JP2019187128A - Electric power conversion system - Google Patents

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Abstract

To provide an electric power conversion system capable of enhancing the performance of a converter by adjusting the characteristics.SOLUTION: An electric power conversion system according to the embodiment is provided with a power converter including a main circuit including a switching element, a capacitor, and a wiring member that electrically connects the switching element and the capacitor to flow a main current. The wiring member includes a first conductive plate and a second conductive plate that are plate members of a conductor, and an insulating plate being a plate member of an insulator that electrically insulates the first conductive plate and the second conductive plate between the first conductive plate and the second conductive plate. The shapes of the first conductive plate, the second conductive plate, and the insulating plate are set so that each of the main currents has a desired waveform.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

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

自己消弧形の半導体スイッチング素子を用いることによって小型化をはかりつつ、大容量化を実現することができる電力変換方式として、多数の回路方式が提案されている。マルチレベル出力の電力変換器では、交流の電圧波形の高調波成分を低減できるので、高調波フィルタの簡素化、削減を可能にして小型化をはかることができる。たとえば、モジュラーマルチレベルコンバータ(Modular Multilevel Converter、以下、MMCという。)の実用化が進められている。   A number of circuit systems have been proposed as power conversion systems capable of realizing a large capacity while achieving miniaturization by using a self-extinguishing semiconductor switching element. In the multi-level output power converter, since the harmonic component of the AC voltage waveform can be reduced, the harmonic filter can be simplified and reduced, and the size can be reduced. For example, a modular multilevel converter (hereinafter referred to as MMC) has been put into practical use.

MMCは、単位変換器が多数設けられており、MMC自体の性能を向上させるためには、各単位変換器の性能をなるべく合わせる必要がある。単位変換器を構成する部品には、ばらつきがあり、部品固有のばらつきを制限することは費用対効果等を考慮すると現実的でない場合も多い。   The MMC is provided with a large number of unit converters, and in order to improve the performance of the MMC itself, it is necessary to match the performance of each unit converter as much as possible. There are variations in the parts constituting the unit converter, and it is often impractical to limit the variations inherent in the components in view of cost effectiveness.

特開2016−220356号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-220356

実施形態は、特性を調整して変換器の性能を向上させることができる電力変換装置を提供する。   Embodiments provide a power conversion device that can adjust the characteristics to improve the performance of the converter.

実施形態に係る電力変換装置は、スイッチング素子と、コンデンサと、前記スイッチング素子およびコンデンサを電気的に接続して主電流を流す配線部材と、をそれぞれ含む複数の主回路を含む電力変換器を備える。前記配線部材は、導電体の板状体である第1導電板および第2導電板と、絶縁体の板状体であり、前記第1導電板と前記第2導電板との間で前記第1導電板および前記第2導電板を電気的に絶縁する絶縁板と、を含む。前記第1導電板、前記第2導電板および前記絶縁板の形状は、前記主電流のそれぞれが所望の波形となるように設定されている。   A power conversion device according to an embodiment includes a power converter including a plurality of main circuits each including a switching element, a capacitor, and a wiring member that electrically connects the switching element and the capacitor to flow a main current. . The wiring member is a first conductive plate and a second conductive plate, which are plate members of a conductor, and a plate member of an insulator, and the first conductive plate and the second conductive plate between the first conductive plate and the second conductive plate. And an insulating plate for electrically insulating the first conductive plate and the second conductive plate. The shapes of the first conductive plate, the second conductive plate, and the insulating plate are set so that each of the main currents has a desired waveform.

本実施形態では、第1導電板、第2導電板および絶縁板の形状が各主回路に流れる主電流を所望の波形となるように設定された配線部材を備えるので、特性の調整がされた変換器の性能が向上される。   In the present embodiment, since the first conductive plate, the second conductive plate, and the insulating plate are provided with the wiring member in which the main current flowing through each main circuit is set to have a desired waveform, the characteristics are adjusted. The performance of the transducer is improved.

