JPS6155346B2 - - Google Patents
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- JPS6155346B2 JPS6155346B2 JP15545980A JP15545980A JPS6155346B2 JP S6155346 B2 JPS6155346 B2 JP S6155346B2 JP 15545980 A JP15545980 A JP 15545980A JP 15545980 A JP15545980 A JP 15545980A JP S6155346 B2 JPS6155346 B2 JP S6155346B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC
- H02M5/42—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters
- H02M5/44—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC
- H02M5/443—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/45—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M5/4505—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Ac-Ac Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電源側から見た基本波力率を自由に
制御する無効電力制御形サイクロコンバータ装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a reactive power control type cycloconverter device that freely controls the fundamental wave power factor as seen from the power source side.
サイクロコンバータは、一定周波数の交流電力
を他の異なる周波数の交流電力に直接変換する装
置であるが、その構成素子たるサイリスタを電源
電圧によつて転流させるため、電源から多く無効
電力をとる欠点がある。また、その無効電力は負
荷側の周波数に同期して常に変動している。この
ため電源系統設備の容量を増大させるだけでなく
無効電力変動により同一系統に接続された電気機
器に種々の悪影響を及ぼしている。 A cycloconverter is a device that directly converts alternating current power at a constant frequency into alternating current power at a different frequency, but because its component thyristor is commutated by the power supply voltage, it has the disadvantage of taking a lot of reactive power from the power supply. There is. Moreover, the reactive power constantly fluctuates in synchronization with the frequency on the load side. This not only increases the capacity of power supply system equipment, but also causes various adverse effects on electrical equipment connected to the same system due to reactive power fluctuations.
このようなサイクロコンバータの無効電力を補
償する方法として、特願昭54−119122号を出願し
ている。 As a method of compensating for the reactive power of such a cycloconverter, Japanese Patent Application No. 119122/1983 has been filed.
第1図は、その無効電力制御形サイクロコンバ
ータ装置の構成図を示すものである。サイクロコ
ンバータCC−U,CC−V,CC−Wの共通受電
端子に進相コンデンサCを接続し、当該進相コン
デンサCの進み無効電流Icapとサイクロコンバー
タ全体の遅れ無効電流IREACTが等しくなるよう
に当該各相のサイクロコンバータの循環電流を制
御するものである。 FIG. 1 shows a block diagram of the reactive power control type cycloconverter device. Connect a phase advance capacitor C to the common power receiving terminal of the cycloconverters CC-U, CC-V, and CC-W so that the leading reactive current Icap of the phase advance capacitor C and the lagging reactive current I REACT of the entire cycloconverter are equal. This is to control the circulating current of the cycloconverter of each phase.
この無効電力制御形サイクロコンバータ装置で
は、電源電線路BUSと各コンバータとの間に、
降電圧あるいは昇電圧の目的でもしくは、コンバ
ータの絶縁の目的で電源トランスTrU,TrV,
TrWを設置するが、この電源トランスの容量と
して各コンバータの遅れ無効電力をも供給しうる
容量が必要とされた。すなわち、負荷に供給し得
る電力に加えて進相コンデンサCの進み無効電力
に対向する遅れ無効電力を電源トランスを介し
て、各サイクロコンバータに供給しなければなら
ない。そのため、当該電源トランスが大形大重量
化し、高価なものとなる。 In this reactive power control type cycloconverter device, between the power supply line BUS and each converter,
Power transformers TrU, TrV,
A TrW was installed, but the power transformer required a capacity that could also supply the delayed reactive power of each converter. That is, in addition to the power that can be supplied to the load, lagging reactive power opposite to the leading reactive power of the phase advancing capacitor C must be supplied to each cycloconverter via the power transformer. Therefore, the power transformer becomes large, heavy, and expensive.
本発明は以上に鑑みてなされたもので、上記電
源トランスの容量を軽減し、より経済的な無効電
力制御形サイクロコンバータ装置を供給すること
を目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to reduce the capacity of the power transformer and provide a more economical reactive power control type cycloconverter device.
第2図は、本発明の無効電力制御形サイクロコ
ンバータ装置の実施例を示す構成図である。 FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the reactive power control type cycloconverter device of the present invention.
