JP4824360B2 - Power converter - Google Patents
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Description
この発明は、電力変換装置に関し、特に零相ノイズ電流を抑制しつつ、滑らかな交流出力波形を得るための技術に関するものである。 The present invention relates to a power converter, and particularly to a technique for obtaining a smooth AC output waveform while suppressing zero-phase noise current.
リニアシンクロナスモータ(LSM)を駆動源とする磁気浮上式鉄道においては、LSMの推力に応じた交流電流を流すための可変電圧可変周波数の電力変換装置が要請されている。 In a magnetically levitated railway using a linear synchronous motor (LSM) as a drive source, a variable voltage variable frequency power converter for flowing an alternating current according to the thrust of the LSM is required.
その場合、三相ケーブルの浮遊容量を介して流れる零相ノイズ電流は、通信障害の原因となるため、このような零相ノイズ電流を抑制する必要がある。このような零相ノイズ電流を抑制するには、零相コモンモードフィルタを設けることで対処することが可能であるが、フィルタを設けることは余分なコストアップを招来するために得策ではない。 In that case, since the zero-phase noise current flowing through the stray capacitance of the three-phase cable causes a communication failure, it is necessary to suppress such a zero-phase noise current. In order to suppress such a zero-phase noise current, it is possible to cope with this by providing a zero-phase common mode filter, but providing a filter is not a good idea because it causes an extra cost increase.
そこで、従来技術では、複数の単相インバータ(Vaインバータ、Vbインバータ、Vcインバータ)の交流側を直列に接続し、選択された各単相インバータの組み合わせで各相の出力電圧を階調制御する三相電力変換装置において、交流相電圧がゼロを中心に±30°位相範囲に入ったときにその交流相電圧が他の二相の階調値指令の和に対し符号を逆にした値を常に出力することで、零相電圧をゼロにして中性点から流れる零相ノイズ電流を抑制し電磁波ノイズを低減するものが提案されている(例えば、特許文献1,非特許文献1参照)。
Therefore, in the conventional technique, the AC sides of a plurality of single-phase inverters (Va inverter, Vb inverter, Vc inverter) are connected in series, and the output voltage of each phase is gradation controlled by the combination of each selected single-phase inverter. In the three-phase power converter, when the AC phase voltage enters the ± 30 ° phase range centered on zero, the AC phase voltage is a value obtained by reversing the sign relative to the sum of the other two-phase gradation value commands. There has been proposed a technique in which zero-phase voltage is set to zero to suppress zero-phase noise current flowing from a neutral point and reduce electromagnetic noise (see, for example,
このように、従来の電力変換装置は、零相電圧をゼロにして零相ノイズ電流を抑制する零相キャンセル制御を行っているが、この制御の場合、低出力低周波数領域では出力回路の電圧が小さくなって十分な階調数がとれず、その結果、電流に歪みが生じる。このため、従来技術では、低出力低周波数領域では電流歪み補正のためにPWM制御を零相キャンセル制御と併用している。 As described above, the conventional power conversion device performs the zero-phase cancellation control that suppresses the zero-phase noise current by setting the zero-phase voltage to zero. In this control, the voltage of the output circuit is low in the low-output low-frequency region. Becomes small and a sufficient number of gradations cannot be obtained, and as a result, current is distorted. For this reason, in the prior art, PWM control is used in combination with zero-phase cancel control for current distortion correction in a low output low frequency region.
しかし、従来は零相キャセル制御とPWM電流制御とが完全に個別に行われているため、特にPWM出力する低周波領域において、依然として零相キャセル制御によって電流に歪みが生じ易く、電流歪みを抑制するのに未だ不十分であるという課題がある。 However, since the zero-phase cacel control and the PWM current control have been performed completely separately in the past, current distortion is still likely to occur due to the zero-phase cacel control, especially in the low-frequency region where PWM is output, and current distortion is suppressed. There is a problem that it is still insufficient to do.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、零相キャセル制御とPWM電流制御とを従来よりも一層円滑に協調して行えるようにして、零相キャンセル制御により零相ノイズ電流を抑制して電磁波ノイズを低減するとともに、低周波領域における電流歪みの発生を有効に抑制することが可能な電力変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The zero-phase noise current is controlled by the zero-phase cancellation control so that the zero-phase cancel control and the PWM current control can be performed more smoothly and coordinated than before. An object of the present invention is to provide a power converter capable of reducing electromagnetic wave noise by suppressing noise and effectively suppressing occurrence of current distortion in a low frequency region.
本発明(請求項1)の電力変換装置は、直流電源から三相の電圧を出力する三相3レベルインバータと各相に直列接続された複数の単相インバータとを組み合わせて三相負荷に電力供給する。この場合、上記三相3レベルインバータの各相の電圧と上記複数の単相インバータの中から選択された所定の組み合わせによる各発生電圧との総和により各相の出力電圧を制御する制御装置を有し、この制御装置は、三相交流電圧指令ベクトルに対して、その近傍の三相電圧合計がゼロとなる4つの空間電圧ベクトルを選択し、上記三相交流電圧指令ベクトルを上記4つの空間電圧ベクトルからの距離に応じて時間平均して表すことで、零相電圧を零にしつつ電流波形を正弦波化する電圧を出力するものであることを特徴としている。 A power conversion device according to the present invention (Claim 1) combines a three-phase three-level inverter that outputs a three-phase voltage from a DC power supply and a plurality of single-phase inverters connected in series with each phase to power a three-phase load. Supply. In this case, there is a control device that controls the output voltage of each phase by the sum of the voltage of each phase of the three-phase three-level inverter and each generated voltage by a predetermined combination selected from the plurality of single-phase inverters. The control device selects, for the three-phase AC voltage command vector, four spatial voltage vectors in which the sum of the three-phase voltages in the vicinity is zero, and uses the three-phase AC voltage command vector as the four spatial voltage commands. It is characterized by outputting a voltage that makes the current waveform sinusoidal while making the zero-phase voltage zero by expressing it as a time average according to the distance from the vector.
