JP5872480B2 - コンバータ回路を作動するための方法、およびこの方法を実行するための装置 - Google Patents
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Description
F=K
として選択される。
T=UΣV*
そして、Uはユニタリ行列であり、V*はユニタリ行列Vの随伴行列であり、Σは実行列であり、主対角線の他サイドでΣのすべての要素はゼロに等しくなければならない。Vσ=0は、特異値(Σにおける関連する要素)がゼロに等しいVにおけるそれらのギャップである。Vσ=0はデカップリング行列Vにおける上記のギャップであり、デカップリング行列Vは電流中間セットポイント値ΔiU1の部分空間のベースであり、部分空間はフェーズモジュール9の出力接続でのそれらの電流iUと直交する。次に、VT σ=0はVσ=0の転置である。
以下に、本出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] コンバータ回路を作動するための方法であって、
前記コンバータ回路は、n個の入力フェーズ接続(U1,V1,W1)とp個の出力フェーズ接続(U2,V2,W2)とを備え、ここでn≧2およびp≧2であり、極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための(n・p)の2極スイッチングセル(2)を具備し、
それぞれの出力フェーズ接続(U2,V2,W2)は、スイッチングセル(2)によってそれぞれに関してそれぞれの入力フェーズ接続(U1,V1,W1)と直列に接続され、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、
前記方法で、前記スイッチングセル(2)の前記パワー半導体スイッチは、駆動信号(S1)によって駆動され、
少なくとも1つのインダクタンス(6)は、それぞれの直列の接続に対して接続され、
それぞれに関してこの種のインダクタンス(6)と共にスイッチングセル(2)は、フェーズモジュール(1)を形成し、
それぞれのフェーズモジュール(1)について、前記駆動信号(S1)は、前記フェーズモジュール(1)をわたる電圧(U1)に関するリファレンス信号(V ref,U1 )から、および、前記インダクタンス(6)をわたる電圧信号(V L )から、形成され、
前記インダクタンス(6)をわたる前記電圧信号(V L )は、前記フェーズモジュール(1)を通る電流(i U1 )の中間セットポイント値(Δi U1 )から形成される、ことを特徴とする方法。
[2] 前記[1]で請求された方法において、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による4つの駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、前記パワー半導体スイッチはブリッジ回路の仕様で接続され、前記容量性エネルギー蓄積手段は前記パワー半導体スイッチの前記ブリッジ回路と並列に接続され、
前記フェーズモジュール(1)は、さらに、前記極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための、前記直列の接続へ接続される、少なくとも1つのさらなる2極スイッチングセル(2)を備え、
前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(i U1 )の前記中間セットポイント値(Δi U1 )は、前記フェーズモジュール(1)の前記スイッチングセル(2)の前記容量性エネルギー蓄積手段をわたる電圧(UC1)の合計(Usum1)から、および、合計電圧セットポイント値(V ref,UC )から、形成されることを特徴とする方法。
[3] 前記[2]で請求された方法において、
前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(i U1 )の前記中間セットポイント値(Δi U1 )は、さらに、予め定義可能なコントローラ関数(F)から形成されることを特徴とする方法。
[4] 前記[3]で請求された方法において、
前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(i U1 )の前記中間セットポイント値(Δi U1 )は、さらに、前記出力フェーズ接続(U2,V2,W2)における前記電流(i U )に対して前記フェーズモジュール1を通る循環電流を分断することを供給する予め定義可能なデカップリング行列(V)から形成されることを特徴とする方法。
[5] コンバータ回路を作動するための方法を実行するための装置であって、
前記コンバータ回路は、n個の入力フェーズ接続(U1,V1,W1)とp個の出力フェーズ接続(U2,V2,W2)とを備え、ここでn≧2およびp≧2であり、極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための(n・p)の2極スイッチングセル(2)を具備し、
それぞれの出力フェーズ接続(U2,V2,W2)は、スイッチングセル(2)によってそれぞれに関してそれぞれの入力フェーズ接続(U1,V1,W1)と直列に接続され、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、
前記装置は、駆動信号(S1)を発生させ、前記スイッチングセル(2)の前記パワー半導体スイッチと接続されている駆動回路(3)を備え、
少なくとも1つのインダクタンス(6)は、それぞれの直列の接続に対して接続され、
それぞれに関してこの種のインダクタンス(6)と共にスイッチングセル(2)は、フェーズモジュール(1)を形成し、
