JP4862476B2 - 交流−交流直接変換装置のスイッチングパターン生成方法 - Google Patents
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交流−交流直接変換回路の入力相電圧(電源相電圧)の中間電圧相を基準にして零電圧ベクトルを構成し、コモンモード電圧を低減するように入力基本ベクトルを12分割して零電圧ベクトルを選び出す零相スイッチングパターンを決定することを特徴とする。
入力電流指令ベクトルが入力側の基本ベクトルのセクター間を移行するとき、もしくは出力電圧指令ベクトルが出力側の基本ベクトルのセクター間を移行するとき、双方向スイッチの切り替わりは1相ごとに行って2相以上同時切り替えを防止することを特徴とする。
零電圧ベクトルの組み合わせの自由度を用いて、スイッチング状態に合わせてスイッチングテーブルを変更し、セクター間移行時の2相以上同時切り替えを防止することを特徴とする。
定常運転状態で、予め次に移行する基本ベクトルのセクターを5パターンに限定して予測しておき、その5パターンに移行する際に双方向スイッチが2相以上同時切り替わることを防止できるようなスイッチの切り替え状態に現在のパターンを変更しておくことを特徴とする。
任意のデューティにおけるセクター間の更新するタイミングで双方向スイッチが2相以上同時に切り替わる状態にあるとき、その瞬間でのデューティの更新を延期し、次の更新タイミングで2相以上同時に切り替わることのない双方向スイッチの状態でデューティの更新を行って同時にスイッチの切り替えを行わないことを特徴とする。
スイッチングテーブルを図7の表および図8の表のように固定して制御すると、同一セクター内の1演算周期におけるスイッチング回数は最小化することができる。図7の表および図8の表で示す例では、任意入出力セクターの組み合わせにおいて、零相Zのスイッチングパターンを固定しているが、零ベクトルのスイッチ切り替えの組み合わせには「1、4、7」「2、5、8」「3、6、9」の3組が自由度として存在する(数字は図1の交流−交流直接変換回路のスイッチS1〜S9のオン状態を意味する)。したがって、実際は必ずしも図7の表および図8の表のように固定しなくてよい。そこで、本実施形態では、この零ベクトルの組み合わせの自由度を用いて、コモンモード電圧を低減するものである。
零電圧を出力するデューティ期間Zの双方向スイッチを切り替える遷移状態には自由度があり、出力UVW相をすべてR相に接続する「1、4、7」、S相に接続する「2、5、8」、T相に接続する「3、6、9」の3組がある。この自由度の例を、図12の表を用いて説明する。例えば、図3における入力セクター1かつ出力セクター1の状態「1−1」に基本ベクトルが存在したとする。そのとき、上述の3つの零電圧ベクトルを用いてスイッチング回数が最小化する順序を考えると、図12の表で示す6パターンが可能性として残る。
上記の実施形態2の手法を利用すれば、同時スイッチングを防止するテーブルを状態に合わせてアクティブに選択することができる。しかしながら、セクター間の移行の仕方によっては同時スイッチング防止が可能なテーブルを選択することができない場合も存在する。例えば、図13の表および図14の表の中で、セクター「1−1」からセクター「1−2」「1−6」「2−1」「2−2」「2−6」の5つの状態に移行する場合について、更新時のスイッチ状態が「3、6、9」であり、かつセクター「2−1」「2−2」「2−6」に移行するとき、同時スイッチングを防止できるスイッチングパターンが移行後に存在しない。したがって、同時スイッチングの可能性を消すためにはスイッチ状態「3、6、9」でデューティの更新をしてはならないことになる(定常的な運転状態に限る)。
前記の実施形態2、3は、スイッチング回数最小化のみを考慮して、セクター間の移行過渡時における同時スイッチングについても防止する手法であるが、コモンモード電圧低減に関しては明確に考慮していない。
2 入力LCフィルタ
3 交流−交流直接変換回路
4 制御装置
