JP2015046985A - Electric power conversion apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power conversion apparatus capable of suppressing voltage fluctuation when a load is rapidly changed without using a sensor for detecting a load current and a capacitor of a large capacity for suppressing the voltage fluctuation.SOLUTION: An electric power conversion apparatus 10 includes: an electric power conversion circuit 11 which outputs an electric current corresponding to an electric current command value to thereby convert an input DC power or AC power into a constant DC power; a capacitor 12 connected to an output part of the electric power conversion circuit; and voltage control means 14 for outputting the electric current command value to the electric power conversion circuit in order to control the voltage of the capacitor to a set value. The voltage control means calculates the electric current command value from a process value Vand a set value Vof the voltage of the capacitor.

Description

本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a power conversion apparatus.

入力される直流又は交流の電力を一定の直流電力に変換する電力変換装置は、例えば6アームPWM(Pulse Width Modulation)コンバータ、DC/DCコンバータ等の電力変換回路と、当該電力変換装置に接続して直流電圧を生成するキャパシタとを備えている。PWMコンバータやDC/DCコンバータは自己消弧型素子を適用したスイッチング回路であるため、キャパシタ電圧をフィードバックしてスイッチング動作を制御することで出力電圧を任意の電圧に制御することが可能である。   A power converter that converts input DC or AC power into constant DC power is connected to a power converter circuit such as a 6-arm PWM (Pulse Width Modulation) converter, a DC / DC converter, and the power converter. And a capacitor for generating a DC voltage. Since the PWM converter and the DC / DC converter are switching circuits to which a self-extinguishing element is applied, the output voltage can be controlled to an arbitrary voltage by controlling the switching operation by feeding back the capacitor voltage.

ところで、電力変換回路は出力する電流を一定値に制御する。電力変換回路には、キャパシタと並列に負荷が接続される。従って、電力変換回路が制御した電流はキャパシタおよび負荷側に流れる。このため、負荷が急激に変化するなどの過渡的な変動が生じると、負荷側に流れる電流が外乱として作用することによってキャパシタ電圧が変動するため、電力変換回路の制御動作が乱れる。   Incidentally, the power conversion circuit controls the output current to a constant value. A load is connected in parallel with the capacitor to the power conversion circuit. Therefore, the current controlled by the power conversion circuit flows to the capacitor and the load side. For this reason, when a transitional fluctuation such as a sudden change in the load occurs, the capacitor voltage fluctuates due to the current flowing through the load acting as a disturbance, which disturbs the control operation of the power conversion circuit.

そこで、負荷に流れる電流(負荷電流)を検出し、この負荷電流に応じて制御信号を補償する(例えば、フィードフォワード制御を適用する)ことでキャパシタに意図した電流を流し、負荷急変時の電圧変動を抑制することができる。   Therefore, the current flowing through the load (load current) is detected, and the control signal is compensated according to this load current (for example, feedforward control is applied), so that the intended current flows through the capacitor, and the voltage at the time of sudden load change Variations can be suppressed.

川田昌克、西岡勝博「MATLAB/Simulinkによるわかりやすい制御工学」、森北出版、p66Masakatsu Kawada, Katsuhiro Nishioka "Easy Control Engineering with MATLAB / Simulink", Morikita Publishing, p66

しかし、負荷電流を制御系に取り入れるためには、負荷電流を検出するためのセンサ、及び新たな制御系を構成するための回路が必要となるため、制御装置の装置コストが上昇する。一方、負荷急変時におけるキャパシタ電圧の変動を抑制するために、容量が大きいキャパシタを備えることが考えられるが、大容量のキャパシタ設置による電力変換装置の体積増大、コスト上昇を招く。   However, in order to incorporate the load current into the control system, a sensor for detecting the load current and a circuit for constructing a new control system are required, which increases the cost of the control device. On the other hand, in order to suppress the fluctuation of the capacitor voltage at the time of sudden load change, it is conceivable to provide a capacitor having a large capacity. However, an increase in the volume and cost of the power conversion device due to the installation of the large capacity capacitor is caused.

