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JPH10304668A - Pwmコンバータ装置 - Google Patents

Pwmコンバータ装置

Info

Publication number
JPH10304668A
JPH10304668A JP9105707A JP10570797A JPH10304668A JP H10304668 A JPH10304668 A JP H10304668A JP 9105707 A JP9105707 A JP 9105707A JP 10570797 A JP10570797 A JP 10570797A JP H10304668 A JPH10304668 A JP H10304668A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
smoothing capacitor
pwm converter
pwm
converter
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.)
Pending
Application number
JP9105707A
Other languages
English (en)
Inventor
Sadao Hokari
定夫 保苅
Nobuyoshi Muto
信義 武藤
Naoto Onuma
大沼  直人
Shunsuke Mitsune
三根  俊介
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 JP9105707A priority Critical patent/JPH10304668A/ja
Publication of JPH10304668A publication Critical patent/JPH10304668A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】PWMコンバータ起動時で、過大電流によるP
WMコンバータを構成する自己消弧素子の破損、あるい
は、過大電圧の印加による平滑コンデンサや装置の破
損、あるいは、過電流・過電圧検出による装置の停止を
防止する。 【解決手段】交流リアクトル3を介して交流電源1に接
続されたPWMコンバータ3と、その直流側に接続され
た平滑コンデンサ4と、その電圧を電圧源とする負荷装
置5と、平滑コンデンサの電圧が直流電圧指令値に基づ
く電圧になるようにPWMコンバータ3の入力電流を制
御するPWMコンバータ装置において、平滑コンデンサ
への充電電流を指示する手段14を有し、起動時にその
充電電流指令Ic *に基づいて平滑コンデンサの電圧を直
流電圧指令Ed *に指示された設定電圧まで、昇圧するよ
うにPWMコンバータを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はPWMコンバータ装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】交流電力を直流電力に変換する装置の一
つとして電源回生機能を持つPWMコンバータ装置が提
案されている。このPWMコンバータ装置は、その直流
側に接続される平滑コンデンサの電圧が予め指示された
設定値になるように、PWMコンバータの入力電流を制
御する装置である。
【0003】このPWMコンバータ装置として、特開平
3−190594 号公報には、平滑コンデンサ電圧を指示する
直流電圧指令値(設定値)と検出値の偏差に基づいて、
この偏差が零となるように比例積分補償器構成の電圧制
御手段により発せられる電流指令に基づいて起動から停
止までPWMコンバータを制御することが開示されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のPWMコンバー
タ装置の電圧制御手段には電源電圧のピーク値に充電さ
れた平滑コンデンサの電圧検出値と、電源電圧のピーク
値より高い値に定められた直流電圧指令が入力されてい
る。
【0005】この状態で、PWMコンバータを起動する
と、電圧制御手段に基づく直流電圧の指令値(設定値)
と平滑コンデンサ電圧の検出値との偏差が大きいため、
出力される電流指令は非常に大きな値となる。
【0006】このような電流指令で制御されるとPWM
コンバータを構成する自己消弧素子には電流定格を上回
る過大な電流が流れ、自己消弧素子の破損をまねく可能
性がある。
【0007】また、過電流検出手段を設けているPWM
コンバータ装置では、起動毎に過電流検出が働き装置が
停止する可能性がある。
【0008】また、電圧制御手段において電流指令にリ
ミッタを設けている場合、検出値が指令値を大きく上回
らないとそのリミッタが解除されない。このため、リミ
ッタが解除される間、リミッタ値で指示された電流が平
