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JP3129791B2 - Induction generator control - Google Patents
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JP3129791B2 - Induction generator control - Google Patents

Induction generator control

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JP3129791B2
JP3129791B2 JP03294344A JP29434491A JP3129791B2 JP 3129791 B2 JP3129791 B2 JP 3129791B2 JP 03294344 A JP03294344 A JP 03294344A JP 29434491 A JP29434491 A JP 29434491A JP 3129791 B2 JP3129791 B2 JP 3129791B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、風力発電や内燃機関で
使用される機械装置の余剰動力を利用して電力を得る軸
発電など、原動機の回転速度が大幅に変化する用途に適
した誘導発電機の制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction motor suitable for applications in which the rotation speed of a prime mover is greatly changed, such as wind power generation or shaft power generation in which electric power is obtained by using surplus power of a mechanical device used in an internal combustion engine. The present invention relates to a generator control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は、従来例の構成図である。図にお
いて1は原動機、2は原動機1により駆動される誘導発
電機、3は誘導発電機2の交流出力を直流に変換するコ
ンバータ、4はコンバータ3の出力電圧を平滑するコン
デンサ、5は誘導発電機2の初期励磁用の直流電源、6
はコンバータ3から負荷へ供給する電力をオンオフする
しゃ断器、7は負荷である。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a block diagram of a conventional example. In the figure, 1 is a prime mover, 2 is an induction generator driven by the prime mover 1, 3 is a converter for converting the AC output of the induction generator 2 to DC, 4 is a capacitor for smoothing the output voltage of the converter 3, 5 is an induction generator DC power supply for initial excitation of machine 2, 6
Is a circuit breaker for turning on and off the power supplied from the converter 3 to the load, and 7 is a load.

【0003】8は誘導発電機2の出力電流を検出する電
流検出器、9はコンバータ3の出力電圧を検出する電圧
検出器である。10は発電運転指令、11は発電のたち
上げ制御回路、12はコンバータ3の出力電圧を制御す
る電圧制御回路、101は誘導発電機回転速度を検出す
る回転検出器、102は回転検出器101で検出した誘
導発電機2の回転速度を基準にして、誘導発電機2の出
力電流の大きさとすべり周波数を制御するすべり周波数
制御回路、103はすべり周波数制御回路102の出力
として得られる3相の電流指令値、104は電流検出器
8で検出するモータ電流が3相電流指令値103に等し
くなるよう制御する電流制御回路、15は電流制御回路
の出力する電流制御信号をPWM制御してコンバータ3
を構成するスイッチング素子の駆動信号を出力するPW
M制御回路である。
[0003] Reference numeral 8 denotes a current detector for detecting the output current of the induction generator 2, and 9 denotes a voltage detector for detecting the output voltage of the converter 3. 10 is a power generation operation command, 11 is a power generation start-up control circuit, 12 is a voltage control circuit for controlling the output voltage of the converter 3, 101 is a rotation detector for detecting the induction generator rotation speed, and 102 is a rotation detector 101. A slip frequency control circuit for controlling the magnitude of the output current of the induction generator 2 and the slip frequency based on the detected rotation speed of the induction generator 2, and a three-phase current 103 obtained as an output of the slip frequency control circuit 102. The command value 104 is a current control circuit for controlling the motor current detected by the current detector 8 to be equal to the three-phase current command value 103. The reference numeral 15 is a PWM control circuit for controlling the current control signal output from the current control circuit.
For outputting a drive signal of the switching element constituting the PW
M control circuit.

【0004】以上の従来の構成において、発電運転指令
10が与えられるとたち上げ制御回路11は電圧制御回
路12に発電電圧指令値を出力する。電圧制御回路12
では発電電圧指令値と電圧検出器10で検出されるコン
バータ3の出力電圧が比較され、その偏差に応じて誘導
発電機2の出力電流の大きさとすべり周波数とがすべり
周波数制御回路102により制御される。
In the above-described conventional configuration, when the power generation operation command 10 is given, the start-up control circuit 11 outputs a power generation voltage command value to the voltage control circuit 12. Voltage control circuit 12
In the above, the generated voltage command value is compared with the output voltage of the converter 3 detected by the voltage detector 10, and the magnitude of the output current of the induction generator 2 and the slip frequency are controlled by the slip frequency control circuit 102 according to the deviation. You.

【0005】たち上げ時は、コンバータ3の出力電圧は
発電電圧より低いので、誘導発電機の出力電流を増加す
るとともにすべり周波数を負の方向に増加して、誘導発
電機2の発電電力を増加する。すなわち、すべり周波数
制御回路102において回転検出器101で検出した誘
導発電機2の回転速度を基準にして、出力電圧の偏差に
応じた振幅とすべりを有する各相電流の瞬時指令値10
3を演算する。
At the time of start-up, since the output voltage of converter 3 is lower than the generated voltage, the output current of the induction generator is increased, and the slip frequency is increased in the negative direction, so that the power generated by induction generator 2 is increased. I do. That is, the slip frequency control circuit 102 sets the instantaneous command value 10 of each phase current having an amplitude and slip corresponding to the deviation of the output voltage with reference to the rotation speed of the induction generator 2 detected by the rotation detector 101.
3 is calculated.

【0006】次に、電流制御回路104において、電流
検出器8で検出される誘導発電機2の各相電流の瞬時値
と各相電流の瞬時指令値103を比較して電流が指令値
に等しくなるよう制御して電流制御信号を得、PWM制
御回路105により電流制御信号をPWM信号に変換し
てコンバータを運転し、誘導発電機2の出力電流を制御
する。たち上げ制御回路11はコンバータ3の出力電圧
が発電電圧指令値に達すると、しゃ断器6をオンして負
荷7へ電力を供給し始める。
Next, in the current control circuit 104, the instantaneous value of each phase current of the induction generator 2 detected by the current detector 8 is compared with the instantaneous command value 103 of each phase current to make the current equal to the command value. A current control signal is obtained by performing control so that the PWM control circuit 105 converts the current control signal into a PWM signal to operate the converter, thereby controlling the output current of the induction generator 2. When the output voltage of converter 3 reaches the generated voltage command value, start-up control circuit 11 turns on circuit breaker 6 and starts supplying power to load 7.

