JP2021044993A - Three-level power converter control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、３レベル電力変換器の制御装置における出力電圧の制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling an output voltage in a control device for a three-level power converter.
図１（ａ）に、ＮＰＣ方式の３レベル電力変換器（インバータ）の構成例を示す。この回路は端子Ｐ−Ｎ間を平滑コンデンサＣｄｃ１、Ｃｄｃ２を用いて分割し、端子Ｐ、Ｎおよび中性点ＮＰの電位をＰＷＭ（パルス幅変調：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いて電圧を３レベルで出力するものである。 FIG. 1A shows a configuration example of an NPC type 3-level power converter (inverter). In this circuit, the smoothing capacitors Cdc1 and Cdc2 are used to divide the terminals P and N, and the potentials of the terminals P and N and the neutral point NP are set to three levels using PWM (Pulse Width Modulation). It is the one to output.
本回路は２レベル電力変換器（インバータ）に比べ、高調波を低減できるが、図７に示すようにＰＷＭゲート信号生成時に禁止帯を設けているため、スイッチングが発生しない期間が存在する。この期間により、電圧指令と出力電圧との間に誤差が生じ、出力電圧精度が低下する。特に負荷がモータの場合、低速時に指令通りの回転数が実現できないという問題がある。 This circuit can reduce harmonics as compared with a two-level power converter (inverter), but as shown in FIG. 7, since a prohibition band is provided when generating a PWM gate signal, there is a period during which switching does not occur. Due to this period, an error occurs between the voltage command and the output voltage, and the output voltage accuracy is lowered. In particular, when the load is a motor, there is a problem that the rotation speed as instructed cannot be realized at low speed.
一般に禁止帯は、スイッチング素子の上下アーム短絡を防止するために設けられており、特許文献１によれば、電圧指令が禁止帯に入らないように、電圧指令に補正値を加算することで電圧変動リプルを抑制し、補正値によって発生する電圧誤差は次回以降に補正している。 Generally, the prohibition band is provided to prevent short-circuiting of the upper and lower arms of the switching element, and according to Patent Document 1, the voltage is obtained by adding a correction value to the voltage command so that the voltage command does not enter the prohibition band. Fluctuation ripple is suppressed, and the voltage error generated by the correction value is corrected from the next time onward.
しかし、特許文献１は、電圧更新タイミングによって電圧指令通りの出力電圧にならない場合がある。 However, in Patent Document 1, the output voltage may not be as specified by the voltage command depending on the voltage update timing.
以上示したようなことから、３レベル電力変換器の制御装置において、補正値を演算することなく、出力電圧の精度を向上させることが課題となる。 From the above, it is an issue to improve the accuracy of the output voltage in the control device of the three-level power converter without calculating the correction value.
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、３レベル電力変換器の各相に設けられたスイッチング素子のゲート信号を生成する３レベル電力変換器の制御装置であって、低速運転時以外、かつ、各相の電圧指令が何れも禁止帯外の場合は、３レベル用キャリア三角波と前記各相の電圧指令との比較に基づいて３レベル出力電圧を生成し、前記３レベル出力電圧に応じて前記ゲート信号を生成し、低速運転時、または、前記各相の電圧指令のうち少なくとも何れか１相が禁止帯にある場合、２レベル用キャリア三角波と前記各相の電圧指令との比較に基づいて２レベル出力電圧を生成し、前記２レベル出力電圧に応じた前記ゲート信号を生成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 control of a three-level power converter that generates a gate signal of a switching element provided in each phase of the three-level power converter. If the device is not operating at low speed and the voltage command of each phase is out of the prohibited band, the 3-level output voltage is calculated based on the comparison between the 3-level carrier triangular wave and the voltage command of each phase. Generate and generate the gate signal according to the three-level output voltage, and when operating at low speed or when at least one of the voltage commands of each phase is in the prohibition band, the carrier triangle wave for two levels is used. It is characterized in that a two-level output voltage is generated based on a comparison with a voltage command of each phase, and the gate signal corresponding to the two-level output voltage is generated.
