JP4719847B2 - Power regeneration method and power regeneration device - Google Patents

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Description

本発明は、電力回生方法および電力回生装置に関する。さらに詳しくは、回生効率を向上できる電力回生方法および電力回生装置に関する。   The present invention relates to a power regeneration method and a power regeneration device. More specifically, the present invention relates to a power regeneration method and a power regeneration device that can improve regeneration efficiency.

いわゆるインバータにより誘導電動機を含む電動機を駆動する場合の制動方法として、一般的に回生制動が行われている。回生制動は、インバータの出力周波数を下げ、電動機を発電機として動作させながら制動力を得る方法であり、最も効率の高い制動方法の一つである。   In general, regenerative braking is performed as a braking method when an electric motor including an induction motor is driven by a so-called inverter. Regenerative braking is a method of obtaining braking force while lowering the output frequency of the inverter and operating the motor as a generator, and is one of the most efficient braking methods.

図7に、そのようなインバータの一部を構成するコンバータ装置の一例を示す。このコンバータ装置100は、ダイオードD11,D12,D13,D14を用いた単相ブリッジ回路101と平滑コンデンサ102とを有し、電源E’からの単相交流をブリッジ回路101にて直流に変換し、平滑コンデンサ102が充放電を繰り返すことによって、電圧Vdc’の直流を出力するものである。   FIG. 7 shows an example of a converter device that constitutes a part of such an inverter. This converter device 100 has a single-phase bridge circuit 101 using diodes D11, D12, D13, and D14 and a smoothing capacitor 102, and converts the single-phase alternating current from the power source E ′ into direct current by the bridge circuit 101. The smoothing capacitor 102 repeatedly charges and discharges to output a DC voltage Vdc ′.

また、コンバータ装置100は、負荷が回生状態となったときに、回生電力によって電圧Vdc’が上昇し、回路素子が破壊されてしまうのを防ぐため、回生エネルギを熱エネルギとして消費する回生電力消費部103が設けられている。   Further, converter device 100 consumes regenerative energy as heat energy in order to prevent voltage Vdc ′ from being increased by regenerative power and destroying circuit elements when the load is in a regenerative state. A unit 103 is provided.

回生電力消費部103は、平滑コンデンサ102と並列に接続された回生電力を消費する回生用抵抗104と、これと直列に接続されたトランジスタ105と、出力電圧Vdc’を監視し、電圧Vdc’がある一定値を超えて上昇するとトランジスタ105をオンにして、回生用抵抗104を導通状態とし、回生エネルギを熱エネルギとして消費させるよう制御する回生制御回路106とから構成されている。   The regenerative power consumption unit 103 monitors the regenerative resistor 104 connected in parallel with the smoothing capacitor 102 and consumes the regenerative power, the transistor 105 connected in series with the regenerative resistor 104, and the output voltage Vdc ′. When the voltage rises beyond a certain value, the transistor 105 is turned on, the regenerative resistor 104 is turned on, and the regenerative control circuit 106 controls the regenerative energy to be consumed as heat energy.

このような従来のコンバータ装置100では、回生電力を回生用抵抗104により全て熱エネルギとして消費させているため、エネルギの有効利用ができない、といった問題がある。   In such a conventional converter device 100, since all the regenerative power is consumed as heat energy by the regenerative resistor 104, there is a problem that the energy cannot be effectively used.

また、発生した回生電力を全て熱エネルギとして消費させているために、比較的大型の抵抗を用いる必要があり、装置の小型化が困難になる、といった別の問題もある。   Further, since all the generated regenerative power is consumed as thermal energy, there is another problem that it is necessary to use a relatively large resistance and it is difficult to reduce the size of the apparatus.

このため、図8に示すようないわゆるPWMコンバータ110を用いて電力回生を行うことが考えられる。ところが、従来のPWMコンバータにおいては、各整流素子D11〜D14と逆並列に接続される電力帰還用トランジスタQ11,Q12,Q13,Q14に突入電流を含む全ての回生エネルギが流入することから、前記トランジスタに大容量のものを用いたり、電流を制限するために電流センサを設けたりする必要があり、システムが複雑化し、コストアップおよび装置の大型化を招くといった問題がある。   For this reason, it is conceivable to perform power regeneration using a so-called PWM converter 110 as shown in FIG. However, in the conventional PWM converter, all the regenerative energy including the inrush current flows into the power feedback transistors Q11, Q12, Q13, Q14 connected in antiparallel with the rectifying elements D11 to D14. In addition, it is necessary to use a large-capacity sensor or to provide a current sensor to limit the current, which causes a problem that the system becomes complicated, resulting in an increase in cost and an increase in the size of the apparatus.

なお、特開2000−156937号公報には、放電回路を不要とした電力回生装置が提案されている。
特開2000−156937号公報
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-156937 proposes a power regeneration device that does not require a discharge circuit.
JP 2000-156937 A

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、回生効率を向上できる電力回生方法および電力回生装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the problems of the related art, and an object thereof is to provide a power regeneration method and a power regeneration device that can improve the regeneration efficiency.

本発明の電力回生方法および装置は、電源電圧から回生動作指令を生成するための基準信号を生成し、その基準信号に対して所定の処理をして回生動作指令を生成する一方、電源電圧の極性に基づいてオンさせるトランジスタの組を選定し、その選定された組のトランジスタをオンさせる信号を生成し、両信号の論理積により得られた制御信号により選定された組のトランジスタをオン・オフさせて電力回生をなすものである。ここで、前記基準信号として、例えば電圧の絶対値信号、電圧の正規化変化率信号、電圧信号などが用いられる。   The power regeneration method and apparatus of the present invention generates a reference signal for generating a regeneration operation command from a power supply voltage, performs a predetermined process on the reference signal to generate a regeneration operation command, Select a set of transistors to be turned on based on polarity, generate a signal to turn on the selected set of transistors, and turn on / off the selected set of transistors by the control signal obtained by the logical product of both signals To regenerate power. Here, as the reference signal, for example, an absolute value signal of voltage, a normalized change rate signal of voltage, a voltage signal, or the like is used.

すなわち、本発明の電力回生方法の第1形態は、回生トランジスタを有する単相コンバータの電力回生方法であって、電源電圧を検出する手順と、電源電圧からその極性を判別する手順と、前記極性に基づいて導通させるトランジスタの組を選択する手順と、選択されたトランジスタの組の導通可能指令を生成する手順と、電源電圧から回生動作指令を生成するための基準信号を生成する手順と、前記基準信号に対して所定の処理をなして回生動作指令を生成する手順と、前記導通可能指令と前記回生動作指令との論理積を生成する手順と、前記論理積に基づいて選択されたトランジスタの組をオン・オフする制御信号を生成する手順とを含み、前記基準信号を生成する手順において、電源電圧の変化率を演算し、得られた電源電圧の変化率を電源電圧の波高値で除して正規化して基準信号を生成し、前記回生動作指令を生成する手順における所定の処理は、前記正規化された変化率信号のゼロクロス前後を相当しきい値処理して回生動作指令値をオンとする範囲を選択する選択処理とされることを特徴とする。 That is, the first form of the power regeneration method of the present invention is a power regeneration method for a single-phase converter having a regeneration transistor, the procedure for detecting the power supply voltage, the procedure for determining the polarity from the power supply voltage, and the polarity. A procedure for selecting a set of transistors to be conducted based on the steps, a procedure for generating a conduction enable command for the selected set of transistors, a procedure for generating a reference signal for generating a regenerative operation command from a power supply voltage, and A procedure for generating a regenerative operation command by performing a predetermined process on a reference signal, a procedure for generating a logical product of the conduction enable command and the regenerative operation command, and a transistor selected based on the logical product Generating a control signal for turning on / off the pair, and calculating a rate of change of the power supply voltage in the procedure of generating the reference signal, and obtaining the rate of change of the power supply voltage obtained. Generates a reference signal is normalized by dividing the peak value of the supply voltage, the predetermined process in the procedure for generating the regenerative operation command corresponds thresholding the longitudinal zero crossing of the normalized rate of change signal And a selection process for selecting a range in which the regenerative operation command value is turned on .

