(57)【要約】【課題】  通信機能を備える装置を光ファイバで複数接続してデータを順次再生中継する場合に、各装置にて適正にデータを送受信し、この受信データに基づく制御タイミングの同期を各装置にて取ることを可能とし、これによって複数の装置で駆動負荷装置を適正に駆動制御すること。【解決手段】  最下流で折り返される往復の光ファイバ２３による光伝送路に複数台の電力変換装置２２−１〜２２−４が接続され、各電力変換装置２２−１〜２２−４で駆動負荷装置１４を制御する。この場合に、各電力変換装置２２−１にて順次受信された制御装置２１からの光信号によるデータが制御用データの場合、各電力変換装置２２−１〜２２−４で制御用データの受信時刻から同電力変換装置にて得られる同期タイミング時間信号を経過した時刻において、制御用データに基づく制御を駆動負荷装置１４に実行する。【選択図】      図１
2005333246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最下流で折り返される往復の光伝送路に光信号を中継するように接続され、その中継される光信号を受信してデータを再生したのち受信順序で一旦記憶して読み出しながら光信号に変換して送信する光伝送装置において、
最下流へ向かう下りの光信号を受信した時刻と、その受信した光信号が送信されたのちに最下流で折り返されて戻ってきた際に当該戻り光信号を受信した時刻との差分時間を測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された差分時間を２で割ることにより自光伝送装置から最下流の光伝送装置までの最下流到達時間を求め、この最下流到達時間及び当該最下流到達時間に一定時間を加算した時間の何れか一方の時間を同期タイミング時間とする同期タイミング生成手段と
を備えたことを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
最下流で折り返される往復の光伝送路に複数台接続され、その複数台で制御対象装置を制御する電力変換装置において、
請求項１に記載の光伝送装置を備え、
前記光伝送装置にて受信された光信号によるデータが制御用データの場合に、前記光伝送装置での前記制御用データの受信時刻から当該光伝送装置にて得られる同期タイミング時間を経過した時刻に、前記制御用データに基づく制御を前記制御対象装置に実行する
ことを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大容量の電源装置やモータ駆動装置等の駆動負荷装置へ所定波形の電圧又は電流を出力する複数の電力変換装置と、これらの電力変換装置を制御する制御装置とを双方向の光ファイバによって接続し、制御装置からの光信号を光ファイバを介して各電力変換装置へ順次伝送する電力変換システム等の光伝送システムに用いられる光伝送装置及び電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大容量の電源装置やモータ駆動装置は、大電流又は高電圧波形を生成する高圧大電流スイッチング回路を持つ電力変換装置と、この電力変換装置の電流波形又は電圧波形が所望の波形となるようスイッチング回路を制御する制御装置との双方によって制御されるように構成されている。
通常、このような構成においては、多相モータ駆動のための多相化構成、高圧化のための直列構成、大電流化のための並列構成などを取るために、複数の電力変換装置が同期して制御される。このため、１台の制御装置から複数台の電力変換装置に対して統合的にスイッチング指令を信号として与えるようになっている。その信号の伝送は、高電圧のスイッチングによるノイズの多い環境において、複数スイッチングのタイミングの同期を取る必要がある。このため、伝送遅れの少ないことと、伝送エラーの発生のない信頼性とが求められている。
【０００３】
また、制御装置と複数の電力変換装置を同一の伝送ケーブルで接続し、制御装置からの指令を電気信号として電力変換装置へ一斉に送信している。このため、伝送ケーブルに接続された電力変換装置は制御装置からの指令を同時に受け取ることができる。
しかし、電気信号による伝送であるためにノイズに弱く、また、パルストランスやホトカプラを使用して絶縁を取る必要があるために伝送速度を上げることができない等の欠点がある。
