JP3236986B2 - Power conversion system - Google Patents

Power conversion system

Info

Publication number
JP3236986B2
JP3236986B2 JP02311896A JP2311896A JP3236986B2 JP 3236986 B2 JP3236986 B2 JP 3236986B2 JP 02311896 A JP02311896 A JP 02311896A JP 2311896 A JP2311896 A JP 2311896A JP 3236986 B2 JP3236986 B2 JP 3236986B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
phase
converter
carrier
triangular wave
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP02311896A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09201056A (en
Inventor
善尚 岩路
俊昭 奥山
高志 伊君
飛世  正博
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP02311896A priority Critical patent/JP3236986B2/en
Priority to TW085114765A priority patent/TW340989B/en
Priority to KR1019970000296A priority patent/KR100441534B1/en
Priority to CN97102245A priority patent/CN1059522C/en
Priority to DE19701191A priority patent/DE19701191B4/en
Publication of JPH09201056A publication Critical patent/JPH09201056A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3236986B2 publication Critical patent/JP3236986B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼プロセスライ
ン等、電力系統からの一つの受電端に接続され、各々独
立した負荷を有する複数台の電力変換器からなる電力変
換システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion system including a plurality of power converters connected to one power receiving end from a power system, such as a steel process line, each having an independent load.

【0002】[0002]

【従来の技術】鉄鋼プロセスライン等のプラントでは、
複数台の電力変換器を同時に使用する場合がある。その
場合、各々の交流−直流電力変換器(以下、コンバータ
と記す。)により、交流電源(系統電源)を一旦直流電
源に変換し、その直流電源を用いてインバータ等の負荷
を駆動する。各コンバータは、各々独立に制御され、そ
れぞれが直流部の制御、入力電流の制御を行っている。
コンバータがPWM制御(パルス幅変調制御)により駆
動される場合、系統へ高調波電流を流出する。この高調
波電流を抑制するための従来技術としては、次のものが
挙げられる。 (1)コンバータ入力電圧(コンバータの入力電圧指令
値)に同期した三角波キャリアを用いて、コンバータ同
期PWMとして、それぞれのコンバータを制御し、高調
波を低減する。 (2)電源に同期した三角波キャリアを用いて、電源同
期PWMとして、それぞれのコンバータを駆動し、各々
の三角波キャリアの位相を変えて、高調波を低減する。 (3)高調波フィルターを付加することによって高調波
を抑制する。
2. Description of the Related Art In plants such as steel processing lines,
A plurality of power converters may be used simultaneously. In this case, each AC-DC power converter (hereinafter, referred to as a converter) temporarily converts an AC power supply (system power supply) into a DC power supply, and drives a load such as an inverter using the DC power supply. Each converter is independently controlled, and controls the DC section and the input current.
When the converter is driven by PWM control (pulse width modulation control), harmonic current flows out to the grid. Conventional techniques for suppressing the harmonic current include the following. (1) Each converter is controlled as a converter synchronous PWM using a triangular wave carrier synchronized with a converter input voltage (input voltage command value of the converter) to reduce harmonics. (2) Using a triangular carrier synchronized with the power supply, each converter is driven as power supply synchronous PWM, and the phase of each triangular carrier is changed to reduce harmonics. (3) Suppress harmonics by adding a harmonic filter.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】コンバータ同期PWM
は、キャリア周波数の低い電力変換器において、高調波
を抑制するのに適したPWM方式である。コンバータの
入力電圧指令に三角波キャリアが位相を含めて同期して
いるため、発生する高調波の含有率をほぼ一定の低い値
に保つことができる。しかし、実際の使用に当って、以
下のような問題が生じる。コンバータ同期PWMを実現
するには、PLL(Phase LockedLoo
p)等の回路が必要であり、また、コンバータ入力電圧
は負荷状態によって大きく変化するため(特に、系統電
源に対する位相が変化する。)、PLLが追従して同期
がかかるまでの遅れが生じる。さらに、複数台のコンバ
ータがそれぞれ独立した負荷を持つ場合、それぞれのコ
ンバータの動作状態に依存して発生する高調波の位相
(系統電源に対する位相)が変化するため、受電端にお
ける高調波は、それぞれの負荷状態によって、打ち消し
合う場合と重なり合って増加する場合とが生じ、高調波
の含有率は大きく変化することになる。このため、発生
する高調波を把握することが困難であり、受電端におけ
る高調波の抑制が難しくなる。
SUMMARY OF THE INVENTION Converter Synchronous PWM
Is a PWM method suitable for suppressing harmonics in a power converter having a low carrier frequency. Since the triangular wave carrier including the phase is synchronized with the input voltage command of the converter, the content of the generated harmonic can be kept at a substantially constant low value. However, the following problems occur in actual use. In order to realize converter synchronous PWM, a PLL (Phase Locked Loop) is used.
p) and the like, and the converter input voltage greatly changes depending on the load condition (particularly, the phase with respect to the system power supply changes), so that there is a delay until the PLL follows and is synchronized. Furthermore, when a plurality of converters have independent loads, the phase of the generated harmonics (phase with respect to the system power supply) changes depending on the operating state of each converter. Depending on the load condition, there is a case where the two cancel each other, and another case where the number of the harmonics increases, and the content of the harmonics greatly changes. For this reason, it is difficult to grasp the generated harmonic, and it becomes difficult to suppress the harmonic at the power receiving end.

【0004】電源同期PWMは、電源から同期信号を作
り、各コンバータに共通の同期信号を送り、PWM制御
を行う。この場合、三角波キャリアは系統電源と位相を
含めて同期しているので、各々の三角波キャリアの(系
統電源に対する)位相を変えることで、受電端における
高調波を抑制することができる。特に、キャリア周波数
fcの偶数倍調波(2fc、4fc、…)付近の高調波
成分を抑制するのに有効である。しかし、コンバータ入
力電圧の位相が変化した場合(コンバータの負荷が変化
した場合)、高調波の含有率はかなり変化する(この場
合は、高調波の位相よりも振幅が変化する)。したがっ
て、コンバータの負荷状態によっては、やはり高調波の
発生量は変化する。特に、キャリア周波数の低い大容量
器では、この傾向が強い。また、電源同期PWMは、複
数台のコンバータに共通の同期信号を与え、それぞれの
三角波キャリアの位相を変えているため、協調運転する
ための同期信号が必要になる。特開平6−351106
号公報に記載のように、複数台のコンバータが一つの変
圧器に接続されている場合、同期信号の共通化も容易で
あるが、圧延プラントのようにいくつものコンバータが
分散されて配置されている場合には、協調運転が難しく
なる。
The power supply synchronous PWM generates a synchronous signal from a power supply, sends a common synchronous signal to each converter, and performs PWM control. In this case, since the triangular wave carrier is synchronized with the system power supply including the phase, by changing the phase (with respect to the system power supply) of each triangular wave carrier, it is possible to suppress harmonics at the power receiving end. In particular, it is effective in suppressing harmonic components near even harmonics (2fc, 4fc,...) Of the carrier frequency fc. However, when the phase of the converter input voltage changes (when the converter load changes), the harmonic content changes significantly (in this case, the amplitude changes more than the harmonic phase). Therefore, the amount of generation of harmonics also varies depending on the load state of the converter. In particular, this tendency is strong in a large-capacity device having a low carrier frequency. Further, the power supply synchronous PWM gives a common synchronous signal to a plurality of converters and changes the phase of each triangular wave carrier, so that a synchronous signal for cooperative operation is required. JP-A-6-351106
As described in the publication, when a plurality of converters are connected to one transformer, it is easy to share a synchronization signal, but as in a rolling plant, a number of converters are distributed and arranged. If so, cooperative driving becomes difficult.

