JP2015204637A - Power conversion apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、PWM制御されるコンバータとインバータとを備える電力変換装置に係り、特に、コンバータの損失が低減できる電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a PWM-controlled converter and an inverter, and more particularly to a power conversion device that can reduce converter loss.
従来の電力変換装置は、下記特許文献1に示すように、交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータから出力された直流電力を所定の交流電力に変換するインバータとを有する。 As shown in Patent Document 1 below, a conventional power converter includes a converter that converts AC power into DC power, and an inverter that converts DC power output from the converter into predetermined AC power.
コンバータは次のように構成される。整流素子及びスイッチング素子は並列に接続されてスイッチング回路を構成する。少なくとも2つ以上のスイッチング回路は直列に接続されてアーム回路を構成する。複数のアーム回路は並列に接続されてコンバータが構成される。 The converter is configured as follows. The rectifying element and the switching element are connected in parallel to form a switching circuit. At least two or more switching circuits are connected in series to constitute an arm circuit. A plurality of arm circuits are connected in parallel to form a converter.
インバータは次のように構成される。整流素子及びスイッチング素子は並列に接続されてスイッチング回路を構成する。少なくとも2つ以上のスイッチング回路は直列に接続されてアーム回路を構成する。複数のアーム回路は並列に接続されてインバータが構成される。 The inverter is configured as follows. The rectifying element and the switching element are connected in parallel to form a switching circuit. At least two or more switching circuits are connected in series to constitute an arm circuit. The plurality of arm circuits are connected in parallel to form an inverter.
コンバータ及びインバータは、上記のように同一の構成を有するが、コンバータの動作はコンバータドライブ回路が、インバータの動作はインバータドライブ回路が、それぞれ制御する。 The converter and the inverter have the same configuration as described above, but the operation of the converter is controlled by the converter drive circuit, and the operation of the inverter is controlled by the inverter drive circuit.
従来の電力変換装置は、上記のように、コンバータとインバータとを有し、電力変換装置の動作時は、各アーム回路を構成する全てのスイッチング回路に電流が流れる。このため、電力変換装置の動作時は、スイッチング素子の通電損失、スイッチング損失など、多くの損失が発生している。 As described above, the conventional power conversion device includes the converter and the inverter, and when the power conversion device operates, a current flows through all the switching circuits constituting each arm circuit. For this reason, many losses, such as a conduction loss of a switching element and a switching loss, have occurred at the time of operation of a power converter.
無停電電源装置が備える電力変換装置は、入力電圧と出力電圧とを同期させて運転する。したがって、インバータの入力電圧とコンバータの出力電圧が同期しているときには、インバータのアーム回路とコンバータのアーム回路とを直接接続することによって、電力変換装置の損失を低減できるはずである。 The power converter provided in the uninterruptible power supply is operated by synchronizing the input voltage and the output voltage. Therefore, when the input voltage of the inverter and the output voltage of the converter are synchronized, the loss of the power converter should be reduced by directly connecting the inverter arm circuit and the converter arm circuit.
本発明は、上記の着想に基づいてなされたものであり、特に、コンバータの損失が低減できる電力変換装置の提供を目的とする。 The present invention has been made based on the above-described idea, and in particular, an object of the present invention is to provide a power conversion device that can reduce the loss of a converter.
上記目的を達成するための本発明に係る電力変換装置は、コンバータ、インバータ、スイッチ励磁部、同期/位相一致検出部及びコンバータ制御部を有する。 In order to achieve the above object, a power conversion device according to the present invention includes a converter, an inverter, a switch excitation unit, a synchronization / phase matching detection unit, and a converter control unit.
コンバータは、交流入力端子から入力する交流電力を直流電力に変換する。インバータは、コンバータから入力する直流電力を交流電力に変換し交流出力端子から出力する。スイッチ励磁部は、交流入力端子と交流出力端子との間に設けたスイッチを開閉する。同期/位相一致検出部は、交流入力端子の交流電圧と交流出力端子の交流電圧との同期及び位相の一致を検出する。コンバータ制御部は、コンバータの動作を制御する。コンバータ及びインバータは、並列に接続された複数のアーム回路を有し、アーム回路は、少なくとも2つ以上の直列に接続されたスイッチング回路を有し、スイッチング回路は、並列に接続された整流素子及びスイッチング素子を有し、同期/位相一致検出部が交流入力端子の交流電圧と交流出力端子の交流電圧との同期及び位相の一致を検出したとき、スイッチ励磁部がスイッチを閉じ、コンバータ制御部がコンバータの1つのアーム回路に流れる電流が0になるように制御する。 The converter converts AC power input from the AC input terminal into DC power. The inverter converts DC power input from the converter into AC power and outputs the AC power from the AC output terminal. The switch excitation unit opens and closes a switch provided between the AC input terminal and the AC output terminal. The synchronization / phase matching detection unit detects synchronization and phase matching between the AC voltage at the AC input terminal and the AC voltage at the AC output terminal. The converter control unit controls the operation of the converter. The converter and the inverter have a plurality of arm circuits connected in parallel, the arm circuit has at least two or more switching circuits connected in series, and the switching circuit includes a rectifying element connected in parallel and A switching element, and when the synchronization / phase matching detection unit detects synchronization and phase matching between the AC voltage at the AC input terminal and the AC voltage at the AC output terminal, the switch excitation unit closes the switch, and the converter control unit Control is performed so that the current flowing through one arm circuit of the converter becomes zero.
以上のように構成される本発明に係る電力変換装置によれば、交流入力端子の交流電圧と交流出力端子の交流電圧との同期及び位相の一致を検出したとき、コンバータの交流入力端子とインバータの交流出力端子とを、スイッチを介して直接接続し、コンバータの1つのアーム回路に流れる電流が0になるようにしたので、コンバータの損失が低減できる。 According to the power conversion device according to the present invention configured as described above, when the synchronization and phase matching of the AC voltage of the AC input terminal and the AC voltage of the AC output terminal are detected, the AC input terminal of the converter and the inverter Since the current flowing through one arm circuit of the converter becomes zero, the converter loss can be reduced.
以下、本発明に係る電力変換装置の実施形態を、[実施形態1]から[実施形態4]に分けて説明する。 Hereinafter, embodiments of a power conversion device according to the present invention will be described by dividing them from [Embodiment 1] to [Embodiment 4].
[実施形態1]
図1は、実施形態1に係る電力変換装置の概略構成図である。電力変換装置100は、コンバータ110、インバータ130、制御部150を有する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power conversion device according to the first embodiment. The power conversion apparatus 100 includes a converter 110, an inverter 130, and a control unit 150.
[電力変換装置の構成]
<コンバータ及びインバータの構成>
コンバータ110は、アーム回路115(1)、115(2)、…、115(n)を有する。アーム回路115(1)、115(2)、…、115(n)は並列に接続される。各アーム回路115(1)、115(2)、…、115(n)は、直列に接続される2つのスイッチング回路を有する。アーム回路115(1)は、スイッチング回路117(11)及び117(12)を有し、アーム回路115(2)は、スイッチング回路117(21)及び117(22)を有し、…、アーム回路115(n)は、スイッチング回路117(n1)及び117(n2)を有する。各スイッチング回路117(11)、117(12)、117(21)、117(22)、…、117(n1)及び117(n2)は、並列に接続された整流素子及びスイッチング素子から構成される。
[Configuration of power converter]
<Configuration of converter and inverter>
Converter 110 has arm circuits 115 (1), 115 (2),..., 115 (n). Arm circuits 115 (1), 115 (2),..., 115 (n) are connected in parallel. Each arm circuit 115 (1), 115 (2),..., 115 (n) has two switching circuits connected in series. The arm circuit 115 (1) has switching circuits 117 (11) and 117 (12), the arm circuit 115 (2) has switching circuits 117 (21) and 117 (22),... 115 (n) includes switching circuits 117 (n1) and 117 (n2). Each switching circuit 117 (11), 117 (12), 117 (21), 117 (22),..., 117 (n1) and 117 (n2) is composed of a rectifying element and a switching element connected in parallel. .
コンバータ110は、アーム回路115(1)に接続されるリアクトル118(1)、アーム回路115(2)に接続されるリアクトル118(2)、…、及びアーム回路115(n)に接続されるリアクトル118(n)を有する。リアクトル118(1)、118(2)、…、118(n)はフィルタ回路を構成する。 Converter 110 includes a reactor 118 (1) connected to arm circuit 115 (1), a reactor 118 (2) connected to arm circuit 115 (2), and a reactor connected to arm circuit 115 (n). 118 (n). Reactors 118 (1), 118 (2),..., 118 (n) constitute a filter circuit.
コンバータ110は、リアクトル118(1)、118(2)、…、118(n)を介して交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)に接続される。コンバータ110は、各スイッチング素子のスイッチング動作により、入力された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を出力する。 Converter 110 is connected to AC input terminals IN (1), IN (2), ..., IN (n) via reactors 118 (1), 118 (2), ..., 118 (n). Converter 110 converts the input AC power into DC power by the switching operation of each switching element, and outputs the converted DC power.
インバータ130は、アーム回路135(1)、135(2)、…、135(n)を有する。アーム回路135(1)、135(2)、…、135(n)は並列に接続される。各アーム回路135(1)、135(2)、…、135(n)は、直列に接続される2つのスイッチング回路を有する。アーム回路135(1)は、スイッチング回路137(11)及び137(12)を有し、アーム回路135(2)は、スイッチング回路137(21)及び137(22)を有し、…、アーム回路135(n)は、スイッチング回路137(n1)及び137(n2)を有する。各スイッチング回路137(11)、137(12)、137(21)、137(22)、…、137(n1)及び137(n2)は、並列に接続された整流素子及びスイッチング素子から構成される。 The inverter 130 includes arm circuits 135 (1), 135 (2),..., 135 (n). The arm circuits 135 (1), 135 (2),..., 135 (n) are connected in parallel. Each arm circuit 135 (1), 135 (2),..., 135 (n) has two switching circuits connected in series. The arm circuit 135 (1) has switching circuits 137 (11) and 137 (12), the arm circuit 135 (2) has switching circuits 137 (21) and 137 (22),... 135 (n) includes switching circuits 137 (n1) and 137 (n2). Each of the switching circuits 137 (11), 137 (12), 137 (21), 137 (22), ..., 137 (n1) and 137 (n2) is composed of a rectifying element and a switching element connected in parallel. .
インバータ130は、アーム回路135(1)に接続されるリアクトル138(1)及びコンデンサ139(1)、アーム回路135(2)に接続されるリアクトル138(2)及びコンデンサ139(2)、…、及びアーム回路135(n)に接続されるリアクトル138(n)及びコンデンサ139(n)を有する。コンデンサ139(1)、139(2)、…、及び139(n)はスター接続される。リアクトル138(1)、138(2)、…、138(n)及びコンデンサ139(1)、139(2)、…、139(n)はフィルタ回路を構成する。 The inverter 130 includes a reactor 138 (1) and a capacitor 139 (1) connected to the arm circuit 135 (1), a reactor 138 (2) and a capacitor 139 (2) connected to the arm circuit 135 (2),. And a reactor 138 (n) and a capacitor 139 (n) connected to the arm circuit 135 (n). Capacitors 139 (1), 139 (2),..., And 139 (n) are star connected. Reactors 138 (1), 138 (2), ..., 138 (n) and capacitors 139 (1), 139 (2), ..., 139 (n) constitute a filter circuit.
インバータ130は、リアクトル138(1)、138(2)、…、138(n)を介して交流出力端子OUT(1)、OUT(2)、…、OUT(n)に接続される。インバータ130は、各スイッチング素子のスイッチング動作により、入力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を交流出力端子OUT(1)、OUT(2)、…、OUT(n)に出力する。 Inverter 130 is connected to AC output terminals OUT (1), OUT (2),..., OUT (n) via reactors 138 (1), 138 (2),. The inverter 130 converts the input DC power into AC power by the switching operation of each switching element, and outputs the converted AC power to the AC output terminals OUT (1), OUT (2),..., OUT (n). To do.
コンバータ110とインバータ130との間には、平滑コンデンサ140が接続される。コンバータ110の交流入力端子IN(1)とインバータ130の交流出力端子OUT(1)との間にはスイッチ145が接続される。スイッチ145が閉じると、コンバータ110の交流入力端子IN(1)とインバータ130の交流出力端子OUT(1)とが直に接続される。したがって、スイッチ145は同一相のアーム回路115(1)及び135(1)を接続する。 A smoothing capacitor 140 is connected between the converter 110 and the inverter 130. A switch 145 is connected between the AC input terminal IN (1) of the converter 110 and the AC output terminal OUT (1) of the inverter 130. When switch 145 is closed, AC input terminal IN (1) of converter 110 and AC output terminal OUT (1) of inverter 130 are directly connected. Therefore, the switch 145 connects the arm circuits 115 (1) and 135 (1) of the same phase.
