JP2017192255A - Electric power conversion system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power conversion system capable of estimating a reactor current with high precision without need for addition of a reactor current sensor.SOLUTION: An electric power conversion system 100 includes: a reactor 12 connected with a DC power supply 10; a first switching element 14 and a second switching element 16 for controlling a current running through the reactor 12; and a capacitor 18 for smoothing an output voltage from the reactor 12 and further includes an observer for estimating a reactor current irunning through the reactor 12 on the basis of a power supply voltage vof the DC power supply 10 and a terminal voltage vand an output current iof the capacitor 18.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、直流電圧を昇圧又は降圧する電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power converter that boosts or steps down a DC voltage.

直流の入力電圧を所定の直流電圧に昇圧又は降圧して出力する電力変換装置において出力電流を推定する技術が開示されている。   A technique for estimating an output current in a power converter that outputs a DC input voltage by stepping up or down to a predetermined DC voltage is disclosed.

例えば、上アームスイッチと下アームスイッチとを相補的にオン/オフさせてリアクトルに蓄積されたエネルギーを放出させることによって、入力電圧を昇降圧させて負荷に供給する電力変換装置が開示されている(特許文献1)。当該技術では、リアクトルを流れる電流が最大値Imaxと最小値Iminを繰り返し往復する三角波状の波形となることを利用して、出力電流Iestが漸増する期間と漸減する期間の双方において出力電流Iestを推定する処理が示されている。 For example, a power conversion device is disclosed in which an upper arm switch and a lower arm switch are complementarily turned on / off to release energy stored in a reactor, thereby boosting or lowering an input voltage and supplying the load to a load. (Patent Document 1). In this technique, the current flowing through the reactor has a triangular waveform that repeatedly reciprocates between the maximum value I max and the minimum value I min , and outputs in both a period in which the output current I est gradually increases and a period in which it gradually decreases. A process for estimating the current I est is shown.

また、電池に接続されたリアクトルに流れる電流を一対のスイッチング素子を用いて切替制御して、電池電圧を変換して出力するDC/DCコンバータにおいて、電池からリアクトルに流れる電池電流ibを推定するオブザーバが開示されている(特許文献2)。 In addition, in a DC / DC converter that converts and outputs a battery voltage by switching control of a current flowing through a reactor connected to the battery using a pair of switching elements, a battery current i b flowing from the battery to the reactor is estimated. An observer is disclosed (Patent Document 2).

特開2015−165762号公報JP-A-2015-165762 特開2006−42536号公報JP 2006-42536 A

ところで、特許文献1における出力電流Iestを推定する処理では、上アームスイッチのオン操作時間Tmonと下アームスイッチのオン操作時間Tronの間において両方のスイッチがオフ操作されるデッドタイムが考慮されていない。したがって、デッドタイムが出力電流Iestの推定に及ぼす影響を把握することができない。なお、デッドタイムが出力電流Iestの推定に及ぼす影響は小さくなく、当該処理では出力電流Iestを高い精度で推定することができない。また、出力電流Iestを推定する際に推定結果のフィードバックがないため、リアクトル、キャパシタンス、電圧の検出誤差等の影響により出力電流Iestの推定精度が低下し易い。 By the way, in the process of estimating the output current I est in Patent Document 1, the dead time during which both switches are turned off between the on operation time T mon of the upper arm switch and the on operation time T ron of the lower arm switch is considered. It has not been. Therefore, it is impossible to grasp the influence of the dead time on the estimation of the output current I est . The influence of the dead time on the estimation of the output current I est is not small, and the output current I est cannot be estimated with high accuracy by this processing. Further, the output current because there is no feedback of the estimation results in estimating the I est, reactor, capacitance, the estimation accuracy of the output current I est due to the influence of the detection error of the voltage tends to decrease.

また、特許文献2におけるオブザーバでは、電流リプルの1/2振幅以上にリアクトル電流が流れると、デッドタイムによって状態方程式において指令デューティと実際のスイッチング素子のオン時間の割合である実デューティとの間に誤差が生じ、電池電流ibの推定精度が低下する。 Further, in the observer in Patent Document 2, when the reactor current flows to more than ½ amplitude of the current ripple, due to dead time, between the command duty and the actual duty that is the ratio of the actual switching element on-time in the state equation. An error occurs, and the estimation accuracy of the battery current i b decreases.

本発明の1つの態様は、電源に接続されるリアクトルと、前記リアクトルに流れる電流を制御する第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子と、前記リアクトルからの出力電圧を平滑化させるコンデンサと、を備えた直流電力変換用の電力変換装置であって、前記電源の電源電圧vb、前記コンデンサの端子電圧vc及び出力電流imに基づいて前記リアクトルを流れるリアクトル電流iLを推定するオブザーバを備えることを特徴とする電力変換装置である。 One aspect of the present invention includes a reactor connected to a power supply, a first switching element and a second switching element that control a current flowing through the reactor, and a capacitor that smoothes an output voltage from the reactor. and a power converter for DC power conversion, comprising an observer for estimating the power supply voltage v b, the terminal voltage of the capacitor v c and reactor current i L flowing through the reactor on the basis of the output current i m of the power source It is the power converter device characterized by the above.

ここで、前記オブザーバは、前記第1スイッチング素子がオン状態のときの状態方程式及び前記第2スイッチング素子がオン状態のときの状態方程式に対して前記第1スイッチング素子のオン時間、前記第2スイッチング素子のオン時間及び前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子が同時にオフとなるデッドタイム時間を適用することによって前記リアクトル電流iLを推定することが好適である。 In this case, the observer has an on-time of the first switching element and the second switching with respect to a state equation when the first switching element is on and a state equation when the second switching element is on. It is preferable to estimate the reactor current i L by applying an on-time of an element and a dead time when the first switching element and the second switching element are simultaneously turned off.

また、前記オブザーバは、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のオン状態/オフ状態のデューティと三角波比較PWMとに基づいて前記第1スイッチング素子のオン時間、前記第2スイッチング素子のオン時間及び前記デッドタイム時間を算出することが好適である。   The observer is configured to turn on the first switching element and turn on the second switching element based on the duty of the on / off state of the first switching element and the second switching element and the triangular wave comparison PWM. It is preferable to calculate the dead time.

