the case of I,)IU, the deviation εU is a positive value,
The voltage V1-V increases in proportion to ευ·Kυ. Therefore, from equation (13), the load current IU increases and approaches Iυ=Iυ.

逆に、工υ<Iuの場合、偏差εUは負の値となり、ε
、IKUに比例して電圧vl−v、1も負の値になる。
On the other hand, when engineering υ < Iu, the deviation εU becomes a negative value, and ε
, IKU, the voltage vl-v,1 also takes a negative value.

故に0階式からIUも減少しやはり、工υ=工υに制御
される。
Therefore, IU also decreases from the 0th floor formula, and it is still controlled to be υ = υ.

V和食荷電流iU、 W相負荷電流iyも同様に制御さ
れる。
The V-phase load current iU and the W-phase load current iy are similarly controlled.

次にコンバータの和電流制御の関係式をめる。Next, we will write the relational expression for the sum current control of the converter.

(1)式+(2)武士(3)式の関係をめると次のよう
になる。
The relationship between equation (1) + equation (2) Samurai (3) is as follows.

vl+v、+v、=(R+Lp) (i、+i、+i3
)”2Mp(11+’2”’8) +vUv+vvw+vwU =((R+(L+2M)p) iT ・・・・・・・・
・(IQただし、iT−i、+ i、+ i3である。
vl+v, +v, = (R+Lp) (i, +i, +i3
)"2Mp(11+'2"'8) +vUv+vvw+vwU =((R+(L+2M)p) iT ・・・・・・・・・
・(IQ However, it is iT-i, + i, + i3.

すなわち、和電流iyを制御するには、コンバータの出
力電圧の和Vl−1−v2+V、を制御すればよいこと
がわかる。しかもその制御系の伝達関数は直流リアクト
ルの抵抗値■及びインダクタンス(L+2M)の値によ
って決定され、他からの外乱のない制御系となっている
That is, it can be seen that in order to control the sum current iy, it is sufficient to control the sum Vl-1-v2+V of the output voltages of the converters. Moreover, the transfer function of the control system is determined by the resistance value (2) of the DC reactor and the value of the inductance (L+2M), and the control system is free from external disturbances.

第1図に示しだ和電流制御回路は、上記(16)式の関
係を用いている。
The sum current control circuit shown in FIG. 1 uses the relationship of equation (16) above.

和電流設定器TC几によって、和電流指令値ITが与え
られ、一方、各コンバータの出力電流I、、I、。
A sum current setter TC gives a sum current command value IT, while output currents I, , I, of each converter.

Isの検出値の和をとり、和電流検出値I T=I、 
+ I、+工、をめている。
The sum of the detected values of Is is calculated, and the sum current detected value I T = I,
I'm looking at + I, + engineering.

比較器0丁によって、上記和電流指令値ITと和電流検
出値ITが比較され、偏差ε7=I7 ITがめられる
The sum current command value IT and the sum current detection value IT are compared by zero comparators, and a deviation ε7=I7 IT is found.

当該偏差6丁を次の電流制御補償回路GTに入力する。The six deviations are input to the next current control compensation circuit GT.

ここでも説明を簡単にするため、0丁は単なる比例要素
に丁と考える。ε、−に、の値は、加算器^。
Again, to simplify the explanation, 0 is considered to be just a proportional element. The value of ε,− is the adder ^.

A4,7V6を介して位相制御回路PH,、PH,、P
H8に入力される。故に各コンバータの出力電圧V11
V21v3は、前記負荷電流制御回路からの信号に加え
て、上記信号ε、 、に丁に比例して、増加させられる
Phase control circuit PH,,PH,,P via A4,7V6
It is input to H8. Therefore, the output voltage of each converter V11
V21v3 is increased in proportion to the signal ε, , in addition to the signal from the load current control circuit.

It>Iyの場合、偏差εTは正の値となり、εT−K
When It>Iy, the deviation εT becomes a positive value, and εT−K
.

に比例して、電圧v、+v、+v、を増加させる。この
結果、10式で示される和電流I、が増加し1.I7=
エフになるように制御される。
The voltages v, +v, +v are increased in proportion to. As a result, the sum current I shown by equation 10 increases and 1. I7=
It is controlled to become F.

逆に、I:<ITとなった場合、ε? < Oとなり、
電圧V□+V2+Vl を負の値にし、(10式で示さ
れる和電流ITを減少させやはり、1y=Iyとなって
落ち着く。
Conversely, if I:<IT, ε? < O,
By setting the voltage V□+V2+Vl to a negative value and decreasing the sum current IT shown by equation 10, it settles down to 1y=Iy.

第3図は、和電流ITを一定に制御したときの各部波形
を示すもので、111 ITl INはコンバータの出
力電流、IIJ+IV+■W は負荷電流、工。はサイ
クロコンバータの循環電流の各波形を表わす。
Figure 3 shows the waveforms of various parts when the sum current IT is controlled to be constant. 111 ITl IN is the output current of the converter, IIJ+IV+■W is the load current, represents each waveform of the circulating current of the cycloconverter.

