JP5411031B2 - 3-level power converter - Google Patents
3-level power converter Download PDFInfo
- Publication number
- JP5411031B2 JP5411031B2 JP2010055642A JP2010055642A JP5411031B2 JP 5411031 B2 JP5411031 B2 JP 5411031B2 JP 2010055642 A JP2010055642 A JP 2010055642A JP 2010055642 A JP2010055642 A JP 2010055642A JP 5411031 B2 JP5411031 B2 JP 5411031B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- level
- voltage
- current
- power converter
- potential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
この発明は、交流電力と直流電力の変換を行う電力変換装置に係り、特に交流入力電流に含まれる高調波を低減することの可能な3レベル電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter that converts AC power and DC power, and more particularly to a three-level power converter that can reduce harmonics contained in an AC input current.
交流電力と直流電力の変換を行う電力変換装置として、3レベル電力変換装置が知られている。この3レベル電力変換装置は、直流側に2台の平滑コンデンサを直列接続し、直流電位を正、負及びゼロの3レベルとすることによって交流側の基本出力の高調波を低減する。そして更にPWM(パルス幅変調)制御を加えることによって、変調周波数を交流周波数より高く設定して低次の高調波を低減することが可能となる。 A three-level power converter is known as a power converter that converts AC power and DC power. This three-level power converter reduces the harmonics of the basic output on the AC side by connecting two smoothing capacitors in series on the DC side and setting the DC potential to three levels: positive, negative, and zero. Further, by applying PWM (pulse width modulation) control, it is possible to set the modulation frequency higher than the AC frequency and reduce lower harmonics.
しかしながら、PWM制御の変調周波数を高くすると、3レベル電力変換装置に使用されているスイッチング素子のスイッチング損失が増え、3レベル電力変換装置の変換効率が低下してしまう。このため、交流電圧に含まれる高調波成分を低減させるような固定パルスパターンによって3レベル電力変換装置を制御する提案が為されている(例えば特許文献1参照。)。 However, if the modulation frequency of PWM control is increased, the switching loss of the switching elements used in the three-level power converter increases, and the conversion efficiency of the three-level power converter decreases. For this reason, the proposal which controls a 3 level power converter device by the fixed pulse pattern which reduces the harmonic component contained in an alternating voltage is made (for example, refer patent document 1).
特許文献1に記載された手法によれば、スイッチング周波数を高めることなく交流入力電流に含まれる高調波を低減させることが可能であるが、特定の高調波成分を低減させるような固定パルスパターンを具体的に演算によってどのように求めるかについて記述がなく、実際の応用にあたっての明確な指針が示されていなかった。
According to the technique described in
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、実際の応用にあたっての解となる具体的な固定パルスパターンを有する3レベル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 to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a three-level power conversion device having a specific fixed pulse pattern as a solution in actual application.
上記目的を達成するために、本発明の3レベル電力変換装置は、交流電源の交流電圧を、正電位、負電位及びゼロ電位の3レベルを有する直流電圧に変換する3レベルコンバータと、前記正電位と前記ゼロ電位間、及び前記ゼロ電位と前記負電位間に接続された2台の平滑コンデンサと、前記3レベルコンバータに入力される交流電流と電流基準値との偏差が最小となるように位相角基準値を出力する電流制御手段と、この位相角基準値に基づいて基本周波数が交流電源周波数に同期した固定パルスパターンのスイッチング信号を発生して前記3レベルコンバータを構成するスイッチング素子をオンオフ制御する固定パルスパターン発生手段とを具備し、前記固定パルスパターン発生手段は、前記交流電源の半周期に5パルスで、四半周期のオンオフ位相角がA(オン)、B(オフ)、C(オン)、D(オフ)、E(オン)である固定パルスを発生し、前記A、B、C、D及びEの値を夫々11.2°、13.8°、16.5°、20.0°及び21.7°とし、前記交流電源の系統インピーダンスが15%のとき、変調率を1.2以上としたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a three-level power converter according to the present invention includes a three-level converter that converts an AC voltage of an AC power source into a DC voltage having three levels of a positive potential, a negative potential, and a zero potential, The difference between the two smoothing capacitors connected between the potential and the zero potential, and between the zero potential and the negative potential, and the alternating current input to the three-level converter and the current reference value is minimized. A current control means for outputting a phase angle reference value and a switching signal of a fixed pulse pattern whose basic frequency is synchronized with the AC power supply frequency based on the phase angle reference value to turn on and off the switching elements constituting the three-level converter A fixed pulse pattern generating means for controlling, wherein the fixed pulse pattern generating means has 5 pulses in a half cycle of the AC power source and a quarter cycle. A fixed pulse with an off-phase angle of A (on), B (off), C (on), D (off), E (on) is generated, and the values of A, B, C, D, and E are respectively determined. 11.2 °, 13.8 °, 16.5 °, 20.0 °, and 21.7 °, and when the system impedance of the AC power supply is 15%, the modulation factor is 1.2 or more. It is said.
