JP2021170882A - 電力変換システムおよび電力変換システムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Δiqc:演算周期中の電流変化量(q軸)
Tc:出力周期(=演算周期)
id:検出d軸電流
iq:検出q軸電流
vdz:d軸電圧ベクトル前回値
vqz:q軸電圧ベクトル前回値
R:巻線抵抗
Ld:d軸インダクタンス
Lq:q軸インダクタンス
ωr:検出電気角速度
ψ:永久磁石鎖交磁束数。
Δiqc:出力周期中の電流変化量(q軸)
Tc:出力周期
id’:検出d軸電流、または、d軸電流
iq’:検出q軸電流、または、q軸電流
vdz:d軸電圧ベクトル前回値
vqz:q軸電圧ベクトル前回値
R:巻線抵抗
Ld:d軸インダクタンス
Lq:q軸インダクタンス
ωr:検出電気角速度
ψ:永久磁石鎖交磁束数。
Δiqdel:電流検出に対する出力電圧変化のタイミングずれ期間における電流変化量(q軸)
Tdel:電流検出に対する出力電圧変化のタイミングずれ期間
id:検出d軸電流
iq:検出q軸電流
vdzz:d軸電圧ベクトル前々回値
vqz:q軸電圧ベクトル前々回値
R:巻線抵抗
Ld:d軸インダクタンス
Lq:q軸インダクタンス
ωr:検出電気角速度
ψ:永久磁石鎖交磁束数。
図1に本実施形態1における電力変換システムの構成図を示す。上位制御部1はMPC2より上流に存在する制御を示しており、例えば、盤・パネルの操作量やアクセル開度などの情報に基づく速度指令と検出速度とを用いて速度制御演算を行い、指令電流i*を生成する。
予測刻み:電流の予測刻み時間(i(n)の時刻からi(n+1)の時刻までの時間幅)
予測期間:電流を予測する最も先の時刻とi(n)の時刻の時間幅
出力周期:電圧の出力を切り替える周期
演算周期:予測演算を行う周期。
(A)演算時間中の電流変化を予測する。
(B)次回以降の出力周期の電圧ベクトルを仮定し、その場合の予測電流を得る。
(C)予測電流と仮定した電圧ベクトルを評価する。
(D)評価結果の良い電圧ベクトルを採用し、出力とする。
(A)の処理は本願発明の本質であり、(B),(C),(D)はMPCにおいて基本的な処理である。
1−9,1−10は、上記の(D)の処理に相当する。
実施形態1では、演算時間中の電流変化を考慮して予測演算の始点となる電流id(n),iq(n)を設定し、電流の予測精度を向上させた。
図8に本実施形態3におけるMPC2の構成図を示す。本実施形態3は予測部7で複数出力周期の電圧ベクトルを決定し、指令とする。そのため、実施形態1と異なり予測部7の出力であるV*は単一の電圧ベクトルではなく指令電圧ベクトル行列となる。同様に前回値であるVz*も指令電圧ベクトル行列前回値となる。
図11に本実施形態4におけるMPC2の構成図を示す。本実施形態4は電流検出に対する出力電圧変化のタイミングずれ期間を考慮する構成と、予測部7にて複数周期分の電圧ベクトルを出力する構成を合わせたものである。すなわち、実施形態2の図6、実施形態3の図8を合わせたものである。
2…MPC(モデル予測制御部)
3…電力変換器(インバータ)
4…負荷
5…三相二相変換部
6…微分器
7…予測部
8…ゲート信号決定部
9…読み出し部
Claims (8)
- 指令値に基づいて指令電流を生成する上位制御部と、
モデル予測制御により、予測期間中の各出力周期に複数の仮定電圧ベクトルを設定し、検出電流に演算周期中の電流変化量を加算した補正電流値に基づいて前記仮定電圧ベクトルの予測電流を算出し、前記仮定電圧ベクトルと前記予測電流の評価関数を算出し、前記予測期間における前記仮定電圧ベクトルの組み合わせの中から前記評価関数が最上位の前記仮定電圧ベクトルの組み合わせを決定し、前記評価関数が最上位の前記仮定電圧ベクトルの組み合わせの中から実際に出力する仮定電圧ベクトルを指令電圧ベクトルとして出力する予測部と、
前記指令電圧ベクトルで表現される電圧を電力変換器から出力するためのゲート信号を出力するゲート信号決定部と、
ゲート信号に基づいて駆動制御される電力変換器と、
を備えたことを特徴とする電力変換システム。 - 指令値に基づいて指令電流を生成する上位制御部と、
