專利名稱：電流控制型轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電流控制型轉(zhuǎn)換器，具體而言，涉及具有將三相交流電 壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的轉(zhuǎn)換部的電流控制型轉(zhuǎn)換器。
背景技術：
以前，作為電流控制型轉(zhuǎn)換器，存在具有采用了dq軸電流控制的轉(zhuǎn) 換器控制系統(tǒng)的裝置(例如，參照日本專利第3192058號)。
該電流控制型轉(zhuǎn)換器將有功分量作為q軸電流，將無功分量作為p 軸電流，針對根據(jù)負載發(fā)生變動的直流電壓，根據(jù)電壓控制器的偏差通 過有功電流指令值對有功分量進行控制，由此，將直流電壓控制為恒定。 另一方面，對于無功分量，通過將無功電流指令值設為O，進行功率因數(shù) 為1的運轉(zhuǎn)。
此處，在有功電流控制系統(tǒng)和無功電流控制系統(tǒng)中，使用PI控制器， 為了對啟動時的過電流進行抑制，有如下幾種控制系統(tǒng)即，圖10所示 的對q軸電流補償器的積分器進行初始設定方式的控制系統(tǒng)；圖11所示 的對q軸電流補償器的積分器和直流電壓補償器的積分器二者均進行初 始設定方式的控制系統(tǒng)；以及圖12所示的將直流電壓指令值初始設定得 比檢測值小的方式的控制系統(tǒng)。
具備圖10所示的控制系統(tǒng)的第1電流控制型轉(zhuǎn)換器的PI控制器7 由積分器18a、限幅器19a、比例乘法器20a和加減法器21a構(gòu)成。此外， PI控制器15a由積分器18b、限幅器19b、比例乘法器20b和加減法器21b 構(gòu)成。此外，PI控制器15b由積分器18c、限幅器19c、比例乘法器20c 和加減法器21c構(gòu)成。在圖10中，14a、 14b、 17a和17b是加減法器， 16a和16b是增益。
在該電流控制型轉(zhuǎn)換器中，在停止PWM信號的狀態(tài)下接入交流電源，對與輸出連接的平滑電容器進行初始充電，直到其達到二極管整流 電壓。此后，直到輸出轉(zhuǎn)換器啟動指令22之前，通過PI積分器輸出初
始設定單元23，將輸出有功電流校正值A^,的PI控制器15a的積分器18b 的輸出始終設定為負值或負的極限值。由此，即使有功電流指令值〈為
正，積分器18b的初始值也小于比例乘法器20b的輸出，所以有功電流 校正值A^為負值。此外，當有功電壓指令值《成為接近最大值的值、
轉(zhuǎn)換器啟動時，即使對于直流電壓比較低的二極管整流電壓，轉(zhuǎn)換器輸
入電壓也變得比較大。其結(jié)果，電流電壓和轉(zhuǎn)換器輸入電壓之間的電壓
差變小，不會流通過大的電源電流。此外，當直流電壓上升達到穩(wěn)定運 轉(zhuǎn)時的直流電壓指令值時，有功電流校正值A^和積分器18b的輸出大致
收斂為0。
因此，在具備圖IO所示的控制系統(tǒng)的第一電流控制型轉(zhuǎn)換器中，在 轉(zhuǎn)換器啟動之前，在將PI補償?shù)姆e分器18b的輸出設定為負值或負的極 限值的狀態(tài)下進行啟動，由此，抑制轉(zhuǎn)換器啟動時的過大電源電流。
此外，在具備圖11所示的控制系統(tǒng)的第2電流控制型轉(zhuǎn)換器中，與
圖IO不同的部分是，在轉(zhuǎn)換器啟動之前，通過PI積分器輸出初始設定 單元23，不但將輸出有功電流校正值A^的PI控制器15a的積分器18b
的輸出設定為負值或負的極限值，還將輸出有功電流指令值《的PI控制
器7的積分器18a的輸出設定為負值或負的極限值。由此，積分器18a 輸出的初始值和比例乘法器20a的輸出之和為有功電流指令值刁。有功
電流指令值《能夠比較小。其結(jié)果是，有功電流指令值/:和有功電流Iq
的偏差可以比較小，比例乘法器20b的輸出變小。此外，由于將輸出有 功電流校正值A^的PI控制器15a的積分器18b的輸出設定為負的極限 值，所以有功電壓指令值《成為接近最大值的值。
其結(jié)果是，在具備圖ll所示的控制系統(tǒng)的第二電流控制型轉(zhuǎn)換器中， 和圖10—樣，轉(zhuǎn)換器輸入電壓變得比較大，從而抑制轉(zhuǎn)換器啟動時的過 大電源電流。
此外，在具備圖12所示的控制系統(tǒng)的第3電流控制型轉(zhuǎn)換器中，與 圖IO不同的部分是，設置直流電壓指令設定單元24，在轉(zhuǎn)換器啟動之前將平滑電容器直流電壓指令值^設定為比平滑電容器電壓檢測值^小
的值，由此將PI控制器的積分器18a、 18b的輸出設定為負值或負的極限
值。接下來，在該狀態(tài)下，將轉(zhuǎn)換器啟動指令和平滑電容器直流電壓指 令值^提高至轉(zhuǎn)換器控制電壓指令值，從而進行轉(zhuǎn)換器控制。
在這樣的具有如圖10 圖12中任一個控制系統(tǒng)的電流控制型轉(zhuǎn)換
器中，借助啟動時的初始值或偏差使積分器處于飽和狀態(tài)，并使輸出電 壓指令值隨著積分器的時間常數(shù)而下降，因此，可以從整流器模式平滑
地轉(zhuǎn)向PWM模式。
由于上述圖10 圖12所示的第1 第3電流控制型轉(zhuǎn)換器沒有急劇 的指令值的變化，所以能夠抑制過電流的發(fā)生。但是由于在啟動時時間 常數(shù)不同的電壓控制系統(tǒng)、電流控制系統(tǒng)中使用PI控制，因此積分器之 間相互干擾，存在由于電流指令值的過沖而發(fā)生過電流的問題。
在圖10 圖12所示結(jié)構(gòu)的電流控制型轉(zhuǎn)換器中進行了仿真。在此， 在圖10 圖12中，主電路和控制系統(tǒng)的常數(shù)設定如下
主電路常數(shù)電抗器的電感L=3.5mH、 電抗器的電阻r=0.lQ 平滑電容器的容量C二1000^
直流無負載狀態(tài) 電源電壓三相400VAC 控制電壓700VDC
電壓控制系統(tǒng)常數(shù) =0.1
尺,=2
限幅器(±50)
電流控制系統(tǒng)常數(shù):
7C, =100
限幅器(±100)
此處，僅示出對轉(zhuǎn)換器提供電壓指令值的控制系統(tǒng)，但是，根據(jù)控
制系統(tǒng)所得到的dq軸電壓^、 ^，轉(zhuǎn)換器控制為下式(1)的關系。
8<formula>formula see original document page 9</formula>(i)
在此，轉(zhuǎn)換器的主電路作為針對直流電壓的降壓型轉(zhuǎn)換器進行動作，
因此，電壓控制率Ks的最大值為1，在最大值的情況下，相當于整流器 模式進行動作。
在圖10中電流控制系統(tǒng)的積分項設定為負，在圖11中電壓控制系
統(tǒng)的積分項設定為負，在圖12中電壓控制系統(tǒng)的偏差設定為負。由于將 電壓指令值A^加上電源電壓指令值《，將電壓指令值^設定得較大，
因此根據(jù)式(1)在初始狀態(tài)下電壓控制率超過1，但被最大值的限幅器 限制。
圖13示出對圖10的結(jié)構(gòu)的第1電流控制型轉(zhuǎn)換器進行啟動時的仿 真。如圖13所示，在此，電流控制系統(tǒng)積分器被初始設定為一100V。因 此，加上電源電壓指令值《二400V， q軸電壓指令值^的初始值變?yōu)?br> 500V。在此，因為直流電壓控制系統(tǒng)的偏差為正，所以隨著PI控制器積
分值的增加，電流指令值也上升。所以，電流控制系統(tǒng)的偏差也為正， 以負值累積的PI控制器的積分值增加，所以q軸電壓指令值^減小。