図中、BUSは3相電線路、TrU,TrV,TrW
は電源トランス、CC−U,CC−V,CC−Wは
循環電流式サイクロコンバータ本体、U,V,W
は負荷、CpU,CNU,CpV,CNV,CpW,CNWは
進相コンデンサである。U相のサイクロコンバー
タCC−Uは正群コンバータSS−Pと負群コンバ
ータSS−N及び直流リアクトルL01,L02からな
つている。V相、W相も同様に構成されている。
CONT−U,CONT−V,CONT−Wは各相サイ
クロコンバータの制御回路で、U相サイクロコン
バータの制御回路CONT−Uは演算増幅器K0,
K1,K2,K3、加算器A1,A2,A3,A4、比較器
C2,C3、絶対値回路ABS及び位相制御回路PH−
P,PH−Nからなつている。V相、W相のサイ
クロコンバータの制御回路CONT−V,CONT−
Wも同様に構成されている。 In the figure, BUS is a three-phase power line, TrU, TrV, TrW
is the power transformer, CC-U, CC-V, CC-W are the circulating current type cycloconverter body, U, V, W
is a load, and C pU , C NU , C pV , C NV , C pW , and C NW are phase advance capacitors. The U-phase cycloconverter CC-U consists of a positive group converter SS-P, a negative group converter SS-N, and DC reactors L 01 and L 02 . The V phase and W phase are similarly configured.
CONT-U, CONT-V, CONT-W are control circuits for each phase cycloconverter, and control circuit CONT-U for the U-phase cycloconverter is an operational amplifier K 0 ,
K 1 , K 2 , K 3 , adder A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , comparator
C 2 , C 3 , absolute value circuit ABS and phase control circuit PH−
It consists of P, PH-N. V-phase, W-phase cycloconverter control circuit CONT-V, CONT-
W is similarly configured.
さらに、受電端には電源電圧を検出する変成器
PT、電源電流を検出する変流器CTs、無効電力
演算回路VAR、無効電力設定器VR、比較器C1及
び制御補償回路H(S)が用意されている。 Furthermore, at the receiving end there is a transformer that detects the power supply voltage.
PT, a current transformer CTs that detects the power supply current, a reactive power calculation circuit VAR, a reactive power setting device VR, a comparator C1 , and a control compensation circuit H(S).
従来、進相コンデンサが受電端に一括して接続
されているのに対し、本発明装置では電源トラン
スTrU,TrV,TrWの2次側に分割して接続さ
れているのが異なる点である。 Conventionally, the phase advancing capacitor is connected all at once to the power receiving end, but the device of the present invention is different in that it is connected separately to the secondary sides of the power transformers TrU, TrV, and TrW.
以下、U相サイクロコンバータを例にとつて負
荷電流制御及び循環電流制御の動作を説明する。 Hereinafter, the operations of load current control and circulating current control will be explained using a U-phase cycloconverter as an example.
まず負荷電流制御の動作を説明する。電流検出
器CTLUによつてU相負荷電流ILUを検出し、指
令値I* LUと比較する。その偏差ε3=I* LU−I
LU
に比例した電圧をサイクロコンバータCC−Uか
ら発生するように位相制御回路PH−P,PH−N
を制御する。PH−Pの出力位相αpuに対してPH
−Nの出力位相αNUはαNU=180゜−αPUの関係
を保つように増幅器K2からの出力信号が反転増
幅器K3を介してPH−Nに入力される。すなわ
ち、正群コンバータSS−Pの出力電圧Vp=k
V・Vs・COSαpuと負群コンバータの出力電圧V
N=kV・VS・CosαNU=kV・Vs・Cos(180゜
−αpu)は負荷端子でつり合つた状態で通常の運
転が行なわれる。電流指令I* LUを正弦波状に変化
させるとそれに応じて偏差ε3も変化し、負荷に
正弦波電流ILUが流れるように前記αpu及びαNU
が制御される。この通常の運転では正群コンバー
タSS−Pの出力電圧と負群コンバータSS−Nの
出力電圧は等しくつり合つているため循環電流I
OUはほとんど流れない。 First, the operation of load current control will be explained. The U-phase load current ILU is detected by the current detector CTLU and compared with the command value I * LU . The deviation ε 3 =I * LU −I
L.U.
