JP2006333611A - Paired multiphase power converter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、交流電源と負荷との間に接続され、交流電源の交流電圧を選択的に制御する複数のスイッチにより切り替えて負荷に交流電圧を供給する多相対多相電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a multi-relative multi-phase power converter that is connected between an AC power source and a load, and switches the AC voltage of the AC power source by a plurality of switches to selectively supply the AC voltage to the load. .
従来の多相対多相電力変換装置では、交流電源の電圧の位相が交流電源の位相を60度ずつに区切ったセクションのどこにあるかによって、負荷に接続して利用する交流電源の相の組み合わせを定める。負荷の相が同時に利用する交流電源の相は高々2相として、この2つの相が固定して接続される十分に短い時間では、この2つの相の間の電圧が一定の直流電圧であると仮想的に見なして、それぞれの固定された接続状態の中でこの仮想的な直流電圧をPWMインバータと同様の方法で制御して負荷に出力することにより、上記の仮想的な直流電圧をパルス幅変調して負荷へ電力を供給する。 In the conventional multi-relative multi-phase power converter, the phase combination of the AC power supply used by connecting to the load depends on where in the section where the AC power supply voltage phase is divided by 60 degrees. Determine. The phase of the AC power source used simultaneously by the load phase is at most two phases, and the voltage between the two phases is a constant DC voltage in a sufficiently short time when the two phases are fixedly connected. By virtually considering this virtual DC voltage in each fixed connection state in the same manner as the PWM inverter and outputting it to the load, the above virtual DC voltage is pulse-widthed. Modulates and supplies power to the load.
例えば、交流電源のT相の電圧vTとR相の電圧vRが正電圧であるようなセクションでは、正電圧であるT相の電圧vTとR相の電圧vRを仮想的な直流電圧の正極として、負電圧であるS相の電圧vSを仮想的な直流電圧の負極として、それぞれ利用する。交流電源電圧の6倍周波数の周期よりも十分に短い制御期間では、負極はS相の電圧vSを常に利用するが、正極は1つの制御期間の途中でT相の電圧vTとR相の電圧vRを切り替えて利用する。その制御期間でT相の電圧vTとR相の電圧vRをそれぞれ利用する時間は、その制御期間をT相の電圧vTとR相の電圧vRの比率に比例するように分配した時間となる。分配されたそれぞれの利用する時間の中でパルス幅変調のための三角搬送波を生成してパルス幅変調制御を行い、電圧指令器が与える任意の電圧を負荷に供給する(例えば、特許文献1参照)。 For example, in a section where the T-phase voltage vT and the R-phase voltage vR of the AC power supply are positive voltages, the positive T-phase voltage vT and the R-phase voltage vR are used as the positive poles of the virtual DC voltage. Then, the S-phase voltage vS, which is a negative voltage, is used as a virtual negative DC voltage negative electrode. In the control period that is sufficiently shorter than the period of 6 times the frequency of the AC power supply voltage, the negative electrode always uses the S-phase voltage vS, while the positive electrode uses the T-phase voltage vT and the R-phase voltage during one control period. Switch vR for use. The time during which the T-phase voltage vT and the R-phase voltage vR are used in the control period is the time during which the control period is distributed in proportion to the ratio of the T-phase voltage vT and the R-phase voltage vR. A triangular carrier wave for pulse width modulation is generated in each distributed time to perform pulse width modulation control, and an arbitrary voltage given by a voltage command device is supplied to a load (for example, see Patent Document 1) ).
従来の多相対多相電力変換装置は以上のように構成されているので、上記のパルス幅変調制御によるスイッチング動作とは別のスイッチング動作が発生することがあり、なお且つこのスイッチング動作は負荷の複数の相について同時に行われる場合がある。このことから、スイッチング動作によりスイッチに発生するサージ電圧が相互のスイッチに干渉して過大な電圧を発生させる、そのスイッチングに係る負荷の相で中性点電圧が変動することにより負荷機器外部への漏れ電流が発生する、一部スイッチでスイッチング動作に遅延が発生する場合に交流電源の2つの相の間が短絡して過大な電流が発生する、等の障害が発生して、その結果、多相対多相電力変換装置や負荷機器の故障および人体への感電の恐れが生じていた。また、そのスイッチング動作の発生によってスイッチング動作の回数が増加して電力損失が増大することになり、多相対多相電力変換装置の機器効率向上の障害ともなるなどの課題があった。 Since the conventional multi-relative multi-phase power converter is configured as described above, a switching operation different from the switching operation by the above-described pulse width modulation control may occur. It may be performed simultaneously for a plurality of phases. From this, the surge voltage generated in the switch by the switching operation interferes with each other switch and generates an excessive voltage, and the neutral point voltage fluctuates in the phase of the load related to the switching. When a delay occurs in the switching operation of some switches due to leakage current, a fault occurs, such as a short circuit between the two phases of the AC power supply, resulting in excessive current. The relative multi-phase power converter and load equipment were broken and there was a risk of electric shock to the human body. In addition, the occurrence of the switching operation increases the number of switching operations and increases power loss, which causes a problem of improving the device efficiency of the multi-relative multi-phase power converter.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、負荷の複数の相で同時にスイッチング動作が発生しないようにする多相対多相電力変換装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a multi-relative multi-phase power converter that prevents switching operations from occurring simultaneously in a plurality of phases of a load.
この発明に係る多相対多相電力変換装置は、交流電圧の位相がある位相区間から別の位相区間へ転換したことを検出する転換検出器を入力制御器の内部に備えたものである。 The multi-relative multi-phase power converter according to the present invention includes a conversion detector for detecting that the phase of the AC voltage has been switched from one phase section to another phase section inside the input controller.
この発明によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間の途中で負荷の相に接続する交流電源の相を切り替えるものにおいて、交流電圧の位相がある位相区間から別の位相区間へ転換したことを検出する転換検出器を備えたので、負荷の複数の相で同時にスイッチングが発生しないようにすることができる効果がある。 According to the present invention, the phase of the AC voltage is switched in the one that switches the phase of the AC power source connected to the load phase in the middle of the control period that is a basic time unit for controlling the multi-relative multi-phase power converter. Since the conversion detector that detects the conversion from the section to another phase section is provided, there is an effect that switching can be prevented from occurring simultaneously in a plurality of phases of the load.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図において、主回路3は、交流電源1と負荷2との間に接続され、交流電源1の交流電圧を選択的に制御する複数のスイッチにより切り替えて負荷2に交流電圧を供給するものである。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a multi-relative multi-phase power conversion device according to
入力制御器10は、交流電源1の交流電圧に基づいて、交流電源の相を負荷2に接続する時間の比率を定める入力制御比、および負荷2に接続する交流電源1の相を時間的に定める入力制御パルスを生成するものである。この入力制御器10において、セクション検出器11は、交流電源1の交流電圧に基づいて、交流電源1の交流電圧の位相が交流電源1の位相を60度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号を生成し、転換検出器12は、セクション検出器11によるセクション信号に基づいて、セクション信号が転換したことを示す転換信号を生成し、通電順序制御器13は、転換検出器12による転換信号に基づいて、交流電源1の相の負荷2に接続する順序を定めた通電順序信号を生成し、電圧比率演算器14は、交流電源1の交流電圧、セクション検出器11によるセクション信号、転換検出器12による転換信号、および通電順序制御器13による通電順序信号に基づいて、入力制御比を生成し、入力パルス発生器15は、セクション検出器11によるセクション信号、通電順序制御器13による通電順序信号、および電圧比率演算器14による入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成するものである。
Based on the AC voltage of the
電圧指令器20は、負荷2に供給する電圧の指令値である電圧指令値を生成するものである。出力制御器30は、電圧指令器20による電圧指令値、および入力制御器10による入力制御比に基づいて、交流電源1に接続する負荷2の相を時間的に定める出力制御パルスを生成するものである。ゲート制御器40は、入力制御器10による入力制御パルス、および出力制御器30による出力制御パルスに基づいて、主回路3の複数のスイッチの選択的な制御を時間的に定めるゲート制御パルスを生成するものである。
The
次に動作について説明する。
交流電源電圧の6倍周波数の周期よりも十分に短い、多相対多相電力変換装置を制御するための基本単位時間となる制御期間の中で、仮想的な直流電圧として利用する交流電源1の相を正極または負極で切り替えて、三角搬送波を利用したパルス幅変調制御によりその仮想的な直流電圧を変調して負荷2へ電力を供給する多相対多相電力変換装置では、その制御期間の中や制御期間の変わり目でそのパルス幅変調制御によるもの以外のスイッチング動作が発生しないような三角搬送波を生成する。
Next, the operation will be described.
The
仮想的な直流電圧の正極として利用する交流電源1の相を制御期間内で切り替えるセクションでは、制御期間の変わり目での頂点を最下点に取り、交流電源1の相を切り替える時刻に同期させた頂点を最上点に取り、制御期間内で「山」の形を示す三角搬送波を生成して、仮想的な直流電圧の負極として利用する交流電源1の相を制御期間内で切り替えるセクションでは、制御期間の変わり目での頂点を最上点に取り、交流電源1の相を切り替える時刻に同期させた頂点を最下点に取り、制御期間内で「谷」の形を示す三角搬送波を生成して、制御期間の中で上記スイッチング動作を発生させないようにする。そして、制御期間内で交流電源1の2つの相を切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極がその2つの相を利用する順序を制御期間毎に交替させることにより、制御期間の変わり目で上記スイッチング動作を発生させないようにする。
In the section where the phase of the
このような多相対多相電力変換装置では、ある制御期間で交流電源1の位相のセクションが転換し、その制御期間が終了して次の制御期間に変わるときの変わり目で、三角搬送波の形が「山」から「谷」に転換して三角搬送波の頂点が最下点から最上点に移動する動作、もしくは三角搬送波の形が「谷」から「山」に転換して、三角搬送波の頂点が最上点から最下点に瞬時に移動する動作のいずれかが発生する。これに伴って負荷2の複数の相に係る出力制御パルスが同時に転換して仮想的な直流電圧の極も同時に切り替わるので、負荷2の複数の相について同時にスイッチング動作が発生することになる。
In such a multi-relative multi-phase power converter, the phase of the
以上のことから、スイッチング動作によりスイッチに発生するサージ電圧が相互のスイッチに干渉して過大な電圧を発生させる、そのスイッチングに係る負荷2の相で中性点電圧が変動することにより負荷機器外部への漏れ電流が発生する、一部スイッチでスイッチング動作に遅延が発生する場合に交流電源1の2つの相の間が短絡して過大な電流が発生する、等の課題があった。また、そのスイッチング動作の発生によってスイッチング動作の回数が増加して電力損失が増大することになり、多相対多相電力変換装置の機器効率向上の障害ともなる。
From the above, the surge voltage generated in the switch by the switching operation interferes with each other switch and generates an excessive voltage. When there is a delay in the switching operation of some switches, a short circuit occurs between the two phases of the
以下、この課題の詳細について説明する。
図2は課題を説明するための多相対多相電力変換装置を示す構成図である。図において、交流電源1と負荷2とが主回路3によって接続され、主回路3には負荷2へ電力を供給するように選択的にスイッチングを行うスイッチ3UR,3US,3UT,3VR,3VS,3VT,3WR,3WSおよび3WTを含む。5U,5V,5Wは、それぞれ負荷2のU,V,W相の電流検出器であって、主回路3から負荷2へ流れるU相の電流iU、V相の電流iV、W相の電流iWを測定し、それぞれ電流の測定値iUs,iVs,iWsを出力する。
The details of this problem will be described below.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a multi-relative multi-phase power converter for explaining the problem. In the figure, an
電圧指令器20は、主回路3から負荷2に出力する電圧の指令値vU*,vV*,vW*を出力する。これらの電圧指令値vU*,vV*,vW*の演算には電流測定値iUs,iVs,iWs等を用いても良い。出力制御器30は、入力制御器10uから得られる入力制御比RIと電圧指令器20から得られる電圧指令値vU*,vV*,vW*に基づいて、入力制御器10uの制御期間に同期して出力制御パルスTU,TV,TWを生成して出力する。ゲート制御器40は、入力制御器10uから得られる入力制御パルスTIと出力制御器30から得られる出力制御パルスTU,TV,TWから、ゲート制御パルスTGを生成して主回路3へ出力する。なお、ゲート制御パルスTGの生成は、入力制御パルスTIと出力制御パルスTU,TV,TWの他に、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTs、または負荷2に流れる電流の測定値iUs,iVs,iWsに基づいて行っても良い。
The
次に、入力制御器10uの動作について説明する。入力制御器10uは、セクション検出器11、通電順序制御器13u、電圧比率演算器14u、および入力パルス発生器15で構成され、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTsを入力し、入力制御比RIを演算し、入力制御パルスTIを生成して、それぞれ出力する。
Next, the operation of the
セクション検出器11は、電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTsを入力し、交流電源1の位相がどのセクションにあるかを検出して、セクション信号Sctを出力する。通電順序制御器13uは、制御期間内で交流電源1の2つの相を切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極がその利用する順序を制御期間毎に交替させることを指示するように、制御期間毎に0と1が交互に現れる通電順序信号Flgを出力する。電圧比率演算器14uは、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTs、セクション信号Sctおよび通電順序信号Flgを入力し、入力制御比RIを制御期間の変わり目毎に演算して出力する。交流電源1の電圧測定値vRs,vSs,vTsより演算される3つの電圧比率vT/(vT+vR),vS/(vS+vT),vR/(vR+vS)から、セクション信号Sctに基づいて1つを選択して演算する。通電順序制御器13uが出力する、次の制御期間の通電順序信号に基づいて、演算した電圧比率をそのまま用いるか、演算した電圧比率を1から引いた値を用いるかを決定して、これを入力制御比RIとして出力する。
The
入力パルス発生器15は、セクション信号Sct、通電順序信号Flgおよび入力制御比RIを入力し、入力制御パルスTIを生成する。セクション信号Sctに基づいて、入力制御パルスTIの中から、制御期間内で常に1とするものと、制御期間内で常に0とするものと、制御期間内で切り替えを行うものとをそれぞれ定めて、通電順序信号Flgに基づいて、制御期間内に切り替えを行うものの中から1から0へ切り替えるものと、0から1へ切り替えるものをそれぞれ定めて、入力制御比RIに基づいて、その切り替えを制御期間の開始時刻より、入力制御比RIと制御期間Tcの積だけ経過した時刻において行うようにする。1つの制御期間での入力制御パルスTIについては、その制御期間を開始する時点で制御期間Tc時間分の波形を一括して定めるものとして、その制御期間内でセクション信号Sctの転換や入力制御比RIの変動があっても、その制御期間の入力制御パルスが変化することはないものとする。このことから、その制御期間内でセクション信号Sctが転換したときは、その次の制御期間より転換後のセクションに従って入力制御パルスTIを生成することとする。
The
図3は課題を説明するためのセクション検出器の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と、セクション検出器11が出力するセクション信号Sctとの対応を示すものである。交流電源1の電圧vR,vS,vTのそれぞれが正電圧であるか負電圧であるかの組み合わせが、交流電源1の位相の60度毎に変わることから、セクション検出器11はその正負の組み合わせに従ってセクション信号Sctを決定して出力するように動作する。
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the section detector for explaining the problem, and shows the correspondence between the fluctuations in the voltages vR, vS, vT of the
表1は、セクション信号Sctに対応する、仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源1の相、制御期間内で交流電源1の2つの相の切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極、その極でその2つの相を利用する順序と通電順序信号Flgとの対応をそれぞれ示したものである。表1の対応関係は、それぞれのセクションにおいて、仮想的な直流電圧として利用できる交流電源1の相の6つの組み合わせのうち、仮想的な直流電圧として現れる電圧が正値で最大のものと、正値で2番目に大きいものの2通りの電圧を利用することを意味する。一例として、セクション信号Sctが1であるときは、仮想的な直流電圧の正極は交流電源1のT相とR相の2つの相を1つの制御期間内で切り替えて利用して、負極は交流電源1のS相を1つの制御期間内で常に利用する。切り替えを行う正極で交流電源1の相を利用する順序は、通電順序信号Flgが1である制御期間では先にT相を利用して、その後R相を利用して、通電順序信号Flgが0である制御期間では先にR相を利用してその後T相を利用する。
Table 1 shows the phase of the
入力パルス発生器15は、図3および表1の対応関係に従って、セクション信号Sct、通電順序信号Flgおよび入力制御比RIに基づいて、入力制御パルスTIを生成する。
The
図4は課題を説明するための通電順序制御器の動作を示すフローチャートである。入力制御器10u、出力制御器30およびゲート制御器40で前の制御期間のパルス生成動作が終了する(ステップST10)と、通電順序制御器13uは、通電順序制御動作B10uとして通電順序信号Flgを反転して(ステップST12)、次の制御期間の通電順序信号とする。これにより通電順序制御動作B10uは終了して、次に示す電圧比率選択動作B20の終了を待機する(ステップST14)。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the energization order controller for explaining the problem. When the pulse generation operation of the previous control period is completed in the
図5は課題を説明するための電圧比率演算器の動作を示すフローチャートである。その演算器の動作は、3つの電圧比率演算式の中から1つを選択して演算する電圧比率選択動作B20と、演算した電圧比率から入力制御比RIを演算して出力する電圧比率出力動作B30uの2段階で構成される。 FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the voltage ratio calculator for explaining the problem. The operation of the calculator is as follows: a voltage ratio selection operation B20 for selecting and calculating one of three voltage ratio calculation expressions, and a voltage ratio output operation for calculating and outputting the input control ratio RI from the calculated voltage ratio. It consists of two stages of B30u.
入力制御器10u、出力制御器30およびゲート制御器40で前の制御期間のパルス生成動作が終了する(ステップST10)と、電圧比率演算器14uは、電圧比率選択動作B20を開始する。セクション信号Sctが1または4である(ステップST21)ときは、電圧比率vT/(vT+vR)を演算して(ステップST23)、セクション信号Sctが2または5である(ステップST22)ときは、電圧比率vS/(vS+vT)を演算して(ステップST24)、いずれにも当てはまらない場合は、電圧比率vR/(vR+vS)を演算する(ステップST25)。このように電圧比率を演算したことによって、電圧比率選択動作B20は終了する。
When the pulse generation operation of the previous control period is completed in the
電圧比率選択動作B20が終了した時点で通電順序制御動作B10uが終了していればすぐに、通電順序制御動作B10uが終了していなければその終了を待って(ステップSt26u)、電圧比率出力動作B30uを開始する。次の制御期間の通電順序信号が1であれば(ステップST32)、電圧比率選択動作B20で演算した電圧比率を入力制御比RIとして出力して(ステップST34)、その通電順序信号が0であれば、その電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして出力する(ステップST35)。このように入力制御比RIを定めたことによって、電圧比率出力動作B30uは終了する。 As soon as the energization sequence control operation B10u is completed when the voltage ratio selection operation B20 is completed, if the energization sequence control operation B10u is not completed, it waits for the completion (step St26u), and then the voltage ratio output operation B30u. To start. If the energization order signal in the next control period is 1 (step ST32), the voltage ratio calculated in the voltage ratio selection operation B20 is output as the input control ratio RI (step ST34), and the energization order signal is 0. For example, a value obtained by subtracting the voltage ratio from 1 is output as the input control ratio RI (step ST35). Thus, by setting the input control ratio RI, the voltage ratio output operation B30u ends.