コンバータ110とインバータ130との動作及びスイッチ145の開閉は制御部150が制御する。コンバータ110及びインバータ130は制御部150によってPWM制御される。スイッチ145は交流入力端子IN(1)と交流出力端子OUT(1)との両交流電圧が同期しかつ位相が一致しているときに制御部150によって閉じられる。スイッチ145は、両交流電圧が同期していない、または、その位相が一致していないときには、制御部150によって開かれる。制御部150は、スイッチ145を閉じると同時に、アーム回路115(1)に流れる電流が0になるように、スイッチング回路117(11)及び117(12)のスイッチング動作を制御する。このため、交流入力端子IN(1)からアーム回路115(1)に流れ込む電流は0になる。交流入力端子IN(1)からの電流は、スイッチ145を介して交流出力端子OUT(1)に流れる。 The control unit 150 controls the operation of the converter 110 and the inverter 130 and the opening / closing of the switch 145. Converter 110 and inverter 130 are PWM-controlled by control unit 150. The switch 145 is closed by the control unit 150 when both AC voltages of the AC input terminal IN (1) and the AC output terminal OUT (1) are synchronized and in phase. The switch 145 is opened by the control unit 150 when both AC voltages are not synchronized or their phases do not match. The controller 150 controls the switching operation of the switching circuits 117 (11) and 117 (12) so that the current flowing through the arm circuit 115 (1) becomes 0 simultaneously with closing the switch 145. For this reason, the current flowing from the AC input terminal IN (1) into the arm circuit 115 (1) becomes zero. The current from the AC input terminal IN (1) flows to the AC output terminal OUT (1) via the switch 145.
<制御部の構成>
図2は、実施形態1に係る電力変換装置100の制御部150のブロック図である。制御部150は、コンバータ制御部160、インバータ制御部170、同期/位相一致検出回路180及びSW励磁回路190を有する。
<Configuration of control unit>
FIG. 2 is a block diagram of the control unit 150 of the power conversion apparatus 100 according to the first embodiment. The control unit 150 includes a converter control unit 160, an inverter control unit 170, a synchronization / phase matching detection circuit 180, and a SW excitation circuit 190.
コンバータ制御部160は、入力電流振幅指令生成回路161、入力電流基準正弦波生成回路162、切換器163、コンバータ相電圧変調指令生成回路164、PWM信号生成回路165及びコンバータ駆動回路166を有する。 Converter control unit 160 includes an input current amplitude command generation circuit 161, an input current reference sine wave generation circuit 162, a switch 163, a converter phase voltage modulation command generation circuit 164, a PWM signal generation circuit 165, and a converter drive circuit 166.
入力電流振幅指令生成回路161は、コンバータ110が実際に出力している直流電圧VDCとコンバータ110から出力されるべき基準電圧としての直流基準電圧VDCrefとを入力する。入力電流振幅指令生成回路161は、コンバータ110が出力している直流電圧VDCを直流基準電圧VDCrefに一致させるための、入力電流振幅指令を出力する。 Input current amplitude command generation circuit 161 inputs DC voltage VDC that converter 110 actually outputs and DC reference voltage VDCref as a reference voltage to be output from converter 110. Input current amplitude command generation circuit 161 outputs an input current amplitude command for making DC voltage VDC output from converter 110 coincide with DC reference voltage VDCref.
入力電流基準正弦波生成回路162は、コンバータ110の交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)に入力される入力相電圧VIN(1)、VIN(2)、…VIN(N)と、入力電流振幅指令生成回路161から出力される入力電流振幅指令を入力する。入力電流基準正弦波生成回路162は、入力相電圧VIN(1)、VIN(2)、…VIN(N)と入力電流振幅指令を用いて、入力相電圧VIN(1)、VIN(2)、…VIN(N)と同位相の入力電流基準正弦波を生成する。アーム回路115(1)に対する入力電流基準正弦波は切換器163に出力する。アーム回路115(2)、…、115(n)に対する入力電流基準正弦波はコンバータ相電圧変調指令生成回路164に出力する。各アーム回路115(1)、115(2)、…、115(n)に対する入力電流基準正弦波は、個々に独立して生成される。 The input current reference sine wave generation circuit 162 has input phase voltages VIN (1), VIN (2),... Input to AC input terminals IN (1), IN (2),. VIN (N) and the input current amplitude command output from the input current amplitude command generation circuit 161 are input. The input current reference sine wave generation circuit 162 uses the input phase voltages VIN (1), VIN (2),... VIN (N) and the input current amplitude command to input the input phase voltages VIN (1), VIN (2), ... generates an input current reference sine wave in phase with VIN (N). The input current reference sine wave for the arm circuit 115 (1) is output to the switch 163. The input current reference sine wave for arm circuits 115 (2),..., 115 (n) is output to converter phase voltage modulation command generation circuit 164. The input current reference sine wave for each arm circuit 115 (1), 115 (2),..., 115 (n) is independently generated.
切換器163は、後述する同期/位相一致検出回路180が出力するSW励磁信号を受けて、入力電流基準正弦波と0V入力電流基準正弦波とを切換える。切換器163は、SW励磁信号が出力されているときには0V入力電流基準正弦波を出力し、SW励磁信号が出力されていないときには入力電流基準正弦波を出力する。 The switch 163 switches between an input current reference sine wave and a 0 V input current reference sine wave in response to a SW excitation signal output from a synchronization / phase matching detection circuit 180 described later. The switch 163 outputs a 0V input current reference sine wave when the SW excitation signal is output, and outputs an input current reference sine wave when the SW excitation signal is not output.
コンバータ相電圧変調指令生成回路164は、コンバータ110の交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)に入力される入力電流Iconv(1)、IIN(2)、…、IIN(n)を入力する。また、コンバータ相電圧変調指令生成回路164は、切換器163を介して、アーム回路115(1)に対する0V入力電流基準正弦波または入力電流基準正弦波を入力する。さらに、コンバータ相電圧変調指令生成回路164は、アーム回路115(2)、…、115(n)にそれぞれ対応する入力電流基準正弦波を入力する。コンバータ相電圧変調指令生成回路164は、入力した電流Iconv(1)、IIN(2)、…、IIN(n)、入力電流基準正弦波及び0V入力電流基準正弦波を用いて、それぞれの入力電圧Iconv(1)、IIN(2)、…、IIN(n)をそれぞれの入力電圧Iconv(1)、IIN(2)、…、IIN(n)に対応する相の入力電流基準正弦波に一致させるためのコンバータ相電圧変調指令を生成し、PWM信号生成回路165に出力する。 Converter phase voltage modulation command generation circuit 164 includes input currents Iconv (1), IIN (2),..., Input to AC input terminals IN (1), IN (2),. Enter IIN (n). Further, converter phase voltage modulation command generation circuit 164 inputs 0 V input current reference sine wave or input current reference sine wave to arm circuit 115 (1) via switch 163. Further, converter phase voltage modulation command generation circuit 164 receives input current reference sine waves corresponding to arm circuits 115 (2),..., 115 (n), respectively. The converter phase voltage modulation command generation circuit 164 uses the input currents Iconv (1), IIN (2),..., IIN (n), the input current reference sine wave, and the 0V input current reference sine wave to input each input voltage. Let Iconv (1), IIN (2),..., IIN (n) match the input current reference sine wave of the phase corresponding to the respective input voltages Iconv (1), IIN (2),. Converter phase voltage modulation command is generated and output to the PWM signal generation circuit 165.
PWM信号生成回路165は、コンバータ相電圧変調指令生成回路164から出力されるコンバータ相電圧変調指令を用いて、アーム回路115(1)、115(2)、…、115(n)に対するPWM信号を出力する。 The PWM signal generation circuit 165 uses the converter phase voltage modulation command output from the converter phase voltage modulation command generation circuit 164 to generate PWM signals for the arm circuits 115 (1), 115 (2),..., 115 (n). Output.
コンバータ駆動回路166は、PWM信号生成回路165から出力されるPWM信号を用いて、各アーム回路115(1)、115(2)、…、115(n)のスイッチング素子をスイッチングさせる。 The converter drive circuit 166 switches the switching elements of the arm circuits 115 (1), 115 (2),..., 115 (n) using the PWM signal output from the PWM signal generation circuit 165.
インバータ制御部170は、PLL回路171、発振器172、切換回路173、インバータ電圧基準正弦波生成回路174、インバータ相電圧変調指令生成回路175、PWM信号生成回路176及びインバータ駆動回路177を有する。 The inverter control unit 170 includes a PLL circuit 171, an oscillator 172, a switching circuit 173, an inverter voltage reference sine wave generation circuit 174, an inverter phase voltage modulation command generation circuit 175, a PWM signal generation circuit 176, and an inverter drive circuit 177.
PLL回路171は、コンバータ110に入力される入力相電圧VIN(1)を入力し、入力した相電圧VIN(1)の位相に同期した新たな信号を出力する。 The PLL circuit 171 receives the input phase voltage VIN (1) input to the converter 110, and outputs a new signal synchronized with the phase of the input phase voltage VIN (1).
発振器172は、所定の周波数の信号を出力する。 The oscillator 172 outputs a signal having a predetermined frequency.
切換回路173は、後述する同期/位相一致検出回路180が出力するSW励磁信号を受けて、PLL回路171から出力される信号と発振器172から出力される信号とを切換える。切換回路173は、SW励磁信号が出力されているときには、PLL回路171から出力される信号を出力し、励磁信号が出力されていないときには、発振器172から出力される信号を出力する。 The switching circuit 173 switches between a signal output from the PLL circuit 171 and a signal output from the oscillator 172 in response to a SW excitation signal output from a synchronization / phase matching detection circuit 180 described later. The switching circuit 173 outputs a signal output from the PLL circuit 171 when the SW excitation signal is output, and outputs a signal output from the oscillator 172 when the excitation signal is not output.
インバータ電圧基準正弦波生成回路174は、切換回路173から出力される信号を入力し、インバータ電圧基準正弦波を出力する。 The inverter voltage reference sine wave generation circuit 174 receives the signal output from the switching circuit 173 and outputs an inverter voltage reference sine wave.
インバータ相電圧変調指令生成回路175は、インバータ130の交流出力端子OUT(1)、OUT(2)、…、OUT(n)から出力される出力電圧VOUT(1)、VOUT(2)、…、VOUT(n)を入力する。また、インバータ相電圧変調指令生成回路175は、インバータ電圧基準正弦波生成回路174から出力されるインバータ電圧基準正弦波を入力する。インバータ相電圧変調指令生成回路175は、出力電圧VOUT(1)、VOUT(2)、…、VOUT(n)とインバータ電圧基準正弦波とが一致するようにインバータ相電圧変調指令を生成し、PWM信号生成回路176に出力する。 The inverter phase voltage modulation command generation circuit 175 includes output voltages VOUT (1), VOUT (2),... Output from the AC output terminals OUT (1), OUT (2),. Input VOUT (n). Further, the inverter phase voltage modulation command generation circuit 175 receives the inverter voltage reference sine wave output from the inverter voltage reference sine wave generation circuit 174. The inverter phase voltage modulation command generation circuit 175 generates an inverter phase voltage modulation command so that the output voltages VOUT (1), VOUT (2),..., VOUT (n) and the inverter voltage reference sine wave coincide with each other. The signal is output to the signal generation circuit 176.
PWM信号生成回路176は、インバータ相電圧変調指令生成回路175から出力されるインバータ相電圧変調指令を用いて、アーム回路135(1)、135(2)、…、135(n)に対するPWM信号を出力する。 The PWM signal generation circuit 176 uses the inverter phase voltage modulation command output from the inverter phase voltage modulation command generation circuit 175 to generate a PWM signal for the arm circuits 135 (1), 135 (2),..., 135 (n). Output.
インバータ駆動回路177は、PWM信号生成回路176から出力されるPWM信号を用いて、各アーム回路135(1)、135(2)、…、135(n)のスイッチング素子をスイッチングさせる。 The inverter drive circuit 177 uses the PWM signal output from the PWM signal generation circuit 176 to switch the switching elements of the arm circuits 135 (1), 135 (2),..., 135 (n).