Phase control circuits PH-P and PH-N are used to generate a voltage proportional to the voltage from the cycloconverter CC-U.
control. PH for the output phase α pu of PH−P
The output signal from amplifier K 2 is input to PH-N via inverting amplifier K 3 so that the output phase α NU of −N maintains the relationship α NU =180°−α PU . In other words, the output voltage Vp of positive group converter SS-P = k
V・Vs・COSα pu and negative group converter output voltage V
Normal operation is performed with N =k V・V S・Cosα NU =k V・Vs・Cos (180°−α pu ) being balanced at the load terminals. When the current command I * LU is changed in a sinusoidal manner, the deviation ε 3 also changes accordingly, and the α pu and α NU are adjusted so that the sinusoidal current I LU flows through the load.
is controlled. In this normal operation, the output voltage of the positive group converter SS-P and the output voltage of the negative group converter SS-N are equally balanced, so the circulating current I
OU hardly flows.
次に循環電流制御の動作を説明する。 Next, the operation of circulating current control will be explained.
循環電流IOUは次の演算を行なうことによつて
検出される。ただし、Ipuは正群コンバータSS
−Pの出力電流、INUは負群コンバータSS−N
の出力電流、|ILU|は負荷電流ILUの絶対値で
ある。 The circulating current I OU is detected by performing the following calculation. However, I pu is the positive group converter SS
-P output current, I NU is negative group converter SS-N
The output current, |I LU |, is the absolute value of the load current I LU .
IOU=(IpU+INU−|ILU|)/2
すなわち、電流検出器CTpU,CTNU,CTLU、
加算器A1,A2、増幅器K0(=1/2倍)、及び絶対
値回路ABSによつて上記演算を行なつている。
循環電流の指令値I* OUは制御補償回路H(S)の
出力であるが、その説明は後で行なう。比較器
C2によつて指令値I* OUと上記演算によつて求め
た循環電流IOUを比較し、偏差ε2=I* OU−IOU
を求める。その偏差ε2を増幅器K1を介して加
算器A3及びA4に入力する。故にPH−P及びPH
−Nへの入力ε4及びε5は各々次のようにな
る。ただしK3=−1とする。I OU = (I pU + I NU − | I LU |)/2 That is, current detectors CT pU , CT NU , CT LU ,
The above calculation is performed by adders A 1 and A 2 , amplifier K 0 (=1/2 times), and absolute value circuit ABS.
The circulating current command value I * OU is the output of the control compensation circuit H(S), which will be explained later. comparator
Compare the command value I * OU with the circulating current I OU obtained by the above calculation using C 2 , and calculate the deviation ε 2 = I * OU - I OU
seek. The deviation ε 2 is input to adders A 3 and A 4 via amplifier K 1 . Therefore PH-P and PH
The inputs ε 4 and ε 5 to -N are respectively as follows. However, K 3 =-1.
ε4=K2・ε3+K1・ε2
ε5=−K2・ε3+K1・ε2
従つて、αNU=180゜−αpuの関係はくずれ、
K1・ε2に比例した分だけ正群コンバータSS−
Pの出力電圧VPと負群コンバータSS−Nの出力
電圧VNとが不平衡になる。その差電圧が直流リ
アクトルL01及びL02に印加され循環電流IOUが流
れる。IOUが指令値I* OUより流れすぎればε2が
減少して上記差電圧を小さくする。結果的にはI
OUはI* OUに等しくなるように制御される。 ε 4 =K 2・ε 3 +K 1・ε 2 ε 5 =−K 2・ε 3 +K 1・ε 2 Therefore, the relationship α NU = 180° − α pu breaks down,
Positive group converter SS− is proportional to K 1・ε 2
The output voltage VP of P and the output voltage VN of the negative group converter SS-N become unbalanced. The differential voltage is applied to DC reactors L 01 and L 02 and a circulating current I OU flows. If I OU flows too much than the command value I * OU , ε 2 decreases and the differential voltage is reduced. As a result, I
OU is controlled to be equal to I * OU .
V相、W相のサイクロコンバータの負荷電流制
御及び循環電流制御の動作も同様に行なわれる。 The load current control and circulating current control operations of the V-phase and W-phase cycloconverters are performed in the same manner.