本発明の電力回生方法の第2形態は、回生トランジスタを有する単相コンバータの電力回生方法であって、電源電圧を検出する手順と、電源電圧からその極性を判別する手順と、前記極性に基づいて導通させるトランジスタの組を選択する手順と、選択されたトランジスタの組の導通可能指令を生成する手順と、電源電圧から回生動作指令を生成するための基準信号を生成する手順と、前記基準信号に対して所定の処理をなして回生動作指令を生成する手順と、前記導通可能指令と前記回生動作指令との論理積を生成する手順と、前記論理積に基づいて選択されたトランジスタの組をオン・オフする制御信号を生成する手順とを含み、前記基準信号を生成する手順において、電源電圧の変動による影響を受けない電源電圧のピーク時における電圧値を基準信号となる相当電圧信号として生成し、前記回生動作指令を生成する手順における所定の処理は、電源電圧信号のピーク時の前後を回生しきい値処理して回生動作指令値をオンとする期間を選択する選択処理とされることを特徴とする。 A second form of the power regeneration method of the present invention is a power regeneration method for a single-phase converter having a regeneration transistor, which is based on a procedure for detecting a power supply voltage, a procedure for determining the polarity from the power supply voltage, and the polarity. Selecting a set of transistors to be conducted, a procedure for generating a conduction enable command for the selected set of transistors, a procedure for generating a reference signal for generating a regenerative operation command from a power supply voltage, and the reference signal A procedure for generating a regenerative operation command by performing a predetermined process for the above, a procedure for generating a logical product of the conduction enable command and the regenerative operation command, and a set of transistors selected based on the logical product. Generating a control signal that turns on and off, and in the step of generating the reference signal, at the peak of the power supply voltage that is not affected by fluctuations in the power supply voltage Generating a corresponding voltage signal as a reference signal the pressure value, the predetermined process in the procedure for generating the regenerative operation command is turned on the regenerative operation command value before and after the peak of the supply voltage signal by regenerating thresholded It is characterized by the selection process for selecting the period to be.

さらに、本発明の電力回生方法においては、導通可能指令のオン期間と回生動作指令のオン期間とが重なっている期間に対し、当該トランジスタの組をオンする信号を生成するものとされる。   Furthermore, in the power regeneration method of the present invention, a signal for turning on the transistor set is generated for a period in which the ON period of the conduction enable command and the ON period of the regeneration operation command overlap.

さらに、本発明の電力回生方法においては、前記所定範囲を負荷変動に応じて変更するのが好ましい。   Furthermore, in the power regeneration method of the present invention, it is preferable that the predetermined range is changed according to load fluctuation.

さらに、本発明の電力回生方法においては、前記所定期間を負荷変動に応じて変更するのが好ましい。   Furthermore, in the power regeneration method of the present invention, it is preferable that the predetermined period is changed according to load fluctuation.

本発明の電力回生装置の第1形態は、回生トランジスタを有する単相コンバータの電力回生装置であって、電源の極性を判別する極性判別部と、電源電圧を検出する電源電圧検出部と、電力回生制御部とを備え、前記電力回生制御部が、極性判別部により判別された電源の極性に基づいてトランジスタの組を選択する指令を生成するトランジスタ選択指令生成部と、該トランジスタ選択指令生成部からの指令に基づいて選択されたトランジスタの組の導通可能期間を設定する導通可能期間設定部と、前記電源電圧検出部により検出された電源電圧に基づいて、電源電圧の正規化変化率信号を生成する電源電圧正規化変化率信号生成部と、該電源電圧正規化変化率信号生成部により生成された正規化変化率信号に対して所定の処理をして回生動作指令を生成する回生動作指令生成部と、前記導通可能期間設定部からの導通可能指令と、回生動作指令生成部からの回生動作指令との論理積を演算して選択されたトランジスタの組のオン・オフを制御する制御信号を生成する制御信号生成部とを有し、前記電源電圧正規化変化率信号生成部は、電源電圧の変化率を演算し、得られた電源電圧の変化率を波高値で除して正規化して基準信号を生成し、前記回生動作指令生成部における所定の処理は、前記正規化された変化率信号のゼロクロス前後を相当しきい値処理して回生動作指令値をオンとする範囲を選択する選択処理とされることを特徴とする。 A power regeneration device according to a first aspect of the present invention is a power regeneration device for a single-phase converter having a regeneration transistor, which includes a polarity determination unit that determines the polarity of a power supply, a power supply voltage detection unit that detects a power supply voltage, A transistor selection command generation unit that generates a command for selecting a set of transistors based on the polarity of the power source determined by the polarity determination unit, and the transistor selection command generation unit. A conduction possible period setting unit that sets a conduction possible period of a set of transistors selected based on a command from a power supply voltage, and a normalized change rate signal of a power supply voltage based on a power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit. A power supply voltage normalized change rate signal generation unit to be generated and a regenerative operation by performing predetermined processing on the normalized change rate signal generated by the power supply voltage normalized change rate signal generation unit ON of a set of transistors selected by calculating a logical product of a regenerative operation command generation unit that generates a command, a conduction enable command from the conduction possible period setting unit, and a regenerative operation command from the regenerative operation command generation unit A control signal generation unit that generates a control signal for controlling off, and the power supply voltage normalization change rate signal generation unit calculates a change rate of the power supply voltage and waves the obtained change rate of the power supply voltage. A reference signal is generated by normalizing by dividing by a high value, and the predetermined operation in the regenerative operation command generation unit is to perform a regenerative operation command value by performing a corresponding threshold value process before and after zero crossing of the normalized change rate signal. The selection process is to select a range to be turned on .