実施形態に係る電力変換装置を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the power converter concerning an embodiment. 単位変換器の構成例を示す模式的な回路図である。It is a typical circuit diagram which shows the structural example of a unit converter. 図3(a)は、単位変換器の一部を例示する平面図である。図3(b)は、単位変換器の一部を例示する底面図である。図3(c)は、図3(a)のAA’線における断面図である。FIG. 3A is a plan view illustrating a part of the unit converter. FIG. 3B is a bottom view illustrating a part of the unit converter. FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 図4(a)〜図4(d)は、図3(a)のAA’線における断面に対応する図であり、単位変換器の一部の変形例を例示する断面図である。FIGS. 4A to 4D are views corresponding to the cross section taken along the line AA ′ of FIG. 3A, and are cross-sectional views illustrating a modification of a part of the unit converter. 図3(a)に対応する平面図であり、単位変換器の一部の変形例を例示する図である。It is a top view corresponding to Drawing 3 (a), and is a figure which illustrates some modifications of a unit converter.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
In the present specification and drawings, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.

図1は、実施形態に係る電力変換装置を例示するブロック図である。
図1に示すように、本実施形態の電力変換装置10は、電力変換器20を備える。電力変換器20は、モジュラーマルチレベルコンバータ(Modular Multilevel Converter、以下、MMCという。)である。電力変換器20は、交流端子21a〜21cを介して、交流の電力系統1に接続される。この例のように、電力変換器20は、変圧器2を介して電力系統1に接続されてもよい。たとえば、電力系統1は、三相または単相の50Hz若しくは60Hzの電源、負荷および交流送電線を備える構成とすることができる。電力変換装置10は、直流端子21d,21eを介して、直流回路3に接続される。直流回路3は、たとえば直流送電線等を含む。以下では、電力変換器20は、三相の電力系統1に連系されるものとする。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a power conversion apparatus according to the embodiment.
As shown in FIG. 1, the power conversion device 10 of this embodiment includes a power converter 20. The power converter 20 is a modular multilevel converter (hereinafter referred to as MMC). The power converter 20 is connected to the AC power system 1 via AC terminals 21a to 21c. As in this example, the power converter 20 may be connected to the power system 1 via the transformer 2. For example, the electric power system 1 can be configured to include a three-phase or single-phase 50 Hz or 60 Hz power source, a load, and an AC power transmission line. The power conversion apparatus 10 is connected to the DC circuit 3 through DC terminals 21d and 21e. DC circuit 3 includes, for example, a DC transmission line. In the following, it is assumed that the power converter 20 is linked to the three-phase power system 1.

電力変換器20は、三相交流の各相に対応したアーム22を含む。アーム22は、直流端子21d,21e間で直列に接続されている。   The power converter 20 includes an arm 22 corresponding to each phase of the three-phase alternating current. The arm 22 is connected in series between the DC terminals 21d and 21e.

直流端子21d,21e間で直列に接続されるアーム22には、バッファリアクトル24がそれぞれ直列に接続されている。バッファリアクトル24は、上下のアーム22間に瞬時的な短絡電流が流れることを防止する。   A buffer reactor 24 is connected in series to each of the arms 22 connected in series between the DC terminals 21d and 21e. The buffer reactor 24 prevents an instantaneous short-circuit current from flowing between the upper and lower arms 22.

バッファリアクトル24のタップは、交流端子21a〜21cにそれぞれ接続されている。   The taps of the buffer reactor 24 are connected to the AC terminals 21a to 21c, respectively.

アーム22は、カスケードに接続された単位変換器30を含む。   The arm 22 includes unit converters 30 connected in cascade.

図2は、単位変換器の構成例を示す模式的な回路図である。
図2に示すように、単位変換器30は、端子31a,31bを含む。単位変換器30は、スイッチング素子32aと、ダイオード32bと、コンデンサ32cと、を含む。2つのスイッチング素子32aは、直列に接続されている。2つのダイオード32bは、2つのスイッチング素子32aにそれぞれ逆並列に接続されている。コンデンサ32cは、スイッチング素子32aの直列回路に並列に接続されている。
FIG. 2 is a schematic circuit diagram illustrating a configuration example of the unit converter.
As shown in FIG. 2, the unit converter 30 includes terminals 31a and 31b. Unit converter 30 includes a switching element 32a, a diode 32b, and a capacitor 32c. The two switching elements 32a are connected in series. The two diodes 32b are connected in antiparallel to the two switching elements 32a, respectively. The capacitor 32c is connected in parallel to the series circuit of the switching element 32a.

