BR102013009366A2

BR102013009366A2 - Aparelho de regeneração de energia e aparelho de conversão de energia

Info

Publication number: BR102013009366A2
Application number: BRBR102013009366-1A
Authority: BR
Inventors: Takahiro Saeki; Hideaki Iura; Shoji Konakahara
Original assignee: Yaskawa Denki Seisakusho Kk
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2015-06-09
Also published as: US8693229B2; US20130279213A1; CN103378755A; JP2013225987A; JP5664588B2; CN103378755B

Abstract

Aparelho de regeneração de energia e aparelho de conversão de energia. [problema] fornecer um aparelho de regeneração de energia que tenha desempenho robusto elevado e possa facilmente lidar com a ocorrência de perturbação e um aparelho de conversão de energia. [meio de solução] um aparelho de regeneração de energia inclui uma unidade de conversão de energia, um reator de ca, uma unidade de deteção de tensão, uma unidade de detecção de fase, uma unidade de controle de acionamento e uma unidade de detecção de componente de corrente reativo. A unidade de conversão de energia é conectada a uma fonte de alimentação ca e pode converter energia cc em energia ca para regenerar energia para a fonte de alimentação ca. O reator de ca é conectado entre cada terminal de fase de um terminal de lado de ca da unidade de conversão de energia e cada fase da fonte de alimentação ca. A unidade de detecção de tensão detecta uma tensão ca fornecida a partir da fonte de alimentação ca no lado de reator de ca e emite um sinal de detecção de ca em concordância com a tensão ca. A unidade de detecção de fase detecta a fase da fonte de alimentação ca com base no sinal de detecção de ca. A unidade de detecção de componente de corrente reativo detecta um componente de corrente reativo de uma corrente que flui através do terminal de lado de ca da unidade de conversão de energia. A unidade de controle de acionamento inclui uma seção de correção de fase que corrige o valor de detecção de fase detectado pela unidade de detecção de fase com base no componente de corrente reativo.

Description

APARELHO DE REGENERAÇÃO DE ENERGIA E APARELHO DE CONVERSÃO DE ENERGIA

Este pedido tem base no Pedido de Patente n2 JP 2012-097074 depositado no Escritório de Patentes do Japão em 20 de abril 2012, cujo conteúdo inteiro está incorporado ao presente a título de referência.

Campo da Técnica: As modalidades reveladas no presente documento referem-se a um aparelho de regeneração de energia e um aparelho de conversão de energia.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

Um conversor regenerativo de energia é convencionalmente conhecido como um aparelho de regeneração de energia. O conversor regenerativo de energia é disposto, por exemplo, entre um dispositivo inversor para controlar um motor e uma fonte de alimentação CA. Mediante a desaceleração do motor, energia elétrica é fornecida do motor para o conversor regenerativo de energia através do dispositivo inversor. O conversor regenerativo de energia converte a energia em energia CA por uma unidade de conversão de energia e fornece a energia CA para a fonte de alimentação CA. A regeneração de energia pelo conversor regenerativo de energia é realizada na sincronização de fase com a fonte de alimentação CA. Em outras palavras, o conversor regenerativo de energia detecta uma tensão CA fornecida a partir da fonte de alimentação CA e detecta a fase da fonte de alimentação CA com base no resultado de detecção. O conversor regenerativo de energia controla a unidade de conversão de energia em concordância com a fase detectada da fonte de alimentação CA para causar a energia elétrica regenerativa (consulte, por exemplo, JP-A-2011 -101473).

PROBLEMAS EXISTENTES NO ESTADO DA TÉCNICA O componente de reatância do trajeto de fiação aumenta quando o trajeto de fiação para a fonte de alimentação CA é relativamente longo no aparelho de regeneração de energia mencionado acima (por exemplo, se o comprimento do trajeto de fiação for mais longo que 1 km). Portanto, uma perturbação de baixa frequência pode ocorrer na tensão CA emitida para o aparelho de regeneração de energia. Nesse caso, uma fonte de alimentação de um sistema (sistema) pode se tornar instável. Ademais, a fonte de alimentação instável pode levar a um fenômeno em que um dispositivo de iluminação, no sistema ao redor do aparelho de regeneração de energia, pisque.

Como uma medida contra isso, é concebível para inserir um resistor de amortecimento entre a fonte de alimentação CA e o aparelho de regeneração de energia e ajustar o ganho de um regulador de corrente que controla as correntes de entrada/saída do aparelho de regeneração de energia. Entretanto, inserir um resistor de amortecimento provoca um problema de geração de calor. Além disso, o ajuste de ganho de um regulador de corrente pode ser difícil. Portanto, uma medição mais simples é desejada.

SOLUÇÃO DO PROBLEMA TÉCNICO

Um objetivo de um aspecto das modalidades é fornecer um aparelho de regeneração de energia que tem um desempenho robusto alto e pode suprimir a ocorrência de perturbações e um aparelho de conversão de energia.

SUMÁRIO DA SOLUÇÃO DO PROBLEMA TÉCNICO

Um aparelho de regeneração de energia de acordo com um aspecto das modalidades inclui uma unidade de conversão de energia, um reator de CA, uma unidade de detecção de tensão, uma unidade de detecção de fase, uma unidade de controle de acionamento para controlar a unidade de conversão de energia com base em um valor de detecção de fase detectado pela unidade de detecção de fase e uma unidade de detecção de componente de corrente reativo. A unidade de conversão de energia é conectada a uma fonte de alimentação CA e tem uma função de converter energia CC em energia CA e regenerar a energia CA para a fonte de alimentação CA. O reator de CA é conectado entre um terminal de lado de CA da unidade de conversão de energia e a fonte de alimentação CA. A unidade de detecção de tensão detecta uma tensão CA fornecida a partir da fonte de alimentação CA e emite um sinal de detecção de CA em concordância com a tensão CA. A unidade de detecção de fase detecta a fase da fonte de alimentação CA com base no sinal de detecção de CA. A unidade de detecção de componente de corrente reativo detecta um componente de corrente reativo de uma corrente que flui através do terminal de lado de CA da unidade de conversão de energia. A unidade de controle de acionamento inclui uma seção de correção de fase. A seção de correção de fase corrige o valor de detecção de fase detectado pela unidade de detecção de fase com base no componente de corrente reativo. O aparelho de regeneração de energia e o aparelho de conversão de energia de acordo com o aspecto das modalidades pode facilmente manipular a ocorrência da perturbação que surge do componente de reatância de um trajeto de fiação, que existe no trajeto que liga a fonte de alimentação CA e a unidade de conversão de energia.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é um diagrama explanatório que ilustra as configurações de um aparelho de regeneração de energia e um aparelho de conversão de energia de acordo com as modalidades; A Figura 2 é um diagrama explanatório que ilustra um exemplo da configuração específica de um aparelho de regeneração de energia de acordo com uma primeira modalidade; A Figura 3 é um diagrama explanatório que ilustra um fenômeno de perturbação de uma tensão de fonte de alimentação; A Figura 4 é um diagrama explanatório que ilustra um circuito que inclui um filtro e o componente de reatância de um trajeto de fiação; A Figura 5 é um diagrama explanatório que ilustra um termo de interferência; A Figura 6 é uma vista explanatória que ilustra uma relação entre correntes de entrada/saída e tensões em um lado de terminal de CA de uma unidade de conversão de energia do aparelho de regeneração de energia; A Figura 7 é uma vista explanatória que ilustra a relação modificada entre correntes de entrada/saída e as tensões no lado de terminal de CA da unidade de conversão de energia do aparelho de regeneração de energia; A Figura 8 é um diagrama explanatório que ilustra uma relação entre a perturbação de corrente e a perturbação de tensão; A Figura 9 é um diagrama explanatório que ilustra uma influência que a perturbação gera para a detecção de fase; A Figura 10 é um diagrama de vetor de corrente mediante a operação regenerativa; A Figura 11 é um diagrama de vetor de corrente mediante a operação motorizada; A Figura 12 é um diagrama explanatório que ilustra um processo de sinal; A Figura 13 é um diagrama explanatório que ilustra um exemplo da configuração específica de um aparelho de regeneração de energia de acordo com uma segunda modalidade; e A Figura 14 é um diagrama de vetor de corrente mediante a regeneração de energia na segunda modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Na seguinte descrição detalhada, para o propósito de explicação, numerosos detalhes específicos são definidos a fim de fornecer um entendimento completo das modalidades reveladas. Será aparente, entretanto, que uma ou mais modalidades podem ser praticadas sem esses detalhes específicos. Em outras ocorrências, estruturas e dispositivos bem conhecidos são mostrados esquematicamente a fim de simplificar o desenho.