電圧比率出力動作B30uが終了すると、入力制御比RIは入力パルス発生器15および出力制御器30に出力され、次の制御期間の入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWがそれぞれ生成される。
When the voltage ratio output operation B30u is completed, the input control ratio RI is output to the
図6は課題を説明するための多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10uの動作により、その入力制御器10u、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、通電順序信号Flg、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の一例である。図2に示されていないスイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTは、それぞれスイッチ3UR,3US,3UTに対応して、そのスイッチのオン・オフを制御する。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power converter for explaining the problem. The input controller is controlled by the fluctuation of the voltages vR, vS, vT of the
入力制御パルスTIは、交流電源1の相の2倍の数のポートを持つ制御パルス群である。1つの制御パルスは、交流電源1のそれぞれの相を仮想的な直流電圧のそれぞれの極について利用するか否かを1と0で示す信号であり、R相を仮想的な直流電圧の正極として利用するか否かを示す制御パルスTRP、負極として利用するか否かを示すTRN、それぞれに対応するTSP,TSN、T相の制御パルスTTP,TTNを含む。仮想的な直流電圧の正極に係る制御パルスはTRP,TSP,TTP、負極に係る制御パルスはTRN,TSN,TTNである。
The input control pulse TI is a control pulse group having twice as many ports as the phase of the
仮想的な直流電圧の2つの極の中で、制御期間内で交流電源1の全ての相を切り替えず固定して利用する方の極では、その制御期間でその極に係る全ての入力制御パルスが固定されるように、その制御期間でその極が利用する交流電源1の1つの相に係る入力制御パルスは常に1、それ以外のその制御期間でその極が利用しない交流電源1の全ての相に係る入力制御パルスは常に0とする。
Of the two poles of the virtual DC voltage, in the pole that is used without switching all phases of the
制御期間内で交流電源1の2つの相を切り替えて利用する極では、その制御期間でその極が利用する交流電源1の2つ以上の相に係る入力制御パルスは、その制御期間内で1から0または0から1に切り替えて、それ以外のその制御期間でその極が利用しない交流電源1の全ての相に係る入力制御パルスは、常に0とする。その切り替え動作は、交流電源1の2つ以上の相を1つの極で同時に利用することがないように、1つの入力制御パルスは、1から0へ、他の1つの入力制御パルスは、0から1へ、時刻を同期して切り替えを行う。その切り替えの時刻は、その制御期間の開始より入力制御比RIと制御期間Tcとの積だけ経過した時刻とする。
In the pole that switches between two phases of the
入力パルス発生器15に入力する通電順序信号Flgが制御期間毎に0と1を交互に示していることから、制御期間内で切り替えを行う入力制御パルスについては、ある制御期間で1から0に切り替えたとき、その制御期間の次の制御期間では0から1に切り替えて、さらにその次の制御期間では再び1から0に切り替えることになる。従って、制御期間の変わり目の直前と直後でのその入力制御パルスは同一の値を取ることになり、その変わり目ではその入力制御パルスの切り替えは発生しないことになる。
Since the energization order signal Flg input to the
出力制御パルスTU,TV,TWは、負荷2のそれぞれの相について仮想的な直流電圧の正極に接続するときは1、負極に接続するときは0とする論理信号である。出力制御器30でのパルス幅変調制御では、仮想的な直流電圧の正極または負極のいずれかが2つの相を切り替える時刻に頂点を同期させた三角搬送波を用いている。負荷1のU,V,W相のそれぞれについて、電圧指令値vU*,vV*,vW*の瞬時値と三角搬送波の瞬時値と比較して、その電圧指令値が大きいときには1、三角搬送波が大きいときには0を出力する。制御期間の変わり目および上記切り替え時刻では三角搬送波が最上点もしくは最下点となっていることから、その変わり目およびその切り替え時刻では出力制御パルスTU,TV,TWの切り替えは発生しないことになる。
The output control pulses TU, TV, and TW are logic signals that are set to 1 when connected to the positive pole of the virtual DC voltage for each phase of the
U相に係るスイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTは、対応するスイッチ3UR,3US,3UTをオンとするときは1、オフとするときは0とする論理信号で、それぞれの瞬時値を次の論理式により演算する。 The switch control pulses TUR, TUS, and TUT related to the U phase are logic signals that are set to 1 when the corresponding switches 3UR, 3US, and 3UT are turned on, and set to 0 when the corresponding switches 3UR, 3US, and 3UT are turned off. Operate with an expression.
この一例では、vTとvRが正電圧であり、vSが負電圧であるため、セクション信号Sctは1となる。通電順序信号Flgは、図4に示したフローチャートの通電順序制御動作B10uに従って、制御期間毎に0と1を交互に出力する。入力制御比RIは、図5に示したフローチャートの電圧比率選択動作B20に従って、セクション信号Sctが1であることから電圧比率vT/(vT+vR)を演算して、図5に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30uに従って、通電順序信号Flgに0と1が交互に現れることに伴い、入力制御比RIとして演算した電圧比率そのままの値と、その電圧比率を1から引いた値とを交互に出力する。 In this example, since vT and vR are positive voltages and vS is a negative voltage, the section signal Sct is 1. The energization order signal Flg alternately outputs 0 and 1 for each control period in accordance with the energization order control operation B10u in the flowchart shown in FIG. The input control ratio RI is calculated by calculating the voltage ratio vT / (vT + vR) because the section signal Sct is 1 in accordance with the voltage ratio selection operation B20 of the flowchart shown in FIG. 5, and the voltage ratio of the flowchart shown in FIG. According to the output operation B30u, as 0 and 1 appear alternately in the energization order signal Flg, the value of the voltage ratio calculated as the input control ratio RI and the value obtained by subtracting the voltage ratio from 1 are alternately output. .
入力制御パルスTIは、仮想的な直流電圧の負極が交流電源1のS相を常に利用して、正極が交流電源1のT相とR相を切り替えて利用することから、負極に係る3つの入力制御パルスでは、S相に係る入力制御パルスTSNが1、その他の2つの入力制御パルスTRN,TTNが0となり、正極に係る3つの入力制御パルスでは、T相に係る入力制御パルスTTPとR相に係る入力制御パルスTRPが制御期間内の同じ時刻に切り替えられ、正極で利用しないS相に係る入力制御パルスTSPは0となる。
Since the negative pole of the virtual DC voltage always uses the S phase of the
出力制御器30でのパルス幅変調制御で用いる三角搬送波は、セクション信号Sctが1であり、制御期間内で交流電源1の2つの相を切り替えて利用する極は正極であることから制御期間内で「山」の形を示す三角搬送波としている。このとき、負荷2のU相に係る出力制御パルスTUは、制御期間の変わり目では1、正極で交流電源1の2つの相を切り替える時刻では0となる。これは負荷1の他の相であるV相およびW相に係る出力制御パルスTV,TWも同様の動作となる。
The triangular carrier wave used for pulse width modulation control in the
この結果、制御期間の変わり目では、入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWの切り替えが全く行われないので、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。正極で交流電源1の2つの相を切り替える時刻では、正極に係る3つの入力制御パルスの中でT相に係る入力制御パルスTTPとR相に係る入力制御パルスTRPを切り替えるが、この時刻で出力制御パルスTU,TV,TWはいずれも0となることから、この時刻でも9つのスイッチ制御パルスの切り替えは行われないことになる。
以上の動作は、セクション信号Sctが1以外である制御期間であっても同様に推移する。
As a result, since the input control pulse TI and the output control pulses TU, TV, and TW are not switched at the change of the control period, switching by the nine switch control pulses is not performed at all. At the time when the two phases of the
The above operation similarly changes even in the control period in which the section signal Sct is other than 1.
図7は課題を説明するための多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10uの動作により、その入力制御器10u、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、通電順序信号Flg、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の他の一例である。この一例では、交流電源1の電圧について、vRが正電圧であり、vSが負電圧であり、vTは第1の制御期間Tc1u´で正電圧から負電圧へと転じており、それと同時にセクション信号Sctは1から2へ転換している。
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power converter for explaining the problem. The input controller is controlled by the fluctuations in the voltages vR, vS, vT of the
第1の制御期間Tc1u´と第2の制御期間Tc2u´での動作について説明する。通電順序信号Flgは、図4に示したフローチャートの通電順序制御動作B10uに従って、第1の制御期間Tc1u´では1であるから第2の制御期間Tc2u´では反転して0となる。入力制御比RIは、図5に示したフローチャートの電圧比率選択動作B20に従って、第1の制御期間Tc1u´ではvT/(vT+vR)、第2の制御期間Tc2u´ではvS/(vS+vT)をそれぞれ演算して、図5に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30uに従って、第1の制御期間Tc1u´では通電順序信号Flgが1であることからvT/(vT+vR)をそのまま、第2の制御期間Tc2u´では通電順序信号Flgが0であることからvS/(vS+vT)を1から引いた値をそれぞれ入力制御比RIとして出力する。 An operation in the first control period Tc1u ′ and the second control period Tc2u ′ will be described. The energization order signal Flg is 1 in the first control period Tc1u ′ and is inverted to 0 in the second control period Tc2u ′ according to the energization order control operation B10u of the flowchart shown in FIG. The input control ratio RI is calculated as vT / (vT + vR) in the first control period Tc1u ′ and vS / (vS + vT) in the second control period Tc2u ′ according to the voltage ratio selection operation B20 of the flowchart shown in FIG. Then, according to the voltage ratio output operation B30u of the flowchart shown in FIG. 5, the energization order signal Flg is 1 in the first control period Tc1u ′, so that vT / (vT + vR) remains as it is and the second control period Tc2u ′. Then, since the energization order signal Flg is 0, a value obtained by subtracting vS / (vS + vT) from 1 is output as the input control ratio RI.
入力制御パルスTIについては、第1の制御期間Tc1u´ではセクション信号Sctが1であることから、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせが、図6に示した動作例と同一となるように、第2の制御期間Tc2u´ではセクション信号Sctが2であることか、仮想的な直流電圧の正極が交流電源1のR相を常に利用して、負極が交流電源1のS相とT相を切り替えて利用するように、それぞれ生成される。第1の制御期間Tc1u´は通電順序信号Flgが1であることから、表1に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はR相、負極が利用する交流電源1の相はS相となる。第2の制御期間Tc2u´は通電順序信号Flgが0であることから、表1に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はR相、負極が利用する交流電源1の相はT相となる。従って、第1の制御期間Tc1u´から第2の制御期間Tc2u´への変わり目では、正極が利用する交流電源1の相はR相に固定されるが、負極が利用する交流電源1の相はT相からS相へ切り替わることになる。
For the input control pulse TI, since the section signal Sct is 1 in the first control period Tc1u ′, the combination of phases of the
出力制御パルスTU,TV,TWの生成に用いる三角搬送波は、セクション信号Sctが1のときは図6に示した動作例と同じく「山」の形を、セクション信号Sctが2のときは制御期間内で交流電源1の2つの相を切り替えて利用する極が負極となることから「谷」の形のそれぞれ示す。従って、第1の制御期間Tc1u´から第2の制御期間Tc2u´への変わり目では、三角搬送波の頂点が最下点から最上点に移動する動作が発生することになり、全ての出力制御パルスTU,TV,TWはその変わり目で1から0へ切り替わる。この結果、負荷2の全ての相が接続する交流電源1の相は、第1の制御期間Tc1u´の終了時は仮想的な直流電圧の正極であるR相、第2の制御期間Tc2u´の開始時は仮想的な直流電圧の負極であるT相となり、9つのスイッチ制御パルスの中の交流電源1のR相とT相に係る6つのスイッチ制御パルスTUR,TUT,TVR,TVT,TWR,TWTで同時に切り替え動作が発生する。
以上の動作は、セクション信号Sctが1から2へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
The triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, and TW has a “mountain” shape when the section signal Sct is 1, and the control period when the section signal Sct is 2, as in the operation example shown in FIG. Since the pole used by switching between the two phases of the
The above operation changes in the same manner even when the section is switched except when the section signal Sct is switched from 1 to 2.
図8は課題を説明するための多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10uの動作により、その入力制御器10u、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、通電順序信号Flg、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の他の一例である。この一例では、交流電源1の電圧およびそれに伴うセクション信号Sctの動作は図7に示した動作例と同一であるが、第1の制御期間Tc1u″から第4の制御期間Tc4u″にかけて通電順序信号Flgの動作が逆転している。
FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power converter for explaining the problem. The input controller is controlled by the variation of the voltages vR, vS, vT of the
第1の制御期間Tc1u″と第2の制御期間Tc2u″での動作について説明する。通電順序信号Flgは、図4に示したフローチャートの通電順序制御動作B10uに従って、第1の制御期間Tc1u″では0であるから第2の制御期間Tc2u″では反転して1となる。入力制御比RIは、図5に示したフローチャートの電圧比率選択動作B20に従って、第1の制御期間Tc1u″ではvT/(vT+vR)、第2の制御期間Tc2u″ではvS/(vS+vT)をそれぞれ演算して、図5に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30uに従って、第1の制御期間Tc1u″では通電順序信号Flgが1であることからvT/(vT+vR)を1から引いた値を、第2の制御期間Tc2u″では通電順序信号Flgが0であることからvS/(vS+vT)をそのまま、それぞれ入力制御比RIとして出力する。 The operation in the first control period Tc1u ″ and the second control period Tc2u ″ will be described. The energization order signal Flg is 0 in the first control period Tc1u ″ and is inverted to 1 in the second control period Tc2u ″ in accordance with the energization order control operation B10u in the flowchart shown in FIG. The input control ratio RI is calculated as vT / (vT + vR) in the first control period Tc1u ″ and vS / (vS + vT) in the second control period Tc2u ″ according to the voltage ratio selection operation B20 of the flowchart shown in FIG. Then, in accordance with the voltage ratio output operation B30u of the flowchart shown in FIG. 5, since the energization order signal Flg is 1 in the first control period Tc1u ″, the value obtained by subtracting vT / (vT + vR) from 1 In the control period Tc2u ″, since the energization order signal Flg is 0, vS / (vS + vT) is output as it is as the input control ratio RI.
入力制御パルスTIについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせが図7に示した動作例と同一となるように生成される。第1の制御期間Tc1u″は通電順序信号Flgが0であることから、表1に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はT相、負極が利用する交流電源1の相はS相となる。第2の制御期間Tc2u″は通電順序信号Flgが1であることから、表1に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はR相、負極が利用する交流電源1の相はS相となる。従って、第1の制御期間Tc1u″から第2の制御期間Tc2u″への変わり目では、正極が利用する交流電源1の相はT相からR相へ切り替わり、負極が利用する交流電源1の相はS相に固定されることになる。
The input control pulse TI is generated such that the combination of phases of the
出力制御パルスTU,TV,TWの生成に用いる三角搬送波が示す形は図7に示した動作例と同様であり、第1の制御期間Tc1u″から第2の制御期間Tc2u″への変わり目で三角搬送波の頂点が最下点から最上点に移動する動作が発生することから、全ての出力制御パルスTU,TV,TWはその変わり目で1から0へ切り替わる。この結果、負荷2の全ての相が接続する交流電源1の相は、第1の制御期間Tc1u″の終了時は仮想的な直流電圧の正極であるT相、第2の制御期間Tc2u″の開始時は仮想的な直流電圧の負極であるS相となり、9つのスイッチ制御パルスの中の交流電源1のT相とS相に係る6つのスイッチ制御パルスTUR,TUT,TVR,TVT,TWR,TWTで同時に切り替え動作が発生する。
以上の動作は、セクション信号Sctが1から2へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
The shape indicated by the triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, and TW is the same as that of the operation example shown in FIG. 7, and the triangle is formed at the transition from the first control period Tc1u ″ to the second control period Tc2u ″. Since the operation of moving the vertex of the carrier wave from the lowest point to the highest point occurs, all the output control pulses TU, TV, TW are switched from 1 to 0 at the transition. As a result, the phase of the
The above operation changes in the same manner even when the section is switched except when the section signal Sct is switched from 1 to 2.
以上のように、多相対多相電力変換装置では、セクション信号Sctが転換する全ての機会で負荷の複数の相に係るスイッチが同時にスイッチング動作を発生するという課題が生じていた。 As described above, in the multi-relative multi-phase power converter, there has been a problem that the switches related to a plurality of phases of the load simultaneously generate a switching operation at every opportunity when the section signal Sct is switched.
以下、実施の形態1の動作について説明する。
図1において、図2と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
入力制御器10の動作について説明する。入力制御器10は、セクション検出器11、転換検出器12、通電順序制御器13、電圧比率演算器14および入力パルス発生器15で構成され、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTsを入力し、入力制御比RIを演算し入力制御パルスTIを生成して、それぞれ出力する。
Hereinafter, the operation of the first embodiment will be described.
In FIG. 1, the same or corresponding parts as those in FIG.
The operation of the
転換検出器12は、セクション信号Sctを入力して、これが転換したときに転換信号TScを1として出力する。
通電順序制御器13は、制御期間内で交流電源1の2つの相を切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極が、その利用する順序を制御期間毎に交替させることを指示するように、制御期間毎に0と1が交互に現れる通電順序信号Flgを出力する。但し、その通電順序制御器13に入力される転換信号TScが1であるときは、前の制御期間の通電順序信号に係らず、次の制御期間の通電順序信号を0として出力する。
The
The
電圧比率演算器14は、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTs、セクション信号Sct、転換信号TScおよび通電順序信号Flgを入力し、入力制御比RIを制御期間の変わり目毎に演算して出力する。交流電源1の電圧測定値vRs,vSs,vTsより演算される3つの電圧比率vT/(vT+vR),vS/(vS+vT),vR/(vR+vS)から、セクション信号Sctに基づいて1つを選択して演算する。通電順序制御器13が出力する、次の制御期間の通電順序信号に基づいて、演算した電圧比率をそのまま用いるか、演算した電圧比率を1から引いた値を用いるかを決定して、これを入力制御比RIとして出力する。但し、転換信号TScが1であるときは前の制御期間の通電順序信号を参照して、入力制御比RIを0とするか、演算した電圧比率を1から引いた値を用いるかを決定して出力して、転換信号TScを0とする。
The
図9はこの発明の実施の形態1による通電順序制御器の動作を示すフローチャートであり、図において、図4と同一の部分については同一の符号を付す。入力制御器10、出力制御器30およびゲート制御器40で前の制御期間のパルス生成動作が終了する(ステップST10)と、通電順序制御器13は、通電順序制御動作B10を開始する。転換信号TScが0であれば(ステップST11)、前の制御期間の通電順序信号を反転して(ステップST12)、次の制御期間の通電順序信号として、転換信号TScが0であれば、前の制御期間の通電順序信号に係らず次の制御期間の通電順序信号を0とする(ステップST13)。これにより通電順序制御動作B10は終了して、次に示す電圧比率選択動作B20の終了を待機する(ステップST14)。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the energization sequence controller according to
図10はこの発明の実施の形態1による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートであり、図において、図5と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し、電圧比率選択動作B20およびステップST27の動作については説明を省略する。その演算器の動作は、3つの電圧比率演算式の中から1つを選択して演算する電圧比率選択動作B20と、演算した電圧比率からRIを演算して出力する電圧比率出力動作B30の2段階で構成される。 FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the voltage ratio calculator according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 10, the same or equivalent parts as in FIG. A description of the operation of ST27 is omitted. The operation of the calculator is performed by selecting a voltage ratio selection operation B20 for selecting and calculating one of three voltage ratio calculation expressions, and a voltage ratio output operation B30 for calculating and outputting RI from the calculated voltage ratio. Consists of stages.
電圧比率出力動作B30について説明する。転換信号TScが0であれば(ステップST31)、次の制御期間の通電順序信号を参照して、図5に示した電圧比率出力動作B30uと同一の動作となる。転換信号TScが1であれば前の制御期間の通電順序信号を参照して、その通電順序信号が1であれば(ステップST33)、入力制御比RIを0として出力して(ステップST36)、その通電順序信号が0であれば電圧比率選択動作B20で演算した電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして出力して(ステップST37)、転換検出器12が出力していた転換信号TScを1から0とする(ステップST38)。このように入力制御比RIを定めたことによって、電圧比率出力動作B30は終了する。
電圧比率出力動作B30が終了すると、入力制御比RIは入力パルス発生器15および出力制御器30に出力され、次の制御期間の入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWがそれぞれ生成される。
The voltage ratio output operation B30 will be described. If the conversion signal TSc is 0 (step ST31), the operation is the same as the voltage ratio output operation B30u shown in FIG. 5 with reference to the energization order signal in the next control period. If the conversion signal TSc is 1, the energization sequence signal of the previous control period is referred to. If the energization sequence signal is 1 (step ST33), the input control ratio RI is output as 0 (step ST36). If the energization sequence signal is 0, a value obtained by subtracting the voltage ratio calculated in the voltage ratio selection operation B20 from 1 is output as the input control ratio RI (step ST37), and the conversion signal output from the
When the voltage ratio output operation B30 ends, the input control ratio RI is output to the
次に、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10の動作により、その入力制御器10、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、転換信号TSc、通電順序信号Flg、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作について説明する。
Next, the calculation result of the input control ratio RI output by the
セクション信号Sctが1であり転換しないときの動作は、図6に示した動作例と同一であり、制御期間の変わり目では9つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われず、セクション信号Sctが1以外である制御期間であっても同様に推移するため、説明は省略する。 The operation when the section signal Sct is 1 and not converted is the same as the operation example shown in FIG. 6, the switching operation of the nine switch control pulses is not performed at the change of the control period, and the section signal Sct is other than 1. Since it changes similarly even if it is a certain control period, description is abbreviate | omitted.