コンデンサ32cは、配線部材40によって、スイッチング素子32aおよびダイオード32bに電気的に接続されている。配線部材40には、単位変換器30の主電流が流れる。配線部材40は、後に詳述するが、その長さや幅、絶縁物を介して重ね合わせた場合の距離、重ね合わせの寸法に応じてインダクタンスが決定される。スイッチング素子32aは、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の自己消弧型の半導体スイッチである。スイッチング素子32aは、駆動信号によって駆動されて、コンデンサ32cを充放電する。そのため、スイッチング電流(主電流)の波形は、配線部材40のインダクタンス値によって、変化する。スイッチング電流が変化することによって、たとえば単位変換器30の変換効率が変化し、電力変換装置全体の変換効率に影響がおよぶ。実施形態の電力変換装置10では、配線部材40のインダクタンス値を調整することによって、スイッチング電流の波形を適正化し、単位変換器30の変換効率を適切な値に設定することができる。   The capacitor 32 c is electrically connected to the switching element 32 a and the diode 32 b by the wiring member 40. The main current of the unit converter 30 flows through the wiring member 40. Although the wiring member 40 will be described in detail later, the inductance is determined according to the length and width, the distance when the wiring members 40 are overlapped via an insulator, and the dimensions of the overlapping. The switching element 32a is a self-extinguishing type semiconductor switch such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). The switching element 32a is driven by a drive signal to charge / discharge the capacitor 32c. Therefore, the waveform of the switching current (main current) varies depending on the inductance value of the wiring member 40. When the switching current changes, for example, the conversion efficiency of the unit converter 30 changes, which affects the conversion efficiency of the entire power conversion device. In the power converter 10 of the embodiment, by adjusting the inductance value of the wiring member 40, the waveform of the switching current can be optimized and the conversion efficiency of the unit converter 30 can be set to an appropriate value.

図3(a)は、単位変換器の一部を例示する平面図である。図3(b)は、単位変換器の一部を例示する底面図である。図3(c)は、図3(a)のAA’線における断面図である。
図3(a)〜図3(c)に示すように、配線部材40は、導電板42a,42bと、絶縁板43と、を含む。導電板42a,42bは、銅合金等の金属等の良導電性の材料で形成されている。絶縁板43は、絶縁性の材料で形成されており、導電板42a,42bの間に設けられ、導電板42a,42bを電気的に絶縁する。後に詳述するように、絶縁板43は、導電板42a,42bの離間距離を設定するためにも設けられている。導電板42a,絶縁板43および導電板42bは、積層され、一体化された配線部材40を構成する。
FIG. 3A is a plan view illustrating a part of the unit converter. FIG. 3B is a bottom view illustrating a part of the unit converter. FIG.3 (c) is sectional drawing in the AA 'line of Fig.3 (a).
As shown in FIGS. 3A to 3C, the wiring member 40 includes conductive plates 42 a and 42 b and an insulating plate 43. The conductive plates 42a and 42b are made of a highly conductive material such as a metal such as a copper alloy. The insulating plate 43 is made of an insulating material, is provided between the conductive plates 42a and 42b, and electrically insulates the conductive plates 42a and 42b. As will be described in detail later, the insulating plate 43 is also provided for setting the distance between the conductive plates 42a and 42b. The conductive plate 42a, the insulating plate 43, and the conductive plate 42b are stacked and constitute an integrated wiring member 40.

導電板(第1、第2導電板)42a,42bは、電流が流入し、流出し得る2つの端部を有する。導電板42a,42bの一方の端部には、接続部44a,44bがそれぞれ設けられ、他方の端部には、接続部45a,45bがそれぞれ設けられている。導電板42aは、接続部44a,45aによって、外部回路と電気的に接続される。導電板42bは、接続部44b,45bによって、外部回路と電気的に接続される。   The conductive plates (first and second conductive plates) 42a and 42b have two end portions through which current can flow in and out. Connection portions 44a and 44b are provided at one end of the conductive plates 42a and 42b, respectively, and connection portions 45a and 45b are provided at the other end, respectively. The conductive plate 42a is electrically connected to an external circuit through the connection portions 44a and 45a. The conductive plate 42b is electrically connected to an external circuit through the connection portions 44b and 45b.

