JP2781602B2 - Power converter control device and system thereof - Google Patents

Power converter control device and system thereof

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JP2781602B2
JP2781602B2 JP1146819A JP14681989A JP2781602B2 JP 2781602 B2 JP2781602 B2 JP 2781602B2 JP 1146819 A JP1146819 A JP 1146819A JP 14681989 A JP14681989 A JP 14681989A JP 2781602 B2 JP2781602 B2 JP 2781602B2
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current
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converter
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信義 武藤
利夫 鈴木
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は交流電動機可変速駆動用インバータ等を負荷
にもち、交流を直流に変換するコンバータ等、電力変換
器の制御装置に関し、電源電圧位相の検出方法並びに力
率1で正弦波電源電流を流すためのコンバータの制御方
法及びそのシステムに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a control device for a power converter such as a converter having an AC motor variable speed driving inverter or the like and a converter for converting AC to DC, and a power supply voltage phase. And a converter control method and system for flowing a sinusoidal power supply current at a power factor of 1.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の電力変換器の制御装置は、例えば明電時報、N
o.4(1987年)第14頁から第17頁において論じられてい
る。これは、インバータの直流電圧指令値VDC*と直流
電圧検出値VDCとの偏差をアンプを介して出力し、この
出力を、電源電流指令の振幅指令Iq*としている。ま
た、電源電圧の相電圧をトランスを介して検出し、この
相電圧検出信号と振幅指令Iq*を乗算器で乗算した出力
を電源電流指令としている。つまり、相電圧と同期した
力率1の電源電流指令としている。電流制御回路は、交
流の電流指令に、実際の電源電流が追従するようにヒス
テリシスコンパレータを介して、コンバータへPWM信号
を出力している。
Conventional power converter control devices include, for example,
o.4 (1987) pp. 14-17. In this method, a deviation between the DC voltage command value V DC * of the inverter and the DC voltage detection value V DC is output via an amplifier, and this output is used as an amplitude command I q * of a power supply current command. Further, a phase voltage of the power supply voltage is detected via a transformer, and an output obtained by multiplying the phase voltage detection signal and an amplitude command Iq * by a multiplier is used as a power supply current command. That is, the power supply current command has a power factor of 1 synchronized with the phase voltage. The current control circuit outputs a PWM signal to the converter via the hysteresis comparator so that the actual power supply current follows the AC current command.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術は、電流指令の振幅指令Iq*と相電圧自
身とアナログの乗算器で乗算することで信頼性が高い電
流指令となる反面、制御回路のデイジタル化が困難な構
成と思われる。また相電圧自身に歪みがある場合、電流
指令も歪んだ指令になると言う問題もある。なお、検出
器に3相のトランスが使われており、フオトカプラと比
較すると検出器がやや大きくなることから制御装置も小
型,軽量にできにくいと思われる。本発明の目的は、正
確に力率1でリプルが小さい正弦波電源電流を流すと共
に、小型,軽量,低価格でデイジタル化に適したコンバ
ータの制御装置及びそのシステムを提供することにあ
る。
In the above prior art, a highly reliable current command is obtained by multiplying the amplitude command Iq * of the current command by the phase voltage itself by an analog multiplier, but it is considered that the digitalization of the control circuit is difficult. There is also a problem that if the phase voltage itself is distorted, the current command is also distorted. It should be noted that a three-phase transformer is used for the detector, and the size of the detector is slightly larger than that of the photocoupler, so that it is difficult to reduce the size and weight of the control device. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a converter control device and a system thereof which are small, light, and inexpensive and are suitable for digitalization, while allowing a sinusoidal power supply current with a small power factor and a power factor to flow accurately.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するために、まず、小型,軽量で低価
格な制御装置とするため、トランスは用いず、フオトカ
プラを用いて電源電圧の位相を検出する。この電源電圧
の位相を検出する手段として、基準の電源周波数指令ω
*と周波数指令補正量Δω*を加えた1次周波数指
令ω*をデイジタル的に積分することで、線間電圧の
位相指令θRS*を求め、これを基に電源電流指令の位相
を演算するようにした。なお、周波数指令補正値Δω
*は、線間電圧の極性をフオトカプラで検出し、フオト
カプラの動作遅れ時間等を考慮して、線間電圧の零位相
点を求めこの点における、線間電圧の位相指令値ΔθRS
に対応して補正量Δω*を決めるようにしたものであ
る。
To achieve the above object, first, in order to provide a small, lightweight and low-cost control device, the phase of the power supply voltage is detected using a photocoupler without using a transformer. As means for detecting the phase of the power supply voltage, a reference power supply frequency command ω
By integrating digitally a primary frequency command ω 1 * to which 0 * and a frequency command correction amount Δω 0 * have been added, a phase command θ RS * of the line voltage is obtained. Was calculated. Note that the frequency command correction value Δω 0
* Indicates that the line voltage polarity is detected by a photocoupler and the zero phase point of the line voltage is determined in consideration of the operation delay time of the photocoupler and the like, and the phase command value Δθ RS of the line voltage at this point is obtained.
, The correction amount Δω 0 * is determined.

さらに、正確に力率1の正弦波電源電流を流すために
実際の線間電圧位相に対応した位相指令θRS*を基に、
電流検出用フイルタ等の遅れを考慮して実際の電源電流
の有効分電流Iqと無効分電流Idを求め、Idが零になるよ
うに交流の電源電流指令の位相を進み補償して、電流制
御系の遅れを補償するようにしたものである。
Furthermore, based on the phase command θ RS * corresponding to the actual line voltage phase in order to accurately supply a sine wave power supply current with a power factor of 1,
Obtains the actual active current I q and the reactive current I d of the power supply current taking into consideration the delay of such current detection filter compensates proceeds power current command of the phase of the AC as I d is zero , To compensate for the delay of the current control system.

さらに、コンバータの制御回路を1チツプマイコンを
用い低価格で全デイジタル化するために、電源電流検出
の遅れを考慮して実際の無効分電流Idと、有効分電流Iq
を検出し、Idが零で、しかも有効分電流指令Iq*に有効
分電流Iqが一致するようにコンバータの入力電圧ベクト
ルの大きさと、位相を瞬時に演算し、空間ベクトルPWM
処理によりコンバータにゲート信号を出力するようにし
たものである。
Further, in order to convert the control circuit of the converter to a low-cost digital circuit using a one-chip microcomputer, the actual reactive component current Id and the active component current Iq are considered in consideration of the delay of the power supply current detection.
Detects a magnitude of the converter input voltage vector as I d is zero, yet effective current command I q * on the active current I q matches, calculates the phase instantly, space vector PWM
A gate signal is output to the converter by processing.

さらに、1チツプマイコンのソフト処理を簡単にする
ことで、コンバータのスイツチング周波数を大きくして
電源電流リプルを小さくすると共に、高速な電流制御系
とするために、一定のサンプル周期毎に交流の電流指令
値と検出値を演算して大小比較を行ない、その比較結果
をコンバータのゲート信号として出力するようにしたも
のである。
Furthermore, by simplifying the software processing of the one-chip microcomputer, the switching frequency of the converter is increased to reduce the power supply current ripple, and in order to provide a high-speed current control system, the AC A comparison is made between the command value and the detected value to compare the magnitudes, and the comparison result is output as a gate signal of the converter.