本発明(請求項2)の電力変換装置は、直流電源から三相の電圧を出力する三相3レベルインバータと各相に直列接続された複数の単相インバータとを組み合わせて三相負荷に電力供給する。この場合、上記三相3レベルインバータの各相の電圧と上記複数の単相インバータの中から選択された所定の組み合わせによる各発生電圧との総和により各相の出力電圧を制御する制御装置を有し、この制御装置は、三相交流電圧指令ベクトルを二相交流電圧指令ベクトルに座標変換し、この二相交流電圧指令ベクトルに対して、その近傍の三相電圧合計がゼロとなる3つの空間電圧ベクトルを選択し、上記二相交流電圧指令ベクトルを上記3つの空間電圧ベクトルからの距離に応じて時間平均して表すことで、零相電圧を零にしつつ電流波形を正弦波化する電圧を出力するものであることを特徴としている。 The power conversion device according to the present invention (Claim 2) combines a three-phase three-level inverter that outputs a three-phase voltage from a DC power source and a plurality of single-phase inverters connected in series with each phase to power a three-phase load. Supply. In this case, there is a control device that controls the output voltage of each phase by the sum of the voltage of each phase of the three-phase three-level inverter and each generated voltage by a predetermined combination selected from the plurality of single-phase inverters. In this control device, the three-phase AC voltage command vector is coordinate-transformed into a two-phase AC voltage command vector, and the three-phase voltage sum in the vicinity of the two-phase AC voltage command vector is three spaces. By selecting a voltage vector and expressing the two-phase AC voltage command vector in terms of time average according to the distance from the three spatial voltage vectors, the voltage that makes the current waveform sinusoidal while making the zero-phase voltage zero is obtained. It is characterized by output.
本発明(請求項3)の電力変換装置は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換する単相インバータの交流側を複数直列接続して単相多重変換器を構成し、この単相多重変換器を三相結線して三相負荷に電力供給する。この場合、各相分の単相多重変換器を構成する上記複数の単相インバータの中から選択された所定の組み合わせによる各発生電圧の総和により各相の出力電圧を制御する制御装置を有し、この制御装置は、三相交流電圧指令ベクトルに対して、その近傍の三相電圧合計がゼロとなる4つの空間電圧ベクトルを選択し、上記三相交流電圧指令ベクトルを上記4つの空間電圧ベクトルからの距離に応じて時間平均して表すことで、零相電圧を零にしつつ電流波形を正弦波化する電圧を出力するものであることを特徴としている。 The power converter of the present invention (Claim 3) comprises a single-phase multiplex converter configured by connecting a plurality of AC sides of a single-phase inverter that converts DC power from a DC power source into AC power in series. The converter is three-phased to supply power to the three-phase load. In this case, a control device is provided that controls the output voltage of each phase based on the sum of the generated voltages based on a predetermined combination selected from the plurality of single-phase inverters constituting the single-phase multiple converter for each phase. The control device selects, for the three-phase AC voltage command vector, four spatial voltage vectors in which the sum of the three-phase voltages in the vicinity is zero, and uses the three-phase AC voltage command vector as the four spatial voltage vector. It is characterized by outputting a voltage that makes the current waveform sinusoidal while making the zero-phase voltage zero by expressing it by time averaging according to the distance from.
本発明(請求項4)の電力変換装置は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換する単相インバータの交流側を複数直列接続して単相多重変換器を構成し、この単相多重変換器を三相結線して三相負荷に電力供給する。この場合、各相分の単相多重変換器における上記複数の単相インバータの中から選択された所定の組み合わせによる各発生電圧の総和により各相の出力電圧を制御する制御装置を有し、この制御装置は、三相交流電圧指令ベクトルを二相交流電圧指令ベクトルに座標変換し、この二相交流電圧指令ベクトルに対して、その近傍の三相電圧合計がゼロとなる3つの空間電圧ベクトルを選択し、上記二相交流電圧指令ベクトルを上記3つの空間電圧ベクトルからの距離に応じて時間平均して表すことで、零相電圧を零にしつつ電流波形を正弦波化する電圧を出力するものであることを特徴としている。 The power converter of the present invention (Claim 4) comprises a single-phase multiplex converter in which a plurality of AC sides of a single-phase inverter that converts DC power from a DC power source into AC power are connected in series. The converter is three-phased to supply power to the three-phase load. In this case, it has a control device that controls the output voltage of each phase by the sum of the generated voltages by a predetermined combination selected from the plurality of single-phase inverters in the single-phase multiple converter for each phase, The control device coordinate-transforms the three-phase AC voltage command vector into a two-phase AC voltage command vector, and, for this two-phase AC voltage command vector, three spatial voltage vectors whose total three-phase voltages in the vicinity are zero are obtained. By selecting and expressing the two-phase AC voltage command vector in a time-averaged manner according to the distance from the three spatial voltage vectors, a voltage that outputs a sinusoidal current waveform while making the zero-phase voltage zero is output. It is characterized by being.
本発明(請求項1)によれば、三相交流電圧指令ベクトルに近い三相電圧合計がゼロとなる4つの三相交流の空間電圧ベクトルを選択する。そして、三相交流電圧指令ベクトルをこれら4つの空間電圧ベクトルからの距離に応じて時間平均して表すことにより、零相電圧を零にしつつ、電流波形を正弦波化にする電圧を出力する。これにより、電磁ノイズ電流と電流歪みの双方を抑制することができる。しかも、直流電源から三相の電圧を出力する三相3レベルインバータを用いることにより、単相インバータのユニット数を全体的に減らすことができ構成が簡素化される。 According to the present invention (Claim 1), four three-phase AC spatial voltage vectors are selected such that the total three-phase voltage close to the three-phase AC voltage command vector is zero. Then, by expressing the three-phase AC voltage command vector by time averaging according to the distances from these four spatial voltage vectors, a voltage that makes the current waveform sinusoidal while outputting the zero-phase voltage to zero is output. Thereby, both electromagnetic noise current and current distortion can be suppressed. In addition, by using a three-phase three-level inverter that outputs a three-phase voltage from a DC power supply, the number of units of the single-phase inverter can be reduced as a whole, and the configuration is simplified.
