JP2017189115A - Power conversion apparatus - Google Patents

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井上 重徳
Shigenori Inoue
重徳 井上
加藤 修治
Shuji Kato
修治 加藤
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株式会社日立製作所
Hitachi Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
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    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
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    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M2007/4835Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising a plurality of cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion apparatus eliminating the need for a reactor and capable of reducing volume and weight in the power conversion apparatus configured by cascade-connecting unit converters linked with a power system through a transformer.SOLUTION: The power conversion apparatus links with a three-phase power system through the transformer and gives and receives an effective or reactive power to or from the three-phase power system. In the power conversion apparatus, a secondary winding for the transformer is open wound and has six terminals, and a first converter group consisting of a circuit star-connecting three converter arms is connected to three terminals of the secondary winding. In the power conversion apparatus, a second converter group consisting of a circuit star-connecting the other three converter arms is connected to the three terminals of the secondary winding, and a neutral point (a star-connected point) for the first converter group and a neutral point (the star-connected point) for the second converter group are used as output terminals for the power conversion apparatus, respectively.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力変換装置に関し、特に変圧器を介して三相系統と連系する電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power converter, and more particularly to a power converter connected to a three-phase system via a transformer.
非特許文献1は、オン・オフ制御が可能なスイッチング素子(Insulated-gate bipolar transistor:IGBTなど)を使用し、該スイッチング素子の耐圧を超える高電圧を出力できる電力変換装置の一方式として、モジュラー・マルチレベル変換器(MMC)を提案している。   Non-Patent Document 1 uses a switching element (Insulated-gate bipolar transistor: IGBT or the like) capable of on / off control, and a modular system as one method of a power converter that can output a high voltage exceeding the breakdown voltage of the switching element. -A multi-level converter (MMC) is proposed.
MMCの回路構成を説明するために、まず、MMCの各部分の名称を定義する。   In order to explain the circuit configuration of the MMC, first, names of the respective parts of the MMC are defined.
MMCでは、図4に示す双方向チョッパ回路が単位変換器となっている。   In the MMC, the bidirectional chopper circuit shown in FIG. 4 is a unit converter.
各単位変換器は、少なくとも2つの端子を介して外部回路と接続する。本実施例では、該2端子をそれぞれx端子,y端子と呼ぶことにする。また。y端子を基準としたx端子までの電圧をセル電圧と呼ぶことにする。   Each unit converter is connected to an external circuit through at least two terminals. In this embodiment, the two terminals are referred to as an x terminal and a y terminal, respectively. Also. The voltage up to the x terminal with respect to the y terminal will be referred to as the cell voltage.
図4に示す双方向チョッパ回路のエネルギー蓄積素子405の電圧をVCとすると、セル電圧の取りうる値は、VCと零の2つである。   If the voltage of the energy storage element 405 of the bidirectional chopper circuit shown in FIG. 4 is VC, the cell voltage can take two values, VC and zero.
本実施例では、1つまたは複数の前記単位変換器のx端子とy端子をカスケード接続した回路を、変換器アームと呼ぶことにする。   In this embodiment, a circuit in which the x terminal and the y terminal of one or more unit converters are cascade-connected is referred to as a converter arm.
各変換器アームは、少なくとも2つの端子を持つ。本実施例では、該2端子をそれぞれa端子,b端子と呼ぶことにする。また、b端子を基準としたa端子までの電圧をアーム電圧と呼ぶことにする。アーム電圧は、該変換器アームに含まれる単位変換器のセル電圧の和である。   Each transducer arm has at least two terminals. In this embodiment, the two terminals are referred to as a terminal and b terminal, respectively. The voltage up to the a terminal with respect to the b terminal is referred to as an arm voltage. The arm voltage is the sum of the cell voltages of the unit converters included in the converter arm.
アーム電圧は、セル電圧の和であるため、各セルが備えているエネルギー蓄積素子の電圧VCを単位とする電圧となる。   Since the arm voltage is the sum of the cell voltages, the arm voltage is a voltage in units of the voltage VC of the energy storage element included in each cell.
本実施例では、第1の変換器アームのb端子に第1のリアクトルの一方の端子を直列接続し、第1のリアクトルの他方の端子に第2のリアクトルの一方の端子を直列接続し、第2のリアクトルの他方の端子に第2の変換器アームのa端子を直列接続した回路をレグと呼ぶことにする。   In this embodiment, one terminal of the first reactor is connected in series to the b terminal of the first converter arm, and one terminal of the second reactor is connected in series to the other terminal of the first reactor, A circuit in which the a terminal of the second converter arm is connected in series to the other terminal of the second reactor is referred to as a leg.
第1の変換器アームのa端子をレグのP端子と呼び、前記2台のリアクトルの接続点をレグのM端子と呼び、第2の変換器アームのb端子をレグのN端子と呼ぶことにする。したがって、各レグはP端子,M端子,N端子の少なくとも3端子を持つ。また、本実施例では、レグに含まれる2台の変換器アームのアーム電圧の和をレグ電圧と呼ぶことにする。   The a terminal of the first converter arm is called the P terminal of the leg, the connection point of the two reactors is called the M terminal of the leg, and the b terminal of the second converter arm is called the N terminal of the leg To. Therefore, each leg has at least three terminals of P terminal, M terminal, and N terminal. In this embodiment, the sum of the arm voltages of the two converter arms included in the leg is referred to as the leg voltage.
レグ電圧はアーム電圧の和であるため、やはり、各単位変換器が備えているエネルギー蓄積素子の電圧VCを単位とする電圧となる。   Since the leg voltage is the sum of the arm voltages, it is also a voltage having the voltage VC of the energy storage element included in each unit converter as a unit.
次に、MMCの回路構成を説明する。ここでは一例として三相MMCについて述べる   Next, the circuit configuration of the MMC will be described. Here we describe three-phase MMC as an example.
3台のレグのP端子を相互に接続して、その接続点から一方の端子を引き出し、同様に、該3台のレグのN端子を相互に接続し、その接続点から他方の端子を引き出すことで、三相MMCを構成できる。本実施例では、相互に接続された3つの前記P端子から引き出した端子をMMCの正側出力端子、相互に接続された3つの前記N端子から引き出した端子をMMCの負側出力端子と呼ぶことにする。   Connect the P terminals of the three legs to each other and pull out one terminal from the connection point. Similarly, connect the N terminals of the three legs to each other and pull out the other terminal from the connection point. Thus, a three-phase MMC can be configured. In this embodiment, the terminals drawn from the three P terminals connected to each other are called the positive output terminals of the MMC, and the terminals drawn from the three N terminals connected to each other are called the negative output terminals of the MMC. I will decide.
MMCの正側出力端子と負側出力端子との間には直流負荷を接続できる。   A DC load can be connected between the positive output terminal and the negative output terminal of the MMC.
また、前記3台のレグの合計3つのM端子には、三相電力系統を接続できる。本実施例では、前記3台のレグの合計3つのM端子を総称して、三相端子と呼ぶことにする。   A three-phase power system can be connected to a total of three M terminals of the three legs. In the present embodiment, a total of three M terminals of the three legs are collectively referred to as a three-phase terminal.
以下、MMCの動作についてごく簡単に説明する。前記三相端子は、変圧器または、連系リアクトルを介して三相電力系統に連系しているものとする。   Hereinafter, the operation of the MMC will be described very simply. The three-phase terminal is connected to a three-phase power system via a transformer or a connected reactor.
MMCを構成する各変換器アームのアーム電圧を制御することにより、三相端子間の電圧を制御できる。   By controlling the arm voltage of each converter arm constituting the MMC, the voltage between the three-phase terminals can be controlled.
例えば、三相端子間の電圧の系統周波数成分を、系統線間電圧と同周波数、同振幅に制御しつつ、位相のみを系統線間電圧の位相よりもわずかに遅らせると、電力系統から三相MMCに有効電力が流入する。   For example, if the system frequency component of the voltage between the three-phase terminals is controlled to the same frequency and the same amplitude as the voltage between the system lines, and only the phase is slightly delayed from the phase of the system line voltage, Active power flows into the MMC.
また、三相端子間の電圧の系統周波数成分を、系統線間電圧と同周波数と同振幅に制御しつつ、位相のみを系統線間電圧の位相よりもわずかに進ませると、三相MMCから電力系統に有効電力が流出する。   In addition, if the system frequency component of the voltage between the three-phase terminals is controlled to the same frequency and the same amplitude as the voltage between the system lines, and only the phase is slightly advanced from the phase of the system line voltage, the three-phase MMC Active power flows into the power system.
三相端子間の電圧の系統周波数成分を、系統線間電圧と同周波数、同位相に制御しつつ
、振幅のみを系統線間電圧の振幅よりもわずかに増加すると、電力系統と三相MMCの間に進相無効電力が発生する。
While controlling the system frequency component of the voltage between the three-phase terminals to the same frequency and the same phase as the voltage between the system lines, if only the amplitude is slightly increased from the amplitude of the system line voltage, the power system and the three-phase MMC Phase reactive power is generated in the meantime.
三相端子間の電圧の系統周波数成分を、系統線間電圧と同周波数、同位相に制御しつつ
、振幅のみを系統線間電圧の振幅よりもわずかに減少すると、電力系統と三相MMCの間に遅相無効電力が発生する。
While controlling the system frequency component of the voltage between the three-phase terminals to the same frequency and the same phase as the voltage between the system lines, if only the amplitude is slightly decreased from the amplitude of the system line voltage, the power system and the three-phase MMC Slow reactive power is generated in the meantime.
しかし、MMCには以下で述べる2つの課題がある。   However, MMC has the following two problems.
第1の課題は、各レグにリアクトルが必要である点である。   The first problem is that a reactor is required for each leg.
前記三相MMCにおいて、各単位変換器に含まれるエネルギー蓄積素子が理想的な直流電圧源であり、かつ、全て理想直流電圧源の電圧が等しい場合、各単位変換器のスイッチング・タイミングを適切に制御することにより、3台のレグのレグ電圧を一致させることができる。   In the three-phase MMC, when the energy storage element included in each unit converter is an ideal DC voltage source and all the ideal DC voltage sources have the same voltage, the switching timing of each unit converter is appropriately set. By controlling, the leg voltages of the three legs can be matched.
しかし、実際のMMCでは、エネルギー蓄積素子として、電解コンデンサや蓄電池を使用する。   However, in an actual MMC, an electrolytic capacitor or a storage battery is used as an energy storage element.
各単位変換器は、単相変換器として動作するため、各単位変換器に流入出する瞬時電力は、三相端子に接続された電力系統または三相負荷の周波数の2倍周波数の脈動成分を持つ。   Since each unit converter operates as a single-phase converter, the instantaneous power flowing into and out of each unit converter has a pulsating component that is twice the frequency of the power system connected to the three-phase terminal or the frequency of the three-phase load. Have.
また、MMCは、正側出力端子と負側出力端子の間に接続された直流負荷と直流電力を授受するため、各単位変換器に流入出する瞬時電力には、該直流負荷との電力授受に伴う電力脈動成分も存在する。   Further, since the MMC exchanges DC power with the DC load connected between the positive output terminal and the negative output terminal, the instantaneous power flowing into and out of each unit converter is exchanged with the DC load. There is also a power pulsation component associated with.
したがって、各単位変換器に含まれるエネルギー蓄積素子(電解コンデンサや蓄電池など)の両端電圧は脈動しており、しかも、その脈動成分の瞬時値は、レグごとに異なる。   Therefore, the voltage across the energy storage element (electrolytic capacitor, storage battery, etc.) included in each unit converter pulsates, and the instantaneous value of the pulsating component varies from leg to leg.
前述のように、レグ電圧は、そのレグに含まれる単位変換器のエネルギー蓄積素子の電圧VCを単位とする電圧となる。   As described above, the leg voltage is a voltage whose unit is the voltage VC of the energy storage element of the unit converter included in the leg.
エネルギー蓄積素子の電圧VCがレグごとに異なる場合、単位変換器のスイッチング・タイミングを適切に制御しても、3台のレグのレグ電圧を常時完全に一致させることは不可能である。   When the voltage VC of the energy storage element is different for each leg, it is impossible to always match the leg voltages of the three legs even if the switching timing of the unit converter is appropriately controlled.
3台のレグのレグ電圧が不一致である期間において、レグ電圧の差は、各レグに含まれる2台のリアクトルのみが分担する。   In a period in which the leg voltages of the three legs do not match, only the two reactors included in each leg share the difference in the leg voltages.
各レグに含まれる2台のリアクトルのインダクタンスが零であった場合、該期間において、レグ電圧の差を分担するのは、レグ間を接続する配線のみとなる。該配線のインピーダンスは小さいため、前記3台のレグに過電流が流れてしまう。   When the inductances of the two reactors included in each leg are zero, the difference in the leg voltage is shared only by the wiring connecting the legs during this period. Since the impedance of the wiring is small, an overcurrent flows through the three legs.
このため、この過電流を制御するために、各レグにリアクトルが必須である。   For this reason, a reactor is indispensable for each leg in order to control this overcurrent.
第2の課題は、MMCが直流電力を直流負荷に伝送する場合、前記リアクトルが大型化する点である。   A second problem is that when the MMC transmits DC power to a DC load, the reactor is enlarged.
MMCが直流電力を負荷負荷に伝送する場合、各相の変換器アームとリアクトルに零相直流電流を流す必要がある。このため、前記リアクトルには零相直流電流と正相・逆相電流が重畳した電流が流れる。   When the MMC transmits DC power to a load load, it is necessary to flow a zero-phase DC current through the converter arm and the reactor of each phase. For this reason, a current in which a zero-phase DC current and a normal phase / reverse phase current are superimposed flows in the reactor.
この場合、該リアクトルに正相・逆相電流のみが流れる場合に比較して電流最大値が大きくなる。該電流最大値においても磁気飽和を起こさないためには、該リアクトルの鉄心断面積を大きくする必要があり、前記リアクトルの大型化を招く。   In this case, the maximum current value becomes larger than when only the normal phase / reverse phase current flows through the reactor. In order not to cause magnetic saturation even at the maximum current value, it is necessary to increase the cross-sectional area of the core of the reactor, leading to an increase in the size of the reactor.
通常、各種電力変換装置を特別高圧系統に連系する場合、電圧の昇降圧や電気的絶縁確保の目的で、変圧器を設置することが一般的である。   Usually, when connecting various power converters to a special high voltage system, it is common to install a transformer for the purpose of voltage step-up / step-down and electrical insulation.
