JP2011211841A - Control method for power converter for parallel operation, power converter for parallel operation, and parallel operation power conversion system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、他の電力変換装置と並列接続される並列運転用電力変換装置とその制御方法、及び並列接続された複数の電力変換装置からなる並列運転電力変換システムに関する。 The present invention relates to a parallel operation power conversion device connected in parallel to another power conversion device, a control method thereof, and a parallel operation power conversion system including a plurality of power conversion devices connected in parallel.
従来、半導体スイッチング素子を用いてパルス幅変調(以降、「PWM」と呼ぶ。)制御を行う複数の電力変換装置を互いに並列に接続し、同一の三相電圧指令に基づきこれらを並列運転する並列運転電力変換システムがある。かかる並列運転電力変換システムでは、各電力変換装置の半導体スイッチング素子のスイッチング速度に相異が生ずる場合がある。また、図5に示すように、各電力変換装置の半導体スイッチング素子を制御する信号に時間的な相異が生ずる場合がある。図5(a)、図5(b)は、それぞれ並列接続された第1の電力変換装置と第2の電力変換装置のR相電圧指令、キャリア波形、R相上アームゲート信号、及びR相下アームゲート信号のグラフである。第1の電力変換装置と第2の電力変換装置とでは、R相電圧指令及びキャリア波形に相異が生じていることにより、半導体スイッチング素子を制御するR相上アームゲート信号及びR相下アームゲート信号に時間tの相異が生じている。 Conventionally, a plurality of power conversion devices that perform pulse width modulation (hereinafter referred to as “PWM”) control using a semiconductor switching element are connected in parallel to each other, and are operated in parallel based on the same three-phase voltage command. There is an operating power conversion system. In such a parallel operation power conversion system, a difference may occur in the switching speed of the semiconductor switching element of each power conversion device. In addition, as shown in FIG. 5, there may be a temporal difference in signals for controlling the semiconductor switching elements of each power conversion device. 5 (a) and 5 (b) show the R-phase voltage command, carrier waveform, R-phase upper arm gate signal, and R-phase of the first power converter and the second power converter connected in parallel, respectively. It is a graph of a lower arm gate signal. In the first power conversion device and the second power conversion device, an R-phase upper arm gate signal and an R-phase lower arm that control the semiconductor switching element are generated due to differences in the R-phase voltage command and the carrier waveform. A difference in time t occurs in the gate signal.
このように、各電力変換装置の半導体スイッチング素子のスイッチング速度や制御信号の相異に起因して、各電力変換装置間に循環電流が流れ、並列運転電力変換システムの消費電力が増大するとともに、並列運転電力変換システムの制御性能が低下するという問題がある。 Thus, due to the switching speed of the semiconductor switching element of each power converter and the difference in control signal, a circulating current flows between each power converter, and the power consumption of the parallel operation power conversion system increases. There exists a problem that the control performance of a parallel operation power conversion system falls.
かかる問題を解決することを目的として、従来、三相のうち一相を固定相とし、残りの二相をPWM制御によりスイッチングして固定相を基準とした線間電圧を制御しつつ、二相の相電流を制御するものであって、固定相を順次切り替えて制御する技術がある(例えば特許文献1)。 In order to solve such a problem, conventionally, one of the three phases is set as a fixed phase, and the remaining two phases are switched by PWM control to control the line voltage with reference to the fixed phase. There is a technique for controlling the phase current by sequentially switching the stationary phase (for example, Patent Document 1).