【0007】負荷7が投入されたことにより発電電圧が
下がろうとすると、上記電圧制御回路12、すべり周波
数回路102、電流制御回路104、PWM制御回路1
05によりコンバータが制御され誘導発電機2の発電電
力を増して発電電圧を一定に保つ。このようにして、誘
導発電機2の発電電力を制御することにより、負荷7の
消費電力の変化にかかわらず、コンバータ3の出力電圧
を一定に制御することができる。
When the generated voltage is about to drop due to the load 7 being turned on, the voltage control circuit 12, slip frequency circuit 102, current control circuit 104, PWM control circuit 1
The converter is controlled by 05 to increase the power generated by the induction generator 2 to keep the generated voltage constant. By controlling the power generated by the induction generator 2 in this manner, the output voltage of the converter 3 can be controlled to be constant irrespective of a change in the power consumption of the load 7.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来の構成
では、原動機1の近くに回転検出器を設置する必要があ
るが、振動が大きく、温度・湿度が高いという悪環境の
ため、回転検出器8によるトラブルが多かった。回転検
出器が故障すると発電は継続できないし、原動機1の振
動や電磁的なノイズにより回転検出器8の出力信号が乱
される。したがって、これをもとにして制御される誘導
体発電機2の出力電流が乱され、安定な制御ができなく
なる。また、回転検出器8の精度、分解能が低いと、誘
導発電機2の出力電流波形が歪み、良好な特性が得られ
ないため、高価な回転検出器が必要であった。
In the above-described conventional configuration, it is necessary to install a rotation detector near the prime mover 1. However, due to the bad environment of large vibration and high temperature / humidity, rotation detection is required. There were many troubles with the container 8. If the rotation detector fails, power generation cannot be continued, and the output signal of the rotation detector 8 is disturbed by vibration of the prime mover 1 or electromagnetic noise. Therefore, the output current of the derivative generator 2 controlled based on this is disturbed, and stable control cannot be performed. In addition, if the accuracy and resolution of the rotation detector 8 are low, the output current waveform of the induction generator 2 is distorted and good characteristics cannot be obtained, so that an expensive rotation detector is required.

【0009】さらに、従来の構成では誘導発電機2の出
力電流を交流の瞬時値で制御しなければならないが、そ
の制御方法にも問題があった。つまり、一般的な制御方
法は交流の電流基準と検出電流とをPI制御し、その出
力信号をパルス信号に変換して各スイッチ素子に分配す
るという図8の方式であったが、この場合、電流制御回
路104は各相毎にPI制御回路を持つことになる。こ
の方式ではPWM制御の変調周波数で、PI制御の応答
速度が制限されるため、よほど高速なスイッチング素子
を用いないと速い電流制御ができない。このため、スイ
ッチング素子の電流定格に余裕をみる必要があった。
Further, in the conventional configuration, the output current of the induction generator 2 has to be controlled by the instantaneous value of the alternating current, but there is a problem in the control method. In other words, the general control method is a method of FIG. 8 in which the AC current reference and the detected current are PI controlled, the output signal is converted into a pulse signal and distributed to each switch element. The current control circuit 104 has a PI control circuit for each phase. In this method, since the response speed of PI control is limited by the modulation frequency of PWM control, high-speed current control cannot be performed unless a very high-speed switching element is used. For this reason, it is necessary to provide a margin for the current rating of the switching element.

【0010】交流の電流制御にはこのほか、交流の電流
基準と検出電流とをヒステリシスコンパレータで比較し
て、ヒステリシスコンパレータの出力として直接PWM
制御信号を得る方法もある。しかし、この方式では前者
に比べて高速な電流制御が可能であるが、スイッチング
回数が増え、損失が大きくなるという欠点を持ってい
る。いずれにしても変換装置は大型、高価となってい
た。
In the AC current control, an AC current reference and a detected current are compared by a hysteresis comparator, and PWM is directly output as an output of the hysteresis comparator.
There is also a method of obtaining a control signal. However, although this method allows higher-speed current control than the former, it has the disadvantage that the number of switching times increases and the loss increases. In any case, the conversion device is large and expensive.

【0011】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、回転検出器のトラブルを考慮しなくて済み、ま
た、小形化及び低コスト化を図れると共に高速な電流制
御により応答性及び安定性の向上を図ることが可能な誘
導発電機の制御装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has no need to consider the trouble of a rotation detector. It is also possible to reduce the size and cost, and to achieve high responsiveness and stability by high-speed current control. It is an object of the present invention to provide an induction generator control device capable of improving the power consumption.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための手段として、原動機により駆動される誘導発
電機の交流出力を直流に変換するコンバータと、前記誘
導発電機の各相出力電流を検出し、電流検出信号を出力
する電流検出器と、を備え、電流指令信号と前記電流検
出信号との比較に基づいて前記コンバータに対するPW
M制御を行う誘導発電機の制御装置において、前記電流
指令信号及び前記電流検出信号を入力し、これらの大小
関係を示す各相毎の論理レベル信号を出力する電流比較
回路と、前記論理レベル信号の入力に基づいて、前記誘
導発電機の各相電圧につき所定の位相角度毎に論理レベ
ルが反転する電圧同期信号、及び各相の転流順序を所定
順序に維持するための電圧基本位相信号を出力する転流
制御信号回路と、前記転流制御回路からの電圧同期信号
及び電圧基本位相信号、並びに前記電流比較回路からの
論理レベル信号の入力に基づいて、前記コンバータに対
するPWM制御信号を出力するPWM制御回路と、を備
えた構成としたものである。
According to the present invention, there is provided a converter for converting an AC output of an induction generator driven by a prime mover into a DC, and a phase output current of each phase of the induction generator. And a current detector that outputs a current detection signal, and a PW for the converter based on a comparison between a current command signal and the current detection signal.
A control device for an induction generator that performs M control, wherein the current command signal and the current detection signal are input, and a current comparison circuit that outputs a logic level signal for each phase indicating a magnitude relation between the current command signal and the current detection signal; Based on the input, a voltage synchronization signal in which the logic level is inverted at each predetermined phase angle for each phase voltage of the induction generator, and a voltage basic phase signal for maintaining the commutation order of each phase in a predetermined order. A PWM control signal for the converter is output based on a commutation control signal circuit to be output, a voltage synchronization signal and a voltage basic phase signal from the commutation control circuit, and a logic level signal from the current comparison circuit. And a PWM control circuit.

【0013】[0013]

【作用】上記構成において、電流比較回路は、電流指令
信号と電流検出信号との大小関係を比較して、各相毎の
電流変化の大きさを比較して、各相毎の論理レベル信号
を出力する。これにより、各相毎の電流変化の大きさ、
及び電流変化の速さを監視できる。
In the above configuration, the current comparison circuit compares the magnitude relationship between the current command signal and the current detection signal, compares the magnitude of the current change for each phase, and outputs the logical level signal for each phase. Output. As a result, the magnitude of the current change for each phase,
And the speed of the current change can be monitored.

【0014】ここで、一般に誘導発電機の出力電流波形
は、誘導発電機の磁束、回転速度、巻線インピーダン
ス、直流出力電圧、負荷などによって決まるが、本発明
は、回転速度の変化に追従して出力電流波形が変化して
いくことに着目して、回転検出器を必要としない構成と
している。
Here, the output current waveform of the induction generator is generally determined by the magnetic flux, rotation speed, winding impedance, DC output voltage, load, etc. of the induction generator, but the present invention follows the change in rotation speed. In view of the fact that the output current waveform changes, the rotation detector is not required.

【0015】つまり、誘導発電機の誘導起電力が変化す
ると、その出力電流の変化率も変化するが、この誘導起
電力の変化は回転数に対応するものであるから、電流変
化率の変化も回転数に対応する。
That is, when the induced electromotive force of the induction generator changes, the rate of change of the output current also changes. However, since the change of the induced electromotive force corresponds to the rotational speed, the change of the current change rate also changes. Corresponds to rotation speed.