在此期間，轉(zhuǎn)換器為整流器模式，直流電壓以電源波峰值即570V 左右進行充電，q軸電壓指令值P;為400V以上，所以如式(1)所示，
KJ隹持上限值1。因此，只要q軸電壓指令值P;不低于400V，轉(zhuǎn)換器就
不進行PWM動作，因此不能發(fā)揮控制量根據(jù)偏差發(fā)生變化的通常的動
作功能，而只停留在驗證飽和積分值的動作，這種狀態(tài)一般稱為積分飽
禾口 ( reset windup )。
在此期間，在直流電壓控制系統(tǒng)的積分器中也發(fā)生累積偏差的積分 飽和，但是，低于400V、轉(zhuǎn)換器控制恢復時，解除了重置(reset)狀
態(tài)，因此，在電流指令值恢復到O的期間，直流電壓發(fā)生過沖。
作為圖11所示的第2電流控制型轉(zhuǎn)換器的仿真結(jié)果的圖14是進行了電壓控制系統(tǒng)和電流控制系統(tǒng)雙方的初始設定的情況，電壓控制系統(tǒng) 的初期設定值比偏差減小，電流指令值變?yōu)檎蟮膭幼髋c圖io所示的 第1電流控制型轉(zhuǎn)換器的仿真結(jié)果即圖13的情況一樣。
并且，作為圖12所示的第3電流控制型轉(zhuǎn)換器的仿真結(jié)果的圖15
通過電壓指令值使偏差為負，但根據(jù)偏差設定與圖ll所示的電流控制型
轉(zhuǎn)換器的仿真結(jié)果即圖14一樣的初始值。此外，圖16是在圖12所示的 電流控制型轉(zhuǎn)換器中，直流電壓指令值從初始值開始逐漸變大時的仿真 結(jié)果。
如此，在現(xiàn)有的方法中整流器動作作為限幅器進行工作，因此，
通過對電流控制系統(tǒng)的積分器進行初始設定，強制地成為積分飽和狀態(tài)， 通過解除積分飽和狀態(tài)之前的積分時間常數(shù)，減輕指令值的急劇變化。 但是，在解除電流控制系統(tǒng)的積分飽和狀態(tài)之前的期間中，電壓控制系 統(tǒng)中也同樣由于積分飽和而累積了誤差，因此在積分飽和狀態(tài)被解除的 瞬間發(fā)生直流電壓的過沖。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明的課題是提供一種能夠防止啟動時直流電壓發(fā)生過沖 的電流控制型轉(zhuǎn)換器。
為了解決上述課題，第一發(fā)明的電流控制型轉(zhuǎn)換器具有將三相交流 電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的轉(zhuǎn)換部和控制所述轉(zhuǎn)換部的控制部，該電流控制
型轉(zhuǎn)換器的特征在于，所述控制部具有電壓控制器，其通過對從所述 轉(zhuǎn)換部輸出的直流電壓值與直流電壓指令值之間的偏差進行比例積分的 比例積分控制，運算并輸出有功電流指令值；有功電流控制器，其通過
對來自所述電壓控制器的所述有功電流指令值與輸入所述轉(zhuǎn)換部的有功 電流值之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功電壓
校正值；以及無功電流控制器，其通過對無功電流指令值與輸入所述轉(zhuǎn) 換部的無功電流值之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸 出無功電壓校正值，根據(jù)來自所述有功電流控制器的所述有功電壓校正 值和來自所述無功電流控制器的所述無功電壓校正值，所述控制部輸出
10控制所述轉(zhuǎn)換部的控制信號，并且，在從所述轉(zhuǎn)換部啟動開始至啟動完 成的期間，所述控制部令從所述電壓控制器輸出的所述有功電流指令值 為0或負，且設所述有功電流控制器的動作為比例控制，或者，在從所 述轉(zhuǎn)換部啟動開始至啟動完成的期間，所述控制部設所述電壓控制器的 動作為比例控制，且令從所述有功電流控制器輸出的所述有功電壓校正 值為O或負。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過對從轉(zhuǎn)換部輸出的直流電壓值與直流電壓指令 值之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，所述控制部的電壓控制器 運算并輸出有功電流指令值。此外，通過對來自電壓控制器的有功電流 指令值與輸入轉(zhuǎn)換部的有功電流值之間的偏差進行比例積分的比例積分 控制，所述控制部的有功電流控制器運算并輸出有功電壓校正值，并且， 通過對無功電流指令值與輸入轉(zhuǎn)換部的無功電流值之間的偏差進行比例 積分的比例積分控制，控制部的無功電流控制器運算并輸出無功電壓校 正值。并且，根據(jù)來自所述有功電流控制器的有功電壓校正值和來自無 功電流控制器的無功電壓校正值，控制部將控制信號輸出給轉(zhuǎn)換部。在 此，通過設所述無功電流指令值為O，能夠進行功率因數(shù)為1的運轉(zhuǎn)。于 是，在啟動所述轉(zhuǎn)換部時，在從轉(zhuǎn)換部啟動開始至啟動完成的期間，控
制部令從電壓控制器輸出的有功電流指令值為o或負，同時設有功電流
控制器的動作為比例控制，由此在啟動時有功電流控制器不處于積分飽 和的狀態(tài)，抑制了電壓控制系統(tǒng)的電壓控制器和電流控制系統(tǒng)的有功電 流控制器的積分項的干擾，所以能夠防止直流電壓的過沖。由此，能夠 實現(xiàn)高可靠性的控制的同時，能夠減少元件的耐壓。
或者，在啟動所述轉(zhuǎn)換部時，在從轉(zhuǎn)換部啟動開始至啟動完成的期 間，控制部設電壓控制器的動作為比例控制，同時令從有功電流控制器
輸出的有功電壓校正值為o或負，由此在啟動時電壓控制器不處于積分
飽和的狀態(tài)，抑制了電壓控制系統(tǒng)的電壓控制器和電流控制系統(tǒng)的有功 電流控制器的積分項的干擾，所以能夠防止直流電壓的過沖。由此，能 夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的控制的同時，能夠減少元件的耐壓。
此外，在一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，在從所述轉(zhuǎn)換部啟動開始至啟動完成的期間，令從上述電壓控制器輸出的所述有功電流指 令值為0或負，且設所述有功電流控制器的動作為比例控制，所述控制 部具有初始設定部，其在所述轉(zhuǎn)換部啟動開始時，設定所述電壓控制 器的初始值；啟動完成信號輸出部，其輸出表示所述轉(zhuǎn)換部啟動完成的 啟動完成信號；以及控制切換部，在所述轉(zhuǎn)換部啟動開始時，所述控制
切換部將所述電壓控制器的動作從比例積分控制切換為比例控制之后， 當所述啟動完成信號輸出部輸出所述啟動完成信號時，所述控制切換部 將所述電壓控制器的動作從比例控制切換為比例積分控制。
根據(jù)上述實施方式，在轉(zhuǎn)換部啟動開始時，通過初始設定部設定電 壓控制器的初始值，減輕積分時間常數(shù)引起的有功電流指令值的急劇變 化，同時能夠通過控制切換部將電壓控制器的動作從比例積分控制切換 為比例控制。并且，當所述啟動完成信號輸出部輸出啟動完成信號時， 通過控制切換部將有功電流控制器的動作從比例控制返回至比例積分控 制。由此，在轉(zhuǎn)換部啟動時，因為通過電壓控制系統(tǒng)的電壓控制器的積 分項的時間常數(shù)提供有功電流指令值，所以能夠進行直流電壓不發(fā)生過 沖的穩(wěn)定的啟動。
此外，在一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，在從所述轉(zhuǎn)換部啟 動開始至啟動完成的期間，令從所述電壓控制器輸出的所述有功電流指