また、その一態様として、前記３レベル用キャリア三角波は、下アーム側キャリア三角波と、前記下アーム側キャリア三角波と同位相でありオフセットが加えられた上アーム側キャリア三角波と、の２つのキャリア三角波であることを特徴とする。 Further, as one aspect thereof, the three-level carrier triangular wave has two carrier triangular waves, that is, a lower arm side carrier triangular wave and an upper arm side carrier triangular wave having the same phase as the lower arm side carrier triangular wave and having an offset added. It is characterized by being.
また、他の態様として、前記３レベル用キャリア三角波は、下アーム側キャリア三角波と、前記下アーム側キャリア三角波の位相を１８０°シフトした上アーム側キャリア三角波と、の２つのキャリア三角波であり、前記２レベル用キャリア三角波は、前記下アーム側キャリア三角波、または、前記上アーム側キャリア三角波と、同じキャリア三角波であることを特徴とする。 Further, as another aspect, the three-level carrier triangular wave is two carrier triangular waves, that is, a lower arm side carrier triangular wave and an upper arm side carrier triangular wave in which the phase of the lower arm side carrier triangular wave is shifted by 180 °. The two-level carrier triangular wave is characterized by being the same carrier triangular wave as the lower arm side carrier triangular wave or the upper arm side carrier triangular wave.
また、一態様として、２つ以上の前記３レベル電力変換器の出力をリアクトルを介して並列接続したことを特徴とする。 Further, as one aspect, the outputs of two or more of the three-level power converters are connected in parallel via a reactor.
本発明によれば、３レベル電力変換器の制御装置において、補正値を演算することなく、出力電圧の精度を向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of the output voltage in the control device of the three-level power converter without calculating the correction value.
以下、本願発明における３レベル電力変換器の制御装置の実施形態１〜３を図１〜図６に基づいて詳述する。 Hereinafter, embodiments 1 to 3 of the control device for the three-level power converter according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.
［実施形態１］
本実施形態１は、３レベル電力変換器（インバータ）の制御装置において、２レベル用のＰＷＭ制御と３レベル用のＰＷＭ制御と切り替えることにより、出力電圧の精度を向上させるものである。
[Embodiment 1]
In the first embodiment, the accuracy of the output voltage is improved by switching between the PWM control for the second level and the PWM control for the third level in the control device of the three-level power converter (inverter).
まず、図１に基づいて、３レベル電力変換器（インバータ）の代表的な主回路構成を説明する。図１（ａ）はＮＰＣ方式の３レベル電力変換器の主回路を示す図である。図１（ａ）に示すように、端子Ｐ，端子Ｎの間には平滑コンデンサＣｄｃ１，Ｃｄｃ２が直列接続される。平滑コンデンサＣｄｃ１，Ｃｄｃ２の接続点を中性点ＮＰとする。 First, a typical main circuit configuration of a three-level power converter (inverter) will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a diagram showing a main circuit of an NPC type three-level power converter. As shown in FIG. 1A, smoothing capacitors Cdc1 and Cdc2 are connected in series between terminals P and N. The connection point of the smoothing capacitors Cdc1 and Cdc2 is defined as the neutral point NP.
Ｕ相において、端子Ｐと端子Ｎとの間に第１〜第４スイッチング素子Ｓｕ１〜Ｓｕ４が直列接続される。第１，第２スイッチング素子Ｓｕ１，Ｓｕ２の接続点と第３，第４スイッチング素子Ｓｕ３，Ｓｕ４の接続点との間には第１，第２ダイオードＤｕ１，Ｄｕ２が直列接続される。 In the U phase, the first to fourth switching elements Su1 to Su4 are connected in series between the terminal P and the terminal N. The first and second diodes Du1 and Du2 are connected in series between the connection points of the first and second switching elements Su1 and Su2 and the connection points of the third and fourth switching elements Su3 and Su4.
第１，第２ダイオードＤｕ１，Ｄｕ２の接続点は中性点ＮＰに接続される。第２，第３スイッチング素子Ｓｕ２，Ｓｕ３の接続点はモータＭに接続される。Ｖ相，Ｗ相もＵ相と同様である。 The connection points of the first and second diodes Du1 and Du2 are connected to the neutral point NP. The connection points of the second and third switching elements Su2 and Su3 are connected to the motor M. The V phase and the W phase are the same as the U phase.
