JP5523499B2 - Power converter - Google Patents
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Description
この発明は、単相インバータの交流側の出力を電源出力に重畳し、所望の直流電圧を得る電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a power converter that obtains a desired DC voltage by superimposing an AC output of a single-phase inverter on a power supply output.
従来の電力変換装置は、交流電源の第1の端子からの出力は、リアクトルに接続され、その後段に単相インバータにて構成されたインバータ回路の交流側が直列接続される。インバータ回路内の単相インバータは、半導体スイッチ素子および直流電圧源から構成される。また、それぞれ短絡用スイッチと整流ダイオードとを直列接続してインバータを構成する第1、第2の直列回路は並列接続され、出力段の平滑コンデンサの両端子間に接続される。第1の直列回路の中点が、インバータ回路の後段の交流出力線に接続され、第2の直列回路の中点が交流電源の第2の端子に接続される。 In the conventional power converter, the output from the first terminal of the AC power supply is connected to the reactor, and the AC side of the inverter circuit configured by a single-phase inverter is connected in series at the subsequent stage. The single-phase inverter in the inverter circuit includes a semiconductor switch element and a DC voltage source. Further, the first and second series circuits constituting the inverter by connecting the shorting switch and the rectifier diode in series are connected in parallel and connected between both terminals of the smoothing capacitor of the output stage. The midpoint of the first series circuit is connected to the AC output line at the subsequent stage of the inverter circuit, and the midpoint of the second series circuit is connected to the second terminal of the AC power supply.
そして、平滑コンデンサの直流電圧が一定の目標電圧に維持できるように、また交流電源からの入力力率が概1になるようにPWM制御により電流を制御して出力し、交流側の発生電圧を交流電源からの入力電圧に重畳する。そして、交流電源からの入力電圧の位相のゼロクロス位相を中央とする短絡位相範囲でのみ、短絡用スイッチをオン状態として平滑コンデンサをバイパスさせる。(例えば、特許文献1参照)。 Then, the current is controlled by PWM control so that the DC voltage of the smoothing capacitor can be maintained at a constant target voltage, and the input power factor from the AC power source is approximately 1, and the generated voltage on the AC side is Superimposed on the input voltage from the AC power supply. Then, only in the short-circuit phase range centered on the zero-cross phase of the phase of the input voltage from the AC power supply, the short-circuit switch is turned on to bypass the smoothing capacitor. (For example, refer to Patent Document 1).
このような電力変換装置では、短絡用スイッチをオンしている間も入力力率が概1となるよう入力電流を制御するため、交流電源からの入力電圧に対向するようインバータ回路からの出力電圧を制御し、これによりインバータ回路の直流電圧源を充電する動作となる。そして、短絡用スイッチをオフしている間は、入力電圧にインバータ回路の出力電圧を重畳するよう制御することにより、インバータ回路の直流電圧源を放電する動作とし、平滑コンデンサを充電する。 In such a power converter, since the input current is controlled so that the input power factor is approximately 1 even while the shorting switch is turned on, the output voltage from the inverter circuit is opposed to the input voltage from the AC power supply. Thus, the operation of charging the DC voltage source of the inverter circuit is performed. Then, while the shorting switch is turned off, control is performed so that the output voltage of the inverter circuit is superimposed on the input voltage, thereby discharging the DC voltage source of the inverter circuit and charging the smoothing capacitor.
しかし、このような制御動作中に交流電源が切り離され、電力変換装置の入力端子が開放状態となった場合、インバータ回路の出力によって入力端子間の電圧が出力されてしまう。特に、交流電源の入力電圧に同期した信号を制御回路内部で演算し、該同期信号に従って電流制御すると共に短絡位相範囲を定めている場合は、入力端子開放後も同期した周波数と位相で制御を継続するため、インバータ回路の出力により入力端子間に交流電圧を生じる。 However, when the AC power supply is disconnected during such a control operation and the input terminal of the power converter is opened, a voltage between the input terminals is output by the output of the inverter circuit. In particular, when a signal synchronized with the input voltage of the AC power supply is calculated inside the control circuit, current control is performed according to the synchronization signal and a short-circuit phase range is defined, control is performed with the synchronized frequency and phase even after the input terminal is opened. In order to continue, an AC voltage is generated between the input terminals by the output of the inverter circuit.
このように、力行方向の電力変換を行う回路構成であるにもかかわらず入力端子側に電圧が出力されるため、開放されてから電力変換装置の動作停止する前に入力端子間へ、人が接触した場合は感電の危険性がある。従って、入力端子の開放を検出して速やかに動作停止する等の対応が必要であるが、入力端子に生じる電圧が交流であるため、電源の有無を検出できないという問題点があった。 In this way, since the voltage is output to the input terminal side despite the circuit configuration that performs power conversion in the power running direction, a person can move between the input terminals before the operation of the power conversion device is stopped after being opened. There is a risk of electric shock if touched. Accordingly, it is necessary to take measures such as detecting the opening of the input terminal and quickly stopping the operation. However, since the voltage generated at the input terminal is alternating current, there is a problem in that the presence or absence of the power source cannot be detected.
この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、電源が切り
離されて入力端子が開放状態となった場合に、インバータ回路の出力によって入力端子間に電圧印加されたとしても、入力端子が開放状態であることを検出するようにした電力変換装置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and when the power supply is disconnected and the input terminal is opened, voltage is applied between the input terminals by the output of the inverter circuit. Even if it was made, it aims at providing the power converter device which detected that an input terminal was an open state.
この発明にかかる電力変換装置は、電源に接続される第1の入力端子および第2の入力端子と、複数の半導体スイッチ素子と直流電圧源とから成る単相インバータの交流側を1以上直列接続して構成され、該交流側を第1の入力端子に直列接続して各単相インバータの出力の総和を電源の出力に重畳するインバータ回路と、直流母線間に接続された1以上のスイッチを有し、一方の交流端子がインバータ回路の後段の交流出力線に接続され、他方の交流端子が第2の入力端子に接続され、交流端子間がスイッチにより短絡可能なよう接続され、直流母線間に直流電力を出力するコンバータ回路と、直流母線間に接続され、コンバータ回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、コンバータ回路の交流端子間を短絡させて平滑コンデンサをバイパスさせる短絡期間を制御すると共に、電圧または電流指令を用いてインバータ回路を制御する制御回路とを備え、電源が切り離された場合、第1の入力端子と第2の入力端子の間にインバータ回路の出力により交流電圧が生じる電力変換装置であって、制御回路は、第1の入力端子と第2の入力端子の間、インバータ回路、コンバータ回路などに生じる所定の判定要素に基づいて電源との接続が切り離されたことを検出する電源切断検出手段を備えたものである。 In the power conversion device according to the present invention, one or more AC terminals of a single-phase inverter including a first input terminal and a second input terminal connected to a power source, a plurality of semiconductor switch elements and a DC voltage source are connected in series. An inverter circuit that connects the AC side in series to the first input terminal and superimposes the sum of the outputs of each single-phase inverter on the output of the power supply, and one or more switches connected between the DC buses One AC terminal is connected to the AC output line in the latter stage of the inverter circuit, the other AC terminal is connected to the second input terminal, and the AC terminals are connected so that they can be short-circuited by a switch. The converter circuit that outputs DC power to the DC bus, the smoothing capacitor that is connected between the DC buses and smoothes the output of the converter circuit, and the AC capacitor terminals are short-circuited to bypass the smoothing capacitor. Controls the short-circuit period for, and a control circuit for controlling the inverter circuit using the voltage or current command, if the power supply is disconnected, the inverter circuit between the first input terminal and a second input terminal A power conversion device in which an AC voltage is generated by an output , wherein the control circuit is connected to a power source based on a predetermined determination element generated in an inverter circuit, a converter circuit, or the like between the first input terminal and the second input terminal. Is provided with a power-off detection means for detecting that is disconnected.