【0016】転流制御回路は、この変化率の変化がわか
る論理レベル信号を、電流比較回路から、入力して電圧
同期信号を出力しているが、この電圧同期信号の周波数
回転数に対応したものとなる。
The commutation control circuit outputs a voltage synchronizing signal by inputting a logic level signal indicating the change in the rate of change from the current comparing circuit. The commutation control circuit corresponds to the frequency rotation number of the voltage synchronizing signal. It will be.

【0017】この電圧同期信号も論理レベル信号であ
り、所定の位相角度に論理レベルが反転して、転流タイ
ミングをとらえるのに利用される。しかし、各相の電圧
同期信号が全て同時に同一の論理値をとると、規則正し
い転流ができなくなる。そこで、転流制御回路は転流順
序を所定順序に維持するための電圧基本位相信号も出力
している。
This voltage synchronizing signal is also a logic level signal, and is used for inverting the logic level at a predetermined phase angle to capture commutation timing. However, if the voltage synchronization signals of each phase all have the same logical value at the same time, regular commutation cannot be performed. Therefore, the commutation control circuit also outputs a voltage basic phase signal for maintaining the commutation order in a predetermined order.

【0018】PWM制御回路は、このような電圧同期信
号、電圧基本位相信号、及び電流比較回路からの論理レ
ベル信号を入力してPWM制御を行なっている。
The PWM control circuit performs PWM control by inputting such a voltage synchronization signal, a voltage basic phase signal, and a logic level signal from the current comparison circuit.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図7に基き
説明する。図1はこの実施例の全体の構成を示すブロッ
ク図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of this embodiment.

【0020】図1において、1〜12は、図8の従来例
のものと同一の構成要素である。そして、13は誘導発
電機2の出力電流波高値の指令値、14は電流比較回
路、15は電流比較信号、16は転流制御回路、17は
周期測定回路、18は遅延回路、19はPWM制御回
路、20は周波数測定回路、21は関数発生器である。
In FIG. 1, reference numerals 1 to 12 are the same components as those of the conventional example shown in FIG. 13 is a command value of the peak value of the output current of the induction generator 2, 14 is a current comparison circuit, 15 is a current comparison signal, 16 is a commutation control circuit, 17 is a cycle measurement circuit, 18 is a delay circuit, and 19 is PWM. A control circuit, 20 is a frequency measurement circuit, and 21 is a function generator.

【0021】図2は図1における電流比較回路14の詳
細な構成を示すブロック図である。図2において13は
誘導発電機2の出力電流波高値の指令値、IU,IV,
IWは電流検出器8により検出された誘導発電機2の出
力電流、22〜24は極性反転器、25〜30は減算
器、31〜36はヒステリシスコンパレータであり、出
力電流波高値の指令値と検出電流とを比較してその結果
を電力比較信号UP,UN,VP,WP,WNとして出
力する。図1では6個の電流比較信号をまとめて15で
示している。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the current comparison circuit 14 in FIG. In FIG. 2, reference numeral 13 denotes a command value of an output current peak value of the induction generator 2, IU, IV,
IW is the output current of the induction generator 2 detected by the current detector 8, 22 to 24 are polarity inverters, 25 to 30 are subtractors, 31 to 36 are hysteresis comparators, and the command value of the output current peak value and It compares the detected current with the detected current and outputs the result as power comparison signals UP, UN, VP, WP, WN. In FIG. 1, six current comparison signals are collectively indicated by reference numeral 15.

【0022】図3は図1の転流制御回路16の詳細を示
すブロック図である。図3において37〜48はアンド
回路、49〜51はフリップフロップ、52はデコー
ダ、53はオア回路、54はイクスルーシブオア回路、
55は否定論理回路、UF,VF,WFは49〜51の
出力として得られる電圧同期信号、PH1〜PH6はデ
コーダ52の出力として得られる電圧基本位相信号、C
OMは転流同期信号、COMDLは転流許可制御信号、
COMENは転流許可信号である。
FIG. 3 is a block diagram showing details of the commutation control circuit 16 of FIG. In FIG. 3, 37 to 48 are AND circuits, 49 to 51 are flip-flops, 52 is a decoder, 53 is an OR circuit, 54 is an exclusive OR circuit,
55 is a NOT logic circuit, UF, VF and WF are voltage synchronizing signals obtained as outputs of 49 to 51, PH1 to PH6 are voltage basic phase signals obtained as outputs of the decoder 52, C
OM is a commutation synchronization signal, COMDL is a commutation permission control signal,
COMEN is a commutation permission signal.

【0023】図4は図1のPWM制御回路17の詳細を
示すブロック図である。図4において61〜66は否定
論理回路、68〜79はアンド回路、80〜82はオア
回路、83〜85はアンド回路、86〜88はイクスク
ルーシブオア回路、PH1〜PH6はデコーダ52の出
力信号、UO,VO,WOはイクスクルーシブオア回路
68〜88のそれぞれの出力でコンバータ3の各相のP
WM信号、EPWMはPWM制御と180度通電とを切
り替えるPWM切り換え信号である。
FIG. 4 is a block diagram showing details of the PWM control circuit 17 of FIG. 4, 61 to 66 are NOT logic circuits, 68 to 79 are AND circuits, 80 to 82 are OR circuits, 83 to 85 are AND circuits, 86 to 88 are exclusive OR circuits, and PH1 to PH6 are outputs of the decoder 52. The signals UO, VO, and WO are the outputs of the exclusive OR circuits 68 to 88, respectively, and indicate the P level of each phase of the converter 3.
The WM signal and EPWM are PWM switching signals for switching between PWM control and 180-degree conduction.

【0024】上記の装置によれば誘導発電機2の出力電
流は台形波状に制御される。その台形波の高さを波高値
指令値13で与える。図2において誘導発電機2の各相
電流iU,iV,iWまたは極性反転器でそれらを反転
したもの−iU,−iV,−iWのおのおのと、波高値
指令値13との偏差がそれぞれ減算器25〜30によっ
てとられ、その偏差の大きさによってヒステリシスコン
パレータ31〜36が動作する。U相電流iUが波高値
指令値より大きければ、減算器25の出力は正となりヒ
ステリシスコンパレータ31の出力UPは“1”とな
る。U相電流iUが波高値指令値よりヒステリシス分以
上小さくなるとUPは“0”となる。
According to the above device, the output current of the induction generator 2 is controlled in a trapezoidal waveform. The height of the trapezoidal wave is given by a peak value command value 13. In FIG. 2, each of the phase currents iU, iV, iW of the induction generator 2 or those obtained by inverting them by a polarity inverter -iU, -iV, -iW and the deviation from the peak value command value 13 are subtracters. The hysteresis comparators 31 to 36 operate according to the magnitude of the deviation. If the U-phase current iU is larger than the peak value command value, the output of the subtracter 25 becomes positive and the output UP of the hysteresis comparator 31 becomes "1". When the U-phase current iU becomes smaller than the peak value command value by a hysteresis or more, UP becomes “0”.

