專利名稱:用于控制循環(huán)換流器的方法及設(shè)備的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于給感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或諸如此類的交流電動(dòng)機(jī)提供頻率可變電源的循環(huán)換流器(cycloconverter)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于控制循環(huán)換流器的方法，在該循環(huán)換流器中，循環(huán)電流通過一正換流器(positive converter)和一負(fù)換流器(negative converter)進(jìn)行循環(huán)。本發(fā)明還旨在給出一種用于控制循環(huán)換流器的設(shè)備。
在本技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)，眾所周知，循環(huán)換流器是一種將交流輸入電壓波形連接起來產(chǎn)生一個(gè)具有與交流輸入電壓不同頻率的交流輸出電壓的設(shè)備。由于循環(huán)換流器有一個(gè)優(yōu)于其他類似設(shè)備之處，即，它可以以無級(jí)的方式，分別轉(zhuǎn)變正的和負(fù)的可控硅組中的可控硅的導(dǎo)通期(角)，因而這種類型的循環(huán)換流器的輸出電流波形可近似于正弦波形，從而構(gòu)成換流器負(fù)載的電動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)易于發(fā)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)紋波可被抑制。但另一方面，這種循環(huán)換流器的不足之處在于，因?yàn)檎麄€(gè)環(huán)流形成了一個(gè)相位滯后的電抗元件，所以電源功率因素下降了。
迄今所知的用于補(bǔ)償循環(huán)換流器的輸出功率的無功部分的設(shè)備，當(dāng)推在日本專利公報(bào)第JP-B-53552號(hào)上所描述的那種。在這一公報(bào)中所披露的無功功率控制系統(tǒng)是這樣安排的循環(huán)換流器中的各相位的環(huán)流按比例安排得使負(fù)載電流絕對(duì)值較大時(shí)的環(huán)流減小，而負(fù)載電流的絕對(duì)值較小時(shí)的環(huán)流增加，由此，通過與進(jìn)電端的、使相位移前的電容所產(chǎn)生的相位超前的無功部分共同作用來控制無功功率，而毋需極大地增加循環(huán)換流器的容量。
然而，在迄今所知的無功功率控制系統(tǒng)中，對(duì)過載情況下的環(huán)流的控制卻未加考慮。因此，當(dāng)發(fā)生過載狀況時(shí)，直流(DC)電抗器兩端的電壓降就要增加，從而使得循環(huán)換流器的輸出電壓不足，因此導(dǎo)致了一個(gè)問題的出現(xiàn)構(gòu)成負(fù)載的交流電動(dòng)機(jī)將不能達(dá)到預(yù)期的轉(zhuǎn)矩。為了解決這一問題，可能會(huì)采取將循環(huán)換流器的電源電壓增加至在過載條件下，負(fù)載所需的電壓的大小(此電壓等于DC電抗線圈兩端的電壓降與加在負(fù)載上的電壓之和)。然而，采用這一措施時(shí)，無功部分將在輕載情況下增加，從而使電源功率因素發(fā)生不期望的下降，這不是我們所期望的。要利用設(shè)置在進(jìn)電端的使相位超前的電容來吸收增加的無功部分，就非得增加使相位超前的電容的容量不可。
因此，本發(fā)明的目的旨在提供一種控制環(huán)流型循環(huán)換流器的方法及設(shè)備，根據(jù)此方法和設(shè)備，在最大過載狀況下，循環(huán)換流器的電源電壓可以是負(fù)載所需的電壓值，而在輕載條件下并不降低電源的功率因素。