図11はこの発明の実施の形態1による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10の動作により、その入力制御器10、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、転換信号TSc、通電順序信号Flg、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の他の一例である。この一例では、交流電源1の電圧およびそれに伴うセクション信号Sctの動作は図7に示した動作例と同一であるが、セクション信号Sctの転換に伴って転換信号TScが1となり、通電順序信号Flgの動作は図9に示したフローチャートの通電順序制御動作B10に従うものとなっている。
FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power conversion device according to
第1の制御期間Tc1´での動作は、図7に示した動作例の第1の制御期間Tc1u´と同一である。第2の制御期間Tc2´での動作について説明する。通電順序信号Flgは、図9に示したフローチャートの通電順序制御動作B10に従って、第1の制御期間Tc1´で転換信号TScが1となっていることから、前の制御期間の通電順序信号に係らず0となる。入力制御比RIは、図10に示したフローチャートの電圧比率選択動作B20に従ってvS/(vS+vT)を演算するが、図10に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30に従って、転換信号TScが1で前の制御期間の通電順序信号Flgが1であることから、入力制御比RIを0として出力して、転換検出器12が出力する転換信号TScを0とする。
The operation in the first control period Tc1 ′ is the same as the first control period Tc1u ′ in the operation example shown in FIG. The operation in the second control period Tc2 ′ will be described. Since the conversion signal TSc is 1 in the first control period Tc1 ′ in accordance with the energization order control operation B10 in the flowchart shown in FIG. 9, the energization order signal Flg is related to the energization order signal in the previous control period. It becomes zero. The input control ratio RI calculates vS / (vS + vT) according to the voltage ratio selection operation B20 of the flowchart shown in FIG. 10, but the conversion signal TSc is 1 before the voltage ratio output operation B30 of the flowchart shown in FIG. Since the energization order signal Flg in the control period is 1, the input control ratio RI is output as 0, and the conversion signal TSc output from the
入力制御パルスTIについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせは、図7に示した動作例と同一となるように生成される。第1の制御期間Tc1´は通電順序信号Flgが1であることから、表1に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はR相、負極が利用する交流電源1の相はS相となる。第2の制御期間Tc2´は通電順序信号Flgが0であることから、表1に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はT相、負極が利用する交流電源1の相はS相となるはずであるが、その制御期間の入力制御比RIが0となっていることから、正極がT相を利用する時間が0となり、その後利用することになっているR相をその制御期間の開始時より利用することになる。従って、第1の制御期間Tc1´から第2の制御期間Tc2´への変わり目では、正極が利用する交流電源1の相はR相に、負極が利用する交流電源1の相はS相に、それぞれ固定されることになる。
Regarding the input control pulse TI, the combination of phases of the
出力制御パルスTU,TV,TWの生成に用いる三角搬送波が示す形は、図7の動作例と同様であるが、第2の制御期間Tc2´の入力制御比RIが0となっていることから、その制御期間では「谷」の形を示すはずの三角搬送波の前半部分がなくなり、右上がりの鋸波となる。従って、第1の制御期間Tc1´の最後と第2の制御期間Tc2´の最初の三角搬送波の頂点は共に最下点となり、第1の制御期間Tc1´から第2の制御期間Tc2´への変わり目では三角搬送波の頂点の移動は発生しないので、全ての出力制御パルスTU,TV,TWは、その変わり目で切り替わらないことになる。 The shape indicated by the triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, and TW is the same as that in the operation example of FIG. 7, but the input control ratio RI in the second control period Tc2 ′ is 0. In the control period, the first half of the triangular carrier wave that should show the shape of the “valley” disappears, and the sawtooth wave rises to the right. Accordingly, both the end of the first control period Tc1 ′ and the top of the first triangular carrier wave of the second control period Tc2 ′ are the lowest points, and the first control period Tc1 ′ to the second control period Tc2 ′. Since the apex of the triangular carrier does not move at the transition, all the output control pulses TU, TV, TW are not switched at the transition.
この結果、第1の制御期間Tc1´から第2の制御期間Tc2´への変わり目では、入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWの切り替えが全く行われないので、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。
以上の動作は、セクション信号Sctが1から2へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
As a result, at the transition from the first control period Tc1 ′ to the second control period Tc2 ′, the input control pulse TI and the output control pulses TU, TV, TW are not switched at all. There will be no switching at all.
The above operation changes in the same manner even when the section is switched except when the section signal Sct is switched from 1 to 2.
図12はこの発明の実施の形態1による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10の動作により、その入力制御器10、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、転換信号TSc、通電順序信号Flg、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の他の一例である。この一例では、交流電源1の電圧の動作と、それに伴うセクション信号Sctおよび転換信号TScの動作は図11に示した動作例と同一であるが、第1の制御期間Tc1″の通電順序信号Flgが0となっている。
FIG. 12 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power conversion device according to
第1の制御期間Tc1″での動作は、図8に示した動作例の第1の制御期間Tc1u″と同一である。第2の制御期間Tc2″での動作について説明する。通電順序信号Flgは、図9に示したフローチャートの通電順序制御動作B10に従って、第1の制御期間Tc1″で転換信号TScが1となっていることから、前の制御期間の通電順序信号に係らず0となる。入力制御比RIは、図10に示したフローチャートの電圧比率選択動作B20に従ってvS/(vS+vT)を演算して、図10に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30に従って、転換信号TScが1で前の制御期間の通電順序信号Flgが0であることから、その電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして出力して、転換検出器12が出力する転換信号TScを0とする。
The operation in the first control period Tc1 ″ is the same as the first control period Tc1u ″ in the operation example shown in FIG. The operation in the second control period Tc2 ″ will be described. The energization sequence signal Flg becomes 1 in the first control period Tc1 ″ in accordance with the energization sequence control operation B10 in the flowchart shown in FIG. Therefore, it becomes 0 regardless of the energization order signal of the previous control period. As for the input control ratio RI, vS / (vS + vT) is calculated according to the voltage ratio selection operation B20 of the flowchart shown in FIG. 10, and the conversion signal TSc is 1 before the voltage ratio output operation B30 of the flowchart shown in FIG. Since the energization order signal Flg in the control period is 0, a value obtained by subtracting the voltage ratio from 1 is output as the input control ratio RI, and the conversion signal TSc output from the
入力制御パルスTIについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせが、図11に示した動作例と同一となるように生成される。第1の制御期間Tc1″は通電順序信号Flgが0であることから、表1に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はT相、負極が利用する交流電源1の相はS相となる。第2の制御期間Tc2″は通電順序信号Flgが0であることから、表1に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はR相、負極が利用する交流電源1の相はT相となる。従って、第1の制御期間Tc1″から第2の制御期間Tc2″への変わり目では、正極が利用する交流電源1の相はT相からR相へ切り替わり、負極が利用する交流電源1の相はS相からT相へ切り替わることになる。
The input control pulse TI is generated so that the combination of phases of the
出力制御パルスTU,TV,TWの生成に用いる三角搬送波が示す形は、図8に示した動作例と同様であり、第1の制御期間Tc1″から第2の制御期間Tc2″への変わり目で三角搬送波の頂点が最下点から最上点に移動する動作が発生することから、全ての出力制御パルスTU,TV,TWはその変わり目で1から0へ切り替わる。しかしながら、入力制御パルスTIの切り替え動作と合成した結果、負荷2の全ての相が接続する交流電源1の相は、第1の制御期間Tc1″の終了時は仮想的な直流電圧の正極であるT相と、第2の制御期間Tc2″の開始時は仮想的な直流電圧の負極であるT相となり、第1の制御期間Tc1″から第2の制御期間Tc2″への変わり目では負荷2の相に接続される交流電源1の相の切り替えが行われず、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えが全く行われないことになる。
以上の動作は、セクション信号Sctが1から2へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
The shape indicated by the triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, and TW is the same as that in the operation example shown in FIG. 8, and at the transition from the first control period Tc1 ″ to the second control period Tc2 ″. Since the operation of moving the apex of the triangular carrier wave from the lowest point to the highest point occurs, all the output control pulses TU, TV, TW are switched from 1 to 0 at the transition. However, as a result of combining with the switching operation of the input control pulse TI, the phase of the
The above operation changes in the same manner even when the section is switched except when the section signal Sct is switched from 1 to 2.
以上のように、この実施の形態1によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、制御期間の途中で負荷2の相に接続する交流電源1の相を切り替えるものであって、負荷2の相に接続する交流電源1の相を接続する順序を入れ替える動作、あるいは、ある交流電源1の相を接続する時間を0とする動作を利用することによって、制御期間の変わり目の前後で負荷2の相が接続する交流電源1の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷2の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
実施の形態2.
図13はこの発明の実施の形態2による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図の入力制御器10aにおいて、通電順序制御器13uは、交流電源1の相の負荷2に接続する順序を定めた通電順序信号を生成し、電圧比率演算器14aは、交流電源1の交流電圧、セクション検出器11によるセクション信号、転換検出器12による転換信号、および通電順序制御器13による通電順序信号に基づいて、入力制御比および保持信号を生成し、入力パルス発生器15aは、セクション検出器11によるセクション信号、通電順序制御器13による通電順序信号、および電圧比率演算器14による入力制御比および保持信号に基づいて、入力制御パルスを生成するものである。その他の構成については図1と同様である。
FIG. 13 is a block diagram showing a multi-relative multi-phase power converter according to
次に動作について説明する。
図1に示した回路では、電圧比率演算器14が入力制御比RIを出力して、入力パルス発生器15および出力制御器30に入力するように構成したが、図13に示したように、電圧比率演算器14aが入力制御比RIと共に保持信号KScを出力して、入力パルス発生器15aおよび出力制御器30に入力するように構成しても良い。
Next, the operation will be described.
In the circuit shown in FIG. 1, the
この構成では、セクションが転換した制御期間で負荷2の相が交流電源1の相を接続する順序がある条件に合致するときに、その制御期間で負荷2の相が接続する交流電源1の相の組み合わせをその次の制御期間まで保持することにより、さらにその次の制御期間への変わり目で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源1の相が切り替わらないようにして、制御期間の変わり目でスイッチング動作を発生させないようにすることができる。
In this configuration, when the phase of the
図6において、図1および図2と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
入力制御器10aの動作について説明する。入力制御器10aは、セクション検出器11、転換検出器12、通電順序制御器13u、電圧比率演算器14aおよび入力パルス発生器15aで構成され、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTsを入力し、入力制御比RIを演算し、入力制御パルスTIを生成して、それぞれ出力する。
In FIG. 6, the same or corresponding parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The operation of the
電圧比率演算器14aは、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTs、セクション信号Stc、転換信号TScおよび通電順序信号Flgを入力し、入力制御比RIの演算と保持信号KScの生成を制御期間の変わり目毎に行って出力する。保持信号KScが0であり転換信号TScが0であるときの動作は、図1の電圧比率演算器14で転換信号TScが0であるときの動作と同一である。転換信号TScが1であるときは前の制御期間の通電順序信号を参照して入力制御比RIを0とするか前の制御期間の入力制御比を1から引いた値を用いるかを決定して、また、その通電順序信号を参照して保持信号KScを1として出力するか、転換検出器12が出力する転換信号TScを0とする。また、その電圧比率演算器14aが演算を開始する時点で保持信号KScが1であれば、入力制御比RIを0として出力して、保持信号KScおよび転換検出器12が出力する転換信号TSccを共に0とする。
The
入力パルス発生器15aは、セクション信号Sct、通電順序信号Flg、保持信号KScおよび入力制御比RIを入力し、入力制御パルスTIを生成する。保持信号KScが0である制御期間でのその発生器の動作については、図1の入力パルス発生器15の動作と同等である。
保持信号KScが1となる制御期間は、その制御期間の前の制御期間でセクション信号Sctが転換している場合にのみ現れる場合がある。このとき、その制御期間でのその発生器の動作上としては、その入力パルス発生器15aが参照するセクション信号Sctをその制御期間の前の制御期間のものから転換せず保持したまま、入力制御パルスTIを生成する。
The
The control period in which the holding signal KSc is 1 may appear only when the section signal Sct is changed in the control period before the control period. At this time, in terms of the operation of the generator in the control period, the input control is performed while the section signal Sct referred to by the
図14はこの発明の実施の形態2による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートであり、図において、図5および図10と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し、電圧比率選択動作B20およびステップST26uの動作については説明を省略する。その電圧比率演算器14aの動作は、3つの電圧比率演算式の中から1つを選択して演算する電圧比率選択動作B20と、演算した電圧比率から入力制御比RIを演算して出力する電圧比率出力動作B30aの2段階で構成される。
FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the voltage ratio calculator according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 14, the same or corresponding parts as those in FIGS. Description of the operations of B20 and step ST26u is omitted. The operation of the
電圧比率出力動作B30aについて説明する。その動作の開始時に保持信号KScが0であれば(ステップST41)、図10に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30とほぼ同等の動作に移行する。転換信号TScが0であれば(ステップST31)、次の制御期間の通電順序信号を参照して、図5に示した電圧比率出力動作B30uと同一の動作となる。転換信号TScが1であれば前の制御期間の通電順序信号を参照して、その通電順序信号が1であれば(ステップST33)、入力制御比RIを0として出力し(ステップST36)、転換検出器12が出力していた転換信号TScを1から0として(ステップST38)、その通電順序信号が0であれば、前の制御期間の入力制御比RIを1から引いた値を次の制御期間の入力制御比RIとして出力し(ステップST43)、保持信号KScを1として出力する(ステップST44)。前の制御期間の直前の電圧比率出力動作B30aでステップST44を経ていれば、その前の制御期間では保持信号KScが1となっているので、その前の制御期間が終了した直後の電圧比率出力動作B30aでは、保持信号KScを1から0として(ステップST42)、入力制御比RIを0として出力し、転換検出器12が出力していた転換信号TScを1から0とする。
The voltage ratio output operation B30a will be described. If the hold signal KSc is 0 at the start of the operation (step ST41), the operation shifts to an operation substantially equivalent to the voltage ratio output operation B30 in the flowchart shown in FIG. If the conversion signal TSc is 0 (step ST31), the operation is the same as the voltage ratio output operation B30u shown in FIG. 5 with reference to the energization sequence signal in the next control period. If the conversion signal TSc is 1, the energization sequence signal of the previous control period is referred to. If the energization sequence signal is 1 (step ST33), the input control ratio RI is set to 0 (step ST36), and the conversion is performed. The conversion signal TSc output from the
電圧比率出力動作B30aが終了すると、入力制御比RIは入力パルス発生器15aおよび出力制御器30に出力され、次の制御期間の入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWがそれぞれ生成される。
When the voltage ratio output operation B30a ends, the input control ratio RI is output to the
次に、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10aの動作により、その入力制御器10a、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、転換信号TSc、通電順序信号Flg、保持信号KSc、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作について説明する。
Next, the calculation result of the input control ratio RI output by the
セクション信号Sctが1であり転換しないときの動作は図1の動作例と同一であり、制御期間の変わり目では9つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われず、セクション信号Sctが1以外である制御期間であっても同様に推移するため、説明は省略する。また、セクション信号Sctが1から2に転換してその転換時の制御期間の通電順序信号Flgが1であるときの動作は、図14に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30aに従って保持信号KScは0のままであることから、その制御期間と次の制御期間での通電順序信号Flg、入力制御比RIおよび出力制御パルスTU,TV,TWの動作が図11に示した動作例と同一となるので、このときも制御期間の変わり目で9つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われないことになり、セクション信号Sctが1から2へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移するため、説明は省略する。 The operation when the section signal Sct is 1 and is not converted is the same as the operation example of FIG. 1, and the switching operation of the nine switch control pulses is not performed at the change of the control period, and the control period when the section signal Sct is other than 1. However, since it changes similarly, description is abbreviate | omitted. The operation when the section signal Sct is changed from 1 to 2 and the energization order signal Flg in the control period at the time of the change is 1 is the holding signal KSc according to the voltage ratio output operation B30a of the flowchart shown in FIG. Since it remains 0, the operations of the energization sequence signal Flg, the input control ratio RI, and the output control pulses TU, TV, and TW in the control period and the next control period are the same as the operation example shown in FIG. Therefore, at this time, the switching operation of the nine switch control pulses is not performed at the change of the control period, and the transition is the same even in the section switching other than when the section signal Sct is switched from 1 to 2. The description is omitted.
図15はこの発明の実施の形態2による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングであり、図において、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10aの動作により、その入力制御器10a、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、転換信号TSc、通電順序信号Flg、保持信号KSc、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の一例である。この一例では、交流電源1の電圧の動作と、それに伴うセクション信号Sct、転換信号TScの動作は、図12に示した動作例と同一であり、第1の制御期間Tc1a″の通電順序信号Flgが0となっている。
第1の制御期間Tc1a″での動作は、図12に示した動作例の第1の制御期間Tc1″と同一である。
FIG. 15 is a timing showing the operation of the multi-relative multi-phase power converter according to
The operation in the first control period Tc1a ″ is the same as the first control period Tc1 ″ in the operation example shown in FIG.
第2の制御期間Tc2a″と第3の制御期間Tc3a″での動作について説明する。通電順序信号Flgは、図4に示したフローチャートの通電順序制御動作B10uに従って、第1の制御期間Tc1a″では1であるから第2の制御期間Tc2a″では反転して0となり、第3の制御期間Tc3a″は再び反転して1となる。入力制御比RIは、図14に示したフローチャートの電圧比率選択動作B20に従って、第2の制御期間Tc2a″と第3の制御期間Tc3a″で共にvS/(vS+vT)を演算するが、図14のフローチャートの電圧比率出力動作B30aに従って、第2の制御期間Tc2a″では保持信号KScが0で転換信号TScが1であり前の制御期間の通電順序信号Flgが0であることから前の制御期間の入力制御比を1から引いた値を入力制御比RIとして出力し保持信号KScを1として出力し、第3の制御期間Tc3a″では前の制御期間の直前の電圧比率出力動作B30aで保持信号KScを1としていることから、保持信号KScを0、入力制御比RIを0としてそれぞれ出力して、転換検出器12が出力する転換信号TScを0とする。
An operation in the second control period Tc2a ″ and the third control period Tc3a ″ will be described. The energization order signal Flg is 1 in the first control period Tc1a ″ and is inverted to 0 in the second control period Tc2a ″ according to the energization order control operation B10u of the flowchart shown in FIG. The period Tc3a ″ is inverted again to become 1. The input control ratio RI is vS in both the second control period Tc2a ″ and the third control period Tc3a ″ in accordance with the voltage ratio selection operation B20 in the flowchart shown in FIG. / (VS + vT) is calculated, but according to the voltage ratio output operation B30a of the flowchart of FIG. Since Flg is 0, the value obtained by subtracting the input control ratio in the previous control period from 1 is output as the input control ratio RI, and the holding signal KSc is output as 1. In the third control period Tc3a ″, since the holding signal KSc is set to 1 in the voltage ratio output operation B30a immediately before the previous control period, the holding signal KSc is output as 0 and the input control ratio RI is set as 0, respectively. The conversion signal TSc output from the
入力制御パルスTIについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせが図12に示した動作例と同一となるように生成される。第2の制御期間Tc2a″では保持信号KScが1であることから、入力パルス発生器15aが参照するセクション信号Sctは前の制御期間のセクション信号である1となり、その制御期間の前の制御期間から通電順序信号Flgが反転していることから、第1の制御期間Tc1a″から第2の制御期間Tc2a″への変わり目では図6に示した動作例と同様に入力制御パルスTIの切り替えは発生しない。第2の制御期間Tc2a″は前の制御期間のセクション信号である1を参照して通電順序信号Flgが1であることから、表1に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はR相、負極が利用する交流電源1の相はS相となる。第3の制御期間Tc3a″は保持信号KScが0となってその入力パルス発生器15aが参照するセクション信号Sctは2となり通電順序信号Flgが0であることから、表1に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はT相、負極が利用する交流電源1の相はS相となるが、入力制御比RIが0となっていることから、図11に示した動作例と同様にその制御期間の三角搬送波が右上がりの鋸波となる。従って、第2の制御期間Tc2a″から第3の制御期間Tc3a″への変わり目での動作も図11に示した動作例と同一となる。
The input control pulse TI is generated such that the combination of phases of the
出力制御パルスTU,TV,TWの生成に用いる三角搬送波が示す形は図11に示した動作例と同様であり、出力制御パルスTU,TV,TWは、第1の制御期間Tc1a″から第2の制御期間Tc2a″への変わり目では図6に示した動作例と同様に、第2の制御期間Tc2a″から第3の制御期間Tc3a″への変わり目では図11に示した動作例と同様になるため、制御期間の変わり目全てにおいて切り替わらないことになる。 The shape indicated by the triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, TW is the same as that of the operation example shown in FIG. 11, and the output control pulses TU, TV, TW are output from the first control period Tc1a ″ to the second. The change to the control period Tc2a ″ is the same as the operation example shown in FIG. 6, and the change from the second control period Tc2a ″ to the third control period Tc3a ″ is the same as the operation example shown in FIG. For this reason, switching is not performed at all transitions of the control period.
この結果、図15に示した動作例の制御期間の変わり目全てにおいて、入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWの切り替えが全く行われないので、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。
以上の動作は、セクション信号Sctが1から2へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
As a result, the input control pulse TI and the output control pulses TU, TV, and TW are not switched at all changes in the control period of the operation example shown in FIG. 15, and therefore switching with nine switch control pulses is not performed at all. Will not be done.
The above operation changes in the same manner even when the section is switched except when the section signal Sct is switched from 1 to 2.
以上のように、この実施の形態2によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、制御期間の途中で負荷2の相に接続する交流電源1の相を切り替えるものであって、ある制御期間で負荷2の相が接続する交流電源1の相の組み合わせを変更して、ある交流電源1の相を接続する時間を0とする動作を利用できるようにすることにより、制御期間の変わり目の前後で負荷2の相が接続する交流電源1の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷2の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
As described above, according to the second embodiment, the
実施の形態3.