Claims (5)
- 仮想入力コンバータは仮想直流リンクのP側とN側にそれぞれ異なる任意の入力相を接続する2n個の基本ベクトルおよびP側とN側に同相が接続されるn個の零ベクトルを組み合わせてスイッチングパターンを生成し、仮想出力インバータは2つの零ベクトルを含む2+2n種類の基本ベクトルでスイッチングパターンを生成し、これらパターンを合成したスイッチングパターンで各双方向スイッチを制御するn相の交流−交流直接変換装置において、
交流−交流直接変換回路の入力相電圧(電源相電圧)の中間電圧相を基準にして零電圧ベクトルを構成し、コモンモード電圧を低減するように入力基本ベクトルを12分割して零電圧ベクトルを選び出す零相スイッチングパターンを決定することを特徴とするスイッチングパターン生成方法。 - 仮想入力コンバータは仮想直流リンクのP側とN側にそれぞれ異なる任意の入力相を接続する2n個の基本ベクトルおよびP側とN側に同相が接続されるn個の零ベクトルを組み合わせてスイッチングパターンを生成し、仮想出力インバータは2つの零ベクトルを含む2+2n種類の基本ベクトルでスイッチングパターンを生成し、これらパターンを合成したスイッチングパターンで各双方向スイッチを制御するn相の交流−交流直接変換装置において、
入力電流指令ベクトルが入力側の基本ベクトルのセクター間を移行するとき、もしくは出力電圧指令ベクトルが出力側の基本ベクトルのセクター間を移行するとき、双方向スイッチの切り替わりは1相ごとに行って2相以上同時切り替えを防止することを特徴とするスイッチングパターン生成方法。 - 仮想入力コンバータは仮想直流リンクのP側とN側にそれぞれ異なる任意の入力相を接続する2n個の基本ベクトルおよびP側とN側に同相が接続されるn個の零ベクトルを組み合わせてスイッチングパターンを生成し、仮想出力インバータは2つの零ベクトルを含む2+2n種類の基本ベクトルでスイッチングパターンを生成し、これらパターンを合成したスイッチングパターンで各双方向スイッチを制御するn相の交流−交流直接変換装置において、
零電圧ベクトルの組み合わせの自由度を用いて、スイッチング状態に合わせてスイッチングテーブルを変更し、セクター間移行時の2相以上同時切り替えを防止することを特徴とするスイッチングパターン生成方法。 - 仮想入力コンバータは仮想直流リンクのP側とN側にそれぞれ異なる任意の入力相を接続する2n個の基本ベクトルおよびP側とN側に同相が接続されるn個の零ベクトルを組み合わせてスイッチングパターンを生成し、仮想出力インバータは2つの零ベクトルを含む2+2n種類の基本ベクトルでスイッチングパターンを生成し、これらパターンを合成したスイッチングパターンで各双方向スイッチを制御するn相の交流−交流直接変換装置において、
定常運転状態で、予め次に移行する基本ベクトルのセクターを5パターンに限定して予測しておき、その5パターンに移行する際に双方向スイッチが2相以上同時切り替わることを防止できるようなスイッチの切り替え状態に現在のパターンを変更しておくことを特徴とするスイッチングパターン生成方法。 - 仮想入力コンバータは仮想直流リンクのP側とN側にそれぞれ異なる任意の入力相を接続する2n個の基本ベクトルおよびP側とN側に同相が接続されるn個の零ベクトルを組み合わせてスイッチングパターンを生成し、仮想出力インバータは2つの零ベクトルを含む2+2n種類の基本ベクトルでスイッチングパターンを生成し、これらパターンを合成したスイッチングパターンで各双方向スイッチを制御するn相の交流−交流直接変換装置において、
任意のデューティにおけるセクター間の更新するタイミングで双方向スイッチが2相以上同時に切り替わる状態にあるとき、その瞬間でのデューティの更新を延期し、次の更新タイミングで2相以上同時に切り替わることのない双方向スイッチの状態でデューティの更新を行って同時にスイッチの切り替えを行わないことを特徴とするスイッチングパターン生成方法。
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