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JP3286161B2 - Power converter - Google Patents
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JP3286161B2 - Power converter - Google Patents

Power converter

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JP3286161B2
JP3286161B2 JP11403796A JP11403796A JP3286161B2 JP 3286161 B2 JP3286161 B2 JP 3286161B2 JP 11403796 A JP11403796 A JP 11403796A JP 11403796 A JP11403796 A JP 11403796A JP 3286161 B2 JP3286161 B2 JP 3286161B2
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signal
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timing
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雅徳 宮崎
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換部とその
制御部が離れて設置される場合に好適な電力変換装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion device suitable for a case where a power conversion unit and its control unit are installed separately.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力変換装置は、一般に、交流(直流)
の電力を直流(交流)の電力に変換する電力変換部と、
その電力変換部の制御を行う制御部とを備えて構成され
る。この種の電力変換装置として、直流電動機を駆動す
るサイリスタレオナード装置の例を図10に示す。この
装置は、交流電源2から供給される交流電圧を電力変換
器3で所望の直流電圧に変換し、直流電動機1を可変速
駆動するものである。電力変換器3は電力変換部の主要
部をなすもので、複数のサイリスタ素子10を備えて構
成され、制御部からのゲート信号により各サイリスタ素
子を点弧させるゲートパルスを出力するパルス増幅回路
11を備えている。
2. Description of the Related Art Generally, a power conversion device is an alternating current (direct current).
A power conversion unit that converts the power of the DC power into DC (AC) power;
And a control unit for controlling the power conversion unit. FIG. 10 shows an example of a thyristor leonard device for driving a DC motor as this type of power converter. This device converts an AC voltage supplied from an AC power supply 2 into a desired DC voltage by a power converter 3 and drives the DC motor 1 at a variable speed. The power converter 3 is a main part of a power conversion unit and includes a plurality of thyristor elements 10, and a pulse amplifier circuit 11 that outputs a gate pulse for firing each thyristor element in response to a gate signal from a control unit. It has.

【0003】制御部は、速度(電圧)基準を設定する速
度設定器4と、速度(電圧)基準の最大変化率を制限す
るための加減速率制限回路5と、この加減速率制限回路
5から出力される電圧基準と電圧検出器6を介して検出
される直流電圧検出値とを比較して電流基準を出力する
電圧制御回路7と、この電流基準と電流検出器8を介し
て検出される電流検出値とを比較して位相制御信号を出
力する電流制御回路9と、この位相制御信号に基づいて
ゲート信号を出力する位相制御回路12と、電流制御回
路9と位相制御回路12の動作を制御するための運転・
停止信号を与える操作回路13を備え、電圧基準を所望
値に設定することにより電力変換器3から出力される直
流電圧を可変して直流電動機1を所望の速度に制御す
る。
The control unit includes a speed setting device 4 for setting a speed (voltage) reference, an acceleration / deceleration rate limiting circuit 5 for limiting the maximum rate of change of the speed (voltage) reference, and an output from the acceleration / deceleration rate limiting circuit 5. A voltage control circuit 7 for comparing the detected voltage reference with a DC voltage detection value detected via the voltage detector 6 and outputting a current reference; and a current detected via the current reference and the current detector 8. A current control circuit 9 for comparing the detected value with a phase control signal and outputting a phase control signal; a phase control circuit 12 for outputting a gate signal based on the phase control signal; and controlling the operations of the current control circuit 9 and the phase control circuit 12 Driving to
An operation circuit 13 for providing a stop signal is provided, and the DC motor 1 is controlled to a desired speed by changing the DC voltage output from the power converter 3 by setting the voltage reference to a desired value.

【0004】電動機を駆動する電力変換器の場合、サイ
リスタ素子を制御するゲート信号はダブルパルス方式が
一般的に採用され、図11に示すように、位相制御回路
12から60°の位相差で120°幅のゲート信号Su
、Sz 、Sv 、Sx 、Sw 、Sy が出力され、外線ケ
ーブルを介してパルス増幅回路11に入力される。パル
ス増幅回路11このゲート信号に基づいてサイリスタ素
子10を点弧させるためのダブルパルスSug、Szg、S
vg、Sxg、Swg、Sygを出力し、電力変換器3の各サイ
リスタ素子Su 、Sz 、Sv 、Sx 、Sw 、Sy を60
°の位相差で順次点弧させ、それぞれ120°の期間だ
け導通させる。この点弧タイミングが位相制御信号によ
ってα制御され、電力変換器3から電圧基準に対応した
直流電圧が出力される。
In the case of a power converter for driving an electric motor, a gate signal for controlling a thyristor element is generally employed in a double pulse system, and as shown in FIG. ° width gate signal Su
, Sz, Sv, Sx, Sw, Sy are output and input to the pulse amplifier circuit 11 via an external cable. Pulse amplification circuit 11 Double pulses Sug, Szg, S for firing thyristor element 10 based on this gate signal.
vg, Sxg, Swg, and Syg are output, and each thyristor element Su, Sz, Sv, Sx, Sw, and Sy of the power converter 3 is converted to 60.
It is sequentially fired with a phase difference of °, and each is made conductive only for a period of 120 °. The ignition timing is α-controlled by the phase control signal, and the power converter 3 outputs a DC voltage corresponding to the voltage reference.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述、従来装置では電
力変換部と制御部が隔離されて設置されたとき、ゲート
信号を送出する信号線が長くなり、ノイズの影響を受け
易く、また、スイッチ素子毎に信号線が必要であり、ス
イッチ素子の数が増えると信号線の本数が増えるという
問題がある。
As described above, in the conventional device, when the power conversion unit and the control unit are installed separately from each other, the signal line for transmitting the gate signal becomes long, and is susceptible to noise. A signal line is required for each element, and there is a problem that the number of signal lines increases as the number of switch elements increases.