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、負荷電流を検出するセンサ及び電圧変動を抑制する大容量のキャパシタを用いずに負荷急変時の電圧変動を抑制することのできる電力変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is capable of suppressing voltage fluctuation at the time of sudden load change without using a sensor for detecting load current and a large-capacity capacitor for suppressing voltage fluctuation. An object is to provide a conversion device.

上記課題を解決するための本発明の実施の形態によれば、電流指令値に対応する電流を出力することで入力される直流または交流の電力を一定の直流電力に変換する電流変換回路と、前記電流変換回路の出力部に接続するキャパシタと、前記キャパシタの電圧を設定値に制御するために前記電流変換回路に前記電流指令値を出力する電圧制御手段とを有し、前記電圧制御手段は、前記キャパシタの電圧のプロセス値及び設定値から前記電流指令値を求める電力変換装置を得ることができる。   According to an embodiment of the present invention for solving the above problems, a current conversion circuit that converts a DC or AC power input by outputting a current corresponding to a current command value into a constant DC power; A capacitor connected to the output section of the current conversion circuit; and a voltage control means for outputting the current command value to the current conversion circuit for controlling the voltage of the capacitor to a set value. Thus, a power conversion device that obtains the current command value from the process value and set value of the voltage of the capacitor can be obtained.

第1の実施の形態の電力変換装置の制御ブロックを示す図。The figure which shows the control block of the power converter device of 1st Embodiment. 第1の実施の形態のバリエーションの電力変換装置の制御ブロックを示す図。The figure which shows the control block of the power converter device of the variation of 1st Embodiment. 第2の実施の形態の電力変換装置の制御ブロックを示す図。The figure which shows the control block of the power converter device of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態の電力変換装置の制御ブロックを示す図。The figure which shows the control block of the power converter device of 3rd Embodiment. 第1の実施の形態の電力変換装置に先立って検討した電力変換装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the power converter device examined prior to the power converter device of 1st Embodiment.

[第1の実施の形態]
第1の実施の形態の電力変換装置について説明する前に、従来の電力変換装置における問題点について説明する。
[First embodiment]
Before describing the power converter of the first embodiment, problems in the conventional power converter will be described.

図5は、第1の実施の形態の電力変換装置に先立って検討した電力変換装置の構成を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the power conversion device studied prior to the power conversion device according to the first embodiment.

電力変換装置10は、交流電源5から入力した交流電力を直流電力に変換して負荷6に供給する。電力変換装置10の外部に設けられた電流検出器7は、負荷電流を検出して電力変換装置10に出力する。   The power conversion device 10 converts AC power input from the AC power source 5 into DC power and supplies the DC power to the load 6. The current detector 7 provided outside the power conversion device 10 detects the load current and outputs it to the power conversion device 10.

電力変換装置10は、電力変換回路11、キャパシタ12、電圧検出器13、直流電圧制御回路14、電流制御回路15、電流検出器16、ゲート信号生成回路17、及びゲート駆動回路18を備えている。   The power conversion apparatus 10 includes a power conversion circuit 11, a capacitor 12, a voltage detector 13, a DC voltage control circuit 14, a current control circuit 15, a current detector 16, a gate signal generation circuit 17, and a gate drive circuit 18. .

電力変換回路11は、スイッチング素子11aを6アームに構成したPWMコンバータである。電力変換回路11は、スイッチング素子11aを駆動して入力電流iinから出力電流iconvを生成する。電流制御回路15は、電流検出器16で検出した入力電流iinと電流指令値iconv_refとからPWMを実行するための制御信号を出力する。ゲート信号生成回路17は、制御信号に基づいてスイッチング素子11aのゲートを駆動するためのゲート信号を生成する。ゲート駆動回路18は、ゲート信号に基づいてスイッチング素子11aを動作させる。 The power conversion circuit 11 is a PWM converter in which the switching element 11a is configured with six arms. The power conversion circuit 11 drives the switching element 11a to generate the output current i conv from the input current i in . The current control circuit 15 outputs a control signal for executing PWM from the input current i in detected by the current detector 16 and the current command value i conv_ref . The gate signal generation circuit 17 generates a gate signal for driving the gate of the switching element 11a based on the control signal. The gate drive circuit 18 operates the switching element 11a based on the gate signal.