それぞれのフェーズモジュール(1)に関して、前記フェーズモジュール(1)をわたる電圧(U1)に関するリファレンス信号(V ref,U1 )の、および、前記インダクタンス(6)をわたる電圧信号(V L )の、合計が、前記駆動信号(S1)を形成するための前記駆動回路(3)に供給され、
それぞれのフェーズモジュール(1)に関して、前記フェーズモジュール(1)を通る電流(i U1 )の中間セットポイント値(Δi U1 )から、前記インダクタンス(6)をわたる前記電圧信号(V L )を形成するための第1の計算ユニット(4)が提供されることを特徴とする装置。
[6] 前記[5]で請求された装置において、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による4つの駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、前記パワー半導体スイッチはブリッジ回路の仕様で接続され、前記容量性エネルギー蓄積手段は前記パワー半導体スイッチの前記ブリッジ回路と並列に接続され、
前記フェーズモジュール(1)は、さらに、前記極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための、前記直列の接続へ接続される、少なくとも1つのさらなる2極スイッチングセル(2)を備え、
それぞれのフェーズモジュール(1)について、前記フェーズモジュール(1)の前記スイッチングセル(2)の前記容量性エネルギー蓄積手段をわたる電圧(UC1)の合計(Usum1)から、および、合計電圧セットポイント値(V ref,UC )から、前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(i U1 )の前記中間セットポイント値(Δi U1 )を形成するための第2の計算ユニット(5)が提供されることを特徴とする装置。
[7] 前記[6]で請求された装置において、
前記第2の計算ユニット(5)は、さらに、予め定義可能なコントローラ関数(F)から、前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(i U1 )の前記中間セットポイント値(Δi U1 )を形成することを特徴とする装置。
[8] コンバータ回路を作動するための方法を実行するための装置であって、
前記コンバータ回路は、n個の入力フェーズ接続(U1,V1,W1)とp個の出力フェーズ接続(U2,V2,W2)とを備え、ここでn≧2およびp≧2であり、極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための(n・p)の2極スイッチングセル(2)を具備し、
それぞれの出力フェーズ接続(U2,V2,W2)は、スイッチングセル(2)によってそれぞれに関してそれぞれの入力フェーズ接続(U1,V1,W1)と直列に接続され、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、
前記装置は、駆動信号(S1)を発生させ、前記スイッチングセル(2)の前記パワー半導体スイッチと接続されている駆動回路(3)を備え、
少なくとも1つのインダクタンス(6)は、それぞれの直列の接続に対して接続され、
それぞれに関してこの種のインダクタンス(6)と共にスイッチングセル(2)は、フェーズモジュール(1)を形成し、
それぞれのフェーズモジュール(1)に関して、前記フェーズモジュール(1)をわたる電圧(U1)に関するリファレンス信号(V ref,U1 )の、および、前記インダクタンス(6)をわたる電圧信号(V L )の、合計が、前記駆動信号(S1)を形成するための前記駆動回路(3)に供給され、
すべてのフェーズモジュール(1)に対して、前記フェーズモジュール(1)を通る電流(i U1 )の中間セットポイント値(Δi U1 )から、それぞれ関連する位相モジュール(1)の前記インダクタンス(6)をわたる前記電圧信号(V L )を形成するための共通の第1の計算ユニット(4)が提供されることを特徴とする装置。
[9] 前記[8]で請求された装置において、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による4つの駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、前記パワー半導体スイッチはブリッジ回路の仕様で接続され、前記容量性エネルギー蓄積手段は前記パワー半導体スイッチの前記ブリッジ回路と並列に接続され、
前記フェーズモジュール(1)は、さらに、前記極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための、前記直列の接続へ接続される、少なくとも1つのさらなる2極スイッチングセル(2)を備え、
すべてのフェーズモジュール(1)に対して、前記フェーズモジュール(1)の前記スイッチングセル(2)の前記容量性エネルギー蓄積手段をわたる電圧(UC1)の合計(Usum1)から、および、合計電圧セットポイント値(V ref,UC )から、すべての前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(i U1 )の前記中間セットポイント値(Δi U1 )を形成するための共通の第2の計算ユニット(5)が提供されることを特徴とする装置。
[10] 前記[9]で請求された装置において、
前記共通の第2の計算ユニット(5)は、さらに、予め定義可能なコントローラ関数(F)から、前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(i U1 )の前記中間セットポイント値(Δi U1 )を形成することを特徴とする装置。