【0005】また、大容量フィルターをそれぞれのコン
バータに接続する場合は、装置の大型化、出力の低下な
どの原因となる。また、大容量のコンバータでは、発生
する高調波の周波数が低く、フィルターを設計する際に
は反共振を十分に考慮する必要があり、フィルター設計
そのものが極めて困難なものになる。
[0005] When a large-capacity filter is connected to each converter, the size of the device is increased and the output is reduced. In a large-capacity converter, the frequency of the generated harmonics is low, and it is necessary to sufficiently consider anti-resonance when designing a filter, which makes the filter design itself extremely difficult.

【0006】本発明の課題は、上述した事情に鑑み、複
数のコンバータが分散して配置されている場合に電源系
統に流出する高調波を抑制すると共に、装置の小型化、
高効率化を図るに好適な電力変換システムを提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to suppress harmonics flowing out to a power supply system when a plurality of converters are arranged in a dispersed manner, to reduce the size of the device,
It is to provide a power conversion system suitable for achieving high efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題は、各々の電力
変換装置毎に、電力系統の電源位相を検出し、この検出
値に基づいて同期信号を発生させ、三角波キャリアを電
源位相に対して同期をとると共に、各コンバータの発生
する高調波を打ち消すように該三角波キャリアの位相を
予め設定し、三角波キャリアを発生することによって、
解決される。これにより、本発明は、電源系統を同期信
号とみなすことができ、各電力変換装置のキャリア位相
を初期設定するだけで受電端における高調波を低減する
ことができる。そして、特に、電力変換装置間の協調運
転のための信号を作る必要はなく、また、高調波用のフ
ィルターが不要となるため、装置の小型化、高効率化、
大容量化が可能となる。また、上記課題は、三角波キャ
リアの半周期である正のピークから負のピーク、あるい
は、負のピークから正のピークまでの期間(Δt)にお
いて、電力変換装置の指令値の瞬時値から前記期間(Δ
t)の平均値を推定し、この値をもって新たな指令値と
する補償を行うことによって、解決される。この場合、
本発明は、高調波の振幅が電圧指令補償によってほぼ一
定に保たれるため、負荷状態に対する依存性は少なくな
り、高調波を一定値以下に低減できる。また、上記課題
は、各々の電力変換器装置に予め設定する三角波キャリ
アの位相を各々の電力変換装置の動作状態に基づいて決
定される各々の三角波キャリアの位相角とすることによ
って、解決される。この場合、本発明は、電力変換装置
間の協調運転をダイナミックに行って、受電端における
高調波を最小化することができる。
The object of the present invention is to detect a power supply phase of a power system for each power converter, generate a synchronization signal based on the detected value, and convert a triangular wave carrier to a power supply phase. By taking the synchronization and presetting the phase of the triangular wave carrier so as to cancel out the harmonics generated by each converter, and generating the triangular wave carrier,
Will be resolved. Thus, according to the present invention, the power supply system can be regarded as a synchronization signal, and harmonics at the receiving end can be reduced only by initializing the carrier phase of each power conversion device. In particular, there is no need to create a signal for cooperative operation between the power conversion devices, and since a filter for harmonics is not required, the size and efficiency of the device can be reduced.
Large capacity can be achieved. In addition, the above-mentioned problem is solved in a period (Δt) from a positive peak to a negative peak, which is a half cycle of the triangular wave carrier, from the instantaneous value of the command value of the power converter to the period. (Δ
The problem is solved by estimating the average value of t) and performing compensation using this value as a new command value. in this case,
In the present invention, since the amplitude of the harmonic is kept substantially constant by the voltage command compensation, the dependence on the load state is reduced, and the harmonic can be reduced to a certain value or less. Further, the above problem is solved by setting the phase of the triangular wave carrier preset in each power converter device to the phase angle of each triangular wave carrier determined based on the operation state of each power converter device. . In this case, according to the present invention, the cooperative operation between the power conversion devices can be dynamically performed, and the harmonic at the power receiving end can be minimized.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態である
電力変換システムの構成を示す。図1において、1は系
統電源、2は本システムの受電端、3は1台分の電力変
換装置、4はコンバータの入力電圧指令を与える指令値
発生器、5は三角波キャリアを発生する三角波発生器5
2と、指令値発生器4の出力と三角波を比較する比較器
51からなるPWM制御器、6は三角波キャリアの位相
を設定するキャリア位相設定器、7はコンバータ主回路
71と変圧器72からなるコンバータ部、8は入力電圧
の位相θeを検出する電源位相検出器、9は電源位相θ
eとキャリア位相設定値Φs1に基づいて、三角波キャ
リアの位相θsを演算する位相指令発生器、10はイン
バータ、交流電動機等のコンバータの負荷装置である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a power conversion system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a system power supply, 2 is a power receiving end of the present system, 3 is a power converter for one unit, 4 is a command value generator for giving an input voltage command of a converter, and 5 is a triangular wave generator for generating a triangular wave carrier. Vessel 5
2 and a PWM controller comprising a comparator 51 for comparing the output of the command value generator 4 with the triangular wave, 6 a carrier phase setting unit for setting the phase of the triangular wave carrier, 7 a converter main circuit 71 and a transformer 72 A converter section, 8 is a power supply phase detector for detecting the phase θe of the input voltage, and 9 is a power supply phase θ.
A phase command generator 10 for calculating the phase θs of the triangular wave carrier based on e and the carrier phase set value Φs1 is a load device for a converter such as an inverter or an AC motor.

