JP2013143836A - 3レベル電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】交流電源系統に接続され第1及び第2の3レベルコンバータ2A、2Bと、
正側及び負側の直流コンデンサ3P、3Nと、交流電動機5を駆動する3レベルインバータ4と、3レベルコンバータ2A、2Bを制御するコンバータ制御手段10とで構成する。
コンバータ制御手段10は、3レベルコンバータ2A、2Bの入力電流の無効分が夫々所定の無効電流基準となるように制御する第1及び第2の無効電流制御手段15A、15Bと、直流コンデンサ3P、3Nに印加される電圧の差分をゼロとするようにPWM制御手段17A、17B制御する第1及び第2の中性点電位変動抑制手段と、3レベルコンバータ2Aから直流リンクを介して3レベルコンバータ2Bに所定の循環有効電流を流す有効電流制御手段とを有する。
【選択図】図1
Description
この3レベルの直流リンクに接続された正側及び負側の直流コンデンサと、前記3レベルの直流出力を交流に変換して交流電動機を駆動する3レベルインバータと、前記第1及び第2の3レベルコンバータを制御するコンバータ制御手段とを具備し、前記コンバータ制御手段は、前記第1及び第2の3レベルコンバータの入力電流の無効分が夫々所定の無効電流基準となるように制御する第1及び第2の無効電流制御手段と、前記正側及び負側の直流コンデンサに印加される電圧の差分をゼロとするように第1及び第2のPWM制御手段を制御する第1及び第2の中性点電位変動抑制手段と、前記第1の3レベルコンバータから直流リンクを介して前記第2の3レベルコンバータに所定の循環有効電流を流す有効電流制御手段とを有することを特徴としている。
2A、2B 3レベルコンバータ
3P、3N、3AP、3AN、3BP、3BN 直流コンデンサ
4、4A、4B 3レベルインバータ
5 交流電動機
6 速度検出器
7、7A、7B 電流検出器
8A、8B、 電流検出器
9 結合リアクトル
10、10a、10b コンバータ制御部
11 平均値検出器
12 電圧制御器
13 循環電流補正回路
14A、14B 3相/dq変換器
15A、15B 電流制御器
16A、16B dq/3相変換器
17A、17B PWM制御回路
18、18A、18B 差分検出回路
20 系統監視システム
30、30a インバータ制御部
31 速度制御器
32 演算器
33 循環電流補正回路
34A、34B 電流制御器
35A、35B dq/3相変換器
36A、36B PWM制御回路
Claims (8)
- 交流電源系統に並列に接続され、3レベルの直流出力が並列に接続された第1及び第2の3レベルコンバータと、
この3レベルの直流リンクに接続された正側及び負側の直流コンデンサと、
前記3レベルの直流出力を交流に変換して交流電動機を駆動する3レベルインバータと、
前記第1及び第2の3レベルコンバータを制御するコンバータ制御手段と
を具備し、
前記コンバータ制御手段は、
前記第1及び第2の3レベルコンバータの入力電流の無効分が夫々所定の無効電流基準となるように制御する第1及び第2の無効電流制御手段と、
前記正側及び負側の直流コンデンサに印加される電圧の差分をゼロとするように第1及び第2のPWM制御手段を制御する第1及び第2の中性点電位変動抑制手段と、
前記第1の3レベルコンバータから直流リンクを介して前記第2の3レベルコンバータに所定の循環有効電流を流す有効電流制御手段と
を有することを特徴とする3レベル電力変換装置。 - 前記コンバータ制御手段は、
前記直流リンクの電圧が所定の電圧基準となるようにフィードバック制御して第1及び第2共通の有効電流基準を出力する電圧制御手段と、
前記有効電流基準に循環電流基準を加算して第1の補正有効電流基準とし、前記有効電流基準から前記循環電流基準を減算して第2の補正有効電流基準とする循環電流補正手段と、