本発明の電力回生装置の第2形態は、回生トランジスタを有する単相コンバータの電力回生装置であって、電源の極性を判別する極性判別部と、電源電圧を検出する電源電圧検出部と、電力回生制御部とを備え、電力回生制御部が、極性判別部により判別された電源の極性に基づいてトランジスタの組を選択する指令を生成するトランジスタ選択指令生成部と、該トランジスタ選択指令生成部からの指令に基づいて選択されたトランジスタの組の導通可能期間を設定する導通可能期間設定部と、前記電源電圧検出部により検出された電源電圧に基づいて、電源電圧の相当電圧信号を生成する相当電圧信号生成部と、該相当電圧信号生成部により生成された相当電圧信号に対して所定の処理をして回生動作指令を生成する回生動作指令生成部と、前記導通可能期間設定部からの導通可能指令と、回生動作指令生成部からの回生動作指令との論理積を演算して選択されたトランジスタの組のオン・オフを制御する制御信号を生成する制御信号生成部とを有し、前記相当電圧信号生成部は、電源電圧の変動による影響を受けない電源電圧のピーク時における電圧値を基準信号となる相当電圧信号として生成し、前記回生動作指令生成部における所定の処理は、電源電圧信号のピーク時の前後を回生しきい値処理して回生動作指令値をオンとする期間を選択する選択処理とされることを特徴とする。 A second form of the power regeneration device of the present invention is a power regeneration device of a single-phase converter having a regeneration transistor, in which a polarity determination unit that determines the polarity of a power source, a power supply voltage detection unit that detects a power supply voltage, A regeneration control unit, wherein the power regeneration control unit generates a command for selecting a set of transistors based on the polarity of the power source determined by the polarity determination unit, and the transistor selection command generation unit A conduction possible period setting unit for setting a conduction possible period of a set of transistors selected based on the command of the above, and an equivalent voltage signal of the power supply voltage based on the power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit A voltage signal generation unit; and a regenerative operation command generation unit that generates a regenerative operation command by performing predetermined processing on the equivalent voltage signal generated by the equivalent voltage signal generation unit. Control for generating a control signal for controlling on / off of a selected transistor set by calculating the logical product of the conduction enable command from the conduction possible period setting unit and the regeneration operation command from the regeneration operation command generation unit The equivalent voltage signal generation unit generates a voltage value at the peak of the power supply voltage that is not affected by fluctuations in the power supply voltage as an equivalent voltage signal serving as a reference signal, and generates the regenerative operation command. The predetermined process in the unit is a selection process for selecting a period during which the regeneration operation command value is turned on by performing a regeneration threshold process before and after the peak time of the power supply voltage signal.

また、本発明の電力回生装置においては、導通可能指令のオン期間と回生動作指令のオン期間とが重なっている期間に対し、当該トランジスタの組をオンする信号を生成するようにされてなるものとされる。   In the power regeneration device of the present invention, a signal for turning on the transistor set is generated for a period in which the ON period of the conduction enable command and the ON period of the regeneration operation command overlap. It is said.

さらに、本発明の電力回生装置においては、単相コンバータの直流母線の一方に回生電力消費部が直列に配設されてなるのが好ましい。   Furthermore, in the power regeneration device of the present invention, it is preferable that a regenerative power consuming unit is arranged in series on one of the DC buses of the single-phase converter.

本発明によれば、制御の簡素化を図りながら、電力回生の効率向上がなされるという優れた効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain an excellent effect that the efficiency of power regeneration is improved while simplifying the control.

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。   Hereinafter, although the present invention is explained based on an embodiment, referring to an accompanying drawing, the present invention is not limited only to this embodiment.

実施形態1
図1に、本発明の実施形態1に係る電力回生方法を用いたコンバータ装置を示す。なお、実施形態1においては、電源電圧の絶対値信号に対して閾値処理をすることにより電力回生がなされるようにされている。
Embodiment 1
FIG. 1 shows a converter device using the power regeneration method according to Embodiment 1 of the present invention. In the first embodiment, power regeneration is performed by performing threshold processing on the absolute value signal of the power supply voltage.

コンバータ装置Kは、図示しないACモータの速度制御を行うインバータ装置(狭義のインバータ、つまり逆変換装置)に直流を供給するものであって、図1に示すように、入力端子I1,I2が単相交流電源Eに接続され、前記ACモータの力行時には電源Eからの入力交流を整流し、直流母線P,Nから出力端子O1,O2を介して出力する一方、電力回生時には回生エネルギを電源Eに帰還させる電力回生型コンバータとして構成されている。   The converter device K supplies direct current to an inverter device (inverted device in a narrow sense, that is, an inverse conversion device) that performs speed control of an AC motor (not shown). As shown in FIG. 1, the input terminals I1 and I2 have a single input terminal. The AC motor is connected to a phase AC power source E and rectifies the input AC from the power source E when the AC motor is powered, and outputs it from the DC buses P and N via the output terminals O1 and O2. It is configured as a power regenerative converter to be fed back to

コンバータ装置Kは、具体的には、入力交流を整流する整流部1と、出力直流を平滑化する平滑化部2と、電力回生時における回生電力を消費する回生電力消費部3と、交流電源Eの極性を判別する極性判別部4と、電源電圧Veを検出する電源電圧検出部5と、前記極性判別部4および電源電圧検出部5の出力に基づいて、整流部1における電力回生を制御する電力回生制御部6とを主要構成要素として備えてなるものとされる。   Specifically, the converter device K includes a rectifying unit 1 that rectifies input alternating current, a smoothing unit 2 that smoothes output direct current, a regenerative power consuming unit 3 that consumes regenerative power during power regeneration, and an AC power supply. Based on the outputs of the polarity discriminating unit 4 for discriminating the polarity of E, the power source voltage detecting unit 5 for detecting the power source voltage Ve, and the polarity discriminating unit 4 and the power source voltage detecting unit 5, the power regeneration in the rectifying unit 1 is controlled. It is assumed that the power regeneration control unit 6 is provided as a main component.

ここで、電力回生制御部6は、導通させるトランジスタQを選択するトランジスタ選択指令生成部11と、選択されたトランジスタQの導通可能期間を設定する導通可能期間設定部12と、基準信号としての電源電圧Veの絶対値信号を生成する電源電圧絶対値信号生成部13と、回生動作指令生成部14と、制御信号生成部15とを含む。なお、かかる各部を有する電力回生制御部6は、例えばマイコンに後述する各機能に対応させたプログラムを格納することにより実現される。   Here, the power regeneration control unit 6 includes a transistor selection command generation unit 11 that selects a transistor Q to be conducted, a conduction possible period setting unit 12 that sets a conduction possible period of the selected transistor Q, and a power source as a reference signal. A power supply voltage absolute value signal generation unit 13 that generates an absolute value signal of the voltage Ve, a regenerative operation command generation unit 14, and a control signal generation unit 15 are included. In addition, the electric power regeneration control part 6 which has such each part is implement | achieved by storing the program matched with each function mentioned later, for example in a microcomputer.

整流部1は、単相ブリッジ回路を構成する4個の整流素子(ダイオード)D1,D2,D3,D4のそれぞれに、回生電力帰還用のトランジスタQ1,Q2,Q3,Q4を逆並列に接続してなるものとされる。   The rectifying unit 1 connects regenerative power feedback transistors Q1, Q2, Q3, and Q4 in antiparallel to each of four rectifying elements (diodes) D1, D2, D3, and D4 that constitute a single-phase bridge circuit. It is supposed to be.

平滑化部2は、直流母線P,Nの一方に所定容量のコンデンサ21の一方の端子を接続し、コンデンサ21の他方の端子を他方の母線Nに接続して構成されており、出力電圧Vdcが基準電圧より高ければ充電状態となり、基準電圧より低ければ放電状態となる、というように、充放電を繰り返して出力電圧Vdcを平滑化するものとされる。   The smoothing unit 2 is configured by connecting one terminal of a capacitor 21 having a predetermined capacity to one of the DC buses P and N, and connecting the other terminal of the capacitor 21 to the other bus N, and the output voltage Vdc. If the voltage is higher than the reference voltage, the battery is charged, and if the voltage is lower than the reference voltage, the battery is discharged. The charge / discharge is repeated to smooth the output voltage Vdc.