【0009】次に、図1の動作を説明する。指令値発生
器4は、負荷装置10に必要な電力と、コンバータ71
の力率を1にすることを目標に、電圧指令を演算し、出
力する。一方、電源位相検出器8により電源位相θeを
検出し、位相指令発生器9において、電源位相θeに基
づいて同期信号を発生し、三角波キャリアを電源位相θ
eに対して同期をとり、電源位相θeとキャリア位相設
定器6の三角波キャリアの位相設定値Φs1を加算し、
三角波キャリアの位相θsを演算し、出力する。三角波
発生器52は位相指令θsに基づいて三角波キャリアを
出力する。PWM制御器5では、指令値発生器4の出力
信号と三角波発生器52の三角波キャリアを比較して、
PWMパルスを作成する。コンバータ主回路71のスイ
ッチング素子はPWMパルスによってスイッチ動作が行
われる。このようにして、本実施形態では、それぞれの
電力変換装置3に電源位相を検出する機能を持たせ、各
々の電力変換装置3の中で電源同期PWMを実現し、各
コンバータの電源位相に対する三角波のキャリア位相を
設定する。なお、大容量のコンバータにおいてスイッチ
ング周波数を高くすることは、スイッチング素子の性能
から難しいので、通常は低い周波数が用いられる。その
場合、高調波によるビート現象を避けるため、同期型の
PWM制御が用いられる。
Next, the operation of FIG. 1 will be described. The command value generator 4 is provided with the power required for the load device 10 and the converter 71.
A voltage command is calculated and output with the goal of setting the power factor of the unit to 1. On the other hand, the power supply phase detector 8 detects the power supply phase θe, and the phase command generator 9 generates a synchronizing signal based on the power supply phase θe.
e, the power supply phase θe and the phase setting value Φs1 of the triangular wave carrier of the carrier phase setting unit 6 are added,
The phase θs of the triangular wave carrier is calculated and output. The triangular wave generator 52 outputs a triangular wave carrier based on the phase command θs. The PWM controller 5 compares the output signal of the command value generator 4 with the triangular wave carrier of the triangular wave generator 52,
Create a PWM pulse. The switching element of the converter main circuit 71 performs a switching operation by the PWM pulse. As described above, in the present embodiment, each power converter 3 is provided with a function of detecting a power supply phase, a power supply synchronous PWM is realized in each power converter 3, and a triangular wave with respect to the power supply phase of each converter is provided. Set the carrier phase of Note that it is difficult to increase the switching frequency in a large-capacity converter due to the performance of the switching element. Therefore, a low frequency is usually used. In that case, synchronous PWM control is used in order to avoid a beat phenomenon due to harmonics.

【0010】ここで、同期PWMという名前には、次の
二つの意味がある。一つには、基本波の周波数f1(コ
ンバータの場合は電源の周波数)と、三角波キャリアの
周波数fsの比N(=fs/f1)が整数である場合
(三相交流を扱う場合には、特に、Nが3の倍数で、か
つ、奇数である場合)を同期PWMと呼ぶ場合と、もう
一つは、これらの条件に加えて、三角波キャリアの位相
と基本波の位相が完全に一致している場合を同期PWM
と呼ぶ場合がある。前者の条件の同期PWMであれば、
基本波と三角波キャリアとはある一定の位相差で運転さ
れることになるが、後者の条件の同期PWMであれば、
その位相差を零に保つことになる。本実施形態では、前
者を同期PWMと定義して扱っていくことにする。ま
た、電源に対して同期をとるのか、あるいは、コンバー
タの入力電圧(指令値発生器4の出力する電圧)に対し
て同期をとるのかによって、電源同期PWMとコンバー
タ同期PWMに分けられる。
Here, the name of the synchronous PWM has the following two meanings. One is that the ratio N (= fs / f1) between the frequency f1 of the fundamental wave (frequency of the power supply in the case of the converter) and the frequency fs of the triangular wave carrier is an integer (when three-phase alternating current is handled, In particular, the case where N is a multiple of 3 and an odd number is referred to as synchronous PWM, and the other is that, in addition to these conditions, the phase of the triangular wave carrier and the phase of the fundamental wave completely match. Synchronous PWM if
It may be called. In the case of synchronous PWM under the former condition,
The fundamental wave and the triangular wave carrier are operated with a certain phase difference, but if the latter condition is synchronous PWM,
The phase difference will be kept at zero. In the present embodiment, the former is defined and treated as synchronous PWM. The power supply synchronization PWM and the converter synchronization PWM are divided depending on whether the synchronization is performed with respect to the power supply or the input voltage of the converter (the voltage output from the command value generator 4).

【0011】図2〜図4を用いて、本実施形態におい
て、受電端における高調波が低減する原理を説明する。
図2は、電源系統に電力変換装置3が2台接続された場
合を示す。コンバータ1について、電源電圧Eに対して
コンバータ入力電圧Vcは、変圧器72の漏れインダク
タンス分だけ位相がずれる。Eに対するVcの位相差を
Φ1とすると、EとVcの波形の関係は、図3の(a)
のようになる。また、この関係をベクトル図で表わす
と、図4のようになる。図4から明らかなように、例え
ば、入力電流iが大きくなると、入力ACL(交流リア
クトル)電圧VLが増大し、位相差Φ1が大きくなる。
したがって、入力力率を1に保つためには(Eとiを同
位相とするためには)、入力電流iの大きさに合わせ
て、Φ1ならびにVcの大きさを変える必要があること
が分かる。すなわち、三角波キャリアの位相もこれに同
期して変化することになる。コンバータ2についても同
様である。そこで、図3の(b)ならびに(c)に示す
ように、それぞれEに対する三角波キャリアの位相Φs
を、コンバータ1とコンバータ2のそれぞれのキャリア
位相設定器6により0度と90度に設定すると、発生す
る高調波の位相(特にキャリア周波数の偶数倍付近の成
分の位相)は、Φ1の変化にほとんど依存せずに発生す
る。この場合、高調波の位相は逆位相となり、2台の電
力変換装置3を使用するとき、それぞれの高調波成分が
互いに相殺され、受電端における高調波を低減すること
になる。このように、本実施形態では、電力変換装置3
を電源同期PWMとしながら、各電力変換装置3に電源
位相検出器8と位相指令発生器9を設け、各電力変換装
置3それぞれが電源との同期をとる機能を持ち、電源と
三角波キャリアの位相角を各電力変換装置3においてキ
ャリア位相設定器6により初めに設定することにより、
すなわち、電源に対するそれぞれのキャリア位相を変え
て設定することにより、複数台の電力変換装置3を使用
する場合には、受電端における高調波を低減することが
できる。
The principle of reducing harmonics at the power receiving end in this embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 shows a case where two power converters 3 are connected to a power supply system. In converter 1, converter input voltage Vc is out of phase with power supply voltage E by the leakage inductance of transformer 72. Assuming that the phase difference of Vc with respect to E is Φ1, the relationship between the waveforms of E and Vc is shown in FIG.
become that way. FIG. 4 shows this relationship as a vector diagram. As is clear from FIG. 4, for example, when the input current i increases, the input ACL (AC reactor) voltage VL increases, and the phase difference Φ1 increases.
Therefore, in order to keep the input power factor at 1 (to make E and i have the same phase), it is necessary to change the magnitudes of Φ1 and Vc in accordance with the magnitude of the input current i. . That is, the phase of the triangular wave carrier changes in synchronization with this. The same applies to converter 2. Accordingly, as shown in FIGS. 3B and 3C, the phase Φs of the triangular wave carrier with respect to E is respectively shown.
Are set to 0 degree and 90 degrees by the respective carrier phase setting units 6 of the converter 1 and the converter 2, the phase of the generated harmonic (particularly, the phase of the component near an even multiple of the carrier frequency) is changed by Φ1. Occurs with little dependence. In this case, the phases of the harmonics are opposite to each other, and when the two power converters 3 are used, the respective harmonic components cancel each other, and the harmonics at the power receiving end are reduced. Thus, in the present embodiment, the power conversion device 3
Is provided with a power supply phase detector 8 and a phase command generator 9 in each power conversion device 3, each of the power conversion devices 3 has a function of synchronizing with the power supply, and the phases of the power supply and the triangular wave carrier are provided. By first setting the angle by the carrier phase setting device 6 in each power conversion device 3,
In other words, by changing and setting each carrier phase with respect to the power supply, when a plurality of power converters 3 are used, harmonics at the power receiving end can be reduced.