図16はこの発明の実施の形態3による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図の入力制御器10bにおいて、電圧比率演算器14bは、交流電源1の交流電圧、セクション検出器11によるセクション信号、転換検出器12による転換信号、および通電順序制御器13による通電順序信号に基づいて、入力制御比および保持信号を生成するものである。その他の構成については図1あるいは図13と同様である。
FIG. 16 is a block diagram showing a multi-relative multi-phase power converter according to
次に動作について説明する。
図1に示した回路では、電圧比率演算器14が入力制御比RIを出力して、入力パルス発生器15および出力制御器30に入力するように構成したが、図13に示したように、電圧比率演算器14aが入力制御比RIと共に保持信号KScを出力して、入力パルス発生器15aおよび出力制御器30に入力するように構成しても良い。
Next, the operation will be described.
In the circuit shown in FIG. 1, the
この構成では、セクションが転換した制御期間で負荷2の相が交流電源1の相を接続する順序がある条件に合致するときに、その制御期間で負荷2の相が接続する交流電源1の相の組み合わせを、その次の制御期間まで保持することにより、さらにその次の制御期間への変わり目で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源1の相の切り替わりと、パルス幅変調制御によるパルス信号の切り替わりとを合成して、制御期間の変わり目でスイッチング動作を発生させないようにすることができる。
図16において、図1および図13と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
In this configuration, when the phase of the
In FIG. 16, the same or corresponding parts as those in FIGS. 1 and 13 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
入力制御器10bの動作について説明する。入力制御器10bは、セクション検出器11、転換検出器12、通電順序制御器13、電圧比率演算器14b、および入力パルス発生器15aで構成され、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTsを入力し、入力制御比RIを演算し、入力制御パルスTIを生成して、それぞれ出力する。
The operation of the
電圧比率演算器14bは、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTs、セクション信号Sct、転換信号TScおよび通電順序信号Flgを入力し、入力制御比RIの演算と保持信号KScの生成を制御期間の変わり目毎に行って出力する。保持信号KScが0であり、転換信号TScが0であるときの動作は、図1に示した電圧比率演算器14で転換信号TScが0であるときの動作と同一である。転換信号TScが1であるときは前の制御期間の通電順序信号を参照して、演算した電圧比率を1から引いた値を用いるか前の制御期間の入力制御比を1から引いた値を用いるかを決定して、これを入力制御比RIとして出力して、また、その通電順序信号を参照して保持信号KScを1として出力するか、転換検出器12が出力する転換信号TScを0とする。また、その電圧比率演算器14bが演算を開始する時点で保持信号KScが1であれば、演算した電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして出力して、保持信号KScおよび転換検出器12が出力する転換信号TScを共に0とする。
The
図17はこの発明の実施の形態3による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートであり、図において、図10および図14と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し、電圧比率選択動作B20およびステップST26uの動作については説明を省略する。その電圧比率演算器14bの動作は、3つの電圧比率演算式の中から1つを選択して演算する電圧比率選択動作B20と、演算した電圧比率から入力制御比RIを演算して出力する電圧比率出力動作B30bの2段階で構成される。
FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the voltage ratio calculator according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 17, the same or corresponding parts as those in FIGS. Description of the operations of B20 and step ST26u is omitted. The operation of the
電圧比率出力動作B30bについて説明する。その動作の開始時に保持信号KScが0であれば(ステップST41)、図10に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30とほぼ同等の動作に移行する。転換信号TScが0であれば(ステップST31)、次の制御期間の通電順序信号を参照して、図5に示した電圧比率出力動作B30uと同一の動作となる。転換信号TScが1であれば前の制御期間の通電順序信号を参照して、その通電順序信号が1であれば(ステップST33)、前の制御期間の入力制御比RIを1から引いた値を次の制御期間の入力制御比RIとして出力し(ステップST43)、保持信号KScを1として出力して(ステップST44)、その通電順序信号が0であれば電圧比率選択動作B20で演算した電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして出力し(ステップST36)、転換検出器12が出力していた転換信号TScを1から0とする(ステップST38)。前の制御期間の直前の電圧比率出力動作B30bでステップST44を経ていれば、その前の制御期間では保持信号KScが1となっているので、その前の制御期間が終了した直後の電圧比率出力動作B30bでは、保持信号KScを1から0として(ステップST42)、電圧比率選択動作B20で演算した電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして出力し、転換検出器12が出力していた転換信号TScを1から0とする。
The voltage ratio output operation B30b will be described. If the hold signal KSc is 0 at the start of the operation (step ST41), the operation shifts to an operation substantially equivalent to the voltage ratio output operation B30 in the flowchart shown in FIG. If the conversion signal TSc is 0 (step ST31), the operation is the same as the voltage ratio output operation B30u shown in FIG. 5 with reference to the energization sequence signal in the next control period. A value obtained by subtracting the input control ratio RI of the previous control period from 1 if the turn-on signal TSc is 1 with reference to the energization order signal of the previous control period and if the energization order signal is 1 (step ST33). Is output as the input control ratio RI for the next control period (step ST43), the holding signal KSc is output as 1 (step ST44), and if the energization sequence signal is 0, the voltage calculated in the voltage ratio selection operation B20 A value obtained by subtracting the ratio from 1 is output as the input control ratio RI (step ST36), and the conversion signal TSc output from the
電圧比率出力動作B30bが終了すると、入力制御比RIは入力パルス発生器15aおよび出力制御器30に出力され、次の制御期間の入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWがそれぞれ生成される。
When the voltage ratio output operation B30b ends, the input control ratio RI is output to the
次に、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10bの動作により、その入力制御器10b、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、転換信号TSc、通電順序信号Flg、保持信号KSc、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作について説明する。
Next, the calculation result of the input control ratio RI output by the
セクション信号Sctが1であり転換しないときの動作は、図1に示した動作例と同一であり、制御期間の変わり目では9つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われず、セクション信号Sctが1以外である制御期間であっても同様に推移するため、説明は省略する。 The operation when the section signal Sct is 1 and is not converted is the same as the operation example shown in FIG. Since it changes similarly even if it is a certain control period, description is abbreviate | omitted.
また、セクション信号Sctが1から2に転換してその転換時の制御期間の通電順序信号Flgが0であるときの動作は、図17に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30bに従って保持信号KScは0のままであることから、その制御期間と次の制御期間での通電順序信号Flg、入力制御比RIおよび出力制御パルスTU,TV,TWの動作が図10に示した動作例と同一となるため、このときも制御期間の変わり目で9つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われないことになり、セクション信号Sctが1から2へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移するため、説明は省略する。 The operation when the section signal Sct is changed from 1 to 2 and the energization order signal Flg in the control period at the time of the change is 0 is the holding signal KSc according to the voltage ratio output operation B30b of the flowchart shown in FIG. Since it remains 0, the operations of the energization sequence signal Flg, the input control ratio RI, and the output control pulses TU, TV, TW in the control period and the next control period are the same as the operation example shown in FIG. Therefore, at this time, the switching operation of the nine switch control pulses is not performed at the change of the control period, and the transition is the same even in the section switching other than when the section signal Sct is switched from 1 to 2. The description is omitted.
図18はこの発明の実施の形態3による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートあり、図において、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10bの動作により、その入力制御器10b、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、転換信号TSc、通電順序信号Flg、保持信号KSc、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の一例である。この一例では、交流電源1の電圧の動作と、それに伴うセクション信号Sct、転換信号TScの動作は図11に示した動作例と同一であり、第1の制御期間Tc1b´の通電順序信号Flgが1となっている。
FIG. 18 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power converter according to
第1の制御期間Tc1b´での動作は、図11に示した動作例の第1の制御期間Tc1´と同一である。
第2の制御期間Tc2b´と第3の制御期間Tc3b´での動作について説明する。通電順序信号Flgは、図9に示したフローチャートの通電順序制御動作B10に従って、第1の制御期間Tc1b´で転換信号TScが1となっていることから、前の制御期間の通電順序信号に係らず0となり、さらに第3の制御期間Tc3b´でも前の制御期間で転換信号TScが1のままであることから前の制御期間の通電順序信号に係らず0となる。
The operation in the first control period Tc1b ′ is the same as that in the first control period Tc1 ′ in the operation example shown in FIG.
An operation in the second control period Tc2b ′ and the third control period Tc3b ′ will be described. Since the conversion signal TSc is 1 in the first control period Tc1b ′ in accordance with the energization order control operation B10 in the flowchart shown in FIG. 9, the energization order signal Flg is related to the energization order signal in the previous control period. Furthermore, even in the third control period Tc3b ′, the conversion signal TSc remains 1 in the previous control period, and therefore becomes 0 regardless of the energization order signal in the previous control period.
入力制御比RIは、図17に示したフローチャートの電圧比率選択動作B20に従って、第2の制御期間Tc2b´と第3の制御期間Tc3b´で共にvS/(vS+vT)を演算するが、図14に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30aに従って、第2の制御期間Tc2b´では保持信号KScが0で転換信号TScが1であり、前の制御期間の通電順序信号Flgが1であることから、前の制御期間の入力制御比を1から引いた値を入力制御比RIとして出力し、保持信号KScを1として出力し、第3の制御期間Tc3b´では前の制御期間の直前の電圧比率出力動作30bで保持信号KScを1としていることから、保持信号KScを0として、電圧比率選択動作B20で演算した電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとしてそれぞれ出力して、転換検出器12が出力する転換信号TScを0とする。
The input control ratio RI calculates vS / (vS + vT) in the second control period Tc2b ′ and the third control period Tc3b ′ according to the voltage ratio selection operation B20 of the flowchart shown in FIG. According to the voltage ratio output operation B30a of the flowchart shown in the figure, since the holding signal KSc is 0 and the conversion signal TSc is 1 in the second control period Tc2b ′, the energization order signal Flg in the previous control period is 1, A value obtained by subtracting the input control ratio of 1 in the control period from 1 is output as the input control ratio RI, the holding signal KSc is output as 1, and the voltage ratio output operation immediately before the previous control period is output in the third control period Tc3b ′. Since the hold signal KSc is set to 1 in 30b, the hold signal KSc is set to 0, and the value obtained by subtracting the voltage ratio calculated in the voltage ratio selection operation B20 from 1 is set as the input control ratio R. And output as a converted signal TSc the
入力制御パルスTIについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせが、図18に示した動作例と同一となるように生成される。第2の制御期間Tc2b´では保持信号KScが1であることから、入力パルス発生器15aが参照するセクション信号Sctは前の制御期間のセクション信号である1となり、その制御期間の前の制御期間から通電順序信号Flgが反転していることから、第1の制御期間Tc1b´から第2の制御期間Tc2b´への変わり目では、図6に示した動作例と同様に入力制御パルスTIの切り替えは発生しない。第2の制御期間Tc2b´は、前の制御期間のセクション信号である1を参照して通電順序信号Flgが0であることから、表1に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はT相、負極が利用する交流電源1の相はS相となる。第3の制御期間Tc3b´は保持信号KScが0となってその入力パルス発生器15aが参照するセクション信号Sctは2となり通電順序信号Flgが0であることから、表1に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はR相、負極が利用する交流電源1の相はT相となる。従って、第2の制御期間Tc2b´から第3の制御期間Tc3b´への変わり目での動作は図12に示した動作例と同一となる。
The input control pulse TI is generated so that the combination of phases of the
出力制御パルスTU,TV,TWの生成に用いる三角搬送波が示す形は、図12に示した動作例と同様であり、出力制御パルスTU,TV,TWは、第1の制御期間Tc1b´から第2の制御期間Tc2b´への変わり目では、図6に示した動作例と同様になるため切り替わらないことになり、第2の制御期間Tc2b´から第3の制御期間Tc3b´への変わり目では、図12に示した動作例と同様になるため、その変わり目で1から0へ切り替わることになる。しかしながら、入力制御パルスTIの切り替え動作と合成した結果は、図12に示した動作例と同様となるため、結果、図18に示した動作例の制御期間の変わり目全てにおいて、負荷2の相に接続される交流電源1の相の切り替えが行われないことになり、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われない。
以上の動作は、セクション信号Sctが1から2へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
The shape indicated by the triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, and TW is the same as that in the operation example shown in FIG. 12, and the output control pulses TU, TV, and TW are generated from the first control period Tc1b ′. The change to the second control period Tc2b ′ is the same as the operation example shown in FIG. 6, and thus the change is not performed. At the change from the second control period Tc2b ′ to the third control period Tc3b ′, FIG. Since this is the same as the operation example shown in FIG. 12, the change is made from 1 to 0 at the change. However, the result of combining with the switching operation of the input control pulse TI is the same as the operation example shown in FIG. 12, and as a result, the phase of the
The above operation changes in the same manner even when the section is switched except when the section signal Sct is switched from 1 to 2.
以上のように、この実施の形態3によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、制御期間の途中で負荷2の相に接続する交流電源1の相を切り替えるものであって、ある制御期間で負荷2の相が接続する交流電源1の相の組み合わせを変更して、負荷2の相に接続する交流電源1の相を接続する順序を入れ替える動作を利用できるようにすることにより、制御期間の変わり目の前後で負荷2の相が接続する交流電源1の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷2の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
As described above, according to the third embodiment, the
実施の形態4.
図19はこの発明の実施の形態4による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図において、入力制御器10cは、交流電源1の交流電圧に基づいて、負荷2に接続する交流電源1の相を時間的に定める入力制御パルスを生成するものである。
入力制御器10cにおいて、セクション検出器11cは、交流電源1の交流電圧に基づいて、交流電源1の交流電圧の位相が交流電源1の位相を60度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示す中間セクション信号を生成するものである。転換検出器12cは、セクション検出器11cによる中間セクション信号に基づいて、中間セクション信号が偶数値から奇数値へ転換したことを示す第1中間転換信号、およびその中間セクション信号が奇数値から偶数値へ転換したことを示す第2中間転換信号を生成するものである。入力パルス発生器15cは、セクション検出器11cによる中間セクション信号、および転換検出器12cによる第1中間転換信号および第2中間転換信号に基づいて、入力制御パルスを生成するものである。
出力制御器30cは、電圧指令器20による電圧指令値に基づいて、交流電源1に接続する負荷2の相を時間的に定める出力制御パルスを生成するものである。その他の構成については図1と同様である。
FIG. 19 is a block diagram showing a multi-relative multi-phase power converter according to
In the
The output controller 30 c generates an output control pulse that temporally determines the phase of the
次に動作について説明する。
図1に示した回路では、セクション検出器11がセクション信号Sctを、転換検出器12が転換信号TScをそれぞれ出力して入力パルス発生器15に入力して、入力パルス発生器15が、セクション信号Sct、通電順序信号Flgおよび入力制御比RIに基づいて入力制御パルスTIを出力して、出力制御器30が電圧指令値vU*,vV*,vW*および入力制御比RIに基づいて出力制御パルスTU,TV,TWを出力するように構成したが、図19に示すように、セクション検出器11cが中間セクション信号Scmを、転換検出器12cが第1中間転換信号TSm1および第2中間転換信号TSm2をそれぞれ出力して入力パルス発生器15cに入力して、入力パルス発生器15cが、中間セクション信号Scm、第1中間転換信号TSm1および第2中間転換信号TSm2に基づいて入力制御パルスTIを出力して、出力制御器30cが電圧指令値vU*,vV*,vW*に基づいて出力制御パルスTU,TV,TWを出力するように構成しても良い。
Next, the operation will be described.
In the circuit shown in FIG. 1, the
この構成では、仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源1の相を1つの制御期間内で切り替えない入力制御パルスを生成するような場合、パルス幅変調制御で負荷2の相を仮想的な直流電圧の正極および負極に接続する順序がある条件に合致するときに、中間セクションが転換するときに負荷2の相が接続する交流電源1の相の切り替える時刻を一定の時間だけ遅延させることにより、中間セクションが転換した直後の制御期間の変わり目で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源1の相の切り替わりとパルス幅変調制御によるパルス信号の切り替わりとを合成して、制御期間の変わり目でスイッチング動作を発生させないようにすることができる。
In this configuration, when generating an input control pulse that does not switch the phase of the
図19において、図1と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
出力制御器30cは、電圧指令器20から得られる電圧指令値vU*,vV*,vW*に基づいて、入力制御器10cの制御期間に同期した出力制御パルスTU,TV,TWを生成して出力する。
出力制御器30cで三角搬送波を利用したパルス幅変調制御を行う場合、制御期間内で「山」の形を示す三角搬送波と制御期間内で「谷」の形を示す三角搬送波のいずれを利用しても良い。制御期間の中間の頂点をとる時刻もその制御期間内のどの時刻としても良いが、一例としてここでは、その制御期間の開始より制御期間Tcの2分の1に相当する時間が経過した時刻とする。
In FIG. 19, the same or corresponding parts as in FIG.
The output controller 30c generates output control pulses TU, TV, TW synchronized with the control period of the
When pulse width modulation control using a triangular carrier wave is performed by the output controller 30c, either a triangular carrier wave having a “peak” shape in the control period or a triangular carrier wave having a “valley” shape in the control period is used. May be. The time at which the peak of the middle of the control period is taken may be any time within the control period, but as an example here, the time when the time corresponding to one half of the control period Tc has elapsed since the start of the control period, To do.
入力制御器10cの動作について説明する。入力制御器10cは、セクション検出器11c、転換検出器12cおよび入力パルス発生器15cで構成され、交流電源1の電圧vR、vS,vTの測定値vRs、vSs,vTsを入力し、入力制御比RIを演算し、入力制御パルスTIを生成して、それぞれ出力する。
The operation of the
セクション検出器11cは、電圧vR、vS,vTの測定値vRs、vSs,vTsを入力し、交流電源1の位相がどの中間セクションにあるかを検出して、中間セクション信号Scmを出力する。転換検出器12cは、中間セクション信号Scmを入力して、その信号が偶数値から奇数値へ転換したときに、第1中間転換信号TSm1を1として、その信号が奇数値から偶数値へ転換したときに第2中間転換信号TSm2を1として、それぞれ出力する。
The
入力パルス発生器15cは、中間セクション信号Scm、第1中間転換信号TSm1および第2中間転換信号TSm2を入力し、入力制御パルスTIを生成する。中間セクション信号Scmに基づいて、入力制御パルスTIの中から、制御期間内で常に1とするものと制御期間内で常に0とするものをそれぞれ定める。1つの制御期間での入力制御パルスTIの波形をその制御時間の開始時点で一括して定める動作については図1の入力パルス発生器15と同一とする。
The
制御期間の変わり目以降の一定の時間だけ前の制御期間の入力制御パルスTIを保持することを指令するための信号として、制御期間内の三角搬送波の形が「山」である場合は第1中間転換信号TSm1を、制御期間内の三角搬送波の形が「谷」である場合は第2中間転換信号TSm2をそれぞれ選択する。そして、その選択した中間転換信号が1であるときは、その次の制御期間の開始より制御期間Tcの2分の1に相当する時間が経過するまでの間、その次の制御期間の前の制御期間の入力制御パルスTIをその次の制御期間で保持することとする。 As a signal for instructing to hold the input control pulse TI of the previous control period for a certain time after the change of the control period, the first intermediate when the shape of the triangular carrier wave in the control period is “mountain” When the shape of the triangular carrier wave in the control period is “valley”, the second intermediate conversion signal TSm2 is selected for the conversion signal TSm1. When the selected intermediate conversion signal is 1, until the time corresponding to one half of the control period Tc elapses from the start of the next control period, The input control pulse TI in the control period is held in the next control period.
