DE112016005080T5 - Blindleistungskompensationsvorrichtung, bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung und Computerprogramm - Google Patents

Abstract

Eine Blindleistungskompensationsvorrichtung, welche ein Schalten eines Konverters steuert, welcher eine über einen Schaltkreis mit einem Kondensator, durch welchen ein Blindstrom fließt, eingegebene Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt, berechnet die Größe des Blindstroms basierend auf der Größe der in den Konverter eingegebenen Wechselspannung und der Kapazität des Kondensators und korrigiert eine den Schaltkreis umfassende Blindleistung, berechnet einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des Wechselstroms mit Bezug zu der Wechselspannung basierend auf der berechneten Größe und der Größe des in den Konverter eingegebenen Wechselstroms oder der Größe der von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung, und berechnet einen Operationsbetrag für eine Verzögerung der Phase des Schaltens basierend auf dem berechneten Zielwert.

Description

• [Technisches Gebiet]
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blindleistungskompensationsvorrichtung, eine bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung und ein Computerprogramm.
• Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil aus der am 6. November 2015 eingereichten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2015-218457 , wobei die gesamten Inhalte davon hierin durch Bezugnahme eingebunden werden.
• [Stand der Technik]
• Ein motorisiertes Fahrzeug wie beispielsweise ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) und ein Elektrofahrzeug (EV), welches mit einem AC/DC-Konverter zum Umwandeln einer AC (Wechselstrom) Spannung, welche von einer kommerziellen Energiequelle für den Hausgebrauch zugeführt wird, in eine DC (Gleichstrom) Spannung versehen ist und dessen Batterie mit der durch den AC/DC-Konverter umgewandelten Gleichstromspannung auflädt, wird weithin verwendet.
• In den vergangenen Jahren ist die Erwartung angewachsen, dass eine Batterie für ein motorisiertes Fahrzeug wie beispielsweise ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug und ein Elektrofahrzeug für eine Katastrophen- oder Notfall-Energieversorgung verwendet wird. Um die Batterie als eine Notfall-Energieversorgung zu nutzen, sind bidirektionale Umwandlungen von einer Wechselstromspannung in eine Gleichstromspannung und von einer Gleichstromspannung in einer Wechselstromspannung notwendig.
• Patentdokument 1 beschreibt ein Ladesteuersystem (zugehörig zu einer bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung), welche bidirektionale Umwandlungen zwischen einer Wechselstromspannung von einer Wechselstromenergiequelle und einer Gleichstromspannung von einer Batterie ausführt. Das Ladesteuersystem umfasst einen Blindleistungskompensation (nachfolgend als PFC bezeichnet) Schaltkreis mit einer Blindleistungskompensationsfunktion bei einem Laden und Entladen einer Batterie und einen isolierten bidirektionalen DC/DC-Konverter, welcher kaskadenartig mit der PFC Schaltung verbunden ist.
• Der DC/DC-Konverter umfasst zwei Vollbrückenschaltungen, welche an der primären und der sekundären Seite eines Transformators bereitgestellt sind, welche jeweils als ein DC/AC-Inverter und ein Gleichrichterschaltkreis fungieren. Insbesondere bei einem Aufladen der Batterien fungiert die Vollbrückenschaltung auf der PFC Schaltungsseite und die Vollbrückenschaltung auf der Batterieseite jeweils als ein DC/AC-Inverter und eine Gleichrichterschaltung, während bei einem Entladen der Batterie die Vollbrückenschaltung auf der Batterieseite und die Vollbrückenschaltung auf der PFC Schaltungsseite jeweils als ein DC/AC-Inverter und eine Gleichrichterschaltung fungieren.
• Bei einer Umwandlungsvorrichtung, welche ähnlich zu der im Patentdokument 1 beschriebenen ist, bestimmt eine Gesamtsumme von Schaltungsverlusten der PFC Schaltung und des DC/DC-Konverters eine Gesamtumwandlungseffizienz. Bis hierhin beschreibt Patentdokument 1, um die Umwandlungseffizienz des Gesamtsystems zu optimieren, das Ladesteuersystem mit einer Konfiguration, bei welcher die auszugebende und von dem PFC Schaltkreis eingegebene Gleichspannung optimiert wird, bei einem Laden und einem Entladen der Batterie, allerdings wird die Blindleistungskompensation (PFC) selbst innerhalb des Bereichs des bekannten Stand der Technik kaum beschrieben.
• [Stand der Technik Dokument]
• Patentdokument]
• [Patentdokument 1] Japanische Patentveröffentlichungsschrift mit der Nummer 2013-247817
• Zusammenfassung der Erfindung
• Bei einer Blindleistungskompensationsvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfassend einen Konverter, welcher durch Schalten eine Wechselstromspannung in eine Gleichstromspannung umwandelt, wobei die Wechselstromspannung über eine Schaltung mit einem Kondensator eingegeben wird, über welchen ein Blindstrom fließt, und eine Steuereinheit, welche eine Blindleistung einer in die Schaltung eingegebenen Wechselstromleistung durch Steuern des Schaltens durch den Konverter korrigiert, umfasst: eine Spannungsdetektionseinheit, welche eine Größe einer in den Konverter eingegebenen Wechselstromspannung detektiert; und eine Detektionseinheit, welche eine Größe eines in den Konverter eingegebenen Wechselstroms oder eine Größe einer von dem Konverter ausgegebenen Wechselstromleistung detektiert, und die Steuereinheit umfasst eine erste Berechnungseinheit umfasst, welche eine Größe eines in die Schaltung mit einer um n/2 von der Wechselstromspannung vorlaufenden Phase fließenden Blindstroms basierend auf der durch die Spannungsdetektionseinheit detektierten Größe und einer Kapazität des Kondensators berechnet, eine zweite Berechnungseinheit, welche einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des Wechselstroms mit Bezug zu der Wechselstromspannung basierend auf der durch die erste Berechnungseinheit berechneten Größe und der durch die Detektionseinheit detektierten Größe berechnet, und eine dritte Berechnungseinheit, welche einen Operationsbetrag zum Verzögern einer Phase der Schaltung basierend auf dem durch die zweite Berechnungseinheit berechneten Zielwert berechnet.
• Eine Blindleistungskompensationsvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfassend einen Konverter, welcher durch Schalten einer pulsierenden Spannung, erhalten durch eine Vollwellengleichrichtung Wechselstromspannung in eine Gleichstromspannung, umwandelt, wobei die Wechselstromspannung über eine Schaltung mit einem Kondensator eingegeben ist, über welchen ein Blindstrom fließt, und eine Steuereinheit, welche eine Blindleistung einer in die Schaltung eingegebenen Wechselstromleistung durch Steuern eines schalten durch den Konverter korrigiert, umfasst: eine Spannungsdetektionseinheit, welche eine Größe einer in den Konverter eingegebenen pulsierenden Spannung detektiert; und eine Detektionseinheit, welche eine Größe eines in den Konverter eingegebenen pulsierenden Stroms oder eine Größe einer von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung detektiert, und die Steuereinheit umfasst: eine erste Berechnungseinheit, welche eine Größe eines in die Schaltung mit einer um n/2 von der Wechselstromspannung vorlaufenden Phase fließenden Blindstrom basierend auf der durch die Spannungsdetektionseinheit detektierten Größe und einer Kapazität des Kondensators berechnet; eine zweite Berechnungseinheit, welche einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des pulsierenden Stroms mit Bezug zu der pulsierenden Spannung basierend auf der durch die erste Berechnungseinheit berechneten Größe und der durch die Detektionseinheit detektierten Größe berechnet; und eine dritte Berechnungseinheit, welche einen Operationsbetrag zum Verzögern einer Phase des Schaltens basierend auf dem durch die zweite Berechnungseinheit berechneten Zielwert berechnet.
• Eine bidirektionale AC/DC-Umwandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: die oben beschriebene Blindleistungskompensationsvorrichtung; und einen DC/DC-Konverter, welcher eine Gleichstromspannung bidirektional umwandelt, und die Blindleistungskompensationsvorrichtung eine Vollbrückenschaltung aufweist, welche in dem Konverter umfasst ist, und eine Umwandlung zwischen einer Wechselstromspannung und einer Gleichstromspannung bidirektional ausführt.
• Ein Computerprogramm entsprechender Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ausführbar durch eine Steuereinheit einer Blindleistungskompensationsvorrichtung, umfassend einen Konverter, welcher durch Schalten eine Wechselstromspannung in eine Gleichstromspannung umwandelt, wobei die Wechselstromspannung über eine Schaltung mit einem Kondensator eingegeben wird, über welchen ein Blindstrom fließt, eine Detektionseinheit, welche eine Größe eines in den Konverter eingegebenen Wechselstroms oder eine Größe einer von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung detektiert, eine Spannungsdetektionseinheit, welche eine Größe einer in den Konverter eingegebenen Wechselspannung detektiert, und die Steuereinheit, welche eine Blindleistung einer in die Schaltung eingegebenen Wechselstromleistung durch Steuern einer schalten durch den Konverter korrigiert, veranlasst die Steuereinheit zu fungieren als: eine erste Berechnungseinheit, welche eine Größe eines in die Schaltung mit einer um n/2 von der Wechselspannung vorlaufenden Phase fließenden Blindstroms basierend auf der durch die Spannungsdetektionseinheit detektierten Größe und einer Kapazität des Kondensators berechnet; eine zweite Berechnungseinheit, welche einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des Wechselstroms mit Bezug zu der Wechselspannung basierend auf der durch die erste Berechnungseinheit berechneten Größe und der durch die Detektionseinheit detektierten Größe berechnet; und eine dritte Berechnungseinheit, welche einen Operationsbetrag für eine Verzögerung einer Phase des Schaltens basierend auf dem durch die zweite Berechnungseinheit berechneten Zielwert berechnet.
• Es wird drauf hingewiesen, dass ebenso, wie die vorliegende Anmeldung durch eine Blindleistungskompensationsvorrichtung und eine bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung erzielt werden kann, welche mit einer solchen charakteristischen Verarbeitungseinheit versehenen sind, und als ein Computerprogramm, welches den Computer zum Ausführen einer solchen charakteristischen Verarbeitung veranlasst, die vorliegende Anmeldung als ein Blindleistungskompensationsverfahren zum Ausführen solcher charakteristischen Verarbeitung durch Schritte erzielt werden kann. Weiterhin ermöglicht die vorliegende Erfindung einen Teil oder alle der Blindleistungskompensationsvorrichtung und der bidirektionalen AC/DC-Umwandlungsvorrichtung, als eine integrierte Halbleiterschaltung erzielt zu werden, oder kann als ein anderes System erzielt werden, welches die Blindleistungskompensationsvorrichtung und die bidirektionale AC/DC Konversionsvorrichtung umfasst.
• Figurenliste
• 1 ist ein Schaltkreisdiagramm, welches ein Beispiel der Konfiguration einer bidirektionalen AC/DC-Umwandlungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;
• 2 ist eine darstellende Ansicht, welche eine Wechselspannung und einen Wechselstrom, welche in eine Blindleistungskompensationsvorrichtung eingegeben werden, und Schaltzeitpunkte durch einen Konverter schematisch darstellt;
• 3 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsverfahrens durch eine DS B zum Berechnen eines Operationsbetrags zum Verzögern eines schalten in der Blindleistungskompensationsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
• 4 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsverfahrens durch die DSP in Bezug zu einer Subroutine für eine Operationsbetragsberechnung;
• 5 ist ein Diagramm, welches Variationen einer Blindleistung gegenüber einer Ausgangsleistung in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;
• 6 ist ein Diagramm, welches Variationen einer harmonischen Gesamtstörung gegen eine Ausgangsleistung in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;
• 7 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsverfahrens durch eine DSP zum Berechnen eines Operationsbetrags für eine Verzögerung eines Schaltens in einer Blindleistungskompensationsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
• 8 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsverfahrens durch eine DSP zum Berechnen eines Operationsbetrags zum Verzögern eines Schaltens in einer Blindleistungskompensationsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
• 9 ist ein Flussdiagramm für ein Verarbeitungsverfahren durch eine DSP zum Berechnen der Größe eines Korrekturstroms in einer bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
• 10 ist ein Diagramm, welches Variationen einer Blindleistung gegen eine Ausgangsleistung in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt;
• 11 ist ein Diagramm, welches Variationen einer harmonischen Gesamtstörung gegen eine Ausgangsleistung in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt;
• 12 ist ein Schaltkreisdiagramm, welches ein Beispiel einer Konfiguration einer Blindleistungskompensationsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung darstellt.
• [Moden zum Ausführen der Erfindung]
• [Aufgabenstellung der Erfindung]
• Die in Patentdokument 1 beschriebene Technik weist allerdings ein Problem darin auf, dass bei einer Ladeoperation der Batterie eine in die PFC Schaltung eingegebenen Wechselspannung und ein Wechselstrom jeweils durch einen Wechselspannungssensor und einen Wechselstromsensor detektiert werden, welche zwischen einer Filterschaltung verbunden sind, welche über die Eingangsseite der Wechselstromleistung und die PFC Schaltung positioniert ist, und somit einem durch einen Strom mit einer vorlaufenden Phase verursachte Blindleistung, welche zu einem Kondensator in der Filterschaltung zugeschoben ist, nicht durch die PFC Schaltung ausgeglichen wird.
• Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben beschriebenen Problems gemacht und eine Aufgabe ist es eine Blindleistungskompensationsvorrichtung bereitzustellen, welche zum Korrigieren der Blindleistung einer Gesamtwechselstromleistung geeignet ist, umfassend eine Blindleistung, welche durch einen zu einem Kondensator in einer Schaltung zugewiesenen Strom veranlasst wird, wobei die Schaltung über die Eingangsseite einer Wechselstromleistung gelegt ist, eine bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung, umfassend die Blindleistungskompensationsvorrichtung, und ein Computerprogramm.