Uma descrição detalhada será dada doravante das modalidades de um aparelho de regeneração de energia e um aparelho de conversão de energia que são revelados no presente pedido com referência aos desenhos. A presente revelação não é limitada às modalidades indicadas abaixo.

Uma descrição será dada de um aparelho de regeneração de energia 1 de acordo com as modalidades e um aparelho de conversão de energia 5 que inclui o aparelho de regeneração de energia 1 com referência à Figura 1. A Figura 1 é um diagrama explanatório que ilustra as configurações do aparelho de regeneração de energia 1 e do aparelho de conversão de energia 5. O aparelho de regeneração de energia 1 corresponde a um exemplo de um conversor regenerativo de energia.

Conforme ilustrado na Figura 1, o aparelho de conversão de energia 5 inclui o aparelho de regeneração de energia 1 e um dispositivo inversor 3. O estado de operação do aparelho de regeneração de energia 1 é comutado entre um estado de operação motorizada e um estado de operação regenerativa. No estado de operação motorizada, a energia elétrica para acionar um motor 4 é fornecida para o dispositivo inversor 3. No estado de operação regenerativa, a energia elétrica fornecida a partir do dispositivo inversor 3 é regenerada para uma fonte de alimentação CA trifásica 2. O aparelho de conversão de energia 5 realiza o controle cooperativo no aparelho de regeneração de energia 1 e no dispositivo inversor 3.

Por exemplo, o aparelho de conversão de energia 5 é separado a uma distância relativamente longa (por exemplo, vários quilômetros) da fonte de alimentação CA trifásica 2. O componente de reatância Lsrc do trajeto de fiação que atinge uma quantidade predeterminada existe entre o aparelho de conversão de energia 5 e a fonte de alimentação CA trifásica 2.

Mediante a operação motorizada, o aparelho de regeneração de energia 1 funciona como um dispositivo conversor e converte a energia CA fornecida a partir da fonte de alimentação CA trifásica 2 em energia CC. O dispositivo inversor 3 converte a energia CC convertida pelo aparelho de regeneração de energia 1 em energia CA. O dispositivo inversor 3 aciona o motor 4 pela energia CA.

Por outro lado, mediante a operação regenerativa, o dispositivo inversor 3 aciona os elementos de comutação no mesmo para converter uma força eletromotriz induzida criada no motor 4 pela desaceleração do motor 4 em energia CC. O dispositivo inversor 3 fornece a energia CC para o aparelho de regeneração de energia 1. O aparelho de regeneração de energia 1 converte a energia CC fornecida a partir do dispositivo inversor 3 em energia CA e fornece a energia CA para a fonte de alimentação CA trifásica 2. Consequentemente, a regeneração de energia é realizada. O aparelho de regeneração de energia 1 inclui uma unidade de conversão de energia 10, uma unidade de controle 20 e um filtro de suavização de corrente 30. A unidade de conversão de energia 10 é disposta entre a fonte de alimentação CA trifásica 2 e o dispositivo inversor 3. A unidade de controle 20 controla a unidade de conversão de energia 10. O filtro 30 é disposto entre cada fase da fonte de alimentação CA trifásica 2 e a unidade de conversão de energia 10. A unidade de conversão de energia 10 inclui um circuito de ponte trifásico 12 e um capacitor de suavização C1. Conforme ilustrado na Figura 2, que é descrita em detalhes abaixo, o circuito de ponte trifásico 12 inclui, por exemplo, seis diodos D1 a D6. Os diodos D1 a D6 são conectados em uma configuração de ponte trifásica. Os elementos de comutação Q1 a Q6 são conectados respectivamente em antiparalelo aos diodos D1 a D6. O circuito de ponte trifásico 12 retifica uma tensão CA fornecida a partir da fonte de alimentação CA trifásica 2 mediante a operação motorizada. A tensão retificada pelo circuito de ponte trifásico 12 é suavizada pelo capacitor de suavização C1. Como resultado, a energia CC é acumulada no capacitor de suavização C1 e a energia CC é fornecida para o dispositivo inversor 3.

Além disso, mediante a operação regenerativa, o circuito de ponte trifásico 12 fornece para a fonte de alimentação CA trifásica 2 a energia fornecida a partir do motor 4 por meio do dispositivo inversor 3. Em outras palavras, o circuito de ponte trifásico 12 regenera a energia. Em outras palavras, o circuito de ponte trifásico 12 pode converter a energia CC fornecida a partir do dispositivo inversor 3 e acumulada no capacitor de suavização C1 em energia CA e fornecer a energia CA para a fonte de alimentação CA trifásica 2. O circuito de ponte trifásico 12 é controlado pela unidade de controle 20. Conforme ilustrado na Figura 1, a unidade de controle 20 inclui uma unidade de detecção de tensão 21, uma unidade de detecção de fase 25 e uma unidade de controle de acionamento 27. A unidade de detecção de tensão 21 continua a repetir a detecção de um valor instantâneo de uma tensão CA emitida a partir da fonte de alimentação CA trifásica 2. Ademais, a unidade de detecção de tensão 21 emite um sinal de detecção em concordância com o resultado de detecção (doravante descrito como o "sinal de detecção de CA") para a unidade de detecção de fase 25. A forma de onda do sinal de detecção de CA corresponde à forma de onda de tensão da fonte de alimentação CA trifásica 2. A unidade de detecção de fase 25 detecta a fase da fonte de alimentação CA trifásica 2 com base no sinal de detecção de CA emitido a partir da unidade de detecção de tensão 21. A unidade de controle de acionamento 27 aciona os elementos de comutação Q1 a Q6 (consulte a Figura 2) no circuito de ponte trifásico 12 em concordância com o estado de operação, com base na fase da fonte de alimentação CA trifásica 2, que foi detectada pela unidade de detecção de fase 25. Consequentemente, a unidade de controle de acionamento 27 converte a energia em concordância com o estado de operação.