また、従来、逆変換器の漏洩電流を検出する漏洩電流検出器を設けるとともに、漏洩電流レベルに基づき、2アーム制御又は3アーム制御を選択する技術がある(例えば特許文献2)。 Conventionally, there is a technique of providing a leakage current detector for detecting a leakage current of an inverse converter and selecting 2-arm control or 3-arm control based on the leakage current level (for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、各インバータに同一インピーダンスのLCフィルタを接続することにより、固定相で発生する循環電流を低減しているため、システムが大型化及び高コスト化するという問題があった。
However, in the technique disclosed in
また、特許文献2に開示された技術では、インバータの出力漏洩電流を検出する漏洩電流検出器を設けているため、システムが大型化及び高コスト化するという問題があった。また、漏洩電流検出器が検出する漏洩電流レベルに基づき、2アーム制御又は3アーム制御に選択するため、制御が複雑になるという問題があった。
Further, the technique disclosed in
本発明における並列運転用電力変換装置の制御方法は、三相電圧指令により外部の電力変換装置と並列運転される並列運転用電力変換装置の制御方法において、三相のうち一相にてスイッチング動作を固定するとともに他の二相にてPWM制御を行う第1の2アーム制御ステップと、前記第1の2アーム制御ステップの後に、三相にてPWM制御を所定時間行う3アーム制御ステップと、前記3アーム制御ステップの後に、前記第1の2アーム制御ステップにてスイッチング動作を固定した相とは異なる相のスイッチング動作を固定するとともに他の2相にてPWM制御を行う第2の2アーム制御ステップと、を備えたことを特徴とする。 The method for controlling a power converter for parallel operation according to the present invention is a method for controlling a power converter for parallel operation that is operated in parallel with an external power converter by a three-phase voltage command. A first two-arm control step for performing PWM control in the other two phases and a three-arm control step for performing PWM control in three phases for a predetermined time after the first two-arm control step, After the three-arm control step, a second two-arm that fixes the switching operation in a phase different from the phase in which the switching operation is fixed in the first two-arm control step and performs PWM control in the other two phases And a control step.
本発明における並列運転用電力変換装置は、三相電圧指令により外部の電力変換装置と並列運転される並列運転用電力変換装置において、複数のスイッチング素子と、三相のうち一相にてスイッチング動作を固定するとともに他の二相にてPWM制御を行う第1の2アーム制御ステップ、前記第1の2アーム制御ステップの後に、三相にてPWM制御を所定時間行う3アーム制御ステップ、及び前記3アーム制御ステップの後に、前記第1の2アーム制御ステップにてスイッチング動作を固定した相とは異なる相のスイッチング動作を固定するとともに他の2相にてPWM制御を行う第2の2アーム制御ステップ、を有するプログラムを実行する制御部と、を備えたことを特徴とする。 The parallel operation power conversion device according to the present invention is a parallel operation power conversion device that is operated in parallel with an external power conversion device according to a three-phase voltage command. A first two-arm control step for fixing PWM and performing PWM control in the other two phases, a three-arm control step for performing PWM control in three phases for a predetermined time after the first two-arm control step, and After the three-arm control step, the second two-arm control for fixing the switching operation in a phase different from the phase in which the switching operation is fixed in the first two-arm control step and performing the PWM control in the other two phases. And a control unit that executes a program having steps.
本発明における並列運転用電力変換システムは、三相交流電源と、前記三相交流電源に並列接続される複数のリアクトルと、前記三相交流電源に前記リアクトルを介して並列接続される複数の請求項4記載の並列運転用電力変換装置と、を備えたことを特徴とする。
The power conversion system for parallel operation according to the present invention includes a three-phase AC power source, a plurality of reactors connected in parallel to the three-phase AC power source, and a plurality of claims connected in parallel to the three-phase AC power source via the reactor. The power converter for parallel operation according to
本発明における並列運転用電力変換システムは、三相交流電動機と、前記三相交流電動機に並列接続される複数の請求項4記載の並列運転用電力変換装置と、を備えたことを特徴とする。
The power conversion system for parallel operation according to the present invention includes a three-phase AC motor and a plurality of parallel-operation power converters according to
本発明によれば、特別な装置を用いることなく、各電力変換装置間を流れる循環電流を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the circulating current which flows between each power converter device can be reduced, without using a special apparatus.
1、24 半導体スイッチング素子
3a〜3n コンバータ装置
5a〜5n リアクトル
6 三相交流電源
26a〜26n インバータ装置
27 三相直流電源
28 三相交流電動機
1, 24 Semiconductor switching element 3a-
実施の形態1.