また、本発明(請求項2)によれば、三相交流電圧指令を二相交流電圧指令ベクトルに座標変換する。そして、この二相交流電圧指令ベクトルに近い三相電圧合計がゼロとなる3つの二相交流の空間電圧ベクトルを選択する。そして、二相交流電圧指令ベクトルをこれら3つの空間電圧ベクトルからの距離に応じて時間平均して表すことにより、零相電圧を零にしつつ、電流波形を正弦波化にする電圧を出力する。これにより、電磁ノイズ電流と電流歪みの双方を抑制することができる。しかも、直流電源から三相の電圧を出力する三相3レベルインバータを用いることにより、単相インバータのユニット数を全体的に減らすことができ構成が簡素化される。 According to the present invention (claim 2), the three-phase AC voltage command is coordinate-converted into a two-phase AC voltage command vector. Then, three two-phase AC spatial voltage vectors are selected that have a total three-phase voltage close to this two-phase AC voltage command vector. Then, by expressing the two-phase AC voltage command vector as a time average according to the distance from these three spatial voltage vectors, a voltage that makes the current waveform sine wave is output while the zero-phase voltage is zero. Thereby, both electromagnetic noise current and current distortion can be suppressed. In addition, by using a three-phase three-level inverter that outputs a three-phase voltage from a DC power supply, the number of units of the single-phase inverter can be reduced as a whole, and the configuration is simplified.
また、本発明(請求項3)によれば、三相交流電圧指令ベクトルに近い三相電圧合計がゼロとなる4つの三相交流の空間電圧ベクトルを選択する。そして、三相交流電圧指令ベクトルをこれら4つの空間電圧ベクトルからの距離に応じて時間平均して表すことにより、零相電圧を零にしつつ、電流波形を正弦波化にする電圧を出力する。これにより、電磁ノイズ電流と電流歪みの双方を抑制することができる。 Further, according to the present invention (Claim 3), four three-phase AC spatial voltage vectors with zero total three-phase voltage close to the three-phase AC voltage command vector are selected. Then, by expressing the three-phase AC voltage command vector by time averaging according to the distances from these four spatial voltage vectors, a voltage that makes the current waveform sinusoidal while outputting the zero-phase voltage to zero is output. Thereby, both electromagnetic noise current and current distortion can be suppressed.
また、本発明(請求項4)によれば、三相交流電圧指令を二相交流電圧指令ベクトルに座標変換する。そして、この二相交流電圧指令ベクトルに近い三相電圧合計がゼロとなる3つの二相交流の空間電圧ベクトルを選択する。そして、二相交流電圧指令ベクトルをこれら3つの空間電圧ベクトルの距離に応じて時間平均して表すことにより、零相電圧を零にしつつ、電流波形を正弦波化にする電圧を出力する。これにより、電磁ノイズ電流と電流歪みの双方を抑制することができる。 According to the present invention (Claim 4), the three-phase AC voltage command is coordinate-converted into a two-phase AC voltage command vector. Then, three two-phase AC spatial voltage vectors are selected that have a total three-phase voltage close to this two-phase AC voltage command vector. Then, by expressing the two-phase AC voltage command vector in a time-averaged manner according to the distance between these three spatial voltage vectors, a voltage that makes the current waveform sine wave while outputting the zero-phase voltage to zero is output. Thereby, both electromagnetic noise current and current distortion can be suppressed.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における三相負荷駆動用の電力変換装置を示す構成図である。
1 is a block diagram showing a power converter for driving a three-phase load according to
この実施の形態1の電力変換装置は、三相3レベルインバータ26を備え、この三相3レベルインバータ26の各相ごとに単相インバータであるVbインバータ2,8,14とVcインバータ3,9,15とがそれぞれ直列接続されている。そして、各相ごとにスター結線されて三相負荷19〜21に電力供給する。さらに、この電力変換装置は、各インバータを構成する半導体スイッチング素子をオン/オフ制御する制御装置50を備えている。
The power conversion device according to the first embodiment includes a three-phase three-
三相3レベルインバータ26および各単相インバータ2,3,8,9,14,15は、系統からトランスを通して引き込まれる交流電力を整流して直流電力に変換した後、その直流電力を平滑コンデンサで平滑し、この平滑コンデンサからの直流電力を交流電力に変換するものであるが、ここでは便宜上、直流電源4,5,6,11,12,17,18とスイッチ群で構成されるインバータ部のみを図示している。なお、22,23はそれぞれ負荷側の中性点と電力変換装置側の中性点である。
The three-phase three-
また、三相3レベルインバータ26および各単相インバータ2,3,8,9,14,15は、ダイオードを逆並列に接続した複数個のIGBT等の自己消弧型半導体スイッチング素子で構成されるフルブリッジのインバータと直流電源4,5,6,11,12,17,18とから構成されている。自己消弧型半導体スイッチング素子としては、IGBT以外にも、GCT、GTO、トランジスタ、MOSFET等を適用することができ、また、自己消弧機能がないサイリスタ等でも強制転流動作が可能であればよい。
The three-phase three-
三相3レベルインバータ26は、同じ電圧Vaを発生する2個の直流電源4を用いて3レベルの電圧出力を可能にする。また、単相インバータ(Vbインバータ,Vcインバータ)2,3,8,9,14,15は、それぞれ直流電源5,11,17,6,12,18の各電圧Vb、Vcを電圧源として3レベルの電圧を出力する。このため、例えばVa,Vb,Vc=7:2:1の関係にすると、これらの発生電圧を組み合わせることで11階調の出力電圧(絶対値)が得られる。
The three-phase three-
三相3レベルインバータ26と各単相インバータ1〜3,7〜9,13〜15の出力論理とそれらを組み合わせて得られる出力階調(電圧レベル)との関係を図2の論理表に示す。この場合の3レベルインバータ26と各単相インバータの出力波形とこれにより発生する電圧の組み合わせにより11階調の出力電圧(絶対値)が得られるので、図3に示すように非常に滑らかな出力電圧階調波形を生成することができる。
The relationship between the output logic of the three-phase three-
このように、Va,Vb,Vcの各電圧の値を異ならせれば、出力電圧階調制御で出力電圧の多レベル化を図ることができるために有利であるが、部品の種類を減らす点では、Va、Vb、Vcは等しい電圧に設定することも可能である。 Thus, if the values of the voltages Va, Vb, and Vc are made different, it is advantageous because the output voltage gradation control can increase the output voltage multi-level. However, in terms of reducing the number of types of components, , Va, Vb, and Vc can be set to the same voltage.