Além disso, conforme ilustrado na Figura 1, a unidade de controle de acionamento 27 inclui uma seção de correção de fase 68. Por exemplo, se a distância do trajeto que liga a fonte de alimentação CA trifásica 2 e o aparelho de regeneração de energia 1 for relativamente longa, o componente de reatância Lsrc aumenta. Portanto, uma perturbação de baixa frequência indesejada pode ocorrer mediante a regeneração de energia (consulte a Figura 3). A seção de correção de fase 68 suprime a ocorrência de tal perturbação de baixa frequência. Conforme descrito acima, um deslocamento de fase (erro de detecção de fase) pode ocorrer em um valor de detecção de fase de tensão Θ detectado pela unidade de detecção de fase 25 devido à perturbação de baixa frequência que surge do componente de reatância Urc da fiação de longa distância. Nesse caso, a seção de correção de fase 68 corrige o deslocamento. A função da seção de correção de fase 68 torna possível suprimir a perturbação de baixa frequência facilmente, por exemplo, sem inserir um resistor de amortecimento entre a fonte de alimentação CA trifásica 2 e o aparelho de regeneração de energia 1 ou ajustar o ganho de um regulador de corrente. A seção de correção de fase 68 é uma parte principal do aparelho de regeneração de energia 1 e do aparelho de conversão de energia 5 e é descrita em detalhes abaixo. (Primeira Modalidade) Uma descrição será dada de um exemplo de uma configuração específica do aparelho de regeneração de energia 1 de acordo com uma primeira modalidade com referência à Figura 2.

Conforme ilustrado na Figura 2, o filtro 30 e uma unidade de detecção de corrente 40 são fornecidos entre a fonte de alimentação CA trifásica 2 e a unidade de conversão de energia 10. O filtro 30 inclui seis reatores de CA Lfii e três capacitores C2. Cada dois dos reatores de CA Lfi| são conectados em série entre cada fase da fonte de alimentação CA trifásica 2 e a unidade de conversão de energia 10. O capacitor C2 é conectado entre um ponto médio dos dois reatores de CA Lfj| conectados em série e um ponto neutro imaginário. Além disso, a unidade de detecção de corrente 40 detecta os valores de corrente Ir, Is e lT das fases. A configuração do filtro 30 não é limitada àquela ilustrada na Figura 2. A unidade de controle 20 do aparelho de regeneração de energia 1, conforme ilustrado na Figura 2, inclui uma unidade de detecção de tensão de fonte de alimentação 21a, uma unidade de conversão trifásica para bifásica 21b, a unidade de detecção de fase 25 e a unidade de controle de acionamento 27. A unidade de detecção de tensão de fonte de alimentação 21a e a unidade de conversão trifásica para bifásica 21b correspondem a um exemplo da unidade de detecção de tensão 21 (consulte a Figura 1). A unidade de detecção de tensão de fonte de alimentação 21a detecta a tensão da fonte de alimentação CA trifásica 2. Especificamente, a unidade de detecção de tensão de fonte de alimentação 21a detecta valores instantâneos das tensões de fase R, S e T da fonte de alimentação CA trifásica 2 nas proximidades do filtro 30. A unidade de detecção de tensão de fonte de alimentação 21 detecta, por exemplo, uma tensão CA em um terminal na fonte de alimentação CA trifásica 2 do filtro 30. A unidade de detecção de tensão 21a emite os sinais de detecção de CA VR, Vs e VT em concordância com os resultados de detecção. A unidade de conversão trifásica para bifásica 21 b converte os sinais de detecção de CA VR, Vs e VT em componentes biaxiais (componentes α e β) que são ortogonais em uma coordenada fixa. Consequentemente, a unidade de conversão trifásica para bifásica 21b obtém um vetor de tensão de coordenada fixa do sistema de coordenada de eixo geométrico α-β dos sinais de detecção de CA VR, Vs e VT. Os componentes do vetor de tensão são um sinal de detecção de CA Va na direção de eixo geométrico α e um sinal de detecção de CA νβ na direção de eixo geométrico β. A unidade de conversão trifásica para bifásica 21b emite os sinais de detecção de CA Va e νβ para a unidade de detecção de fase 25. A unidade de detecção de fase 25 detecta a fase de tensão da fonte de alimentação CA trifásica 2 com base nos sinais de detecção de CA Va e νβ emitidos a partir da unidade de conversão trifásica para bifásica 21 b. A unidade de detecção de fase 25 emite o resultado de detecção como o valor de detecção de fase de tensão Θ. Por exemplo, a unidade de detecção de fase 25 converte os sinais de detecção de CA Va e νβ em componentes dq de um sistema de coordenada ortogonal que inclui os eixos geométricos d e q. Nesse caso, a unidade de detecção de fase 25 calcula a fase de tensão da fonte de alimentação CA trifásica 2 de tal modo que o componente de eixo geométrico d (componente d) seja zero. A unidade de detecção de fase 25 emite o valor de detecção de fase de tensão Θ em concordância com a fase de tensão da fonte de alimentação CA trifásica 2 que foi calculado dessa maneira.

As configurações da unidade de detecção de tensão 21 e da unidade de detecção de fase 25 não são limitadas a essas na Figura 2. Por exemplo, a unidade de detecção de tensão 21 pode detectar uma tensão CA no ponto médio dos dois reatores de CA Lfi| em concordância com cada fase (o ponto de conexão dos dois reatores de CA Lfii conectados em série) ou um terminal de lado de CA da unidade de conversão de energia 10. Nesse caso, a unidade de detecção de tensão 21 ou a unidade de detecção de fase 25 pode adicionar à tensão CA detectada o valor multiplicado da corrente que flui através do terminal de lado de CA e a impedância dos dois reatores de CA acima. Consequentemente, a tensão CA da fonte de alimentação CA trifásica é obtida. A unidade de detecção de fase 25 pode estimar uma fase com base na tensão CA. A unidade de controle de acionamento 27 inclui uma calculadora de valor de RMS 51, um conversor A/C 52, um conversor trifásico para bifásico 53, um conversor de coordenada dq 54, um detector de tensão de barramento de CC 55 e um subtrator 56. O conversor trifásico para bifásico 53 e o conversor de coordenada dq 54 correspondem a um exemplo de uma unidade de conversão de coordenada.