第3図は、サイクロコンバータの入力側1相分
の電圧電流ベクトル図を示すもので、aはU相サ
イクロコンバータの入力側電圧電流ベクトル図、
bはV相サイクロコンバータの入力側電圧電流ベ
クトル図、cはW相サイクロコンバータの入力側
電圧電流ベクトル図、dはサイクロコンバータ全
体の入力側電圧電流ベクトル図を表している。こ
のベクトル図は負荷電流が正弦波状に制御されて
いるとき、ある瞬間をとらえて描いたもので、ベ
クトルの大きさ及び位相角は刻々と変化してい
る。 Figure 3 shows a voltage and current vector diagram for one phase on the input side of the cycloconverter, where a is a voltage and current vector diagram on the input side of the U-phase cycloconverter;
b represents the input side voltage and current vector diagram of the V-phase cycloconverter, c represents the input side voltage and current vector diagram of the W-phase cycloconverter, and d represents the input side voltage and current vector diagram of the entire cycloconverter. This vector diagram was drawn at a certain moment when the load current was being controlled in a sinusoidal manner, and the magnitude and phase angle of the vector were constantly changing.
まず、第3図aのベクトル図を説明する。ISS
Pは正群コンバータSS−Pの入力電流で大きさは
K1(IOU+|ILU|)、位相角はαpUとなつてい
る。ただし、k1はコンバータの変換定数である。
また、ISSNは負群コンバータSS−Nの入力電流
で、大きさはk1,IOU、位相角はαNU≒180゜−
αpUとなつている。ICCUは、サイクロコンバー
タCC−Uの入力電流でISSPとISSNのベクトル
和となる。IcapUは進相コンデンサCpUとCNUに
流れる進み電流の和で、電源電圧に対して、90゜
進みの一定電流となる。従つて、電源トランス
Truの1次側に流れる電流ITRUは、ICCUとIca
pUのベクトル和となり図示のようになる。ITRU
を有効分ISUと無効分IQUに分離すると、負荷電
流ILU、循環電流IOU及び位相角αPU,αNUを使
つて次のように表わせる。ただし、αNU≒180゜
−αpUとして取扱う。 First, the vector diagram in FIG. 3a will be explained. I SS
P is the input current of positive group converter SS-P and its magnitude is
K 1 (I OU + | I LU |), and the phase angle is α pU . However, k 1 is the conversion constant of the converter.
Moreover, I SSN is the input current of the negative group converter SS-N, the magnitude is k 1 , I OU , and the phase angle is α NU ≒180°−
α pU . I CCU is the input current of the cycloconverter CC-U and is the vector sum of I SSP and I SSN . I capU is the sum of the leading currents flowing through the phase advance capacitors C pU and C NU , and is a constant current that leads by 90 degrees with respect to the power supply voltage. Therefore, the power transformer
The current I TRU flowing in the primary side of Tru is I CCU and I ca
The vector sum of pU is as shown in the figure. I TRU
When is separated into effective component I SU and reactive component I QU , it can be expressed as follows using load current I LU , circulating current I OU and phase angles α PU and α NU . However, it is treated as α NU ≒180°−α pU .
ISU=ISSP・cosαpu+ISSN・cosαNU≒(ISSP
−ISSN)・cosαpU=k1(IOU+|ILU|−IOU)・cosαpU
=k1|ILU|・cosαpUIQU=ISSP・sinαpU+ISSN・sinαNU−Icapu
≒(ISSP+ISSN)・sinαpU−Icapu=k1(IOU
+|ILU|+IOU)sinαpu−Icapu=k1(2IOU+|ILU|)・sinαpU−Icapu
上式は、負荷電流ILU、循環電流Iou及び位相
角αpuが変しても成り立つものである。なお、
ITRUの大きさは√2 SU+2 QUとなることは言うま
でもない。I SU =I SSP・cosαpu+I SSN・cosα NU ≒(I SSP −I SSN )・cosα pU =k 1 (I OU + |I LU |−I OU )・cosα pU =k 1 |I LU |・cosα pU I QU = I SSP・sinα pU +I SSN・sinα NU −Icapu ≒ (I SSP + I SSN )・sinα pU −Icapu=k 1 (I OU + | I LU | + I OU ) sinαpu−Icapu=k 1 (2I OU +|I LU |)・sinα pU −Icapu The above equation holds even if the load current I LU , circulating current Iou, and phase angle αpu change. In addition,
It goes without saying that the size of I TRU is √ 2 SU + 2 QU .