具体的には、コンデンサ32cの高電位側の端子は、接続部44aによって、導電板42aに接続される。導電板42aは、接続部45aによって、スイッチング素子32aのコレクタ端子に接続される。コンデンサ32cの低電位側の端子は、接続部44bによって、導電板42bに接続される。導電板42bは、接続部45bによって、スイッチング素子32aのエミッタ端子に接続される。   Specifically, the high potential side terminal of the capacitor 32c is connected to the conductive plate 42a by the connection portion 44a. The conductive plate 42a is connected to the collector terminal of the switching element 32a by the connecting portion 45a. The terminal on the low potential side of the capacitor 32c is connected to the conductive plate 42b by the connecting portion 44b. The conductive plate 42b is connected to the emitter terminal of the switching element 32a by the connecting portion 45b.

導電板42a,42bは、ほぼ同一形状の導体の板であり、導電板42a,42bの形状に制限はないが、たとえばほぼ方形である。接続部44a,44bは、導電板42a,42bの一方の端部から電流が流れる方向に沿って延伸して設けられている。接続部45a,45bは、導電板42a,42bの接続部44a,44bが設けられた端部が設けられた辺に対向する他方の辺である端部に設けられている。この例では、接続部44a,45aは、接続部44a,45aが設けられている導電板42aのそれぞれの縁の中央からそれぞれの縁に沿って一方向にオフセットした位置に設けられている。接続部44b,45bも、接続部44b,45bが設けられているそれぞれの縁の中央からそれぞれの縁に沿って、接続部44a,45aとは反対側にオフセットした位置に設けられている。接続部の位置は、配線部材40によって接続する回路要素の配置等によって適切な位置に任意に設定することができる。この例の場合には、導電板42aおよび接続部44a,45aと導電板42bおよび接続部44b,45bは、中心線に対して線対象な形状を有する。   The conductive plates 42a and 42b are conductive plates having substantially the same shape, and the shape of the conductive plates 42a and 42b is not limited, but is substantially rectangular, for example. The connecting portions 44a and 44b are provided to extend along the direction in which current flows from one end of the conductive plates 42a and 42b. The connection parts 45a and 45b are provided at the end part which is the other side opposite to the side provided with the end part provided with the connection parts 44a and 44b of the conductive plates 42a and 42b. In this example, the connecting portions 44a and 45a are provided at positions offset in one direction along the respective edges from the center of the respective edges of the conductive plate 42a provided with the connecting portions 44a and 45a. The connecting portions 44b and 45b are also provided at positions offset from the centers of the respective edges where the connecting portions 44b and 45b are provided along the respective edges to the side opposite to the connecting portions 44a and 45a. The position of the connecting portion can be arbitrarily set to an appropriate position depending on the arrangement of circuit elements connected by the wiring member 40. In the case of this example, the conductive plate 42a and the connecting portions 44a and 45a, and the conductive plate 42b and the connecting portions 44b and 45b have a shape that is a line object with respect to the center line.

配線部材40は、導電板42a,42bの形状、導電板42a,42bの離間距離、および導電板42a,42bのそれぞれに流れる電流の方向によって、インダクタンス値が決定される。導電板42a,42bの電流が流れる方向に沿う長さ(以下、単に長さという。)が長いほど、導電板42a,42bの自己インダクタンスは大きくなる。導電板42a,42bの電流が流れる方向に直交する方向の長さ(以下、幅という。)が長いほど導電板42a,42bの自己インダクタンスは小さくなる。   The wiring member 40 has an inductance value determined by the shape of the conductive plates 42a and 42b, the distance between the conductive plates 42a and 42b, and the direction of the current flowing through each of the conductive plates 42a and 42b. The longer the length of the conductive plates 42a and 42b along the direction in which the current flows (hereinafter simply referred to as the length), the greater the self-inductance of the conductive plates 42a and 42b. The longer the length of the conductive plates 42a and 42b in the direction perpendicular to the direction in which the current flows (hereinafter referred to as the width), the smaller the self-inductance of the conductive plates 42a and 42b.