この発明によると、電源が切り離されたことを検出できるため、速やかに動作停止する等の対応が可能となる。これにより、電力変換装置を電源へ接続するプラグ等の端子間に生じる電圧での感電や、電力系統の保安・保守における感電等の事故を防止することができる。 According to the present invention, since it is possible to detect that the power source has been disconnected, it is possible to take measures such as promptly stopping the operation. As a result, it is possible to prevent accidents such as an electric shock due to a voltage generated between terminals such as a plug connecting the power conversion device to the power source, and an electric shock in the security and maintenance of the power system.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1における電力変換装置について図に基づいて説明する。図1はこの発明の実施の形態1による電力変換装置の概略構成図である。
図1に示すように、電力変換装置は、交流電源1の交流電力を直流電力に変換して出力するための主回路と制御回路10とを備える。
Hereinafter, the power converter in
As shown in FIG. 1, the power conversion device includes a main circuit and a
主回路は、入力フィルタ回路4と、限流回路としてのリアクトル2と、インバータ回路100と、コンバータ回路300と、平滑コンデンサ3とを備える。交流電源1は電力変換装置の第1の入力端子t1と第2の入力端子t2の間に接続され、第1の入力端子t1は入力フィルタ回路4を介してリアクトル2に接続され、その後段に単相インバータにて構成されたインバータ回路100の交流側が直列接続される。
コンバータ回路300は、一方の交流端子がインバータ回路100の後段の交流出力線に接続され、他方の交流端子が入力フィルタ回路4を介して第2の入力端子t2に接続され、コンバータ回路300の直流母線3a、3b間に接続された平滑コンデンサ3に直流電力を出力する。
The main circuit includes an
In the
なお、ここでの入力フィルタ回路4は、ノーマルモードノイズ除去のため入力端子間にコンデンサを挿入したフィルタを想定している。ただし、例えばコモンモードチョークコイルやサージアブソーバなど、これ以外の素子や構成によるフィルタ回路であってもよい。
Here, the
インバータ回路100内の単相インバータは、ソース・ドレイン間にダイオード101b〜104bが内蔵された複数個のMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等の半導体スイッチ素子101a〜104a、および直流コンデンサ等から成る直流電圧源105にて構成されるフルブリッジ構成のインバータである。
The single-phase inverter in the
コンバータ回路300は、直流母線3a、3b間に接続される半導体スイッチ素子302a、304aを有し、この場合、ダイオード302b、304bを内蔵したMOSFET等の半導体スイッチ素子302a、304aと、ダイオード301、303をそれぞれ直列接続した2つのブリッジ回路を直流母線3a、3b間に並列接続して構成する。
インバータ回路100の後段の交流出力線にはコンバータ回路300のダイオード301のアノードと半導体スイッチ素子302aのドレインとの接続点が接続される。またダイオード303のアノードと半導体スイッチ素子304aのドレインとの接続点が入力フィルタ回路4を介して上記第2の入力端子t2に接続される。
The
A connection point between the anode of the
なお、半導体スイッチ素子101a〜104a、302a、304aはMOSFET以外にも、ダイオードを逆並列に接続したIGBT(Insulated GateBipolar Transistor)等でもよい。また、リアクトル2はインバータ回路100とコンバータ回路300との間や、コンバータ回路300と第2の入力端子t2の間に直列接続しても良い。また、コンバータ回路300の半導体スイッチ素子302a、304aの代わりに機械式スイッチを用いても良い。
The
制御回路10は、インバータ回路100の直流電圧源105の電圧Vsubと、平滑コ
ンデンサ3の電圧Vdcと、電力変換装置の入力端子t1、t2間へ印加される入力電圧Vin、入力端子へ流れる入力電流Iinとに基づいて、平滑コンデンサ3の電圧Vdcが一定の目標電圧Vdc*になるように、インバータ回路100およびコンバータ回路300内の各半導体スイッチ素子101a〜104a、302a、304aへのゲート信号11、12を生成してインバータ回路100およびコンバータ回路300を出力制御する。
The
平滑コンデンサ3には図示しない負荷が接続され、通常時は電圧Vdcは目標電圧Vdc*に比べて低く、制御回路10は、交流電源1からの交流電力を変換して平滑コンデンサ3に直流電力を供給するようにインバータ回路100およびコンバータ回路300を出力制御する。
また、制御回路10は、後述する所定の判定要素に基づいて交流電源1と入力端子t1、t2との接続が切り離されたことを検出する電源切断検出手段1000を備えている。
The smoothing
In addition, the
このように構成される電力変換装置の動作について、図2〜図7に基づいて説明する。図2〜図5は、電力変換動作における電流経路図を示す。また、図6は、電力変換装置の昇圧時の動作を説明する各部の波形とインバータ回路100の直流電圧源105の充放電を示す図である。図7は、電力変換装置の降圧時の動作を説明する各部の波形とインバータ回路100の直流電圧源105の充放電を示す図である。
The operation of the power conversion device configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 to 5 show current path diagrams in the power conversion operation. FIG. 6 is a diagram showing the waveforms of the respective parts and the charging / discharging of the
なお、出力段の平滑コンデンサ3の電圧Vdcが、交流電源1からの入力電圧Vinのピーク電圧Vpより高い場合を昇圧と称し、出力段の平滑コンデンサ3の電圧Vdcが、交流電源1からの入力電圧Vinのピーク電圧Vpより低い場合を降圧と称す。
また、図6、図7では、平滑コンデンサ3の電圧Vdcが一定の目標電圧Vdc*に制御されている状態を示す。交流電源1からの電圧Vinは、図6、図7に示すような波形となる。インバータ回路100は、交流電源1からの入力力率が概1になるようにPWM制御により電流Iinを制御して出力し、交流側の発生電圧を交流電源1の出力である電圧Vinに重畳する。
The case where the voltage Vdc of the output
6 and 7 show a state where the voltage Vdc of the smoothing
交流電源1の電圧位相をθとし、まず、電圧Vinが正極性である0≦θ<πの場合について説明する。
インバータ回路100では、半導体スイッチ素子101a、104aがオン、半導体スイッチ素子102a、103aがオフの時には、直流電圧源105を充電するように電流が流れ、半導体スイッチ素子102a、103aがオン、半導体スイッチ素子101a、104aがオフの時には、直流電圧源105を放電するように電流が流れる。
First, the case where the voltage phase of the
In the
また、半導体スイッチ素子101a、103aがオン、半導体スイッチ素子102a、104aがオフの時、および半導体スイッチ素子102a、104aがオン、半導体スイッチ素子101a、103aがオフの時には、直流電圧源105をスルーして電流が流れる。制御回路10は、このような4種の制御の組み合わせにて半導体スイッチ素子101a〜104aを制御して、インバータ回路100をPWM動作させることで直流電圧源105を充放電させ、電流制御を行う。
Further, when the
図2に示すように、交流電源1からの電流はリアクトル2にて限流され、インバータ回路100に入力され、その出力はコンバータ回路300内のダイオード301を通り平滑コンデンサ3を充電しダイオード304bを経て交流電源1に戻る。このとき、制御回路10は、上記の4種の制御の組み合わせによりインバータ回路100をPWM動作させることで直流電圧源105を放電、あるいは充放電させ、電流制御を行う。
As shown in FIG. 2, the current from the
図6において、交流電源1からの入力電圧Vinのゼロクロス位相を中央として、±θ
1の位相範囲(以下、短絡期間Tと称す)では、図3に示すように、制御回路10は、コンバータ回路300の制御において短絡スイッチとなる半導体スイッチ素子302aをオン状態として平滑コンデンサ3をバイパスさせる。交流電源1からの電流はリアクトル2にて限流され、インバータ回路100に入力されて直流電圧源105を充電し、コンバータ回路300内の半導体スイッチ素子302a、ダイオード304bを経て交流電源1に戻る。このとき、制御回路10は、上記の4種の制御の組み合わせによりインバータ回路100をPWM動作させることで直流電圧源105を充電させ、電流制御を行う。
In FIG. 6, with the zero cross phase of the input voltage Vin from the
In the phase range of 1 (hereinafter referred to as the short circuit period T), as shown in FIG. 3, the
次に、電圧Vinが負極性であるπ≦θ<2πの場合について説明する。
インバータ回路100では、半導体スイッチ素子102a、103aがオン、半導体スイッチ素子101a、104aがオフの時には、直流電圧源105を充電するように電流が流れ、半導体スイッチ素子101a、104aがオン、半導体スイッチ素子102a、103aがオフの時には、直流電圧源105を放電するように電流が流れる。
また、半導体スイッチ素子101a、103aがオン、半導体スイッチ素子102a、104aがオフの時、および半導体スイッチ素子102a、104aがオン、半導体スイッチ素子101a、103aがオフの時には、直流電圧源105をスルーして電流が流れる。制御回路10は、このような4種の制御の組み合わせにて半導体スイッチ素子101a〜104aを制御してインバータ回路100をPWM動作させることで直流電圧源105を充放電させ、電流制御を行う。
Next, the case where π ≦ θ <2π where the voltage Vin is negative will be described.
In the
Further, when the
図4に示すように、交流電源1からの電流は、コンバータ回路300内のダイオード303を通り、平滑コンデンサ3を充電し、ダイオード302bを経てインバータ回路100に入力され、インバータ回路100の出力はリアクトル2を経て交流電源1に戻る。このとき、制御回路10は、上記の4種の制御の組み合わせによりインバータ回路100をPWM動作させることで直流電圧源105を放電、あるいは充放電させ、電流制御を行う。
As shown in FIG. 4, the current from the
短絡期間Tでは、図5に示すように、制御回路10は、コンバータ回路300の制御において短絡スイッチとなる半導体スイッチ素子304aをオン状態として平滑コンデンサ3をバイパスさせる。交流電源1からの電流は、コンバータ回路300の半導体スイッチ素子304a、ダイオード302bを経てインバータ回路100に入力され、直流電圧源105を充電してリアクトル2を経て交流電源1に戻る。このとき、制御回路10は、上記の4種の制御の組み合わせによりインバータ回路100をPWM動作させることで直流電圧源105を充電させ、電流制御を行う。
In the short circuit period T, as shown in FIG. 5, the
なお、コンバータ回路300の制御において、制御回路10が半導体スイッチ素子302a、304aを短絡スイッチとして動作させるときのみオンさせる場合を示したが、ダイオード302b、304bに電流を流す場合は、該ダイオードが逆並列接続されている半導体スイッチ素子302a、304aをオンさせて半導体スイッチ素子302a、304a側に電流を流しても良い。即ち、電圧Vinが正負、いずれの極性においても、短絡期間Tにおいて2つの半導体スイッチ素子302a、304aを短絡スイッチとしてオンさせても良い。
In the control of the
このような動作により電力変換装置の昇圧時には、図6に示すように、インバータ回路100は、短絡期間Tにおいて電圧(−Vin)を出力して交流電源1により直流電圧源105を充電し、その後、θ1≦θ<π−θ1にて直流電圧源105を放電する際、交流電源1からの入力電圧Vinにインバータ回路100の出力電圧である(Vdc*−Vin)を加算することで、交流電源1のピーク電圧より高い目標電圧Vdc*に平滑コンデンサ3の電圧Vdcが制御される。
As shown in FIG. 6, the
また、電力変換装置の降圧時には、図7に示すように、インバータ回路100は、短絡期間Tにおいて電圧(−Vin)を出力して交流電源1により直流電圧源105を充電し、その後、交流電源1からの入力電圧Vinにインバータ回路100の出力電圧を加算することで、交流電源1のピーク電圧より低い目標電圧Vdc*に平滑コンデンサ3の電圧Vdcが制御される。
交流電源1からの入力電圧Vinが平滑コンデンサ3の目標電圧Vdc*と等しくなる時の位相θ=θ2(0<θ2<π/2)とすると、θ1≦θ<θ2、π−θ2≦θ<π−θ1である時、インバータ回路100は電圧(Vdc*−Vin)を出力して直流電圧源105を放電し、θ2≦θ<π−θ2である時、インバータ回路100は電圧(Vin−Vdc*)を出力して直流電圧源105を充電する。
Further, at the time of step-down of the power conversion device, as shown in FIG. 7, the
Assuming that the phase θ = θ 2 (0 <θ 2 <π / 2) when the input voltage Vin from the
以上のように、制御回路10は、交流電源1の電圧位相θのゼロクロス位相(θ=0、π)±θ1にて、コンバータ回路300の制御を切り替え、該ゼロクロス位相を中央として±θ1の位相範囲である短絡期間Tでのみ、短絡スイッチとなる半導体スイッチ素子302a、304aをオン状態として平滑コンデンサ3をバイパスさせる。このとき、制御回路10は、インバータ回路100から電圧Vinの逆極性にほぼ等しい電圧を発生させつつ、入力力率が概1になるように電流Iinを制御してインバータ回路100を出力制御し、直流電圧源105は充電される。
As described above, the
そして、短絡期間T以外の位相では、制御回路10は、平滑コンデンサ3の直流電圧Vdcを目標電圧Vdc*に維持し、また入力力率が概1になるように電流Iinを制御してインバータ回路100を出力制御する。このとき、電圧Vinの絶対値が平滑コンデンサ3の目標電圧Vdc*以下の時、直流電圧源105は放電され、電圧Vinの絶対値が目標電圧Vdc*以上の時は、直流電圧源105は充電される。
In the phase other than the short-circuit period T, the
なお、短絡期間Tは、ゼロクロス位相(θ=0、π)が短絡期間Tの中央としたが、ゼロクロス位相を含む位相範囲で、いずれかに偏るものであっても良い。
また、短絡期間Tの位相範囲は、インバータ回路100の直流電圧源105の充電と放電のエネルギが等しくなるように決定できる。インバータ回路100の直流電圧源105の充放電エネルギが等しいとすると、Vdc*<Vpの降圧時の場合、以下の数式が成り立つ。但し、Vpは電圧Vinのピーク電圧、Ipは電流Iinのピーク電流である。
Further, the phase range of the short-circuit period T can be determined so that the charging and discharging energies of the
ここで、Vin=Vp・sinθ、Iin=Ip・sinθとすると、
Vdc*=Vp・π/(4cosθ1)
となり、Vdc*の下限値はθ1が0となる時であり、値は(π/4)Vpとなる。
このように、平滑コンデンサ3の目標電圧Vdc*は短絡期間Tの位相範囲を決定するθ1により決まり、即ちθ1を変化させて制御できる。そして、平滑コンデンサ3の直流電圧Vdcは該目標電圧Vdc*に追従するように制御される。
Here, when Vin = Vp · sin θ and Iin = Ip · sin θ,
Vdc * = Vp · π / (4 cos θ 1 )
Thus, the lower limit value of Vdc * is when θ 1 is 0, and the value is (π / 4) Vp.