【0025】一方、減算器26ではU相電流iUを極性
反転した信号の大きさが波高値指令値をこえるとヒステ
リシスコンパレータ32の出力UNは“1”、波高値指
令値よりヒステリシス分以上小さくなるとUNは“0”
となる。V相,W相も同様である。すなわち図2の電流
比較回路からは誘導発電機の出力電流が波高値指令値に
よって指示される振幅におさまっているか否かがUP〜
WNの電流比較信号にて出力される。
On the other hand, in the subtracter 26, when the magnitude of the signal obtained by inverting the polarity of the U-phase current iU exceeds the peak value command value, the output UN of the hysteresis comparator 32 becomes "1", and when the output UN becomes smaller than the peak value command value by hysteresis or more. UN is "0"
Becomes The same applies to the V phase and the W phase. That is, from the current comparison circuit of FIG. 2, it is determined whether the output current of the induction generator falls within the amplitude specified by the peak value command value.
It is output by the current comparison signal of WN.

【0026】図3の転流制御回路の動作については簡単
のためまず否定論理回路55の出力が“1”であるとし
て説明する。フリップフロップ49は電圧基本位相信号
PH6が“1”であるときに電流比較信号UPが“1”
であればリセットされ、電圧基本位相信号PH3が
“1”であるときに電流比較信号UNが“1”であれば
セットされる。
The operation of the commutation control circuit shown in FIG. 3 will be described on the assumption that the output of the NOT logic circuit 55 is "1" for simplicity. The flip-flop 49 sets the current comparison signal UP to “1” when the voltage basic phase signal PH6 is “1”.
If the current comparison signal UN is "1" when the voltage basic phase signal PH3 is "1", it is set.

【0027】後述するように、図4のPWM制御回路に
おいてPWMを動作させない場合には、PWM制御回路
の出力として転流制御回路16の出力がそのまま出力さ
れるので、コンバータ3は転流制御回路16の出力によ
りスイッチング制御される。
As will be described later, when the PWM is not operated in the PWM control circuit of FIG. 4, the output of the commutation control circuit 16 is output as it is as the output of the PWM control circuit. Switching control is performed by the output of 16.

【0028】したがって、相電流iUが正であり波高値
指令値よりも大きくなるとU相のプラス側のスイッチン
グ素子はオフされ、マイナス側のスイッチング素子がオ
ンされて、iUを減少させる方向の電圧とされる。これ
により、iUが減少して正から負となり、負の値の絶対
値が波高値指令値を越えるとU相のマイナス側のスイッ
チング素子はオフされ、プラス側のスイッチング素子が
オンされてiUを増加させる方向の電圧とされる。
Therefore, when the phase current iU is positive and becomes larger than the peak value command value, the switching element on the plus side of the U phase is turned off, the switching element on the minus side is turned on, and the voltage in the direction of decreasing iU is reduced. Is done. As a result, iU decreases from positive to negative, and when the absolute value of the negative value exceeds the peak value command value, the U-phase negative side switching element is turned off, and the positive side switching element is turned on to reset iU. The voltage is set to increase.

【0029】このように、相電流iUが正負に変化し
て、その絶対値が波高値指令値を越えるごとにフリップ
フロップ49はセット/リセットされる。V相,W相も
同様である。こうしてフリップフロップ49〜51の出
力UF,VF,WFとしてコンバータの電圧同期信号が
得られる。
As described above, the flip-flop 49 is set / reset each time the phase current iU changes between positive and negative and its absolute value exceeds the peak value command value. The same applies to the V phase and the W phase. In this way, a voltage synchronizing signal of the converter is obtained as the outputs UF, VF, WF of the flip-flops 49 to 51.

【0030】もしコンバータの入力側に接続されている
のが、誘導発電機でなく単なるリアクトルであればリア
クトルの定数とコンバータの出力電圧の高さとになって
電流変化が定まるから、あとは波高値指令値の大きさに
よってコンバータの動作周波数が定まってしまう。これ
に対し、本発明のように誘導発電機が接続されていると
上記のほかに誘導起電力が加わる。
If the input side of the converter is not an induction generator but a mere reactor, the change in current is determined by the reactor constant and the output voltage of the converter. The operating frequency of the converter is determined by the magnitude of the command value. On the other hand, when an induction generator is connected as in the present invention, an induced electromotive force is added in addition to the above.

【0031】誘導発電機の磁束が確立していると電流は
コンバータの出力電圧と誘導起電力との差によって流れ
るから誘導起電力の変化によって電流変化率が変化す
る。誘導起電力の変化を相でみると、正弦波的でその変
化速度は回転数に依存するから、誘導発電機の回転数が
高くなり誘導起電力の変化が速くなると電流変化率も速
くなり、回転数が低くなり誘導起電力の変化が遅くなる
と電流変化率の変化も遅くなる。これにより、電圧同期
信号の周波数は誘導発電機の回転数に自動的に追従して
変化し、回転検出器なしでコンバータの転流制御が可能
となる。
When the magnetic flux of the induction generator is established, the current flows due to the difference between the output voltage of the converter and the induced electromotive force, so that the current change rate changes due to the change in the induced electromotive force. Looking at the change in induced electromotive force by phase, the rate of change is sinusoidal and the rate of change depends on the number of revolutions, so the higher the number of revolutions of the induction generator and the faster the change in induced electromotive force, the faster the current change rate, As the rotational speed decreases and the induced electromotive force changes slowly, the current change rate also changes. Thus, the frequency of the voltage synchronization signal automatically changes following the rotation speed of the induction generator, and the commutation of the converter can be controlled without a rotation detector.

【0032】PWM制御をおこなわない場合の相電流i
Uと電圧同期信号UF,VF,WFおよび、デコーダ5
2が出力する電圧基本位相信号PH1〜PH6を図5に
示す。デコーダの入力信号と出力信号の関係は、たとえ
ば図7の真理値表のとおりである。
Phase current i when PWM control is not performed
U and voltage synchronization signals UF, VF, WF and decoder 5
FIG. 5 shows the voltage basic phase signals PH1 to PH6 output by the power supply 2. The relationship between the input signal and the output signal of the decoder is, for example, as shown in the truth table of FIG.

【0033】図7では相電流iV,iWについては図示
を省略しているが、iUからそれぞれ120度、240
度だけ位相の遅れた信号となる。さきに述べたように、
PWM制御を行なわないときには電圧同期信号でコンバ
ータを制御して180度通電制御を行なうから、UF,
VF,WFのすべてが同時に“1”あるいは同時に
“0”となってはいけない。しかし、単にヒステリシス
コンパレータの出力でフリップフロップをセット、リセ
ットするだけでは電流のリップル波形やノイズ、電流検
出誤差、論理回路の遅延時間の影響などによりすべてが
同時に“1”や“0”になる可能性がある。そこで、図
3ではデコーダ52とアンド回路43〜48とによって
すべての相が同時に“1”になることを禁止している。
Although the illustration of the phase currents iV and iW is omitted in FIG.
The signal is delayed by a degree. As mentioned earlier,
When the PWM control is not performed, the converter is controlled by the voltage synchronization signal to perform the 180-degree conduction control.
All of VF and WF must not be "1" or "0" at the same time. However, simply setting and resetting the flip-flop with the output of the hysteresis comparator can cause all to be "1" or "0" at the same time due to the effects of current ripple waveform, noise, current detection error, and logic circuit delay time. There is. Therefore, in FIG. 3, the decoder 52 and the AND circuits 43 to 48 prohibit all the phases from simultaneously becoming "1".