【0012】因に、コンバータ同期PWMは、指令値
(入力電圧Vcの指令値)と三角波キャリアが同期して
いるため、各コンバータの高調波は常に一定値以下に抑
制できる。しかし、コンバータは、Vcが負荷状態(入
力電流)によって大きく変化するため(特に位相Φ1が
大きく変化する)、それに合わせて同期をとる必要があ
る。入力電流の変化が大きいシステムでは、同期をとる
までの遅れが生じ、その間の高調波には、過渡的ではあ
るが、様々な周波数成分のものが発生する。また、コン
バータを単体で用いる場合には、高調波の発生量は一定
しているが、複数台のコンバータがそれぞれ独立に駆動
されている場合、受電端における高調波は、各コンバー
タの位相変化に依存して、打ち消し合う場合と強調し合
う場合が出てくる。このため、高調波を特定値以下に抑
制するのは難しい。
In the converter synchronous PWM, since the command value (command value of the input voltage Vc) and the triangular wave carrier are synchronized, the harmonics of each converter can always be suppressed to a certain value or less. However, in the converter, since Vc greatly changes depending on the load state (input current) (particularly, phase Φ1 greatly changes), it is necessary to synchronize in accordance therewith. In a system having a large change in input current, a delay occurs until synchronization is achieved, and harmonics during this time have transient but various frequency components. When a single converter is used, the amount of generated harmonics is constant.However, when a plurality of converters are driven independently of each other, the harmonics at the power receiving end cause a change in the phase of each converter. Depending on the situation, there are cases where the two cancel each other out and cases where each other emphasizes each other. For this reason, it is difficult to suppress harmonics below a specific value.

【0013】また、従来例として示した特開平6−35
1106号公報では、電源から同期信号を作り、それを
複数台のコンバータに共通に与え、それぞれの三角波キ
ャリアの位相をずらして、受電端における高調波を抑制
しているが、本実施形態による電力変換システムでは、
各コンバータに電源位相検出器8と位相指令発生器9を
設け、各コンバータそれぞれが電源との同期をとる機能
を持っているため、コンバータ間で同期信号を引き回す
必要はなく、また、電源と三角波キャリアの位相角を各
コンバータにおいてキャリア位相設定器6により初めに
設定してしまえば、受電端における高調波を低減するこ
とができることから、それぞれのコンバータの独立性が
強く、各コンバータが分散して設置されているシステム
に対して、この効果が大きく、有効な手段となる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-35 shown as a conventional example
In Japanese Patent Publication No. 1106, a synchronous signal is generated from a power supply, applied to a plurality of converters in common, and the phase of each triangular wave carrier is shifted to suppress harmonics at a power receiving end. In the conversion system,
Each converter is provided with a power phase detector 8 and a phase command generator 9, and each converter has a function of synchronizing with a power source. Therefore, it is not necessary to route a synchronization signal between the converters. If the phase angle of the carrier is initially set by the carrier phase setting device 6 in each converter, the harmonics at the receiving end can be reduced. Therefore, the independence of each converter is strong, and each converter is dispersed. This effect is large and effective for the installed system.

【0014】次に、図5は、本発明の他の実施形態を示
す。本実施形態は、図1のシステムに指令値補償器11
を付加したものである。指令値補償器11の動作を図6
を用いて説明する。ここで、まず、従来のPWM方式を
図6(a)に示す。従来のPWM方式では、指令値v
(t)*と三角波キャリアet(t)を比較してPWM
パルスを発生させている。三角波比較法とは、指令値の
瞬時値(高さ)を三角波キャリアの半周期毎(図6のΔ
t期間毎)に三角波を用いてサンプル(図6の点pにて
サンプル)し、指令値の高さをパルス幅に変換するもの
である。しかし、図6(a)のように、キャリア周波数
が低い場合(指令値の周波数の10倍程度まで低くなる
と、)、サンプル点pが必ずしもΔt期間を代表する値
ではなくなる。すなわち、PWMによる誤差が増加す
る。この結果、指令値v(t)*と三角波キャリアet
(t)の位相状態によって、発生する高調波量が大きく
変化することになる。したがって、キャリア周波数が低
い場合、図1のシステムにおいて各コンバータが独立し
た動きをすると、各コンバータの高調波発生量が異なっ
てしまい、受電端における高調波の打ち消し合う量が変
化し、条件によっては高調波の抑制効果が弱まる場合が
生じる。
Next, FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the system of FIG.
Is added. The operation of the command value compensator 11 is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. Here, first, a conventional PWM method is shown in FIG. In the conventional PWM method, the command value v
(T) * and triangular wave carrier et (t)
A pulse is being generated. The triangular wave comparison method means that the instantaneous value (height) of the command value is changed every half cycle of the triangular wave carrier (Δ
A sample (sampled at a point p in FIG. 6) is used at every t period) to convert the height of the command value into a pulse width. However, as shown in FIG. 6A, when the carrier frequency is low (when the frequency is reduced to about 10 times the frequency of the command value), the sample point p is not always a value representative of the Δt period. That is, the error due to PWM increases. As a result, the command value v (t) * and the triangular wave carrier et
Depending on the phase state of (t), the amount of generated harmonics greatly changes. Therefore, when the converters operate independently in the system of FIG. 1 when the carrier frequency is low, the amount of harmonics generated by each converter differs, and the amount of cancellation of the harmonics at the receiving end changes. In some cases, the effect of suppressing harmonics is weakened.

【0015】これらの問題を解決するため、本実施形態
では指令値補償器11を付加する。指令値補償器11
は、図6(b)のように、指令値v(t)*をΔt期間
毎に平均化し、その値をもって新たな指令値v(t)と
し、三角波キャリアet(t)との比較を行う。指令値
の平均値v(t)は、元の指令値v(t)*の瞬時値を
使って推定演算する。この結果、三角波キャリアet
(t)と指令値v(t)*の位相差による高調波発生量
の変化が少なくなり、各コンバータが発生する高調波
は、条件に拘わらず、ほぼ同程度に打ち消し合うことに
なる。
In order to solve these problems, a command value compensator 11 is added in this embodiment. Command value compensator 11
6A, as shown in FIG. 6B, the command value v (t) * is averaged every Δt period, and the value is used as a new command value v (t), which is compared with the triangular wave carrier et (t). . The average value v (t) of the command values is estimated and calculated using the instantaneous value of the original command value v (t) *. As a result, the triangular wave carrier et
The change in the amount of harmonic generation due to the phase difference between (t) and the command value v (t) * is reduced, and the harmonics generated by each converter cancel out to almost the same level regardless of the conditions.