【０００４】
この欠点を解消すべく耐ノイズ性を向上させるためには、光ファイバを用いることが有効である。光ファイバは、電気ケーブルのように１本の光ファイバに複数の受光モジュールをマルチドロップ方式に接続することができないため、図１０に示す従来の電力変換システム１０のように、制御装置１１と各々の電力変換装置１２−１〜１２−４とを１対１で双方向の光ファイバ１４によって接続し、パルスオン／オフ信号を伝送するという方式を取っている。また、各電力変換装置１２−１〜１２−４は、大容量の電源装置やモータ駆動装置などの駆動負荷装置１４に接続されている。
【０００５】
しかし、この方式においては、制御装置１１から接続する電力変換装置１２−１〜１２−４の台数分の光ファイバ１３を引き回す必要があるので、必要な個数の光伝送モジュールを制御装置１１に搭載し、この制御装置１１から離れて集中設置される各電力変換装置１２−１〜１２−４の間を多くの光ファイバ１３で配線するといった構成としなければならない。このため、配線スペースが増大するという欠点がある。
【０００６】
この欠点を解決するために、制御装置と複数の電力変換装置とを光ファイバでリング状に接続し、データを順次中継していくという構成を取ることが考えられる。しかし、受信した伝送信号をそのまま次へ送信するのでは、光ファイバの伝送路や光／電気及び電気／光信号変換手段による伝送歪みが伝送信号に蓄積していき伝送路上の下流で受信エラーとなる。
【０００７】
このため、制御装置や各電力変換装置において、受信データを一旦ディジタルデータとして再生したのち送信するという再生中継方式を取っている。この再生中継方式では、各々の装置内で発生される伝送クロック信号によってデータの送受信を行うようになっており、自装置が伝送クロック信号によりデータを送信するタイミングで、次に送信するデータを上流側装置から受信するようになっている。
【０００８】
この種の従来の電力変換装置として、例えば特許文献１及び２に記載のものがある。
【特許文献１】特許第２５０１１７３号公報
【特許文献２】特許第３２２７５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上述した従来の再生中継方式においては、上流側装置と自装置との伝送クロック信号のずれによって、自装置がデータを送信するタイミングで、上流側装置からの次に送信すべきデータを受信できず、下流への送信データに歯抜けが生じる。この場合、歯抜けの部分に例えば本来の「１」と異なる「０」が挿入されてしまい、この箇所を含む一纏まりのデータが誤り訂正処理で全て誤りと判定されて破棄される伝送エラーとなる。
【００１０】
電力変換システムにおいては、その伝送エラーが生じたデータが制御装置からの制御用データであった場合、駆動負荷装置の制御に必要な全ての電力変換装置にて同一の制御用データを受信することができなくなるので、各電力変換装置間のスイッチング動作の同期を取ることができなくなる。この場合、各電力変換装置から所定波形の電流又は電圧を供給することができなくなって駆動負荷装置を適正に駆動制御することができなくなるという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、通信機能を備える装置を光ファイバで複数接続してデータを順次再生中継する場合に、各装置にて適正にデータを送受信し、この受信データに基づく制御タイミングの同期を各装置にて取ることを可能とし、これによって複数の装置で駆動負荷装置を適正に駆動制御することができる光伝送装置及び電力変換装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１による光伝送装置は、最下流で折り返される往復の光伝送路に光信号を中継するように接続され、その中継される光信号を受信してデータを再生したのち受信順序で一旦記憶して読み出しながら光信号に変換して送信する光伝送装置において、最下流へ向かう下りの光信号を受信した時刻と、その受信した光信号が送信されたのちに最下流で折り返されて戻ってきた際に当該戻り光信号を受信した時刻との差分時間を測定する測定手段と、前記測定手段で測定された差分時間を２で割ることにより自光伝送装置から最下流の光伝送装置までの最下流到達時間を求め、この最下流到達時間及び当該最下流到達時間に一定時間を加算した時間の何れか一方の時間を同期タイミング時間とする同期タイミング生成手段とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、光信号を再生中継する各光伝送装置が、自光伝送装置から最下流の光伝送装置までの最下流到達時間を求め、最下流到達時間及び当該最下流到達時間に一定時間を加算した時間の何れか一方の時間を同期タイミング時間とするようにしたので、再生中継を行う全ての光伝送装置において、各々が光信号を受信した時刻から同期タイミング時間を経過した時刻を同一時刻とすることができる。
【００１４】
例えば、上流から下流に向かって順に第１、第２、第３、第４の光伝送装置が接続され、第４の光伝送装置が最下流の場合に、最下流到達時間（＝同期タイミング時間）が、第１の光伝送装置が５分、第２の光伝送装置が３分、第３の光伝送装置が１分であるとする。なお、引用時間は説明の分かり易さを優先するための時間としてある。
【００１５】
第１の光伝送装置にて光信号が受信された時刻が１：００であったとすると、この時刻１：００から最下流到達時間の５分が経過した時刻は１：０５となる。その光信号は下流へ順次送信されるので、第２の光伝送装置では光信号の受信時刻が１：０２となり、この時刻１：０２から最下流到達時間の３分が経過した時刻が１：０５となる。第３の光伝送装置では光信号の受信時刻が１：０４となり、この時刻１：０４から最下流到達時間の１分が経過した時刻が１：０５となる。最下流の光伝送装置では受信時刻が１：０５となる。
【００１６】
このため、例えば独立した複数の制御装置が同時に制御対象装置を制御するといったシステムにおいて、各制御装置に光伝送装置を備え、この各制御装置が、光伝送装置における光信号の受信時刻から同期タイミング時間を経過した時刻で、受信光信号によるデータに基づく制御を実行すれば、同時に制御対象装置を制御することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の請求項２による電力変換装置は、最下流で折り返される往復の光伝送路に複数台接続され、その複数台で制御対象装置を制御する電力変換装置において、請求項１に記載の光伝送装置を備え、前記光伝送装置にて受信された光信号によるデータが制御用データの場合に、前記光伝送装置での前記制御用データの受信時刻から当該光伝送装置にて得られる同期タイミング時間を経過した時刻に、前記制御用データに基づく制御を前記制御対象装置に実行することを特徴としている。
この構成によれば、複数の電力変換装置が、光伝送装置における光信号による制御用データの受信時刻から同期タイミング時間を経過した時刻で、制御用データに基づく制御を制御対象装置に実行するので、複数の電力変換装置が同期したタイミングで制御対象装置を制御することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、通信機能を備える装置を光ファイバで複数接続してデータを順次再生中継する場合に、各装置にて適正にデータを送受信し、この受信データに基づく制御タイミングの同期を各装置にて取ることを可能とし、これによって複数の装置で駆動負荷装置を適正に駆動制御することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る電力変換システムの構成を示すブロック図である。
図１に示す電力変換システム２０は、制御装置２１と、複数の電力変換装置２２−１〜２２−４とが双方向の光ファイバ２３で接続されている。この接続は、上流側装置（制御装置２１）から図２に示すように光ファイバ２３へ送信された下りデータＤ１が、電力変換装置２２−１〜２２−３で順次中継され、最下流の電力変換装置２２−４まで到達すると、ここで折り返されて上りデータＤ２として下りと逆の順序で中継され、制御装置２１へ戻るようになされている。
【００２０】
制御装置２１は、各電力変換装置２２−１〜２２−４に対して当該電力変換装置が備えるスイッチング素子をオン／オフ制御するためのスイッチング指令を与える。この指令に応じて各電力変換装置２２−１〜２２−４から所定波形の電圧又は電流が、多相のモータや電源系統などの駆動負荷装置１４へ供給される。ここでは、駆動負荷装置１４を１つのみ記載しているが、複数台であってもよい。