Além disso, a unidade de controle de acionamento 27 inclui um dispositivo de saída de comando de corrente de eixo geométrico q 57, uma calculadora de desvio de corrente de eixo geométrico q 58, um regulador de corrente de eixo geométrico q 59, um corretor de comando de tensão de eixo geométrico q 60, um dispositivo de saída de comando de corrente de eixo geométrico d 61, uma calculadora de desvio de corrente de eixo geométrico d 62 e um regulador de corrente de eixo geométrico d 63. Além disso, a unidade de controle de acionamento 27 inclui um gerador de comando de amplitude de tensão 64, um gerador de comando de fase de tensão 65, um adicionador 66 e um controlador de PWM 67 como uma unidade de geração de sinal de controle. Ademais, a unidade de controle de acionamento 27 inclui um conversor de fase 68a e uma unidade de comutação de sinal 68b que constituem a seção de correção de fase 68. A calculadora de valor de RMS 51 detecta um valor de tensão RMS Vse da fonte de alimentação CA trifásica 2 com base nos sinais de detecção de CA Va e νβ emitidos a partir da unidade de conversão trifásica para bifásica 21b. O conversor A/C 52 converte, em valores digitais, valores de detecção de corrente de fase Ir, Is e It detectados pela unidade de detecção de corrente 40 pela conversão A/C. O valor de detecção de corrente de fase lR é um valor instantâneo da corrente de fase R. O valor de detecção de corrente de fase Is é um valor instantâneo da corrente de fase S. O valor de detecção de corrente de fase lT é um valor instantâneo da corrente de fase T. A unidade de detecção de corrente 40 pode ser, por exemplo, um sensor de corrente que detecta a corrente com o uso de um elemento Hall que é um transdutor magneto-elétrico. O conversor trifásico para bifásico 53 converte o valor de detecção de corrente de fases Ir, Is e It em componentes (componentes α e β) de dois eixos geométricos que são ortogonais em uma coordenada fixa. Consequentemente, o conversor trifásico para bifásico 53 obtém um vetor de corrente de coordenada fixa do sistema de coordenada de eixo geométrico αβ dos valores de detecção de corrente de fase Ir, Is e lT. Os componentes do vetor de corrente são um valor de corrente Ia na direção de eixo geométrico α e um valor de corrente Ιβ na direção de eixo geométrico β. O conversor de coordenada dq 54 converte os valores de corrente Ia e Ιβ emitidos a partir do conversor trifásico para bifásico 53 com base no valor de detecção de fase de tensão Θ detectado pela unidade de detecção de fase 25. Com a conversão, o conversor de coordenada dq 54 obtém um componente de eixo geométrico q e um componente de eixo geométrico d do sistema de coordenada de rotação de eixos geométricos d-q. Em outras palavras, o conversor de coordenada dq 54 obtém um valor de corrente de eixo geométrico q Iq e um valor de corrente de eixo geométrico d Id (= um componente de corrente reativo). Dessa maneira, o conversor de coordenada dq 54 funciona como uma unidade de detecção de componente de corrente reativo. O detector de tensão de barramento de CC 55 detecta uma tensão CC no lado de dispositivo inversor 3 (consulte a Figura 1) da unidade de conversão de energia 10. Especificamente, o detector de tensão de barramento de CC 55 detecta um valor de tensão interterminal do capacitor de suavização C1 como um valor de tensão CC Vpn e emite o mesmo para o subtrator 56. O subtrator 56 subtrai o valor de tensão CC Vpn emitido a partir do detector de tensão de barramento de CC 55 a partir de um comando de tensão Vpn* para obter um valor de tensão diferencial Vg. O subtrator 56 emite o valor de tensão diferencial Vg para o dispositivo de saída de comando de corrente de eixo geométrico q 57. O dispositivo de saída de comando de corrente de eixo geométrico q 57 gera um comando de corrente de eixo geométrico q Iq* com base no valor de tensão diferencial Vg emitido a partir do subtrator 56 e emite o mesmo para a calculadora de desvio de corrente de eixo geométrico q 58. O comando de corrente de eixo geométrico q Iq* é um valor de corrente alvo de uma corrente ativa. O subtrator 56 e o dispositivo de saída de comando de corrente de eixo geométrico q 57 configuram um AVR (regulador de tensão automático). A calculadora de desvio de corrente de eixo geométrico q 58 calcula um desvio de corrente de eixo geométrico q que é um desvio entre o comando de corrente de eixo geométrico q Iq* e o valor de corrente de eixo geométrico q Iq emitido a partir do conversor de coordenada dq 54, e emite o mesmo para o regulador de corrente de eixo geométrico q 59. O regulador de corrente de eixo geométrico q 59 regula comando de tensão de eixo geométrico q Vq1* de tal modo que o desvio entre o comando de corrente de eixo geométrico q Iq* e o valor de corrente de eixo geométrico q Iq seja zero e emite o mesmo para o dispositivo de correção de comando de tensão de eixo geométrico q 60. A calculadora de desvio de corrente de eixo geométrico q 58 e o regulador de corrente de eixo geométrico q 59 configuram um ACRq (controlador de corrente de eixo geométrico q). O corretor de comando de tensão de eixo geométrico q 60 adiciona o comando de tensão de eixo geométrico q Vq1* emitido a partir do regulador de corrente de eixo geométrico q 59 e o valor de tensão RMS Vse emitido a partir da calculadora de valor de RMS 51 para obter um comando de tensão de eixo geométrico q Vq*. O corretor de comando de tensão de eixo geométrico q 60 emite o comando de tensão de eixo geométrico q Vq* para o gerador de comando de amplitude de tensão 64 e o gerador de comando de fase de tensão 65. O dispositivo de saída de comando de corrente de eixo geométrico d 61 gera um comando de corrente de eixo geométrico d Id* e emite o mesmo para a calculadora de desvio de corrente de eixo geométrico d 62. O comando de corrente de eixo geométrico d Id* é um valor de corrente alvo de uma corrente reativa. Por exemplo, se o fator de energia é estabelecido em 1, o comando de corrente de eixo geométrico d Id* é estabelecido em zero. A calculadora de desvio de corrente de eixo geométrico d 62 calcula um desvio de corrente de eixo geométrico d que é um desvio entre o comando de corrente de eixo geométrico d Id* e o valor de corrente de eixo geométrico d Id e emite o mesmo para o regulador de corrente de eixo geométrico d 63. O regulador de corrente de eixo geométrico d 63 ajusta o comando de tensáo de eixo geométrico d Vd* de tal modo que o desvio entre o comando de corrente de eixo geométrico d Id* e o valor de corrente de eixo geométrico d Id seja zero e emite o mesmo para o gerador de comando de amplitude de tensão 64 e o gerador de comando de fase de tensão 65. A calculadora de desvio de corrente de eixo geométrico d 62 e o regulador de corrente de eixo geométrico d 63 configuram um ACRd (regulador de corrente de eixo geométrico d). O gerador de comando de amplitude de tensão 64 obtém um comando de tensão de saída V* com base no comando de tensão de eixo geométrico q Vq* emitido a partir do corretor de comando de tensão de eixo geométrico q 60 e no comando de tensão de eixo geométrico d Vd* emitido a partir do regulador de corrente de eixo geométrico d 63. Por exemplo, o gerador de comando de amplitude de tensão 64 obtém o comando de tensão de saída V* a partir da seguinte equação (1).

Comando de tensão de saída (1) O gerador de comando de amplitude de tensão 65 obtém um comando de fase de saída 6a* com base no comando de tensão de eixo geométrico q Vq* emitido a partir do corretor de comando de tensão de eixo geométrico q 60 e no comando de tensão de eixo geométrico d Vd* emitido a partir do regulador de corrente de eixo geométrico d 63. Por exemplo, o gerador de comando de fase de tensão 65 obtém o comando de fase de saída 0a* a partir da seguinte equação (2).

Comando de fase de saída 0a* = (2) Uma segunda calculadora 70 subtrai um valor de correção de fase ΔΘ emitido a partir do conversor de fase 68a, do valor de detecção de fase de tensão Θ emitido a partir da unidade de detecção de fase 25. O adicionador 66 adiciona o resultado da subtração (valor subtraído) emitido a partir da segunda calculadora 70 para o comando de fase de saída 9a* emitido a partir do gerador de comando de fase de tensão 65 para calcular a fase θρ. O controlador de PWM 67 que é uma unidade de geração de sinal de controle ontem um comando de tensão CA trifásico com base no comando de tensão de saída V* emitido a partir do gerador de comando de amplitude de tensão 64 e a fase θρ calculada pelo adicionador 66. O comando de tensão CA trifásico é um comando de tensão de saída VR*, Vs*, ou VT* para cada fase da fonte de alimentação CA trifásica 2. Por exemplo, o controlador de PWM 67 obtém o comando de tensão de saída de fase R VR*, o comando de tensão de saída de fase S Vs* e o comando de tensão de saída de fase T VT* a partir das seguintes equações (3) a (5). O controlador de PWM 67, então, gera sinais de PWM S1 a S6 com base no comando de tensão de saídas VR*, Vs* e VT*. Os sinais de PWM S1 a S6 são respectivamente sinais para controlar os elementos de comutação Q1 a Q6 da unidade de conversão de energia 10. Consequentemente, as tensões CA trifásicas são emitidas a partir de um terminal de saída de lado CA da unidade de conversão de energia 10 em concordância com os comandos de tensão de saída VR*, Vs* e VT*. Os elementos de comutação Q1 a Q6 incluem elementos semicondutores de autodesligamento tais como IGBT e MOSFET. A seguir, uma descrição será dada da seção de correção de fase 68. A seção de correção de fase 68 suprime a ocorrência da perturbação de baixa frequência no aparelho de regeneração de energia 1. Conforme descrito acima, um deslocamento de fase (um deslocamento entre um valor de fase verdadeiro e um valor de detecção) pode ocorrer no valor de detecção de fase de tensão Θ detectado pela unidade de detecção de fase 25, devido ao componente de reatância Urc da fiação. Nesse caso, a seção de correção de fase 68 corrige o deslocamento. Consequentemente, a seção de correção de fase 68 pode suprimir a ocorrência da perturbação de baixa frequência.