この発明によれば、実際の応用にあたっての解となる具体的な固定パルスパターンを有する3レベル電力変換装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a three-level power conversion device having a specific fixed pulse pattern that is a solution in actual application.
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、本発明の実施例1に係る3レベル電力変換装置を図1乃至図10を参照して説明する。 Hereinafter, a three-level power converter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
図1は本発明の実施例1に係る3レベル電力変換装置のブロック構成図である。交流電源1から供給される交流電圧は入力変圧器2によって適切な電圧に変換され、3レベルコンバータ3に与えられる。
FIG. 1 is a block configuration diagram of a three-level power converter according to
3レベルコンバータ3は図2に示すようにR相、S相及びT相の3相を各々を構成するスイッチングレグの並列回路から成っている。各々のスイッチングレグの構成は同一であり、その基本は、自己消弧型スイッチング素子4個で構成される直列回路である。各々のスイッチング素子には夫々逆並列にフライホイールダイオードが接続されている。そして各相のスイッチングレグの中間点に入力変圧器2の対応する各相の2次出力が接続されている。
As shown in FIG. 2, the three-
各相の正側アームの中点、また負側アームの中点には中性点から電流を流す方向にクランプダイオードが夫々接続されている。 Clamp diodes are connected to the midpoint of the positive arm of each phase and the midpoint of the negative arm in the direction in which current flows from the neutral point.
そして、スイッチングレグの正電位端と中性点の間に正側コンデンサ4Aが、また、中性点とスイッチングレグの負電位端の間に負側コンデンサ4Bが接続されており、正電位、負電位及び中性点電位の3レベルを有する直流電圧を負荷5に供給する。尚、通常は3レベルコンバータ3は交流側から直流側への順方向の電力変換を行うが、自己消弧型スイッチング素子を使用した回路構成となっているので直流側から交流側への逆方向の電力変換も可能である。
A
3レベルコンバータ3の交流入力電流は電流検出器6によって検出される。検出された電流はフィードバック電流として電流制御器11に与えられる。電流制御器11においては、このフィードバック電流と電流基準との偏差が最小となるような位相基準を出力し、固定スパターン変調器12に与える。固定パターン変調器12は、交流電源1の位相と上記位相基準の値だけ位相のずれた固定パルスパターンを発生し、3レベルコンバータを構成するスイッチング素子にゲートパルスを与える。固定パターン変調器12で使用する固定パルスパターンは、固定パターン設定器21から与えられる構成となっている。この固定パターン設定器21で固定パルスパターンを演算によって求めることも可能であるが、通常はこの演算は装置外部で行い、その演算結果を手動設定する。
The AC input current of the three-
尚、上記において電流検出器6によって検出された電流を、電圧と同相の有効電流と、電圧と90度位相のずれた無効電流に分離し、フィードバック電流として上記有効電流を使用すれば、上述の位相制御によって3レベルコンバータ3に流れる有効電流を制御することが可能となる。
If the current detected by the
図3に、本発明の対象となる固定パルスパターンを示す。固定パルスパターンとは毎周期同一の変調パターンを発生し続ける方式であり、その基本周波数は交流電源1の周波数と同期している。3相各相のパルスは互いに120度ずれた同一のパルスとし、図示するように各々のパルスはその1/4周期の波形が90度を挟んで左右対称となる。また、3レベル変換器のための正側のパルスと負側のパルスは上下対称となる。従って1/4周期のパルスパターンが決定されれば全てのパルスパターンは決まる。
FIG. 3 shows a fixed pulse pattern which is an object of the present invention. The fixed pulse pattern is a method of continuously generating the same modulation pattern every cycle, and its basic frequency is synchronized with the frequency of the
本発明においては、後述する高調波規制の対応と3レベルコンバータ3のスイッチング損失のトレードオフを考慮し、図示するような片側半周期のパルス数を5パルスとした。5パルスであるので1/4のオンオフ回数は5回となり、この5回の角度を夫々A(オン)、B(オフ)、C(オン)、D(オフ)及びE(オン)とした。このA、B、C、D及びEの5つのパラメータによってパルスパターンの特性が決定されることになる。
In the present invention, the number of pulses in one half cycle as shown in the figure is set to 5 in consideration of the trade-off between the harmonic regulation described later and the switching loss of the three-
図3に示した5パルスのパルスパターンのn次高調波は、前述した1/4周期対称性を考慮すると、kを整数として、n=6k±1すなわち5、7、11、13、・・・の成分だけとなる。そして第n次高調波の振幅は、フーリエ変換によって求めることが可能であり、(1)式となる。 The n-order harmonics of the five-pulse pulse pattern shown in FIG. 3 are set to k = integer n = 6k ± 1, that is, 5, 7, 11, 13,.・ It becomes only ingredient. The amplitude of the nth harmonic can be obtained by Fourier transform, and is given by equation (1).