前記第1の3レベルコンバータの入力電流の有効分が前記第1の補正有効電流基準となるようにフィードバック制御して第1の有効電圧基準を出力する第1の有効電流制御手段と、
前記第2の3レベルコンバータの入力電流の有効分が前記第2の補正有効電流基準となるようにフィードバック制御して第2の有効電圧基準を出力する第2の有効電流制御手段と、
前記第1の3レベルコンバータの入力電流の無効分が所定の無効電流基準となるようにフィードバック制御して第1の無効電圧基準を出力する第1の無効電流制御手段と、
前記第2の3レベルコンバータの入力電流の無効分が所定の無効電流基準となるようにフィードバック制御して第2の無効電圧基準を出力する第2の無効電流制御手段と、
前記第1の有効電圧基準と前記第1の無効電圧基準を3相変換した3相電圧基準をPWM制御して前記第1の3レベルコンバータのゲート信号を生成する第1のPWM制御手段と、
前記第2の有効電圧基準と前記第2の無効電圧基準を3相変換した3相電圧基準をPWM制御して前記第2の3レベルコンバータのゲート信号を生成する第2のPWM制御手段と、
前記正側及び負側の直流コンデンサに印加される電圧の差分をゼロとするように前記第1及び第2のPWM制御手段を制御する中性点電位変動抑制手段と
を有することを特徴とする請求項1に記載の3レベル電力変換装置。 - 前記コンバータ制御手段は、
前記直流リンクの電圧が所定の電圧基準となるようにフィードバック制御して第1及び第2共通の有効電流基準を出力する電圧制御手段と、
前記第1の3レベルコンバータの入力電流の有効分が前記有効電流基準となるようにフィードバック制御して第1の有効電圧基準を出力する第1の有効電流制御手段と、
前記第2の3レベルコンバータの入力電流の有効分が前記有効電流基準となるようにフィードバック制御して第2の有効電圧基準を出力する第2の有効電流制御手段と、
前記第1の有効電圧基準に循環電流基準に見合う電圧基準を加算して第1の補正有効電圧基準とし、前記第2の有効電圧基準から前記循環電流基準に見合う電圧基準を減算して第2の補正有効電圧基準とする循環電流補正手段と、
前記第1の3レベルコンバータの入力電流の無効分が所定の無効電流基準となるようにフィードバック制御して第1の無効電圧基準を出力する第1の無効電流制御手段と、
前記第2の3レベルコンバータの入力電流の無効分が所定の無効電流基準となるようにフィードバック制御して第2の無効電圧基準を出力する第2の無効電流制御手段と、
前記第1の補正有効電圧基準と前記第1の無効電圧基準を3相変換した3相電圧基準をPWM制御して前記第1の3レベルコンバータのゲート信号を生成する第1のPWM制御手段と、
前記第2の補正有効電圧基準と前記第2の無効電圧基準を3相変換した3相電圧基準をPWM制御して前記第2の3レベルコンバータのゲート信号を生成する第2のPWM制御手段と、
前記正側及び負側の直流コンデンサに印加される電圧の差分をゼロとするように前記第1及び第2のPWM制御手段を制御する中性点電位変動抑制手段と
を有することを特徴とする請求項1に記載の3レベル電力変換装置。 - 交流電源系統に並列に接続され、各々正側及び負側の直流コンデンサで分圧された3レベルの直流電圧を出力する第1及び第2の3レベルコンバータと、
前記各々の3レベルの直流電圧を交流に変換し、結合リアクトルを介して交流電動機を駆動する第1及び第2の3レベルインバータと、
前記第1及び第2の3レベルコンバータを制御するコンバータ制御手段と
前記第1及び第2の3レベルインバータを制御するインバータ制御手段と
を具備し、
前記コンバータ制御手段は、
前記第1及び第2の3レベルコンバータの入力電流の無効分が夫々所定の無効電流基準となるように制御する第1及び第2の無効電流制御手段と、
前記正側及び負側の直流コンデンサに印加される電圧の差分をゼロとするように第1及び第2のPWM制御手段を制御する第1及び第2の中性点電位変動抑制手段と
を有し、
前記インバータ制御手段は、
