JP2017184309A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、3相3レベルインバータで中性点電位を出力する場合には、スイッチング素子のスイッチング状態により、正極側コンデンサが充電される期間と負極側コンデンサが充電される期間とがあり、中性点電位が出力周波数の3倍周波数で変化することが知られている。
そのため、中性点電位の変動を抑制することができる。
図1は、この発明の実施の形態1に係る電力変換装置の3レベルインバータを、直流電源およびモータとともに示す回路図である。図1において、3レベルインバータ10は、中性点が接地された直流電源1とモータ2とに接続されている。
状態2:Eu,v,w=−Ed/2 (2)
状態3:Eu,v,w=ΔV (3)
まず、図1より、正極側コンデンサ11を流れる電流i、および負極側コンデンサ12を流れる電流i−inについて、次式(7)および次式(8)が成立する。
isv=isv’+inv+isv” (11)
isw=isw’+inw+isw” (12)
in=inu+inv+inw (13)
a<0のとき、Tu=T−T2u、Tv=T−T2v、Tw=T−T2w (16)
このとき、式(9)より、基本的に中性点電流in>0ならよいが、中性点電流in>0のとき、中性点電流inをさらに増加させる。また、中性点電流in<0のとき、中性点電流inを増加させ、徐々に正になるようにする。
このとき、式(9)より、基本的に中性点電流in<0ならよいが、中性点電流in<0のとき、中性点電流inをさらに減少させる。また、中性点電流in>0のとき、中性点電流inを減少させ、徐々に負になるようにする。
中性点電流inを大きくするために、中性点素子Q3、Q4のオン時間を長くする。これにより、変調率aを下げる。このとき、式(5)を電圧指令補償式として適用する。
中性点電流inを大きくするために、中性点素子Q3、Q4のオン時間を短くする。これにより、変調率aを上げる。このとき、式(5)’を電圧指令補償式として適用する。
中性点電流inを小さくするために、中性点素子Q3、Q4のオン時間を短くする。これにより、変調率aを上げる。このとき、式(5)を電圧指令補償式として適用する。
中性点電流inを小さくするために、中性点素子Q3、Q4のオン時間を長くする。これにより、変調率aを下げる。このとき、式(5)’を電圧指令補償式として適用する。
中性点電流inを大きくするために、中性点素子Q3、Q4のオン時間を短くする。これにより、変調率aを下げる。このとき、式(6)を電圧指令補償式として適用する。
中性点電流inを大きくするために、中性点素子Q3、Q4のオン時間を長くする。これにより、変調率aを上げる。このとき、式(6)’を電圧指令補償式として適用する。
中性点電流inを小さくするために、中性点素子Q3、Q4のオン時間を長くする。これにより、変調率aを上げる。このとき、式(6)を電圧指令補償式として適用する。
中性点電流inを小さくするために、中性点素子Q3、Q4のオン時間を短くする。これにより、変調率aを下げる。このとき、式(6)’を電圧指令補償式として適用する。
そのため、中性点電位の変動を抑制することができる。
また、2レベルインバータと比較して、3レベルインバータは出力電圧のdv/dtが半分となる。そのため、3レベルインバータを用いることにより、モータ端子に発生するマイクロサージ電圧を抑制することができる。
Claims (2)
- 直流電源の正極側と負極側との間に互いに直列に接続され、接続点を中性点とする正極側コンデンサおよび負極側コンデンサを有し、前記直流電源からの直流電力を交流電力に変換してモータに供給する3レベルインバータと、
前記モータに流れる電流を出力電流として検出する電流検出部と、
前記モータの回転数をモータ回転数として検出する回転数検出部と、
前記出力電流および前記モータ回転数を用いて、前記3レベルインバータに対する出力電圧指令値を演算する電圧指令演算部と、
前記正極側コンデンサおよび前記負極側コンデンサの電圧を正極側電圧および負極側電圧として検出する電圧検出部と、
前記正極側電圧と前記負極側電圧との電位差、前記出力電流の極性および前記出力電圧指令値の極性に基づいて、前記電位差が小さくなるように、前記出力電圧指令値を補償する中性点電位制御部と、
補償後の前記出力電圧指令値に基づいて、前記3レベルインバータのゲート信号を生成するPWM生成部と、
を備えた電力変換装置。 - 前記中性点電位制御部は、前記3レベルインバータの各相について、前記出力電圧指令値を補償する
請求項1に記載の電力変換装置。
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