JP2527911B2 - PWM converter - Google Patents

PWM converter

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JP2527911B2
JP2527911B2 JP5262468A JP26246893A JP2527911B2 JP 2527911 B2 JP2527911 B2 JP 2527911B2 JP 5262468 A JP5262468 A JP 5262468A JP 26246893 A JP26246893 A JP 26246893A JP 2527911 B2 JP2527911 B2 JP 2527911B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、交流を直流に変換する
パルス幅変調形(PWM)コンバータ装置の改良に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a pulse width modulation (PWM) converter device for converting alternating current into direct current.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は従来の電源電流Is が正弦波でし
かも力率=1になるPWM方式のコンバータを示す主回
路構成図であり、図において1は交流電源、2は系統イ
ンピーダンス、3は負荷、5はリップル抑制用フィルタ
のコンデンサ、6はリップル抑制用フィルタのリアクト
ル、8は自己消弧形スイッチング素子とダイオードとの
逆並列接続回路7で構成された電力変換器、11は負荷側
直流コンデンサであり、12は構成部品5,6,8及び11
で構成されたPWM方式コンバータを示す。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a main circuit configuration diagram showing a conventional PWM type converter in which a power source current I s is a sine wave and a power factor is 1, where 1 is an AC power source, 2 is a system impedance, 3 is a load, 5 is a ripple suppression filter capacitor, 6 is a ripple suppression filter reactor, 8 is a power converter composed of a self-extinguishing type switching element and an anti-parallel connection circuit 7 of a diode, and 11 is a load Is a side DC capacitor, and 12 is component parts 5, 6, 8 and 11
1 shows a PWM type converter configured by.

【0003】電力変換器8は負荷側直流コンデンサ11の
直流電圧Vdcと、図示しない負荷側直流電圧指令値Vdc
* とを比較して、直流電圧の充放電を行うごとく、さら
に電源電流Is が正弦波でしかも力率=1になるごと
く、自己消弧形スイッチング素子のオン・オフを行う。
The power converter 8 includes a DC voltage V dc of the load side DC capacitor 11 and a load side DC voltage command value V dc ( not shown).
Comparing with * , the self-extinguishing type switching element is turned on / off as the DC voltage is charged / discharged and the power supply current I s is a sine wave and the power factor is 1.

【0004】リップル抑制用フィルタのリアクトル6及
び、リップル抑制用フィルタのコンデンサ5は、スイッ
チングに伴うリップルを交流電源1に対して抑制する。
The ripple suppression filter reactor 6 and the ripple suppression filter capacitor 5 suppress ripples associated with switching with respect to the AC power supply 1.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のPWMコンバー
タ12は電源電流Is が正弦波でしかも力率=1になるご
とく電力変換器8の自己消弧形スイッチング素子がオン
・オフされる。
In the conventional PWM converter 12, the self-extinguishing type switching element of the power converter 8 is turned on / off as the power supply current I s becomes a sine wave and the power factor becomes 1.

【0006】従って前記自己消弧形スイッチング素子は
負荷側直流コンデンサ11の直流電圧Vdcが印加され、し
かも電源電流Is が流れる状態で高速スイッチングが行
われるので、前記自己消弧形スイッチング素子の動作責
務が重くなり、高価なPWMコンバータとなっていた。
本発明は、このように従来高価であった力率=1で、且
つリップルを交流電源に導入しないPWMコンバータを
安価に提供しようとするものである。
Therefore, since the self-extinguishing type switching element performs high-speed switching in the state where the DC voltage V dc of the load side DC capacitor 11 is applied and the power supply current I s flows, the self-extinguishing type switching element is The duty of operation became heavy and it became an expensive PWM converter.
As described above, the present invention is intended to provide a PWM converter, which has a conventionally expensive power factor = 1 and does not introduce a ripple into an AC power supply, at a low cost.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このために、本発明では
負荷側直流電圧Vdcの制御にはサイリスタブリッジを使
用し、電源電流Is の正弦波化には該サイリスタブリッ
ジの交流電源側に、電力変換器を直列に接続してなるも
のである。
Therefore, in the present invention, a thyristor bridge is used for controlling the load side DC voltage V dc , and a sine wave of the power supply current I s is provided on the AC power supply side of the thyristor bridge. , A power converter connected in series.

