JP2010016930A - 直接形変換装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コンバータ3の出力電圧は一対の直流電源線L1,L2に与えられる。インバータ4,5は直流電源線L1,L2の間で並列に接続される。インバータ4が第1の零ベクトルに基づいて動作し、かつインバータ5が第2の零ベクトルに基づいて動作しているときに、コンバータ3の転流が行われる。第1の零ベクトルと第2の零ベクトルとは相互に異なる。例えばインバータ4の上アーム側スイッチング素子Sup1,Svp1,Swp1とインバータ5の下アーム側スイッチング素子Sun2,Svn2,Swn2が全て非導通となり、インバータ4の下アーム側スイッチング素子Sun1,Svn1,Swn1とインバータ5の上アーム側スイッチング素子Sup2,Svp2,Swp2が全て導通する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明が適用可能な直接形変換装置の構成を示す回路図である。当該変換装置は、コンバータ3とインバータ4,5と、両者を接続する一対の直流電源線L1,L2とを有している。
本実施の形態の詳細な説明に入る前に、特許文献2の技術と非特許文献1の技術とを単に組み合わせただけでは、既述の問題点が発生することをより具体的に説明する。
図9は本実施の形態にかかるゲート信号を生成するゲート信号生成回路6の構成を示すブロック図である。当該ゲート信号生成回路6は図1で示されたゲート信号生成回路6に対して、下記の点で特徴的に異なっている。
前節「C」では図1に鑑みて、インバータ4,5に対して負荷M1,M2がそれぞれ個別に設けられながらも、コモンモード電流が集中する条件を考えて説明された。ここではインバータ4,5に対して一つの負荷が設けられる場合について説明する。この場合、インバータ4,5が同じ負荷を駆動するので、コモンモード電流が集中する運転が行われやすい。
4,5 インバータ
60 コンバータ制御部
61 第1インバータ制御部
62 第2インバータ制御部
C1,C21,C22 キャリア
L1,L2 直流電源線
Vr,Vs,Vt 交流電圧
Vu1*,Vv1*,Vw1*,Vu2*,Vv2*,Vw2* 相電圧指令
Srp*,Ssp*,Stp*,Srn*,Ssn*,Stn* 制御信号
Sup1,Sun1,Svp1,Svn1,Swp1,Swn1,Sup2,Sun2,Svp2,Svn2,Swp2,Swn2 スイッチング素子
Sup1*,Sun1*,Svp1*,Svn1*,Swp1*,Swn1*,Sup2*,Sun2*,Svp2*,Svn2*,Swp2*,Swn2* インバータゲート信号
Claims (10)
- 多相交流電圧(Vr,Vs,Vt)を整流して一対の直流電源線(L1,L2)に出力するコンバータ(3)と、
前記一対の直流電源線の間で相互に並列に接続され、いずれも瞬時空間ベクトル制御に従ったパルス幅変調で動作する第1インバータ(4)及び第2インバータ(5)と、
を備える直接形変換装置を制御する方法であって、
前記第1インバータが第1の零ベクトル(V0)に基づいて動作し、かつ前記第2インバータが第2の零ベクトル(V7)に基づいて動作しているときに、前記コンバータの転流が行われ、
前記第1の零ベクトルと前記第2の零ベクトルとが相互に異なる、直接形変換装置の制御方法。 - 前記第1インバータ(4)及び前記第2インバータ(5)はいずれも、
前記一対の直流電源線(L1,L2)間で並列に接続された複数の電流経路を有し、
前記電流経路の各々は、前記一対の直流電源線間で直列に接続された一対のスイッチング素子(Sup1,Sun1;Svp1,Svn1;Swp1,Swn1;Sup2,Sun2;Svp2,Svn2;Swp2,Swn2)を含み、当該一対のスイッチング素子同士の接続点から出力が採られ、
前記第1の零ベクトルに基づいて前記第1インバータが動作するときには、前記第1インバータのいずれの前記電流経路においても、前記一対の直流電源線の一方(L1)側の前記スイッチング素子(Sup1,Svp1,Swp1)が非導通し、前記一対の直流電源線の他方(L2)側の前記スイッチング素子(Sun1,Svn1,Swn1)が導通し、
前記第2の零ベクトルに基づいて前記第2インバータが動作するときには、前記第2インバータのいずれの前記電流経路においても、前記一対の直流電源線の前記一方(L1)側の前記スイッチング素子(Sup2,Svp2,Swp2)が導通し、前記一対の直流電源線の前記他方(L2)側の前記スイッチング素子(Sun2,Svn2,Swn21)が非導通する、請求項1に記載の直接形変換装置の制御方法。 - 前記第1インバータ(4)の制御に採用される第1キャリア(C21)と、前記第2インバータ(5)の制御に採用される第2キャリア(C22)とは、相互に位相が逆相であり、相互に最大値(dst+drt=1)が一致し、相互に最小値(0)が一致し、
前記コンバータ(3)はパルス幅変調で動作し、