滑コンデンサに流れ、平滑コンデンサの電圧は上昇し続
ける。平滑コンデンサや装置はその電圧上昇により耐圧
を超えて破損に至る可能性がある。
【0009】また、過電圧検出手段を設けているPWM
コンバータ装置では、過電圧検出が働き装置が停止する
可能性がある。
【0010】本発明の目的は、過大電流によるPWMコ
ンバータを構成する自己消弧素子の破損、あるいは、過
大電圧の印加による平滑コンデンサや装置の破損、ある
いは、過電流・過電圧検出による装置の停止を防止する
PWMコンバータ装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】交流リアクトルを介して
交流電源に接続されたパルス幅変調(PWM)コンバー
タと、前記PWMコンバータの直流側に接続された平滑
コンデンサと、その平滑コンデンサの電圧を電圧源とす
る負荷装置と、平滑コンデンサの電圧が直流電圧指令値
に基づく電圧になるように前記PWMコンバータの入力
電流を制御するPWMコンバータ装置において、平滑コ
ンデンサへの充電電流を指示する手段を有し、起動時に
その充電電流指令に基づいて平滑コンデンサの電圧を直
流電圧指令に指示された設定電圧まで、昇圧するように
PWMコンバータを制御する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明のPWMコンバータ
装置の一実施例を示す図1に基づき説明する。
【0013】図1に示すPWMコンバータ及びその制御
部は電源相数に応じた単相又は三相構成となるが、説明
を簡単にするため一相のみを注目して表示している。
【0014】図1において、1は交流電源、2は交流リ
アクトル、3はIGBT(絶縁型ゲートバイポーラトラ
ンジスタ)等の自己消弧素子31、及びダイオード32
から構成したPWMコンバータ、4は平滑コンデンサ、
5は平滑コンデンサ4の電圧を電圧源として駆動される
負荷装置である。
【0015】その負荷装置として、PWMコンバータ3
と同一構成のPWMインバータ51,PWMインバータ
51によって制御される電動機52、電動機52には駆
動対象の負荷53が連結されている一般的な機構例を示
している。
【0016】6,7は交流電源1とPWMコンバータ3
を接続する接触器、8は平滑コンデンサ4に流れる電流
を制限する抵抗器、9は交流電源1の電圧を検出する交
流電圧検出器、10,54はPWMコンバータ3の交流
側に流れる入力電流及びPWMインバータ51の交流側に
流れる出力電流を検出する電流検出器、11は平滑コン
デンサ4の電圧を検出する直流電圧検出器、55は電動
機6の回転速度を検出する速度検出器である。
【0017】以下、12〜20はPWMコンバータ3
を、56はPWMコンバータ5を駆動するためのマイク
ロコンピュータ等からなる制御部である。
【0018】そのPWMコンバータ3の制御部の構成を
次に説明する。
【0019】12は平滑コンデンサ4の設定電圧を指示
する直流電圧指令発生部で、交流電源電圧のピーク値√
2ESL(ESL;線間実効値)より高い値に設定した直流
電圧指令Ed *を発する。
【0020】13は平滑コンデンサ4の電圧が直流電圧
指令Ed *に基づく電圧となるように比例積分補償演算を
行いPWMコンバータの入力側に流すべく電流iの大き
さを指示(Is *)する電圧制御部である。
【0021】14は本発明の主要点をなすもので、PW
Mコンバータ起動時に交流電源電圧のピーク値に充電さ
れている平滑コンデンサ4の電圧を直流電圧指令に基づ
く電圧までスムーズに昇圧させるための充電電流を指示
(Ic *)する充電電流指令発生部、15は電流指令Is *
と充電電流指令Ic *のいずれか一方の指令値を選択する
電流指令選択部である。
【0022】16は入力した直流電圧指令Ed *と平滑コ
ンデンサ4の検出電圧Ed とを比較し、比較結果によっ
て図1に示す一点鎖線で囲んだ電圧制御部13,充電電
流指令発生部14,電流指令選択部15の動作状態を指
示(信号S3)するモード判定部で、Ed *>Edの場合
に“L”レベル、Ed *=<Edの場合に“H”レベルを
発する。
【0023】17は交流電源1と同相の単位正弦波を発
生する位相演算部、18は大きさがI* で位相が単位正
弦波と同相の入力電流iとなるようにコンバータ入力側
電圧を指示(ec *)する電流制御部、19は搬送波発生
部、20は電圧指令ec *と搬送波信号et *とからPWM
コンバータ3を駆動するためのPWMパルスGpcを生成
するPWMパルス生成部である。
【0024】以上からPWMコンバータ装置の制御部は
構成されている。
【0025】次に、図1に示すPWMコンバータ装置の
動作を、PWMコンバータ起動時の平滑コンデンサ電圧
の制御過程を示す図2を用いて説明する。
【0026】PWMコンバータの起動が指示(図示は省
略)されると、まず、直流電圧指令発生部12より交流