• [Effekte der Anmeldung]
• Entsprechend einer Offenbarung der vorliegenden Anmeldung ist es möglich die Blindleistung einer Gesamtwechselstromleistung zu korrigieren, welche eine Blindleistung umfasst, welche durch einen zu einem Kondensator in einer über die Eingangsseite einer Wechselstromleistung gelegten Schaltung zugewiesenen Strom verursacht wird.
• [Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung]
• Zuerst werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgelistet und beschrieben. Es wird drauf hingewiesen, dass zumindest ein Teil der nachfolgend aufgelisteten Ausführungsformen beliebig kombiniert werden kann.
• (1) Eine Blindleistungskompensationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfassend einen Konverter, welcher durch Schalten einer Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt, wobei die Wechselspannung über einen Schaltkreis mit einem Kondensator eingegeben ist, durch welchen ein Blindstrom fließt, und eine Steuereinheit, welche eine Blindleistung einer Wechselstromleistung korrigiert, welche in die Schaltung eingegeben wird, durch Steuern eines Schaltens durch den Konverter, umfassend: eine Spannungsdetektionseinheit, welche eine Größe einer in den Konverter eingegebenen Wechselspannung detektiert; und eine Detektionseinheit, welche eine Größe eines in den Konverter eingegebenen Wechselstroms oder eine Größe einer von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung detektiert, und die Steuereinheit umfasst eine erste Berechnungseinheit, welche eine Größe eines in die Schaltung fließenden Stroms mit einer um n/2 von der Wechselspannung vorauslaufenden Phase basierend auf der durch die Spannungsdetektionseinheit detektierten Größe und einer Kapazität des Kondensators berechnet, eine zweite Berechnungseinheit, welche einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des Wechselstroms mit Bezug zu der Wechselspannung basierend auf der durch die erste Berechnungseinheit berechneten Größe und der durch die Detektionseinheit detektierten Größe berechnet, und eine dritte Berechnungseinheit, welche einen Operationsbetrag für eine Verzögerung einer Phase des Schaltens basierend auf dem durch die zweite Berechnungseinheit berechneten Zielwert berechnet.
• Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase zu dem Kondensator in der Schaltung verschoben, welche über die Eingangsseite der Wechselspannung überlagert ist. Wenn der Konverter eine über die Schaltung eingegebenen Wechselspannung in eine Gleichspannung durch Schalten mittels der Schaltelemente konvertiert, wird die Blindleistung der in die Schaltung eingegebenen Wechselstromleistung durch die Steuereinheit korrigiert. Die Steuereinheit berechnet durch die erste Berechnungseinheit die Größe eines Blindstroms, welcher durch den Kondensator fließt, mit einer um n/2 vorlaufenden Phase von der Wechselspannung basierend auf der Größe der in den Konverter eingegebenen Wechselspannung und der Kapazität des Kondensators in der Schaltung, berechnet durch die zweite Berechnungseinheit einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des Wechselstroms, um eine Steuerung derart ausführen, dass der Wechselstrom ein Phasen verzögerter Strom wird, welcher den oben beschriebenen Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase ausgleicht, basierend auf der berechneten Größe des Blindstroms und der Größe des in den Konverter eingegebenen Wechselstroms oder der Größe der von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung, und berechnet durch die dritte Berechnungseinheit einen Operationsbetrag für eine Verzögerung der Phase zum Einschalten und Ausschalten der Schaltelemente des Konverters basierend auf dem berechneten Zielwert.
• Somit wird in Abhängigkeit von der Größe der Wechselspannung und der Größe des Gleichstroms, welche in den Konverter eingegeben werden, der Größe der Eingangswechselspannung und der Größe der Ausgangsgleichstromleistung ebenso wie der Kapazität des Kondensators Operationsbetrag für eine Verzögerung der Phase zum Einschalten und Ausschalten der Schaltelemente durch den Konverter berechnet, um den zu dem Kondensator verschobenen Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase auszugleichen, und der Betrag einer Phasenverzögerung des in den Konverter eingegebenen Wechselstroms wird entsprechend dem berechneten Operationsbetrag gesteuert.
• (2) Eine Blindleistungskompensationsvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfassend einen Konverter, welcher durch Schalten einer pulsierenden Spannung, welche durch eine Vollwellengleichrichtung einer Wechselspannung erhalten ist, in eine Gleichspannung umwandelt, wobei die Wechselspannung über eine Schaltung mit einem Kondensator eingegeben ist, durch welchen ein Blindstrom fließt, und eine Steuereinheit, welche eine Blindleistung einer in die Schaltung eingegebenen Wechselstromleistung durch Steuern eines Schaltens durch den Konverter korrigiert, umfassend: eine Spannungsdetektionseinheit, welche eine Größe einer in den Konverter eingegebenen pulsierenden Spannung detektiert; und eine Detektionseinheit, welche eine Größe eines in den Konverter eingegebenen pulsierenden Stroms detektiert oder eine Größe einer von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung detektiert, und die Steuereinheit umfasst: eine erste Berechnungseinheit, welche eine Größe eines in die Schaltung fließenden Blindstroms mit einer um π/2 vorlaufenden Phase von der Wechselspannung basierend auf der durch die Spannungsdetektionseinheit detektierten Größe und einer Kapazität des Kondensators berechnet; eine zweite Berechnungseinheit, welche einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des pulsierenden Stroms mit Bezug zu der pulsierenden Spannung basierend auf der durch die erste Berechnungseinheit berechneten Größe und der durch die Detektionseinheit detektierten Größe berechnet; und eine dritte Berechnungseinheit, welche einen Operationsbetrag für eine Verzögerung einer Phase des Schaltens basierend auf dem durch die zweite Berechnungseinheit berechneten Zielwert
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase dem Kondensator in der Schaltung zugewiesenen, welche über die Eingangsseite des Wechselstroms gelegt ist. Wenn der Konverter eine pulsierende Spannung umwandelt, welche durch einen Vollwellengleichrichten einer über die Schaltung eingegebenen Wechselspannung erhalten ist, in eine Gleichspannung durch Schalten mittels des Schaltelements, wird die Blindleistung der in die Schaltung eingegebenen Wechselstromleistung durch die Steuereinheit korrigiert. Die Steuereinheit berechnet durch die Berechnungseinheit eine Größe eines in den Kondensator fließenden Stroms mit einer um n/2 vorlaufenden Phase von der Wechselspannung basierend auf der Größe der in den Konverter eingegebenen pulsierenden Spannung und der Kapazität des Kondensators in der Schaltung, berechnet durch die zweite Berechnungseinheit einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des pulsierenden Stroms, um eine Steuerung auszuführen, sodass der pulsierende Strom ein Strom mit einer verzögerten Phase wird, welcher den oben beschriebenen Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase ausgleicht, basierend auf der berechneten Größe des Blindstroms und der größeren des in den Konverter eingegebenen pulsierenden Stroms oder der Größe der von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung, und berechnet durch die dritte Berechnungseinheit einen Operationsbetrag für eine Verzögerung der Phase zum Einschalten oder Ausschalten des Schaltelements des Konverters basierend auf dem berechneten Zielwert.
• Somit wird in Abhängigkeit von der Größe der pulsierenden Spannung und der Größe des pulsierenden Stroms, welche in dem Konverter eingegeben werden, oder der Größe der eingegebenen pulsierenden Spannung und der Größe der ausgegebenen Gleichstromleistung ebenso wie der Kapazität des Kondensators der Operationsbetrag für eine Verzögerung der Phase zum Einschalten und Ausschalten des Schaltelements des Konverters berechnet, um dem zu dem Kondensator zugewiesenen Bühnenstrom mit einer vorlaufenden Phase auszugleichen, und wird der Betrag einer Phasenverzögerung des in den Konverter eingegebenen pulsierenden Stroms entsprechend dem berechneten Operationsbetrag gesteuert.
• (3) Es wird bevorzugt, dass die dritte Berechnungseinheit einen reduzierten Operationsbetrag berechnet, wenn die durch die Detektionseinheit detektierte Größe kleiner als ein Referenzwert wird.
• Entsprechend der vorliegenden Anmeldung wird, wenn die Größe des in den Konverter eingegebenen Wechselstroms oder die Größe der von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung klein im Vergleich zu dem Referenzwert sind, der Operationsbetrag für eine Verzögerung der Phase zum Ein/Ausschalten der Schaltelemente des Konverters reduziert.
• Entsprechend, wenn der in den Konverter eingegebenen Strom oder die von dem Konverter ausgegebene Leistung relativ klein im Vergleich zu dem zu dem oben beschriebenen Kondensator zu geschobenen Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase ist, ist es möglich die Situation zu vermeiden, bei welcher der Wechselstrom mit einer zu dem Operationsbetrag zugehörigen verzögerten Phase ein Strom in einer entgegengesetzten Richtung einer Berechnung wird.
• (4) Es wird bevorzugt, dass die dritte Berechnungseinheit einen bei einem vorbestimmten Verhältnis reduzierten Operationsbetrag berechnet.
• Zusätzlich entsprechend der vorliegenden Anmeldung wird der Operationsbetrag, welche durch ein weiteres reduzieren des durch die dritte Berechnungseinheit berechneten Operationsbetrags bei einem vorbestimmten Verhältnis erhalten ist, als ein Berechnungsergebnis durch die dritte Berechnungseinheit betrachtet.
• Entsprechend ist es möglich die harmonische Gesamtstörung mit einem gewissen Nachteil bei der Blindleistungskompensation zu reduzieren.
• (5) Es wird bevorzugt, dass die dritte Berechnungseinheit einen ersten Operationsbetrag als den berechneten Operationsbetrag betrachtet, falls der berechnete Operationsbetrag größer als der erste Operationsbetrag ist.
• Entsprechend der vorliegenden Anmeldung, wenn der durch die dritte Berechnungseinheit berechnete Operationsbetrag größer als der erste Operationsbetrag ist, wird der erste Operationsbetrag als ein Berechnungsergebnis durch die dritte Berechnungseinheit betrachtet.
• Entsprechend, selbst wenn der in den Konverter eingegebene Strom oder die von dem Konverter ausgegebene Leistung reduziert wird, was den Operationsbetrag erhöht, wird die Obergrenze des Operationsbetrags auf den erste Operationsbetrag beschränkt, und somit wird es möglich die Situation zu vermeiden, bei welcher der zu dem Operationsbetrag zugehörige Wechselstrom mit einer verzögerten Phase ein Strom in einer entgegengesetzten Richtung bei einer Berechnung wird.
• (6) Es wird bevorzugt, dass die dritte Berechnungseinheit einen zweiten Operationsbetrag als den berechneten Operationsbetrag betrachtet, falls die durch die Detektionseinheit detektierten Größe kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
• Entsprechend der vorliegenden Anmeldung, wenn die Größe des in den Konverter eingegebenen Wechselstroms oder die Größe der von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, wird der vorbestimmte zweite Operationsbetrag als ein Berechnungsergebnis durch die dritte Berechnungseinheit betrachtet wird.
• Entsprechend, wenn die Größe des in den Konverter eingegebenen Stroms oder die Größe der von dem Konverter ausgegebenen Leistung reduziert wird, um kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert zu sein, um den Operationsbetrag, welcher bei dem zweiten Operationsbetrag festgelegt ist, ist es möglich ein bestimmtes Ausmaß des Effekts der Blindleistungskompensation bereitzustellen, und die Situation zu vermeiden, bei welcher der zu dem Operationsbetrag zugehörige Wechselstrom mit einer verzögerten Phase ein Strom in einer entgegengesetzten Richtung bei einer Berechnung wird.
• (7) Eine bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die oben beschriebene Blindleistungskompensationsvorrichtung und einen DC/DC-Konverter, welcher eine Gleichspannung bidirektional umwandelt, und die Blindleistungskompensationsvorrichtung eine Vollbrückenschaltung aufweist, welche in dem Konverter umfasst ist und eine Konversion zwischen einer Wechselspannung und einer Gleichspannung bidirektional ausführt.
• Entsprechend der vorliegenden Anmeldung führt die Blindleistungskompensationsvorrichtung bidirektionale Umwandlungen zwischen einer Wechselspannung und einer Gleichspannung mittels der Vollbrückenschaltung aus, und führt der DC/DC-Konverter bidirektionale Umwandlungen in eine Gleichspannung nach außen und in eine Gleichspannung in Richtung der Blindleistungskompensationsvorrichtung aus.
• Entsprechend der Blindleistungskompensationsvorrichtung, welche die Blindleistung der Gesamtwechselstromleistung korrigiert, welche die Blindleistung umfasst, aufgrund des zu dem Kondensator in der Schaltung verschobenen Stroms, welche über die Eingangsseite der Wechselstromleistung gelagert ist, kann die bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung angewendet werden.
• (8) Ein Computerprogramm entsprechender Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ausführbar durch eine Steuereinheit einer Blindleistungskompensationsvorrichtung, umfassend einen Konverter, welcher durch Schalten eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt, wobei die Wechselspannung über eine Schaltung mit einem Kondensator eingegeben wird, durch welchen ein Blindstrom fließt, eine Detektionseinheit, welche eine Größe eines in den Konverter eingegebenen Wechselstroms oder eine Größe der von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung detektiert, eine Spannungsdetektionseinheit, welche eine Größe einer in den Konverter eingegebenen Wechselspannung detektiert, und die Steuereinheit, welche eine Blindleistung einer in die Schaltung eingegebenen Wechselstromleistung durch Steuern eines Schaltens durch den Konverter korrigiert, veranlasst die Steuereinheit zu fungieren als: eine erste Berechnungseinheit, welche eine Größe eines in die Schaltung fließenden Blindstroms mit einer um die Zeichen/2 vorlaufenden Phase von der Wechselspannung basierend auf der durch die Spannungsdetektionseinheit detektierten Größe und einer Kapazität des Kondensators berechnet; eine zweite Berechnungseinheit, welche einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des Wechselstroms mit Bezug zu der Wechselspannung basierend auf der durch die erste Berechnungseinheit berechneten Größe und der durch die Detektionseinheit detektierten Größe berechnet; und eine dritte Berechnungseinheit, welche einen Operationsbetrag für eine Verzögerung einer Phase des Schaltens basierend auf dem durch die zweite Berechnungseinheit berechneten Zielwert berechnet.