本發(fā)明的上述目的可通過下述方式實(shí)現(xiàn)其中，除非DC電抗器兩端所產(chǎn)生的電壓降與加在負(fù)載上的電壓之和(即循環(huán)換流器的輸出電壓)超過電源電壓，直流環(huán)流將一直保持恒定，而當(dāng)上述電壓之和超過所述電源電壓時(shí)，將額外產(chǎn)生一個(gè)可有效地減少DC電抗器兩端所產(chǎn)生的電壓降的循環(huán)電流。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于控制循環(huán)換流器的方法，其中，一正換流器和一負(fù)換流器(apositive converter and a negative converter)通過一DC電抗器互相反并聯(lián)連接，以便給作為負(fù)載的裝置或機(jī)器提供具有預(yù)定頻率的交流電，其中，當(dāng)流向負(fù)載的負(fù)載電流與負(fù)載電流的角頻率的乘積的大小(亦即負(fù)載電流的微分的最大值)小于一個(gè)預(yù)定值時(shí)，循環(huán)地流經(jīng)正的和負(fù)的換流器的循環(huán)電流被穩(wěn)定地保持在一個(gè)最小值上，借以防止電源功率因素在輕載狀況下下降;而當(dāng)負(fù)載電流及其角頻率的乘積的大小大于上述預(yù)定值時(shí)，將因此產(chǎn)生一個(gè)額外的環(huán)流，該環(huán)流有效地減少了DC電抗器鏈磁通數(shù)目的變化，借此減小DC電抗器兩端的電壓降，從而保證給負(fù)載提供其所需的電壓。
為提高電源的功率因素，減小環(huán)流是富有成效的。然而，如果為此而間歇地中斷電流的話，輸出電壓的波形將發(fā)生畸變，并因此使負(fù)載電流發(fā)生畸變，這是構(gòu)成負(fù)載的交流電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的一個(gè)原因。因此，最好將循環(huán)電流保持在一個(gè)恒定的最小值上。另一方面，DC電抗器由于負(fù)載電流而在其兩端產(chǎn)生電壓降，此電壓降的大小是與負(fù)載電流及其角頻率的大小成正比的。
在上述情形中，除非輸出電壓超過電源電壓，循環(huán)電流將一直大致保持在一個(gè)恒定的最小值上，如若不然，則將額外地產(chǎn)生一個(gè)環(huán)流的流動(dòng)，從而抑制DC電抗器的鏈磁通的變化，由此減小DC電抗器兩端的電壓降，保證給負(fù)載提供一個(gè)足夠的電壓。用這種方式，在過載狀況下，循環(huán)換流器的源電壓可以設(shè)置在負(fù)載所需的電壓值，而不降低輕載情況下電源的功率因素。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的典型的并帶有舉例說明性質(zhì)的實(shí)施例進(jìn)行詳盡的描述，其中，圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例的一個(gè)循環(huán)換流器的控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)方框圖;
圖2A至2C為根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思被控制的環(huán)流波形的示意圖;
圖3為本發(fā)明所適用的負(fù)載電流及其角頻率的值的大小范圍的示意性草圖;
圖4為環(huán)流值與負(fù)載電流及其角頻率的乘積的關(guān)系的示意性草圖;
圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的環(huán)流型循環(huán)換流器的控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)方框圖;
圖6為系數(shù)k與負(fù)載電流及其角頻率的乘積之間關(guān)系的示意性草圖。
圖1展示了一個(gè)環(huán)流型循環(huán)換流器以及對(duì)其進(jìn)行控制的設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
環(huán)流型循環(huán)換流器包括一個(gè)正換流器(亦即正換流器可控硅組)2，一個(gè)負(fù)換流器(亦即負(fù)換流器可控硅組3以及一個(gè)具有中間抽頭的DC電抗器4，其中，正和負(fù)換流器2和3均與一個(gè)電源變壓器1相連接。應(yīng)該指出，圖1中正和負(fù)換流器只是一相的換流器，而與一相的DC電抗器4的中間抽頭相連接的交流電動(dòng)機(jī)用等效電路5的形式示出。正和負(fù)換流器2和3的輸出電壓VP和VN可分別由一相位控制電路6所產(chǎn)生的門脈沖信號(hào)改變。