〔作用〕[Action]

次に電源電圧位相検出手段の動作から述べる。 Next, the operation of the power supply voltage phase detecting means will be described.

商用電源周波数は50Hz又は60Hzが基準であり、通常±
0.1Hz以内で変動する。そこで、基準周波数指令ω
を50Hz又は60Hzとし、周波数補正量Δω*が約±0.1H
z以内変化することになる。そこで(ω*+Δω
*)を1次周波数指令ω*として一定周期毎にデイ
ジタル積分することで電源電圧の位相指令θRS*とな
る。また、フオトカプラを用いて実際の線間電圧の零位
相を検出し、この時点での位相指令θRS*をホールドす
ると実際の電源電圧位相と現在の位相指令との差(位相
誤差に対応)を検出できる。そこで、この位相誤差Δθ
RSが零に収束する方向に、ΔθRSに対応して周波数補正
量Δω*が出力される。この結果、定常的には電源電
圧の位相指令が実際の位相に対応するので正確な電源電
圧位相を検出できる。更に瞬停した後でも、その時点の
ω*を積分して位相指令が出力されるので、瞬停再起
動時でも、ほとんど位相誤差が生じない様に動作し、正
確な電源電圧位相をデイジタル的に検出できる。
The commercial power frequency is based on 50Hz or 60Hz, usually ±
It fluctuates within 0.1Hz. Therefore, the reference frequency command ω 0 *
Is set to 50Hz or 60Hz, and the frequency correction amount Δω 0 * is about ± 0.1H
It will change within z. Then (ω 0 * + Δω
0 *) as a primary frequency command ω 1 * and is digitally integrated at regular intervals to obtain a power supply voltage phase command θ RS *. If the actual zero phase of the line voltage is detected using a photocoupler and the phase command θ RS * at this point is held, the difference between the actual power supply voltage phase and the current phase command (corresponding to the phase error) is obtained. Can be detected. Therefore, this phase error Δθ
In the direction in which RS converges to zero, a frequency correction amount Δω 0 * is output corresponding to Δθ RS . As a result, since the phase command of the power supply voltage normally corresponds to the actual phase, an accurate power supply voltage phase can be detected. Furthermore, even after a momentary power failure, the phase command is output by integrating ω 1 * at that time. Therefore, even when the power failure is restarted, the operation is performed so that almost no phase error occurs, and the accurate power supply voltage phase can be digitally determined. Can be detected.

次に電流制御系は、交流の電源電流指令に対して実際
の電源電流はコンバータのスイツチング周期の遅れ等に
より遅れて流れる。この結果、無効分電流Idが生じ力率
1にならない。そこで、正確な電源電圧位相を基に、電
流検出用フイルタの遅れ等も考慮して実際の電源電流を
1チツプマイコンのA/D変換器で入力してマイコンのソ
フト処理により無効分電流Idを求め、Idが零になるよう
に電源電流指令の位相を進ませる補償を行う。このよう
にして、電源の相電圧位相より電流制御系の遅れ分だけ
位相が進んだ電源電流指令が出力される。
Next, in the current control system, the actual power supply current flows with a delay due to a delay in the switching cycle of the converter in response to the AC power supply current command. As a result, a reactive component current Id is generated and the power factor does not become 1. Therefore, based on the accurate power supply voltage phase, the actual power supply current is input by the A / D converter of the one-chip microcomputer in consideration of the delay of the current detection filter, etc., and the reactive component current I d is obtained by software processing of the microcomputer. look, to compensate for advancing the phase of the supply current command as I d becomes zero. In this way, a power supply current command whose phase is advanced by a delay of the current control system from the phase voltage phase of the power supply is output.

また、全デイジタル化したコンバータ制御手段の動作
は、3相の電源電流を電流検出の遅れを考慮して2軸の
回転座標軸(d−q軸)に変換し、Id,Iqを検出する。
そこで、無効分電流Idが零になるようにコンバータ入力
電圧ベクトル指令*のd軸電圧補正量ΔVd*が出力
される。一方、有効分電流指令Iq*に検出値Iqが一致す
るようにq軸電圧補正量ΔVq*が出力され、ΔVd*,Δ
Vq*と、電源電圧の大きさ設定値VR*と、交流リアクト
ルの電圧降下量とから瞬時のコンバータ入力電圧ベクト
ル指令V1*の大きさと回転位相を演算している。これを
基に、3相のスイツチングパターンとその通流時間を演
算し、1チツプマイコン内蔵タイマへ設定することでPW
M信号が出力される。このようにPWM信号発生まで1チツ
プマイコンのソフト処理で動作し、瞬時の電圧ベクトル
が出力される。
In addition, the operation of the converter control means, which has been converted to digital, converts the three-phase power supply current into two rotating coordinate axes (dq axes) in consideration of the current detection delay, and detects I d and I q . .
Therefore, d-axis voltage correction amount ΔV d * of converter input voltage vector command 1 * is output such that reactive component current I d becomes zero. On the other hand, the q-axis voltage correction amount ΔV q * is output so that the detected value I q matches the effective component current command I q *, and ΔV d *, Δ
The magnitude and rotation phase of the instantaneous converter input voltage vector command V 1 * are calculated from V q *, the magnitude setting value V R * of the power supply voltage, and the voltage drop amount of the AC reactor. Based on this, the three-phase switching pattern and its conduction time are calculated and set to the one-chip microcomputer built-in timer.
M signal is output. In this manner, the operation is performed by the software processing of the one-chip microcomputer until the PWM signal is generated, and an instantaneous voltage vector is output.

また、他の全デイジタル化したコンバータ制御手段の
動作は、有効分電流指令値Iq*を振幅とし電源相電圧位
相をもつ交流の電流指令値を演算する。同様に電源電流
を検出し、両者の大小比較を行ない、その結果を一定周
期毎にコンバータのゲート信号として与えている。
The operation of the other fully digitalized converter control means calculates the AC current command value having the power supply phase voltage phase with the effective current command value Iq * as the amplitude. Similarly, the power supply current is detected, the magnitudes of the two are compared, and the result is given as a converter gate signal at regular intervals.