負荷電流Iu、Iv、I、は平衡3相電流と仮定し、次
式のように表わすことができる。
Assuming that the load currents Iu, Iv, and I are balanced three-phase currents, they can be expressed as follows.

■。= Im −sinωt ・・・・・・αηIy 
= Im −sin (ωt−2π/3) ・・・・・
・α印Iw= Im −sin (ωt + 2yr/
3) −−−−−−σ9ただし、工mは波高値とする。
■. = Im −sinωt ・・・αηIy
= Im −sin (ωt−2π/3) ・・・・・・
・α mark Iw= Im −sin (ωt + 2yr/
3) -------σ9 However, m is the wave height value.

これに対し、各コンバータの出力電流It)I2113
はバイアス電流I T/3 が加わって、次式のように
なる。
On the other hand, the output current It)I2113 of each converter
When bias current I T/3 is added, it becomes as follows.

轟然のことながら、このコンバータの出力電流の和は、
I、+ I、+ I、=I7となる。
Surprisingly, the sum of the output currents of this converter is
I, + I, + I, = I7.

すなわち負荷電流の波高値Imが和電流ITの(1/4
丁)の値を越えない限り、I、 + I、+ I3の値
は常に一定値になる。
In other words, the peak value Im of the load current is (1/4) of the sum current IT.
The values of I, + I, + I3 will always be constant values unless they exceed the value of d).

このとき、循環電施工。は負荷側周波数の3倍の周波数
で変化する。Im≧IT/、/aになると、非循環モー
ドが一部に現われてくるため、コンバータの出力電流I
ll I21 Isの波形も変ってくる。
At this time, circulating electricity construction was carried out. changes at a frequency three times the load side frequency. When Im≧IT/, /a, a non-circulating mode appears in part, so that the converter output current I
ll I21 The waveform of Is also changes.

このような和電流制御される三角結線サイクロコンバー
タの受電端の無効電力Qooは次式のように表わせる。
The reactive power Qoo at the receiving end of such a triangular-connected cycloconverter that is controlled by the sum current can be expressed as shown in the following equation.

ただし、k、は比例定数、C8,C2,α。However, k is a proportionality constant, C8, C2, α.

は各コンバータの点弧位相角とする。is the firing phase angle of each converter.

Qoo=kq・(I+−5tnαH+ I2・sinα
2+I、・sinα、 ) ・== C23)ここで、
各コンバータの点弧位相角α1.C2,C3は電源電圧
に対して、各コンバータの入力電流が遅れる角度で、自
然転流を行なうため、約20°〜150°の範囲で制御
される。
Qoo=kq・(I+−5tnαH+ I2・sinα
2+I, ・sin α, ) ・== C23) Here,
Firing phase angle α1 of each converter. C2 and C3 are angles at which the input current of each converter lags with respect to the power supply voltage, and are controlled within a range of about 20° to 150° to perform natural commutation.

電動機負荷の場合、始動時あるいは低速時は速度起電力
が小さいので、C1”pα2”qα8″=P90°で運
転され、そのときの無効電力Qooは Qaokp k(2(If + Il! +’Is)二
kq ・’r ”=””’ C24)となって、和電流
I、が一定なら、Qooもほとんど一定に保持される。
In the case of a motor load, the speed electromotive force is small at startup or at low speed, so it is operated at C1"pα2"qα8"=P90°, and the reactive power Qoo at that time is Qaokp k(2(If + Il! +'Is )2kq·'r''=''''' C24) If the sum current I is constant, Qoo is also kept almost constant.

故に、これを打ち消す進相コンデンサCAPを受電端に
設置すれば、力率hq1となる。
Therefore, if a phase advance capacitor CAP is installed at the receiving end to cancel this, the power factor becomes hq1.

電動機の速度Nが増加してくるに従い上記点弧位相角α
1.C2,C3も90°を中心に約20’〜180°の
範囲内で変化してくる。故に和電流ITを一定にしてい
ても無効電力Qooは、第4図のように若干小さくなっ
てくる。従って進相コンデンサCAPの進み無効電力Q
capが上記サイクロコンバータの進れ無効電力Qoo
より大きくなり、入力力率は進みとなる。
As the speed N of the motor increases, the above ignition phase angle α
1. C2 and C3 also vary within a range of approximately 20' to 180° with 90° as the center. Therefore, even if the sum current IT is kept constant, the reactive power Qoo becomes slightly smaller as shown in FIG. Therefore, the leading reactive power Q of the phase advancing capacitor CAP
cap is the advanced reactive power Qoo of the above cycloconverter
becomes larger, and the input power factor becomes progressive.