令值為o或負，且設所述有功電流控制器的動作為比例控制，所述控制
部具有直流電壓指令部，在所述轉(zhuǎn)換部啟動開始時，所述直流電壓指 令部令所述直流電壓指令值為負的初始值，在經(jīng)過規(guī)定時間之后，令所
述直流電壓指令值為正的規(guī)定值；啟動完成信號輸出部，其輸出表示所 述轉(zhuǎn)換部啟動完成的啟動完成信號；以及控制切換部，在所述轉(zhuǎn)換部啟 動開始時，所述控制切換部將所述有功電流控制器的動作由比例積分控 制切換為比例控制之后，當所述啟動完成信號輸出部輸出所述啟動完成 信號時，所述控制切換部將所述有功電流控制器的動作從比例控制切換 為比例積分控制。
根據(jù)上述實施方式，在轉(zhuǎn)換部啟動開始時，通過直流電壓指令部令 直流電壓指令值為負的初始值，在經(jīng)過規(guī)定時間之后，令所述直流電壓指令值為正的規(guī)定值，同時通過控制切換部將有功電流控制器的動作從 比例積分控制切換為比例控制，并且，當啟動完成信號輸出部輸出啟動 完成信號時，通過控制切換部將有功電流控制器的動作從比例控制返回 至比例積分控制。由此，通過在啟動開始時令直流電壓指令值為負的初 始值，令從轉(zhuǎn)換部輸出的直流電壓值和直流電壓指令值之間的偏差為負， 能夠進行直流電壓不發(fā)生過沖的穩(wěn)定的啟動。
此外，在一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，在從所述轉(zhuǎn)換部啟 動開始至啟動完成的期間，令從所述電壓控制器輸出的所述有功電流指 令值為O或負，且設所述有功電流控制器的動作為比例控制，所述控制 部具有直流電壓指令部，在所述轉(zhuǎn)換部啟動開始時，所述直流電壓指 令部令所述直流電壓指令值為負的初始值之后，使所述直流電壓指令值 從該初始值逐漸地變化為正的規(guī)定值；啟動完成信號輸出部，其輸出表
示所述轉(zhuǎn)換部啟動完成的啟動完成信號；以及控制切換部，在所述轉(zhuǎn)換
部啟動開始時，所述控制切換部將所述有功電流控制器的動作由比例積 分控制切換為比例控制之后，當所述啟動完成信號輸出部輸出所述啟動 完成信號時，所述控制切換部將所述有功電流控制器的動作從比例控制 切換為比例積分控制。
根據(jù)上述實施方式，在轉(zhuǎn)換部啟動開始時，通過直流電壓指令部令 直流電壓指令值為負的初始值之后，使其從該初始值逐漸地變化為正的 規(guī)定值。并且，在轉(zhuǎn)換部啟動開始時，能夠通過控制切換部將有功電流 控制器的動作從比例積分控制切換至比例控制。并且，當所述啟動完成 信號輸出部輸出啟動完成信號時，通過控制切換部將有功電流控制器的 動作從比例控制返回至比例積分控制。由此，在啟動開始時令直流電壓 指令值為負的初始值之后，使直流電壓指令值按任意的時間函數(shù)上升， 能夠與負載對應進行電壓上升率的控制，而不會發(fā)生直流電壓的過沖。
此外，在一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，在從所述轉(zhuǎn)換部啟 動開始至啟動完成的期間，令所述電壓控制器的動作為比例控制，且令
從所述有功電流控制器輸出的所述有功電壓校正值為o或負，所述控制
部具有初始設定部，其在所述轉(zhuǎn)換部啟動開始時，設定所述有功電流
13控制器的初始值；啟動完成信號輸出部，其輸出表示所述轉(zhuǎn)換部啟動完 成的啟動完成信號；以及控制切換部，在所述轉(zhuǎn)換部啟動開始時，所述 控制切換部將所述電壓控制器的動作由比例積分控制切換為比例控制之 后，當所述啟動完成信號輸出部輸出所述啟動完成信號時，所述控制切 換部將所述電壓控制器的動作從比例控制切換為比例積分控制。
根據(jù)上述實施方式，在轉(zhuǎn)換部啟動開始時，通過初始設定部設定有 功電流控制器的初始值，減輕由于積分時間常數(shù)引起的有功電壓校正值 的急劇變化，同時通過控制切換部將電壓控制器的動作從比例積分控制 切換為比例控制。并且，當所述啟動完成信號輸出部輸出啟動完成信號 時，通過控制切換部將電壓控制器的動作從比例控制返回至比例積分控 制。由此，在轉(zhuǎn)換部啟動時，因為電壓控制系統(tǒng)的電壓控制器的積分項 中不累積誤差，所以能夠進行直流電壓不發(fā)生過沖的穩(wěn)定的啟動。
此外，在一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，所述控制部的所述 啟動完成信號輸出部根據(jù)從所述轉(zhuǎn)換部輸出的直流電壓值和所述直流電 壓指令值之間的偏差輸出所述啟動完成信號。
根據(jù)上述實施方式，所述啟動完成信號輸出部根據(jù)從轉(zhuǎn)換部輸出的 直流電壓值和直流電壓指令值之間的偏差輸出啟動完成信號，由此，例 如當直流電壓值和直流電壓指令值之間的偏差小于規(guī)定值時認為是啟動 完成狀態(tài)，由此，能夠準確地檢測啟動完成。
此外，在一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，在從所述轉(zhuǎn)換部啟 動開始經(jīng)過規(guī)定的啟動時間后，所述控制部的所述啟動完成信號輸出部 輸出所述啟動完成信號。
根據(jù)上述實施方式，在從轉(zhuǎn)換部啟動開始經(jīng)過規(guī)定的啟動時間后， 作為啟動完成狀態(tài)，所述啟動完成信號輸出部輸出啟動完成信號，能夠 以簡單的結(jié)構(gòu)得到啟動完成信號。
根據(jù)以上可以明了，根據(jù)第一發(fā)明的電流控制型轉(zhuǎn)換器，能夠防止 啟動時直流電壓的過沖，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的控制和降低元件的耐壓。
此外，根據(jù)一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器，在電流控制型轉(zhuǎn)換 器中，在從所述轉(zhuǎn)換部啟動開始至啟動完成的期間，令從上述電壓控制器輸出的所述有功電流指令值為0或負，且設所述有功電流控制器的動 作為比例控制，在轉(zhuǎn)換部啟動開始時，通過初始設定部設定電壓控制器 的初始值，同時通過控制切換部將有功電流控制器的動作從比例積分控 制切換為比例控制后，當啟動完成信號輸出部輸出啟動完成信號時，通 過控制切換部將有功電流控制器的動作從比例控制切換為比例積分控 制。由此，通過電壓控制系統(tǒng)的電壓控制器的積分項的時間常數(shù)提供有 功電流指令值，所以能夠進行直流電壓不發(fā)生過沖的穩(wěn)定的啟動。
此外，根據(jù)一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器，在所述電流控制型 轉(zhuǎn)換器中，在從所述轉(zhuǎn)換部啟動開始至啟動完成的期間，令從上述電壓 控制器輸出的所述有功電流指令值為0或負，且設所述有功電流控制器 的動作為比例控制，在轉(zhuǎn)換部啟動開始時，直流電壓指令部設直流電壓 指令值為負的初始值，經(jīng)過規(guī)定的時間之后，設所述直流電壓指令值為 正的規(guī)定值，同時由控制切換部將有功電流控制器的動作由比例積分控 制切換為比例控制之后，當啟動完成信號輸出部輸出啟動完成信號時， 通過控制切換部將有功電流控制器的動作由比例控制切換為比例積分控 制，由此，使得從轉(zhuǎn)換部輸出的直流電壓值與直流電壓指令值之間的偏 差為負，電壓控制器不會處于積分飽和狀態(tài)，所以能夠進行直流電壓不 發(fā)生過沖的穩(wěn)定的啟動。
