JP2021029092A - Controller of power converter and control method of power converter - Google Patents

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Abstract

To suppress level skipping of a phase voltage and a line voltage in a controller of a power converter.SOLUTION: A controller of a power converter outputting a gate signal based on a table in which a pulse pattern preliminarily prepared is stored, and driving a switching element of the power converter determines whether or not level skipping occurs in the pulse pattern, and stores the pulse pattern without the level skipping in the table. In the determination of the level skipping, when a phase width of switching of the same phase and a phase width of switching between phases in the pulse pattern are larger than a threshold value θskip, it is determined that no level skipping occurs.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は電力変換装置の制御装置に係り、特に、レベルスキップによる電圧変化率抑制に関する。 The present invention relates to a control device of a power conversion device, and more particularly to a voltage change rate suppression by level skipping.

入力された三相交流電圧をレクティファイア(交流−直流変換器)で直流電圧に変換し、直流電圧をインバータによって所望の周波数,振幅の交流電圧として出力するシステムを考える。 Consider a system in which an input three-phase AC voltage is converted into a DC voltage by a rectifier (AC-DC converter), and the DC voltage is output as an AC voltage having a desired frequency and amplitude by an inverter.

このようなシステムでは出力電圧に関して規格が設けられており、例えば負荷に電動機(モータ)を接続する電動機駆動系ではIEC61800の基準がある。IEC61800−4においては相電圧(対地電圧)及び線間電圧の電圧変化率に関して電圧ストレス耐量を規定しており、これを守れない場合、システムに絶縁破壊の危険が生じてしまう。 In such a system, a standard is set for the output voltage. For example, there is a standard of IEC61800 for an electric motor drive system in which an electric motor (motor) is connected to a load. In IEC6184-4, the voltage stress tolerance is specified for the voltage change rate of the phase voltage (ground voltage) and the line voltage, and if this is not observed, there is a risk of dielectric breakdown in the system.

このように出力電圧の変化率抑制がシステムの危険防止の観点から求められており、その達成には相電圧,線間電圧の急激な電圧レベル変化を防止することが肝要である。 In this way, suppression of the rate of change in output voltage is required from the viewpoint of preventing system hazards, and in order to achieve this, it is essential to prevent sudden changes in the voltage levels of the phase voltage and line voltage.

また、インバータ出力については目標電圧をキャリア1周期で平均的に表現する三角波比較PWMが用いられることが多い。しかし、電圧出力の最適化を目標として三角波比較PWM以外の変調法を用いる場合があり、固定パルスパターン方式がその一例である。 Further, for the inverter output, a triangular wave comparison PWM that averagely expresses the target voltage in one carrier cycle is often used. However, a modulation method other than the triangular wave comparison PWM may be used for the purpose of optimizing the voltage output, and the fixed pulse pattern method is an example.

この固定パルスパターン方式では、評価指標に対して最適なパルスパターンを事前に導出してテーブル化し、そのテーブル通りにスイッチングを行う。評価指標には、スイッチング回数,電圧基本波,電圧高調波などがある。 In this fixed pulse pattern method, the optimum pulse pattern for the evaluation index is derived in advance and tabulated, and switching is performed according to the table. Evaluation indexes include the number of switchings, voltage fundamental wave, and voltage harmonic.

固定パルスパターン方式においても、相電圧,線間電圧の急激な電圧レベル変化について対策する必要がある。例えば、特許文献1では線間電圧がレベルスキップしないパルスパターンの導出法を検討している。 Even in the fixed pulse pattern method, it is necessary to take measures against sudden voltage level changes in the phase voltage and line voltage. For example, Patent Document 1 is studying a method for deriving a pulse pattern in which the line voltage does not skip the level.

特開2010−200537号公報JP-A-2010-200537

塚越昌彦,松瀬貢規、「大容量PWM整流器用の高調波規制に適合する最適な固定パルスパターンの導出」、電気学会論文誌D,2011年131巻3号,p.380−387Masahiko Tsukagoshi, Kouki Matsuse, "Derivation of Optimal Fixed Pulse Patterns Conforming to Harmonic Regulations for Large Capacity PWM Rectifiers", IEEJ Transactions D, 2011, Vol. 131, No. 3, p. 380-387

特許文献1は、2段変化防止対象が線間電圧の最大レベルから三番目に大きいレベルへの2段変化に限定されている。また、相電圧の2段変化が考慮されていない。IEC61800−4に規定されるように線間電圧は絶対値ではなく変化率で制限される。線間電圧の2段変化は、レベルに関わらず抑制されるべきである。 Patent Document 1 limits the two-stage change prevention target to the two-stage change from the maximum level of the line voltage to the third largest level. Moreover, the two-stage change of the phase voltage is not taken into consideration. The line voltage is limited by the rate of change rather than the absolute value as specified in IEC61800-4. Two-step changes in line voltage should be suppressed regardless of level.

3レベル以上のインバータにおいては相電圧(対地電圧)の2段変化があり得る。これは相電圧だけでなく、線間電圧の観点からも無視することができない。Y結線の負荷において、ある相が2段変化し、かつ、他の相がスイッチングしていない場合は線間電圧も2段変化してしまう。そのため、たとえ相電圧の2段変化が許容されていても、線間電圧の2段変化の確実な防止のためには相電圧の2段変化を監視する必要がある。 In an inverter with 3 levels or more, there may be a two-stage change in phase voltage (voltage to ground). This cannot be ignored not only from the viewpoint of phase voltage but also from the viewpoint of line voltage. In the Y-connection load, if one phase changes by two stages and the other phase does not switch, the line voltage also changes by two stages. Therefore, even if the two-stage change of the phase voltage is allowed, it is necessary to monitor the two-stage change of the phase voltage in order to surely prevent the two-stage change of the line voltage.

また、特許文献1では、2段変化を防止するためにスイッチング間に位相幅を確保するが、この位相幅について定量的な指標が示されていない。 Further, in Patent Document 1, a phase width is secured between switching in order to prevent a two-stage change, but a quantitative index for this phase width is not shown.

以上示したようなことから、電力変換装置の制御装置において、相電圧,線間電圧のレベルスキップを抑制することが課題となる。 From the above, it is an issue to suppress the level skip of the phase voltage and the line voltage in the control device of the power conversion device.

本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、事前に作成したパルスパターンが格納されたテーブルに基づいてゲート信号を出力し、電力変換装置のスイッチング素子を駆動する電力変換装置の制御装置であって、前記パルスパターンがレベルスキップしているか否かの判定を行い、レベルスキップしていない前記パルスパターンを前記テーブルに格納し、前記レベルスキップしているか否かの判定において、前記パルスパターンにおける同相のスイッチングの位相幅および相間のスイッチングの位相幅が閾値よりも大きい場合、レベルスキップしていないと判定するパルス生成部を有することを特徴とする。 The present invention has been devised in view of the above-mentioned conventional problems, and one aspect thereof is to output a gate signal based on a table in which a pulse pattern created in advance is stored, and to use a switching element of a power converter. It is a control device of the power conversion device to be driven, determines whether or not the pulse pattern is level skipped, stores the pulse pattern which is not level skipped in the table, and whether or not the level is skipped. In the determination, when the phase width of in-phase switching and the phase width of switching between phases in the pulse pattern are larger than the threshold value, it is characterized by having a pulse generation unit for determining that the level is not skipped.