Vn=4/nπ(cosnA−cosnB+cosnC−cosnD+cosnE)・・・(1)
ここで、(1)式にn=1を代入して求められる基本波振幅V1を変調率mと定義する。
V n = 4 / nπ (cosnA−cosnB + cosnC−cosnD + cosnE) (1)
Here, the fundamental wave amplitude V 1 obtained by substituting n = 1 into the equation (1) is defined as a modulation factor m.
この変調率mは、3レベルコンバータ3の交流入力線間電圧をVa、正側または負側の直流電圧をVdとしたとき、
(√2/√3)Va=mVd・・・(2)
で定義される変調率と同一のものである。
This modulation factor m is defined as Va for the AC input line voltage of the three-
(√2 / √3) Va = mVd (2)
It is the same as the modulation rate defined in.
(1)式でn=1のときのEを求めると、
E=cos−1{πm/4−(cosA−cosB+cosC−cosD)}・・(3)
となる。図3からも分かるように、パラメータEが増大すれば5パルスの中央のパルス幅が減少して変調率mは減少する。そしてパラメータEが減少すれば、このパルス幅が増大して変調率mは4/π=1.27に近づく。そこで、本発明では、(3)式を基本としてまずパラメータEによって変調率mを決め、残るパラメータA乃至Dを高調波の規制条件に応じて決める手法を採用する。
When E is obtained when n = 1 in the equation (1),
E = cos −1 {πm / 4− (cosA−cosB + cosC−cosD)} (3)
It becomes. As can be seen from FIG. 3, if the parameter E increases, the pulse width at the center of the five pulses decreases and the modulation factor m decreases. If the parameter E decreases, the pulse width increases and the modulation factor m approaches 4 / π = 1.27. Therefore, in the present invention, based on the equation (3), a method is adopted in which the modulation factor m is first determined by the parameter E, and the remaining parameters A to D are determined according to the harmonic regulation conditions.
高調波の規制条件は種種考えられるが、本発明においては、まず国内規制の代表である「高圧または特別高圧で受電する需要家の高調波抑制対策ガイドライン」(以下単にガイドラインと呼称する。)、そして海外規制の代表である「IEEE519」を対象とする。
There are various types of harmonic regulation conditions. In the present invention, the first is a “Guideline for Countermeasures for Harmonic Suppression of Consumers Receiving Power at High Voltage or Extra High Voltage” (hereinafter simply referred to as guidelines), which is representative of domestic regulations. The target is “
図4にこの両者の高調波規制をグラフで示す。高調波規制は5次から49次までの基本波電流に対する高調波電流の含有率で示されており、ガイドラインでは5次が6.7%、以下順次低減して49次は1.4%である。これに対し、IEEE519では5次が7.0%、以下順次低減して49次は0.5%となっている。
FIG. 4 is a graph showing the harmonic regulation of both. The harmonic regulation is indicated by the harmonic current content with respect to the fundamental wave current from the 5th to the 49th order. The guideline is 6.7% for the 5th order, and gradually decreases to 1.4% for the 49th order. is there. On the other hand, in
このように高調波の規制条件は電流で示されている。従って、(1)式の電圧に対して流入する高調波電流を求める必要がある。n次の高調波電流Inは、3レベルコンバータ3の交流入力から交流電源1を見た交流電源側のインピーダンスを%IZとすると、
In=Vn/%IZ・・・(4)
で表すことができる。通常交流電源1そのもののインピーダンスは小さいので、この交流電源側のインピーダンスは、図1にL及びRで示した入力変圧器2のインピーダンスが主体となる。尚、以下の計算には%IZ=15%を使用した。
In this way, the harmonic regulation condition is indicated by current. Therefore, it is necessary to obtain the harmonic current that flows in with respect to the voltage of equation (1). n order harmonic currents I n, when the impedance of the AC power supply side viewed
I n = V n /% IZ (4)
It can be expressed as Since the impedance of the
