JP6066898B2 - 電力変換装置、および電力変換方法 - Google Patents
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Description
ΔI=(ΔV/L)×Δt ・・・(1)
Δtはスイッチング周期の約1/4に相当し(電流は±ΔIの範囲で変動するので、一往復するのに、Δtの4倍の時間が必要となる)、最大スイッチング周期を設定すると、Δtが決定され、式(1)に応じてΔIが決定される。このとき、ΔVは基本波一周期間の最大値を適用するのが望ましい。
図6は、本発明の実施の形態2による電力変換装置1のヒステリシス制御部12の構成を示すブロック図である。電力変換装置全体の構成は図1と同じである。実施の形態1では、変調方式を切替える場合、変調方式切替部26において、位相検出部28で検出された位相を用いて、二相変調方式が困難となる恐れがあるπ/2、3π/2を含む所定期間、三相変調方式に切替えることにしたが、これに限らず、次のようにしてもよい。
Claims (10)
- それぞれ2つのスイッチング素子が直列に接続された3つのアームが直流側の正負2端子間に接続され、前記3つのアームにおける前記2つのスイッチング素子の接続点それぞれが三相交流側の3端子となり、前記三相交流側にインダクタンス特性を有する平滑フィルタを備えた、直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
前記三相交流側の各相の出力電流を、各相の電流指令値に対してヒステリシス幅以内に制御するための、前記3つのアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号を発生するヒステリシスコンパレータと、
前記三相交流側の各相の位相を検出して位相信号を出力する位相検出部と、
前記3つのアームのそれぞれのスイッチング素子のゲートを制御するゲート信号を出力するゲート制御部と、
前記位相検出部からの位相信号を用いて、各相について、位相がπ/6radから2π/6radおよび4π/6radから5π/6radの期間、当該相の前記アームの正側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに負側に接続された前記スイッチング素子をオフするためのゲート制御信号を出力し、当該相以外の相のアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号として、前記ヒステリシスコンパレータから入力したゲート制御信号を出力し、位相が7π/6radから8π/6radおよび10π/6radから11π/6radの期間、当該相の前記アームの負側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに正側に接続された前記スイッチング素子をオフするためのゲート制御信号を出力し、当該相以外の相のアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号として、前記ヒステリシスコンパレータから入力したゲート制御信号を出力する二相変調制御部と、
前記ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号と、前記二相変調制御部からのゲート制御信号とを入力し、前記位相検出部からの位相信号を用いて、いずれかの相の位相がπ/2radを含む所定期間および3π/2radを含む所定期間の位相である三相変調期間は、前記ヒステリシスコンパレータからの前記ゲート制御信号を前記ゲート制御部に出力し、前記三相変調期間以外の期間は前記二相変調制御部からのゲート制御信号を前記ゲート制御部に出力する変調方式切替部と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。 - それぞれ2つのスイッチング素子が直列に接続された3つのアームが直流側の正負2端子間に接続され、前記3つのアームにおける前記2つのスイッチング素子の接続点それぞれが三相交流側の3端子となり、直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
前記三相交流側の各相の出力電流を、各相の電流指令値に対してヒステリシス幅以内に制御するための、前記3つのアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号を発生するヒステリシスコンパレータと、
前記三相交流側の各相の位相を検出して位相信号を出力する位相検出部と、
前記3つのアームのそれぞれのスイッチング素子のゲートを制御するゲート信号を出力するゲート制御部と、
前記位相検出部からの位相信号を用いて、各相について、位相がπ/6radから2π/6radおよび4π/6radから5π/6radの期間、当該相の前記アームの正側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに負側に接続された前記スイッチング素子をオフするためのゲート制御信号を出力し、当該相以外の相のアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号として、前記ヒステリシスコンパレータから入力したゲート制御信号を出力し、位相が7π/6radから8π/6radおよび10π/6radから11π/6radの期間、当該相の前記アームの負側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに正側に接続された前記スイッチング素子をオフするためのゲート制御信号を出力し、当該相以外の相のアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号として、前記ヒステリシスコンパレータから入力したゲート制御信号を出力する二相変調制御部と、