さらに、この実施の形態1において、前述の制御装置50は、主制御回路51と高精度波形制御回路52とにより構成されている。
Further, in the first embodiment, the above-described
図4は主制御回路51の構成を処理手順に沿って示すブロック図である。ここでは三相交流を二相座標系で取り扱うため、まず、三相負荷19〜21に供給される各インバータ電流の帰還値は、A/D変換後に三相二相変換処理(dq座標系に変換)された後、電圧指令値生成処理ルーチン90に移される。電圧指令値生成処理ルーチン90では、系統のインバータ電流からのフィードバック制御により、入力部80から入力されたdq座標系における目標電流値を確保するため、このdq座標系と同じαβ座標系の二相交流電圧指令ベクトルVα*,Vβ*を出力する。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the
次に、図4における空間ベクトル零相ノイズアクティブキャンセルルーチン100では、零相電圧を発生させないようにするため、二相交流電圧指令ベクトルの終点近傍の三相電圧合計がゼロとなる3つの空間電圧ベクトルを選択し、これら空間電圧ベクトルの終点と二相交流電圧指令ベクトルの終点の距離に応じた時間を、これら空間電圧ベクトルに割り当てて出力することで、零相電圧をキャンセルした階調電圧指令を出力する。タイムリミッタルーチン110では、一旦スイッチング状態を変えた後、ある一定時間の間、スイッチの状態を変化させないようにタイムリミッタ処理を行う。その後、二相三相変換ルーチン120で二相三相変換を行った後、インバータスイッチング状態決定ルーチン130において、階調制御の三相電圧指令値を高精度波形制御回路52で処理し易くするため、各インバータの状態をビット情報に変換する。
Next, in the space vector zero-phase noise active cancel routine 100 in FIG. 4, in order not to generate the zero-phase voltage, three space voltages in which the sum of the three-phase voltages near the end point of the two-phase AC voltage command vector becomes zero. Grayscale voltage command that cancels zero-phase voltage by selecting a vector and assigning the time according to the distance between the end point of these spatial voltage vectors and the end point of two-phase AC voltage command vector to these spatial voltage vectors Is output. In the
零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルルーチン100の内部の処理フロー図を図5に示す。この概要を次に説明する。 FIG. 5 shows a processing flowchart inside the zero-phase noise active cancel space voltage vector routine 100. This outline will be described next.
最初の最近傍零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトル選択ルーチン101では、図8に示すように、二相交流電圧指令ベクトル106に最も近い三相電圧合計がゼロとなる二相交流の空間電圧ベクトル、すなわち零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトル108を選択する。次にエリア選択ルーチン102では、先に選択した最も近い零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトル108から二相交流電圧指令ベクトル106がどのエリアにあるかを検索する。そして検索したエリアに対応する他の2つの零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルを選択する。時間分担ルーチン103では、先に選択した3つの零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルの分担する時間を演算し、続いて、階調電圧指令ベクトル出力ルーチン104では、零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルから得られた時間分担から階調電圧指令ベクトルを出力する。以上が零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルルーチン100の概要である。次に、個々のルーチン101〜104の処理内容についてさらに詳細に説明する。
In the first nearest-neighbor zero-phase noise canceling spatial voltage
図6は零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルの終点(図中黒丸で示す)を表した図である。零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルは、三相電圧の合計が零となるαβ座標系のベクトルである。零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルは131個程ある。 FIG. 6 is a diagram showing the end point (indicated by black circles) of the zero-phase noise active cancel space voltage vector. The zero-phase noise active cancel space voltage vector is an αβ coordinate system vector in which the sum of the three-phase voltages is zero. There are about 131 zero-phase noise active cancel space voltage vectors.
ここで、大きい二相交流電圧指令ベクトル106の場合には、最も近い零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルをそのまま選択して出力しても、精度の良い階調指令値に変換することができる。これに対して、小さい二相交流電圧指令ベクトル106の場合には、選択可能な零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルの数は少なくなり、最も近い零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルをそのまま選択して出力しも、入力電圧指令値と変換された階調指令値との精度が悪くなる。
Here, in the case of a large two-phase AC
そこで、図7に示すように、二相交流電圧指令ベクトル106に最も近い3つの2軸の空間電圧ベクトル、すなわち零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトル(各終点位置を105で示す)を選択してそれらの時間平均出力で出力精度を向上させる。つまり、零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルをいわゆる重み付け平均して二相交流電圧指令ベクトル106の近似値を得る。
Therefore, as shown in FIG. 7, three biaxial spatial voltage vectors closest to the two-phase AC
すなわち、このエリア選択ルーチン102では、図8(a)に示すように、先のルーチンで選んだ最近傍の一つの零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルの終点208を基準に、電圧指令ベクトル106の終点207が上記の終点208を中心とした6つのエリア○1〜○6の内のいずれのエリアに存在するかを調べる。
That is, in this
すなわち、図8(b)に示すフローチャートのように、二相交流電圧指令ベクトル106と最近傍零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトル108との差である位置判定用ベクトル109、すなわちΔV*=(Var−Vak_1r,Vbr−Vbk_1r)を求めて、位置判定用ベクトル109(ΔV*)の角度θを求める。そして、60°ごとにエリア○1〜○6の範囲が定められ、θの大きさによりエリア○1〜○6が選択される。この場合、選択された三角形のエリアに対応する3つの最近傍の零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルの終点は、図8(c)に示すように、三角形の各頂点208,205,206の位置となる。このように、最近傍の三相電圧合計が零となる空間電圧ベクトルとの差で表される位置判定用ベクトル109の向きと最近傍零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトル108とを用いることで、時間分担すべき空間電圧ベクトルを適切に選定することができる。そして、次に時間分担ルーチン103に引き渡される。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 8B, a
時間分担ルーチン103では、二相交流電圧指令ベクトル106の近傍にある三相電圧合計が零となる3つの零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトルの分担する時間を求める。すなわち、図9のフローチャートに示すように、最初は、先に選択された3つの零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトルを円座標系に変換する。ここで、二相交流電圧指令ベクトル106をV*で表すと、この二相交流電圧指令ベクトルV*で予め決められたキャリア時間Tが3つの零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトルVk_1*,Vk_2*,Vk_3*からの距離に応じてT1,T2,T3と時間分担して表される。そして、分担時間T1,T2,T3は計算サンプリング時間以下になると、電圧出力ができなくなる。これを防止する処理として、計算サンプリング時間分の時間切り上げを行う。なお、図9に示すフローチャートでは、一例として計算サンプリング時間は0.1msecとしている。