そして、本発明は、変圧器を介して電力系統に連系する,単位変換器をカスケード接続して構成される電力変換装置において、リアクトルを不要とし、体積・重量を低減できる電力変換装置を提供するものである。   And this invention provides the power converter device which makes a reactor unnecessary and can reduce a volume and weight in the power converter device comprised by cascading the unit converter linked to an electric power system through a transformer. To do.
上記課題を達成するために、本発明は電圧源と制御電流源の直列回路を備えた電力変換装置において、前記電圧源と前記制御電流源の直列回路を少なくとも2組並列接続し、該並列接続した前記直列回路の並列接続点をそれぞれ出力端子とすることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, according to the present invention, in a power conversion device including a series circuit of a voltage source and a control current source, at least two sets of the series circuit of the voltage source and the control current source are connected in parallel. Each of the parallel connection points of the series circuit is used as an output terminal.
また、上記課題を達成するために、本発明は三相電圧源の中性点を引き出した三相電圧源の各相に3つの制御電流源をスター結線した回路を接続して構成した電力変換装置において、前記制御電流源の中性点と前記三相電圧源の中性点とを出力端子とすることを特徴とするものである。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a power conversion circuit configured by connecting a circuit in which three control current sources are star-connected to each phase of a three-phase voltage source obtained by extracting a neutral point of the three-phase voltage source. In the apparatus, the neutral point of the control current source and the neutral point of the three-phase voltage source are output terminals.
更に、本発明は電力変換装置において、前記電圧源はディファレンシャルモード(または正相・逆相)成分のみを含んでおり、前記制御電流源は、ディファレンシャルモード(
または正相・逆相)成分を制御することで、前記電圧源と電力授受を行い、前記制御電流源は、コモンモード(または零相)成分を制御することで、前記出力端子に接続された負荷装置または電源と電力の授受を行うことを特徴とするものである。
Furthermore, in the power converter according to the present invention, the voltage source includes only a differential mode (or normal phase / reverse phase) component, and the control current source includes a differential mode (
(Or, positive phase / reverse phase) is controlled to transfer power to and from the voltage source, and the control current source is connected to the output terminal by controlling the common mode (or zero phase) component. It is characterized by exchanging electric power with a load device or a power source.
また、上記課題を達成するために、本発明は単相または多相変圧器と変換器アームとを備えた電力変換装置において、該電力変換装置は前記単相または多相変圧器の一次巻線の各相が入力端子であり、前記単相または多相変圧器の二次巻線は中性点を引き出した構造となっており、前記変圧器の二次巻線と変換器アームとの直列回路を並列接続し、該並列接続点と前記二次巻線の中性点とをそれぞれ出力端子とすることを特徴とするものである
In order to achieve the above object, the present invention provides a power converter including a single-phase or multi-phase transformer and a converter arm, wherein the power converter is a primary winding of the single-phase or multi-phase transformer. Each phase is an input terminal, and the secondary winding of the single-phase or multi-phase transformer has a structure in which a neutral point is drawn, and the secondary winding of the transformer and the converter arm are connected in series. The circuits are connected in parallel, and the parallel connection point and the neutral point of the secondary winding are used as output terminals, respectively.
また、上記課題を達成するために、本発明は二次巻線から中性点を引き出した三相変圧器と、前記二次巻線の各相に、3台の変換器アームをスター結線した回路を接続して構成した電力変換装置において、前記三相変圧器の一次巻線の各相を入力端子とし、前記変換器アームの中性点と前記二次巻線の中性点とを出力端子とすることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention has a three-phase transformer in which a neutral point is drawn from a secondary winding, and three converter arms are star-connected to each phase of the secondary winding. In the power converter configured by connecting circuits, each phase of the primary winding of the three-phase transformer is used as an input terminal, and the neutral point of the converter arm and the neutral point of the secondary winding are output. It is characterized by being a terminal.
また、上記課題を達成するために、本発明は変圧器を介して三相電力系統に連系する電力変換装置において、前記変圧器の一次巻線を前記三相電力系統に接続し、該変圧器の二次巻線をオープン巻線として6端子とし、該二次巻線の第1〜第3の端子に3台の変換器アームをスター結線した回路からなる第1の変換器グループを接続し、第4〜第6の端子に別の3台の変換器アームをスター結線した回路からなる第2の変換器グループをスター結線した回路を接続し、第1の変換器グループの中性点と第2の変換器グループの中性点とを電力変換装置の出力端子とすることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a power converter that is connected to a three-phase power system via a transformer, wherein a primary winding of the transformer is connected to the three-phase power system, and the transformer Connect the first converter group consisting of a circuit in which three converter arms are star-connected to the first to third terminals of the secondary winding. Then, a second converter group consisting of a circuit in which another three converter arms are star-connected is connected to the fourth to sixth terminals, and a neutral point of the first converter group is connected. And the neutral point of the second converter group are output terminals of the power converter.
また、上記課題を達成するために、本発明は変圧器を介して三相電力系統に連系する電力変換装置において、前記変圧器の一次巻線を前記三相電力系統に接続し、該変圧器の二次巻線の中性点を引き出して4端子とし、該二次巻線の中性点以外の各相に3台の変換器アームをスター結線した回路を接続し、前記3台の変換器アーム中性点と前記二次巻線の中性点とを電力変換装置の出力端子とすることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a power converter that is connected to a three-phase power system via a transformer, wherein a primary winding of the transformer is connected to the three-phase power system, and the transformer The neutral point of the secondary winding of the transformer is pulled out to 4 terminals, and a circuit in which three converter arms are star-connected to each phase other than the neutral point of the secondary winding is connected. The neutral point of the converter arm and the neutral point of the secondary winding are used as output terminals of the power converter.
更に、本発明は電力変換装置において、前記変換器アームは、ディファレンシャルモード(正相・逆相)電流を制御することで、前記変圧器の一次巻線に接続した単相または多相電力系統と電力授受を行い、コモンモード(零相)成分を制御することで、前記出力端子に接続された負荷装置または電源と電力の授受を行うことを特徴とするものである。   Furthermore, the present invention provides a power converter, wherein the converter arm controls a differential mode (normal phase / reverse phase) current to connect a single-phase or multi-phase power system connected to a primary winding of the transformer. By transferring power and controlling the common mode (zero phase) component, power is transferred to and from the load device or power source connected to the output terminal.
更に、本発明は電力変換装置において、前記変圧器は、二次巻線を流れるコモンモード(零相)電流に起因する起磁力を大略零とする手段を備えていることを特徴とするものである。   Furthermore, the present invention provides the power converter, wherein the transformer includes means for making the magnetomotive force caused by the common mode (zero phase) current flowing through the secondary winding substantially zero. is there.
更に、本発明は電力変換装置において、一次巻線と二次巻線を入れ替えたことを特徴とするものである。   Furthermore, the present invention is characterized in that in the power converter, the primary winding and the secondary winding are interchanged.
そして、本発明の電力変換装置によれば、変圧器の励磁インダクタンスと漏れインダクタンスが、非特許文献1のMMCにおけるリアクトルの役割を兼ねるため、リアクトルが不要となり、このため、電力変換装置を小形・軽量化できる。
また、変圧器を介して三相電力系統に連系する電力変換装置において、前記変圧器の一次巻線を前記三相電力系統に接続し、該変圧器の二次巻線をオープン巻線として6端子とし、該二次巻線の第1〜第3の端子に3台の変換器アームをスター結線した回路からなる第1の変換器グループを接続し、第4〜第6の端子に別の3台の変換器アームをスター結線した回路からなる第2の変換器グループをスター結線した回路を接続し、第1の変換器グループの中性点と第2の変換器グループの中性点とを電力変換装置の出力端子とすることを特徴とする電力変換装置してもよい。
According to the power conversion device of the present invention, the exciting inductance and the leakage inductance of the transformer also serve as the reactor in the MMC of Non-Patent Document 1, so that the reactor is unnecessary. Weight can be reduced.
Moreover, in the power converter connected to the three-phase power system through the transformer, the primary winding of the transformer is connected to the three-phase power system, and the secondary winding of the transformer is an open winding. The first converter group consisting of a circuit in which three converter arms are star-connected is connected to the first to third terminals of the secondary winding, and is divided into the fourth to sixth terminals. A second converter group consisting of a circuit in which three converter arms are star-connected is connected to a star-connected circuit, and the neutral point of the first converter group and the neutral point of the second converter group are connected. May be used as the output terminal of the power converter.
本発明によれば、リアクトルを不要とし、体積・重量を低減した電力変換装置を提供することが出きる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can come out to provide the power converter device which made the reactor unnecessary and reduced the volume and weight.
また、本発明の電力変換装置は、電力系統と有効電力を授受する場合、変圧器二次巻線に零相直流電流が流れるが、これに起因する起磁力は零となるため、磁束を生じない効果が得られる。   In addition, when the power converter of the present invention transfers active power to and from the power system, a zero-phase DC current flows through the secondary winding of the transformer. No effect is obtained.
本発明の第1の実施形態を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における変圧器。The transformer in the 1st Embodiment of the present invention. フルブリッジ形の単位変換器。Full bridge type unit converter. 双方向チョッパ形の単位変換器。Bidirectional chopper type unit converter. 本発明の第1の実施形態を無効電力補償装置として応用した例。The example which applied the 1st Embodiment of this invention as a reactive power compensation apparatus. 本発明の第2の実施形態を示す回路図。The circuit diagram which shows the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における変圧器。The transformer in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態を示す回路図。The circuit diagram which shows the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態における変圧器。The transformer in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態を示す回路図。The circuit diagram which shows the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における変圧器。The transformer in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態を示す回路図。The circuit diagram which shows the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態における変圧器。The transformer in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態における電圧フェーザ図。The voltage phasor figure in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態における概略動作波形。The schematic operation | movement waveform in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態を直流送電システムに応用した例。The example which applied the 5th Embodiment of this invention to the direct-current power transmission system. 本発明の第6の実施形態を示す回路図。The circuit diagram which shows the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態における変圧器。The transformer in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態を示す回路図。The circuit diagram which shows the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態における変圧器。The transformer in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態を示す回路図。The circuit diagram which shows the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態における変圧器。The transformer in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施形態を示す回路図。The circuit diagram which shows the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施形態における変圧器。The transformer in the ninth embodiment of the present invention. 本発明の第10の実施形態を示す回路図。The circuit diagram which shows the 10th Embodiment of this invention. 本発明の第10の実施形態における変圧器。The transformer in the 10th embodiment of the present invention. 本発明の第11の実施形態を示す回路図。The circuit diagram which shows the 11th Embodiment of this invention.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明を実施する第1の形態について説明する。   A first embodiment for carrying out the present invention will be described.
本発明の電力変換装置101の構成について、図1を用いて説明する。   The structure of the power converter device 101 of this invention is demonstrated using FIG.
電力変換装置101は、変圧器105と正側変換器グループ112,負側変換器グループ116とから構成される。   The power conversion apparatus 101 includes a transformer 105, a positive side converter group 112, and a negative side converter group 116.
本実施例では、三相電力系統100の各相をR相,S相,T相と呼ぶことにする。また
、線間電圧をVRS,VST,VTRと表記する。さらに、三相電力系統100の各相に流れる電流を系統電流と呼び、IR,IS,ITと表記することにする。
In the present embodiment, each phase of the three-phase power system 100 is referred to as an R phase, an S phase, and a T phase. The line voltage is expressed as VRS, VST, VTR. Furthermore, a current flowing through each phase of the three-phase power system 100 is called a system current and is expressed as IR, IS, IT.
次に、図1と図2を用いて、変圧器105の構成について説明する。   Next, the configuration of the transformer 105 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
変圧器105は、R相端子102,S相端子103,T相端子104,u相正側端子106,v相正側端子107,w相正側端子108,u相負側端子109,v相負側端子110,w相負側端子111、の合計9端子を備えている。   The transformer 105 includes an R-phase terminal 102, an S-phase terminal 103, a T-phase terminal 104, a u-phase positive terminal 106, a v-phase positive terminal 107, a w-phase positive terminal 108, a u-phase negative terminal 109, and a v-phase. A total of nine terminals including a negative terminal 110 and a w-phase negative terminal 111 are provided.
図2は、変圧器105の各巻線が各鉄心に生じる起磁力の極性と、各巻線の結線を示す
。変圧器105は、鉄心202〜204を有しており、これらの鉄心は三脚鉄心を構成する。一次巻線200はデルタ結線されており、R相−S相間,S相−T相間,T相−R相間の各巻線205,206,207はそれぞれ鉄心202,203,204に巻回されている。巻線205〜207の巻数は大略等しい。
FIG. 2 shows the polarity of the magnetomotive force generated in each iron core by each winding of the transformer 105 and the connection of each winding. The transformer 105 has iron cores 202 to 204, and these iron cores constitute a tripod iron core. The primary winding 200 is delta-connected, and the windings 205, 206, and 207 between the R phase and the S phase, between the S phase and the T phase, and between the T phase and the R phase are wound around the iron cores 202, 203, and 204, respectively. . The number of turns of the windings 205 to 207 is substantially equal.
二次巻線201は、u相巻線208,v相巻線209,w相巻線210を備えている。巻線208〜210の巻数は大略等しい。   The secondary winding 201 includes a u-phase winding 208, a v-phase winding 209, and a w-phase winding 210. The number of turns of the windings 208 to 210 is substantially equal.
実施例1では、u相巻線208の両端電圧をVu、v相巻線209の両端電圧をVv、w相巻線210の両端電圧をVwと表記することにする。   In the first embodiment, the voltage across the u-phase winding 208 is denoted as Vu, the voltage across the v-phase winding 209 is denoted as Vv, and the voltage across the w-phase winding 210 is denoted as Vw.
電力変換装置の正側出力端子121と負側出力端子122の間には、負荷装置123を接続している。本明細書では、負荷装置123に印加される電圧をVD、負荷装置123に流れる電流をIDと表記することにする。   A load device 123 is connected between the positive output terminal 121 and the negative output terminal 122 of the power converter. In this specification, the voltage applied to the load device 123 is denoted as VD, and the current flowing through the load device 123 is denoted as ID.
次に、正側変換器グループ112と負側変換器グループ116の構成について説明する
Next, the configuration of the positive side converter group 112 and the negative side converter group 116 will be described.
正側変換器グループ112は、u相正側変換器アーム113,v相正側変換器アーム114,w相正側変換器アーム115とからなる。また、該負側変換器グループ116は、u相負側変換器アーム117,v相負側変換器アーム118,w相負側変換器アーム119からなる。   The positive-side converter group 112 includes a u-phase positive-side converter arm 113, a v-phase positive-side converter arm 114, and a w-phase positive-side converter arm 115. The negative-side converter group 116 includes a u-phase negative-side converter arm 117, a v-phase negative-side converter arm 118, and a w-phase negative-side converter arm 119.