【0016】図7に、指令値v(t)*に対する三角波
キャリアet(t)の位相角Φsを変化させた時の高調
波電流Ih(全高調波成分の実効値)の変化をシミュレ
ーションにより求めた結果を示す(コンバータ単体の場
合。N=9の時)。図7の破線により示す指令値補償の
ない場合(従来方式)には、最悪では1.5倍程度まで
高調波が増加する場合があることが分かる。しかし、図
7の実線に示すように、指令値補償を加えることで、Φ
sに対する高調波の依存性が殆どなくなることが分か
る。このように、本実施形態では、高調波の振幅が電圧
指令補償によってほぼ一定に保たれるため、負荷状態に
対する依存性は少なくなり、また、キャリア周波数が低
い場合においても、高調波発生量をほぼ一定値に抑制す
ることができるため、受電端における高調波は、各コン
バータが独立に駆動していたとしても、ほぼ一定以下に
抑えることができる。
FIG. 7 shows, by simulation, a change in the harmonic current Ih (effective value of all harmonic components) when the phase angle Φs of the triangular wave carrier et (t) with respect to the command value v (t) * is changed. The results are shown (in the case of a converter alone, when N = 9). In the case where there is no command value compensation indicated by the broken line in FIG. 7 (conventional method), it can be seen that the worst case may increase the harmonics up to about 1.5 times. However, as shown by the solid line in FIG.
It can be seen that there is almost no dependence of harmonics on s. As described above, in the present embodiment, the amplitude of the harmonic is kept substantially constant by the voltage command compensation, so that the dependence on the load state is reduced, and even when the carrier frequency is low, the harmonic generation amount is reduced. Since it can be suppressed to a substantially constant value, the harmonics at the power receiving end can be suppressed to a substantially constant value or less even if each converter is driven independently.

【0017】また、図8は、本発明の他の実施形態を示
す。図1ならびに図5の実施形態では、各コンバータを
各々独立に駆動し、キャリア位相Φsを初期設定するこ
とによって受電端における高調波を抑制している。しか
し、ある特定の高調波を特に抑制したい場合、または、
さらに限界まで高調波を抑制したい場合には、図8の実
施形態を用いることが有効である。本実施形態は、キャ
リア位相Φsを各コンバータの負荷状態に応じてリアル
タイムで変化させ、コンバータ間の協調運転を行う。図
8において、12は各コンバータの入力電流i1,i
2,13,〜,inを検出する電流検出器、13は受電
端2における高調波を抑制するために、各コンバータの
入力電流を読み込み、各コンバータへ適切なキャリア位
相指令Φs(Φs1,Φs2,Φs3,〜,Φsn)を
出力する高調波抑制装置である。
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention. In the embodiments shown in FIGS. 1 and 5, each converter is driven independently, and the carrier phase Φs is initialized, thereby suppressing harmonics at the power receiving end. However, if you want to specifically suppress certain harmonics, or
If it is desired to further suppress the harmonics to the limit, it is effective to use the embodiment of FIG. In the present embodiment, the carrier phase Φs is changed in real time according to the load state of each converter, and cooperative operation between the converters is performed. In FIG. 8, reference numeral 12 denotes input currents i1 and i of each converter.
The current detector 13 detects the input current of each converter in order to suppress harmonics at the power receiving end 2, and supplies an appropriate carrier phase command Φs (Φs1, Φs2, Φs3 to φsn).

【0018】図9に、高調波抑制装置13の動作を表わ
すアルゴリズムを示す。まず始めに、各コンバータの入
力電流i1〜inを読み込み、その電流値から、各コン
バータの動作状態を表わすxの値(x1〜xn)を計算
する。xは、図4に示したように、x=tanΦ1であ
り、また、x=ωLi/Eとして求めることができる
(つまり、入力電流iが分かれば、電源電圧Eとインダ
クタンスLより計算できる)。xが正の値の時は、負荷
に電力を供給している状態(力行)、負の時は回生状
態、零は無負荷状態を表わす。次に、キャリア位相角Φ
s1〜Φsnを適当な値に仮に設定する(例えば、複数
台のコンバータの内、半分を0度、半分を90度のよう
に設定する。)。次に、これらの値とx1〜xnの値か
ら、各コンバータの発生する高調波Hnを推定する。高
調波Hnは、コンバータの直流電圧に対する高調波の発
生比率を表わす量であり、コンバータが発生する電流高
調波に相当するものである。図10ならびに図11に、
それぞれ17次、5次のsin成分のHnの値を示す。
Hnは、これらの図のように、Φsとxの関数として、
予め計算し、テーブル化しておく。受電端における高調
波は、各コンバータのHnの総和となって生じる。xの
値はコンバータの運転状態で決定されてしまうが、Φs
の値は任意に選ぶことができるので、全体の高調波量
(Hnの総和)をΦsを用いて最小化することができ
る。このためには、Φsを設定した上でHnの総和(受
電端における高調波)を計算し、高調波発生量を判定
し、値が悪ければ、再びΦsを設定し直して、Hnの総
和を計算する、という計算を繰り返し、最小点を探せば
よい。
FIG. 9 shows an algorithm representing the operation of the harmonic suppression device 13. First, the input currents i1 to in of each converter are read, and the values of x (x1 to xn) representing the operating state of each converter are calculated from the current values. As shown in FIG. 4, x is x = tanΦ1, and can be obtained as x = ωLi / E (that is, if input current i is known, it can be calculated from power supply voltage E and inductance L). When x is a positive value, power is being supplied to the load (power running), when negative, the regenerative state is indicated, and zero indicates no load state. Next, the carrier phase angle Φ
Temporarily set s1 to Φsn to an appropriate value (for example, half of a plurality of converters is set to 0 degrees and half is set to 90 degrees). Next, the harmonic Hn generated by each converter is estimated from these values and the values of x1 to xn. The harmonic Hn is a quantity representing a ratio of generation of a harmonic with respect to the DC voltage of the converter, and corresponds to a current harmonic generated by the converter. 10 and 11,
The Hn values of the 17th and 5th sine components are shown.
Hn is, as shown in these figures, a function of Φs and x,
Calculate in advance and make a table. The harmonic at the receiving end is generated as the sum of Hn of each converter. The value of x is determined by the operating state of the converter.
Can be arbitrarily selected, so that the total harmonic amount (sum of Hn) can be minimized using Φs. To this end, after setting Φs, the sum of Hn (harmonics at the receiving end) is calculated, the amount of harmonic generation is determined, and if the value is not good, Φs is set again and the sum of Hn is calculated. Repeat the calculation of calculating, and find the minimum point.