図20はこの発明の実施の形態4によるセクション検出器の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源1の電圧vR、vS,vTの変動と、セクション検出器11cが出力する中間セクション信号Scmとの対応を示す。交流電源1の電圧vR、vS,vTの中から2つを選択した3通り全ての組み合わせについて大小比較を行い、3つの大小関係の組み合わせが交流電源位相の60度毎に変わることから、セクション検出器11cは、その組み合わせに応じて中間セクション信号Scmを決定して出力するように動作する。
FIG. 20 is a timing chart showing the operation of the section detector according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, fluctuations in the voltages vR, vS, vT of the
表2は、中間セクション信号Scmに対応する、仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源1の相をそれぞれ示す。表2の対応関係は、それぞれのセクションにおいて、仮想的な直流電圧として利用できる交流電源1の相の6つの組み合わせのうち、仮想的な直流電圧として現れる電圧が正値で最大のものを利用することを意味する。一例として、中間セクション信号Scmが1であるときは、仮想的な直流電圧の正極は交流電源1のR相を、負極は交流電源1のS相をそれぞれ制御期間で常に利用する。
入力パルス発生器15cは、図20および表2の対応関係に従って、中間セクション信号Scmに基づいて入力制御パルスTIを生成する。
Table 2 shows the phases of the
The
次に、交流電源1の電圧vR、vS,vTの変動と入力制御器10cの動作により、その入力制御器10c、出力制御器30cおよびゲート制御器40が出力する、中間セクション信号Scm、第1中間転換信号TSm1、第2中間転換信号TSm2、入力制御パルスTI、出力制御器30cでのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作について説明する。
Next, the intermediate section signal Scm, the first output from the
中間セクション信号Scmが1であり転換しないときの動作については、入力制御パルスTIは、表2に従って仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相はR相に、負極が利用する交流電源1の相はS相に、それぞれ固定されるように生成され、出力制御パルスTU、TV,TWは制御期間の変わり目で切り替えを行わないような三角搬送波を利用して生成されている。この結果、制御期間の変わり目では、入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU、TV,TWの切り替えが全く行われないので、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになり、セクション信号Sctが1以外である制御期間であっても同様に推移する。
Regarding the operation when the intermediate section signal Scm is 1 and does not change, the input control pulse TI is the AC phase of the
図21はこの発明の実施の形態4による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源1の電圧vR、vS,vTの変動と入力制御器10cの動作により、その入力制御器10c、出力制御器30cおよびゲート制御器40が出力する、中間セクション信号Scm、第2中間転換信号TSm1、第2中間転換信号TSm2、入力制御パルスTI、出力制御器30cでのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の一例である。この一例では、出力制御器30cでのパルス幅変調制御は「山」の形を示す三角搬送波によるものとしており、入力パルス発生器15cは第2中間転換信号TSm1が1となったときにその次の制御期間の開始より制御期間Tcの2分の1に相当する時間が経過するまでの間、その次の制御期間の前の制御期間の入力制御パルスTIをその次の制御期間で保持することとする。また、この一例の交流電源1の電圧については、第1の制御期間Tc1c´でvTとvSの大小関係が逆転しており、それと同時に中間セクション信号Scmは1から2へ転換して、第2中間転換信号TSm2が1となっている。
FIG. 21 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power converter according to
第1の制御期間Tc1c´と第2の制御期間Tc2c´での動作について説明する。
入力制御パルスTIについては、第1の制御期間Tc1c´では中間セクション信号Scmが1であることから、仮想的な直流電圧の正極として利用する交流電源1の相はR相に、負極として利用する交流電源1の相はS相に、それぞれ固定され、第2の制御期間Tc2c´では中間セクション信号Scmが2であることから、仮想的な直流電圧の正極として利用する交流電源1の相はR相に、負極として利用する交流電源1の相はT相に、それぞれ固定される。従って、第1の制御期間Tc1c´から第2の制御期間Tc2c´への変わり目では、正極が利用する交流電源1の相はR相に固定されるが、負極が利用する交流電源1の相はS相からT相へ切り替わることになる。
An operation in the first control period Tc1c ′ and the second control period Tc2c ′ will be described.
Regarding the input control pulse TI, since the intermediate section signal Scm is 1 in the first control period Tc1c ′, the phase of the
出力制御パルスTU,TV,TWの生成に用いる三角搬送波は「山」の形を示す。従って、第1の制御期間Tc1c´から第2の制御期間Tc2c´への変わり目では三角搬送波の頂点は最下点となり、全ての出力制御パルスTU,TV,TWはその変わり目で1となる。この結果、負荷2の全ての相が接続する交流電源1の相は、第1の制御期間Tc1c´の終了時と第2の制御期間Tc2c´の開始時ではいずれも仮想的な直流電圧の正極であるR相となり、その変わり目では負荷2の相に接続される交流電源1の相の切り替えが行われず、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えも行われないことになる。
The triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, TW shows a “mountain” shape. Therefore, at the transition from the first control period Tc1c ′ to the second control period Tc2c ′, the apex of the triangular carrier wave is the lowest point, and all output control pulses TU, TV, TW become 1 at the transition. As a result, the phase of the
以上の動作は、中間セクション信号Scmが1から2へ転換するとき以外の第2中間転換信号TSm2が1となる中間セクションの転換、すなわち、中間セクション信号Scmが3から4へ、もしくは5から6へ転換するときであっても同様に推移する。 The above operation is performed in the intermediate section in which the second intermediate conversion signal TSm2 becomes 1, except when the intermediate section signal Scm changes from 1 to 2, that is, the intermediate section signal Scm changes from 3 to 4 or 5 to 6 Even when switching to, the same trend occurs.
図22はこの発明の実施の形態4による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10cの動作により、その入力制御器10c、出力制御器30cおよびゲート制御器40が出力する、中間セクション信号Scm、第1中間転換信号TSm1、第2中間転換信号TSm2、入力制御パルスTI、出力制御器30cでのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の他の一例である。この一例では、交流電源1の電圧について、第1の制御期間Tc1c″でvRとvSの大小関係が逆転しており、それと同時に中間セクション信号Scmは2から3へ転換して、第1中間転換信号TSm1が1となっている。
FIG. 22 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power converter according to
第1の制御期間Tc1c″と第2の制御期間Tc2c″での動作について説明する。
入力制御パルスTIについては、第1の制御期間Tc1c″では中間セクション信号Scmが2であることから、仮想的な直流電圧の正極として利用する交流電源1の相はR相に、負極として利用する交流電源1の相はT相に、それぞれ固定され、第2の制御期間Tc2c″では中間セクション信号Scmが3であることから、仮想的な直流電圧の正極として利用する交流電源1の相はS相に、負極として利用する交流電源1の相はT相に、それぞれ固定される。ここで、第1の制御期間Tc1c″で第1中間転換信号TSm1が1となっていることから、入力パルス発生器15cはその制御期間の次の制御期間である第2の制御期間Tc2c″で、その制御期間の開始より制御期間Tcの2分の1の時間が経過した時刻まで前の制御期間である第1の制御期間Tc1c″の入力制御パルスTIを保持して出力する。従って、第1の制御期間Tc1c″から第2の制御期間Tc2c″への変わり目では、正極が利用する交流電源1の相はR相、負極が利用する交流電源1の相はT相に固定され、第2の制御期間Tc2c″の中間の時刻で正極で利用される交流電源1の相がR相からS相に切り替わることになる。
The operation in the first control period Tc1c ″ and the second control period Tc2c ″ will be described.
Regarding the input control pulse TI, since the intermediate section signal Scm is 2 in the first control period Tc1c ″, the phase of the
出力制御パルスTU,TV,TWの生成に用いる三角搬送波は「山」の形を示す。従って、第1の制御期間Tc1c″から第2の制御期間Tc2c″への変わり目では三角搬送波の頂点は最下点、第2の制御期間Tc2c″の中間の時刻では最上点となり、全ての出力制御パルスTU,TV,TWはその変わり目で1、その中間の時刻で0となる。この結果、負荷2の全ての相が接続する交流電源1の相は、第1の制御期間Tc1c″の終了時と第2の制御期間Tc2c″の開始時ではいずれも仮想的な直流電圧の正極であるR相となり、その中間の時刻の前後ではいずれも仮想的な直流電圧の負極であるT相となるので、その変わり目およびその中間の時刻では負荷2の相に接続される交流電源1の相の切り替えが行われず、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えも行われないことになる。
The triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, TW shows a “mountain” shape. Therefore, at the transition from the first control period Tc1c ″ to the second control period Tc2c ″, the apex of the triangular carrier wave is the lowest point, and at the middle time of the second control period Tc2c ″, all output control is performed. The pulse TU, TV, TW becomes 1 at the transition and becomes 0 at the intermediate time, so that the phase of the
以上の動作は、中間セクション信号Scmが2から3へ転換するとき以外の第1中間転換信号TSm1が1となる中間セクションの転換、すなわち、中間セクション信号Scmが4から5へ、もしくは6から1へ転換するときであっても同様に推移する。 The above operation is performed in the intermediate section in which the first intermediate conversion signal TSm1 becomes 1, except when the intermediate section signal Scm changes from 2 to 3, that is, the intermediate section signal Scm changes from 4 to 5, or 6 to 1. Even when switching to, the same trend occurs.
また、出力制御器30cでのパルス幅変調制御を「谷」の形を示す三角搬送波によるものであって、入力パルス発生器15cが、第2中間転換信号TSm2が1となったときに、その次の制御期間の開始より制御期間Tcの2分の1に相当する時間が経過するまでの間、その次の制御期間の前の制御期間の入力制御パルスTIをその次の制御期間で保持することとするものであっても、中間セクション信号Scmが転換したときの動作は図21および図22に示した動作例と同様のものとなる。
Further, the pulse width modulation control in the output controller 30c is based on a triangular carrier wave having a “valley” shape, and when the
以上のように、この実施の形態4によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、負荷2の相が接続する交流電源1の相を切り替える時刻を所定の時間だけ遅延させる動作を利用できるようにすることにより、制御期間の変わり目の前後で負荷2の相が接続する交流電源1の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷2の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the time for switching the phase of the
実施の形態5.
図23はこの発明の実施の形態5による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図の入力制御器10cにおいて、セクション検出器11dは、交流電源1の交流電圧に基づいて、交流電源1の交流電圧の位相が交流電源1の位相を60度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号、および交流電源1の位相を60度ずつに異なる区切り方で区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示す中間セクション信号を生成するものである。転換検出器12dは、セクション検出器11dによる中間セクション信号に基づいて、中間セクション信号が転換したことを示す中間転換信号を生成するものである。電圧比率演算器14dは、交流電源1の交流電圧、セクション検出器11dによるセクション信号、中間セクション信号、および転換検出器12dによる中間転換信号に基づいて、入力制御比を生成するものである。入力パルス発生器15dは、セクション検出器11dによるセクション信号、中間セクション信号、転換検出器12dによる中間転換信号、および電圧比率演算器14dによる入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成するものである。その他の構成については図1と同様である。
FIG. 23 is a block diagram showing a multi-relative multi-phase power converter according to
次に動作について説明する。
図1に示した回路では、セクション検出器11がセクション信号Sctを、転換検出器12が転換信号TScをそれぞれ出力して電圧比率演算器14および入力パルス発生器15に入力して、電圧比率演算器14が、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTs、セクション信号Sct、転換信号TScおよび通電順序信号Flgに基づいて入力制御比RIを演算して、入力パルス発生器15が、セクション信号Sct、通電順序信号Flgおよび入力制御比RIに基づいて入力制御パルスTIを出力するように構成したが、図23に示したように、セクション検出器11dがセクション信号Sctおよび中間セクション信号Scmを、転換検出器12dが中間転換信号TSmをそれぞれ出力して電圧比率演算器14dおよび入力パルス発生器15dに入力して、電圧比率演算器14dが、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTs、セクション信号Sct、中間セクション信号Scmおよび中間転換信号TSmに基づいて入力制御比RIを演算して、入力パルス発生器15dが、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、中間転換信号TSmおよび入力制御比RIに基づいて入力制御パルスTIを出力するように構成しても良い。
Next, the operation will be described.
In the circuit shown in FIG. 1, the
この構成では、1つの制御期間を2つの変調期間で構成してそれぞれの変調期間で三角搬送波によるパルス幅変調制御を行うような場合、ある制御期間を1つの変調期間のみで構成して、1つの変調期間で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ交流電源1の相を利用する順序を反転させることにより、セクションが転換した直後の制御期間の変わり目で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源1の相の切り替わりと出力制御パルスの切り替わりとを合成して、制御期間の変わり目でスイッチング動作を発生させないようにすることができる。
In this configuration, when one control period is composed of two modulation periods and pulse width modulation control using a triangular carrier wave is performed in each modulation period, a certain control period is composed of only one modulation period, and 1 By reversing the order in which the positive and negative electrodes of the virtual DC voltage use the phases of the
図23において、図1と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
入力制御器10dの動作について説明する。入力制御器10dは、セクション検出器11d、転換検出器12d、電圧比率演算器14dおよび入力パルス発生器15dで構成され、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTsを入力し、入力制御比RIを演算し、入力制御パルスTIを生成して、それぞれ出力する。
In FIG. 23, the same or corresponding parts as in FIG.
The operation of the
セクション検出器11dは、電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTsを入力し、交流電源の位相がどのセクションおよび中間セクションにあるかを図3および図20に従って検出して、セクション信号Sctおよび中間セクション信号Scmを出力する。 The section detector 11d receives the measured values vRs, vSs, and vTs of the voltages vR, vS, and vT, detects in which section and the intermediate section the phase of the AC power supply is in accordance with FIG. 3 and FIG. Sct and intermediate section signal Scm are output.
転換検出器12dは、中間セクション信号Scmを入力して、これが転換したときに中間転換信号TSmを1として出力する。
電圧比率演算器14dは、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTs、セクション信号Sct、中間セクション信号Scmおよび中間転換信号TSmを入力し、入力制御比RIを制御期間の変わり目毎に演算して出力する。交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTsより演算される3つの電圧比率vT/(vT+vR),vS/(vS+vR),vR/(vR+vS)から、セクション信号Sctに基づいて1つを選択して演算する。中間セクション信号Scmをセクション信号と比較した結果に基づいて、演算した電圧比率をそのまま用いるか、演算した電圧比率を1から引いた値を用いるかを決定して、これを入力制御比RIとして出力する。但し、中間転換信号TSmが1であるときは、中間セクション信号Scmに係らず演算した電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして出力する。
The
The
入力パルス発生器15dは、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、中間転換信号TSmおよび入力制御比RIを入力し、入力制御パルスTIを生成する。セクション信号Sctに基づいて、入力制御パルスTIの中から、制御期間内で常に1とするものと制御期間内で常に0とするものと制御期間内で切り替えを行うものとをそれぞれ定めて、中間セクション信号Scmをセクション信号と比較した結果に基づいて、制御期間内に切り替えを行うものの中から、制御期間内の前半の変調期間で1から0へ切り替えて後半の変調期間で0から1へ切り替えるものと、制御期間内の前半の変調期間で0から1へ切り替えて後半の変調期間で1から0へ切り替えるものをそれぞれ定めて、入力制御比RIに基づいて、前半の変調期間ではその切り替えをその前半の変調期間の開始時刻より入力制御比RIと制御期間Tcの2分の1の積だけ経過した時刻において、後半の変調期間ではその切り替えをその後半の変調期間の開始時刻より入力制御比RIを1から引いた(1−RI)と制御期間Tcの2分の1の積だけ経過した時刻において、それぞれ行うようにする。但し、中間転換信号TSmが1となったときは、その次の制御期間を1つの変調期間で構成して制御期間の時間を通常の制御期間Tcの2分の1とするものとし、入力制御パルスTIを制御期間内で切り替える動作を前半の変調期間に相当する1回のみとして、その制御期間の開始時刻より入力制御比RIと制御期間Tcの2分の1の積だけ経過した時刻で行うものとする。なお、その制御期間の時間は通常の制御期間Tcとしても良く、この場合、その切り替えはその制御期間の開始時刻より入力制御比RIと制御期間Tcの積だけ経過した時刻で行うものとする。入力パルス発生器15dは、その制御期間の入力制御パルスTIの出力の開始と同時に、中間転換信号TSmを0とする。 The input pulse generator 15d receives the section signal Sct, the intermediate section signal Scm, the intermediate conversion signal TSm, and the input control ratio RI, and generates an input control pulse TI. Based on the section signal Sct, among the input control pulses TI, one that is always set to 1 within the control period, one that is always set to 0 within the control period, and one that is switched within the control period are determined, respectively. Based on the result of comparing the section signal Scm with the section signal, the switching is performed within the control period, and the switching is switched from 1 to 0 in the first half of the modulation period and from 0 to 1 in the second half of the modulation period. And switching between 0 and 1 in the first half of the control period and switching from 1 to 0 in the second half of the control period, and switching between 1 and 0 in the second half of the modulation period. At the time when the product of one half of the input control ratio RI and the control period Tc has elapsed from the start time of the first half modulation period, the switching is controlled in the second half modulation period. In only one of the products of 2 minutes elapsed time in the second half of the start time from the input control ratio RI drawn from 1 (1-RI) of the modulation period and the control period Tc, to perform respectively. However, when the intermediate conversion signal TSm becomes 1, the next control period is composed of one modulation period, and the control period is set to one half of the normal control period Tc. The operation of switching the pulse TI within the control period is performed only once corresponding to the first half of the modulation period, and is performed at the time when the product of one half of the input control ratio RI and the control period Tc has elapsed from the start time of the control period. Shall. The control period may be the normal control period Tc. In this case, the switching is performed at the time when the product of the input control ratio RI and the control period Tc has elapsed from the start time of the control period. The input pulse generator 15d sets the intermediate conversion signal TSm to 0 simultaneously with the start of the output of the input control pulse TI during the control period.
表3は、セクション信号Sctに対応する、仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源1の相、制御期間内で交流電源1の2つの相の切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極、その極でその2つの相を利用する順序と、セクション信号Sct、中間セクション信号Scmおよび中間転換信号TSmとの対応をそれぞれ示す。表3において、それぞれのセクションと仮想的な直流電圧として利用する電圧の対応関係が、表1の対応関係と同一である。一例として、セクション信号Sctが1であるときは、仮想的な直流電圧の正極は交流電源1のT相とR相の2つの相を1つの制御期間内で切り替えて利用して、負極は交流電源1のS相を1つの制御期間内で常に利用する。切り替えを行う正極で交流電源1の相を利用する順序は、中間セクション信号Scmがセクション信号Sctと等しくない場合は、制御期間内の前半の変調期間で先にR相を利用してその後、T相を利用して、後半の変調期間では先にT相を利用してその後R相を利用して、中間セクション信号Scmがセクション信号Sctと等しい場合は、制御期間内の前半の変調期間で先にT相を利用してその後R相を利用して、後半の変調期間では先にR相を利用してその後T相を利用する。また、中間転換信号TSmが1である制御期間は1つの変調期間で構成され、その制御期間では先にR相を利用してその後T相を利用する。
Table 3 shows the phase of the
入力パルス発生器15dは、図3、図20および表3の対応関係に従って、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、中間転換信号TSmおよび入力制御比RIに基づいて、入力制御パルスTIを生成する。 The input pulse generator 15d generates an input control pulse TI based on the section signal Sct, the intermediate section signal Scm, the intermediate conversion signal TSm, and the input control ratio RI in accordance with the correspondence relationship shown in FIGS.
図24はこの発明の実施の形態5による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートであり、図において、図10と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し、電圧比率選択動作B20の動作については説明を省略する。その電圧比率演算器14dの動作は、3つの電圧比率演算式の中から1つを選択して演算する電圧比率選択動作B20と、演算した電圧比率からRIを演算して出力する電圧比率出力動作B30dの2段階で構成される。
FIG. 24 is a flowchart showing the operation of the voltage ratio calculator according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 24, the same or corresponding parts as those in FIG. Description of is omitted. The operation of the
電圧比率出力動作B30dについて説明する。電圧比率演算器14dは電圧比率選択動作B20を終了するとすぐに電圧比率出力動作B30dを開始する。中間転換信号TSmが0であれば(ステップST45)、中間セクション信号Scmをセクション信号Sctと比較して、その信号値が等しければ(ステップST46)、電圧比率選択動作B20で演算した電圧比率をそのまま入力制御比RIとして出力して(ステップST34)、その信号値が等しくなければ、その電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして出力する(ステップST35)。中間転換信号TSmが1であれば中間セクション信号Scmに係らずその電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして出力する。このように入力制御比RIを定めたことによって、電圧比率出力動作B30dは終了する。
The voltage ratio output operation B30d will be described. The
電圧比率出力動作30dが終了すると、入力制御比RIは入力パルス発生器15dおよび出力制御器30に出力され、次の制御期間の入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWがそれぞれ生成される。
When the voltage ratio output operation 30d is completed, the input control ratio RI is output to the input pulse generator 15d and the
次に、交流電源1の電圧vR、vS,vTの変動と入力制御器10dの動作により、その入力制御器10d、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、中間転換信号TSm、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作について説明する。
Next, the calculation result of the input control ratio RI output by the
セクション信号Sctが1で中間セクション信号Scmが6であり、共に転換しないときの動作については、1つの制御期間の動作が図6に示した動作例の連続する2つの制御期間の動作に相当して図6に示した動作例と同等となるため、制御期間の変わり目では9つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われず、セクション信号Sctと中間セクション信号Scmの組み合わせが、これ以外の組み合わせである制御期間であっても同様に推移するため、説明は省略する。 For the operation when the section signal Sct is 1 and the intermediate section signal Scm is 6, and both are not switched, the operation in one control period corresponds to the operation in two consecutive control periods in the operation example shown in FIG. Therefore, the switching operation of the nine switch control pulses is not performed at the change of the control period, and the combination of the section signal Sct and the intermediate section signal Scm is a combination other than this. Since it changes similarly even if it is a period, description is abbreviate | omitted.