以上述べた各種条件によって、まず変調率mを定め、残るパラメータA乃至Dを高調波の規制条件をクリアする、あるいは規制条件になるべく近くなるように定める。このような計算を行った結果を図5に示す。図5の横軸は変調率m、縦軸はミニマム高調波電流対規制値比である。このミニマム高調波電流対規制値比の意味は、パラメータA乃至Dを振って各高調波電流の対規制値比を求めたとき、最大の比率が最小となるようなパラメータA乃至Dの条件における最大の比率ということである。従ってこの値が1以下のとき全ての次数の高調波電流が規制値をクリアすることを意味する。結果を見ると、ガイドラインに対してはクリアする解が無いが、IEEE519並びにガイドライン及びIEEE519の両者の規制に対して、変調率mが略1.2以上の領域でクリアしていることが分かる。 According to the various conditions described above, the modulation factor m is first determined, and the remaining parameters A to D are determined so as to satisfy the harmonic regulation condition or as close as possible to the regulation condition. The result of such calculation is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 5 is the modulation factor m, and the vertical axis is the minimum harmonic current to regulation value ratio. The meaning of the ratio of the minimum harmonic current to the regulation value is that the parameters A to D are such that the maximum ratio is minimum when the parameters A to D are shaken to obtain the regulation value ratio of each harmonic current. That is the maximum ratio. Therefore, when this value is 1 or less, it means that the harmonic currents of all orders clear the regulation value. The results show that there is no clear solution for the guideline, but it is clear that the modulation factor m is cleared in the region of about 1.2 or more with respect to IEEE519 and the regulation of both the guideline and IEEE519.
変調率m=1.22のとき、ミニマム高調波電流対規制値比は0.78となっている。このときの各パラメータA、B、C、D及びEの値は、夫々11.2°、13.8°、16.5°、20.0°及び21.7°である。 When the modulation factor m = 1.22, the minimum harmonic current to regulation value ratio is 0.78. The values of the parameters A, B, C, D and E at this time are 11.2 °, 13.8 °, 16.5 °, 20.0 ° and 21.7 °, respectively.
図6は固定パルスパターンのパラメータAを上記11.2°を中心に増減させたときのミニマム高調波電流対規制値比の変化を示す図である。この図からパラメータAが、10.76°<A<11.97°の範囲であれば、成績(上記ミニマム高調波電流対規制値比)は1以下となり規制をクリアすることが分かる。 FIG. 6 is a diagram showing a change in the ratio of the minimum harmonic current to the regulation value when the parameter A of the fixed pulse pattern is increased or decreased around 11.2 °. From this figure, it can be seen that when the parameter A is in the range of 10.76 ° <A <11.97 °, the result (the above-mentioned minimum harmonic current to the regulation value ratio) is 1 or less and the regulation is cleared.
図7は固定パルスパターンのパラメータBを上記13.8°を中心に増減させたときのミニマム高調波電流対規制値比の変化を示す図である。この図からパラメータBが、13.04°<B<14.45°の範囲であれば同様に成績は1以下となることが分かる。 FIG. 7 is a diagram showing a change in the ratio of the minimum harmonic current to the regulation value when the parameter B of the fixed pulse pattern is increased or decreased around the above 13.8 °. From this figure, it can be seen that if the parameter B is in the range of 13.04 ° <B <14.45 °, the result is similarly 1 or less.
図8は固定パルスパターンのパラメータCを上記16.5°を中心に増減させたときのミニマム高調波電流対規制値比の変化を示す図である。この図からパラメータCが、15.88°<C<17.34°の範囲であれば同様に成績は1以下となることが分かる。 FIG. 8 is a diagram showing a change in the ratio of the minimum harmonic current to the regulation value when the parameter C of the fixed pulse pattern is increased or decreased around the above 16.5 °. From this figure, it can be seen that if the parameter C is in the range of 15.88 ° <C <17.34 °, the result is similarly 1 or less.