一個(gè)加法器8，它的兩個(gè)輸入分別是負(fù)載電流控制信號(hào)(控制目標(biāo)值)i和負(fù)載電流檢測(cè)信號(hào)iL，其中，信號(hào)iL由一個(gè)負(fù)載電流檢測(cè)器18產(chǎn)生并作為一個(gè)反饋信號(hào)加到加法器8上。負(fù)載電流信號(hào)i＊L和檢測(cè)信號(hào)iL之差被一個(gè)調(diào)節(jié)器7放大并作為一個(gè)控制信號(hào)V＊L，指示由交流電動(dòng)機(jī)5所構(gòu)成的負(fù)載所需的電壓。另外還有一個(gè)加法器10，它的兩個(gè)輸入分別是環(huán)流電流控制信號(hào)i＊O和環(huán)流電流檢測(cè)信號(hào)iO，iO由一個(gè)環(huán)流電流檢測(cè)電路14產(chǎn)生并作為一個(gè)反饋信號(hào)加在加法器10上。輸入信號(hào)i＊O和iO之間的差值被一個(gè)調(diào)節(jié)器9放大并作為一個(gè)電壓控制信號(hào)V＊O被輸出。據(jù)電流環(huán)流電流檢測(cè)信號(hào)i由環(huán)流電流檢測(cè)電路14根據(jù)深測(cè)信號(hào)iP算術(shù)地確定下來，由正換流器2的換流器輸出電流檢測(cè)器19產(chǎn)生的電流檢測(cè)信號(hào)iP，由負(fù)換流器3的換流器輸出電流檢測(cè)器20所產(chǎn)生的電流檢測(cè)信號(hào)iN以及由負(fù)載電流檢測(cè)器18產(chǎn)生的負(fù)載電流檢測(cè)信號(hào)iL，按下式進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算確定iO＝ 1/2 ｛(iP+iN)-｜iL｜｝…… (1)輸入至相位控制電路6的正和負(fù)換流器2和3的輸出電壓控制信號(hào)V＊P和V＊N，由加法器16、17以及倒相電路15通過按下式對(duì)信號(hào)V＊L和
V＊O進(jìn)行運(yùn)算確定V＊P＝V＊P+V＊O…… (2)V＊N＝-V＊L+V＊O…… (3)設(shè)正和負(fù)換流器的輸出電壓VP和VN與電壓V＊P和V＊N之比分別由KP和KN來表示，則比例KP和KN可滿足下列關(guān)系KP＝-KN…… (4)重新整理一下上述算式，可以得到VP、VN以及V＊L、V＊O值之間的關(guān)系為V＊L＝ (VP+VN)/(2·KP) …… (5)V＊O＝ (VP-VN)/(2·KP) …… (6)以上所描述的電路結(jié)構(gòu)以及算術(shù)運(yùn)算同樣也適合于以前的環(huán)流型循環(huán)換流器系統(tǒng)。
下面將詳細(xì)描述第一個(gè)實(shí)施例。
在實(shí)施本發(fā)明中環(huán)流電流所需的電壓控制信號(hào)V＊O以及負(fù)載電流所需的電壓控制信號(hào)V＊L可通過下述方式予以確定。
現(xiàn)假定正和負(fù)換流器2和3的輸出電壓由VP和VN表示，其輸出電流分別由iP和iN表示，構(gòu)成負(fù)載5的交流電動(dòng)機(jī)的端電壓(與相電壓相對(duì)應(yīng))由VL表示，交流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為R，其電感為L(zhǎng)L，電動(dòng)勢(shì)的反電動(dòng)勢(shì)由eM表示，其負(fù)載電流由iL表示，DC電抗器的電阻由r表示，其自感抗和互感抗分別由L和M來表示，微分算子d/dt由P來表示，電壓和電流的極性如圖1中的箭頭所示。在這些條件(假定)下，電壓VP，VN和VL由下式給出
vP＝(r+pL)·iP+pM·iN+vL……(7)vN＝-pM·iP-(r+pL)·iN+vL……(8)vL＝(RL+pLL)·iL+eM……(9)當(dāng)考慮負(fù)載電流iL的方向時(shí)，換流器輸出電液iP和iN由下式給出當(dāng)iL≥0時(shí)，iP＝iL+iO，and iN＝iO……(10)當(dāng)iL＜0時(shí)，iP＝iO，and iN＝-iL+iO……(11)因此，由表達(dá)式(10)和(11)可得iP-iN＝iLiP+iN＝｜iL｜+2·iO……(12)利用表達(dá)式(7)、(8)和(12)，表達(dá)式(5)和(6)可寫成下式kP·v＊L＝ 1/2 (vP+vN)＝ 1/2 ｛r+p(L-M)｝·iL+vL……(13)kP·v＊O＝ 1/2 (vP-vN)＝ 1/2 ｛r+p(L+M)｝｛｜iL｜+2·iO｝……(14)從表達(dá)式(13)可以看出，負(fù)載電流iL可被負(fù)載電壓控制信號(hào)V＊L控制。就此而論，當(dāng)DC電抗器自感抗L和互感抗M的關(guān)系為L(zhǎng)＝M時(shí)，則KP·V＊L≈VL將成立，這是因?yàn)?/2