また、前記オブザーバは、前記デッドタイム時間では、前記リアクトル電流の推定値が正の場合には前記第1スイッチング素子がオン状態のときの状態方程式を適用し、前記リアクトル電流の推定値が負の場合には前記第2スイッチング素子がオン状態のときの状態方程式を適用することが好適である。   In the dead time, the observer applies a state equation when the first switching element is on when the estimated value of the reactor current is positive, and the estimated value of the reactor current is negative. In this case, it is preferable to apply a state equation when the second switching element is in an ON state.

また、前記オブザーバは、前記デッドタイム時間において発生するデューティ誤差を外乱として付加した外乱オブザーバであることが好適である。   Further, it is preferable that the observer is a disturbance observer to which a duty error generated during the dead time is added as a disturbance.

また、前記オブザーバは、キャリア信号の周期に同期したタイミングでサンプリングされた電源電圧vb、出力電流im及びコンデンサ電圧vcを入力として、前記タイミング毎に前記リアクトル電流iLを推定することが好適である。 In addition, the observer, the power supply voltage is sampled at a timing synchronized with the period of the carrier signal v b, as an input the output current i m and capacitor voltage v c, is possible to estimate the reactor current i L for each of the timing Is preferred.

また、インバータの3相電圧指令及び3相電流検出値に基づき前記リアクトル電流iLを推定することが好適である。 Further, it is preferable to estimate the reactor current i L based on a three-phase voltage command of the inverter and a detected three-phase current value.

本発明によれば、リアクトル電流センサを付加しないでリアクトル電流を高い精度で推定できる電力変換装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power converter device which can estimate a reactor current with high precision, without adding a reactor current sensor can be provided.

本発明の実施の形態における電力変換装置の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the power converter device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるオブザーバの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the observer in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における三角波比較パルス幅変調の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the triangular wave comparison pulse width modulation in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における第1〜第4オブザーバの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 1st-4th observer in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における第5オブザーバの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 5th observer in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における第2及び第4オブザーバの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 2nd and 4th observer in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるコンデンサ電圧及びリアクトル電流の推定処理を説明する図である。It is a figure explaining the estimation process of the capacitor | condenser voltage and reactor current in embodiment of this invention. コンデンサ電圧及びリアクトル電流の推定結果を示す図である。It is a figure which shows the estimation result of a capacitor voltage and a reactor current. 従来技術によるリアクトル電流の推定結果を示す図である。It is a figure which shows the estimation result of the reactor current by a prior art. 従来技術によるリアクトル電流の周波数応答性を示す図である。It is a figure which shows the frequency response of the reactor current by a prior art. 第1の実施の形態におけるリアクトル電流の推定結果を示す図である。It is a figure which shows the estimation result of the reactor current in 1st Embodiment. 第1の実施の形態におけるリアクトル電流の周波数応答性を示す図である。It is a figure which shows the frequency response of the reactor current in 1st Embodiment. 第2の実施の形態におけるリアクトル電流の推定結果を示す図である。It is a figure which shows the estimation result of the reactor current in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態におけるリアクトル電流の周波数応答性を示す図である。It is a figure which shows the frequency response of the reactor current in 2nd Embodiment.

<第1の実施の形態>
図1は、本発明の実施の形態における電力変換装置100の基本構成を示す。電力変換装置100は、直流電源10、リアクトル12、第1スイッチング素子14、第2スイッチング素子16及びコンデンサ18を含んで構成される。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a basic configuration of a power conversion device 100 according to an embodiment of the present invention. The power conversion apparatus 100 includes a DC power supply 10, a reactor 12, a first switching element 14, a second switching element 16, and a capacitor 18.

直流電源10の正極にリアクトル12の一端が接続され、リアクトル12の他端には第1スイッチング素子14及び第2スイッチング素子16の接続点Cが接続される。第1スイッチング素子14の他端は負荷102への出力端(OUT+)に接続され、第2スイッチング素子16の他端は直流電源10の負極(OUT−)に接続される。また、出力端と直流電源10の負極との間には電圧を平滑化させるためにコンデンサ18が接続される。   One end of the reactor 12 is connected to the positive electrode of the DC power supply 10, and the connection point C of the first switching element 14 and the second switching element 16 is connected to the other end of the reactor 12. The other end of the first switching element 14 is connected to the output terminal (OUT +) to the load 102, and the other end of the second switching element 16 is connected to the negative electrode (OUT−) of the DC power supply 10. A capacitor 18 is connected between the output terminal and the negative electrode of the DC power supply 10 in order to smooth the voltage.

なお、本実施の形態では、第1スイッチング素子14及び第2スイッチング素子16はNPNトランジスタとする。第1スイッチング素子14は、出力端側がコレクタ、リアクトル12側がエミッタとされる。第2スイッチング素子16は、リアクトル12側がコレクタ、直流電源10の負極側がエミッタとされる。また、第1スイッチング素子14及び第2スイッチング素子16のそれぞれに並列に環流ダイオードが接続される。   In the present embodiment, the first switching element 14 and the second switching element 16 are NPN transistors. The first switching element 14 has a collector on the output end side and an emitter on the reactor 12 side. The second switching element 16 has a reactor 12 side as a collector and a DC power supply 10 negative electrode side as an emitter. A free-wheeling diode is connected in parallel to each of the first switching element 14 and the second switching element 16.

電力変換装置100において、第1スイッチング素子14をオフ状態及び第2スイッチング素子16をオン状態とすることで、リアクトル12を介して直流電源10の正極から負極に向けたリアクトル電流iLが流れる。これによって、リアクトル12にエネルギーが蓄積される。次に、第2スイッチング素子16をオフ状態とすることで、リアクトル電流iLが遮断され、リアクトル12の端部に直流電源10の電圧(電池電圧vb)よりも高い電圧が生じ、これに応じた電流が出力端に向けて流れてコンデンサ18が充電されてコンデンサ電圧vcが上昇する。このコンデンサ電圧vcが負荷102に印加される。また、第1スイッチング素子14がオン状態とされることで、コンデンサ18から直流電源10の正極へ向けたリアクトル電流iLが流れる。これによって、コンデンサ電圧vcが低下する。電力変換装置100の出力電圧、すなわちコンデンサ電圧vcは、第1スイッチング素子14及び第2スイッチング素子16のオン期間の比であるデューティ比によって決定される。 In the power conversion device 100, the reactor current i L flows from the positive electrode to the negative electrode of the DC power supply 10 through the reactor 12 by turning the first switching element 14 off and the second switching element 16 on. As a result, energy is accumulated in the reactor 12. Next, by turning off the second switching element 16, the reactor current i L is cut off, and a voltage higher than the voltage of the DC power supply 10 (battery voltage v b ) is generated at the end of the reactor 12. capacitor 18 in accordance with a current flowing toward the output end is the charging capacitor voltage v c and rises. The capacitor voltage v c is applied to the load 102. Further, when the first switching element 14 is turned on, the reactor current i L flows from the capacitor 18 to the positive electrode of the DC power supply 10. Thus, the capacitor voltage v c is reduced. Output voltage, i.e. the capacitor voltage v c of the power converter 100 is determined by the duty ratio which is the ratio of the on period of the first switching element 14 and second switching element 16.