図１（ｂ）は、Ｔ型ＮＰＣ方式の３レベル電力変換器の主回路構成を示す図である。図１（ｂ）に示すように、端子Ｐ，端子Ｎの間には平滑コンデンサＣｄｃ１，Ｃｄｃ２が直列接続される。平滑コンデンサＣｄｃ１，Ｃｄｃ２の接続点を中性点ＮＰとする。 FIG. 1B is a diagram showing a main circuit configuration of a T-type NPC type three-level power converter. As shown in FIG. 1B, smoothing capacitors Cdc1 and Cdc2 are connected in series between terminals P and N. The connection point of the smoothing capacitors Cdc1 and Cdc2 is defined as the neutral point NP.
Ｕ相において、端子Ｐと端子Ｎとの間に第１，第２スイッチング素子Ｓｕ１，Ｓｕ２が直列接続される。中性点ＮＰと第１，第２スイッチング素子Ｓｕ１，Ｓｕ２の接続点との間には第３，第４スイッチング素子Ｓｕ３，Ｓｕ４が逆直列接続される。第１，第２スイッチング素子Ｓｕ１，Ｓｕ２の接続点はモータＭに接続される。Ｖ相，Ｗ相もＵ相と同様である。 In the U phase, the first and second switching elements Su1 and Su2 are connected in series between the terminal P and the terminal N. The third and fourth switching elements Su3 and Su4 are connected in anti-series between the neutral point NP and the connection points of the first and second switching elements Su1 and Su2. The connection points of the first and second switching elements Su1 and Su2 are connected to the motor M. The V phase and the W phase are the same as the U phase.
図１（ｃ）は、ＦＣ型の３レベル電力変換器の主回路構成を示す図である。図１（ｃ）に示すように、端子Ｐ，端子Ｎの間には平滑コンデンサＣｄｃ１，Ｃｄｃ２が直列接続される。 FIG. 1C is a diagram showing a main circuit configuration of an FC type three-level power converter. As shown in FIG. 1 (c), smoothing capacitors Cdc1 and Cdc2 are connected in series between terminals P and N.
Ｕ相において、端子Ｐと端子Ｎとの間に第１〜第４スイッチング素子Ｓｕ１〜Ｓｕ４が直列接続される。第１，第２スイッチング素子Ｓｕ１，Ｓｕ２の接続点と第３，第４スイッチング素子Ｓｕ３，Ｓｕ４の接続点との間にはフライングキャパシタｆｃｕが接続される。第２，第３スイッチング素子Ｓｕ２，Ｓｕ３の接続点はモータＭに接続される。Ｖ相，Ｗ相もＵ相と同様である。 In the U phase, the first to fourth switching elements Su1 to Su4 are connected in series between the terminal P and the terminal N. A flying capacitor fcu is connected between the connection points of the first and second switching elements Su1 and Su2 and the connection points of the third and fourth switching elements Su3 and Su4. The connection points of the second and third switching elements Su2 and Su3 are connected to the motor M. The V phase and the W phase are the same as the U phase.
本実施形態１における３レベル電力変換器の制御装置のブロック図を図２に示し、本実施形態１を適用した場合の１相分の波形を図３に示す。なお、制御方法は、一般的なＮＰＣ方式に係る制御と同様であり、ここではその詳細な説明を省略する。 The block diagram of the control device of the three-level power converter in the first embodiment is shown in FIG. 2, and the waveform for one phase when the first embodiment is applied is shown in FIG. The control method is the same as the control related to the general NPC method, and detailed description thereof will be omitted here.
本実施形態１において、キャリア三角波は、ＰＤ方式（Ｐｈａｓｅ Ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いている。この方式は一般に３レベル電力変換器等のマルチレベル電力変換器に用いられている方式であり、同位相のキャリア三角波にオフセットを加え、マルチレベルの電圧を出力するものである。 In the first embodiment, the PD method (Phase Disposition) is used for the carrier triangular wave. This method is generally used for multi-level power converters such as 3-level power converters, and outputs a multi-level voltage by adding an offset to a carrier triangular wave having the same phase.