また、その一態様として、前記閾値は、以下の(1)式とすることを特徴とする。 Further, as one aspect thereof, the threshold value is characterized by the following equation (1).

Figure 2021029092
Figure 2021029092

θskip:閾値
use:パルスパターンが用いられる周波数
1:レベルスキップとして扱われる最大の時間幅。
θskip: Threshold f use : Frequency at which the pulse pattern is used t 1 : Maximum time width treated as level skip.

また、その一態様として、前記パルスパターンにおける同相のスイッチングの位相幅が前記閾値以下の場合、同方向のスイッチングをレベルスキップしていると判定し、逆方向のスイッチングをレベルスキップしていないと判定し、前記パルスパターンにおける相間のスイッチングの位相幅が前記閾値以下の場合、同方向のスイッチングをレベルスキップしていないと判定し、逆方向のスイッチングをレベルスキップしていると判定することを特徴とする。 Further, as one aspect thereof, when the phase width of the in-phase switching in the pulse pattern is equal to or less than the threshold value, it is determined that the switching in the same direction is level skipped and the switching in the opposite direction is not level skipped. When the phase width of the switching between the phases in the pulse pattern is equal to or less than the threshold value, it is determined that the switching in the same direction is not level skipped and the switching in the opposite direction is level skipped. To do.

また、その一態様として、前記パルス生成部は、所定の評価関数に基づいて導出した入力パルスパターンを入力し、前記入力パルスパターンから120°ずらした仮想相のパルスパターンを作成し、前記入力パルスパターンから対象のスイッチングを選定し、前記対象のスイッチングの位相と位相幅が最も近い第1スイッチングと2番目に近い第2スイッチングを前記入力パルスパターンから探索し、前記対象のスイッチングの位相と位相幅が最も近い第3スイッチングと2番目に近い第4スイッチングを前記仮想相のパルスパターンから探索し、前記対象のスイッチングと前記第1スイッチングの位相幅が前記閾値よりも大きく、または、スイッチング方向が逆方向の場合、かつ、前記対象のスイッチングと前記第2スイッチングの位相幅が前記閾値よりも大きく、または、スイッチング方向が逆方向の場合、かつ、前記対象のスイッチングと前記第3スイッチングの位相幅が前記閾値よりも大きく、または、スイッチング方向が同方向の場合、かつ、前記対象のスイッチングと前記第4スイッチングの位相幅が前記閾値よりも大きく、または、スイッチング方向が同方向の場合、レベルスキップなしと判定し、それ以外の場合はレベルスキップありと判定し、レベルスキップなしと判定された場合は、前記入力パルスパターンにおいてレベルスキップの判定が必要な全位相のスイッチングのレベルスキップを判定したか否かを判定し、レベルスキップの判定が必要な全位相のスイッチングのレベルスキップを判定していない場合は、前記対象のスイッチングの選定に戻って前記対象のスイッチングを変更し、レベルスキップの判定が必要な全位相のスイッチングのレベルスキップを判定した場合は、前記入力パルスパターンはレベルスキップしていないと判定することを特徴とする。 Further, as one aspect thereof, the pulse generation unit inputs an input pulse pattern derived based on a predetermined evaluation function, creates a virtual phase pulse pattern shifted by 120 ° from the input pulse pattern, and creates the input pulse pattern. The target switching is selected from the pattern, the first switching and the second switching closest to the phase and phase width of the target switching are searched from the input pulse pattern, and the phase and phase width of the target switching are searched for. Searches for the closest third switching and the second closest fourth switching from the pulse pattern of the virtual phase, and the phase width of the target switching and the first switching is larger than the threshold value, or the switching direction is opposite. In the case of the direction, the phase width of the target switching and the second switching is larger than the threshold value, or the switching direction is opposite, and the phase width of the target switching and the third switching is If it is larger than the threshold value or the switching directions are in the same direction, and the phase width of the target switching and the fourth switching is larger than the threshold value or the switching directions are in the same direction, there is no level skip. In other cases, it is determined that there is level skip, and if it is determined that there is no level skip, it is determined whether or not the level skip of all-phase switching that requires level skip determination in the input pulse pattern is determined. If the level skip of all-phase switching that requires the determination of level skip is not determined, it is necessary to return to the selection of the target switching and change the target switching to determine the level skip. When the level skip of switching of all phases is determined, it is determined that the input pulse pattern is not level skipped.

本発明によれば、電力変換装置の制御装置において、相電圧,線間電圧のレベルスキップを抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress level skipping of phase voltage and line voltage in the control device of the power conversion device.

実施形態における電力変換装置のシステム構成を示す概略図。The schematic diagram which shows the system configuration of the power conversion apparatus in embodiment. 実施形態におけるパルスパターン導出処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the pulse pattern derivation processing in embodiment. パルスパターン採用・不採用例を示す概略図。The schematic diagram which shows the example of adoption / non-adoption of a pulse pattern. 実施形態におけるレベルスキップ判定の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process of the level skip determination in an embodiment. スイッチング判定対象とレベルスキップの関係を示す概略図。The schematic diagram which shows the relationship between the switching judgment target and level skip. スイッチング方向とレベルスキップの関係を示す概略図。The schematic which shows the relationship between a switching direction and a level skip.

以下、本願発明における電力変換装置の制御装置の実施形態を図1〜図6に基づいて詳述する。 Hereinafter, embodiments of the control device for the power conversion device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.

[実施形態]
以下では電圧レベルのn段変化(n>2)のことをレベルスキップと称する。
[Embodiment]
Hereinafter, the n-step change (n> 2) of the voltage level is referred to as level skip.

図1に本実施形態における電力変換装置のシステム構成図を示す。上位制御部1で行われる制御はパルス生成部2より上流で行われる制御である。上位制御部1は、例えばシステムの操作盤操作量に基づく速度指令および三相電流の検出値に基づいて、速度制御,電流制御を経て変調率と位相の指令を生成するような制御を行う。 FIG. 1 shows a system configuration diagram of the power conversion device according to the present embodiment. The control performed by the upper control unit 1 is the control performed upstream of the pulse generation unit 2. The upper control unit 1 performs control such as generating a modulation factor and a phase command through speed control and current control based on, for example, a speed command based on the operation panel operation amount of the system and a detected value of a three-phase current.