本実施の形態では、電力変換装置100はリアクトル電流iLを推定するためのオブザーバ200を備える。図2は、オブザーバ200の全体構成を示す。オブザーバ200は、スイッチング間時間計算器20、第1オブザーバ22、第2オブザーバ24、第3オブザーバ26、第4オブザーバ28及び第5オブザーバ30を含んで構成される。なお、以下において、図中の推定値には上付の波線(チルダ)を付して示す。 In the present embodiment, power conversion device 100 includes an observer 200 for estimating reactor current i L. FIG. 2 shows the overall configuration of the observer 200. The observer 200 includes a switching time calculator 20, a first observer 22, a second observer 24, a third observer 26, a fourth observer 28, and a fifth observer 30. In the following, the estimated value in the figure is shown with a superscript wavy line (tilde).

スイッチング間時間計算器20は、外部から電力変換装置100のデューティの設定値の入力を受けると、第1スイッチング素子14及び第2スイッチング素子16のスイッチングの時間を算出する。図3を参照して、スイッチング間時間計算器20におけるスイッチングの時間の算出について説明する。   The inter-switching time calculator 20 calculates the switching time of the first switching element 14 and the second switching element 16 when receiving the setting value of the duty of the power conversion device 100 from the outside. With reference to FIG. 3, the calculation of the switching time in the inter-switching time calculator 20 will be described.

スイッチング間時間計算器20は、所定の周期を有する三角波(図3中、太実線で示す)及びデッドタイム時間だけ遅らせた三角波(図3中、点線で示す)から第1スイッチング素子14及び第2スイッチング素子16のオン/オフを制御するためのパルス幅変調信号(PWM信号)を求める。ここで、三角波の下点から第1スイッチング素子14がオン状態からオフ状態へ切り替えられるまでを時間ΔT1とする。また、時間ΔT1経過後、第1スイッチング素子14がオフ状態にされてから第2スイッチング素子16がオン状態にされるまでをデッドタイム時間ΔT2とする。また、デッドタイム時間ΔT2経過後、第2スイッチング素子16がオン状態の間を時間ΔT3とする。また、時間ΔT3経過後、第2スイッチング素子16がオフ状態にされてから第1スイッチング素子14がオン状態にされるまでをデッドタイム時間ΔT4とする。また、デッドタイム時間ΔT4経過後、第1スイッチング素子14がオン状態にされてから第2スイッチング素子16がオフ状態にされるまでを時間ΔT5とする。スイッチング間時間計算器20は、入力されたデューティに応じた第1スイッチング素子14及び第2スイッチング素子16のオン時間となるようにPWM信号を求め、それに対応した時間ΔT1、ΔT3、ΔT5及びデッドタイム時間ΔT2、ΔT4を設定する。電力変換装置100の第1スイッチング素子14及び第2スイッチング素子16は、設定された時間ΔT1、ΔT3、ΔT5及びデッドタイム時間ΔT2、ΔT4で決められるPWM信号により制御される。また、スイッチング間時間計算器20は、設定された時間ΔT1、ΔT3、ΔT5及びデッドタイム時間ΔT2、ΔT4を第1オブザーバ22〜第5オブザーバ30へそれぞれ出力する。 The inter-switching time calculator 20 includes a first switching element 14 and a second switching element 14 based on a triangular wave having a predetermined period (indicated by a thick solid line in FIG. 3) and a triangular wave delayed by a dead time (indicated by a dotted line in FIG. 3). A pulse width modulation signal (PWM signal) for controlling on / off of the switching element 16 is obtained. Here, the time ΔT 1 is defined from the lower point of the triangular wave until the first switching element 14 is switched from the on state to the off state. Further, after the time ΔT 1 has elapsed, a period from when the first switching element 14 is turned off to when the second switching element 16 is turned on is defined as a dead time time ΔT 2 . Further, after the dead time ΔT 2 has elapsed, the time during which the second switching element 16 is in the ON state is defined as time ΔT 3 . Further, after the time ΔT 3 has elapsed, the time from when the second switching element 16 is turned off to when the first switching element 14 is turned on is defined as a dead time time ΔT 4 . Further, after the dead time ΔT 4 has elapsed, the time from when the first switching element 14 is turned on to when the second switching element 16 is turned off is defined as time ΔT 5 . The inter-switching time calculator 20 obtains a PWM signal so as to be the on-time of the first switching element 14 and the second switching element 16 according to the input duty, and the corresponding times ΔT 1 , ΔT 3 , ΔT 5. And dead time times ΔT 2 and ΔT 4 are set. The first switching element 14 and the second switching element 16 of the power conversion apparatus 100 are controlled by PWM signals determined by the set times ΔT 1 , ΔT 3 , ΔT 5 and dead time times ΔT 2 , ΔT 4 . The inter-switching time calculator 20 outputs the set times ΔT 1 , ΔT 3 , ΔT 5 and dead time times ΔT 2 , ΔT 4 to the first observer 22 to the fifth observer 30, respectively.