As described above, the target voltage Vdc * of the smoothing
次に、インバータ回路100の直流電圧源105の電圧条件について説明する。
直流電圧源105の電圧Vsubを、昇圧時では、0≦θ<θ1、θ1≦θ<π/2、また降圧時では、0≦θ<θ1、θ1≦θ<θ2、θ2≦θ<π/2、の各位相範囲におけるインバータ回路100の所望の発生電圧の大きさ以上に設定することで、インバータ回路100は上述した所望の制御が信頼性よく行える。即ち、直流電圧源105の電圧V
subは、以下の式(2)(3)(4)を満たす必要がある。
Vsub≧Vp・sinθ1 (2)
Vsub≧(Vdc*−Vp・sinθ1) (3)
Vsub≧(Vp−Vdc*) (4)
Next, voltage conditions of the
The voltage Vsub of the
The sub needs to satisfy the following expressions (2), (3), and (4).
Vsub ≧ Vp · sin θ 1 (2)
Vsub ≧ (Vdc * −Vp · sin θ 1 ) (3)
Vsub ≧ (Vp−Vdc *) (4)
なお、直流電圧源105の電圧Vsubは、交流電源1からの入力電圧Vinのピーク電圧Vp以下に設定する。PWM制御するインバータ回路100では、直流電圧源105の電圧Vsubが大きくなると損失が増大するため、電圧Vsubは上記3つの式(2)(3)(4)を満たす条件で小さく設定するのが望ましい。
そして、ゼロクロス位相を中央として±θ1の位相範囲のみを平滑コンデンサ3をバイパスする短絡期間Tとすることで、インバータ回路100は、短絡期間Tでも、それ以外の期間でも入力力率が概1になるように電流Iinを制御し、かつ平滑コンデンサ3に所望の電圧の直流電力を出力できる。
The voltage Vsub of the
Then, by the zero cross phase and short circuit period T to bypass only the smoothing
次に、インバータ回路100の制御の詳細について、図8に基づいて以下に説明する。図8は、制御回路10によるインバータ回路100の出力制御における制御ブロック図である。
インバータ回路100の出力制御により、平滑コンデンサ3の直流電圧Vdcを目標電圧Vdc*に維持し、また交流電源1の力率が概1になるように電流Iinを制御する。まず、平滑コンデンサ3の直流電圧Vdcと目標電圧Vdc*との差21をフィードバック量として、PI制御した出力を振幅目標値22として、この振幅目標値22に基づいて、交流電源同期周波数から、電圧Vinに同期した正弦波の電流指令Iin*を生成する。次に、電流指令Iin*と検出された電流Iinとの差24をフィードバック量として、PI制御した出力をインバータ回路100の発生電圧の目標値となる電圧指令25とする。
Next, details of the control of the
By controlling the output of the
この時、コンバータ回路300の交流端子間を短絡させる短絡期間Tの制御と、コンバータ回路300の各交流端子と平滑コンデンサ3との間を導通させる制御、即ち短絡期間T以外の制御との切り替え時に同期したフィードフォワード補正電圧△Vを加算して電圧指令25を補正する。これにより、フィードバック制御の応答時間分、制御が遅れることを確実に防ぐことができ、短絡期間以外との切り替え時にも、入力力率が概1になるように電流Iinを制御でき、過渡的な電流変動を信頼性良く抑制して、高調波電流の発生が抑制できる。
そして、補正後の電圧指令26を用いて、PWM制御部27によりインバータ回路100の各半導体スイッチ素子101a〜104aへのゲート信号11を生成し、インバータ回路100を動作させる。
At this time, at the time of switching between the control of the short-circuit period T that short-circuits the AC terminals of the
Then, using the corrected
次に、コンバータ回路300の出力制御であり、インバータ回路100の直流電圧源105の電圧Vsubを指令値Vsub*に追従させる制御について、図9に基づいて以下に説明する。図9は、制御回路10によるコンバータ回路300の出力制御における制御ブロック図である。
まず、設定された指令値Vsub*と検出された電圧Vsubとの差32をフィードバック量として、PI制御した出力33を電圧指令としてPWM制御部34によりコンバータ回路300の各半導体スイッチ素子302a、304aへのゲート信号12を生成する。このPWM制御部34では、交流電源1の周波数の2倍の周期に同期した三角波(交流電源同期三角波)35をキャリア波に用いて比較演算し、比較演算した信号を交流電源1の極性により、交流電源1からの入力電圧Vinがゼロクロスする位相をほぼ中央に動作するゲート信号12を生成する。即ち、このゲート信号12にてコンバータ回路300の交流端子間を短絡する短絡期間Tも制御され、電圧Vsubが低下すると短絡期間Tは長く、電圧Vsubが増加すると短絡期間Tは短くなるように制御される。
Next, output control of the
First, the
交流電源1からの入力電圧Vinのゼロクロス位相−θ1において、制御回路10がゲート信号12によりコンバータ回路300の短絡スイッチをオフからオンさせる際、電流を制御するためには、Vp・│sinθ1│<Vsub、の電圧条件を満たす必要がある。PWM制御部34は、電流制御の観点から、インバータ回路100の直流電圧源105の電圧Vsubが低下するなどして上記電圧条件を外れると、短絡スイッチがオンすることを制限する。そして、電圧Vinの位相がゼロクロス位相に近づいて、│Vin│<Vsubとなってから短絡スイッチをオフからオンさせる。
In order to control the current when the
このような制御回路10の制御により動作する電力変換装置において、動作中に交流電源1が切断され、入力端子t1、t2が開放状態となった場合には、制御回路10の電源切断検出手段1000により、入力端子t1、t2の開放を検出する。
まず、電力変換装置の動作中に入力端子t1、t2が開放された場合の動作を図10〜図12に基づいて以下に説明する。図10と図11は、入力端子開放時の入力電圧Vin、入力電流Iinの波形と、短絡スイッチのオン/オフ状態、交流同期正弦波について示している。ここで示す交流同期正弦波は、上記交流電源同期周波数に基づいて生成される正弦波であり、この交流同期正弦波のゼロクロス前後で上述の制御により短絡スイッチがオンされる。
In such a power conversion device that operates under the control of the
First, the operation when the input terminals t1 and t2 are opened during the operation of the power converter will be described below with reference to FIGS. 10 and 11 show the waveforms of the input voltage Vin and the input current Iin when the input terminal is open, the on / off state of the short-circuit switch, and the AC synchronous sine wave. The AC synchronized sine wave shown here is a sine wave generated based on the AC power supply synchronization frequency, and the short-circuit switch is turned on by the above-described control before and after the zero cross of the AC synchronized sine wave.
図10と図11は、いずれも入力端子が開放されたときの波形の例を示しているが、図11では上記電圧条件として示している│Vin│<Vsubの条件から外れ、短絡スイッチを強制的にオフする場合の動作を示す。
図12は、入力端子開放した場合において、短絡スイッチをオンし、電流指令Iin*が正のときの電流経路を示している。
10 and 11 both show examples of waveforms when the input terminal is opened. However, in FIG. 11, the voltage condition deviates from the condition of | Vin | <Vsub, and the short-circuit switch is forced. Operation when turning off automatically.
FIG. 12 shows a current path when the short-circuit switch is turned on and the current command Iin * is positive when the input terminal is opened.
図10について、入力端子開放時は交流電源1が切り離されるため、開放直後に入力電流Iinは制御できなくなり0Aとなる。ただし電流指令Iin*へ追従させる制御は継続され、インバータ回路100をスイッチング動作させることにより、交流電源1とは異なる交流電圧が入力電圧Vinに現れる。このとき入力電圧Vinに生じる電圧値をT1〜T4に示す期間に分けて説明する。
In FIG. 10, since the
T1は、交流同期正弦波が正極性で、短絡スイッチがオンしている期間である。この期間T1では電流指令Iin*が正極性であるため、入力電流Iinを正方向に制御する動作となる。このとき図12に示す経路で電流が流れるようインバータ回路100の出力が制御されるため、入力電圧Vinが負方向に増加し、入力電圧Vinはインバータ回路100の最大出力電圧である電圧(−Vsub)と等しくなる。
T1 is a period during which the AC synchronous sine wave is positive and the short-circuit switch is on. In this period T1, since the current command Iin * is positive, the input current Iin is controlled in the positive direction. At this time, since the output of the
T2は、交流同期正弦波が正極性で、短絡スイッチがオフしている期間である。この期間T2では、正極性の電流指令Iin*に従い、入力電圧Vinにインバータ回路100の出力を足し合わせて平滑コンデンサ3を充電する制御となるが、このときの入力電圧Vinは電圧(−Vsub)であるため、インバータ回路100から電圧(Vsub)を出力しても回路に電流は流れず、入力電圧Vinは変化しない。
T2 is a period in which the AC synchronous sine wave is positive and the short-circuit switch is off. In this period T2, the smoothing
T3は、交流同期正弦波が負極性で、短絡スイッチがオンしている期間である。この期間T3は、上記期間T1と正負反転した動作を行う。即ち、入力電圧Vinが正方向に増加し、入力電圧Vinはインバータ回路100の最大出力電圧である電圧(Vsub)と等しくなる。
T4は、交流同期正弦波が負極性で、短絡スイッチがオフしている期間である。この期間T4は、上記期間T2と正負反転した動作を行う。即ち、入力電圧Vinは電圧(Vsub)であるため、インバータ回路100から電圧(−Vsub)を出力しても回路に電
流は流れず、入力電圧Vinは変化しない。
T3 is a period in which the AC synchronous sine wave is negative and the short-circuit switch is on. In this period T3, an operation in which the polarity is inverted with respect to the period T1 is performed. That is, the input voltage Vin increases in the positive direction, and the input voltage Vin becomes equal to the voltage (Vsub) that is the maximum output voltage of the
T4 is a period in which the AC synchronous sine wave is negative and the short-circuit switch is off. In this period T4, an operation in which the polarity is inverted with respect to the period T2 is performed. That is, since the input voltage Vin is the voltage (Vsub), even when the voltage (−Vsub) is output from the
図11について、図10と同様に入力端子開放時に入力電圧Vinに交流電圧を生じる動作であるが、上記電圧条件として示している│Vin│<Vsubの条件から外れ、短絡スイッチを強制的にオフする場合について、T5〜T8に示す期間に分けて説明する。
T5は、交流同期正弦波が正極性で、短絡スイッチがオフしている期間である。この期間T5では、正極性の電流指令Iin*に従い、入力電圧Vinにインバータ回路100の出力を足し合わせて平滑コンデンサ3を充電する制御となる。
このときの入力電圧Vinは電圧(Vsub)であるため、インバータ回路100から電圧(Vsub)を重畳して平滑コンデンサ3の直流電圧Vdc以上となる場合は、電力
出力される。ただし、入力端子間には入力フィルタ回路4のフィルタ用コンデンサの電荷しかないため、入力電圧Vinは電圧(Vdc−Vsub)まで瞬時に低下する。
FIG. 11 shows an operation in which an AC voltage is generated in the input voltage Vin when the input terminal is opened as in FIG. 10, but the above condition of voltage | Vin | <Vsub is not satisfied, and the short-circuit switch is forcibly turned off. The case of performing will be described separately for the periods indicated by T5 to T8.