【0019】また、コンバータの台数が少ない場合に
は、このような繰り返し計算を行わなくても、Φsを設
定することができる。その具体的なΦsの設定方法を説
明する。図2のように、コンバータが2台であり、第1
7次の高調波(図10)を抑制することを考える。今、
コンバータ1はΦs1=90度にセットされ、x=0.
1の状態Aで駆動しているものとする。また、コンバー
タ2の方は、x=−0.1の状態で駆動しているとす
る。コンバータ1と2が発生する高調波を受電端で打ち
消し合わせるためには、両者の高調波成分の符号が逆向
きで、絶対値が近い方がよい。図10において、Aの大
きさに等しいのは、BよりもCの方であるので、Φs2
は、0度よりも180度とした方が17次の成分が抑制
される。したがつて、この状態では、高調波抑制装置1
3は、コンバータ1、2に対してΦs1=90度、Φs
2=180度のキャリア位相指令を出力する。これによ
り、高調波成分は最小化される。次に、コンバータ2は
x=−0.1の状態のままで、コンバータ1がx=−
0.1の状態へ変化したとする(高調波発生量はA’に
変化)。今度は、A’の大きさに近いのはBの方である
から、Φs2=0とした方がこの成分の高調波は抑制さ
れることになる。したがって、Φs2=0の指令値がコ
ンバータ2へ出力される。これにより、高調波成分は最
小化される。以上のように、Φsを適切に切り替えるこ
とにより、受電端における特定の高調波を抑制するこ
と、また、さらに限界まで高調波を抑制することができ
る。また、第17次高調波に限らず、図11に示す第5
次高調波および他の高調波成分についても同様なことが
行える。特定の高調波を抑制することは、受電端にフィ
ルター等を挿入する際、反共振を防止することができる
等の効果が得られる。また、複数台のコンバータのあら
ゆる動作状態に対して、受電端における高調波発生量が
どのように変化するかを予め計算しておき、それら全体
が常に最小となるキャリア位相を与えることも可能であ
る。
When the number of converters is small, Φs can be set without performing such repetitive calculations. A specific method of setting Φs will be described. As shown in FIG. 2, there are two converters,
Consider suppressing the seventh harmonic (FIG. 10). now,
Converter 1 is set to φs1 = 90 degrees and x = 0.
It is assumed that driving is performed in state A of 1. Further, it is assumed that converter 2 is driven in the state of x = −0.1. In order for the harmonics generated by the converters 1 and 2 to cancel each other at the power receiving end, it is preferable that the signs of the harmonic components of the two are opposite and their absolute values are close. In FIG. 10, since it is C that is equal to the size of A, B is equal to Φs2.
When the angle is set to 180 degrees rather than 0 degrees, the 17th-order component is suppressed. Therefore, in this state, the harmonic suppression device 1
3 is Φs1 = 90 degrees for converters 1 and 2;
A carrier phase command of 2 = 180 degrees is output. Thereby, harmonic components are minimized. Next, while converter 2 remains in the state of x = −0.1, converter 1 sets x = −0.1.
It is assumed that the state has changed to the state of 0.1 (the harmonic generation amount changes to A '). This time, since B is closer to the size of A ', harmonics of this component are suppressed when Φs2 = 0. Therefore, a command value of Φs2 = 0 is output to converter 2. Thereby, harmonic components are minimized. As described above, by appropriately switching Φs, it is possible to suppress a specific harmonic at the power receiving end, and further suppress the harmonic to the limit. In addition to the 17th harmonic, the fifth harmonic shown in FIG.
The same can be done for the second harmonic and other harmonic components. Suppressing specific harmonics has effects such as preventing anti-resonance when a filter or the like is inserted at the power receiving end. It is also possible to calculate in advance how the amount of harmonic generation at the receiving end changes for all operating states of a plurality of converters, and to provide a carrier phase that minimizes the entirety of the total. is there.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数台の電力変換装置が分散して配置されているプラン
トにおいて、各電力変換装置それぞれに電源との同期を
とる機能を持たせ、また、電源と三角波キャリアの位相
角を各電力変換装置において初期設定することにより、
従来のように電力変換装置間で同期信号を引き回す必要
はなく、受電端における高調波を低減することができ、
特に、本発明は、それぞれの電力変換装置の独立性が強
く、各電力変換装置が分散して設置されているシステム
に対して有効である。また、本発明によれば、高調波抑
制のためのフィルターを接続する必要がなくなるため、
装置の小型化が可能になる。また、コンバータのキャリ
ア周波数を低く設定できるため、スイッチング損失を低
減でき、装置の高効率化、大容量化が可能となる。ま
た、本発明によれば、高調波の振幅が電圧指令補償によ
ってほぼ一定に保たれるため、負荷状態に対する依存性
は少なくなり、また、キャリア周波数が低い場合におい
ても、高調波発生量をほぼ一定値に抑制することができ
るため、各コンバータが独立に駆動していたとしても、
受電端における高調波をほぼ一定に抑えることができ
る。また、本発明によれば、各電力変換装置に出力する
キャリア位相指令を適切に切り替えることにより、受電
端における特定の高調波を抑制すること、また、さらに
限界まで高調波を抑制することができる。そして、特定
の高調波を抑制することにより、受電端にフィルター等
を挿入する必要がある際には、反共振を防止することが
できる等の効果が得られる。また、複数台の電力変換装
置のあらゆる動作状態に対して、受電端における高調波
発生量がどのように変化するかを予め計算しておき、そ
れら全体が常に最小となるキャリア位相を与えることに
より、受電端における高調波を最小化することができ
る。
As described above, according to the present invention,
In a plant in which a plurality of power converters are dispersedly arranged, each power converter has a function of synchronizing with a power source, and the phase angle of the power source and the triangular wave carrier is initially set in each power converter. By setting
There is no need to route synchronization signals between power converters as in the past, and it is possible to reduce harmonics at the receiving end,
In particular, the present invention has a strong independence of each power converter, and is effective for a system in which each power converter is installed in a distributed manner. Further, according to the present invention, since it is not necessary to connect a filter for suppressing harmonics,
The size of the device can be reduced. Further, since the carrier frequency of the converter can be set low, switching loss can be reduced, and high efficiency and large capacity of the device can be achieved. Further, according to the present invention, the amplitude of the harmonic is kept substantially constant by the voltage command compensation, so that the dependence on the load state is reduced. Also, even when the carrier frequency is low, the amount of generation of the harmonic is substantially reduced. Because it can be suppressed to a constant value, even if each converter is driven independently,
Harmonics at the receiving end can be suppressed to a substantially constant level. Also, according to the present invention, by appropriately switching the carrier phase command output to each power conversion device, it is possible to suppress a specific harmonic at the power receiving end, and further suppress the harmonic to the limit. . By suppressing specific harmonics, when it is necessary to insert a filter or the like at the power receiving end, effects such as prevention of anti-resonance can be obtained. In addition, by calculating in advance how the amount of generated harmonics at the receiving end changes for all operating states of the plurality of power converters, and by giving a carrier phase that always minimizes the whole. , Harmonics at the receiving end can be minimized.

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

【図1】本発明の一実施形態を示す電力変換器システム
の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a power converter system showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明においてコンバータが2台である場合の
構成図
FIG. 2 is a configuration diagram when two converters are used in the present invention.

【図3】電源電圧、コンバータの入力電圧、三角波キャ
リアの関係を表わす図
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship among a power supply voltage, an input voltage of a converter, and a triangular wave carrier.

【図4】コンバータの入力電圧を表わすベクトル図FIG. 4 is a vector diagram showing an input voltage of a converter.

【図5】本発明の他の実施形態の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施形態における指令値補償器の
原理を説明する図
FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of a command value compensator according to another embodiment of the present invention.