【0006】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的は、制御部から出力されたゲート信号を、
特定のスイッチ素子を指定する選択信号とその制御タイ
ミングを与える信号とに分離して少ない信号線で送出
し、電力変換部側でゲート信号を再生して制御する電力
変換装置を提供することにある。
[0006] The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to convert a gate signal output from a control unit into a gate signal.
An object of the present invention is to provide a power conversion device that separates a selection signal designating a specific switch element and a signal giving the control timing thereof and sends them out with a small number of signal lines, and reproduces and controls the gate signal on the power conversion unit side. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の電力変換装置
は、複数のスイッチ素子を有する電力変換部と、前記複
数のスイッチ素子をそれぞれ制御する複数のゲート信号
を出力する制御部とを備えた電力変換装置において、前
記複数のゲート信号に基づいて特定のスイッチ素子を指
定する選択信号を符号化して送信すると共に、前記スイ
ッチ素子をそれぞれターンオンさせる全てのタイミング
を合成して1つのタイミング信号として送信し、前記選
択信号とタイミング信号とから複数のゲート信号を再生
する手段を備え、再生されたゲート信号で電力変換部を
制御する。(請求項1) 更に、前記手段は、前記複数のゲート信号の立上がりの
タイミングでそれぞれパルスを発生させ、これらのパル
スを加算して1つのタイミング信号として出力すると共
に、前記複数のゲート信号に基づいてそれより進み位相
の複数の第2ゲート信号を生成し、この複数の第2ゲー
ト信号に基づいて特定のスイッチ素子を指定する選択信
号を出力するゲート信号送信手段と、前記選択信号に基
づいて前記タイミング信号のパルス列から特定のパルス
を選択し、選択されたパルスのタイミングで特定のスイ
ッチ素子に対するゲート信号を発生させ、複数のゲート
信号を再生するゲートパルス再生手段とで構成する。
(請求項2) 更に、前記ゲート信号送信手段を前記制御部に設けると
共に、前記ゲートパルス再生手段を前記電力変換部に設
け、電力変換部と制御部を隔離して設置する。(請求項
3) 更に、前記ゲート信号送信手段は、前記選択信号をディ
ジタルデータで出力すると共に、該ディジタルデータを
シリアル伝送し、前記ゲートパルス再生手段は、シリア
ル伝送されたディジタルデータに基づいて前記パルス列
から特定のパルスを選択する。(請求項4) 更に、前記ゲートパルス再生手段は、前記ディジタルデ
ータの選択信号に基づいて前記パルス列から2つの特定
のパルスを選択し、選択された2っのパルスのタイミン
グで特定のスイッチ素子に対するダブルパルスのゲート
信号を発生させる。(請求項5) 更に、前記ゲートパルス再生手段は、前記ディジタルデ
ータの選択信号に基づいて前記パルス列から2つの特定
のパルスを選択し、選択された2つのパルスのタイミン
グで特定のスイッチ素子に対する所定のパルス幅のゲー
ト信号を発生させる。(請求項6) 更に、前記電力変換部は、複数のスイッチ素子として6
個のサイリスタを使用し、3相全波整流回路とする。
(請求項7) 更に、前記電力変換部は、サイリスタの代わりに、GT
O、IGBT、GTR等の自己消弧形のスイッチ素子を
使用する。(請求項8)
A power converter according to the present invention includes a power converter having a plurality of switch elements, and a controller for outputting a plurality of gate signals for controlling the plurality of switch elements, respectively . the power converter, a selection signal designating a specific switching element based on the plurality of gate signals with encoding and transmitting said Sui
Means for synthesizing all the timings for turning on the switching elements and transmitting the combined signals as one timing signal, and regenerating a plurality of gate signals from the selection signal and the timing signal. Control. (Claim 1) Further, the means generates a pulse at each of the rising timings of the plurality of gate signals, adds these pulses and outputs a single timing signal, and based on the plurality of gate signals. Gate signal transmitting means for generating a plurality of second gate signals having a phase leading from that, and outputting a selection signal designating a specific switch element based on the plurality of second gate signals; Gate pulse reproducing means for selecting a specific pulse from the pulse train of the timing signal, generating a gate signal for the specific switch element at the timing of the selected pulse, and reproducing a plurality of gate signals.
(Claim 2) Further, the gate signal transmitting means is provided in the control unit, and the gate pulse regenerating means is provided in the power conversion unit, and the power conversion unit and the control unit are installed separately. (Claim 3) Further, the gate signal transmitting means outputs the selection signal as digital data and transmits the digital data serially, and the gate pulse reproducing means outputs the selection signal based on the serially transmitted digital data. Select a specific pulse from the pulse train. (Claim 4) Further, the gate pulse reproducing means selects two specific pulses from the pulse train based on a selection signal of the digital data, and controls a specific switch element at a timing of the selected two pulses. Generate a double pulse gate signal. (Claim 5) Further, the gate pulse reproducing means selects two specific pulses from the pulse train based on the selection signal of the digital data, and outputs a predetermined signal to a specific switch element at the timing of the selected two pulses. A gate signal having a pulse width of (Claim 6) Further, the power conversion unit includes a plurality of switch elements.
Three thyristors are used to form a three-phase full-wave rectifier circuit.
(Claim 7) Further, the power conversion unit is a GT instead of a thyristor.
A self-extinguishing switch element such as O, IGBT, or GTR is used. (Claim 8)