前記コンバータの制御に採用されるキャリア(C1)は前記第1キャリア及び前記第2キャリアと同期し、その一周期(ts)は前記転流が行われるタイミングで、第1値(dst)及び第2値(drt)で内分されて第1期間(dst・ts)と第2期間(dst・ts)とに区分され、
前記第1期間において、
(i)前記第1インバータの前記出力についての指令値(Vu1*,Vv1*,Vw1*)を1から引いた値に前記第1値を乗じた値(dst・(1−Vu1*),dst・(1−Vv1*),dst・(1−Vw1*))だけ、前記第1期間の始点において前記第1キャリアが採る値(drt)から離れた値(drt+dst・(1−Vu1*),drt+dst・(1−Vv1*),drt+dst・(1−Vw1*))を前記第1キャリアが採る時点で、前記第1インバータの前記瞬時空間ベクトル制御に用いられるベクトル(V01,V41,V61)は切り替わり、
(ii)前記第2インバータの前記出力についての指令値(Vu2*,Vv2*,Vw2*)に前記第1値を乗じた値(dst・Vu2*,dst・Vv2*,dst・Vw2*)だけ、前記第1期間の始点において前記第2キャリアが採る値(dst)から離れた値(dst・(1−Vu2*),dst・(1−Vv2*),dst・(1−Vw2*))を前記第2キャリアが採る時点で、前記第2インバータの前記瞬時空間ベクトル制御に用いられるベクトル(V42,V62,V72)は切り替わり、
前記第2期間において、
(iii)前記第1インバータの前記出力についての前記指令値(Vu1*,Vv1*,Vw1*)を1から引いた値に前記第2値を乗じた値(drt・(1−Vu1*),drt・(1−Vv1*),drt・(1−Vw1*))だけ、前記第2期間の始点において前記第1キャリアが採る値(drt)から離れた値(drt・Vu1*,drt・Vv1*,drt・Vw1*)を前記第1キャリアが採る時点で、前記第1インバータの前記瞬時空間ベクトル制御に用いられる前記ベクトルは切り替わり、
(iv)前記第2インバータの前記出力についての指令値(Vu2*,Vv2*,Vw2*)に前記第2値を乗じた値(drt・Vu2*,drt・Vv2*,drt・Vw2*)だけ、前記第2期間の始点において前記第2キャリアが採る値(dst)から離れた値(dst+drt・Vu2*,dst+drt・Vv2*,dst+drt・Vw2*)を前記第2キャリアが採る時点で、前記第2インバータの前記瞬時空間ベクトル制御に用いられるベクトルは、切り替わる、
請求項1又は請求項2に記載の直接形変換装置の制御方法。 - 前記第1インバータ(4)及び前記第2インバータ(5)のいずれの前記出力も三相を呈し、
前記第1インバータの前記出力についての前記指令値(Vu1*,Vv1*,Vw1*)は、その内のいずれか一つが前記第1キャリア(C21)の最小値を位相120度相当の期間に亘って連続して採る二相変調で決定され、
前記第2インバータの前記出力についての前記指令値(Vu2*,Vv2*,Vw2*)は、その内のいずれか一つが前記第2キャリア(C22)の最大値を位相120度相当の期間に亘って連続して採る二相変調で決定される、請求項3に記載の直接形変換装置の制御方法。 - 前記第1インバータ(4)及び前記第2インバータ(5)のいずれの前記出力も三相を呈し、
前記第1インバータの前記出力についての前記指令値(Vu1*,Vv1*,Vw1*)及び前記第2インバータの前記出力についての前記指令値(Vu2*,Vv2*,Vw2*)は、三相変調で決定される、請求項3に記載の直接形変換装置の制御方法。 - 多相交流電圧(Vr,Vs,Vt)を整流して一対の直流電源線(L1,L2)に出力するコンバータ(3)と、
前記一対の直流電源線の間で相互に並列に接続される第1インバータ(4)及び第2インバータ(5)と、
前記第1インバータを瞬時空間ベクトル制御に従ったパルス幅変調で動作させる第1制御信号(Sup1*,Sun1*;Svp1*,Svn1*;Swp1*,Swn1*)を出力する第1インバータ制御部(61)と、
前記第2インバータを瞬時空間ベクトル制御に従ったパルス幅変調で動作させる第2制御信号(Sup2*,Sun2*;Svp2*,Svn2*;Swp2*,Swn2*)を出力する第2インバータ制御部(62)と、
前記第1インバータが第1の零ベクトル(V0)に基づいて動作し、かつ前記第2インバータが、前記第1の零ベクトルとは異なる第2の零ベクトル(V7)に基づいて動作しているときに前記コンバータに転流を行わせる、第3制御信号(Srp*,Ssp*,Stp*,Srn*,Ssn*,Stn*)を出力するコンバータ制御部(60)と、
を備える直接形変換装置。 - 前記第1インバータ(4)及び前記第2インバータ(5)はいずれも、
前記一対の直流電源線(L1,L2)間で並列に接続された複数の電流経路を有し、