パルス生成部2は、上位制御部1から変調率,位相を入力し、それらの情報をもとにテーブルを参照してパルス生成を行う。テーブルには事前に作成したパルスパターンの情報が格納されており、変調率,位相の情報から現在レベルを定められるものとする。パルス生成部2からはゲート信号が出力され、それによりインバータINV(電力変換装置)のスイッチング素子が駆動される。インバータINVにはモータ等の負荷3が接続されており、負荷3にはゲート信号に応じた電圧が印加される。 The pulse generation unit 2 inputs the modulation factor and the phase from the upper control unit 1, and refers to the table based on the information to generate the pulse. Information on the pulse pattern created in advance is stored in the table, and the current level can be determined from the information on the modulation factor and phase. A gate signal is output from the pulse generation unit 2, thereby driving the switching element of the inverter INV (power conversion device). A load 3 such as a motor is connected to the inverter INV, and a voltage corresponding to the gate signal is applied to the load 3.

図1は固定パルスパターン方式による電力変換の代表的なシステム構成例であり、本願発明の適用対象はこれに限らない。例えば、電源に回生を行うコンバータ(電力変換装置)において、事前に導出したパルスパターンのテーブルに基づいてスイッチングを行うような構成でもよい。重要なのは、事前に作成したパルスパターンに関するテーブルを用いて、電力変換装置を駆動することである。 FIG. 1 shows a typical system configuration example of power conversion by the fixed pulse pattern method, and the application target of the present invention is not limited to this. For example, in a converter (power conversion device) that regenerates a power supply, switching may be performed based on a table of pulse patterns derived in advance. The important thing is to drive the power converter using a table of pulse patterns created in advance.

図2にパルス生成部2で行われるパルスパターン導出(テーブル作成)処理のフローチャートを示す。 FIG. 2 shows a flowchart of the pulse pattern derivation (table creation) process performed by the pulse generation unit 2.

まず、S1において、目標変調率を入力する。次に、S2において、パルスパターン初期値(電圧位相)の設定、及び、基本波,高調波基準の設定を行う。S3において、パルスパターンを導出する。S4において、レベルスキップしているか否かを判定し、レベルスキップしている場合はS2へ戻り、レベルスキップしていない場合は、そのパルスパターンを採用して、テーブルに格納し、処理を終了する。 First, in S1, the target modulation factor is input. Next, in S2, the pulse pattern initial value (voltage phase) is set, and the fundamental wave and harmonic reference are set. In S3, the pulse pattern is derived. In S4, it is determined whether or not the level is skipped, and if the level is skipped, the process returns to S2. If the level is not skipped, the pulse pattern is adopted, stored in the table, and the process is terminated. ..

図2の重要な点は、レベルスキップしているかどうかを評価指標に入れてパルスパターン導出を行っている点であり、レベルスキップしているかどうかの評価タイミングや、レベルスキップありと判定された場合の後続処理が図2と違う処理手順でもかまわない。 The important point in FIG. 2 is that the pulse pattern is derived by incorporating whether or not the level is skipped into the evaluation index, and the evaluation timing of whether or not the level is skipped or when it is determined that there is a level skip. The subsequent processing of the above may be a processing procedure different from that shown in FIG.

図2のフローチャートによってパルスパターンを導出してテーブルに格納し、そのパルスパターンのテーブルを用いてパルス生成を行うことで、固定パルスパターン方式でのレベルスキップを防止することが可能となる。 By deriving a pulse pattern according to the flowchart of FIG. 2 and storing it in a table and generating a pulse using the table of the pulse pattern, it is possible to prevent level skipping in the fixed pulse pattern method.

図2のフローチャートの動作を説明する。
1:パルスパターン初期値(電圧位相),電圧基本波,高調波基準などを評価指標にパルスパターンを導出する(S1〜S3)。
2:導出したパルスパターンがレベルスキップしているか否かを判定する(S4)。
・(A)レベルスキップありの場合は、S2に戻り、パルスパターン初期値(電圧位相)などを調整してパルスパターンを再導出する(1へ戻る)。
・(B)レベルスキップしていない場合は、そのパルスパターンを採用する。以上の動作でレベルスキップしないパルスパターンを導出することができる。
The operation of the flowchart of FIG. 2 will be described.
1: The pulse pattern is derived using the initial value (voltage phase) of the pulse pattern, the fundamental voltage wave, the harmonic reference, and the like as evaluation indexes (S1 to S3).
2: It is determined whether or not the derived pulse pattern skips the level (S4).
(A) If there is a level skip, the process returns to S2, the initial value (voltage phase) of the pulse pattern is adjusted, and the pulse pattern is redistributed (returns to 1).
-(B) If the level is not skipped, the pulse pattern is adopted. With the above operation, a pulse pattern that does not skip the level can be derived.

図3にパルスパターンの採用・不採用例を示す。図3に示すように、スイッチングの位相幅が小さい場合は擬似的に2段変化(レベルスキップ)として扱われるため、そのパルスパターンを不採用とし、パルスパターンを再導出する。スイッチングの位相幅が大きい場合は、2段変化(レベルスキップ)とはならないため、そのパルスパターンを採用する。 FIG. 3 shows an example of adoption / non-adoption of the pulse pattern. As shown in FIG. 3, when the switching phase width is small, it is treated as a pseudo two-stage change (level skip), so that pulse pattern is not adopted and the pulse pattern is redistributed. When the phase width of switching is large, the pulse pattern is adopted because it does not result in a two-step change (level skip).

1については、固定パルスパターン方式で行われる一般的なパルスパターン導出である。非特許文献1では、スイッチング回数,スイッチング方向(パルスの形),考慮する高調波次数といった設定をもとに、電圧基本波を目標変調率通りに保ちつつ電流高調波が最小になる位相の組み合わせを探索するという導出法が示されている。 Reference numeral 1 denotes a general pulse pattern derivation performed by the fixed pulse pattern method. In Non-Patent Document 1, a combination of phases that minimizes the current harmonic while keeping the voltage fundamental wave at the target modulation factor based on the settings such as the number of switchings, the switching direction (pulse shape), and the harmonic order to be considered. The derivation method of searching for is shown.

この非特許文献1の導出法に沿ってパルスパターンを導出することが1の意味するところである。パルスパターンの導出については本願発明と直接関係ないため、詳細な説明は省略する。ただし、パルスパターンの導出法は非特許文献1の方法に限らず、所望の方式,および所望の評価関数に基づいてパルスパターンを導出しても良い。 1 means to derive a pulse pattern according to the derivation method of Non-Patent Document 1. Since the derivation of the pulse pattern is not directly related to the present invention, detailed description thereof will be omitted. However, the method for deriving the pulse pattern is not limited to the method of Non-Patent Document 1, and the pulse pattern may be derived based on a desired method and a desired evaluation function.

2については、導出したパルスパターンがレベルスキップしているか否かの判定であり、本願発明の特徴部分である。レベルスキップしているか否かを判定して、レベルスキップしていないパルスパターンのみを採用することで、電圧出力時にレベルスキップしないようなパルスパターンのテーブルの作成が可能である。レベルスキップしているかどうかの具体的な判定法は図4に示しており後述する。 Reference numeral 2 denotes a determination as to whether or not the derived pulse pattern skips the level, which is a feature of the present invention. By determining whether or not the level is skipped and adopting only the pulse pattern that is not level skipped, it is possible to create a pulse pattern table that does not skip the level at the time of voltage output. A specific method for determining whether or not the level is skipped is shown in FIG. 4 and will be described later.