第3図bはV相サイクロコンバータの入力側電
圧電流ベクトル図で、同様に電源トランスTrVの
1次側に流れる電流ITRVの有効分Isv及び無効成
分IQVは次のように表わせる。ただし、αNV≒
180゜−αPvとする。 FIG. 3b is a voltage-current vector diagram on the input side of the V-phase cycloconverter, and similarly, the effective component Isv and reactive component IQV of the current I TRV flowing to the primary side of the power transformer TrV can be expressed as follows. However, α NV ≒
Let it be 180°−α Pv .
Isv≒k1|ILV|・cosαpv
IQV≒k1(2Iov
+|ILV|)・sinαpv−Icapv
Icapvは電源トランスTrvの2次側に接続され
た進相コンデンサCpvとCNVに流れる進み電流の
和で、通常Icapuに等しく選定される。Isv≒k 1 |I LV |・cosαpv I QV ≒k 1 (2Iov + |I LV |)・sinαpv−Icapv Icapv is the lead that flows to the phase advance capacitors Cpv and CNV connected to the secondary side of the power transformer Trv. The sum of currents, usually chosen equal to Icapu.
さらに、第3図cのW相サイクロコンバータの
入力側電圧電流ベクトル図について、同様に電源
トランスTrwの1次側に流れる電流ITRWの有効
分Isw及び無効分IQWを表わすと次のようにな
る。ただし、αNW≒180゜−αpwとする。 Furthermore, regarding the input side voltage and current vector diagram of the W-phase cycloconverter shown in Figure 3c, the effective component Isw and reactive component IQW of the current I TRW flowing to the primary side of the power transformer Trw are expressed as follows. Become. However, α NW ≒180°−αpw.
Isw≒k1・|ILW|・cosαpw
IQW≒k1(2Iow
|ILW|)・sinαpw−Icapw
Icapwは進相コンデンサCpwとCNWに流れる進
み電流の和で、通常Icapuに等しく選定される。Isw≒k 1・|I LW |・cosαpw I QW ≒k 1 (2Iow | I LW |)・sinαpw−Icapw Icapw is the sum of the leading currents flowing through the phase advance capacitors Cpw and C NW , and is usually selected to be equal to Icapu. Ru.
第3図dは受電端の電圧電流ベクトル図を示す
もので、電源電流IsはITRU,ITRV,ITRWのベ
クトル和となる。Isが電源電圧Vsと同相になる
ためには上記電源トランス電流の無効分IQU,I
QV,IQW、の和が零になればよい。すなわち、次
式を満足するように各相サイクロコンバータの循
環電流Iou,Iov,Iowを制御してやればよい。 FIG. 3d shows a voltage-current vector diagram at the receiving end, where the power supply current Is is the vector sum of ITRU , ITRV , and ITRW . In order for Is to be in phase with the power supply voltage Vs, the reactive components of the power transformer current I QU , I
It is sufficient if the sum of QV and I QW becomes zero. That is, the circulating currents Iou, Iov, and Iow of each phase cycloconverter may be controlled so as to satisfy the following equation.
IQU+IQV+IQW=0
∴Icapu+Icapv+Icapw=k1(2Iou+|ILU|)・sinαpu
+k1(2Iov+|ILV|)sinαpvk1(2Iow+|ILW)sinαpw
第2図の実施例では無効電力制御を次のように
行なつている。すなわち、受電端の電圧と電流を
各々変成器PT及び変流器CTSで検出し、無効電
力演算回路VARによつて無効電力Qを演算す
る。比較器C1は無効電力設定器VRの出力すなわ
ち無効電力指令値Q*と上記無効電力Qを比較す
るもので、偏差ε1=Q*−Qを発生する。Q*
は通常零に設定され、電源側の基本波力率を1に
制御する。偏差ε1は制御補償回路H(s)を介
して循環電流の指令値Io*となる。H(s)はε
1の定常偏差を零にするための積分要素がよく使
われる。I QU + I QV + I QW = 0 ∴Icapu + Icapv + Icapw = k 1 (2Iou + | I LU |)・sinαpu +k 1 (2Iov + | I LV |) sinαpvk 1 (2Iow + | I LW ) sinαpw In the example of Fig. 2, reactive power control is carried out as follows. That is, the voltage and current at the receiving end are detected by the transformer PT and the current transformer CTS, respectively, and the reactive power Q is calculated by the reactive power calculation circuit VAR. The comparator C1 compares the output of the reactive power setting device VR, that is, the reactive power command value Q * , with the above-mentioned reactive power Q, and generates a deviation ε1 =Q * −Q. Q *
is normally set to zero to control the fundamental wave power factor on the power supply side to unity. The deviation ε 1 becomes the command value Io * of the circulating current via the control compensation circuit H(s). H(s) is ε
Integral elements are often used to reduce the steady-state error of 1 to zero.