つまり、電流指令が実電流より大きい時はコンバータ
の正アームをオフしている。この結果、コンバータ入力
電圧が小さくなるので、電源電流が大きくなる。一方、
電流指令より実電流が大きい時は正アームをオンしてコ
ンバータ入力電圧を大きくしており、この結果、電源電
流が小さくなる。このように、電源電流の大小比較のみ
のソフト処理となり、演算時間を短かくできるので高速
スイツチングが可能となる。
That is, when the current command is larger than the actual current, the positive arm of the converter is turned off. As a result, the converter input voltage decreases and the power supply current increases. on the other hand,
When the actual current is larger than the current command, the positive arm is turned on to increase the converter input voltage. As a result, the power supply current decreases. As described above, the software processing is performed only for comparing the magnitudes of the power supply currents, and the calculation time can be shortened, so that high-speed switching can be performed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

主回路部は3相電源1,電圧極性検出器2,電流検出器3,
交流リアクトル4,コンバータ5,平滑コンデンサ6,負荷7
から構成されており、負荷7で消費される電力はコンバ
ータ5を介して商用電源1から供給される。この場合、
交流リアクトル4を流れる各相の電源電流が正弦波でし
かも、各相の電源電圧と位相が等しく(力率1)なるよ
うにコンバータをPWM制御する。一方、コンバータの制
御装置は電源電圧位相検出手段8,電流振幅指令演算部9,
電流指令発生手段10,電流制御回路11から構成されてい
る。本発明の主要部である電源電圧位相検出手段8は、
線間電圧vRSの零位相を検出する零点検出部12と50Hz又
は60Hzの基準周波数指令ω*と電源周波数の変動量に
対応した周波数補正量Δω*を加算する加算部13と、
その加算した1次周波数指令ω*をデイジタル積分す
る積分部14と、積分した出力である電源電圧位相指令θ
RS*を線間電圧の零位相でホールドするホールド処理部
15、及び(比例+積分)補償部16,リミツタ処理部17か
ら構成している。
The main circuit consists of three-phase power supply 1, voltage polarity detector 2, current detector 3,
AC reactor 4, converter 5, smoothing capacitor 6, load 7
The power consumed by the load 7 is supplied from the commercial power supply 1 via the converter 5. in this case,
The converter is PWM-controlled so that the power supply current of each phase flowing through the AC reactor 4 is a sine wave and has the same phase (power factor 1) as the power supply voltage of each phase. On the other hand, the control device of the converter includes a power supply voltage phase detecting means 8, a current amplitude command calculating section 9,
It comprises a current command generating means 10 and a current control circuit 11. The power supply voltage phase detecting means 8 which is a main part of the present invention includes:
A zero point detection unit 12 for detecting a zero phase of the line voltage v RS , an addition unit 13 for adding a reference frequency command ω 0 * of 50 Hz or 60 Hz and a frequency correction amount Δω 0 * corresponding to a fluctuation amount of the power supply frequency,
An integrator 14 for digitally integrating the added primary frequency command ω 1 *, and a power supply voltage phase command θ as an integrated output
Hold processing unit that holds RS * at the zero phase of the line voltage
15, a (proportional + integral) compensating unit 16, and a limiter processing unit 17.

また、電源電圧位相指令θRS*は0゜〜360゜の値で3
60゜を越えたら0に戻り、のこぎり波状に変化する。ま
た、ホールド部の出力ΔθRSは、実際の電源電圧位相と
電源電圧位相指令値との差となり、正負の値をもつ位相
誤差である。そこでΔθRSを(比例+積分)補償部16,
リミツタ17を介して周波数補正量Δω*としており、
位相誤差ΔθRSが零に収束するようにフイードバーク制
御によりΔω*を補正している。次に、本発明の制御
回路の具体的なハードウエア構成を第2図に示す。電圧
極性極出器2としてフオトカプラ18,抵抗19,ダイオード
20,反転回路21から構成している。次に、第1図のブロ
ツク図で示した、電源電圧位相検出手段8と、電流指令
発生手段10及び電流振幅演算部9の処理は、第2図で示
すように1チツプマイコン22のソフト処理で行う。ま
ず、電流振幅演算部9の処理は、まず、平滑コンデンサ
6の電圧検出値VDC(コンバータ出力電圧)をマイコン
内蔵のA/D変換器23を介して入力し、減算器24で直流電
圧指令VDC*との偏差を(比例+積分)補償処理25とリ
ミツタ処理26を介して電流指令の振幅指令Iq*としてい
る。なお、Iq*は有効分電流指令である。そこで、VDC
*>VDCの場合は平滑コンデンサ6を充電するように電
源から有効パワーを供給するのでIq*は正となる。一
方、VDC*<VDCの場合は、コンデンサのパワーを電源側
に回生するように電源電流指令を与えるものでIq*は負
となる。
Also, the power supply voltage phase command θ RS * is 3
When it exceeds 60 °, it returns to 0 and changes in a sawtooth wave. The output Δθ RS of the hold unit is the difference between the actual power supply voltage phase and the power supply voltage phase command value, and is a phase error having a positive or negative value. Therefore, Δθ RS is set to (proportional + integral) compensator 16,
The frequency correction amount Δω 0 * is set via the limiter 17,
Δω 0 * is corrected by feed bark control so that the phase error Δθ RS converges to zero. Next, FIG. 2 shows a specific hardware configuration of the control circuit of the present invention. Photocoupler 18, resistor 19, diode as voltage polarity pole output 2
20, comprising an inversion circuit 21. Next, as shown in the block diagram of FIG. 1, the processing of the power supply voltage phase detecting means 8, the current command generating means 10 and the current amplitude calculating section 9 is performed by software processing of the one-chip microcomputer 22 as shown in FIG. Do with. First, the process of the current amplitude calculation unit 9 is as follows. First, a voltage detection value V DC (converter output voltage) of the smoothing capacitor 6 is input through an A / D converter 23 built in a microcomputer, and a DC voltage command is input by a subtractor 24. The deviation from V DC * is set as an amplitude command I q * of the current command via a (proportional + integral) compensation process 25 and a limiter process 26. Note that I q * is an effective current command. Therefore, V DC
In the case of *> V DC , since the effective power is supplied from the power supply so as to charge the smoothing capacitor 6, I q * becomes positive. On the other hand, when V DC * <V DC , a power supply current command is given to regenerate the power of the capacitor to the power supply side, and I q * becomes negative.

次に、電源位相検出処理8は第1図で示したブロツク
図をソフト処理で行い、線間電圧の位相指令θRS*を出
力する。また、電流指令発生手段10は、有効分電流Iq,
無効分電流Id演算処理27,電流制御系遅れ補償処理28,相
電流指令発生処理29から構成され、各相の電流指令値を
D/A変換器30に出力し、フイルタ31を介して交流の電源
電流指令を3相分出力している。また電流制御回路11は
ヒステリシスコンパレータで構成しており、電流指令と
実際の電流を比較し、ヒステリシス幅以上の偏差が生じ
た場合、偏差内に入るようにPWM信号のオン・オフ信号
を出力し、コンバータのゲート信号としている。
Next, the power supply phase detection processing 8 performs the software processing of the block diagram shown in FIG. 1 and outputs a phase command θ RS * of the line voltage. Further, the current command generating means 10 outputs the effective component current I q ,
It consists of a reactive component current Id calculation process 27, a current control system delay compensation process 28, and a phase current command generation process 29.
The output is output to the D / A converter 30, and the AC power supply current command is output via the filter 31 for three phases. The current control circuit 11 is configured with a hysteresis comparator, compares the current command with the actual current, and outputs a PWM signal on / off signal so as to fall within the deviation when a deviation exceeding the hysteresis width occurs. , And the gate signal of the converter.