【００２１】
電力変換装置２２−１〜２２−４は、図３に電力変換装置２２−１を代表して示すように、光伝送部２５と、変換器制御部２６と、変換器主回路部２７とを備えて構成されている。
光伝送部２５は、上流側装置である制御装置２１及び下流側装置である他の電力変換装置２２−２との間で光ファイバ２３を介して光信号によるデータの再生中継を行う。このうち制御装置２１から受信されるデータは、駆動負荷装置１４へ所定波形の電圧又は電流を出力するように電力変換装置２２−１を駆動させるための指令値（駆動指令値とも称す）である。制御装置２１への送信データは、各電力変換装置２２−１〜２２−４の内部のステータス情報などである。
【００２２】
また、光伝送部２５は、全ての電力変換装置２２−１〜２２−４において、変換器制御部２６で行われる変換器主回路部２７のスイッチング制御のタイミングを同期させるための同期タイミング時間信号を生成し、これを変換器制御部２６へ出力するようになっている。
このような光伝送部２５の構成は、図４に示すように、Ｏ／Ｅ（光／電気）モジュール部４１，４８と、Ｅ／Ｏ（電気／光）モジュール部４２，４７と、ＦＩＦＯ(First-In First-Out)メモリ部４５，５０と、ＤＰＬＬ(Digital Phase-Locked Loop)部４３，４９と、データ受信部４４と、伝送時間測定部５１と、データ送信部５２と、同期タイミング生成部５３とを備えて構成されている。このような構成要素の説明を行う。
【００２３】
Ｏ／Ｅモジュール部４１は、光ファイバ２３を介して伝送されてくる上流側装置からの光信号を電気信号に変換し、Ｏ／Ｅモジュール部４８は、光ファイバ２３を介して伝送されてくる下流側装置からの光信号を電気信号に変換するものである。
Ｅ／Ｏモジュール部４２は、電気信号を光信号に変換し、この光信号を光ファイバ２３を介して上流側装置へ伝送し、Ｅ／Ｏモジュール部４７は、電気信号を光信号に変換し、この光信号を光ファイバ２３を介して上流側装置へ伝送するものである。
【００２４】
ＤＰＬＬ部４３又は４９は、Ｏ／Ｅモジュール４１又は４８によって変換された電気信号から、データ取り込みタイミング用のクロック信号を生成し、このクロック信号と、当該クロック信号に同期した受信データとを出力するものである。
ＦＩＦＯメモリ部４５又は５０は、ＤＰＬＬ部４３又は４９で再生された受信データを入力順に一旦記憶し、この記憶された受信データを入力順に出力するものである。この一時記憶は、各電力変換装置２２−１〜２２−４間の光ファイバ２３の長さ並びに、Ｏ／Ｅモジュール部４１，４８及びＥ／Ｏモジュール部４２，４７が起因する伝送クロック信号のずれを吸収するものである。
【００２５】
これは、前述の「発明が解決しようとする課題」でも説明したように、僅かな伝送クロック信号のずれ（上流側装置との伝送クロック信号のずれ）によって、自装置がデータを送信するタイミングで、上流側装置からの次に送信すべきデータを受信できない状態が生じて送信エラーとなることを防止するためである。つまり、このＦＩＦＯメモリ部４５，５０によって、全ての電力変換装置２２−１〜２２−４及び制御装置２１のデータの送受信タイミングのずれを吸収して無くすための一時記憶を行っている。
【００２６】
データ受信部４４は、ＤＰＬＬ部４３からの受信データを、当該受信データと共に送られてくるクロック信号に応じて読み取り、この読み取ったデータを、図５（ａ）に示す伝送データフォーマットに従って解読する。この解読の結果、伝送エラーのないことが確認された場合に、制御装置２１からの指令値のデータを変換器制御部２６へ出力するようになっている。
【００２７】
ここで、伝送データフォーマットは、光ファイバ２３に伝送されるデータのフォーマットであり、ＨＤＬＣ(High-level Data Link Control procedure)と呼ばれるフォーマットに準拠したものである。光ファイバ２３を伝送する一連のデータは、図５（ａ）に符号６１で示すように、ＦＬＡＧ（フラグ）と呼ばれる特定のパターン（ビットパターンで例えば０１１１１１１０）で挟まれることによって識別可能なようになっている。
【００２８】