図1〜図3を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、実施の形態1における並列運転電力変換システムの構成図である。図1において、6は三相交流電源であり、各相電圧をVR、VS、VTとする。並列運転用電力変換装置であるコンバータ装置3a〜3nは、三相交流電源6にリアクトル5a〜5nを介して並列に接続されている。各コンバータ装置3a〜3nは、複数の半導体スイッチング素子1と各半導体スイッチング素子1に逆接続された複数のダイオード2とを有し、各半導体スイッチング素子1がONとOFFの切替を行うことにより、各相電圧VR、VS、VTを制御する。また、各コンバータ装置3a〜3nは、直流母線8を共用している。7は直流母線8から電力の提供を受ける負荷であり、4は負荷7と並列に接続されたコンデンサである。さらに、各コンバータ装置3a〜3nは、図示されていない制御部及び記憶部を備える。そして、以降に説明する各コンバータ装置3a〜3nの動作は、並列運転時に制御部が記憶部に格納されたプログラムを実行することにより実現される。
FIG. 1 is a configuration diagram of a parallel operation power conversion system according to the first embodiment. 1, 6 is a three-phase AC power supply, the phase voltages V R, V S, and V T. Converter devices 3a to 3n, which are power converters for parallel operation, are connected in parallel to three-phase
つぎに、図2を参照して、実施の形態1における並列運転用コンバータ装置の制御方法を説明する。図2は、実施の形態1における並列運転用コンバータ装置における各相の電圧指令と出力電圧を示すグラフである。便宜のため、R相電圧指令のグラフを太線で示している。各相の電圧指令のグラフは、各コンバータ装置3a〜3nに対して出力される、三相交流電源6の1周期分の電圧指令に相当するものである。そして、この1周期を区間(1)〜(18)に分割した場合に、各区間における各相の電圧指令は、以下の表1に示すとおりであるものとする。
Next, with reference to FIG. 2, a control method of the converter device for parallel operation in the first embodiment will be described. FIG. 2 is a graph showing the voltage command and output voltage of each phase in the converter device for parallel operation in the first embodiment. For convenience, the graph of the R-phase voltage command is indicated by a bold line. The graph of the voltage command for each phase corresponds to the voltage command for one cycle of the three-phase
表1において、Vdcは、直流母線8間の電圧(以降、「直流母線電圧」と呼ぶ。)であり、一般的に、三相交流電源6の三相を全波整流した電圧として、以下の式(1)に基づき求められる。なお、式(1)において、Eは三相交流電源6側の線間電圧実効値である。
In Table 1, V dc is a voltage between the DC buses 8 (hereinafter referred to as “DC bus voltage”). It is calculated based on the equation (1). In Equation (1), E is the effective line voltage on the three-phase
また、表1において、「+側連続」とは、上アームスイッチング素子をONで固定し、かつ下アームスイッチング素子をOFFで固定するという指令を意味する。一方、「−側連続」とは、上アームスイッチング素子をOFFで固定し、かつ下アームスイッチング素子をONで固定するという指令を意味する。 In Table 1, “+ continuous” means a command to fix the upper arm switching element to ON and to fix the lower arm switching element to OFF. On the other hand, “-side continuous” means a command to fix the upper arm switching element OFF and fix the lower arm switching element ON.
本実施の形態における制御方法は、2アーム制御を行う前と2アーム制御を行った後において、3アーム制御を行うものである。図2の例では、区間(2)、(5)、(8)、(11)、(14)、及び(17)が、2アーム制御を行う区間T2に相当する。2アーム制御区間T2は、1/6周期毎に設けられている。また、区間(1)、(3)〜(4)、(6)〜(7)、(9)〜(10)、(12)〜(13)、(15)〜(16)、及び(18)が、3アーム制御を行う区間T3に相当する。3アーム制御区間T3は、2アーム制御区間T2の前と後に設けられている。また、各3アーム制御区間T3の時間長さは、コンバータ装置3a〜3nの制御周期の1周期分に設定されている。 The control method in the present embodiment performs three-arm control before performing two-arm control and after performing two-arm control. In the example of FIG. 2, section (2), (5) and (8), (11), (14), and (17), corresponds to the interval T 2 to perform two arm control. 2 arm control section T 2 are provided for each 1/6 period. Also, the sections (1), (3) to (4), (6) to (7), (9) to (10), (12) to (13), (15) to (16), and (18) ) corresponds to the interval T 3 to perform three-arm control. 3 arm control section T 3 is 2 are provided before and after the arm control section T 2. The time length of each three-arm control section T 3 is set to one period of the control period of the converter device 3a to 3n.