次に本発明の主要部である電源電圧位相の検出方法並
びにコンバータの電流指令出力方法について詳細に述べ
る。第3図に1チツプマイコンソフト処理の全体構成を
示す。一定周期TS毎の割込み処理(IRQ1)では、まず、
(1)式を行い線間電圧の位相指令θRS*を出力する。
Next, a method of detecting a power supply voltage phase and a method of outputting a current command of a converter, which are main parts of the present invention, will be described in detail. FIG. 3 shows the overall configuration of the one-chip microcomputer software processing. In the interrupt processing (IRQ1) for each fixed period T S , first,
The equation (1) is used to output the line voltage phase command θ RS *.

θRS*=θRS*(n−1)+ω* …(1) (1)式では、前回の位相指令θRS*(n−1)に1
次周波数指令ω*を加算することでデイジタル積分を
行い第4図,第5図に示すのこぎり波状の電源電圧位相
指令θRS*を演算している。
θ RS * = θ RS * (n−1) + ω 1 * (1) In the equation (1), 1 is added to the previous phase command θ RS * (n−1).
Digital integration is performed by adding the next frequency command ω 1 * to calculate the sawtooth-shaped power supply voltage phase command θ RS * shown in FIGS. 4 and 5.

次に、有効分電流Iqや無効分電流Idを求めて電流指令
の位相等を演算し、電流指令を出力する。次に、電源電
圧位相を求める手段として、第2図に示す。フオトカプ
ラ出力のエツジで動作する割込み処理(IRQ2)を設けて
おり、この内容を第4図,第5図の動作波形を用いて説
明する。まず、第2図に示すフオトカプラを用いて電源
電圧の近似的な極正信号を検出したS1信号を第4図に示
す。つまり、フオトカプラの1次側発光ダイオードにあ
る程度以上電流を流すと動作することから線間電圧vRS
がVSLV以上で出力電圧が動作するためvRSの零位相から
ΔT時間遅れて、S1信号が立上り、この立上り時刻をt1
とし、この時点でIRQ2の割込みが生じる。次にt1直前の
1次周波数指令ω*を積算する。IRQ1の起動時刻をtn
とし、この時からTS区間出力しているθRS*の値をθ
*とすると、電源電圧vRSの零クロス点(tz時刻)にお
けるθRS*値は、位相指令値と実際の電源電圧vRSとの
位相誤差ΔθRSとなり(2)式で計算できる。つまり、
tn時刻でのθRS*値がθ*値なのでtz時刻でのθRS
値は(2)式となる。
Next, the active component current Iq and the reactive component current Id are obtained, the phase of the current command is calculated, and the current command is output. Next, FIG. 2 shows a means for determining the power supply voltage phase. An interrupt process (IRQ2) that operates at the edge of the photocoupler output is provided, and its contents will be described with reference to the operation waveforms in FIGS. First, FIG. 4 shows an S1 signal obtained by detecting an approximate positive signal of the power supply voltage using the photocoupler shown in FIG. In other words, when the current flows through the primary side light emitting diode of the photocoupler to a certain extent or more, the line voltage v RS
Since the output voltage operates at V SLV or more, the S1 signal rises with a delay of ΔT time from the zero phase of v RS , and this rise time is set to t 1
At this point, an IRQ2 interrupt occurs. Next, the primary frequency command ω 1 * immediately before t 1 is integrated. Set the start time of IRQ1 to t n
From this time, the value of θ RS * output in the T S section is represented by θ n
* To, theta RS * value at the zero cross point of the power supply voltage v RS (t z time) can be calculated by the phase error [Delta] [theta] RS next (2) between the actual power supply voltage v RS and phase command value. That is,
Since θ RS * value at time t n is θ n * value t z time in the θ RS *
The value is given by equation (2).

ΔθRS=(tz−tn)・K+θ* …(2) ここで、tzはt1−ΔTである。また、定数Kは、基準
電源周波数(50Hz又は60Hz)における一周期区間の電源
電圧位相変化量である。次に、1次周波数補正量Δω
*は(3)式で与えている。
Δθ RS = (t z −t n ) · K + θ n * (2) where t z is t 1 −ΔT. Further, the constant K is a power supply voltage phase change amount in one cycle section at the reference power supply frequency (50 Hz or 60 Hz). Next, the primary frequency correction amount Δω 1
* Is given by equation (3).

ここで、KPは比例ゲイン,KIは積分ゲインである。ま
た、一次周波数指令ω*は(4)式で与えている。
Here, K P is a proportional gain, and K I is an integral gain. The primary frequency command ω 1 * is given by the equation (4).

ω*=ω*+Δω* …(4) ここで、ω*は50Hz又は60Hzの基準周波数である。ω 1 * = ω 0 * + Δω 1 * (4) Here, ω 0 * is a reference frequency of 50 Hz or 60 Hz.

次に、第5図を用いて電源位相検出の動作を説明す
る。vRS=0のA点でのθRS*をΔθとし、Δθ
正の場合は、(3),(4)式からω*を小さく制御
することで、次のサイクルのvRSの零位相とθRS*の零
位相がほぼ同期するように動作する。一方、B点のよう
に、Δθが負の場合は、(3),(4)式からω
を大きくすることで、常に電源電圧位相にθRS*が追従
するようにフイードバツク制御しておりθRS*を電源電
圧位相として検出できる。
Next, the operation of power supply phase detection will be described with reference to FIG. θ RS * at point A where v RS = 0 is Δθ A , and when Δθ A is positive, ω 1 * is controlled to be small from equations (3) and (4) to obtain v RS in the next cycle. And the zero phase of θ RS * are substantially synchronized. On the other hand, when Δθ B is negative like the point B , ω 1 * is obtained from the equations (3) and (4).
Is increased, feedback control is performed such that θ RS * always follows the power supply voltage phase, and θ RS * can be detected as the power supply voltage phase.

このように、本発明の電源電圧位相検出方法は電源電
圧の零クロス点における位相指令値をΔθRSとするとΔ
θRSが零に収束するように、1次周波数指令を補正して
おり、フオトカプラのみのハード回路で構成できるの
で、非常に低価格で小型,軽量の制御装置となると言う
効果がある。更に、フオトカプラの動作遅れ時間ΔT
や、電源電圧の零クロス点t1から、1次周波数のデイジ
タル積分時刻tnとの同期ずれ時間(t1−tn)も補償して
位相誤差ΔθRSを演算しており、正確に電源位相をデイ
ジタル的に検出できると言う効果もある。次に本発明の
電流指令発生方法について述べる。電流指令発生方法
は、第3図のIRQ1ソフト処理に示すようにマイコンのソ
フト処理で行つており、まず有効分電流Iqと無効分電流
Idを演算し、Id=0(力率1)になるように、電流指令
の位相を進ませて、PWMスイツチング等による電流制御
系の遅れ補償を行うものである。
As described above, the power supply voltage phase detection method of the present invention provides a method in which the phase command value at the zero cross point of the power supply voltage is Δθ RS
Since the primary frequency command is corrected so that θ RS converges to zero and can be configured with a hard circuit including only a photocoupler, there is an effect that an extremely low-cost, small-sized and lightweight control device is obtained. Furthermore, the operation delay time ΔT of the photocoupler
Also, the phase error Δθ RS is calculated by compensating the synchronization deviation time (t 1 −t n ) from the digital integration time t n of the primary frequency from the zero cross point t 1 of the power supply voltage, and accurately calculating the power supply. There is also an effect that the phase can be digitally detected. Next, the current command generation method of the present invention will be described. The current command generation method is performed by software processing of the microcomputer as shown in the IRQ1 software processing of FIG. 3. First, the active component current Iq and the reactive component current Iq
It calculates the I d, so that I d = 0 (power factor 1), by advancing the phase of the current command, and performs delay compensation in the current control system by the PWM switching-like.