此外，根據(jù)一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器，在所述電流控制型 轉(zhuǎn)換器中，在從所述轉(zhuǎn)換部啟動開始至啟動完成期間，令從上述電壓控 制器輸出的所述有功電流指令值為0或負，且設所述有功電流控制器的 動作為比例控制，在轉(zhuǎn)換部啟動開始時，通過直流電壓指令部設直流電 壓指令值為負的初始值之后，使其從該初始值逐漸變化為正的規(guī)定值， 同時在轉(zhuǎn)換部啟動開始時，由控制切換部將有功電流控制器的動作由比 例積分控制切換為比例控制之后，當啟動完成信號輸出部輸出啟動完成 信號時，通過控制切換部將有功電流控制器的動作由比例控制切換為比 例積分控制，在啟動開始時令直流電壓指令值為負的初始值之后，使直 流電壓指令值按任意的時間函數(shù)上升，所以能夠?qū)崿F(xiàn)與負載對應的電壓 上升率的控制，而不發(fā)生直流電壓的過沖。
15此外，根據(jù)一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器，在所述的電流控制 型轉(zhuǎn)換器中，在從所述轉(zhuǎn)換部啟動開始至啟動完成的期間，設所述電壓 控制器的動作為比例控制，且令從上述有功電流控制器輸出的所述有功 電壓校正值為0或負，在所述轉(zhuǎn)換部啟動開始時，通過初始設定部設定 有功電流控制器的初始值，并且通過控制切換部將電壓控制器的動作由 比例積分控制切換為比例控制之后，當啟動完成信號輸出部輸出啟動完 成信號時，通過控制切換部將電壓控制器的動作由比例控制切換為比例 積分控制，由此，因為電壓控制系統(tǒng)的電壓控制器的積分項不累積誤差， 所以能夠進行直流電壓不發(fā)生過沖的穩(wěn)定的啟動。
此外，根據(jù)一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器，啟動完成信號輸出 部根據(jù)從所述轉(zhuǎn)換部輸出的直流電壓值和直流電壓指令值之間的偏差， 輸出啟動完成信號，由此，能夠準確地檢測啟動完成。
此外，根據(jù)一個實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器，在從所述轉(zhuǎn)換器啟 動時間開始經(jīng)過了規(guī)定的啟動時間時，作為啟動完成狀態(tài)，啟動完成信 號輸出部輸出啟動完成信號，由此，能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)得到啟動完成 信號。


圖1是示出本發(fā)明的電流控制型轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是示出本發(fā)明的第一實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系統(tǒng)
的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是示出進行上述電流控制型轉(zhuǎn)換器仿真的結(jié)果的圖。
圖4是示出本發(fā)明的第二實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系統(tǒng)
的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是示出進行上述電流控制型轉(zhuǎn)換器仿真的結(jié)果的圖。
圖6是示出本發(fā)明的第三實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系統(tǒng)
的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是示出進行上述電流控制型轉(zhuǎn)換器仿真的結(jié)果的圖。
圖8是示出本發(fā)明的第四實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
圖9是示出進行上述電流控制型轉(zhuǎn)換器仿真的結(jié)果的圖。
圖IO是現(xiàn)有的第1電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系統(tǒng)的主要部分的圖。
圖11是現(xiàn)有的第2電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系統(tǒng)的主要部分的圖。
圖12是現(xiàn)有的第3電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系統(tǒng)的主要部分的圖。 圖13示出圖IO所示結(jié)構(gòu)的電流控制型轉(zhuǎn)換器啟動時的仿真結(jié)果。 圖14示出圖11所示結(jié)構(gòu)的電流控制型轉(zhuǎn)換器啟動時的仿真結(jié)果。 圖15示出圖12所示結(jié)構(gòu)的電流控制型轉(zhuǎn)換器啟動時的仿真結(jié)果。 圖16是示出在圖12所示的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，直流電壓指令值 從初始值開始逐漸變大時的仿真結(jié)果的圖。
具體實施例方式
下面，通過圖示的實施方式詳細地說明本發(fā)明的電流控制型轉(zhuǎn)換器。
圖1示出本發(fā)明的電流控制型轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)。如圖1所示，該
電流控制型轉(zhuǎn)換器具有 一端與來自三相交流電源501的三相交流電壓
連接的電抗器502;輸入端與上述電抗器502的另一端連接，將三相交流
電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的脈沖寬度調(diào)制方式的轉(zhuǎn)換部503;連接于上述轉(zhuǎn)換
部503的輸出端和接地之間的平滑用電容器504、連接于上述轉(zhuǎn)換部503
的輸出端和接地之間的負載505;以及檢測從上述轉(zhuǎn)換部503輸出的直流 電壓的值^的電壓檢測器506。上述電抗器502由在三相交流電源501
和轉(zhuǎn)換部503之間各相設置的三個電抗器構(gòu)成。
此外，上述電流控制型轉(zhuǎn)換器具有電流檢測器611，其檢測從三相
交流電源501流入轉(zhuǎn)換部503的三相輸入電流；相位檢測器612，其檢測
來自三相交流電源501的三相交流電壓的相位；坐標變換器613，其根據(jù)
相位檢測器612檢測出的三相交流電壓的相位，將電流檢測器611檢測 出的三相輸入電流進行三相/二相轉(zhuǎn)換，輸出有功電流厶和無功電流^ ;
加減法器601，其從直流電壓指令部(未圖示)的直流電壓指令值《,中
減去由電壓檢測器506檢測出的直流電壓值^ ;電壓控制器602，其根
據(jù)加減法器601的輸出，輸出有功電流指令值/;;加減法器603，其從
17電壓控制器602的有功電流指令值/;中減去有功電流/《；有功電流控制
器604，其用于根據(jù)加減法器603的輸出對有功電流進行控制；非干擾項 部605，其進行干擾項的運算；加減法器606，其從電源電壓值《中減去
有功電流控制器604的輸出和非干擾項部605的干擾項，輸出無功電壓 指令值《；加減法器607，其從無功電流指令值/: =0中減去無功電流4 ;
無功電流控制器608，其用于根據(jù)加減法器606的輸出對無功電流進行控