同期/位相一致検出回路180は、コンバータ110の交流入力端子IN(1)に入力される入力相電圧VIN(1)とインバータ130の交流出力端子OUT(1)から出力される出力電圧VOUT(1)とを入力する。同期/位相一致検出回路180は、両方の電圧の同期の状態と位相の状態とを比較する。同期/位相一致検出回路180は、両方の電圧が同期ししかも位相が一致していれば、SW励磁信号を出力する。両方の電圧が同期せず、または位相が一致していなければ、SW励磁信号は出力しない。 The synchronization / phase matching detection circuit 180 has an input phase voltage VIN (1) input to the AC input terminal IN (1) of the converter 110 and an output voltage VOUT (1) output from the AC output terminal OUT (1) of the inverter 130. ). The synchronization / phase coincidence detection circuit 180 compares the synchronization state and the phase state of both voltages. The synchronization / phase coincidence detection circuit 180 outputs an SW excitation signal when both voltages are synchronized and the phases coincide. If both voltages are not synchronized or in phase, the SW excitation signal is not output.
SW励磁回路190は、同期/位相一致検出回路180から出力されるSW励磁信号を用いてスイッチ145(図1参照)を開閉する。SW励磁回路190は、SW励磁信号が出力されているときには、スイッチ145を閉じる。スイッチ145が閉じられると、コンバータ110の交流入力端子IN(1)とインバータ130の交流出力端子OUT(1)とが直に接続され、同一相のアーム回路115(1)及び135(1)が接続される。一方、SW励磁信号が出力されていないときには、スイッチ145は開かれる。 The SW excitation circuit 190 opens and closes the switch 145 (see FIG. 1) using the SW excitation signal output from the synchronization / phase matching detection circuit 180. The SW excitation circuit 190 closes the switch 145 when the SW excitation signal is output. When switch 145 is closed, AC input terminal IN (1) of converter 110 and AC output terminal OUT (1) of inverter 130 are directly connected, and arm circuits 115 (1) and 135 (1) having the same phase are connected. Connected. On the other hand, when the SW excitation signal is not output, the switch 145 is opened.
[電力変換装置の動作]
<入力相電圧と出力電圧が同期していないか位相が一致していない場合>
入力相電圧VIN(1)と出力電圧VOUT(1)とが同期していないか位相が一致していない場合、同期/位相一致検出回路180はSW励磁信号を出力しない。したがって、切換器163は0V入力電流基準正弦波ではなく入力電流基準正弦波を出力し、切換回路173は発振器172から出力される信号を出力し、スイッチ145(図1参照)はSW励磁回路190によって開かれる。
[Operation of power converter]
<When input phase voltage and output voltage are not synchronized or in phase>
When the input phase voltage VIN (1) and the output voltage VOUT (1) are not synchronized or in phase, the synchronization / phase matching detection circuit 180 does not output the SW excitation signal. Therefore, the switch 163 outputs the input current reference sine wave instead of the 0 V input current reference sine wave, the switch circuit 173 outputs the signal output from the oscillator 172, and the switch 145 (see FIG. 1) is the SW excitation circuit 190. Opened by.
コンバータ110の交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)に交流電力が供給される。入力電流振幅指令生成回路161は、コンバータ110が出力する直流電圧VDCとコンバータ110から出力されるべき基準電圧としての直流基準電圧VDCrefとを比較し、直流電圧VDCが直流基準電圧VDCrefと一致するような入力電流振幅指令を生成する。入力電流振幅指令生成回路161は、生成した入力電流振幅指令を入力電流基準正弦波生成回路162に出力する。 AC power is supplied to AC input terminals IN (1), IN (2),..., IN (n) of converter 110. Input current amplitude command generation circuit 161 compares DC voltage VDC output from converter 110 with DC reference voltage VDCref as a reference voltage to be output from converter 110 so that DC voltage VDC matches DC reference voltage VDCref. A simple input current amplitude command is generated. The input current amplitude command generation circuit 161 outputs the generated input current amplitude command to the input current reference sine wave generation circuit 162.
入力電流基準正弦波生成回路162は、入力電流振幅指令生成回路161から出力された入力電流振幅指令、及びコンバータ110の交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)に入力される入力相電圧VIN(1)、VIN(2)、…VIN(N)を用いて、入力電流基準正弦波を生成する。アーム回路115(1)に対する入力電流基準正弦波は切換器163に出力され、アーム回路115(2)、…、115(n)に対する入力電流基準正弦波はコンバータ相電圧変調指令生成回路164に出力される。 The input current reference sine wave generation circuit 162 applies the input current amplitude command output from the input current amplitude command generation circuit 161 and the AC input terminals IN (1), IN (2),. An input current reference sine wave is generated using input phase voltages VIN (1), VIN (2),... VIN (N). The input current reference sine wave for arm circuit 115 (1) is output to switch 163, and the input current reference sine wave for arm circuits 115 (2),..., 115 (n) is output to converter phase voltage modulation command generation circuit 164. Is done.
入力相電圧と出力電圧が同期していないか位相が一致していない場合、同期/位相一致検出回路180はSW励磁信号を出力していない。したがって、切換器163は、入力電流基準正弦波生成回路162によって生成された、アーム回路115(1)に対する入力電流基準正弦波をコンバータ相電圧変調指令生成回路164に出力する。このため、コンバータ相電圧変調指令生成回路164は、入力電流基準正弦波生成回路162が生成した、入力電流Iconv(1)、IIN(2)、…IIN(n)に対する入力電流基準正弦波を入力することになる。 When the input phase voltage and the output voltage are not synchronized or the phases are not matched, the synchronization / phase match detection circuit 180 does not output the SW excitation signal. Therefore, switch 163 outputs the input current reference sine wave for arm circuit 115 (1) generated by input current reference sine wave generation circuit 162 to converter phase voltage modulation command generation circuit 164. Therefore, the converter phase voltage modulation command generation circuit 164 inputs the input current reference sine wave for the input currents Iconv (1), IIN (2),... IIN (n) generated by the input current reference sine wave generation circuit 162. Will do.
コンバータ相電圧変調指令生成回路164は、コンバータ110の交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)から入力電流Iconv(1)、IIN(2)、…、IIN(n)を入力し、入力電流基準正弦波生成回路162が生成した、アーム回路115(1)、115(2)、…、115(n)に対する入力電流基準正弦波を入力する。コンバータ相電圧変調指令生成回路164は、入力した電流Iconv(1)、IIN(2)、…、IIN(n)、及び、アーム回路115(1)、115(2)、…、115(n)に対する入力電流基準正弦波を用いてコンバータ相電圧変調指令を生成する。生成したコンバータ相電圧変調指令はPWM信号生成回路165に出力する。 Converter phase voltage modulation command generation circuit 164 receives input currents Iconv (1), IIN (2),..., IIN (n) from AC input terminals IN (1), IN (2),. ) And the input current reference sine wave generated by the input current reference sine wave generation circuit 162 is input to the arm circuits 115 (1), 115 (2),..., 115 (n). The converter phase voltage modulation command generation circuit 164 includes input currents Iconv (1), IIN (2),..., IIN (n) and arm circuits 115 (1), 115 (2),. Is used to generate a converter phase voltage modulation command. The generated converter phase voltage modulation command is output to PWM signal generation circuit 165.
PWM信号生成回路165は、コンバータ相電圧変調指令生成回路164が生成するコンバータ相電圧変調指令を用いて、アーム回路115(1)、115(2)、…、115(n)に対するPWM信号を出力する。コンバータ駆動回路166は、PWMパルスを用いてコンバータ110のアーム回路115(1)、115(2)、…、115(n)のスイッチング素子をON、OFF制御する。 The PWM signal generation circuit 165 outputs a PWM signal for the arm circuits 115 (1), 115 (2),..., 115 (n) using the converter phase voltage modulation command generated by the converter phase voltage modulation command generation circuit 164. To do. Converter drive circuit 166 controls the switching elements of arm circuits 115 (1), 115 (2),..., 115 (n) of converter 110 to ON / OFF using PWM pulses.
したがって、コンバータ110は、交流電力を一定電圧の直流電力に変換して出力するように制御される。 Therefore, converter 110 is controlled to convert AC power into DC power having a constant voltage and output the same.
インバータ130にコンバータ110が出力する直流電力が供給される。PLL回路171は、コンバータ110の交流入力端子IN(1)に入力される入力相電圧VIN(1)を用いて、入力相電圧VIN(1)の位相に同期した新たな信号を出力する。発振器172は、所定の周波数の信号を切換回路173に出力する。 DC power output from the converter 110 is supplied to the inverter 130. The PLL circuit 171 uses the input phase voltage VIN (1) input to the AC input terminal IN (1) of the converter 110 to output a new signal synchronized with the phase of the input phase voltage VIN (1). The oscillator 172 outputs a signal having a predetermined frequency to the switching circuit 173.
入力相電圧と出力電圧が同期していないか位相が一致していない場合、同期/位相一致検出回路180はSW励磁信号を出力していない。したがって、切換回路173は、発振器172から出力される信号を出力する。 When the input phase voltage and the output voltage are not synchronized or the phases are not matched, the synchronization / phase match detection circuit 180 does not output the SW excitation signal. Therefore, switching circuit 173 outputs a signal output from oscillator 172.
インバータ電圧基準正弦波生成回路174は、切換回路173を介して発振器172から出力される信号を入力し、インバータ130から所定の交流電圧が出力されるように、インバータ電圧基準正弦波を出力する。 The inverter voltage reference sine wave generation circuit 174 receives a signal output from the oscillator 172 via the switching circuit 173 and outputs an inverter voltage reference sine wave so that a predetermined AC voltage is output from the inverter 130.
インバータ相電圧変調指令生成回路175は、インバータ130の交流出力端子OUT(1)、OUT(2)、…、OUT(n)から出力電圧VOUT(1)、VOUT(2)、…、VOUT(n)を入力し、インバータ電圧基準正弦波生成回路174からインバータ電圧基準正弦波を入力する。インバータ相電圧変調指令生成回路175は、出力電圧VOUT(1)、VOUT(2)、…、VOUT(n)、及び、インバータ電圧基準正弦波を用いてインバータ相電圧変調指令を生成する。生成したインバータ相電圧変調指令はPWM信号生成回路176に出力する。 The inverter phase voltage modulation command generation circuit 175 outputs the output voltages VOUT (1), VOUT (2),..., VOUT (n) from the AC output terminals OUT (1), OUT (2),. ) And the inverter voltage reference sine wave generation circuit 174 inputs the inverter voltage reference sine wave. The inverter phase voltage modulation command generation circuit 175 generates an inverter phase voltage modulation command using the output voltages VOUT (1), VOUT (2),..., VOUT (n) and the inverter voltage reference sine wave. The generated inverter phase voltage modulation command is output to PWM signal generation circuit 176.
PWM信号生成回路176は、インバータ相電圧変調指令生成回路175が生成するインバータ相電圧変調指令を用いて、アーム回路135(1)、135(2)、…、135(n)に対するPWM信号を出力する。インバータ駆動回路177は、PWMパルスを用いてインバータ130のアーム回路135(1)、135(2)、…、135(n)のスイッチング素子をON、OFF制御する。 The PWM signal generation circuit 176 outputs a PWM signal for the arm circuits 135 (1), 135 (2),..., 135 (n) using the inverter phase voltage modulation command generated by the inverter phase voltage modulation command generation circuit 175. To do. The inverter drive circuit 177 performs ON / OFF control of the switching elements of the arm circuits 135 (1), 135 (2),..., 135 (n) of the inverter 130 using the PWM pulse.
したがって、インバータ130は、入力した直流電力を一定電圧の交流電力に変換して出力するように制御される。 Therefore, the inverter 130 is controlled so as to convert the input DC power into a constant voltage AC power and output it.
このように、入力相電圧と出力電圧が同期していないか位相が一致していない場合には、コンバータ110に入力された交流電力がコンバータ110のすべての回路を通って所定の電圧の直流電力に変換され、インバータ130に入力された直流電力がインバータ130のすべての回路を通って所定の電圧の交流電力に変換される。つまり、コンバータ110とインバータ130とが通常の動作をする。 Thus, when the input phase voltage and the output voltage are not synchronized or in phase, the AC power input to the converter 110 passes through all the circuits of the converter 110 and has a predetermined voltage. The DC power input to the inverter 130 is converted into AC power having a predetermined voltage through all the circuits of the inverter 130. That is, converter 110 and inverter 130 operate normally.