図25はこの発明の実施の形態5による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源1の電圧vR、vS,vTの変動と入力制御器10dの動作により、その入力制御器10d、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、中間転換信号TSm、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の一例である。この一例では、交流電源1の電圧について、vTとvRが正電圧でvSが負電圧でありセクション信号Sctは1であるが、第1の制御期間Tc1d´内の第1の変調期間Tm1d´でvTとvRの大小関係が逆転しており、それと同時に中間セクション信号Scmは6から1へ転換して、中間転換信号TSmが1となっている。セクション信号Sctの転換はないため、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせは図6に示した動作例と同一である。
FIG. 25 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power converter according to
第1の制御期間Tc1d´、中間転換制御期間Tcmd´および第2の制御期間Tc2d´での動作について説明する。第1の変調期間Tm1d´で中間転換信号TSmが1となっていることから、その次の制御期間である中間転換制御期間Tcmd´を1つの変調期間で構成して制御期間の時間を通常の制御期間Tcの2分の1とする。中間転換制御期間Tcmd´では中間転換信号TSmは0のままであることから、その次の制御期間である第2の制御期間Tc2d´は2つの制御期間で構成して制御期間の時間も通常の制御期間Tcとする。入力制御比RIは、図24に示したフローチャートの電圧比率選択動作B20に従ってvT/(vT+vR)を演算して、図24に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30dに従って、第1の制御期間Tc1d´では中間転換信号TSmが0であり中間セクション信号Scmが6でセクション信号Sctと等しくないことから電圧比率出力動作B30dで演算した電圧比率を1から引いた値として、中間転換制御期間Tcmd´では中間転換信号TSmが1であることから、その電圧比率を1から引いた値として、第2の制御期間Tc2d´では中間転換信号TSmが0であり、中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しいことからその電圧比率をそのまま、それぞれ出力する。 Operations in the first control period Tc1d ′, the intermediate conversion control period Tcmd ′, and the second control period Tc2d ′ will be described. Since the intermediate conversion signal TSm is 1 in the first modulation period Tm1d ′, the intermediate conversion control period Tcmd ′, which is the next control period, is configured by one modulation period, and the control period time is set to the normal time. One half of the control period Tc. Since the intermediate conversion signal TSm remains 0 in the intermediate conversion control period Tcmd ′, the second control period Tc2d ′, which is the next control period, is composed of two control periods, and the control period time is also normal. The control period is Tc. The input control ratio RI is calculated by calculating vT / (vT + vR) according to the voltage ratio selection operation B20 of the flowchart shown in FIG. 24, and the first control period Tc1d ′ according to the voltage ratio output operation B30d of the flowchart shown in FIG. Since the intermediate conversion signal TSm is 0 and the intermediate section signal Scm is 6 and is not equal to the section signal Sct, the voltage ratio calculated in the voltage ratio output operation B30d is set to a value obtained by subtracting 1 from the intermediate conversion control period Tcmd '. Since the conversion signal TSm is 1, the voltage ratio is subtracted from 1, and in the second control period Tc2d ′, the intermediate conversion signal TSm is 0, the intermediate section signal Scm is 1, and equal to the section signal Sct. Therefore, the voltage ratio is output as it is.
入力制御パルスTIについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせが図6に示した動作例と同一となるように生成される。図25に示した動作例では、負極は常にS相を利用する。第1の制御期間Tc1d´ではセクション信号Sctが1であり、中間セクション信号Scmが6でセクション信号Sctと等しくないことから、表3に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源1の相をR相からT相に切り替えて後に再びR相へ切り替えて、中間転換制御期間Tcmd´では中間転換信号TSmが1であることから、表3に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源1の相をR相からT相に切り替えて、第2の制御期間Tc2d´ではセクション信号Sctが1であり、中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しいことから、表3に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源1の相をT相からR相に切り替えて後に再びT相へ切り替えるように、それぞれ生成される。この結果、制御期間の変わり目に相当しない変調期間の変わり目では、図6に示した動作例と同様に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相は固定され、第1の制御期間Tc1d´から中間転換制御期間Tcmd´への変わり目では正極が利用する交流電源1の相はR相に固定され、中間転換制御期間Tcmd´から第2の制御期間Tc2d´への変わり目では正極が利用する交流電源1の相はT相に固定されることになる。
The input control pulse TI is generated so that the combination of phases of the
出力制御パルスTU,TV,TW生成に用いる三角搬送波は、セクション信号Sctが1であり、制御期間内で交流電源1の2つの相を切り替えて利用する極は正極であることから、1つの変調期間内で「山」の形を示す三角搬送波としている。従って、制御期間の変わり目全てと変調期間の変わり目全てでは三角搬送波の頂点は最下点を取るため、出力制御パルスTU,TV,TWはその変わり目では1となり、正極で交流電源1の2つの相を切り替える時刻では三角搬送波の頂点は最上点を取るため、出力制御パルスTU,TV,TWはその時刻では0となる。
The triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, and TW has a section signal Sct of 1, and the pole used by switching between the two phases of the
この結果、制御期間の変わり目では、入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWの切り替えが全く行われないので、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。正極で交流電源1の2つの相を切り替える時刻では、正極に係る3つの入力制御パルスの中でT相に係る入力制御パルスTTPとR相に係る入力制御パルスTRPを切り替えるが、この時刻で出力制御パルスTU,TV,TWはいずれも0となることから、この時刻でも9つのスイッチ制御パルスの切り替えは行われないことになる。
As a result, since the input control pulse TI and the output control pulses TU, TV, and TW are not switched at the change of the control period, the switching with the nine switch control pulses is not performed at all. At the time when the two phases of the
以上の動作は、中間セクション信号Scmが6から1へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。 The above operation changes in the same manner even when the section is switched except when the intermediate section signal Scm is switched from 6 to 1.
図26はこの発明の実施の形態5による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源1の電圧vR、vS,vTの変動と入力制御器10dの動作により、その入力制御器10d、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、中間転換信号TSm、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の他の一例である。この一例では、交流電源1の電圧およびそれに伴うセクション信号Sctの動作は図12に示した動作例と同一であり、中間セクション信号Scmの転換はなく中間転換信号TSmは0のままである。
FIG. 26 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power converter according to
第1の制御期間Tc1d″と第2の制御期間Tc2d″での動作について説明する。中間転換信号TSmが0のままであることから、第1の制御期間Tc1d″および第2の制御期間Tc2d″は共に2つの制御期間で構成して制御期間の時間も通常の制御期間Tcとする。入力制御比RIは、図24に示したフローチャートの電圧比率選択動作B20に従って、第1の制御期間Tc1d″ではvT/(vT+vR)を演算して、第2の制御期間Tc2d″ではvS/(vS+vT)を演算して、図24に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30dに従って、第1の制御期間Tc1d″では中間転換信号TSmが0であり中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しいことから電圧比率出力動作B30dで演算した電圧比率をそのまま、第2の制御期間Tc2d″では中間転換信号TSmが0であり中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しくないことから電圧比率出力動作B30dで演算した電圧比率を1から引いた値をそれぞれ出力する。 An operation in the first control period Tc1d ″ and the second control period Tc2d ″ will be described. Since the intermediate conversion signal TSm remains 0, both the first control period Tc1d ″ and the second control period Tc2d ″ are composed of two control periods, and the control period is also the normal control period Tc. . The input control ratio RI is calculated as vT / (vT + vR) in the first control period Tc1d ″ and vS / (vS + vT in the second control period Tc2d ″ in accordance with the voltage ratio selection operation B20 in the flowchart shown in FIG. ) And according to the voltage ratio output operation B30d of the flowchart shown in FIG. 24, the intermediate conversion signal TSm is 0, the intermediate section signal Scm is 1, and equal to the section signal Sct in the first control period Tc1d ″. In the second control period Tc2d ″, the intermediate conversion signal TSm is 0, the intermediate section signal Scm is 1, and is not equal to the section signal Sct, and the voltage ratio calculated in the voltage ratio output operation B30d remains unchanged. A value obtained by subtracting the calculated voltage ratio from 1 is output.
入力制御パルスTIについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせが図12に示した動作例と同一となるように生成される。制御期間の変わり目に相当しない変調期間の変わり目での動作は図25に示した動作例と同様である。入力制御パルスTIは、第1の制御期間Tc1d″ではセクション信号Sctが1であり中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しいことから、表3に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源1の相をT相からR相に切り替えて後に再びT相へ切り替えて、負極が利用する交流電源1の相をS相に固定して、第2の制御期間Tc2d″ではセクション信号Sctが2であり、中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しくないことから、表3に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源1の相をR相に固定して、負極が利用する交流電源1の相をT相からS相に切り替えて、後に再びT相に切り替えるように、それぞれ生成される。この結果、第1の制御期間Tc1d″から第2の制御期間Tc2d″の変わり目では、正極が利用する交流電源1の相はT相からR相へ切り替わり、負極が利用する交流電源1の相はS相からT相へ切り替わることになる。
The input control pulse TI is generated such that the combination of phases of the
出力制御パルスTU,TV,TWの生成に用いる三角搬送波が示す形は図12に示した動作例と同様であり、第1の制御期間Tc1d″から第2の制御期間Tc2d″への変わり目で三角搬送波の頂点が最下点から最上点に移動する動作が発生することから、全ての出力制御パルスTU,TV,TWは、その変わり目で1から0へ切り替わる。しかしながら、入力制御パルスTIの切り替え動作と合成した結果、負荷2の全ての相が接続する交流電源1の相は、第1の制御期間Tc1d″の終了時は、仮想的な直流電圧の正極であるT相と、第2の制御期間Tc2d″の開始時は仮想的な直流電圧の負極であるT相となり、第1の制御期間Tc1d″から第2の制御期間Tc2d″への変わり目では負荷2の相に接続される交流電源1の相の切り替えが行われず、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えが全く行われないことになる。
The shape indicated by the triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, TW is the same as that in the operation example shown in FIG. 12, and the triangle is shown at the transition from the first control period Tc1d ″ to the second control period Tc2d ″. Since the operation of moving the vertex of the carrier wave from the lowest point to the highest point occurs, all the output control pulses TU, TV, TW are switched from 1 to 0 at the change point. However, as a result of combining with the switching operation of the input control pulse TI, the phase of the
以上の動作は、セクション信号Sctが1から2へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。 The above operation changes in the same manner even when the section is switched except when the section signal Sct is switched from 1 to 2.
以上のように、この実施の形態5によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、制御期間の途中で負荷2の相に接続する交流電源1の相を一旦異なる相に切り替えた後に再び元の相に切り替える動作を利用するものであって、ある制御期間では途中で負荷2の相に接続する交流電源1の相を異なる相に1回切り替えるのみとする動作を利用できるようにすることにより、制御期間の変わり目の前後で負荷2の相が接続する交流電源1の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷2の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
As described above, according to the fifth embodiment, the
実施の形態6.
図27はこの発明の実施の形態6による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図の入力制御器10cにおいて、転換検出器12eは、セクション検出器11dによるセクション信号に基づいて、セクション信号が転換したことを示す転換信号を生成すると共に、中間セクション信号に基づいて、中間セクション信号が転換したことを示す中間転換信号を生成するものである。電圧比率演算器14eは、交流電源1の交流電圧、セクション検出器11dによるセクション信号、中間セクション信号、および転換検出器12eによる転換信号、中間転換信号に基づいて、入力制御比を生成するものである。入力パルス発生器15eは、セクション検出器11dによるセクション信号、中間セクション信号、転換検出器12eによる転換信号、中間転換信号、および電圧比率演算器14eによる入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成するものである。その他の構成については図1と同様である。
FIG. 27 is a block diagram showing a multi-relative multi-phase power converter according to
次に動作について説明する。
図23に示した回路では、転換検出器12dが中間転換信号TSmを出力して、電圧比率演算器14dが、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTs、セクション信号Sct、中間セクション信号Scmおよび中間転換信号TSmに基づいて入力制御比RIを演算して、入力パルス発生器15dが、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、中間転換信号TSmおよび入力制御比RIに基づいて入力制御パルスTIを出力するように構成したが、図20に示したように、転換検出器12eが転換信号TScおよび中間転換信号TSmを出力して、電圧比率演算器14eが、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTs、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、転換信号TScおよび中間転換信号TSmに基づいて入力制御比RIを演算して、入力パルス発生器15eが、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、転換信号TSc、中間転換信号TSmおよび入力制御比RIに基づいて入力制御パルスTIを出力するように構成しても良い。
Next, the operation will be described.
In the circuit shown in FIG. 23, the
この構成では、1つの制御期間を2つの変調期間で構成してそれぞれの変調期間で三角搬送波によるパルス幅変調制御を行うような場合、1つの制御期間で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ交流電源の相を利用する順序が上記実施の形態5とは逆転していたとしても、ある制御期間を1つの変調期間のみで構成して、1つの変調期間で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ交流電源の相を利用する順序を反転させて、別のある制御期間を1つの変調期間のみで構成して、1つの変調期間で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源の相を固定することにより、セクションが転換した直後の制御期間の変わり目で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源の相が切り替わらないようにして、制御期間の変わり目でスイッチング動作を発生させないようにすることができる。 In this configuration, when one control period is composed of two modulation periods and pulse width modulation control using a triangular carrier wave is performed in each modulation period, the positive and negative electrodes of a virtual DC voltage are controlled in one control period. Even if the order of using the phases of the AC power supply is reversed from that in the fifth embodiment, a certain control period is composed of only one modulation period, and a positive pole of a virtual DC voltage is generated in one modulation period. The order in which the phases of the AC power source and the negative electrode are reversed is reversed, and another control period is configured by only one modulation period, and the positive and negative electrodes of the virtual DC voltage are respectively used in one modulation period. By fixing the phase of the AC power supply to be used, the phase of the AC power supply used by the positive and negative electrodes of the virtual DC voltage is not switched at the change of the control period immediately after the section is changed. Unishi Te, it is possible to prevent the generation of the switching operation at the turn of the control period.
図27において、図23と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
入力制御器10eの動作について説明する。入力制御器10eは、セクション検出器11d、転換検出器12e、電圧比率演算器14eおよび入力パルス発生器15eで構成され、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTsを入力し、入力制御比RIを演算し入力制御パルスTIを生成して、それぞれ出力する。セクション信号Sctを入力してこれが転換したときに転換信号TScを1として、中間セクション信号Scmを入力してこれが転換したときに中間転換信号TSmを1として、それぞれ出力する。
In FIG. 27, the same or corresponding parts as in FIG.
The operation of the input controller 10e will be described. The input controller 10e includes a section detector 11d, a conversion detector 12e, a
電圧比率演算器14eは、交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTs、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、転換信号TScおよび中間転換信号TSmを入力し、入力制御比RIを制御期間の変わり目毎に演算して出力する。交流電源1の電圧vR,vS,vTの測定値vRs,vSs,vTsより演算される3つの電圧比率vT/(vT+vR),vS/(vS+vT),vR/(vR+vS)から、セクション信号Sctに基づいて1つを選択して演算する。中間セクション信号Scmをセクション信号と比較した結果に基づいて、演算した電圧比率をそのまま用いるか、演算した電圧比率を1から引いた値を用いるかを決定して、これを入力制御比RIとして出力する。但し、中間転換信号TSmが1であるときは中間セクション信号Scmに係らず演算した電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして、転換信号TScが1であるときは中間セクション信号Scmに係らず入力制御比RIを0として、それぞれ出力する。
The
入力パルス発生器15eは、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、転換信号TSc、中間転換信号TSmおよび入力制御比RIを入力し、入力制御パルスTIを生成する。転換信号TScが0のままであるときのその発生器の動作については図23に示した入力パルス発生器15dの動作と同等であるが、制御期間内で交流電源1の2つの相の切り替える仮想的な直流電圧の極がその2つの相を利用する順序と、中間セクション信号Scmとセクション信号Sctとの大小比較結果との対応が逆転している。中間転換信号TSmもしくは転換信号TScが1となったときは、その次の制御期間を1つの変調期間で構成して制御期間の時間を通常の制御期間Tcの2分の1とするものとし、入力制御パルスTIを制御期間内で切り替える動作を前半の変調期間に相当する1回のみとして、その制御期間の開始時刻より入力制御比RIと制御期間Tcの2分の1の積だけ経過した時刻で行うものとする。なお、その制御期間の時間は通常の制御期間Tcとしても良く、この場合、その切り替えはその制御期間の開始時刻より入力制御比RIと制御期間Tcの積だけ経過した時刻で行うものとする。なお、転換信号TScが1となったときの動作については、電圧比率演算器14eが出力する入力制御比RIが0であることから、図11に示した動作例と同様にその制御期間内では入力パルスTIの切り替え動作が発生しないことになる。入力パルス発生器15eは、その制御期間の入力制御パルスTIの出力の開始と同時に、転換信号TScまたは中間転換信号TSmのうち1となっていた信号を0とする。
The input pulse generator 15e receives the section signal Sct, the intermediate section signal Scm, the conversion signal TSc, the intermediate conversion signal TSm, and the input control ratio RI, and generates an input control pulse TI. The operation of the generator when the conversion signal TSc remains 0 is the same as the operation of the input pulse generator 15d shown in FIG. 23, but the virtual switching of the two phases of the
表4は、セクション信号Sctに対応する、仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源1の相、制御期間内で交流電源1の2つの相の切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極、その極でその2つの相を利用する順序と、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、転換信号TScおよび中間転換信号TSmとの対応をそれぞれ示す。表4において、それぞれのセクションと仮想的な直流電圧として利用する電圧の対応関係が、表1の対応関係と同一である。一例として、セクション信号Sctが1であるときは、仮想的な直流電圧の正極は交流電源1のT相とR相の2つの相を1つの制御期間内で切り替えて利用して、負極は交流電源1のS相を1つの制御期間内で常に利用する。切り替えを行う正極で交流電源1の相を利用する順序は、中間セクション信号Scmがセクション信号Sctと等しくない場合は、制御期間内の前半の変調期間で先にT相を利用してその後R相を利用して、後半の変調期間では先にR相を利用してその後T相を利用して、中間セクション信号Scmがセクション信号Sctと等しい場合は、制御期間内の前半の変調期間で先にR相を利用してその後T相を利用して、後半の変調期間では先にT相を利用してその後R相を利用する。また、転換信号TScまたは中間転換信号TSmが1である制御期間は1つの変調期間で構成され、その制御期間では、転換信号TScが1であるときは常にT相を利用して、中間転換信号TSmが1であるときは先にT相を利用してその後R相を利用する。転換信号TScが1であるときにその制御期間で仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源1の相の切り替えが発生しないのは、電圧比率演算器14eの動作により入力制御比RIが0となり、本来はその制御期間で正極が先に利用するR相を利用する時間が0となるためである。
Table 4 shows the phase of the
入力パルス発生器15eは、図3、図20および表4の対応関係に従って、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、転換信号TSc、中間転換信号TSmおよび入力制御比RIに基づいて、入力制御パルスTIを生成する。 The input pulse generator 15e generates an input control pulse TI based on the section signal Sct, the intermediate section signal Scm, the conversion signal TSc, the intermediate conversion signal TSm, and the input control ratio RI in accordance with the correspondence relationship shown in FIGS. Is generated.
図28はこの発明の実施の形態6による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートであり、図において、図24と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し、電圧比率選択動作B20の動作については説明を省略する。その電圧比率演算器14eの動作は、3つの電圧比率演算式の中から1つを選択して演算する電圧比率選択動作B20と、演算した電圧比率から入力制御比RIを演算して出力する電圧比率出力動作B30eの2段階で構成される。
FIG. 28 is a flowchart showing the operation of the voltage ratio calculator according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 28, the same or corresponding parts as those in FIG. Description of is omitted. The operation of the
電圧比率出力動作B30eについて説明する。電圧比率演算器14eは電圧比率選択動作B20を終了するとすぐに電圧比率出力動作B30eを開始する。転換信号TScが0であれば(ステップST31)、中間転換信号TSmを参照して、中間転換信号TSmが0であれば(ステップST45)、中間セクション信号Scmをセクション信号Sctと比較して、その信号値が等しければ(ステップST46)、電圧比率選択動作B20で演算した電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして出力して(ステップST35)、その信号値が等しくなければその電圧比率をそのまま入力制御比RIとして出力する(ステップST34)。中間転換信号TSmが1であれば中間セクション信号Scmに係らずその電圧比率を1から引いた値を入力制御比RIとして出力する。転換信号TScが1であれば入力制御比RIを0として出力する(ステップST36)。このように入力制御比RIを定めたことによって、電圧比率出力動作B30eは終了する。
The voltage ratio output operation B30e will be described. The
電圧比率出力動作B30eが終了すると、入力制御比RIは入力パルス発生器15eおよび出力制御器30に出力され、次の制御期間の入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWがそれぞれ生成される。
When the voltage ratio output operation B30e is completed, the input control ratio RI is output to the input pulse generator 15e and the
次に、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10eの動作により、その入力制御器10e、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、転換信号TSc、中間転換信号TSm、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作について説明する。
Next, the calculation result of the input control ratio RI output from the input controller 10e, the
セクション信号Sctが1で中間セクション信号Scmが6であり、共に転換しないときの動作については、1つの制御期間の動作が図6に示した動作例の連続する2つの制御期間の動作に相当して図6に示した動作例と同等となるため、制御期間の変わり目では9つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われず、セクション信号Sctと中間セクション信号Scmの組み合わせがこれ以外の組み合わせである制御期間であっても同様に推移するため、説明は省略する。 For the operation when the section signal Sct is 1 and the intermediate section signal Scm is 6, and both are not switched, the operation in one control period corresponds to the operation in two consecutive control periods in the operation example shown in FIG. Therefore, the switching operation of the nine switch control pulses is not performed at the change of the control period, and the control period in which the combination of the section signal Sct and the intermediate section signal Scm is a combination other than this. However, since it changes similarly, description is abbreviate | omitted.