絶縁板43の厚さによって、導電板42a,42b間の離間距離を設定することができ、絶縁板43が厚いほど、導電板42a,42b間の離間距離を長くすることができる。導電板42a,42b間の相互インダクタンスは、導電板42a,42bに流れる電流の方向および導電板24a,42b間の離間距離によって相違する。導電板42a,42bに流れる電流の方向が同じ場合には、電流によって発生する磁界を弱め合うので、導電板42a,42b間の離間距離が短いほどインダクタンス値は小さくなる。導電板42a,42bに流れる電流の方向が異なる場合には、電流によって発生する磁界を強め合うので、導電板42a,42b間の離間距離が短いほどインダクタンス値は大きくなる。以下では、導電板42a,42bに流れる電流の方向が異なる場合について具体的な例を説明するが、導電板42a,42bに流れる電流の方向が同じ場合については、上述のようにして適用することが可能である。   The distance between the conductive plates 42a and 42b can be set by the thickness of the insulating plate 43. The thicker the insulating plate 43, the longer the distance between the conductive plates 42a and 42b. The mutual inductance between the conductive plates 42a and 42b differs depending on the direction of the current flowing through the conductive plates 42a and 42b and the separation distance between the conductive plates 24a and 42b. When the directions of the currents flowing through the conductive plates 42a and 42b are the same, the magnetic field generated by the currents is weakened, so that the inductance value decreases as the separation distance between the conductive plates 42a and 42b decreases. When the directions of the currents flowing through the conductive plates 42a and 42b are different, the magnetic fields generated by the currents are strengthened, so that the inductance value increases as the distance between the conductive plates 42a and 42b decreases. Hereinafter, a specific example will be described in the case where the directions of the currents flowing through the conductive plates 42a and 42b are different, but the case where the directions of the currents flowing through the conductive plates 42a and 42b are the same is applied as described above. Is possible.

配線部材40のインダクタンス値は、導電板42a,42bの自己インダクタンスおよび相互インダクタンスの大きさによって、決定される。   The inductance value of the wiring member 40 is determined by the magnitudes of the self-inductance and the mutual inductance of the conductive plates 42a and 42b.

図4(a)〜図4(d)は、図3(a)のAA’線における断面に対応する図であり、単位変換器の一部の変形を例示する断面図である。
図4(a)は、比較対象として再掲した図であり、図3(c)と同じ図である。絶縁板43は、厚さt0を有する。上述したように、配線部材では、絶縁部材の厚さを変更することによって、2つの導電板の間の離間距離を調整することができる。図4(b)に示すように、配線部材140は、配線部材40の場合と異なる厚さを有する絶縁部材143を含む。絶縁部材143は、厚さt1を有する。t1>t0の場合には、導電板42a,42b間の離間距離は長くなるので、導電板42a,42b間の磁界の強め合いは減少するので、配線部材140の全体のインダクタンスは、配線部材40の場合よりも小さくなる。
4A to 4D are views corresponding to the cross section taken along the line AA ′ of FIG. 3A, and are cross-sectional views illustrating a modification of the unit converter.
FIG. 4A is a diagram reprinted as a comparison target, and is the same diagram as FIG. The insulating plate 43 has a thickness t0. As described above, in the wiring member, the separation distance between the two conductive plates can be adjusted by changing the thickness of the insulating member. As shown in FIG. 4B, the wiring member 140 includes an insulating member 143 having a thickness different from that of the wiring member 40. The insulating member 143 has a thickness t1. In the case of t1> t0, the distance between the conductive plates 42a and 42b becomes long, and the strengthening of the magnetic field between the conductive plates 42a and 42b decreases. It becomes smaller than the case of.

図4(c)に示すように、配線部材240は、図4(a)の配線部材40の場合と異なる導電板242a,242bを含む。導電板242a,242bの幅W2は、配線部材40の導電板42a,42bの幅W0よりも広く設定されている。そのため、導電板242a,242bの自己インダクタンスが小さくなるので、配線部材240の全体のインダクタンスは、図4(a)の場合にくらべて小さくなる。   As shown in FIG. 4C, the wiring member 240 includes conductive plates 242a and 242b different from the case of the wiring member 40 of FIG. The width W2 of the conductive plates 242a and 242b is set wider than the width W0 of the conductive plates 42a and 42b of the wiring member 40. Therefore, since the self-inductance of the conductive plates 242a and 242b is reduced, the overall inductance of the wiring member 240 is smaller than that in the case of FIG.