T5 is a period in which the AC synchronous sine wave is positive and the short-circuit switch is off. In this period T5, the smoothing
Since the input voltage Vin at this time is a voltage (Vsub), when the voltage (Vsub) is superimposed from the
T6は、交流同期正弦波が正極性で、短絡スイッチがオンからオフになる期間である。この期間T6では、電流指令Iin*が正極性であるため、入力電流Iinを正方向に制御する動作となる。このとき図12に示す経路で電流が流れるようインバータ回路100の出力が制御されるため、入力電圧Vinが負方向に増加する。
そして、インバータ回路100の直流電圧源105の電荷を放電する動作によって入力電圧Vinの電圧が増加し、さらにリアクトル2によって放電動作が瞬間的に維持されることで、│Vin│<Vsubの条件から外れ、短絡スイッチがオフされる。短絡スイッチがオフされてから電流指令Iin*が負になるまで、即ち交流同期正弦波のゼロクロスまでは、入力電圧Vinはおよそ電圧(−Vsub)であるため、インバータ回路100から電圧(Vsub)を出力しても回路に電流は流れず、入力電圧Vinは変化しない。
T6 is a period during which the AC synchronous sine wave is positive and the short-circuit switch is turned off. In this period T6, since the current command Iin * is positive, the operation of controlling the input current Iin in the positive direction is performed. At this time, since the output of the
Then, the voltage of the input voltage Vin is increased by the operation of discharging the charge of the
T7は、交流同期正弦波が負極性で、短絡スイッチがオフしている期間である。この期間T7は、上記期間T5と正負反転した動作を行う。即ち、入力電圧Vinは電圧(−Vdc+Vsub)まで瞬時に低下する。
T8は、交流同期正弦波が負極性で、短絡スイッチがオンからオフになる期間である。この期間T8は、上記期間T6と正負反転した動作を行う。即ち、入力電圧Vinが正方向に増加し、│Vin│<Vsubの条件から外れて短絡スイッチがオフされる。そして、交流同期正弦波のゼロクロスまでは入力電圧Vinはおよそ電圧(Vsub)から変化しない。
T7 is a period in which the AC synchronous sine wave is negative and the short-circuit switch is off. In this period T7, an operation in which the polarity is inverted with respect to the period T5 is performed. That is, the input voltage Vin instantaneously decreases to the voltage (−Vdc + Vsub).
T8 is a period during which the AC synchronous sine wave is negative and the short-circuit switch is turned off. In this period T8, an operation in which the polarity is inverted with respect to the period T6 is performed. That is, the input voltage Vin increases in the positive direction, deviating from the condition of | Vin | <Vsub, and the short-circuit switch is turned off. The input voltage Vin does not change from the voltage (Vsub) until the zero cross of the AC synchronous sine wave.
次に、上記の図10、図11のように入力端子開放時に入力電圧Vinに交流電圧を生じる場合に、入力端子が開放状態であることを検出する電源切断検出手段1000について、図13のフローチャートを用いて説明する。なお、図13のフローチャートで示す処理は、上記制御の動作中に適用する。
まずステップS50は、入力電圧Vinのゼロクロス間の周期変化量が周期変化閾値TTH以上であるか判定する。入力端子開放時には入力電圧Vinのゼロクロスタイミングが変化するため、周期変化量を電源切断検出の判定条件として含める。なお周期変化量は、ある時点での周期と、1回前に検出された周期との差より算出する。
Next, as shown in FIGS. 10 and 11, when the AC voltage is generated in the input voltage Vin when the input terminal is open, the power-
First, in step S50, it is determined whether the period variation between zero crosses of the input voltage Vin is equal to or greater than the period variation threshold T TH . Since the zero-cross timing of the input voltage Vin changes when the input terminal is open, the period change amount is included as a determination condition for detecting power-off. The period change amount is calculated from the difference between the period at a certain point in time and the period detected one time before.
ステップS50において、入力電圧Vinのゼロクロスに変化を生じていなければ(NO)、処理を終了する。
またステップS50の条件に一致したならば(YES)、ステップS51に進み、入力電流Iinが電流閾値ITH未満、かつ期間tOPEN以上継続するかを判定する。入力端子開放時に入力電流Iinとして検出される電流は、入力フィルタ回路4を構成するコンデンサの電荷授受により生じるわずかな電流値となるため、入力電流Iin低下の継続を電源切断検出の判定条件として含める。
If no change has occurred in the zero crossing of the input voltage Vin in step S50 (NO), the process ends.
Further, if the condition is met in step S50 (YES), the process proceeds to step S51, determines whether input current Iin is lower than the current threshold I TH, and to the duration t OPEN or more. Since the current detected as the input current Iin when the input terminal is opened is a slight current value generated by the charge transfer of the capacitor constituting the
ステップS51において、入力電流Iinが電流閾値ITH以上であれば(NO)、処理を終了する。
また、ステップS51の条件に一致したならば(YES)、ステップS52に進み、電流指令Iin*の実効値が電流実効値閾値IrmsTH以上であるか判定する。入力端子開放時に入力電流Iinは低下するが、電流指令Iin*がステップS51の電流閾値ITH未満に設定されている場合には、常にステップS51の判定条件に一致する。
In step S51, the input current Iin is equal to or greater than the current threshold I TH (NO), the process ends.
If the condition in step S51 is matched (YES), the process proceeds to step S52, and it is determined whether the effective value of the current command Iin * is equal to or greater than the current effective value threshold Irms TH . Although the input current Iin is decreased when the input terminal opened, when the current command Iin * is set to less than the current threshold I TH of step S51 is always matches the condition of step S51.
そのため、もしステップS51までの条件により電源切断を検出したとすると、ステップS50での周期変化の誤判定により電源切断を誤検出する可能性がある。従って、ステップS52の条件により電流指令Iin*は十分高い値として設定しているにもかかわらず、入力電流Iinが低下していることを判定する。なお、電流実効値閾値IrmsTHは、制御誤差を加味してステップS51での電流閾値ITHより高い値に設定し、入力端子開放時の入力電流Iin低下を判別できるようにする。 Therefore, if power-off is detected according to the conditions up to step S51, there is a possibility that power-off is erroneously detected due to an erroneous determination of the period change in step S50. Therefore, it is determined that the input current Iin is decreasing although the current command Iin * is set to a sufficiently high value according to the condition of step S52. The current effective value threshold Irms TH is considering the control error is set to a value higher than the current threshold I TH in Step S51, to be able to determine the input current Iin decreases at the input terminal opened.
ステップS52の条件に一致したならば(YES)、ステップS53に進み、電源切断を検出し、処理を終了する。
またステップS52の条件に一致しなければ(NO)、ステップS54に進み、入力電圧Vinの実効値変化量が電圧実効値閾値VrmsTH以上であるか判定する。入力端子開放時は、入力電圧Vinに生じる電圧の最大値はインバータ回路100の直流電圧源105の電圧に依存するため、交流電源1の交流電圧とは異なる電圧実効値となる。これより、電流指令Iin*が低く設定され、ステップS52の条件で電源切断を検出できない場合には、入力電圧Vinの実効値変化量によって電源切断を判定する。
If the condition in step S52 is met (YES), the process proceeds to step S53, the power-off is detected, and the process ends.
If the condition in step S52 is not met (NO), the process proceeds to step S54, and it is determined whether the effective value change amount of the input voltage Vin is equal to or greater than the voltage effective value threshold value Vrms TH . When the input terminal is open, the maximum value of the voltage generated in the input voltage Vin depends on the voltage of the
なお、入力電圧Vinの実効値変化量は変化前のVin実効値から変化後のVin実効値を減算することで求めることができるが、Vin実効値演算のタイミングによっては入力端子開放前後を含むため、入力端子開放された周期に演算される実効値は無視する等の方法により、正確な実効値変化量を求めることができる。
ステップS54の条件に一致したならば(YES)、ステップS53に進み、電源切断を検出して処理を終了する。
またステップS54の条件に一致しなければ(NO)、ステップS55に進み、入力電圧Vinと交流同期正弦波との位相差積算値が位相差積算閾値φTH以上であるか判定する。
Note that the effective value change amount of the input voltage Vin can be obtained by subtracting the Vin effective value after the change from the Vin effective value before the change, but depending on the timing of the Vin effective value calculation, it includes before and after the input terminal is opened. The effective value change amount can be obtained accurately by ignoring the effective value calculated in the period when the input terminal is opened.
If the condition in step S54 is met (YES), the process proceeds to step S53, the power-off is detected, and the process is terminated.
Also must match the condition at step S54 (NO), the process proceeds to step S55, and determines whether the phase difference integrated value of the alternating current synchronous sinusoidal input voltage Vin is the phase difference accumulation threshold phi TH or more.