生成された出力電流iconvは、キャパシタ12に流れる電流iと負荷6に流れる電流iloadとに分岐する。電流iによってキャパシタ12には電荷が蓄積され、キャパシタ12の両端には電圧が発生する。電圧検出器13は、キャパシタ12の電圧VDCを検出して直流電圧制御回路14に出力する。電流検出器7は、負荷6に流れる電流iloadを検出して直流電圧制御回路14に出力する。 The generated output current i conv branches into a current i c flowing through the capacitor 12 and a current i load flowing through the load 6. Charge is accumulated in the capacitor 12 by the current ic , and a voltage is generated across the capacitor 12. The voltage detector 13 detects the voltage V DC of the capacitor 12 and outputs it to the DC voltage control circuit 14. The current detector 7 detects the current i load flowing through the load 6 and outputs it to the DC voltage control circuit 14.

直流電圧制御回路14は、キャパシタ12の電圧VDC(出力端子P−出力端子N間の電圧)と電圧指令値VDC_refとの偏差に基づいて制御信号を生成して電流指令値iconv_refとして電流制御回路15に出力する。 The DC voltage control circuit 14 generates a control signal based on a deviation between the voltage V DC of the capacitor 12 (voltage between the output terminal P and the output terminal N) and the voltage command value V DC_ref and generates a current as a current command value i conv_ref. Output to the control circuit 15.

このように、直流電圧制御回路14は、キャパシタ12の電圧VDCから電流指令値iconv_refを求め、電流制御回路15は、その指令値に対応する電流をキャパシタに流すことで電圧制御を行う。従って、直流電圧制御回路14と電流制御回路15とは、カスケード制御を構成している。 As described above, the DC voltage control circuit 14 obtains the current command value i conv_ref from the voltage VDC of the capacitor 12, and the current control circuit 15 performs voltage control by flowing a current corresponding to the command value to the capacitor. Therefore, the DC voltage control circuit 14 and the current control circuit 15 constitute cascade control.

ここで、直流電圧制御回路14に入力されるプロセス値(PV)は、キャパシタ12に流れる電流iによって生ずる電圧値である。一方、電流制御回路15が制御する電流値出力電流iconvは、キャパシタ12に流れる電流iと負荷6に流れる電流iloadとを合計した値である。このように電力変換回路11はキャパシタ12および負荷6に流れる電流の合計値を操作するが,キャパシタ12の電圧を直接操作することはできない。従って、負荷6に過渡的な変動が生じるとキャパシタ12の電圧が変動する。 Here, the process value (PV) input to the DC voltage control circuit 14 is a voltage value generated by the current ic flowing through the capacitor 12. On the other hand, the current value output current i conv controlling the current control circuit 15 is a value which is the sum of the current i load flowing through the current i c and the load 6 flowing through the capacitor 12. As described above, the power conversion circuit 11 operates the total value of the current flowing through the capacitor 12 and the load 6, but cannot directly operate the voltage of the capacitor 12. Therefore, when a transient change occurs in the load 6, the voltage of the capacitor 12 changes.

そのため、図5に示す電力変換装置10では、負荷6に流れる電流iloadを検出し、直流電圧制御回路14で求めた電流指令値iconv_refに電流iloadに対応する信号を加算した値を新たな電流指令値iconv_refとすることでキャパシタ12に意図した電流iを供給して、負荷6が急変した際の電圧変動を抑制している。 Therefore, the power conversion device 10 shown in FIG. 5 detects the current i load flowing through the load 6, and newly adds a value obtained by adding a signal corresponding to the current i load to the current command value i conv_ref obtained by the DC voltage control circuit 14. By setting the current command value i conv_ref to a correct value, the intended current ic is supplied to the capacitor 12 to suppress voltage fluctuation when the load 6 suddenly changes.

このように、図5に示す電力変換方式では、上述のように負荷電流を検出するためのセンサ、及び新たな制御系を構成するための回路が必要となるため、電力変換装置10の装置コストが上昇するという問題が存在する。   As described above, the power conversion method shown in FIG. 5 requires a sensor for detecting the load current and a circuit for configuring a new control system as described above. There is a problem of rising.