In the time sharing routine 103, the time shared by the three zero-phase noise cancellation space voltage vectors in which the sum of the three-phase voltages in the vicinity of the two-phase AC
また、キャリア時間201が経過すると、再度、時間分担ルーチン103の処理を行う。また、二相交流電圧指令ベクトル106が存在するエリアが変わるとき、図8に示したエリア選択ルーチン102とこの時間分担ルーチン103の処理を再び行う。このように、二相交流電圧指令ベクトルVが変化することにより時間分担すべき零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトルVk_1*,Vk_2*,Vk_3*のうち何れかが変わるとき、この位置判定用ベクトルの向きと最近傍零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトルによって、時間分担すべき零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトルを選定することにより、二相交流電圧指令ベクトル106に対して、継続して精度の良い電圧を出力することができる。
When the carrier time 201 elapses, the time sharing routine 103 is performed again. Further, when the area where the two-phase AC
次に、階調電圧指令ベクトル出力ルーチン104は、図10に示すように、最初に分担時間が大きい順に、零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルVk_1*,Vk_2*,Vk_3*を並べ変える。並べ変えられた3つの零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルVk_1*,Vk_2*,Vk_3*を時間分担ルーチンで決められた時間分担T1,T2,T3毎に出力する。そして、これらの零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルVk_1*,Vk_2*,Vk_3*(すなわち、Vka_in,Vkb_in)を次のタイムリミッタルーチン110に引き渡される。
Next, as shown in FIG. 10, the gradation voltage command
ところで、実機の電力変換装置に使用される半導体スイッチング素子としては、GCT、GTO、IGBTなど自己消弧型のスイッチング素子が想定され、それらのスイッチング損失を抑えるため、短時間のスイッチング切り替えを控えて可能な限りオン状態あるいはオフ状態を長く継続したい。そこで、次のタイムリミッタルーチン110では、一旦スイッチング状態を変えた後、ある一定時間の間だけスイッチの状態を変化させないように処理する。
By the way, as a semiconductor switching element used in an actual power conversion device, a self-extinguishing type switching element such as GCT, GTO, and IGBT is assumed, and in order to suppress those switching losses, a short switching switching is refrained. I want to stay on or off for as long as possible. Therefore, in the next
このタイムリミッタルーチン110の処理フローを図11に示す。このルーチン110では、まず、最初に、階調電圧指令ベクトル出力ルーチンで掃き出した零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトル(Vka_in,Vkb_in)に変化があるかを判断する。この空間電圧ベクトル(Vka_in,Vkb_in)に変化がなければ、時間T_tempをカウントする。空間電圧ベクトル(Vka_in,Vkb_in)に変化があれば、時間T_tempをリセットする。カウントされた時間T_tempが、定められた最小パルス時間であるリミッタ時間T_limitより小さい場合、出力される空間電圧ベクトル(Vka,Vkb)は更新されない。反対にカウントされた時間T_tempが定められたリミッタ時間T_limitより大きい場合、出力される空間電圧ベクトル(Vka,Vkb)は(Vka_in,Vkb_in)に更新される。このようにタイムリミッタルーチン110によって短時間に多頻度にスイッチングされるのを防ぐことにより、スイッチング損失を抑制することができる。
A processing flow of the
図12に示すように、タイムリミッタ処理されて出力される空間電圧ベクトル(Vka,Vkb)は、次の二相−三相変換ルーチン120で三相の階調出力指令電圧に変換され、引き続いて、図13に示すインバータスイッチング状態決定ルーチン130に引き渡される。
As shown in FIG. 12, the space voltage vector (Vka, Vkb) output by the time limiter process is converted into a three-phase gradation output command voltage in the next two-phase to three-
一相分のインバータスイッチング状態決定ルーチン130の処理フローを図13に示す。このルーチン130では、二相−三相変換ルーチン120から引き渡されるU、V、W相の階調値をビット情報信号に変換する。
FIG. 13 shows a processing flow of the inverter switching
すなわち、いま、階調制御の最小電圧単位を1A.U.(Absolute Unit)と表現すると、この実施の形態1では、三相3レベルインバータ26と単相インバータ2,8,14、3,9,15の各電圧の関係は、Va、Vb、Vc=7:2:1に設定されているので、三相3レベルインバータの出力は+7A.U.,0A.U.,−7A.U.であるので、1のビットで、絶対値0A.U.又は7A.U.を表し、もう一つのビットで符号を表せば、三相3レベルインバータ26の出力は2ビットで表現できる。また、単相インバータ2,8,14、3,9,15の出力は、+3A.U.,+2A.U.,+1A.U.,0A.U.,−1A.U.,−2A.U.,−3A.U.であるので、一つビットで、絶対値0A.U.または1A.U.を表し、もう一つのビットで絶対値0A.U.または2A.U.を表し、さらにもう一つのビットで符号を表せば、単相インバータ2,8,14、3,9,15の出力は3ビットで表すことができる。この階調値を表したビット情報信号は高精度波形制御回路52に最適化階調指令信号41として引き渡される。
That is, the minimum voltage unit for gradation control is 1A. U. When expressed as (Absolute Unit), in the first embodiment, the relationship between the voltages of the three-phase three-
図14は図1に示す電力変換装置において、三相3レベルインバータ26と単相インバータ8,9の一相分を取り出して示す構成図である。また、図15には、この図14に示す構成の各半導体スイッチング素子S1〜S4,SS1〜SS8に対して高精度波形制御回路52がスイッチング用のゲート信号42を出力する場合において、主制御回路51からの最適化階調指令信号41を、高精度波形制御回路52がゲート信号42に変換するゲートパルス生成論理表を示している。
FIG. 14 is a configuration diagram showing one phase of the three-phase three-
各相共通のため、最適化階調指令信号41を(A、B、C、D、E)と表し、2ビットの最適化階調指令信号41(A、B)から三相3レベルインバータ26の4個の半導体スイッチング素子S1〜S4に対するゲート信号42の生成について図15(a)に示す。また、3ビットの最適化階調指令信号41(C、D、E)から単相インバータ8,9の8個の半導体スイッチング素子SS1〜SS8へのゲート信号42の生成について図15(b)に示す。
Since each phase is common, the optimized
上記構成の制御装置50の制御アルゴリズムに基づいて出力される電圧波形、α−β軸分布の数値演算結果を図16〜図20に示す。ここで、キャリア周期は5msec、リミッタ時間は0.2msecとしている。
The voltage waveform output based on the control algorithm of the
これらの図16〜図20において、上段の同図(a)は電圧指令値U*、V*、W*と階調指令値Uk*、Vk*、Wk*であり、中段の同図(b)は2軸で表した電圧指令ベクトル終点と階調指令値であり、下段の同図(c)はU相の電圧指令値、階調指令値、各インバータユニットの階調指令値である。 16 to 20, the upper part (a) shows the voltage command values U *, V *, W * and the gradation command values Uk *, Vk *, Wk *, and the middle part (b). ) Is the voltage command vector end point and the gradation command value represented by two axes, and the lower part (c) of FIG. 4 shows the U-phase voltage command value, the gradation command value, and the gradation command value of each inverter unit.