回生電力消費部3は、コンデンサ21のプラス側の直流母線Pとの接続部21aと、整流部1の前記直流母線Pとの接続部1aとの間に、力行時に導通状態となり電力回生時にオフとなるスイッチとして機能するようダイオードD5を配設するとともに、これと並列に電力回生時に回生電力を消費する抵抗22を接続して構成されている。   The regenerative power consuming unit 3 is in a conductive state during power running between the connection portion 21a of the capacitor 21 connected to the positive DC bus P and the connection portion 1a of the rectifying unit 1 to the DC bus P, and is turned off during power regeneration. The diode D5 is disposed so as to function as a switch, and a resistor 22 that consumes regenerative power during power regeneration is connected in parallel with the diode D5.

極性判別部4は、図2(a)に示すように変化する電源電圧Veの極性を判別し、その判別結果を示す信号を電力回生制御部6のトランジスタ選択指令生成部11および電源電圧絶対値演算部13に出力する。   The polarity discriminating unit 4 discriminates the polarity of the power supply voltage Ve that changes as shown in FIG. 2A, and sends a signal indicating the discrimination result to the transistor selection command generating unit 11 of the power regeneration control unit 6 and the absolute value of the power source voltage. The result is output to the calculation unit 13.

トランジスタ選択指令生成部11は、電源電圧Veの極性に応じて、電力回生時に、電源Eのプラス側にコンデンサ21に充電された正電荷が流れ、電源Eの負極側にコンデンサ21に充電された負電荷が流れるように、トランジスタQ1〜Q4の各組(トランジスタQ1,Q4とトランジスタQ2,Q3の各組)から、導通させる組を選択する信号を生成し、導通可能期間設定部12に出力する。例えば、図1に示す例では、電源電圧Veがプラスであれば、トランジスタQ1,Q4の組が選択される一方、電源電圧Veがマイナスであれば、トランジスタQ2,Q3の組が選択される。   According to the polarity of the power supply voltage Ve, the transistor selection command generation unit 11 causes the positive charge charged in the capacitor 21 to flow on the positive side of the power source E and the capacitor 21 to be charged on the negative side of the power source E during power regeneration. A signal for selecting a set to be conducted is generated from each set of the transistors Q1 to Q4 (each set of the transistors Q1 and Q4 and the transistors Q2 and Q3) so that a negative charge flows, and is output to the conduction possible period setting unit 12 . For example, in the example shown in FIG. 1, if the power supply voltage Ve is positive, the pair of transistors Q1 and Q4 is selected, while if the power supply voltage Ve is negative, the pair of transistors Q2 and Q3 is selected.

導通可能期間設定部12は、極性判別部4により判別された極性に応じて選択されたトランジスタの組の導通可能期間を設定する。例えば、電源電圧Veがプラスの期間がトランジスタQ1,Q4の組の導通可能期間とされる一方、電源電圧Veがマイナスの期間がトランジスタQ2,Q3の組の導通可能期間とされる(図2(c),(d)参照)。この設定された導通可能期間は、導通可能期間指令31として制御信号生成部15に出力される。   The conduction possible period setting unit 12 sets a conduction possible period of a set of transistors selected according to the polarity determined by the polarity determination unit 4. For example, a period in which the power supply voltage Ve is positive is set as a conduction enabling period for the pair of transistors Q1 and Q4, while a period in which the power supply voltage Ve is negative is set as a conduction enabling period for the pair of transistors Q2 and Q3 (FIG. 2 ( c) and (d)). The set conduction possible period is output to the control signal generation unit 15 as a conduction possible period command 31.

なお、トランジスタ選択指令生成部11と導通可能期間設定部12は、一体化されて単にトランジスタ選択指令生成部11とされてもよい。   In addition, the transistor selection command generation unit 11 and the conduction possible period setting unit 12 may be integrated into the transistor selection command generation unit 11.

電源電圧絶対値信号生成部13は、極性判別部4および電源電圧検出部5からの入力に基づいて、図2(b)に示すように、電源電圧Veの絶対値Veaを表す信号を生成する。   The power supply voltage absolute value signal generation unit 13 generates a signal representing the absolute value Vea of the power supply voltage Ve as shown in FIG. 2B based on the inputs from the polarity determination unit 4 and the power supply voltage detection unit 5. .

回生動作指令生成部14は、電源電圧絶対値信号生成部13により算出された電源電圧絶対値Vea信号に対して回生しきい値Vrにより閾値処理し、電源電圧絶対値Veaが回生しきい値Vrよりも高くなったときに、図2(e)に示すような回生動作指令32を出力するものとされる。   The regenerative operation command generation unit 14 performs threshold processing on the power supply voltage absolute value Vea signal calculated by the power supply voltage absolute value signal generation unit 13 using the regenerative threshold Vr, and the power supply voltage absolute value Vea becomes the regenerative threshold Vr. When it becomes higher than this, a regenerative operation command 32 as shown in FIG.

なお、この回生しきい値Vrは、負荷変動に合わせて任意の値に設定することが可能である。ここで、負荷変動は、出力電圧Vdcから求められるのが通常であるが、実施形態1では出力電圧Vdcを計測しないものとし、下記手順1〜3により求めるものとされる。これにより、出力電圧Vdcの計測機構の省略が可能となり、装置のより一層の小型化およびコストダウンが図られる。   The regeneration threshold value Vr can be set to an arbitrary value according to the load fluctuation. Here, the load fluctuation is usually obtained from the output voltage Vdc, but in the first embodiment, the output voltage Vdc is not measured, and is obtained by the following procedures 1 to 3. As a result, the measurement mechanism for the output voltage Vdc can be omitted, and the device can be further reduced in size and cost.

手順1:回生時に回生電力によって直流電圧Vdcが上昇する上昇率を予め測定もしくは算定しておく。   Procedure 1: The rate of increase in DC voltage Vdc due to regenerative power during regeneration is measured or calculated in advance.

手順2:前記手順1で測定もしくは算定された上昇率を考慮して、出力電圧Vdcが回路定格をオーバーしないように回生動作が作動する条件を算定する。このような条件は、具体的には、負荷の条件例えばモータの動作パターンなどに応じて実験などに基づいて算定される。   Procedure 2: In consideration of the rate of increase measured or calculated in Procedure 1, the conditions under which the regenerative operation operates are calculated so that the output voltage Vdc does not exceed the circuit rating. Specifically, such a condition is calculated based on an experiment or the like according to a load condition such as a motor operation pattern.

手順3:前記手順2で算定された条件にしたがって回生しきい値Vrを設定する。   Procedure 3: The regeneration threshold value Vr is set according to the conditions calculated in the procedure 2.

また、回生動作指令生成部14にて生成された回生動作指令32は、導通可能期間設定部12からの導通可能期間指令31(図2(c)、(d)参照)とともに制御信号生成部15に入力される。   Further, the regenerative operation command 32 generated by the regenerative operation command generation unit 14 includes the control signal generation unit 15 together with the conduction possible period command 31 from the conduction possible period setting unit 12 (see FIGS. 2C and 2D). Is input.