各変換器アーム113〜115,117〜118は、a端子とb端子とを備えている。本実施例では、b端子を基準としたa端子までの電圧をアーム電圧と呼ぶことにする。また、各変換器アーム113〜115,117〜118は1台または複数台の単位変換器120をカスケード接続した回路である。   Each converter arm 113-115, 117-118 is provided with a terminal and b terminal. In this embodiment, the voltage up to the a terminal with the b terminal as a reference is referred to as an arm voltage. Each converter arm 113 to 115 and 117 to 118 is a circuit in which one or a plurality of unit converters 120 are cascade-connected.
u相正側変換器アーム113のa端子を正側出力端子121に接続し、b端子を変圧器105のu相正側端子106に接続する。また、本実施例ではu相正側変換器アーム113のアーム電圧をVarmuHと表記することにする。   The a terminal of the u-phase positive converter arm 113 is connected to the positive output terminal 121, and the b terminal is connected to the u-phase positive terminal 106 of the transformer 105. In this embodiment, the arm voltage of the u-phase positive side converter arm 113 is expressed as VarmuH.
v相正側変換器アーム114のa端子を正側出力端子121に接続し、b端子を変圧器105のv相正側端子107に接続する。また、本実施例はv相正側変換器アーム114のアーム電圧をVarmvHと表記することにする。   The a terminal of the v-phase positive converter arm 114 is connected to the positive output terminal 121, and the b terminal is connected to the v-phase positive terminal 107 of the transformer 105. In this embodiment, the arm voltage of the v-phase positive side converter arm 114 is expressed as VarmvH.
w相正側変換器アーム115のa端子を正側出力端子121に接続し、b端子を変圧器105のw相正側端子108に接続する。また、本実施例ではw相正側変換器アーム115のアーム電圧をVarmwHと表記することにする。   The a terminal of the w-phase positive converter arm 115 is connected to the positive output terminal 121, and the b terminal is connected to the w-phase positive terminal 108 of the transformer 105. In the present embodiment, the arm voltage of the w-phase positive converter arm 115 is expressed as VarmwH.
u相負側変換器アーム117のa端子を変圧器105のu相負側端子109に接続し、b端子を負側出力端子122に接続する。また、本実施例ではu相負側変換器アーム117のアーム電圧をVarmuLと表記することにする。   The a terminal of the u phase negative converter arm 117 is connected to the u phase negative terminal 109 of the transformer 105, and the b terminal is connected to the negative output terminal 122. In this embodiment, the arm voltage of the u-phase negative side converter arm 117 is expressed as VarmuL.
v相負側変換器アーム118のa端子を変圧器105のv相負側端子110に接続し、b端子を負側出力端子122に接続する。また、本実施例ではv相負側変換器アーム118のアーム電圧をVarmvLと表記することにする。   The a terminal of the v phase negative converter arm 118 is connected to the v phase negative terminal 110 of the transformer 105, and the b terminal is connected to the negative output terminal 122. In this embodiment, the arm voltage of the v-phase negative converter arm 118 is denoted as VarmvL.
v相負側変換器アーム119のa端子を変圧器105のw相負側端子111に接続し、b端子を負側出力端子122に接続する。また、本実施例ではw相負側変換器アーム119のアーム電圧をVarmwLと表記することにする。   The a terminal of the v-phase negative side converter arm 119 is connected to the w-phase negative side terminal 111 of the transformer 105, and the b terminal is connected to the negative side output terminal 122. In this embodiment, the arm voltage of the w-phase negative converter arm 119 is denoted as VarmwL.
実施例1では、VarmuHとVarmuLの和をu相アーム電圧Varmuと表記することにする。また、VarmvHとVarmvLの和をv相アーム電圧Varmuと表記することにする。同様に、VarmwHとVarmwLの和をw相アーム電圧Varmuと表記することにする。   In the first embodiment, the sum of VarmuH and VarmuL is expressed as u-phase arm voltage Varmu. Also, the sum of VarmvH and VarmvL will be expressed as v-phase arm voltage Varmu. Similarly, the sum of VarmwH and VarmwL will be expressed as w-phase arm voltage Varmu.
また、実施例1では、u相正側変換器アーム113とu相負側変換器アーム117を流れる電流をu相アーム電流Iu、v相正側変換器アーム114とv相負側変換器アーム118を流れる電流をv相アーム電流Iv、w相正側変換器アーム115とw相負側変換器アーム119を流れる電流をw相アーム電流Iwと表記することにする。   In the first embodiment, the current flowing through the u-phase positive converter arm 113 and the u-phase negative converter arm 117 is the u-phase arm current Iu, the v-phase positive converter arm 114 and the v-phase negative converter arm. The current flowing through 118 is denoted as v-phase arm current Iv, and the current flowing through w-phase positive side converter arm 115 and w-phase negative side converter arm 119 is denoted as w-phase arm current Iw.
次に、図3と図4を用いて、単位変換器120の構成について説明する。   Next, the configuration of the unit converter 120 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
図3は、単位変換器120の内部構成の一例を示す。図3の単位変換器はフルブリッジ回路である。単位変換器120は、x端子300とy端子301を有する2端子回路であり、x相ハイサイド・スイッチング素子302,x相ローサイド・スイッチング素子303,y相ハイサイド・スイッチング素子304,y相ローサイド・スイッチング素子305,エネルギー蓄積素子306とからなる。スイッチング素子302〜305は、IGBTに代表されるオン・オフ制御形電力用半導体素子である。また、エネルギー蓄積素子306は、コンデンサや蓄電池などである。本実施例では、y端子を基準としたx端子までの電圧を、単位変換器のセル電圧Vcellと呼ぶことにする。   FIG. 3 shows an example of the internal configuration of the unit converter 120. The unit converter of FIG. 3 is a full bridge circuit. The unit converter 120 is a two-terminal circuit having an x terminal 300 and a y terminal 301, and includes an x-phase high-side switching element 302, an x-phase low-side switching element 303, a y-phase high-side switching element 304, and a y-phase low-side. A switching element 305 and an energy storage element 306 are included. The switching elements 302 to 305 are on / off control type power semiconductor elements represented by IGBT. The energy storage element 306 is a capacitor, a storage battery, or the like. In the present embodiment, the voltage up to the x terminal with respect to the y terminal is referred to as a cell voltage Vcell of the unit converter.
一方、単位変換器120を図4のように双方向チョッパとすることもできる。   On the other hand, the unit converter 120 may be a bidirectional chopper as shown in FIG.
図4に示す双方向チョッパは、ハイサイド・スイッチング素子403,ローサイド・スイッチング素子404,エネルギー蓄積素子405で構成されている。スイッチング素子403,404は、IGBTに代表されるオン・オフ制御形電力用半導体素子である。また、エネルギー蓄積素子405は、コンデンサや蓄電池などである。本実施例では、図4における該電圧もセル電圧Vcellと表記することにする。   The bidirectional chopper shown in FIG. 4 includes a high side switching element 403, a low side switching element 404, and an energy storage element 405. The switching elements 403 and 404 are on / off control type power semiconductor elements represented by IGBT. The energy storage element 405 is a capacitor, a storage battery, or the like. In this embodiment, the voltage in FIG. 4 is also expressed as a cell voltage Vcell.
次に、電力変換装置101の動作を、以下の3ケースについて説明する。
(1)三相電力系統100から有効電力を受電し、負荷装置123に単相交流電力または直流電力を供給する場合
(2)負荷装置123から単相交流電力または直流電力を受電し、三相電力系統100に有効電力を供給する場合
(3)三相電力系統100と無効電力を授受する場合
Next, the operation of the power conversion apparatus 101 will be described for the following three cases.
(1) When receiving active power from the three-phase power system 100 and supplying single-phase AC power or DC power to the load device 123 (2) receiving single-phase AC power or DC power from the load device 123 and receiving three-phase power When active power is supplied to the power grid 100 (3) When reactive power is exchanged with the three-phase power grid 100
以下、電力変換装置101が三相電力系統100から有効電力を受電し、負荷装置123に単相交流電力または直流電力を供給する場合の動作について説明する。ここでは、負荷装置123が直流送電線であり、該電力変換装置101は直流送電線から見て送電側の電力変換装置である場合や、負荷装置123がモータドライブ・インバータであり、該モータドライブ・インバータが力行運転している場合、または負荷装置123が単相交流負荷である場合などを想定している。   Hereinafter, an operation when the power conversion device 101 receives active power from the three-phase power system 100 and supplies single-phase AC power or DC power to the load device 123 will be described. Here, the load device 123 is a DC power transmission line, and the power conversion device 101 is a power conversion device on the power transmission side as viewed from the DC power transmission line, or the load device 123 is a motor drive inverter, and the motor drive -It is assumed that the inverter is in a power running operation or the load device 123 is a single-phase AC load.
本実施例では、三相電力系統100の線間電圧VRS,VST,VTRを変圧器二次側に換算した電圧をaVRS,aVST,aVTRと表記することにする。ここで、aは変圧器一次巻線に対する二次巻線の巻数比である。   In this embodiment, the voltages obtained by converting the line voltages VRS, VST, VTR of the three-phase power system 100 to the transformer secondary side are expressed as aVRS, aVST, aVTR. Here, a is the turn ratio of the secondary winding to the transformer primary winding.
ここで、変圧器の二次巻線の電圧Vu,Vv,Vwと、アーム電圧Varmu,Varmv,Varmwと、負荷装置123の電圧VDの関係を説明する。   Here, the relationship between the voltage Vu, Vv, Vw of the secondary winding of the transformer, the arm voltage Varmu, Varmv, Varmw, and the voltage VD of the load device 123 will be described.
Vu,Varmu,VDの関係は、次式で表わされる。   The relationship between Vu, Varmu, and VD is expressed by the following equation.
(数1)
Vu=VD−Varmu
(Equation 1)
Vu = VD-Varmu
Vv,Varmv,VDの関係は、次式で表わされる。   The relationship between Vv, Varmv, and VD is expressed by the following equation.
(数2)
Vv=VD−Varmv
(Equation 2)
Vv = VD-Varmv
Vw,Varmw,VDの関係は、次式で表わされる。   The relationship between Vw, Varmw, and VD is expressed by the following equation.
(数3)
Vw=VD−Varmw
(Equation 3)
Vw = VD-Varmw
以上、数1〜3より、u相アーム電圧Varmu,v相アーム電圧Varmv,w相アーム電圧Varmwを制御することによって、変圧器の二次巻線の電圧Vu,Vv,Vwを制御できる。   As described above, the voltages Vu, Vv, and Vw of the secondary winding of the transformer can be controlled by controlling the u-phase arm voltage Varmu, the v-phase arm voltage Varmv, and the w-phase arm voltage Varmw from Equations 1 to 3.
ここで,実施例1においてリアクトルが不要となる理由について説明する。   Here, the reason why the reactor is unnecessary in the first embodiment will be described.
三相電力系統100のR相−S相間の線間電圧VRSを変圧器二次側に換算した電圧aVRSとu相アーム電圧Varmuの和aVRS+Varmuと,三相電力系統100のS相−T相間の線間電圧VSTを変圧器二次側に換算した電圧aVSTとv相アーム電圧Varmvの和aVST+Varmvと,三相電力系統100のT相−R相間の線間電圧VTRを変圧器二次側に換算した電圧aVTRとw相アーム電圧Varmwの和aVTR+Varmwとは,相互に異なる可能性がある。   The voltage aVRS obtained by converting the line voltage VRS between the R phase and the S phase of the three-phase power system 100 to the transformer secondary side and the sum aVRS + Varmu of the u-phase arm voltage Varmu, and between the S phase and the T phase of the three-phase power system 100 The voltage aVST obtained by converting the line voltage VST to the transformer secondary side and the sum aVST + Varmv of the v-phase arm voltage Varmv and the line voltage VTR between the T phase and the R phase of the three-phase power system 100 are converted to the transformer secondary side. The sum of the voltage aVTR and the w-phase arm voltage Varmw aVTR + Varmw may be different from each other.
aVRS+VarmuとaVST+VarmvとaVTR+Varmwとの差は,変圧器105の漏れインダクタンスによって分担される。   The difference between aVRS + Varmu, aVST + Varmv, and aVTR + Varmw is shared by the leakage inductance of the transformer 105.
したがって,実施例1においてリアクトルは不要である。   Therefore, no reactor is required in the first embodiment.
Vu,Vv,Vwの周波数と振幅を、aVRS,aVST,aVTRの周波数と振幅に一致させつつ、Vu,Vv,Vwの位相のみをaVRS,aVST,aVTRの位相よりもわずかに遅らせると、三相電力系統100から電力変換装置101に有効電力を流入させることができる。   If the frequencies and amplitudes of Vu, Vv, and Vw are matched with the frequencies and amplitudes of aVRS, aVST, and aVTR, and only the phases of Vu, Vv, and Vw are slightly delayed from the phases of aVRS, aVST, and aVTR, three phases are obtained. Active power can be caused to flow from the power system 100 to the power converter 101.
次に、アーム電圧は単位変換器120を構成するスイッチング素子のスイッチング状態によって制御できることについて述べる。   Next, it will be described that the arm voltage can be controlled by the switching state of the switching elements constituting the unit converter 120.