伝送データは、ＮＲＺＩ(NonReturn to Zero Inversion)と呼ばれる信号の符号化方式で伝送される。ＮＲＺＩは、データが「０」の時は変化せず、「１」の時に変化するといった法則で信号を変化させて伝送する方式であり、受信の際にデータの極性が反転してしまった場合でも、同じ情報が得られるというメリットがある。
また、符号化前のデータで「１」が５個連続すると、次に「０」を挿入し、６個以上「１」が連続しないようなデータ処理がなされる。この処理によって、どのような種類のデータの伝送によっても伝送路上を流れる伝送信号レベルの変化しない区間が６データ以上連続することを防いでおり、ＤＰＬＬ部４３の信号変化点での受信信号タイミング補正動作がある頻度で実行されることを保証している。
【００２９】
また、この符号化方式により「１」が６個連続するＦＬＡＧパターン６１は、データ中に現れず、データ列の最初と最後を識別することが可能となっている。アドレス情報６２は、そのデータを送信した装置を識別するための情報である。
制御駆動指令／ステータス情報番号６３は、制御装置２１から各電力変換装置２２−１〜２２−４に対する第１〜第ｎ（本例では第４）の駆動指令値６３−１〜６３−４と、データ列最後尾に当該データ列受信後に内部ステータスを送信する際に付加される該当電力変換装置２２−１〜２２−４の識別番号であるステータス要求電力変換番号６３−Ｓとから構成されている。
【００３０】
ＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査)コード６４は、アドレス情報６２と制御駆動指令／ステータス情報６３との伝送エラーを検出するためのコードであり、データ列に特定の演算を施すことにより求められる。データ受信した電力変換装置２２−１〜２２−４では、受信データ列によりＣＲＣ演算を行うことによりＣＲＣ値を求め、受信したＣＲＣ値との比較により受信データに伝送エラーのないことを確認するようになっている。
【００３１】
次に、伝送時間測定部５１の説明を図６のフローチャートを参照して説明する。伝送時間測定部５１は、ステップＳ１において、ＤＰＬＬ部４３から下りデータＤ１のＦＬＡＧパターン６１を検出した場合に、ステップＳ２において、その下りデータＤ１と共に入力されるクロック信号によってカウント動作を行うカウンタ（図示せず）によるカウントを開始する。ステップＳ３において、ＤＰＬＬ部４９から上りデータＤ２のＦＬＡＧパターン６１を検出した場合に、ステップＳ４において、そのカウンタのカウントを停止する。そして、ステップＳ６において、その停止時のカウント値に対応する伝送時間を得る。
【００３２】
即ち、そのカウント値は、自電力変換装置２２−１が制御装置２１からの下りデータＤ１を受信した時点から、この下りデータＤ１が送信され、図２に示すように最下流の電力変換装置２２−４で折り返されて戻って来るまでの伝送時間Ｔｄとなる。この伝送時間Ｔｄの１／２が、自電力変換装置２２−１から一番下流の電力変換装置２２−４に下りデータＤ１が到達する時間（最下流到達時間とも称す）となる。
【００３３】
ここで、伝送時間Ｔｄは、各々の電力変換装置２２−１〜２２−４毎に異なるので、上流側から順に、電力変換装置２２−１の伝送時間測定部５１で測定される伝送時間をＴｄ１とし、電力変換装置２２−２の伝送時間測定部５１で測定される伝送時間をＴｄ２とし、電力変換装置２２−３の伝送時間測定部５１で測定される伝送時間をＴｄ３とする。電力変換装置２２−４は最下流なので伝送時間は０（無し）である。
【００３４】
同期タイミング生成部５３は、伝送時間測定部５１で測定された伝送時間Ｔｄを２で割ることによって最下流到達時間Ｔｄ／２を求め、この最下流到達時間Ｔｄ／２を次に測定された伝送時間Ｔｄが入力されるまで保持し、この保持された最下流到達時間Ｔｄ／２を同期タイミング時間信号として変換器制御部２６へ供給するようになっている。
変換器制御部２６は、データ受信部４４からの指令値及び同期タイミング生成部５３からの同期タイミング時間信号に基づき、変換器主回路部２７に対してスイッチング素子のオン／オフ用のゲート信号を出力する。また、電力変換装置２２−１の状態を監視し、制御装置２１からの指令に応じてステータス情報を光伝送部２５へ送信するものである。
【００３５】