• Entsprechend der vorliegenden Anmeldung wird der Computer, welcher ein Computerprogramm durch eine Steuereinheit ausführt, dazu veranlasst als die erste Berechnungseinheit zu fungieren, welche eine Größe eines in den Kondensator fließenden Blindstroms mit einer um n/2 vorlaufenden Phase von der Wechselspannung basierend auf der Größe der in den Konverter eingegebenen Wechselspannung und einer Kapazität des Kondensators in der Schaltung berechnet; die zweite Berechnungseinheit, welche einen Zielwert für eine Phasenverzögerung eines Wechselstroms berechnet, um eine Steuerung derart auszuführen, sodass der Wechselstrom ein Strom mit einer verzögerten Phase wird, welcher den oben beschriebenen Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase ausgleicht, basierend auf der berechneten Größe des Blindstroms und der Größe des in den Konverter eingegebenen Wechselstroms oder der Größe der von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung; und die dritte Berechnungseinheit, welche einen Operationsbetrag für eine Verzögerung der Phase zum Einschalten und Ausschalten der Schaltelemente des Konverters basierend auf dem berechneten Zielwert berechnet.
• Somit wird in Abhängigkeit von der Größe der Wechselspannung und der Größe des Wechselstroms, welche in den Konverter eingegeben werden, oder der Größe der eingegebenen Wechselspannung und der Größe der ausgegebenen Gleichstromleistung ebenso wie der Kapazität des Kondensators der Operationsbetrag für eine Verzögerung der Phase zum Einschalten und Ausschalten der Schaltelemente des Konverters berechnet, um den zu dem Kondensator verschobenen Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase auszugleichen, und der Betrag einer Phasenverzögerung des in den Konverter eingegebenen Wechselstroms wird entsprechend des berechneten Operationsbetrags gesteuert.
• [Detailbeschreibung der Erfindung]
• Beispiele einer Blindleistungskompensationsvorrichtung, einer bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung und eines Computerprogramms entsprechend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend genau mit Bezug zu den Figuren erläutert. Es versteht sich, dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen in jedem Aspekt darstellend sind und nicht beschränkend sind, und alle Änderungen, welche innerhalb der Bedeutung und in den Bereich fallen, sind dazu gedacht durch die Ansprüche umfasst zu werden. Weiter können in den Ausführungsformen beschriebene technische Merkmale miteinander kombiniert werden.
• (Ausführungsform 1)
• 1 ist ein Schaltkreisdiagramm, welches ein Beispiel der Konfiguration einer bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Bezugszeichen 1 in der Fig. bezeichnet eine bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung und die bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 ist eine isolierte Konversionsvorrichtung, welche an einem motorisierten Fahrzeug wie beispielsweise einem Plug In Hybrid Elektrofahrzeug und einem Elektrofahrzeug angebracht ist, und zum Ausführen von bidirektionalen Umwandlungen zwischen einer Wechselspannung und einer Gleichspannung dient.
• Wechselstromeingangs/Ausgangsanschlüsse T1 und T2 der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 sind mit einem öffentlichen Netz 2 und einem elektrischen Verbraucher (nicht dargestellt) über ein Ladekabel verbunden, welches dazu geeignet ist von einem Einlass des motorisierten Fahrzeugs (jeweils nicht dargestellt sind) angebracht und abgenommen zu werden, und einem Rauschfilter 4. Die Gleichstromeingangs/Ausgangsanschlüsse T3 und T4 der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 sind jeweils mit einem positiven Anschluss und einem negativen Anschluss einer Batterie B1 verbunden.
• Der Rauschfilter (zugehörend einem Schaltkreis mit einem Kondensator, durch welchen ein Blindstrom fließt) 3 umfasst 2 Paare von Eingangs/Ausgangsanschlüssen, welche jeweils miteinander über eine Gleichtaktdrossel Spule 31 verbunden sind. Ein Kondensator 32 ist über eines des Paares von Eingangs/Ausgangsanschlüssen an der Seite des öffentlichen Netzes 2 verbunden, während ein Kondensator 33 über das andere des Paars von Eingangs/Ausgangsanschlüssen auf der Seite der Wechselstrom Eingangs/Ausgangsanschlüsse T1 und T2 verbunden ist. Ein Serienschaltkreis, umfassend Kondensatoren 34 und 35 zum Entfernen eines Hochfrequenzrauschens ist weiter über die Eingangs/Ausgangsanschlüsse auf der Seite der Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T1 und T2 verbunden, und ein Verbindungspunkt der Kondensatoren 34 und 35 ist mit einem Erdungspotential verbunden. Ein kapazitiver Blindwiderstand ist als eine Impedanz dominant, wenn dieser jeweils von den Eingangs/Ausgangsanschlüssen des Rauschfilters 3 betrachtet wird, obwohl eine Impedanz nicht durch den kapazitiven Blindwiderstand beschränkt ist.
• Die bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 umfasst eine Eingangs/Ausgangseinheit 4, welche eine Wechselstromleistung von und zu den Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T1 und T2 eingibt und ausgibt, einen Konverter 5, welcher Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T51 und T52 aufweist, welche mit der Eingangs/Ausgangseinheit 4 verbunden sind, und welche bidirektionale Umwandlungen zwischen einer Wechselspannung und einer Gleichspannung ausführt, einen Konverter 9, welcher Gleichstromeingangs/Ausgangsanschlüsse T61 und T62 aufweist, welche jeweils mit Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T53 und T54 des Konverters 5 verbunden sind, und welcher die Gleichspannung bidirektional umwandelt, und eine Steuereinheit 10, welche eine Spannungsumwandlung durch den Konverter 5 und den Konverter 9 steuert. Die Gleichstromeingangs/Ausgangsanschlüsse T53 und T54 des Konverters 5 und die Gleichstromeingangs/Ausgangsanschlüsse T61 und T62 des Konverters 9 sind jeweils verbunden, während diese einen Kondensator C2 zum Glätten einer Gleichspannung dazwischen gelagert aufweisen. Die Gleichspannung über den Kondensator C2 wird durch einen in die Steuereinheit 10 integrierten Spannungssensor detektiert. Die Steuereinheit 10 ist ein Digitalsignalprozessor (DSP) beispielsweise.
• Die Eingangs/Ausgangseinheit 4 umfasst Relaiskontakte 41 und 42, welche jeweils bei jeweiligen Enden mit den Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T1 und T2 verbunden sind, einen Null -Phasenstrom-Transformator (ZCT) 43 zum Detektieren eines Kriechstroms einer Wechselstromleistung, welche in und von den Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T1 und T2 eingegeben und ausgegeben werden, eine Wechselspannungsdetektionseinheit (zugehörend zu einer Spannungsdetektionseinheit) 44 zum Detektieren einer Wechselspannung, welche zu und von dem Konverter 5 eingegeben und ausgegeben wird, und eine Wechselstromdetektionseinheit 45 (zugehörend zu einer Detektionseinheit, welche eine Größe der Wechselstromleistung detektiert).
• Jeweils ein Ende der Detektionsanschlüsse des Null-Phasenstrom-Transformators 43, der Wechselspannungsdetektionseinheit 44 und der Wechselstromdetektionseinheit 45 sind mit der Steuereinheit 10 verbunden. Die Relaiskontakte 41 und 42 werden ein und ausgeschaltet durch die Steuereinheit 10. Das andere Ende des Relaiskontakts 41 ist mit dem Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T51 verbunden. Das andere Ende des Relaiskontakts 42 ist mit dem Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T52 über die Wechselstromdetektionseinheit 45 verbunden. Die Wechselstromdetektionseinheit 45 ist ein Stromtransformators (CT) beispielsweise und detektiert einen in den Relaiskontakt 42 fließenden Strom, kann allerdings einen in den Relaiskontakt 41 fließenden Strom detektieren.
• Der Konverter 9 umfasst Inverter 6 und 8, welche bidirektionale Umwandlungen zwischen einer Gleichspannung und einer Wechselspannung ausführen, und einen Abstimmungstransformator 7, welche den Inverter 6 mit dem Inverter 8 verbindet. Der Abstimmungstransformator 7 ist zwischen der Primärseite und der Sekundärseite isoliert und ist mit Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T63 und T64 des Inverters 6 auf der Primärseite verbunden, während dieser mit Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T81 und T82 des Inverters 8 auf der Sekundärseite verbunden ist. Einer der Gleichstrom Eingangs/Ausgangsanschlüsse T61 und T62 des Konverters 9 dient ebenso als die Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T61 und 62 des Inverters 6, während der andere Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T83 und T84 des Konverters 9 ebenso als die Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T83 und T84 des Inverters 8 dient.
• Die anderen Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T83 und T84 des Konverters 9 sind mit einem durch eine Induktivität L3 und einen Kondensator C3 gebildeten Serienschaltkreis zum Glätten der durch den Konverter 9 umgewandelten Gleichspannung in einer zweiten Richtung verbunden (von den Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T61 und T62 der Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T83 und T84). Die beiden Enden des Kondensators C3 sind über die Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T3 und T4 verbunden. Der zu und von den Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T83 und T84 durch den Konverter 9 eingegebene und ausgegebene Gleichstrom wird durch einen Stromsensor 11 detektiert, welcher einen mit der Steuereinheit 10 verbundenen Detektionsanschluss aufweist. Die zu und von den Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T83 und T84 durch den Konverter 9 eingegebene und ausgegebene Gleichspannung, das heißt die Spannung über den Kondensator C3, wird durch den in die Steuereinheit 10 integrierten Spannungssensor detektiert.
• Der Konverter 5 umfasst Induktivitäten L1 und L2, wobei ein Ende davon jeweils mit den Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T51 und T52 verbunden ist, und eine Vollbrückenschaltung 50 unter Verwendung von Schaltelementen wie beispielsweise einem isolierten Gate-Bipolar-Transistor (IGBT), einem Metalloxid-Halbleiterfeldeffekt-Transistor (MOSFET) oder etwas Ähnliches. In Ausführungsform 1 werden IGBTs 51,52, 53 und 54 als Schaltelemente verwendet. Über die Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T51 und T52 ist ein Kondensator C1 zum Entfernen von Rauschen aus der Wechselspannung, welche durch den Konverter 5 umgewandelt wird, verbunden.
• Das andere Ende der Induktivität L1 ist mit einem Emitter des IGBT 51 verbunden und mit einem Kollektor des IGBT 52 verbunden. Das andere Ende der Induktivität L2 ist mit einem Emitter des IGBT 53 verbunden und ist mit einem Kollektor des IGBT 54 verbunden. Die Kollektoren der IGBTs 51 und 53 sind mit dem Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T53 des Konverters 5 verbunden. Der IGBTs 52 und 54 sind mit den Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T54 des Konverters 5 verbunden. Dioden 55, 56, 57 und 58 sind jeweils antiparallel zwischen den Kollektoren und den Emittern der IGBTs 51, 52, 53 und 54 verbunden.
• Falls der Konverter 5 eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt, führt diese ein Schalten an der von den Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T51 und T52 an den einen enden der Induktivitäten L1 und L2 durch das IGBT 52 (oder 54) eingegebenen Wechselspannung aus und gibt eine bei den Induktivitäten L1 und L2 induzierte Gleichspannung an die Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T53 und T54 über die Dioden 55 und 58 (oder 57 und 56) aus. Falls der Konverter 5 eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt, invertiert dieser alternierend eine Polarität der an die Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T53 und T54 anliegenden Gleichspannung durch alternierendes Einschalten und Ausschalten der IGBTs 51 und 54 ebenso wie der IGBTs 53 und 52 und gibt eine Invertierte von den Wechselstromausgangsanschlüssen T51 und T52 aus.
• Der Inverter 6 weist eine Vollbrückenschaltung 60 auf, welche durch IGBTs 61, 62,63 und 64 gebildet ist. Der Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T61 des Inverters 6 ist mit den Kollektoren der IGBTs 61 und 63 verbunden. Der Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T62 des Inverters 6 ist mit Emittern der IGBTs 62 und 64 verbunden. Eine Emittern des IGBT61 und ein Kollektor des IGBT62 sind mit dem Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T63 des Inverters 6 verbunden. Ein Emitter des IGBT63 und ein Kollektor des IGBT64 sind mit dem Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss 64 des Inverters 6 verbunden. Dioden 65, 66,67 und 68 sind jeweils antiparallel zwischen den Kollektoren und den Emittern der IGBTs 61, 62,63 und 64 verbunden.
• Falls der Inverter 6 eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt, invertiert die Steuereinheit 10 eine Polarität der an die Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T61 und T62 anliegenden Gleichspannung durch alternierendes Einschalten und Ausschalten der IGBTs 61 und 64 ebenso wie der IGBTs 63 und 64 unter Verwendung einer Betriebseinheit (nicht dargestellt) (dies trifft auf das nachstehende zu) und gibt die invertierte von dem Wechselstromausgangsanschlüssen T63 und T64 aus. Die Wechselspannung wird an die Eingangs/Ausgangsanschlüsse T81 und T82 des Inverters 8 über den Abstimmungstransformator 7 angelegt. Falls der Inverter 6 eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt, wird die an die Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T63 und T64 anliegende Wechselspannung durch eine Vollwelle gleichgerichtet, durch eine Diodenbrücke, gebildet durch die Dioden 65, 66, 67 und 68, während die Steuereinheit 10 die IGBTs 61, 62, 63 und 64 ausschaltet, und wird von den Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T61 und T62 ausgegeben.