【0034】デコーダ52の出力は図7のようにPH1
〜PH6のうちひとつだけしか“1”をとることができ
ない。また、デコーダ出力のうちPH1が“1”である
とき、すなわちデコーダの入力ではVFのみ“1”でU
FとWFとが“0”であるときには、デコーダ出力のう
ちのPH2が“1”となるように、すなわちデコーダ入
力ではWFが“1”となるように、フリップフロップ5
1のセット入力に接続されたアンド回路48だけがイネ
ーブルされる。
The output of the decoder 52 is PH1 as shown in FIG.
Only one of PH6 can take "1". When PH1 of the decoder output is "1", that is, at the input of the decoder, only VF is "1" and U
When F and WF are “0”, the flip-flop 5 is set so that PH2 of the decoder output becomes “1”, that is, WF becomes “1” at the decoder input.
Only the AND circuit 48 connected to one set input is enabled.

【0035】フリップフロップ49〜51は制御電源を
投入したときどのような状態でもPH1〜PH6のうち
のひとつだけが“1”となるように、本来なり得ない状
態のときはPH1が“1”となるようにしている。初期
状態のほか、さきに述べたような何らかの原因で49〜
51のフリップフロップがすべて“1”となってしまっ
た場合も、これにより次の入力信号変化で正常な状態に
復帰できる。アンド回路37〜42の動作については後
述する。
The flip-flops 49 to 51 are set so that only one of PH1 to PH6 becomes "1" in any state when the control power is turned on. I am trying to be. In addition to the initial state, 49-
Even when all of the 51 flip-flops are set to "1", the normal state can be restored by the next input signal change. The operation of the AND circuits 37 to 42 will be described later.

【0036】次に、図6の動作波形にもとづいて図4の
PWM制御回路の作用を説明する。簡単のため図6では
電圧基本位相信号PH1〜PH6の信号の“1”をとる
期間をその信号名で示している。
Next, the operation of the PWM control circuit shown in FIG. 4 will be described based on the operation waveforms shown in FIG. For simplicity, FIG. 6 shows the period during which the voltage basic phase signals PH1 to PH6 take "1" by their signal names.

【0037】図6において電圧基本電気角制御信号UF
は最初“1”であり電流iUは正方向に増加する。時刻
t1にて電流iUは波高値指令値に達し電流比較信号U
Pが“1”になる。UPの変化により、転流制御回路1
6においてUFが“0”とされる。UFの変化によりデ
コーダの出力のうちPH1が“1”となる。PH1以外
は“0”だから図4のアンド回路74〜79のうちアン
ド回路77のみ電流比較信号の状態により出力が変化
し、その他のアンド回路74〜76,78,79の出力
は電流比較信号の状態にかかわらず“0”である。
In FIG. 6, the voltage basic electrical angle control signal UF
Is initially "1" and the current iU increases in the positive direction. At time t1, current iU reaches the peak value command value and current comparison signal U
P becomes "1". Commutation control circuit 1
At 6, the UF is set to "0". Due to the change in UF, PH1 of the decoder output becomes "1". Since the signals other than PH1 are "0", the output of only the AND circuit 77 among the AND circuits 74 to 79 in FIG. 4 changes depending on the state of the current comparison signal, and the outputs of the other AND circuits 74 to 76, 78 and 79 are the current comparison signal. It is "0" regardless of the state.

【0038】したがって、オア回路80,82の出力は
“0”となり、アンド回路83,85の出力も“0”と
なる。そして、PH1が“1”の間はイクスクルーシブ
オア回路86,88は電圧基本電気角信号UF,WFを
そのまま出力することになる。その間、イクスクルーシ
ブオア回路87の出力はPWM/180度通電切り替え
EPWMが“1”であれば電流比較信号UP,VNの状
態によって決まることになる。
Therefore, the outputs of the OR circuits 80 and 82 become "0", and the outputs of the AND circuits 83 and 85 also become "0". Then, while PH1 is "1", the exclusive OR circuits 86 and 88 output the voltage basic electrical angle signals UF and WF as they are. During that time, the output of the exclusive OR circuit 87 is determined by the state of the current comparison signals UP and VN if the PWM / 180 degree conduction switching EPWM is "1".

【0039】時刻t1後、UPは“1”であり、否定論
理回路61を介しているためアンド回路71の出力は
“0”となる。したがって、オア回路81の出力も
“0”となり、イクスクルーシブオア回路87は電圧基
本電気角信号VFをそのまま出力する。これにより、コ
ンバータ出力電圧はU相,W相は負側、V相のみ正側の
スイッチング素子がオンされ電流iUは減少し始める。
After time t1, UP is "1", and the output of the AND circuit 71 is "0" because the signal passes through the NOT logic circuit 61. Therefore, the output of the OR circuit 81 also becomes “0”, and the exclusive OR circuit 87 outputs the voltage basic electrical angle signal VF as it is. As a result, the switching elements of the converter output voltage on the U-phase, the W-phase on the negative side, and the V-phase on the positive side are turned on, and the current iU starts to decrease.

【0040】電流iUが減少して時刻t2にてヒステリ
シスコンパレータ31のヒステリシスレベルを下回る
と、UPは“0”となる。電流比較信号VNはすでに
“0”であったから、アンド回路71の出力は1とな
り、アンド回路77、オア回路81を介してアンド回路
84の出力は“1”となる。したがって、イクスクルー
シブオア回路87の出力VOは周波数制御信号VFを反
転した信号となり、コンバータ出力電圧はU相,V相,
W相ともすべて負となる。すなわち、線間電圧はすべて
零となり、発電機電流は誘動起電力により流れることに
なる。
When the current iU decreases and falls below the hysteresis level of the hysteresis comparator 31 at time t2, UP becomes "0". Since the current comparison signal VN has already been "0", the output of the AND circuit 71 becomes 1, and the output of the AND circuit 84 becomes "1" via the AND circuit 77 and the OR circuit 81. Therefore, the output VO of the exclusive OR circuit 87 is a signal obtained by inverting the frequency control signal VF, and the converter output voltage is U-phase, V-phase,
Both W phases are negative. That is, the line voltages are all zero, and the generator current flows by the induced electromotive force.

【0041】iU,iVの瞬時振幅は増加に転じ、t3
にてiUよりもさきにiVが指令値に達する。これによ
り、VNが“1”になり、UPが“1”の場合と同様に
V相電圧が負から正に転じて、電流iVは減少し始め
る。もちろん電流iUも減少する。t4にてVNが
“0”になり、発電機の線間電圧がすべて“0”とされ
て電流iU,iVはいずれも誘導起電力により増加し始
める。以後t5からt8まではいずれもiUの瞬時値比
較によってPWM制御がおこなわれる。
The instantaneous amplitudes of iU and iV start increasing, and t3
IV reaches the command value earlier than iU. As a result, VN becomes “1”, and the V-phase voltage changes from negative to positive similarly to the case where UP is “1”, and the current iV starts to decrease. Of course, the current iU also decreases. At t4, VN becomes "0", the line voltages of the generator are all set to "0", and both the currents iU and iV begin to increase due to the induced electromotive force. Thereafter, from t5 to t8, PWM control is performed by comparing the instantaneous value of iU.