ここで、変換器主回路部２７について説明しておく。変換器主回路部２７は、変換器制御部２６からのゲート信号に応じてスイッチング素子をオン／オフ動作させることによって、駆動負荷装置１４へ所定波形の電圧又は電流を出力する。この際、スイッチング素子の特性に従い、オン時間に一定の遅延を持たせたり、オン時間が設定最小時間より小さくならないようにしたりする等のスイッチング素子の動作保護を行う。この変換器主回路部２７が３相のモータ駆動制御回路である場合の構成例を図７に示し、その説明を行う。
【００３６】
変換器主回路部２７は、３相の交流電源を直流に変換するダイオード整流器３１と、インダクタ３２と、コンデンサ３３と、３相の直流をスイッチングするＩＢＧＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆよりなるインバータ主回路３４とを備えて構成されている。
ＩＧＢＴ素子３４ａ〜３４ｆのスイッチングを制御するゲート信号は、変換器制御部２６からオン／オフ信号として供給され、この供給に応じてオン／オフ動作を行うインバータ主回路３４から所定波形の３相の電圧又は電流信号が駆動負荷装置１４へ出力されるようになっている。
【００３７】
このＩＧＢＴ素子３４ａ〜３４ｆのオン／オフ動作を、図８を参照して更に説明する。但し、図８には、ＩＧＢＴ素子３４ａ〜３４ｆのうち1対の３４ａと３４ｂを代表して示した。
ＩＧＢＴ素子３４ａ〜３４ｆのゲートは、変換器制御部２６で生成される一定の変換器制御サイクルＣ１の上アームゲート信号Ｐ１及び下アームゲート信号Ｐ２でオン／オフ制御されるようになっている。
【００３８】
制御装置２１からの駆動指令値は、変換器制御サイクルＣ１に対するオンパルスの区間Ｈ１の比率を表す。例えば駆動指令値が５０であると、変換器制御サイクルＣ１の５０％の区間のオンパルスを生成するようになっている。また、オンパルスによる上アームゲート信号Ｐ１と、オンパルスによる下アームゲート信号Ｐ２とのオン区間が重ならないように一定の時間差を付け、上下アームゲート信号Ｐ１，Ｐ２の同時オンによる短絡を防止するようになっている。
【００３９】
また、変換器制御部２６は、変換器制御サイクルＣ１の変化点を、同期タイミング生成部５３からの同期タイミング時間信号に従ったタイミングに合わせるように動作する。つまり、同期タイミング時間信号が最下流到達時間Ｔｄ１／２を示す信号であれば、データ受信部４４で駆動指令値が受信された時刻から最下流到達時間Ｔｄ／２が経過した時刻に、変換器制御サイクルＣ１の変化点が合うように制御する。
このように、全ての電力変換装置２２−１〜２２−４の変換器制御部２６において、変換器制御サイクルＣ１の変化点を同期タイミング時間信号の指示タイミングに合わせれば、全電力変換装置２２−１〜２２−４が同期するスイッチング動作を行うことが可能となる。
【００４０】
この理由を、図９を参照して説明する。但し、この説明で引用する伝送時間Ｔｄの単位は説明を分かりやすくするためのものであって実際の単位とは異なる。
また、電力変換装置２２−１からの最下流到達時間Ｔｄ１／２は５分、電力変換装置２２−２からの最下流到達時間Ｔｄ１／２は３分、電力変換装置２２−３からの最下流到達時間Ｔｄ１／２は１分であるとする。
最上流の電力変換装置２２−１の変換器制御部２６は、時刻ｔ１（１：００）において、制御装置２１からの指令値６３−１が受信されたとすると、この受信時刻１：００から最下流到達時間の５分が経過した時刻１：０５に、変換器制御サイクルＣ１の変化点が合うように制御する。
【００４１】
電力変換装置２２−２の変換器制御部２６は、時刻ｔ２（１：０２）において、指令値６３−２が受信されたとすると、この受信時刻１：０２から最下流到達時間の３分が経過した時刻１：０５に、変換器制御サイクルＣ１の変化点が合うように制御する。
電力変換装置２２−３の変換器制御部２６は、時刻ｔ２（１：０４）において、指令値６３−３が受信されたとすると、この受信時刻１：０４から最下流到達時間の１分が経過した時刻１：０５に、変換器制御サイクルＣ１の変化点が合うように制御する。
【００４２】
最下流の電力変換装置２２−４の変換器制御部２６は、時刻ｔ２（１：０５）において、指令値６３−２が受信されたとすると、この受信時刻１：０５に、変換器制御サイクルＣ１の変化点が合うように制御する。