まず、単位変換器120がフルブリッジ回路(図3)である場合について述べる。   First, the case where the unit converter 120 is a full bridge circuit (FIG. 3) will be described.
x相ハイサイド・スイッチング素子302とx相ローサイド・スイッチング素子303を交互にオン・オフする。また、y相ハイサイド・スイッチング素子304とy相ローサイド・スイッチング素子305を交互にオン・オフする。   The x-phase high-side switching element 302 and the x-phase low-side switching element 303 are alternately turned on / off. Further, the y-phase high-side switching element 304 and the y-phase low-side switching element 305 are alternately turned on / off.
x相ハイサイド・スイッチング素子302がオン、x相ローサイド・スイッチング素子303がオフ、y相ハイサイド・スイッチング素子304がオフ、y相ローサイド・スイッチング素子305がオンの場合、電流Icellに依存することなく、セル電圧Vcellはエネルギー蓄積素子306の電圧VCと大略等しい。   When the x-phase high-side switching element 302 is on, the x-phase low-side switching element 303 is off, the y-phase high-side switching element 304 is off, and the y-phase low-side switching element 305 is on, it depends on the current Icell The cell voltage Vcell is substantially equal to the voltage VC of the energy storage element 306.
x相ハイサイド・スイッチング素子302がオン、x相ローサイド・スイッチング素子303がオフ、y相ハイサイド・スイッチング素子304がオン、y相ローサイド・スイッチング素子305がオフの場合、電流Icellに依存することなく、セル電圧Vcellはほぼ零である。   When the x-phase high-side switching element 302 is on, the x-phase low-side switching element 303 is off, the y-phase high-side switching element 304 is on, and the y-phase low-side switching element 305 is off, it depends on the current Icell The cell voltage Vcell is almost zero.
x相ハイサイド・スイッチング素子302がオフ、x相ローサイド・スイッチング素子503がオン、y相ハイサイド・スイッチング素子304がオフ、y相ローサイド・スイッチング素子305がオンの場合、電流Icellに依存することなく、セル電圧Vcellはほぼ零である。   When x-phase high-side switching element 302 is off, x-phase low-side switching element 503 is on, y-phase high-side switching element 304 is off, and y-phase low-side switching element 305 is on, it depends on current Icell. The cell voltage Vcell is almost zero.
x相ハイサイド・スイッチング素子302がオフ、x相ローサイド・スイッチング素子303がオン、y相ハイサイド・スイッチング素子304がオン、y相ローサイド・スイッチング素子305がオフの場合、電流Icellに依存することなく、セル電圧Vcellはエネルギー蓄積素子306の電圧VCの極性を反転させた電圧に大略等しい。   When the x-phase high-side switching element 302 is off, the x-phase low-side switching element 303 is on, the y-phase high-side switching element 304 is on, and the y-phase low-side switching element 305 is off, it depends on the current Icell In other words, the cell voltage Vcell is approximately equal to a voltage obtained by inverting the polarity of the voltage VC of the energy storage element 306.
x相ハイサイド・スイッチング素子302,x相ローサイド・スイッチング素子303
,y相ハイサイド・スイッチング素子304,y相ローサイド・スイッチング素子305が全てオフの場合、セル電圧Vcellは電流Icellの極性に依存して決まる。Icellが正である場合、セル電圧Vcellはエネルギー蓄積素子306の電圧VCに大略等しい。Icellが負である場合、セル電圧Vcellはエネルギー蓄積素子306の電圧VCの極性を反転させた電圧に大略等しい。
x-phase high-side switching element 302, x-phase low-side switching element 303
, Y-phase high-side switching element 304 and y-phase low-side switching element 305 are all off, cell voltage Vcell is determined depending on the polarity of current Icell. When Icell is positive, the cell voltage Vcell is approximately equal to the voltage VC of the energy storage element 306. When Icell is negative, the cell voltage Vcell is approximately equal to the voltage obtained by inverting the polarity of the voltage VC of the energy storage element 306.
次に、単位変換器120が双方向チョッパ(図4)である場合について述べる。   Next, the case where the unit converter 120 is a bidirectional chopper (FIG. 4) will be described.
ハイサイド・スイッチング素子403がオン、ローサイド・スイッチング素子604がオフの場合、電流Icellに依存することなく、セル電圧Vcellは直流コンデンサ604の電圧VCに大略等しい。   When the high-side switching element 403 is on and the low-side switching element 604 is off, the cell voltage Vcell is approximately equal to the voltage VC of the DC capacitor 604 without depending on the current Icell.
ハイサイド・スイッチング素子403がオフ、ローサイド・スイッチング素子404がオンの場合、電流Icellに依存することなく、セル電圧Vcellはほぼ零である。   When the high-side switching element 403 is off and the low-side switching element 404 is on, the cell voltage Vcell is almost zero without depending on the current Icell.
ハイサイド・スイッチング素子403,ローサイド・スイッチング素子604が共にオフの場合、セル電圧Vcellは電流Icellの極性に依存して決まる。Icellが正である場合、セル電圧Vcellはエネルギー蓄積素子306の電圧VCに大略等しい
。Icellが負である場合、セル電圧Vcellは零に大略等しい。
When both the high side switching element 403 and the low side switching element 604 are off, the cell voltage Vcell is determined depending on the polarity of the current Icell. When Icell is positive, the cell voltage Vcell is approximately equal to the voltage VC of the energy storage element 306. When Icell is negative, the cell voltage Vcell is approximately equal to zero.
次に、負荷装置123に電力を供給する方法について説明する。   Next, a method for supplying power to the load device 123 will be described.
負荷装置123を流れる電流IDは、アーム電流Iu,Iv,Iwの和(Iu+Iv+Iw)である。アーム電圧Varmu,Varmv,Varmwが零相成分を含まない場合、アーム電流Iu,Iv,Iwも零相成分を含まない。アーム電流Iu,Iv,Iwが零相成分を含まない場合には、Iu+Iv+Iw=ID=0となり、負荷装置123に電力を伝送できない。   The current ID flowing through the load device 123 is the sum (Iu + Iv + Iw) of the arm currents Iu, Iv, Iw. When the arm voltages Varmu, Varmv, and Varmw do not include a zero phase component, the arm currents Iu, Iv, and Iw also do not include a zero phase component. When the arm currents Iu, Iv, and Iw do not include a zero-phase component, Iu + Iv + Iw = ID = 0, and power cannot be transmitted to the load device 123.
この場合、三相電力系統100から電力変換装置101に流入した有効電力は、各単位変換器120の内部のエネルギー蓄積素子(電解コンデンサなど)に蓄積される。   In this case, the active power flowing into the power conversion device 101 from the three-phase power system 100 is stored in an energy storage element (such as an electrolytic capacitor) inside each unit converter 120.
負荷装置123に電力を供給するためには、アーム電圧Varmu,Varmv,Varmvの零相成分を調節し、アーム電流Iu,Iv,Iwの零相成分を制御する。キルヒホッフの電流則から、ID=Iu+Iv+Iwとなるため、Iu,Iv,Iwの零相成分を調節することにより、電流IDを供給できる。   In order to supply electric power to the load device 123, the zero-phase components of the arm voltages Varmu, Varmv, and Varmv are adjusted to control the zero-phase components of the arm currents Iu, Iv, and Iw. From Kirchhoff's current law, since ID = Iu + Iv + Iw, the current ID can be supplied by adjusting the zero-phase components of Iu, Iv, and Iw.
なお、三相電力系統100から電力変換装置101に流入する有効電力と、負荷装置123が消費する有効電力が等しい場合、各単位変換器120に流入出するエネルギーは、三相電力系統の1周期平均でほぼ零となる。   In addition, when the active power flowing into the power conversion device 101 from the three-phase power system 100 is equal to the active power consumed by the load device 123, the energy flowing into and out of each unit converter 120 is one cycle of the three-phase power system. It becomes almost zero on average.
また、電流IDとして、直流電流,交流電流または両者の重畳した電流を流すことができる。   Further, as the current ID, a direct current, an alternating current, or a current in which both are superimposed can be passed.
電力変換装置101と負荷装置123が単相無効電力のみを授受する場合、三相電力系統100から電力変換装置101に流入する有効電力を零とするように制御する。   When the power converter 101 and the load device 123 exchange only single-phase reactive power, control is performed so that the active power flowing from the three-phase power system 100 to the power converter 101 is zero.
以下、電力変換装置101が負荷装置123から有効電力を受電し、三相電力系統100に有効電力を供給する場合の動作について説明する。ここでは、負荷装置123が直流送電線であり、該電力変換装置101は直流送電線から見て受電側の電力変換装置である場合や、負荷装置123がモータドライブ・インバータであり、該モータドライブ・インバータが回生制動している場合、または負荷装置123が単相交流電源である場合などを想定している。   Hereinafter, an operation when the power conversion device 101 receives active power from the load device 123 and supplies active power to the three-phase power system 100 will be described. Here, the load device 123 is a DC power transmission line, and the power conversion device 101 is a power conversion device on the power receiving side as viewed from the DC power transmission line, or the load device 123 is a motor drive / inverter. The case where the inverter is performing regenerative braking or the case where the load device 123 is a single-phase AC power source is assumed.
Vu,Vv,Vwの周波数と振幅を、aVRS,aVST,aVTRの周波数と振幅に一致させつつ、Vu,Vv,Vwの位相のみをaVRS,aVST,aVTRの位相よりもわずかに進ませると、電力変換装置101から三相電力系統100に有効電力を供給できる。   When the frequencies and amplitudes of Vu, Vv, and Vw are made to coincide with the frequencies and amplitudes of aVRS, aVST, and aVTR, and only the phases of Vu, Vv, and Vw are slightly advanced from the phases of aVRS, aVST, and aVTR, the power Active power can be supplied from the converter 101 to the three-phase power system 100.
次に、負荷装置123から電力を受電する方法について説明する。   Next, a method for receiving power from the load device 123 will be described.
負荷装置123から流れる電流IDは、アーム電流Iu,Iv,Iwの和(Iu+Iv+Iw)である。アーム電圧Varmu,Varmv,Varmwが零相成分を含まない場合、アーム電流Iu,Iv,Iwも零相成分を含まない。アーム電流Iu,Iv,Iwが零相成分を含まない場合には、Iu+Iv+Iw=ID=0となり、負荷装置123から電力が供給できない。   The current ID flowing from the load device 123 is the sum (Iu + Iv + Iw) of the arm currents Iu, Iv, Iw. When the arm voltages Varmu, Varmv, and Varmw do not include a zero phase component, the arm currents Iu, Iv, and Iw also do not include a zero phase component. When the arm currents Iu, Iv, and Iw do not include a zero-phase component, Iu + Iv + Iw = ID = 0, and power cannot be supplied from the load device 123.
この場合、電力変換装置101から三相電力系統100に流出する有効電力は、各単位変換器120の内部のエネルギー蓄積素子(電解コンデンサなど)から供給される。   In this case, active power flowing out from the power conversion device 101 to the three-phase power system 100 is supplied from an energy storage element (such as an electrolytic capacitor) inside each unit converter 120.
負荷装置123から電力変換装置100に電力を流入させるために、アーム電圧Varmu,Varmv,Varmvの零相成分を調節し、アーム電流Iu,Iv,Iwの零相成分を制御する。キルヒホッフの電流則から、ID=Iu+Iv+Iwとなるため、Iu
,Iv,Iwの零相成分を調節することにより、電流IDを供給できる。
In order to allow electric power to flow from the load device 123 to the power conversion device 100, the zero phase components of the arm voltages Varmu, Varmv, and Varmv are adjusted to control the zero phase components of the arm currents Iu, Iv, and Iw. From Kirchhoff's current law, ID = Iu + Iv + Iw, so Iu
, Iv, Iw can be adjusted by adjusting the zero-phase components.
なお、電力変換装置101から三相電力系統100に流出する有効電力と、負荷装置123から電力変換装置に流入する有効電力が等しい場合、各単位変換器120に流入出するエネルギーは、三相電力系統の1周期平均でほぼ零となる。   In addition, when the active power flowing out from the power converter 101 to the three-phase power system 100 is equal to the active power flowing into the power converter from the load device 123, the energy flowing into each unit converter 120 is the three-phase power. The average of one cycle of the system is almost zero.
以下、電力変換装置101が三相電力系統100から無効電力を授受し、なおかつ負荷装置123が開放である場合(ID=0)について説明する。ここでは、電力変換装置101が無効電力補償装置として動作している場合などを想定している。   Hereinafter, a case will be described in which the power conversion device 101 receives and receives reactive power from the three-phase power system 100 and the load device 123 is open (ID = 0). Here, the case where the power converter device 101 is operating as a reactive power compensator is assumed.
Vu,Vv,Vwの周波数と位相を、aVRS,aVST,aVTRの周波数と位相に一致させつつ、Vu,Vv,Vwの振幅のみをaVRS,aVST,aVTRの振幅よりもわずかに増加させると、電力変換装置101から三相電力系統100に進相無効電力を供給できる。   When the frequency and phase of Vu, Vv, and Vw are made to coincide with the frequency and phase of aVRS, aVST, and aVTR, and only the amplitude of Vu, Vv, and Vw is slightly increased from the amplitude of aVRS, aVST, and aVTR, the power The phase advance reactive power can be supplied from the converter 101 to the three-phase power system 100.
また、Vu,Vv,Vwの周波数と位相を、aVRS,aVST,aVTRの周波数と位相に一致させつつ、Vu,Vv,Vwの振幅のみをaVRS,aVST,aVTRの振幅よりもわずかに減少させると、電力変換装置101から三相電力系統100に遅相無効電力を供給できる。   In addition, when only the amplitudes of Vu, Vv, and Vw are slightly decreased from the amplitudes of aVRS, aVST, and aVTR while matching the frequencies and phases of Vu, Vv, and Vw with the frequencies and phases of aVRS, aVST, and aVTR. The phase reactive power can be supplied from the power converter 101 to the three-phase power system 100.
次に,本実施例において、前記変圧器の二次巻線と前記変換器アームとの直列回路は、電圧源と制御電流源とみなすことができることについて説明する。   Next, it will be described that in this embodiment, the series circuit of the transformer secondary winding and the converter arm can be regarded as a voltage source and a control current source.
前記変圧器の一次巻線には三相電力系統100が接続されている。電力系統100は電圧源とみなすことができるため、電力系統100が二次巻線に誘起する電圧も電圧源とみなすことができる。   A three-phase power system 100 is connected to the primary winding of the transformer. Since the electric power system 100 can be regarded as a voltage source, the voltage induced in the secondary winding by the electric power system 100 can also be regarded as a voltage source.
また、前記変換器アームは、前記変換器アームのアーム電圧を適切に調節することによって、前記変圧器の二次巻線の漏れインダクタンスおよび励磁インダクタンスに印加される電圧を調節することができる。   Also, the converter arm can adjust the voltage applied to the leakage inductance and the excitation inductance of the secondary winding of the transformer by appropriately adjusting the arm voltage of the converter arm.
該漏れインダクタンスおよび該励磁インダクタンスに流れる電流は、前記漏れインダクタンスおよび前記励磁インダクタンスに印加される電圧の時間積分に比例する。したがって、前記変換器アームは、前記変換器アームのアーム電圧を介して、前記漏れインダクタンスおよび前記励磁インダクタンスに流れる電流を制御できる。   The current flowing through the leakage inductance and the excitation inductance is proportional to the time integral of the voltage applied to the leakage inductance and the excitation inductance. Therefore, the converter arm can control the current flowing through the leakage inductance and the excitation inductance via the arm voltage of the converter arm.
このため、前記変換器アームと前記励磁インダクタンスおよび前記漏れインダクタンスとの直列回路は、制御電流源とみなすことができる。   For this reason, the series circuit of the converter arm, the exciting inductance, and the leakage inductance can be regarded as a control current source.