制；加減法器609，其從非干擾項部605的干擾項中減去無功電流控制器 608的輸出，輸出有功電壓指令值K ;以及坐標變換器614，其將來自加
減法器606、 609的無功電壓指令值《和有功電壓指令值&'進行二相/三 相轉(zhuǎn)換，將電壓指令值K 、《、《作為控制信號輸出至轉(zhuǎn)換部503。
控制部由上述加減法器601、電壓控制器602、加減法器603、有功 電流控制器604、非干擾項部605、加減法器606、加減法器607、無功 電流控制器608、加減法器609、相位檢測器612、坐標變換器613以及 坐標變換器614構(gòu)成。
下面，說明第一 第四實施方式中上述電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系 統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)。
第一實施方式
圖2是示出本發(fā)明的第一實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系統(tǒng) 的主要部分的框圖。
如圖2所示，電流控制型轉(zhuǎn)換器具有直流電壓指令部101，其輸 出直流電壓指令值《；加減法器102，其從來自直流電壓指令部101的
直流電壓指令值《中減去直流電壓值^ ;作為電壓控制器的一個例子的 PI控制器103，其通過對從加減法器102輸出的直流電壓指令值《和直 流電壓值^之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功 電流指令值/:;加減法器104，其從來自PI控制器103的有功電流指令
值/:中減去有功電流/,;作為有功電流控制器的一個例子的PI控制器 105，其通過對來自加減法器104的有功電流指令值《與有功電流々之
間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功電壓校正值； 乘法器112，其將無效電流^與阻抗^相乘，輸出q軸干擾項即/,Z加減法器106，其從電源電壓值R'中減去PI控制器105的有功電壓校正值 和乘法器112的q軸干擾項；加減法器107，其從無功電流指令值/:中 減去無功電流^ ;作為無功電流控制器的一個例子的PI控制器108，其 通過對從加減法器107輸出的無功電流指令值/:和無功電流^之間的偏
差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出無功電壓校正值；乘法器 111，其將有功電流^與阻抗wZ相乘，輸出d軸干擾項即/,Z;加減法
器109，其從來自乘法器111的d軸干擾項中減去PI控制器108的無功 電壓校正值。在此，w是三相電壓電源501 (圖l示出)輸出的三相電壓 的角頻率，L是電抗器502 (圖l示出)的阻抗。
上述的PI控制器103相當于圖1的電壓控制器602， PI控制器105 相當于圖1的電壓控制器604， PI控制器108相當于圖1的電壓控制器 608。此外，乘法器lll、 112相當于圖1的非干擾項部605。
此外，上述電流控制型轉(zhuǎn)換器具有啟動指令部121，其輸出啟動
信號；初始設定部122，其根據(jù)來自啟動指令部121的啟動信號，設定
PI控制器103的初始值；控制切換部123，其根據(jù)來自初始設定部122
的啟動信號，將PI控制器103的積分項除外，使PI控制器103在比例控
制下進行動作；作為啟動完成信號輸出部的一個例子的偏差檢測部124， 其檢測直流電壓指令值《和直流電壓值^之間的偏差值，如果偏差值的
絕對值小于規(guī)定值就輸出啟動完成信號。
在上述結(jié)構(gòu)的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，如果從啟動指令部121輸出啟動信號，則初始設定部122設定PI控制器103的初始值。此外，同時，
如果從初始設定部122輸出啟動信號，則上述控制切換部123將電流控
制系統(tǒng)的PI控制器105的動作由PI控制切換為比例控制。
并且，啟動后如果直流電壓值^達到直流電壓指令值《，S卩，如
果直流電壓指令值《和直流電壓值^.之間的偏差值的絕對值小于規(guī)定
值，則偏差檢測部124輸出啟動完成信號。根據(jù)來自該偏差檢測部124 的啟動完成信號，控制切換部123將電流控制系統(tǒng)的PI控制器105的動 作由比例控制切換為PI控制。
在上述結(jié)構(gòu)的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，在直到解除電流控制系統(tǒng)的積分飽和狀態(tài)為止的時間內(nèi)，由于電壓控制系統(tǒng)的積分項蓄積了誤差，所以
啟動時排除電流控制系統(tǒng)的積分項，使得不發(fā)生解除積分飽和用的時間。 図3壬.屮,甜目.夂図，！^^的坊法il玄絲的由裕;fe法il開!J接旌哭^W千^T首
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的結(jié)果。其中，該仿真條件與圖10 圖12的電流控制型轉(zhuǎn)換器仿真時的
條件相同。在圖3中，橫軸表示時間(秒)，縱軸從上側(cè)開始分別表示直
流電壓指令(V)、直流電壓(V)、電壓控制系統(tǒng)積分器輸出、q軸電流
控制系統(tǒng)積分器輸出、q軸電壓指令(V)。
在該第一實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，啟動時作為對電流控制
系統(tǒng)的PI控制器105進行比例控制而排除積分項，通過電壓控制系統(tǒng)的 積分項的時間常數(shù)對PI控制器105賦予有功電流指令值/:，因此如圖3
所示，能夠進行不發(fā)生直流電壓的過沖的穩(wěn)定的啟動。此外，在直流電 壓指令值《和直流電壓值^的偏差較小的狀態(tài)下，將積分項插入電流控
制系統(tǒng)的PI控制器105，所以能夠避免切換帶來的外部干擾。第二實施方式
圖4是示出本發(fā)明的第二實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系統(tǒng) 的主要部分的方框圖。
如圖4所示，電流控制型轉(zhuǎn)換器具有直流電壓指令部201，其輸 出直流電壓指令值《；加減法器202，其從來自直流電壓指令部201的
直流電壓指令值《中減去直流電壓值^ ;作為電壓控制器的一個例子的
PI控制器203，其通過對從加減法器202輸出的直流電壓指令值《和直
流電壓值^之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功
電流指令值/:;加減法器204，其從來自PI控制器203的有功電流指令
值/:中減去有功電流/,;作為有功電流控制器的一個例子的PI控制器
205，其通過對來自加減法器204的有功電流指令值/:和有功電流/《之
間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功電壓校正值； 乘法器212，其將無功電流^與阻抗W相乘，輸出q軸干擾項即V^;
加減法器206，其從電源電壓值F、'中減去PI控制器205的有功電壓校正
值和乘法器212的q軸干擾項；加減法器207，其從無功電流指令值/〗中
減去無功電流^ ;作為無功電流控制器的一個例子的PI控制器208，其通過對從加減法器207輸出的無功電流指令值/;;和無功電流^之間的偏
差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出無功電壓校正值；乘法器 211，其將有功電流/￥與阻抗W相乘，輸出d軸干擾項即/一丄；以及加