第5図は電動機の回転速度Nに応じて、前記和電流の指
令値ITを変化させたもので、回転速度Nの増加ととも
に和電流指令値IT を若干増加させている。その結果
、サイクロコンバータの受電端の無効電力Qooはほぼ
一定値となり、進相コンデンサのQcapと打ち消し合
って、入力力率=1の状態で運転することができる。第
1図に示した和電流指令回路TCRは上記役目をするも
のである。
In FIG. 5, the sum current command value IT is changed according to the rotational speed N of the electric motor, and the summation current command value IT is slightly increased as the rotational speed N increases. As a result, the reactive power Qoo at the receiving end of the cycloconverter becomes a substantially constant value, cancels out Qcap of the phase advance capacitor, and can be operated with an input power factor of 1. The sum current command circuit TCR shown in FIG. 1 performs the above role.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明装置は受電端の無効電力を検出す
る必要もなく、かつサイクロコンバータの循環電流を検
出する必要もなく、各コンバータの出力電流の和を一定
値あるいは負荷状態に応じてあらかじめ定められた値に
若干変化させて制御することにより、当該サイクロコン
バータの受電端の無効電力値をほぼ一定に保つことがで
き、受電端に一定容量の進相コンデンサを設置するだけ
で、入力力率をほぼ1に保つことができる。従って、無
効電力変動によって電源系統へもたらす悪影響もなくな
り、理想的な電力変換器を提供することが可能である。
As described above, the device of the present invention does not need to detect the reactive power at the power receiving end or the circulating current of the cycloconverter, and can detect the sum of the output currents of each converter at a constant value or depending on the load condition. By controlling the value by slightly changing it to a predetermined value, the reactive power value at the receiving end of the cycloconverter can be kept almost constant, and by simply installing a phase advance capacitor with a constant capacity at the receiving end, the input The power factor can be maintained at approximately 1. Therefore, there is no adverse effect on the power supply system due to reactive power fluctuations, and it is possible to provide an ideal power converter.

また、和電流制御系の伝達関数は、(1e式で示される
ように直流リアクトルの抵抗とインダクタンスだけで決
定され、従来問題とされた負荷電流か□ らの外乱は全
くないので、制御回路の設計がきわめて容易になった。
In addition, the transfer function of the sum current control system is determined only by the resistance and inductance of the DC reactor, as shown in equation 1e, and there is no disturbance from the load current, which was a problem in the past. Design has become extremely easy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明装置の実施例を示す構成図、第2図は第
1図の装置の動作を説明するため、主回路部分の等価回
路図、第3図は第1図の装置の各部電流波形図、第4図
は、第1図の装置の動作を説明するための電動機の回転
速度Nと受電端の無効電力Qooの関係図(和電流I!
−一定)、第5図は同じくNとQooの関係図で、和電
施工Tを変化させた場合を各々示すものである。 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) 88、 、 SS、 、 SS、・・・交直電力変換器
(コンバータ)Ll、L2.Ls・・・直流リアクトル
CT□、 CT2. CT、 、、・電流検出器TCR
・・・和電流指令回路 CT +CU 、cv、cW・・・比較器GT、GU、
Gv、Gw、、、電流制御補償回路A1〜A6・・・加
算器
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the device of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the main circuit to explain the operation of the device in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing each part of the device in FIG. The current waveform diagram, FIG. 4, is a diagram of the relationship between the rotational speed N of the motor and the reactive power Qoo at the receiving end (sum current I!) for explaining the operation of the device shown in FIG.
- constant), and FIG. 5 is a diagram of the relationship between N and Qoo, and shows the cases where the Waden construction T is varied. BUS...Electric line of 3-phase AC power supply CAP...Phase advancing capacitor TR...Power transformer CC...3-phase output cycloconverter body M...
3-phase AC motor (load) 88, , SS, , SS, ... AC/DC power converter (converter) Ll, L2. Ls...DC reactor CT□, CT2. CT, , ・Current detector TCR
...sum current command circuit CT +CU, cv, cW... comparator GT, GU,
Gv, Gw, , current control compensation circuits A1 to A6...adder

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)三相負荷に接続され少なくとも3台の交直電力変
換器(コンバータ)によって三角結線された循環電流式
サイクロコンバータ本体と、当該三相負荷に供給すべき
電流を制御する負荷電流制御回路と、前記各コンバータ
の出力電流の和を制御する和電流制御回路と、上記負荷
電流制御回路及び和電流制御回路からの出力信号に応じ
て各コンバータの点弧位相を制御する位相制御回路とか
らなる循環電流式サイクロコンバータ装置。
(1) A circulating current type cycloconverter body connected to a three-phase load and triangularly connected by at least three AC/DC power converters, and a load current control circuit that controls the current to be supplied to the three-phase load. , consisting of a sum current control circuit that controls the sum of the output currents of the respective converters, and a phase control circuit that controls the firing phase of each converter according to the output signals from the load current control circuit and the sum current control circuit. Circulating current type cycloconverter device.
(2)前記三相負荷は電動機負荷とし当該電動機の回転
速度に応じて前記和電流制御回路の和電流指令値を調整
し、前記サイクロコンバータの受電端の無効電力が#丘
は一定になるようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の循環電流式サイクロコンバータ装置。
(2) The three-phase load is a motor load, and the sum current command value of the sum current control circuit is adjusted according to the rotational speed of the motor so that the reactive power at the receiving end of the cycloconverter is constant. The circulating current type cycloconverter device according to claim 1, characterized in that:
JP14656183A 1983-08-12 1983-08-12 Circulating current type cycloconverter device Granted JPS6039372A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01206874A (en) * 1988-02-15 1989-08-21 Toshiba Corp Control method for cyclo-converter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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