【0042】t9にて電流iWが−i1*に達してWN
が“1”になると、電圧基本電気角信号WFが“0”か
ら“1”になる。デコーダ52の出力はPH2が“1”
となる。これにより、アンド回路75〜79の出力は電
流状態にかかわらず“0”となり、アンド回路74の出
力のみが電流iU,iwの状態により変化するようにな
る。t9にてコンバータのU相は負、V相,W相は正の
電圧となる。
At time t9, current iW reaches -i1 * and WN
Becomes “1”, the voltage basic electrical angle signal WF changes from “0” to “1”. As for the output of the decoder 52, PH2 is "1".
Becomes Thus, the outputs of the AND circuits 75 to 79 become "0" regardless of the current state, and only the output of the AND circuit 74 changes depending on the state of the currents iU and iw. At t9, the U-phase of the converter becomes negative, and the V-phase and W-phase become positive.

【0043】iwが減少し、t10でWNが“0”とな
るとU相も正電圧とされ線間電圧は“0”となる。iw
とiUの瞬時振幅は増大に転じ、t11にてUPが
“1”となる。これにより、U相電圧は正から負とさ
れ、iw,iUは減少してt12にてUPが“0”とな
る。以下同様にして各相電流が指令値を越えないように
PWM制御する。
When iw decreases and WN becomes "0" at t10, the U-phase also becomes a positive voltage, and the line voltage becomes "0". iw
And the instantaneous amplitude of iU starts to increase, and UP becomes "1" at t11. As a result, the U-phase voltage is changed from positive to negative, iw and iU decrease, and UP becomes “0” at t12. In the same manner, PWM control is performed so that each phase current does not exceed the command value.

【0044】このように、PH1が“1”の間はU相の
電流状態をみてV相のスイッチをオンオフ制御すること
により、U相電流を所定の波高値指令値以下に制御する
ことができる。ただし、スイッチングしているのはV相
であるから、そのスイッチング制御をU相電流のみでお
こなっているとV相自身の電流が波高値指令値を越える
ことがある。このため。アンド回路71でUPとVN双
方の否定論理をとった信号のアンドをとって、V相自身
の電流も波高値指令値を越えないように制御している。
As described above, while PH1 is "1", the V-phase switch is turned on / off while watching the U-phase current state, whereby the U-phase current can be controlled to a predetermined peak value or less. . However, since the switching is performed in the V phase, if the switching control is performed only by the U phase current, the current of the V phase itself may exceed the peak value command value. For this reason. The AND circuit 71 ANDs the signal obtained by taking the negative logic of both UP and VN, and controls the current of the V phase itself so as not to exceed the peak value command value.

【0045】以上において、電流比較回路14の出力信
号15が転流制御回路16、PWM制御回路19に共通
に与えられているが、この2つの回路における電流比較
回路14の出力信号の役割はまったくことなる。すなわ
ち、転流制御回路16ではコンバータ3の転流制御のた
めの転流タイミングをとらえるために使用している。つ
まり、相電流の立ち上がりをとらえてその相の電圧を反
転することにより、相電圧を相電流に大して180度近
くの遅れ位相として、誘導発電機を発電状態に位相ロッ
クしている。一方、PWM制御回路19では電流比較回
路14の出力信号はPWM制御によりおさえる電流の最
大値を制御するためのものである。また、電流比較回路
14のヒステリシスの大きさにより変調周波数を決めて
いもいる。したがって、転流制御回路16のための電流
比較回路、PWM制御回路19のための電流比較回路を
個別にもってもよい。
In the above, the output signal 15 of the current comparison circuit 14 is given to the commutation control circuit 16 and the PWM control circuit 19 in common, but the role of the output signal of the current comparison circuit 14 in these two circuits is quite small. Different. That is, the commutation control circuit 16 uses the commutation timing for controlling the commutation of the converter 3. In other words, the phase generator locks the phase of the induction generator to the power generation state by capturing the rising of the phase current and inverting the voltage of that phase, increasing the phase voltage to the phase current and setting the phase to a delay phase close to 180 degrees. On the other hand, in the PWM control circuit 19, the output signal of the current comparison circuit 14 is for controlling the maximum value of the current controlled by the PWM control. Also, the modulation frequency is determined by the magnitude of the hysteresis of the current comparison circuit 14. Therefore, a current comparison circuit for the commutation control circuit 16 and a current comparison circuit for the PWM control circuit 19 may be provided separately.

【0046】以上に述べたような電流比較回路14、転
流制御回路16、PWM制御回路16、PWM制御回路
19を有する図1の装置によれば誘導発電機の磁束が確
立して、誘導起電力が発生すると回転センサなしで発電
機の電流の制御が可能となる。磁束の確率は、立ち上げ
制御回路11で電圧制御回路12の出力する電流基準の
大きさを制御することによっておこなう。
According to the apparatus shown in FIG. 1 having the current comparison circuit 14, the commutation control circuit 16, the PWM control circuit 16, and the PWM control circuit 19 as described above, the magnetic flux of the induction generator is established, When electric power is generated, the current of the generator can be controlled without a rotation sensor. The probability of the magnetic flux is determined by controlling the magnitude of the current reference output from the voltage control circuit 12 by the start-up control circuit 11.

【0047】誘導起電力のない状態では転流制御回路1
6による発電機の変化率は発電機2の巻線のインピーダ
ンスと初期励磁用直流電源5の電圧の大きさで決まって
しまうので、電流基準が小さければ周波数は高く、電流
基準が大きければ周波数は低くなる。したがって、コン
バータを始動するときは電流基準を小さくしてPWM制
御回路のEPWM信号は“0”としておき、高い周波数
でコンバータ3を運転し、電流基準を徐々に増やしてい
く。これによりコンバータ3の運転周波数は徐々に低く
なる。
When there is no induced electromotive force, the commutation control circuit 1
6, the rate of change of the generator is determined by the impedance of the winding of the generator 2 and the magnitude of the voltage of the DC power supply 5 for initial excitation. Therefore, the frequency is high if the current reference is small, and the frequency is high if the current reference is large. Lower. Therefore, when starting the converter, the current reference is reduced, the EPWM signal of the PWM control circuit is set to "0", the converter 3 is operated at a high frequency, and the current reference is gradually increased. As a result, the operating frequency of converter 3 gradually decreases.