各サイクロコンバータの循環電流Iou,Iov,
Iowは前に述べたように指令値Iou*,Iow*,
Iow*に等しくなるように制御される。ここでは
Iou*=Iov*=Iow*=Io*として与えている。 Circulating current Iou, Iov, of each cycloconverter
As mentioned earlier, Iow is the command value Iou * , Iow * ,
Controlled to be equal to Iow * . here
It is given as Iou * = Iov * = Iow * = Io * .
Q*=0として受電端の基本波力率が進みの場
合Qは負の値となり、ε1=Q*−Q=−Qは正
の値となる。従つてε1>0がH(s)によつて
積分され、Io*は増加する。故にIou=Iov=Iow
が増加し、前式右辺の遅れ無効分を増加させる。
逆に、受電端の基本波力率が遅れになつた場合Q
の値は正となり、ε1は負の値となる。故にIo*
は減少し前式右辺の遅れ無効分を減少させる。こ
のようにして、Q=Q*=0になるように制御さ
れる。負荷電流の大きさ|ILU|,|ILV|,|
ILW|及び位相角αpu,αpv,αpwが変化した
場合にもそれに応じてε1が変化し、Io*を制御
してQ=0になるように制御される。このとき
Io*は次式を満足している。 When Q * = 0 and the fundamental wave power factor at the power receiving end is leading, Q takes a negative value, and ε 1 =Q * -Q=-Q takes a positive value. Therefore ε 1 >0 is integrated by H(s) and Io * increases. Therefore, Iou=Iov=Iow
increases, increasing the delayed invalid component on the right-hand side of the previous equation.
Conversely, if the fundamental wave power factor at the receiving end lags, Q
has a positive value, and ε 1 has a negative value. Therefore Io *
decreases, reducing the delayed invalid component on the right-hand side of the previous equation. In this way, it is controlled so that Q=Q * =0. Size of load current | I LU |, | I LV |, |
Even when I LW | and the phase angles αpu, αpv, αpw change, ε1 changes accordingly, and Io * is controlled so that Q=0. At this time
Io * satisfies the following formula.
Io*=Iou*=I0v*=Iow*
≒Icapu+Icapv+Icapw−k1(|ILU|sinαpu+|ILV|sinαpv+|ILW|
sinαpw)/2k1(sinαpu+sinαpv+sinαpw)
第4図は上述のような無効電力制御を行なつた
ときの入力側電流の大きさ(正弦波入力電流の波
高値)を示すもので、IccuはU相サイクロコンバ
ータCC−Uの入力電流、ITRUは電源トランス
Truの1次側電流を示す。破線のk1|ILU|は循
環電流Iouが流れないときのCC−Uの入力電流の
大きさを示すもので、上述の循環電流Iouが流れ
ることによつて2点鎖線で示されるIccuとなる。
Iccuの有効分Iccu−Sは前述のITRUの有効分Isu
に等く、Iccu−S=k1・|ILU|・cosαpuであ
る。また、Iccuの無効分Iccu−Qは前述のITRUの
無効分IQUでIccpu=0としたもので
Iccu−Q=k1(2Iou+|ILU|)・sinαpu
となる。故にIccuの大きさは√2−S+2
−Qとなり負荷電流の絶対値|ILU|、循環電流
Iou及び位相角によつて図示のように変化する。
Iou=0とすると√2−S++2−Q=
k1・|ILU|となり破線の曲線となる。すなわ
ち、循環電流Iouが流れることによつてU相サイ
クロコンバータの入力電流Iccuが増大することを
示している。Io * =Iou * =I 0 v * =Iow * ≒Icapu+Icapv+Icapw−k 1 (|I LU | sinαpu+ | I LV | sin αpv+ | I LW |
sinαpw)/2k 1 (sinαpu+sinαpv+sinαpw) Figure 4 shows the magnitude of the input side current (peak value of the sine wave input current) when performing reactive power control as described above, and Iccu is the U-phase cyclotron. Input current of converter CC-U, I TRU is power transformer
This shows the primary current of Tru. The broken line k 1 |I LU | indicates the magnitude of the input current of CC-U when the circulating current Iou does not flow, and when the above-mentioned circulating current Iou flows, Iccu shown by the two-dot chain line Become.