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1〜5、7に対応
する電力変換装置の実施例を図1に示す。この実施例で
は3相全波整流を行う6個のサイリスタ素子を用いた電
力変換器をダブルパルス方式のゲート信号で制御する場
合の例である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of a power converter according to the first to fifth and seventh aspects of the present invention. This embodiment is an example of a case where a power converter using six thyristor elements for performing three-phase full-wave rectification is controlled by a double-pulse gate signal.

【0009】図1において、位相制御回路12は、従来
と同様に6個のサイリスタ素子に対する6個のゲート信
号G1 を出力すると共に、6個のゲート信号G1 の立上
がり時点でそれぞれ発生するパルスを全て加算した1つ
のパルス列のタイミング信号G2 を出力する。位相補正
回路14は伝送による処理時間を補償するため6個のゲ
ート信号G1 に対してそれぞれ進み位相の6個のゲート
信号G1aを出力する。符号化回路15は進み位相の6個
のゲート信号G1aの状態に変化が生じる度に特定のサイ
リスタ素子を指定するための選択信号を符号化してディ
ジタル信号G1bとして出力する。パルス出力回路16は
タイミング信号G2 を所定のパルス幅に整形したタイミ
ング信号G2aを出力する。解読回路17はディジタル信
号G1bを受信し、点弧するサイリスタ素子を特定するた
めの選択信号G1cを出力する。パルス入力回路18はタ
イミング信号G2aによって与えられたタイミングに基づ
いて、実際にサイリスタ素子に与えるパルス幅のタイミ
ング信号G2bを出力する。ゲートパルス再生回路19は
選択信号G1cとタイミング信号G2bとに基づいて6個の
サイリスタ素子10に対する6個のゲート信号G3 を再
生して出力する。なお、解読回路17、パルス入力回路
18、ゲートパルス再生回路19は電力変換部側に設置
される。その他は従来(図8)と同様のものを適用する
ことができ、同符号で示している。
In FIG. 1, a phase control circuit 12 outputs six gate signals G1 for six thyristor elements in the same manner as in the prior art, and outputs all the pulses generated at the rising points of the six gate signals G1. A timing signal G2 of the added one pulse train is output. The phase correction circuit 14 outputs six gate signals G1a having advanced phases with respect to the six gate signals G1 in order to compensate for processing time due to transmission. The encoding circuit 15 encodes a selection signal for designating a specific thyristor element every time the state of the six leading phase gate signals G1a changes, and outputs it as a digital signal G1b. The pulse output circuit 16 outputs a timing signal G2a obtained by shaping the timing signal G2 into a predetermined pulse width. The decoding circuit 17 receives the digital signal G1b and outputs a selection signal G1c for specifying the thyristor element to be fired. The pulse input circuit 18 outputs a timing signal G2b having a pulse width actually given to the thyristor element based on the timing given by the timing signal G2a. The gate pulse reproducing circuit 19 reproduces and outputs six gate signals G3 for the six thyristor elements 10 based on the selection signal G1c and the timing signal G2b. Note that the decoding circuit 17, the pulse input circuit 18, and the gate pulse regeneration circuit 19 are provided on the power conversion unit side. The other components are the same as those of the related art (FIG. 8), and are denoted by the same reference numerals.