【0048】運転周波数が原動機1の回転数相当の周波
数に近くなると、発電機2が発電機として動作し始め、
誘導起電力が発生する。これ以降は電流基準を増やすと
発電機電流が大きくなり、減らすと発電機電流が小さく
なるだけで、周波数は誘導起電力の周波数によって決ま
るようになる。誘導発電機が発電機として動作し始めた
ことは、電圧検出器9で検出する直流電圧が上昇するこ
とによって判定できる。 これにより、EPWM信号を
“1”としてPWM制御をいかし、負荷9に必要な電圧
まで上昇したらしゃ断器6を投入して負荷9に電力を供
給する。以降は電圧制御回路13が動作して直流電圧の
高低により電流基準を増減して、直流電圧を負荷7に必
要な電圧に制御する。
When the operating frequency approaches the frequency corresponding to the rotation speed of the prime mover 1, the generator 2 starts operating as a generator,
An induced electromotive force is generated. Thereafter, when the current reference is increased, the generator current increases, and when the current reference is decreased, the generator current only decreases, and the frequency is determined by the frequency of the induced electromotive force. Whether the induction generator has started to operate as a generator can be determined by an increase in the DC voltage detected by the voltage detector 9. As a result, the PWM control is used by setting the EPWM signal to "1", and when the voltage required for the load 9 rises, the circuit breaker 6 is turned on to supply power to the load 9. Thereafter, the voltage control circuit 13 operates to increase or decrease the current reference depending on the level of the DC voltage, and control the DC voltage to a voltage required for the load 7.

【0049】これまで説明したのは電流基準がある程度
大きい値の場合であり、電流基準が小さな値をとると不
都合が生じる場合がある。図6でいえば、電流iUはt
13にて正から負になり、t14にて電流リップルによ
る極小値をとり正方向へと変化方向が変わっている。こ
のリップルにより電流iUが負になっているときに電流
iUの絶対値がi1*の値を越えるほどに電流基準が小
さくて、電流iVが基準を越えるタイミングt15での
転流により先にiUによる転流がおこなわれると、誘導
発電機2の電圧の順序が狂ってしまう。
The case where the current reference has a relatively large value has been described so far. If the current reference has a small value, inconvenience may occur. In FIG. 6, the current iU is t
At 13, the value changes from positive to negative, and at t 14, the minimum value due to the current ripple is taken, and the change direction changes in the positive direction. When the current iU is negative due to the ripple, the current reference is so small that the absolute value of the current iU exceeds the value of i1 *. When the commutation is performed, the voltage sequence of the induction generator 2 is out of order.

【0050】図3におけるアンド回路43〜48による
インタロックはこれを防ぐためのものであり、正常な相
順以外の転流を禁止するものである。ただし、これだけ
ではiVによる転流がおこなわれると、すぐiUによる
転流がおこなわれる条件が成立してしまい、電圧同期信
号の転流周期が不均一になってしまうので、アンド回路
37〜42によるインタロックでこれを防ぐ。
The interlock by the AND circuits 43 to 48 in FIG. 3 is to prevent this, and inhibits commutation other than the normal phase sequence. However, if the commutation by iV is performed only with this, the condition that the commutation by iU is performed immediately is satisfied, and the commutation cycle of the voltage synchronization signal becomes non-uniform. The interlock prevents this.

【0051】図6において、iVによる転流がt15で
おこなわれると、電流iUがいったん正方向に変化する
ようになり、t16〜t17の間は正の値をとってい
る。t15にてiVによる転流がおこなわれてからしば
らくの間iUによる転流をも禁止してやれば、その間に
電流iUが正方向に変化して電流リップルによる誤転流
を防ぐことができるのである。
In FIG. 6, when the commutation by iV is performed at t15, the current iU once changes in the positive direction, and takes a positive value between t16 and t17. If the commutation by iU is also inhibited for a while after the commutation by iV at t15, the current iU changes in the positive direction during that time, and erroneous commutation due to current ripple can be prevented.

【0052】この禁止期間を一定時間であたえると原動
機の回転数がさらに低下したとき誘起電圧の変化がゆる
やかになるとともに電流の変化率が大きくなることから
禁止期間が不足してしまう。このため転流禁止期間は電
気角で与える。
If this prohibition period is given for a certain period of time, when the rotation speed of the prime mover further decreases, the induced voltage changes gradually and the rate of change of the current increases, so that the prohibition period becomes insufficient. Therefore, the commutation prohibition period is given by an electrical angle.

【0053】図6ではこの転流禁止期間を電気角30度
としている。この禁止期間の長さは誘導発電機の定数
や、誘導発電機の回転数変化の速さなどにより変え得
る。誘導発電機の回転数変化の速さがごく小さければ電
気角60度よりわずかに短ければよい。この転流禁止期
間を設定するため、図3の転流制御回路ではデコーダ5
2の出力のうちオア回路53にてPH1とPH3とPH
5のオアをとり、転流同期信号COMを出力している。
In FIG. 6, the commutation prohibition period is set to an electrical angle of 30 degrees. The length of the prohibition period can be changed depending on the constant of the induction generator, the speed of change in the rotation speed of the induction generator, and the like. If the speed of change in the number of revolutions of the induction generator is extremely small, it may be slightly shorter than the electrical angle of 60 degrees. To set this commutation prohibition period, the commutation control circuit of FIG.
Out of the outputs of the OR circuit 53, PH1, PH3 and PH
5 and outputs the commutation synchronization signal COM.

【0054】図6に示すように、転流同期信号COMは
電気角60度毎に論理値が反転する信号となる。図1の
周期測定回路17にて転流同期信号COMの周期を測定
する。遅延回路18は転流同期信号COMを入力して遅
延時間の設定入力分だけで遅延して出力する。図6では
30度としているので、周期測定回路17にて測定した
周期の1/2を設定する。遅延回路18からは転流同期
信号COMが30度だけ遅延した信号COMDLが出力
され、転流制御回路16に与えられる。
As shown in FIG. 6, the commutation synchronization signal COM is a signal whose logical value is inverted every 60 electrical degrees. The cycle of the commutation synchronization signal COM is measured by the cycle measuring circuit 17 of FIG. The delay circuit 18 receives the commutation synchronization signal COM, delays the commutation synchronization signal COM only by the set input of the delay time, and outputs it. In FIG. 6, since the angle is 30 degrees, 1/2 of the cycle measured by the cycle measuring circuit 17 is set. A signal COMDL obtained by delaying the commutation synchronization signal COM by 30 degrees is output from the delay circuit 18 and supplied to the commutation control circuit 16.

【0055】転流制御回路16ではイクスクルーシブオ
ア回路54にてCOMとCOMDLのイクスクルーシブ
オアをとり否定論理回路55にて論理を反転した信号C
OMENを出力する。図6に示すように、COMENは
電気角60度毎に転流がおこなわれると論理“0”とな
って次の転流を禁止し、転流してから電気角30度相当
の時間が経過すると次の転流を許可する。このときに
は、転流直後のように本来転流すべき相とは別に相の電
流が基準より大きいということがなくなり正常な転流動
作をおこなうことができる。
In the commutation control circuit 16, a signal C obtained by taking exclusive OR of COM and COMDL in the exclusive OR circuit 54 and inverting the logic in the NOT logic circuit 55.
Output OMEN. As shown in FIG. 6, when commutation is performed every 60 electrical degrees, COMEN becomes logic “0” and prohibits the next commutation, and when a time equivalent to 30 electrical degrees has elapsed since commutation. Allow the next commutation. At this time, the current of the phase does not become larger than the reference separately from the phase to be originally commutated, such as immediately after commutation, so that a normal commutation operation can be performed.

【0056】図1の周波数測定回路20は原動機1の回
転検出器の変わりに用いるものである。周波数測定回路
20は転流制御回路16から出力される転流同期信号C
OMをカウントしてコンバータの運転周波数を測定す
る。関数発生器21は周波数測定回路20の出力するコ
ンバータの運転周波数を入力して電圧制御回路12に対
して電圧制御回路が出力する電流基準のリミット値を出
力する。
The frequency measuring circuit 20 shown in FIG. 1 is used in place of the rotation detector of the motor 1. The frequency measurement circuit 20 outputs the commutation synchronization signal C output from the commutation control circuit 16.
The operation frequency of the converter is measured by counting OM. The function generator 21 inputs the operating frequency of the converter output from the frequency measurement circuit 20 and outputs a current-based limit value output from the voltage control circuit to the voltage control circuit 12.

【0057】すなわち、原動機1の回転数が高く発電能
力が大きい場合には電圧制御回路12の出力する電流基
準は大きくすることができ、回転数が低く発電能力が小
さい場合には電流基準は絞られる。原動機1は回転数が
低いにもかかわらず大電力を発電させようとすると回転
が停止してしまうおそれがあるが、このように電流基準
のリミット値を制御することにより発電を安定して継続
することができる。
That is, when the rotation speed of the prime mover 1 is high and the power generation capacity is large, the current reference output from the voltage control circuit 12 can be increased. When the rotation speed is low and the power generation capacity is small, the current reference is reduced. Can be Although the prime mover 1 may stop rotating when attempting to generate a large amount of power in spite of a low rotational speed, the power generation is stably continued by controlling the current-based limit value in this manner. be able to.

【0058】上記した図1の装置によれば、回転検出器
なしで発電制御をおこなうことができるので、回転検出
器のトラブルによる発電停止がなくなる。また、発電制
御から回転速度の閉ループがなくなり、回転速度検出の
精度や、応答速度の制御への影響がなくなるため高速で
安定な発電制御が可能となる。また、電流制御が、高速
でしかも損失がすくないので、スイッチング素子の電流
定格ぎりぎりまで使用でき、小形の変換器で大電力発電
が可能となる。さらに、電流変化が大きい低回転数で、
発電電力の小さい場合にも電流リップルによる同期はず
れを生じにくくなるので誘導発電機2の運転範囲を広げ
ることができる。またコンバータ3の運転周波数を検出
して回転速度信号の代用とする事ができるので、原動機
1の回転速度に応じた種々の制御をおこなうことが可能
となる。
According to the apparatus shown in FIG. 1, the power generation can be controlled without the rotation detector, so that the generation stop due to the trouble of the rotation detector is eliminated. Further, since the closed loop of the rotation speed is eliminated from the power generation control, and the influence on the accuracy of the rotation speed detection and the control of the response speed is eliminated, high-speed and stable power generation control becomes possible. In addition, since the current control is performed at a high speed with little loss, it can be used up to the current rating of the switching element, and large power generation can be performed with a small converter. Furthermore, at low rotation speed where the current change is large,
Even in the case where the generated power is small, the loss of synchronization due to the current ripple hardly occurs, so that the operation range of the induction generator 2 can be expanded. Further, since the operating frequency of converter 3 can be detected and used as a substitute for the rotation speed signal, various controls can be performed in accordance with the rotation speed of prime mover 1.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回転検
出器が不要となるので、回転検出器に起因するトラブル
をなくすことができる。そして、回転速度検出の精度
や、応答速度の制御への影響がなくなるため、高速で安
定した制御が可能となる。
As described above, according to the present invention, since a rotation detector is not required, troubles caused by the rotation detector can be eliminated. Then, since there is no influence on the accuracy of the rotation speed detection and the control of the response speed, high-speed and stable control becomes possible.

【0060】また、高速且つ低損失の電流制御のため、
スイッチング素子を電流定格ぎりぎりまで使用すること
ができ、小形の変換器で大電力発電が可能となる。
For high-speed and low-loss current control,
The switching element can be used up to the limit of the current rating, and high power generation is possible with a small converter.

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

【図1】本発明の実施例の全体の構成を示すブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1における電流比較回路の構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a current comparison circuit in FIG.

【図3】図1における転流制御回路の構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a commutation control circuit in FIG. 1;

【図4】図1におけるPWM制御回路の構成を示すブロ
ック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a PWM control circuit in FIG. 1;

【図5】図3の転流制御回路の動作を説明するための波
形図。
FIG. 5 is a waveform chart for explaining the operation of the commutation control circuit of FIG. 3;

【図6】図4のPWM制御回路の動作を説明するための
波形図。
FIG. 6 is a waveform chart for explaining the operation of the PWM control circuit of FIG. 4;

【図7】図3のデコーダの入力と出力との関係を示す真
理値表。
FIG. 7 is a truth table showing a relationship between an input and an output of the decoder of FIG. 3;

【図8】従来例の構成を示すブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原動機 2 誘導発電機 3 コンバータ 8 電流検出器 14 電流比較回路 16 転流制御回路 19 PWM制御回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 prime mover 2 induction generator 3 converter 8 current detector 14 current comparison circuit 16 commutation control circuit 19 PWM control circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】原動機により駆動される誘導発電機の交流
出力を直流に変換するコンバータと、前記誘導発電機の
各相出力電流を検出し、電流検出信号を出力する電流検
出器と、を備え、電流指令信号と前記電流検出信号との
比較に基づいて前記コンバータに対するPWM制御を行
う誘導発電機の制御装置において、 前記電流指令信号及び前記電流検出信号を入力し、これ
らの大小関係を示す各相毎の論理レベル信号を出力する
電流比較回路と、 前記論理レベル信号の入力に基づいて、前記誘導発電機
の各相電圧につき所定の位相角度毎に論理レベルが反転
する電圧同期信号、及び各相の転流順序を所定順序に維
持するための電圧基本位相信号を出力する転流制御信号
回路と、 前記転流制御回路からの電圧同期信号及び電圧基本位相
信号、並びに前記電流比較回路からの論理レベル信号の
入力に基づいて、前記コンバータに対するPWM制御信
号を出力するPWM制御回路と、 を備えたことを特徴とする誘導発電機の制御装置。
1. A converter for converting an alternating current output of an induction generator driven by a prime mover into a direct current, and a current detector for detecting each phase output current of the induction generator and outputting a current detection signal. A control device for an induction generator that performs PWM control on the converter based on a comparison between a current command signal and the current detection signal, wherein the current command signal and the current detection signal are input, and A current comparison circuit that outputs a logic level signal for each phase; a voltage synchronization signal in which a logic level is inverted every predetermined phase angle for each phase voltage of the induction generator based on the input of the logic level signal; and A commutation control signal circuit for outputting a voltage basic phase signal for maintaining the phase commutation order in a predetermined order; a voltage synchronization signal and a voltage basic phase signal from the commutation control circuit; On the basis of the input logic level signal from the current comparator circuit, a control apparatus for an induction generator, characterized in that it includes a PWM control circuit for outputting a PWM control signal, the for the converter.
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