Antes de uma descrição ser dada da unidade de detecção de fase 25, um fenômeno em que uma tensão de fonte de alimentação Vs é perturbada a uma frequência baixa em uma fiação de distância longa (consulte a Figura 3) é considerada. A Figura 3 é um diagrama explanatório que ilustra um fenômeno de perturbação da tensão de fonte de alimentação. Em um exemplo ilustrado no desenho, a frequência nominal é 60 Hz, CA é 440 V.

Causas da ocorrência da perturbação de baixa frequência são consideradas com base em um ciclo descrito abaixo: (1) Uma corrente de fonte de alimentação é perturbada por um fator externo. (2) A corrente de fonte de alimentação perturbada flui no componente de reatância Urc entre a fonte de alimentação CA trifásica 2 e o aparelho de regeneração de energia 2. Consequentemente, a força eletromotriz de contador perturbada ocorre. (3) A unidade de detecção de tensão 21 detecta a força eletromotriz de contador perturbada. Como resultado, um deslocamento em uma fase detectada pela unidade de detecção de fase 25 ocorre. (4) O controle de corrente pelo controlador de corrente (ACR) torna-se difícil devido ao deslocamento. (5) Ademais, já que o componente de reatância Lsrc é grande, a responsividade de um ciclo de corrente que inclui o controlador de corrente (ACR) torna-se mais lento que um valor de projeto. (6) Como resultado, o controlador de corrente (ACR) emite um comando de tensão perturbado. Consequentemente, uma corrente perturbada flui. (7) Os eventos (1) a (6) acima são repetidos e a perturbação ocorre. A seguir, uma descrição mais específica será dada da causa da geração de um fenômeno de perturbação com o uso de desenhos e equações. Considera-se que as causas principais dentre as causas da perturbação são os seguintes dois pontos. (A) Uma causa é relacionada ao evento (5) acima e, especialmente, é a deterioração de uma resposta de controle de corrente devido a um aumento no componente de reatância Urc de um trajeto de fonte de alimentação. (B) Além disso, a outra causa é a perturbação que ocorre na estimação da detecção de fase de fonte de alimentação.

Uma descrição será dada de (A). Se o componente de reatância Lsrc do trajeto de fonte de alimentação aumentar, uma resposta do ciclo de corrente que inclui o ACR se torna mais lenta que o valor de projeto. A frequência angular de resposta de controle (ω) do ciclo de corrente é geralmente expressada na seguinte equação (6). A partir da equação (6), se "L —*· grande", é revelado que "ω —► pequeno".

Lfii: o componente de reatância do filtro LCL 30 Lsrc: o componente de reatância da fiação Se a resposta do ciclo de corrente tornar-se mais lenta, o AVR (o subtrator 56 e o dispositivo de saída de comando de corrente de eixo geométrico q 57) não pode também controlar uma tensão de barramento normalmente. Portanto, o comando de corrente de eixo geométrico q Iq* que é uma saída do AVR é perturbada.

Se a responsividade do ciclo de corrente diminuir devido ao componente de reatância inesperado Lsrc da fiação, há um caso em que a constante de tempo do AVR aborda a resposta (constante de tempo) do ciclo de corrente. Nesse caso, o comando de corrente de eixo geométrico q Iq* torna-se fácil de oscilar. A Figura 4 é um diagrama explanatório que ilustra um circuito que inclui o filtro 30 e o componente de reatância Urc da fiação. Visando a conveniência, uma influência pelo capacitor é ignorada (para ter como alvo somente um componente de perturbação de baixa frequência). Se o aparelho de regeneração de energia 1, conforme ilustrado, uma tensão CA trifásica (Vcnv_r‘) nas proximidades do filtro 30 é detectada para detectar uma fase de fonte de alimentação. Além disso, uma equação é criada a partir de uma tensão de alimentação (Vsrc = Vs) da fonte de alimentação CA trifásica, o componente de reatância Urc da fiação e os reatores de CA Lfn do filtro 30 (entretanto, todas as impedâncias dos seis reatores de CA são igualadas), o terminal de lado tensão CA (Vcnv = Vd_Cnv + Vq cnv) da unidade de conversão de energia 10 e uma corrente. Uma conversão d-q é realizada na equação para obter a seguinte equação (8). Na equação (8), um eixo geométrico que está na fase com a fonte de alimentação CA trifásica é estabelecido para ser um eixo geométrico q. Um eixo geométrico que atrasa o eixo geométrico q por 90 graus na fase é estabelecido para ser um eixo geométrico d. O lado positivo da tensão e corrente é o lado de fonte de alimentação CA trifásica. — (8) Vd cnv e Vq cnv são um componente de eixo geométrico d e um componente de eixo geométrico q de um terminal de lado tensão CA da unidade de conversão de energia 10. Id e Iq são um componente de eixo geométrico d e um componente de eixo geométrico q de uma corrente que flui através do terminal de lado de CA da unidade de conversão de energia 10. Além disso, presume-se que L (valor de indutância) = Urc + 2 Lm. A Figura 5 é um diagrama de bloco criado com base na equação (8). A Figura 5 é um diagrama explanatório que ilustra um termo de interferência.

Conforme ilustrado na Figura 5, se a corrente de eixo geométrico q Iq for perturbada, o termo de interferência devido à corrente de eixo geométrico q Iq interfere no lado de corrente eixo geométrico d do aparelho de regeneração de energia 1 conforme indicado por um símbolo M. Por outro lado, se a corrente de eixo geométrico d Id for perturbada, o termo de interferência devido à corrente de eixo geométrico d Id interfere no lado de corrente de eixo geométrico q do aparelho de regeneração de energia 1 conforme indicado por um símbolo i2. Em outras palavras, conforme ilustrado na Figura 5, um valor multiplicado da corrente de eixo geométrico q Iq e um componente de perturbação ω*Ι_ é sobreposto no Vd cnv pelo termo de interferência. De modo semelhante, um valor multiplicado da corrente de eixo geométrico d Id e o componente de perturbação ω*Ι_ é sobreposto no valor diferencial entre Vs e Vq cnv pelo termo de interferência. Como resultado, a tensáo de fonte de alimentação é perturbada. A fim de esclarecer a relação de tensão, a equação (8) é transposta para obter uma equação (9). A Figura 6 é um diagrama de bloco criado com base na equação (9). A Figura 6 é um diagrama explanatório que ilustra uma relação entre as correntes e tensões no lado de aparelho de regeneração de energia 1 do sistema. — (y> A frequência de perturbação é baixa. Focando nesse ponto, um operador diferencial "s" é aproximado a zero. Além disso, se a resistência entre fios "R" for também suficientemente pequena, a Figura 6 é reescrita como na Figura 7.