• Der Inverter 8 ist eine Vollbrückenschaltung 80, welche durch IGBTs 81, 82,83 und 84 gebildet ist. Der Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T81 des Inverters 8 ist mit einem Emitter des IGBT81 und einem Kollektor des IGBT82 verbunden. Der Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T82 des Inverters 8 ist mit einem Emitter des IGBT83 und einem Kollektor des IGBT84 verbunden. Die Kollektoren der IGBTs 81 und 83 sind mit dem Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T83 des Inverters 8 verbunden. Emitter der IGBTs 82 und 84 sind mit dem Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T84 des Inverters 8 verbunden. Die Dioden 85,86, 87 und 88 sind jeweils antiparallel zwischen den Kollektoren und den Emittern der IGBTs 81, 82,83 und 84 verbunden.
• Falls der Inverter 8 eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt, wird die an den Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T81 und T82 anliegende Wechselspannung Vollwellen gleichgerichtet durch eine Diodenbrücke, gebildet durch die Dioden 85, 86, 87 und 88, während die Steuereinheit 10 die IGBTs 81, 82, 83 und 84 ausschaltet, und wird von den Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T83 und T84 ausgegeben. Falls der Inverter 8 eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt, wird durch die Steuereinheit 10, welche die IGBTs 81 und 84 ebenso wie die IGBTs 83 und 82 alternierend ein und ausschaltet, die an den Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T83 und T84 anliegende Gleichspannung alternierend in Polarität invertiert und wird von den Wechselstromausgangsanschlüssen T81 und D82 ausgegeben. Die Wechselspannung wird an die Eingangs/Ausgangsanschlüsse T63 und T64 der Inverter 6 über den Abstimmungstransformator 7 angelegt.
• Die Steuereinheit 10 führt eine Ein/Aus-Steuerung bei der Konversion durch den Konverter 5 und Steuerung bei der Richtung der Konversion durch den Konverter 5 durch Ausführen einer Ein/Aus-Steuerung der IGBTs 51,52, 53 und 54 aus. Die Steuereinheit 10 führt eine Steuerung bei Errichtung der Konversion durch den Konverter 9, umfassend die Inverter 6 und 8, durch Ausführen einer Steuerung derart aus, dass ein ein/ausschalten der IGBTs 61, 62, 63 und 64 in Verbindung mit einem ein/ausschalten der IGBTs 81, 82, 83 und 84 gebracht wird. Das heißt, dass die Richtung der Konversion durch den Konverter 9 in einer ersten Richtung angenommen wird (in Richtung von dem Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T83 und T84 zu dem Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T61 und T62), die Steuereinheit 10 veranlasst den Inverter 8 zum Umwandeln einer Gleichspannung in eine Wechselspannung, während der Inverter 6 dazu veranlasst wird eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln. Alternativ, falls die Richtung der Konversion durch den Konverter 9 in einer zweiten Richtung angenommen wird, veranlasst die Steuereinheit 10 den Inverter 6 zum Umwandeln einer Gleichspannung in eine Wechselspannung, während der Inverter 8 veranlasst wird eine Wechselspannung in einer Gleichspannung umzuwandeln.
• Die Steuereinheit 10 stimmt die Richtung der Konversion durch den Konverter 5 mit der Richtung der Konversion durch den Konverter 9 durch Ausführen einer Steuerung derart weiter ab, sodass ein Einschalten/Ausschalten der IGBTs 51, 52, 53 und 54, ein Einschalten/Ausschalten der IGBTs 61, 62, 63 und 64 und ein Einschalten/Ausschalten der IGBTs 81, 82, 83 und 84 in Verbindung miteinander gebracht werden. Das heißt, falls eine Wechselspannung in eine Gleichspannung durch die bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 umgewandelt wird, veranlasst die Steuereinheit 10 den Konverter 5 eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln, und stellt die Richtung der Konversion durch den Konverter 9 auf die zweite Richtung ein. Falls eine Gleichspannung in eine Wechselspannung durch die bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 umgewandelt wird, stellt die Steuereinheit 10 die Richtung der Konversion durch den Konverter 9 auf die erste Richtung ein und veranlasst den Konverter 5 eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln.
• Falls die Batterie B1 aufgeladen oder entladen wird, entsprechend der oben beschriebenen Konfiguration, werden die Relaiskontakte 41 und 42 zuerst eingeschaltet. Hierbei, falls ein Kriechstrom durch den Null-Phasenstrom-Transformator 43 detektiert wird, während die Relaiskontakte 41 und 42 eingeschaltet werden, werden die Relaiskontakte 41 und 42 ausgeschaltet. Dann veranlasst die Steuereinheit 10 die bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 dazu als ein AC/DC-Konverter oder ein DC/AC-Inverter durch Ausführen einer Steuerung basierend auf einem über eine Kommunikationsschnittstelle (nicht dargestellt) von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) beispielsweise empfangenen Anweisungssignal zu fungieren. Hierbei wird die zwischen dem Konverter 5 und dem Konverter 9 gesendete und empfangene Gleichspannung als eine Spannung über den Kondensator C2 durch den in die Steuereinheit 10 integrierten Spannungssensor detektiert.
• Falls die Steuereinheit 10 über eine Ladeanweisung für die Batterie B1 benachrichtigt wird, veranlasst die Steuereinheit 10 den Konverter 5 eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln, durch Verwenden einer Betriebseinheit, obwohl diese nicht dargestellt ist (dasselbe gilt für die nachstehende Beschreibung), und stellt die Richtung der Konversion durch den Konverter 9 auf die zweite Richtung ein. Somit wird einem von den Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T1 und T2 eingegebene Wechselspannung in eine Gleichspannung umgewandelt und wird durch die von dem Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüssen T3 und T4 ausgegebene konvertierte Gleichspannung die Batterie B1 aufgeladen. Die Gleichspannung und der Gleichstrom, zugeführt zu der Batterie B1, werden durch den in die Steuereinheit 10 integrierten Spannungssensor und den Stromsensor 11 detektiert. Die DSP in der Steuereinheit 10 schaltet die IGBTs des Konverters 5 und des Konverters 9 derart ein und aus, dass die detektierte Gleichspannung und der Gleichstrom mit einer Zielspannung und einem Ziel Strom jeweils zusammenfallen. Details davon werden nicht beschrieben.
• Falls die Steuereinheit 10 über eine Entladeanweisung für die Batterie B1 benachrichtigt wird, stellt die Steuereinheit 10 die Richtung der Konversion durch den Konverter 9 auf die erste Richtung ein und veranlasst den Konverter 5 eine Gleichspannung in eine Wechselspannung zu konvertieren. Somit wird die von der Batterie B1 an die Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T3 und T4 eingegebene Gleichspannung in die Wechselspannung umgewandelt und die umgewandelte Wechselspannung wird an das öffentliche Netz 2 oder einen elektrischen Verbraucher (nicht dargestellt) zugeführt, welcher mit einer Leistung von dem öffentlichen Netz 2 versorgt wird, über die Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlüsse T1 und T2 und den Rauschfilter 3. Der von der Batterie B1 zugeführte Gleichstrom wird durch den Stromsensor 11 detektiert. Die DSP in der Steuereinheit 10 schaltet die IGBTs des Konverters 5 und des Konverters 9 derart ein und aus, dass der detektierte Strom mit einem Ziel Strom zusammenfällt. Details davon werden nicht beschrieben. Die Details einer Steuerung bei einer Zwischenverbindung eines Energiesystems, welches hierfür benötigt wird, werden ebenso nicht beschrieben.
• Nachstehend beschreibt das nachfolgende eine Blindleistungskompensationsvorrichtung (PFC Schaltung), welche durch die Eingangs/Ausgangseinheit 4, den Konverter 5 und die Steuereinheit 10 erzielt wird.
• 2 ist eine darstellende Ansicht, welche schematisch eine Wechselspannung und einen Wechselstrom darstellt, welche in die Blindleistungskompensationsvorrichtung eingegeben werden, und Schaltzeitpunkte durch den Konverter 5. Am oberen Ende von 2 sind jeweils eine Wechselspannung und ein Wechselstrom, welche in den Konverter 5 über die Eingangs/Ausgangseinheit 4 eingegeben werden, und ein Bewegungsdurchschnitt des Wechselstroms durch eine fette durchgezogene Linie, eine dünne durchgezogene Linie und eine gestrichelte Linie dargestellt. Am unteren Ende davon werden die Zeitpunkte, wenn die IGBT 52 oder 54 in dem Konverter 5 eingeschaltet werden, durch eine durchgezogene Linie dargestellt. In der Fig. stellt die vertikale Achse eine Spannung, einen Strom oder einen Schaltzustand dar, während die horizontale Achse die Zeit darstellt. Hierbei wird die Polarität der Wechselspannung als positiv angenommen, falls die Spannung des Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschlusses T52 höher als die des Eingangs/Ausgangsanschlusses T51 ist, während die Polarität des Wechselstroms als positiv angenommen wird, falls ein Strom von dem Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T51 zu dem Konverter 5 fließt.
• 2 stellt eine PFC in einem Dauerstrommodus als ein Beispiel dar, allerdings trifft diese Beschreibung selbst auf einen kritischen Strommodus und einen nicht kontinuierlichen Strommodus zu. In Ausführungsform 1, da die Frequenz der in den Konverter 5 eingegebenen Wechselspannung gleich 60 Hz ist und die Schaltfrequenz durch den Konverter 5 ungefähr 50 kHz ist, tritt ein Schalten 833 mal pro Zyklus der Wechselspannung auf. Eine Beschreibung wird allerdings schematisch unter der Annahme gemacht, dass Einschalten in 2 16 Mal auftritt.
• Falls die in den Konverter 5 eingegebene Wechselspannung positiv ist, das heißt, falls ein durch die linke Hälfte des Zyklus in 2 dargestellter Halbzyklus (Phase von 0 bis Π), wenn der IGBT 52 eingeschaltet wird, fließt ein Strom von dem Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T51 über die Induktivität L1, den IGBT 52, die Diode 58 und die Induktivität L2 (positiver Strom in 2). Der Strom in diesem Fall nimmt linear durch die den induktiven Widerstand der Induktivitäten L1 und L2 bei einer zunehmenden Geschwindigkeit im Wesentlichen proportional zu der positiven Wechselspannung zu. Im Gegensatz dazu, wenn der IGBT 52 ausgeschaltet wird, vermindert sich die Zeitspanne, während von dem Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T51 über die Induktivität L1, die Diode 55, die dem Kondensator C2 nachgelagerten Schaltungen in Richtung der Batterie B1 zurück zu der Diode 58 und der Induktivität L2 fließt.
• Falls die in den Konverter 5 eingegebene Wechselspannung negativ ist, das heißt für den Fall eines durch die rechte Hälfte des Zyklus in 2 dargestellten Halbzyklus ist (Phase von Π bis 2Π), wenn der IGBT 54 eingeschaltet wird, fließt ein Strom von dem Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T52 durch die Induktivität L2, den IGBT 54, die Diode 56 und die Induktivität L1 (negativer Strom in 2). Der Absolutwert des Stroms nimmt in diesem Fall linear durch den induktiven Widerstand der Induktivitäten L1 und L2 bei einer zunehmenden Geschwindigkeit im Wesentlichen proportional zu dem Absolutwert der negativen Wechselspannung zu. Im Gegensatz dazu, wenn der IGBT 54 ausgeschaltet wird, vermindert sich der Absolutwert des Stroms mit der Zeitspanne, während ein Strom von dem Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss T52 durch die Induktivität L2, die Diode 57, die den Kondensator C2 in Richtung der Batterie B1 nachgelagerten Schaltungen zurück zu der Diode 56 und der Induktivität L1 fließt.
• Bei dem Dauerstrommodus wird das Schalten durch den Konverter 5 derart gesteuert, dass der Verschiebungsdurchschnitt des durch gestrichelte Linien dargestellten Wechselstroms proportional zu der Wechselspannung ist. Im Ergebnis wird die Betriebszeit zu einem Zeitpunkt, wenn der IGBT 52 oder 54 geschaltet wird, bei einem Phasenwinkel von 0 und Π eines jeden Zyklus einer Wechselspannung maximiert, während dieser bei einem Phasenwinkel von n/2 und 3 Π/2 eines jeden Zyklus einer Wechselspannung minimiert wird. Es wird darauf hingewiesen, dass dies ein Beispiel für den Fall eines Dauerstrommodus ist. Beispielsweise wird bei dem kritischen Strommodus die Betriebszeit zu einem Zeitpunkt, wenn der IGBT 52 oder 54 geschaltet wird, konstant ausgebildet und wird der Wechselstrom durch Ändern des Schaltzyklus in Korrespondenz mit der Wechselspannung eingestellt.
• Im Allgemeinen führt die Blindleistungskompensationsvorrichtung eine Steuerung derart aus, dass der durch die Wechselstromdetektionseinheit 45 detektierte Wechselstrom in Phase mit der durch die Wechselspannungsdetektionseinheit 44 detektierten Wechselspannung geändert wird. Der hierbei detektierte Wechselstrom umfasst nicht den Strom, welcher zu den Kondensatoren 32, 33, 34 und 35 des Rauschfilters 3 zugewiesen ist. Allerdings ist der den Kondensatoren 32, 33, 34 und 35 zugewiesene Strom ein Blindstrom, welcher der durch die Wechselspannungsdetektionseinheit 44 detektierten Wechselspannung um Π/2 in einer Phase voraus läuft. Wenn die Größe des in den Konverter 5 eingegebenen Wechselstroms reduziert wird und nahe der Größe des Blindstroms ist, wird die Blindleistung des von dem öffentlichen Netz 2 über das Rauschfilter 3 zugeführten Gesamtwechselstroms reduziert.
• Somit wird in Ausführungsform 1 der durch die Wechselstromdetektionseinheit 45 detektierte Wechselstrom eingestellt, um ein Wechselstrom mit einer verzögerten Phase mit Bezug zu der durch die Wechselspannungsdetektionseinheit 44 detektierten Wechselspannung zu sein, um den zu den Kondensatoren 32, 33, 34 und 35 zugewiesenen Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase auszugleichen. Insbesondere berechnet die DSP einen Zielwert für die Phasenverzögerung in einem Zustand, wobei der Zeitpunkt zum Einschalten und Ausschalten des IGBT 52 oder 54 derart gesteuert wird, dass die Blindleistung der in den in der Blindleistungskompensationsvorrichtung umfassten Konverter 5 eingegebenen Wechselstromleistung mehr an 1 ist, und berechnet dann einen Operationsbetrag für eine Verzögerung des Zeitpunkts zum Einschalten und Ausschalten des IGBT 52 oder 54 entsprechend dem berechneten Zielwert. Nachfolgend wird ein Verfahren zum Berechnen des Zielwerts und des Operationsbetrags genau beschrieben.
• Die Wechselspannung Vac des öffentlichen Netzes 2, das heißt die durch die Wechselspannungsdetektionseinheit 44 detektierten Wechselspannung, wird durch die nachstehende Gleichung (1) dargestellt. Weiter wird der Wechselstrom iL, welche in den Konverter 5 fließt, das heißt der durch die Wechselstromdetektionseinheit 45 detektierte Wechselstrom, durch die nachstehende Gleichung (2) dargestellt.
• $$\text{Vac}=\text{Esin}\left(2\mathrm{\Pi }\text{ft}\right)$$