【0010】上記構成において、図2に示すように、位
相制御回路12からゲート信号G1(SU 、SZ 、SV
、SX 、SW 、SY )が出力されると、位相補正回路
14からゲート信号G1 より時間t1 だけ早いタイミン
グで進み位相に補正されたゲート信号G1a(SU1、SZ
1、SV1、SX1、SW1、SY1)が出力される。位相補正
回路14は、例えば図3のような回路で構成され、U相
のサイリスタ素子に対するゲート信号SU は伝送による
処理時間を補償するための余裕時間を確保するようにそ
れより1つ早いタイミングで出力されるY相のサイリス
タ素子に対するゲート信号SY をタイマー14a により
所定時限Td だけ遅らせると共に、1つ遅れて出力され
るゲート信号SV1により後端部をカットして、時間t1
だけ進み位相で120°幅のゲート信号SU1を出力す
る。他相についても同様に行われ、上述のゲート信号G
1aが出力される。
In the above configuration, as shown in FIG. 2, the gate signals G1 (SU, SZ, SV) are supplied from the phase control circuit 12.
, SX, SW, and SY) are output from the phase correction circuit 14 at a timing earlier than the gate signal G1 by the time t1, and the phase of the gate signal G1a (SU1, SZ) is corrected.
1, SV1, SX1, SW1, SY1) are output. The phase correction circuit 14 is composed of, for example, a circuit as shown in FIG. 3, and the gate signal SU for the U-phase thyristor element is shifted one timing earlier than that so as to secure a margin for compensating the processing time due to transmission. The gate signal SY for the output Y-phase thyristor element is delayed by a predetermined time Td by the timer 14a, and the rear end is cut off by the gate signal SV1 output one time later, to obtain the time t1.
A gate signal SU1 having a phase advance and a width of 120 ° is output. The same applies to the other phases, and the above-described gate signal G
1a is output.

【0011】符号化回路15はゲート信号G1aの状態に
変化が生じたとき、その直後の6個のサイリスタ素子に
対するゲート信号の状態を特定するための選択信号G1c
を出力する。すなわち、ゲート信号G1aの状態に変化が
生じ、6個のスイッチ素子SU 、SZ 、SV 、SX 、S
W 、SY のいずれか1つのスイッチ素子に対するゲート
信号が出力されると、スイッチ素子SU 、SZ 、SV 、
SX 、SW 、SY に対応して、図4に示すように、3ビ
ットのディジタルデータ 001、 010、 011、 100、 10
1、 110を出力し、シリアル信号G1bとして送信する機
能を有している。また、全てのゲート信号がオフ(ブロ
ック状態)のときは 000、全てのゲート信号がオン(短
絡保護状態)のときは 111とすることができる。
When a change occurs in the state of the gate signal G1a, the encoding circuit 15 selects a selection signal G1c for specifying the states of the gate signals for the six thyristors immediately after the change.
Is output. That is, a change occurs in the state of the gate signal G1a, and the six switch elements SU, SZ, SV, SX, S
When a gate signal for one of the switch elements W, SY is output, the switch elements SU, SZ, SV,
As shown in FIG. 4, corresponding to SX, SW and SY, 3-bit digital data 001, 010, 011, 100, 10
1 and 110 are output and transmitted as a serial signal G1b. The value can be set to 000 when all the gate signals are off (block state), and set to 111 when all the gate signals are on (short-circuit protection state).

【0012】解読回路17はシリアル信号G1bを受信し
3ビットのディジタルデータを解読すると、図2に示す
ように、ゲート信号G1aから伝送処理による遅れ時間T
d2だけ遅れた選択信号G1c(SU2、SZ2、SV2、SX2、
SW2、SY2)を出力する。
When the decoding circuit 17 receives the serial signal G1b and decodes the 3-bit digital data, as shown in FIG. 2, the decoding circuit 17 converts the gate signal G1a into a delay time T due to transmission processing.
The selection signal G1c (SU2, SZ2, SV2, SX2,
SW2, SY2).

【0013】一方、パルス入力回路18は、パルス出力
回路16から出力された所定のパルス幅を有するタイミ
ング信号G2aが入力されると、図2に示すように、実際
にサイリスタ素子に与えるパルス幅のタイミング信号G
2b(PU 、PZ 、PV 、PX、PW 、PY )を出力す
る。図5(a) はパルス出力回路16の具体例を示したも
ので、図5(b) に示すような所定のパルス幅を有するタ
イミング信号G2aが入力されると、ワンショット回路1
8a により狭いパルス幅のタイミング信号G2bに変換さ
れて出力される。
On the other hand, when the timing signal G2a having a predetermined pulse width outputted from the pulse output circuit 16 is inputted, the pulse input circuit 18 receives the pulse width given to the thyristor element as shown in FIG. Timing signal G
2b (PU, PZ, PV, PX, PW, PY) are output. FIG. 5A shows a specific example of the pulse output circuit 16. When a timing signal G2a having a predetermined pulse width as shown in FIG.
8a is converted into a timing signal G2b having a narrow pulse width and output.