【0008】すなわち、交流電源と直流負荷との間に直
列に設置されるPWMコンバータであって、前記交流電
源に直列に接続されるリップル抑制用フィルタと、該リ
ップル抑制用フィルタの前記交流電源と反対側に直列に
接続される自己消弧形スイッチング素子とダイオードと
で構成される電力変換器と、該電力変換器の直流側に接
続される電力変換器用直流コンデンサと、前記電力変換
器の前記リップル抑制用フィルタの反対側に直列に接続
されるサイリスタブリッジと、該サイリスタブリッジの
直流側に接続される負荷側直流コンデンサと、前記電力
変換器及び前記サイリスタブリッジを制御する制御装置
を具え、該制御装置は電源電流を検出してその高調波成
分を検出する手段と、該高調波電流成分をゲインK倍し
て高調波電圧指令値を出力する手段と、基本波無効電圧
指令値と前記高調波電圧指令値とを加え合わせて三角波
キャリア信号と比較して前記電力変換器の自己消弧形ス
イッチング素子のゲート信号を出力する手段と、前記負
荷側直流コンデンサの直流電圧を検出して直流電圧指令
値との差により前記サイリスタブリッジの点弧を制御す
る手段とを有することを特徴とする
That is, a PWM converter installed in series between an AC power supply and a DC load, wherein the ripple suppression filter is connected in series to the AC power supply, and the AC power supply of the ripple suppression filter. A power converter composed of a self-extinguishing type switching element and a diode connected in series on the opposite side, a power converter DC capacitor connected to the DC side of the power converter, and the power converter A thyristor bridge connected in series to the opposite side of the ripple suppression filter, a load side DC capacitor connected to the DC side of the thyristor bridge, and a control device for controlling the power converter and the thyristor bridge, The control device detects a power supply current and detects a harmonic component thereof, and a harmonic voltage command by multiplying the harmonic current component by a gain K. And a means for outputting a gate signal of the self-extinguishing switching element of the power converter by comparing the triangular wave carrier signal by adding the fundamental wave reactive voltage command value and the harmonic voltage command value. A means for detecting the direct current voltage of the load side direct current capacitor and controlling the ignition of the thyristor bridge by the difference from the direct current voltage command value.

【0009】[0009]

【作用】本発明におけるPWMコンバータの動作を図5
の電圧電流ベクトル図により説明する。
The operation of the PWM converter according to the present invention is shown in FIG.
The voltage-current vector diagram of

【0010】図5において、Vs は交流電源電圧、Vq
は電力変換器が発生する無効電圧、Vt はサイリスタブ
リッジに印加される端子電圧、Is は電源電流のそれぞ
れ基本波ベクトルを表す。
In FIG. 5, V s is the AC power supply voltage, and V q
Reactive voltage, V t is the terminal voltage applied to the thyristor bridge power converter occurs, each represent a fundamental wave vector of I s supply current.

【0011】サイリスタブリッジによって負荷側直流コ
ンデンサの直流電圧を制御すると、電源電流Is はサイ
リスタブリッジの交流端子電圧Vt より遅れる。従って
電力変換器によりサイリスタブリッジへの交流端子電圧
t を、予め基本波無効電圧Vq により交流電源電圧V
s より進めておくと、電源電流Is を力率1に保つこと
ができる。
When the DC voltage of the load side DC capacitor is controlled by the thyristor bridge, the power supply current I s lags behind the AC terminal voltage V t of the thyristor bridge. Therefore, the power converter converts the AC terminal voltage V t to the thyristor bridge into the AC power supply voltage V t by the fundamental reactive voltage V q in advance.
If it is advanced from s , the power supply current I s can be maintained at a power factor of 1.