The effective portion of Iccu is Iccu− S , which is the effective portion of I TRU mentioned above.
, Iccu− S =k 1 ·|I LU |·cosαpu. Further, the invalid portion Iccu- Q of Iccu is the invalid portion IQU of the above-mentioned I TRU with Iccpu=0, and becomes Iccu- Q = k 1 (2Iou+|I LU |)·sinαpu. Therefore, the size of Iccu is √ 2 − S + 2
- Q becomes the absolute value of the load current | I LU |, circulating current
It changes as shown in the figure depending on Iou and phase angle.
If Iou=0, √ 2 − S ++ 2 − Q =
k 1・|I LU |, resulting in a broken curve. That is, it is shown that the input current Iccu of the U-phase cycloconverter increases as the circulating current Iou flows.
従つて、第1図の従来の無効電力制御形サイク
ロコンバータでは、電源トランスTruの容量とし
てks・Iccu・Vs〔VA〕が必要とされた。ただし
Vsは電源電圧、ksは比例定数である。 Therefore, in the conventional reactive power control type cycloconverter shown in FIG. 1, the capacity of the power transformer Tru is ks·Iccu·Vs [VA]. however
Vs is the power supply voltage and ks is the proportionality constant.
これに対し、本発明装置の電源トランスTruに
はITRUとして、第4図の実線で示される大きさ
の電流しか流れない。その理由は、進相コンデン
サCpu及びCNUを電源トランスTruの2次側に設
けたため、Iccuの無効分Iccu−Q(遅れ)とIcapu
(進み)が互いに打消し合つて電源トランスの電
流ITRUの無効分IQUの大きさが小さくなるから
である。 On the other hand, as I TRU , only the current of the magnitude shown by the solid line in FIG. 4 flows through the power transformer Tru of the device of the present invention. The reason for this is that the phase advance capacitors Cpu and CNU are installed on the secondary side of the power transformer Tru, so the reactive component of Iccu (Iccu- Q (delay)) and Icapu
This is because the (advances) cancel each other out and the magnitude of the reactive component I QU of the current I TRU of the power transformer becomes smaller.
IQU=Iccu−Q−Icapuになることは前にも述べ
た。 I mentioned earlier that I QU = Iccu - Q - Icapu.
従つて、電源トランスTruの容量としてはks・
ITRU・Vs〔VA〕だけ用意すればよい。ITRUは
刻々変化しているので、どの点の値をとればよい
か不明であるが、電源トランスとしては、熱容量
の大きさで左右されるので、第4図の波形の平均
値あるいは実効値から決定すれば良い。 Therefore, the capacity of the power transformer Tru is ks・
All you need to prepare is I TRU・Vs [VA]. Since I TRU changes from moment to moment, it is unclear at which point the value should be taken, but as a power transformer, it depends on the size of the heat capacity, so the average value or effective value of the waveform in Figure 4 can be used. You can decide from
V相、W相の電源トランスTrv,Trwの容量も
同様に改善される。 The capacities of the V-phase and W-phase power transformers Trv and Trw are similarly improved.
進相コンデンサCpu,CNU,Cpv,CNV,
Cpw,CNWの容量は従来一括して設置された進
相コンデンサCの容量の1/6を用意すれば良い。 Phase advance capacitor Cpu, C NU , Cpv, C NV ,
The capacitance of Cpw and C NW should be 1/6 of the capacitance of the phase advance capacitor C, which is conventionally installed all at once.
以上のように本発明の無効電力補償形サイクロ
コンバータ装置によれば、受電端の基本波力率を
常に1に制御することができ、しかも進相コンデ
ンサの容量を増大させることなく電源トランスの
容量を大幅に低減させることができる。 As described above, according to the reactive power compensation type cycloconverter device of the present invention, it is possible to always control the fundamental wave power factor at the receiving end to 1, and moreover, the capacitance of the power transformer can be controlled without increasing the capacitance of the phase advance capacitor. can be significantly reduced.