制御信号生成部15は、導通可能期間指令31と回生動作指令32との論理積をとり、つまり両指令のオン信号が重なっている個所を抽出し、図2(f)、(g)に示すように、各導通可能期間においてトランジスタのQ1,Q4の組とトランジスタQ2,Q3の組を実際にオンにする制御信号33を生成する。   The control signal generation unit 15 calculates the logical product of the conduction possible period command 31 and the regenerative operation command 32, that is, extracts a portion where the ON signals of both commands overlap each other, as shown in FIGS. 2 (f) and 2 (g). Thus, the control signal 33 that actually turns on the pair of the transistors Q1 and Q4 and the pair of the transistors Q2 and Q3 is generated in each conduction possible period.

これらの制御信号33はトランジスタQ1,Q4の組とトランジスタQ2,Q3の組とに供給されて、トランジスタQ1,Q4の組とトランジスタQ2,Q3の組とを所定期間オンとし、これにより電力回生がなされる。   These control signals 33 are supplied to the pair of transistors Q1 and Q4 and the pair of transistors Q2 and Q3, and the pair of transistors Q1 and Q4 and the pair of transistors Q2 and Q3 are turned on for a predetermined period. Made.

この電力回生により回生電流がトランジスタQ1,Q2,Q3,Q4に流れ込むが、この回生電流は回生電力消費部3の抵抗22を介して電源側に帰還するので、トランジスタQ1,Q2,Q3,Q4における回生電流の突入が抑制される。そのため、トランジスタQ1,Q2,Q3,Q4の容量を小さくできてトランジスタQ1,Q2,Q3,Q4の小型化が図られる。また、この抵抗22により直流回路電圧の急峻な変化も抑制される。   Due to this power regeneration, a regenerative current flows into the transistors Q1, Q2, Q3, and Q4. Since this regenerative current is fed back to the power source via the resistor 22 of the regenerative power consuming unit 3, the regenerative current in the transistors Q1, Q2, Q3, and Q4 Inrush of regenerative current is suppressed. Therefore, the capacity of the transistors Q1, Q2, Q3, and Q4 can be reduced, and the transistors Q1, Q2, Q3, and Q4 can be downsized. The resistor 22 also suppresses a steep change in the DC circuit voltage.

ただし、回生電流は抵抗22を介して電源側に帰還するので、その際回生エネルギの一部は熱エネルギとして放出されることになる。しかしながら、抵抗22両端子間の電位差は端子間電圧、つまり出力電圧Vdcに比して非常に小さいので、抵抗22を低抵抗のものとできて同抵抗22で消費される回生エネルギは、図7に示す抵抗104で消費される回生エネルギよりはるかに少なくてすむことになる。つまり、抵抗22の小型化が図られ、かつ回生エネルギの損失が非常に低減されることになる。   However, since the regenerative current returns to the power supply side via the resistor 22, at this time, a part of the regenerative energy is released as heat energy. However, since the potential difference between both terminals of the resistor 22 is very small compared to the voltage between the terminals, that is, the output voltage Vdc, the regenerative energy consumed by the resistor 22 can be reduced by making the resistor 22 low resistance. The regenerative energy consumed by the resistor 104 shown in FIG. That is, the size of the resistor 22 can be reduced, and the loss of regenerative energy can be greatly reduced.

次に、かかる構成とされているコンバータ装置Kによる電力回生について説明する。   Next, power regeneration by the converter device K having such a configuration will be described.

手順11:電源Eの極性を判別する。   Step 11: Determine the polarity of the power source E.

手順12:電源電圧Veの絶対値Veaを算出する。   Procedure 12: The absolute value Vea of the power supply voltage Ve is calculated.

手順13:判別された電源Eの極性に応じて導通させるトランジスタQ,Qの組を選択する。   Procedure 13: A pair of transistors Q and Q to be conducted is selected according to the determined polarity of the power supply E.

手順14:選択されたトランジスタQ,Qの組(つまり、Q1,Q4の組とQ2,Q3の組)の導通可能期間指令31を生成する(図2(c),(d)参照)。   Step 14: The conduction possible period command 31 for the selected pair of transistors Q and Q (that is, the pair of Q1 and Q4 and the pair of Q2 and Q3) is generated (see FIGS. 2C and 2D).

手順15:電源電圧絶対値Veaが回生しきい値Vrを超えているか否か判定し、超えていれば手順16に移行する一方、超えていなければ本手順を繰り返す。   Procedure 15: It is determined whether or not the power supply voltage absolute value Vea exceeds the regenerative threshold value Vr. If it exceeds, the process proceeds to Procedure 16, while if not, this procedure is repeated.

手順16:回生動作指令32を生成する。つまり、閾値を超えている期間を回生動作指令のオン期間とする(図2(e)参照)。   Procedure 16: A regenerative operation command 32 is generated. That is, the period exceeding the threshold is set as the ON period of the regenerative operation command (see FIG. 2 (e)).

手順17:導通可能期間指令31と回生動作指令32との論理積を演算する。つまり、導通可能期間指令31のオン期間と回生動作指令32のオン期間とが重なっている期間を検出する。   Procedure 17: The logical product of the conduction possible period command 31 and the regenerative operation command 32 is calculated. That is, a period in which the ON period of the conduction possible period command 31 and the ON period of the regenerative operation command 32 overlap is detected.

手順18:前記演算結果に基づいて、制御信号33を生成する。つまり、導通可能期間と回生動作指令のオン期間とが重なっている期間に対し、当該トランジスタQ,Qの組をオンする信号を生成する。(図2(f),(g)参照)
手順19:前記制御信号33により該当するトランジスタQ,Qの組をオンして電力回生を所定期間実行する。
Procedure 18: A control signal 33 is generated based on the calculation result. That is, a signal for turning on the pair of the transistors Q and Q is generated for a period in which the conduction possible period and the on period of the regenerative operation command overlap. (See Fig. 2 (f) and (g))
Procedure 19: The corresponding transistor Q, Q is turned on by the control signal 33 and power regeneration is executed for a predetermined period.

このように、実施形態1によれば、検出部の構成の簡素化を図りながら、電力回生における回生効率の向上が図られる。また、トランジスタQの小型化および抵抗22の小型化が図られるので、装置の小型化および低コスト化が図られる。   As described above, according to the first embodiment, it is possible to improve the regeneration efficiency in the power regeneration while simplifying the configuration of the detection unit. Further, since the transistor Q and the resistor 22 can be reduced in size, the device can be reduced in size and cost.

実施形態2
本発明の実施形態2は、実施形態1を改変してなるものであり、電源電圧Veの変化率dVe(図6参照)に基づき回生動作指令を生成するものである。つまり、基準信号として正規化変化率信号を用い、それに対して選択処理をして電力回生がなされている。
Embodiment 2
The second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment, and generates a regenerative operation command based on the rate of change dVe of the power supply voltage Ve (see FIG. 6). That is, the normalized change rate signal is used as the reference signal, and power regeneration is performed by performing selection processing on the signal.

図3に示すように、実施形態2のコンバータ装置K1は、電力回生制御部6Aが、実施形態1の電源電圧絶対値信号生成部13に代えて電源電圧変化率信号生成部41を含んでなるものとされる。ここで、コンバータ装置K1の極性判別部4Aは、その判別結果を表す信号をトランジスタ選択指令生成部11にのみ出力するものとされる。   As shown in FIG. 3, in the converter device K1 of the second embodiment, the power regeneration control unit 6A includes a power supply voltage change rate signal generation unit 41 instead of the power supply voltage absolute value signal generation unit 13 of the first embodiment. It is supposed to be. Here, the polarity determination unit 4A of the converter device K1 outputs a signal representing the determination result only to the transistor selection command generation unit 11.