  

  $$\text{iL}=\mathrm{{\rm I}}\text{sen}\left(2\mathrm{\Pi }\text{ft}+\mathrm{\theta }\right)$$

  

  wobei
• E: ein Spitzenwert der Wechselspannung des öffentlichen Netzes 2
• (zugehörend zu der Größe der Wechselspannung × √2)
• I: Spitzenwert des in den Konverter 5 fließenden Stroms
• (zugehörend zu der Größe eines Wechselstroms × √2)
• f: Frequenz des öffentlichen Netzes 2 (Hz)
• T: Zeit
• θ: Phasenverzögerung
• Falls I aus Gleichung (2) von dem Spitzenwert des durch die Wechselstromdetektionseinheit 45 detektierten Wechselstroms bewertet wird, ist I ein Wert vor der Phaseneinstellung durch Schalten, welches durch den Konverter 5 ausgeführt wird, und somit kann I kein geeigneter Wert sein. Weiter, falls eine Steuerung der Blindleistungskompensationsvorrichtung ohne Verwenden der Wechselstromdetektionseinheit 45 ausgeführt wird, muss I durch andere Mittel bewertet werden. In diesem Fall werden die Gleichungen (3) und (4) erfüllt und somit kann durch Einsetzen der linken Seite von Gleichung (4) in die rechte Seite von Gleichung (3) I aus der nachstehenden Gleichung (5) erhalten berechnet werden. Somit wird I indirekt basierend auf der Größe der Ausgangsleistung des Konverters 5 berechnet. Es wird darauf hingewiesen, dass in Gleichung (5) cos θ = 1 und die Effizienz des Konverters 5 = 1 zur Vereinfachung erfüllt sein kann.
• $$\begin{array}{l}\text{Ausgangsleistung des Konverters }5=\text{Eingangsleistung des}\\ \text{Konverters 5}\times \text{Effizienz des Konverters 5}\end{array}$$

  

  $$\text{Eingangsleistung des Konverters 5}=\left(\text{E/}\surd 2\right)\left(\mathrm{{\rm I}}/\surd 2\right)\text{cos}\mathrm{\theta }$$

  

  $$\begin{array}{l}\mathrm{{\rm I}=}\text{Ausgangsleistung des Konverters 5}\times 2/(\text{Effizienz des}\\ \text{Konverters 5}\times \text{Ecus}\mathrm{\theta })\end{array}$$

  
• Der kapazitive Widerstand des Rauschfilters 3, wenn diese von dem öffentlichen Netz 2 betrachtet wird, wird als 1/2ΠfC der Einfachheit halber angenommen. C ist im Allgemeinen eine kombinierte Kapazität (F) der Kondensatoren 32, 33, 34 und 35, allerdings kann C, welches durch die von der Gleichtaktdrosselspule 31 verursachten induktiven Widerstand subtrahiert wird, bewertet werden, oder kann C genau durch eine tatsächliche Messung vor ab bewertet werden. Der zu dem Rauschfilter 3 von dem öffentlichen Netz 2 zugewiesene Blindstrom iC mit einer vorlaufenden Phase wird durch die nachstehende Gleichung (6) berechnet. Somit wird der von dem öffentlichen Netz 2 über den Rauschfilter 3 fließende Gesamtwechselstrom iac durch die nachstehende Gleichung (7) dargestellt.
• $$\text{iC}=\left(2\mathrm{\Pi }\text{fCE}\right)\text{cos}\left(2\mathrm{\pi }\text{ft}\right)$$

  

  $$\text{iac}=\text{iC}+\text{iL}$$

  

  wobei
  2ΠfCE: Spitzenwert eines Blindstroms (zugehörend zu der Größe des Blindstroms × √2)
• Durch Ersetzen der linken Seiten von Gleichung (6) und (2) in der rechten Seite von Gleichung (7) und Anwenden der Additionsgleichung für eine trigonometrische Funktion, um Gleichung (7) zu ersetzen, wird Gleichung (7) in Gleichung (8) geändert.
• $$\begin{array}{c}\text{iac}=\left(2\mathrm{\pi }\text{fCE}\right)\text{cos}\left(2\mathrm{\pi }\text{ft}\right)+\mathrm{{\rm I}}\text{sin}\left(2\mathrm{\pi }\text{ft}+\mathrm{\theta }\right)\\ =\left(\mathrm{{\rm I}}\text{cos}\mathrm{\theta }\right)\text{sin}\left(2\mathrm{\pi }\text{ft}\right)+\left(2\mathrm{\pi }\text{fCE}+\mathrm{{\rm I}}\text{sin}\mathrm{\theta }\right)\text{cos}\left(2\mathrm{\pi }\text{ft}\right)\end{array}$$

  
• Falls der Koeffizient von cos (2nft) auf der rechten Seite der Gleichung (8), das heißt, welche schließlich erhalten wird, gleich 0 ist, wird der Gesamtwechselstrom in einer Phase mit der Wechselspannung Vac des öffentlichen Netz 2, und somit wird die Blindleistung der gesamten Wechselstromleistung, umfassend den zu den Kondensatoren 32, 33, 34 und 35 in dem Rauschfilter 3 zugewiesenen Strom, korrigiert. Das heißt der Zielwert θa für die Phasenverzögerung θ wird aus der nachstehenden Gleichung (9) berechnet.
• $$\mathrm{\theta }\text{a}=-\text{arcsin}\left(2\mathrm{\pi }\text{fCE}/\mathrm{{\rm I}}\right)$$

  
• Der oben beschriebene Operationsbetrag wird durch eine beliebige von α1, α2, α3 und α4, welche jeweils durch die nachstehenden Gleichungen (10), (11), (12) und (13) dargestellt sind, sodass die Phasenverzögerung des durch die Wechselstromdetektionseinheit 45 detektierten Wechselstroms einen Wert so nah wie möglich an dem Zielwert θa für die Phasenverzögerung, dargestellt durch Gleichung (9), annimmt.
• $$\mathrm{\alpha 1=}\text{fcount}\times \left(\mathrm{\theta }\text{a}/2\mathrm{\Pi }\right)/2$$

  

  $$\mathrm{\alpha }2=\mathrm{\alpha }1\times \left(\text{Ziel}/\text{Basiswert}\right)$$

  

  $$\mathrm{\alpha }3=\mathrm{\alpha }2\times \text{Einstellung}$$

  

  $$\mathrm{\alpha 4=\alpha 1}\times \text{Einstellung}$$

  