第1オブザーバ22、第2オブザーバ24、第3オブザーバ26、第4オブザーバ28及び第5オブザーバ30は、キャリア信号の周期に同期してサンプリングされた電力変換装置100の電源電圧vb、出力電流im及びコンデンサ電圧vc(出力電圧に相当)の測定値の入力を受けて、それぞれスイッチング間時間計算器20で設定された時間ΔT1、デッドタイム時間ΔT2、時間ΔT3、デッドタイム時間ΔT4及び時間ΔT5におけるリアクトル電流iLの推定値を求める。本実施の形態では、図3における三角波の下点に同期した制御タイミングでサンプリングされた電源電圧vb、出力電流im及びコンデンサ電圧vc(出力電圧に相当)の測定値の入力を受けて、制御タイミング毎にリアクトル電流iLの推定値を求める。 The first observer 22, the second observer 24, the third observer 26, the fourth observer 28, and the fifth observer 30 are the power supply voltage v b and output current i of the power converter 100 sampled in synchronization with the period of the carrier signal. m and capacitor voltage v c (corresponding to the output voltage) are input, and time ΔT 1 , dead time time ΔT 2 , time ΔT 3 , and dead time time ΔT set by switching time calculator 20 are input. 4 and an estimated value of the reactor current i L at time ΔT 5 is obtained. In this embodiment, it receives input measurements sampled at the control timing synchronized supply voltage v b, the output current i m and capacitor voltage v c (corresponding to the output voltage) under point of the triangular wave in Fig. 3 Then, an estimated value of the reactor current i L is obtained for each control timing.

第1スイッチング素子14がオン状態の場合、電力変換装置100の状態方程式は数式(1)で表わされる。ここで、rLは、リアクトル12の抵抗成分を示す。なお、以下において、時間微分値には上付の点(ドット)を付して示す。
When the 1st switching element 14 is an ON state, the state equation of the power converter device 100 is represented by Numerical formula (1). Here, r L represents the resistance component of the reactor 12. In the following description, the time differential value is indicated with a superscript point (dot).

数式(1)に対して双1次変換を適用して離散化すると数式(2)のように表わすことができる。
Applying bilinear transformation to the mathematical formula (1) for discretization can be expressed as the mathematical formula (2).

また、数式(2)に対して係数A、B及びCを数式(3)のように定義できる。
Further, coefficients A, B, and C can be defined as in Expression (3) with respect to Expression (2).

一方、第1スイッチング素子14がオフ状態の場合、電力変換装置100の状態方程式は数式(4)で表わされる。
On the other hand, when the 1st switching element 14 is an OFF state, the state equation of the power converter device 100 is represented by Numerical formula (4).

数式(4)に対して双1次変換を適用して離散化すると数式(5)のように表わすことができる。
Applying bilinear transformation to the mathematical formula (4) for discretization can be expressed as the mathematical formula (5).

また、数式(5)に対して係数A、B及びCを数式(6)のように定義できる。
Further, the coefficients A, B, and C can be defined as in Expression (6) with respect to Expression (5).

電力変換装置100における状態方程式が数式(1)〜数式(6)のように表わされるので、第1オブザーバ22、第2オブザーバ24、第3オブザーバ26及び第4オブザーバ28は、図4に示すような構成となる。また、第5オブザーバ30は、図5に示すような構成となる。   Since the state equations in the power conversion device 100 are expressed as Equations (1) to (6), the first observer 22, the second observer 24, the third observer 26, and the fourth observer 28 are as shown in FIG. It becomes the composition. The fifth observer 30 has a configuration as shown in FIG.

ただし、デッドタイム時間ΔT2に対する推定を行う第2オブザーバ24は、図6に示すように、内部に2つのオブザーバ40及び42及び切替スイッチ44を備える。オブザーバ40は、第1スイッチング素子14がオン状態のときの状態方程式を用いてリアクトル電流iLの推定を行うオブザーバであり、オブザーバ42は、第1スイッチング素子14がオフ状態のときの状態方程式を用いてリアクトル電流iLの推定を行うオブザーバである。入力されるリアクトル電流iLの推定値が正電流(直流電源10の正極から流れ出る方向)の場合、第1スイッチング素子14がオン状態と同等であるので、切替スイッチ44をオブザーバ40側に切り替えてオブザーバ40を使用してリアクトル電流iLの推定を行う。入力されるリアクトル電流iLの推定値が負電流(直流電源10の正極に流れ込む方向)の場合、第1スイッチング素子14がオフ状態と同等であるので、切替スイッチ44をオブザーバ42側に切り替えてオブザーバ42を使用してリアクトル電流iLの推定を行う。デッドタイム時間ΔT4に対する推定を行う第4オブザーバ28も同様の構成とすればよい。 However, the second observer 24 for estimating the dead time time ΔT 2 includes two observers 40 and 42 and a changeover switch 44 therein as shown in FIG. The observer 40 is an observer that estimates the reactor current i L using the state equation when the first switching element 14 is in the on state, and the observer 42 represents the state equation when the first switching element 14 is in the off state. It is an observer that uses this to estimate the reactor current i L. When the estimated value of the input reactor current i L is a positive current (in the direction of flowing out from the positive electrode of the DC power supply 10), the first switching element 14 is equivalent to the on state, so the changeover switch 44 is switched to the observer 40 side. The reactor current i L is estimated using the observer 40. When the estimated value of the input reactor current i L is a negative current (in the direction of flowing into the positive electrode of the DC power supply 10), the first switching element 14 is equivalent to the off state, so the changeover switch 44 is switched to the observer 42 side. The reactor current i L is estimated using the observer 42. The fourth observer 28 for estimating the dead time time ΔT 4 may have the same configuration.

例えば、第1オブザーバ22には、三角波の下点から第1スイッチング素子14がオン状態からオフ状態へ切り替えられるまでの第1スイッチング素子14がオン状態となっている時間ΔT1が入力される。第1オブザーバ22は、時間ΔT1の入力を受けると、第1スイッチング素子14がオン状態のときの状態方程式(数式(2)及び数式(3))のTに時間ΔT1、vc(t)に第5オブザーバ30での前回のコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT5)、vb(t)に電源電圧vbの測定値、im(t)に出力電流imの測定値を代入してリアクトル電流iLの推定値iL(チルダ)(ΔT1)及びコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT1)を推定して出力する。 For example, the first observer 22 receives the time ΔT 1 during which the first switching element 14 is in the on state from the lower point of the triangular wave until the first switching element 14 is switched from the on state to the off state. The first observer 22 receives an input of time [Delta] T 1, T the time [Delta] T 1 state equation with the first switching element 14 is turned on (Equation (2) and Equation (3)), v c (t ) the estimated value v c of the previous capacitor voltage v c in the fifth observer 30 (tilde) ([Delta] t 5), v b (t) to the measured value of the supply voltage v b, i m (t) to the output current i Substituting the measured value of m , the estimated value i L (tilde) (ΔT 1 ) of the reactor current i L and the estimated value v c (tilde) (ΔT 1 ) of the capacitor voltage v c are estimated and output.