本実施例では三相電力系統に連系する電力変換装置について述べた。三相回路において
、正相・逆相電流がディファレンシャルモード電流に相当し、零相電流がコモンモード電流に相当する。
In the present embodiment, the power converter connected to the three-phase power system has been described. In the three-phase circuit, the normal phase / reverse phase current corresponds to the differential mode current, and the zero phase current corresponds to the common mode current.
また、本実施例は、変換器アームの数を増減することにより、三相電力系統のみならず
、単相や多相系統に連系する電力変換装置にも適用できる。
In addition, this embodiment can be applied not only to a three-phase power system but also to a power conversion device linked to a single-phase or multi-phase system by increasing or decreasing the number of converter arms.
本実施例の応用例として、電力変換器100を無効電力補償装置として応用した例を示す。図5は、電力変換装置101を設置した変電所の例である。変電所501は、三相電力系統500に連系している。変電所母線502には負荷503と本実施例に基づく電力変換装置101を接続している。前述の方法で電力変換装置101と三相電力系統500の間の無効電力Qを適切に調節することにより、変電所母線502の電圧Vの振幅を一定に保つように制御する。   As an application example of the present embodiment, an example in which the power converter 100 is applied as a reactive power compensator will be described. FIG. 5 is an example of a substation in which the power converter 101 is installed. The substation 501 is connected to the three-phase power system 500. The substation bus 502 is connected with a load 503 and the power converter 101 according to the present embodiment. By appropriately adjusting the reactive power Q between the power converter 101 and the three-phase power system 500 by the above-described method, the amplitude of the voltage V of the substation bus 502 is controlled to be kept constant.
本発明を実施する第2の形態について説明する。実施例1では変圧器の一次巻線をデルタ結線としているが、実施例2では変圧器の一次巻線をスター結線としている。   A second mode for carrying out the present invention will be described. In the first embodiment, the primary winding of the transformer is a delta connection, but in the second embodiment, the primary winding of the transformer is a star connection.
以下では、実施例2の構成において、実施例1の構成と異なる部分についてのみ説明する。   Hereinafter, only the parts of the configuration of the second embodiment that are different from the configuration of the first embodiment will be described.
図6は、本発明の第2の実施形態を表わした回路図である。電力変換装置600は、三相交流端子102〜104を介して三相電力系統100に連系し、三相電力系統100と有効・無効電力を授受する。該電力変換装置600は、変圧器601と正側変換器グループ112と負側変換器グループ113とからなる。   FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. The power converter 600 is connected to the three-phase power system 100 via the three-phase AC terminals 102 to 104, and exchanges active / reactive power with the three-phase power system 100. The power converter 600 includes a transformer 601, a positive converter group 112, and a negative converter group 113.
本実施例では、三相電力系統100のR相,S相,T相それぞれの相電圧をVR,VS
,VTと表記することにする。
In this embodiment, the phase voltages of the R-phase, S-phase, and T-phase of the three-phase power system 100 are represented by VR, VS.
, VT.
図6の正側変換器グループ112と負側変換器グループ113は、それぞれ実施例1(
図1)の正側変換器グループ112と負側変換器グループ113と同一である。
The positive side converter group 112 and the negative side converter group 113 in FIG.
The positive side converter group 112 and the negative side converter group 113 in FIG. 1) are the same.
図7は、変圧器601の各巻線が各鉄心に生じる起磁力の極性と、各巻線の結線を示す
。変圧器601は、鉄心202〜204を有しており、これらの鉄心は三脚鉄心を構成する。一次巻線700はスター結線されており、R相,S相,T相の各巻線701,702
,703はそれぞれ鉄心202,203,204に巻回されている。
FIG. 7 shows the polarity of the magnetomotive force generated in each iron core by each winding of the transformer 601 and the connection of each winding. The transformer 601 has iron cores 202 to 204, and these iron cores constitute a tripod iron core. The primary winding 700 is star-connected, and each of the R-phase, S-phase, and T-phase windings 701 and 702.
, 703 are wound around iron cores 202, 203, 204, respectively.
図7の二次巻線201は、実施例1の図2の二次巻線201と同一である。そして、実施例2では、実施例1と同様の効果を得られるようになっている。   The secondary winding 201 of FIG. 7 is the same as the secondary winding 201 of FIG. In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
本発明を実施する第3の形態について説明する。実施例3は実施例1の変形である。実施例1では正側と負側の2つの変換器グループを用いていたが、実施例3では、1つの変換器グループのみを用いている。   A third embodiment for carrying out the present invention will be described. The third embodiment is a modification of the first embodiment. In the first embodiment, two converter groups on the positive side and the negative side are used, but in the third embodiment, only one converter group is used.
実施例3では、実施例1と同様の効果を得られる他、変圧器の端子数を9端子から7端子に減少させることができる。   In the third embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the number of terminals of the transformer can be reduced from 9 terminals to 7 terminals.
以下では、実施例3の構成において、実施例1の構成と異なる部分についてのみ説明する。   In the following, only the parts of the configuration of the third embodiment that are different from the configuration of the first embodiment will be described.
図8は、本発明の第3の実施形態を表わした回路図である。電力変換装置800は、三相交流端子102〜104を介して三相電力系統100に連系し、三相電力系統100と有効・無効電力を授受する。該電力変換装置800は、変圧器801と変換器グループ806からなる。   FIG. 8 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention. The power conversion device 800 is linked to the three-phase power system 100 via the three-phase AC terminals 102 to 104 and exchanges active / reactive power with the three-phase power system 100. The power conversion device 800 includes a transformer 801 and a converter group 806.
変圧器801は、R相端子102,S相端子103,T相端子104,u相端子802
,v相端子803,w相端子804,中性点端子805の合計7端子を備えている。
The transformer 801 includes an R-phase terminal 102, an S-phase terminal 103, a T-phase terminal 104, and a u-phase terminal 802.
, V-phase terminal 803, w-phase terminal 804, neutral point terminal 805, a total of seven terminals.
したがって,実施例1,2に比較して,変圧器の端子数を9端子から7端子に減少できる。   Therefore, the number of terminals of the transformer can be reduced from 9 terminals to 7 terminals as compared with the first and second embodiments.
図9は、変圧器801の各巻線が各鉄心に生じる起磁力の極性と、各巻線の結線を示す
。変圧器801は、鉄心202〜204を有しており、これらの鉄心は三脚鉄心を構成する。一次巻線200は実施例1(図2)と同一構成である。
FIG. 9 shows the polarity of the magnetomotive force generated in each iron core by each winding of the transformer 801 and the connection of each winding. The transformer 801 has iron cores 202 to 204, and these iron cores constitute a tripod iron core. The primary winding 200 has the same configuration as that of the first embodiment (FIG. 2).
二次巻線900は、u相巻線901,v相巻線902,w相巻線903を備えている。巻線901〜903の巻数は大略等しい。u相巻線901,v相巻線903,w相巻線903はスター結線されており、中性点nが中性点端子805に引き出されている。   The secondary winding 900 includes a u-phase winding 901, a v-phase winding 902, and a w-phase winding 903. The number of turns of the windings 901 to 903 is approximately equal. The u-phase winding 901, the v-phase winding 903, and the w-phase winding 903 are star-connected, and the neutral point n is drawn to the neutral point terminal 805.
変換器グループ806は、u相変換器アーム807,v相正側変換器アーム808,w相正側変換器アーム809とからなる。   The converter group 806 includes a u-phase converter arm 807, a v-phase positive side converter arm 808, and a w-phase positive side converter arm 809.
u相変換器アーム806のa端子を正側出力端子121に接続し、b端子を変圧器801のu相端子802に接続する。また、実施例3ではu相変換器アーム113のアーム電圧をVarmuと表記することにする。   The a terminal of the u-phase converter arm 806 is connected to the positive output terminal 121, and the b terminal is connected to the u-phase terminal 802 of the transformer 801. In the third embodiment, the arm voltage of the u-phase converter arm 113 is expressed as Varmu.
v相変換器アーム807のa端子を正側出力端子121に接続し、b端子を変圧器801のv相端子803に接続する。また、実施例3ではv相変換器アーム807のアーム電圧をVarmvと表記することにする。   The a terminal of the v-phase converter arm 807 is connected to the positive output terminal 121, and the b terminal is connected to the v-phase terminal 803 of the transformer 801. In the third embodiment, the arm voltage of the v-phase converter arm 807 is expressed as Varmv.
v相変換器アーム808のa端子を正側出力端子121に接続し、b端子を変圧器801のw相端子804に接続する。また、実施例3ではw相変換器アーム807のアーム電圧をVarmwと表記することにする。   The a terminal of the v-phase converter arm 808 is connected to the positive output terminal 121, and the b terminal is connected to the w-phase terminal 804 of the transformer 801. In the third embodiment, the arm voltage of the w-phase converter arm 807 is denoted as Varmw.
実施例3(図8)における変換器アーム806〜808は、実施例1の図1、および実施例2の図3における変換器アーム113〜115,117〜119とほぼ同一であるが
、内包する単位変換器120の台数が約2倍となっている点が異なる。
The converter arms 806 to 808 in the third embodiment (FIG. 8) are substantially the same as the converter arms 113 to 115 and 117 to 119 in FIG. 1 of the first embodiment and FIG. The difference is that the number of unit converters 120 is approximately doubled.
本発明を実施する第4の形態について説明する。実施例4は実施例2の変形である。実施例2では正側と負側の2つの変換器グループを用いていたが、実施例4では、1つの変換器グループのみを用いた構成で、実施例3と同様の効果を得ている。また、実施例3では変圧器の一次巻線をデルタ結線としているが、実施例4では変圧器の一次巻線をスター結線としている。   A fourth mode for carrying out the present invention will be described. The fourth embodiment is a modification of the second embodiment. In the second embodiment, two converter groups of the positive side and the negative side are used. In the fourth embodiment, the same effect as that of the third embodiment is obtained by using only one converter group. In the third embodiment, the primary winding of the transformer is a delta connection, but in the fourth embodiment, the primary winding of the transformer is a star connection.
以下では、実施例4の構成において、実施例3の構成と異なる部分についてのみ説明する。   In the following, only the parts of the configuration of the fourth embodiment that are different from the configuration of the third embodiment will be described.
図10は、本発明の第4の実施形態を表わした回路図である。電力変換装置1000は
、三相交流端子102〜104を介して三相電力系統100に連系し、三相電力系統100と有効・無効電力を授受する。該電力変換装置1000は、変圧器1001と変換器グループ805からなる。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention. The power conversion apparatus 1000 is linked to the three-phase power system 100 via the three-phase AC terminals 102 to 104, and exchanges active / reactive power with the three-phase power system 100. The power conversion apparatus 1000 includes a transformer 1001 and a converter group 805.
変圧器1001は、R相端子102,S相端子103,T相端子104,u相端子110,v相端子111,w相端子112,中性点端子705の合計7端子を備えている。   The transformer 1001 includes a total of seven terminals including an R-phase terminal 102, an S-phase terminal 103, a T-phase terminal 104, a u-phase terminal 110, a v-phase terminal 111, a w-phase terminal 112, and a neutral point terminal 705.
図11は、変圧器1001の各巻線が各鉄心に生じる起磁力の極性と、各巻線の結線を示す。変圧器1001は、鉄心202〜204を有しており、これらの鉄心は三脚鉄心を構成する。図10の一次巻線700は実施例2の図7における一次巻線700と同一である。   FIG. 11 shows the polarity of the magnetomotive force generated in each iron core by each winding of the transformer 1001 and the connection of each winding. The transformer 1001 has iron cores 202 to 204, and these iron cores constitute a tripod iron core. The primary winding 700 in FIG. 10 is the same as the primary winding 700 in FIG. 7 of the second embodiment.
また、二次巻線900は実施例3の図9における二次巻線900と同一であり、図9の変換器グループ706は実施例3の図7における変換器グループ706と同一である。   Further, the secondary winding 900 is the same as the secondary winding 900 in FIG. 9 of the third embodiment, and the converter group 706 in FIG. 9 is the same as the converter group 706 in FIG. 7 of the third embodiment.
本発明を実施する第5の形態について説明する。実施例5は実施例1の変形である。変圧器の二次巻線を各相で2分割し、零相電流に起因する起磁力を零とする結線を行っている点に特徴がある。   A fifth mode for carrying out the present invention will be described. The fifth embodiment is a modification of the first embodiment. It is characterized in that the secondary winding of the transformer is divided into two parts for each phase and the connection is made so that the magnetomotive force caused by the zero-phase current is zero.
実施例5では、実施例1と同様の効果を得られる。これに加えて、負荷装置123に電流IDを流す場合、実施例1〜4と比較して変圧器の鉄心断面積を小さくできる。これは
、前記の通り、零相電流に起因する起磁力を零としているためである。
In the fifth embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In addition to this, when the current ID is passed through the load device 123, the iron core cross-sectional area of the transformer can be reduced as compared with the first to fourth embodiments. This is because the magnetomotive force resulting from the zero-phase current is zero as described above.
図12は本発明の第5の実施形態を表わした回路図である。実施例5の図12の構成は実施例1の図1の変圧器105を変圧器1201に変更した回路構成である。   FIG. 12 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention. The configuration of FIG. 12 of the fifth embodiment is a circuit configuration in which the transformer 105 of FIG.
変圧器1201は、R相端子102,S相端子103,T相端子104,u相正側端子1202,v相正側端子1203,w相正側端子1204,u相負側端子1206,v相負側端子1207,w相負側端子1208の合計9端子を備えている。   The transformer 1201 includes an R-phase terminal 102, an S-phase terminal 103, a T-phase terminal 104, a u-phase positive terminal 1202, a v-phase positive terminal 1203, a w-phase positive terminal 1204, a u-phase negative terminal 1206, and a v-phase. A total of nine terminals including a negative terminal 1207 and a w-phase negative terminal 1208 are provided.
図13は、変圧器1201の各巻線が各鉄心に生じる起磁力の極性と、各巻線の結線を示す。変圧器1201は、鉄心202〜204を有しており、これらの鉄心は三脚鉄心を構成する。図13の一次巻線200は実施例1の図1の一次巻線200と同一である。   FIG. 13 shows the polarity of magnetomotive force generated in each iron core by each winding of the transformer 1201 and the connection of each winding. The transformer 1201 has iron cores 202 to 204, and these iron cores constitute a tripod iron core. The primary winding 200 in FIG. 13 is the same as the primary winding 200 in FIG.
