[发明专利]电流控制型转换器

说明书

技术领域

本发明涉及电流控制型转换器，具体而言，涉及具有将三相交流电压转换为直流电压的转换部的电流控制型转换器。 

背景技术

以前，作为电流控制型转换器，存在具有采用了dq轴电流控制的转换器控制系统的装置(例如，参照日本专利第3192058号)。 

该电流控制型转换器将有功分量作为q轴电流，将无功分量作为p轴电流，针对根据负载发生变动的直流电压，根据电压控制器的偏差通过有功电流指令值对有功分量进行控制，由此，将直流电压控制为恒定。另一方面，对于无功分量，通过将无功电流指令值设为0，进行功率因数为1的运转。 

此处，在有功电流控制系统和无功电流控制系统中，使用PI控制器，为了对启动时的过电流进行抑制，有如下几种控制系统：即，图10所示的对q轴电流补偿器的积分器进行初始设定方式的控制系统；图11所示的对q轴电流补偿器的积分器和直流电压补偿器的积分器二者均进行初始设定方式的控制系统；以及图12所示的将直流电压指令值初始设定得比检测值小的方式的控制系统。 

具备图10所示的控制系统的第1电流控制型转换器的PI控制器7由积分器18a、限幅器19a、比例乘法器20a和加减法器21a构成。此外，PI控制器15a由积分器18b、限幅器19b、比例乘法器20b和加减法器21b构成。此外，PI控制器15b由积分器18c、限幅器19c、比例乘法器20c和加减法器21c构成。在图10中，14a、14b、17a和17b是加减法器，16a和16b是增益。 

在该电流控制型转换器中，在停止PWM信号的状态下接入交流电源，对与输出连接的平滑电容器进行初始充电，直到其达到二极管整流电压。此后，直到输出转换器启动指令22之前，通过PI积分器输出初始设定单元23，将输出有功电压校正值ΔV_q的PI控制器15a的积分器18b的输出始终设定为负值或负的极限值。由此，即使有功电流指令值I_q^*为正，积分器18b的初始值也小于比例乘法器20b的输出，所以有功电压校正值ΔV_q为负值。此外，当有功电压指令值V_q^*成为接近最大值的值、转换器启动时，即使对于直流电压比较低的二极管整流电压，转换器输入电压也变得比较大。其结果，电流电压和转换器输入电压之间的电压差变小，不会流通过大的电源电流。此外，当直流电压上升达到稳定运转时的直流电压指令值时，有功电压校正值ΔV_q和积分器18b的输出大致收敛为0。

因此，在具备图10所示的控制系统的第一电流控制型转换器中，在转换器启动之前，在将PI补偿的积分器18b的输出设定为负值或负的极限值的状态下进行启动，由此，抑制转换器启动时的过大电源电流。 

此外，在具备图11所示的控制系统的第2电流控制型转换器中，与图10不同的部分是，在转换器启动之前，通过PI积分器输出初始设定单元23，不但将输出有功电压校正值ΔV_q的PI控制器15a的积分器18b的输出设定为负值或负的极限值，还将输出有功电流指令值I_q^*的PI控制器7的积分器18a的输出设定为负值或负的极限值。由此，积分器18a输出的初始值和比例乘法器20a的输出之和为有功电流指令值I_q^*。有功电流指令值I_q^*能够比较小。其结果是，有功电流指令值I_q^*和有功电流I_q的偏差可以比较小，比例乘法器20b的输出变小。此外，由于将输出有功电压校正值ΔV_q的PI控制器15a的积分器18b的输出设定为负的极限值，所以有功电压指令值V_q^*成为接近最大值的值。 

其结果是，在具备图11所示的控制系统的第二电流控制型转换器中，和图10一样，转换器输入电压变得比较大，从而抑制转换器启动时的过大电源电流。