減法器209，其從來自乘法器211的d軸干擾項中減去PI控制器208的 無功電壓校正值。在此，w是來自三相電壓電源501 (圖l示出)的三相 電壓的角頻率，L是電抗器502 (圖l示出)的阻抗。
上述的PI控制器203相當于圖1的電壓控制器602， PI控制器205 相當于圖1的電壓控制器604， PI控制器208相當于圖1的電壓控制器 608。此外，乘法器211、 212相當于圖1的非干擾項部605。
同時，上述電流控制型轉(zhuǎn)換器具有啟動指令部221，其輸出啟動
信號；控制切換部222，其根據(jù)來自初始設定部222的啟動信號，將PI
控制器205的積分項除外，使PI控制器205在比例控制下進行動作；作
為啟動完成信號輸出部的一個例子的偏差檢測部223，其檢測直流電壓指 令值G和直流電壓值^之間的偏差值，如果偏差值的絕對值小于規(guī)定值
則輸出啟動完成信號。
在上述結(jié)構(gòu)的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，當從啟動指令部221輸出啟動 信號時，直流電壓指令部201將直流電壓指令值《從負的初始值切換為
正的規(guī)定值。同時，當從啟動指令部221輸出啟動信號時，控制切換部 222將電流控制系統(tǒng)的PI控制器205的動作由PI控制切換為比例控制。
然后，當從上述偏差檢測部223輸出啟動完成信號時，控制切換部 222將電流控制系統(tǒng)的PI控制器205的動作由比例控制切換為PI控制。
圖5示出對具備圖4所示的控制系統(tǒng)的電流控制型轉(zhuǎn)換器進行仿真 的結(jié)果。此外，該仿真條件與第一實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器仿真時 的條件相同。在圖5中，橫軸表示時間(秒)，縱軸從上側(cè)開始分別表示 直流電壓指令(V)、直流電壓(V)、電壓控制系統(tǒng)積分器輸出、q軸電 流控制系統(tǒng)積分器輸出和q軸電壓指令(V)。
在該第二實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，在啟動時作為對電流控 制系統(tǒng)的PI控制器105進行比例控制而排除積分項，通過直流電壓指令 值使電壓偏差為負，能夠以電壓指令值進行啟動控制，如圖5所示，能
21夠進行不發(fā)生直流電壓過沖的穩(wěn)定的啟動。此外，在直流電壓指令值^ 和直流電壓值^之間的偏差很小的狀態(tài)下，將積分項插入電流控制系統(tǒng)
的PI控制器105，所以能夠避免伴隨切換產(chǎn)生的外部千擾。第三實施方式
圖6是示出本發(fā)明的第三實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系統(tǒng) 的主要部分的方框圖。
如圖6所示，電流控制型轉(zhuǎn)換器具有直流電壓指令部301，其輸
出直流電壓指令值《；加減法器302，其從來自直流電壓指令部301的 直流電壓指令值《中減去直流電壓值^ ;作為電壓控制器的一個例子的 PI控制器303，其通過對從加減法器302輸出的直流電壓指令值G和直 流電壓值巳,之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功 電流指令值/:;加減法器304，其從來自PI控制器303的有功電流指令
值/:中減去有功電流/,;作為有功電流控制器的一個例子的PI控制器 305，其通過對來自加減法器304的有功電流指令值/;和有功電流/,之
間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功電壓校正值； 乘法器312，其將無功電流^與阻抗W相乘，輸出q軸干擾項即/,Z加
減法器306，其從電源電壓值《中減去PI控制器305的有功電壓校正值
和乘法器312的q軸干擾項；加減法器307，其從無功電流指令值/;;中
減去無功電流^ ;作為無功電流控制器的一個例子的PI控制器308，其
通過對從加減法器307輸出的無功電流指令值/:和無功電流^之間的偏
差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出無功電壓校正值；乘法器 311，其將有功電流々與阻抗W相乘，輸出d軸干擾項即V^;以及加
減法器309，其從來自乘法器311的d軸干擾項中減去PI控制器308的 無功電壓校正值。在此，w是來自三相電壓電源501 (圖l示出)的三相 電壓的角頻率，L是電抗器502 (圖l示出)的阻抗。
上述的PI控制器303相當于圖1的電壓控制器602， PI控制器305 相當于圖1的電壓控制器604， PI控制器308相當于圖1的電壓控制器 608。此外，乘法器311、 312相當于圖1的非干擾項部605。
此外，上述電流控制型轉(zhuǎn)換器具有啟動指令部321，其輸出啟動
22信號；控制切換部222，其根據(jù)初始設定部322輸出的啟動信號，將PI
控制器305的積分項除外，使PI控制器305在比例控制下進行動作；以
及作為啟動完成信號輸出部的一個例子的偏差檢測部323，其檢測直流電 壓指令值《和直流電壓值^之間的偏差值，當偏差值的絕對值小于規(guī)定
值時輸出啟動完成信號。
在上述結(jié)構(gòu)的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，當從啟動指令部321輸出啟動 信號時，直流電壓指令部301將直流電壓指令值《從負的初始值以逐漸
變化的形式切換為正的規(guī)定值。同時，當從啟動指令部321輸出啟動信 號時，控制切換部322將電流控制系統(tǒng)的PI控制器305的動作由PI控制 切換為比例控制。
然后，當從上述偏差檢測部323輸出啟動完成信號時，控制切換部 322將電流控制系統(tǒng)的PI控制器305的動作由比例控制切換為PI控帝ij。
圖7示出對具備圖6所示的控制系統(tǒng)的電流控制型轉(zhuǎn)換器進行仿真 的結(jié)果。此外，該仿真條件與第一實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器仿真時 的條件相同。在圖7中，橫軸表示時間(秒)，縱軸從上側(cè)開始分別表示 直流電壓指令(V)、直流電壓(V)、電壓控制系統(tǒng)積分器輸出、q軸電 流控制系統(tǒng)積分器輸出和q軸電壓指令(V)。
在該第三實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，在啟動時作為對電流控
制系統(tǒng)的PI控制器105進行比例控制而排除積分項，從啟動開始到啟動 完成的期間中使直流電壓指令值《以任意的時間函數(shù)上升，從而如圖7
所示，能夠進行不發(fā)生直流電壓過沖的穩(wěn)定的啟動，同時還能夠與負載 對應進行電壓上升率的控制。此外，在直流電壓指令值《和直流電壓值
^之間的偏差較小的狀態(tài)下，將積分項插入電流控制系統(tǒng)的PI控制器
105，所以能夠避免伴隨切換產(chǎn)生的外部干擾。第四實施方式
圖8是示出本發(fā)明的第四實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器的控制系統(tǒng) 的主要部分的方框圖。
如圖8所示，電流控制型轉(zhuǎn)換器具有直流電壓指令部401，其輸 出直流電壓指令值《；加減法器402，其從來自直流電壓指令部401的直流電壓指令值《中減去直流電壓值^ ;作為電壓控制器的一個例子的