Em outras palavras, conforme descrito acima, a perturbação do valor de corrente de eixo geométrico q Iq causa a perturbação do valor de corrente de eixo geométrico d Id. Conforme ilustrado na Figura 7, o componente de reatância Lsrc da fiação influencia as tensões (Vd_Cnv e Vq cnv) no lado de terminal de CA da unidade de conversão de energia 10 e se torna uma causa de perturbação. A Figura 8 é um diagrama explanatório que ilustra uma relação entre a perturbação de corrente e a perturbação de tensão. Usualmente, na detecção de tensão com a fonte de alimentação CA trifásica, uma tensão CA trifásica nas proximidades do filtro 30 é detectada. Portanto, a unidade de detecção de tensão 21 detecta um valor diferente de uma tensão de fonte de alimentação trifásica. Se a perturbação de tensão ocorrer, a unidade de detecção de tensão 21 detecta tensões indicadas nos Casos (1) a (4).

Os Casos (1) a (4) ilustrados na Figura 8 estão nos seguintes estados: Caso (1): Id < 0, Iq >0 Caso (2): Id > 0, Iq >0 Caso (3): Id < 0, Iq <0 Caso (4): Id > 0, Iq <0 No Caso (1), em relação ao eixo geométrico d, uma tensão de interferência positiva (Iq χ ωΙ_) ocorre. Em relação ao eixo geométrico q, uma tensão de interferência positiva {-Id χ ωΙ_) é sobreposta em Vs. No Caso (2), em relação ao eixo geométrico d, a tensão de interferência positiva (Iq χ ωΙ_) ocorre. Em relação ao eixo geométrico q, uma tensão de interferência negativa (-Id χ ωΙ_) é sobreposta em Vs. No Caso (3), em relação ao eixo geométrico d, a tensão de interferência negativa (iq χ ω!_) ocorre. Em relação ao eixo geométrico q, uma tensão de interferência negativa (-Id χ ωΙ_) é sobreposta em Vs. No Caso (3), em relação ao eixo geométrico d, a tensão de interferência negativa (Iq χ ωΙ_) ocorre. Em relação ao eixo geométrico q, a tensão de interferência positiva (-Id χ ωΙ_) é sobreposta em Vs. No Caso (4), em relação ao eixo geométrico d, a tensão de interferência negativa (Iq χ col_) ocorre. Em relação ao eixo geométrico q, a tensão de interferência negativa (-Id χ ω!_) é sobreposta em Vs. A Figura 8 ilustra as influências de tais tensões de interferências. A seguir, uma descrição será dada de (B) que é uma das causas da ocorrência da perturbação. (B) é relacionado à perturbação da estimação da detecção de fase de fonte de alimentação. A Figura 9 é um diagrama explanatório que ilustra uma influência que a perturbação gera para a detecção de fase. A Figura 9 é uma parte da configuração ilustrada na Figura 2 (entretanto, a fim de simplificar a descrição, a seção de correção de fase 68 foi removida). Conforme ilustrado na Figura 9, se as tensões de fonte de alimentação (VR, Vs e VT) nos pontos de detecção forem perturbadas, isso leva à sobreposição de um componente de perturbação também no resultado da detecção de fase das tensões de fonte de alimentação. Portanto, torna-se difícil calcular normalmente o componente de corrente ativo (o valor de corrente de eixo geométrico q Iq) e o componente de corrente reativo (= o valor de corrente de eixo geométrico d Id). Ademais, também se torna difícil controlar a corrente normalmente. Como resultado, a perturbação da tensão de fonte de alimentação ocorre fortemente.

Considerando as causas mencionadas acima da perturbação, no aparelho de regeneração de energia 1 e no aparelho de conversão de energia 5 de acordo com a modalidade, conforme ilustrado na Figura 2, a unidade de controle de acionamento 27 inclui a seção de correção de fase 68 (consulte a Figura 1) que tem o conversor de fase 68a e a unidade de comutação de sinal 68b. A seção de correção de fase 68 corrige um erro de detecção de fase mediante a conversão d-q na detecção de corrente. Ademais, a seção de correção de fase 68 corrige também a fase de um comando de terminal de lado tensão CA da unidade de conversão de energia 10.

Especificamente, conforme ilustrado na Figura 2, a seção de correção de fase 68 inclui o conversor de fase 68a, a unidade de comutação de sinal 68b e uma primeira calculadora 69. O conversor de fase 68a e a unidade de comutação de sinal 68b são fornecidos entre o ACRd incluindo a calculadora de desvio de corrente de eixo geométrico d 62 e o regulador de corrente de eixo geométrico d 63 e um trajeto que liga a unidade de detecção de fase 25 e o conversor de coordenada dq 54. A primeira calculadora 69 é fornecida no trajeto que liga a unidade de detecção de fase 25 e o conversor de coordenada dq 54. A primeira calculadora 69 subtrai uma quantidade de correção processada por sinal ΔΘ do conversor de fase 68a, do valor de fase Θ detectado pela unidade de detecção de fase 25.

Aqui, a quantidade de correção ΔΘ é uma quantidade de correção de fase que é calculada com base em um erro de controle da corrente de eixo geométrico d (uma saída da calculadora de desvio de corrente de eixo geométrico d 62). A quantidade de correção ΔΘ é, por exemplo, uma saída de K vezes da calculadora de desvio de corrente de eixo geométrico d 62. Geralmente, a corrente de eixo geométrico d é controlada em zero. Portanto, ao invés da variação de corrente de eixo geométrico d, a corrente de eixo geométrico d detectada por ser usada diretamente.

Um valor de fase emitido para o conversor de coordenada dq 54 é um valor de fase emitido a partir da primeira calculadora 69. O valor de fase é obtido subtraindo-se a quantidade de correção processada por sinal ΔΘ do conversor de fase 68a, do valor de fase Θ detectado pela unidade de detecção de fase 25.

Por outro lado, o adicionador 66 adiciona o comando de fase de saída 0a* do gerador de comando de fase de tensão 65 e um valor obtido subtraindo-se a quantidade de correção ΔΘ (entretanto, um processo de sinal não foi realizado no mesmo) do conversor de fase 68a do valor de fase Θ detectado pela unidade de detecção de fase 25. O resultado da adição é emitido como a fase 0p para o controlador de PWM 67. O valor de fase 9 emitido a partir da unidade de detecção de fase 25 é simplesmente uma fase estimada. A subtração da quantidade de correção ΔΘ obtida aumentando-se o erro de controle da corrente de eixo geométrico d pelas vezes de ganho do valor de fase Θ torna possível estabilizar a fase estimada. A Figura 10 ilustra um diagrama de vetor de corrente mediante a regeneração de energia (Iq < 0). A Figura 10 ilustra um caso em que a fase detectada desvia de uma fase de fonte de alimentação real na direção principal devido à perturbação. Nesse caso, conforme ilustrado na Figura 10, independente do fato de que o Id verdadeiro é zero, uma parte da corrente de eixo geométrico q é detectada como Id' (<0) no eixo geométrico d1. O eixo geométrico d-q é uma fase ideal da tensão detectada. Por outro lado, um eixo geométrico d'-q' é uma fase detectada pelo aparelho de regeneração de energia 1 (conversor regenerativo de energia).

Um comando de corrente do d eixo geométrico é estabelecido em "zero", por exemplo. Nesse caso, se um erro de corrente ld_err (= -Id' > 0) ocorrer no eixo geométrico d1, o conversor de fase 68a emite a quantidade de correção ΔΘ (> 0). A primeira calculadora 69 subtrai ΔΘ do valor de fase Θ emitido a partir da unidade de detecção de fase 25. Como resultado, o valor de fase Θ é corrigido em uma direção de atraso. Em outras palavras, o valor de fase Θ é corrigido em uma direção que elimina o erro. A Figura 11 é um diagrama de vetor de corrente mediante a operação motorizada (Iq > 0). Em outras palavras, o sinal da corrente de eixo geométrico q é negativo mediante a regeneração de energia. Por outro lado, o sinal da corrente de eixo geométrico q é positivo mediante a operação motorizada (motorização), diferentemente de mediante a regeneração de energia. Portanto, mesmo se uma direção do desvio de eixo geométrico forma a mesma direção principal, o sinal do erro de corrente ld_err (< 0) que ocorre no eixo geométrico d1 é diferente.