電源電圧変化率信号生成部41は、電源電圧検出部5により検出された電源電圧Veの変化率dVeを演算し、演算された電源電圧変化率dVeを電源電圧Veの波高値Vemにより除して正規化し、その正規化値(以下、正規化変化率という)を回生動作指令生成部14Aに出力するものとされる。   The power supply voltage change rate signal generation unit 41 calculates the change rate dVe of the power supply voltage Ve detected by the power supply voltage detection unit 5, and divides the calculated power supply voltage change rate dVe by the peak value Vem of the power supply voltage Ve. The normalized value (hereinafter referred to as normalized change rate) is output to the regenerative operation command generation unit 14A.

回生動作指令生成部14Aは、入力された前記正規化変化率に対して所定の選択処理をして回生動作指令32Aを生成し、制御信号生成部15Aに出力する。   The regenerative operation command generation unit 14A generates a regenerative operation command 32A by performing a predetermined selection process on the input normalized change rate, and outputs the regenerative operation command 32A to the control signal generation unit 15A.

以下、回生動作指令生成部14Aの動作についてより詳細に説明する。   Hereinafter, the operation of the regenerative operation command generation unit 14A will be described in more detail.

図5に示すように、電源電圧Veの変動により、その波高値Vemが本来の値V1から、例えば回生しきい値Vrよりも低い所定値V2に低下した場合には、電源電圧Veが回生しきい値Vrを上回ることがなく、その結果、実施形態1のコンバータ装置Kでは回生動作指令が所望の期間に出力されなくなる。また逆に、波高値Vemが本来の値V1よりも上昇した場合(不図示である)には、回生動作指令を出力する期間は所望の期間よりも長くなる。そして、このような状態の継続は、システムの異常につながる。   As shown in FIG. 5, when the peak value Vem drops from the original value V1 to, for example, a predetermined value V2 lower than the regeneration threshold value Vr due to fluctuations in the power supply voltage Ve, the power supply voltage Ve is regenerated. As a result, the regenerative operation command is not output in a desired period in the converter device K of the first embodiment. Conversely, when the peak value Vem rises higher than the original value V1 (not shown), the period for outputting the regenerative operation command is longer than the desired period. And the continuation of such a state leads to a system abnormality.

そこで、電源電圧Ve(波高値Vem)の変動に拘わらず適切に回生動作指令が出力されるように、回生動作指令生成部14Aは、電源電圧Veの正規化変化率が所定範囲の値であるか否かに応じて回生動作指令32Aをオンにするか否かを判定するものとされる。   Therefore, the regenerative operation command generation unit 14A has a normalized change rate of the power supply voltage Ve within a predetermined range so that the regenerative operation command is appropriately output regardless of fluctuations in the power supply voltage Ve (peak value Vem). Whether or not to turn on the regenerative operation command 32A is determined according to whether or not it is.

すなわち、図6に示すように、電源電圧Veは、その波高値Vemを用いて下記式1のように表される。   That is, as shown in FIG. 6, the power supply voltage Ve is expressed by the following equation 1 using the peak value Vem.

Ve=Vem・sinθ (1)
このとき、その変化率dVeは下記式2で表される。
Ve = Vem · sinθ (1)
At this time, the rate of change dVe is expressed by the following equation 2.

dVe=Vem・cosθ (2)
ここで、前記式2のcosθ(正規化変化率:dVe値をVem値で除した値)は、電源電圧Ve(波高値Vem)の変動による影響を受けないので、正規化変化率(つまりcosθ)がゼロクロス前後の所定範囲(図6参照)にあるか否かを判定することによって、電源電圧Veの変動に拘わらず適切に回生動作を行えるように制御することが可能となる。
dVe = Vem · cosθ (2)
Here, cosθ (normalized change rate: a value obtained by dividing the dVe value by the Vem value) in the above-described formula 2 is not affected by fluctuations in the power supply voltage Ve (crest value Vem). ) Is within a predetermined range before and after the zero crossing (see FIG. 6), it is possible to perform control so that the regenerative operation can be performed appropriately regardless of fluctuations in the power supply voltage Ve.

ただし、αは、0<α<1の数であり、実施形態1の回生しきい値Vrと同様にして設定される正規化変化率(つまりcosθ)についての判定値、つまり相当回生しきい値である。   However, α is a number of 0 <α <1, and is a determination value for a normalized change rate (that is, cos θ) set in the same manner as the regeneration threshold value Vr of the first embodiment, that is, an equivalent regeneration threshold value. It is.

このように、実施形態2では、電源電圧の変動に拘わらず適正な電力回生がなされるという実施形態1では得られない効果も得られる。   As described above, in the second embodiment, an effect that cannot be obtained in the first embodiment in which proper power regeneration is performed regardless of fluctuations in the power supply voltage can be obtained.

実施形態3
本発明の実施形態3は、実施形態1を改変してなるものであり、電源電圧Veのピーク時を基準にして回生動作指令を生成するものである。つまり、基準信号として相当電圧信号を用い、それに対して選択処理をして電力回生がなされている。
Embodiment 3
The third embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment, and generates a regenerative operation command based on the peak time of the power supply voltage Ve. In other words, the equivalent voltage signal is used as the reference signal, and the power is regenerated by performing selection processing on the corresponding voltage signal.

図4に示すように、実施形態3のコンバータ装置K2は、電力回生制御部6Bが、実施形態1の電源電圧絶対値信号生成部13に代えて相当電圧信号生成部42を含んでなるものとされる。ここで、コンバータ装置K2の極性判別部4Bは、その判別結果を表す信号をトランジスタ選択指令生成部11にのみ出力するものとされる。   As shown in FIG. 4, in the converter device K2 of the third embodiment, the power regeneration control unit 6B includes an equivalent voltage signal generation unit 42 instead of the power supply voltage absolute value signal generation unit 13 of the first embodiment. Is done. Here, the polarity determination unit 4B of the converter device K2 outputs a signal representing the determination result only to the transistor selection command generation unit 11.

相当電圧信号生成部42は、電源電圧検出部5により検出される電源電圧Veの相当電圧信号を生成し、生成された相当電圧信号を回生動作指令生成部14Bに出力するものとされる。   The equivalent voltage signal generator 42 generates an equivalent voltage signal of the power supply voltage Ve detected by the power supply voltage detector 5 and outputs the generated equivalent voltage signal to the regenerative operation command generator 14B.

回生動作指令生成部14Bは、入力された相当電圧信号のピーク時θmaxを検出し、その前後の所定期間2Δθについて回生動作指令32Bを生成し、制御信号生成部15Bに出力する。   The regenerative operation command generation unit 14B detects the peak time θmax of the input equivalent voltage signal, generates a regenerative operation command 32B for a predetermined period 2Δθ before and after that, and outputs the regenerative operation command 32B to the control signal generation unit 15B.