上記ステップS54の処理において、入力電圧Vinの実効値変化量が閾値VrmsTH未満であったとしても、入力端子開放時の入力電圧Vinが交流電源1の交流電圧と実効
値が一致する可能性があるため、ステップS55において入力電圧Vinの交流波形から電源切断を検出する条件を設定する。
位相差積算値は、入力電圧Vinで生じる交流電圧と、交流同期正弦波との位相差をゼロクロス間などの所定期間積算した値であり、入力電圧Vinの交流波形が正弦波と異なる度合いを簡易的に数値化することができる。
ステップS55の条件に一致したならば(YES)、ステップS53に進み、電源切断を検出して処理を終了する。また、ステップS55の条件に一致しなければ(NO)、電源切断されていないと判断し、処理を終了する。
In the process of step S54, even if the amount of change in the effective value of the input voltage Vin is less than the threshold value Vrms TH , there is a possibility that the input voltage Vin when the input terminal is open matches the effective value of the AC voltage of the
The phase difference integrated value is a value obtained by integrating the phase difference between the AC voltage generated by the input voltage Vin and the AC synchronous sine wave for a predetermined period such as between zero crosses, and the degree to which the AC waveform of the input voltage Vin differs from the sine wave is simplified. Numerically.
If the condition in step S55 is met (YES), the process proceeds to step S53, the power-off is detected, and the process is terminated. If the condition in step S55 is not met (NO), it is determined that the power is not turned off, and the process ends.
制御回路10において、上記電源切断検出手段1000により電力変換装置から交流電源1が切り離されたことを検出した場合は、インバータ回路100およびコンバータ回路300内の各半導体スイッチ素子101a〜104a、302a、304aを全てオフし、スイッチング動作を停止する。
When the
この実施の形態では、制御回路10は、電流指令Iin*を用いてインバータ回路10
0を制御することにより、平滑コンデンサ3の電圧Vdcを目標電圧Vdc*に追従させ、交流電源1の力率を改善するように制御する。
コンバータ回路300は高周波スイッチングが不要であるためスイッチング損失が殆ど無い。また、力率を制御し平滑コンデンサ3の直流電圧Vdcを制御するように動作するインバータ回路100は、スイッチングで扱う電圧Vsubを交流電源1のピーク電圧よりも大幅に低くできる。このため、大きなリアクトル2を要することなくスイッチング損失およびノイズを低減でき、インバータ回路100の素子の信頼性が向上する。
In this embodiment, the
By controlling 0, the voltage Vdc of the smoothing
Since the
また、制御回路10は、平滑コンデンサ3をバイパスする短絡期間Tを有してコンバータ回路300を制御し、インバータ回路100では、短絡期間Tにて直流電圧源105が充電される。このため、インバータ回路100が高い電圧を発生させることなく電流制御可能であると共に、直流電圧源105に充電されたエネルギを平滑コンデンサ3への放電に使える。このため、インバータ回路100では、スイッチングで扱う電圧をさらに低減でき、高効率化、低ノイズ化がさらに促進できる。
Further, the
また、交流電源1が切り離されて入力端子t1、t2が開放状態になると、インバータ回路100の出力により入力電圧Vinに交流電圧を生じるため、制御回路10は電源切断検出手段1000を備え、入力端子が開放状態であることを検出し、この電源切断検出を受けて速やかに電力変換装置の動作を停止する等の対応が可能となる。これにより、電力変換装置を電源へ接続するプラグ等の端子間に生じる電圧での感電や、電力系統の保安・保守における感電等の事故を防止することができる。
In addition, when the
また、上記電源切断検出手段1000は、入力電圧Vinのゼロクロス間の周期変化量が周期変化閾値TTH以上であるかという判定に基づいて電源切断を検出する。これにより、電源切断時の入力電圧Vinの変化を即時検出可能となり、速やかに電源切断を検出することができる。
なお、判定要素として、入力電圧Vinのゼロクロス間の周期変化量に代えて、入力電圧Vinの周波数の変化量が周波数変化閾値以上の場合に電源切断を検出するようにしてもよい。即ち、周期の変化は周波数の変化であり、周期変化量と同様に電源切断を検出できる。
The power-
Note that, as a determination element, instead of the periodical change amount between zero crosses of the input voltage Vin, the power-off may be detected when the change amount of the frequency of the input voltage Vin is equal to or higher than the frequency change threshold. That is, the change in the period is a change in the frequency, and the power-off can be detected in the same manner as the period change amount.
また、上記電源切断検出手段1000は、入力電流Iinが電流閾値ITH未満、かつ期間tOPEN以上継続するかという判定に基づいて電源切断を検出する。このように、電源切断時に特徴的に変化する入力電流Iinに基づいて判定することにより、速やかに電源切断を検出することができる。
Further, the power-
また、上記電源切断検出手段1000は、入力電圧Vinの実効値変化量が電圧実効値閾値VrmsTH以上であるかという判定に基づいて電源切断を検出する。これにより、電源切断時の入力電圧Vinの変化を即時検出可能となり、速やかに電源切断を検出することができる。
また、上記電源切断検出手段1000は、入力電圧Vinと交流同期正弦波との位相差積算値が位相差積算閾値φTH以上であるかという判定に基づいて電源切断を検出する。これにより、電源切断時の入力電圧Vinの変化を即時検出可能となり、速やかに電源切断を検出することができる。
Further, the power-off detection means 1000 detects power-off based on a determination as to whether the effective value change amount of the input voltage Vin is equal to or greater than the voltage effective value threshold value Vrms TH . As a result, a change in the input voltage Vin when the power is turned off can be detected immediately, and the power supply can be detected quickly.
The power-off detection means 1000 detects power-off based on the determination whether the phase difference integrated value between the input voltage Vin and the AC synchronous sine wave is equal to or greater than the phase difference integration threshold φ TH . As a result, a change in the input voltage Vin when the power is turned off can be detected immediately, and the power supply can be detected quickly.
また、上記電源切断検出手段1000は、上記した入力電圧Vinの電圧値、周期、周波数、位相、及び入力電流Iinといった判定要素を、図13のフローチャートで示したように複数組み合わせ、複数の判定要素に基づいて電源切断を判定する。これにより、電源切断を精度良く検出することができる。 Further, the power-off detection means 1000 combines a plurality of determination elements such as the voltage value, period, frequency, phase, and input current Iin of the input voltage Vin as shown in the flowchart of FIG. The power-off is determined based on the above. Thereby, power-off can be detected with high accuracy.
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2による電力変換装置について説明する。実施の形態2による電力変換装置の概略構成図は、実施の形態1で示した図1と同じであり、制御回路1
0の電源切断検出手段1000に入力される判定要素が異なるだけである。したがってその構成の説明は省略する。
Next, a power converter according to
The only difference is the determination element that is input to the zero power-off detection means 1000. Therefore, the description of the configuration is omitted.
実施の形態1では、電源切断検出手段1000は、入力電圧Vinの電圧値、周期、周波数、位相、及び入力電流Iinといった判定要素に基づいて電源切断を判定しているが、上記で示した判定方法に限るものではなく、電源切断時の特徴的な変化を捉えることが可能な判定方法であれば良い。
即ち、実施の形態2の電源切断検出手段1000は、入力電力に基づいて入力電源の切断を検出するものであっても良い。例えば、所定期間内の入力電力の低下量が所定閾値以上という判定に基づいて電源切断を検出することにより、電源切断時の入力電力の特徴的な変化に基づいて速やかに電源切断を検出することができる。
In the first embodiment, the power-
That is, the power-
また、上記電源切断検出手段1000は、平滑コンデンサ3の電圧Vdcに基づいて入
力電源の切断を検出するものであっても良い。例えば、負荷への直流電力出力中に、所定期間内の平滑コンデンサ3の電圧Vdcの低下量が所定閾値以上という判定に基づいて電源切断を検出することにより、電源切断時の平滑コンデンサ3の電圧Vdcの特徴的な変化に基づいて速やかに電源切断を検出することができる。
Further, the power cut-off detection means 1000 may be one that detects the cut-off of the input power based on the voltage Vdc of the smoothing
また、上記電源切断検出手段1000は、コンバータ300から出力される電流Iconに基づいて入力電源の切断を検出するものであっても良い。例えば、コンバータ300から出力される電流Iconの低下量が所定閾値以上という判定に基づいて電源切断を検出することにより、電源切断時のコンバータ300から出力される電流Iconの特徴的な変化に基づいて速やかに電源切断を検出することができる。
Further, the power cut-off detection means 1000 may detect the cut-off of the input power based on the current Icon outputted from the
また、上記電源切断検出手段1000は、インバータ回路100の直流電圧源105の電圧Vsubに基づいて入力電源の切断を検出するものであっても良い。例えば、所定期間内の直流電圧源105の電圧Vsubの低下量が所定閾値以上という判定に基づいて電源切断を検出することにより、電源切断時の直流電圧源105の電圧Vsubの特徴的な変化に基づいて速やかに電源切断を検出することができる。
Further, the power-off detection means 1000 may detect the disconnection of the input power based on the voltage Vsub of the
また、上記電源切断検出手段1000は、インバータ回路100の直流電圧源105に流れる電流に基づいて入力電源の切断を検出するものであっても良い。例えば、直流電圧源105に流れる電流が、短絡スイッチのオン時とオフ時のいずれであっても所定閾値未満という判定に基づいて電源切断を検出することにより、電源切断時の直流電圧源105の電流の特徴的な変化に基づいて速やかに電源切断を検出することができる。
Further, the power-off detection means 1000 may detect the disconnection of the input power based on the current flowing through the
また、上記した入力電力、平滑コンデンサ3の電圧Vdc、コンバータ300から出力
される電流Icon、直流電圧源105の電圧Vsub、直流電圧源105に流れる電流といった判定要素を単独で用いる以外に、上記の判定要素を複数組み合わせ、複数の判定要素に基づいて電源切断を判定してもよい。更に実施の形態1で説明した判定要素と実施の形態2で説明した判定要素を組み合わせて電源切断を判定してもよい。これにより、電源切断を精度良く検出することができる。
In addition to using the above-described determination factors such as the input power, the voltage Vdc of the smoothing
また、上記制御回路10は上記電源切断検出手段1000により電源切断を検出すると、上記各半導体スイッチ素子をオフすることにより即時に制御停止したが、入力電圧Vinが低下するようしばらく制御を継続した後に停止しても良い。例えば、上記電源切断検出手段1000により電源切断を検出した後もスイッチング制御継続し、第1の入力端子t1と第2の入力端子t2の間に生じる電圧値が所定閾値以下となった場合に、半導体スイッチ素子とスイッチを全てオフして制御を停止する。
このように入力電圧Vinが所定の閾値以下まで低下した時点で制御停止することにより、入力端子間に接触した場合の感電の危険性を低下させることができる。
Further, when the
Thus, by stopping the control when the input voltage Vin decreases to a predetermined threshold value or less, the risk of electric shock when contacting between the input terminals can be reduced.
実施の形態3.