  wobei
  fcount = 833 (die Anzahl von Schaltungen pro Zyklus einer Wechselspannung)
  Ziel: Größe einer Ausgangsleistung des Konverters 5 Basiswert: Referenzwert für Leistung
  Einstellung: Reduktionskoeffizient im Bereich von 0,2-0,5
  (hier wird 0,4 angenommen)
• Der durch Gleichung (10) berechnete Operationsbetrag α1 wird theoretisch ein optimaler Operationsbetrag zum Korrigieren der Blindleistung der oben beschriebenen gesamten Wechselstromleistung und wird bevorzugt angewendet, falls die Ausgangsleistung des Konverters 5 größer als ein Referenzwert für eine Leistung ist. Beispielsweise wird die Größe von iL um den Wert, wenn das Verhältnis der Größe von iC zu der Größe von iac größer als 20% ist, als ein Referenzwert für einen Strom betrachtet und die Ausgangsleistung zu diesem Zeitpunkt wird als der Referenzwert für eine Leistung betrachtet. In Ausführungsform 1 ist, falls die Größe der Wechselspannung des öffentlichen Netzes 2 (Effektivwert) gleich 240 V ac ist, der Referenzwert für eine Leistung gleich 800W. Der Grund, warum die rechte Seite von Gleichung (10) durch 2 geteilt wird, liegt darin, da die Einstellung des Operationsbetrags jeden Halbzyklus der Wechselspannung ausgeführt wird, wobei die Anzahl von Schaltungen während des Halbzyklus 833/2 ausgebildet wird. Falls die Ausgangsleistung des Konverters 5 größer als der Referenzwert für eine Leistung ist, wird der durch Gleichung (10) berechnete Operationsbetrag α1 ein relativ sehr kleiner Wert, und somit kann α1 = 0 möglich sein (was bedeutet, dass keine Einstellung ausgeführt wird).
• Der durch Gleichung (11) berechnete Operationsbetrag α2 wird bevorzugt angewendet, falls die Ausgangsleistung des Konverters 5 kleiner als der Referenzwert für eine Leistung ist. Dies dient zum Vermeiden einer Situation, wobei die Blindleistung mit einer vorlaufenden Phase nicht mehr durch die Wechselstromleistung, welche in den Konverter 5 fließt, ausgeglichen werden kann, falls die Größe der Ausgangsleistung des Konverters 5 nahe der Größe der durch den zu den Kondensatoren 32, 33, 34 und 35 zugewiesenen Stroms mit einer vorlaufenden Phase verursachten Blindleistung ist.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die rechte Seite von Gleichung (11), auf Ziel/Basiswert) durch (Ziel/Basiswert) × (X ist eine positive reelle Zahl) ersetzt werden kann. Die Größe der in den Konverter 5 eingegebenen aktuellen Leistung, das heißt die Multiplikation der Größe der durch die Wechselspannungsdetektionseinheit 44 detektierten Wechselspannung mit dem durch die Wechselstromdetektionseinheit 45 detektierten Wechselstrom kann als Ziel angewendet werden. In jedem Fall wird entsprechend Gleichung (11) der durch Gleichung (10) berechnete ideale Operationsbetrag α1 reduziert, wenn die Größe einer zu und von dem Konverter 5 eingegebenen und ausgegebenen Leistung abnimmt. Mit anderen Worten kann gesagt werden, dass der Operationsbetrag reduziert wird, wenn die Größe des in den Konverter 5 eingegebenen Wechselstroms reduziert wird, da die Größe der Wechselspannung des öffentlichen Netz 2 im Wesentlichen konstant ist. Somit kann (Ziel/Basiswert) in Gleichung (11) als ein Verhältnis der Größe des in den Konverter 5 eingegebenen Wechselstroms zu dem oben beschriebenen Referenzwert für einen Strom berechnet werden.
• Die Operationsbeträge a3 und a4, welche jeweils durch Gleichungen (12) und (13) berechnet werden, werden bevorzugt angewendet, falls eine Korrektur der Blindleistung der von dem öffentlichen Netz 2 über das Rauschfilter 3 zugeführten Wechselstromleistung ebenso wie eine Reduktion einer harmonischen Gesamtstörung (THD) weiter benötigt wird.
• Nachfolgend wird die oben beschriebene Operation durch die Steuereinheit 10 mittels einem Flussdiagramm beschrieben, welches dieses beschreibt. Die nachstehend dargestellte Verarbeitung wird durch die DSP ausgeführt, welche die Steuereinheit 10 bildet, wobei eine Multiplikation-und-Sammel-Operation und eine Bestimmungsverarbeitung entsprechend dem zuvor in einem Programmspeicher gespeicherten Programm wiederholt wird. Es wird drauf hingewiesen, dass Details einer Einstellungsverarbeitung einer tatsächlichen Verzögerung des Zeitpunkts zum Einschalten/Ausschalten eines jeden der IGBTs durch die Steuereinheit 10 basierend auf dem berechneten Operationsbetrag nicht beschrieben wird.
• 3 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsverfahrens durch die DSP zum Berechnen eines Operationsbetrags für eine Verzögerung eines Schaltens in der Blindleistungskompensationsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 4 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsverfahrens durch die DSP in Bezug zu einer Subroutine für eine Operationsbetragsberechnung. Die Verarbeitung in 3 wird jeden Zyklus der Wechselspannung eines öffentlichen Netzes 2 beispielsweise aktiviert.
• Wenn die Verarbeitung in 3 aktiviert wird, ruft die DSP eine Subroutine in Bezug zu der Operationsbetragsberechnung auf, um einen durch die oben beschriebene Gleichung (10) dargestellten Operationsbetrag α1 zu berechnen (S10). Wenn die DSP die Subroutine zurückgibt, detektiert die DSP die Größe der von dem Konverter 9 ausgegebenen Gleichspannung (S11), während die Größe eines von dem Konverter 9 ausgegebenen Gleichstroms durch den Stromsensor 11 detektiert wird (S12), und berechnet das Produkt der detektierten Größe der Gleichspannung und der detektierten Größe des Gleichstroms (S13: zugehörend zu einer Detektionseinheit zum Detektieren der Größe einer Gleichstromleistung). Das Produkt ist die Größe der Gleichstromleistung, und wird in Gleichung (11) „Ziel“ genannt. Hierbei wird die Größe der Ausgangsleistung des Konverters 9 als die Ausgangsleistung des Konverters 5 angenommen. Allerdings kann die Ausgangsleistung des Konverters 5 in Anbetracht der Konversionseffizienz des Konverters 9 zu nehmen. Alternativ kann die Größe der von dem Konverter 5 ausgegebenen Gleichstromleistung direkt durch den Detektionsschaltkreis detektiert werden.
• Nachfolgend bestimmt die DSP, ob die berechnete Größe der Gleichstromleistung kleiner als der Referenzwert ist oder nicht (S14). Falls diese klein ist (S14: ja), werden der Operationsbetrag α1, berechnet in der Subroutine, und die Größe der berechneten Gleichstromleistung multipliziert (S15). Weiter dividiert die DSP den multiplizierten Wert durch den Referenzwert (S16: zugehörend zu einer dritten Berechnungseinheit zum Berechnen eines reduzierten Operationsbetrags), um einen in Gleichung (11) dargestellten Operationsbetrags α2 zu berechnen, und multipliziert dann den dividierten Wert mit einem vorbestimmten Reduktionsverhältnis „Einstellung“ (S17: zugehörend zu der dritten Berechnungseinheit zum Berechnen eines bei einem vorbestimmten Verhältnis reduzierten Operationsbetrags) um einen in Gleichung (12) dargestellten Operationsbetrag α3 zu berechnen.
• Indessen, falls die berechnete Größe der Gleichstromleistung kleiner als der Referenzwert bei dem Schritt S14 ist (S14: Nein), multipliziert die DSP den in der Subroutine berechneten Operationsbetrag α1 mit einem vorbestimmten Reduktionsverhältnis „Einstellung“ (S18), um einen in Gleichung (13) dargestellten Operationsbetrag eines 4 zu berechnen. Wenn die Verarbeitung bei dem Schritt S17 oder S18 beendet wird, speichert die DSP den Operationsbetrag α3 oder a4, welches der multiplizierten Wert bei dem Schritt S17 oder S18 ist, in einem Datenspeicher (nicht dargestellt) (S19) und beendet die Verarbeitung in 3.
• Es wird drauf hingewiesen, dass der Operationsbetrag α4 zwangsweise als 0 im Schritt S18 betrachtet werden kann.
• Nun zu 4, wenn die Subroutine in Bezug zu der Operationsbetragsberechnung abgerufen wird, detektiert die DSP die Größe einer Wechselspannung (E/√2) durch die Wechselspannungsdetektionseinheit 44 (S21) und detektiert weiter die Größe eines Wechselstroms (I/√2) durch die Wechselstromdetektionseinheit 45 (S22). Dann wendet die DSP die detektierte Größe der Wechselspannung auf die rechte Seite von Gleichung (6) an, um die Größe eines Blindstroms (2ΠfCE/√2) zu berechnen, welcher dem Rauschfilter 3 zugewiesen ist (S23: zugehörend zu der erste Berechnungseinheit), und wendet die berechnete Größe des Blindstroms und die Größe eines Wechselstroms auf die rechte Seite von Gleichung (9) an, um einen Zielwert θa für eine Phasenverzögerung des Wechselstroms zu berechnen (S24: zugehörend zu der zweiten Berechnungseinheit).
• Dann wendet die DSP den berechneten Zielwert θa für die Phasenverzögerung auf die rechte Seite von Gleichung (10) an, um einen Operationsbetrag α1 für eine Verzögerung der Phase beim Schalten durch den Konverter 5 zu berechnen (S25: zugehörend zu der dritten Berechnungseinheit zum Berechnen eines Operationsbetrags), und gibt die abgerufene Routine zurück.
• Es wird drauf hingewiesen, dass die Verarbeitung in 3, ob die Größe der durch das Produkt der Größe der Gleichspannung und der Größe des Wechselstroms berechnete Wechselstromleistung, welche von dem Konverter 9 ausgegeben werden, kleiner als der Referenzwert für eine Leistung ist, bestimmt wird. Allerdings, basierend auf der obigen Beschreibung im Bezug zur Gleichung (11), ob die Größe der durch das Produkt der Größe der Wechselspannung (E/√2) und der Größe des Wechselstroms (I/√2) berechnete aktuelle Leistung, welche in der Subroutine detektiert werden, kleiner als der Referenzwert für eine Leistung ist, kann im Schritt S14 bestimmt werden. In diesem Fall werden im Schritt S15 der in der Subroutine berechnete Operationsbetrag α1 und die berechnete Größe der Gleichstromleistung multipliziert. Ähnlich, basierend auf der Beschreibung in Bezug zu obiger Gleichung (11), ob die Größe des in der Subroutine detektierten Wechselstroms (I/√2) kleiner als der Referenzwert für einen Strom ist, kann im Schritt S14 bestimmt werden. In diesem Fall wird im Schritt S15 der in der Subroutine berechnete Operationsbetrag α1 und die detektierte Größe des Gleichstroms multipliziert und im Schritt S16 wird der multiplizierte Wert durch den Referenzwert für einen Strom dividiert.
• Weiter bei dem Schritt S22 in 4 wird die Größe des Wechselstroms (I/√2) durch die Wechselstromdetektionseinheit 45 detektiert, allerdings anstelle der detektierten Größe des Wechselstroms, kann die Größe eines durch Dividieren von durch Gleichung (5) erhaltenen I erhaltenen Wechselstroms durch √2 verwendet werden. In diesem Fall wird das Produkt der Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms des Konverters 5 im Wesentlichen auf die Ausgangsleistung des Konverters 5 angewendet, das heißt, bei der rechten Seite von Gleichung (5) zu ersetzen, aber in Ausführungsform 1 wird das Produkt der Ausgangsspannung von dem Konverter 9, detektiert als Spannung des Kondensators 3, und der Ausgangsstrom des Konverters 9, detektiert durch den Stromsensor 11, angewendet.
• Nachstehend wird der EFFEKTE ERFINDUNG in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Simulationsergebnisses beschrieben. Neuer Absatzfigur 5 ist ein Diagramm, welches Variationen einer Blindleistung gegen eine Ausgangsleistung in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt, während 6 ein Diagramm ist, welches Variationen einer harmonischen Gesamtstörung gegen eine Ausgangsleistung in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die vertikalen Achsen in 5 und 6 stellen jeweils eine Blindleistung und eine harmonische Gesamtstörung (%) dar und die horizontalen Achsen stellen den beiden Figuren eine Gleichstromausgangsleistung (W) dar. In beiden Fällen in 5 und 6 ist die Größe der Eingangswechselspannung (Effektivwert) gleich 240 Vac und die Ausgangsspannung ist 300 Vdc. Weiter wird die Eigenschaft, bevor eine Abhilfe durch eine Einstellung angewendet wird, durch eine dünne durchgezogene Linie dargestellt, während die Eigenschaft nach einer Abhilfe durch eine Einstellung angewendet ist, durch eine dicke durchgezogene Linie dargestellt.
• In 5 sind die Windleistungen bei der Ausgangsleistung von 200W, 300 W, 400 W, 600 W und 800 W jeweils 0,800, 0,883, 0,927, 0,966 und 0,982, bevor eine Abhilfe angewendet ist, während diese jeweils 0,908, 0,956, 0,977, 0,988 und 0,980 ist, nachdem eine Abhilfe angewendet ist. Falls die Ausgangsleistung gleich oder geringer als der Referenzwert für eine Leistung ist, gibt es einen Effekt der Blindleistungskompensation, welcher weiter erzielt wird, wenn die Ausgangsleistung abnimmt.
• In 6 ist die harmonische Gesamtstörung bei der Ausgangsleistung von 150 W, 250 W, 400 W, 600 W und 800 W gleich 12,0 %, 6,58 %, 4,15 %, 2,79 % und 2,05 %, bevor eine Abhilfe angewendet ist, während diese jeweils 6,81 %, 3,77 %, 2,74 %, 2,28 % und 1,93 % ist, nachdem eine Abhilfe angewendet ist. Falls die Ausgangsleistung gleich oder geringer als der Referenzwert für eine Leistung ist, gibt es einen Effekt der harmonischen Gesamtstörung, welcher weiter reduziert wird, wenn die Ausgangsleistung abnimmt.
• Entsprechend Ausführungsform 1, wie oben beschrieben, wird der Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase dem Kondensator in dem Rauschfilter 3 zugeschrieben, welcher über die Eingangsseite der Wechselspannung gelegt ist. Wenn der Konverter 5 eine über den Rauschfilter 3 eingegebene Wechselspannung in eine Gleichspannung durch Schalten mittels der IGBTs 52 und 54 umwandelt, wird die Blindleistung der in den Rauschfilter 3 eingegebenen Wechselstromleistung durch den DSP der Steuereinheit 10 korrigiert. Die DSP berechnet durch die erste Berechnungseinheit die Größe eines billigen Stroms, welcher durch den Kondensator mit einer um n/2 vorlaufenden Phase von der Wechselspannung fließt, basierend auf der Größe der in den Konverter 5 eingegebenen Wechselspannung und der Kapazität des Kondensators in dem Rauschfilter 3, berechnet durch die zweite Berechnungseinheit einen Zielwert θa für eine Phasenverzögerung des Wechselstroms basierend auf der berechneten Größe des Blumenstroms und der Größe des in den Konverter 5 eingegebenen Wechselstroms oder der Größe der von dem Konverter 5 ausgegebenen Gleichstromleistung, um eine Steuerung derart auszuführen, dass der Wechselstrom ein Strom mit einer verzögerten Phase wird, welcher den oben beschriebenen Nennstrom mit einer vorlaufenden Phase ausgleicht, und berechnet durch die dritte Berechnungseinheit einen Operationsbetrag α1 für eine Verzögerung der Phase zum Einschalten und Ausschalten der IGBTs 52 und 54 des Konverters 5 basierend auf dem berechneten Zielwert θa.
• Somit wird in Abhängigkeit von der Größe der Wechselspannung und der Größe des Wechselstroms, welche in den Konverter 5 eingegeben werden, oder der Größe der Eingangswechselspannung und der Größe der Ausgangsgleichstromleistung ebenso wie der Kapazität des Kondensators der Operationsbetrag α1 für eine Verzögerung der Phase zum Einschalten und Ausschalten der IGBTs 52 und 54 durch den Konverter 5 berechnet, um den Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase auszugleichen, welcher zu dem Kondensator verschoben ist, und der Betrag einer Phasenverzögerung des in den Konverter 5 eingegebenen Wechselstroms wird gesteuert entsprechend des berechneten Operationsbetrags α1.
• Entsprechend ist es möglich die Blindleistung der Gesamtwechselstromleistung zu korrigieren, welche die Blindleistung aufgrund des Stroms umfasst, welcher zu dem Kondensator in der Schaltung zugeschoben ist, welche über die Eingangsseite der Wechselstromleistung gelegt ist.
• Weiter wird entsprechend Ausführungsform 1, wenn die Größe des in den Konverter 5 eingegebenen Wechselstroms oder die Größe der der von dem Konverter 5 ausgegebenen Gleichstromleistung klein im Vergleich zu dem Referenzwert (Basiswert) sind der Operationsbetrag α1 zur Verzögerung der Phase zum Ein- und Ausschalten auf α2 reduziert.
• Entsprechend, falls der in den Konverter 5 eingegebene Strom oder die von dem Konverter 5 ausgegebenen Leistungen relativ klein im Vergleich zu dem Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase, welche zu dem oben beschriebenen Kondensator geschoben ist, ist es möglich die Situation zu vermeiden, bei welcher der zu dem Operationsbetrag α1 gehörige Phasen verzögerte Wechselstrom ein Strom in einer entgegengesetzten Richtung einer Berechnung wird.
• Zusätzlich wird entsprechend Ausführungsform 1 der Operationsbetrag a3 (oder a4), welcher durch weiteres reduzieren des Operationsbetrags α2 (oder α1) bei einem vorbestimmten Verhältnis (Einstellung) erhalten ist, als ein Berechnungsergebnis betrachtet.
• Entsprechend ist es möglich die harmonische Gesamtstörung bei einem gewissen Nachteil in der Blindleistungskompensation zu reduzieren.
• (Ausführungsform 2)
• In Ausführungsform 1 ist der Operationsbetrag a3 oder α4 jeweils durch Gleichung (12) oder (13) berechnet und die berechnete Größe des Operationsbetrags ist nicht von Bedeutung, während in Ausführungsform 2 eine Obergrenze für die berechnete Größe des Operationsbetrags eingestellt wird. Da die Konfiguration einer bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 und eines Rauschfilters 3 in Ausführungsform 2 ähnlich zu der in Ausführungsform 1 ist, wird nachfolgend die Konfiguration nicht beschrieben und eine Operation der Steuereinheit 10 unter Verwendung eines Flussdiagramms wird beschrieben.
• 7 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsverfahrens durch eine DSP zum Berechnen eines Operationsbetrags für eine Verzögerung des Schaltens in der Blindleistungskompensationsvorrichtung entsprechend Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. Die Verarbeitung in 7 wird bei jedem Zyklus der Wechselspannung des öffentlichen Netzes 2 beispielsweise aktiviert.
• Wenn die Verarbeitung in 7 aktiviert wird, ruft die DSP eine Subroutine im Bezug zu einer Operationsbetragsberechnung ab, um einen durch die oben beschriebene Gleichung (10) dargestellten Operationsbetrag α1 zu berechnen (S31). Wenn die DSP die Subroutine zurückgibt, bestimmt die DSP, ob der durch die Subroutine berechnete Operationsbetrag α1 größer als ein vorbestimmter erster Operationsbetrag ist (S32). Falls dieser größer als der vorbestimmte erste Operationsbetrag ist (S32: ja), wird der erste Operationsbetrag als ein berechneter Operationsbetrag angenommen (S33: zugehörend zu der dritte Berechnungseinheit). Der erste Operationsbetrag ist eine Obergrenze des Operationsbetrags.
• Als der durch die Subroutine berechnete Operationsbetrag α1 größer als der vorbestimmte erste Operationsbetrag ist (S32: Nein), oder falls die Operation bei dem Schritt S33 beendet wird, speichert die DSP den bei dem Schritt S31 oder S33 gespeicherten Operationsbetrag (α1 oder dem erste Operationsbetrag hier) in einem Datenspeicher (nicht dargestellt) (S34) und die Verarbeitung in 7 wird beendet.
• In Ausführungsform 2 wird bestimmt, ob der Operationsbetrag α1 größer als der erste Operationsbetrag ist oder nicht, allerdings kann bestimmt werden, ob irgendeiner der Operationsbeträge α2, a3 und α4, welche bei den Schritten S15, S17 und S18 in 3 berechnet sind, größer als der erste Operationsbetrag ist oder nicht.
• Entsprechend oben beschriebene Ausführungsform 2 wird, falls der berechnete Operationsbetrag α1, 2, a3 oder α4 größer als der erste Operationsbetrag ist, der erste Operationsbetrag als ein Berechnungsergebnis angenommen.
• Entsprechend, selbst wenn der in den Konverter 5 eingegebene Strom oder die von dem Konverter 5 ausgegebene Leistung reduziert wird, was den Operationsbetrag erhöht, wird die Obergrenze des Operationsbetrags auf den erste Operationsbetrag beschränkt, und somit ist es möglich die Situation zu vermeiden, bei welcher der zu dem Operationsbetrag zugehörige Phasen verzögerte Wechselstrom ein Strom in einer entgegengesetzten Richtung einer Berechnung wird.
• (Ausführungsform 3)
• In Ausführungsform 1 wird der Operationsbetrag α2, α3 oder α4 berechnet, während in Ausführungsform 3 ein Operationsbetrag als ein konstanter Wert berechnet wird, falls die Größe des in die Blindleistungskompensationsvorrichtung eingegebenen Wechselstroms oder der von der Blindleistungskompensationsvorrichtung ausgegebenen Gleichstromleistung kleiner als eine vorbestimmte Größe ist. Da die Konfiguration einer bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 und eines Rauschfilters in Ausführungsform 3 ähnlich zu der in Ausführungsform 1 ist, wird die Konfiguration nachfolgend nicht beschrieben und eine Operation der Steuereinheit 10 wird unter Verwendung eines Flussdiagramms beschrieben.
• 8 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsverfahrens durch eine DSP zum Berechnen eines Operationsbetrags für eine Verzögerung des Schaltens in der Blindleistungskompensationsvorrichtung entsprechend Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. Die Verarbeitung in 8 wird bei jedem Zyklus der Wechselspannung des öffentlichen Netzes 2 beispielsweise aktiviert. Es wird darauf hingewiesen, dass im Flussdiagramm in 8 die in einer zweiten Richtung von dem Konverter 9 ausgegebene Gleichstromleistung anstelle der von der Blindleistungskompensationsvorrichtung ausgegebenen Gleichstromleistung detektiert wird.
• Da die Verarbeitung von dem Schritt S44 bis zu S43 in 8 ähnlich zu der Verarbeitung von Schritt S10 bis S13, dargestellt in 3 in Ausführungsform 1, ist, werden Details dieser Schritte nicht beschrieben.
• Teile, welche zu denen in Ausführungsform 1 gehören, werden mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht beschrieben.
• Wenn die Verarbeitung im Schritt S43 in 8 beendet wird, bestimmt die DSP, ob die berechnete Größe der Gleichstromleistung, das heißt die Größe der von dem Konverter 9 ausgegebenen Gleichstromleistung, kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist (S44), und falls diese klein ist (S44: ja), wird ein vorbestimmter zweiter Operationsbetrag als ein berechneter Operationsbetrag angenommen (S45: zugehörend zu der dritten Berechnungseinheit).
• Falls die berechnete Größe der Gleichstromleistung nicht kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist (S44: Nein), oder falls die Verarbeitung bei dem Schritt S45 beendet ist, speichert die DSP in einem Datenspeicher (nicht dargestellt) (S46) den Operationsbetrag α1 oder den zweiten Operationsbetrag, welche in der Subroutine bei dem Schritt S44 berechnet ist, und beendet die Verarbeitung in 8.
• Es wird darauf hingewiesen, dass bei der Verarbeitung in 8, die Größe der durch das Produkt der Gleichspannung und des Gleichstroms berechnete Gleichstromleistung, welche von dem Konverter 9 ausgegeben werden, kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, bestimmt wird. Dies ist nicht auf die Gleichstromleistung beschränkt. Beispielsweise, falls die Größe der von dem Konverter 9 ausgegebenen Gleichstromleistung klein wird, wenn die Wechselspannung des öffentlichen Netz 2 konstant ausgebildet wird, wird der in den Konverter 5 eingegebene Wechselstrom ebenso klein ausgebildet. Somit kann es möglich sein zu bestimmen, ob die Größe des durch die Wechselstromdetektionseinheit 45 detektierten Wechselstroms kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, bei S44.
• Entsprechend Ausführungsform 3, wie oben beschrieben, wird, wenn die Größe des in den Konverter 5 eingegebenen Wechselstroms oder die Größe der von dem Konverter 5 ausgegebenen Gleichstromleistung kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, der vorbestimmte zweite Operationsbetrag als ein Berechnungsergebnis durch die dritte Berechnungseinheit angenommen.
• Entsprechend, wenn die Größe des in den Konverter 5 eingegebenen Stroms oder die Größe der von dem Konverter 5 ausgegebenen Leistung reduziert wird, um kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert zu werden, durch den Operationsbetrag, welcher bei dem zweiten Operationsbetrag festgelegt ist, ist es möglich ein bestimmtes Ausmaß des Effekts der Blindleistungskompensation bereitzustellen und eine Situation zu vermeiden, bei welcher der zu dem Operationsbetrag gehörige Phasen verzögerte Wechselstrom ein Strom wird, welcher von der Eingangsseite des Konverters 5 auszugeben ist.
• (Ausführungsform 4)
• In Ausführungsform 1 wird eine Wechselspannung in eine Gleichspannung in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 umgewandelt, während in Ausführungsform 4 eine Gleichspannung in eine Wechselspannung in einer bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 umgewandelt wird. Die Konfiguration der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 und eines Rauschfilters 3 in Ausführungsform 4 ist ähnlich zu der in Ausführungsform 1. Teile, welche zu denen Ausführungsform 1 gehören, werden durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht beschrieben.
• Falls eine Gleichspannung in eine Wechselspannung in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 umgewandelt wird, wird die an das öffentliche Netz 2 zuzuführende Wechselspannung Vac durch die oben beschriebene Gleichung (1) dargestellt, während der Blindstrom iC mit einer vorlaufenden Phase, welcher zu dem Rauschfilter 3 zugewiesen ist, von dem Konverter 5, welcher als ein Inverter fungiert, durch die nachstehende Gleichung (6) dargestellt. Somit ist es vernünftig, dass der von dem Konverter 5 auszugebende Wechselstrom den Nennstrom mit einer vorlaufenden Phase umfasst, genug um den durch Gleichung (6) dargestellten Blindstrom iC auszugleichen. Der effektive Wert des Korrekturbetrags des Blindstroms (nachfolgend als die Größe eines Korrekturstroms bezeichnet) wird als β1 und β2 angenommen, und in Ausführungsform 4 werden β1 und β2 jeweils durch die nachstehenden Gleichungen (14) und (15) berechnet.
• Hierbei werden die nachstehenden Gleichungen (1) und Gleichung (6) erneut beschrieben.
• $$\text{Vac}=\text{Esin}\left(2\mathrm{\Pi }\text{ft}\right)$$