３レベル電力変換器において、３レベル用キャリア三角波は、下アーム側キャリア三角波と、下アーム側キャリア三角波と同位相でありオフセットが加えられた上アーム側キャリア三角波の２本のキャリア三角波となる。図３に示すように、本実施形態１において２レベル用キャリア三角波は、下アーム側キャリア三角波および上アーム側キャリア三角波と同位相であり振幅を２倍とする。 In the 3-level power converter, the 3-level carrier triangular wave consists of two carrier triangular waves, a lower arm-side carrier triangular wave and an upper arm-side carrier triangular wave that is in phase with the lower arm-side carrier triangular wave and has an offset added. As shown in FIG. 3, in the first embodiment, the two-level carrier triangle wave has the same phase as the lower arm side carrier triangle wave and the upper arm side carrier triangle wave, and the amplitude is doubled.
２レベル用ＰＷＭ制御部１は、三相の電圧指令Ｖｕ＿ｃｍｄ，Ｖｖ＿ｃｍｄ，Ｖｗ＿ｃｍｄと２レベル用キャリア三角波との比較に基づいて２レベル出力電圧を出力する。 The 2-level PWM control unit 1 outputs a 2-level output voltage based on a comparison between the three-phase voltage commands Vu_cmd, Vv_cmd, Vw_cmd and the 2-level carrier triangular wave.
３レベル用ＰＷＭ制御部２は、三相の電圧指令Ｖｕ＿ｃｍｄ，Ｖｖ＿ｃｍｄ，Ｖｗ＿ｃｍｄと３レベル用キャリア三角波との比較に基づいて３レベル出力電圧を出力する。
The 3-level
本実施形態１では、上述したＰＤ方式による３レベル用ＰＷＭ制御部２と２レベル用ＰＷＭ制御部１を用いて、スイッチ３により、以下の運転モードを切り換える。
In the first embodiment, the following operation modes are switched by the switch 3 using the three-level
スイッチ３は、低速運転時、または、電圧指令が１相でも禁止帯にある場合、３相とも２レベル用ＰＷＭ制御部１で生成された２レベル出力電圧に切り替える。 The switch 3 switches to the two-level output voltage generated by the two-level PWM control unit 1 for all three phases during low-speed operation or when the voltage command is in the prohibition band even for one phase.
スイッチ３は、低速運転時以外、または、電圧指令が３相とも禁止帯外の場合、３レベル用ＰＷＭ制御部２で生成された３レベル出力電圧に切り替える。なお、スイッチ３における出力電圧の更新は、キャリア三角波の頂点で行うこととしている。
The switch 3 switches to the 3-level output voltage generated by the 3-level
スイッチ３以降では、スイッチ３が出力した２レベル出力電圧または３レベル出力電圧となるように、三相の第１〜第４スイッチング素子Ｓｕ１〜Ｓｕ４，Ｓｖ１〜Ｓｖ４，Ｓｗ１〜Ｓｗ４のゲート信号を生成し、各スイッチング素子に出力する。 After the switch 3, the gate signals of the three-phase first to fourth switching elements Su1 to Su4, Sv1 to Sv4, Sw1 to Sw4 are generated so as to be the two-level output voltage or the three-level output voltage output by the switch 3. And output to each switching element.
本実施形態１を用いれば、意図した電圧を出力できることとなり、低速時における回転数の精度を向上させることが可能である。また、３レベル電力変換器の構成は、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）のいずれでも適用可能である。また、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は代表的な３レベル電力変換器の構成例であり、本実施形態１は図１（ａ），（ｂ），（ｃ）以外の３レベル電力変換器にも適用可能である。 By using the first embodiment, the intended voltage can be output, and the accuracy of the rotation speed at low speed can be improved. Further, the configuration of the three-level power converter can be applied to any of FIGS. 1 (a), 1 (b), and 1 (c). Further, FIGS. 1 (a), 1 (b), and 1 (c) are configuration examples of a typical three-level power converter, and the present embodiment 1 is other than FIGS. 1 (a), (b), and (c). It is also applicable to 3-level power converters.