【図7】本発明と従来方式の高調波発生量を比較した図FIG. 7 is a diagram comparing the amount of harmonic generation between the present invention and the conventional method.

【図8】本発明の他の実施形態の構成図FIG. 8 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の他の実施形態における高調波抑制装置
の動作を表わすアルゴリズム
FIG. 9 is an algorithm showing an operation of a harmonic suppression device according to another embodiment of the present invention.

【図10】コンバータの負荷状態と第17次高調波の発
生量を表わす図
FIG. 10 is a diagram showing a load state of a converter and a generation amount of a 17th harmonic.

【図11】コンバータの負荷状態と第5次高調波の発生
量を表わす図
FIG. 11 is a diagram showing a load state of a converter and a generation amount of a fifth harmonic.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 系統電源 2 受電端 3 電力変換装置 4 指令値発生器 5 PWM制御器 51 比較器 52 三角波発生器 6 キャリア位相設定器 7 コンバータ部 71 コンバータ主回路 72 変圧器 8 電源位相検出器 9 位相指令発生器 10 負荷装置 11 指令値補償器 13 高調波抑制装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 system power supply 2 receiving end 3 power converter 4 command value generator 5 PWM controller 51 comparator 52 triangular wave generator 6 carrier phase setting unit 7 converter unit 71 converter main circuit 72 transformer 8 power supply phase detector 9 phase command generation 10 Load device 11 Command value compensator 13 Harmonic suppression device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊君 高志 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株式会社日立製作所 電力・電機開発本 部内 (72)発明者 飛世 正博 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株式会社日立製作所 大みか工場内 (56)参考文献 特開 平7−200084(JP,A) 特開 平7−59351(JP,A) 特開 平5−227757(JP,A) 特開 平5−184156(JP,A) 特開 平7−322629(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/17 H02J 3/38 H02M 3/28 H02M 7/155 H02M 7/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Takashi Ikun 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Power & Electricity Development Division, Hitachi, Ltd. (72) Masahiro Tobiyo Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 5-2-1, Hitachi, Ltd. Omika Plant (56) References JP-A-7-200084 (JP, A) JP-A-7-59351 (JP, A) JP-A-5-227757 (JP, A) JP-A-5-184156 (JP, A) JP-A-7-322629 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02M 7/17 H02J 3/38 H02M 3 / 28 H02M 7/155 H02M 7/48

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電力系統と、該電力系統における1つの
受電端と、該受電端に接続された複数台の独立した電力
変換装置からなり、各々の該電力変換装置が、指令を与
える指令値発生器と、三角波キャリアを発生する三角波
キャリア発生器と、該指令値と該三角波キャリアとを比
較してPWMパルスを出力するPWM(パルス幅変調)
制御器と、コンバータ部とを有し、該PWMパルスによ
って前記コンバータ部のスイッチング素子を制御する電
力変換システムにおいて、 前記各々の電力変換装置が、前記電力系統の電源位相を
検出し、この検出値に基づいて同期信号を発生させ、前
記三角波キャリアを前記電源位相に対して同期をとると
共に、前記各コンバータ部の発生する高調波を打ち消す
ように該三角波キャリアの位相を前記各々の電力変換装
置毎に予め設定し、三角波キャリアを発生することを特
徴とする電力変換システム。
1. A power system comprising: a power system; one power receiving end of the power system; and a plurality of independent power converters connected to the power receiving end, wherein each of the power converters issues a command value for giving a command. A generator, a triangular carrier generator that generates a triangular carrier, and a PWM (pulse width modulation) that compares the command value with the triangular carrier and outputs a PWM pulse.
In a power conversion system having a controller and a converter unit, and controlling a switching element of the converter unit by the PWM pulse, each of the power conversion devices detects a power supply phase of the power system, , And synchronizes the triangular wave carrier with the power supply phase, and changes the phase of the triangular wave carrier for each of the power converters so as to cancel the harmonics generated by each of the converter units. Characterized in that the power conversion system generates a triangular wave carrier in advance.
【請求項2】 請求項1において、三角波キャリアの半
周期である正のピークから負のピーク、あるいは、負の
ピークから正のピークまでの期間(Δt)における電力
変換器の指令値の平均値を該指令値の瞬時の値から推定
し、その値をもって電力変換器の指令値を補償すること
を特徴とする電力変換システム。
2. An average value of command values of a power converter in a period (Δt) from a positive peak to a negative peak, which is a half cycle of a triangular wave carrier, or a period from a negative peak to a positive peak. Is estimated from the instantaneous value of the command value, and the value is used to compensate the command value of the power converter.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、前記
各々の電力変換装置毎に予め設定する三角波キャリアの
位相を各々の電力変換装置の動作状態に基づいて決定さ
れる各々の三角波キャリアの位相角とすることを特徴と
する電力変換システム。
3. The phase of each triangular wave carrier determined according to claim 1 or 2, wherein a phase of a triangular wave carrier preset for each of said power converters is determined based on an operation state of each power converter. A power conversion system characterized by having a corner.
【請求項4】 電力系統と、該電力系統における1つの
受電端と、該受電端に接続された複数台の独立した電力
変換装置からなり、各々の該電力変換装置が、指令を与
える指令値発生器と、三角波キャリアを発生する三角波
キャリア発生器と、該指令値と該三角波キャリアとを比
較してPWMパルスを出力するPWM(パルス幅変調)
制御器と、コンバータ部とを有し、該PWMパルスによ
って前記コンバータ部のスイッチング素子を制御する電
力変換システムにおいて、 前記各々の電力変換装置に、前記電力系統の電源位相を
検出する手段と、前記各コンバータ部の発生する高調波
を打ち消すように前記三角波キャリアの位相を予め設定
するキャリア位相設定手段と、前記電源位相と前記キャ
リア位相設定値に基づいて前記三角波キャリアの位相を
演算する位相指令発生手段を備え、前記演算したキャリ
ア位相に基づいて三角波キャリアを発生することを特徴
とする電力変換システム。
4. A power system, a power receiving end of the power system, and a plurality of independent power converters connected to the power receiving end, wherein each of the power converters issues a command value for giving a command. A generator, a triangular carrier generator that generates a triangular carrier, and a PWM (pulse width modulation) that compares the command value with the triangular carrier and outputs a PWM pulse.
In a power conversion system having a controller and a converter section, and controlling a switching element of the converter section by the PWM pulse, a means for detecting a power phase of the power system in each of the power conversion devices; Carrier phase setting means for presetting the phase of the triangular wave carrier so as to cancel harmonics generated by each converter section; and phase command generation for calculating the phase of the triangular wave carrier based on the power supply phase and the carrier phase set value. Means for generating a triangular wave carrier based on the calculated carrier phase.
【請求項5】 請求項4において、前記各々の電力変換
装置に指令値発生器から発する指令値を補償する指令値
補償手段を設け、該指令値補償手段は、三角波キャリア
の半周期である正のピークから負のピーク、あるいは、
負のピークから正のピークまでの期間(Δt)における
前記指令値発生器の指令値の平均値を該指令値の瞬時の
値から推定し、その推定値をもって補償値とすることを
特徴とする電力変換システム。
5. The power converter according to claim 4, further comprising a command value compensating means for compensating a command value issued from a command value generator, wherein the command value compensating means has a positive cycle corresponding to a half cycle of the triangular wave carrier. Negative peak to negative peak, or
An average value of command values of the command value generator during a period (Δt) from a negative peak to a positive peak is estimated from an instantaneous value of the command value, and the estimated value is used as a compensation value. Power conversion system.
【請求項6】 請求項4または請求項5において、前記
各々の電力変換装置のキャリア位相設定手段に対して位
相指令を与える高調波制御手段を設け、該位相指令は、
前記各々の電力変換装置の動作状態に基づいて決定する
三角波キャリアの位相角とすることを特徴とする電力変
換システム。
6. A harmonic control unit according to claim 4 or 5, further comprising: a harmonic control unit for giving a phase command to a carrier phase setting unit of each of the power converters.
A power conversion system, wherein a phase angle of a triangular wave carrier is determined based on an operation state of each of the power conversion devices.
【請求項7】 請求項6において、前記高調波制御手段
は、前記各コンバータ部の入力電流を読み込み、前記各
コンバータ部の動作状態を表わす値を計算すると共に、
キャリア位相角を設定し、前記計算値と前記設定位相角
に基づいて前記各コンバータ部の発生する高調波を推定
し、受電端における高調波発生量を計算、判定すること
を特徴とする電力変換システム。
7. The harmonic control unit according to claim 6, wherein the harmonic control unit reads an input current of each of the converter units and calculates a value representing an operation state of each of the converter units.
Power conversion characterized by setting a carrier phase angle, estimating a harmonic generated by each of the converter units based on the calculated value and the set phase angle, calculating and determining a harmonic generation amount at a power receiving end. system.
JP02311896A 1996-01-16 1996-01-16 Power conversion system Expired - Lifetime JP3236986B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02311896A JP3236986B2 (en) 1996-01-16 1996-01-16 Power conversion system
TW085114765A TW340989B (en) 1996-01-16 1996-11-29 Control method of power converter and the conversion system
KR1019970000296A KR100441534B1 (en) 1996-01-16 1997-01-08 A control method of power converter and power converting system
CN97102245A CN1059522C (en) 1996-01-16 1997-01-15 Method for controlling power converter and power converting system
DE19701191A DE19701191B4 (en) 1996-01-16 1997-01-15 Voltage transformer arrangement and method for its control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02311896A JP3236986B2 (en) 1996-01-16 1996-01-16 Power conversion system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09201056A JPH09201056A (en) 1997-07-31
JP3236986B2 true JP3236986B2 (en) 2001-12-10