なお、フローチャートの簡単化のためパルスパターンを導出した後にレベルスキップの判定を行っているが、処理の手順はこれに限らない。重要な点はレベルスキップしているかどうかをパルスパターン導出時の評価関数に加えている点であり、例えば、レベルスキップの判定を行った後、電圧高調波が基準値以下かどうかを判定するような導出手順でもよい。 Although the level skip is determined after the pulse pattern is derived to simplify the flowchart, the processing procedure is not limited to this. The important point is that whether or not level skipping is added to the evaluation function when deriving the pulse pattern. For example, after determining level skipping, it is necessary to determine whether or not the voltage harmonic is below the reference value. Derivation procedure may be used.

また、2(A)について、パルスパターン初期値(電圧位相)などを調整して再導出とあるが、これはレベルスキップしないようなパルスパターンに修正することができれば、方法はこれに限らない。例えば、1に戻っての再導出は行わず、レベルスキップしているスイッチング位相の間隔をレベルスキップしないだけ広げたうえで、それ以外の位相は電圧基本波基準などを満たすように調整するという方法が考えられる。以上が図2のフローチャートの説明である。 Further, regarding 2 (A), the initial value (voltage phase) of the pulse pattern is adjusted and redistributed, but the method is not limited to this as long as it can be corrected to a pulse pattern that does not skip the level. For example, a method in which the interval of the switching phase in which the level is skipped is widened to the extent that the level is skipped without re-deriving by returning to 1, and the other phases are adjusted so as to satisfy the voltage fundamental wave reference. Can be considered. The above is the description of the flowchart of FIG.

図4にレベルスキップ判定用のフローチャートを示す。図4は、図2のS4におけるレベルスキップ判定の処理を詳細に示したものである。レベルスキップ判定用のフローチャートにはパルスパターンのスイッチング位相とレベルの情報が入力される。出力はレベルスキップしているかどうかの判定結果である。 FIG. 4 shows a flowchart for level skip determination. FIG. 4 shows in detail the process of the level skip determination in S4 of FIG. Information on the switching phase and level of the pulse pattern is input to the flowchart for level skip determination. The output is the result of determining whether or not the level is skipped.

まず、S11において、図2のS3で導出したパルスパターンを入力する。ここで、このパルスパターンを入力パルスパターンと称する。また、入力パルスパターンにおけるスイッチング位相のテーブルをθu,スイッチング方向のテーブルをSuとする。 First, in S11, the pulse pattern derived in S3 of FIG. 2 is input. Here, this pulse pattern is referred to as an input pulse pattern. Further, the table of switching phases in the input pulse pattern is θu, and the table of switching directions is Su.

S12において、入力パルスパターンから120°ずらした仮想V相(仮想相)のパルスパターンを作成する。ここで、仮想V相のパルスパターンにおけるスイッチング位相のテーブルをθv,スイッチング方向のテーブルをSvとする。 In S12, a pulse pattern of a virtual V phase (virtual phase) shifted by 120 ° from the input pulse pattern is created. Here, the table of the switching phase in the pulse pattern of the virtual V phase is θv, and the table of the switching direction is Sv.

S13において、入力パルスパターンからインデックス(スイッチング)を一つ選び、Aと置く。ここで、入力パルスパターンの対象のスイッチングの位相をθ[A]とする。 In S13, one index (switching) is selected from the input pulse pattern and set as A. Here, let θ [A] be the switching phase of the target of the input pulse pattern.

S14において、対象のスイッチングの位相θ[A]と、入力パルスパターンの対象のスイッチング以外のスイッチングの位相の差の絶対値をとる。ここで、位相差の絶対値が最小となるインデックス(スイッチング)を第1スイッチングiu1,位相差の絶対値が2番目に小さいインデックス(スイッチング)を第2スイッチングiu2とする。また、第1スイッチングiu1の位相をθu[iu1],第2スイッチングiu2の位相をθu[iu2]とする。 In S14, the absolute value of the difference between the target switching phase θ [A] and the switching phase other than the target switching of the input pulse pattern is taken. Here, the index (switching) having the smallest absolute value of the phase difference is referred to as the first switching iu1, and the index (switching) having the second smallest absolute value of the phase difference is referred to as the second switching iu2. Further, the phase of the first switching iu1 is θu [iu1], and the phase of the second switching iu2 is θu [iu2].

S15において、対象のスイッチングの位相θ[A]と、仮想V相のパルスパターンのスイッチングの位相差の絶対値をとる。ここで、位相差の絶対値が最小となるインデックス(スイッチング)を第3スイッチングiv1,位相差の絶対値が2番目に小さいインデックス(スイッチング)を第4スイッチングiv2とする。また、第3スイッチングiv1の位相をθv[iv1],第4スイッチングiv2の位相をθv[iv2]とする。 In S15, the absolute value of the phase difference of the switching phase θ [A] of the target switching and the switching of the pulse pattern of the virtual V phase is taken. Here, the index (switching) having the smallest absolute value of the phase difference is referred to as the third switching iv1, and the index (switching) having the second smallest absolute value of the phase difference is referred to as the fourth switching iv2. Further, the phase of the third switching iv1 is θv [iv1], and the phase of the fourth switching iv2 is θv [iv2].

S16において、以下の4つの判定を行う。
・abs(θu[iu1]−θ[A])>θskip、または、Su[iu1]*Su[A]=−1であるか否かを判定する。
・abs(θu[iu2]−θ[A])>θskip、または、Su[iu2]*Su[A]=−1であるか否かを判定する。
・abs(θv[iv1]−θ[A])>θskip、または、Sv[iv1]*Su[A]=1であるか否かを判定する。
・abs(θv[iv2]−θ[A])>θskip、または、Sv[iv2]*Su[A]=1であるか否かを判定する。
In S16, the following four determinations are made.
It is determined whether or not abs (θu [iu1] −θ [A])> θskip or Su [iu1] * Su [A] = -1.
-Abs (θu [iu2] -θ [A])> θskip, or Su [iu2] * Su [A] = -1 or not.
-Abs (θv [iv1] -θ [A])> θskip, or Sv [iv1] * Su [A] = 1 or not is determined.
It is determined whether or not abs (θv [iv2] −θ [A])> θskip or Sv [iv2] * Su [A] = 1.

上記4つの条件すべて該当する場合は、S17へ移行する。上記4つの条件のうち1つでも該当しないものがある場合はレベルスキップありと判断する。なお、absは絶対値を示し、θskipは位相差の閾値を示す。Su[iu1],Su[iu2],Sv[iv1],Sv[iv2],Su[A]は、第1スイッチング,第2スイッチング,第3スイッチング,第4スイッチング,対象のスイッチングのスイッチング方向を示す。 If all of the above four conditions are met, the process proceeds to S17. If any of the above four conditions does not apply, it is judged that there is a level skip. In addition, abs indicates an absolute value, and θskip indicates a threshold value of a phase difference. Su [iu1], Su [iu2], Sv [iv1], Sv [iv2], Su [A] indicate the switching direction of the first switching, the second switching, the third switching, the fourth switching, and the target switching. ..