  

  $$\text{iC}=\left(2\mathrm{\Pi }\text{fCE}\right)\text{cos}\left(2\mathrm{\pi }\text{ft}\right)$$

  

  $$\mathrm{\beta 1=}\left(2\mathrm{\Pi }\text{fCE}/\surd 2\right)\times \text{Einstellung}/2$$

  

  $$\mathrm{\beta 2}=\mathrm{\beta 1}\times \left(\text{Ziel}/\text{Basiswert}\right)$$

  

  wobei
  Ziel: Größe einer Eingangsleistung in den Konverter 5
  Basiswert: Referenzwert für Leistung
  Einstellung: Reduktionskoeffizienten im Bereich von 0,2-0,5 (0,4 wird hierbei angenommen)
• Nachstehend wird ein Betrieb der Steuereinheit 10 unter Verwendung eines Flussdiagramms beschrieben, welche diese darstellt.
• 9 ist ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsverfahrens durch eine DSP zum Berechnen der Größe eines Korrekturstroms in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 entsprechend Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Die Verarbeitung in 9 wird bei jedem Zyklus der Wechselspannung von dem öffentlichen Netz 2 beispielsweise aktiviert.
• Wenn die Verarbeitung in 9 aktiviert wird, detektiert die DSP die Größe der Wechselspannung (E/√2) durch die Wechselspannungsdetektionseinheit 44 (S50) und wendet die detektierte Größe der Wechselspannung auf die rechte Seite von Gleichung (6) an, um die Größe eines Blindstroms (2ΠfCE/√2) zu berechnen, welche zu dem Rauschfilter 3 zugeschrieben ist (S51). Die DSP wendet dann die berechnete Größe des Wechselstroms auf Gleichung (14) an, um die Größe eines Korrekturstroms β1 zu berechnen (S52).
• Weiter detektiert die DSP die Größe der in den Konverter 9 eingegebenen Gleichspannung von den Gleichstromeingangs/Ausgangsanschlüssen T83 und T84 (S53), detektiert die Größe des in den Konverter 9 eingegebenen Gleichstroms durch den Stromsensor 11 (S54) und berechnet dann das Produkt der detektierten Größe der Gleichspannung und der detektierten Größe des Gleichstroms (S55). Der durch das Produkt erhaltene Wert ist die Größe der Gleichstromleistung, „Ziel“ in Gleichung (15) genannt. Hierbei wird die Größe der Eingangsleistung in den Konverter 9 als die Eingangsleistung bei dem Konverter 5 angenommen. Allerdings kann die Eingangsleistung des Konverters 5 in Anbetracht der Konversionseffizienz des Konverters 9 reduziert sein.
• Nachfolgend bestimmt DSP, ob die berechnete Größe der Gleichstromleistung kleiner als ein Referenzwert für eine Leistung ist (S56). Falls diese klein ist (S56: ja), werden die Größe des bei dem Schritt S52 berechneten Korrekturstroms β1 und die berechnete Größe der Gleichstromleistung multipliziert (S57). Weiter dividiert die DSP den multiplizierten Wert mit dem Referenzwert (S58), um die Größe eines durch Gleichung (15) dargestellten Korrekturstroms β2 zu berechnen.
• Falls die berechnete Größe der Gleichstromleistung nicht kleiner als der Referenzwert bei dem Schritt S56 ist (S56: Nein), oder falls die Verarbeitung bei dem Schritt S58 beendet wird, speichert die DSP die Größe des jeweils bei S52 oder S58 berechneten Korrekturstroms β1 oder β2 in einem Datenspeicher (nicht dargestellt) (S59) und die Verarbeitung in 9 wird beendet.
• Nachfolgend wird der Effekt der Erfindung in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Simulationsergebnisses beschrieben.
• 10 ist ein Diagramm, welches Variationen einer Blindleistung gegen eine Ausgangsleistung in der bidirektionalen AC/DC-Umwandlungsvorrichtung 1 entsprechend Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt, während 11 ein Diagramm ist, welches Variationen einer harmonischen Gesamtstörung gegen eine Ausgangsleistung in der bidirektionalen AC/DC-Konversionsvorrichtung entsprechend Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die vertikalen Achsen in 10 und 11 stellen jeweils eine Blindleistung und eine harmonische Gesamtstörung (%) da und die horizontalen Achsen stellen den beiden Figuren eine Wechselstrom Ausgangsleistung (W) dar. In beiden Fällen in 10 und 11 ist die Größe der Eingangsspannung gleich 300 Vdc und die Größe der Ausgangsleistung (Effektivwert) = 240 Vac. Weiter wird die Eigenschaft, bevor eine Abhilfe durch Einstellung angewendet ist, durch eine dünne durchgezogene Linie dargestellt, während die Eigenschaft, nach einer Abhilfe durch eine Einstellung angewendet ist, durch eine dicke durchgezogene Linie dargestellt wird.
• In 10 sind die Blindleistungen bei der Ausgangsleistung von 200 W, 300 W, 400 W, 600 W und 800 W jeweils 0,828, 0,917, 0,953, 0,978, und 0,989, bevor eine Abhilfe angewendet ist, während diese jeweils 0,866, 0,949, 0,977, 0,991 und 0,990 sind, nachdem eine Abhilfe angewendet ist. Falls die Ausgangsleistung gleich oder geringer als der Referenzwert für eine Leistung ist, gibt es einen Effekt der Blindleistungskompensation, welcher weiter erzielt wird, wenn die Ausgangsleistung vermindert wird.
• In 11 ist die harmonische Gesamtstörung bei der Ausgangsleistung von 250 W, 350 W, 500 W und 400 W jeweils 11,4 %, 7,57 %, 5,58 % und 3,94 %, bevor eine Abhilfe angewendet ist, während diese jeweils 15,5 %, 10,6 %, 6,50 % und 4,53 % ist, nachdem eine Abhilfe angewendet ist. Falls die Ausgangsleistung gleich oder geringer als der Referenzwert für Leistung ist, ist die harmonische Gesamtstörung deutlich reduziert.
• Entsprechend Ausführungsform 4 und der oben beschriebenen Ausführungsform 1 führt die Blindleistungskompensationsvorrichtung bidirektionale Umwandlungen zwischen einer Wechselspannung und einer Gleichspannung unter Verwendung der Vollbrückenschaltung 50 aus und der Konverter 9 führt bidirektionale Umwandlungen in eine Gleichspannung in Richtung der Batterie B1 und in eine Gleichspannung in Richtung der Leistungskompensationsvorrichtung aus.
• Entsprechend der Blindleistungskompensationsvorrichtung, welche die Blindleistung der Gesamtwechselstromleistung korrigiert, welche die Blindleistung durch den Strom umfasst, welcher zu dem Kondensator in der Schaltung zugewiesen ist, welche über die Eingangsseite der Wechselstromleistung gelegt ist, kann auf die bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung 1 angewendet werden.
• (Ausführungsform 5)
• In den Ausführungsformen 1 und 4 weist der Konverter 5 der Blindleistungskompensationsvorrichtung die Brückenschaltung 50 auf und ermöglicht bidirektionale Umwandlungen zwischen einer Wechselspannung und einer Gleichspannung, während in Ausführungsform 5 ein Konverter der Blindleistungskompensationsvorrichtung eine pulsierende Spannung in eine Gleichspannung umwandelt.
• 12 ist ein Schaltkreisdiagramm, welches ein Beispiel einer Konfiguration einer Blindleistungskompensationsvorrichtung entsprechend Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung darstellt. In der Fig. bezeichnet das Bezugszeichen 100 eine Blindleistungskompensationsvorrichtung, umfassend Wechselstromeingangsanschlüsse T1a und T2a, bei welchen eine Wechselstromleistung von dem öffentlichen Netz 2 über den Rauschfilter 3 eingegeben wird, und Gleichstromausgangsanschlüsse T3a und T4a, welche jeweils mit dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss der Batterie B1 verbunden sind.
• Die Blindleistungskompensationsvorrichtung 100 umfasst eine Eingabeeinheit 4a, welche eine Wechselstromleistung von den Wechselstromeingangs/Ausgangsanschlüssen T1a und T2a eingeben, einen Vollwellengleichrichtungsschaltkreis 46, welcher eine Diodenbrücke ist, welche eine über die Eingangseinheit 4a eingegebene Wechselspannung gleichrichtet, einen Hochsetzsteller 5a, welcher eine durch Vollwellengleichrichten der Wechselspannung durch den Vollwellengleichrichtungsschaltkreis 46 erhaltene pulsierende Spannung in eine Gleichspannung durch Schalten umwandelt, und eine Steuereinheit 10a, welche die Spannungskonversion durch den Konverter 5a steuert. Die von dem folgenden Gleichrichtungsschaltkreis 46 ausgegebene pulsierende Spannung wird durch einen Spannungssensor (zugehörend zu einer Spannungsdetektionseinheit) detektiert, welche in der Steuereinheit 10a integriert ist und durch die Steuereinheit 10a als eine Referenzspannung der pulsierenden Spannung aufgenommen wird.
• Ein Kondensator C2 zum Glätten einer Gleichspannung ist über die Ausgangsseite des Konverters 5a verbunden. Die Gleichspannung des Kondensators C2, das heißt die Ausgangsspannung von dem Konverter 5a, wird durch den in der Steuereinheit 10a integrierten Spannungssensor detektiert. Der von den Gleichstromausgangsanschlüsse T3a und T4a durch den Konverter 5a ausgegebene Gleichstrom wird durch den Stromsensor 11 detektiert, welcher einen mit der Steuereinheit 10a verbundenen Detektionsanschluss aufweist. Die Steuereinheit 10a ist beispielsweise eine DSP. Die von dem Konverter 5a ausgegebene Gleichstromleistung wird durch die DSP als das Produkt einer Gleichspannung und eines Gleichstroms berechnet, welche detektiert sind (zugehörend zu einer Detektionseinheit zum Detektieren der Größe der Gleichstromleistung), kann allerdings direkt durch einen Detektionsschaltkreis detektiert werden.
• Der Konverter 5a umfasst eine Induktivität L3, wobei ein Ende mit dem Ausgangsanschluss auf der positiven Seite des Vollwellengleichrichtungsschaltkreises 46 verbunden ist, einen n-Kanal-MOSFET (nachfolgend als ein Transistor bezeichnet) Q1 mit einem mit dem anderen Ende der Induktivität L3 verbundenen Drainanschluss und einen Widerstand R1, welcher zwischen einem Sourceanschluss des Transistors Q1 und dem Ausgangsanschluss auf der negativen Seite des Vollwellengleichrichtungsschaltkreises 46 verbunden ist. Das andere Ende der Induktivität L3 ist mit einem Anodenanschluss einer Diode D1 verbunden und ein Kathodenanschluss der Diode D1 ist mit einem Ausgangsanschluss des Konverters 5a verbunden.
• Ein Gateanschluss des Transistors Q1 ist mit der Steuereinheit 10a verbunden und empfängt ein Pulsweitenmodulation (PW) Signal von einer Betriebseinheit (nicht dargestellt). Beide Enden des Widerstands R1 sind mit der Steuereinheit 10a verbunden, um einen in die Induktivität L3 fließenden Strom zu detektieren, das heißt einen von dem folgenden Gleichrichtungsschaltkreis 46 in den Konverter 5a fließenden pulsierenden Strom.
• Der Rauschfilter 3 weist ebenso dieselbe Konfiguration wie in Ausführungsform 1 auf. Die Eingabeeinheit 4a wird durch Entfernen der Wechselspannungsdetektionseinheit 44 und der Wechselstromdetektionseinheit 45 von der Eingabe/Ausgabeeinheit 4 in Ausführungsform 1 erhalten. Andere zu denen in Ausführungsform 1 gehörige Teile werden mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht beschrieben.
• Die Steuereinheit 10a vergleicht die pulsierende Spannung, welche durch Multiplizieren mit einem Multiplikator der aufgenommenen pulsierenden Spannung und der Ausgangsspannung von dem Konverter 5a und der detektierten Spannung durch den Widerstand R1 erhalten ist, und steuert den Zeitpunkt zum Einschalten und Ausschalten der an der Gateanschluss des Transistors Q1 angelegten PWM Signale basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs. Die Drainspannung des Transistors Q1 wird durch die Diode D1 und den Kondensator C2 geglättet und wird als eine Gleichspannung von dem Gleichspannung Ausgangsanschlüssen T3a und T4a ausgegeben.
• Bei der Blindleistungskompensationsvorrichtung 100 wird der durch den Widerstand R1 detektierte pulsierende Strom gesteuert, sodass diese sich in einer Phase mit der von dem Vollwellengleichrichtungsschaltkreis 46 in den Konverter 5a eingegebenen pulsierenden Spannung verändert. Der hier detektierte pulsierende Strom umfasst den Strom nicht, welcher den Kondensatoren 32, 33, 34 und 35 des Rauschfilters 3 zugewiesen ist. Somit wird ähnlich zu Ausführungsform 1, wenn die Größe des in den Konverter 5 eingegebenen pulsierenden Stroms sich nahe zu der Größe des Blindstroms vermindert, die Blindleistung der von dem öffentlichen Netz 2 über den Rauschfilter 3 zugeführten Wechselstromleistung reduziert.
• Hier unter der Annahme, dass eine Wechselspannung und ein Wechselstrom durch die Eingabeeinheit 4a detektiert wird, werden Gleichungen identisch zu den Gleichungen (1) bis (13) in Ausführungsform 1 erfüllt. Dann werden E und I in Gleichung (9) jeweils als in den Konverter 5a eingegebene pulsierende Spannung und ein Spitzenwert des pulsierenden Stroms detektiert (das heißt, die Größe der pulsierenden Spannung und die Größe des pulsierenden Stroms × √2). In Ausführungsform 1 wird ein Operationsbetrag bei jedem Halbzyklus einer Wechselspannung eingestellt, während in Ausführungsform 5 ein Operationsbetrag bei einem Zyklus der pulsierenden Spannung, zugehörend zu dem oben beschriebenen Halbzyklus, eingestellt wird. Somit wird der Berechnungsprozess des Operationsbetrags α1, α2, α3 und α4 durch die DSP hier nicht beschrieben.
• Entsprechend Ausführungsform 5, wie oben beschrieben, wird der Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase den Kondensator in dem Rauschfilter 3 zugeschrieben, welcher über die Eingangsseite der Wechselspannung gelegt ist. Wenn der Konverter 5a eine pulsierende Spannung, welche durch ein Vollwellengleichrichten einer über den Rauschfilter 3 eingegebenen Wechselspannung erhalten ist, in eine Gleichspannung durch Schalten mittels des Transistors Q1 umwandelt, wird die Blindleistung der in den Rauschfilter 3 eingegebenen Wechselstromleistung durch die DSP der Steuereinheit 10a korrigiert. Die DSP berechnet durch die erste Berechnungseinheit eine Größe eines in den Kondensator mit einer um Π/2 vorlaufenden Phase fließenden Blindstroms von der Wechselspannung basierend auf der Größe der in den Konverter 5a eingegebenen pulsierenden Spannung und der Kapazität des Kondensators in dem Rauschfilter 3, berechnet durch die zweite Berechnungseinheit einen Zielwert θa für eine Phasenverzögerung des pulsierenden Stroms basierend auf der berechneten Größe des billigen Stroms und der Größe des Innenkonverter 5a eingegebenen pulsierenden Stroms oder der Größe der von dem Konverter 5a ausgegebenen Gleichstromleistung, um eine Steuerung derart auszuführen, dass ein pulsierende Strom ein Phasen verzögerter Strom wird, welcher den oben beschriebenen phasenvorlaufenden Blindstrom ausgleicht, und berechnet durch die dritte Berechnungseinheit einen Operationsbetrag für eine Verzögerung der Phase zum Einschalten oder Ausschalten des Transistors Q1 des Konverters 5a basierend auf dem berechneten Zielwert θa.
• Somit wird in Fähigkeit von der Größe der pulsierenden Spannung und der Größe des pulsierenden Stroms, welche in den Konverter 5a eingegeben werden, oder der Größe der pulsierenden Eingangsspannung und der Größe der Ausgangsgleichstromleistung ebenso wie der Kapazität des Kondensators der Operationsbetrag α1 für eine Verzögerung der Phase zum Einschalten und Ausschalten des Transistors Q1 des Konverters 5a berechnet, um den Blindstrom mit einer vorlaufenden Phase auszugleichen, welcher zu dem Kondensator zugewiesen ist, und der Betrag einer Phasenverzögerung des in den Konverter 5a eingegebenen pulsierenden Stroms wird entsprechend dem berechneten Operationsbetrag α1 gesteuert. Entsprechend ist es möglich die Blindleistung der Gesamtwechselstromleistung zu korrigieren, welche die Blindleistung aufgrund des Stroms umfasst, welcher zu dem Kondensator in dem Schaltkreis zugewiesen ist, welcher über die Eingangsseite der Wechselstromleistung gelegt ist.
• Bezugszeichenliste

