JP5892787B2 - 電力変換回路の制御回路、この制御回路を用いた系統連系インバータシステムおよび三相pwmコンバータシステム - Google Patents
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Description
前記第1の伝達関数および前記第2の伝達関数は、所定の制御処理を表す伝達関数をF(s)、前記三相交流の基本波の角周波数をω0、虚数単位をjとし、n次高調波を抑制する場合、それぞれ、
n次高調波(n=3k+2:k=0,1,2,…)を抑制する場合、それぞれ、
A’ インバータシステム
1 直流電源
2 インバータ回路(電力変換回路)
3 フィルタ回路
4 変圧回路
5 電流センサ
6 電圧センサ
7,7’,9 制御回路
72 系統対抗分生成部
73,93 三相/二相変換部
74,74’ 電流コントローラ(制御手段)
76 二相/三相変換部
77 PWM信号生成部
8,8’ 高調波補償コントローラ
81,81’ 5次高調波補償部(高調波補償手段)
82,82’ 7次高調波補償部(高調波補償手段)
83,83’ 11次高調波補償部(高調波補償手段)
84,84’ 発散防止部
841 発散判定部
842 位相変更部
843 出力停止部
94 電圧コントローラ(制御手段)
10 コンバータ回路(電力変換回路)
B 電力系統
C 三相PWMコンバータシステム
L,L’ 負荷
Claims (18)
- 三相交流に関する電力変換回路内の複数のスイッチング手段の駆動をPWM信号により制御する制御回路であって、
前記電力変換回路の三相の出力または入力に基づく3つの信号を第1の信号と第2の信号に変換する三相二相変換手段と、
前記第1の信号および前記第2の信号にそれぞれ含まれる所定の高調波成分を抑制する制御を行って、第1の高調波補償信号および第2の高調波補償信号を生成する高調波補償手段と、
前記第1の高調波補償信号および第2の高調波補償信号を3つの補正値信号に変換する二相三相変換手段と、
前記3つの補正値信号に基づいてPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、
を備えており、
前記高調波補償手段は、
前記第1の信号を第1の伝達関数によって信号処理し、位相の調整処理を行うことで、前記第1の高調波補償信号を生成し、
前記第2の信号を前記第1の伝達関数によって信号処理し、位相の調整処理を行うことで、前記第2の高調波補償信号を生成し、
前記第1の伝達関数は、所定の制御処理を表す伝達関数をF(s)、前記三相交流の基本波の角周波数をω0、虚数単位をjとし、n次高調波を抑制する場合、
ことを特徴とする制御回路。 - 前記高調波補償手段は、
前記第1の信号を前記第1の伝達関数によって信号処理し、前記第2の信号を第2の伝達関数によって信号処理し、これらを加算して位相の調整処理を行うことで、前記第1の高調波補償信号を生成し、
前記第1の信号を第3の伝達関数によって信号処理し、前記第2の信号を前記第1の伝達関数によって信号処理し、これらを加算して位相の調整処理を行うことで、前記第2の高調波補償信号を生成し、
前記第2の伝達関数および前記第3の伝達関数は、
n次高調波(n=3k+1:k=1,2,…)を抑制する場合、それぞれ、
n次高調波(n=3k+2:k=0,1,2,…)を抑制する場合、それぞれ、
請求項1に記載の制御回路。 - 前記第1の信号および前記第2の信号にそれぞれ含まれる基本波成分をそれぞれの目標値に追従させる制御を行って、第1の基本波補償信号および第2の基本波補償信号を生成する制御手段と、
前記第1の基本波補償信号と前記第1の高調波補償信号とを加算して第1の補正値信号を生成し、前記第2の基本波補償信号と前記第2の高調波補償信号とを加算して第2の補正値信号を生成する補正値信号生成手段と、
をさらに備え、
前記二相三相変換手段は、前記第1の補正値信号および第2の補正値信号を前記3つの補正値信号に変換する、
請求項1または2に記載の制御回路。 - 三相交流に関する電力変換回路内の複数のスイッチング手段の駆動をPWM信号により制御する制御回路であって、
前記電力変換回路の三相の出力または入力に基づく3つの信号である第1の信号、第2の信号、および第3の信号にそれぞれ含まれる所定の高調波成分を抑制する制御を行って、第1の高調波補償信号、第2の高調波補償信号、および第3の高調波補償信号を生成する高調波補償手段と、
前記3つの高調波補償信号に基づいてPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、
を備えており、
前記高調波補償手段は、
前記第1の信号を第1の伝達関数によって信号処理し、前記第2の信号を第2の伝達関数によって信号処理し、前記第3の信号を前記第2の伝達関数によって信号処理し、これらを加算して位相の調整処理を行うことで、前記第1の高調波補償信号を生成し、
前記第1の信号を前記第2の伝達関数によって信号処理し、前記第2の信号を前記第1の伝達関数によって信号処理し、前記第3の信号を前記第2の伝達関数によって信号処理し、これらを加算して位相の調整処理を行うことで、前記第2の高調波補償信号を生成し、
前記第1の信号を前記第2の伝達関数によって信号処理し、前記第2の信号を前記第2の伝達関数によって信号処理し、前記第3の信号を前記第1の伝達関数によって信号処理し、これらを加算して位相の調整処理を行うことで、前記第3の高調波補償信号を生成し、