Family

ID=12101590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02311896A Expired - Lifetime JP3236986B2 (en) 1996-01-16 1996-01-16 Power conversion system

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP3236986B2 (en)
KR (1) KR100441534B1 (en)
CN (1) CN1059522C (en)
DE (1) DE19701191B4 (en)
TW (1) TW340989B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129594A (en) * 2004-10-28 2006-05-18 Hitachi Ltd Control method for marine electric propulsion system and apparatus therefor

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0961123B1 (en) * 1998-05-29 2005-12-14 MASCHINENFABRIK REINHAUSEN GmbH Method and apparatus for the continuous detection, analysis and evaluation of current and voltage signals
DE19830655A1 (en) * 1998-07-09 2000-01-13 Abb Daimler Benz Transp Performance-dependent pulse pattern shift
EP1677403A4 (en) * 2003-09-26 2009-07-01 Toshiba Mitsubishi Elec Inc Motor drive system
GB2449427B (en) * 2007-05-19 2012-09-26 Converteam Technology Ltd Control methods for the synchronisation and phase shift of the pulse width modulation (PWM) strategy of power converters
JP4889697B2 (en) * 2008-09-08 2012-03-07 三菱電機株式会社 AC / DC converter, control method for AC / DC converter, heat pump type water heater and air conditioner
CA2829166A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Sma Solar Technology Ag Grid-connected inverter, inverter arrangement and method for operating an inverter arrangement
JP5236057B2 (en) * 2011-09-02 2013-07-17 三菱電機株式会社 AC / DC converter, control method for AC / DC converter, heat pump type water heater and air conditioner
DE102016215700A1 (en) 2016-08-22 2018-02-22 Zf Friedrichshafen Ag Control of an induction machine with two windings
KR20210037701A (en) * 2018-07-25 2021-04-06 베스텔 일렉트로닉 사나이 베 티카레트 에이에스 Inverter system and method for operating the inverter system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD293469A5 (en) * 1990-04-03 1991-08-29 ������@��������@�������������@�������@����k�� METHOD FOR SYNCHRONIZING SEVERAL COMMONLY OPERATED BROKEN INPUT CURRENT
JP2915668B2 (en) * 1992-01-08 1999-07-05 三菱電機株式会社 Inverter control device
JPH05227757A (en) * 1992-02-17 1993-09-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Inverter unit for system interconnection
JPH06351106A (en) * 1993-06-04 1994-12-22 Central Japan Railway Co Converter controller
JP2739027B2 (en) * 1993-08-19 1998-04-08 三菱電機株式会社 Control device for power converter
JP3324249B2 (en) * 1993-12-28 2002-09-17 株式会社日立製作所 Power converter
JPH07322629A (en) * 1994-05-27 1995-12-08 Meidensha Corp Power rectifying device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129594A (en) * 2004-10-28 2006-05-18 Hitachi Ltd Control method for marine electric propulsion system and apparatus therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09201056A (en) 1997-07-31
DE19701191B4 (en) 2005-07-07
TW340989B (en) 1998-09-21
DE19701191A1 (en) 1997-07-31
CN1163505A (en) 1997-10-29
KR100441534B1 (en) 2004-10-26
CN1059522C (en) 2000-12-13
KR970060651A (en) 1997-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100430930B1 (en) Pwm controlled power conversion device
US6741482B2 (en) Power conversion device
JP2008306805A (en) Power conversion device
JP3236986B2 (en) Power conversion system
JPH03183324A (en) Voltage variation and harmonic wave suppressor
JP2010259328A (en) Power converter
JP3674323B2 (en) Power converter control device
JP3236985B2 (en) Control device for PWM converter
JP2527911B2 (en) PWM converter
JP3296065B2 (en) Control circuit of PWM converter
JP4015795B2 (en) Power converter
JP7367662B2 (en) Power converter and power converter control method
JP3316860B2 (en) Power converter
JP2674402B2 (en) Parallel operation control device for AC output converter
Biel et al. Control strategy for parallel-connected three-phase inverters
JPH10174291A (en) Inverter device linked to system
JP2003309977A (en) Power conversion apparatus
JP4284053B2 (en) Power converter
JPH04273504A (en) Instantaneous reactive power compensator
JP2874215B2 (en) Control method of PWM converter
JP2003180079A (en) Neutral clamp type power converter
JP4277360B2 (en) 3-level inverter controller
JPH0332303B2 (en)
JP3322983B2 (en) Fault current suppression device
JPH0572176B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071005

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081005

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091005

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091005

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111005

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121005

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121005

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131005

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term