1

bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung

100

Blindleistungskompensationsvorrichtung

T1, T2

Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss

T1a, T2a

Wechselstrom-Eingangsanschlüssen

T3, T4

Gleichstromeingangs/Ausgangsanschluss

T3a, T4a

Gleichstromausgangsanschluss

2

öffentliches Netz

3

Rauschfilter

31

Gleichtaktdrosselspule

32, 33, 34, 35

Kondensator

4

Eingangs/Ausgangseinheit

4a

Eingangseinheit

41,42

Relaiskontakt

43

Null-Phasenstrom-Transformator

44

Gleichspannungsdetektionseinheit

45

Gleichstromdetektionseinheit

46

Vollwellengleichrichterschaltkreis

47

Stromsensor

5,5a

Converter

50

Vollbrückenschaltung

51, 52, 53, 54

IGBT

55, 56, 57, 58

Diode

T51, T52

Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss

T53, T54

Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss

6

Inverter

60

Vollbrückenschaltung

61, 62, 63, 64

IGBT

65, 66, 67, 68

Diode

T61, T62

Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss

T63, T64

Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss

7

Abstimmungstransformator

8

Inverter

80

Vollbrückenschaltung

81, 82, 83, 84

IGBT

85, 86, 87, 88

Diode

T81, T82

Wechselstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss

T83, T84

Gleichstrom-Eingangs/Ausgangsanschluss

9

Konverter

10,10a

Steuereinheit

11

Stromsensor

B1

Batterie

C1, C2, C3

Kondensator

D1

Diode

L1, L2, L3

Induktivität

Q1

Transistor

R1

Widerstand

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2015218457 [0002]

Claims (8)

1. Eine Blindleistungskompensationsvorrichtung, umfassend einen Konverter, welcher, durch Schalten, eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt, wobei die Wechselspannung über einen Schaltkreis mit einem Kondensator eingegeben ist, durch welchen ein Blindstrom fließt, und eine Steuereinheit, welche eine Blindleistung einer in den Schaltkreis eingegebenen Wechselstromleistung durch Steuern eines Abschaltens durch den Konverter korrigiert, umfassend: eine Spannungsdetektionseinheit, welche eine Größe einer in den Konverter eingegebenen Wechselspannung detektiert; und eine Detektionseinheit, welche eine Größe eines in den Konverter eingegebenen Wechselstroms oder eine Größe einer von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung detektiert, wobei die Steuereinheit umfasst eine erste Berechnungseinheit, welche eine Größe eines in den Schaltkreis mit einer um Π/2 vorlaufenden Phase von der Wechselspannung fließenden Blindstroms basierend auf der durch die Spannungsdetektionseinheit detektierten Größe und einer Kapazität des Kondensators berechnet, eine zweite Berechnungseinheit, welche einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des Wechselstroms mit Bezug zu der Wechselspannung basierend auf der durch die erste Berechnungseinheit berechneten Größe und der durch die Detektionseinheit detektierten Größe berechnet, und eine dritte Berechnungseinheit, welche einen Operationsbetrag für eine Verzögerung einer Phase des Schaltens basierend auf dem durch die zweite Berechnungseinheit berechneten Zielwert berechnet.
2. Eine Blindleistungskompensationsvorrichtung, umfassend einen Konverter, welcher, durch Schalten, eine durch eine Vollwellengleichrichtung einer Wechselspannung erhaltene pulsierende Spannung in eine Gleichspannung umwandelt, wobei die Wechselspannung über einen Schaltkreis mit einem Kondensator eingegeben ist, durch welchen ein Blindstrom fließt, und eine Steuereinheit, welche eine Blindleistung einer in den Schaltkreis eingegebenen Wechselstromleistung durch Steuern eines Schaltens durch den Konverter korrigiert, umfassend: eine Spannungsdetektionseinheit, welche eine Größe einer in den Konverter eingegebenen pulsierenden Spannung detektiert; und eine Detektionseinheit, welche eine Größe eines in den Konverter eingegebenen pulsierenden Stroms oder eine Größe einer von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung detektiert, wobei die Steuereinheit umfasst: eine erste Berechnungseinheit, welche eine Größe eines in den Schaltkreis mit einer um Π/2 vorlaufenden Phase von der Wechselspannung fließenden Blindstroms basierend auf der durch die Spannungsdetektionseinheit detektierten Größe und der Kapazität des Kondensators berechnet; eine zweite Berechnungseinheit, welche einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des pulsierenden Stroms mit Bezug zu der pulsierenden Spannung basierend auf der durch die erste Berechnungseinheit berechneten Größe und der durch die Detektionseinheit detektierten Größe berechnet; und eine dritte Berechnungseinheit, welche einen Operationsbetrag für eine Verzögerung einer Phase des Schaltens basierend auf dem durch die zweite Berechnungseinheit berechneten Zielwert berechnet.
3. Blindleistungskompensationsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die dritte Berechnungseinheit einen reduzierten Operationsbetrag berechnet, wenn die durch die Detektionseinheit detektierte Größe kleiner als ein Referenzwert wird.
4. Blindleistungskompensationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die dritte Berechnungseinheit einen reduzierten Operationsbetrag bei einem vorbestimmten Verhältnis berechnet.
5. Blindleistungskompensationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die dritte Berechnungseinheit einen ersten Operationsbetrag als den berechneten Operationsbetrag annimmt, falls der berechnete Operationsbetrag größer als der erste Operationsbetrag ist.
6. Blindleistungskompensationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die dritte Berechnungseinheit einen zweiten Operationsbetrag als den berechneten Operationsbetrag annimmt, falls die durch die Detektionseinheit detektierte Größe kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
7. Eine bidirektionale AC/DC-Konversionsvorrichtung, umfassend: die Blindleistungskompensationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6; und einen DC/DC-Konverter, welcher die Gleichspannung bidirektional umwandelt, wobei die Blindleistungskompensationsvorrichtung eine Vollbrückenschaltung aufweist, welche in dem Konverter umfasst ist, und eine bidirektionale Konversion zwischen einer Wechselspannung und einer Gleichspannung ausführt.
8. Ein Computerprogramm, ausführbar durch eine Steuereinheit einer Blindleistungskompensationsvorrichtung, umfassend einen Konverter, welcher, durch Schalten, eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt, wobei die Wechselspannung über einen Schaltkreis mit einem Kondensator eingegeben ist, über welchen ein Blindstrom fließt, eine Detektionseinheit, welche eine Größe eines in den Konverter eingegebenen Wechselstroms oder eine Größe einer von dem Konverter ausgegebenen Gleichstromleistung detektiert, eine Spannungsdetektionseinheit, welche eine Größe einer in den Konverter eingegebenen Wechselspannung detektiert, und die Steuereinheit, welche eine Blindleistung einer in den Schaltkreis eingegebenen Wechselstromleistung durch Steuern eines Schaltens durch den Konverter korrigiert, die Steuereinheit dazu veranlasst, zu fungieren als: eine erste Berechnungseinheit, welche eine Größe eines in den Schaltkreis mit einer um Π/2 vorlaufenden Phase von der Wechselspannung fließenden Blindstroms basierend auf der durch die Spannungsdetektionseinheit detektierten Größe und einer Kapazität des Kondensators berechnet; eine zweite Berechnungseinheit, welche einen Zielwert für eine Phasenverzögerung des Wechselstroms mit Bezug zu der Wechselspannung basierend auf der durch die erste Berechnungseinheit berechneten Größe und der durch die Detektionseinheit detektierten Größe berechnet; und eine dritte Berechnungseinheit, welche einen Operationsbetrag für eine Verzögerung einer Phase des Schaltens basierend auf dem durch die zweite Berechnungseinheit berechneten Zielwert berechnet.

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