第2オブザーバ24には、時間ΔT1経過後、第1スイッチング素子14がオフ状態にされてから第2スイッチング素子16がオン状態にされるまでのデッドタイム時間ΔT2が入力される。第2オブザーバ24は、時間ΔT2の入力を受けると、第1オブザーバ22から入力されたリアクトル電流iLの推定値iL(チルダ)(ΔT1)の向きに応じてオブザーバ40,42のいずれかを選択する。オブザーバ40が選択された場合、第1スイッチング素子14がオン状態のときの状態方程式(数式(2)及び数式(3))のTに時間ΔT2、vc(t)に第1オブザーバ22でのコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT1)、vb(t)に電源電圧vbの測定値、im(t)に出力電流imの測定値を代入してリアクトル電流iLの推定値iL(チルダ)(ΔT2)及びコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT2)を推定して出力する。オブザーバ42が選択された場合、第1スイッチング素子14がオフ状態のときの状態方程式(数式(5)及び数式(6))のTに時間ΔT2、vc(t)に第1オブザーバ22でのコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT1)、vb(t)に電源電圧vbの測定値、im(t)に出力電流imの測定値を代入してリアクトル電流iLの推定値iL(チルダ)(ΔT2)及びコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT2)を推定して出力する。 The second observer 24 receives a dead time period ΔT 2 from the time when the first switching element 14 is turned off to the time when the second switching element 16 is turned on after the time ΔT 1 has elapsed. When the second observer 24 receives the input of time ΔT 2 , either of the observers 40 and 42 depends on the direction of the estimated value i L (tilde) (ΔT 1 ) of the reactor current iL input from the first observer 22. Select. When the observer 40 is selected, the time ΔT 2 at time T in the state equation (formula (2) and formula (3)) when the first switching element 14 is in the on state, and the first observer 22 at v c (t). estimate v c of the capacitor voltage v c (tilde) (ΔT 1), v b measured value of the supply voltage v b in (t), a reactor by substituting the measured value of the output current i m to i m (t) An estimated value i L (tilde) (ΔT 2 ) of the current i L and an estimated value v c (tilde) (ΔT 2 ) of the capacitor voltage vc are estimated and output. When the observer 42 is selected, the time ΔT 2 at time T of the state equation (formula (5) and formula (6)) when the first switching element 14 is in the OFF state, and the first observer 22 at v c (t). estimate v c of the capacitor voltage v c (tilde) (ΔT 1), v b measured value of the supply voltage v b in (t), a reactor by substituting the measured value of the output current i m to i m (t) An estimated value i L (tilde) (ΔT 2 ) of the current i L and an estimated value v c (tilde) (ΔT 2 ) of the capacitor voltage v c are estimated and output.

第3オブザーバ26には、デッドタイム時間ΔT2経過後、第2スイッチング素子16がオン状態の間を時間ΔT3が入力される。第3オブザーバ26は、時間ΔT3の入力を受けると、第1スイッチング素子14がオフ状態のときの状態方程式(数式(5)及び数式(6))のTに時間ΔT3、vc(t)に第2オブザーバ24でのコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT2)、vb(t)に電源電圧vbの測定値、im(t)に出力電流imの測定値を代入してリアクトル電流iLの推定値iL(チルダ)(ΔT3)及びコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT3)を推定して出力する。 The third observer 26 receives the time ΔT 3 while the second switching element 16 is on after the dead time ΔT 2 has elapsed. The third observer 26 receives an input of time [Delta] T 3, the equation of state when the first switching element 14 is off (Equation (5) and Equation (6)) time T of the [Delta] T 3, v c (t ) the estimated value v c of the capacitor voltage v c in the second observer 24 (tilde) ([Delta] t 2), v b (measurement value of power supply voltage v b to t), the output current i m to i m (t) Substituting the measured values, the estimated value i L (tilde) (ΔT 3 ) of the reactor current i L and the estimated value v c (tilde) (ΔT 3 ) of the capacitor voltage v c are estimated and output.

第4オブザーバ28には、時間ΔT3経過後、第2スイッチング素子16がオフ状態にされてから第1スイッチング素子14がオン状態にされるまでのデッドタイム時間ΔT4が入力される。第4オブザーバ28は、時間ΔT4の入力を受けると、第3オブザーバ26から入力されたリアクトル電流iLの推定値iL(チルダ)(ΔT3)の向きに応じてオブザーバ40,42のいずれかを選択する。オブザーバ40が選択された場合、第1スイッチング素子14がオン状態のときの状態方程式(数式(2)及び数式(3))のTに時間ΔT4、vc(t)に第1オブザーバ22でのコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT3)、vb(t)に電源電圧vbの測定値、im(t)に出力電流imの測定値を代入してリアクトル電流iLの推定値iL(チルダ)(ΔT4)及びコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT4)を推定して出力する。オブザーバ42が選択された場合、第1スイッチング素子14がオフ状態のときの状態方程式(数式(5)及び数式(6))のTに時間ΔT4、vc(t)に第1オブザーバ22でのコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT3)、vb(t)に電源電圧vbの測定値、im(t)に出力電流imの測定値を代入してリアクトル電流iLの推定値iL(チルダ)(ΔT4)及びコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT4)を推定して出力する。 The fourth observer 28 receives a dead time period ΔT 4 from when the second switching element 16 is turned off to when the first switching element 14 is turned on after the time ΔT 3 has elapsed. When the fourth observer 28 receives the input of the time ΔT 4 , any of the observers 40 and 42 depends on the direction of the estimated value i L (tilde) (ΔT 3 ) of the reactor current i L input from the third observer 26. Select. When the observer 40 is selected, time ΔT 4 at time T in the state equation (formula (2) and formula (3)) when the first switching element 14 is in the on state, and v 1 ( c ) at the first observer 22. estimate v c of the capacitor voltage v c (tilde) (ΔT 3), v b measured value of the supply voltage v b in (t), a reactor by substituting the measured value of the output current i m to i m (t) The estimated value i L (tilde) (ΔT 4 ) of the current i L and the estimated value v c (tilde) (ΔT 4 ) of the capacitor voltage v c are estimated and output. When the observer 42 is selected, time ΔT 4 at time T in the state equation (formula (5) and formula (6)) when the first switching element 14 is in the off state, and v 1 ( c ) at the first observer 22. estimate v c of the capacitor voltage v c (tilde) (ΔT 3), v b measured value of the supply voltage v b in (t), a reactor by substituting the measured value of the output current i m to i m (t) The estimated value i L (tilde) (ΔT 4 ) of the current i L and the estimated value v c (tilde) (ΔT 4 ) of the capacitor voltage v c are estimated and output.