S17において、入力パルスパターンにおける全ての位相のインデックス(スイッチング)を判定したか否か判定する。すべてのインデックスを判定していない場合はS13に戻って対象のスイッチングを変更し、全ての位相のインデックスを判定した場合は入力パルスパターンにおいてレベルスキップなしと判定して処理を終了する。各相同じパターンを使用する。 In S17, it is determined whether or not the indexes (switching) of all the phases in the input pulse pattern have been determined. If all the indexes have not been determined, the process returns to S13 to change the target switching, and if the indexes of all phases are determined, it is determined that there is no level skip in the input pulse pattern and the process ends. Use the same pattern for each phase.

図4のフローチャートの動作を説明する。
1.線間電圧のレベルスキップを判定するために仮想V相を生成する(S12)。
2.入力パルスパターンおよび仮想V相のパルスパターンにおいて、対象のスイッチングに対して位相幅が近いスイッチングを探索する(S14,S15)。
3.位相幅が近いスイッチングについて下記のどちらかが満たされればレベルスキップなしと判定する(S16)。
・位相幅がレベルスキップとして扱われる閾値θskipより大きい。
・スイッチング方向がレベルスキップとして扱われない組み合わせである。
4.レベルスキップなしならば2.にもどって対象のスイッチングを変更する(S17)。
The operation of the flowchart of FIG. 4 will be described.
1. 1. A virtual V phase is generated to determine the level skip of the line voltage (S12).
2. 2. In the input pulse pattern and the virtual V-phase pulse pattern, the switching whose phase width is close to that of the target switching is searched for (S14, S15).
3. 3. If either of the following is satisfied for switching having a close phase width, it is determined that there is no level skip (S16).
-The phase width is larger than the threshold θskip treated as a level skip.
-A combination in which the switching direction is not treated as a level skip.
4. If there is no level skip, 2. Return to change the target switching (S17).

以上の動作で、パルスパターンがレベルスキップしているかどうかを判定できる。なお、図4において、上記1〜4の手順に登場しない処理もあるが、S11は導出したパルスパターンのテーブル値の入力および定義、S13は対象のスイッチングの位相テーブルのインデックス選択および定義である。 With the above operation, it can be determined whether or not the pulse pattern is level skipped. In FIG. 4, although there are some processes that do not appear in the above steps 1 to 4, S11 is the input and definition of the table value of the derived pulse pattern, and S13 is the index selection and definition of the target switching phase table.

1.については、線間電圧のレベルスキップを考慮するための準備処理である。パルスパターンを導出する場合、通常は単相のパルスパターンとして生成される。図3では入力パルスパターンを便宜的にU相として扱い、変数名もこれに則り定める。 1. 1. Is a preparatory process for considering the level skip of the line voltage. When deriving a pulse pattern, it is usually generated as a single-phase pulse pattern. In FIG. 3, the input pulse pattern is treated as the U phase for convenience, and the variable names are determined accordingly.

しかし、このままでは、相電圧のレベルスキップしか評価することができないため、別の相のスイッチングを考慮する必要がある。本実施形態では、S12のように、120°ずらして仮想V相を作成し、仮想V相に対してレベルスキップがあるかどうかを確認した。 However, as it is, only the level skip of the phase voltage can be evaluated, so it is necessary to consider switching of another phase. In the present embodiment, as in S12, a virtual V phase is created by shifting the virtual V phase by 120 °, and it is confirmed whether or not there is a level skip for the virtual V phase.

120°ずらすのは三相平衡を前提においているからであり、三相平衡とならない条件下や三相でない場合は、条件に合ったずらし方を行う必要がある。三相平衡を念頭に置けば,U相と仮想V相を検討することにより、対称性から全ての線間レベルスキップを考慮したことになる。つまり、仮想W相を作成する必要はない。 The reason for shifting by 120 ° is that it is premised on three-phase equilibrium, and if there is no three-phase equilibrium or if it is not three-phase, it is necessary to perform a shifting method that meets the conditions. With three-phase equilibrium in mind, by examining the U phase and the virtual V phase, all line level skips are considered from the viewpoint of symmetry. That is, it is not necessary to create a virtual W phase.

2.については、レベルスキップしていそうなスイッチングの候補を作成する処理である。レベルスキップの確認する必要があるのは、2番目に近い位相までである。これは、図5のように他の相の小さなパルスの内側に対象スイッチングが入った場合への対策である。 2. 2. Is a process of creating switching candidates that are likely to skip levels. It is necessary to confirm the level skip up to the second closest phase. This is a measure against the case where the target switching is inside a small pulse of another phase as shown in FIG.

図5では、U相の対象のスイッチングと最も位相幅が小さいスイッチングは、位相幅は閾値θskip以下であるがU相と仮想V相は同方向にスイッチングしているため、レベルスキップしていないと判定され、許容される。 In FIG. 5, the target switching of the U phase and the switching having the smallest phase width have a phase width of the threshold value θskip or less, but the U phase and the virtual V phase are switched in the same direction, so that the level is not skipped. Judged and allowed.

U相の対象のスイッチングと2番目に位相幅が小さいスイッチングは、位相幅は閾値θskip以下であり、かつ、U相と仮想V相が逆方向にスイッチングしているため、レベルスキップしていると判定され、禁止される。 The switching of the target of the U phase and the switching with the second smallest phase width are said to be level skipped because the phase width is equal to or less than the threshold value θskip and the U phase and the virtual V phase are switched in opposite directions. Judged and prohibited.

図5から対象のスイッチングに対して位相幅が最小幅のスイッチングだけを見て判定を行うと線間レベルスキップを起こしているにもかかわらず採用してしまうことがわかる。 From FIG. 5, it can be seen that if the determination is made by looking only at the switching having the minimum phase width with respect to the target switching, it is adopted even though the line-to-line level skip occurs.

そのため、図4のS14,S15では、入力パルスパターンにおいて対象のスイッチングの位相θ[A]との位相差の絶対値が最も小さい第1スイッチングと2番目に小さい第2スイッチングを採用し、仮想V相のパルスパターンにおいて対象のスイッチングの位相θ[A]との位相差の絶対値が最も小さい第3スイッチングと2番目に小さい第4スイッチングを採用している。閾値θskipの導出やスイッチング方向の考え方は3.の説明で述べる。 Therefore, in S14 and S15 of FIG. 4, the first switching and the second switching, which have the smallest absolute value of the phase difference from the target switching phase θ [A] in the input pulse pattern, are adopted, and the virtual V is adopted. In the pulse pattern of the phase, the third switching having the smallest absolute value of the phase difference from the phase θ [A] of the target switching and the fourth switching having the second smallest value are adopted. The idea of deriving the threshold value θskip and the switching direction is 3. Will be described in the explanation of.