以上示したように、本実施形態１によれば、３レベル電力変換器の構成において、低速運転時、または、電圧指令が１相でも禁止帯にある場合、２レベル用のＰＷＭ制御に切り替えることにより、電圧指令通りの出力電圧を出力できることとなり、低速時における回転数の精度を向上させることが可能となる。 As shown above, according to the first embodiment, in the configuration of the three-level power converter, when the voltage command is in the prohibition band even in one phase or at low speed operation, the PWM control for the two levels is switched. As a result, the output voltage can be output according to the voltage command, and the accuracy of the rotation speed at low speed can be improved.
［実施形態２］
本実施形態２における３レベル電力変換器の制御装置のブロック図を図４に示し、本実施形態２を適用した場合の１相分の波形を図５に示す。なお、制御方法は、一般的なＮＰＣ方式に係る制御と同様であり、ここではその詳細な説明を省略する。
[Embodiment 2]
The block diagram of the control device of the three-level power converter in the second embodiment is shown in FIG. 4, and the waveform for one phase when the second embodiment is applied is shown in FIG. The control method is the same as the control related to the general NPC method, and detailed description thereof will be omitted here.
本実施形態２では、ＰＳ方式（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔｅｄ Ｃａｒｒｉｅｒ）を用いた場合を示す。３レベル電力変換器では、上アーム側キャリア三角波、または、下アーム側キャリア三角波の位相を１８０°シフトしたキャリア三角波で、マルチレベルの電圧を出力する方式である。 In the second embodiment, the case where the PS method (Phase Shifted Carrier) is used is shown. The three-level power converter is a method of outputting a multi-level voltage with a carrier triangular wave on the upper arm side or a carrier triangular wave in which the phase of the carrier triangular wave on the lower arm side is shifted by 180 °.
３レベル電力変換器において、３レベルキャリア三角波は、下アーム側キャリア三角波と、下アーム側キャリア三角波の位相を１８０°シフトした上アーム側キャリア三角波の２本のキャリア三角波となる。２レベルキャリア三角波は、下アーム側キャリア三角波、または、上アーム側キャリア三角波と同じキャリア三角波となる。 In the three-level power converter, the three-level carrier triangle wave is two carrier triangle waves, that is, the lower arm side carrier triangle wave and the upper arm side carrier triangle wave whose phase is shifted by 180 °. The two-level carrier triangle wave is the same carrier triangle wave as the lower arm side carrier triangle wave or the upper arm side carrier triangle wave.
実施形態１では、３レベル用キャリア三角波を２本、２レベル用キャリア三角波を１本用意する必要があるが、本実施形態２は３レベル用の上アーム側キャリア三角波と下アーム側キャリア三角波のうち１本を２レベル用キャリア三角波とすることで、キャリア三角波の演算を軽減している。 In the first embodiment, it is necessary to prepare two carrier triangle waves for the third level and one carrier triangle wave for the second level, but in the second embodiment, the carrier triangle wave on the upper arm side and the carrier triangle wave on the lower arm side for the third level are prepared. By using one of them as a carrier triangle wave for two levels, the calculation of the carrier triangle wave is reduced.
ＰＷＭ制御部４は、三相の電圧指令Ｖｕ＿ｃｍｄ，Ｖｖ＿ｃｍｄ，Ｖｗ＿ｃｍｄと３レベル用の上アーム側キャリア三角波と下アーム側キャリア三角波との比較に基づいて、３レベル出力電圧を出力する。 The PWM control unit 4 outputs a three-level output voltage based on a comparison between the three-phase voltage commands Vu_cmd, Vv_cmd, Vw_cmd and the upper arm side carrier triangle wave for the third level and the lower arm side carrier triangle wave.