[11] 前記[10]で請求された装置において、
前記共通の第2の計算ユニット(5)は、さらに、前記出力フェーズ接続(U2,V2,W2)における前記電流(i U )から前記フェーズモジュール1を通る循環電流を分断することを供給する予め定義可能なデカップリング行列(V)、から前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(i U1 )の前記中間セットポイント値(Δi U1 )を形成することを特徴とする装置。
2 スイッチングセル
3 駆動回路
4 第1の計算ユニット
5 第2の計算ユニット
6 インダクタンス
Claims (11)
- コンバータ回路を作動するための方法であって、
前記コンバータ回路は、n個の入力フェーズ接続(U1,V1,W1)とp個の出力フェーズ接続(U2,V2,W2)とを備え、ここでn≧2およびp≧2であり、極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための(n・p)の2極スイッチングセル(2)を具備し、
それぞれの出力フェーズ接続(U2,V2,W2)は、スイッチングセル(2)によってそれぞれに関してそれぞれの入力フェーズ接続(U1,V1,W1)と直列に接続され、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、
前記方法で、前記スイッチングセル(2)の前記パワー半導体スイッチは、駆動信号(S1)によって駆動され、
前記それぞれのスイッチングセル(2)は、それに対応する別々のインダクタンス(6)と直列に接続され、それによって、スイッチングセル(2)とインダクタンス(6)とは、フェーズモジュール(1)を形成し、
それぞれのフェーズモジュール(1)について、前記駆動信号(S1)は、前記フェーズモジュール(1)をわたる電圧(U1)に関するリファレンス信号(Vref,U1)から、および、前記インダクタンス(6)をわたる電圧信号(VL)から、形成され、
前記インダクタンス(6)をわたる前記電圧信号(VL)は、前記フェーズモジュール(1)を通る電流(iU1)の中間セットポイント値(ΔiU1)から形成される、ことを特徴とする方法。 - 請求項1で請求された方法において、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による4つの駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、前記パワー半導体スイッチはブリッジ回路の仕様で接続され、前記容量性エネルギー蓄積手段は前記パワー半導体スイッチの前記ブリッジ回路と並列に接続され、
前記フェーズモジュール(1)は、さらに、前記極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための、前記直列の接続へ接続される、少なくとも1つのさらなる2極スイッチングセル(2)を備え、
前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(iU1)の前記中間セットポイント値(ΔiU1)は、前記フェーズモジュール(1)の前記スイッチングセル(2)の前記容量性エネルギー蓄積手段をわたる電圧(UC1)の合計(Usum1)から、および、合計電圧セットポイント値(Vref,UC)から、形成されることを特徴とする方法。 - 請求項2で請求された方法において、
前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(iU1)の前記中間セットポイント値(ΔiU1)は、さらに、予め定義可能なコントローラ関数(F)から形成されることを特徴とする方法。 - 請求項3で請求された方法において、
前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(iU1)の前記中間セットポイント値(ΔiU1)は、さらに、前記出力フェーズ接続(U2,V2,W2)における前記電流(iU)に対して前記フェーズモジュール1を通る循環電流を分断することを供給する予め定義可能なデカップリング行列(V)から形成されることを特徴とする方法。 - コンバータ回路を作動するための方法を実行するための装置であって、
前記コンバータ回路は、n個の入力フェーズ接続(U1,V1,W1)とp個の出力フェーズ接続(U2,V2,W2)とを備え、ここでn≧2およびp≧2であり、極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための(n・p)の2極スイッチングセル(2)を具備し、
それぞれの出力フェーズ接続(U2,V2,W2)は、スイッチングセル(2)によってそれぞれに関してそれぞれの入力フェーズ接続(U1,V1,W1)と直列に接続され、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、
前記装置は、駆動信号(S1)を発生させ、前記スイッチングセル(2)の前記パワー半導体スイッチと接続されている駆動回路(3)を備え、
前記それぞれのスイッチングセル(2)は、それに対応する別々のインダクタンス(6)と直列に接続され、それによって、スイッチングセル(2)とインダクタンス(6)とは、フェーズモジュール(1)を形成し、
それぞれのフェーズモジュール(1)に関して、前記フェーズモジュール(1)をわたる電圧(U1)に関するリファレンス信号(Vref,U1)の、および、前記インダクタンス(6)をわたる電圧信号(VL)の、合計が、前記駆動信号(S1)を形成するための前記駆動回路(3)に供給され、