二次巻線1300は、u相正側巻線1301,v相正側巻線1302,w相正側巻線1303,u相負側巻線1304,v相負側巻線1305,w相負側巻線1306を備えている。巻線1301〜1306の巻数は大略等しい。   The secondary winding 1300 includes a u-phase positive winding 1301, a v-phase positive winding 1302, a w-phase positive winding 1303, a u-phase negative winding 1304, a v-phase negative winding 1305, and a w-phase negative winding 1305. A side winding 1306 is provided. The number of turns of the windings 1301 to 1306 is substantially equal.
u相正側巻線1301とu相負側巻線1304は電気的に直列接続されている。u相正側巻線1301は鉄心202に巻回されており、u相負側巻線1304は鉄心204に巻回されている。なお、u相正側巻線1301が鉄心202に生じる起磁力と、u相負側巻線1304が鉄心204に生じる起磁力とが、大略同じ大きさで逆極性となるように結線されている。   The u-phase positive winding 1301 and the u-phase negative winding 1304 are electrically connected in series. The u-phase positive side winding 1301 is wound around the iron core 202, and the u-phase negative side winding 1304 is wound around the iron core 204. Note that the magnetomotive force generated in the iron core 202 by the u-phase positive winding 1301 and the magnetomotive force generated in the iron core 204 by the u-phase negative winding 1304 are connected so as to have approximately the same size and opposite polarity. .
v相正側巻線1302とv相負側巻線1305は電気的に直列接続されている。v相正側巻線1302は鉄心203に巻回されており、v相負側巻線1305は鉄心202に巻回されている。なお、v相正側巻線1302が鉄心203に生じる起磁力と、v相負側巻線1305が鉄心202に生じる起磁力とが、大略同じ大きさで逆極性となるように結線されている。   The v-phase positive winding 1302 and the v-phase negative winding 1305 are electrically connected in series. The v-phase positive side winding 1302 is wound around the iron core 203, and the v-phase negative side winding 1305 is wound around the iron core 202. Note that the magnetomotive force generated in the iron core 203 by the v-phase positive side winding 1302 and the magnetomotive force generated in the iron core 202 by the v-phase negative side winding 1305 are connected so as to have approximately the same size and opposite polarity. .
w相正側巻線1303とw相負側巻線1306は電気的に直列接続されている。w相正側巻線1303は鉄心204に巻回されており、w相負側巻線1306は鉄心203に巻回されている。なお、w相正側巻線1303が鉄心204に生じる起磁力と、w相負側巻線1306が鉄心203に生じる起磁力とが、大略同じ大きさで逆極性となるように結線されている。   The w-phase positive winding 1303 and the w-phase negative winding 1306 are electrically connected in series. The w-phase positive side winding 1303 is wound around the iron core 204, and the w-phase negative side winding 1306 is wound around the iron core 203. Note that the magnetomotive force generated in the iron core 204 by the w-phase positive winding 1303 and the magnetomotive force generated in the iron core 203 by the w-phase negative winding 1306 are connected so as to have approximately the same size and opposite polarity. .
本実施例では、u相正側巻線1301とu相負側巻線1304を総称してu相巻線と呼ぶことにする。また、v相正側巻線1302とv相負側巻線1305を総称してv相巻線と呼ぶことにする。同様に、w相正側巻線1304とw相負側巻線1306を総称してw相巻線と呼ぶことにする。   In this embodiment, the u-phase positive side winding 1301 and the u-phase negative side winding 1304 are collectively referred to as a u-phase winding. Further, the v-phase positive side winding 1302 and the v-phase negative side winding 1305 are collectively referred to as a v-phase winding. Similarly, the w-phase positive side winding 1304 and the w-phase negative side winding 1306 are collectively referred to as a w-phase winding.
本実施例では、u相正側巻線1301の両端電圧をVuH、v相正側巻線1302の両端電圧をVvH、w相正側巻線1303の両端電圧をVwH、u相負側巻線1304の両端電圧をVuL、v相負側巻線1305の両端電圧をVvL、w相負側巻線1306の両端電圧をVwLと表記することにする。   In this embodiment, the voltage across the u-phase positive winding 1301 is VuH, the voltage across the v-phase positive winding 1302 is VvH, the voltage across the w-phase positive winding 1303 is VwH, and the u-phase negative winding 1302. The voltage between both ends of 1304 is expressed as VuL, the voltage between both ends of the v-phase negative side winding 1305 is expressed as VvL, and the voltage between both ends of the w-phase negative side winding 1306 is expressed as VwL.
また、VuHとVuLの和をu相電圧Vu,VvHとVvLの和をv相電圧Vv,VwHとVwLの和をw相電圧Vwと呼ぶことにする。   Also, the sum of VuH and VuL is called u-phase voltage Vu, the sum of VvH and VvL is called v-phase voltage Vv, and the sum of VwH and VwL is called w-phase voltage Vw.
図14に、変圧器1201の一次巻線200の電圧(すなわち、三相電力系統100の線間電圧VRS,VST,VTR)と、二次巻線1300の電圧VuH,VvH,VwH
,VuL,VvL,VwL,Vu,Vv,Vwのフェーザ図を示す。
FIG. 14 shows the voltage of the primary winding 200 of the transformer 1201 (that is, the line voltages VRS, VST, VTR of the three-phase power system 100) and the voltages VuH, VvH, VwH of the secondary winding 1300.
, VuL, VvL, VwL, Vu, Vv, Vw phasor diagrams.
図12の正側変換器グループ112は実施例1の図1における変換器グループ112と同一である。また、図12の負側変換器グループ116は実施例1図1における変換器グループ116と同一である。   The positive side converter group 112 in FIG. 12 is the same as the converter group 112 in FIG. Further, the negative side converter group 116 in FIG. 12 is the same as the converter group 116 in FIG.
実施例1と実施例5の相違点について、以下で説明する。実施例1で説明した通り、電力変換装置101が三相電力系統100と有効電力を授受する場合、電流IDが流れる。また、電力変換装置101が負荷装置123に単相無効電力を供給する場合にも電流IDが流れる。電流IDは各相の変換器アームに大略等しく分流し、各アーム電流Iu,Iv
,Iwの零相成分(零相電流)となる。したがって、電流IDが流れる場合、二次巻線201に零相電流が流れる。本実施例では、該零相電流をIzと表記することにする。
Differences between the first embodiment and the fifth embodiment will be described below. As described in the first embodiment, when the power conversion apparatus 101 exchanges active power with the three-phase power system 100, a current ID flows. The current ID also flows when the power conversion device 101 supplies single-phase reactive power to the load device 123. The current ID is divided approximately equally into the converter arms of each phase, and the arm currents Iu, Iv
, Iw is a zero-phase component (zero-phase current). Therefore, when the current ID flows, a zero-phase current flows through the secondary winding 201. In this embodiment, the zero-phase current is expressed as Iz.
電流IDが直流である場合、二次巻線に零相直流電流が流れ、鉄心の直流偏磁や磁気飽和を招く虞がある。   When the current ID is a direct current, a zero-phase direct current flows through the secondary winding, which may cause a direct current magnetic bias or magnetic saturation of the iron core.
これに対して実施例5の電力変換装置1200が負荷装置123に電流IDを流す場合を考える。実施例1の場合と同様に、変圧器1201の二次巻線1300に零相電流が流れる。   On the other hand, consider a case where the power conversion device 1200 according to the fifth embodiment passes a current ID through the load device 123. As in the case of the first embodiment, a zero-phase current flows through the secondary winding 1300 of the transformer 1201.
鉄心202において、u相正側巻線1301を流れるIzが生じる起磁力と、v相負側巻線1305を流れるIzが生じる起磁力は、大略同じ大きさで逆極性であり、ほぼ相殺する。   In the iron core 202, the magnetomotive force generated by Iz flowing through the u-phase positive side winding 1301 and the magnetomotive force generated by Iz flowing through the v-phase negative side winding 1305 are approximately the same magnitude and opposite in polarity and substantially cancel each other.
鉄心203において、v相正側巻線1302を流れるIzが生じる起磁力と、w相負側巻線1306を流れるIzが生じる起磁力は、大略同じ大きさで逆極性であり、ほぼ相殺する。   In the iron core 203, the magnetomotive force generated by Iz flowing through the v-phase positive side winding 1302 and the magnetomotive force generated by Iz flowing through the w-phase negative side winding 1306 are substantially the same magnitude and opposite in polarity and substantially cancel each other.
鉄心204において、w相正側巻線1303を流れるIzが生じる起磁力と、u相負側巻線1304を流れるIzが生じる起磁力は、大略同じ大きさで逆極性であり、ほぼ相殺する。   In the iron core 204, the magnetomotive force generated by Iz flowing through the w-phase positive winding 1303 and the magnetomotive force generated by Iz flowing through the u-phase negative winding 1304 are approximately the same magnitude and opposite in polarity and substantially cancel each other.
したがって、IDが直流であった場合にも、直流起磁力がほぼ零となるため、鉄心の直流偏磁はほとんど発生しない。   Therefore, even when the ID is DC, the DC magnetomotive force is almost zero, so that almost no DC bias is generated in the iron core.
以下、図15を用いて、電力変換装置1200の動作について説明する。ただし、図15は電力変換装置1200の動作波形例であり、三相電力系統100の線間電圧VRS,VST,VTR、系統電流IR,IS,IT、アーム電圧Varmu,Varmv,Varmw、アーム電圧の零相成分(Varmu+Varmv+Varmw)/3、アーム電流Iu,Iv,Iw、出力端子電流IDの概略波形を描いている。   Hereinafter, the operation of the power conversion device 1200 will be described with reference to FIG. However, FIG. 15 is an example of an operation waveform of the power conversion device 1200. The line voltages VRS, VST, VTR, the system currents IR, IS, IT, the arm voltages Varmu, Varmv, Varmw, and arm voltages of the three-phase power system 100 are shown. A schematic waveform of a zero phase component (Varmu + Varmv + Varmw) / 3, arm currents Iu, Iv, Iw, and output terminal current ID is depicted.
図15において、電力変換装置1200は力率1で系統から有効電力を受電し、負荷装置123に直流電圧を印加し、直流電流を流している。すなわち、VDとIDは直流である。   In FIG. 15, the power converter 1200 receives active power from the system with a power factor of 1, applies a DC voltage to the load device 123, and allows a DC current to flow. That is, VD and ID are direct current.
図15の説明では、単位変換器120を図4に示した双方向チョッパ回路としている。   In the description of FIG. 15, the unit converter 120 is the bidirectional chopper circuit shown in FIG.
各変換器アームのアーム電圧Varmu,Varmv,Varmwは、その変換器アームに含まれる単位変換器120の台数と大略等しいレベル数のマルチレベル波形となる。また、Varmu,Varmv,Varmwは三相交流成分と零相直流成分を含んでいる
。Varmu,Varmv,Varmwの零相直流成分(Varmu+Varmv+Varmw)/3は、出力端子電圧VDに大略等しい。
The arm voltages Varmu, Varmv, and Varmw of each converter arm have a multi-level waveform having a number of levels substantially equal to the number of unit converters 120 included in the converter arm. Varmu, Varmv, and Varmw contain a three-phase AC component and a zero-phase DC component. The zero-phase DC component (Varmu + Varmv + Varmw) / 3 of Varmu, Varmv, and Varmw is approximately equal to the output terminal voltage VD.
Varmu,Varmv,VarmwがVDに大略等しい零相直流成分を含んでいるため、数1、数2、数3より、u相電圧Vu、v相電圧Vv、w相電圧Vwは、それぞれVarmu,Varmv,Varmwの交流成分と逆位相の電圧となり、直流成分をほとんど含まない。   Since Varmu, Varmv, and Varmw include a zero-phase DC component that is substantially equal to VD, the u-phase voltage Vu, the v-phase voltage Vv, and the w-phase voltage Vw are represented by Varmu, Varmv from Equations 1, 2, and 3, respectively. , Varmw's alternating current component and has a phase opposite to that of the alternating current component.
Vu,Vv,Vwと、三相電力系統100の線間電圧VRS,VST,VTRを変圧器101の二次側に換算した電圧aVRS,aVST,aVTRとの差電圧は、一次巻線200と二次巻線201の間の、変圧器101の漏れインダクタンスによって支持される。   The voltage difference between Vu, Vv, Vw and the voltages aVRS, aVST, aVTR obtained by converting the line voltages VRS, VST, VTR of the three-phase power system 100 to the secondary side of the transformer 101 is the same as that of the primary winding 200. Supported by the leakage inductance of the transformer 101 between the secondary windings 201.
Vu,Vv,VwをaVRS,aVST,aVTRと同周波数、同振幅に制御し、かつ位相のみをわずかに遅らせるように制御すると、三相電力系統100から電力変換装置1200に有効電力を流入させることができる。   When Vu, Vv, and Vw are controlled to the same frequency and the same amplitude as aVRS, aVST, and aVTR, and only the phase is controlled to be slightly delayed, active power is allowed to flow from the three-phase power system 100 to the power conversion device 1200. Can do.
Varmu,Varmv,Varmwの零相成分と、出力端子の電圧VDとの差電圧は
、二次巻線1300の零相成分に対するインダクタンスによって支持される。Iu,Iv
,Iwの零相成分Izは、該差電圧の時間積分に比例する。したがって、Varmu,Varmv,Varmwの零相直流成分を制御することで、Iu,Iv,Iwの零相成分Izを制御できる。Iu,Iv,Iwの零相成分の和はIDとなる。
The differential voltage between the zero-phase component of Varmu, Varmv, and Varmw and the voltage VD of the output terminal is supported by the inductance with respect to the zero-phase component of the secondary winding 1300. Iu, Iv
, Iw is proportional to the time integral of the differential voltage. Therefore, the zero-phase components Iz of Iu, Iv, and Iw can be controlled by controlling the zero-phase DC components of Varmu, Varmv, and Varmw. The sum of zero phase components of Iu, Iv, and Iw is ID.
図16は、本実施例に基づく電力変換装置1200を、直流送電システムに応用した例である。陸地Aの電力変換装置1200は三相電力系統1600と連系している。陸地Bの電力変換装置1200は三相電力系統1601と連系している。2台の電力変換装置1200の出力端子120,121を海底ケーブルで接続し、陸地Aと陸地Bの間で電力の融通を行う構成になっている。   FIG. 16 is an example in which the power conversion device 1200 according to this embodiment is applied to a DC power transmission system. The power conversion device 1200 in the land A is linked to the three-phase power system 1600. The power conversion device 1200 in the land B is linked to the three-phase power system 1601. The output terminals 120 and 121 of the two power converters 1200 are connected by a submarine cable, and power is interchanged between the land A and the land B.