また、ＰＷＭ制御部４は、三相の電圧指令Ｖｕ＿ｃｍｄ，Ｖｖ＿ｃｍｄ，Ｖｗ＿ｃｍｄと２レベル用キャリア三角波との比較に基づいて２レベル出力電圧を出力する。 Further, the PWM control unit 4 outputs a two-level output voltage based on a comparison between the three-phase voltage commands Vu_cmd, Vv_cmd, Vw_cmd and the two-level carrier triangular wave.
スイッチ５は、低速運転時、または、電圧指令が１相でも禁止帯にある場合、３相とも２レベル出力電圧に切り替える。 The switch 5 switches to a two-level output voltage for all three phases during low-speed operation or when even one phase of the voltage command is in the prohibition band.
また、スイッチ５は、低速運転時以外、または、電圧指令が３相とも禁止帯外の場合、３レベル出力電圧に切り替える。なお、スイッチ５における出力電圧の更新は、キャリア三角波の頂点で行うこととしている。また、スイッチ５以降は実施形態１と同様である。 Further, the switch 5 switches to the three-level output voltage except during low-speed operation or when the voltage command is out of the prohibition band for all three phases. The output voltage of the switch 5 is updated at the apex of the carrier triangle wave. Further, the switches 5 and later are the same as those in the first embodiment.
本実施形態２は、実施形態１と同様の効果が得られ、３レベル電力変換器の構成は、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）のいずれでも適用可能である。また、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は代表的な３レベル電力変換器の構成例であり、本実施形態２は図１（ａ），（ｂ），（ｃ）以外の３レベル電力変換器にも適用可能である。 The second embodiment has the same effect as that of the first embodiment, and the configuration of the three-level power converter can be applied to any of FIGS. 1 (a), 1 (b), and 1 (c). .. Further, FIGS. 1 (a), 1 (b), and 1 (c) are configuration examples of a typical three-level power converter, and the second embodiment is other than FIGS. 1 (a), (b), and (c). It is also applicable to 3-level power converters.
以上示したように、本実施形態２は実施形態１と同様の作用効果を奏する。また、３レベル用キャリア三角波の１本を２レベル用キャリア三角波とすることで、キャリア三角波の演算を軽減している。 As shown above, the second embodiment has the same effect as that of the first embodiment. Further, by using one of the three-level carrier triangle waves as the two-level carrier triangle wave, the calculation of the carrier triangle wave is reduced.
［実施形態３］
２つの３レベル電力変換器の出力を横流抑制用のリアクトルＬを介して並列接続した構成を図６に示す。なお、図６では２つの３レベル電力変換器を並列接続した構成を示しているが、２つ以上の３レベル電力変換器を並列接続してもよい。
[Embodiment 3]
FIG. 6 shows a configuration in which the outputs of the two three-level power converters are connected in parallel via a reactor L for suppressing cross currents. Although FIG. 6 shows a configuration in which two three-level power converters are connected in parallel, two or more three-level power converters may be connected in parallel.
電圧指令が禁止帯に入った場合、スイッチングが発生しない期間が存在する。この期間により、横流電流が生じ、中性点ＮＰにおける電圧（Ｐ−ＮＰ間，ＮＰ−Ｎ間の電圧）のアンバランスが拡大する場合がある。また、横流抑制用のリアクトルＬが大型化する問題も生じる。 When the voltage command enters the prohibition band, there is a period during which switching does not occur. During this period, a cross current may occur and the imbalance of the voltage (voltage between P-NP and NP-N) at the neutral point NP may increase. In addition, there is a problem that the reactor L for suppressing cross currents becomes large.
本実施形態３では、実施形態１または実施形態２を３レベル電力変換器の並列接続構成に適用することで、中性点ＮＰの電位のアンバランスが解消されるだけでなく、横流抑制用のリアクトルＬを小型化でき、装置の小型化に寄与できる。 In the third embodiment, by applying the first embodiment or the second embodiment to the parallel connection configuration of the three-level power converter, not only the imbalance of the potential of the neutral point NP is eliminated, but also the cross current is suppressed. The reactor L can be miniaturized, which can contribute to the miniaturization of the device.