3.については、2.で作成した候補に対するレベルスキップの判定処理である。上記では、以下の2つの判定基準を用いた。それぞれ、位相幅の判定,スイッチング方向の判定と称することにする。
・位相幅がレベルスキップとして扱われる基準より大きい。
・スイッチング方向がレベルスキップとして扱われない組み合わせである。
3. 3. For, 2. This is the level skip determination process for the candidates created in. In the above, the following two criteria were used. They are referred to as the determination of the phase width and the determination of the switching direction, respectively.
-The phase width is larger than the standard treated as a level skip.
-A combination in which the switching direction is not treated as a level skip.

位相幅の判定は、電圧変化率の横軸(時間軸)に関する判定である。前述したように、電圧変化率が安全性に関する評価基準であり、スイッチングからスイッチングの時間幅が疑似的な2段変化として扱われない程度に離れていれば、レベルスキップしていないと扱える。 The determination of the phase width is a determination regarding the horizontal axis (time axis) of the voltage change rate. As described above, if the voltage change rate is an evaluation standard for safety and the switching time width is far enough from switching to not be treated as a pseudo two-step change, it can be treated as not skipping the level.

しかし、パルスパターンの導出は一般に位相軸上で行われ、位相幅と時間幅を直接対比することができない。そこで、パルスパターンを用いる周波数を想定することで、位相と時間の関係性を定めることにする。 However, the derivation of the pulse pattern is generally performed on the phase axis, and the phase width and the time width cannot be directly compared. Therefore, we will determine the relationship between phase and time by assuming a frequency that uses a pulse pattern.

パルスパターンが用いられる周波数をfuse[Hz]とおく。この周波数fuseに関して、システムの運転方式がCVCF(Constant Voltage Constant Frequency)ならば周波数fuseは固定であるし、V/f制御によるVVVF(Variable Voltage Variable Frequency)ならばパルスパターンの目標変調率から周波数fuseが一意に定まる。 The frequency at which the pulse pattern is used is defined as fuse [Hz]. Regarding this frequency fuse, if the system operation method is CVCF (Constant Voltage Constant Frequency), the frequency fuse is fixed, and if it is VVVF (Variable Voltage Variable Frequency) by V / f control, the pulse pattern is the target of the pulse pattern. Is uniquely determined.

しかし、ベクトル制御によるVVVFの場合は、電圧と周波数の関係が流動的になるため周波数fuseを一意に定めることはできない。ただ、周波数が高いほど同じ位相幅が短い時間幅となるため、利用され得る最高周波数を周波数fuseに設定すれば全周波数範囲でレベルスキップは防止できる。例えば、目標変調率に応じて利用周波数の範囲を仮定し、利用周波数の上限を周波数fuseとおけばよい。また、利用周波数の範囲が決められない場合は仕様上の最高周波数を周波数fuseとすればよい。 However, in the case of VVVF by vector control, the frequency fuse cannot be uniquely determined because the relationship between voltage and frequency becomes fluid. However, the higher the frequency, the shorter the time width of the same phase width. Therefore, if the highest frequency that can be used is set to the frequency fuse, level skipping can be prevented in the entire frequency range. For example, the range of the frequency to be used may be assumed according to the target modulation factor, and the upper limit of the frequency to be used may be set to the frequency fuse. If the range of frequencies to be used cannot be determined, the highest frequency in the specifications may be the frequency fuse.

また、レベルスキップとして扱われる最大の時間幅をt1[s]とする。時間幅t1はインバータINVの直流電圧値と電圧変化率防止基準に基づいて、スイッチング間隔が時間幅t1より大きく保たれていればレベルスキップを防止できるように設定する。時間幅t1は、例えば、デッドタイムより数μs大きい値に設定される。 The maximum time width treated as a level skip is t 1 [s]. The time width t 1 is set based on the DC voltage value of the inverter INV and the voltage change rate prevention standard so that level skipping can be prevented if the switching interval is kept larger than the time width t 1. The time width t 1 is set to a value several μs larger than the dead time, for example.

設定した周波数fuse[Hz],時間幅t1[s]に基づいてレベルスキップとして扱われる最大の位相幅(閾値)θskipを導出する。周波数f[Hz]における角周波数は2πf[rad/s]であるので、レベルスキップとして扱われる最大の位相幅(閾値)θskipは(1)式で表される。 The maximum phase width (threshold value) θskip treated as a level skip is derived based on the set frequency fuse [Hz] and time width t 1 [s]. Since the angular frequency at the frequency f [Hz] is 2πf [rad / s], the maximum phase width (threshold value) θskip treated as a level skip is expressed by Eq. (1).

Figure 2021029092
Figure 2021029092

(1)式で導出した位相幅(閾値)θskipを図4のS16で用いて、位相幅の判定を行う。2.で求めたレベルスキップ候補のスイッチングの位相と対象のスイッチングの位相について、差の絶対値を取って位相幅θskipと大小関係を比べ、差の絶対値が閾値θskipより大きければ十分な位相幅があるとみなせる。十分な位相幅があれば、対象のスイッチングと候補のスイッチングについてはレベルスキップを起こさないと判定される。図4におけるS16内の式のうち(2)式の部分および(2)式からiu1を適宜iu2,iv1,iv2に変更した式が位相幅の判定に該当する。 The phase width (threshold value) θskip derived by the equation (1) is used in S16 of FIG. 4 to determine the phase width. 2. 2. For the switching phase of the level skip candidate obtained in step 2 and the target switching phase, take the absolute value of the difference and compare the magnitude relationship with the phase width θskip. If the absolute value of the difference is larger than the threshold value θskip, there is a sufficient phase width. Can be regarded as. If there is a sufficient phase width, it is determined that level skipping does not occur for the target switching and the candidate switching. Of the equations in S16 in FIG. 4, the part of equation (2) and the equation in which iu1 is appropriately changed from equation (2) to iu2, iv1 and iv2 correspond to the determination of the phase width.

Figure 2021029092
Figure 2021029092

図4では省略したが、パルスパターンのテーブルの最後のスイッチングについては1周期後の初めのスイッチングと接続するため、その位相幅の確認を忘れないよう注意する必要がある。 Although omitted in FIG. 4, since the last switching of the pulse pattern table is connected to the first switching after one cycle, it is necessary to be careful not to forget to check the phase width.

次に、スイッチング方向の判定について述べる。そのために、まず、スイッチング方向という言葉について注釈しておく。本明細書において、スイッチング方向とは、そのスイッチングによって出力電圧のレベルが正と負のどちらに変化するかの方向を指す。例えば出力電圧が+2→+3,−1→0,−8→−7となるスイッチングが正方向であり、+4→+3,+1→0,−2→−3となる方向が負方向である。本明細書ではスイッチング位相におけるレベル変化をスイッチング方向で表し、そのテーブルをSとおいた。テーブルSに格納する値については、正方向なら+1,負方向なら−1を想定している。 Next, the determination of the switching direction will be described. To that end, I would like to first annotate the term switching direction. As used herein, the switching direction refers to the direction in which the output voltage level changes to positive or negative due to the switching. For example, switching in which the output voltage is +2 → +3, -1 → 0, −8 → −7 is the positive direction, and the direction in which the output voltage is +4 → +3, + 1 → 0, -2 → -3 is the negative direction. In this specification, the level change in the switching phase is represented by the switching direction, and the table is designated as S. As for the value stored in the table S, +1 is assumed in the positive direction and -1 is assumed in the negative direction.