第5オブザーバ30には、デッドタイム時間ΔT4経過後、第1スイッチング素子14がオン状態にされてから第2スイッチング素子16がオフ状態にされるまでの時間ΔT5が入力される。第5オブザーバ30は、時間ΔT5の入力を受けると、第1スイッチング素子14がオン状態のときの状態方程式(数式(2)及び数式(3))のTに時間ΔT5、vc(t)に第4オブザーバ28でのコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT4)、vb(t)に電源電圧vbの測定値、im(t)に出力電流imの測定値を代入、さらに前回の第5オブザーバ30での前回のコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT5)にオブザーバゲインk1,k2を乗算した値をフィードバックして新たなリアクトル電流iLの推定値iL(チルダ)(ΔT5)及びコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(ΔT5)を推定して出力する。 The fifth observer 30, after the dead time period [Delta] T 4 has elapsed, the first switching element 14 and the second switching element 16 is in the ON state time [Delta] T 5 until it is in the OFF state is input. The fifth observer 30 receives an input of time [Delta] T 5, T the time [Delta] T 5 of the state equation with the first switching element 14 is turned on (Equation (2) and Equation (3)), v c (t ) the estimated value v c of the capacitor voltage v c in the fourth observer 28 (tilde) ([Delta] t 4), v b (measurement value of power supply voltage v b to t), the output current i m to i m (t) Substitute the measured value, and feed back the value obtained by multiplying the estimated value v c (tilde) (ΔT 5 ) of the previous capacitor voltage v c in the previous fifth observer 30 by the observer gains k 1 and k 2. The estimated value i L (tilde) (ΔT 5 ) of the reactor current i L and the estimated value v c (tilde) (ΔT 5 ) of the capacitor voltage v c are estimated and output.

このような処理によって、図7に示すように、各時刻におけるリアクトル電流iLの推定値iL(チルダ)(T)及びコンデンサ電圧vcの推定値vc(チルダ)(T)を推定することができる。 By such processing, as shown in FIG. 7, the estimated value i L (tilde) (T) of the reactor current i L and the estimated value v c (tilde) (T) of the capacitor voltage v c at each time are estimated. be able to.

本実施の形態における電力変換装置100の効果について説明する。図8は、特許文献1に記載された従来技術に基づいて求めたコンデンサ電圧vcとリアクトル電流iLの時間変化を示す。図9は、図8のリアクトル電流iLの時間変化を拡大して示した図である。図9において、リアクトル電流推定値iL(チルダ)は細実線、リアクトル電流iLの検出値(実測値)は太実線で示す。図9に示されているように、リアクトル電流推定値iL(チルダ)とリアクトル電流iLの検出値(実測値)の絶対値には誤差がみられた。 The effect of power conversion device 100 in the present embodiment will be described. Figure 8 shows the time variation of the capacitor voltage v c and reactor current i L calculated based on the prior art described in Patent Document 1. FIG. 9 is an enlarged view showing the time change of reactor current i L in FIG. In FIG. 9, the reactor current estimated value i L (tilde) is indicated by a thin solid line, and the detected value (actual value) of the reactor current i L is indicated by a thick solid line. As shown in FIG. 9, there was an error in the absolute value of the detected value (actual value) of the reactor current estimated value i L (tilde) and the reactor current i L.

また、図10は、特許文献1に記載された従来技術に基づいて求めたリアクトル電流iLの周波数応答性を示す。周波数応答性は、電圧の目標値を正弦波で変化させた時の電圧制御追従性評価時の電流推定精度をみた結果である。図10において、リアクトル電流推定値iL(チルダ)は細実線、リアクトル電流iLの検出値(実測値)は太実線で示す。図10に示されているように、リアクトル電流推定値iL(チルダ)の変動周期はリアクトル電流iLの検出値(実測値)の変動周期に近くなったが、リアクトル電流推定値iL(チルダ)の絶対値はリアクトル電流iLの検出値(実測値)に対してオフセットして一致しなかった。 FIG. 10 shows the frequency response of the reactor current i L obtained based on the prior art described in Patent Document 1. The frequency responsiveness is a result of looking at the current estimation accuracy at the time of evaluating the voltage control followability when the target voltage value is changed with a sine wave. In FIG. 10, the reactor current estimated value i L (tilde) is indicated by a thin solid line, and the detected value (actually measured value) of the reactor current i L is indicated by a thick solid line. As shown in FIG. 10, the fluctuation period of the reactor current estimated value i L (tilde) is close to the fluctuation period of the detected value (actually measured value) of the reactor current i L , but the reactor current estimated value i L ( The absolute value of tilde) was offset and did not match the detected value (actual value) of reactor current i L.

図11は、本実施の形態における電力変換装置100で求めたリアクトル電流iLの時間変化を拡大して示した図である。図11において、リアクトル電流推定値iL(チルダ)は細実線、リアクトル電流iLの検出値(実測値)は太実線で示す。図11に示されているように、リアクトル電流推定値iL(チルダ)とリアクトル電流iLの検出値(実測値)の絶対値は略一致した。 FIG. 11 is an enlarged view showing the time change of reactor current i L obtained by power conversion device 100 in the present embodiment. In FIG. 11, the reactor current estimated value i L (tilde) is indicated by a thin solid line, and the detected value (actual value) of the reactor current i L is indicated by a thick solid line. As shown in FIG. 11, the absolute value of the detected value (actually measured value) of the reactor current estimated value i L (tilde) and the reactor current i L is substantially the same.

また、図12は、本実施の形態における電力変換装置100で求めたリアクトル電流iLの周波数応答性を示す。図12において、リアクトル電流推定値iL(チルダ)は細実線、リアクトル電流iLの検出値(実測値)は太実線で示す。図12に示されているように、リアクトル電流推定値iL(チルダ)の変動周期はリアクトル電流iLの検出値(実測値)の変動周期に一致し、リアクトル電流推定値iL(チルダ)の絶対値もリアクトル電流iLの検出値(実測値)に対してオフセットせずにほぼ一致した。 FIG. 12 shows the frequency response of reactor current i L obtained by power conversion device 100 in the present embodiment. In FIG. 12, the reactor current estimated value i L (tilde) is indicated by a thin solid line, and the detected value (actual value) of the reactor current i L is indicated by a thick solid line. As shown in FIG. 12, the fluctuation period of the reactor current estimated value i L (tilde) coincides with the variation period of the detection value of the reactor current i L (measured value), reactor current estimated value i L (tilde) Also, the absolute value of was substantially the same as the detected value (actual value) of the reactor current i L without being offset.