続いて、第1の実施の形態の電力変換装置10の構成について説明する。   Then, the structure of the power converter device 10 of 1st Embodiment is demonstrated.

図1は、第1の実施の形態の電力変換装置10の制御ブロックを示す図である。第1の実施の形態の電力変換装置10は、図5に示す電力変換装置10と制御方法が異なっている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a control block of the power conversion device 10 according to the first embodiment. The power conversion device 10 of the first embodiment is different from the power conversion device 10 shown in FIG. 5 in the control method.

電力変換装置10の制御ブロックは、電圧制御ブロック20及び電流制御ブロック21を備えている。   The control block of the power conversion apparatus 10 includes a voltage control block 20 and a current control block 21.

電圧制御ブロック20は、直流電圧制御回路14の制御機能を示すブロックである。電流制御ブロック21は、図5で説明した電流制御回路15、電流検出器16、ゲート信号生成回路17、ゲート駆動回路18、及び電力変換回路11を含めた制御機能を示すブロックである。   The voltage control block 20 is a block showing the control function of the DC voltage control circuit 14. The current control block 21 is a block showing control functions including the current control circuit 15, the current detector 16, the gate signal generation circuit 17, the gate drive circuit 18, and the power conversion circuit 11 described in FIG. 5.

但し、電流制御ブロック21は、電流指令値iconv_refに対応する出力電流iconvをスイッチング動作によって生成する動作を実行する制御ブロックであり、負荷6の変動を取り入れてスイッチング動作を制御する機能は備えていない。従って、本実施の形態では、電流制御ブロック21は、ゲイン変換機能を備えた比例動作ブロックとして扱い、スイッチング動作による遅延要素などの制御要素は、電圧制御ブロック20において考慮する。 However, the current control block 21 is a control block that executes an operation of generating an output current i conv corresponding to the current command value i conv_ref by a switching operation, and has a function of controlling the switching operation by taking in the variation of the load 6. Not. Therefore, in the present embodiment, the current control block 21 is handled as a proportional operation block having a gain conversion function, and control elements such as a delay element due to a switching operation are considered in the voltage control block 20.

なお、図1では交流電源5を明示して記載していないが、これは、本実施の形態の電力変換回路10は、交流電源を入力とすることに限定されず、出力側にキャパシタ(容量成分)を備えるタイプの電力変換回路10を全て対象とすることを表していることに留意されたい。   Although the AC power supply 5 is not explicitly shown in FIG. 1, the power conversion circuit 10 of the present embodiment is not limited to the input of the AC power supply, and a capacitor (capacitance) is provided on the output side. It should be noted that all the power conversion circuits 10 of the type including the component are targeted.

続いて、電圧制御ブロック20の構成について説明する。   Next, the configuration of the voltage control block 20 will be described.

図1において電力変換回路出力電流iconv、出力に接続されたキャパシタ12に流れる電流i及び負荷電流iloadの関係は式(1)となる。
In FIG. 1, the relationship between the power conversion circuit output current i conv , the current i c flowing through the capacitor 12 connected to the output, and the load current i load is expressed by Equation (1).

ここで図1の出力端子P-N間の電圧をVDCとするとP-N間電圧はキャパシタ電圧であり、従って、キャパシタ電流は式(2)で表される。
Here, when the voltage between the output terminals PN in FIG. 1 is VDC , the voltage between PN is a capacitor voltage, and therefore, the capacitor current is expressed by equation (2).

ここで、式(2)に示すキャパシタ電圧の微分値をそのまま負荷電流推定に用いると、電力変換回路11のスイッチングによる高周波ノイズの影響が表れるため制御系が不安定となる。そこで高周波ノイズを抑制するための一次遅れ要素(不完全微分)を挿入する。一次遅れ要素を入れたキャパシタ電流iの推定値は微分演算子sを用いて表すと式(3)となる。
Here, if the capacitor voltage differential value shown in Equation (2) is used for load current estimation as it is, the influence of high-frequency noise due to switching of the power conversion circuit 11 appears and the control system becomes unstable. Therefore, a first-order lag element (incomplete differentiation) for suppressing high-frequency noise is inserted. The estimated value of the capacitor current ic including the first-order lag element is expressed by Expression (3) when expressed using the differential operator s.