電源1のピーク値√2ESL(ESL;線間実効値)より高
い値に設定した直流電圧指令Ed *を発する。
【0027】また、モード判定部16では入力している
直流電圧指令Ed *と平滑コンデンサ4の検出電圧Ed
の関係が、Ed *>Ed (;Ed =0)であることから、
制御信号S3として“L”レベルを発している。
【0028】その制御信号S3=“L”レベルにより、
図1の一点鎖線で囲んだ部所の内、電流指令選択部1
5,電圧制御部13に次の操作を指示する。
【0029】1)電流指令選択部15のスイッチをa1
側とする。
【0030】2)電圧制御部13で行う電流指令演算を
サプレス状態とする。
【0031】次に、図2(a)に示すように上記操作が
完了する時刻t1で制御信号S1を“H”レベルにし、
接触器7を閉路する(接触器6は開路)。その接触器7
の閉路により、交流電源1から電流制限用の抵抗器8,
接触器7,交流リアクトル2,PWMコンバータ3を構
成するダイオード32,平滑コンデンサ4を通る経路で
電流が流れ、平滑コンデンサ4を充電する。
【0032】平滑コンデンサ4はPWMコンバータ3の
ダイオード部が全波整流接続された構成(電源相数によ
り三相全波又は、単相全波)から、図2(c)に示すよ
うに交流電源のピーク値の√2ESLになるまで充電され
続ける。
【0033】次に、平滑コンデンサ4がその交流電源の
ピーク値とほぼ同じになる時刻t2で制御信号S2を
“H”レベルとし、接触器6を閉路,接触器7を開路す
る。
【0034】これにより、PWMコンバータ3は交流電
源1との間に介在していた電流制限用の抵抗器8が切り
離され、通常制御が行える交流リアクトル2のみを介し
て交流電源1に接続される。
【0035】一方、制御信号S2が“H”レベルになる
と充電電流指令発生部14は、平滑コンデンサ電圧が直
流電圧指令Ed *に基づく電圧となるように図2(b)に
示すような充電電流指令Ic *を発する。その充電電流指
令Ic *の大きさは当然のことながら、PWMコンバータ
を構成する自己消弧素子の定格電流値以下、あるいはP
WMコンバータ装置の過電流検出レベル以下の値に設定
しておく。
【0036】このとき、電流指令選択部15のスイッチ
はa1側にあり、充電電流指令発生部14より出力され
る充電電流指令Ic *を電流指令として電流制御部18に
出力する。
【0037】電流制御部18は、入力電流iの力率がほ
ぼ1となるように電流指令Ic *に電源電圧と同相の単位
正弦波が乗算されて交流化し、その大きさと位相をもつ
入力電流が流れるようにコンバータ入力側電圧を調整す
るための電圧指令ec *を発する。
【0038】PWMパルス生成部21では電圧指令ec *
と搬送波信号et *とからPWMコンバータ3を駆動する
ためのPWMパルスGpcを生成する。
【0039】これらを、一定周期毎に繰り返すことによ
り平滑コンデンサ4の電圧はその充電電流指令Ic *に従
う電流によりスムーズに上昇する。
【0040】次に、平滑コンデンサ4の電圧が上昇し、
その検出値Ed が直流電圧指令Ed *に基づく電圧(;E
d *<=Ed )になるとモード判定部16は制御信号S3
を“L”レベルから“H”レベルに変化させ(時刻t
3)、図1に示す一点鎖線で囲んだ充電電流指令発生部
14,電流指令選択部15,電圧制御部13に次の操作
を指示する。
【0041】1)充電電流指令発生部14は充電電流指
令Ic *を零にする。
【0042】2)電流指令選択部15のスイッチをa1
側からa2側に切り換え、電圧制御部13で生成する電
流指令Is *を選択する。
【0043】3)電圧制御部13による電流指令Is
生成開始を指示する。
【0044】また、制御信号S3が“H”レベルになる
と負荷装置5の制御部56に演算開始を指示し、PWM
インバータ51を駆動する。
【0045】以上の操作により、充電電流指令発生部1
4で発した充電電流指令に基づく制御から電圧制御部1
3で生成される電流指令に基づく制御に移行する。
【0046】従って、電圧制御部13では入力される直
流電流指令と平滑コンデンサ電圧の検出値の偏差がほぼ
零の状態から電流指令を生成し、その後起動される負荷
装置からの要求電力に応じた電流指令を生成するように
なり、直流電流指令と平滑コンデンサの検出値の偏差が
大きいことによる過大電流は生じない。
【0047】以下、その電流指令で平滑コンデンサの電
圧が直流電圧指令値に基づく電圧になるようにPWMコ
ンバータの入力電流を制御するように動作する。
【0048】なお、実施例では充電電流指令をほぼ一定
値としたが、ランプまたは一次遅れ等の時間関数として
生成してもよい。
【0049】
【発明の効果】本発明によればPWMコンバータの起動
時に予め指示された充電電流指令に基づき平滑コンデン
サ電圧を直流電圧指令で指示された電圧までスムーズに
高めるようにしたので、PWMコンバータの破損をまね