ここで、レベルスキップとなるようなパルス形を考える。図6にパルス形の例を示す。図6に示すように、同相において同方向に2連続のスイッチングを行う場合、相電圧がレベルスキップとなる可能性がある。相間において2相が逆方向にスイッチングが行うと線間電圧がレベルスキップとなる可能性がある。逆に同相の逆方向のスイッチング,相間の2相の同方向のスイッチングは相電圧・線間電圧ともに2段の変化にならず、レベルスキップとはなりえない。そのため、スイッチングの方向によっては、その候補について位相幅に関係なくレベルスキップなしと判定することができる。 Here, consider a pulse shape that causes level skipping. FIG. 6 shows an example of the pulse type. As shown in FIG. 6, when two continuous switchings are performed in the same direction in the same phase, the phase voltage may be level skipped. If the two phases are switched in opposite directions between the phases, the line voltage may skip the level. On the contrary, switching in the opposite direction of the same phase and switching of the two phases in the same direction between the phases do not change the phase voltage and the line voltage in two stages, and cannot be a level skip. Therefore, depending on the switching direction, it can be determined that there is no level skip for the candidate regardless of the phase width.

図4のS16においては、2つのスイッチングが同方向であればその積が1,逆方向であれば−1となることを利用して、同相においてスイッチングが逆方向なら、また、相間においてスイッチングが同方向ならレベルスキップではないと判定している。図4のS16内の式のうち(3)式の部分および(3)式からiu1をiu2,iv1,iv2に適宜変更し、−1の符号を適宜変更した式がスイッチング方向の判定に該当する。 In S16 of FIG. 4, utilizing the fact that the product is 1 if the two switches are in the same direction and -1 if the two switches are in the opposite direction, if the switching is in the opposite direction in the same phase, and the switching is between the phases. If it is in the same direction, it is judged that it is not a level skip. Of the equations in S16 of FIG. 4, the part of equation (3) and the equation in which iu1 is appropriately changed to iu2, iv1, iv2 from the equation (3) and the sign of -1 is appropriately changed correspond to the determination of the switching direction. ..

Figure 2021029092
Figure 2021029092

なお、この判定はスイッチング方向のテーブルでなくとも、スイッチング後の電圧レベルのテーブルを用いた大小関係比較などテーブル運用法に合わせて同じ内容を比較すればよい。 It should be noted that this determination does not have to be a table in the switching direction, but the same contents may be compared according to the table operation method such as a magnitude relation comparison using a table of the voltage level after switching.

S16において、位相幅の判定かスイッチング方向の判定のどちらかでレベルスキップがないことが分かればレベルスキップなしで判定してよいため、2つの判定式(2)式と(3)式は||(OR演算子)で結ばれている。以下の式でも同様にOR演算子で結んでいるが、判定対象同士に関しては、全てがレベルスキップをしていないことを確かめる必要があるため、&&(AND演算子)で結んでいる。相・線間電圧でともにレベルスキップが無ければS16のif文の出力が1(yes)となる。 In S16, if it is found that there is no level skip in either the phase width determination or the switching direction determination, the determination may be made without the level skip. Therefore, the two determination equations (2) and (3) are || It is connected by (OR operator). The following formula is also connected by the OR operator, but it is necessary to confirm that all the judgment targets are not level skipped, so they are connected by && (AND operator). If there is no level skip in both the phase and line voltage, the output of the if statement in S16 is 1 (yes).

4.については、図4のS17に示すように、全てのスイッチングの位相でレベルスキップを確認するようにループ処理を行う。全ての位相とは、レベルスキップの確認に必要な全ての位相であり、対称性を考慮して全テーブル値の探索は行わず、適宜探索数を減らしてもよい。 4. As shown in S17 of FIG. 4, the loop processing is performed so as to confirm the level skip in all the switching phases. All the phases are all the phases necessary for confirming the level skip, and the search of all the table values may not be performed in consideration of symmetry, and the number of searches may be reduced as appropriate.

以上が図4のフローチャートの動作の説明であり、これによりレベルスキップを判定することができる。 The above is the description of the operation of the flowchart of FIG. 4, and the level skip can be determined by this.

以上示したように、本実施形態によれば、図1,図2,図4に基づいて、レベルスキップをしないパルスパターンを導出し、そのパターンによる固定パルスパターン方式のパルス生成を行うことで、相電圧のレベルスキップおよび線間電圧のレベルスキップを抑制した制御を行うことが可能となる。 As shown above, according to the present embodiment, a pulse pattern without level skipping is derived based on FIGS. 1, 2 and 4, and a fixed pulse pattern method pulse is generated by the pattern. It is possible to perform control that suppresses the level skip of the phase voltage and the level skip of the line voltage.

従来の固定パルスパターン方式では、電圧基本波,電圧(or電流)高調波の2つを考慮してスイッチング位相を決めていた。しかし、上記の条件だけではスイッチング位相が近づきすぎることがあり、一度に2段変化したり、一段ずつの変化が短い期間で2回起こり擬似的に2段変化となったりしていた。2段変化がモータに印加されると絶縁破壊の原因となるため、対策が必要となる。 In the conventional fixed pulse pattern method, the switching phase is determined in consideration of the voltage fundamental wave and the voltage (or current) harmonic. However, the switching phase may be too close to each other under the above conditions alone, and the change may occur in two stages at a time, or the change in each stage may occur twice in a short period of time, resulting in a pseudo two-stage change. If a two-stage change is applied to the motor, it causes dielectric breakdown, so countermeasures are required.

例えば、絶縁耐量を十分に保つ,出力dv/dtフィルタを設けるなどのハードウェア上の対策が知られるが、これらの対策には、コスト増大,装置の大型化といったデメリットもある。本実施形態では、ソフトウェア対策上でパルスパターン導出の際に位相幅を保ち、2段変化を抑制することが可能となる。 For example, hardware measures such as maintaining a sufficient dielectric strength and providing an output dv / dt filter are known, but these measures also have disadvantages such as increased cost and larger equipment. In the present embodiment, it is possible to maintain the phase width when deriving the pulse pattern as a software measure and suppress the two-step change.

また、特許文献1と比較して、相電圧を考慮している,レベルスキップ防止対象となるレベルを限定しない,確保すべき位相幅を定量的に示しているという利点がある。 Further, as compared with Patent Document 1, there are advantages that the phase voltage is taken into consideration, the level to be prevented from level skip is not limited, and the phase width to be secured is quantitatively shown.