そこでまず、Id,Iq検出方法から説明する。電源電圧
と電源電流のベクトル図を第6図に示す。R−S相の線
間電圧ベクトルから30゜遅れてR相の相電圧ベクト
となる。そこで、ベクトル軸をq軸とし、q
軸から90゜遅れた軸をd軸とすると、R相の電源電流ベ
クトルのd軸成分が無効電流Idとなり、q軸成分が
有効分電流Iqとなる。また、実際の電源電流はコンバー
タのPWMスイツチングにより電流リプルが生じるため、
第2図に示すようにフイルタ32とマイコンのA/D変換器2
3を介して入力する。この結果、実際の電流より位相が
遅れて入力され、この合計した位相遅れをΔθとする
と、Δθを考慮して、第7図のブロツク図に示すよう
にId,Iq検出を行つている。フイルタ遅れ等を考慮した
d軸の位相は(5)式となる。
Therefore, the method for detecting I d and I q will be described first. FIG. 6 shows a vector diagram of the power supply voltage and the power supply current. The phase voltage vector R of the R phase is delayed by 30 ° from the line voltage vector R of the RS phase. Therefore, the R vector axis is defined as the q axis, and q
If the axis delayed by 90 ° from the axis is the d-axis, the d-axis component of the R-phase power supply current vector R becomes the reactive current Id , and the q-axis component becomes the active component current Iq . Also, the actual power supply current is subject to current ripple due to the PWM switching of the converter,
As shown in FIG. 2, the filter 32 and the microcomputer A / D converter 2
Enter through three. As a result, if the phase is delayed with respect to the actual current and the total phase delay is Δθ f , I d and I q are detected as shown in the block diagram of FIG. 7 in consideration of Δθ f . I'm wearing The phase of the d-axis in consideration of the filter delay and the like is given by the following equation (5).

θ*=θRS*−2/3 π−Δθ …(5) また、Iq,Idは(6),(7)式となる。θ d * = θ RS * −2 / 3 π−Δθ f (5) In addition, I q and I d are expressed by equations (6) and (7).

このように、フイルタ23の遅れとA/D変換器入力の遅
れ分を加算した位相遅れΔθを考慮して(5)式から
θ*を決めており、これを基に(6),(7)式から
Iq,Id検出をしており、正確なId,Iq検出ができると言う
効果がある。
As described above, θ d * is determined from the equation (5) in consideration of the phase delay Δθ f obtained by adding the delay of the filter 23 and the delay of the input of the A / D converter, and based on the equation (6), From equation (7)
Since Iq and Id are detected, there is an effect that accurate Id and Iq can be detected.

次に、電流指令の出力方式について述べる。 Next, an output method of a current command will be described.

交流の電源電流指令を与えた場合、第2図に示すD/A
変換器30,フイルタ31,ヒステリシスコンパレータ11の遅
れ等により、電流指令に対して実際の電流は遅れる。そ
こで、電源電圧ベクトルと電源電流ベクトルiRの位
相を一致させ力率1で運転するには、前もつて電流指令
の位相を進ませておく必要がある。そこで、本発明で
は、第7図に示すようにIq検出値が正の時に、Id検出値
が零になるようにΔθ*を(8)式から決めている。
When an AC power supply current command is given, the D / A shown in FIG.
Due to delays of the converter 30, the filter 31, the hysteresis comparator 11, etc., the actual current is delayed with respect to the current command. Therefore, in order to match the phases of the power supply voltage vector R and the power supply current vector i R and operate at a power factor of 1, it is necessary to advance the phase of the current command before. Therefore, in the present invention, I q detection value as shown in FIG. 7 is at a positive, I d detection value is determined from the [Delta] [theta] R * to be zero (8).

ここで、KIは積分ゲインである。 Here, K I is an integral gain.

そこで、R相の電流指令位相は(9)式となり、Δθ
進み補償を行うことで、電流制御系の遅れを補償でき
るので正確に力率1で正弦波状の電源電流を流すことが
できると言う効果がある。なお、Δθ*を前もつて測
定して定数として設定しておいても、ほぼ同様な効果が
ある。
Therefore, the current command phase of the R phase is given by equation (9), and Δθ
By performing the R- lead compensation, it is possible to compensate for the delay of the current control system, so that there is an effect that a sinusoidal power supply current can be accurately passed at a power factor of 1. Even if Δθ R * is previously measured and set as a constant, almost the same effect is obtained.

θ*=θRS*−π/6+Δθ* …(9) また、各相の電流指令は(10)(11)(12)式で与え
ている。
θ R * = θ RS * -π / 6 + Δθ R * ... and (9), each phase of the current command is given by (10) (11) (12).

iR*=iq*・sinθ* …(10) iS*=iq*・sin(θ*−2/3π) …(11) iT*=iq*・sin(θ*−4/3π) …(12) ここで、iq*は、第2図に示すように、コンバータ出
力電圧の偏差を(比例+積分)補償した出力である。
i R * = i q * · sinθ R * ... (10) i S * = i q * · sin (θ R * -2 / 3π) ... (11) i T * = i q * · sin (θ R * -4 / 3 [pi]) ... (12) where, i q *, as shown in FIG. 2, the deviation of the converter output voltage (proportional + integral) is compensated output.

次に、電源電流制御方式で他の実施例を第8図,第9
図を用いて説明する。電源電圧とコンバータ入力電
の差電圧により交流リアクトル4を介して電源電
流iRが流れる。そこで、第8図のベクトル図により
ベクトルのd−q軸成分Vd,Vqは(13),(14)式とな
る。
Next, another embodiment using a power supply current control method will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to the drawings. The power supply current i R flows via the AC reactor 4 due to the difference voltage between the power supply voltage R and the converter input voltage 1 . Therefore, 1 by the vector diagram of Figure 8
The dq-axis components V d and V q of the vector are given by equations (13) and (14).