·iL＜＜VL之故。另一方面，環(huán)流iO流動(dòng)所需的電壓控制信號(hào)V＊O由負(fù)載電流iL的絕對(duì)值的微分值以及環(huán)流iO的微分值決定。
在這方面，本發(fā)明指出，當(dāng)負(fù)載電流及其角頻率的乘積不大于預(yù)定值時(shí)，一個(gè)如圖2A所示的平坦的循環(huán)電流iOC將循環(huán)流動(dòng)，而當(dāng)上述乘積的值超過預(yù)定值時(shí)，根據(jù)這一乘積的大小，將產(chǎn)生具有分別如圖2B和2C所示的環(huán)流iO。因此相應(yīng)地，由根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)的環(huán)流控制電路21A所產(chǎn)生的環(huán)流電流控制信號(hào)將被確定，以便滿足下面給出的條件i＊O＝ (k)/2 (I＊LP-｜i＊L｜)+I＊OC……(15)式中，I＊LP代表負(fù)載電流控制信號(hào)的峰值，I＊OC代表一個(gè)平坦的環(huán)流控制值，k代表一個(gè)與負(fù)載電流及其角頻率的乘積相對(duì)應(yīng)的系數(shù)。為此，環(huán)流電流控制電路21A包括一個(gè)用于確定I＊LP和角頻率ω的乘積的乘法器25和一個(gè)用于根據(jù)所述乘積的值，產(chǎn)生系數(shù)k的函數(shù)發(fā)生器13，系數(shù)信號(hào)k被加到乘法器30的一個(gè)輸入端上。從一個(gè)絕對(duì)值電路24來的一個(gè)輸出信號(hào)通過一個(gè)加法器12加在負(fù)載電流控制信號(hào)峰值I＊LP上，所產(chǎn)生的和被加到乘法器30的另一個(gè)輸入端上。這樣，與表達(dá)式(15)右邊第一項(xiàng)相對(duì)應(yīng)的算術(shù)運(yùn)算就得以實(shí)現(xiàn)。乘法器30的輸出加在加法器11上。
在過載情況下，負(fù)載所需的電壓VS由下式給出VS＝(r +RL)2+ ( ωm a x· LL)2]]>·ILmax+r·IOC+eM……(16)式中，ILmax表示其角頻率的最大值。
另一方面，在如圖2A所示的平坦的環(huán)流電流的情形中，由于負(fù)載電流而在DC電抗器的兩端產(chǎn)生了一個(gè)電壓降。因此，在此情形中，換流器的輸出電壓VPI由下式給出
Vpl＝(r +RL)2+ ω2( LL+ L)2]]>·IL+r·IOC+eM……(17)現(xiàn)請(qǐng)參見圖3，圖中示出圖2A、2B和2C所示的三種形式的環(huán)流可以適用的負(fù)載電流及其角頻率的值的范圍。更具體地說，在圖2A中所示的平坦的環(huán)流可以在由如圖3中所示的“0→ILmax→C→B→ωmax”的邊界所限定的范圍內(nèi)流動(dòng)，而如圖2C所示的環(huán)流的模式與圖3中所示的A點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，由“A→C→B”的線路所圍定的范圍與圖2B中所示的環(huán)流模式相對(duì)應(yīng)。如果DC電抗器和負(fù)載的電阻與電抗值相比足夠小，則由如圖2A和2B所示的模式之間的邊界曲線C-B所代表的關(guān)系可以由表達(dá)式(16)和(17)得出ω·IL＝ (LL)/(LL+L) ·ωmax·ILmax……(18)相應(yīng)地，在目下所討論的實(shí)施例中，假定由表達(dá)式(15)所給出的環(huán)流電流控制信號(hào)i＊O的系數(shù)k的值隨負(fù)載電流IL以及角頻率ω的乘積(亦即負(fù)載電流的微分值的最大值)變化而作如下的變化當(dāng)ω·IL≤(ω·IL)C時(shí)，k＝0 ……(19)ω·IL≥ωmax·ILmaxk＝1 ……(20)ωmax·ILmax＞ω·IL＞(ω·IL)C時(shí)，k＝ (ω·IL-(ω·IL)C)/(ωmax·ILmax-(ω·IL)C) ……(21)式中，(ω·IL)C＝｛LL/(LL+L)｝·ωmax·ILmax.