図9は固定パルスパターンのパラメータDを上記20.0°を中心に増減させたときのミニマム高調波電流対規制値比の変化を示す図である。この図からパラメータDが、19.59°<D<20.63°の範囲であれば同様に成績は1以下となることが分かる。 FIG. 9 is a diagram showing changes in the ratio of the minimum harmonic current to the regulation value when the parameter D of the fixed pulse pattern is increased or decreased around 20.0 °. From this figure, it can be seen that if the parameter D is in the range of 19.59 ° <D <20.63 °, the result is similarly 1 or less.
そして図10は固定パルスパターンのパラメータEを上記21.7°を中心に増減させたときのミニマム高調波電流対規制値比の変化を示す図である。この図からパラメータEが、21.06°<E<22.32°の範囲であれば同様に成績は1以下となることが分かる。尚、E=21.06°のとき変調率は1.23、E=22.32°のとき変調率は1.21となっており、この範囲でパラメータEを増加させても変調率は1.2以下とはならない。 FIG. 10 is a diagram showing a change in the ratio of the minimum harmonic current to the regulation value when the parameter E of the fixed pulse pattern is increased or decreased around 21.7 °. From this figure, it can be seen that if the parameter E is in the range of 21.06 ° <E <22.32 °, the result is similarly 1 or less. When E = 21.06 °, the modulation factor is 1.23, and when E = 22.32 °, the modulation factor is 1.21, and even if the parameter E is increased within this range, the modulation factor is 1. .2 or less.
以上の図7乃至図10は、他のパラメータを固定した演算を行っているので厳密ではない。しかし、各パラメータの変化に対するミニマム高調波電流対規制値比の変化の感度は低いので、厳密な演算を行う場合と大きな差は生じないものと考えられる。 The above FIGS. 7 to 10 are not strict because calculations are performed with other parameters fixed. However, since the sensitivity of the change of the minimum harmonic current to the regulation value ratio with respect to the change of each parameter is low, it is considered that there is no significant difference from the case where strict calculation is performed.
また上記計算においては、交流電源側のインピーダンスを15%としたが、(4)式から分かるように、このインピーダンスを例えば16%と増大すれば、全ての高調波電流の対基本波比率はその次数に従って低減されることになる。従ってインピーダンスの増大比率に応じて上記パラメータA乃至Eの範囲を広げることが可能となる。逆に、インピーダンスを14%と低減すれば、全ての高調波電流の対基本波比率はその次数に従って増大することになるので、インピーダンスの低減比率に応じて上記パラメータA乃至Eの範囲を狭くする必要がある。 In the above calculation, the impedance on the AC power supply side is set to 15%. As can be seen from the equation (4), if this impedance is increased to 16%, for example, the ratio of all harmonic currents to the fundamental wave is It will be reduced according to the order. Accordingly, it is possible to widen the range of the parameters A to E according to the increase ratio of the impedance. Conversely, if the impedance is reduced to 14%, the ratio of all harmonic currents to the fundamental wave increases in accordance with the order, so the range of the parameters A to E is narrowed according to the impedance reduction ratio. There is a need.
通常、変調率mの選定は、PWM制御の場合、3相のうち1相を120度の期間オンを継続する所謂2相変調が最大と考えられ、このときの変調率は1.15であった。また、13次までの低次高調波を略ゼロとするような固定パルスパターンを定める場合もこの変調率は1.15以下であり、変調率を1.15以上に選定することは行われていない。 Normally, in the case of PWM control, the selection of the modulation factor m is considered to be the maximum so-called two-phase modulation in which one of the three phases is kept on for a period of 120 degrees, and the modulation factor at this time is 1.15. It was. In addition, when a fixed pulse pattern is set such that the low-order harmonics up to the 13th order are substantially zero, the modulation factor is 1.15 or less, and the modulation factor is selected to be 1.15 or more. Absent.