<入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合>
入力相電圧VIN(1)と出力電圧VOUT(1)とが同期し位相が一致している場合、同期/位相一致検出回路180はSW励磁信号を出力する。したがって、切換器163は0V入力電流基準正弦波を出力し、切換回路173はPLL回路171から出力される信号を出力し、スイッチ145(図1参照)はSW励磁回路190によって閉じられる。
<When input phase voltage and output voltage are synchronized and in phase>
When the input phase voltage VIN (1) and the output voltage VOUT (1) are synchronized and in phase, the synchronization / phase matching detection circuit 180 outputs a SW excitation signal. Therefore, the switch 163 outputs a 0V input current reference sine wave, the switch circuit 173 outputs a signal output from the PLL circuit 171, and the switch 145 (see FIG. 1) is closed by the SW excitation circuit 190.
入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合も、入力電流振幅指令生成回路161、入力電流基準正弦波生成回路162、PWM信号生成回路165、コンバータ駆動回路166、PLL回路171、発振器172、インバータ相電圧変調指令生成回路175、PWM信号生成回路176、インバータ駆動回路177の動作は、入力相電圧と出力電圧が同期していないか位相が一致していない場合の、これらの動作と同一である。 Even when the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase, the input current amplitude command generation circuit 161, the input current reference sine wave generation circuit 162, the PWM signal generation circuit 165, the converter drive circuit 166, the PLL circuit 171, The operations of the oscillator 172, the inverter phase voltage modulation command generation circuit 175, the PWM signal generation circuit 176, and the inverter drive circuit 177 are performed when the input phase voltage and the output voltage are not synchronized or in phase. Is the same.
入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合、切換器163は入力電流基準正弦波ではなく0V入力電流基準正弦波を出力する。 When the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase, the switch 163 outputs a 0 V input current reference sine wave instead of the input current reference sine wave.
コンバータ相電圧変調指令生成回路164は、コンバータ110の交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)から入力電流Iconv(1)、IIN(2)、…、IIN(n)を入力し、切換器163が出力するアーム回路115(1)に対する0V入力電流基準正弦波及び入力電流基準正弦波生成回路162が生成したアーム回路115(2)、…、115(n)に対する入力電流基準正弦波を入力する。コンバータ相電圧変調指令生成回路164は、入力した電流Iconv(1)、IIN(2)、…、IIN(n)、及び、アーム回路115(1)に対する0V入力電流基準正弦波、115(2)、…、115(n)に対する入力電流基準正弦波を用いてコンバータ相電圧変調指令を生成する。生成したコンバータ相電圧変調指令はPWM信号生成回路165に出力する。 Converter phase voltage modulation command generation circuit 164 receives input currents Iconv (1), IIN (2),..., IIN (n) from AC input terminals IN (1), IN (2),. ) For the arm circuit 115 (1) generated by the input current reference sine wave generation circuit 162 and the 0 V input current reference sine wave for the arm circuit 115 (1) output by the switch 163 Input the input current reference sine wave. The converter phase voltage modulation command generation circuit 164 includes input currents Iconv (1), IIN (2),..., IIN (n), and a 0V input current reference sine wave for the arm circuit 115 (1), 115 (2). ,..., 115 (n) is used to generate a converter phase voltage modulation command using an input current reference sine wave. The generated converter phase voltage modulation command is output to PWM signal generation circuit 165.
アーム回路115(1)のスイッチング回路117(11)及び117(12)は、コンバータ駆動回路166によってスイッチング動作されている。しかし、スイッチング回路117(11)及び117(12)は、0V入力電流基準正弦波を用いて、入力電流Iconv(1)が0Vの入力電流基準正弦波となるようにスイッチング動作されているので、アーム回路115(1)から出力される電流は0になる。したがって、図1に示す、アーム回路115(1)に流入する電流Iconv(1)は常に0Aとなる。 The switching circuits 117 (11) and 117 (12) of the arm circuit 115 (1) are switched by the converter driving circuit 166. However, the switching circuits 117 (11) and 117 (12) are switched using the 0V input current reference sine wave so that the input current Iconv (1) becomes the 0V input current reference sine wave. The current output from the arm circuit 115 (1) becomes zero. Therefore, the current Iconv (1) flowing into the arm circuit 115 (1) shown in FIG. 1 is always 0A.
入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合、スイッチ145は閉じている。電流Iconv(1)は0Aになるように制御されているので、図1に示す、スイッチ145を介して流れる電流Iswは、交流入力端子IN(1)から流入する電流Iconv(1)と同一となる。 When the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase, the switch 145 is closed. Since the current Iconv (1) is controlled to be 0 A, the current Isw flowing through the switch 145 shown in FIG. 1 is the same as the current Iconv (1) flowing from the AC input terminal IN (1). Become.
入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合、切換回路173はPLL回路171から出力される信号を出力する。インバータ電圧基準正弦波生成回路174は、切換回路173を介してPLL回路171から出力される信号を入力し、インバータ130から所定の交流電圧が出力されるように、インバータ電圧基準正弦波を出力する。 When the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase, the switching circuit 173 outputs a signal output from the PLL circuit 171. The inverter voltage reference sine wave generation circuit 174 receives a signal output from the PLL circuit 171 via the switching circuit 173, and outputs an inverter voltage reference sine wave so that a predetermined AC voltage is output from the inverter 130. .
入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合、アーム回路115(1)には商用周波数の基本波の電流は流れない。このため、スイッチング回路117(11)及び117(12)、リアクトル118(1)には少量のスイッチング電流が流れるだけとなり、通電損失はほぼ0になる。 When the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase, the fundamental frequency current of the commercial frequency does not flow through the arm circuit 115 (1). For this reason, only a small amount of switching current flows through the switching circuits 117 (11) and 117 (12) and the reactor 118 (1), and the conduction loss becomes almost zero.
なお、この場合、インバータ130のアーム回路135(1)がコンバータ110のアーム回路115(1)の役割を担う。つまり、インバータ130のアーム回路135(1)がコンバータ110のアーム回路115(1)とインバータ130のアーム回路135(1)の共有アームとなる。 In this case, the arm circuit 135 (1) of the inverter 130 plays the role of the arm circuit 115 (1) of the converter 110. That is, the arm circuit 135 (1) of the inverter 130 becomes a shared arm of the arm circuit 115 (1) of the converter 110 and the arm circuit 135 (1) of the inverter 130.
入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合の、コンバータ110とインバータ130の動作を、図3から図5を参照しながらさらに詳しく説明する。 The operation of the converter 110 and the inverter 130 when the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase with each other will be described in more detail with reference to FIGS.
図3は従来の電力変換装置の動作説明図であり、図4及び図5は、実施形態1に係る電力変換装置の動作説明図である。 FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the conventional power conversion device, and FIGS. 4 and 5 are operation explanatory diagrams of the power conversion device according to the first embodiment.
従来の電力変換装置は、図3に示すように、入力相電圧と出力電圧の同期非同期、及び、位相の一致不一致にかかわらず、コンバータ110のアーム回路115(1)には、点線のような電流が流れる。したがって、アーム回路115(1)のスイッチング素子及びリアクトル118(1)の通電損失が生じる。また、アーム回路115(1)のスイッチング素子によるスイッチング損失が生じる。 As shown in FIG. 3, the conventional power conversion device has an arm circuit 115 (1) of the converter 110 with a dotted line as shown in FIG. Current flows. Therefore, current loss occurs in the switching elements of the arm circuit 115 (1) and the reactor 118 (1). In addition, switching loss due to the switching element of the arm circuit 115 (1) occurs.
一方、実施形態1に係る電力変換装置は、入力相電圧と出力電圧が同期しかつ位相が一致したときには、図4に示すように、スイッチ145が閉じられる。スイッチ145が閉じられると、コンバータ110の交流入力端子IN(1)とコンバータ130の交流出力端子OUT(1)とが直に接続される。 On the other hand, in the power conversion device according to the first embodiment, when the input phase voltage and the output voltage are synchronized and the phases coincide with each other, the switch 145 is closed as shown in FIG. When switch 145 is closed, AC input terminal IN (1) of converter 110 and AC output terminal OUT (1) of converter 130 are directly connected.
ここで入力電流Iconv(1)が0Aとなるように制御するため、交流入力端子IN(1)から入力された電流は、図4の実線で示すように、スイッチ145を通って、交流出力端子OUT(1)に流れ、リアクトル138(1)を通って、アーム回路135(1)と平滑コンデンサ140とに流れ込む。 Here, in order to control the input current Iconv (1) to be 0 A, the current input from the AC input terminal IN (1) passes through the switch 145 as shown by the solid line in FIG. The current flows to OUT (1), passes through the reactor 138 (1), and flows into the arm circuit 135 (1) and the smoothing capacitor 140.
このように、入力相電圧と出力電圧が同期しかつ位相が一致したときには、コンバータ110のアーム回路115(1)には電流が流れ込まないので、アーム回路115(1)のスイッチング素子及びリアクトル118(1)の通電損失はほぼなくなる。 Thus, when the input phase voltage and the output voltage are synchronized and the phases match, no current flows into the arm circuit 115 (1) of the converter 110. Therefore, the switching element and the reactor 118 ( The energization loss of 1) is almost eliminated.
図3に示す従来の電力変換装置であれば、インバータ130のアーム回路135(1)から交流出力端子OUT(1)に向けて、図5の点線で示すような電流が流れる。しかし、実施形態1に係る電力変換装置100は、インバータ130のアーム回路135(1)に向けて、図4に示すような方向の電流が流れる。したがって、負荷の力率が1であれば、図4の電流が図5の電流を相殺することになり、インバータ130のアーム回路135(1)及びリアクタンス138(1)に流れる商用周波数の基本波の実効値は0になる。 In the case of the conventional power conversion device shown in FIG. 3, a current as shown by a dotted line in FIG. 5 flows from the arm circuit 135 (1) of the inverter 130 toward the AC output terminal OUT (1). However, in the power conversion device 100 according to the first embodiment, a current in a direction as illustrated in FIG. 4 flows toward the arm circuit 135 (1) of the inverter 130. Therefore, if the power factor of the load is 1, the current of FIG. 4 cancels the current of FIG. 5, and the fundamental wave of the commercial frequency flowing through the arm circuit 135 (1) and the reactance 138 (1) of the inverter 130. The effective value of becomes zero.
負荷の力率が1のときには、インバータ130のアーム回路135(1)のスイッチング素子及びリアクトル138(1)の通電損失もほぼなくなる。なお、力率が1でなくとも、アーム回路135(1)のスイッチング素子及びリアクトル138(1)の通電損失は力率の大きさに応じてある程度は低減される。 When the power factor of the load is 1, the conduction loss of the switching element of the arm circuit 135 (1) of the inverter 130 and the reactor 138 (1) is almost eliminated. Even if the power factor is not 1, the conduction loss of the switching element of the arm circuit 135 (1) and the reactor 138 (1) is reduced to some extent depending on the magnitude of the power factor.
ここで、電流IIN(1)、電流Iconv(1)、電流Iswについて、図1から図5を参照しながら、さらに詳しく説明する。 Here, the current IIN (1), the current Iconv (1), and the current Isw will be described in more detail with reference to FIGS.
スイッチ145が閉じられると、交流入力端子IN(1)から入力される電流IIN(1)は、図3の点線で示す経路に流れる電流Iconv(1)と図4の点線で示す経路に流れる電流Iswとの和となる。これを式で表すと、IIN(1)=Iconv(1)+Iswとなる。 When the switch 145 is closed, the current IIN (1) input from the AC input terminal IN (1) is the current Iconv (1) that flows in the path indicated by the dotted line in FIG. 3 and the current that flows in the path indicated by the dotted line in FIG. Is the sum of Isw. When this is expressed by an equation, IIN (1) = Iconv (1) + Isw.
図3に示す従来の制御では、電流Iconv(1)を入力電流基準正弦波(入力電流基準正弦波生成回路162から出力される)と等しくなるように制御している。この入力電流基準正弦波はスイッチ145を開いているときにコンバータ110が必要とするアーム回路115(1)の電流である。これを式で表すと、Iconv(1)=IIN(1)である。したがって、従来の制御のままでスイッチ145を閉じても、スイッチ145には電流Iswは流れない。 In the conventional control shown in FIG. 3, the current Iconv (1) is controlled to be equal to the input current reference sine wave (output from the input current reference sine wave generation circuit 162). This input current reference sine wave is the current of the arm circuit 115 (1) required by the converter 110 when the switch 145 is open. This is expressed by an equation: Iconv (1) = IIN (1). Therefore, even if the switch 145 is closed with the conventional control, the current Isw does not flow through the switch 145.