次に、この発明の実施の形態3による電力変換装置について、図14、図15に基づいて説明する。
実施の形態3による電力変換装置の概略構成図は、実施の形態1で示した図1と同じで
ある。また、実施の形態3による電力変換装置のインバータ回路100の制御、およびコンバータ回路300の制御は、実施の形態1で説明した図8、図9と同じであり、説明を省略する。
Next, a power conversion device according to
The schematic configuration diagram of the power conversion device according to the third embodiment is the same as FIG. 1 shown in the first embodiment. Further, the control of
この実施の形態3における電源切断検出手段1000について、図14のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップS60において、入力電圧Vinのゼロクロス間の周期変化量が周期変化閾値TTH以上であるか判定する。入力端子開放時には入力電圧Vinのゼロクロスタイミングが変化するため、周期変化量を電源切断検出の判定条件として含める。なお周期変化量は、ある時点での周期と、1回前に検出された周期との差より算出する。
The power-off detection means 1000 in this
First, in step S60, it is determined whether or not the period variation amount between zero crosses of the input voltage Vin is equal to or greater than the period variation threshold T TH . Since the zero-cross timing of the input voltage Vin changes when the input terminal is open, the period change amount is included as a determination condition for detecting power-off. The period change amount is calculated from the difference between the period at a certain point in time and the period detected one time before.
ステップS60において、入力電圧Vinのゼロクロスに変化を生じていなければ(NO)、処理を終了する。
ステップS60の条件に一致したならば(YES)、ステップS61に進み、電源切断を検出し、処理を終了する。
制御回路10において、上記電源切断検出手段1000により電力変換装置から交流電源1が切り離されたことを検出したならば、インバータ回路100が入力電圧Vinに対向するように電圧を出力する場合のスイッチング方法を、インバータ回路100の各半導体スイッチ素子101a〜104aを全てオフするように変更する。
In step S60, if there is no change in the zero cross of the input voltage Vin (NO), the process ends.
If the condition in step S60 is met (YES), the process proceeds to step S61, the power-off is detected, and the process ends.
When the
具体的には、入力電圧Vinが正極性の時には、半導体スイッチ素子101a、104aをオン、半導体スイッチ素子102a、103aをオフとすると、インバータ回路100の出力は入力電圧Vinに対向する。また、入力電圧Vinが負極性の時には、半導体スイッチ素子102a、103aをオン、半導体スイッチ素子101a、104aをオフとすると、インバータ回路100の出力は入力電圧Vinに対向する。
このようにインバータ回路100が入力電圧Vinに対向するよう出力制御されるときは、インバータ回路100の各半導体スイッチ素子101a〜104aを全てオフする。即ち、上記4種の制御の組み合わせに対し、各半導体スイッチ素子101a〜104aを全てオフするという組み合わせを追加して、インバータ回路100をPWM制御する。
Specifically, when the input voltage Vin is positive, when the
Thus, when the output control is performed so that the
なお、入力力率が概1となるよう入力電流Iinが制御されている状態であれば、インバータ回路100の各半導体スイッチ素子101a〜104aを全てオフした時には、インバータ回路100の出力は入力電圧Vinに対向する電圧となる。
このような制御による入力端子開放時の動作を図15に基づいて以下に説明する。図15は、入力電圧Vin、入力電流Iinの波形と、短絡スイッチのオン/オフ状態、交流同期正弦波について示している。入力端子開放により交流電源1が切り離され、電源切断検出手段1000により電源切断を検出した直後に、入力電圧Vinに生じる電圧値をT9〜T12に示す期間に分けて説明する。
If the input current Iin is controlled so that the input power factor is approximately 1, when all the
The operation when the input terminal is opened by such control will be described below with reference to FIG. FIG. 15 shows the waveforms of the input voltage Vin and the input current Iin, the ON / OFF state of the short-circuit switch, and the AC synchronous sine wave. The voltage value generated in the input voltage Vin immediately after the
T9は、交流同期正弦波が負極性で、短絡スイッチがオフしている期間である。この期間T9では、負極性の電流指令Iin*に従い、入力電圧Vinにインバータ回路100
の出力を重畳して平滑コンデンサ3を充電する制御となる。
ここで入力電圧Vinは電圧(Vsub)であるため、インバータ回路100から入力電圧Vinに対向する電圧(−Vsub)以上を出力する制御となり、即ちインバータ回路100の各半導体スイッチ素子101a〜104aが全てオフされる状態を100%としてPWM制御される。このとき、入力電流Iinを負方向に制御することはできず、入力電圧Vinは変化しない。
T9 is a period in which the AC synchronous sine wave is negative and the short-circuit switch is off. In this period T9, the
The smoothing
Here, since the input voltage Vin is a voltage (Vsub), the
T10は、交流同期正弦波が負極性で、短絡スイッチがオンしている期間である。この期間T10では、電流指令Iin*が負極性であるため、入力電流Iinを負方向に制御する動作となる。ここで入力電圧Vinは電圧(Vsub)であるため、T9と同様にインバータ回路100から入力電圧Vinに対向する電圧(−Vsub)以上を出力する制御となるが、入力電流Iinを負方向に制御することはできず、入力電圧Vinは変化しない。
T10 is a period in which the AC synchronous sine wave is negative and the short-circuit switch is on. In this period T10, since the current command Iin * has a negative polarity, the operation of controlling the input current Iin in the negative direction is performed. Here, since the input voltage Vin is a voltage (Vsub), it is controlled to output a voltage (−Vsub) or more opposite to the input voltage Vin from the
T11は、交流同期正弦波が正極性で、短絡スイッチがオンしている期間である。この期間T11では、電流指令Iin*が正極性であるため、入力電流Iinを正方向に制御する動作となる。ここで入力電圧Vinは電圧(Vsub)であるため、インバータ回路100からは入力電圧Vinに対向する出力制御となり、各半導体スイッチ素子101a〜104aを全てオフするという組み合わせを含んでインバータ回路100をPWM制御する。
T11 is a period in which the AC synchronous sine wave is positive and the short-circuit switch is on. In this period T11, since the current command Iin * is positive, the input current Iin is controlled in the positive direction. Here, since the input voltage Vin is a voltage (Vsub), the
このとき、入力電流Iinが正極性となるよう制御されるため、入力電圧Vinは低下する。ここで、入力電圧Vinが低下して負極性になったとすると、入力電流Iinを正極性に制御するために、インバータ回路100は負極性の入力電圧Vinに対向するよう出力制御する必要がある。ただし、入力電圧Vinに対向する出力の場合は、各半導体スイッチ素子101a〜104aを全てオフする組み合わせでインバータ回路100がスイッチングされ、入力電流Iinを制御することができない。従って、入力電圧Vinが0Vとなった時点で入力電流Iinを制御できなくなり、入力電圧Vinは変動しなくなる。
At this time, since the input current Iin is controlled to be positive, the input voltage Vin decreases. Here, if the input voltage Vin decreases and becomes negative, in order to control the input current Iin to positive polarity, the
T12は、交流同期正弦波が正極性で、短絡スイッチがオフしている期間である。この期間T12では、電流指令Iin*が正極性であるため、入力電流Iinを正方向に制御する動作となる。入力電圧Vinは0Vであるため、インバータ回路100の出力電圧のみで入力電流Iinを制御するが、Vdc>Vsubである場合は電流制御できず、入力電圧Vinは変動しない。
また、もしVdc<Vsubであった場合には、インバータ回路100の出力電圧で電流制御可能となる。ただし、正極性の入力電流Iinが流れることにより、入力電圧Vinは負極性となり、インバータ回路100の出力が入力電圧Vinに対向することになるため、各半導体スイッチ素子101a〜104aを全てオフする組み合わせでインバータ回路100がスイッチングされ、結果として入力電圧Vinは0Vからほとんど変動しないまま維持される。
T12 is a period in which the AC synchronous sine wave is positive and the short-circuit switch is off. In this period T12, since the current command Iin * is positive, the input current Iin is controlled in the positive direction. Since the input voltage Vin is 0V, the input current Iin is controlled only by the output voltage of the
If Vdc <Vsub, the current can be controlled by the output voltage of the
なお、図15とは異なるタイミングで電源切断が検出されたとしても、入力電圧Vinは0Vに安定する動作となる。また、│Vin│<Vsubの条件から外れ、短絡スイッチを強制的にオフする場合についても、電源切断が検出された後は同様に入力電圧Vinは0Vに安定する。 Note that even when power-off is detected at a timing different from that in FIG. 15, the input voltage Vin is stabilized at 0V. Also, when the condition of | Vin | <Vsub is not satisfied and the short-circuit switch is forcibly turned off, the input voltage Vin is similarly stabilized at 0 V after the power-off is detected.
この実施の形態3では、電源切断検出手段1000により電源切断を検出したならば、インバータ回路100が入力電圧Vinに対向するように電圧を出力する場合のスイッチング方法を、インバータ回路100の各半導体スイッチ素子101a〜104aを全てオ
フするように変更し、PWM制御する。これにより、電源切断検出された後はインバータ回路の出力によって入力電圧Vinが変動することは無く、0Vに安定する。これにより、電力変換装置を電源へ接続するプラグ等の端子間に生じる電圧での感電や、電力系統の保安・保守における感電等の事故を防止することができる。
In the third embodiment, if the power-off detection means 1000 detects the power-off, the switching method in the case where the
また、電源切断検出手段1000により電源の切断が誤検出されたとしても、上記のように各半導体スイッチ素子101a〜104aを全てオフするという組み合わせを含んでインバータ回路100をPWM制御することにより、入力力率を概1とする入力電流Iinの制御を継続することができる。
Further, even if the power-
また、インバータ回路100の各半導体スイッチ素子101a〜104aを全てオフすると、入力電流Iinはダイオード101b〜104bのいずれか2つを通る経路で流れる。
ここで、ダイオード101b〜104bの導通損失が半導体スイッチ素子101a〜104aのオン時の導通損失よりも大きい場合には、電源切断検出手段により電源の切断が検出されたときのみ、ダイオード101b〜104bを意図的に導通させる制御とするため、入力力率を概1とする入力電流Iinの制御時の損失を抑えることができる。
When all the
Here, when the conduction loss of the
1:交流電源、 2:リアクトル、
3:平滑コンデンサ、 3a、3b:直流母線、
4:入力フィルタ回路、
10:制御回路、 11、12:ゲート信号
100:インバータ回路、 105:直流電圧源、
101a、102a、103a、104a:半導体スイッチ素子、
300:コンバータ回路、 301、303:ダイオード、
302a、304a:スイッチ(半導体スイッチ素子)、
1000:電源切断検出手段、
t1、t2:第1および第2の入力端子、 入力電圧Vin、
Iin:入力電流、 Vsub:直流電圧源電圧、
Vdc:平滑コンデンサ電圧。
1: AC power supply, 2: Reactor,
3: Smoothing capacitor, 3a, 3b: DC bus,
4: Input filter circuit
10:
101a, 102a, 103a, 104a: semiconductor switch elements,
300: Converter circuit, 301, 303: Diode,
302a, 304a: switches (semiconductor switch elements),
1000: Power-off detection means
t1, t2: first and second input terminals, input voltage Vin,
Iin: input current, Vsub: DC voltage source voltage,
Vdc: smoothing capacitor voltage.