なお、本実施の形態では、数式(1)及び数式(4)を双1次変換を利用して離散化したが、これに限定されるものではなく、0次ホールド、前進差分、後退差分を利用して離散化させてもよい。   In this embodiment, Equations (1) and (4) are discretized using bilinear transformation. However, the present invention is not limited to this, and the zero-order hold, forward difference, and backward difference are calculated. It may be discretized by use.

例えば、後退差分を適用して数式(1)を離散化すると数式(7)のように表わすことができる。また、数式(7)に対して係数A,B及びCを数式(8)のように定義できる。
For example, when formula (1) is discretized by applying a backward difference, it can be expressed as formula (7). Further, the coefficients A, B, and C can be defined as in Expression (8) with respect to Expression (7).

また、後退差分を適用して数式(4)を離散化すると数式(9)のように表わすことができる。また、数式(9)に対して係数A,B及びCを数式(10)のように定義できる。
Further, when Equation (4) is discretized by applying the backward difference, it can be expressed as Equation (9). Further, coefficients A, B, and C can be defined as in Expression (10) with respect to Expression (9).

このように後退差分を利用して数式(1)及び数式(4)を離散化させた状態方程式を第1オブザーバ22〜第5オブザーバ30に適用することによって同様にリアクトル電流推定値iL(チルダ)を推定することができる。 By applying the state equations obtained by discretizing Equation (1) and Equation (4) using the backward difference in this way to the first observer 22 to the fifth observer 30, similarly, the reactor current estimated value i L (tilde ) Can be estimated.

なお、電力変換装置100にインバータ及びモータが1台接続されている場合の出力電流計算器は数式(11)により出力電流imを算出することができる。ここで、数式(11)では、モータのd軸電圧指令vd、モータのq軸電圧指令vq、デッドタイム誤差d軸電圧vdd及びデッドタイム誤差q軸電圧vqdとしている。
The output current calculator in the case where the inverter and the motor to the power conversion device 100 is connected one can calculate the output current i m by equation (11). In Equation (11), the motor d-axis voltage command v d , the motor q-axis voltage command v q , the dead time error d-axis voltage v dd, and the dead time error q-axis voltage v qd are used.

インバータ及びモータが2台以上の場合には、数式(11)の分子にモータパワーを加算すればよい。   When there are two or more inverters and motors, the motor power may be added to the numerator of Equation (11).

以上のように、本発明の実施の形態によれば、第1スイッチング素子14のオン状態とオフ状態とにおいて異なる状態方程式を適用したオブザーバを用いることでリアクトル電流の推定誤差を抑制することができる。また、デッドタイム時間のリアクトル電流の推定値が正の場合と負の場合においてそれぞれ第1スイッチング素子14がオン状態の状態方程式及びオフ状態の状態方程式を適用することでリアクトル電流の推定誤差を抑制することができる。さらに、コンデンサ電圧の推定値をフィードバックすることで、リアクトル電流の推定精度を高めることができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the estimation error of the reactor current can be suppressed by using the observer to which different state equations are applied in the ON state and the OFF state of the first switching element 14. . Further, the estimation error of the reactor current is suppressed by applying the state equation in which the first switching element 14 is in the ON state and the state equation in the OFF state, respectively, when the estimated value of the reactor current of the dead time is positive and negative. can do. Furthermore, the estimated accuracy of the reactor current can be increased by feeding back the estimated value of the capacitor voltage.

<第2の実施の形態>
第1の実施の形態では、デューティdを考慮しない状態方程式を用いて推定処理を行う態様とした。第2の実施の形態における電力変換装置100は、デューティd及びデッドタイム時間ΔT2,ΔT4による誤差デューティΔdを考慮した状態方程式を用いて推定処理を行う。
<Second Embodiment>
In 1st Embodiment, it was set as the aspect which performs an estimation process using the state equation which does not consider the duty d. The power conversion apparatus 100 according to the second embodiment performs an estimation process using a state equation that takes into account the duty d and the error duty Δd due to the dead time times ΔT 2 and ΔT 4 .

なお、第2の実施の形態における電力変換装置100の構成は、第1の実施の形態における電力変換装置100と同様であり、適用される状態方程式のみが異なるので相違点のみについて説明する。   Note that the configuration of the power conversion device 100 in the second embodiment is the same as that of the power conversion device 100 in the first embodiment, and only the difference is applied, so only the differences will be described.

キャリア信号の周期に対する第1スイッチング素子14のオン割合を示すデューティdを考慮した状態方程式は数式(12)のように示される。
A state equation in consideration of the duty d indicating the ON ratio of the first switching element 14 with respect to the period of the carrier signal is expressed as Expression (12).

数式(12)に対して同一次元オブザーバとして双1次変換を適用して離散化すると数式(13)のように表わすことができる。
If the bilinear transformation is applied to the equation (12) as a one-dimensional observer and discretized, it can be expressed as the equation (13).

また、数式(13)に対して係数A、B及びCを数式(14)のように定義できる。
Further, the coefficients A, B, and C can be defined as in Expression (14) with respect to Expression (13).

図13は、本実施の形態における電力変換装置100で求めたリアクトル電流iLの時間変化を拡大して示した図である。図13において、リアクトル電流推定値iL(チルダ)は細実線、リアクトル電流iLの検出値(実測値)は太実線で示す。図13に示されているように、リアクトル電流推定値iL(チルダ)とリアクトル電流iLの検出値(実測値)の絶対値は略一致した。 FIG. 13 is an enlarged view showing the time change of reactor current i L obtained by power conversion device 100 in the present embodiment. In FIG. 13, the reactor current estimated value i L (tilde) is indicated by a thin solid line, and the detected value (actual value) of the reactor current i L is indicated by a thick solid line. As shown in FIG. 13, the absolute value of the detected value (actual value) of the reactor current estimated value i L (tilde) and the reactor current i L is substantially the same.