このように全電力変換装置２２−１〜２２−４が、時刻１：０５に変換器制御サイクルＣ１の変化点が合うように制御するので、全電力変換装置２２−１〜２２−４が同期したスイッチング動作が行われることになる。
【００４３】
但し、最下流到達時間Ｔｄ／２に代え、最下流到達時間Ｔｄ／２に一定の時間を加算し、この加算後の時間を用いてもよい。
また、変換器制御部２６は、制御装置２１より自装置宛てにステータス情報の送信要求があると判断すれば、変換器制御部２６は、制御装置２１からのデータ受信終了後、送信切替部４６に対して受信データの中継動作から自装置データの送信動作への切替信号を出力する。その後、データ送信部５２へステータス情報を送出し、Ｅ／Ｏモジュール部４７で光信号に変換して光ファイバ２３を介して次の電力変換装置へ送信する。但し、変換器制御部２６は、光伝送部２５に配置されていてもよい。
【００４４】
このような構成の電力変換システム２０において駆動負荷装置１４を駆動させるための制御を説明する。
まず、制御装置２１からの光信号による制御用データが光ファイバ２３を介して最寄の電力変換装置２２−４へ送信されると、電力変換装置２２−１のＯ／Ｅモジュール部４１にて電気信号に変換され、ＤＰＬＬ部４３へ出力される。ＤＰＬＬ部では、その電気信号からデータ取り込みタイミング用のクロック信号が生成され、このクロック信号と当該クロック信号に同期して再生された制御用データとが、ＦＩＦＯメモリ部４５、データ受信部４４及び伝送時間測定部５１へ出力される。
【００４５】
ＦＩＦＯメモリ部４５では、再生された受信データが入力順に記憶され、この記憶された制御用データが入力順に送信切替部４６を介してＥ／Ｏモジュール部４７へ出力され、ここで、光信号に変換されて、次の電力変換装置２２−２へ光ファイバ２３を介して送信される。このような光信号の再生中継処理が他の電力変換装置２２−２〜２２−４においても行われ、最下流の電力変換装置２２−４で折り返されて下りと同様に上り光信号として再生中継され、最後に制御装置２１へ伝送される。
【００４６】
一方、このように光信号を順次再生して中継する過程において、最下流到達時間Ｔｄ／２が求められて保持される処理が行われる。即ち、伝送時間測定部５１にて、下り制御用データのＦＬＡＧパターン６１が検出されるとカウント動作が開始される。その後、同制御用データが最下流の電力変換装置２２−４で折り返されて上り制御用データとして戻り、そのＦＬＡＧパターン６１が検出されるとカウント動作が停止され、この停止時のカウント値が伝送時間Ｔｄ１として、同期タイミング生成部５３へ出力される。
【００４７】
これと同様に、最下流の電力変換装置２２−４以外の他の電力変換装置２２−２，２２−３においても伝送時間Ｔｄ２，Ｔｄ３が測定され、同期タイミング生成部５３へ出力される。
同期タイミング生成部５３では、その伝送時間Ｔｄ１の１／２である最下流到達時間Ｔｄ／２が求められ、この最下流到達時間Ｔｄ／２が次に測定された伝送時間Ｔｄ１が入力されるまで保持される。この保持された最下流到達時間Ｔｄ／２は、同期タイミング時間信号として変換器制御部２６へ供給される。
【００４８】
一方、データ受信部４４では、ＤＰＬＬ部４３からの制御用データに伝送エラーのないことが確認されると、その制御用データ中の制御装置２１からの指令値６３−１が変換器制御部２６へ出力される。
変換器制御部２６では、指令値６３−１に基づき変換器制御サイクルＣ１に同期して上下アームゲート信号Ｐ１，Ｐ２が生成される。この際、その上下アームゲート信号Ｐ１，Ｐ２の変化点が同期する変換器制御サイクルＣ１の変化点が、同期タイミング時間信号に基づいて制御される。
【００４９】
即ち、データ受信部４４で指令値６３−１が受信された時刻（１：００）から最下流到達時間Ｔｄ１／２（＝５）が経過した時刻（１：０５）に、変換器制御サイクルＣ１の変化点が合うように制御される。この下流の電力変換装置２２−２においても、指令値６３−２が受信された時刻（１：０２）から最下流到達時間Ｔｄ２／２（＝３）が経過した時刻１：０５に変換器制御サイクルＣ１の変化点が合うように制御され、更に下流の電力変換装置２２−３においても、指令値６３−３が受信された時刻（１：０４）から最下流到達時間Ｔｄ３／２（＝１）が経過した時刻１：０５に変換器制御サイクルＣ１の変化点が合うように制御される。最下流の電力変換装置２２−４においては、指令値６３−４が受信された時刻（１：０５）に、変換器制御サイクルＣ１の変化点が合うように制御される。