キャパシタ電圧VDCから電流iを推定できたため、出力電流iconvを求めることができれば負荷電流iloadを推定することができる。しかし、一般的に電流操作可能な電力変換回路10では出力電流を検出するためのセンサは備えられていないため、直接出力電流iconvを求めることができない。そこで、出力電流iconvを知るための手段として、電流指令値iconv_refを用いる。しかし、電流指令値iconv_refを出力電流iconvとしてそのまま利用することはできない。キャパシタ電圧を検出した時点での電力変換回路出力電流iconvと電流指令値iconv_refとは一致しないためである。そこで、電流指令値iconv_refに一次遅れフィルタ等の遅れ要素を追加し、所定時間過去の値を使用することで、電流指令値iconv_refからキャパシタ電圧を検出した時点での出力電流iconvを推定する。一次遅れ要素を用いて推定した電力変換回路の出力電流は式(4)で表される。
Since the current i c can be estimated from the capacitor voltage V DC, the load current i load can be estimated if the output current i conv can be obtained. However, in general, the power conversion circuit 10 capable of operating the current does not include a sensor for detecting the output current, and thus cannot directly determine the output current i conv . Therefore, the current command value i conv_ref is used as means for knowing the output current i conv . However, the current command value i conv_ref cannot be used as it is as the output current i conv . This is because the power conversion circuit output current i conv and the current command value i conv_ref at the time when the capacitor voltage is detected do not match. Therefore, by adding a delay element such as a first-order lag filter to the current command value i conv_ref and using a past value for a predetermined time, the output current i conv when the capacitor voltage is detected from the current command value i conv_ref is estimated. To do. The output current of the power conversion circuit estimated using the first-order lag element is expressed by Equation (4).

以上のことから負荷電流iloadは式(5)で表すことができる。
From the above, the load current i load can be expressed by equation (5).

一方、図1に示すように、制御補償ブロックの出力と推定した負荷電流iloadとが加算されて電流指令値iconv_refが式(6)で求められる。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the output of the control compensation block and the estimated load current i load are added to obtain the current command value i conv_ref by Expression (6).

式(5)、式(6)を整理すると、キャパシタ電圧VDCから、電流指令値iconv_refを導く電圧制御ブロック20の伝達関数を求めることができる。そして、この伝達関数に従って制御を実行することによって、電圧変動抑制を実現できる。 By arranging the equations (5) and (6), the transfer function of the voltage control block 20 for deriving the current command value i conv_ref from the capacitor voltage V DC can be obtained. And by performing control according to this transfer function, voltage fluctuation suppression can be realized.

[第1の実施の形態のバリエーション]
第1の実施の形態では、キャパシタ電流推定の時定数Tと出力電流推定の時定数Tとを用いた。第1の実施の形態のバリエーションでは、時定数T=時定数Tとして伝達関数を簡略化する。
[Variation of the first embodiment]
In the first embodiment, and using a constant T f time constant T D and the output current estimation when the capacitor current estimation. In the variation of the first embodiment, the transfer function is simplified as time constant T D = time constant T f .

ここで、時定数Tは電力変換回路11を制御する動作の一次遅れ要素であり物理的に確定した値である。これに対し時定数Tは上述のように高周波ノイズを抑制するための一次遅れ要素(不完全微分)として実用的な制御を実現するために導入した値である。そして、両値ともに同じオーダの値である。従って、時定数Tを時定数Tで置き換えることは合理的な対応である。 Here, the time constant Tf is a first-order lag element for controlling the power conversion circuit 11 and is a physically determined value. The constant T D when contrast is a value introduced in order to achieve a practical control as a primary delay element for suppressing high-frequency noise (inexact differential) as described above. Both values have the same order value. Therefore, replacing the constant T D with the time constant T f time is a reasonable response.

この簡略化により、式(5)は、式(7)で表すことができる。
By this simplification, Expression (5) can be expressed by Expression (7).

図2は、第1の実施の形態のバリエーションの電力変換装置10の制御ブロックを示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a control block of the power conversion device 10 according to the variation of the first embodiment.