Claims (14)
複数の半導体スイッチ素子と直流電圧源とから成る単相インバータの交流側を1以上直列接続して構成され、該交流側を前記第1の入力端子に直列接続して前記各単相インバータの出力の総和を前記電源の出力に重畳するインバータ回路と、
直流母線間に接続された1以上のスイッチを有し、一方の交流端子が前記インバータ回路の後段の交流出力線に接続され、他方の交流端子が前記第2の入力端子に接続され、前記交流端子間が前記スイッチにより短絡可能なよう接続され、前記直流母線間に直流電力を出力するコンバータ回路と、
前記直流母線間に接続され、前記コンバータ回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、
前記コンバータ回路の前記交流端子間を短絡させて前記平滑コンデンサをバイパスさせる短絡期間を制御すると共に、電圧または電流指令を用いて前記インバータ回路を制御する制御回路とを備え、前記電源が切り離された場合、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に前記インバータ回路の出力により交流電圧が生じる電力変換装置であって、
前記制御回路は、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に生じる電圧の周波数または周期の変化量が所定の変化閾値以上の場合に、前記電源との接続が切り離されたことを検出する電源切断検出手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。 A first input terminal and a second input terminal connected to a power source;
One or more alternating current sides of a single phase inverter composed of a plurality of semiconductor switch elements and a direct current voltage source are connected in series, and the alternating current side is connected in series to the first input terminal and the output of each single phase inverter. An inverter circuit that superimposes the sum of
One or more switches connected between the DC buses, one AC terminal is connected to the AC output line at the rear stage of the inverter circuit, the other AC terminal is connected to the second input terminal, and the AC A converter circuit connected between the terminals so as to be short-circuited by the switch, and outputting DC power between the DC buses, and
A smoothing capacitor connected between the DC buses and smoothing the output of the converter circuit;
A short-circuit period for bypassing the smoothing capacitor by short-circuiting the AC terminals of the converter circuit, and a control circuit for controlling the inverter circuit using a voltage or current command, the power supply being disconnected A power converter that generates an alternating voltage between the first input terminal and the second input terminal by the output of the inverter circuit ,
The control circuit is disconnected from the power supply when the amount of change in the frequency or period of the voltage generated between the first input terminal and the second input terminal is equal to or greater than a predetermined change threshold. A power conversion device comprising power-off detection means for detecting the power.
複数の半導体スイッチ素子と直流電圧源とから成る単相インバータの交流側を1以上直列接続して構成され、該交流側を前記第1の入力端子に直列接続して前記各単相インバータの出力の総和を前記電源の出力に重畳するインバータ回路と、
直流母線間に接続された1以上のスイッチを有し、一方の交流端子が前記インバータ回路の後段の交流出力線に接続され、他方の交流端子が前記第2の入力端子に接続され、前記交流端子間が前記スイッチにより短絡可能なよう接続され、前記直流母線間に直流電力を出力するコンバータ回路と、
前記直流母線間に接続され、前記コンバータ回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、
前記コンバータ回路の前記交流端子間を短絡させて前記平滑コンデンサをバイパスさせる短絡期間を制御すると共に、電圧または電流指令を用いて前記インバータ回路を制御する制御回路とを備え、前記電源が切り離された場合、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に前記インバータ回路の出力により交流電圧が生じる電力変換装置であって、
前記制御回路は、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に生じる電圧の位相と交流同期正弦波との位相差または位相差積算値が所定の閾値以上の場合に、前記電源との接続が切り離されたことを検出する電源切断検出手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。 A first input terminal and a second input terminal connected to a power source;
One or more alternating current sides of a single phase inverter composed of a plurality of semiconductor switch elements and a direct current voltage source are connected in series, and the alternating current side is connected in series to the first input terminal and the output of each single phase inverter. An inverter circuit that superimposes the sum of
One or more switches connected between the DC buses, one AC terminal is connected to the AC output line at the rear stage of the inverter circuit, the other AC terminal is connected to the second input terminal, and the AC A converter circuit connected between the terminals so as to be short-circuited by the switch, and outputting DC power between the DC buses, and
A smoothing capacitor connected between the DC buses and smoothing the output of the converter circuit;
A short-circuit period for bypassing the smoothing capacitor by short-circuiting the AC terminals of the converter circuit, and a control circuit for controlling the inverter circuit using a voltage or current command, the power supply being disconnected A power converter that generates an alternating voltage between the first input terminal and the second input terminal by the output of the inverter circuit,
When the phase difference between the phase of the voltage generated between the first input terminal and the second input terminal and the AC synchronous sine wave or the phase difference integrated value is equal to or greater than a predetermined threshold, the control circuit A power conversion device comprising power-off detection means for detecting that the connection with the device has been disconnected .
複数の半導体スイッチ素子と直流電圧源とから成る単相インバータの交流側を1以上直列接続して構成され、該交流側を前記第1の入力端子に直列接続して前記各単相インバータの出力の総和を前記電源の出力に重畳するインバータ回路と、
直流母線間に接続された1以上のスイッチを有し、一方の交流端子が前記インバータ回路の後段の交流出力線に接続され、他方の交流端子が前記第2の入力端子に接続され、前記交流端子間が前記スイッチにより短絡可能なよう接続され、前記直流母線間に直流電力を出力するコンバータ回路と、
前記直流母線間に接続され、前記コンバータ回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、
前記コンバータ回路の前記交流端子間を短絡させて前記平滑コンデンサをバイパスさせる短絡期間を制御すると共に、電圧または電流指令を用いて前記インバータ回路を制御する制御回路とを備え、前記電源が切り離された場合、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に前記インバータ回路の出力により交流電圧が生じる電力変換装置であって、
前記制御回路は、前記第1の入力端子または前記第2の入力端子に流れる電流値が所定の電流閾値未満の場合に、前記電源との接続が切り離されたことを検出する電源切断検出手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。 A first input terminal and a second input terminal connected to a power source;
One or more alternating current sides of a single phase inverter composed of a plurality of semiconductor switch elements and a direct current voltage source are connected in series, and the alternating current side is connected in series to the first input terminal and the output of each single phase inverter. An inverter circuit that superimposes the sum of
One or more switches connected between the DC buses, one AC terminal is connected to the AC output line at the rear stage of the inverter circuit, the other AC terminal is connected to the second input terminal, and the AC A converter circuit connected between the terminals so as to be short-circuited by the switch, and outputting DC power between the DC buses, and
A smoothing capacitor connected between the DC buses and smoothing the output of the converter circuit;
A short-circuit period for bypassing the smoothing capacitor by short-circuiting the AC terminals of the converter circuit, and a control circuit for controlling the inverter circuit using a voltage or current command, the power supply being disconnected A power converter that generates an alternating voltage between the first input terminal and the second input terminal by the output of the inverter circuit,
The control circuit includes power-off detection means for detecting that the connection with the power source is disconnected when the value of the current flowing through the first input terminal or the second input terminal is less than a predetermined current threshold. A power conversion device comprising:
複数の半導体スイッチ素子と直流電圧源とから成る単相インバータの交流側を1以上直列接続して構成され、該交流側を前記第1の入力端子に直列接続して前記各単相インバータの出力の総和を前記電源の出力に重畳するインバータ回路と、
直流母線間に接続された1以上のスイッチを有し、一方の交流端子が前記インバータ回路の後段の交流出力線に接続され、他方の交流端子が前記第2の入力端子に接続され、前記交流端子間が前記スイッチにより短絡可能なよう接続され、前記直流母線間に直流電力を出力するコンバータ回路と、
前記直流母線間に接続され、前記コンバータ回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、
前記コンバータ回路の前記交流端子間を短絡させて前記平滑コンデンサをバイパスさせる短絡期間を制御すると共に、電圧または電流指令を用いて前記インバータ回路を制御する制御回路とを備え、前記電源が切り離された場合、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に前記インバータ回路の出力により交流電圧が生じる電力変換装置であって、
前記制御回路は、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に生じる電圧および電圧の実効値が所定の電圧閾値以下、または前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に生じる電圧の実効値変化量が所定の電圧実効値閾値以上の場合に、前記電源との接続が切り離されたことを検出する電源切断検出手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。 A first input terminal and a second input terminal connected to a power source;
One or more alternating current sides of a single phase inverter composed of a plurality of semiconductor switch elements and a direct current voltage source are connected in series, and the alternating current side is connected in series to the first input terminal and the output of each single phase inverter. An inverter circuit that superimposes the sum of
One or more switches connected between the DC buses, one AC terminal is connected to the AC output line at the rear stage of the inverter circuit, the other AC terminal is connected to the second input terminal, and the AC A converter circuit connected between the terminals so as to be short-circuited by the switch, and outputting DC power between the DC buses, and
A smoothing capacitor connected between the DC buses and smoothing the output of the converter circuit;
A short-circuit period for bypassing the smoothing capacitor by short-circuiting the AC terminals of the converter circuit, and a control circuit for controlling the inverter circuit using a voltage or current command, the power supply being disconnected A power converter that generates an alternating voltage between the first input terminal and the second input terminal by the output of the inverter circuit,
In the control circuit, a voltage generated between the first input terminal and the second input terminal and an effective value of the voltage are equal to or lower than a predetermined voltage threshold value, or between the first input terminal and the second input terminal. A power converter comprising: a power-off detection means for detecting that the connection with the power source is disconnected when an effective value change amount of a voltage generated therebetween is equal to or greater than a predetermined voltage effective value threshold value .
複数の半導体スイッチ素子と直流電圧源とから成る単相インバータの交流側を1以上直列接続して構成され、該交流側を前記第1の入力端子に直列接続して前記各単相インバータの出力の総和を前記電源の出力に重畳するインバータ回路と、
直流母線間に接続された1以上のスイッチを有し、一方の交流端子が前記インバータ回路の後段の交流出力線に接続され、他方の交流端子が前記第2の入力端子に接続され、前記交流端子間が前記スイッチにより短絡可能なよう接続され、前記直流母線間に直流電力を出力するコンバータ回路と、
前記直流母線間に接続され、前記コンバータ回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、
前記コンバータ回路の前記交流端子間を短絡させて前記平滑コンデンサをバイパスさせる短絡期間を制御すると共に、電圧または電流指令を用いて前記インバータ回路を制御する制御回路とを備え、前記電源が切り離された場合、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に前記インバータ回路の出力により交流電圧が生じる電力変換装置であって、
前記制御回路は、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子から入力される電力が所定の閾値以下、または前記第1の入力端子と前記第2の入力端子から入力される電力の所定期間内の低下量が所定の低下量閾値以上の場合に、前記電源との接続が切り離されたことを検出する電源切断検出手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。 A first input terminal and a second input terminal connected to a power source;
One or more alternating current sides of a single phase inverter composed of a plurality of semiconductor switch elements and a direct current voltage source are connected in series, and the alternating current side is connected in series to the first input terminal and the output of each single phase inverter. An inverter circuit that superimposes the sum of
One or more switches connected between the DC buses, one AC terminal is connected to the AC output line at the rear stage of the inverter circuit, the other AC terminal is connected to the second input terminal, and the AC A converter circuit connected between the terminals so as to be short-circuited by the switch, and outputting DC power between the DC buses, and
A smoothing capacitor connected between the DC buses and smoothing the output of the converter circuit;
A short-circuit period for bypassing the smoothing capacitor by short-circuiting the AC terminals of the converter circuit, and a control circuit for controlling the inverter circuit using a voltage or current command, the power supply being disconnected A power converter that generates an alternating voltage between the first input terminal and the second input terminal by the output of the inverter circuit,
The control circuit is configured such that power input from the first input terminal and the second input terminal is equal to or lower than a predetermined threshold value, or predetermined power input from the first input terminal and the second input terminal. A power conversion device comprising: a power-off detection means for detecting that the connection with the power source has been disconnected when the amount of decrease within a period is equal to or greater than a predetermined decrease amount threshold .