図4(d)に示すように、配線部材340は、図4(a)の配線部材40の場合とは導電板42a,42bの重なり合う長さL3が異なる。配線部材340では、導電板42a,42bが絶縁板43を介して重畳する長さL3は、導電板の幅W0よりも短い。したがって、磁界の強め合いは減少するので、配線部材340全体のインダクタンスは、図4(a)の場合よりも減少する。   As shown in FIG. 4D, the wiring member 340 is different from the wiring member 40 in FIG. 4A in the overlapping length L3 of the conductive plates 42a and 42b. In the wiring member 340, the length L3 in which the conductive plates 42a and 42b overlap via the insulating plate 43 is shorter than the width W0 of the conductive plate. Accordingly, the strength of the magnetic field is reduced, so that the inductance of the entire wiring member 340 is reduced as compared with the case of FIG.

図5は、図3(a)に対応する平面図であり、単位変換器の一部の変形例を例示する図である。
図5の左の図は、比較対象として再掲した図3(a)と同じ図である。図5の右の図に示すように、配線部材440は、図3(a)の配線部材40の場合の長さL0とは異なる長さL4を有する導電板442aを含む。なお、図示しないが、導電板42bの位置には、導電板442aと同じ寸法の電動板が絶縁板443を介して設けられている。導電板442aの長さL4は、この例では、図3(a)の場合の長さL0にくらべて、短く設定されている。そのため、導電板442aの自己インダクタンスは、図3(a)の場合にくらべて、小さくなり、配線部材440全体のインダクタンスを小さくすることができる。
FIG. 5 is a plan view corresponding to FIG. 3A and illustrates a modification of a part of the unit converter.
The left figure of FIG. 5 is the same figure as FIG. 3 (a) reproduced as a comparison object. As shown in the right diagram of FIG. 5, the wiring member 440 includes a conductive plate 442a having a length L4 different from the length L0 in the case of the wiring member 40 of FIG. Although not shown, an electric plate having the same dimensions as the conductive plate 442a is provided at the position of the conductive plate 42b via an insulating plate 443. In this example, the length L4 of the conductive plate 442a is set shorter than the length L0 in the case of FIG. Therefore, the self-inductance of the conductive plate 442a is smaller than in the case of FIG. 3A, and the inductance of the entire wiring member 440 can be reduced.

本実施形態の電力変換装置の効果について説明する。
上述したとおり、実施形態の電力変換装置は、配線部材40を備えており、配線部材40では、導電板の長さや幅を異ならせ、あるいは、導電板の離間距離を異ならせることによって、配線部材のインダクタンスを調整することができる。配線部材40は、単位変換器30のコンデンサ32cとスイッチング素子32aとの接続に用いられるので、配線部材40のインダクタンス値を調整することによって、コンデンサへの充放電電流の波形を調整し、単位変換器30の変換効率を適切な値に調整することができる。
The effect of the power converter of this embodiment is demonstrated.
As described above, the power conversion device according to the embodiment includes the wiring member 40. In the wiring member 40, the length and width of the conductive plate are changed, or the separation distance of the conductive plate is changed to thereby change the wiring member. Can be adjusted. Since the wiring member 40 is used to connect the capacitor 32c and the switching element 32a of the unit converter 30, by adjusting the inductance value of the wiring member 40, the waveform of the charge / discharge current to the capacitor is adjusted, and unit conversion is performed. The conversion efficiency of the device 30 can be adjusted to an appropriate value.

MMCのような多数の単位変換器30を含む電力変換器では、電力変換器の変換効率やノイズ放射等の諸特性を目標値や、仕様値等の適切な値を達成するためには、各単位変換器30の変換効率やノイズ放射等の諸特性を最適な値にそろえる必要がある。スイッチング素子32aの駆動条件を調整することによって、ある程度の性能調整は可能であるが、主電流が流れる配線に起因する寄生的な回路パラメータの特性を調整することができれば、より適切な性能を実現することができる。本実施形態では、上述のように、配線部材のインダクタンス値を調整することができるので、より簡便に適切な値を設定することが可能になる。   In a power converter including a large number of unit converters 30 such as an MMC, various characteristics such as conversion efficiency and noise emission of the power converter are achieved in order to achieve appropriate values such as target values and specification values. It is necessary to align various characteristics such as the conversion efficiency and noise radiation of the unit converter 30 to optimum values. The performance can be adjusted to some extent by adjusting the driving conditions of the switching element 32a. However, if the characteristics of the parasitic circuit parameters caused by the wiring through which the main current flows can be adjusted, more appropriate performance can be realized. can do. In the present embodiment, as described above, the inductance value of the wiring member can be adjusted, so that an appropriate value can be set more easily.