下面將詳盡地描述第二個(gè)實(shí)施例。
從上述第一個(gè)實(shí)施例可以看出，所述三個(gè)模式(即，如圖2A所示的平坦的環(huán)流模式，如圖2B所示的環(huán)流模式和如圖2C所示的環(huán)流模式)之間能夠平滑地轉(zhuǎn)換是有必要的。還可以看出，2B和2C所示的環(huán)流其波形中各自含有一個(gè)交流成份。正如從這些圖中將要看到的那樣，凸形波形的頻率是負(fù)載電流i的頻率的兩倍，結(jié)果是，對(duì)迄今所知的環(huán)流控制系統(tǒng)(ACR系統(tǒng))來說，它們使凸形波形的環(huán)流按所希望的那樣流動(dòng)，這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)的響應(yīng)有延遲。更具體地說，當(dāng)負(fù)載電流是高頻電流時(shí)，控制系統(tǒng)的輸出會(huì)由于響應(yīng)的延遲而呈相反的極性。在最壞的情況下，甚至環(huán)流的峰值被放大到可以檢測(cè)出過電流電平的程度。
本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，將給出解決上述問題的一種方案，它把環(huán)流流動(dòng)所需的變換器電壓中的直流和交流成份分開來考慮，其中，直流成份的電壓是從一個(gè)電流控制電路的輸出得到的，而交流成份的電壓是從一個(gè)用于補(bǔ)償DC電抗器兩端的電壓降的電路22中獲得的。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的一個(gè)示意性結(jié)構(gòu)如圖5中所示，其中，與圖1中所示的相同部件或元件用相同的參考號(hào)碼表示?？梢钥闯觯诙€(gè)實(shí)施例與第一個(gè)的不同之處在于，環(huán)流控制電路21B包括一個(gè)用于將負(fù)載電流峰值的控制信號(hào)I＊LP乘上一預(yù)定增益量的比例增益電路26以及一個(gè)用于將比例增益電路26的輸出和平坦環(huán)流的控制信號(hào)I＊OC相加的加法器11，其中，加法器11適宜于穩(wěn)定地輸出一個(gè)直流信號(hào)。加法器10上加上一個(gè)算術(shù)反饋信號(hào)電路31的輸出信號(hào)，該電路31通過算術(shù)運(yùn)算確定環(huán)流的直流成份。另一方面，對(duì)于環(huán)流電流的交流成份的控制信號(hào)，用于補(bǔ)償在DC電抗器4兩端所產(chǎn)生的電壓降的電壓降補(bǔ)償電路22的輸出信號(hào)被輸入到一個(gè)增益校正電路35，以便進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算處理，然后，電路35的輸出被加在一個(gè)加法器32上，和調(diào)節(jié)器9的輸出相加。
算術(shù)反饋信號(hào)電路31包括一個(gè)用于從負(fù)載電流檢測(cè)器18的檢測(cè)輸出信號(hào)產(chǎn)生絕對(duì)值信號(hào)的絕對(duì)值電路28，一個(gè)用于將絕對(duì)值電路28的輸出信號(hào)乘上一個(gè)預(yù)定的增益量的比例增益電路27，一個(gè)用于將比例增益電路27的輸出信號(hào)和環(huán)流檢測(cè)器14的檢測(cè)信號(hào)相加的加法器29。
在DC電抗器電壓降補(bǔ)償電路22中，負(fù)載電流控制信號(hào)i＊L被輸入至比例增益電路36，一個(gè)微分電路37和一個(gè)極性檢測(cè)電路39中，其中，微分電路37的輸出信號(hào)輸入到比例增益電路38中，通過算術(shù)運(yùn)算確定由于負(fù)載電流而在電抗器4的兩端產(chǎn)生的電抗性電壓降。比例增益電路38的輸出加在加法器40上以與比例增益電路36的輸出相加而確定直流電抗器兩端所產(chǎn)生的電阻性電壓降。然后，用一個(gè)乘法器41將加法器40的輸出與極性檢測(cè)器39的輸出信號(hào)相乘。