Portanto, o valor de fase Θ é corrigido de modo semelhante a mediante a regeneração de energia para corrigir o valor de fase Θ em uma direção que expande o desvio de eixo geométrico (a direção principal). Portanto, a seção de correção de fase 68 de acordo com a modalidade inclui a unidade de comutação de sinal 68b. A unidade de comutação de sinal 68b inverte o sinal de ΔΘ mediante a operação motorizada. Consequentemente, a direção de correção da quantidade de correção ΔΘ é comutada. A motorização e a regeneração podem ser comutadas com base no sinal de um valor de corrente de eixo geométrico q. Em outras palavras, a unidade de comutação de sinal 68b pode definir o sinal da quantidade de correção ΔΘ com base no sinal de um valor de corrente de eixo geométrico q. Nesse caso, a comutação pode ser executada com base no sinal de um valor de comando de corrente de eixo geométrico q ou no sinal de um valor de detecção de corrente de eixo geométrico q. Além disso, se o valor absoluto da corrente de eixo geométrico q for pequeno, uma banda morta pode ser fornecida conforme ilustrado na Figura 12 para suprimir uma falha de comutação em um ponto de cruzamento em zero. Nesse caso, se a corrente de eixo geométrico q estiver na banda morta, a quantidade de correção ΔΘ é estabelecida em "zero." Na segunda calculadora 70, o processo de comutação de sinal na saída ΔΘ do conversor de fase 68a é desnecessário. Uma descrição será doravante dada de um caso em que uma fase detectada desvia na direção principal de uma fase de fonte de alimentação real.

Uma corrente de eixo geométrico d negativa é falsamente detectada mediante a regeneração de energia (Iq < 0) (consulte a Figura 10).

Portanto, a saída ΔΘ do conversor de fase 68a é positiva. Portanto, uma fase θρ de um comando de tensão CA atrasa por ΔΘ (o comando de tensão CA gira e se move em sentido horário por ΔΘ). Como resultado, o comando de tensão CA é emitido em uma direção que suprime a corrente de eixo geométrico d negativa. Portanto, a ocorrência da perturbação é suprimida.

Por outro lado, uma corrente de eixo geométrico d positiva é falsamente detectada mediante a operação motorizada (Iq > 0) (consulte a Figura 11). Portanto, a saída ΔΘ do conversor de fase 68a é negativa. Portanto, a fase θρ de um comando de tensão CA atrasa por ΔΘ (o comando de tensão CA gira e se move em sentido anti-horário por ΔΘ). Como resultado, o comando de tensão CA se move em uma direção que suprime a corrente de eixo geométrico d positiva. Portanto, a ocorrência da perturbação é suprimida. Portanto, em qualquer caso, o processo de comutação de sinal na saída ΔΘ do conversor de fase 68a é desnecessário. (Segunda Modalidade) A seguir, uma descrição será dada de um exemplo de uma configuração específica do aparelho de regeneração de energia 1 de acordo com uma segunda modalidade com referência às Figuras 13 e 14. A Figura 13 é um diagrama explanatório que ilustra um exemplo da configuração específica da unidade de controle 20 do aparelho de regeneração de energia 1 de acordo com a segunda modalidade. A Figura 14 é um diagrama de vetor de corrente mediante a regeneração de energia na segunda modalidade. Um ponto diferente entre a segunda modalidade e a primeira modalidade é a configuração específica da seção de correção de fase 68. Uma descrição será dada abaixo do ponto diferente. Além disso, os mesmos numerais de referência são designados para os mesmos componentes que aqueles da primeira modalidade e sua descrição será omitida.

Conforme ilustrado na Figura 13, a unidade de controle 20 do aparelho de regeneração de energia 1 de acordo com a segunda modalidade corrige uma fase de tensão de saída de um comando de terminal de lado tensão CA da unidade de conversão de energia 10. Consequentemente, a unidade de controle 20 controla a corrente de eixo geométrico d de modo excelente. Como resultado, a estabilidade da corrente de eixo geométrico d aumenta.

Especificamente, conforme ilustrado, a saída Θ da unidade de detecção de fase 25 é emitida como está para o conversor de coordenada dq 54. A seção de correção de fase 68 corrige uma fase de tensão de saída do comando de terminal de lado tensão CA (por exemplo, somente a fase de tensão de saída).

Também em tal configuração, conforme ilustrado na Figura 14, o comando de terminal de lado tensão CA da unidade de conversão de energia 10 é corrigido na direção que suprime um erro de corrente de eixo geométrico d descrito acima. Portanto, a estabilidade da corrente de eixo geométrico d é aumentada.

Na primeira modalidade, uma correção de fase é realizada tanto no conversor de coordenada dq 54 (a primeira calculadora 69) quanto no comando de tensão CA θρ (a segunda calculadora 70). Por outro lado, na segunda modalidade, uma correção de fase é realizada no comando de tensão CA θρ (a segunda calculadora 70). As modalidades da revelação não são limitadas às mesmas. Por exemplo, uma terceira modalidade pode ser apresentada. Na terceira modalidade, uma fase a ser emitida para o conversor de coordenada dq 54 (a primeira calculadora 69) (por exemplo, somente essa fase) é corrigida.

Conforme foi descrito acima, a perturbação de baixa frequência pode ocorrer devido ao componente de reatância Urc da fiação, que existe no trajeto que liga a fonte de alimentação CA trifásica 2 e o aparelho de regeneração de energia 1. De acordo com o aparelho de regeneração de energia 1 e o aparelho de conversão de energia 5 de acordo com as modalidades, é possível suprimir a ocorrência de tal perturbação de baixa frequência extrema, simples e eficazmente por meios robustos elevados.

Um efeito adicional e uma modificação adicional podem ser prontamente derivados por aqueles versados na técnica. Por exemplo, uma modificação inclui um aparelho de conversão de energia dotado de um aparelho de regeneração de energia e um dispositivo inversor como um dispositivo conversor de matriz que é caracterizado pela conversão direta CACA. Portanto, uma faixa mais ampla de aspectos da presente revelação não é limitada aos detalhes específicos e às modalidades representativas que foram expressos e descritos como no anterior. Portanto, várias alterações podem ser feitas sem se afastar de um espírito ou escopo do conceito global que é definido pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Caso se tente sincronizar uma fase com a fonte de alimentação CA trifásica, a unidade de detecção de fase 25 pode seguir a tensão CA trifásica nas proximidades do filtro 30 a partir da relação em que a tensão CA trifásica nas proximidades do filtro 30 é detectada. Nesse caso, a tensão é detectada em um ponto que desvia de uma fonte de alimentação CA trifásica real. Consequentemente, se a perturbação de tensão ocorrer, o movimento das tensões conforme indicado nos Casos (1) a (4) ilustrados na Figura 8 é seguido.