図17は、本発明の第6の実施形態を表わした回路図である。前述の実施例5では変圧器の一次巻線をデルタ結線としているが、実施例6では変圧器の一次巻線をスター結線として、実施例5と同様の効果を得ているものである。   FIG. 17 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the present invention. In the above-described fifth embodiment, the primary winding of the transformer is a delta connection, but in the sixth embodiment, the same effect as that of the fifth embodiment is obtained by using the primary winding of the transformer as a star connection.
以下では、実施例6の構成において、実施例5の構成と異なる部分についてのみ説明する。   Hereinafter, only the parts of the configuration of the sixth embodiment that are different from the configuration of the fifth embodiment will be described.
図17の正側変換器グループ112は実施例1(図1)の正側変換器グループ112と同一である。また、図17の負側変換器グループ116は実施例(図1)の負側変換器グループ113と同一である。   The positive converter group 112 in FIG. 17 is the same as the positive converter group 112 in the first embodiment (FIG. 1). Moreover, the negative side converter group 116 of FIG. 17 is the same as the negative side converter group 113 of the embodiment (FIG. 1).
図18は、変圧器1701の各巻線が各鉄心に生じる起磁力の極性と、各巻線の結線を示す。変圧器1701は、鉄心202〜204を有しており、これらの鉄心は三脚鉄心を構成する。図18の一次巻線700は実施例2の図7の一次巻線700と同一である。また、図18の二次巻線1300は実施例5の図13の二次巻線1300と同一である。   FIG. 18 shows the polarity of the magnetomotive force generated in each iron core by each winding of the transformer 1701 and the connection of each winding. The transformer 1701 has iron cores 202 to 204, and these iron cores constitute a tripod iron core. The primary winding 700 of FIG. 18 is the same as the primary winding 700 of FIG. Further, the secondary winding 1300 of FIG. 18 is the same as the secondary winding 1300 of FIG. 13 of the fifth embodiment.
図19は、本発明の第7の実施形態を表わした回路図である。実施例7は実施例5の変形である。実施例5では正側と負側の2つの変換器グループを用いていたが、実施例7では、1つの変換器グループのみを用いている。   FIG. 19 is a circuit diagram showing a seventh embodiment of the present invention. The seventh embodiment is a modification of the fifth embodiment. In the fifth embodiment, two converter groups on the positive side and the negative side are used, but in the seventh embodiment, only one converter group is used.
実施例7では実施例5と同様の効果を得られる他、実施例3と同様に,変圧器の端子数を9端子から7端子に減少させることができる。   In the seventh embodiment, the same effects as in the fifth embodiment can be obtained, and similarly to the third embodiment, the number of terminals of the transformer can be reduced from nine terminals to seven terminals.
以下では、実施例7の構成において、実施例5の構成と異なる部分についてのみ説明する。   In the following, only the parts of the configuration of the seventh embodiment that are different from the configuration of the fifth embodiment will be described.
図19の変換器グループ806は実施例3の図8の変換器グループ806と同一である
A converter group 806 in FIG. 19 is the same as the converter group 806 in FIG. 8 of the third embodiment.
変圧器1901は、R相端子102,S相端子103,T相端子104,u相端子1902,v相端子1903,w相端子1904,中性点端子1905の合計7端子を備えている。   The transformer 1901 includes a total of seven terminals: an R-phase terminal 102, an S-phase terminal 103, a T-phase terminal 104, a u-phase terminal 1902, a v-phase terminal 1903, a w-phase terminal 1904, and a neutral point terminal 1905.
図20は、変圧器1901の各巻線が各鉄心に生じる起磁力の極性と、各巻線の結線を示す。変圧器1901は、鉄心202〜204を有しており、これらの鉄心は三脚鉄心を構成する。図20の一次巻線200は実施例1の図2の一次巻線200と同一である。   FIG. 20 shows the polarity of the magnetomotive force generated in each iron core by each winding of the transformer 1901 and the connection of each winding. The transformer 1901 has iron cores 202 to 204, and these iron cores constitute a tripod iron core. The primary winding 200 in FIG. 20 is the same as the primary winding 200 in FIG.
図20の二次巻線2000を構成するu相正側巻線1301,v相正側巻線1302,w相正側巻線1303,u相負側巻線1304,v相負側巻線1305,w相負側巻線1306は、それぞれ実施例5の図13のu相正側巻線1301,v相正側巻線1302,w相正側巻線1303,u相負側巻線1304,v相負側巻線1305,w相負側巻線1306と同一である。   20, the u-phase positive winding 1301, the v-phase positive winding 1302, the w-phase positive winding 1303, the u-phase negative winding 1304, and the v-phase negative winding 1305 constituting the secondary winding 2000 of FIG. , W-phase negative winding 1306 are the u-phase positive winding 1301, the v-phase positive winding 1302, the w-phase positive winding 1303, and the u-phase negative winding 1304 of FIG. The v-phase negative side winding 1305 and the w-phase negative side winding 1306 are the same.
ただし、u相負側巻線1304の一端と、v相負側巻線1305,w相負側巻線1306をスター結線しており、中性点nを中性点端子1905として、変圧器1901の外部に引き出している。   However, one end of the u-phase negative-side winding 1304 and the v-phase negative-side winding 1305 and the w-phase negative-side winding 1306 are star-connected, and the neutral point n is the neutral point terminal 1905, and the transformer 1901 Pull out to the outside.
本発明を実施する第8の形態について説明する。実施例8は実施例7の変形である。実施例7では変圧器の一次巻線をデルタ結線としているが、実施例8では変圧器の一次巻線をスター結線として、実施例7と同様の効果を得ているものである。   An eighth embodiment for carrying out the present invention will be described. The eighth embodiment is a modification of the seventh embodiment. In the seventh embodiment, the primary winding of the transformer is a delta connection, but in the eighth embodiment, the same effect as that of the seventh embodiment is obtained by using the primary winding of the transformer as a star connection.
以下では、実施例8の構成において、実施例7の構成と異なる部分についてのみ説明する。   Hereinafter, only the parts of the configuration of the eighth embodiment that are different from the configuration of the seventh embodiment will be described.
図21は、本発明の第8の実施形態を表わした回路図である。   FIG. 21 is a circuit diagram showing an eighth embodiment of the present invention.
図21の変換器グループ806は実施例3の図8の変換器グループ806と同一である
The converter group 806 in FIG. 21 is the same as the converter group 806 in FIG. 8 of the third embodiment.
変圧器2100は、R相端子102,S相端子103,T相端子104,u相端子1902,v相端子1903,w相端子1904,中性点端子1905の合計7端子を備えている。   The transformer 2100 includes a total of seven terminals: an R phase terminal 102, an S phase terminal 103, a T phase terminal 104, a u phase terminal 1902, a v phase terminal 1903, a w phase terminal 1904, and a neutral point terminal 1905.
図22は、変圧器2101の各巻線が各鉄心に生じる起磁力の極性と、各巻線の結線を示す。変圧器1901は、鉄心202〜204を有しており、これらの鉄心は三脚鉄心を構成する。図22の一次巻線700は実施例2の図7の一次巻線700と同一である。図22の二次巻線2000は実施例7の図20の二次巻線2000と同一である。   FIG. 22 shows the polarity of magnetomotive force generated in each iron core by each winding of the transformer 2101 and the connection of each winding. The transformer 1901 has iron cores 202 to 204, and these iron cores constitute a tripod iron core. The primary winding 700 of FIG. 22 is the same as the primary winding 700 of FIG. The secondary winding 2000 of FIG. 22 is the same as the secondary winding 2000 of FIG.
本発明を実施する第9の形態について説明する。実施例5〜8では、変圧器の二次巻線を各相で2分割し、零相電流に起因する起磁力を零とする結線を行っている。これに対して、実施例9では、零相電流に起因する起磁力を補償する補償巻線を用いて、実施例7と同様の効果を得ているものである。   A ninth mode for carrying out the present invention will be described. In Examples 5 to 8, the secondary winding of the transformer is divided into two parts for each phase, and wiring is performed so that the magnetomotive force caused by the zero-phase current is zero. On the other hand, in the ninth embodiment, the same effect as in the seventh embodiment is obtained by using the compensation winding that compensates the magnetomotive force caused by the zero-phase current.
以下では、実施例9の構成において、実施例7の構成と異なる部分についてのみ説明する。   Hereinafter, only the parts of the configuration of the ninth embodiment that are different from the configuration of the seventh embodiment will be described.
図23は、本発明の第9の実施形態を表わした回路図である。電力変換装置2300は
、三相交流端子102〜104を介して三相電力系統100に連系し、三相電力系統100と有効・無効電力を授受する。該電力変換装置2300は、変圧器2301と変換器グループ806とからなる。
FIG. 23 is a circuit diagram showing a ninth embodiment of the present invention. The power conversion device 2300 is connected to the three-phase power system 100 via the three-phase AC terminals 102 to 104, and exchanges active / reactive power with the three-phase power system 100. The power conversion device 2300 includes a transformer 2301 and a converter group 806.
図23の変換器グループ806は、実施例3の図8の変換器グループ806と同一である。   The converter group 806 in FIG. 23 is the same as the converter group 806 in FIG. 8 of the third embodiment.
変圧器2301はR相端子102,S相端子103,T相端子104,u相端子2302,v相端子2303,w相端子2304,補償巻線端子2305の7端子を備えている
The transformer 2301 includes seven terminals of an R phase terminal 102, an S phase terminal 103, a T phase terminal 104, a u phase terminal 2302, a v phase terminal 2303, a w phase terminal 2304, and a compensation winding terminal 2305.
図24は、変圧器2301の各巻線が各鉄心に生じる起磁力の極性と、各巻線の結線を示す。変圧器2303は、鉄心202〜204,一次巻線200,二次巻線2400,補償巻線2404とを備えている。鉄心202〜204は三脚鉄心を構成する。   FIG. 24 shows the polarity of the magnetomotive force generated in each iron core by each winding of the transformer 2301 and the connection of each winding. The transformer 2303 includes iron cores 202 to 204, a primary winding 200, a secondary winding 2400, and a compensation winding 2404. The iron cores 202 to 204 constitute a tripod iron core.
一次巻線200は実施例1の図1の一次巻線200と同一である。   The primary winding 200 is the same as the primary winding 200 of FIG.
二次巻線2400はu相巻線2401,v相二次巻線2402,w相二次巻線2403を備えている。二次巻線2400は実施例3の図9における二次巻線900とほぼ同一構成であるが、中性点nを補償巻線2404に接続している点が異なる。   The secondary winding 2400 includes a u-phase winding 2401, a v-phase secondary winding 2402, and a w-phase secondary winding 2403. The secondary winding 2400 has substantially the same configuration as the secondary winding 900 in FIG. 9 of the third embodiment, except that the neutral point n is connected to the compensation winding 2404.
補償巻線2404は、u相補償巻線2405,v相補償巻線2406,w相補償巻線2407を備えている。補償巻線2404の巻数は、二次巻線2400の1/3とする。   The compensation winding 2404 includes a u-phase compensation winding 2405, a v-phase compensation winding 2406, and a w-phase compensation winding 2407. The number of turns of the compensation winding 2404 is 1/3 that of the secondary winding 2400.
u相補償巻線2405は鉄心202に巻回されている。また、v相補償巻線2405は鉄心203に巻回されている。さらに、w相補償巻線2405は鉄心203に巻回されている。   The u-phase compensation winding 2405 is wound around the iron core 202. The v-phase compensation winding 2405 is wound around the iron core 203. Further, the w-phase compensation winding 2405 is wound around the iron core 203.
u相補償巻線2405とv相補償巻線2406とw相補償巻線2407は直列に接続されている。   The u-phase compensation winding 2405, the v-phase compensation winding 2406, and the w-phase compensation winding 2407 are connected in series.
補償巻線2404の一端は、負側出力端子122に接続している。したがって、補償巻線2404には負荷装置123を流れる電流IDが流れる。   One end of the compensation winding 2404 is connected to the negative output terminal 122. Therefore, the current ID flowing through the load device 123 flows through the compensation winding 2404.
u相補償巻線2405を流れる電流IDが鉄心202に生じる起磁力と、v相補償巻線2406を流れる電流IDが鉄心203に生じる起磁力と、w相補償巻線2407を流れる電流IDが鉄心204に生じる起磁力とは、大略同じ大きさで、同極性である。   The magnetomotive force generated by the current ID flowing through the u-phase compensation winding 2405 in the iron core 202, the magnetomotive force generated by the current ID flowing through the v-phase compensation winding 2406 in the iron core 203, and the current ID flowing through the w-phase compensation winding 2407 are the iron core. The magnetomotive force generated in 204 is approximately the same size and the same polarity.
補償巻線2404を流れるIDは、中性点nで分流し、二次巻線2400の零相成分Izとして流れる。すなわち、Iz=ID/3である。   The ID flowing through the compensation winding 2404 is shunted at the neutral point n and flows as the zero-phase component Iz of the secondary winding 2400. That is, Iz = ID / 3.
u相巻線2401に流れるIzが鉄心202に生じる起磁力と、u相補償巻線2405に流れるIDが鉄心202に生じる起磁力は、大略同じ大きさで、逆極性であるため、ほぼ相殺する。   The magnetomotive force generated in the iron core 202 by Iz flowing in the u-phase winding 2401 and the magnetomotive force generated in the iron core 202 by ID flowing in the u-phase compensation winding 2405 are approximately the same magnitude and have opposite polarities, and thus substantially cancel each other. .
v相巻線2402に流れるIzが鉄心203に生じる起磁力と、v相補償巻線2406に流れるIDが鉄心203に生じる起磁力は、大略同じ大きさで、逆極性であるため、ほぼ相殺する。   The magnetomotive force generated in the iron core 203 by Iz flowing in the v-phase winding 2402 and the magnetomotive force generated in the iron core 203 by ID flowing in the v-phase compensation winding 2406 are approximately the same size and have opposite polarities, and thus substantially cancel each other. .
w相巻線2403に流れるIzが鉄心204に生じる起磁力と、w相補償巻線2407に流れるIDが鉄心204に生じる起磁力は、大略同じ大きさで、逆極性であるため、ほぼ相殺する。   The magnetomotive force generated in the iron core 204 by Iz flowing in the w-phase winding 2403 and the magnetomotive force generated in the iron core 204 by ID flowing in the w-phase compensation winding 2407 are approximately the same size and have opposite polarities, and thus substantially cancel each other. .
したがって、実施例5〜8と同様に、IDが直流であった場合にも、直流起磁力がほぼ零となるため、鉄心の直流偏磁はほとんど発生しない。   Therefore, as in Examples 5 to 8, when the ID is DC, the DC magnetomotive force is almost zero, so that almost no DC bias is generated in the iron core.