ここでは、実施例として、3相出力のサイクロ
コンバータについて説明したが、単相出力サイク
ロコンバータはもとより、2相以上の多相出力サ
イクロコンバータにも同様に適用できることは言
うまでもない。 Here, a three-phase output cycloconverter has been described as an example, but it goes without saying that the present invention can be similarly applied not only to a single-phase output cycloconverter but also to a two-phase or more polyphase output cycloconverter.
第1図は従来の無効電力制御形サイクロコンバ
ータ装置の構成図、第2図は本発明の無効電力制
御形サイクロコンバータ装置の実施例を示す構成
図、第3図は第2図の装置の動作を説明するため
の電圧電流ベクトル図、第4図は同じく第2図の
装置の動作を説明するための入力電流の大きさを
示す波形図である。
CC−U,CC−V,CC−W……循環電流式サ
イクロコンバータ本体、Tru,Trv,Trw……電
源トランス、U,V,W……負荷、Cpu,CNU,
Cpv,CNV,Cpw,CNW……進相コンデンサ、
SS−P……正群コンバータ、SS−N……負群コ
ンバータ、L01,L02……直流リアクトル、CONT
−U,CONT−V,CONT−W……電流制御回
路、VAR……無効電力演算回路、VR……無効電
力設定器、H(S)……制御補償回路、ABS…
…絶対値回路、K0,K1,K2,K3……演算増幅
器、A1,A2,A3,A4……加算器、C1,C2,C3…
…比較器、PH−P,PH−N……位相制御回路、
CTs,CTLU,CTLV,CTLW,CTpu,CTpv……
電流検出器。
Fig. 1 is a block diagram of a conventional reactive power control type cycloconverter device, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the reactive power control type cycloconverter device of the present invention, and Fig. 3 is an operation of the device of Fig. 2. Similarly, FIG. 4 is a waveform diagram showing the magnitude of input current to explain the operation of the device shown in FIG. 2. CC-U, CC-V, CC-W... Circulating current type cycloconverter body, Tru, Trv, Trw... Power transformer, U, V, W... Load, Cpu, C NU ,
Cpv, C NV , Cpw, C NW ... Phase advance capacitor,
SS-P...Positive group converter, SS-N...Negative group converter, L01 , L02 ...DC reactor, CONT
-U, CONT-V, CONT-W...Current control circuit, VAR...Reactive power calculation circuit, VR...Reactive power setter, H(S)...Control compensation circuit, ABS...
… Absolute value circuit, K 0 , K 1 , K 2 , K 3 … Operational amplifier, A 1 , A 2 , A 3 , A 4 … Adder, C 1 , C 2 , C 3 …
...Comparator, PH-P, PH-N...Phase control circuit,
CTs, CT LU , CT LV , CT LW , CTpu, CTpv...
Current detector.
Claims (1)
給される正群コンバータ及び負群コンバータを備
えた循環電流式サイクロコンバータにおいて、前
記電源トランスの二次側に進相コンデンサを前記
正群コンバータと負群コンバータとに分割して接
続し、受電端の無効電力を設定値に一致するよう
に当該サイクロコンバータの循環電流を制御する
ことを特徴とする無効電力制御形サイクロコンバ
ータ装置。1. In a circulating current type cycloconverter equipped with a positive group converter and a negative group converter to which power is supplied from a power line via a power transformer, a phase advancing capacitor is installed on the secondary side of the power transformer to connect the positive group converter and the negative group. What is claimed is: 1. A reactive power control type cycloconverter device, characterized in that the cycloconverter is connected separately to a converter, and the circulating current of the cycloconverter is controlled so that the reactive power at the receiving end matches a set value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15545980A JPS5780267A (en) | 1980-11-05 | 1980-11-05 | Reactive power control type cycloconverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15545980A JPS5780267A (en) | 1980-11-05 | 1980-11-05 | Reactive power control type cycloconverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5780267A JPS5780267A (en) | 1982-05-19 |
| JPS6155346B2 true JPS6155346B2 (en) | 1986-11-27 |
Family
ID=15606503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15545980A Granted JPS5780267A (en) | 1980-11-05 | 1980-11-05 | Reactive power control type cycloconverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5780267A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63160688U (en) * | 1987-04-08 | 1988-10-20 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61157266A (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Toshiba Corp | Parallel operating apparatus of cycloconverter |
-
1980
- 1980-11-05 JP JP15545980A patent/JPS5780267A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63160688U (en) * | 1987-04-08 | 1988-10-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5780267A (en) | 1982-05-19 |
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