Além disso, o aparelho de regeneração de energia da presente revelação pode ser os seguintes primeiro a quinto aparelhos de regeneração de energia. O primeiro aparelho de regeneração de energia inclui: uma unidade de conversão de energia que é conectada a uma fonte de alimentação CA, e pode regenerar energia elétrica para o lado de fonte de alimentação CA convertendo a energia CC em energia CA; reatores de CA conectados entre os terminais de fase em um lado CA da unidade de conversão de energia e as fases da fonte de alimentação CA; uma unidade de detecção de tensão para detectar uma tensão CA fornecida a partir da fonte de alimentação CA e emitir um sinal de detecção de CA em concordância com a tensão CA no lado de reator de CA; uma unidade de detecção de fase para detectar a fase da fonte de alimentação CA com base no sinal de detecção de CA; uma unidade de controle de acionamento para controlar a unidade de conversão de energia com base em um valor de detecção de fase detectado pela unidade de detecção de fase; e uma unidade de detecção de componente de corrente reativo para detectar um componente de corrente reativo de uma corrente de flui através do terminal de lado de CA da unidade de conversão de energia, em que a unidade de controle de acionamento tem uma seção de correção de fase para corrigir o valor de detecção de fase detectado pela unidade de detecção de fase com base no componente de corrente reativo.

Em concordância com o segundo aparelho de regeneração de energia no primeiro aparelho de regeneração de energia, a unidade de detecção de tensão é para detectar uma tensão CA nos reatores de CA ou no terminal de lado de CA da unidade de conversão de energia e emitir um sinal de detecção de CA em concordância com a tensão CA e a unidade de detecção de fase estima a fase da fonte de alimentação CA com base no sinal de detecção de CA.

Em concordância com o terceiro aparelho de regeneração de energia no primeiro ou no segundo aparelho de regeneração de energia, a unidade de controle de acionamento tem uma unidade de geração de sinal de controle para gerar um sinal de controle que controla a unidade de conversão de energia, com base em um valor de detecção de fase detectado pela unidade de detecção de fase e uma unidade de conversão de coordenada para derivar um componente de eixo geométrico q e um componente de eixo geométrico d de um sistema de coordenada de rotação de eixo geométrico d-q sincronizado com a fonte de alimentação CA, com base em um valor de detecção de fase detectado pela unidade de detecção de fase e a seção de correção de fase corrige o valor de detecção de fase emitido para a unidade de geração de sinal de controle ou o valor de detecção de fase emitido para a unidade de conversão de coordenada.

Em concordância com o quarto aparelho de regeneração de energia no terceiro aparelho de regeneração de energia, a unidade de controle de acionamento tem uma unidade de comando de corrente de eixo geométrico d para emitir um comando de corrente de eixo geométrico d e a seção de correção de fase faz uma correção com base em um desvio de corrente de eixo geométrico d obtido subtraindo-se um valor de corrente de eixo geométrico d derivado pela unidade de conversão de coordenada do comando de corrente de eixo geométrico d.

Em concordância com o quinto aparelho de regeneração de energia no terceiro ou no quarto aparelho de regeneração de energia, a unidade de conversão de energia tem uma função de converter a energia CA fornecida a partir da fonte de alimentação CA em energia CC e a seção de correção de fase tem uma unidade de comutação de sinal para comutar o positivo e negativo do valor de correção de fase entre um caso em que a unidade de conversão de energia converte a energia CC em energia CA para causar a energia elétrica regenerativa e um caso em que a unidade de conversão de energia converte a energia CA em energia CC.

Além disso, o aparelho de conversão de energia da presente revelação pode incluir qualquer um dos primeiro a quinto aparelhos de regeneração de energia acima e um ou mais dispositivos inversores conectados a um terminal de lado CC do aparelho de regeneração de energia. A descrição detalhada antecedente foi apresentada para propósito de ilustração e descrição. Muitas modificações e variações são possíveis à luz do ensinamento acima. Não pretende ser completa ou limitar o assunto descrito no presente documento à forma precisa revelada. Embora o assunto tenha sido descrito em linguagem específica a atributos estruturais e/ou atos metodológicos, deve ser entendido que o assunto definido nas reivindicações anexas não é necessariamente limitado aos atos ou atributos específicos descritos acima. Ao invés disso, os atos ou atributos específicos descritos acima são revelados como formas exemplificativas de implantar as reivindicações anexas ao presente documento.

Claims

1. Aparelho de regeneração de energia caracterizado pelo fato de compreender: uma unidade de conversão de energia conectada a uma fonte de alimentação CA e que tem uma função de converter energia CC em energia CA e regenerar a energia CA para a fonte de alimentação CA; um reator de CA conectado entre um terminal de lado de CA da unidade de conversão de energia e a fonte de alimentação CA; uma unidade de detecção de tensão para detectar uma tensão CA fornecida a partir da fonte de alimentação CA e emitir um sinal de detecção de CA em conformidade com a tensão CA; uma unidade de detecção de fase para detectar uma fase da fonte de alimentação CA com base no sinal de detecção de CA; uma unidade de controle de acionamento para controlar a unidade de conversão de energia com base em um valor de detecção de fase detectado pela unidade de detecção de fase; e uma unidade de detecção de componente de corrente reativo para detectar um componente de corrente reativo de uma corrente que flui através do terminal de lado de CA da unidade de conversão de energia, em que a unidade de controle de acionamento inclui uma seção de correção de fase para corrigir o valor de detecção de fase com base no componente de corrente reativo.

2. Aparelho de regeneração de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a unidade de detecção de tensão emite um sinal de detecção de CA em conformidade com uma tensão CA detectada e a unidade de detecção de fase estima uma fase da fonte de alimentação CA com base no sinal de detecção de CA.

3. Aparelho de regeneração de energia, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de detecção de tensão detecta uma tensão CA no lado da fonte de alimentação CA do reator de CA.

4. Aparelho de regeneração de energia, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de detecção de tensão detecta uma tensão CA no reator de CA ou no terminal de lado de CA da unidade de conversão de energia.

5. Aparelho de regeneração de energia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle de acionamento inclui uma unidade de geração de sinal de controle para gerar um sinal de controle que controla a unidade de conversão de energia, com base em um valor de detecção de fase detectado pela unidade de detecção de fase e uma unidade de conversão de coordenada para converter um valor de corrente que flui através do terminal de lado de CA da unidade de conversão de energia em um valor de corrente de um sistema de coordenada de rotação de eixo geométrico d-q, com base em um valor de detecção de fase detectado pela unidade de detecção de fase, para derivar um valor de corrente de eixo geométrico q e um valor de corrente de eixo geométrico d da corrente e a seção de correção de fase corrige pelo menos um dentre o valor de detecção de fase emitido para a unidade de geração de sinal de controle e o valor de detecção de fase emitido para a unidade de conversão de coordenada.

6. Aparelho de regeneração de energia, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle de acionamento inclui uma unidade de comando de corrente de eixo geométrico d para emitir um comando de corrente de eixo geométrico d e a seção de correção de fase corrige o valor de detecção de fase com base em um desvio de corrente de eixo geométrico d obtido pela subtração de um valor de corrente de eixo geométrico d derivado pela unidade de conversão de coordenada do comando de corrente de eixo geométrico d.

7. Aparelho de regeneração de energia, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que a unidade de conversão de energia tem uma função de converter a energia CA fornecida a partir da fonte de alimentação CA em energia CC e a seção de correção de fase inclui uma unidade de comutação de sinal para comutar um positivo e um negativo de um valor de correção de fase entre um caso em que a unidade de conversão de energia converte a energia CC em energia CA e um caso em que a unidade de conversão de energia converte a energia CA em energia CC.

8. Aparelho de regeneração de energia, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a seção de correção de fase define um sinal de um valor de correção de fase com base em um sinal do valor de corrente de eixo geométrico q.

9. Aparelho de conversão de energia caracterizado pelo fato de que compreende: o aparelho de regeneração de energia, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8; e um dispositivo inversor conectado a um terminal de lado CC do aparelho de regeneração de energia.