ここで、ω*は電源周波数、Lは交流リアクトルの
インダクタンス、r1は電源とコンバータ間の抵抗であり
r1≒0で近似できる。(13)式から定常時には、 r1・Id=ω*・L・Iq−Vd なので、Idが増加した場合、Idを小さくする必要があ
り、Vdを大きくするとIdは小さくなる。Iqも同様であ
り、Iqが大きくなるとVqを大きくする必要がある。この
結果、r1≒0で定常時には第9図の様に制御すれば良
い。また、Id*=0とすることで力率1の運転を行な
う。第9図は(Id*−Id)を(比例+積分)補償処理33
aとリミツタ処理34aを介してd軸補正量ΔVd*を演算し
ている。
Here, ω 1 * is the power supply frequency, L is the inductance of the AC reactor, and r 1 is the resistance between the power supply and the converter.
It can be approximated by r 1 ≒ 0. From equation (13), in the steady state, r 1 · I d = ω 1 * · L · I q −V d, so if I d increases, I d needs to be decreased, and if V d is increased, I d Becomes smaller. The same applies to I q , and it is necessary to increase V q as I q increases. As a result, control may be performed as shown in FIG. 9 when r 1 ≒ 0 and steady. In addition, by setting I d * = 0, operation with a power factor of 1 is performed. FIG. 9 shows that (I d * −I d ) is compensated by (proportional + integral) compensation 33
The d-axis correction amount ΔV d * is calculated via a and the limiter processing 34a.

そこでd軸電圧指令Vd*は(15)式で与えている。同
様に、(Iq*−Iq)を(比例+積分)補償処理33b、リ
ミツタ処理34bを介してq軸電圧補正量ΔVq*を演算
し、q軸電圧指令Vq*は(16)式で与えている。
Therefore, the d-axis voltage command V d * is given by equation (15). Similarly, (I q * −I q ) is subjected to (proportional + integral) compensation processing 33b and limiter processing 34b to calculate the q-axis voltage correction amount ΔV q *, and the q-axis voltage command V q * is (16) It is given by the formula.

Vd*=Iq・ω・L−ΔVd* …(15) Vq*=VR*−Id・ω・L−ΔVq* …(16) また、負荷急変時の電流応答を更によくするには第9
図のVd*,Vq*を(15)′,(16)′で演算すれば良
い。
V d * = I q · ω 0 · L-ΔV d * ... (15) V q * = V R * -I d · ω 0 · L-ΔV q * ... (16) In addition, the current response at the time of sudden load change 9 to improve
V d * and V q * in the figure may be calculated using (15) ′ and (16) ′.

また、コンバータの入力電圧ベクトルの大きさ|V
1|*と位相θ*は電圧ベクトル演算処理35で(17),
(18)式から求めている。
Also, the magnitude of the input voltage vector 1 of the converter | V
1 | * and the phase θ P * are obtained by the voltage vector calculation processing 35 (17),
Calculated from equation (18).

そこで、|V1|*とθ*を基に空間ベクトルPWM処理3
6によりPWM信号のパルス幅を演算し、マイコン内蔵タイ
マ37にパルスの変化時刻を設定することでコンバータの
ゲート信号を与えている。
Therefore, space vector PWM processing 3 based on | V 1 | * and θ P *
The gate signal of the converter is given by calculating the pulse width of the PWM signal by 6 and setting the pulse change time in the microcomputer built-in timer 37.

次に、空間ベクトルPWM処理について第10図,第11図
を用いて説明する。
Next, the space vector PWM processing will be described with reference to FIGS.

第10図に示すように、3相コンバータの場合、コンバ
ータ入力電圧ベクトルは、23で8種類あり、方向ベ
クトルは ベクトルとなる。ここで ベクトルはコンバータの正アームがR相でオン、S相で
オフ、T相でオフの状態である。そこで、コンバータ入
力電圧ベクトルの回転に応じて第11図に示す電圧ベ
クトルを選択して通流時間を制御している。また、電圧
ベクトルの通流時間は(19),(20)式で与えている。
As shown in FIG. 10, when the three-phase converter, the converter input voltage vector is located 8 kinds 2 3, R direction vector Vector. here The vector is a state where the positive arm of the converter is on in the R phase, off in the S phase, and off in the T phase. Therefore, the conduction time is controlled by selecting the voltage vector shown in FIG. 11 according to the rotation of the converter input voltage vector 1 . The conduction time of the voltage vector is given by the equations (19) and (20).

ここで、KαはPWMキヤリア周期TCから決まる定数
で、VDCはコンバータ出力電圧である。そこで、第11図
に示すようにθ*が0〜60゜区間は のスイツチングパターンをTA時間与え、 のスイツチングパターンをTB時間与え、TC−TA−TB
間、零電圧ベクトル を与える。なお、θ*が60゜〜120゜区間は、 ベクトルがTA時間、 ベクトルがTB時間となる。
Here, K [alpha is a constant determined by the PWM carrier cycle T C, V DC is the converter output voltage. Therefore, the 11 theta P * is 0 to 60 ° interval as shown in FIG. Giving the switching pattern of T A time, Given the switching pattern of T B time, T C −T A −T B time, zero voltage vector give. In the section where θ P * is between 60 ° and 120 °, Vector is T A time, Vector is T B time.

以上述べた他の実施例においては、コンバータの制御
装置を1チツプマイコンのみで全デイジタル化できるの
で制御装置が小型,軽量,低価格になると言う効果があ
る。また、コンバータ入力電圧ベクトルの大きさと
位相を瞬時に制御できるので電源電流の応答が早いと言
う効果もある。更に空間ベクトルPWM処理を行なうこと
で、一般的な正弦波と三角波比較PWM方式に比べてコン
バータ入力電圧を大きくできる。そこで、逆に言えば、
電源電圧VRが一定の場合、コンバータ出力電圧(平滑コ
ンデンサ電圧)の設定値VDC*の下限を小さくできるの
で、コンバータ出力電圧の制御範囲が広くなると言う効
果がある。次に、交流の電源電流指令と検出値をデイジ
タル的に比較する他の実施例について第12図を用いて説
明する。これは、一定周期TS毎に起動されるソフト処理
で3相の電源電流指令を(21),(22),(23)式から
計算する。
In the other embodiments described above, since the control device of the converter can be entirely digitalized with only one chip microcomputer, there is an effect that the control device is small, light, and inexpensive. In addition, since the magnitude and phase of the converter input voltage vector 1 can be instantaneously controlled, there is an effect that the response of the power supply current is fast. Further, by performing the space vector PWM processing, the converter input voltage can be increased as compared with a general sine wave and triangular wave comparison PWM method. So, conversely,
When the power supply voltage V R is constant, the lower limit of the set value V DC * of the converter output voltage (smoothing capacitor voltage) can be reduced, which has the effect of widening the control range of the converter output voltage. Next, another embodiment for digitally comparing an AC power supply current command and a detected value will be described with reference to FIG. That is, a three-phase power supply current command is calculated from the equations (21), (22), and (23) by software processing started every fixed period T S.