【００５０】
この制御によって、全電力変換装置２２−１〜２２−４において、時刻１：０５に変換器制御サイクルＣ１の変化点が合うことになる。
これによって、全電力変換装置２２−１〜２２−４の変換器制御部２６のゲート信号による変換器主回路部２７のスイッチング動作が同期するので、駆動負荷装置１４へ所定波形の電圧又は電流が出力される。
【００５１】
以上説明したように本実施の形態の電力変換システム２０においては、最下流で折り返される往復の光ファイバ２３による光伝送路に複数台の電力変換装置２２−１〜２２−４が接続され、各電力変換装置２２−１〜２２−４で駆動負荷装置１４を制御する。この場合に、各電力変換装置２２−１の光伝送部２５にて順次受信された制御装置２１からの光信号によるデータが制御用データの場合、各電力変換装置２２−１〜２２−４の光伝送部２５で制御用データの受信時刻から同光伝送部２５にて得られる同期タイミング時間信号を経過した時刻において、制御用データに基づく制御を駆動負荷装置１４に実行するようにした。
【００５２】
従って、各電力変換装置２２−１〜２２−４の光伝送部２５にて適正にデータを送受信し、この受信データに基づく制御タイミングの同期を各電力変換装置２２−１〜２２−４にて取ることができ、これによって複数の電力変換装置２２−１〜２２−４で駆動負荷装置を適正に駆動制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力変換システムの構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施の形態に係る電力変換システムのリング状に接続された伝送路へのデータの流れを説明するための図である。
【図３】上記実施の形態に係る電力変換システムの電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図４】上記電力変換装置における光伝送部の構成を示すブロック図である。
【図５】（ａ）は上記実施の形態に係る電力変換システムの光ファイバに伝送されるデータの伝送データフォーマット図、（ｂ）は（ａ）に示す制御駆動指令／ステータス番号情報の構成内容を示す図である。
【図６】上記電力変換装置の光伝送部における伝送時間測定部での伝送時間の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】上記電力変換装置における変換器主回路部の構成を示す図である。
【図８】上記電力変換装置の変換器制御部による変換器主回路部のスイッチング動作を説明するための図である。
【図９】上記電力変換装置におけるスイッチング動作の同期合わせを説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】従来の電力変換システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５４】
１４  駆動負荷装置
２０  電力変換システム
２１  制御装置
２２−１〜２２−４  電力変換装置
２３  双方向の光ファイバ
２５  光伝送部
２６  変換器制御部
２７  変換器主回路部
３１  ダイオード整流器
３２  インダクタ
３３  コンデンサ
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ  ＩＧＢＴ素子
４１，４８  Ｏ／Ｅモジュール部
４２，４７  Ｅ／Ｏモジュール部
４５，５０  ＦＩＦＯメモリ部
４３，４９  ＤＰＬＬ部
４４  データ受信部
５１  伝送時間測定部
５２  データ送信部
５３  同期タイミング生成部
６１  ＦＬＡＧパターン
６２  アドレス情報
６３  制御駆動指令／ステータス情報番号
６３−１〜６３−４  第１〜第４の駆動指令値
６３−Ｓ  ステータス要求電力変換番号
６４  ＣＲＣコード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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