複数の半導体スイッチ素子と直流電圧源とから成る単相インバータの交流側を1以上直列接続して構成され、該交流側を前記第1の入力端子に直列接続して前記各単相インバータの出力の総和を前記電源の出力に重畳するインバータ回路と、
直流母線間に接続された1以上のスイッチを有し、一方の交流端子が前記インバータ回路の後段の交流出力線に接続され、他方の交流端子が前記第2の入力端子に接続され、前記交流端子間が前記スイッチにより短絡可能なよう接続され、前記直流母線間に直流電力を出力するコンバータ回路と、
前記直流母線間に接続され、前記コンバータ回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、
前記コンバータ回路の前記交流端子間を短絡させて前記平滑コンデンサをバイパスさせる短絡期間を制御すると共に、電圧または電流指令を用いて前記インバータ回路を制御する制御回路とを備え、前記電源が切り離された場合、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に前記インバータ回路の出力により交流電圧が生じる電力変換装置であって、
前記制御回路は、前記平滑コンデンサの電圧が所定の閾前以下、または前記平滑コンデンサの電圧の所定期間内の低下量が所定の低下量閾値以上の場合に、前記電源との接続が切り離されたことを検出する電源切断検出手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。 A first input terminal and a second input terminal connected to a power source;
One or more alternating current sides of a single phase inverter composed of a plurality of semiconductor switch elements and a direct current voltage source are connected in series, and the alternating current side is connected in series to the first input terminal and the output of each single phase inverter. An inverter circuit that superimposes the sum of
One or more switches connected between the DC buses, one AC terminal is connected to the AC output line at the rear stage of the inverter circuit, the other AC terminal is connected to the second input terminal, and the AC A converter circuit connected between the terminals so as to be short-circuited by the switch, and outputting DC power between the DC buses, and
A smoothing capacitor connected between the DC buses and smoothing the output of the converter circuit;
A short-circuit period for bypassing the smoothing capacitor by short-circuiting the AC terminals of the converter circuit, and a control circuit for controlling the inverter circuit using a voltage or current command, the power supply being disconnected A power converter that generates an alternating voltage between the first input terminal and the second input terminal by the output of the inverter circuit,
The control circuit is disconnected from the power supply when the voltage of the smoothing capacitor is equal to or lower than a predetermined threshold, or when the amount of decrease in the voltage of the smoothing capacitor within a predetermined period is equal to or greater than a predetermined decrease amount threshold. A power conversion device comprising power-off detection means for detecting this .
複数の半導体スイッチ素子と直流電圧源とから成る単相インバータの交流側を1以上直列接続して構成され、該交流側を前記第1の入力端子に直列接続して前記各単相インバータの出力の総和を前記電源の出力に重畳するインバータ回路と、
直流母線間に接続された1以上のスイッチを有し、一方の交流端子が前記インバータ回路の後段の交流出力線に接続され、他方の交流端子が前記第2の入力端子に接続され、前記交流端子間が前記スイッチにより短絡可能なよう接続され、前記直流母線間に直流電力を出力するコンバータ回路と、
前記直流母線間に接続され、前記コンバータ回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、
前記コンバータ回路の前記交流端子間を短絡させて前記平滑コンデンサをバイパスさせる短絡期間を制御すると共に、電圧または電流指令を用いて前記インバータ回路を制御する制御回路とを備え、前記電源が切り離された場合、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に前記インバータ回路の出力により交流電圧が生じる電力変換装置であって、
前記制御回路は、前記コンバータ回路から出力される電流が所定の閾値以下、または前記コンバータ回路から出力される電流の所定期間内の低下量が所定の低下量閾値以上の場合に、前記電源との接続が切り離されたことを検出する電源切断検出手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。 A first input terminal and a second input terminal connected to a power source;
One or more alternating current sides of a single phase inverter composed of a plurality of semiconductor switch elements and a direct current voltage source are connected in series, and the alternating current side is connected in series to the first input terminal and the output of each single phase inverter. An inverter circuit that superimposes the sum of
One or more switches connected between the DC buses, one AC terminal is connected to the AC output line at the rear stage of the inverter circuit, the other AC terminal is connected to the second input terminal, and the AC A converter circuit connected between the terminals so as to be short-circuited by the switch, and outputting DC power between the DC buses, and
A smoothing capacitor connected between the DC buses and smoothing the output of the converter circuit;
A short-circuit period for bypassing the smoothing capacitor by short-circuiting the AC terminals of the converter circuit, and a control circuit for controlling the inverter circuit using a voltage or current command, the power supply being disconnected A power converter that generates an alternating voltage between the first input terminal and the second input terminal by the output of the inverter circuit,
When the current output from the converter circuit is equal to or less than a predetermined threshold, or the amount of decrease in the current output from the converter circuit within a predetermined period is equal to or greater than a predetermined decrease amount threshold, the control circuit A power conversion device comprising power-off detection means for detecting disconnection .
複数の半導体スイッチ素子と直流電圧源とから成る単相インバータの交流側を1以上直列接続して構成され、該交流側を前記第1の入力端子に直列接続して前記各単相インバータの出力の総和を前記電源の出力に重畳するインバータ回路と、
直流母線間に接続された1以上のスイッチを有し、一方の交流端子が前記インバータ回路の後段の交流出力線に接続され、他方の交流端子が前記第2の入力端子に接続され、前記交流端子間が前記スイッチにより短絡可能なよう接続され、前記直流母線間に直流電力を出力するコンバータ回路と、
前記直流母線間に接続され、前記コンバータ回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、
前記コンバータ回路の前記交流端子間を短絡させて前記平滑コンデンサをバイパスさせる短絡期間を制御すると共に、電圧または電流指令を用いて前記インバータ回路を制御する制御回路とを備え、前記電源が切り離された場合、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に前記インバータ回路の出力により交流電圧が生じる電力変換装置であって、
前記制御回路は、前記単相インバータの前記直流電圧源の電圧が所定の閾値以下、または前記単相インバータの前記直流電圧源の電圧の所定期間内の低下量が所定の低下量閾値以上の場合に、前記電源との接続が切り離されたことを検出する電源切断検出手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。 A first input terminal and a second input terminal connected to a power source;
One or more alternating current sides of a single phase inverter composed of a plurality of semiconductor switch elements and a direct current voltage source are connected in series, and the alternating current side is connected in series to the first input terminal and the output of each single phase inverter. An inverter circuit that superimposes the sum of
One or more switches connected between the DC buses, one AC terminal is connected to the AC output line at the rear stage of the inverter circuit, the other AC terminal is connected to the second input terminal, and the AC A converter circuit connected between the terminals so as to be short-circuited by the switch, and outputting DC power between the DC buses, and
A smoothing capacitor connected between the DC buses and smoothing the output of the converter circuit;
A short-circuit period for bypassing the smoothing capacitor by short-circuiting the AC terminals of the converter circuit, and a control circuit for controlling the inverter circuit using a voltage or current command, the power supply being disconnected A power converter that generates an alternating voltage between the first input terminal and the second input terminal by the output of the inverter circuit,
When the voltage of the DC voltage source of the single-phase inverter is equal to or lower than a predetermined threshold, or the amount of decrease in the voltage of the DC voltage source of the single-phase inverter is equal to or greater than a predetermined decrease amount threshold In addition, the power conversion device further comprises power-off detection means for detecting that the connection with the power source has been disconnected .
複数の半導体スイッチ素子と直流電圧源とから成る単相インバータの交流側を1以上直列接続して構成され、該交流側を前記第1の入力端子に直列接続して前記各単相インバータの出力の総和を前記電源の出力に重畳するインバータ回路と、
直流母線間に接続された1以上のスイッチを有し、一方の交流端子が前記インバータ回路の後段の交流出力線に接続され、他方の交流端子が前記第2の入力端子に接続され、前記交流端子間が前記スイッチにより短絡可能なよう接続され、前記直流母線間に直流電力を出力するコンバータ回路と、
前記直流母線間に接続され、前記コンバータ回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、
前記コンバータ回路の前記交流端子間を短絡させて前記平滑コンデンサをバイパスさせる短絡期間を制御すると共に、電圧または電流指令を用いて前記インバータ回路を制御する制御回路とを備え、前記電源が切り離された場合、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子の間に前記インバータ回路の出力により交流電圧が生じる電力変換装置であって、
前記制御回路は、前記単相インバータの前記直流電圧源に流れる電流が所定の電流閾値未満の場合に、前記電源との接続が切り離されたことを検出する電源切断検出手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。 A first input terminal and a second input terminal connected to a power source;
One or more alternating current sides of a single phase inverter composed of a plurality of semiconductor switch elements and a direct current voltage source are connected in series, and the alternating current side is connected in series to the first input terminal and the output of each single phase inverter. An inverter circuit that superimposes the sum of
One or more switches connected between the DC buses, one AC terminal is connected to the AC output line at the rear stage of the inverter circuit, the other AC terminal is connected to the second input terminal, and the AC A converter circuit connected between the terminals so as to be short-circuited by the switch, and outputting DC power between the DC buses, and
A smoothing capacitor connected between the DC buses and smoothing the output of the converter circuit;
A short-circuit period for bypassing the smoothing capacitor by short-circuiting the AC terminals of the converter circuit, and a control circuit for controlling the inverter circuit using a voltage or current command, the power supply being disconnected A power converter that generates an alternating voltage between the first input terminal and the second input terminal by the output of the inverter circuit,
The control circuit includes power-off detection means for detecting that the connection with the power source is disconnected when a current flowing through the DC voltage source of the single-phase inverter is less than a predetermined current threshold. A power converter.
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