図16〜図20において、電圧指令U*,V*,W*が小さくなるにつれて、出力レベル数が減っていくのが分かる。そして、電圧波形は電流の正弦波化と矛盾しない出力となり、三相電圧の合計も零になっているのが分かる。図20において階調のレベル数が3と少なくなると、パルス幅によって電圧の波高値が調整される。 16 to 20, it can be seen that the number of output levels decreases as the voltage commands U *, V *, and W * become smaller. The voltage waveform is an output that is consistent with the current sine wave, and the total of the three-phase voltages is zero. In FIG. 20, when the number of gradation levels is reduced to 3, the voltage peak value is adjusted by the pulse width.
図21には、キャリア周期が5msec、リミッタ時間が0msec、電圧出力1A.U.のときの実験で得られた電圧電流波形を示す。三相電圧の波形は、従来と比べて電流の正弦波化と矛盾しない出力となり、三相電圧の合計も零になっているのを確かめた。そして、零相電流も従来とほぼほぼ同程度になっている。 FIG. 21 shows that the carrier period is 5 msec, the limiter time is 0 msec, and the voltage output is 1 A.V. U. The voltage current waveform obtained by the experiment at the time of is shown. It was confirmed that the waveform of the three-phase voltage was an output that was consistent with the current sine wave compared to the conventional one, and the total of the three-phase voltage was zero. The zero-phase current is almost the same as that in the prior art.
以上のように、この実施の形態1の電力変換装置は、電圧指令値V*の周波数が比較的高い場合には、階調電圧指令値Vk*としてαのみを出力するので、出力電圧波形は階段状の階調制御波形となる。これに対して、電圧指令値V*の周波数が比較的低い場合には、階調電圧指令値Vk*として3つの零相ノイズアクティブキャンセル空間電圧ベクトルVk_1*(=α*),Vk_2*(=β*),Vk_3(=γ*)の各分担時間T1,T2,T3が出力されるので、出力電圧波形はPWM制御波形となる。したがって、零相電圧を零にしつつ、電流波形を正弦波化にする電圧を常に出力することができるため、電磁ノイズ電流と電流歪みの双方を抑制することができる。 As described above, when the frequency of the voltage command value V * is relatively high, the power conversion device according to the first embodiment outputs only α as the gradation voltage command value Vk *. A stepwise gradation control waveform is obtained. On the other hand, when the frequency of the voltage command value V * is relatively low, the three zero-phase noise active cancel space voltage vectors Vk_1 * (= α *) and Vk_2 * (= Since β *) and Vk_3 (= γ *) share times T1, T2, and T3 are output, the output voltage waveform is a PWM control waveform. Accordingly, it is possible to always output a voltage that makes the current waveform sine wave while setting the zero-phase voltage to zero, so that both electromagnetic noise current and current distortion can be suppressed.
なお、図1に示した互いに直列接続された単相インバータ(VbインバータとVcインバータ)に替えて、図22に示すように、各相ごとに一つの単相のマルチレベルインバータ61で構成することも可能である。これらのマルチレベルインバータ61は、4個の半導体スイッチング素子からなるフルブリッジのインバータと、2個の直流電源と、これらの直流電源の電圧を組み合わせて出力するための4個の切替スイッチとを備えている。そして、切替スイッチの切替制御により7レベルの電圧を出力することができる。このように、各相をマルチレベルインバータ61で構成することにより、さらにユニット数を減らすことができ、コストダウンを図ることが可能になる。
Instead of the single-phase inverters connected in series (Vb inverter and Vc inverter) shown in FIG. 1, each phase is composed of one single-phase
実施の形態2.