ところが、本発明の条件による計算では、変調率mを略1.2以上に選定することによって、特にガイドラインとIEEE519の両者を満たす高調波抑制効果が得られることが分かった。これは予想外の結果と言うことができる。
However, in the calculation under the conditions of the present invention, it has been found that by selecting the modulation factor m to be approximately 1.2 or more, a harmonic suppression effect that satisfies both the guideline and
図11は本発明の実施例2に係る3レベル電力変換装置のブロック構成図である。この実施例2の各部について、図1の本発明の実施例1に係る3レベル電力変換装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例2が実施例1と異なる点は、負荷5に代えて3レベルインバータ5Aを設け、その出力で交流電動機7を駆動する構成とした点、直流電圧を検出する電圧検出器9を設け、この検出電圧と電圧基準との偏差を最小化するように電流基準を出力する電圧制御器13を設けた点である。
FIG. 11 is a block diagram of a three-level power converter according to
交流電動機7には速度検出器8が取り付けられており、この速度検出器8から得られる速度フィードバック信号と速度基準の偏差が最小となるように速度制御器14は電流基準を出力する。そしてこの電流基準と、3レベルインバータ5Aの出力電流を検出する電流検出器9から得られた電流フィードバックとの偏差が最小となるように電流制御器15は電圧基準を出力する。そしてこの電圧基準に従ってPWM制御器16はPWM変調を行い、得られた信号で3レベルインバータ5Aを構成する各スイッチング素子のゲートを駆動する。
A speed detector 8 is attached to the AC motor 7, and the
この実施例2の構成によれば、交流電源1から流入する高調波電流を規制値以内に低減し、且つ3レベルコンバータ3の損失を低減した状態で交流電動機7の速度制御を行うことが可能となる。
According to the configuration of the second embodiment, it is possible to control the speed of the AC motor 7 in a state where the harmonic current flowing from the
尚、交流電動機7の負荷が変動の少ない流体負荷のような場合には、PWM制御器16に代えて固定パターン変調器12を使用し、3レベルインバータ5Aを3レベルコンバータ3と同一の制御を行っても良い。
When the load of the AC motor 7 is a fluid load with little fluctuation, the fixed
1 交流電源
2 入力変圧器
3 3レベルコンバータ
4A、4B 平滑コンデンサ
5 負荷
5A 3レベルインバータ
6、6A 電流検出器
7 交流電動機
8 速度検出器
9 電圧検出器
11 電流制御器
12 固定パターン変調器
13 電圧制御器
14 速度制御器
15 電流制御器
16 PWM制御器
21 固定パターン設定器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記正電位と前記ゼロ電位間、及び前記ゼロ電位と前記負電位間に接続された2台の平滑コンデンサと、
前記3レベルコンバータに入力される交流電流と電流基準値との偏差が最小となるように位相角基準値を出力する電流制御手段と、
この位相角基準値に基づいて基本周波数が交流電源周波数に同期した固定パルスパターンのスイッチング信号を発生して前記3レベルコンバータを構成するスイッチング素子をオンオフ制御する固定パルスパターン発生手段と
を具備し、
前記固定パルスパターン発生手段は、
前記交流電源の半周期に5パルスで、四半周期のオンオフ位相角がA(オン)、B(オフ)、C(オン)、D(オフ)、E(オン)である固定パルスを発生し、
前記A、B、C、D及びEの値を夫々略11.2°、13.8°、16.5°、20.0°及び21.7°とし、
前記交流電源側のインピーダンスが15%のとき、
変調率を1.2以上としたことを特徴とする3レベル電力変換装置。 A three-level converter that converts an AC voltage of an AC power source into a DC voltage having three levels of a positive potential, a negative potential, and a zero potential;
Two smoothing capacitors connected between the positive potential and the zero potential, and between the zero potential and the negative potential;
Current control means for outputting a phase angle reference value so that a deviation between an alternating current input to the three-level converter and a current reference value is minimized;
A fixed pulse pattern generating means for generating a fixed pulse pattern switching signal whose basic frequency is synchronized with the AC power supply frequency based on the phase angle reference value and controlling on / off of the switching elements constituting the three-level converter;
The fixed pulse pattern generation means includes
A fixed pulse is generated with 5 pulses in a half cycle of the AC power source and the on / off phase angles of the quarter cycle are A (on), B (off), C (on), D (off), E (on),
The values of A, B, C, D, and E are approximately 11.2 °, 13.8 °, 16.5 °, 20.0 °, and 21.7 °, respectively.
When the impedance on the AC power supply side is 15%,
A three-level power converter characterized by having a modulation rate of 1.2 or more.