2アーム制御では、R、S、Tの三相のうちいずれか一相において、上アームスイッチング素子をON又はOFFに固定するとともに、下アームスイッチング素子を上アームスイッチング素子とは逆論理(OFF又はON)に固定する。以降、このような相を「固定相」と呼ぶ。固定相は、各2アーム制御区間T2毎に、S相、R相、T相の順に切り替わる。ここで、固定相に切り替わる相は、3アーム制御から2アーム制御へ切り替わる直前(すなわち3アーム制御区間T3の終端)において、三相のうち極性(正又は負)が他の二相と異なる相である。そして、この相の極性は、2アーム制御を行う直前から2アーム制御を行った直後まで不変にする。一方、固定相以外の二相においては、通常のPWM制御によるスイッチング動作を行う。このとき、三相の電圧指令の総和が一定となるとように、かつ、固定相の電圧指令の絶対値が直流母線電圧Vdcの絶対値と等しくなるように、各相の電圧指令を制御する。 In the two-arm control, in any one of the three phases R, S, and T, the upper arm switching element is fixed to ON or OFF, and the lower arm switching element is inverted from the upper arm switching element (OFF or OFF). ON). Hereinafter, such a phase is referred to as a “stationary phase”. Stationary phase, for each second arm control section T 2, switched in the order of S-phase, R-phase, T-phase. Here, the phase switching to stationary phase, immediately before (i.e. 3 end of the arm control section T 3) is switched to the second arm control from 3 arm control, the polarity of the three-phase (positive or negative) is different from the other two phases Is a phase. The polarity of this phase remains unchanged from immediately before performing the two-arm control to immediately after performing the two-arm control. On the other hand, in two phases other than the stationary phase, a switching operation by normal PWM control is performed. At this time, the voltage command of each phase is controlled so that the total sum of the voltage commands of the three phases is constant and the absolute value of the voltage command of the fixed phase is equal to the absolute value of the DC bus voltage Vdc. .
3アーム制御では、R、S、Tの三相において、通常のPWM制御によるスイッチング動作を行う。このとき、三相の電圧指令の総和が一定となるように、各相の電圧指令を制御する。 In the three-arm control, a switching operation by normal PWM control is performed in three phases of R, S, and T. At this time, the voltage command of each phase is controlled so that the sum of the voltage commands of the three phases becomes constant.
以降、図2の太線により示すR相電圧指令について、区間(2)〜(5)まで説明する。2アーム制御区間T2である区間(2)では、S相が固定相であるため、S相の電圧指令の絶対値が直流母線電圧Vdcの絶対値と等しくなるように、三相の電圧指令が制御される。さらに区間(2)では、三相の電圧指令の総和が一定となるとように、三相の電圧指令が制御される。 Hereinafter, the R phase voltage command indicated by the thick line in FIG. 2 will be described from the sections (2) to (5). The second arm control section T 2 is a section (2), because the S-phase is the stationary phase, such that the absolute value of the voltage command of S phase is equal to the absolute value of the DC bus voltage V dc, the three-phase voltage Command is controlled. Further, in the section (2), the three-phase voltage command is controlled so that the total sum of the three-phase voltage commands becomes constant.
次に、3アーム制御区間T3である区間(3)〜(4)では、三相の電圧指令の総和が一定となるように、各相の電圧指令が制御される。このとき、区間(3)〜(4)でのR相の電圧指令の絶対値は、区間(2)でのR相の電圧指令の絶対値と比べて大きい。 Next, the three-arm control section T 3 and a section (3) to (4), so that the sum of the voltage command of the three-phase becomes constant, each phase voltage command is controlled. At this time, the absolute value of the R-phase voltage command in the sections (3) to (4) is larger than the absolute value of the R-phase voltage command in the section (2).
区間(4)の終端において、S相とT相の極性は負であり、R相の極性は正である。従って、このときR相の極性が他の二相の極性と異なるため、区間(5)ではR相が固定相となる。区間(5)では、R相の電圧指令の絶対値が直流母線電圧Vdcの絶対値と等しくなるように、各相の電圧指令が制御される。また、区間(5)でのR相の電圧指令の極性は、正に固定される。さらに区間(5)では、三相の電圧指令の総和が一定となるとように、三相の電圧指令が制御される。ここで、区間(5)でのR相の電圧指令の絶対値は、区間(3)〜(4)でのR相の電圧指令の絶対値と比べて大きい。 At the end of the section (4), the polarity of the S phase and the T phase is negative, and the polarity of the R phase is positive. Therefore, at this time, since the polarity of the R phase is different from the polarity of the other two phases, the R phase becomes a stationary phase in the section (5). In the section (5), the voltage command for each phase is controlled so that the absolute value of the R-phase voltage command becomes equal to the absolute value of the DC bus voltage V dc . In addition, the polarity of the R-phase voltage command in the section (5) is fixed to be positive. Further, in the section (5), the three-phase voltage command is controlled so that the total sum of the three-phase voltage commands becomes constant. Here, the absolute value of the R-phase voltage command in the section (5) is larger than the absolute value of the R-phase voltage command in the sections (3) to (4).
図3は、実施の形態1の効果を説明するためのグラフである。なお、便宜のため、2つのコンバータ装置3a及び3bのみが並列接続されているものとして説明する。図3(a)は従来における並列運転用コンバータ装置の制御方法を用いた場合のグラフであり、図3(b)は実施の形態1における並列運転用コンバータ装置の制御方法を用いた場合のグラフである。図3(a)と図3(b)のグラフは、区間(2)〜(8)までにおける、コンバータ装置3a及び3bのR相平均出力電圧と、直流母線8を介してコンバータ装置3a及び3bを流れる循環電流とを示している。
FIG. 3 is a graph for explaining the effect of the first embodiment. For convenience, description will be made assuming that only two converter devices 3a and 3b are connected in parallel. FIG. 3A is a graph when the conventional method for controlling a converter device for parallel operation is used, and FIG. 3B is a graph when the method for controlling a converter device for parallel operation according to
従来における制御方法を用いた場合、図3(a)に示すように、3アーム制御区間T3を設けず、連続して2アーム制御区間T2を設けている。区間(2)〜(3)、区間(4)〜(6)、及び区間(7)〜(8)は、それぞれ固定相をS相、R相、及びT相とする2アーム制御区間T2に相当する。コンバータ装置3aのR相平均出力電圧は、R相電圧指令どおりである。一方、コンバータ装置3bのR相平均出力電圧は、区間(4)にて、S相からR相への固定相の切替が遅延している。ここで、区間(4)での固定相の切替時における、R相平均出力電圧の変化量D1は大きい。これにより、区間(4)でのコンバータ装置3a及び3bのR相平均出力電圧の相異が大きくなり、各コンバータ装置間に流れる循環電流が大きくなる。 When using the control method in the past, as shown in FIG. 3 (a), 3 without providing the arm control section T 3, it is provided continuously 2 arm control section T 2. In the sections (2) to (3), the sections (4) to (6), and the sections (7) to (8), the two-arm control section T 2 in which the stationary phase is the S phase, the R phase, and the T phase, respectively. It corresponds to. The R-phase average output voltage of the converter device 3a is in accordance with the R-phase voltage command. On the other hand, the R-phase average output voltage of the converter device 3b is delayed in switching the fixed phase from the S phase to the R phase in the section (4). Here, at the time of switching of the stationary phase of the section (4), the variation D 1 of the R-phase average output voltage is large. Thereby, the difference in the R-phase average output voltage of converter devices 3a and 3b in section (4) increases, and the circulating current flowing between the converter devices increases.
実施の形態1における制御方法を用いた場合、図3(b)に示すように、コンバータ装置3aのR相平均出力電圧は、R相電圧指令どおりである。一方、コンバータ装置3bのR相平均出力電圧は、区間(5)にて、3アーム制御から2アーム制御への切替が遅延している。ここで、3アーム制御区間T3でのR相平均出力電圧の絶対値は、R相が固定相でない2アーム制御区間T2でのR相平均出力電圧の絶対値より大きく、かつ、R相が固定相である2アーム制御区間T2でのR相平均出力電圧の絶対値より小さい。言い換えれば、区間(3)〜(4)でのR相平均出力電圧の絶対値は、区間(2)でのR相平均出力電圧の絶対値より大きく、かつ、区間(5)でのR相平均出力電圧の絶対値より小さい。したがって、3アーム制御から2アーム制御への切替時におけるR相平均出力電圧の変化量D2は、固定相の切替時におけるR相平均出力電圧の変化量D1と比べて、小さくなる。これにより、コンバータ装置3a及び3bのR相平均出力電圧の相異が、図3(a)の場合と比べて小さくなり、各コンバータ装置間に流れる循環電流が小さくなる。 When the control method in the first embodiment is used, as shown in FIG. 3B, the R-phase average output voltage of the converter device 3a is in accordance with the R-phase voltage command. On the other hand, the R-phase average output voltage of converter device 3b is delayed in switching from 3-arm control to 2-arm control in section (5). Here, the absolute value of the R-phase average output voltage in the three-arm control section T 3 is larger than the absolute value of the R-phase average output voltage in the two-arm control section T 2 where the R phase is not a stationary phase, and the R phase There is less than the absolute value of the R-phase average output voltage at the second arm control section T 2 which is a fixed phase. In other words, the absolute value of the R-phase average output voltage in the sections (3) to (4) is larger than the absolute value of the R-phase average output voltage in the section (2) and the R-phase in the section (5). Less than the absolute value of the average output voltage. Therefore, the variation D 2 of R-phase average output voltage at the time of switching to the second arm control from 3 arm control, compared with the amount of change D 1 of the R-phase average output voltage at the time of switching of the stationary phase decreases. Thereby, the difference in the R-phase average output voltage of converter devices 3a and 3b becomes smaller than that in the case of FIG. 3A, and the circulating current flowing between the converter devices becomes smaller.
なお、以上の説明では3アーム制御から2アーム制御への切替時に各コンバータ装置間でR相平均出力電圧の相異が発生した場合を例に説明したが、2アーム制御から3アーム制御への切替時に各コンバータ装置間でR相平均出力電圧の相異が発生した場合も、同様に循環電流が小さくなる。 In the above description, a case where a difference in R-phase average output voltage occurs between the converter devices when switching from 3-arm control to 2-arm control has been described as an example, but from 2-arm control to 3-arm control. Even when a difference in the R-phase average output voltage occurs between the converter devices at the time of switching, the circulating current is similarly reduced.
また、実施の形態1では、2アーム制御区間T2を三相交流電源6の周期の1/6毎に設けたが、これに限られない。すなわち、2アーム制御区間T2は、三相交流電源6の周期の1/3n(nは自然数)毎に設ければよい。
In the first embodiment, although the second arm control section T 2 is provided for each 1/6 cycle of the three-phase
また、実施の形態1では、各3アーム制御区間T3の時間長さをコンバータ装置の制御周期の1周期分に設定したが、これに限られない。すなわち、各3アーム制御区間T3の時間長さは、各コンバータ装置間で三相の出力電圧の相異が発生すると予測される時間長さであればよい。 In the first embodiment, it was set to one cycle of the control period of the time length of each three-arm control section T 3 converter device is not limited to this. That is, the time length of each three-arm control section T 3 may be any respective converter device between the time length difference in the output voltages of the three phases are expected to occur.
実施の形態1によれば、特別な装置を用いることなく、互いに並列接続された複数のコンバータ装置間に流れる循環電流を低減することができる。これにより、消費電力を低減するとともに、システムの制御性能を向上することができる。また、システムを大型化及び低コスト化することができる。 According to the first embodiment, circulating current flowing between a plurality of converter devices connected in parallel to each other can be reduced without using a special device. Thereby, power consumption can be reduced and the control performance of the system can be improved. In addition, the system can be increased in size and cost.
実施の形態2.
図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1と同様の部分の説明は省略する。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the description of the same parts as those in
実施の形態1における並列運転電力変換システムは、複数のコンバータ装置を三相交流電源に並列に接続したものであった。一方、実施の形態2における並列運転電力変換システムは、複数のインバータ装置を三相交流電動機に並列に接続したものである。 The parallel operation power conversion system in the first embodiment has a plurality of converter devices connected in parallel to a three-phase AC power source. On the other hand, the parallel operation power conversion system according to the second embodiment has a plurality of inverter devices connected in parallel to a three-phase AC motor.
図4は、実施の形態2における並列運転電力変換システムの構成図である。図4において、28は三相交流電動機であり、三相交流電動機28に対する各相の出力電圧をVU、VV、VWとする。並列運転用電力変換装置であるインバータ装置26a〜26nは、三相交流電動機28に並列に接続されている。各インバータ装置26a〜26nは、複数の半導体スイッチング素子24と各半導体スイッチング素子24に逆接続された複数のダイオード25とを有し、各半導体スイッチング素子24がONとOFFの切替を行うことにより、各相電圧VU、VV、VWを制御する。また、各インバータ装置26a〜26nは、直流電源27を共用している。さらに、インバータ装置26a〜26nは、図示されていない制御部及び記憶部を備える。そして、以降に説明する各インバータ装置26a〜26nの動作は、並列運転時に制御部が記憶部に格納されたプログラムを実行することにより実現される。 FIG. 4 is a configuration diagram of the parallel operation power conversion system according to the second embodiment. In FIG. 4, reference numeral 28 denotes a three-phase AC motor, and the output voltages of the respective phases with respect to the three-phase AC motor 28 are V U , V V and V W. Inverter devices 26 a to 26 n that are power converters for parallel operation are connected in parallel to the three-phase AC motor 28. Each inverter device 26a to 26n includes a plurality of semiconductor switching elements 24 and a plurality of diodes 25 reversely connected to the respective semiconductor switching elements 24, and each semiconductor switching element 24 switches between ON and OFF, phase voltages V U, V V, and controls the V W. Further, the inverter devices 26a to 26n share a DC power source 27. Further, the inverter devices 26a to 26n include a control unit and a storage unit which are not shown. And operation | movement of each inverter apparatus 26a-26n demonstrated below is implement | achieved when a control part runs the program stored in the memory | storage part at the time of parallel operation.
実施の形態2における並列運転用インバータ装置の制御方法は、実施の形態1における並列運転用コンバータ装置の制御方法と同様、2アーム制御を行う前と2アーム制御を行った後において、3アーム制御を行うものである。ただし、この制御方法は、実施の形態1における三相交流電源6の各相電圧VR、VS、VTを、それぞれ三相交流電動機28に対する各相の出力電圧VU、VV、VWに置き換えたものに相当する。
The control method of the parallel operation inverter device in the second embodiment is the same as the control method of the parallel operation converter device in the first embodiment, before performing the two-arm control and after performing the two-arm control. Is to do. However, this control method, the phase voltage V R of the three-phase
実施の形態2によれば、互いに並列接続された複数のインバータ装置間に流れる循環電流を低減することができる。これにより、消費電力を低減するとともに、システムを構成する各機器の制御性能を向上することができる。また、システムを大型化及び低コスト化することができる。 According to the second embodiment, the circulating current flowing between the plurality of inverter devices connected in parallel to each other can be reduced. Thereby, while reducing power consumption, the control performance of each apparatus which comprises a system can be improved. In addition, the system can be increased in size and cost.