図29はこの発明の実施の形態6による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源1の電圧vR,VS,vTの変動と入力制御器10eの動作により、その入力制御器10e、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、転換信号TSc、中間転換信号TSm、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の一例である。この一例では、交流電源1の電圧、それに伴うセクション信号Sct、中間セクション信号Scmおよび中間転換信号TSmの動作が、図25に示した動作例と同一である。セクション信号Sctの転換はないため転換信号TScは0のままであり、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせは図25に示した動作例と同一である。
FIG. 29 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power converter according to
第1の制御期間Tc1e´、中間転換制御期間Tcme´および第2の制御期間Tc2e´での動作について説明する。制御期間を構成する変調期間の数および制御期間の時間については図25に示した動作例と同一である。入力制御比RIは、図28に示したフローチャートの電圧比率選択動作B20に従ってvT/(vT+vR)を演算して、図28に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30eに従って、第1の制御期間Tc1e´では転換信号TScと中間転換信号TSmが共に0であり、中間セクション信号Scmが6でセクション信号Sctと等しくないことから、電圧比率出力動作B30dで演算した電圧比率をそのまま、中間転換制御期間Tcme´では転換信号TScが0で中間転換信号TSmが1であることからその電圧比率をそのまま、第2の制御期間Tc2e´では転換信号TScと中間転換信号TSmが共に0であり、中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しいことからその電圧比率を1から引いた値として、それぞれ出力する。 Operations in the first control period Tc1e ′, the intermediate conversion control period Tcme ′, and the second control period Tc2e ′ will be described. The number of modulation periods constituting the control period and the time of the control period are the same as those in the operation example shown in FIG. The input control ratio RI is calculated by calculating vT / (vT + vR) according to the voltage ratio selection operation B20 of the flowchart shown in FIG. 28, and the first control period Tc1e ′ according to the voltage ratio output operation B30e of the flowchart shown in FIG. Since the conversion signal TSc and the intermediate conversion signal TSm are both 0, and the intermediate section signal Scm is 6 and not equal to the section signal Sct, the voltage ratio calculated in the voltage ratio output operation B30d remains as it is, and the intermediate conversion control period Tcme ′ In the second control period Tc2e ′, the conversion signal TSc and the intermediate conversion signal TSm are both 0 and the intermediate section signal Scm is 0 because the conversion signal TSc is 0 and the intermediate conversion signal TSm is 1. Since 1 is equal to the section signal Sct, the voltage ratio is subtracted from 1, Each Re to output.
入力制御パルスTIについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせが図25に示した動作例と同一となるように生成される。制御期間の変わり目に相当しない変調期間の変わり目での動作は図25に示した動作例と同様である。
The input control pulse TI is generated so that the combination of phases of the
図29に示した動作例では、負極は常にS相を利用する。第1の制御期間Tc1e´ではセクション信号Sctが1であり、中間セクション信号Scmが6でセクション信号Sctと等しくないことから、表4に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源1の相をT相からR相に切り替えて後に再びT相へ切り替えて、中間転換制御期間Tcme´では中間転換信号TSmが1であることから、表4に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源1の相をT相からR相に切り替えて、第2の制御期間Tc2e´ではセクション信号Sctが1であり、中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しいことから、表4に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源1の相をR相からT相に切り替えて後に再びR相へ切り替えるように、それぞれ生成される。この結果、第1の制御期間Tc1e´から中間転換制御期間Tcme´への変わり目では正極が利用する交流電源1の相はT相に固定され、中間転換制御期間Tcme´から第2の制御期間Tc2e´への変わり目では正極が利用する交流電源1の相はR相に固定されることになる。
In the operation example shown in FIG. 29, the negative electrode always uses the S phase. Since the section signal Sct is 1 in the first control period Tc1e ′ and the intermediate section signal Scm is 6 and is not equal to the section signal Sct, the phase of the
出力制御パルスTU,TV,TWの生成に用いる三角搬送波は「山」の形を示す。従って、制御期間の変わり目全てと変調期間の変わり目全てでは三角搬送波の頂点は最下点を取るため、出力制御パルスTU,TV,TWはその変わり目では1となり、正極で交流電源1の2つの相を切り替える時刻では三角搬送波の頂点は最上点を取るため、出力制御パルスTU,TV,TWはその時刻では0となる。
The triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, TW shows a “mountain” shape. Therefore, since the apex of the triangular carrier wave takes the lowest point at all changes in the control period and all changes in the modulation period, the output control pulse TU, TV, TW is 1 at the change, and the two phases of the
この結果、制御期間の変わり目では、入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWの切り替えが全く行われないので、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。正極で交流電源1の2つの相を切り替える時刻では、正極に係る3つの入力制御パルスの中でT相に係る入力制御パルスTTPとR相に係る入力制御パルスTRPを切り替えるが、この時刻で出力制御パルスTU,TV,TWはいずれも0となることから、この時刻でも9つのスイッチ制御パルスの切り替えは行われないことになる。
As a result, since the input control pulse TI and the output control pulses TU, TV, and TW are not switched at the change of the control period, the switching with the nine switch control pulses is not performed at all. At the time when the two phases of the
以上の動作は、中間セクション信号Scmが6から1へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。 The above operation changes in the same manner even when the section is switched except when the intermediate section signal Scm is switched from 6 to 1.
図30はこの発明の実施の形態6による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源1の電圧vR,vS,vTの変動と入力制御器10eの動作により、その入力制御器10e、出力制御器30およびゲート制御器40が出力する、入力制御比RIの演算結果、セクション信号Sct、中間セクション信号Scm、転換信号TSc、中間転換信号TSm、入力制御パルスTI、出力制御器30でのパルス幅変調結果、U相に係る出力制御パルスTU、スイッチ制御パルスTUR,TUS,TUTの動作の他の一例である。この一例では、交流電源1の電圧、それに伴うセクション信号Sct、中間セクション信号Scmおよび中間転換信号TSmの動作が図26に示した動作例と同一である。セクション信号Sctは1から2へ転換しており、これに伴って転換信号TScが1となっている。
FIG. 30 is a timing chart showing the operation of the multi-relative multi-phase power converter according to
第1の制御期間Tc1e″、中間制御期間Tcte″および第2の制御期間Tc2e″での動作について説明する。第1の制御期間Tc1e″で転換信号TScが1となっていることから、その次の制御期間である中間制御期間Tcte″を1つの変調期間で構成して制御期間の時間を通常の制御期間Tcの2分の1とする。中間制御期間Tcte″では転換信号TScは0のままであることから、その次の制御期間である第2の制御期間Tc2e″は2つの制御期間で構成して制御期間の時間も通常の制御期間Tcとする。入力制御比RIは、図28に示したフローチャートの電圧比率選択動作B20に従って、第1の制御期間Tc1e″ではvT/(vT+vR)を演算して、中間制御期間Tcte″および第2の制御期間Tc2e″ではvS/(vS+vT)を演算して、図28に示したフローチャートの電圧比率出力動作B30eに従って、第1の制御期間Tc1e″では転換信号TScと中間転換信号TSmが共に0であり、中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しいことから、電圧比率出力動作B30eで演算した電圧比率を1から引いた値として、中間制御期間Tcte″では転換信号TScが1であることから0として、第2の制御期間Tc2e″では転換信号TScと中間転換信号TSmが共に0であり中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しくないことから、その電圧比率をそのまま、それぞれ出力する。
The operation in the first control period Tc1e ″, the intermediate control period Tcte ″ and the second control period Tc2e ″ will be described. Since the conversion signal TSc is 1 in the first control period Tc1e ″, The intermediate control period Tcte ″, which is the control period of the control period, is composed of one modulation period, and the time of the control period is set to one half of the normal control period Tc. In the intermediate control period Tcte ″, the conversion signal TSc remains 0. Therefore, the second control period Tc2e ″, which is the next control period, is composed of two control periods, and the control period is also the normal control period Tc. The input control ratio RI is shown in FIG. According to the voltage ratio selection operation B20 of the flowchart shown, vT / (vT + vR) is calculated in the first control period Tc1e ″, and in the intermediate control period Tcte ″ and the second control period Tc2e ″. vS / (vS + vT) is calculated, and in accordance with the voltage ratio output operation B30e of the flowchart shown in FIG. 28, the conversion signal TSc and the intermediate conversion signal TSm are both 0 in the first control period Tc1e ″, and the intermediate
入力制御パルスTIについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源1の相の組み合わせが図25に示した動作例と同一となるように生成される。制御期間の変わり目に相当しない変調期間の変わり目での動作は図25に示した動作例と同様である。入力制御パルスTIは、第1の制御期間Tc1e″ではセクション信号Sctが1であり中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しいことから、表4に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源1の相をR相からT相に切り替えて後に再びR相へ切り替えて、負極が利用する交流電源1の相をS相に固定して、中間制御期間Tcte″では転換信号TSmが1であることから、表4に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源1の相をR相に、負極が利用する交流電源1の相をS相に、それぞれ固定して、第2の制御期間Tc2e″ではセクション信号Sctが2であり中間セクション信号Scmが1でセクション信号Sctと等しくないことから、表4に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源1の相をR相に固定して、負極が利用する交流電源1の相をS相からT相に切り替えて後に再びS相へ切り替えるように、それぞれ生成される。この結果、第1の制御期間Tc1e″から中間制御期間Tcte″への変わり目、および、中間制御期間Tcte″から第2の制御期間Tc2e″への変わり目では、いずれも、正極が利用する交流電源1の相はR相に、負極が利用する交流電源1の相はS相に固定されることになる。
The input control pulse TI is generated so that the combination of phases of the
出力制御パルスTU,TV,TWの生成に用いる三角搬送波が示す形は図11に示した動作例と同様であり、中間制御期間Tcte″の入力制御比RIが0となっていることから、その制御期間では右上がりの鋸波となるので、第1の制御期間Tc1e″の最後と中間制御期間Tcte″の最初では三角搬送波の頂点はともに最下点となり、中間制御期間Tcte″の最後と第2の制御期間Tc2e″の最初では三角搬送波の頂点は共に最上点となり、制御期間の変わり目全てで三角搬送波の頂点の移動は発生しないので、全ての出力制御パルスTU,TV,TWは、その変わり目で切り替わらないことになる。 The shape indicated by the triangular carrier wave used for generating the output control pulses TU, TV, TW is the same as the operation example shown in FIG. 11, and the input control ratio RI in the intermediate control period Tcte ″ is 0. Since the sawtooth wave rises to the right during the control period, the apex of the triangular carrier wave is the lowest point at the end of the first control period Tc1e ″ and the beginning of the intermediate control period Tcte ″, and the end and the end of the intermediate control period Tcte ″. At the beginning of the second control period Tc2e ″, the top of the triangular carrier wave is the highest point, and the movement of the top of the triangular carrier wave does not occur at every change in the control period, so all output control pulses TU, TV, TW Will not switch.
この結果、制御期間の変わり目では、入力制御パルスTIおよび出力制御パルスTU,TV,TWの切り替えが全く行われないので、9つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。 As a result, since the input control pulse TI and the output control pulses TU, TV, and TW are not switched at the change of the control period, the switching with the nine switch control pulses is not performed at all.
以上の動作は、セクション信号Sctが1から2へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。 The above operation changes in the same manner even when the section is switched except when the section signal Sct is switched from 1 to 2.
以上のように、この実施の形態6によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、制御期間の途中で負荷2の相に接続する交流電源1の相を一旦異なる相に切り替えたのちに再び元の相に切り替える動作を利用するものであって、ある制御期間では途中で負荷2の相に接続する交流電源1の相を異なる相に1回切り替えるのみとする動作を利用できるようにして、別のある制御期間ではある交流電源1の相を接続する時間を0とする動作を利用できるようにして、制御期間の変わり目の前後で負荷2の相が接続する交流電源1の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷2の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
As described above, according to the sixth embodiment, the
実施の形態7.
この発明における実施の形態1から実施の形態6のいずれかの多相対多相電力変換装置においては、出力制御器30または出力制御器30cでのパルス幅変調制御を三角搬送波によるものとしているが、負荷2の相が交流電源1の相を接続する順序を三角搬送波によるパルス幅変調制御と同一のものとした瞬時空間電圧ベクトルの概念によるものとしても良い。
Embodiment 7 FIG.
In the multi-relative multi-phase power conversion device according to any of the first to sixth embodiments of the present invention, the pulse width modulation control in the
負荷2の相を交流電源1のそれぞれの相に接続する動作について、交流電源1のそれぞれの相を接続する時間については三角搬送波によるパルス幅変調制御と異なる場合があるが、交流電源1のそれぞれの相を接続する順序については三角搬送波によるものと同一としている。このことから、9つのスイッチ制御パルスでの切り替え動作についても、三角搬送波によるものと全く同一となる。
Regarding the operation of connecting the phase of the
以上のように、この実施の形態7によれば、多相対多相電力変換装置のパルス幅変調制御について、負荷2の相が交流電源の相を接続する順序を三角搬送波によるパルス幅変調制御と同一のものとした瞬時空間電圧ベクトルの概念によるものあっても、制御期間の変わり目の前後で負荷2の相が接続する交流電源1の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷2の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
As described above, according to the seventh embodiment, in the pulse width modulation control of the multi-relative multiphase power converter, the order in which the phase of the
実施の形態8.
この発明における実施の形態1から実施の形態7のいずれかの多相対多相電力変換装置においては、出力制御器30または出力制御器30cでの三角搬送波または瞬時空間電圧ベクトルの概念によるパルス幅変調制御で、負荷2の全ての相について仮想的な直流電圧の極を制御期間内で1回または2回切り替えるものとしているが、負荷2のいずれか1つの相について仮想的な直流電圧の極を制御期間内で固定して接続するようにして負荷2の他の相について仮想的な直流電圧の極を制御期間内で1回または2回切り替えるようにしても良い。
Embodiment 8 FIG.
In the multi-relative multi-phase power conversion device according to any one of
一例として、この発明における実施の形態1の多相対多相電力変換装置において、この発明における実施の形態8のパルス幅変調動作を実施した場合の動作を説明する。
セクション信号Sctが転換しないときの動作は、制御期間内で仮想的な直流電圧の極を固定して接続するような負荷2の相については交流電源1の相の切り替えが全く行われず、負荷2の他の相については、図6に示した動作例と同様にパルス幅変調制御によるスイッチング動作のみが行われる。
As an example, the operation when the pulse width modulation operation of the eighth embodiment of the present invention is performed in the multi-relative multiphase power conversion device of the first embodiment of the present invention will be described.
The operation when the section signal Sct does not change is that the phase of the
セクション信号Sctが転換した直後の制御期間の変わり目での動作は、セクションが転換した制御期間まで仮想的な直流電圧の極を固定して接続していた負荷2の相が次の制御期間以降では仮想的な直流電圧の極を制御期間内で切り替えるようになり、負荷2の他の相の中の1つの相がその次の制御期間以降で仮想的な直流電圧の極を固定して接続するようになる。前者についてはセクションが転換した直後の制御期間の変わり目でその相に係る出力制御パルスが切り替わり、後者についてはその変わり目ではその相に係る出力制御パルスは切り替わらない。
The operation at the transition of the control period immediately after the section signal Sct is changed is that the phase of the
その変わり目で出力制御パルスTU,TV,TWの切り替え動作を入力制御パルスTIの切り替え動作と合成した結果、負荷2の上記の2つの相の中のいずれか一方の相ではスイッチ制御パルスの切り替えが行われるが、他方の相ではスイッチ制御パルスの切り替えは行われない。また、負荷2の他の相に係るスイッチ制御パルスについては、図11および図12に示した動作例と同様に切り替えが全く行われない。
As a result of combining the switching operation of the output control pulses TU, TV, and TW with the switching operation of the input control pulse TI at the turning point, switching of the switch control pulse is performed in one of the above two phases of the
以上の動作は、この発明の実施の形態2から実施の形態7のどの多相対多相電力変換装置であっても同様に推移する。 The above operation similarly changes in any of the multi-relative multi-phase power converters according to the second to seventh embodiments of the present invention.
以上のように、この実施の形態8によれば、多相対多相電力変換装置のパルス幅変調制御について、負荷2のいずれか1つの相を交流電源1の1つの相に固定して接続するようなパルス幅変調制御であっても、制御期間の変わり目の前後で接続する交流電源1の相を切り替える負荷2の相を高々1つとすることができるので、負荷2の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
As described above, according to the eighth embodiment, any one phase of the
実施の形態9.
図31はこの発明の実施の形態9による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図において、主回路3Dは、交流電源1と負荷2との間に接続され、交流電源1の交流電圧を選択的に制御する複数のスイッチにより切り替えて負荷2に交流電圧を供給するものである。その他の構成については図13と同様である。
Embodiment 9 FIG.
FIG. 31 is a block diagram showing a multi-relative multi-phase power converter according to Embodiment 9 of the present invention. In the figure, a
次に動作について説明する。
この発明における実施の形態2、4または6のいずれかの多相対多相電力変換装置と、この発明における実施の形態2、4および6のいずれかについてこの発明における実施の形態7もしくは8のいずれかを適用した多相対多相電力変換装置においては、例えば、図13の回路では、主回路3が負荷2へ電力を供給するように選択的にスイッチングを行うスイッチ3UR,3US,3UT,3VR,3VS,3VT,3WR,3WSおよび3WTを含むものとしているが、図31に示すように、主回路3Dが、選択的にスイッチングを行うスイッチ3PR,3PS,3PT,3NR,3NS,3NTおよびハーフブリッジ回路3UB,3VB,3WBを含み、スイッチ3PR,3PS,3PTの一端およびハーフブリッジ回路3UB,3VB,3WBの一端が直流回路の正極3Pに接続され、スイッチ3NR,3NS,3NTの一端およびハーフブリッジ回路3UB,3VB,3WBの他の一端が直流回路の負極3Nに接続されて、スイッチ3PR,3PS,3PT,3NR,3NS,3NTは選択的にスイッチングを行うことにより直流回路の正極3Pと負極3Nとの間に任意の直流電圧を出力するものとしても良い。
Next, the operation will be described.
Any of the multi-relative multi-phase power conversion device according to any of the second, fourth and sixth embodiments of the present invention and any of the second, fourth and sixth embodiments of the present invention, either of the seventh or eighth embodiments of the present invention In the multi-relative multi-phase power conversion device to which the above is applied, for example, in the circuit of FIG. 13, switches 3UR, 3US, 3UT, 3VR, which selectively switch so that the
入力制御パルスTIは、図1に示した回路では交流電源1のそれぞれの相を仮想的な直流電圧のそれぞれの極について利用するか否かを1と0で示す信号であったが、図31に示した回路では交流電源1のそれぞれの相を直流回路の正極3Pもしくは直流回路の負極3Nのそれぞれについて接続するか否かをそれぞれ1と0で示す信号となる。例えば、図11に示した動作例の制御パルスTRP,TRN,TSP,TSN,TTP,TTNはそれぞれスイッチ3PR,3NR,3PS,3NS,3PT,3NTに対応して、そのスイッチのオン・オフを制御する。
In the circuit shown in FIG. 1, the input control pulse TI is a signal indicating by 1 and 0 whether or not each phase of the
出力制御パルスTU,TV,TWは、図1に示した回路では負荷2のそれぞれの相を仮想的な直流電圧の正極に接続するときは1、負極に接続するときは0とする論理信号であったが、図31に示した回路では負荷2のそれぞれの相を直流回路の正極3Pに接続するときは1、直流回路の負極3Nに接続するときは0とする論理信号となる。出力制御パルスTU,TV,TWはそれぞれハーフブリッジ回路3UB,3VB,3WBに対応して、そのハーフブリッジ回路が含むスイッチ素子のオン・オフを制御する。
In the circuit shown in FIG. 1, the output control pulses TU, TV, and TW are logic signals that are set to 1 when each phase of the
一例として、この発明における実施の形態2における図15に示した動作例では、制御期間の変わり目では全ての出力制御パルスTU,TV,TWは0または1で必ず同一の値となり、その変わり目で切り替えが行われることはない。このことは、その変わり目では負荷の全ての相が直流回路の正極3Pまたは負極3Nに固定されて切り替わらないこととなり、その変わり目では負荷の全ての相に係るスイッチのスイッチング動作が発生しないことを意味する。
As an example, in the operation example shown in FIG. 15 according to the second embodiment of the present invention, all output control pulses TU, TV, TW always have the same value of 0 or 1 at the change of the control period, and are switched at the change. Is never done. This means that all the phases of the load are fixed to the
以上の動作は、この発明の実施の形態4および6の多相対多相電力変換装置と、この発明における実施の形態2、4および6のいずれかについてこの発明における実施の形態7もしくは8のいずれかを適用した多相対多相電力変換装置のいずれであっても同様に推移する。
The above operation is the same as that of Embodiments 7 and 8 of the present invention for any of the multi-relative multiphase power conversion devices of
以上のように、この実施の形態9によれば、多相対多相電力変換装置の回路構成について、選択的にスイッチングを行うスイッチにより交流電源の相を選択的に直流回路の正極または負極に接続して正極と負極の間に任意の電圧を出力して、直流回路の電圧をハーフブリッジ回路により負荷2に供給するようなものであっても、制御期間の変わり目の前後で負荷の相が接続する直流回路の極を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷2の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
As described above, according to the ninth embodiment, with respect to the circuit configuration of the multi-relative multi-phase power converter, the phase of the AC power source is selectively connected to the positive electrode or the negative electrode of the DC circuit by the switch that selectively performs switching. Even if the voltage of the DC circuit is supplied to the
実施の形態10.