くような過大電流,過大電圧を防止できる。
【0050】また、過電流・過電圧検出回路を設けてい
るPWMコンバータ装置においても異常時以外に装置が
停止するというような不具合を解消でき、装置の信頼性
向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すPWMコンバータ装置
のブロック図。
【図2】本発明のPWMコンバータ装置における起動時
の平滑コンデンサ電圧制御過程を示すタイミングチャー
ト。
【符号の説明】
1…交流電源、2…交流リアクトル、3…PWMコンバ
ータ、4…平滑コンデンサ、5…負荷装置、6,7…接
触器、8…抵抗器、9…交流電圧検出器、10…電流検
出器、11…直流電圧検出器、12…直流電圧指令発生
部、13…電圧制御部、14…充電電流指令発生部、1
5…電流指令選択部、16…モード判定部、17…電流
制御部、18…搬送波発生部、19…PWMパルス生成
部、20…速度指令発生部、Ed …平滑コンデンサ電
圧、または直流電圧、Ed *…直流電圧指令、ESL…交流
電源電圧(実効値)、i…入力電流、Ic *…充電電流指
令、Is *…電流指令、ec *…コンバータ入力側電圧指令
(変調波信号)、et *…搬送波信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三根 俊介 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流リアクトルを介して交流電源に接続さ
    れたPWMコンバータと、前記PWMコンバータの直流側
    に接続された平滑コンデンサと、その平滑コンデンサの
    電圧を電圧源とする負荷装置と、平滑コンデンサの電圧
    が直流電圧指令値に基づく電圧になるように前記PWM
    コンバータの入力電流を制御するPWMコンバータ装置
    において、 平滑コンデンサへの充電電流を指示する手段を有し、起
    動時にその充電電流指令に基づいて平滑コンデンサの電
    圧を直流電圧指令に指示された設定電圧まで、昇圧する
    ようにPWMコンバータを制御することを特徴とするP
    WMコンバータ。
  2. 【請求項2】交流リアクトルを介して交流電源に接続さ
    れたPWMコンバータと、前記PWMコンバータの直流側
    に接続された平滑コンデンサと、その平滑コンデンサの
    電圧を電圧源とする負荷装置と、平滑コンデンサの電圧
    が直流電圧指令値に基づく電圧になるように前記PWM
    コンバータの入力電流を制御するPWMコンバータ装置
    において、 直流電圧指令値と平滑コンデンサの電圧検出値に基づい
    て電流指令を発する電圧制御手段と、平滑コンデンサへ
    の充電電流を指示する手段とを有し、起動時に平滑コン
    デンサを直流電圧指令で指示された設定電圧まで充電電
    流指令で、その後、電圧制御手段に基づく電流指令でP
    WMコンバータを制御することを特徴とするPWMコン
    バータ装置。
JP9105707A 1997-04-23 1997-04-23 Pwmコンバータ装置 Pending JPH10304668A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012085512A (ja) * 2010-09-16 2012-04-26 Fanuc Ltd 蓄電器を用いたモータ駆動装置
WO2015190207A1 (ja) * 2014-06-13 2015-12-17 東芝キヤリア株式会社 電力変換装置
US10566923B2 (en) 2017-08-28 2020-02-18 Fanuc Corporation Motor drive device including PWM converter controlled in boosting ratio

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012085512A (ja) * 2010-09-16 2012-04-26 Fanuc Ltd 蓄電器を用いたモータ駆動装置
US8415906B2 (en) 2010-09-16 2013-04-09 Fanuc Corporation Motor driving apparatus
WO2015190207A1 (ja) * 2014-06-13 2015-12-17 東芝キヤリア株式会社 電力変換装置
US10566923B2 (en) 2017-08-28 2020-02-18 Fanuc Corporation Motor drive device including PWM converter controlled in boosting ratio

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