上記の実施の形態1の電力変換装置は、直流電源を共用する三相3レベルインバータ26と、この三相3レベルインバータ26の各相ごとに単相インバータであるVbインバータ2,8,14とVcインバータ3,9,15とをそれぞれ直列接続して構成されている。このように三相3レベルインバータ26を用いるとユニット数を全体的減らすことができて有利であるが、この実施の形態2では、図23に示す構成の電力変換装置が使用されている。
The power conversion device of the first embodiment includes a three-phase three-
すなわち、この実施の形態2の電力変換装置は、各相がスター結線された三相インバータ装置25を備えていて三相負荷19〜21に電力供給する。この三相インバータ装置25は、各相ごとに単相インバータであるVaインバータ1,7,13、Vbインバータ2,8,14、Vcインバータ3,9,15をそれぞれ直列接続して単相多重変換器が構成されている。
That is, the power conversion device according to the second embodiment includes a three-
各単相多重変換器を構成する各単相インバータ1〜3,7〜9,13〜15は、系統からトランスを通して引き込まれる交流電力を整流して直流電力に変換した後、その直流電力を平滑コンデンサで平滑し、この平滑コンデンサからの直流電力を交流電力に変換するものであるが、ここでは便宜上、直流電源4〜6,10〜12,16〜18とスイッチ群で構成されるインバータ部のみを図示している。なお、22,23はそれぞれ負荷側の中性点と電力変換装置側の中性点とを示す。
Each single-
各単相インバータ1〜3,7〜9,13〜15の構成を図24に示す。各単相インバータ1〜3,7〜9,13〜15は、ダイオードを逆並列に接続した複数個のIGBT等の自己消弧型半導体スイッチング素子30〜33で構成されるフルブリッジのインバータと電圧Eを出力する直流電源4〜6,10〜12,16〜18から構成されている。これらのスイッチング制御により単相インバータ1〜3,7〜9,13〜15は、3レベルの電圧E、−E、0を出力する。
The structure of each single-phase inverter 1-3, 7-9, 13-15 is shown in FIG. Each of the single-
すなわち、各単相インバータ(Vaインバータ,Vbインバータ,Vcインバータ)1〜3,7〜9,13〜15は、それぞれ直流電源4〜6,10〜12,16〜18の電圧Va,Vb,Vcを電圧源として電圧を出力するが、Va,Vb,Vcをそれぞれ異なる値(Va>Vb>Vc)としたときには、3つの単相インバータ(Vaインバータ、Vbインバータ、Vcインバータ)の各発生電圧の組み合わせにより、滑らかな出力電圧階調波形が得られる。
That is, each single-phase inverter (Va inverter, Vb inverter, Vc inverter) 1 to 3, 7 to 9 and 13 to 15 has voltages Va, Vb, and Vc of
例えば、Va,Vb,Vcの比率を、4:2:1,4:3:1,5:3:1,6:3:1,7:3:1とした場合のそれぞれについて、各単相インバータ1〜3,7〜9,13〜15の出力論理とそれらを直列接続した単相多重変換器の出力階調(電圧レベル)との関係を図25の(A)〜(E)の論理表に示す。
For example, for each of the cases where the ratio of Va, Vb and Vc is 4: 2: 1, 4: 3: 1, 5: 3: 1, 6: 3: 1, 7: 3: 1, each single phase The relationship between the output logic of the
ここで、例えば図25(A)表の場合について着目すると、Va、Vb、Vcは、4:2:1の関係で、最小電圧値Vcの2n(n=0,1,2)の関係である。図25(A)表から分かるように、最下位ビット、中間ビット、最上位ビットの3つの単相インバータ1〜3,7〜9,13〜15の組み合わせにより、これらの発生電圧の総和で0〜7の8階調の出力電圧(絶対値)が得られる。この場合の各単相インバータ出力波形とこれにより発生する電圧の組み合わせにより得られる正弦波出力階調との関係を図26に示す。同図から分かるように、3つの単相インバータ(Vaインバータ,Vbインバータ,Vcインバータ)の発生電圧の組み合わせにより、非常に滑らかな出力電圧階調波形が得られている。
Here, for example, in the case of the table in FIG. 25A, Va, Vb, and Vc have a relationship of 4: 2: 1 and a relationship of 2n (n = 0, 1, 2) of the minimum voltage value Vc. is there. As can be seen from the table of FIG. 25A, the total of these generated voltages is 0 by combining the three single-
なお、この実施の形態2における電力変換装置の制御装置50(主制御回路51、高精度波形制御回路52)の構成、および制御機能は、図1〜図15に示した実施の形態1の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
The configuration and control function of the control device 50 (
実施の形態3.
上記の実施の形態1,2においては、いずれも三相交流を二相交流に変換して処理する場合について説明したが、座標変換を行わずに三相電圧合計がゼロである三相の階調指令値を直接選択してもよい。
In the first and second embodiments described above, the case where the three-phase alternating current is converted into the two-phase alternating current has been described, but the three-phase floor in which the three-phase voltage sum is zero without performing the coordinate conversion. The adjustment command value may be selected directly.
すなわち、この実施の形態3では、図27に示すように三相交流電圧指令ベクトル300の終点に最も近い最近傍零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトルの終点301を選ぶ。そして、図28に示すように、最近傍零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトルの終点301から三相交流電圧指令ベクトル300の終点がある選択ボリューム302を選択する。そして、三相交流電圧指令ベクトル300を選択ボリューム302の頂点にある三相電圧合計がゼロとなる4つの空間電圧ベクトルで距離に応じて時間平均して表す。このようにしても、実施の形態1,2で説明したような二相交流で処理した場合と同様な効果が得られる。
That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 27, the
1,7,13 Vaインバータ(単相インバータ)、
2,8,14 Vbインバータ(単相インバータ)、
3,9,15 Vcインバータ(単相インバータ)、4,10,16 直流電源Va、
5,11,17 直流電源Vb、6,12,18 直流電源Vc、19 U相負荷、
20 V相負荷、21 W相負荷、26 三相3レベルインバータ、50 制御装置、
51 主制御回路、52 高精度波形制御回路、
101 最近傍零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトル選択ルーチン、
102 エリア選択ルーチン、103 時間分担ルーチン、
104 階調電圧指令ベクトル出力ルーチン、
105 零相ノイズアクティブキャンセルの空間電圧ベクトルの終点、
106 二相交流電圧指令ベクトル、107 電圧指令ベクトルの位置判定用ベクトル、108 最近傍零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトル、109 位置判定用ベクトル、207 二相交流電圧指令ベクトルの終点、
208 選択された最近傍の零相ノイズアクティブキャンセル空間ベクトル、
205,206 選択されたエリアに対応する零相ノイズアクティブキャンセル空間ベクトルの終点、
201 キャリア周期(T=T1+T2+T3)、
202 Vk_1*に配分される時間、203 Vk_2*に配分される時間、
204 Vk_3*に配分される時間、300 三相交流電圧指令ベクトル、
301 最近傍零相ノイズキャンセル空間電圧ベクトルの終点、
302 選択されたボリューム。
1,7,13 Va inverter (single phase inverter),
2,8,14 Vb inverter (single phase inverter),
3, 9, 15 Vc inverter (single phase inverter), 4, 10, 16 DC power supply Va,
5, 11, 17 DC power supply Vb, 6, 12, 18 DC power supply Vc, 19 U-phase load,
20 V-phase load, 21 W-phase load, 26 three-phase three-level inverter, 50 controller,
51 Main control circuit, 52 High precision waveform control circuit,
101 Nearest zero phase noise cancellation space voltage vector selection routine,
102 area selection routine, 103 time sharing routine,
104 gradation voltage command vector output routine,
105 The end point of the spatial voltage vector for zero-phase noise active cancellation,
106 two-phase AC voltage command vector, 107 voltage command vector position determination vector, 108 nearest neighbor zero-phase noise cancellation space voltage vector, 109 position determination vector, 207 end point of two-phase AC voltage command vector,
208 selected nearest zero-phase noise active cancellation space vector,
205, 206 The end point of the zero-phase noise active cancellation space vector corresponding to the selected area,