Claims (6)
三相のうち一相にてスイッチング動作を固定するとともに他の二相にてPWM制御を行う第1の2アーム制御ステップと、
前記第1の2アーム制御ステップの後に、三相にてPWM制御を所定時間行う3アーム制御ステップと、
前記3アーム制御ステップの後に、前記第1の2アーム制御ステップにてスイッチング動作を固定した相とは異なる相のスイッチング動作を固定するとともに他の2相にてPWM制御を行う第2の2アーム制御ステップと、
を備えたことを特徴とする並列運転用電力変換装置の制御方法。 In the control method of the power converter for parallel operation that is operated in parallel with the external power converter by the three-phase voltage command,
A first two-arm control step for fixing the switching operation in one of the three phases and performing PWM control in the other two phases;
After the first two-arm control step, a three-arm control step for performing PWM control for a predetermined time in three phases;
After the three-arm control step, a second two-arm that fixes the switching operation in a phase different from the phase in which the switching operation is fixed in the first two-arm control step and performs PWM control in the other two phases Control steps;
A method for controlling a power converter for parallel operation, comprising:
前記3アーム制御ステップでの前記相の電圧指令の絶対値は、前記3アーム制御ステップの直前における前記相の電圧指令の絶対値と前記3アーム制御ステップの直後における前記相の電圧指令の絶対値との間である
ことを特徴とする請求項1記載の並列運転用電力変換装置の制御方法。 The polarity of the voltage command of the phase in which the switching operation is fixed in the first two-arm control step or the second two-arm control step is unchanged from immediately before the three-arm control step to immediately after the three-arm control step. And
The absolute value of the phase voltage command in the three-arm control step is the absolute value of the phase voltage command immediately before the three-arm control step and the absolute value of the phase voltage command immediately after the three-arm control step. The method for controlling a power converter for parallel operation according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1記載の並列運転用電力変換装置の制御方法。 The predetermined time is set based on a temporal difference predicted to occur between the three-phase output voltage of the external power converter and the three-phase output voltage of the parallel operation power converter. The method for controlling a power converter for parallel operation according to claim 1.
複数のスイッチング素子と、
三相のうち一相にてスイッチング動作を固定するとともに他の二相にてPWM制御を行う第1の2アーム制御ステップ、
前記第1の2アーム制御ステップの後に、三相にてPWM制御を所定時間行う3アーム制御ステップ、及び
前記3アーム制御ステップの後に、前記第1の2アーム制御ステップにてスイッチング動作を固定した相とは異なる相のスイッチング動作を固定するとともに他の2相にてPWM制御を行う第2の2アーム制御ステップ、
を有するプログラムを実行する制御部と、
を備えたことを特徴とする並列運転用電力変換装置。 In the power converter for parallel operation that is operated in parallel with the external power converter by the three-phase voltage command,
A plurality of switching elements;
A first two-arm control step for fixing the switching operation in one of the three phases and performing PWM control in the other two phases;
After the first two-arm control step, a three-arm control step for performing PWM control for a predetermined time in three phases, and after the three-arm control step, the switching operation is fixed in the first two-arm control step. A second two-arm control step of fixing a switching operation of a phase different from the phase and performing PWM control in the other two phases;
A control unit for executing a program having
A power converter for parallel operation, comprising:
前記三相交流電源に並列接続される複数のリアクトルと、
前記三相交流電源に前記リアクトルを介して並列接続される複数の請求項4記載の並列運転用電力変換装置と、
を備えたことを特徴とする並列運転用電力変換システム。 Three-phase AC power supply,
A plurality of reactors connected in parallel to the three-phase AC power supply;
A plurality of power converters for parallel operation according to claim 4, wherein the power converters are connected in parallel to the three-phase AC power source via the reactor.
A power conversion system for parallel operation, comprising:
前記三相交流電動機に並列接続される複数の請求項4記載の並列運転用電力変換装置と、
を備えたことを特徴とする並列運転用電力変換システム。 A three-phase AC motor,
A plurality of parallel operation power converters connected in parallel to the three-phase AC motor,
A power conversion system for parallel operation, comprising:
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