【0014】ゲートパルス再生回路19は、選択信号G
1cに基づいて図2に示すようにタイミング信号G2bを振
り分け、各サイリスタ素子に対する6個のゲート信号G
3 (SU3、SZ3、SV3、SX3、SW3、SY3)を再生して
出力する。U相のゲート信号SU3としてタイミング信号
G2bの内PU とPZ が割り当てられ、他相についても同
様にしてダブルパルスとして与えられる。図6はゲート
パルス再生回路19の具体例をU相分だけ示したもの
で、U相の選択信号SU2とタイミング信号G2bの論理積
が成立するとアンドゲート19a から信号が出力され、
アンドゲート19d を介してゲート信号SU3が出力され
る。この場合、最初の信号が出力された時点から所定時
間が経過すると、タイマ19b の出力がゼロとなりアン
ドゲート19c が閉じられアンドゲート19d も閉じら
れる。また、120°遅れの選択信号SV2が入力された
とき、インバータゲート19e を介してアンドゲート1
9cが閉じられ不要なパルスを除去するようにしてい
る。
The gate pulse reproducing circuit 19 outputs a selection signal G
The timing signal G2b is distributed as shown in FIG. 2 based on 1c, and six gate signals G for each thyristor element are distributed.
3 (SU3, SZ3, SV3, SX3, SW3, SY3) are reproduced and output. PU and PZ of the timing signal G2b are assigned as the U-phase gate signal SU3, and the other phases are similarly given as double pulses. FIG. 6 shows a specific example of the gate pulse regeneration circuit 19 for the U phase. When the logical product of the U-phase selection signal SU2 and the timing signal G2b is established, a signal is output from the AND gate 19a.
The gate signal SU3 is output via the AND gate 19d. In this case, when a predetermined time has elapsed from the time when the first signal was output, the output of the timer 19b becomes zero, the AND gate 19c is closed, and the AND gate 19d is also closed. When the selection signal SV2 delayed by 120 ° is input, the AND gate 1 is connected via the inverter gate 19e.
9c is closed to remove unnecessary pulses.

【0015】ゲートパルス再生回路19は選択信号G1c
に基づいてタイミング信号G2bを振り分けるので、図2
に示すように、U相の選択信号SU2は、対象のタイミン
グ信号PU に対して早いタイミングで出力されなければ
ならない。従って、位相制御回路12から出力されるゲ
ート信号G1 (SU )に対するゲート信号G1a(GU1)
の進み位相による時間t1 は、符号化回路15、解読回
路17を介して伝送される選択信号G1c(SU2)の遅れ
時間Td2より大きくなるように設定され、SU2はPU に
対してt2 だけ早いタイミングで出力される。
The gate pulse reproducing circuit 19 outputs a selection signal G1c.
Since the timing signal G2b is distributed based on
As shown in (1), the U-phase selection signal SU2 must be output at an earlier timing than the target timing signal PU. Accordingly, the gate signal G1a (GU1) corresponding to the gate signal G1 (SU) output from the phase control circuit 12 is obtained.
Is set to be longer than the delay time Td2 of the selection signal G1c (SU2) transmitted through the encoding circuit 15 and the decoding circuit 17, and SU2 is earlier than PU by t2. Is output.

【0016】次に、本発明の請求項1〜4、6、8に対
応する電力変換装置の実施例として、電力変換器3が3
相全波整流を行う6個の自己消弧形スイッチ素子を用い
て構成された場合について説明する。この場合、図7に
示すように、ゲートパルス再生回路19は、選択信号G
1cに基づいてタイミング信号G2bのパルス列(PU 、P
Z 、PV 、PX 、PW 、PY )から2つの特定のパルス
を選択し、選択された2つのパルスのタイミングで各サ
イリスタ素子に対する6個の広幅パルスのゲート信号G
3 (SU3、SZ3、SV3、SX3、SW3、SY3)を生成して
出力する。U相のゲート信号SU3はタイミング信号G2b
のパルスPU で立上がり、タイミング信号G2bのパルス
PV で立ち下がるパルス幅で出力され、他相についても
同様にして広幅パルスのゲート信号として出力される。
Next, as an embodiment of the power converter according to the first to fourth, sixth and eighth aspects of the present invention, the power converter
A case will be described in which six self-extinguishing switch elements performing phase full-wave rectification are used. In this case, as shown in FIG. 7, the gate pulse reproducing circuit 19 outputs the selection signal G
1c, the pulse train (PU, PU) of the timing signal G2b
Z, PV, PX, PW, and PY), and two wide-pulse gate signals G for each thyristor element at the timing of the selected two pulses.
3 (SU3, SZ3, SV3, SX3, SW3, SY3) are generated and output. The U-phase gate signal SU3 is a timing signal G2b.
, And output with a pulse width falling with the pulse PV of the timing signal G2b. Similarly, the other phases are also output as wide pulse gate signals.

【0017】この実施例で用いるパルス入力回路18と
ゲートパルス再生回路19の具体例を図8と図9に示
す。パルス入力回路18は、図8(a) に示すように、タ
イミング信号G2aが入力されると、その各パルスの立ち
上がり時点毎に論理値が反転するタイミング信号G2cを
出力する(2進)カウンタ18c と、タイミング信号G
2cの立ち上がり時点毎にパルスG2bP を発生させるワン
ショット回路18a と、タイミング信号G2cの立ち下が
り時点毎にパルスG2bN を発生させるワンショット回路
18b を備え、図8(b) に示すように、電力変換器3を
構成する6個の自己消弧形スイッチ素子の正側と負側の
自己消弧形スイッチ素子に対するタイミング信号をパル
スG2bP とパルスG2bN に分離して出力する。ゲートパ
ルス再生回路19は図9(a) に示すように、U相の選択
信号SU2とタイミング信号G2bP の論理積が成立すると
アンドゲート19a と19d を介してタイミング信号G
2bPがフリップフロップ回路19f をセットしゲート信
号SU3が立ち上がって出力される。フリップフロップ回
路19f がセットされた状態で120°位相遅れのタイ
ミング信号G2bP が入力されるとアンドゲート19g を
介してタイミング信号G2bP がフリップフロップ回路1
9f をリセットし、ゲート信号SU3は広幅(120°)
パルスのゲート信号として出力される。6個の自己消弧
形スイッチ素子の内、正側の自己消弧形スイッチ素子
(SU 、SV 、SW )に対するゲート信号は同様の回路
で生成され、負側の自己消弧形スイッチ素子(SZ 、S
X 、SY )に対するゲート信号は、タイミング信号G2b
P の代わりにG2bN を用い同様の回路で生成される。
FIGS. 8 and 9 show specific examples of the pulse input circuit 18 and the gate pulse reproducing circuit 19 used in this embodiment. As shown in FIG. 8 (a), when the timing signal G2a is input, the pulse input circuit 18 outputs a timing signal G2c whose logic value is inverted at each rising point of each pulse (binary) counter 18c. And the timing signal G
As shown in FIG. 8 (b), there is provided a one-shot circuit 18a for generating a pulse G2bP at each rising point of 2c and a one-shot circuit 18b for generating a pulse G2bN at each falling point of the timing signal G2c. The timing signals for the positive and negative self-extinguishing switch elements of the six self-extinguishing switch elements constituting the switch 3 are separated into pulses G2bP and G2bN and output. As shown in FIG. 9 (a), when the logical product of the U-phase selection signal SU2 and the timing signal G2bP is established, the gate pulse regeneration circuit 19 outputs the timing signal G via AND gates 19a and 19d.
2bP sets the flip-flop circuit 19f, and the gate signal SU3 rises and is output. When the timing signal G2bP having a phase delay of 120 ° is input while the flip-flop circuit 19f is set, the timing signal G2bP is supplied to the flip-flop circuit 1 via the AND gate 19g.
9f is reset, and the gate signal SU3 is wide (120 °).
It is output as a pulse gate signal. Of the six self-extinguishing switch elements, the gate signal for the positive-side self-extinguishing switch element (SU, SV, SW) is generated by a similar circuit, and the negative-side self-extinguishing switch element (SZ) is generated. , S
X, SY) is a timing signal G2b
It is generated by a similar circuit using G2bN instead of P.

【0018】以上の説明では、6個のゲート信号が60
°の位相間隔で出力される場合について示したが、位相
制御の過程においては位相間隔が狭くなったり広くなっ
たり変動するので、ゲートパルス発生回路19は位相間
隔が狭くなった場合、先行のパルスが消滅しないように
最小パルス幅のゲート信号G3 を確保するように考慮す
る必要がある。
In the above description, six gate signals are 60
Although the case of outputting at the phase interval of ° has been described, the phase interval fluctuates in the process of phase control because the phase interval becomes narrower or wider. It is necessary to ensure that the gate signal G3 having the minimum pulse width is ensured so that the signal does not disappear.

【0019】また、以上の説明では交流を直流に変換す
る場合について説明したが、直流を交流に変換する場合
にも適用することができ、複数のスイッチ素子で構成さ
れる任意の電力変換器に適用することができる。
In the above description, the case where AC is converted to DC is described. However, the present invention can be applied to the case where DC is converted to AC, and can be applied to any power converter including a plurality of switch elements. Can be applied.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の電力変換装置によれば、複数の
スイッチ素子の内から特定のスイッチ素子を指定する選
択信号とその制御タイミングを与える信号とを分離して
ゲート信号を送出することができ、制御部から電力変換
部側へ少ない信号線でゲート信号を与えるようにし、経
済性の向上した電力変換装置を提供することができる。
According to the power converter of the present invention, it is possible to separate a selection signal designating a specific switch element from a plurality of switch elements and a signal giving its control timing and transmit a gate signal. It is possible to provide a gate signal from the control unit to the power conversion unit with a small number of signal lines, thereby providing a power conversion device with improved economic efficiency.

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

【図1】本発明の請求項1〜5、7に対応する電力変換
装置の実施例の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a power converter according to claims 1 to 5 and 7 of the present invention.

【図2】上記実施例の作用を説明するためのタイミング
図。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment.

【図3】図1の位相補正回路14の具体例を示す構成
図。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a specific example of a phase correction circuit 14 in FIG. 1;

【図4】図1の符号化回路15と解読回路17の作用を
説明するためのゲート信号とデータの関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between gate signals and data for explaining the operation of the encoding circuit 15 and the decoding circuit 17 of FIG. 1;

【図5】図1のパルス入力回路18の具体例を示す図
で、(a)は構成図、(b)は入出力信号の波形図。
5A and 5B are diagrams showing a specific example of the pulse input circuit 18 of FIG. 1, wherein FIG. 5A is a configuration diagram, and FIG. 5B is a waveform diagram of input / output signals.

【図6】図1のゲートパルス発生回路19の具体例を示
す構成図。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a specific example of the gate pulse generation circuit 19 of FIG. 1;

【図7】本発明の請求項1〜4、6、8に対応する電力
変換装置の実施例の作用を説明するためのタイミング
図。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment of the power converter according to claims 1 to 4, 6, and 8 of the present invention.

【図8】図1のパルス入力回路18の別の具体例を示す
図で、(a)は構成図、(b)は信号の波形図。
8A and 8B are diagrams showing another specific example of the pulse input circuit 18 of FIG. 1, wherein FIG. 8A is a configuration diagram and FIG. 8B is a signal waveform diagram.

【図9】図1のゲートパルス発生回路19の別の具体例
を示す構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram showing another specific example of the gate pulse generation circuit 19 of FIG. 1;

【図10】従来の電力変換装置の構成図。FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional power converter.

【図11】(a)は従来の電力変換装置の要部構成図、
(b)はその作用を説明するためのタイミング図。
11A is a configuration diagram of a main part of a conventional power converter, FIG.
(B) is a timing chart for explaining the operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…直流電動機 2…交流電
源 3…電力変換器 4…速度
(電圧)基準設定器 5…加減速率制限回路 7…電圧制
御回路 8…電流検出器 9…電流制
御回路 10…スイッチ素子 11…パル
ス増幅回路 12…位相制御回路 13…操作
回路 14…位相補正回路 15…符号
化回路 16…パルス出力回路 17…解読
回路 18…パルス入力回路 19…ゲー
トパルス再生回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... DC motor 2 ... AC power supply 3 ... Power converter 4 ... Speed (voltage) reference setting device 5 ... Acceleration / deceleration rate limiting circuit 7 ... Voltage control circuit 8 ... Current detector 9 ... Current control circuit 10 ... Switch element 11 ... Pulse Amplifying circuit 12 ... Phase control circuit 13 ... Operation circuit 14 ... Phase correction circuit 15 ... Encoding circuit 16 ... Pulse output circuit 17 ... Decoding circuit 18 ... Pulse input circuit 19 ... Gate pulse reproduction circuit

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/155 H02M 1/08 H02M 7/48 H02P 7/292 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/155 H02M 1/08 H02M 7/48 H02P 7/292