前記ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号と、前記二相変調制御部からのゲート制御信号と、前記ゲート制御部から出力されるゲート信号とを入力し、前記ゲート制御部から出力されるゲート信号が、一相変調最長時間として設定した設定時間連続して一相変調のゲート信号が継続したと判定した場合、判定した後所定期間、前記ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号を前記ゲート制御部に出力し、前記ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号を前記ゲート制御部に出力する期間以外の期間は前記二相変調制御部からのゲート制御信号を出力する変調方式切替部と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。 - 前記所定期間は、前記アームの短絡を防止するために設定されるデッドタイム以上で位相がπ/6rad未満の範囲の期間であることを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記所定期間は、電流歪およびスイッチング損失に基づいて決定した期間であることを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。
- 前記一相変調最長時間は、電流歪に基づいて、一相変調が継続するのを許容できる最長時間として決定した時間であることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
- それぞれ2つのスイッチング素子が直列に接続された3つのアームが直流側の正負2端子間に接続され、前記3つのアームにおける前記2つのスイッチング素子の接続点それぞれが三相交流側の3端子となって、直流電力と交流電力の間の電力変換を、前記三相交流側の各相の出力電流を、各相の電流指令値に対してヒステリシス幅以内に制御するヒステリシス制御により行う電力変換方法であって、
前記三相交流側の各相の位相を検出し、いずれかの相の位相がπ/2radを含む所定期間および3π/2radを含む所定期間の位相である三相変調期間において、前記ヒステリシス制御を三相各相で行う三相変調を行い、各相について、前記三相変調期間以外の期間で、かつ、位相がπ/6radから2π/6radおよび4π/6radから5π/6radの期間、当該相の前記アームの正側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに負側に接続された前記スイッチング素子をオフし、当該相以外の相は前記ヒステリシス制御とし、前記三相変調期間以外の期間で、かつ、位相が7π/6radから8π/6radおよび10π/6radから11π/6radの期間、当該相の前記アームの負側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに正側に接続された前記スイッチング素子をオフし、当該相以外の相は前記ヒステリシス制御とする二相変調を行うことを特徴とする電力変換方法。 - それぞれ2つのスイッチング素子が直列に接続された3つのアームが直流側の正負2端子間に接続され、前記3つのアームにおける前記2つのスイッチング素子の接続点それぞれが三相交流側の3端子となって、直流電力と交流電力の間の電力変換を、前記三相交流側の各相の出力電流を、各相の電流指令値に対してヒステリシス幅以内に制御するヒステリシス制御により行う電力変換方法であって、
前記三相交流側の各相の位相を検出し、各相において、位相がπ/6radから2π/6radおよび4π/6radから5π/6radの期間、当該相の前記アームの正側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに負側に接続された前記スイッチング素子をオフし、当該相以外の相は前記ヒステリシス制御とし、位相が7π/6radから8π/6radおよび10π/6radから11π/6radの期間、当該相の前記アームの負側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに正側に接続された前記スイッチング素子をオフし、当該相以外の相は前記ヒステリシス制御とする二相変調を行い、
前記3つのアームにおけるそれぞれのスイッチング素子のゲート信号を監視して、一相変調が一相変調最長時間として設定した時間連続して継続したと判定したとき、当該判定後所定期間、前記二相変調を行わず、前記ヒステリシス制御を三相各相で行う三相変調を行うことを特徴とする電力変換方法。 - 前記所定期間は、前記アームの短絡を防止するために設定されるデッドタイム以上で位相がπ/6rad未満の範囲の期間であることを特徴とする請求項6または7に記載の電力変換方法。
- 前記所定期間は、電流歪およびスイッチング損失に基づいて決定した期間であることを特徴とする請求項8に記載の電力変換方法。
- 前記一相変調最長時間は、電流歪に基づいて、一相変調が継続するのを許容できる最長時間として決定した時間であることを特徴とする請求項7に記載の電力変換方法。
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