図６では、図１（ａ）の３レベル電力変換器を並列接続した構成を示しているが、図１（ｂ），（ｃ）の３レベル電力変換器を並列接続した構成にも適用可能である。また、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は代表的な３レベル電力変換器の構成例であり、本実施形態３は図１（ａ），（ｂ），（ｃ）以外の３レベル電力変換器の並列接続構成にも適用可能である。 Although FIG. 6 shows a configuration in which the three-level power converters of FIG. 1A are connected in parallel, it can also be applied to a configuration in which the three-level power converters of FIGS. 1B and 1C are connected in parallel. Is. Further, FIGS. 1 (a), 1 (b), and 1 (c) are configuration examples of a typical three-level power converter, and the third embodiment is other than FIGS. 1 (a), (b), and (c). It can also be applied to a parallel connection configuration of a three-level power converter.
以上示したように、本実施形態３によれば、実施形態１，２と同様の作用効果を奏する。また、３レベル電力変換器を並列接続した構成において、電圧指令が１相でも禁止帯にある場合、２レベル用のＰＷＭに切り替えることにより、電圧指令通りの出力電圧を出力できることとなり、中性点電位のアンバランスが解消されるだけでなく、横流抑制用のリアクトルＬを小型化でき、装置の小型化に寄与できる。 As shown above, according to the third embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments are obtained. Further, in a configuration in which a 3-level power converter is connected in parallel, if even one phase of the voltage command is in the prohibited band, the output voltage according to the voltage command can be output by switching to the PWM for the 2-level, and the neutral point. Not only can the potential imbalance be eliminated, but the reactor L for suppressing cross current can be miniaturized, which can contribute to the miniaturization of the device.
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 the claims.
１…２レベル用ＰＷＭ制御部
２…３レベル用ＰＷＭ制御部
３…スイッチ
４…ＰＷＭ制御部
５…スイッチ
1 ... 2 level
Claims (4)
低速運転時以外、かつ、各相の電圧指令が何れも禁止帯外の場合は、３レベル用キャリア三角波と前記各相の電圧指令との比較に基づいて３レベル出力電圧を生成し、前記３レベル出力電圧に応じて前記ゲート信号を生成し、
低速運転時、または、前記各相の電圧指令のうち少なくとも何れか１相が禁止帯にある場合、２レベル用キャリア三角波と前記各相の電圧指令との比較に基づいて２レベル出力電圧を生成し、前記２レベル出力電圧に応じた前記ゲート信号を生成することを特徴とする３レベル電力変換器の制御装置。 A control device for a 3-level power converter that generates a gate signal of a switching element provided in each phase of the 3-level power converter.
When the voltage command of each phase is out of the prohibited band except during low-speed operation, the 3-level output voltage is generated based on the comparison between the carrier triangle wave for 3 levels and the voltage command of each phase, and the above 3 The gate signal is generated according to the level output voltage,
During low-speed operation, or when at least one of the voltage commands of each phase is in the prohibition band, a two-level output voltage is generated based on a comparison between the two-level carrier triangular wave and the voltage command of each phase. A control device for a three-level power converter, which generates the gate signal according to the two-level output voltage.
前記２レベル用キャリア三角波は、前記下アーム側キャリア三角波、または、前記上アーム側キャリア三角波と、同じキャリア三角波であることを特徴とする請求項１記載の３レベル電力変換器の制御装置。 The three-level carrier triangular wave is two carrier triangular waves, that is, a lower arm side carrier triangular wave and an upper arm side carrier triangular wave in which the phase of the lower arm side carrier triangular wave is shifted by 180 °.
The control device for a three-level power converter according to claim 1, wherein the two-level carrier triangle wave is the same carrier triangle wave as the lower arm-side carrier triangle wave or the upper arm-side carrier triangle wave.
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| CN113241938A (en) * | 2021-05-28 | 2021-08-10 | 上能电气股份有限公司 | Converter pulse-by-pulse current-limiting control method and circuit based on hybrid modulation |
| CN113241938B (en) * | 2021-05-28 | 2023-12-12 | 上能电气股份有限公司 | Converter pulse-by-pulse current limiting control method and circuit based on hybrid modulation |
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