例えば、図6に示すように、電源電圧Veつまり相当電圧のピーク時θmaxが、90度であるとすれば、その前後の所定期間2Δθを回生動作指令生成部14Bが回生動作指令32Bをオンにするものとされる。   For example, as shown in FIG. 6, if the power supply voltage Ve, that is, the peak time θmax of the equivalent voltage is 90 degrees, the regenerative operation command generator 14B turns on the regenerative operation command 32B for a predetermined period 2Δθ before and after that. It is supposed to be.

この場合、電源電圧Veつまり相当電圧のピーク時θmaxは、電源電圧Ve(波高値Vem)の変動による影響を受けないので、ピーク時θmaxの前後の所定期間2Δθを選択することによって、電源電圧Veの変動に拘わらず適切に回生動作を行えるように制御することが可能となる。   In this case, since the power supply voltage Ve, that is, the peak time θmax of the equivalent voltage is not affected by the fluctuation of the power supply voltage Ve (peak value Vem), the power supply voltage Ve is selected by selecting a predetermined period 2Δθ before and after the peak time θmax. It is possible to perform control so that the regenerative operation can be appropriately performed regardless of the fluctuations in.

ただし、Δθは、0<Δθ<90°の範囲であり、実施形態1の回生しきい値Vrと同様にして設定される相当電圧のピーク時θmaxについて判定値、つまり相当回生しきい値である。   However, Δθ is in the range of 0 <Δθ <90 °, and is a determination value for the peak time θmax of the equivalent voltage set in the same manner as the regeneration threshold value Vr of the first embodiment, that is, the equivalent regeneration threshold value. .

このように、実施形態3では、電源電圧の変動に拘わらず適正な電力回生がなされるという実施形態1では得られない効果も得られる。   As described above, in the third embodiment, an effect that cannot be obtained in the first embodiment in which proper power regeneration is performed regardless of fluctuations in the power supply voltage can be obtained.

本発明は電力回生がなされているコンバータ装置に適用してその効率の向上および小型化が図られる。   The present invention is applied to a converter device in which power regeneration is performed, and the efficiency is improved and the size is reduced.

本発明の実施形態1に係る電力回生方法に用いられるコンバータ装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the converter apparatus used for the electric power regeneration method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 同装置の電力回生制御部による電力回生時の制御内容を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the control contents at the time of electric power regeneration by the electric power regeneration control part of the device. 本発明の実施形態2に係る電力回生方法に用いられるコンバータ装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the converter apparatus used for the electric power regeneration method which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3に係る電力回生方法に用いられるコンバータ装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the converter apparatus used for the electric power regeneration method which concerns on Embodiment 3 of this invention. 電源電圧変動の回生動作に及ぼす影響を示すグラフ図である。It is a graph which shows the influence which it has on the regeneration operation | movement of a power supply voltage fluctuation | variation. 実施形態2および実施形態3の回生動作の原理を示すグラフ図である。It is a graph which shows the principle of the regeneration operation | movement of Embodiment 2 and Embodiment 3. FIG. 従来のコンバータ装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional converter apparatus. 従来のPWMコンバータ装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional PWM converter apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

K コンバータ装置
D ダイオード
Q トランジスタ
E 交流電源
1 整流部
2 平滑部
3 回生電力消費部
4 極性判別部
5 電源電圧検出部
6 電力回生制御部
11 トランジスタ選択指令生成部
12 導通可能期間設定部
13 電源電圧絶対値信号生成部
14 回生動作指令生成部
15 制御信号生成部
41 電源電圧変化率信号生成部
42 相当電圧信号生成部
K converter device D diode Q transistor E AC power supply 1 rectifying unit 2 smoothing unit 3 regenerative power consuming unit 4 polarity discriminating unit 5 power supply voltage detecting unit 6 power regeneration control unit 11 transistor selection command generating unit 12 conduction possible period setting unit 13 power supply voltage Absolute value signal generator 14 Regenerative operation command generator 15 Control signal generator 41 Power supply voltage change rate signal generator 42 Equivalent voltage signal generator

Claims (9)