【0012】また、電源電流Is の高周波成分を検出
し、電源電流Is が高周波成分を含まないように、電力
変換器に高調波成分を発生させることにより、電源電流
s の高周波成分を抑制することができる。
Further, to detect a high frequency component of the power source current I s, so that the power supply current I s does not contain high frequency components by generating a harmonic component in the power converter, a high frequency component of the power source current I s Can be suppressed.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明によるPWMコンバータの実施
例を図面を参照しつつ説明する。
Embodiments of the PWM converter according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明のPWMコンバータの主回路
構成の一実施例を示す図、図2は本発明のPWMコンバ
ータの制御装置のブロック線図であって、(a)は電力
変換器の制御装置、(b)はサイリスタブリッジの制御
装置を示し、図3はPWMコンバータ内のスイッチング
素子及びダイオードで構成される電力変換器の短絡、又
はオン・オフによる波形例を示す波形図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a main circuit configuration of a PWM converter of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a control device of the PWM converter of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a waveform diagram showing a waveform example when a power converter configured by a switching element and a diode in the PWM converter is short-circuited or turned on and off.

【0015】図1において、1は三相交流電源、2は系
統インピーダンス、3は負荷、5はリップル抑制用フィ
ルタのコンデンサ、6はリップル抑制用フィルタのリア
クトル、8は自己消弧形スイッチング素子とダイオード
との逆並列接続回路7で構成された電力変換器、9は電
力変換器用コンデンサ、10はサイリスタブリッジ、11は
負荷側直流コンデンサを示しており、一点鎖線により囲
まれた4はPWMコンバータであって、構成部品5,
6,8,10及び11により構成されていて、図5及び図6
と同一要素には同一の符号を用いている。
In FIG. 1, 1 is a three-phase AC power supply, 2 is system impedance, 3 is a load, 5 is a ripple suppression filter capacitor, 6 is a ripple suppression filter reactor, and 8 is a self-extinguishing type switching element. A power converter configured by an anti-parallel connection circuit 7 with a diode, 9 is a power converter capacitor, 10 is a thyristor bridge, 11 is a load side DC capacitor, and 4 surrounded by a chain line is a PWM converter. Yes, component 5,
6, 8, 10, and 11, which are shown in FIGS.
The same symbols are used for the same elements as.

【0016】図1では単線結線図で示しているので、交
流電源1が単相の場合を具体的に示すと図7のごとくで
ある。すなわち、単相交流電源1から系統インダクタン
ス2を経て、フィルタコンデンサ5、フィルタリアクト
ル6を介して流れる電流ISが、直列に接続された単相
電力変換器8を通って電流IL となり、サイリスタブリ
ッジ10へ供給される。この場合、電流IL は図3に示す
通り電流IS と同じであるが、単相電力変換器8とリッ
プル抑制用フィルタの合成電圧VC は図3に示すような
波形となる。単相電力変換器8は自己消弧スイッチング
素子とダイオードとの逆並列接続回路6によりブリッジ
を構成したものであり、この構成は図6に示した電力変
換器8の場合も同様であって、直流側には電力変換器用
コンデンサ9が接続されている。この場合サイリスタブ
リッジ10も勿論図示のようにサイリスタのブリッジ接続
で構成されており、直流側において負荷側直流コンデン
サ11を経て負荷3へ直流電圧Vdcが供給される。
Since FIG. 1 shows a single-line connection diagram, the case where the AC power supply 1 is a single phase is specifically shown in FIG. That is, the current I S that flows from the single-phase AC power supply 1 through the system inductance 2 and the filter capacitor 5 and the filter reactor 6 becomes the current I L through the single-phase power converter 8 connected in series, and becomes the thyristor. Supplied to bridge 10. In this case, the current I L is the same as the current I S as shown in FIG. 3, but the combined voltage V C of the single-phase power converter 8 and the ripple suppression filter has a waveform as shown in FIG. The single-phase power converter 8 constitutes a bridge by the anti-parallel switching circuit 6 and an anti-parallel connection circuit 6 of a diode. This configuration is the same in the case of the power converter 8 shown in FIG. A power converter capacitor 9 is connected to the DC side. In this case, the thyristor bridge 10 is, of course, also configured by a thyristor bridge connection as shown in the drawing, and the DC voltage V dc is supplied to the load 3 via the load side DC capacitor 11 on the DC side.