図32はこの発明の実施の形態10による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図において、主回路3Sは、交流電源1と負荷2との間に接続され、交流電源1の交流電圧を選択的に制御する複数のスイッチにより切り替えて負荷2に交流電圧を供給するものである。その他の構成については図13と同様である。
FIG. 32 is a block diagram showing a multi-relative multi-phase power converter according to
次に動作について説明する。
この発明における実施の形態9の多相対多相電力変換装置において、図31に示した回路では、主回路3Dが、選択的にスイッチングを行うスイッチ3PR,3PS,3PT,3NR,3NS,3NTおよびハーフブリッジ回路3UB,3VB,3WBを含み、スイッチ3PR,3PS,3PTの一端およびハーフブリッジ回路3UB,3VB,3WBの一端が直流回路の正極3Pに接続され、スイッチ3NR,3NS,3NTの一端およびハーフブリッジ回路3UB,3VB,3WBの他の一端が直流回路の負極3Nに接続されて、スイッチ3PR,3PS,3PT,3NR,3NS,3NTは選択的にスイッチングを行うことにより直流回路の正極3Pと負極3Nとの間に任意の直流電圧を出力するものとして構成していたが、図32に示すように、主回路3Sが、回路3RCおよびハーフブリッジ回路3UB,3VB,3WBを含み、ハーフブリッジ回路3UB,3VB,3WBの一端が直流回路の正極3Pに接続され、他の一端が直流回路の負極3Nに接続されて、回路3RCは選択的にスイッチングを行うことにより直流回路の正極3Pと負極3Nとの間に任意の直流電圧を出力するものとして構成しても良い。また、回路3RCはスイッチ素子とダイオードとで構成されて、直流回路の正極3Pと負極3Nとの間に任意の電圧を発生させるものであればどのような回路構成であっても良い。この構成では、図11に示した動作例の制御パルスTRP,TRN,TSP,TSN,TTP,TTNにより回路3RC内のスイッチ素子のオン・オフを制御する。
Next, the operation will be described.
In the multi-relative multi-phase power conversion device according to the ninth embodiment of the present invention, in the circuit shown in FIG. 31, the
選択的にスイッチングを行うことにより、直流回路の正極3Pと負極3Nとの間に任意の直流電圧を出力する動作について、図31に示したスイッチ3PR,3PS,3PT,3NR,3NS,3NTにより構成される回路と、図32に示した回路3RCとは同等の機能を有するため、制御期間の変わり目で負荷2の相が直流回路の正極3Pまたは負極3Nに接続する動作についても同等である。このことから、その変わり目では負荷の全ての相が直流回路の正極3Pまたは負極3Nに固定されて切り替わらないこととなり、その変わり目では負荷の全ての相に係るスイッチのスイッチング動作が発生しないことを意味する。
The operation of outputting an arbitrary DC voltage between the
以上のように、この実施の形態10によれば、多相対多相電力変換装置の回路構成について、スイッチ素子とダイオードとで構成する回路により交流電源1の相を選択的に直流回路の正極または負極に接続して正極と負極の間に任意の電圧を出力して、直流回路の電圧をハーフブリッジ回路により負荷2に供給するようなものであっても、制御期間の変わり目の前後で負荷2の相が接続する直流回路の極を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷2の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
As described above, according to the tenth embodiment, with respect to the circuit configuration of the multi-relative multi-phase power converter, the phase of the
1 交流電源、2 負荷、3,3D,3S 主回路、3UR,3US,3UT,3VR,3VS,3VT,3WR,3WS,3WT,3PR,3PS,3PT,3NR,3NS,3NT スイッチ、3UB,3VB,3WB ハーフブリッジ回路、3RC 回路、3P 正極、3N 負極、5U,5V,5W 電流検出器、10,10a,10b,10c,10d,10e,10u 入力制御器、11,11c、11d セクション検出器、12,12c,12d,12e 転換検出器、13,13u 通電順序制御器、14,14a,14b,14d,14e,14u 電圧比率演算器、15,15a,15b,15c,15d 入力パルス発生器、20 電圧指令器、30,30c 出力制御器、40 ゲート制御器。
1 AC power supply, 2 loads, 3, 3D, 3S main circuit, 3UR, 3US, 3UT, 3VR, 3VS, 3VT, 3WR, 3WS, 3WT, 3PR, 3PS, 3PT, 3NR, 3NS, 3NT switch, 3UB, 3VB, 3WB half bridge circuit, 3RC circuit, 3P positive electrode, 3N negative electrode, 5U, 5V, 5W current detector, 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10u input controller, 11, 11c, 11d section detector, 12 , 12c, 12d, 12e conversion detector, 13, 13u energization sequence controller, 14, 14a, 14b, 14d, 14e, 14u voltage ratio calculator, 15, 15a, 15b, 15c, 15d input pulse generator, 20 voltage Commander, 30, 30c Output controller, 40 Gate controller.
Claims (9)
上記交流電源の交流電圧に基づいて、その交流電源の相を上記負荷に接続する時間の比率を定める入力制御比、およびその負荷に接続するその交流電源の相を時間的に定める入力制御パルスを生成する入力制御器と、
上記負荷に供給する電圧指令値を生成する電圧指令器と、
上記電圧指令器による電圧指令値、および上記入力制御器による入力制御比に基づいて、上記交流電源に接続する上記負荷の相を時間的に定める出力制御パルスを生成する出力制御器と、
上記入力制御器による入力制御パルス、および上記出力制御器による出力制御パルスに基づいて、上記主回路の上記複数のスイッチの選択的な制御を時間的に定めるゲート制御パルスを生成するゲート制御器とを備え、
上記入力制御器は、
上記交流電源の交流電圧の位相がどの位相区間であるかを検出するセクション検出器と、
上記位相区間が転換したことを検出する転換検出器と、
上記交流電源の相の上記負荷に接続する順序を定める通電順序制御器と、
上記転換検出器による転換信号に基づいて、上記入力制御比を定める電圧比率演算器と、
上記入力制御パルスを生成する入力パルス発生器とを備えたことを特徴とする多相対多相電力変換装置。 A main circuit connected between the AC power source and the load, and switched by a plurality of switches that selectively control the AC voltage of the AC power source to supply the AC voltage to the load;
Based on the AC voltage of the AC power supply, an input control ratio that determines a ratio of time for connecting the phase of the AC power supply to the load, and an input control pulse that temporally determines the phase of the AC power supply connected to the load. An input controller to generate,
A voltage command device for generating a voltage command value to be supplied to the load;
An output controller for generating an output control pulse for temporally determining the phase of the load connected to the AC power source based on a voltage command value by the voltage command device and an input control ratio by the input controller;
A gate controller that generates a gate control pulse that temporally determines selective control of the plurality of switches of the main circuit based on an input control pulse by the input controller and an output control pulse by the output controller; With
The input controller is
A section detector for detecting which phase section the phase of the AC voltage of the AC power supply is;
A conversion detector for detecting that the phase section has changed;
An energization sequence controller for determining an order of connection to the load of the phase of the AC power supply;
A voltage ratio calculator for determining the input control ratio based on a conversion signal from the conversion detector;
A multi-relative multi-phase power converter comprising an input pulse generator for generating the input control pulse.
交流電源の交流電圧に基づいて、それら交流電源の交流電圧の位相が交流電源の位相を60度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号を生成し、
転換検出器は、
上記セクション検出器によるセクション信号に基づいて、そのセクション信号が転換したことを示す転換信号を生成し、
通電順序制御器は、
上記転換検出器による転換信号に基づいて、通電順序信号を生成し、
電圧比率演算器は、
上記交流電源の交流電圧、上記セクション検出器によるセクション信号、上記転換検出器による転換信号、および上記通電順序制御器による通電順序信号に基づいて、入力制御比を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器によるセクション信号、上記通電順序制御器による通電順序信号、および上記電圧比率演算器による入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項1記載の多相対多相電力変換装置。 Section detector
Based on the AC voltage of the AC power supply, generate a section signal indicating which phase section the phase of the AC voltage of the AC power supply is a phase section obtained by dividing the phase of the AC power supply by 60 degrees,
Conversion detector
Based on the section signal from the section detector, a conversion signal is generated to indicate that the section signal has been converted,
The energization sequence controller
Based on the conversion signal from the conversion detector, an energization sequence signal is generated,
The voltage ratio calculator is
Based on the AC voltage of the AC power source, the section signal by the section detector, the conversion signal by the conversion detector, and the energization sequence signal by the energization sequence controller, an input control ratio is generated,
The input pulse generator is
2. The multi-relative method according to claim 1, wherein an input control pulse is generated based on a section signal from the section detector, an energization sequence signal from the energization sequence controller, and an input control ratio from the voltage ratio calculator. Multiphase power converter.
上記交流電源の交流電圧、上記セクション検出器によるセクション信号、上記転換検出器による転換信号、および上記通電順序制御器による通電順序信号に基づいて、入力制御比および保持信号を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器によるセクション信号、上記通電順序制御器による通電順序信号、および上記電圧比率演算器による入力制御比および保持信号に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項2記載の多相対多相電力変換装置。 The voltage ratio calculator is
Based on the AC voltage of the AC power source, the section signal by the section detector, the conversion signal by the conversion detector, and the energization sequence signal by the energization sequence controller, an input control ratio and a holding signal are generated,
The input pulse generator is
3. An input control pulse is generated based on a section signal from the section detector, an energization sequence signal from the energization sequence controller, and an input control ratio and hold signal from the voltage ratio calculator. Multi-relative multi-phase power converter.
交流電源の交流電圧に基づいて、それら交流電源の交流電圧の位相が交流電源の位相を60度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号を生成し、
転換検出器は、
上記セクション検出器によるセクション信号に基づいて、そのセクション信号が転換したことを示す転換信号を生成し、
通電順序制御器は、
通電順序信号を生成し、
電圧比率演算器は、
上記交流電源の交流電圧、上記セクション検出器によるセクション信号、上記転換検出器による転換信号、および上記通電順序制御器による通電順序信号に基づいて、入力制御比および保持信号を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器によるセクション信号、上記通電順序制御器による通電順序信号、および上記電圧比率演算器による入力制御比および保持信号に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項1記載の多相対多相電力変換装置。 Section detector
Based on the AC voltage of the AC power supply, generate a section signal indicating which phase section the phase of the AC voltage of the AC power supply is a phase section obtained by dividing the phase of the AC power supply by 60 degrees,
Conversion detector
Based on the section signal from the section detector, a conversion signal is generated to indicate that the section signal has been converted,
The energization sequence controller
Generate energization sequence signal,
The voltage ratio calculator is
Based on the AC voltage of the AC power source, the section signal by the section detector, the conversion signal by the conversion detector, and the energization sequence signal by the energization sequence controller, an input control ratio and a holding signal are generated,
The input pulse generator is
2. An input control pulse is generated based on a section signal from the section detector, an energization sequence signal from the energization sequence controller, and an input control ratio and hold signal from the voltage ratio calculator. Multi-relative multi-phase power converter.
上記交流電源の交流電圧に基づいて、上記負荷に接続するその交流電源の相を時間的に定める入力制御パルスを生成する入力制御器と、
上記負荷に供給する電圧指令値を生成する電圧指令器と、
上記電圧指令器による電圧指令値に基づいて、上記交流電源に接続する上記負荷の相を時間的に定める出力制御パルスを生成する出力制御器と、
上記入力制御器による入力制御パルス、および上記出力制御器による出力制御パルスに基づいて、上記主回路の上記複数のスイッチの選択的な制御を時間的に定めるゲート制御パルスを生成するゲート制御器とを備え、
上記入力制御器は、
上記交流電源の交流電圧の位相がどの位相区間であるかを検出するセクション検出器と、
上記位相区間が転換したことを検出する転換検出器と、
上記転換検出器による転換信号に基づいて、上記入力制御パルスを生成する入力パルス発生器とを備えたことを特徴とする多相対多相電力変換装置。 A main circuit connected between the AC power source and the load, and switched by a plurality of switches that selectively control the AC voltage of the AC power source to supply the AC voltage to the load;
An input controller for generating an input control pulse for temporally determining a phase of the AC power source connected to the load based on an AC voltage of the AC power source;
A voltage command device for generating a voltage command value to be supplied to the load;
An output controller that generates an output control pulse that temporally determines a phase of the load connected to the AC power supply based on a voltage command value by the voltage commander;
A gate controller that generates a gate control pulse that temporally determines selective control of the plurality of switches of the main circuit based on an input control pulse by the input controller and an output control pulse by the output controller; With
The input controller is
A section detector for detecting which phase section the phase of the AC voltage of the AC power supply is;
A conversion detector for detecting that the phase section has changed;
A multi-relative multi-phase power converter, comprising: an input pulse generator that generates the input control pulse based on a conversion signal from the conversion detector.
交流電源の交流電圧に基づいて、それら交流電源の交流電圧の位相が交流電源の位相を60度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示す中間セクション信号を生成し、
転換検出器は、
上記セクション検出器による中間セクション信号に基づいて、その中間セクション信号が偶数値から奇数値へ転換したことを示す第1中間転換信号、およびその中間セクション信号が奇数値から偶数値へ転換したことを示す第2中間転換信号を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器による中間セクション信号、および上記転換検出器による第1中間転換信号および第2中間転換信号に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項5記載の多相対多相電力変換装置。 Section detector
Based on the AC voltage of the AC power supply, generate an intermediate section signal indicating which phase section the phase of the AC voltage of the AC power supply is about the phase section obtained by dividing the phase of the AC power supply by 60 degrees,
Conversion detector
Based on the intermediate section signal from the section detector, a first intermediate conversion signal indicating that the intermediate section signal has converted from an even value to an odd value, and that the intermediate section signal has converted from an odd value to an even value. Generate a second intermediate conversion signal,
The input pulse generator is
6. The multi-relative polyphase according to claim 5, wherein an input control pulse is generated based on the intermediate section signal by the section detector and the first intermediate conversion signal and the second intermediate conversion signal by the conversion detector. Power conversion device.
上記交流電源の交流電圧に基づいて、その交流電源の相を上記負荷に接続する時間の比率を定める入力制御比、およびその負荷に接続するその交流電源の相を時間的に定める入力制御パルスを生成する入力制御器と、
上記負荷に供給する電圧指令値を生成する電圧指令器と、
上記電圧指令器による電圧指令値、および上記入力制御器による入力制御比に基づいて、上記交流電源に接続する上記負荷の相を時間的に定める出力制御パルスを生成する出力制御器と、
上記入力制御器による入力制御パルス、および上記出力制御器による出力制御パルスに基づいて、上記主回路の上記複数のスイッチの選択的な制御を時間的に定めるゲート制御パルスを生成するゲート制御器とを備え、
上記入力制御器は、
上記交流電源の交流電圧の位相がどの位相区間であるかを検出するセクション検出器と、
上記位相区間が転換したことを検出する転換検出器と、
上記転換検出器による転換信号に基づいて、上記入力制御比を定める電圧比率演算器と、
上記転換検出器による転換信号に基づいて、上記入力制御パルスを生成する入力パルス発生器とを備えたことを特徴とする多相対多相電力変換装置。 A main circuit connected between the AC power source and the load, and switched by a plurality of switches that selectively control the AC voltage of the AC power source to supply the AC voltage to the load;
Based on the AC voltage of the AC power supply, an input control ratio that determines a ratio of time for connecting the phase of the AC power supply to the load, and an input control pulse that temporally determines the phase of the AC power supply connected to the load. An input controller to generate,
A voltage command device for generating a voltage command value to be supplied to the load;
An output controller for generating an output control pulse for temporally determining the phase of the load connected to the AC power source based on a voltage command value by the voltage command device and an input control ratio by the input controller;
A gate controller that generates a gate control pulse that temporally determines selective control of the plurality of switches of the main circuit based on an input control pulse by the input controller and an output control pulse by the output controller; With
The input controller is
A section detector for detecting which phase section the phase of the AC voltage of the AC power supply is;
A conversion detector for detecting that the phase section has changed;
A voltage ratio calculator for determining the input control ratio based on a conversion signal from the conversion detector;
A multi-relative multi-phase power converter, comprising: an input pulse generator that generates the input control pulse based on a conversion signal from the conversion detector.
交流電源の交流電圧に基づいて、それら交流電源の交流電圧の位相が交流電源の位相を60度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号、および交流電源の位相を60度ずつに異なる区切り方で区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示す中間セクション信号を生成し、
転換検出器は、
上記セクション検出器による中間セクション信号に基づいて、その中間セクション信号が転換したことを示す中間転換信号を生成し、
電圧比率演算器は、
上記交流電源の交流電圧、上記セクション検出器によるセクション信号、中間セクション信号、および上記転換検出器による中間転換信号に基づいて、入力制御比を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器によるセクション信号、中間セクション信号、上記転換検出器による中間転換信号、および上記電圧比率演算器による入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項7記載の多相対多相電力変換装置。 The section detector
Based on the AC voltage of the AC power supply, the section signal indicating which phase section the phase of the AC voltage of the AC power supply is a phase section obtained by dividing the phase of the AC power supply by 60 degrees, and the phase of the AC power supply is 60 Generate an intermediate section signal that indicates which phase interval is in the phase interval divided by different delimiters each time,
Conversion detector
Based on the intermediate section signal from the section detector, an intermediate conversion signal is generated to indicate that the intermediate section signal has been converted,
The voltage ratio calculator is
Based on the AC voltage of the AC power source, the section signal by the section detector, the intermediate section signal, and the intermediate conversion signal by the conversion detector, an input control ratio is generated,
The input pulse generator is
8. The input control pulse is generated based on a section signal by the section detector, an intermediate section signal, an intermediate conversion signal by the conversion detector, and an input control ratio by the voltage ratio calculator. Multi-relative multi-phase power converter.
交流電源の交流電圧に基づいて、それら交流電源の交流電圧の位相が交流電源の位相を60度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号、および交流電源の位相を60度ずつに異なる区切り方で区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示す中間セクション信号を生成し、
転換検出器は、
上記セクション検出器によるセクション信号に基づいて、そのセクション信号が転換したことを示す転換信号を生成すると共に、中間セクション信号に基づいて、その中間セクション信号が転換したことを示す中間転換信号を生成し、
電圧比率演算器は、
上記交流電源の交流電圧、上記セクション検出器によるセクション信号、中間セクション信号、および上記転換検出器による転換信号、中間転換信号に基づいて、入力制御比を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器によるセクション信号、中間セクション信号、上記転換検出器による転換信号、中間転換信号、および上記電圧比率演算器による入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項7記載の多相対多相電力変換装置。 Section detector
Based on the AC voltage of the AC power supply, the section signal indicating which phase section the phase of the AC voltage of the AC power supply is a phase section obtained by dividing the phase of the AC power supply by 60 degrees, and the phase of the AC power supply is 60 Generate an intermediate section signal that indicates which phase interval is in the phase interval divided by different delimiters each time,
Conversion detector
Based on the section signal from the section detector, a conversion signal indicating that the section signal has been converted is generated, and on the basis of the intermediate section signal, an intermediate conversion signal indicating that the intermediate section signal has been converted is generated. ,
The voltage ratio calculator is
An input control ratio is generated based on the AC voltage of the AC power source, the section signal by the section detector, the intermediate section signal, and the conversion signal by the conversion detector, the intermediate conversion signal,
The input pulse generator is
An input control pulse is generated based on a section signal by the section detector, an intermediate section signal, a conversion signal by the conversion detector, an intermediate conversion signal, and an input control ratio by the voltage ratio calculator. Item 8. The multi-relative multiphase power converter according to Item 7.
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