回生トランジスタを有する単相コンバータの電力回生方法であって、
電源電圧を検出する手順と、
電源電圧からその極性を判別する手順と、
前記極性に基づいて導通させるトランジスタの組を選択する手順と、
選択されたトランジスタの組の導通可能指令を生成する手順と、
電源電圧から回生動作指令を生成するための基準信号を生成する手順と、
前記基準信号に対して所定の処理をなして回生動作指令を生成する手順と、
前記導通可能指令と前記回生動作指令との論理積を生成する手順と、
前記論理積に基づいて選択されたトランジスタの組をオン・オフする制御信号を生成する手順
とを含み、
前記基準信号を生成する手順において、電源電圧の変化率を演算し、得られた電源電圧の変化率を電源電圧の波高値で除して正規化して基準信号を生成し、
前記回生動作指令を生成する手順における所定の処理は、前記正規化された変化率信号のゼロクロス前後を相当しきい値処理して回生動作指令値をオンとする範囲を選択する選択処理とされる
ことを特徴とする電力回生方法。
A power regeneration method for a single-phase converter having a regeneration transistor,
A procedure for detecting the power supply voltage;
The procedure for determining the polarity from the power supply voltage,
Selecting a set of transistors to conduct based on the polarity;
Generating a conduction enable command for a selected set of transistors;
A procedure for generating a reference signal for generating a regenerative operation command from a power supply voltage;
A procedure for generating a regenerative operation command by performing predetermined processing on the reference signal;
A procedure for generating a logical product of the continuity enable command and the regenerative operation command;
Generating a control signal for turning on and off a set of transistors selected based on the AND,
In the procedure for generating the reference signal, the rate of change of the power supply voltage is calculated, the obtained rate of change of the power supply voltage is divided by the peak value of the power supply voltage, and the reference signal is generated by normalization.
The predetermined process in the procedure for generating the regenerative operation command is a selection process for selecting a range in which the regenerative operation command value is turned on by performing a corresponding threshold process before and after the zero crossing of the normalized change rate signal. A power regeneration method characterized by that.
回生トランジスタを有する単相コンバータの電力回生方法であって、
電源電圧を検出する手順と、
電源電圧からその極性を判別する手順と、
前記極性に基づいて導通させるトランジスタの組を選択する手順と、
選択されたトランジスタの組の導通可能指令を生成する手順と、
電源電圧から回生動作指令を生成するための基準信号を生成する手順と、
前記基準信号に対して所定の処理をなして回生動作指令を生成する手順と、
前記導通可能指令と前記回生動作指令との論理積を生成する手順と、
前記論理積に基づいて選択されたトランジスタの組をオン・オフする制御信号を生成する手順
とを含み、
前記基準信号を生成する手順において、電源電圧の変動による影響を受けない電源電圧のピーク時における電圧値を基準信号となる相当電圧信号として生成し、
前記回生動作指令を生成する手順における所定の処理は、電源電圧信号のピーク時の前後を回生しきい値処理して回生動作指令値をオンとする期間を選択する選択処理とされる
ことを特徴とする電力回生方法。
A power regeneration method for a single-phase converter having a regeneration transistor,
A procedure for detecting the power supply voltage;
The procedure for determining the polarity from the power supply voltage,
Selecting a set of transistors to conduct based on the polarity;
Generating a conduction enable command for a selected set of transistors;
A procedure for generating a reference signal for generating a regenerative operation command from a power supply voltage;
A procedure for generating a regenerative operation command by performing predetermined processing on the reference signal;
A procedure for generating a logical product of the continuity enable command and the regenerative operation command;
Generating a control signal for turning on and off a set of transistors selected based on the AND,
In the procedure of generating the reference signal, the voltage value at the peak of the power supply voltage that is not affected by the fluctuation of the power supply voltage is generated as an equivalent voltage signal that becomes the reference signal,
The predetermined process in the procedure for generating the regenerative operation command is a selection process for selecting a period during which the regenerative operation command value is turned on by performing a regenerative threshold process before and after the peak of the power supply voltage signal. Power regeneration method.
導通可能指令のオン期間と回生動作指令のオン期間とが重なっている期間に対し、当該トランジスタの組をオンする信号を生成することを特徴とする請求項1または2記載の電力回生方法。 3. The power regeneration method according to claim 1, wherein a signal for turning on the set of the transistors is generated for a period in which the ON period of the conduction enable command and the ON period of the regenerative operation command overlap. 前記所定範囲を負荷変動に応じて変更することを特徴とする請求項1記載の電力回生方法。 The power regeneration method according to claim 1, wherein the predetermined range is changed according to a load fluctuation. 前記所定期間を負荷変動に応じて変更することを特徴とする請求項2記載の電力回生方法。 The power regeneration method according to claim 2, wherein the predetermined period is changed according to load fluctuation. 回生トランジスタを有する単相コンバータの電力回生装置であって、
電源の極性を判別する極性判別部と、電源電圧を検出する電源電圧検出部と、電力回生制御部とを備え、
前記電力回生制御部が、極性判別部により判別された電源の極性に基づいてトランジスタの組を選択する指令を生成するトランジスタ選択指令生成部と、該トランジスタ選択指令生成部からの指令に基づいて選択されたトランジスタの組の導通可能期間を設定する導通可能期間設定部と、前記電源電圧検出部により検出された電源電圧に基づいて、電源電圧の正規化変化率信号を生成する電源電圧正規化変化率信号生成部と、該電源電圧正規化変化率信号生成部により生成された正規化変化率信号に対して所定の処理をして回生動作指令を生成する回生動作指令生成部と、前記導通可能期間設定部からの導通可能指令と、回生動作指令生成部からの回生動作指令との論理積を演算して選択されたトランジスタの組のオン・オフを制御する制御信号を生成する制御信号生成部とを有し、
前記電源電圧正規化変化率信号生成部は、電源電圧の変化率を演算し、得られた電源電圧の変化率を波高値で除して正規化して基準信号を生成し、
前記回生動作指令生成部における所定の処理は、前記正規化された変化率信号のゼロクロス前後を相当しきい値処理して回生動作指令値をオンとする範囲を選択する選択処理とされる
ことを特徴とする電力回生装置。
A power regeneration device for a single-phase converter having a regeneration transistor,
A polarity determination unit for determining the polarity of the power supply, a power supply voltage detection unit for detecting a power supply voltage, and a power regeneration control unit,
The power regeneration control unit generates a command for selecting a set of transistors based on the polarity of the power source determined by the polarity determination unit, and is selected based on the command from the transistor selection command generation unit A conduction period setting unit that sets a conduction period of the set of transistors, and a power supply voltage normalization change that generates a power supply voltage normalized change rate signal based on the power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit A rate signal generation unit, a regenerative operation command generation unit that generates a regenerative operation command by performing predetermined processing on the normalized change rate signal generated by the power supply voltage normalized change rate signal generation unit, and the continuity is possible Control that controls on / off of the selected transistor set by calculating the logical product of the conduction enable command from the period setting unit and the regenerative operation command from the regenerative operation command generation unit And a control signal generator for generating a No.,
The power supply voltage normalized change rate signal generation unit calculates a change rate of the power supply voltage, divides the obtained change rate of the power supply voltage by the peak value, generates a reference signal,
The predetermined process in the regenerative operation command generation unit is a selection process for selecting a range in which the regenerative operation command value is turned on by performing a corresponding threshold process before and after the zero crossing of the normalized change rate signal. A featured power regeneration device.
回生トランジスタを有する単相コンバータの電力回生装置であって、
電源の極性を判別する極性判別部と、電源電圧を検出する電源電圧検出部と、電力回生制御部とを備え、
電力回生制御部が、極性判別部により判別された電源の極性に基づいてトランジスタの組を選択する指令を生成するトランジスタ選択指令生成部と、該トランジスタ選択指令生成部からの指令に基づいて選択されたトランジスタの組の導通可能期間を設定する導通可能期間設定部と、前記電源電圧検出部により検出された電源電圧に基づいて、電源電圧の相当電圧信号を生成する相当電圧信号生成部と、該相当電圧信号生成部により生成された相当電圧信号に対して所定の処理をして回生動作指令を生成する回生動作指令生成部と、前記導通可能期間設定部からの導通可能指令と、回生動作指令生成部からの回生動作指令との論理積を演算して選択されたトランジスタの組のオン・オフを制御する制御信号を生成する制御信号生成部とを有し、
前記相当電圧信号生成部は、電源電圧の変動による影響を受けない電源電圧のピーク時における電圧値を基準信号となる相当電圧信号として生成し、
前記回生動作指令生成部における所定の処理は、電源電圧信号のピーク時の前後を回生しきい値処理して回生動作指令値をオンとする期間を選択する選択処理とされる
ことを特徴とする電力回生装置。
A power regeneration device for a single-phase converter having a regeneration transistor,
A polarity determination unit for determining the polarity of the power supply, a power supply voltage detection unit for detecting a power supply voltage, and a power regeneration control unit,
The power regeneration control unit is selected based on a command from the transistor selection command generation unit, a transistor selection command generation unit that generates a command for selecting a transistor set based on the polarity of the power source determined by the polarity determination unit A conduction enable period setting unit that sets a conduction possible period of the set of transistors, an equivalent voltage signal generation unit that generates an equivalent voltage signal of a power supply voltage based on the power supply voltage detected by the power supply voltage detection unit, and A regenerative operation command generation unit that generates a regenerative operation command by performing predetermined processing on the equivalent voltage signal generated by the equivalent voltage signal generation unit, a conduction enable command from the conduction possible period setting unit, and a regenerative operation command A control signal generation unit that generates a control signal for controlling on / off of a selected transistor set by calculating a logical product with a regenerative operation command from the generation unit;
The equivalent voltage signal generation unit generates a voltage value at the peak of the power supply voltage that is not affected by fluctuations in the power supply voltage as an equivalent voltage signal serving as a reference signal,
The predetermined process in the regenerative operation command generation unit is a selection process for selecting a period during which the regenerative operation command value is turned on by performing a regenerative threshold process before and after the peak of the power supply voltage signal. Power regeneration device.
導通可能指令のオン期間と回生動作指令のオン期間とが重なっている期間に対し、当該トランジスタの組をオンする信号を生成するようにされてなることを特徴とする請求項6または7記載の電力回生装置。 8. The signal for turning on the transistor set is generated for a period in which the ON period of the conduction enable command and the ON period of the regenerative operation command overlap. Power regeneration device. 単相コンバータの直流母線の一方に回生電力消費部が直列に配設されてなることを特徴とする請求項6または7記載の電力回生装置。 The power regeneration device according to claim 6 or 7, wherein a regenerative power consuming unit is arranged in series on one of the DC buses of the single-phase converter.
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