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のスイッチ素子を有する電力変換部
と、前記複数のスイッチ素子をそれぞれ制御する複数の
ゲート信号を出力する制御部とを備えた電力変換装置に
おいて、前記複数のゲート信号に基づいて特定の前記
イッチ素子を指定する選択信号を符号化して送信すると
共に、前記スイッチ素子をそれぞれターンオンさせる全
てのタイミングを合成して1つのタイミング信号として
送信し、前記選択信号とタイミング信号とから複数のゲ
ート信号を再生する手段を備え、再生されたゲート信号
で電力変換部を制御することを特徴とする電力変換装
置。
And 1. A power conversion unit having a plurality of switching elements, the power conversion device and a control unit for outputting a plurality of gate signals for controlling the plurality of switching elements, respectively
Oite, with a selection signal designating a specific said scan <br/> switch element transmits the encoding based on the plurality of gate signals, the total turning on the switching element, respectively
Means for synthesizing all the timings and transmitting as one timing signal, and regenerating a plurality of gate signals from the selection signal and the timing signal, and controlling the power conversion unit with the reproduced gate signals. Power converter.
【請求項2】請求項1に記載の電力変換装置において、
前記手段は、前記複数のゲート信号の立上がりのタイミ
ングでそれぞれパルスを発生させ、これらのパルスを加
算して1つのタイミング信号として出力すると共に、前
記複数のゲート信号に基づいてそれより進み位相の複数
の第2ゲート信号を生成し、この複数の第2ゲート信号
に基づいて特定のスイッチ素子を指定する選択信号を出
力するゲート信号送信手段と、前記選択信号に基づいて
前記タイミング信号のパルス列から特定のパルスを選択
し、選択されたパルスのタイミングで特定のスイッチ素
子に対するゲート信号を発生させ、複数のゲート信号を
再生するゲートパルス再生手段とで構成することを特徴
とする電力変換装置。
2. The power converter according to claim 1,
The means generates a pulse at each of the rising timings of the plurality of gate signals, adds these pulses and outputs the added signal as one timing signal, and a plurality of leading phases based on the plurality of gate signals. A gate signal transmitting means for generating a second gate signal, and outputting a selection signal for designating a specific switch element based on the plurality of second gate signals; and determining the second signal from the pulse train of the timing signal based on the selection signal. And a gate pulse regenerating means for regenerating a plurality of gate signals by generating a gate signal for a specific switch element at the timing of the selected pulse.
【請求項3】請求項2に記載の電力変換装置において、
前記ゲート信号送信手段を前記制御部に設けると共に、
前記ゲートパルス再生手段を前記電力変換部に設け、電
力変換部と制御部を隔離して設置することを特徴とする
電力変換装置。
3. The power converter according to claim 2, wherein
While providing the gate signal transmitting means in the control unit,
The power conversion device, wherein the gate pulse regeneration unit is provided in the power conversion unit, and the power conversion unit and the control unit are installed separately.
【請求項4】請求項2に記載の電力変換装置において、
前記ゲート信号送信手段は、前記選択信号をディジタル
データで出力すると共に該ディジタルデータをシリアル
伝送し、前記ゲートパルス再生手段は、シリアル伝送さ
れたディジタルデータに基づいて前記パルス列から特定
のパルスを選択することを特徴とする電力変換装置。
4. The power converter according to claim 2, wherein
The gate signal transmitting means outputs the selection signal as digital data and serially transmits the digital data, and the gate pulse reproducing means selects a specific pulse from the pulse train based on the serially transmitted digital data. A power converter characterized by the above-mentioned.
【請求項5】請求項2に記載の電力変換装置において、
前記ゲートパルス再生手段は、前記選択信号に基づいて
前記パルス列から2つの特定のパルスを選択し、選択さ
れた2つのパルスのタイミングで特定のスイッチ素子に
対するダブルパルスのゲート信号を発生させることを特
徴とする電力変換装置。
5. The power converter according to claim 2, wherein
The gate pulse reproducing means selects two specific pulses from the pulse train based on the selection signal, and generates a double pulse gate signal for a specific switch element at the timing of the selected two pulses. Power converter.
【請求項6】請求項2に記載の電力変換装置において、
前記ゲートパルス発生手段は、前記選択信号に基づいて
前記パルス列から2つの特定のパルスを選択し、選択さ
れた2つのパルスのタイミングで特定のスイッチ素子に
対する所定のパルス幅のゲート信号を発生させることを
特徴とする電力変換装置。
6. The power converter according to claim 2, wherein
The gate pulse generation means selects two specific pulses from the pulse train based on the selection signal, and generates a gate signal having a predetermined pulse width for a specific switch element at the timing of the selected two pulses. A power converter characterized by the above-mentioned.
【請求項7】請求項2に記載の電力変換装置において、
前記電力変換部は、複数のスイッチ素子として6個のサ
イリスタを使用し、3相全波整流回路とすることを特徴
とする電力変換装置。
7. The power converter according to claim 2, wherein
The power converter, wherein the power converter uses a six-phase thyristor as a plurality of switch elements to form a three-phase full-wave rectifier circuit.
【請求項8】請求項7に記載の電力変換装置において、
前記電力変換部は、サイリスタの代わりに、GTO、I
GBT、GTR等の自己消弧形のスイッチ素子を使用す
ることを特徴とする電力変換装置。
8. The power converter according to claim 7,
The power converter includes a GTO, an ITO instead of a thyristor.
A power converter using a self-extinguishing switch element such as a GBT or GTR.
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