10.76°<A<11.97°
13.04°<B<14.45°
15.88°<C<17.34°
19.59°<D<20.63°
21.06°<E<22.32°
とするようにしたことを特徴とする請求項1に記載の3レベル電力変換装置。 The range of each of the phase angles A, B, C, D and E is
10.76 ° <A <11.97 °
13.04 ° <B <14.45 °
15.88 ° <C <17.34 °
19.59 ° <D <20.63 °
21.06 ° <E <22.32 °
The three-level power converter according to claim 1, wherein the three-level power converter is configured as described above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010055642A JP5411031B2 (en) | 2010-03-12 | 2010-03-12 | 3-level power converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010055642A JP5411031B2 (en) | 2010-03-12 | 2010-03-12 | 3-level power converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011193583A JP2011193583A (en) | 2011-09-29 |
JP5411031B2 true JP5411031B2 (en) | 2014-02-12 |
Family
ID=44797919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010055642A Active JP5411031B2 (en) | 2010-03-12 | 2010-03-12 | 3-level power converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5411031B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6183285B2 (en) * | 2014-04-25 | 2017-08-23 | 株式会社デンソー | Power converter control device |
JP6270696B2 (en) * | 2014-11-21 | 2018-01-31 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power converter |
JP6426462B2 (en) * | 2014-12-24 | 2018-11-21 | 株式会社東芝 | Power converter and control method thereof |
JP6406122B2 (en) * | 2015-05-15 | 2018-10-17 | 株式会社デンソー | Multi-level inverter control device |
JP6501266B2 (en) * | 2016-01-05 | 2019-04-17 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power converter and control method thereof |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3232431B2 (en) * | 1995-09-08 | 2001-11-26 | 株式会社日立製作所 | Power converter |
JP3485047B2 (en) * | 1999-11-24 | 2004-01-13 | 三菱電機株式会社 | Air conditioner |
JP3630621B2 (en) * | 2000-08-29 | 2005-03-16 | 株式会社東芝 | PWM control type power converter |
JP3824516B2 (en) * | 2001-10-26 | 2006-09-20 | 東芝トランスポートエンジニアリング株式会社 | Power converter |
JP4253197B2 (en) * | 2003-02-17 | 2009-04-08 | 株式会社東芝 | Power converter |
JP4186714B2 (en) * | 2003-05-30 | 2008-11-26 | 株式会社日立製作所 | AC motor drive system |
JP2008043057A (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-21 | Yaskawa Electric Corp | Pwm converter |
-
2010
- 2010-03-12 JP JP2010055642A patent/JP5411031B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011193583A (en) | 2011-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100430930B1 (en) | Pwm controlled power conversion device | |
JP6158739B2 (en) | Power converter | |
CN105529947B (en) | Neutral-point-clamped type power inverter and its control method | |
JP2014143831A (en) | Power conversion device | |
KR101688649B1 (en) | High efficiency 3 level photovoltaic inverter with controlling unbalance of neutral point potential | |
JP5411031B2 (en) | 3-level power converter | |
JP5391132B2 (en) | Power converter | |
JP2019140896A (en) | Inverter control device | |
Chen et al. | Multiple PR current regulator based dead-time effects compensation for grid-forming single-phase inverter | |
JP4755504B2 (en) | Power converter | |
JP6270696B2 (en) | Power converter | |
JP2016063687A (en) | Power conversion system | |
Chaturvedi et al. | Active power filter techniques for harmonics suppression in non linear loads | |
Zahira et al. | SPWM technique for reducing harmonics in three-phase non-linear load | |
US9595864B2 (en) | Method and apparatus for balancing voltages of multi-level inverter DC link | |
KR102318868B1 (en) | Power control device, power conversion system and power control method | |
Kaszewski et al. | State-space current control for four-leg grid-connected PWM rectifiers with active power filtering function | |
JP6834018B2 (en) | Power converter | |
Eshkevari et al. | Model-predictive Direct Power Control of three-phase three-level NPC PWM rectifier | |
Park et al. | Online dead time effect compensation algorithm of PWM inverter for motor drive using PR controller | |
Zhao et al. | Novel voltage-balance control of four-level hybrid-clamped converter with open-loop optimized common-mode voltage injection | |
JP2016063688A (en) | Power conversion device | |
Mirazimi et al. | Space vector PWM method for two-phase three-leg inverters | |
JP2022091189A (en) | Power conversion device and method for controlling the same | |
JP5769555B2 (en) | AC-DC power converter control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121002 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131011 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131018 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131107 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5411031 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |