JP5721096B2 - 電力変換器 - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
- H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
-
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- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
Description
2u−P、2v−P、2w−P 第1のアーム
2u−N、2v−N、2w−N 第2のアーム
10 DSP
11−1、11−2、11−3、11−4 チョッパセル
11−5、11−6、11−7、11−8 チョッパセル
11−9、11−10、11−11、11−12 チョッパセル
11−13、11−14、11−15、11−16 チョッパセル
12 3端子結合リアクトル
12−1、12−2 非結合リアクトル
C 直流コンデンサ
D 帰還ダイオード
EP、EN 直流側入出力端子
S 半導体スイッチング素子
SW1、SW2 半導体スイッチ
Claims (10)
- 直列接続された2つの半導体スイッチを含む半導体スイッチ群と前記半導体スイッチ群に並列接続された直流コンデンサとを有する複数のチョッパセルと、
互いにカスケード接続された前記チョッパセルを有する第1のアームと、
前記第1のアームに直列接続され、互いにカスケード接続された前記チョッパセルを有する第2のアームと、
前記第1のアーム内の全ての前記直流コンデンサの電圧値を平均して得られた値と前記第2のアーム内の全ての前記直流コンデンサの電圧値を平均して得られた値とに基づいて、循環電流指令値を作成する指令値作成手段と、
前記循環電流指令値に、前記第1のアームを流れる電流と前記第2のアームを流れる電流との和の半分である循環電流が追従するよう制御する制御手段と、
前記第1のアームの一端が接続される第1の端子と、前記第2のアームの一端が接続される第2の端子と、交流側入出力端子として動作する第3の端子と、を有するアーム結合部と、
を備え、
前記指令値生成手段は、
前記第1のアーム内の全ての前記直流コンデンサの電圧値を平均して得られた値と前記第2のアーム内の全ての前記直流コンデンサの電圧値を平均して得られた値との差を用いて、前記循環電流指令値の、前記交流側入出力端子間の端子電圧と同相の基本波成分を生成する基本波成分生成手段と、
全ての前記直流コンデンサの電圧値を平均して得られた値を用いて、前記循環電流指令値の直流成分を生成する直流成分生成手段と、
を有することを特徴とする電力変換器。 - 前記アーム結合部は、前記第1の端子と、前記第2の端子と、前記第1の端子と前記第2の端子との間の巻線上に位置する中間タップである前記第3の端子と、を有する3端子結合リアクトル、からなる請求項1に記載の電力変換器。
- 前記アーム結合部は、互いに直列接続される2つのリアクトルであって、前記直列接続される2つのリアクトルの一方の端子である前記第1の端子と、前記直列接続される2つのリアクトルの他方の端子である前記第2の端子と、前記直列接続された2つのリアクトルの直列接続点である前記第3の端子と、を有する2つのリアクトル、からなる請求項1に記載の電力変換器。
- 前記第1のアームおよび前記第2のアームそれぞれにおいて、互いにカスケード接続された前記チョッパセル間の任意の位置に接続されるリアクトルを備え、
前記アーム結合部において、前記第1および第2のアームの、互いが接続されない側の各端子が直流側入出力端子として動作し、前記第1のアームと前記第2のアームとの接続端子が交流側入出力端子として動作する請求項1に記載の電力変換器。 - 前記基本波成分生成手段は、前記第1のアーム内の全ての前記チョッパセルに流入する電力の平均値および前記第2のアーム内の全ての前記チョッパセルに流入する電力の平均値がともにゼロであると仮定したときにそれぞれ算出される前記第1のアーム内の1個あたりの前記直流コンデンサの電圧値と前記第2のアーム内の1個あたりの前記直流コンデンサの電圧値との差と、前記第1のアーム内の全ての前記直流コンデンサの電圧値を平均して得られた値と前記第2のアーム内の全ての前記直流コンデンサの電圧値を平均して得られた値との差と、を用いて前記基本波成分を生成する請求項1に記載の電力変換器。
- 前記直流成分生成手段は、前記第1のアーム内の全ての前記チョッパセルに流入する電力の平均値および前記第2のアーム内の全ての前記チョッパセルに流入する電力の平均値がともにゼロであると仮定したときに算出される1個あたりの前記直流コンデンサの電圧値と、全ての前記直流コンデンサの電圧値を平均して得られた値と、を用いて前記直流成分を生成する請求項1に記載の電力変換器。
- 前記制御手段は、所定の交流電流指令値に、前記交流側入出力端子を介して流出入する交流電流を追従させる制御をさらに実行する請求項1〜6のいずれか一項に記載の電力変換器。
- 前記制御手段は、前記第1のアーム内の全ての前記直流コンデンサの電圧値を平均して得られた値に、前記第1のアーム内の各前記直流コンデンサの電圧値をそれぞれ追従させる制御、および、前記第2のアーム内の全ての前記直流コンデンサの電圧値を平均して得られた値に、前記第2のアーム内の各前記直流コンデンサの電圧値をそれぞれ追従させる制御、をさらに実行する請求項1〜7のいずれか一項に記載の電力変換器。
- 前記制御手段は、前記追従させる制御に対応して前記半導体スイッチをスイッチング動作させるスイッチング指令手段を有する請求項1〜8のいずれか一項に記載の電力変換器。
- 各前記半導体スイッチは、
オン時に一方向に電流を通す半導体スイッチング素子と、
該半導体スイッチング素子に逆並列に接続された帰還ダイオードと、
を有する請求項1〜9のいずれか一項に記載の電力変換器。
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