【0017】交流電源1が三相の場合を具体的に示すと
図8のごとくである。三相の場合には、前記の単相の場
合の単相電力変換器8を各相に挿入してもよいが、素子
の数を減らして価格を低減するために図示のように変圧
器29を経て三相電力変換器8を直列接続する。すなわ
ち、三相交流電源1は、系統インピーダンス2を経て、
フィルタコンデンサ5、フィルタリアクトル6を介して
各相毎の変圧器29の一次側へ接続され、この変圧器一次
側を経てサイリスタブリッジ10へ接続される。三相電力
変換器8は自己消弧形スイッチング素子とダイオードと
の逆並列接続回路6をグレッツ結線して構成されてい
る。この構成は図6に示した電力変換器8の場合も同様
である。三相交流入力端子はそれぞれY接続された変圧
器29の二次側へ接続され、直流側には電力変換器用コン
デンサ9が接続されている。サイリスタブリッジ10も勿
論サイリスタのグレッツ結線で構成されており、直流側
において負荷側直流コンデンサ11を経て負荷3へ直流電
圧Vdcが供給される。この構成でも電源電流IS とサイ
リスタブリッジ入力電流IL とは同じであるが、変圧器
一次側の両端間の電圧とリップル抑制用フィルタの合成
電圧VC は図3に示すような波形となる。
A concrete example of the case where the AC power source 1 has three phases is as shown in FIG. In the case of three phases, the single-phase power converter 8 in the case of the single phase may be inserted in each phase, but as shown in the figure, the transformer 29 is used to reduce the number of elements and the price. And the three-phase power converter 8 is connected in series. That is, the three-phase AC power supply 1 passes through the system impedance 2,
It is connected to the primary side of the transformer 29 for each phase via the filter capacitor 5 and the filter reactor 6, and is connected to the thyristor bridge 10 via this transformer primary side. The three-phase power converter 8 is constructed by connecting the self-extinguishing type switching element and the anti-parallel connection circuit 6 of the diode by the Gretz connection. This structure is the same as in the case of the power converter 8 shown in FIG. The three-phase AC input terminals are respectively connected to the secondary side of the transformer 29 which is Y-connected, and the power converter capacitor 9 is connected to the DC side. The thyristor bridge 10 is also composed of a thyristor's Gretz connection, and the DC voltage V dc is supplied to the load 3 via the load side DC capacitor 11 on the DC side. Even in this configuration, the power supply current I S and the thyristor bridge input current I L are the same, but the voltage across the primary side of the transformer and the combined voltage V C of the ripple suppression filter have a waveform as shown in FIG. .

【0018】図2において21は電源電流高調波成分検出
回路、22はK倍回路、23は加算器、24は三角波発生回
路、25は比較回路であり、26は減算器、27は比例積分回
路、28は点弧角決定回路を示している。
In FIG. 2, reference numeral 21 is a power supply current harmonic component detection circuit, 22 is a K multiplication circuit, 23 is an adder, 24 is a triangular wave generation circuit, 25 is a comparison circuit, 26 is a subtractor, and 27 is a proportional integration circuit. , 28 are firing angle determination circuits.

【0019】本発明によるPWMコンバータ4は、電源
電流Is を検出し、電源電流高調波成分検出回路21によ
り電源電流高調波成分Ishを検出して、K倍回路22に出
力する。K倍回路22は電源電流高調波成分Ishを入力
し、ゲインK倍して高調波電圧指令信号Vh を加算器23
へ出力する。加算器23は高調波電圧指令信号Vh と、図
5で説明した基本波無効電圧成分に相当する基本波無効
電圧指令Vq * を入力加算して電圧指令Vc * を比較回
路25に出力する。比較回路25は、電圧指令Vc *と三角
波発生回路24より出力される高調波三角波信号Sとを入
力し、大小を比較して電力変換器8のスイッチング素子
のゲート信号VGCを出力する。
The PWM converter 4 according to the present invention detects the power source current I s , detects the power source current harmonic component I sh by the power source current harmonic component detection circuit 21, and outputs it to the K-multiplier circuit 22. The K-multiplier circuit 22 inputs the power supply current harmonic component I sh , multiplies the gain by K, and adds the harmonic voltage command signal V h to the adder 23.
Output to. The adder 23 inputs and adds the harmonic voltage command signal V h and the fundamental wave reactive voltage command V q * corresponding to the fundamental wave reactive voltage component described in FIG. 5, and outputs the voltage command V c * to the comparison circuit 25. To do. The comparison circuit 25 inputs the voltage command V c * and the harmonic triangular wave signal S output from the triangular wave generation circuit 24, compares the magnitudes, and outputs the gate signal V GC of the switching element of the power converter 8.