また、図14は、本実施の形態における電力変換装置100で求めたリアクトル電流iLの周波数応答性を示す。図14において、リアクトル電流推定値iL(チルダ)は細実線、リアクトル電流iLの検出値(実測値)は太実線で示す。図14に示されているように、リアクトル電流推定値iL(チルダ)の変動周期はリアクトル電流iLの検出値(実測値)の変動周期に一致し、リアクトル電流推定値iL(チルダ)の絶対値もリアクトル電流iLの検出値(実測値)に対してオフセットせずにほぼ一致した。 FIG. 14 shows the frequency responsiveness of reactor current i L obtained by power conversion device 100 in the present embodiment. In FIG. 14, the reactor current estimated value i L (tilde) is indicated by a thin solid line, and the detected value (actually measured value) of the reactor current i L is indicated by a thick solid line. As shown in FIG. 14, the fluctuation period of the reactor current estimated value i L (tilde) coincides with the variation period of the detection value of the reactor current i L (measured value), reactor current estimated value i L (tilde) Also, the absolute value of was substantially the same as the detected value (actual value) of the reactor current i L without being offset.

なお、本実施の形態では、同一次元オブザーバとしたが、最小次元オブザーバを適用してもよい。また、数式(11)を双1次変換を利用して離散化したが、これに限定されるものではなく、0次ホールド、前進差分、後退差分を利用して離散化させてもよい。   In the present embodiment, the same dimensional observer is used, but a minimum dimensional observer may be applied. Moreover, although Formula (11) was discretized using bilinear transformation, it is not limited to this, You may discretize using 0th-order hold, a forward difference, and a backward difference.

以上のように、状態方程式にデッドタイム時間において発生するデューティ誤差を外乱として付加した外乱オブザーバを構成することで、電力変換装置100におけるリアクトル電流の推定精度をより高めることができる。   As described above, it is possible to further improve the estimation accuracy of the reactor current in the power conversion device 100 by configuring the disturbance observer in which the duty error generated in the dead time is added to the state equation as a disturbance.

10 直流電源、12 リアクトル、14 第1スイッチング素子、16 第2スイッチング素子、18 コンデンサ、20 スイッチング間時間計算器、22 第1オブザーバ、24 第2オブザーバ、26 第3オブザーバ、28 第4オブザーバ、30 第5オブザーバ、40,42 オブザーバ、44 切替スイッチ、100 電力変換装置、102 負荷、200 オブザーバ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 DC power supply, 12 Reactor, 14 1st switching element, 16 2nd switching element, 18 capacitor | condenser, 20 Time calculator between switching, 22 1st observer, 24 2nd observer, 26 3rd observer, 28 4th observer, 30 5th observer, 40, 42 observer, 44 changeover switch, 100 power converter, 102 load, 200 observer.

Claims (7)

電源に接続されるリアクトルと、
前記リアクトルに流れる電流を制御する第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子と、
前記リアクトルからの出力電圧を平滑化させるコンデンサと、
を備えた直流電力変換用の電力変換装置であって、
前記電源の電源電圧vb、前記コンデンサの端子電圧vc及び出力電流imに基づいて前記リアクトルを流れるリアクトル電流iLを推定するオブザーバを備えることを特徴とする電力変換装置。
A reactor connected to a power source;
A first switching element and a second switching element for controlling a current flowing through the reactor;
A capacitor for smoothing the output voltage from the reactor;
A power conversion device for direct current power conversion comprising:
Power converter, characterized in that it comprises an observer that estimates the power supply voltage v b, the terminal voltage of the capacitor v c and reactor current i L flowing through the reactor on the basis of the output current i m of the power supply.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記オブザーバは、前記第1スイッチング素子がオン状態のときの状態方程式及び前記第2スイッチング素子がオン状態のときの状態方程式に対して前記第1スイッチング素子のオン時間、前記第2スイッチング素子のオン時間及び前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子が同時にオフとなるデッドタイム時間を適用することによって前記リアクトル電流iLを推定することを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
The observer includes an on-time of the first switching element and an on-time of the second switching element with respect to a state equation when the first switching element is on and a state equation when the second switching element is on. The power converter according to claim 1, wherein the reactor current i L is estimated by applying a time and a dead time when the first switching element and the second switching element are simultaneously turned off.
請求項2に記載の電力変換装置であって、
前記オブザーバは、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のオン状態/オフ状態のデューティと三角波比較PWMとに基づいて前記第1スイッチング素子のオン時間、前記第2スイッチング素子のオン時間及び前記デッドタイム時間を算出することを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 2,
The observer is configured to determine the on-time of the first switching element, the on-time of the second switching element, and the on-time of the first switching element and the second switching element based on the duty of the on / off state and the triangular wave comparison PWM. A power converter that calculates dead time.
請求項2又は3に記載の電力変換装置であって、
前記オブザーバは、前記デッドタイム時間では、前記リアクトル電流の推定値が正の場合には前記第1スイッチング素子がオン状態のときの状態方程式を適用し、前記リアクトル電流の推定値が負の場合には前記第2スイッチング素子がオン状態のときの状態方程式を適用することを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 2 or 3,
The observer applies a state equation when the first switching element is in an on state when the estimated value of the reactor current is positive, and when the estimated value of the reactor current is negative at the dead time time. Applies a state equation when the second switching element is in an ON state.
請求項2に記載の電力変換装置であって、
前記オブザーバは、前記デッドタイム時間において発生するデューティ誤差を外乱として付加した外乱オブザーバであることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 2,
The power converter according to claim 1, wherein the observer is a disturbance observer to which a duty error generated during the dead time is added as a disturbance.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力変換装置であって、
前記オブザーバは、キャリア信号の周期に同期したタイミングでサンプリングされた電源電圧vb、出力電流im及びコンデンサ電圧vcを入力として、前記タイミング毎に前記リアクトル電流iLを推定することを特徴とする電力変換装置。
The power converter according to any one of claims 1 to 5,
The observer, and characterized in that the power supply voltage is sampled at a timing synchronized with the period of the carrier signal v b, as an input the output current i m and capacitor voltage v c, estimates the reactor current i L for each of the timing Power converter.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力変換装置であって、
インバータの3相電圧指令及び3相電流検出値に基づき前記リアクトル電流iLを推定することを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 6,
The reactor current i L is estimated based on a three-phase voltage command and a three-phase current detection value of an inverter.
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