iR*=Iq*・sin(θRS*−π/6) …(21) iS*=Iq*・sin(θRS*−5/6π) …(22) iT*=−(iR*+iS*) …(23) また、電源電流はフイルタ32を介さないで直接マイコ
ン内蔵A/D変換器を介して検出する。次に、電源指令値
が検出値より大きい時はコンバータの正アームをオフ
し、コンバータ入力電圧を小さくする。一方、電流指令
値の方が検出値より小さい時は、正アームをオンしてコ
ンバータ入力電圧を大きくする。このように本方式は、
第12図のソフト処理に示すごとく、簡単でサンプル周期
TSを非常に短かくできる。この結果、コンバータのスイ
ツチング周波数を大きくでき、電流リプルも小さくな
る。また、オン,オフ制御のため、タイマ素子がいらな
く1チツプマイコンで全デイジタル化できると言う効果
もある。以上、述べたコンバータ制御装置を応用した汎
用インバータシステムを第13図に示す。
i R * = I q * · sin (θ RS * −π / 6)… (21) i S * = I q * · sin (θ RS * −5 / 6π)… (22) i T * = − ( i R * + i S *) also ... (23), the supply current is detected through a direct microcontroller built a / D converter without passing through filter 32. Next, when the power supply command value is larger than the detected value, the positive arm of the converter is turned off to reduce the converter input voltage. On the other hand, when the current command value is smaller than the detection value, the positive arm is turned on to increase the converter input voltage. Thus, this method
As shown in the software processing of Fig. 12, the sampling period is simple
T S can be made very short. As a result, the switching frequency of the converter can be increased, and the current ripple can be reduced. Also, because of the on / off control, there is also an effect that all the digitalization can be performed with a one-chip microcomputer without the need for a timer element. FIG. 13 shows a general-purpose inverter system to which the above-described converter control device is applied.

これは第1図の負荷として、インバータ38で可変速制
御される誘導電動機39を接続したシステムである。ここ
で、インバータは1次周波数指令*を受けインバー
タ制御装置40によりインバータ出力周波数及び出力電圧
が制御される。また、コンバータ制御装置41は、今まで
実施例で述べて来た1チツプマイコンを用いた制御装置
である。汎用インバータの一般的なシステムは第13図の
コンバータの仮りに、3相全波整流回路が用いられ、電
源電流の低次高調波が非常に大きく他機器へのノイズ発
生源となつている。また、平滑コンデンサ6の直流電圧
は200V受電で270V一定となりインバータ出力最大電圧が
180V位と小さい。このため電動機の最大トルクを上げる
には、電動機電流を上げる必要があり電動機効率が悪く
なる。また、高速領域でインバータ出力電圧を200Vまで
上げるためにPWMインバータから方形波インバータへ移
行する必要があり、電動機電流波形が歪む。また、スイ
ツチング周波数が低下するので騒音も大きくなる。そこ
で、第13図に示すように汎用インバータシステムにコン
バータを用いることで、電源電流を正弦波状にでき低次
高調波を低減できる。また、直流電圧VDCを270V以上に
制御できることから、インバータ出力最大電圧を大きく
できる。この結果、電動機電流を小さくできるので効率
が向上する。更に、インバータ出力電圧が200V以上まで
PWM制御でき、高速領域でもトルクリプル,騒音が小さ
くなると言う効果がある。
This is a system in which an induction motor 39 controlled at a variable speed by an inverter 38 is connected as the load in FIG. Here, the inverter receives the primary frequency command 1 *, and the inverter control device 40 controls the inverter output frequency and output voltage. The converter control device 41 is a control device using the one-chip microcomputer described in the above embodiments. A general system of a general-purpose inverter uses a three-phase full-wave rectifier circuit as a substitute for the converter shown in FIG. 13, and the low-order harmonic of the power supply current is extremely large, which is a source of noise to other devices. Also, the DC voltage of the smoothing capacitor 6 becomes constant at 270 V when receiving 200 V, and the maximum inverter output voltage becomes
It is as small as 180V. For this reason, in order to increase the maximum torque of the motor, it is necessary to increase the motor current, and the motor efficiency deteriorates. In addition, it is necessary to shift from a PWM inverter to a square wave inverter in order to increase the inverter output voltage to 200 V in a high-speed region, and the motor current waveform is distorted. Also, the switching frequency is reduced, so that the noise is also increased. Thus, by using a converter in a general-purpose inverter system as shown in FIG. 13, the power supply current can be made sinusoidal, and low-order harmonics can be reduced. In addition, since the DC voltage VDC can be controlled to 270 V or more, the maximum inverter output voltage can be increased. As a result, the motor current can be reduced, thereby improving the efficiency. Furthermore, inverter output voltage up to 200V or more
PWM control can be performed, which has the effect of reducing torque ripple and noise even in a high-speed region.

また、コンバータ制御装置は直流電圧VDCが一定にな
るように制御しており、コンバータの電流制御系を高速
にすることにより、平滑コンデンサ6の容量を小さくで
き、安価なシステムとなる。また、本発明のように、コ
ンバータ制御装置41をマイコン化することにより、コン
バータとインバータ間の通信が簡単になる。この結果両
者の保護協調がとりやすいと言う効果もある。
Further, the converter control device controls the DC voltage VDC to be constant. By increasing the speed of the current control system of the converter, the capacity of the smoothing capacitor 6 can be reduced, resulting in an inexpensive system. Further, by converting the converter control device 41 into a microcomputer as in the present invention, communication between the converter and the inverter is simplified. As a result, there is an effect that both parties can easily cooperate in protection.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、以上説明したように、構成されているので
以下に記載されるような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

フオトカプラと1チツプマイコンのみで精度良く電源
電圧位相検出ができるので制御装置が小型,軽量,低価
格となる。また、電源電流検出の遅れを考慮して正確に
無効分電流と有効分電流を検出でき、無効分電流が零に
なるように交流の電流指令を進み補償することにより、
正確に力率1で低次高調波の少ない正弦波状の電源電流
を流すことができる。また、1チツプマイコンのみによ
り、無効分電流が零で、有効分電流指令に実際の有効分
電流が追従するようにコンバータ入力電圧ベクトルの大
きさと位相を瞬時に制御することにより高速な電流制御
系となり、コンバータ出力電圧変動を小さくできる。こ
の結果、平滑コンデンサ容量も小さくできる。また、コ
ンバータ制御回路を全デイジタル化でき小型,低価格な
装置となる。また、一定周期毎に交流の電源電流指令値
と検出値の大小比較を行いその結果をゲート信号とする
全デイジタル方式は、コンバータのスイツチング周波数
を大きくでき、単純なオン,オフ制御なので、安定な制
御系になると共に制御装置が低価格となる。また、以上
述べたコンバータに負荷として交流電動機可変速用イン
バータを接続したシステムは、インバータ出力最大電圧
を大きくできるので、電動機の高効率,低トルクリプ
ル,低騒音化ができる。また、コンバータ制御装置をマ
イコン化することでインバータ制御装置と通信処理が簡
単となり、両者の保護,協調がとりやすくなる。
Since the power supply voltage phase can be detected with high accuracy using only the photocoupler and the one-chip microcomputer, the control device is small, light, and inexpensive. In addition, the reactive component current and the active component current can be accurately detected in consideration of the delay of the power supply current detection, and the AC current command is advanced and compensated so that the reactive component current becomes zero.
A sinusoidal power supply current with a low power factor and a small low-order harmonic can be passed accurately with a power factor of one. In addition, a high-speed current control system is realized by instantaneously controlling the magnitude and phase of the converter input voltage vector such that the reactive component current is zero and the active component current command follows the active component current command using only one chip microcomputer. And the fluctuation of the converter output voltage can be reduced. As a result, the capacity of the smoothing capacitor can be reduced. In addition, the converter control circuit can be completely digitalized, resulting in a compact and low-cost device. In addition, in the all digital method in which the magnitude of the AC power supply current command value and the detected value are compared at regular intervals and the result is used as a gate signal, the switching frequency of the converter can be increased, and simple on / off control is performed. It becomes a control system and the control device becomes inexpensive. Further, in the system in which the inverter for variable speed AC motor is connected as a load to the converter described above, the maximum output voltage of the inverter can be increased, so that the motor can have high efficiency, low torque ripple, and low noise. In addition, by using a microcomputer for the converter control device, communication processing with the inverter control device is simplified, and protection and coordination between the two are facilitated.