式(6)、式(7)を整理すると、キャパシタ電圧VDCから、電流指令値iconv_refを導く電圧制御ブロック20の伝達関数を求めることができる。そして、この伝達関数に従って制御を実行することによって、電圧変動抑制を実現できる。このバリエーションの構成によれば、直流電圧制御回路14の回路構成を簡略化でき、処理の効率を向上させることができる。 By arranging the equations (6) and (7), the transfer function of the voltage control block 20 for deriving the current command value i conv_ref from the capacitor voltage V DC can be obtained. And by performing control according to this transfer function, voltage fluctuation suppression can be realized. According to the configuration of this variation, the circuit configuration of the DC voltage control circuit 14 can be simplified, and the processing efficiency can be improved.

[第2の実施の形態]
第2の実施の形態では、電力変換装置が直流電源からの電力を変換するように構成されている点で第1の実施の形態と異なっている。第1の実施の形態と同一または同様な機能を奏する部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment in that the power conversion device is configured to convert power from a DC power supply. Parts having the same or similar functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図3は、第2の実施の形態の電力変換装置10の制御ブロックを示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a control block of the power conversion device 10 according to the second embodiment.

入力電圧Vinの直流電源8からリアクタ9を介して供給される入力電流iinは、電力変換回路11において電力変換回路出力電流iconvに変換される。ここで、電力変換回路11は、図5の構成と異なり、2アームPWMコンバータで構成されているが、これは図5では交流電力を変換するのに対し、第2の実施の形態では直流電力を変換するためである。 Input current i in of the direct current power supply 8 of the input voltage V in is supplied via the reactor 9 is converted to the power conversion circuit output current i conv The power conversion circuit 11. Here, unlike the configuration of FIG. 5, the power conversion circuit 11 is configured by a two-arm PWM converter, which converts AC power in FIG. 5, whereas in the second embodiment, it is DC power. Is to convert.

また、電流制御ブロック21には、ゲインブロックが新たに設けられている。ゲインブロックには比例ゲインが設定され、第1の実施の形態のバリエーション(図2)で示したそれぞれのブロックによって求められる電流指令値iconv_refに対してゲイン演算が行われる。そして、ゲイン演算後の補正電流指令値iconv_ref0が電流制御回路15に指令値として出力される。 Further, the current control block 21 is newly provided with a gain block. A proportional gain is set in the gain block, and a gain calculation is performed on the current command value i conv_ref obtained by each block shown in the variation (FIG. 2) of the first embodiment. Then, the corrected current command value i conv_ref0 after the gain calculation is output to the current control circuit 15 as a command value.

ここで、図3に示すリアクタ9、電力変換回路11、キャパシタ12は、昇圧チョッパを構成する。従って、入力電圧Vin、入力電流iin、電力変換回路出力電流iconv及び出力電圧Voutの間には、式(8)の関係が成立する。
in×iin=Vout×iconv ・・・式(8)
即ち、昇圧チョッパを構成することによって入力電圧Vinは電圧Voutに昇圧されるため、入力電流iinは電圧Vin/電圧Voutの割合で低減して出力される。従って、電流制御ブロック21では、制御演算で求められた電流指令値iconv_refに対してゲインブロックにおいて逆数の係数(=Vout/Vin)を乗じる。そして得られた補正電流指令値iconv_ref0を電流制御回路15に出力する。
Here, the reactor 9, the power conversion circuit 11, and the capacitor 12 shown in FIG. 3 constitute a step-up chopper. Therefore, the relationship of Expression (8) is established among the input voltage V in , the input current i in , the power conversion circuit output current i conv, and the output voltage V out .
V in × i in = V out × i conv (8)
That is, since the input voltage V in is boosted to the voltage V out by configuring the boost chopper, the input current i in is reduced and output at a ratio of voltage V in / voltage V out . Accordingly, the current control block 21 multiplies the current command value i conv_ref obtained by the control calculation by a reciprocal coefficient (= V out / V in ) in the gain block. Then, the obtained corrected current command value i conv_ref0 is output to the current control circuit 15.