PI控制器403，其通過對從加減法器402輸出的直流電壓指令值《和直
流電壓值4之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功
電流指令值/:;加減法器404，其從來自PI控制器403的有功電流指令 值/;中減去有功電流/,;作為有功電流控制器的一個例子的PI控制器 405，其通過對來自加減法器404的有功電流指令值/:和有功電流/(,之
間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功電壓校正值； 乘法器412，其將無功電流/,與阻抗W相乘，輸出q軸干擾項即/,i:加
減法器406，其從電源電壓值《中減去PI控制器405的有功電壓校正值
和乘法器412的q軸干擾項；加減法器407，其從無功電流指令值/:中
減去無功電流/,;作為無功電流控制器的一個例子的PI控制器408，其
通過對從加減法器407輸出的無功電流指令值/:和無功電流^之間的偏
差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出無功電壓校正值；乘法器 411，其將有功電流/《與阻抗d相乘，輸出d軸干擾項即/A丄；以及加
減法器409，其從來自乘法器411的d軸干擾項中減去PI控制器408的 無功電壓校正值。在此，^是來自三相電壓電源501 (圖l示出)的三相 電壓的角頻率，L是電抗器502 (圖l示出)的阻抗。
上述的PI控制器403相當于圖1的電壓控制器602， PI控制器405 相當于圖1的電壓控制器604， PI控制器408相當于圖1的電壓控制器 608。此外，乘法器411、 412相當于圖1的非干擾項部605。
此外，上述電流控制型轉(zhuǎn)換器具有啟動指令部421，其輸出啟動
信號；控制切換部422，其根據(jù)來自啟動指令部421的啟動信號，將PI
控制器405的積分項除外，使PI控制器403在比例控制下進行動作；初
始設定部423，其根據(jù)來自控制切換部422的啟動信號，設定PI控制器
405的初始值；以及作為啟動完成信號輸出部的一個例子的偏差檢測部 424，其檢測直流電壓指令值《和直流電壓值^之間的偏差值，當偏差
值的絕對值小于規(guī)定值時，輸出啟動完成信號。
在上述結(jié)構(gòu)的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，當從啟動指令部421輸出啟動 信號時，控制切換部422將電壓控制器403的動作從PI控制切換為比例控制，同時，當從控制切換部422輸出啟動信號時，初始設定部423設 定電流控制系統(tǒng)的PI控制器405的初始值。
然后，根據(jù)來自上述偏差檢測部424的啟動完成信號，控制切換部 422將電流控制系統(tǒng)的PI控制器405的動作由比例控制切換為PI控制。
圖9示出對具備圖8所示的控制系統(tǒng)的電流控制型轉(zhuǎn)換器進行仿真 的結(jié)果。該仿真條件與第一實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器仿真時的條件 相同。在圖9中，橫軸表示時間(秒)，縱軸從上側(cè)開始分別表示直流電 壓指令(V)、直流電壓(V)、電壓控制系統(tǒng)積分器輸出、q軸電流控制 系統(tǒng)積分器輸出和q軸電壓指令(V)。
在該第四實施方式的電流控制型轉(zhuǎn)換器中，在啟動時排除電壓控制 系統(tǒng)的PI控制器403的積分項而設為比例控制，從而如圖9所示，能夠 進行不發(fā)生直流電壓過沖的穩(wěn)定的啟動。此外，在直流電壓指令值《和
直流電壓值^之間的偏差較小的狀態(tài)下，將積分項插入電壓控制系統(tǒng)的
PI控制器403，所以能夠避免伴隨切換而產(chǎn)生的外部干擾。
此外，由于d軸和q軸兩者的電流控制系統(tǒng)是基于雙方的PI控制， 因此電流控制系統(tǒng)為一次延遲穩(wěn)定?？梢约僭O啟動時d軸和q軸的控制 運算處理結(jié)構(gòu)相同。
此外，在上述第一 第四實施方式中，在啟動完成的時候，預先切 換為PI控制，在偏差較小的狀態(tài)下插入積分項，因此可以避免伴隨切換 而產(chǎn)生的外部干擾。
另外，上述第一 第四實施方式的PI控制器的積分項內(nèi)置有限幅器， 但是在單個補償器中實施了積分飽和對策。
另外，在上述第一 第四實施方式中，說明了使用脈沖寬度調(diào)制方 式的轉(zhuǎn)換部的電流控制型轉(zhuǎn)換器，但是轉(zhuǎn)換部的控制方式不限于此，本 發(fā)明也適用于具有載波調(diào)制方式等的轉(zhuǎn)換部的電流控制型轉(zhuǎn)換器。
在上述第一 第四實施方式中，通過偏差檢測部檢測出了啟動完成， 但是，也可以將使用計時器從啟動開始經(jīng)過規(guī)定時間后設為啟動完成， 也可使用檢測啟動完成的其它方法。
2權(quán)利要求
1、一種電流控制型轉(zhuǎn)換器，其具有將三相交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的轉(zhuǎn)換部(503)和控制所述轉(zhuǎn)換部(503)的控制部，該電流控制型轉(zhuǎn)換器的特征在于，所述控制部具有電壓控制器(602、103、203、303、403)，其通過對從所述轉(zhuǎn)換部(503)輸出的直流電壓值與直流電壓指令值之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功電流指令值；有功電流控制器(604、105、205、305、405)，其通過對來自所述電壓控制器(602、103、203、303、403)的所述有功電流指令值與輸入所述轉(zhuǎn)換部(503)的有功電流值之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功電壓校正值；以及無功電流控制器(608、108、208、308)，其通過對無功電流指令值與輸入所述轉(zhuǎn)換部(503)的無功電流值之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出無功電壓校正值，所述控制部根據(jù)來自所述有功電流控制器(604、105、205、305、405)的所述有功電壓校正值和來自所述無功電流控制器(608、108、208、308)的所述無功電壓校正值，輸出控制所述轉(zhuǎn)換部(503)的控制信號，并且，在從所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始至啟動完成的期間，所述控制部令從所述電壓控制器(602、103、203、303)輸出的所述有功電流指令值為0或負，且設所述有功電流控制器(604、105、205、305)的動作為比例控制，或者，在從所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始至啟動完成的期間，所述控制部設所述電壓控制器(602、403)的動作為比例控制，且令從所述有功電流控制器(604、405)輸出的所述有功電壓校正值為0或負。