導電板の寸法や、絶縁板の厚さ等をさまざま変えた配線部材をあらかじめ複数種類準備しておくことも可能である。単位変換器30ごとにより特性測定し、適切なパラメータを有する配線部材を選択することによって、単位変換器30の特性を単位変換器30ごとに最適に調整することができ、電力変換装置全体の性能を適切な値に調整することができる。   It is also possible to prepare in advance a plurality of types of wiring members in which the dimensions of the conductive plate, the thickness of the insulating plate, and the like are variously changed. By measuring the characteristics for each unit converter 30 and selecting a wiring member having an appropriate parameter, the characteristics of the unit converter 30 can be optimally adjusted for each unit converter 30 and the performance of the entire power converter Can be adjusted to an appropriate value.

以上説明した実施形態によれば、設置スペースを小さくしつつ、変換器の構造を簡素化した他励式電力変換装置を実現することができる。   According to the embodiment described above, it is possible to realize a separately excited power conversion device that simplifies the structure of the converter while reducing the installation space.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。   As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalents thereof. Further, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

1 交流系統、2 変圧器、3 直流系統、20 電力変換器、22 単位アーム、24 変圧器、30 単位変換器、32a スイッチング素子、32b ダイオード、32c コンデンサ、40,140,240,340,440 配線部材、42a,42b,242a,242b,442a 導電板、43,143,443 絶縁板   1 AC system, 2 transformer, 3 DC system, 20 power converter, 22 unit arm, 24 transformer, 30 unit converter, 32a switching element, 32b diode, 32c capacitor, 40, 140, 240, 340, 440 wiring Member, 42a, 42b, 242a, 242b, 442a Conductive plate, 43, 143, 443 Insulating plate

Claims (6)

スイッチング素子と、コンデンサと、前記スイッチング素子およびコンデンサを電気的に接続して主電流を流す配線部材と、をそれぞれ含む複数の主回路を含む電力変換器を備え、
前記配線部材は、
導電体の板状体である第1導電板および第2導電板と、
絶縁体の板状体であり、前記第1導電板と前記第2導電板との間で前記第1導電板および前記第2導電板を電気的に絶縁する絶縁板と、
を含み、
前記第1導電板、前記第2導電板および前記絶縁板の形状は、前記主電流のそれぞれが所望の波形となるように設定された電力変換装置。
A power converter including a plurality of main circuits each including a switching element, a capacitor, and a wiring member that electrically connects the switching element and the capacitor to flow a main current;
The wiring member is
A first conductive plate and a second conductive plate which are plate-like bodies of a conductor;
An insulating plate, and an insulating plate that electrically insulates the first conductive plate and the second conductive plate between the first conductive plate and the second conductive plate;
Including
The shape of the said 1st conductive plate, the said 2nd conductive plate, and the said insulating plate is a power converter device set so that each of the said main current may become a desired waveform.
前記第1導電板および前記第2導電板は、同一形状である請求項1記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 1, wherein the first conductive plate and the second conductive plate have the same shape. 前記第1導電板および前記第2導電板は、互いに対向する位置に設けられた請求項2記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 2, wherein the first conductive plate and the second conductive plate are provided at positions facing each other. 前記第1導電板および前記第2導電板は、互いに対向する位置から前記主電流が流れる方向に交差する方向にオフセットした位置に設けられた請求項2記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 2, wherein the first conductive plate and the second conductive plate are provided at positions offset from positions facing each other in a direction intersecting a direction in which the main current flows. 前記絶縁板は、均一な厚さを有する請求項1〜3のいずれか1つに記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 1, wherein the insulating plate has a uniform thickness. 前記電力変換器は、モジュラーマルチレベルコンバータである請求項1〜5のいずれか1つに記載の電力変換装置。   The power converter according to any one of claims 1 to 5, wherein the power converter is a modular multilevel converter.
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