ここで、Iconv(1)用の入力電流基準正弦波を0Vにすれば、Iconv(1)=0Aとなり、IIN(1)=Iconv(1)+Iswより、IIN(1)=Iswとなり、電流IIN(1)はスイッチ145に電流Iswとして流れる。さらに、コンバータ110の他のアーム回路115(2)、…、115(n)に必要な電流は下記の式で表されるように制御している。 Here, if the input current reference sine wave for Iconv (1) is set to 0V, then Iconv (1) = 0A, and from IIN (1) = Iconv (1) + Isw, IIN (1) = Isw and current IIN (1) flows through the switch 145 as a current Isw. Further, the current required for the other arm circuits 115 (2),..., 115 (n) of the converter 110 is controlled to be expressed by the following equation.
アーム回路115(2)の電流Iconv(2)=√2*Iin*sin(θ−2π/n)=IIN(2)
ここでIinは、コンバータ110が必要とする電流IINの実効値
アーム回路115(n)の電流Iconv(n)=√2*Iin*sin(θ−2(n−1)π/n)=IIN(n)
そして、IIN(1)=−IIN(2)−IIN(3)…−IN(n)であるから、IIN(1)=√2*Iin*sin(θ)となり、電流IIN(1)は入力端子IN(1)の相電圧と同相の正弦波の電流になる。
Current Iconv (2) of arm circuit 115 (2) = √2 * Iin * sin (θ−2π / n) = IIN (2)
Here, Iin is an effective value of current IIN required by converter 110. Current Iconv (n) of arm circuit 115 (n) = √2 * Iin * sin (θ−2 (n−1) π / n) = IIN (N)
Since IIN (1) = − IIN (2) −IIN (3)... −IN (n), IIN (1) = √2 * Iin * sin (θ) and current IIN (1) is input. It becomes a sine wave current in phase with the phase voltage of the terminal IN (1).
[実施形態2]
[電力変換装置の構成]
<コンバータ及びインバータの構成>
図6は、実施形態2に係る電力変換装置の制御部のブロック図である。実施形態2に係る電力変換装置100のコンバータ110及びインバータ130の構成は、図1に示した、実施形態1に係る電力変換装置100のコンバータ110及びインバータ130の構成と同一である。
[Embodiment 2]
[Configuration of power converter]
<Configuration of converter and inverter>
FIG. 6 is a block diagram of a control unit of the power conversion apparatus according to the second embodiment. The configurations of the converter 110 and the inverter 130 of the power conversion device 100 according to the second embodiment are the same as the configurations of the converter 110 and the inverter 130 of the power conversion device 100 according to the first embodiment shown in FIG.
<制御部の構成>
実施形態2に係る電力変換装置100は、入力相電圧と出力電圧が同期しかつ位相が一致したときに、実施形態1と同様にスイッチ145を閉じるのに加えて、アーム回路115(1)のスイッチング動作を停止させている。そのため、実施形態1の制御部150の構成と比較して、実施形態2の制御部150の構成は若干異なっている。
<Configuration of control unit>
In the power conversion device 100 according to the second embodiment, when the input phase voltage and the output voltage are synchronized and the phases coincide with each other, in addition to closing the switch 145 as in the first embodiment, the power converter 100 of the arm circuit 115 (1) Switching operation is stopped. Therefore, the configuration of the control unit 150 of the second embodiment is slightly different from the configuration of the control unit 150 of the first embodiment.
図2に示した、実施形態1の制御部150の構成と比較すると、実施形態2に係る制御部150は、切換器163が存在しないことと、ゲート信号遮断回路200を有していることが異なる。その他の構成は同一である。 Compared with the configuration of the control unit 150 according to the first embodiment illustrated in FIG. 2, the control unit 150 according to the second embodiment may include the switch 163 and the gate signal cutoff circuit 200. Different. Other configurations are the same.
実施形態2の制御部150が備えるゲート信号遮断回路200は、同期/位相一致検出回路180から出力されるSW励磁信号を受けて、アーム回路115(1)のスイッチング素子のスイッチングを停止させる。ゲート信号遮断回路200は、SW励磁信号が出力されているときには、コンバータ駆動回路166から出力されるスイッチングの信号を遮断し、SW励磁信号が出力されていないときにはスイッチングの信号を通過させる。 The gate signal cutoff circuit 200 provided in the control unit 150 of the second embodiment receives the SW excitation signal output from the synchronization / phase matching detection circuit 180 and stops switching of the switching elements of the arm circuit 115 (1). The gate signal cut-off circuit 200 cuts off the switching signal output from the converter drive circuit 166 when the SW excitation signal is output, and passes the switching signal when the SW excitation signal is not output.
[電力変換装置の動作]
<入力相電圧と出力電圧が同期していないか位相が一致していない場合>
この場合の電力変換装置100の動作は、ゲート信号遮断回路200がスイッチングの信号を通過させるので、実施形態1に係る電力変換装置100の動作と同一である。
[Operation of power converter]
<When input phase voltage and output voltage are not synchronized or in phase>
The operation of the power conversion apparatus 100 in this case is the same as the operation of the power conversion apparatus 100 according to the first embodiment because the gate signal cutoff circuit 200 passes the switching signal.
<入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合>
この場合、同期/位相一致検出回路180はSW励磁信号を出力する。したがって、切換回路173はPLL回路171発振器172から出力される信号を出力し、スイッチ145(図1参照)はSW励磁回路190によって閉じられ、ゲート信号遮断回路200はコンバータ駆動回路166がアーム回路115(1)に対して出力するスイッチングの信号を遮断する。
<When input phase voltage and output voltage are synchronized and in phase>
In this case, the synchronization / phase coincidence detection circuit 180 outputs a SW excitation signal. Therefore, the switching circuit 173 outputs a signal output from the PLL circuit 171 oscillator 172, the switch 145 (see FIG. 1) is closed by the SW excitation circuit 190, the gate signal cutoff circuit 200 includes the converter drive circuit 166 and the arm circuit 115. The switching signal output for (1) is cut off.
アーム回路115(2)、…、アーム回路115(n)は、コンバータ駆動回路166が出力するスイッチングの信号を用いて、スイッチング動作をする。アーム回路115(1)だけがスイッチング動作をしない。 Arm circuit 115 (2),..., Arm circuit 115 (n) performs a switching operation using a switching signal output from converter drive circuit 166. Only the arm circuit 115 (1) does not perform the switching operation.
したがって、入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合、アーム回路115(1)がスイッチング動作をしないので、実施形態1と同様に、アーム回路115(1)には電流が流れない。このため、スイッチング回路117(11)及び117(12)、リアクトル118(1)の全損失(通電損失+スイッチング損失)が0になる。 Therefore, when the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase with each other, the arm circuit 115 (1) does not perform the switching operation, so that the current flows through the arm circuit 115 (1) as in the first embodiment. Absent. For this reason, the total loss (energization loss + switching loss) of the switching circuits 117 (11) and 117 (12) and the reactor 118 (1) becomes zero.
さらに、実施形態2の場合には、ゲート信号遮断回路200が、アーム回路115(1)のスイッチング回路117(11)及び117(12)に対するスイッチングの信号を遮断しているので、さらに、スイッチング回路117(11)及び117(12)のスイッチング損失も0になる。このため、実施形態2の電力変換装置100の損失は、実施形態1の電力変換装置100の損失よりも小さくなる。 Furthermore, in the case of the second embodiment, the gate signal cutoff circuit 200 blocks the switching signal for the switching circuits 117 (11) and 117 (12) of the arm circuit 115 (1). The switching loss of 117 (11) and 117 (12) is also zero. For this reason, the loss of the power converter device 100 of Embodiment 2 becomes smaller than the loss of the power converter device 100 of Embodiment 1.
実施形態2の場合も実施形態1の場合と同様に、インバータ130のアーム回路135(1)がコンバータ110のアーム回路115(1)の役割を担う。つまり、インバータ130のアーム回路135(1)がコンバータ110のアーム回路115(1)とインバータ130のアーム回路135(1)の共有アームとなる。 In the case of the second embodiment, similarly to the case of the first embodiment, the arm circuit 135 (1) of the inverter 130 plays the role of the arm circuit 115 (1) of the converter 110. That is, the arm circuit 135 (1) of the inverter 130 becomes a shared arm of the arm circuit 115 (1) of the converter 110 and the arm circuit 135 (1) of the inverter 130.
[実施形態3]
[電力変換装置の構成]
実施形態3に係る電力変換装置300の構成は、実施形態1に係る電力変換装置100の構成と比較すると、スイッチの数及び配置が相違するのみで、その他の構成は同一である。
[Embodiment 3]
[Configuration of power converter]
The configuration of the power conversion device 300 according to the third embodiment is the same as the configuration of the power conversion device 100 according to the first embodiment except for the number and arrangement of switches.
図7は、実施形態3に係る電力変換装置300の概略構成図である。電力変換装置300は、コンバータ310、インバータ330、制御部350を有する。 FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a power conversion device 300 according to the third embodiment. The power conversion device 300 includes a converter 310, an inverter 330, and a control unit 350.
<コンバータ及びインバータの構成>
実施形態3に係る電力変換装置のコンバータ310及びインバータ330は、図7ではブロックで示してある。コンバータ310及びインバータ330の構成は、図1に示した、実施形態1に係る電力変換装置100のコンバータ110及びインバータ130の構成と同一である。
<Configuration of converter and inverter>
The converter 310 and the inverter 330 of the power converter according to the third embodiment are shown as blocks in FIG. The configurations of the converter 310 and the inverter 330 are the same as the configurations of the converter 110 and the inverter 130 of the power conversion device 100 according to the first embodiment shown in FIG.
コンバータ310とインバータ330との間には、平滑コンデンサ340が接続される。コンバータ310の交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)とインバータ330の交流出力端子OUT(1)、OUT(2)、…、OUT(n)との間には、バイパススイッチを構成するスイッチ群SWBが接続される。具体的には、コンバータ310の交流入力端子IN(1)とインバータ330の交流出力端子OUT(1)との間にはスイッチswb(1)が接続され、交流入力端子IN(2)と交流出力端子OUT(2)との間にはスイッチswb(2)が接続され、交流入力端子IN(n)と交流出力端子OUT(n)との間にはスイッチswb(n)が接続される。 A smoothing capacitor 340 is connected between the converter 310 and the inverter 330. Between the AC input terminals IN (1), IN (2),..., IN (n) of the converter 310 and the AC output terminals OUT (1), OUT (2),. The switch group SWB constituting the bypass switch is connected. Specifically, the switch swb (1) is connected between the AC input terminal IN (1) of the converter 310 and the AC output terminal OUT (1) of the inverter 330, and the AC input terminal IN (2) and the AC output. A switch swb (2) is connected between the terminal OUT (2) and a switch swb (n) is connected between the AC input terminal IN (n) and the AC output terminal OUT (n).
コンバータ310と交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)との間には、入力スイッチを構成するスイッチ群SWINが接続される。具体的には、コンバータ310と交流入力端子IN(1)との間にはスイッチswin(1)が接続され、コンバータ310と交流入力端子IN(2)との間にはスイッチswin(2)が接続され、コンバータ310と交流入力端子IN(n)との間にはスイッチswin(n)が接続される。 A switch group SWIN constituting an input switch is connected between the converter 310 and the AC input terminals IN (1), IN (2),..., IN (n). Specifically, the switch spin (1) is connected between the converter 310 and the AC input terminal IN (1), and the switch spin (2) is connected between the converter 310 and the AC input terminal IN (2). A switch swin (n) is connected between the converter 310 and the AC input terminal IN (n).
インバータ330と交流出力端子OUT(1)、OUT(2)、…、OUT(n)との間には、出力スイッチを構成するスイッチ群SWOUTが接続される。具体的には、インバータ330と交流出力端子OUT(1)との間にはスイッチswout(1)が接続され、インバータ330と交流出力端子OUT(2)との間にはスイッチswout(2)が接続され、インバータ330と交流出力端子OUT(n)との間にはスイッチswout(n)が接続される。 A switch group SWOUT constituting an output switch is connected between the inverter 330 and the AC output terminals OUT (1), OUT (2),..., OUT (n). Specifically, the switch swout (1) is connected between the inverter 330 and the AC output terminal OUT (1), and the switch swout (2) is connected between the inverter 330 and the AC output terminal OUT (2). The switch swout (n) is connected between the inverter 330 and the AC output terminal OUT (n).
スイッチ群SWB、スイッチ群SWIN及びスイッチ群SWOUTは、電力変換装置300のメンテナンスのために設けてある。メンテナンス時に、スイッチ群SWBの全てのスイッチを閉じ、スイッチ群SWIN及びスイッチ群SWOUTの全てのスイッチを開放する。 The switch group SWB, the switch group SWIN, and the switch group SWOUT are provided for maintenance of the power converter 300. At the time of maintenance, all the switches in the switch group SWB are closed, and all the switches in the switch group SWIN and the switch group SWOUT are opened.