【0020】すなわち、前記高調波電圧指令信号Vh
より電源電流Is の高調波成分が抑制され、また基本波
無効電圧指令Vq * によりサイリスタブリッジ10の端子
電圧Vt が図5のごとく決定される。
That is, the harmonic voltage command signal V h suppresses the harmonic component of the power supply current I s , and the fundamental reactive voltage command V q * determines the terminal voltage V t of the thyristor bridge 10 as shown in FIG. To be done.

【0021】さらに、図3及び図4により電源電流IS
の正弦波化について説明する。図3は図1のPWMコン
バータ4内の電力変換器8を、時刻T0 以前においては
短絡し、時刻T0 以後は動作せしめた時の、負荷電流I
L 、電源電流IS 、及び電力変換器の印加電圧とリップ
ル抑制用フィルタの合成電圧VC を示している。図4は
PWMコンバータ4と負荷3とを含む単相等価回路図を
示す。ここで、VS は三相交流電源電圧、VC は電力変
換器の印加電圧とリップル抑制用フィルタの合成電圧を
示し、VL はサイリスタブリッジの電圧であり、それら
は系統インピーダンスLS と直列に接続されて、電源電
流IS が流れる。系統電源と非直線負荷すなわちサイリ
スタブリッジとの間に接続された電力変換器8は、サイ
リスタブリッジ10に流れる負荷電流IL (この場合負荷
電流IL は電源電流IS と同じである)が正弦波になる
ように制御すればよい。
Further, according to FIGS. 3 and 4, the power supply current I S
The sine wave conversion of will be described. Figure 3 is a power converter 8 of the PWM converter 4 of Figure 1, a short circuit at time T 0 before the time T 0 later when allowed operation, the load current I
It shows L , the power supply current I S , and the combined voltage V C of the applied voltage of the power converter and the ripple suppression filter. FIG. 4 shows a single-phase equivalent circuit diagram including the PWM converter 4 and the load 3. Here, V S is the three-phase AC power supply voltage, V C is the applied voltage of the power converter and the combined voltage of the ripple suppression filter, V L is the voltage of the thyristor bridge, and they are in series with the system impedance L S. And the power supply current I S flows. The power converter 8 connected between the system power supply and the non-linear load, that is, the thyristor bridge, has a load current I L flowing through the thyristor bridge 10 (in this case, the load current I L is the same as the power supply current I S ). It may be controlled so that it becomes a wave.

【0022】すなわち、電力変換器8は電源電流高調波
成分Ish
That is, the power converter 8 outputs the power source current harmonic component I sh

【数1】 Ish=0 (1) となるように制御すれば、## EQU1 ## If control is performed so that I sh = 0 (1),

【数2】 Vc =Vs −VL (2) となり、電力変換器8が(2)式で表され、且つ図3に
示すような電圧Vc を発生することによって、電源電流
高調波成分Ishを零にすることができる。
V c = V s −V L (2) and the power converter 8 is represented by the equation (2) and generates the voltage V c as shown in FIG. The component I sh can be zero.

【0023】この時、電力変換器8は図3にVc により
示した高調波電圧だけを発生すればよいので、その電圧
は電源電圧Vs の1/4程度であり、従来は負荷kVA と
同程度必要であった電力変換器8の容量を1/4程度に
低減できる。
At this time, since the power converter 8 only needs to generate the harmonic voltage shown by V c in FIG. 3, the voltage is about 1/4 of the power supply voltage V s , and the load kVA is conventionally used. It is possible to reduce the capacity of the power converter 8 required to the same extent to about 1/4.