前記第1の伝達関数および前記第2の伝達関数は、所定の制御処理を表す伝達関数をF(s)、前記三相交流の基本波の角周波数をω0、虚数単位をjとし、n次高調波を抑制する場合、それぞれ、
ことを特徴とする制御回路。 - 三相交流に関する電力変換回路内の複数のスイッチング手段の駆動をPWM信号により制御する制御回路であって、
前記電力変換回路の三相の出力または入力に基づく3つの信号である第1の信号、第2の信号、および第3の信号にそれぞれ含まれる所定の高調波成分を抑制する制御を行って、第1の高調波補償信号、第2の高調波補償信号、および第3の高調波補償信号を生成する高調波補償手段と、
前記3つの高調波補償信号に基づいてPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、
を備えており、
前記高調波補償手段は、
前記第1の信号を第1の伝達関数によって信号処理し、前記第2の信号を第2の伝達関数によって信号処理し、前記第3の信号を第3の伝達関数によって信号処理し、これらを加算して位相の調整処理を行うことで、前記第1の高調波補償信号を生成し、
前記第1の信号を前記第3の伝達関数によって信号処理し、前記第2の信号を前記第1の伝達関数によって信号処理し、前記第3の信号を前記第2の伝達関数によって信号処理し、これらを加算して位相の調整処理を行うことで、前記第2の高調波補償信号を生成し、
前記第1の信号を前記第2の伝達関数によって信号処理し、前記第2の信号を前記第3の伝達関数によって信号処理し、前記第3の信号を前記第1の伝達関数によって信号処理し、これらを加算して位相の調整処理を行うことで、前記第3の高調波補償信号を生成し、
前記第1ないし第3の伝達関数は、所定の制御処理を表す伝達関数をF(s)、前記三相交流の基本波の角周波数をω0、虚数単位をjとし、
n次高調波(n=3k+1:k=1,2,…)を抑制する場合、それぞれ、
n次高調波(n=3k+2:k=0,1,2,…)を抑制する場合、それぞれ、
ことを特徴とする制御回路。 - 前記第1の信号、第2の信号、および第3の信号にそれぞれ含まれる基本波成分をそれぞれの目標値に追従させる制御を行って、第1の基本波補償信号、第2の基本波補償信号、および第3の基本波補償信号を生成する制御手段と、
前記第1の基本波補償信号と前記第1の高調波補償信号とを加算して第1の補正値信号を生成し、前記第2の基本波補償信号と前記第2の高調波補償信号とを加算して第2の補正値信号を生成し、前記第3の基本波補償信号と前記第3の高調波補償信号とを加算して第3の補正値信号を生成する補正値信号生成手段と、
をさらに備え、
前記PWM信号生成手段は、前記第1の補正値信号、第2の補正値信号、および第3の補正値信号に基づいてPWM信号を生成する、
請求項4または5に記載の制御回路。 - 前記所定の制御処理を表す伝達関数が、F(s)=KI/s(但し、KIは積分ゲイン)である、請求項1ないし6のいずれかに記載の制御回路。
- 前記所定の制御処理を表す伝達関数が、F(s)=KP+KI/s(但し、KPおよびKIは、それぞれ比例ゲインおよび積分ゲイン)である、請求項1ないし6のいずれかに記載の制御回路。
- 前記所定の制御処理を表す伝達関数が、F(s)=KP+KI/s+KD・s(但し、KP、KIおよびKDは、それぞれ比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン)である、請求項1ないし6のいずれかに記載の制御回路。
- 前記3つの信号は、各相の出力電流または入力電流を検出した信号である、請求項1ないし9のいずれかに記載の制御回路。
- 前記3つの信号は、各相の出力電圧または入力電圧を検出した信号である、請求項1ないし9のいずれかに記載の制御回路。
- 制御系の設計が、ロバスト制御設計を用いて行われている、請求項1ないし11のいずれかに記載の制御回路。
- 制御系の設計が、H∞ループ整形法を用いて行われている、請求項12に記載の制御回路。
- 前記高調波補償手段から出力される前記第1または第2の高調波補償信号に基づいて、前記高調波成分を抑制する制御が発散傾向にあることを判定する発散判定手段と、
前記発散判定手段によって発散傾向にあると判定された場合、前記第1および第2の高調波補償信号の出力を停止する停止手段と、
をさらに備えている、
請求項1ないし13のいずれかに記載の制御回路。 - 前記高調波補償手段から出力される前記第1または第2の高調波補償信号に基づいて、前記高調波成分を抑制する制御が発散傾向にあることを判定する発散判定手段と、
前記発散判定手段によって発散傾向にあると判定された場合、前記第1および第2の高調波補償信号の位相を、制御が発散しない位相に変更する位相変更手段と、
をさらに備えている、
請求項1ないし13のいずれかに記載の制御回路。 - 前記発散判定手段は、前記第1または第2の高調波補償信号が所定の閾値を超えたことで、発散傾向にあると判定する、
請求項14または15に記載の制御回路。 - インバータ回路と、前記請求項1ないし16のいずれかに記載の制御回路とを備えた系統連系インバータシステム。
- コンバータ回路と、前記請求項1ないし16のいずれかに記載の制御回路とを備えた三相PWMコンバータシステム。
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