これにより、交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)は交流出力端子OUT(1)、OUT(2),…、OUT(n)と直に接続され、コンバータ310は交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)から遮断され、インバータ330は交流出力端子OUT(1)、OUT(2)、…、OUT(n)から遮断される。このため、交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)から負荷に電力を供給しながら、コンバータ310、インバータ330などのメンテナンスが可能となる。 Thus, AC input terminals IN (1), IN (2),..., IN (n) are directly connected to AC output terminals OUT (1), OUT (2),. Are disconnected from the AC input terminals IN (1), IN (2),..., IN (n), and the inverter 330 is disconnected from the AC output terminals OUT (1), OUT (2),. . Therefore, maintenance of the converter 310, the inverter 330, and the like can be performed while supplying power to the load from the AC input terminals IN (1), IN (2),..., IN (n).
コンバータ310とインバータ330との動作、スイッチ群SWB(スイッチswb(1)−swb(n))、スイッチ群SWIN(スイッチswin(1)−swin(n))、スイッチ群SWOUT(スイッチswout(1)−swout(n))の開閉は、制御部350によって制御される。 Operation of converter 310 and inverter 330, switch group SWB (switches swb (1) -swb (n)), switch group SWIN (switches swin (1) -swin (n)), switch group SWOUT (switches swout (1)) -Swout (n)) is controlled by the control unit 350.
<制御部の構成>
実施形態3に係る電力変換装置300は、メンテナンス時に用いるスイッチ群SWBを利用し、入力相電圧と出力電圧が同期しかつ位相が一致したときに、実施形態1と同様に、コンバータ310のスイッチング回路117(11)及び117(12)、リアクトル118(1)(図1参照)の通電損失をほぼ0にする。
<Configuration of control unit>
The power conversion device 300 according to the third embodiment uses the switch group SWB used at the time of maintenance, and when the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase, the switching circuit of the converter 310 is the same as in the first embodiment. The energization loss of 117 (11) and 117 (12), and the reactor 118 (1) (see FIG. 1) is made almost zero.
図8は、実施形態3に係る電力変換装置の制御部のブロック図である。実施形態3に係る電力変換装置の制御部350の構成は、メンテナンス用のスイッチ群SWB、スイッチ群SWIN及びスイッチ群SWOUTを開閉させる必要があるため、実施形態1の制御部150の構成と比較して若干異なっている。 FIG. 8 is a block diagram of a control unit of the power conversion apparatus according to the third embodiment. Since the configuration of the control unit 350 of the power conversion device according to the third embodiment needs to open and close the maintenance switch group SWB, the switch group SWIN, and the switch group SWOUT, the configuration is compared with the configuration of the control unit 150 of the first embodiment. Slightly different.
図8に示すように、制御部350は、コンバータ制御部360、インバータ制御部370、同期/位相一致検出回路380、インバータ/バイパス選択回路385、SWB励磁回路390、SWIN励磁回路392及びSWOUT励磁回路394を有する。 As shown in FIG. 8, the control unit 350 includes a converter control unit 360, an inverter control unit 370, a synchronization / phase matching detection circuit 380, an inverter / bypass selection circuit 385, a SWB excitation circuit 390, a SWIN excitation circuit 392, and a SWOUT excitation circuit. 394.
コンバータ制御部360は、入力電流振幅指令生成回路361、入力電流基準正弦波生成回路362、切換器363、コンバータ相電圧変調指令生成回路364、PWM信号生成回路365及びコンバータ駆動回路366を有する。 Converter control unit 360 includes an input current amplitude command generation circuit 361, an input current reference sine wave generation circuit 362, a switch 363, a converter phase voltage modulation command generation circuit 364, a PWM signal generation circuit 365, and a converter drive circuit 366.
入力電流振幅指令生成回路361、入力電流基準正弦波生成回路362、切換器363、コンバータ相電圧変調指令生成回路364、PWM信号生成回路365及びコンバータ駆動回路366は、実施形態1の入力電流振幅指令生成回路161、入力電流基準正弦波生成回路162、切換器163、コンバータ相電圧変調指令生成回路164、PWM信号生成回路165及びコンバータ駆動回路166と同一の機能を有する。 The input current amplitude command generation circuit 361, the input current reference sine wave generation circuit 362, the switch 363, the converter phase voltage modulation command generation circuit 364, the PWM signal generation circuit 365, and the converter drive circuit 366 are the same as the input current amplitude command of the first embodiment. The generator circuit 161, the input current reference sine wave generation circuit 162, the switch 163, the converter phase voltage modulation command generation circuit 164, the PWM signal generation circuit 165, and the converter drive circuit 166 have the same functions.
インバータ制御部370は、PLL回路371、発振器372、切換回路373、インバータ電圧基準正弦波生成回路374、インバータ相電圧変調指令生成回路375、PWM信号生成回路376及びインバータ駆動回路377を有する。 The inverter control unit 370 includes a PLL circuit 371, an oscillator 372, a switching circuit 373, an inverter voltage reference sine wave generation circuit 374, an inverter phase voltage modulation command generation circuit 375, a PWM signal generation circuit 376, and an inverter drive circuit 377.
PLL回路371、発振器372、切換回路373、インバータ電圧基準正弦波生成回路374、インバータ相電圧変調指令生成回路375、PWM信号生成回路376及びインバータ駆動回路377は、実施形態1のPLL回路171、発振器172、切換回路173、インバータ電圧基準正弦波生成回路174、インバータ相電圧変調指令生成回路175、PWM信号生成回路176及びインバータ駆動回路177と同一の機能を有する。 A PLL circuit 371, an oscillator 372, a switching circuit 373, an inverter voltage reference sine wave generation circuit 374, an inverter phase voltage modulation command generation circuit 375, a PWM signal generation circuit 376, and an inverter drive circuit 377 are the same as the PLL circuit 171 and the oscillator of the first embodiment 172, a switching circuit 173, an inverter voltage reference sine wave generation circuit 174, an inverter phase voltage modulation command generation circuit 175, a PWM signal generation circuit 176, and an inverter drive circuit 177.
同期/位相一致検出回路380は、実施形態1の同期/位相一致検出回路180と同一の機能を有する。 The synchronization / phase matching detection circuit 380 has the same function as the synchronization / phase matching detection circuit 180 of the first embodiment.
インバータ/バイパス選択回路385は、OR回路386、SWB励磁回路390、SWIN励磁回路392及びSWOUT励磁回路394に、選択的に、SW励磁信号を出力する。SWB励磁回路390は、図7に示した、スイッチswb(1)を開閉するswb(1)励磁回路390(1)、…、スイッチswb(n)を開閉するswb(n)励磁回路390(n)を有する。SWIN励磁回路392は、スイッチswin(1)を開閉するswin(1)励磁回路392(1)、…、スイッチswin(n)を開閉するswin(n)励磁回路392(n)を有する。SWOUT励磁回路394は、スイッチswout(1)を開閉するswout(1)励磁回路394(1)、…、スイッチswout(n)を開閉するswout(n)励磁回路392(n)を有する。 The inverter / bypass selection circuit 385 selectively outputs a SW excitation signal to the OR circuit 386, the SWB excitation circuit 390, the SWIN excitation circuit 392, and the SWOUT excitation circuit 394. The SWB excitation circuit 390 is configured by swb (1) excitation circuit 390 (1) for opening / closing the switch swb (1),..., Swb (n) excitation circuit 390 (n) for opening / closing the switch swb (n) shown in FIG. ). The SWIN excitation circuit 392 includes a spin (1) excitation circuit 392 (1) that opens and closes the switch spin (1),..., And a spin (n) excitation circuit 392 (n) that opens and closes the switch spin (n). The SWOUT excitation circuit 394 includes a swout (1) excitation circuit 394 (1) that opens and closes the switch swout (1), and a swout (n) excitation circuit 392 (n) that opens and closes the switch swout (n).
インバータ/バイパス選択回路385は、メンテナンス時、SWB励磁回路390のみにSW励磁信号を出力する。したがって、メンテナンス時には、OR回路386を介してswb(1)励磁回路390(1)、…、swb(n)励磁回路390(n)がスイッチswb(1)、…、スイッチswb(n)を閉じる。メンテナンス時、SWIN励磁回路392及びSWOUT励磁回路394にはSW励磁信号は出力されない。swin(1)、…、スイッチswin(n)及びswout(1)、…、スイッチswout(n)は開いている。 The inverter / bypass selection circuit 385 outputs a SW excitation signal only to the SWB excitation circuit 390 during maintenance. Therefore, during maintenance, the swb (1) excitation circuit 390 (1),..., Swb (n) excitation circuit 390 (n) closes the switch swb (1),..., Switch swb (n) via the OR circuit 386. . During maintenance, no SW excitation signal is output to the SWIN excitation circuit 392 and the SWOUT excitation circuit 394. swin (1),..., switch swin (n) and sout (1),..., switch sout (n) are open.
一方、インバータ/バイパス選択回路385は、メンテナンスでないとき、SWB励磁回路390にはSW励磁信号は出力せず、SWIN励磁回路392及びSWOUT励磁回路394にSW励磁信号を出力する。したがって、メンテナンスでないときには、swin(1)励磁回路392(1)、…、swin(n)励磁回路392(n)がスイッチswin(1)、…、スイッチswin(n)を閉じ、swout(1)励磁回路394(1)、…、swout(n)励磁回路394(n)がスイッチswout(1)、…、スイッチswout(n)を閉じる。swb(1)、…、スイッチswb(n)は開いている。 On the other hand, the inverter / bypass selection circuit 385 does not output the SW excitation signal to the SWB excitation circuit 390 and outputs the SW excitation signal to the SWIN excitation circuit 392 and the SWOUT excitation circuit 394 when maintenance is not performed. Therefore, when the maintenance is not performed, the spin (1) excitation circuit 392 (1),..., The spin (n) excitation circuit 392 (n) closes the switch spin (1),. Excitation circuit 394 (1), ..., swout (n) Excitation circuit 394 (n) closes switch swout (1), ..., switch swout (n). swb (1),..., switch swb (n) is open.
各スイッチ群の開閉状態をまとめると、メンテナンスが行われない通常時は、スイッチ群SWIN(スイッチswin(1)−swin(n))及びスイッチ群SWOUT(スイッチswout(1)−swout(n))の全てのスイッチは閉じられ、スイッチ群SWB(スイッチswb(1)−swb(n))の全てのスイッチは開かれる。 Summarizing the open / closed state of each switch group, the switch group SWIN (switches swin (1) -swin (n)) and the switch group SWOUT (switches sout (1) -swout (n)) during normal times when maintenance is not performed. Are closed, and all switches of the switch group SWB (switches swb (1) -swb (n)) are opened.
一方、メンテナンス時は、スイッチ群SWIN(スイッチswin(1)−swin(n))及びスイッチ群SWOUT(スイッチswout(1)−swout(n))の全てのスイッチは開かれ、スイッチ群SWB(スイッチswb(1)−swb(n))の全てのスイッチは閉じられる。したがって、負荷に電力を供給しながら、コンバータ310及びインバータ330のメンテナンスが可能となる。 On the other hand, at the time of maintenance, all the switches of the switch group SWIN (switches swin (1) -swin (n)) and switch group SWOUT (switches sout (1) -swout (n)) are opened, and the switch group SWB (switches All switches of swb (1) -swb (n)) are closed. Therefore, maintenance of converter 310 and inverter 330 can be performed while supplying power to the load.
[電力変換装置の動作]
[メンテナンス時の動作]
メンテナンス時は、インバータ/バイパス選択回路385はSWB励磁回路390のみにSW励磁信号を出力するので、スイッチ群SWB(スイッチswb(1)−swb(n))の全てのスイッチは閉じられる。SWIN励磁回路392及びSWOUT励磁回路394にはSW励磁信号が出力されないので、スイッチ群SWIN(スイッチswin(1)−swin(n))及びスイッチ群SWOUT(スイッチswout(1)−swout(n))の全てのスイッチは開かれる。
[Operation of power converter]
[Operation during maintenance]
At the time of maintenance, since the inverter / bypass selection circuit 385 outputs the SW excitation signal only to the SWB excitation circuit 390, all the switches in the switch group SWB (switches swb (1) -swb (n)) are closed. Since no SW excitation signal is output to the SWIN excitation circuit 392 and the SWOUT excitation circuit 394, the switch group SWIN (switches swin (1) -swin (n)) and the switch group SWOUT (switches sout (1) -swout (n)) All switches in are opened.