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

第1図は本発明の一実施例を示す制御ブロツク図、第2
図は本発明の一実施例のハードウエア構成図、第3図は
第2図に示すマイコンのソフト処理フローチヤート、第
4図及び第5図は本発明の電源電圧位相検出の説明図、
第6図は電源電圧及び電源電流ベクトル図、第7図は第
2図に示す有効分電流及び無効分電流検山と、電流制御
系の遅れ補償処理の詳細ブロツク図、第8図はコンバー
タ入力電圧ベクトル図、第9図は他の実施例の制御ブロ
ツク図、第10図,第11図は第9図に示す空間ベクトルPW
M処理の説明図、第12図は別な他の実施例を示すソフト
処理フローチヤート、第13図は本発明を応用した汎用イ
ンバータシステム図である。 1……交流電源、4……交流リアクトル、5……コンバ
ータ、6……平滑コンデンサ、8……電源電圧位相検出
手段、18……フオトカプラ、22……1チツプマイコン、
27……有効分電流・無効分電流演算処理、28……電流制
御系遅れ補償処理、32……フイルタ、35……コンバータ
入力電圧ベクトル演算処理。
FIG. 1 is a control block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a hardware configuration diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 3 is a flowchart of software processing of the microcomputer shown in FIG. 2, FIGS. 4 and 5 are explanatory diagrams of power supply voltage phase detection of the present invention,
FIG. 6 is a power supply voltage and power supply current vector diagram, FIG. 7 is a detailed block diagram of active component current and reactive component current detection shown in FIG. 2, and delay compensation processing of the current control system, and FIG. Voltage vector diagram, FIG. 9 is a control block diagram of another embodiment, and FIGS. 10 and 11 are space vectors PW shown in FIG.
FIG. 12 is an explanatory diagram of the M process, FIG. 12 is a flowchart of a soft process showing another embodiment, and FIG. 13 is a diagram of a general-purpose inverter system to which the present invention is applied. 1 ... AC power supply, 4 ... AC reactor, 5 ... Converter, 6 ... Smoothing capacitor, 8 ... Power supply voltage phase detecting means, 18 ... Photo coupler, 22 ... 1 chip microcomputer,
27: Effective component current / inactive component current calculation processing, 28: Current control system delay compensation processing, 32: Filter, 35 ... Converter input voltage vector calculation processing.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 洋 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所習志野工場内 (56)参考文献 特開 平3−3665(JP,A) 特開 昭62−95972(JP,A) 特開 昭58−79478(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02M 7/00 - 7/40──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Fujii 7-1-1, Higashi-Narashino, Narashino-shi, Chiba Pref. 62-95972 (JP, A) JP-A-58-79478 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H02M 7/00-7/40

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】交流電源を直流に変換するコンバータを、
電源電圧位相指令値に応じて電源力率が1になるように
制御する電力変換器の制御装置において、 前記交流電源の電源電圧の零クロス点における電源電圧
位相指令値から電源電圧位相誤差を検出し、この位相誤
差に対応して周波数指令の補正量を求め、この補正量と
基準の電源周波数指令を加算した1次周波数を積分して
その出力を前記電源電圧位相指令値とすることを特徴と
した電力変換器の制御装置。
1. A converter for converting an AC power supply to a DC power.
A control device for a power converter that controls a power supply power factor to be 1 according to a power supply voltage phase command value, wherein a power supply voltage phase error is detected from a power supply voltage phase command value at a zero cross point of a power supply voltage of the AC power supply. Then, a correction amount of the frequency command is obtained in accordance with the phase error, a primary frequency obtained by adding the correction amount and a reference power supply frequency command is integrated, and an output thereof is used as the power supply voltage phase command value. Power converter control device.
【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の電源電圧零ク
ロス点における電源電圧位相指令値をデイジタル的に求
める手段として、電源からフオトカプラを介して近似の
電源電圧零クロス点を検出し、前記フオトカプラの動作
遅れ時間ΔTと、一定の周期毎に出力する電源電圧位相
指令出力時刻とフオトカプラ出力の変化時刻の差と、を
考慮して、電源電圧零クロス点における電源電圧位相指
令値を求めることを特徴とした電力変換器の制御装置。
2. A method of digitally obtaining a power supply voltage phase command value at a power supply voltage zero crossing point according to claim 1, wherein an approximate power supply voltage zero crossing point is detected from a power supply via a photocoupler. The power supply voltage phase command value at the power supply voltage zero crossing point is determined in consideration of the operation delay time ΔT of the photocoupler and the difference between the power supply voltage phase command output time output at regular intervals and the change time of the photocoupler output. A control device for a power converter, comprising:
【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の電力変換器の
制御装置において、電源電圧位相指令値を基に、電源電
流の有効分電流Iqと無効分電流Idを求め、コンバータ出
力電圧指令とコンバータ出力電圧が一致するように補償
された有効分電流指令と、電源電圧位相指令を基に作ら
れた交流の電源電流指令の位相を前記無効分電流検出値
Idが零になるように進み補償したことを特徴とした電力
変換器の制御装置。
3. A control apparatus of a power conversion system according paragraph 1 claims, based on the power supply voltage phase command value, determine the active current I q and the reactive current I d of the power supply current, the converter output The effective component current command compensated so that the voltage command and the converter output voltage coincide with each other, and the phase of the AC power supply current command created based on the power supply voltage phase command is used as the reactive component current detection value.
I d is the controller of the power converter is characterized in that lead compensation and to become zero.
【請求項4】特許請求の範囲第3項記載の無効分電流Id
及び有効分電流Iqの検出方法として電源の相電圧位相指
令値から電流検出用フイルタの遅れ位相量と、電源電圧
位相演算時点から電流検出時点までの遅れ位相量を減じ
た位相を基準位相として、電源電流を2軸の回転座標軸
(d−q軸)に分解して検出することを特徴とした電力
変換器の制御装置。
4. The reactive current I d according to claim 3.
As a method of detecting the effective component current Iq, the phase obtained by subtracting the delay phase amount of the current detection filter from the power supply phase voltage phase command value and the delay phase amount from the power supply voltage phase calculation time to the current detection time is used as a reference phase. A power converter control device characterized in that a power supply current is decomposed into two rotational coordinate axes (dq axes) and detected.
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