前記第1の3レベルインバータから前記結合リアクトルを介して前記第2の3レベルインバータに所定の循環トルク電流を流すトルク電流制御手段と
を有することを特徴とする3レベル電力変換装置。 - 前記インバータ制御手段は、
前記交流電動機の速度が所定の速度基準となるようにフィードバック制御してトルク電流基準を出力する速度制御手段と、
前記トルク電流基準に循環電流基準を加算して第1の補正トルク電流基準とし、前記トルク電流基準から前記循環電流基準を減算して第2の補正トルク電流基準とする循環電流補正手段と、
前記第1の3レベルインバータの出力トルク電流が前記第1の補正トルク電流基準となるようにフィードバック制御して第1のトルク電圧基準を出力する第1のトルク電流制御手段と、
前記第2の3レベルインバータの出力トルク電流が前記第2の補正トルク電流基準となるようにフィードバック制御して第2のトルク電圧基準を出力する第2のトルク電流制御手段と、
前記第1の3レベルインバータの出力励磁電流が所定の値となるようにフィードバック制御して第1の励磁電圧基準を出力する第1の励磁電流制御手段と、
前記第2の3レベルインバータの出力励磁電流が所定の値となるようにフィードバック制御して第2の励磁電圧基準を出力する第2の励磁電流制御手段と、
前記第1のトルク電圧基準と前記第1の励磁電圧基準を3相変換した3相電圧基準をPWM制御して前記第1の3レベルインバータのゲート信号を生成する第1のPWM制御手段と、
前記第2のトルク電圧基準と前記第2の励磁電圧基準を3相変換した3相電圧基準をPWM制御して前記第2の3レベルインバータのゲート信号を生成する第2のPWM制御手段と
を有することを特徴とする請求項4に記載の3レベル電力変換装置。 - 前記インバータ制御手段は、
前記交流電動機の速度が所定の速度基準となるようにフィードバック制御して第1、第2共通のトルク電流基準を出力する速度制御手段と、
前記第1の3レベルインバータの出力トルク電流が前記第1のトルク電流基準となるようにフィードバック制御して第1のトルク電圧基準を出力する第1のトルク電流制御手段と、
前記第2の3レベルインバータの出力トルク電流が前記第2のトルク電流基準となるようにフィードバック制御して第2のトルク電圧基準を出力する第2のトルク電流制御手段と、
前記第1のトルク電流基準に循環電流基準に見合う電圧基準を加算して第1の補正トルク電圧基準とし、前記第2のトルク電流基準から前記循環電流基準に見合う電圧基準を減算して第2の補正トルク電圧基準とする循環電流補正手段と、
前記第1の3レベルコンバータの出力励磁電流が所定の値となるようにフィードバック制御して第1の励磁電圧基準を出力する第1の励磁電流制御手段と、
前記第2の3レベルコンバータの出力励磁電流が所定の値となるようにフィードバック制御して第2の励磁電圧基準を出力する第2の励磁電流制御手段と、
前記第1の補正トルク電圧基準と前記第1の励磁電圧基準を3相変換した3相電圧基準をPWM制御して前記第1の3レベルインバータのゲート信号を生成する第1のPWM制御手段と、
前記第2の補正トルク電圧基準と前記第2の励磁電圧基準を3相変換した3相電圧基準をPWM制御して前記第2の3レベルインバータのゲート信号を生成する第2のPWM制御手段と
を有することを特徴とする請求項4に記載の3レベル電力変換装置。 - 前記循環電流基準は、
前記無効電流基準が増加したときに増加させるようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の3レベル電力変換装置。 - 前記循環電流基準は、
前記交流電動機を運転しない状態で、前記交流電源系統に与える無効電力が所定の値となるように制御するためのものであることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の3レベル電力変換装置。
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