それぞれのフェーズモジュール(1)に関して、前記フェーズモジュール(1)を通る電流(iU1)の中間セットポイント値(ΔiU1)から、前記インダクタンス(6)をわたる前記電圧信号(VL)を形成するための第1の計算ユニット(4)が提供されることを特徴とする装置。 - 請求項5で請求された装置において、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による4つの駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、前記パワー半導体スイッチはブリッジ回路の仕様で接続され、前記容量性エネルギー蓄積手段は前記パワー半導体スイッチの前記ブリッジ回路と並列に接続され、
前記フェーズモジュール(1)は、さらに、前記極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための、前記直列の接続へ接続される、少なくとも1つのさらなる2極スイッチングセル(2)を備え、
それぞれのフェーズモジュール(1)について、前記フェーズモジュール(1)の前記スイッチングセル(2)の前記容量性エネルギー蓄積手段をわたる電圧(UC1)の合計(Usum1)から、および、合計電圧セットポイント値(Vref,UC)から、前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(iU1)の前記中間セットポイント値(ΔiU1)を形成するための第2の計算ユニット(5)が提供されることを特徴とする装置。 - 請求項6で請求された装置において、
前記第2の計算ユニット(5)は、さらに、予め定義可能なコントローラ関数(F)から、前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(iU1)の前記中間セットポイント値(ΔiU1)を形成することを特徴とする装置。 - コンバータ回路を作動するための方法を実行するための装置であって、
前記コンバータ回路は、n個の入力フェーズ接続(U1,V1,W1)とp個の出力フェーズ接続(U2,V2,W2)とを備え、ここでn≧2およびp≧2であり、極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための(n・p)の2極スイッチングセル(2)を具備し、
それぞれの出力フェーズ接続(U2,V2,W2)は、スイッチングセル(2)によってそれぞれに関してそれぞれの入力フェーズ接続(U1,V1,W1)と直列に接続され、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、
前記装置は、駆動信号(S1)を発生させ、前記スイッチングセル(2)の前記パワー半導体スイッチと接続されている駆動回路(3)を備え、
前記それぞれのスイッチングセル(2)は、それに対応する別々のインダクタンス(6)と直列に接続され、それによって、スイッチングセル(2)とインダクタンス(6)とは、フェーズモジュール(1)を形成し、
それぞれのフェーズモジュール(1)に関して、前記フェーズモジュール(1)をわたる電圧(U1)に関するリファレンス信号(Vref,U1)の、および、前記インダクタンス(6)をわたる電圧信号(VL)の、合計が、前記駆動信号(S1)を形成するための前記駆動回路(3)に供給され、
すべてのフェーズモジュール(1)に対して、前記フェーズモジュール(1)を通る電流(iU1)の中間セットポイント値(ΔiU1)から、それぞれ関連する位相モジュール(1)の前記インダクタンス(6)をわたる前記電圧信号(VL)を形成するための共通の第1の計算ユニット(4)が提供されることを特徴とする装置。 - 請求項8で請求された装置において、
それぞれのスイッチングセル(2)は、制御される単向電流ガイダンス方向による4つの駆動可能双方向パワー半導体スイッチと容量性エネルギー蓄積手段とを備え、前記パワー半導体スイッチはブリッジ回路の仕様で接続され、前記容量性エネルギー蓄積手段は前記パワー半導体スイッチの前記ブリッジ回路と並列に接続され、
前記フェーズモジュール(1)は、さらに、前記極の間の少なくとも1つのポジティブ電圧と少なくとも1つのネガティブ電圧とをスイッチするための、前記直列の接続へ接続される、少なくとも1つのさらなる2極スイッチングセル(2)を備え、
すべてのフェーズモジュール(1)に対して、前記フェーズモジュール(1)の前記スイッチングセル(2)の前記容量性エネルギー蓄積手段をわたる電圧(UC1)の合計(Usum1)から、および、合計電圧セットポイント値(Vref,UC)から、すべての前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(iU1)の前記中間セットポイント値(ΔiU1)を形成するための共通の第2の計算ユニット(5)が提供されることを特徴とする装置。 - 請求項9で請求された装置において、
前記共通の第2の計算ユニット(5)は、さらに、予め定義可能なコントローラ関数(F)から、前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(iU1)の前記中間セットポイント値(ΔiU1)を形成することを特徴とする装置。 - 請求項10で請求された装置において、
前記共通の第2の計算ユニット(5)は、さらに、前記出力フェーズ接続(U2,V2,W2)における前記電流(iU)から前記フェーズモジュール1を通る循環電流を分断することを供給する予め定義可能なデカップリング行列(V)、から前記フェーズモジュール(1)を通る前記電流(iU1)の前記中間セットポイント値(ΔiU1)を形成することを特徴とする装置。
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