[第3の実施の形態]
第3の実施の形態では、電力変換装置が交流電源を電力変換するように構成されている点で第2の実施の形態と異なっている。第2の実施の形態と同一または同様な機能を奏する部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
[Third embodiment]
The third embodiment is different from the second embodiment in that the power conversion device is configured to convert power from an AC power supply. Parts having the same or similar functions as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図4は、第3の実施の形態の電力変換装置10の制御ブロックを示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a control block of the power conversion device 10 according to the third embodiment.

第3の実施の形態では、交流電源5を使用する。従って、電力変換回路11は、6アームPWMコンバータで構成されている。これ以外の構成は第2の実施の形態と同様であるためその詳細の説明は省略する。   In the third embodiment, an AC power supply 5 is used. Therefore, the power conversion circuit 11 is composed of a 6-arm PWM converter. Since the configuration other than this is the same as that of the second embodiment, detailed description thereof is omitted.

尚、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
例えば、上述の各実施の形態で開示した制御ブロックは、図示の制御ブロックで構成される態様に限られず、同様の機能を備えたハードウエア、ソフトウエアによって構成することができる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
For example, the control block disclosed in each of the above-described embodiments is not limited to the mode configured by the illustrated control block, and can be configured by hardware and software having similar functions.

上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

5…交流電源、6…負荷、7…電流検出器、8…直流電源、9…リアクタ、10…電力変換装置、11…電力変換回路、12…キャパシタ、13…電圧検出器、14…直流電圧制御回路、15…電流制御回路、16…電流検出器、17…ゲート信号生成回路、18…ゲート駆動回路、20…電圧制御ブロック、21…電流制御ブロック。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... AC power source, 6 ... Load, 7 ... Current detector, 8 ... DC power source, 9 ... Reactor, 10 ... Power converter, 11 ... Power converter circuit, 12 ... Capacitor, 13 ... Voltage detector, 14 ... DC voltage Control circuit, 15 ... current control circuit, 16 ... current detector, 17 ... gate signal generation circuit, 18 ... gate drive circuit, 20 ... voltage control block, 21 ... current control block.

Claims (4)

電流指令値に対応する電流を出力することで入力される直流または交流の電力を一定の直流電力に変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路の出力部に接続するキャパシタと、
前記キャパシタの電圧を設定値に制御するために前記電力変換回路に前記電流指令値を出力する電圧制御手段とを有し、
前記電圧制御手段は、前記キャパシタの電圧のプロセス値及び設定値から前記電流指令値を求める、電力変換装置。
A power conversion circuit that converts DC or AC power input by outputting a current corresponding to a current command value into a constant DC power;
A capacitor connected to the output of the power conversion circuit;
Voltage control means for outputting the current command value to the power conversion circuit to control the voltage of the capacitor to a set value;
The power control device, wherein the voltage control means obtains the current command value from a process value and a set value of the voltage of the capacitor.
前記電圧制御手段は、
前記キャパシタの電圧のプロセス値と設定値との偏差から制御信号を演算して出力する制御補償手段と、
所定時間過去の電流指令値から前記キャパシタに流れる電流値を減算して前記電力変換回路に接続する負荷に流れる負荷電流を求める減算手段と、
前記制御信号と推定した前記負荷電流とを加算して前記電流指令値を求める加算手段とを有する、請求項1に記載の電力変換装置。
The voltage control means includes
Control compensation means for calculating and outputting a control signal from a deviation between a process value and a set value of the voltage of the capacitor;
Subtracting means for subtracting a current value flowing through the capacitor from a current command value in the past for a predetermined time to obtain a load current flowing through a load connected to the power conversion circuit;
The power converter according to claim 1, further comprising an adding unit that adds the control signal and the estimated load current to obtain the current command value.
前記電力変換回路の入力部には直流電源が接続され、
前記電力変換回路は2アームのPWMコンバータである、請求項1または2に記載の電力変換装置。
A DC power source is connected to the input part of the power conversion circuit,
The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion circuit is a two-arm PWM converter.
前記電力変換回路の入力部には交流電源が接続され、
前記電力変換回路は6アームのPWMコンバータである、請求項1または2に記載の電力変換装置。
An AC power supply is connected to the input part of the power conversion circuit,
The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion circuit is a 6-arm PWM converter.
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