このため、交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)はコンバータ310から遮断され、また、交流出力端子OUT(1)、OUT(2)、…、OUT(n)はインバータ330から遮断される。コンバータ310とインバータ330とは非活線状態になるので、メンテナンスが容易になる。 Therefore, the AC input terminals IN (1), IN (2),..., IN (n) are disconnected from the converter 310, and the AC output terminals OUT (1), OUT (2),. Is disconnected from the inverter 330. Since converter 310 and inverter 330 are in a non-live line state, maintenance is facilitated.
また、交流入力端子IN(1)、IN(2)、…、IN(n)は交流出力端子OUT(1)、OUT(2)、…、OUT(n)と直に接続されるので、交流出力端子OUT(1)、OUT(2)、…、OUT(n)に接続されている負荷はそのまま駆動することができる。 Also, the AC input terminals IN (1), IN (2),..., IN (n) are directly connected to the AC output terminals OUT (1), OUT (2),. A load connected to the output terminals OUT (1), OUT (2),..., OUT (n) can be driven as it is.
[メンテナンス時ではないときの動作]
<入力相電圧と出力電圧が同期していないか位相が一致していない場合>
メンテナンス時ではないときは、インバータ/バイパス選択回路385はSWB励磁回路390にはSW励磁信号は出力しない。また、入力相電圧VIN(1)と出力電圧VOUT(1)とが同期していないか位相が一致していない場合、同期/位相一致検出回路380はSW励磁信号を出力しない。一方、SWIN励磁回路392及びSWOUT励磁回路394にはSW励磁信号が出力される。
[Operation when not during maintenance]
<When input phase voltage and output voltage are not synchronized or in phase>
When it is not during maintenance, the inverter / bypass selection circuit 385 does not output the SW excitation signal to the SWB excitation circuit 390. When the input phase voltage VIN (1) and the output voltage VOUT (1) are not synchronized or the phases are not matched, the synchronization / phase match detection circuit 380 does not output the SW excitation signal. On the other hand, a SW excitation signal is output to the SWIN excitation circuit 392 and the SWOUT excitation circuit 394.
このため、メンテナンス時ではなく、しかも入力相電圧と出力電圧が同期していないか位相が一致していない場合には、スイッチ群SWB(スイッチswb(1)−swb(n))の全てのスイッチは開かれる。また、スイッチ群SWIN(スイッチswin(1)−swin(n))及びスイッチ群SWOUT(スイッチswout(1)−swout(n))の全てのスイッチは閉じられる。 For this reason, not at the time of maintenance, and when the input phase voltage and the output voltage are not synchronized or in phase, all the switches of the switch group SWB (switches swb (1) -swb (n)) Will be opened. In addition, all the switches of the switch group SWIN (switches swin (1) -swin (n)) and the switch group SWOUT (switches sout (1) -swout (n)) are closed.
したがって、入力相電圧と出力電圧が同期していないか位相が一致していない場合には、コンバータ310に入力された交流電力が所定の電圧の直流電力に変換され、インバータ330に入力された直流電力が所定の電圧の交流電力に変換される。つまり、コンバータ310とインバータ330とが通常の動作をする。 Therefore, when the input phase voltage and the output voltage are not synchronized or in phase, the AC power input to converter 310 is converted to DC power of a predetermined voltage, and the DC power input to inverter 330 is The electric power is converted into AC power having a predetermined voltage. That is, converter 310 and inverter 330 operate normally.
<入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合>
メンテナンス時ではないときは、インバータ/バイパス選択回路385はSWB励磁回路390にはSW励磁信号は出力しない。一方、入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合、同期/位相一致検出回路380はSW励磁信号を出力する。したがって、SW励磁信号がOR回路386を介してswb(1)励磁回路390(1)に入力され、スイッチ群SWBの内、スイッチswb(1)のみが閉じられる。また、SWIN励磁回路392及びSWOUT励磁回路394にはSW励磁信号が出力される。
<When input phase voltage and output voltage are synchronized and in phase>
When it is not during maintenance, the inverter / bypass selection circuit 385 does not output the SW excitation signal to the SWB excitation circuit 390. On the other hand, when the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase, the synchronization / phase matching detection circuit 380 outputs the SW excitation signal. Therefore, the SW excitation signal is input to the swb (1) excitation circuit 390 (1) via the OR circuit 386, and only the switch swb (1) in the switch group SWB is closed. Further, a SW excitation signal is output to the SWIN excitation circuit 392 and the SWOUT excitation circuit 394.
このため、メンテナンス時ではなく、入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合には、スイッチ群SWBの内、スイッチswb(1)のみが閉じられ、スイッチ群SWIN(スイッチswin(1)−swin(n))及びスイッチ群SWOUT(スイッチswout(1)−swout(n))の全てのスイッチは閉じられる。 For this reason, when the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase, not at the time of maintenance, only the switch swb (1) in the switch group SWB is closed and the switch group SWIN (switch swin ( 1) -swin (n)) and all switches in the switch group SWOUT (switches swout (1) -swout (n)) are closed.
また、同期/位相一致検出回路380から出力されたSW励磁信号により切換器363は0V入力電流基準正弦波を出力し、切換回路373は発振器372から出力される信号を出力する。 The switch 363 outputs a 0V input current reference sine wave by the SW excitation signal output from the synchronization / phase coincidence detection circuit 380, and the switch circuit 373 outputs a signal output from the oscillator 372.
0V入力電流基準正弦波を用いてコンバータ310を制御する動作及び発振器372から出力される信号を用いてインバータ330を制御する動作は、実施形態1の制御部150と同一である。 The operation of controlling the converter 310 using the 0 V input current reference sine wave and the operation of controlling the inverter 330 using the signal output from the oscillator 372 are the same as those of the control unit 150 of the first embodiment.
実施形態3の場合も、コンバータ310及びインバータ330には、実施形態1の電力変換装置100と同じように電流が流れる(図4及び図5参照)。したがって、実施形態1の電力変換装置100と同様に、コンバータ310のアーム回路には電流が流れ込まないので、アーム回路のスイッチング素子及びリアクトルの通電損失はほぼ0になる。 Also in the case of the third embodiment, a current flows through the converter 310 and the inverter 330 in the same manner as the power conversion device 100 of the first embodiment (see FIGS. 4 and 5). Therefore, similarly to the power conversion device 100 of the first embodiment, since no current flows into the arm circuit of the converter 310, the energization loss of the switching element and the reactor of the arm circuit is almost zero.
実施形態3の場合は、メンテナンスのために設けているスイッチ群SWBを有効に活用している。したがって、実施形態1及び2のように、入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合に開閉するスイッチを特別に設ける必要はない。 In the case of the third embodiment, the switch group SWB provided for maintenance is effectively utilized. Therefore, unlike the first and second embodiments, it is not necessary to provide a switch that opens and closes when the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase.
[実施形態4]
[電力変換装置の構成]
実施形態4に係る電力変換装置300の構成は、実施形態2に係る電力変換装置100の構成と比較すると、スイッチの数及び配置が相違するのみで、その他の構成は同一である。スイッチの数及び配置は、実施形態3に係る電力変換装置300と同一である。
[Embodiment 4]
[Configuration of power converter]
The configuration of the power conversion device 300 according to the fourth embodiment is the same as the configuration of the power conversion device 100 according to the second embodiment except for the number and arrangement of switches. The number and arrangement of switches are the same as those of the power conversion apparatus 300 according to the third embodiment.
<コンバータ及びインバータの構成>
また、実施形態4に係る電力変換装置300のコンバータ310及びインバータ330の構成は、実施形態3に係る電力変換装置300の構成と同一である。
<Configuration of converter and inverter>
Moreover, the structure of the converter 310 and the inverter 330 of the power converter device 300 which concerns on Embodiment 4 is the same as the structure of the power converter device 300 which concerns on Embodiment 3. FIG.
<制御部の構成>
実施形態4に係る電力変換装置300は、メンテナンス時に用いるスイッチ群SWBを利用し、入力相電圧と出力電圧が同期しかつ位相が一致したときに、実施形態2と同様に、コンバータ310のスイッチング回路117(11)及び117(12)、リアクトル118(1)(図1参照)の全損失(通電損失+スイッチング損失)を0にする。
<Configuration of control unit>
The power conversion device 300 according to the fourth embodiment uses the switch group SWB used at the time of maintenance, and when the input phase voltage and the output voltage are synchronized and in phase, the switching circuit of the converter 310 is the same as in the second embodiment. The total loss (energization loss + switching loss) of 117 (11) and 117 (12) and reactor 118 (1) (see FIG. 1) is set to zero.
図9は、実施形態4に係る電力変換装置の制御部のブロック図である。実施形態4に係る電力変換装置の制御部350の構成は、実施形態3に係る制御部350の構成と比較すると、切換器363が存在しないことと、ゲート信号遮断回路400を有していることが異なる。その他の構成は同一である。 FIG. 9 is a block diagram of a control unit of the power conversion apparatus according to the fourth embodiment. Compared with the configuration of the control unit 350 according to the third embodiment, the configuration of the control unit 350 of the power conversion device according to the fourth embodiment has no switching device 363 and has a gate signal cutoff circuit 400. Is different. Other configurations are the same.
実施形態4の制御部350が備えるゲート信号遮断回路400は、同期/位相一致検出回路380から出力されるSW励磁信号を受けて、コンバータ310のアーム回路のスイッチング素子のスイッチングを停止させる。ゲート信号遮断回路400は、SW励磁信号が出力されているときには、コンバータ駆動回路366から出力されるスイッチングの信号を遮断し、SW励磁信号が出力されていないときにはスイッチングの信号を通過させる。 The gate signal cutoff circuit 400 included in the control unit 350 of the fourth embodiment receives the SW excitation signal output from the synchronization / phase matching detection circuit 380 and stops switching of the switching elements of the arm circuit of the converter 310. The gate signal cut-off circuit 400 cuts off the switching signal output from the converter drive circuit 366 when the SW excitation signal is output, and passes the switching signal when the SW excitation signal is not output.
[電力変換装置の動作]
[メンテナンス時の動作]
メンテナンス時の動作は、実施形態3に係る電力変換装置300と同一である。
[Operation of power converter]
[Operation during maintenance]
The operation at the time of maintenance is the same as that of the power conversion device 300 according to the third embodiment.
[メンテナンス時ではないときの動作]
<入力相電圧と出力電圧が同期していないか位相が一致していない場合>
メンテナンス時ではなく、しかも入力相電圧と出力電圧が同期していないか位相が一致していない場合には、実施形態3に係る電力変換装置300の動作と同一である。
[Operation when not during maintenance]
<When input phase voltage and output voltage are not synchronized or in phase>
The operation is the same as that of the power conversion apparatus 300 according to the third embodiment when not in maintenance and when the input phase voltage and the output voltage are not synchronized or in phase.
<入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合>
メンテナンス時ではなく、入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合には、
実施形態3と同様に、スイッチ群SWBの内、スイッチswb(1)のみが閉じられ、スイッチ群SWIN(スイッチswin(1)−swin(n))及びスイッチ群SWOUT(スイッチswout(1)−swout(n))の全てのスイッチは閉じられる。
<When input phase voltage and output voltage are synchronized and in phase>
If the input phase voltage and output voltage are synchronized and in phase, not during maintenance,
As in the third embodiment, only the switch swb (1) in the switch group SWB is closed, and the switch group SWIN (switches swin (1) -swin (n)) and the switch group SWOUT (switches swout (1) -swout). All switches in (n)) are closed.
また、同期/位相一致検出回路380から出力されたSW励磁信号により切換回路373は発振器372から出力される信号を出力し、ゲート信号遮断回路400はコンバータ310のアーム回路115(1)(図1参照)のスイッチング素子のスイッチングを停止させる。 Further, the switching circuit 373 outputs a signal output from the oscillator 372 by the SW excitation signal output from the synchronization / phase matching detection circuit 380, and the gate signal cut-off circuit 400 is the arm circuit 115 (1) of the converter 310 (FIG. 1). The switching of the switching element of (see) is stopped.
実施形態4の場合には、ゲート信号遮断回路400がコンバータ310のアーム回路のスイッチング回路に送るスイッチング信号を遮断しているので、実施形態4に係る電力変換装置300の損失は、実施形態3に係る電力変換装置300の損失よりも小さくなる。 In the case of the fourth embodiment, since the gate signal cutoff circuit 400 blocks the switching signal sent to the switching circuit of the arm circuit of the converter 310, the loss of the power conversion device 300 according to the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment. It becomes smaller than the loss of the power converter device 300 concerned.