本発明を実施する第10の形態について説明する。実施例9では変圧器の一次巻線をデルタ結線としているが、実施例10では変圧器の一次巻線をスター結線として、実施例9と同様の効果を得ているものである。   A tenth embodiment for carrying out the present invention will be described. In the ninth embodiment, the primary winding of the transformer is a delta connection. In the tenth embodiment, the same effect as that of the ninth embodiment is obtained by using the primary winding of the transformer as a star connection.
以下では、実施例10の構成において、実施例9の構成と異なる部分についてのみ説明する。   Hereinafter, only the parts of the configuration of the tenth embodiment that are different from the configuration of the ninth embodiment will be described.
図25は、本発明の第10の実施形態を表わした回路図である。電力変換装置2500は、三相交流端子102〜104を介して三相電力系統100に連系し、三相電力系統100と有効・無効電力を授受する。該電力変換装置2500は、変圧器2501と変換器グループ806とからなる。   FIG. 25 is a circuit diagram showing a tenth embodiment of the present invention. The power conversion device 2500 is connected to the three-phase power system 100 via the three-phase AC terminals 102 to 104, and exchanges active / reactive power with the three-phase power system 100. The power conversion device 2500 includes a transformer 2501 and a converter group 806.
図25の変換器グループ806は、実施例3の図8の変換器グループ806と同一である。   The converter group 806 in FIG. 25 is the same as the converter group 806 in FIG. 8 of the third embodiment.
図26は、変圧器2501の各巻線が各鉄心に生じる起磁力の極性と、各巻線の結線を示す。変圧器2303は、鉄心202〜204,一次巻線700,二次巻線2400,補償巻線2404とを備えている。鉄心202〜204は三脚鉄心を構成する。   FIG. 26 shows the polarity of the magnetomotive force generated in each iron core by each winding of the transformer 2501 and the connection of each winding. The transformer 2303 includes iron cores 202 to 204, a primary winding 700, a secondary winding 2400, and a compensation winding 2404. The iron cores 202 to 204 constitute a tripod iron core.
図26の一次巻線700は実施例2の図7の一次巻線700と同一である。   The primary winding 700 in FIG. 26 is the same as the primary winding 700 in FIG. 7 of the second embodiment.
図26の二次巻線2400は実施例9図24の二次巻線2400と同一である。   The secondary winding 2400 of FIG. 26 is the same as the secondary winding 2400 of FIG.
本発明を実施する第11の形態について説明する。実施例11は実施例5の変形例であり、実施例11では、実施例5と同様の効果を得られるものである。   An eleventh embodiment for carrying out the present invention will be described. The eleventh embodiment is a modification of the fifth embodiment. In the eleventh embodiment, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained.
以下では、実施例11の構成において、実施例5の構成と異なる部分についてのみ説明する。   Hereinafter, only the parts of the configuration of the eleventh embodiment that are different from the configuration of the fifth embodiment will be described.
図27は本発明の第10の実施形態を表わした回路図である。実施例11では、実施例5の図12と比較して、u負側変換器アーム117,v負側変換器アーム118,w負側変換器アーム118の極性を逆にしている。   FIG. 27 is a circuit diagram showing a tenth embodiment of the present invention. In the eleventh embodiment, as compared with FIG. 12 of the fifth embodiment, the polarities of the u negative converter arm 117, the v negative converter arm 118, and the w negative converter arm 118 are reversed.
実施例1,2,5,6でも同様に、u負側変換器アーム117,v負側変換器アーム118,w負側変換器アーム118の極性を逆にしてもよい。   Similarly in the first, second, fifth, and sixth embodiments, the polarities of the u negative side converter arm 117, the v negative side converter arm 118, and the w negative side converter arm 118 may be reversed.
本発明の電力変換装置は、無効電力補償装置(STATCOM)やBack-to-Backシステム(周波数変換装置など),直流送電システム(HVDC),モータドライブなどに利用
可能である。
The power converter of the present invention can be used for a reactive power compensator (STATCOM), a back-to-back system (frequency converter, etc.), a direct current power transmission system (HVDC), a motor drive, and the like.
100,500,1600,1601 三相電力系統
101,600,800,1000,1200,1700,1900,2100,2300,2500,2700 電力変換装置
102 R相端子
103 S相端子
104 T相端子
105,601,801,1001,1201,1701,1901,2101,2301,2501 変圧器
106,1202 u相正側端子
107,1203 v相正側端子
108,1204 w相正側端子
109,1205 u相負側端子
110,1207 w相負側端子
111,1206 v相負側端子
112 正側変換器グループ
113 u相正側変換器アーム
114 v相正側変換器アーム
115 w相正側変換器アーム
116,2701 負側変換器グループ
117 u相負側変換器アーム
118 v相負側変換器アーム
119 w相負側変換器アーム
120 単位変換器
121 正側出力端子
122,402 負側出力端子
200 一次巻線
201,700,900,1300,2000,2400 二次巻線
202,203,204 鉄心
205 R相−S相間巻線
206 S相−T相間巻線
207 T相−R相間巻線
208,901,2401 u相巻線
209,902,2402 v相巻線
210,903,2403 w相巻線
300 x端子
301 y相端子
302 x相ハイサイド・スイッチング素子
303 x相ローサイド・スイッチング素子
304 y相ハイサイド・スイッチング素子
305 y相ローサイド・スイッチング素子
306,405 直流コンデンサ
400 双方向チョッパ形単位変換器
401 x相出力端子
403 ハイサイド・スイッチング素子
404 ローサイド・スイッチング素子
501 変電所
502 変電所母線
503 負荷
802,1902,2302 u相端子
803,1903,2303 v相端子
804,1904,2304 w相端子
805,1905 中性点端子
1301 u相正側巻線
1302 v相正側巻線
1303 w相正側巻線
1304 u相負側巻線
1305 v相負側巻線
1306 w相負側巻線
1602 海底ケーブル
2404 補償巻線
2405 u相補償巻線
2406 v相補償巻線
2407 w相補償巻線
100, 500, 1600, 1601 Three-phase power systems 101, 600, 800, 1000, 1200, 1700, 1900, 2100, 2300, 2500, 2700 Power converter 102 R phase terminal 103 S phase terminal 104 T phase terminals 105, 601 , 801, 1001, 1201, 1701, 1901, 2101, 2301, 2501 Transformer 106, 1202 u-phase positive terminal 107, 1203 v-phase positive terminal 108, 1204 w-phase positive terminal 109, 1205 u-phase negative terminal 110, 1207 w-phase negative terminal 111, 1206 v-phase negative terminal 112 positive-side converter group 113 u-phase positive-side converter arm 114 v-phase positive-side converter arm 115 w-phase positive-side converter arm 116, 2701 negative Side converter group 117 u phase negative side converter arm 118 v phase negative side converter arm 119 w-phase negative converter arm 120 unit converter 121 positive output terminal 122, 402 negative output terminal 200 primary winding 201, 700, 900, 1300, 2000, 2400 secondary winding 202, 203, 204 iron core 205 R phase-S phase winding 206 S phase-T phase winding 207 T phase-R phase winding 208, 901, 2401 u phase winding 209, 902, 2402 v phase winding 210, 903, 2403 w phase winding Line 300 x terminal 301 y phase terminal 302 x phase high side switching element 303 x phase low side switching element 304 y phase high side switching element 305 y phase low side switching element 306,405 DC capacitor 400 Bidirectional chopper type unit conversion 401 x-phase output terminal 403 high-side switching element 404 low Id switching element 501 Substation 502 Substation bus 503 Load 802, 1902, 2302 u phase terminals 803, 1903, 2303 v phase terminals 804, 1904, 2304 w phase terminals 805, 1905 Neutral point terminals 1301 u phase positive side winding Line 1302 v-phase positive winding 1303 w-phase positive winding 1304 u-phase negative winding 1305 v-phase negative winding 1306 w-phase negative winding 1602 submarine cable 2404 compensation winding 2405 u-phase compensation winding 2406 v-phase compensation winding 2407 w-phase compensation winding

Claims (1)

  1. 電圧源と制御電流源の直列回路を備えた電力変換装置において、前記電圧源と前記制御電流源の直列回路を少なくとも3つ並列接続する構成を有し、前記並列接続した前記直列回路の並列接続点を端子とする構成を有し、前記各々の直列回路において前記電圧源は変圧器の一方次側の巻線として形成され、前記変圧器の他方次側の巻線を介して交流側に接続される構成を有し、前記電流源は複数接続する単位変換器を有し、前記一方次側の巻線は、流れる電流の直流成分に起因する起磁力を他方次側の巻線に流れる電流の直流成分に起因する起磁力と相殺するように構成されていることを特徴とする電力変換装置。   In a power converter provided with a series circuit of a voltage source and a control current source, the power conversion device has a configuration in which at least three series circuits of the voltage source and the control current source are connected in parallel, and the parallel connection of the series circuit connected in parallel The voltage source is formed as a winding on the primary side of the transformer in each of the series circuits and is connected to the AC side via the winding on the other side of the transformer. The current source has a plurality of unit converters connected to each other, and the primary winding has a magnetomotive force caused by a direct current component of the flowing current flowing in the other winding. A power conversion device configured to cancel a magnetomotive force caused by a direct current component of
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5755930B2 (en) * 2011-04-18 2015-07-29 株式会社日立製作所 Unit cell and AC / DC converter using the same
CN102223099B (en) * 2011-06-15 2013-02-27 重庆大学 Adaptive three-phase balanced control cascaded three-phase bridge converter
JP5618956B2 (en) * 2011-09-19 2014-11-05 三菱電機株式会社 Power converter
JP5881362B2 (en) * 2011-10-04 2016-03-09 株式会社東芝 Power converter
JP5894763B2 (en) * 2011-10-31 2016-03-30 株式会社日立製作所 Power converter
JP5881386B2 (en) 2011-11-24 2016-03-09 株式会社東芝 Power converter
EP2784927B1 (en) * 2011-11-25 2019-05-08 Tokyo Institute of Technology Single-phase power converter, three-phase two-phase power converter, and three-phase power converter
JP5894777B2 (en) 2011-12-07 2016-03-30 株式会社日立製作所 Power converter
JP5752580B2 (en) * 2011-12-12 2015-07-22 株式会社東芝 Power converter
KR101255959B1 (en) * 2011-12-28 2013-04-23 주식회사 효성 Protection circuit for protecting voltage source converter
US9343994B2 (en) 2012-01-18 2016-05-17 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Power conversion apparatus having two secondary winding groups
JP5865104B2 (en) * 2012-02-09 2016-02-17 株式会社日立製作所 Current control device for voltage type power converter and current control method for voltage type power converter
EP2645552B1 (en) 2012-02-09 2020-04-22 Hitachi, Ltd. Switching element, power converter, direct current transmission system, current control device, method of controlling power converter, and method of controlling current in voltage source converter
JP5775033B2 (en) 2012-07-11 2015-09-09 株式会社日立製作所 Control device and control method for voltage type power converter
JP5993675B2 (en) * 2012-09-14 2016-09-14 株式会社日立製作所 Power converter, power conversion system, and control method for power converter
JP6017272B2 (en) * 2012-11-12 2016-10-26 株式会社日立製作所 Power conversion device and power conversion method
JP6099951B2 (en) 2012-11-29 2017-03-22 株式会社東芝 Power converter
JP6018934B2 (en) 2013-01-25 2016-11-02 株式会社日立製作所 Power converter
JP6253258B2 (en) * 2013-05-24 2017-12-27 株式会社東芝 Power converter
JP6180825B2 (en) * 2013-07-02 2017-08-16 株式会社日立製作所 Power converter and electrical / mechanical energy conversion system
JP6212361B2 (en) * 2013-11-07 2017-10-11 株式会社日立製作所 Self-excited reactive power compensator and power converter
JP2015142466A (en) * 2014-01-30 2015-08-03 株式会社日立製作所 Power conversion system, dc power transmission system, and control method of power conversion system
WO2015114823A1 (en) * 2014-02-03 2015-08-06 株式会社日立製作所 Power conversion device and method for controlling power conversion device
CN107408899B (en) 2015-02-25 2020-05-12 日立三菱水力株式会社 Variable speed power generation electric device and variable speed power generation electric system
JP6494378B2 (en) * 2015-04-02 2019-04-03 株式会社日立製作所 Power conversion system and method for controlling power conversion system
US10389268B2 (en) 2015-04-06 2019-08-20 Mitsubishi Electric Corporation AC-DC power conversion device including helically cascaded unit cells
JP6404768B2 (en) * 2015-04-24 2018-10-17 株式会社東芝 Power converter
CN105099206B (en) * 2015-08-18 2018-06-19 南车株洲电力机车研究所有限公司 A kind of DC-DC solid-state transformer
JP6121582B2 (en) * 2016-02-15 2017-04-26 株式会社日立製作所 Power converter
KR101970234B1 (en) * 2017-02-14 2019-04-18 (주)지필로스 Regenerative inverter and regenerative converter apparatus using regenerative inverter
JP6311050B2 (en) * 2017-03-29 2018-04-11 株式会社日立製作所 Power converter
WO2019235595A1 (en) 2018-06-07 2019-12-12 日立三菱水力株式会社 Variable-speed power generation electric device
CN112385136A (en) 2018-07-09 2021-02-19 日立三菱水力株式会社 Variable-speed power generation electric device
CN110768269A (en) * 2019-12-03 2020-02-07 西安西电电力系统有限公司 Static synchronous compensation device and control method thereof

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4366532A (en) * 1981-05-11 1982-12-28 Westinghouse Electric Corp. AC/DC or DC/AC Converter system with improved AC-line harmonic reduction
JPH04271281A (en) * 1991-02-25 1992-09-28 Sansha Electric Mfg Co Ltd Power supply
JPH11187576A (en) * 1997-12-22 1999-07-09 Nissin Electric Co Ltd Distributed power supply
JP3824907B2 (en) * 2001-11-02 2006-09-20 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power converter
DE10217889A1 (en) * 2002-04-22 2003-11-13 Siemens Ag Power supply with a direct converter
CA2622057C (en) * 2005-09-09 2017-01-17 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for electrical power transmission
EP1922804A1 (en) * 2005-09-09 2008-05-21 Siemens Aktiengesellschaft Device for electron energy transfer
US8149555B2 (en) * 2006-09-06 2012-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Short-circuit current limiter
WO2008067785A1 (en) * 2006-12-08 2008-06-12 Siemens Aktiengesellschaft Device for converting an electric current
CN101548460B (en) * 2006-12-08 2012-10-10 西门子公司 Monitoring of the aging of capacitors in a converter by means of capacitance measurement

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