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。 Although the above description has been made in detail only with respect to the specific examples described in the present invention, it is clear to those skilled in the art that various modifications and modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. It goes without saying that such modifications and modifications fall within the scope of claims.

1…上位制御部
2…パルス生成部
3…負荷
INV…インバータ
θskip…閾値
1 ... Upper control unit 2 ... Pulse generation unit 3 ... Load INV ... Inverter θskip ... Threshold

Claims (5)

事前に作成したパルスパターンが格納されたテーブルに基づいてゲート信号を出力し、電力変換装置のスイッチング素子を駆動する電力変換装置の制御装置であって、
前記パルスパターンがレベルスキップしているか否かの判定を行い、レベルスキップしていない前記パルスパターンを前記テーブルに格納し、前記レベルスキップしているか否かの判定において、前記パルスパターンにおける同相のスイッチングの位相幅および相間のスイッチングの位相幅が閾値よりも大きい場合、レベルスキップしていないと判定するパルス生成部を有することを特徴とする電力変換装置の制御装置。
It is a control device of a power converter that outputs a gate signal based on a table in which a pulse pattern created in advance is stored and drives a switching element of the power converter.
It is determined whether or not the pulse pattern is level skipped, the pulse pattern which is not level skipped is stored in the table, and in determining whether or not the level is skipped, in-phase switching in the pulse pattern is performed. A control device for a power conversion device, which comprises a pulse generating unit for determining that level skipping is not performed when the phase width of the above and the phase width of switching between phases are larger than the threshold value.
前記閾値は、以下の(1)式とすることを特徴とする請求項1記載の電力変換装置の制御装置。
Figure 2021029092
θskip:閾値
use:パルスパターンが用いられる周波数
1:レベルスキップとして扱われる最大の時間幅
The control device for a power conversion device according to claim 1, wherein the threshold value is the following equation (1).
Figure 2021029092
θskip: Threshold f use : Frequency at which the pulse pattern is used t 1 : Maximum time width treated as level skip
前記パルスパターンにおける同相のスイッチングの位相幅が前記閾値以下の場合、同方向のスイッチングをレベルスキップしていると判定し、逆方向のスイッチングをレベルスキップしていないと判定し、
前記パルスパターンにおける相間のスイッチングの位相幅が前記閾値以下の場合、同方向のスイッチングをレベルスキップしていないと判定し、逆方向のスイッチングをレベルスキップしていると判定することを特徴とする請求項1または2記載の電力変換装置の制御装置。
When the phase width of the in-phase switching in the pulse pattern is equal to or less than the threshold value, it is determined that the switching in the same direction is level skipped, and it is determined that the switching in the opposite direction is not level skipped.
When the phase width of switching between phases in the pulse pattern is equal to or less than the threshold value, it is determined that switching in the same direction is not level skipped, and it is determined that switching in the opposite direction is level skipped. The control device of the power conversion device according to item 1 or 2.
前記パルス生成部は、
所定の評価関数に基づいて導出した入力パルスパターンを入力し、
前記入力パルスパターンから120°ずらした仮想相のパルスパターンを作成し、
前記入力パルスパターンから対象のスイッチングを選定し、
前記対象のスイッチングの位相と位相幅が最も近い第1スイッチングと2番目に近い第2スイッチングを前記入力パルスパターンから探索し、
前記対象のスイッチングの位相と位相幅が最も近い第3スイッチングと2番目に近い第4スイッチングを前記仮想相のパルスパターンから探索し、
前記対象のスイッチングと前記第1スイッチングの位相幅が前記閾値よりも大きく、または、スイッチング方向が逆方向の場合、
かつ、前記対象のスイッチングと前記第2スイッチングの位相幅が前記閾値よりも大きく、または、スイッチング方向が逆方向の場合、
かつ、前記対象のスイッチングと前記第3スイッチングの位相幅が前記閾値よりも大きく、または、スイッチング方向が同方向の場合、
かつ、前記対象のスイッチングと前記第4スイッチングの位相幅が前記閾値よりも大きく、または、スイッチング方向が同方向の場合、レベルスキップなしと判定し、それ以外の場合はレベルスキップありと判定し、
レベルスキップなしと判定された場合は、前記入力パルスパターンにおいてレベルスキップの判定が必要な全位相のスイッチングのレベルスキップを判定したか否かを判定し、レベルスキップの判定が必要な全位相のスイッチングのレベルスキップを判定していない場合は、前記対象のスイッチングの選定に戻って前記対象のスイッチングを変更し、レベルスキップの判定が必要な全位相のスイッチングのレベルスキップを判定した場合は、前記入力パルスパターンはレベルスキップしていないと判定することを特徴とする請求項1〜3のうち何れかに記載の電力変換装置の制御装置。
The pulse generator
Input the input pulse pattern derived based on the predetermined evaluation function, and
A virtual phase pulse pattern shifted by 120 ° from the input pulse pattern is created.
Select the target switching from the input pulse pattern and select it.
The first switching having the closest phase and the phase width of the target switching and the second switching having the closest phase width are searched from the input pulse pattern.
The third switching and the fourth switching, which are the closest to the phase and the phase width of the target switching, are searched from the pulse pattern of the virtual phase.
When the phase width of the target switching and the first switching is larger than the threshold value, or the switching direction is opposite.
When the phase width between the target switching and the second switching is larger than the threshold value or the switching direction is opposite.
When the phase width of the target switching and the third switching is larger than the threshold value or the switching directions are the same.
Further, when the phase width of the target switching and the fourth switching is larger than the threshold value or the switching directions are the same, it is determined that there is no level skip, and in other cases, it is determined that there is a level skip.
If it is determined that there is no level skip, it is determined whether or not the level skip of all-phase switching that requires level skip determination is determined in the input pulse pattern, and all-phase switching that requires level skip determination is determined. If the level skip of the target is not determined, the switching of the target is changed by returning to the selection of the switching of the target, and if the level skip of the switching of all phases that requires the determination of the level skip is determined, the input is described. The control device for a power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined that the pulse pattern does not skip the level.
事前に作成したパルスパターンが格納されたテーブルに基づいてゲート信号を出力し、電力変換装置のスイッチング素子を駆動する電力変換装置の制御方法であって、
パルス生成部において、前記パルスパターンがレベルスキップしているか否かの判定を行い、レベルスキップしていない前記パルスパターンを前記テーブルに格納し、前記レベルスキップしているか否かの判定において、前記パルスパターンにおける同相のスイッチングの位相幅および相間のスイッチングの位相幅が閾値以上の場合、レベルスキップしていないと判定することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
It is a control method of a power conversion device that outputs a gate signal based on a table in which a pulse pattern created in advance is stored and drives a switching element of the power conversion device.
The pulse generation unit determines whether or not the pulse pattern is level skipped, stores the pulse pattern that is not level skipped in the table, and determines whether or not the level is skipped. A control method of a power conversion device, which determines that level skipping is not performed when the phase width of in-phase switching and the phase width of switching between phases in a pattern are equal to or larger than a threshold value.
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