前記電流経路の各々は、前記一対の直流電源線間で直列に接続されて前記第1制御信号若しくは前記第2制御信号(Sup1*,Sun1*;Svp1*,Svn1*;Swp1*,Swn1*;Sup2*,Sun2*;Svp2*,Svn2*;Swp2*,Swn2*)によって導通が制御される一対のスイッチング素子(Sup1,Sun1;Svp1,Svn1;Swp1,Swn1;Sup2,Sun2;Svp2,Svn2;Swp2,Swn2)を含み、当該一対のスイッチング素子同士の接続点から出力が採られ、
前記第1の零ベクトルに基づいて前記第1インバータが動作するときには、前記第1インバータのいずれの前記電流経路においても、前記一対の直流電源線の一方(L1)側の前記スイッチング素子(Sup1,Svp1,Swp1)が非導通し、前記一対の直流電源線の他方(L2)側の前記スイッチング素子(Sun1,Svn1,Swn1)が導通し、
前記第2の零ベクトルに基づいて前記第2インバータが動作するときには、前記第2インバータのいずれの前記電流経路においても、前記一対の直流電源線の前記一方(L1)側の前記スイッチング素子(Sup2,Svp2,Swp2)が導通し、前記一対の直流電源線の前記他方(L2)側の前記スイッチング素子(Sun2,Svn2,Swn21)が非導通する、請求項6に記載の直接形変換装置。 - 前記第1インバータ(4)の制御に採用される第1キャリア(C21)と、前記第2インバータ(5)の制御に採用される第2キャリア(C22)とは、相互に位相が逆相であり、相互に最大値(dst+drt=1)が一致し、相互に最小値(0)が一致し、
前記コンバータ(3)はパルス幅変調で動作し、
前記コンバータの制御に採用されるキャリア(C1)は前記第1キャリア及び前記第2キャリアと同期し、その一周期(ts)は前記転流が行われるタイミングで、第1値(dst)及び第2値(drt)で内分されて第1期間(dst・ts)と第2期間(dst・drt)とに区分され、
前記第1期間において、
(i)前記第1インバータの前記出力についての指令値(Vu1*,Vv1*,Vw1*)を1から引いた値に前記第1値を乗じた値(dst・(1−Vu1*),dst・(1−Vv1*),dst・(1−Vw1*))だけ、前記第1期間の始点において前記第1キャリアが採る値(drt)から離れた値(drt+dst・(1−Vu1*),drt+dst・(1−Vv1*),drt+dst・(1−Vw1*))を前記第1キャリアが採る時点で、前記第1制御信号(Sup1*,Sun1*;Svp1*,Svn1*;Swp1*,Swn1*)は切り替わり、
(ii)前記第2インバータの前記出力についての指令値(Vu2*,Vv2*,Vw2*)に前記第1値を乗じた値(dst・Vu2*,dst・Vv2*,dst・Vw2*)だけ、前記第1期間の始点において前記第2キャリアが採る値(dst)から離れた値(dst・(1−Vu2*),dst・(1−Vv2*),dst・(1−Vw2*))を前記第2キャリアが採る時点で、前記第2制御信号(Sup2*,Sun2*;Svp2*,Svn2*;Swp2*,Swn2*)は切り替わり、
前記第2期間において、
(iii)前記第1インバータの前記出力についての前記指令値(Vu1*,Vv1*,Vw1*)を1から引いた値に前記第2値を乗じた値(drt・(1−Vu1*),drt・(1−Vv1*),drt・(1−Vw1*))だけ、前記第2期間の始点において前記第1キャリアが採る値(drt)から離れた値(drt・Vu1*,drt・Vv1*,drt・Vw1*)を前記第1キャリアが採る時点で、前記第生後信号は切り替わり、
(iv)前記第2インバータの前記出力についての指令値(Vu2*,Vv2*,Vw2*)に前記第2値を乗じた値(drt・Vu2*,drt・Vv2*,drt・Vw2*)だけ、前記第2期間の始点において前記第2キャリアが採る値(dst)から離れた値(dst+drt・Vu2*,dst+drt・Vv2*,dst+drt・Vw2*)を前記第2キャリアが採る時点で、前記第2制御信号は切り替わる、
請求項6又は請求項7に記載の直接形変換装置。 - 前記第1インバータ(4)及び前記第2インバータ(5)のいずれの前記出力も三相を呈し、
前記第1インバータの前記出力についての前記指令値(Vu1*,Vv1*,Vw1*)は、その内のいずれか一つが前記第1キャリア(C21)の最小値を位相120度相当の期間に亘って連続して採る二相変調で決定され、
前記第2インバータの前記出力についての前記指令値(Vu2*,Vv2*,Vw2*)は、その内のいずれか一つが前記第2キャリア(C22)の最大値を位相120度相当の期間に亘って連続して採る二相変調で決定される、請求項8に記載の直接形変換装置。 - 前記第1インバータ(4)及び前記第2インバータ(5)のいずれの前記出力も三相を呈し、
前記第1インバータの前記出力についての前記指令値(Vu1*,Vv1*,Vw1*)及び前記第2インバータの前記出力についての前記指令値(Vu2*,Vv2*,Vw2*)は、三相変調で決定される、請求項8に記載の直接形変換装置。
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