201 carrier period (T = T1 + T2 + T3),
202 Time allocated to Vk_1 *, Time allocated to 203 Vk_2 *,
204 Time allocated to Vk_3 *, 300 Three-phase AC voltage command vector,
301 End point of nearest neighbor zero-phase noise cancellation space voltage vector,
302 Selected volume.
Claims (10)
上記三相3レベルインバータの各相の電圧と上記複数の単相インバータの中から選択された所定の組み合わせによる各発生電圧との総和により各相の出力電圧を制御する制御装置を有し、この制御装置は、三相交流電圧指令ベクトルに対して、その近傍の三相電圧合計がゼロとなる4つの空間電圧ベクトルを選択し、上記三相交流電圧指令ベクトルを上記4つの空間電圧ベクトルからの距離に応じて時間平均して表すことで、零相電圧を零にしつつ電流波形を正弦波化する電圧を出力するものであることを特徴とする電力変換装置。 In a power converter for supplying power to a three-phase load by combining a three-phase three-level inverter that outputs a three-phase voltage from a DC power source and a plurality of single-phase inverters connected in series with each phase,
A control device for controlling the output voltage of each phase by the sum of the voltage of each phase of the three-phase three-level inverter and each generated voltage by a predetermined combination selected from the plurality of single-phase inverters; The control device selects, for the three-phase AC voltage command vector, four spatial voltage vectors in which the sum of the three-phase voltages in the vicinity is zero, and the three-phase AC voltage command vector is derived from the four spatial voltage vectors. A power conversion device that outputs a voltage that sine-waves a current waveform while reducing a zero-phase voltage to zero by expressing the time average according to the distance.
上記三相3レベルインバータの各相の電圧と上記複数の単相インバータの中から選択された所定の組み合わせによる各発生電圧との総和により各相の出力電圧を制御する制御装置を有し、この制御装置は、三相交流電圧指令ベクトルを二相交流電圧指令ベクトルに座標変換し、この二相交流電圧指令ベクトルに対して、その近傍の三相電圧合計がゼロとなる3つの空間電圧ベクトルを選択し、上記二相交流電圧指令ベクトルを上記3つの空間電圧ベクトルからの距離に応じて時間平均して表すことで、零相電圧を零にしつつ電流波形を正弦波化する電圧を出力するものであることを特徴とする電力変換装置。 In a power converter for supplying power to a three-phase load by combining a three-phase three-level inverter that outputs a three-phase voltage from a DC power source and a plurality of single-phase inverters connected in series with each phase,
A control device for controlling the output voltage of each phase by the sum of the voltage of each phase of the three-phase three-level inverter and each generated voltage by a predetermined combination selected from the plurality of single-phase inverters; The control device coordinate-transforms the three-phase AC voltage command vector into a two-phase AC voltage command vector, and, for this two-phase AC voltage command vector, three spatial voltage vectors whose total three-phase voltages in the vicinity are zero are obtained. By selecting and expressing the two-phase AC voltage command vector in a time-averaged manner according to the distance from the three spatial voltage vectors, a voltage that outputs a sinusoidal current waveform while making the zero-phase voltage zero is output. The power converter characterized by being.
各相分の単相多重変換器を構成する上記複数の単相インバータの中から選択された所定の組み合わせによる各発生電圧の総和により各相の出力電圧を制御する制御装置を有し、この制御装置は、三相交流電圧指令ベクトルに対して、その近傍の三相電圧合計がゼロとなる4つの空間電圧ベクトルを選択し、上記三相交流電圧指令ベクトルを上記4つの空間電圧ベクトルからの距離に応じて時間平均して表すことで、零相電圧を零にしつつ電流波形を正弦波化する電圧を出力するものであることを特徴とする電力変換装置。 A single-phase multi-converter is configured by connecting multiple AC sides of a single-phase inverter that converts DC power from a DC power source into AC power in series, and this single-phase multi-converter is connected in three phases to power a three-phase load. In the power converter to be supplied,
A control device for controlling the output voltage of each phase by the sum of the generated voltages by a predetermined combination selected from the plurality of single-phase inverters constituting the single-phase multiple converter for each phase; The apparatus selects, for the three-phase AC voltage command vector, four spatial voltage vectors in which the sum of the three-phase voltages in the vicinity is zero, and the three-phase AC voltage command vector is a distance from the four spatial voltage vectors. A power conversion device that outputs a voltage that makes a current waveform a sine wave while setting a zero-phase voltage to zero by expressing it as a time average according to.
各相分の単相多重変換器における上記複数の単相インバータの中から選択された所定の組み合わせによる各発生電圧の総和により各相の出力電圧を制御する制御装置を有し、この制御装置は、三相交流電圧指令ベクトルを二相交流電圧指令ベクトルに座標変換し、この二相交流電圧指令ベクトルに対して、その近傍の三相電圧合計がゼロとなる3つの空間電圧ベクトルを選択し、上記二相交流電圧指令ベクトルを上記3つの空間電圧ベクトルからの距離に応じて時間平均して表すことで、零相電圧を零にしつつ電流波形を正弦波化する電圧を出力するものであることを特徴とする電力変換装置。 A single-phase multi-converter is configured by connecting multiple AC sides of a single-phase inverter that converts DC power from a DC power source into AC power in series, and this single-phase multi-converter is connected in three phases to power a three-phase load. In the power converter to be supplied,
A control device that controls the output voltage of each phase based on the sum of each generated voltage by a predetermined combination selected from the plurality of single-phase inverters in the single-phase multiple converter for each phase. The coordinate conversion of the three-phase AC voltage command vector into the two-phase AC voltage command vector, and for this two-phase AC voltage command vector, select three spatial voltage vectors whose total three-phase voltage is zero, By expressing the two-phase AC voltage command vector in a time-averaged manner according to the distance from the three spatial voltage vectors, it outputs a voltage that makes the current waveform sinusoidal while setting the zero-phase voltage to zero. The power converter characterized by this.
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