接下來，將對(duì)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的控制設(shè)備的工作原理進(jìn)行描述。假定環(huán)流象式(15)那樣產(chǎn)生，環(huán)流流動(dòng)所需的電壓控制信號(hào)V＊O可從式(14)和(15)給出kP·V＊O＝ 1/2 ｛r+p(L+M)｝·(l-k)X｜i＊L｜+r·( (k)/2 ·I＊LP+I＊OC) ……(22)式(22)的第一項(xiàng)代表負(fù)載電流控制信號(hào)i＊L(交流電流)的微分值與系數(shù)(1-k)相乘，并對(duì)應(yīng)于交流成份的電壓控制信號(hào)，第二項(xiàng)代表與負(fù)載電流信號(hào)的大小成正比的信號(hào)值，并且表示直流電壓降的值(即直流成份的電壓控制信號(hào))。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，可以看出式(22)第一項(xiàng)所給出的交流成份的電壓控制信號(hào)是通過將來自DC電抗器電壓降補(bǔ)償電路22的輸出信號(hào)用一個(gè)校正電路35與系數(shù)(1-k)相乘得出的，而由式(22)的第二項(xiàng)所表示的直流成份的電壓控制信號(hào)是作為環(huán)流調(diào)節(jié)器9的輸出信號(hào)被得到的。在這些條件下，由環(huán)流控制電路21所產(chǎn)生的電流控制值及其反饋值由算術(shù)反饋電路31通過下式算術(shù)地予以確定電流控制值＝ 1/2 ·K·I＊LP+I＊OC……(23)反饋值＝i+ 1/2 ·K·｜iL｜……(24)
根據(jù)上述步驟，輸入給環(huán)流控制電路的輸入信號(hào)由直流成份構(gòu)成，因此不論環(huán)流處于圖2A，圖2B或圖2C中所示的任何一種模式，它都與負(fù)載電流的角頻率無關(guān)。這意味著，負(fù)載電流的頻率可以與環(huán)流控制系統(tǒng)(ACR系統(tǒng))響應(yīng)上的延遲無關(guān)，從而上文中所述的問題可以得到圓滿地解決。此外，通過根據(jù)負(fù)載電流的幅值及其角頻率的乘積確定系數(shù)k，正如在圖6中所示的那樣，環(huán)流控制電路的控制信號(hào)，DC電抗器電壓降補(bǔ)償電路22的反饋量和增益量可以做到同時(shí)變化，從而，控制模式之間的平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換就可得以實(shí)現(xiàn)。
在上文中，對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的描述是建立在這一假定之上的，即，為便于對(duì)本發(fā)明的理解，有關(guān)控制系統(tǒng)是用模擬電路結(jié)構(gòu)的形式實(shí)施的。然而，本發(fā)明如采用有微處理機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)也未嘗不可。此外，盡管曾經(jīng)假定系數(shù)k的變化依賴于負(fù)載電流及其角頻率的乘積的大小，但是，應(yīng)該理解，如果角頻率不大，即使系數(shù)k僅隨負(fù)載電流的大小而變也能得到相似的效果。
從上文中可以看出，根據(jù)本發(fā)明，有可能防止DC電抗器在過載情況下的電壓降的增加，而在輕載時(shí)又不會(huì)降低電源的功率因素，藉此，在過載條件下，電源電壓可以降至負(fù)載所需的電壓。
權(quán)利要求
1.一種用于控制環(huán)流型循環(huán)換流器(cycloconverter)的方法，其中，一個(gè)正換流器(positiveconverter)和一個(gè)負(fù)換流器(negativeconverter)互相通過一DC電抗器反并聯(lián)連接，以為一個(gè)負(fù)載提供具有預(yù)定頻率的交流電源，其特征在于，當(dāng)流經(jīng)所述負(fù)載的負(fù)載電流比預(yù)定值小時(shí)，流過所述正換流器和所述負(fù)換流器的循環(huán)電流保持在一個(gè)最小的所需值上，當(dāng)所述負(fù)載電流大于所述預(yù)定值時(shí)，就會(huì)額外地產(chǎn)生一個(gè)用于抵消所述DC電抗器兩端所產(chǎn)生的電壓降的循環(huán)電流。