【0024】又、サイリスタブリッジ10の負荷側直流コ
ンデンサ11の直流電圧Vdcを検出して、減算器26に加え
られる直流電圧指令値Vdc * との間で減算し、その出力
を比例積分回路27に送る。点弧角決定回路28は比例積分
回路27より入力される直流電圧偏差信号ΔVdcにより、
サイリスタブリッジ10の点弧角を決定し、サイリスタブ
リッジに使用されたサイリスタへゲート信号VGlを出力
する。
Further, the DC voltage V dc of the load side DC capacitor 11 of the thyristor bridge 10 is detected and subtracted from the DC voltage command value V dc * applied to the subtractor 26, and the output is proportional to the proportional integrator circuit. Send to 27. The firing angle determination circuit 28 receives the DC voltage deviation signal ΔV dc input from the proportional integration circuit 27,
The firing angle of the thyristor bridge 10 is determined, and the gate signal V Gl is output to the thyristor used in the thyristor bridge.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、交流電源と直流負荷との間に直列に設置され
るPWMコンバータにおいて、直流電圧制御をサイリス
タブリッジ10により行い、電源電流の高調波抑制を電力
変換器8で行うことによって、従来負荷kVA の容量が必
要であった電力変換器8の容量を、負荷kVA の容量の1
/4程度にすることが可能になる。大容量のスイッチン
グ素子を必要とする直流電圧の制御を、通常の商用周波
数に対して使用できる、自己消弧能力の無いサイリスタ
によって構成されるサイリスタブリッジ10により行い、
高価な自己消弧形スイッチング素子を必要とする電力変
換器8は、力率改善及び高調波除去用として、小容量の
自己消弧形スイッチング素子により構成することによ
り、非常に経済的なシステムを構成することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the PWM converter installed in series between the AC power supply and the DC load, the DC voltage control is performed by the thyristor bridge 10, and the power supply current is controlled. By suppressing the harmonics of the power converter 8 by the power converter 8, the capacity of the power converter 8 which has conventionally required the capacity of the load kVA is equal to the capacity of the load kVA of 1
It becomes possible to set about / 4. Control of DC voltage requiring a large-capacity switching element is performed by a thyristor bridge 10 that can be used for normal commercial frequencies and that is composed of a thyristor without self-extinguishing ability,
The power converter 8 that requires an expensive self-arc-extinguishing switching element is a very economical system because it is configured with a small-capacity self-arc-extinguishing switching element for power factor improvement and harmonic elimination. Can be configured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のPWMコンバータの主回路構成の一実
施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a main circuit configuration of a PWM converter of the present invention.

【図2】本発明のPWMコンバータの制御装置のブロッ
ク線図であって、(a)は電力変換器の制御装置、
(b)はサイリスタブリッジの制御装置を示す。
FIG. 2 is a block diagram of a PWM converter control device according to the present invention, in which (a) is a power converter control device;
(B) shows a control device of the thyristor bridge.

【図3】本発明のPWMコンバータ内のスイッチング素
子及びダイオードで構成される電力変換器のオン・オフ
による波形例を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of waveforms depending on on / off of a power converter configured by a switching element and a diode in the PWM converter of the present invention.

【図4】本発明のPWMコンバータと負荷とを含む単相
等価回路図を示す。
FIG. 4 shows a single-phase equivalent circuit diagram including the PWM converter of the present invention and a load.

【図5】本発明におけるPWMコンバータの動作を説明
するための電圧電流ベクトル図である。
FIG. 5 is a voltage-current vector diagram for explaining the operation of the PWM converter according to the present invention.

【図6】従来のPWM方式のコンバータを示す主回路構
成図である。
FIG. 6 is a main circuit configuration diagram showing a conventional PWM converter.

【図7】本発明のPWMコンバータを単相交流電源に使
用する場合の具体例を示す主回路構成図である。
FIG. 7 is a main circuit configuration diagram showing a specific example when the PWM converter of the present invention is used for a single-phase AC power supply.

【図8】本発明のPWMコンバータを三相交流電源に使
用する場合の具体例を示す主回路構成図である。
FIG. 8 is a main circuit configuration diagram showing a specific example when the PWM converter of the present invention is used for a three-phase AC power supply.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 2 系統インピーダンス 3 負荷 4 PWMコンバータ 5 リップル抑制用フィルタのコンデンサ 6 リップル抑制用フィルタのリアクトル 7 スイッチング素子とダイオードとの逆並列接続回路 8 自己消弧形スイッチング素子とダイオードとで構成
された電力変換器 9 電力変換器用コンデンサ 10 サイリスタブリッジ 11 負荷側直流コンデンサ 12 PWM方式コンバータ 21 電源電流高調波成分検出回路 22 K倍回路 23 加算器 24 三角波発生回路 25 比較回路 26 減算器 27 比例積分回路 28 点弧角決定回路 29 変圧器 IL 負荷電流 Is 電源電流 Ish 電源電流高調波成分 Ls 系統インピーダンス S 高調波三角波信号 Vc 電力変換器の電圧 Vc * 電圧指令 Vdc 負荷側直流コンデンサの直流電圧 Vdc * 負荷側直流電圧指令値 VGC 電力変換器のスイッチング素子のゲート信号 VGl サイリスタブリッジに使用されたサイリスタのゲ
ート信号 Vh 高調波電圧指令信号 VL サイリスタブリッジの電圧 Vq 電力変換器が発生する基本波無効電圧 Vq * 基本波無効電圧指令 Vs 三相交流電源電圧 Vt サイリスタブリッジの端子電圧 ΔVdc 直流電圧偏差信号
1 AC power supply 2 system impedance 3 load 4 PWM converter 5 capacitor for ripple suppression filter 6 reactor for ripple suppression filter 7 anti-parallel connection circuit of switching element and diode 8 composed of self-extinguishing type switching element and diode Power converter 9 Power converter capacitor 10 Thyristor bridge 11 Load side DC capacitor 12 PWM converter 21 Power supply current harmonic component detection circuit 22 K multiplication circuit 23 Adder 24 Triangle wave generation circuit 25 Comparison circuit 26 Subtractor 27 Proportional integration circuit 28 Firing angle determination circuit 29 Transformer I L Load current I s Power supply current I sh Power supply current Harmonic component L s System impedance S Harmonic triangular wave signal V c Power converter voltage V c * Voltage command V dc Load side DC capacitor Sui the DC voltage V dc * load DC voltage command value V GC power converter Gate signal V h harmonic voltage instruction signals V L thyristor bridge fundamental reactive voltage V q * fundamental reactive voltage command voltage V q power converter for generating a thyristor used for the gate signal V Gl thyristor bridge quenching device V s Three-phase AC power supply voltage V t Thyristor bridge terminal voltage ΔV dc DC voltage deviation signal

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 交流電源と直流負荷との間に直列に設置
されるPWMコンバータであって、前記交流電源に直列
に接続されるリップル抑制用フィルタと、該リップル抑
制用フィルタの前記交流電源と反対側に直列に接続され
る自己消弧形スイッチング素子とダイオードとで構成さ
れる電力変換器と、該電力変換器の直流側に接続される
電力変換器用直流コンデンサと、前記電力変換器の前記
リップル抑制用フィルタの反対側に直列に接続されるサ
イリスタブリッジと、該サイリスタブリッジの直流側に
接続される負荷側直流コンデンサと、前記電力変換器及
び前記サイリスタブリッジを制御する制御装置を具え、
該制御装置は電源電流を検出してその高調波成分を検出
する手段と、該高調波電流成分をゲインK倍して高調波
電圧指令値を出力する手段と、基本波無効電圧指令値と
前記高調波電圧指令値とを加え合わせて三角波キャリア
信号と比較して前記電力変換器の自己消弧形スイッチン
グ素子のゲート信号を出力する手段と、前記負荷側直流
コンデンサの直流電圧を検出して直流電圧指令値との差
により前記サイリスタブリッジの点弧を制御する手段と
を有することを特徴とするPWMコンバータ。
1. A PWM converter installed in series between an AC power supply and a DC load, the ripple suppression filter being connected in series to the AC power supply, and the AC power supply of the ripple suppression filter. A power converter composed of a self-extinguishing type switching element and a diode connected in series on the opposite side, a power converter DC capacitor connected to the DC side of the power converter, and the power converter A thyristor bridge connected in series to the opposite side of the ripple suppression filter, a load side DC capacitor connected to the DC side of the thyristor bridge, and a control device for controlling the power converter and the thyristor bridge,
The control device detects a power supply current and detects a harmonic component thereof, a means for multiplying the harmonic current component by a gain K to output a harmonic voltage command value, a fundamental reactive voltage command value, and A means for outputting the gate signal of the self-extinguishing type switching element of the power converter by adding the harmonic voltage command value and comparing with the triangular wave carrier signal, and detecting the DC voltage of the load side DC capacitor Means for controlling ignition of the thyristor bridge according to a difference from a voltage command value.
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