以上のように、実施形態1及び3に係る電力変換装置では、コンバータの1相分の回路(スイッチング素子及びリアクトル)に商用周波数の基本波の電流を流さなくて済むので、コンバータの1相分の回路に発生していた損失を低減できる。 As described above, in the power conversion devices according to the first and third embodiments, the current of the fundamental wave of the commercial frequency does not need to flow through the circuit (switching element and reactor) for one phase of the converter. Loss occurring in the circuit can be reduced.
また、実施形態2及び4に係る電力変換装置では、コンバータの1相分の回路(スイッチング素子及びリアクトル)に電流が流れないので、コンバータの1相分の回路に発生していた損失とコンバータのリアクトルで生じる損失を0にできる。 In the power converters according to the second and fourth embodiments, since no current flows in the circuit (switching element and reactor) for one phase of the converter, the loss generated in the circuit for one phase of the converter and the converter Loss caused by the reactor can be reduced to zero.
さらに、実施形態1から4に係る電力変換装置では、共有アームとなるインバータの1アームに流れる電流は、インバータの負荷の力率が1のときには、入力電流とは逆相の電流となるため、相殺されて小さな電流となる。このため、共有アームとなるインバータの1アームの損失はさらに低減される。 Furthermore, in the power conversion devices according to the first to fourth embodiments, the current flowing through one arm of the inverter serving as the shared arm is a current having a phase opposite to the input current when the power factor of the load of the inverter is 1, It cancels out and becomes a small current. For this reason, the loss of one arm of the inverter serving as the shared arm is further reduced.
実施形態3及び4に係る電力変換装置では、メンテナンスのために設けているスイッチ群SWBを有効に活用しているので、実施形態1及び2のように、入力相電圧と出力電圧が同期し位相が一致している場合に開閉するスイッチを特別に設ける必要はない。 In the power converters according to the third and fourth embodiments, the switch group SWB provided for maintenance is effectively used, so that the input phase voltage and the output voltage are synchronized with each other as in the first and second embodiments. There is no need to provide a special switch that opens and closes when they match.
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but these are examples for explaining the present invention, and the scope of the present invention is not intended to be limited to these embodiments. The present invention can be implemented in various modes different from the above-described embodiments without departing from the gist thereof.
100、300 電力変換装置、
110、310 コンバータ、
115(1)、115(2)、…115(n) アーム回路、
117(11)、117(12)、117(21)、117(22)、…、117(n1)、117(n2) スイッチング回路
118(1)、118(2)、…、118(n) リアクトル
130、330 インバータ、
135(1)、135(2)、…135(n) アーム回路、
137(11)、137(12)、137(21)、137(22)、…、137(n1)、137(n2) スイッチング回路
138(1)、138(2)、…、138(n) リアクトル
139(1)、139(2)、…、139(n) コンデンサ
140、340 平滑コンデンサ、
145 スイッチ、
150、350 制御部、
160、360 コンバータ制御部、
161、361 入力電流振幅指令生成回路、
162、362 入力電流基準正弦波生成回路、
163、363 切換器、
164、364 コンバータ相電圧変調指令生成回路、
165、176、365、376、 PWM信号生成回路、
166、366 コンバータ駆動回路、
177、377 インバータ駆動回路、
170、370 インバータ制御部、
171、371 PLL回路、
172、372 発振器、
173、373 切換回路、
174、374 インバータ電圧基準正弦波生成回路、
175、375 インバータ相電圧変調指令生成回路、
180、380 同期/位相一致検出回路、
190 SW励磁回路、
200、400 ゲート信号遮断回路、
385 インバータ/バイパス選択回路、
386 OR回路、
390 SWB励磁回路、
392 SWIN励磁回路、
394 SWOUT励磁回路。
100, 300 power converter,
110, 310 converter,
115 (1), 115 (2),... 115 (n) arm circuit,
117 (11), 117 (12), 117 (21), 117 (22), ... 117 (n1), 117 (n2) switching circuits 118 (1), 118 (2), ..., 118 (n) reactors 130, 330 inverter,
135 (1), 135 (2),... 135 (n) arm circuit,
137 (11), 137 (12), 137 (21), 137 (22),... 137 (n1), 137 (n2) Switching circuit 138 (1), 138 (2),..., 138 (n) reactor 139 (1), 139 (2), ..., 139 (n) capacitor 140, 340 smoothing capacitor,
145 switch,
150, 350 control unit,
160, 360 converter control unit,
161, 361 input current amplitude command generation circuit,
162, 362 input current reference sine wave generation circuit,
163, 363 switching device,
164, 364 converter phase voltage modulation command generation circuit,
165, 176, 365, 376, PWM signal generation circuit,
166, 366 converter drive circuit,
177, 377 inverter drive circuit,
170, 370 Inverter control unit,
171, 371 PLL circuit,
172, 372 oscillator,
173, 373 switching circuit,
174, 374 inverter voltage reference sine wave generation circuit,
175, 375 inverter phase voltage modulation command generation circuit,
180, 380 synchronization / phase coincidence detection circuit,
190 SW excitation circuit,
200, 400 Gate signal cutoff circuit,
385 Inverter / bypass selection circuit,
386 OR circuit,
390 SWB excitation circuit,
392 SWIN excitation circuit,
394 SWOUT excitation circuit.
Claims (13)
前記コンバータから入力する直流電力を交流電力に変換し交流出力端子から出力するインバータと、
前記交流入力端子と前記交流出力端子の同一相を接続する一つのスイッチと、を有し、
前記コンバータ及びインバータは、並列に接続された複数のアーム回路を有し、前記アーム回路は、少なくとも2つ以上の直列に接続されたスイッチング回路を有し、前記スイッチング回路は、並列に接続された整流素子及びスイッチング素子を有し、
前記交流入力端子の交流電圧と前記交流出力端子の交流電圧との同期及び位相が一致したとき、前記スイッチを閉じ、前記コンバータの前記スイッチを接続しているアーム回路に流れる電流が0になるように制御することを特徴とする電力変換装置。 A converter that converts AC power input from the AC input terminal into DC power;
An inverter that converts DC power input from the converter into AC power and outputs it from an AC output terminal;
One switch for connecting the same phase of the AC input terminal and the AC output terminal,
The converter and the inverter have a plurality of arm circuits connected in parallel, the arm circuits have at least two or more switching circuits connected in series, and the switching circuits are connected in parallel. A rectifying element and a switching element;
When the synchronization and phase of the AC voltage at the AC input terminal and the AC voltage at the AC output terminal match, the switch is closed so that the current flowing through the arm circuit connected to the switch of the converter becomes zero. The power converter characterized by controlling to.
前記コンバータから入力する直流電力を交流電力に変換し交流出力端子から出力するインバータと、
前記交流入力端子と前記交流出力端子の同一相を接続する一つのスイッチと、を有し、
前記コンバータ及びインバータは、並列に接続された複数のアーム回路を有し、前記アーム回路は、少なくとも2つ以上の直列に接続されたスイッチング回路を有し、前記スイッチング回路は、並列に接続された整流素子及びスイッチング素子を有し、
前記交流入力端子の交流電圧と前記交流出力端子の交流電圧との同期及び位相が一致したとき、前記スイッチを閉じ、前記コンバータの前記スイッチを接続しているアーム回路のスイッチング回路が有するスイッチング素子のスイッチングを停止させることを特徴とする電力変換装置。 A converter that converts AC power input from the AC input terminal into DC power;
An inverter that converts DC power input from the converter into AC power and outputs it from an AC output terminal;
One switch for connecting the same phase of the AC input terminal and the AC output terminal,
The converter and the inverter have a plurality of arm circuits connected in parallel, the arm circuits have at least two or more switching circuits connected in series, and the switching circuits are connected in parallel. A rectifying element and a switching element;
When the synchronization and phase of the AC voltage at the AC input terminal and the AC voltage at the AC output terminal match, the switch is closed, and the switching element of the switching circuit of the arm circuit that connects the switch of the converter A power converter that stops switching.
前記コンバータから入力する直流電力を交流電力に変換し交流出力端子から出力するインバータと、
前記交流入力端子と前記コンバータとの間、前記交流出力端子と前記インバータとの間、前記交流入力端子と前記交流出力端子との間、にそれぞれ設けたスイッチ群と、を有し、
前記コンバータ及びインバータは、並列に接続された複数のアーム回路を有し、前記アーム回路は、少なくとも2つ以上の直列に接続されたスイッチング回路を有し、前記スイッチング回路は、並列に接続された整流素子及びスイッチング素子を有し、
メンテナンス時でないときに、前記交流入力端子と前記コンバータとの間、前記交流出力端子と前記インバータとの間に設けたスイッチ群をすべて閉じ、
メンテナンスでないときに、前記交流入力端子の交流電圧と前記交流出力端子の交流電圧との同期及び位相が一致したとき、前記交流入力端子と前記交流出力端子との間に設けたスイッチ群うちの1つのスイッチのみを閉じ、
前記コンバータの前記交流入力端子と前記交流出力端子との間に設けたスイッチ群うちの閉じたスイッチと接続しているアーム回路に流れる電流が0になるように制御することを特徴とする電力変換装置。 A converter that converts AC power input from the AC input terminal into DC power;
An inverter that converts DC power input from the converter into AC power and outputs it from an AC output terminal;
A switch group provided between the AC input terminal and the converter, between the AC output terminal and the inverter, between the AC input terminal and the AC output terminal, and
The converter and the inverter have a plurality of arm circuits connected in parallel, the arm circuits have at least two or more switching circuits connected in series, and the switching circuits are connected in parallel. A rectifying element and a switching element;
When not during maintenance, close all switch groups provided between the AC input terminal and the converter, between the AC output terminal and the inverter,
One of the switch groups provided between the AC input terminal and the AC output terminal when the synchronization and phase of the AC voltage of the AC input terminal and the AC voltage of the AC output terminal coincide with each other when maintenance is not performed. Close only one switch,
Controlling power so that an electric current flowing through an arm circuit connected to a closed switch of a group of switches provided between the AC input terminal and the AC output terminal of the converter is zero. apparatus.
前記コンバータから入力する直流電力を交流電力に変換し交流出力端子から出力するインバータと、
前記交流入力端子と前記コンバータとの間、前記交流出力端子と前記インバータとの間、前記交流入力端子と前記交流出力端子との間、にそれぞれ設けたスイッチ群と、を有し、
前記コンバータ及びインバータは、並列に接続された複数のアーム回路を有し、前記アーム回路は、少なくとも2つ以上の直列に接続されたスイッチング回路を有し、前記スイッチング回路は、並列に接続された整流素子及びスイッチング素子を有し、
メンテナンス時でないときに、前記交流入力端子と前記コンバータとの間、前記交流出力端子と前記インバータとの間に設けたスイッチ群をすべて閉じ、
メンテナンスでないときに、前記交流入力端子の交流電圧と前記交流出力端子の交流電圧との同期及び位相が一致したとき、前記交流入力端子と前記交流出力端子との間に設けたスイッチ群うちの1つのスイッチのみを閉じ、
前記コンバータの前記交流入力端子と前記交流出力端子との間に設けたスイッチ群うちの閉じたスイッチと接続しているアーム回路のスイッチング回路が有するスイッチング素子のスイッチングを停止させることを特徴とする電力変換装置。 A converter that converts AC power input from the AC input terminal into DC power;
An inverter that converts DC power input from the converter into AC power and outputs it from an AC output terminal;
A switch group provided between the AC input terminal and the converter, between the AC output terminal and the inverter, between the AC input terminal and the AC output terminal, and
The converter and the inverter have a plurality of arm circuits connected in parallel, the arm circuits have at least two or more switching circuits connected in series, and the switching circuits are connected in parallel. A rectifying element and a switching element;
When not during maintenance, close all switch groups provided between the AC input terminal and the converter, between the AC output terminal and the inverter,
One of the switch groups provided between the AC input terminal and the AC output terminal when the synchronization and phase of the AC voltage of the AC input terminal and the AC voltage of the AC output terminal coincide with each other when maintenance is not performed. Close only one switch,
Electric power for stopping switching of a switching element included in a switching circuit of an arm circuit connected to a closed switch of a switch group provided between the AC input terminal and the AC output terminal of the converter Conversion device.
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JP2006174633A (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Sanken Electric Co Ltd | Three-phase power conversion equipment |
JP2007300712A (en) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Sanken Electric Co Ltd | Ac power feeding device |
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