1演算周期に複数出力周期の電圧ベクトルを決定するモデル予測制御により、予測期間中の各出力周期に複数の仮定電圧ベクトルを設定し、検出電流に演算周期中の電流変化量を加算した補正電流値に基づいて前記仮定電圧ベクトルの予測電流を算出し、前記仮定電圧ベクトルと前記予測電流の評価関数を算出し、前記予測期間における前記仮定電圧ベクトルの組み合わせの中から前記評価関数が最上位の前記仮定電圧ベクトルの組み合わせを指令電圧ベクトル行列として出力する予測部と、
複数出力周期の前記指令電圧ベクトル行列から今回出力周期の電圧ベクトルを選択し、出力電圧ベクトルとして出力する読み出し部と、
前記出力電圧ベクトルで表現される電圧を電力変換器から出力するためのゲート信号を出力するゲート信号決定部と、
ゲート信号に基づいて駆動制御される電力変換器と、
を備えたことを特徴とする電力変換システム。 - 前記補正電流値は、検出電流に演算周期中の電流変化量、および、電流検出に対する出力電圧変化のタイミングずれ期間における電流変化量を加算した値とすることを特徴とする請求項1または3に記載の電力変換システム。
- 前記電流検出に対する出力電圧変化のタイミングずれ期間における電流変化量は、以下の(17)式により算出することを特徴とする請求項5記載の電力変換システム。
Δiqdel:電流検出に対する出力電圧変化のタイミングずれ期間における電流変化量(q軸)
Tdel:電流検出に対する出力電圧変化のタイミングずれ期間
id:検出d軸電流
iq:検出q軸電流
vdzz:d軸電圧ベクトル前々回値
vqz:q軸電圧ベクトル前々回値
R:巻線抵抗
Ld:d軸インダクタンス
Lq:q軸インダクタンス
ωr:検出電気角速度
ψ:永久磁石鎖交磁束数 - ゲート信号に基づいて駆動制御される電力変換器を備えた電力変換システムの制御方法であって、
上位制御部において、指令値に基づいて指令電流を生成し、
予測部において、モデル予測制御により、予測期間中の各出力周期に複数の仮定電圧ベクトルを設定し、検出電流に演算周期中の電流変化量を加算した補正電流値に基づいて前記仮定電圧ベクトルの予測電流を算出し、前記仮定電圧ベクトルと前記予測電流の評価関数を算出し、前記予測期間における前記仮定電圧ベクトルの組み合わせの中から前記評価関数が最上位の前記仮定電圧ベクトルの組み合わせを決定し、前記評価関数が最上位の前記仮定電圧ベクトルの組み合わせの中から実際に出力する仮定電圧ベクトルを指令電圧ベクトルとして出力し、
ゲート信号決定部において、前記指令電圧ベクトルで表現される電圧を前記電力変換器から出力するためのゲート信号を出力する
ことを特徴とする電力変換システムの制御方法。 - ゲート信号に基づいて駆動制御される電力変換器を備えた電力変換システムの制御方法であって、
上位制御部において、指令値に基づいて指令電流を生成し、
予測部において、1演算周期に複数出力周期の電圧ベクトルを決定するモデル予測制御により、予測期間中の各出力周期に複数の仮定電圧ベクトルを設定し、検出電流に演算周期中の電流変化量を加算した補正電流値に基づいて前記仮定電圧ベクトルの予測電流を算出し、前記仮定電圧ベクトルと前記予測電流の評価関数を算出し、前記予測期間における前記仮定電圧ベクトルの組み合わせの中から前記評価関数が最上位の前記仮定電圧ベクトルの組み合わせを指令電圧ベクトル行列として出力し、
読み出し部において、複数出力周期の前記指令電圧ベクトル行列から今回出力周期の電圧ベクトルを選択し、出力電圧ベクトルとして出力し、
ゲート信号決定部において、前記出力電圧ベクトルで表現される電圧を前記電力変換器から出力するためのゲート信号を出力する
ことを特徴とする電力変換システムの制御方法。
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JP2020073366A JP6885489B1 (ja) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | 電力変換システムおよび電力変換システムの制御方法 |
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- 2020-04-16 JP JP2020073366A patent/JP6885489B1/ja active Active
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