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電流控制型轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在從所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始至啟動完成的期間，令從所述電壓控制器(602、 103、 203、 303)輸出的所述有功電流指令值為0或負，且設所述有功電流控制器(604、 105、 205、 305)的動作為比例控制，所述控制部具有初始設定部(122)，其在所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始時，設定所述 電壓控制器(103)的初始值；啟動完成信號輸出部(124)，其輸出表示所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動完 成的啟動完成信號；以及控制切換部(123)，在所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始時，所述控制切 換部(123)將所述有功電流控制器(205)的動作從比例積分控制切換 為比例控制之后，當所述啟動完成信號輸出部(124)輸出所述啟動完成 信號時，所述控制切換部(123)將所述有功電流控制器(205)的動作 從比例控制切換為比例積分控制。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電流控制型轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在從所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始至啟動完成的期間，令從所述電壓控制器(602、 103、 203、 303)輸出的所述有功電流指令值為0或負， 且設所述有功電流控制器(604、 105、 205、 305)的動作為比例控制， 所述控制部具有直流電壓指令部(201)，在所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始時，所述直 流電壓指令部(201)令所述直流電壓指令值為負的初始值，在經(jīng)過規(guī)定 時間之后，令所述直流電壓指令值為正的規(guī)定值；啟動完成信號輸出部(223)，其輸出表示所述轉(zhuǎn)換部啟動完成的啟 動完成信號；以及控制切換部(222)，在所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始時，所述控制切 換部(222)將所述有功電流控制器(205)的動作由比例積分控制切換 為比例控制之后，當所述啟動完成信號輸出部(223)輸出所述啟動完成 信號時，所述控制切換部(222)將所述有功電流控制器(205)的動作 從比例控制切換為比例積分控制。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電流控制型轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在從所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始至啟動完成的期間，令從所述電壓控制器(602、 103、 203、 303)輸出的所述有功電流指令值為0或負，且設所述有功電流控制器(604、 105、 205、 305)的動作為比例控制，所述控制部具有直流電壓指令部(301)，在所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始時，所述直 流電壓指令部(301)令所述直流電壓指令值為負的初始值之后，使所述 直流電壓指令值從該初始值起逐漸地變化為正的規(guī)定值；啟動完成信號輸出部(323)，其輸出表示所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動完 成的啟動完成信號；以及控制切換部(322)，在所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始時，所述控制切 換部(322)將所述有功電流控制器(305)的動作由比例積分控制切換 為比例控制之后，當所述啟動完成信號輸出部(323)輸出所述啟動完成 信號時，所述控制切換部(322)將所述有功電流控制器(305)的動作 從比例控制切換為比例積分控制。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電流控制型轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 在從所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始至啟動完成的期間，令所述電壓控制器(602、 403)的動作為比例控制，且令從所述有功電流控制器(604、 405)輸出的所述有功電壓校正值為O或負， 所述控制部具有初始設定部(423)，其在所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始時，設定所述 有功電流控制器(405)的初始值；啟動完成信號輸出部(424)，其輸出表示所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動完 成的啟動完成信號；以及控制切換部(422)，在所述轉(zhuǎn)換部(503)啟動開始時，所述控制切 換部(422)將所述電壓控制器(403)的動作由比例積分控制切換為比 例控制之后，當所述啟動完成信號輸出部(424)輸出所述啟動完成信號 時，所述控制切換部(422)將所述電壓控制器(403)的動作從比例控 制切換為比例積分控制。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項所述的電流控制型轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述控制部的所述啟動完成信號輸出部(124、 223、 323、 424)根據(jù)從所述轉(zhuǎn)換部(503)輸出的直流電壓值與所述直流電壓指令值之間的 偏差，輸出所述啟動完成信號。
7、根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項所述的電流控制型轉(zhuǎn)換器，其特征在于，當從所述轉(zhuǎn)換部啟動開始經(jīng)過了規(guī)定啟動時間時，所述控制部的所 述啟動完成信號輸出部輸出所述啟動完成信號。
全文摘要
控制部具有PI控制器(103)，其通過對從轉(zhuǎn)換部輸出的直流電壓值V_dc與直流電壓指令值V_dc^*之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功電流指令值I_q^*；PI控制器(105)，其通過對來自PI控制器(103)的有功電流指令值I_q^*與輸入轉(zhuǎn)換部的有功電流值I_q之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出有功電壓校正值；以及PI控制器(108)，其通過對輸入轉(zhuǎn)換部的無功電流值I_d與無功電流指令值I_d^*之間的偏差進行比例積分的比例積分控制，運算并輸出無功電壓校正值。在從轉(zhuǎn)換部啟動開始至啟動完成的期間，控制部令從PI控制器(103)輸出的有功電流指令值I_q^*為0或負，且設PI控制器(105)的動作為比例控制。
文檔編號H02M7/219GK101496271SQ20078002832
公開日2009年7月29日 申請日期2007年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月28日
發(fā)明者榊原憲一 申請人:大金工業(yè)株式會社