2.一種環(huán)流型循環(huán)換流器(cycloconverter)控制系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)換流器(converter)電路，包括一個(gè)正換流器(positive converter)和一個(gè)負(fù)換流器(negative converter)，它們通過一個(gè)DC電抗器相互反并聯(lián)連接;一個(gè)從所述換流器電路獲得電源的負(fù)載;用于產(chǎn)生控制加在所述負(fù)載上的電壓的控制信號(hào)的負(fù)載電壓控制裝置;用于產(chǎn)生一個(gè)控制流經(jīng)所述正和負(fù)換流器的循環(huán)電流的大小的控制信號(hào)的環(huán)流控制裝置;用于根據(jù)所述環(huán)流控制信號(hào)通過算術(shù)運(yùn)算確定一個(gè)所述循環(huán)電流流動(dòng)所需的電壓的算術(shù)循環(huán)電壓確定裝置;相位控制裝置，用于根據(jù)由所述算術(shù)循環(huán)電壓確定裝置和所述負(fù)載電壓控制信號(hào)之和來對(duì)所述正和負(fù)換流器進(jìn)行相位控制;其中，所述循環(huán)電流控制裝置可有效地確定所述環(huán)流控制信號(hào)的大小，使得當(dāng)所述負(fù)載電流及其角頻率的乘積超過一預(yù)定值時(shí)，流經(jīng)所述DC電抗器的電流變化被減小。
3.一種環(huán)流型循環(huán)換流器控制系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)包括一個(gè)正換流器(positive converter)和一個(gè)負(fù)換流器(negative converter)的換流器(converter)電路，所述正、負(fù)換流器通過一個(gè)DC電感器相互反并聯(lián)連接;一個(gè)從所述換流器電路獲得電源的負(fù)載;用于產(chǎn)生一個(gè)能控制加在所述負(fù)載上的電壓的控制信號(hào)的負(fù)載電壓控制裝置;用于控制流經(jīng)所述正和負(fù)換流器的環(huán)流電流大小的循環(huán)電流控制裝置;用于根據(jù)所述循環(huán)電流控制信號(hào)算術(shù)地確定所述環(huán)流流動(dòng)所需電壓的算術(shù)循環(huán)電壓確定裝置;用于算術(shù)地確定所述DC電抗器兩端由于負(fù)載電流而產(chǎn)生的電壓降的大小的算術(shù)運(yùn)算裝置;用于將所述電壓降確定裝置的信號(hào)輸出與所述算術(shù)循環(huán)電壓確定裝置的信號(hào)輸出加起來的循環(huán)電壓控制裝置;用于根據(jù)所述算術(shù)循環(huán)電壓確定裝置所產(chǎn)生的信號(hào)與所述負(fù)載電壓控制信號(hào)之和來對(duì)所述正和負(fù)換流器進(jìn)行啟動(dòng)相位控制的相位控制裝置;其中，當(dāng)所述包載電流及其角頻率的乘積的大小超過一預(yù)定值時(shí)，所述循環(huán)電壓控制裝置經(jīng)所述循環(huán)電壓確定裝置的信號(hào)輸出加上一數(shù)值，該數(shù)值相應(yīng)于所述DC電抗器電壓降確定裝置的所述信號(hào)乘上一個(gè)增益，后者當(dāng)所述乘積增加時(shí)即相應(yīng)減小。
專利摘要
一種循環(huán)換流器，包括一正和一負(fù)變頻器，它們通過一個(gè)DC電抗器相互反并聯(lián)連接。負(fù)載與DC電抗器的中間抽頭相連接。流向負(fù)載的負(fù)載電流小于一預(yù)定值時(shí)，流經(jīng)正和負(fù)換流器的循環(huán)電流保持在最小所需值上，當(dāng)負(fù)載電流超過預(yù)定值時(shí)，會(huì)額外地產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)電流以抵消在DC電抗器兩端所產(chǎn)生的電壓降。
文檔編號(hào)H02M5/00GK87104591SQ87104591
公開日1988年1月13日 申請(qǐng)日期1987年6月30日
發(fā)明者松井孝行, 奧山俊昭 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan