JP6111031B2 - Self-excited power converter - Google Patents

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紀子 川上
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Description

本発明は、自励式電力変換装置に関する。   The present invention relates to a self-excited power conversion device.

一般に、自励式電力変換装置として、MMC(modular multilevel converter)が知られている。MMCは、複数のセル(単位変換器)で構成された電力変換装置である。MMCは、各セルに入力されるゲートパルス(ゲート信号)により制御される。ゲートパルスの伝送には、光ファイバケーブルが用いられる。この光ファイバケーブルを短縮するために、各セルを光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続して、各セルに光シリアル信号を伝送することが開示されている(例えば、特許文献1参照)。   In general, an MMC (modular multilevel converter) is known as a self-excited power converter. The MMC is a power conversion device configured with a plurality of cells (unit converters). The MMC is controlled by a gate pulse (gate signal) input to each cell. An optical fiber cable is used for transmission of the gate pulse. In order to shorten the optical fiber cable, it is disclosed that each cell is daisy chain connected with an optical fiber cable and an optical serial signal is transmitted to each cell (for example, see Patent Document 1).

特開2011−24393号公報JP 2011-24393 A

しかしながら、複数のセルにゲート信号をシリアル通信すると、伝送する回線に異常が生じた場合、自励式電力変換装置の運転継続に対する支障が大きくなる。例えば、全てのセルに1回線でゲート信号をシリアル通信していた場合、この1回線が異常になると、全てのセルと通信できなくなる。従って、自励式電力変換装置の運転が継続できなくなる。   However, when the gate signal is serially communicated to a plurality of cells, if an abnormality occurs in the transmission line, the trouble of continued operation of the self-excited power conversion device increases. For example, when the gate signal is serially communicated to all the cells with one line, if this one line becomes abnormal, it becomes impossible to communicate with all the cells. Therefore, the operation of the self-excited power converter cannot be continued.

そこで、本発明の目的は、複数の単位変換器にシリアル通信し、シリアル通信するための回線の異常に対する運転継続性の高い自励式電力変換装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a self-excited power conversion device that serially communicates with a plurality of unit converters and has high continuity of operation against a line abnormality for serial communication.

本発明の観点に従った自励式電力変換装置は、直流電力を三相交流電力に変換する電力変換回路の各相の正極及び負極のそれぞれを直列に接続された複数の単位変換器で構成する複数のアームと、前記各アームを構成する前記複数の単位変換器を運転継続に必要最低限の個数で分け、前記必要最低限の個数毎に前記単位変換器をシリアル通信するために接続する複数の伝送路とを備える。 Self-commutated power conversion apparatus according to the aspect of the present invention is composed of a plurality of unit converters each phase of the positive and negative electrodes of the power conversion circuit are connected in series for converting DC power to three-phase AC power A plurality of arms and the plurality of unit converters constituting each arm are divided into a minimum number necessary for continued operation, and a plurality of units converters connected for serial communication for each necessary minimum number Transmission line.

本発明によれば、複数の単位変換器にシリアル通信し、シリアル通信するための回線の異常に対する運転継続性の高い自励式電力変換装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a self-excited power conversion device that performs serial communication with a plurality of unit converters and has high continuity of operation against an abnormality in a line for serial communication.

本発明の第1の実施形態に係る自励式電力変換装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the self-excitation power converter device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態に係るセルの回路について示す回路図。The circuit diagram shown about the circuit of the cell concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態に係るシリアル通信により各セルに送信するデータの構造を簡易的に示した構造図。FIG. 3 is a structural diagram simply showing the structure of data transmitted to each cell by serial communication according to the first embodiment. 本発明の第2の実施形態に係る自励式電力変換装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the self-excited power converter device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る自励式電力変換装置1の構成を示す構成図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a self-excited power conversion device 1 according to a first embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in drawing, the detailed description is abbreviate | omitted, and a different part is mainly described. In the following embodiments, the same description is omitted.

自励式電力変換装置1は、直流電源2、制御装置3、6つのアーム4up,4um,4vp,4vm,4wp,4wm、三相分のリアクトル5u,5v,5w、及び三相分の連系リアクトル6u,6v,6wを備えている。自励式電力変換装置1は、交流電源及び交流負荷を備える交流系統7u,7v,7wに三相交流電力を供給する。   The self-excited power converter 1 includes a DC power source 2, a control device 3, six arms 4up, 4um, 4vp, 4vm, 4wp, 4wm, three-phase reactors 5u, 5v, 5w, and a three-phase interconnected reactor. 6u, 6v, 6w are provided. The self-excited power conversion device 1 supplies three-phase AC power to AC systems 7u, 7v, and 7w having an AC power source and an AC load.

直流電源2は、発電した直流電力を6つのアーム4up〜4wmで構成される電力変換回路に供給する。直流電源2は、自ら発電する装置に限らず、交流電力を直流電力に変換するコンバータ又は二次電池等でもよい。   The DC power supply 2 supplies the generated DC power to a power conversion circuit composed of six arms 4up to 4wm. The DC power source 2 is not limited to a device that generates power by itself, but may be a converter or a secondary battery that converts AC power into DC power.

制御装置3は、伝送路L11,L12,L21,L22,L31,L32,L41,L42,L51,L52,L61,L62を介して、アーム4up〜4wmを構成する各セル(単位変換器)CL11〜CL68とシリアル通信する。伝送路L11〜L62は、光ファイバケーブル及び中継器などにより構成される。制御装置3は、シリアル通信により、各セルCL11〜CL68にゲート信号を送信することで、電力変換回路を制御する。   The control device 3 includes cells (unit converters) CL11 to CL constituting the arms 4up to 4wm via the transmission lines L11, L12, L21, L22, L31, L32, L41, L42, L51, L52, L61, and L62. Serial communication with CL68. The transmission lines L11 to L62 are configured by optical fiber cables and repeaters. The control device 3 controls the power conversion circuit by transmitting a gate signal to each of the cells CL11 to CL68 by serial communication.

6つのアーム4up〜4wmは、直流電力を三相交流電力に変換する電力変換回路を構成する。アーム4upは、8つの直列に接続されたセルCL11,CL12,CL13,CL14,CL15,CL16,CL17,CL18で、電力変換回路のU相の正極側を構成する。アーム4umは、8つの直列に接続されたセルCL21,CL22,CL23,CL24,CL25,CL26,CL27,CL28で、電力変換回路のU相の負極側を構成する。アーム4vpは、8つの直列に接続されたセルCL31,CL32,CL33,CL34,CL35,CL36,CL37,CL38で、電力変換回路のV相の正極側を構成する。アーム4vmは、8つの直列に接続されたセルCL41,CL42,CL43,CL44,CL45,CL46,CL47,CL48で、電力変換回路のV相の負極側を構成する。アーム4wpは、8つの直列に接続されたセルCL51,CL52,CL53,CL54,CL55,CL56,CL57,CL58で、電力変換回路のW相の正極側を構成する。アーム4wmは、8つの直列に接続されたセルCL61,CL62,CL63,CL64,CL65,CL66,CL67,CL68で、電力変換回路のW相の負極側を構成する。   The six arms 4up to 4wm constitute a power conversion circuit that converts DC power into three-phase AC power. The arm 4up is composed of eight series-connected cells CL11, CL12, CL13, CL14, CL15, CL16, CL17, and CL18 that constitute the positive phase side of the U phase of the power conversion circuit. The arm 4um is composed of eight cells CL21, CL22, CL23, CL24, CL25, CL26, CL27, and CL28 connected in series to form the negative phase side of the U phase of the power conversion circuit. The arm 4vp is composed of eight serially connected cells CL31, CL32, CL33, CL34, CL35, CL36, CL37, and CL38, which constitute the positive phase side of the V phase of the power conversion circuit. The arm 4vm comprises eight series-connected cells CL41, CL42, CL43, CL44, CL45, CL46, CL47, and CL48, which constitute the negative phase side of the V phase of the power conversion circuit. The arm 4wp is composed of eight cells CL51, CL52, CL53, CL54, CL55, CL56, CL57, and CL58 connected in series to constitute the positive side of the W phase of the power conversion circuit. The arm 4wm is composed of eight series-connected cells CL61, CL62, CL63, CL64, CL65, CL66, CL67, and CL68, which constitute the negative side of the W phase of the power conversion circuit.

各アーム4up〜4wmは、最低4つのセルCL11〜CL68が正常に動作すれば、通常の電圧を出力することができる。通常の電圧とは、例えば、自励式電力変換装置1の定格電圧、又は交流系統7u,7v,7wから要求されている電圧などである。   Each arm 4up-4wm can output a normal voltage if at least four cells CL11-CL68 operate normally. The normal voltage is, for example, a rated voltage of the self-excited power conversion device 1 or a voltage requested from the AC systems 7u, 7v, 7w.

伝送路L11は、U相の正極側のアーム4upを構成する4つの正極側のセルCL11〜CL14をデイジーチェーン接続する。伝送路L12は、U相の正極側のアーム4upを構成する4つの負極側のセルCL15〜CL18をデイジーチェーン接続する。伝送路L21は、U相の負極側のアーム4umを構成する4つの正極側のセルCL21〜CL24をデイジーチェーン接続する。伝送路L22は、U相の負極側のアーム4umを構成する4つの負極側のセルCL25〜CL28をデイジーチェーン接続する。   The transmission line L11 daisy-chains four positive-side cells CL11 to CL14 constituting the U-phase positive-side arm 4up. The transmission line L12 daisy-chains four negative-side cells CL15 to CL18 constituting the U-phase positive-side arm 4up. The transmission line L21 daisy chain connects the four positive-side cells CL21 to CL24 constituting the U-phase negative-side arm 4um. The transmission line L22 daisy chain connects the four negative-side cells CL25 to CL28 constituting the U-phase negative-side arm 4um.

伝送路L31は、V相の正極側のアーム4vpを構成する4つの正極側のセルCL31〜CL34をデイジーチェーン接続する。伝送路L32は、V相の正極側のアーム4vpを構成する4つの負極側のセルCL35〜CL38をデイジーチェーン接続する。伝送路L41は、V相の負極側のアーム4vmを構成する4つの正極側のセルCL41〜CL44をデイジーチェーン接続する。伝送路L42は、V相の負極側のアーム4vmを構成する4つの負極側のセルCL45〜CL48をデイジーチェーン接続する。   The transmission line L31 daisy-chains four positive-side cells CL31 to CL34 constituting the V-phase positive-side arm 4vp. The transmission line L32 daisy-chains four negative-side cells CL35 to CL38 constituting the V-phase positive-side arm 4vp. The transmission line L41 daisy-chains the four positive-side cells CL41 to CL44 constituting the V-phase negative-side arm 4vm. The transmission line L42 daisy-chains four negative-side cells CL45 to CL48 that constitute the V-phase negative-side arm 4vm.

伝送路L51は、W相の正極側のアーム4wpを構成する4つの正極側のセルCL51〜CL54をデイジーチェーン接続する。伝送路L52は、W相の正極側のアーム4wpを構成する4つの負極側のセルCL55〜CL58をデイジーチェーン接続する。伝送路L61は、W相の負極側のアーム4wmを構成する4つの正極側のセルCL61〜CL64をデイジーチェーン接続する。伝送路L62は、W相の負極側のアーム4wmを構成する4つの負極側のセルCL65〜CL68をデイジーチェーン接続する。   The transmission line L51 daisy-chains four positive-side cells CL51 to CL54 constituting the W-phase positive-side arm 4wp. The transmission line L52 daisy chain-connects four negative-side cells CL55 to CL58 constituting the W-phase positive-side arm 4wp. The transmission line L61 daisy-chains four positive-side cells CL61 to CL64 that constitute the W-phase negative-side arm 4wm. The transmission line L62 daisy-chains the four negative-side cells CL65 to CL68 constituting the W-phase negative-side arm 4wm.

図2は、本実施形態に係るセルCLの回路について示す回路図である。全てのセルCL11〜CL68の構成は、図2に示すセルCLと同一である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit of the cell CL according to the present embodiment. The configuration of all the cells CL11 to CL68 is the same as that of the cell CL shown in FIG.

セルCLは、二重スターチョッパである。セルCLは、2つのスイッチング素子SW1,SW2、2つの逆並列ダイオードD1,D2、及びコンデンサCDにより構成された回路である。セルCLは、制御装置3から送信されるゲート信号で、2つのスイッチング素子SW1,SW2がスイッチングすることにより、駆動する。   Cell CL is a double star chopper. The cell CL is a circuit composed of two switching elements SW1 and SW2, two antiparallel diodes D1 and D2, and a capacitor CD. The cell CL is a gate signal transmitted from the control device 3 and is driven when the two switching elements SW1 and SW2 are switched.

2つのスイッチング素子SW1,SW2は、直列に接続されている。2つのスイッチング素子SW1,SW2には、それぞれ逆並列ダイオードD1,D2が接続されている。コンデンサCDは、2つの直列に接続されたスイッチング素子SW1,SW2と並列に接続されている。2つのスイッチング素子SW1,SW2の接続点がセルCLの正極端子となる。セルCLの正極端子は、正極側に隣接するセルCLの負極端子又は直流電源2の正極側と接続されている。負極側に位置するスイッチング素子SW2の負極側の端子(エミッタ)は、セルCLの負極端子となる。セルCLの負極端子は、負極側に隣接するセルCLの正極端子又は直流電源2の負極側と接続されている。   The two switching elements SW1 and SW2 are connected in series. Antiparallel diodes D1 and D2 are connected to the two switching elements SW1 and SW2, respectively. The capacitor CD is connected in parallel with the two switching elements SW1 and SW2 connected in series. A connection point between the two switching elements SW1 and SW2 serves as a positive terminal of the cell CL. The positive terminal of the cell CL is connected to the negative terminal of the cell CL adjacent to the positive electrode side or the positive electrode side of the DC power source 2. A terminal (emitter) on the negative electrode side of the switching element SW2 located on the negative electrode side becomes a negative electrode terminal of the cell CL. The negative terminal of the cell CL is connected to the positive terminal of the cell CL adjacent to the negative electrode side or the negative electrode side of the DC power source 2.

U相のリアクトル5uは、U相の正極側のアーム4upとU相の負極側のアーム4umとの間に設けられている。リアクトル5uの中間点は、交流電力のU相の出力点となる。リアクトル5uの中間点は、連系リアクトル6uを介して、交流系統7uのU相に接続される。リアクトル5uは、U相の正極側のアーム4up及びU相の負極側のアーム4umに流れる循環電流の直流成分を抑制するために設けられている。   The U-phase reactor 5u is provided between the U-phase positive-side arm 4up and the U-phase negative-side arm 4um. An intermediate point of reactor 5u is a U-phase output point of AC power. The intermediate point of reactor 5u is connected to the U phase of AC system 7u via interconnection reactor 6u. Reactor 5u is provided to suppress a direct current component of the circulating current flowing through U-phase positive arm 4up and U-phase negative arm 4um.

V相のリアクトル5vは、V相の正極側のアーム4vpとV相の負極側のアーム4vmとの間に設けられている。リアクトル5vの中間点は、交流電力のV相の出力点となる。リアクトル5vの中間点は、連系リアクトル6vを介して、交流系統7vのV相に接続される。リアクトル5vは、V相の正極側のアーム4vp及びV相の負極側のアーム4vmに流れる循環電流の直流成分を抑制するために設けられている。   The V-phase reactor 5v is provided between the V-phase positive arm 4vp and the V-phase negative arm 4vm. An intermediate point of reactor 5v is a V-phase output point of AC power. The midpoint of reactor 5v is connected to the V phase of AC system 7v via interconnection reactor 6v. Reactor 5v is provided to suppress a direct current component of the circulating current flowing through arm 4vp on the positive side of V phase and arm 4vm on the negative side of V phase.

W相のリアクトル5wは、W相の正極側のアーム4wpとW相の負極側のアーム4wmとの間に設けられている。リアクトル5wの中間点は、交流電力のW相の出力点となる。リアクトル5wの中間点は、連系リアクトル6wを介して、交流系統7wのW相に接続される。リアクトル5wは、W相の正極側のアーム4wp及びW相の負極側のアーム4wmに流れる循環電流の直流成分を抑制するために設けられている。   The W-phase reactor 5w is provided between the W-phase positive arm 4wp and the W-phase negative arm 4wm. An intermediate point of reactor 5w is a W-phase output point of AC power. The midpoint of reactor 5w is connected to the W phase of AC system 7w via interconnection reactor 6w. Reactor 5w is provided to suppress the DC component of the circulating current flowing through W-phase positive arm 4wp and W-phase negative arm 4wm.

連系リアクトル6u,6v,6wは、交流系統7u,7v,7wと系統連系するために設けられたリアクトルである。U相の連系リアクトル6uは、U相の交流系統7uとU相のリアクトル5uの中間点との間に設けられている。V相の連系リアクトル6vは、V相の交流系統7vとV相のリアクトル5vの中間点との間に設けられている。W相の連系リアクトル6wは、W相の交流系統7wとW相のリアクトル5wの中間点との間に設けられている。なお、三相分の連系リアクトル6u,6v,6wの代わりに、三相分の連系変圧器を設けてもよい。   The interconnecting reactors 6u, 6v, 6w are reactors provided for interconnecting the AC systems 7u, 7v, 7w. The U-phase interconnecting reactor 6u is provided between the U-phase AC system 7u and the midpoint of the U-phase reactor 5u. The V-phase interconnecting reactor 6v is provided between the V-phase AC system 7v and the midpoint of the V-phase reactor 5v. The W-phase interconnecting reactor 6w is provided between the W-phase AC system 7w and the midpoint of the W-phase reactor 5w. A three-phase interconnection transformer may be provided instead of the three-phase interconnection reactors 6u, 6v, 6w.

次に、制御装置3が各セルCL11〜CL68にゲート信号を送信する構成について説明する。   Next, a configuration in which the control device 3 transmits a gate signal to each of the cells CL11 to CL68 will be described.

各アーム4up〜4wmは、4つずつに分けられた2組のセルCL11〜CL68毎に、伝送路L11〜L62で接続されている。ここで、各アーム4up〜4wmで分けるセルCL11〜CL68の個数は、通常の電圧を出力できる最低限の個数と同じにする。従って、ここでは、最低限の個数は、4つである。   The arms 4up to 4wm are connected by transmission lines L11 to L62 for each of the two sets of cells CL11 to CL68 divided into four. Here, the number of cells CL11 to CL68 divided by each arm 4up to 4wm is made the same as the minimum number that can output a normal voltage. Accordingly, here, the minimum number is four.

図3は、本実施形態に係るシリアル通信により各セルCL11〜CL68に送信するデータDTの構造を簡易的に示した構造図である。データDTには、シリアル通信を行う4つのセルCL11〜CL68に対応した4つのデータDT1,DT2,DT3,DT4が格納されている。   FIG. 3 is a structural diagram simply showing the structure of the data DT transmitted to each of the cells CL11 to CL68 by serial communication according to the present embodiment. The data DT stores four data DT1, DT2, DT3, and DT4 corresponding to the four cells CL11 to CL68 performing serial communication.

制御装置3は、伝送路L11〜L62毎にシリアル通信用のデータDTを送信する。各セルCL11〜CL68は、伝送路L11〜L62から受信したデータDTの中から自己に対応するデータDT1〜DT4を取り出す。各セルCL11〜CL68が取り出したデータDT1〜DT4には、ゲート信号が含まれている。各セルCL11〜CL68は、取り出した自己のゲート信号により駆動する。   The control device 3 transmits data DT for serial communication for each of the transmission lines L11 to L62. Each of the cells CL11 to CL68 takes out data DT1 to DT4 corresponding to itself from the data DT received from the transmission lines L11 to L62. The data DT1 to DT4 extracted by the cells CL11 to CL68 include a gate signal. Each of the cells CL11 to CL68 is driven by its extracted gate signal.

次に、自励式電力変換装置1の回線異常に対する運転継続性について説明する。ここで、回線とは、シリアル通信をするために必要なハードウェア(例えば、伝送路L11〜L62又はセルCL11〜CL68など)及びあらゆるソフトウェアを含むものとする。   Next, the operation continuity with respect to the line abnormality of the self-excited power conversion device 1 will be described. Here, the line includes hardware (for example, transmission lines L11 to L62 or cells CL11 to CL68) necessary for serial communication and all software.

各アーム4up〜4wmは、制御装置3と2回線の伝送路L11〜L62で接続されている。また、制御装置3は、1回線辺り4つのセルと接続されている。従って、各アーム4up〜4wmは、1回線が正常であれば、通常の電圧を出力するために必要な4つのセルCL11〜CL68を駆動させることができる。   Each arm 4up to 4wm is connected to the control device 3 by two transmission lines L11 to L62. The control device 3 is connected to four cells per line. Therefore, each arm 4up-4wm can drive the four cells CL11-CL68 necessary for outputting a normal voltage if one line is normal.

本実施形態によれば、各アーム4up〜4wmを構成するセルCL11〜CL68を運転継続に必要最低限の個数単位で分け、分けられたセルCL11〜CL68毎にシリアル通信をすることで、全てのアーム4up〜4wmで2回線のうち少なくとも1回線が正常であれば、自励式電力変換装置1は、運転を継続することができる。   According to the present embodiment, the cells CL11 to CL68 constituting each arm 4up to 4wm are divided by the minimum number of units necessary for continuous operation, and serial communication is performed for each of the divided cells CL11 to CL68, so that all If at least one of the two lines is normal in the arms 4up to 4wm, the self-excited power conversion device 1 can continue operation.

(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係る自励式電力変換装置1Aの構成を示す構成図である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a self-excited power conversion device 1A according to the second embodiment of the present invention.

自励式電力変換装置1Aは、図1に示す第1の実施形態に係る自励式電力変換装置1において、制御装置3とセルCL11〜CL68を接続する回線の構成が異なる点以外は、第1の実施形態と同様である。   The self-excited power conversion device 1A is the same as the self-excited power conversion device 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 except that the configuration of the line connecting the control device 3 and the cells CL11 to CL68 is different. This is the same as the embodiment.

制御装置3は、伝送路L1,L2,L3,L4を介して、アーム4up〜4wmを構成する各セルCL11〜CL68とシリアル通信する。伝送路L1〜L4は、光ファイバケーブル及び中継器などにより構成される。   The control device 3 performs serial communication with the cells CL11 to CL68 constituting the arms 4up to 4wm via the transmission lines L1, L2, L3 and L4. The transmission lines L1 to L4 are configured by optical fiber cables and repeaters.

伝送路L1は、各アーム4up〜4wmの正極側から1番目と2番目のセルCL11,CL12,CL21,CL22,CL31,CL32,CL41,CL42,CL51,CL52,CL61,CL62をデイジーチェーン接続する。   The transmission line L1 daisy chain connects the first and second cells CL11, CL12, CL21, CL22, CL31, CL32, CL41, CL42, CL51, CL52, CL61, CL62 from the positive side of each arm 4up to 4wm.

伝送路L2は、各アーム4up〜4wmの正極側から3番目と4番目のセルCL13,CL14,CL23,CL24,CL33,CL34,CL43,CL44,CL53,CL54,CL63,CL64をデイジーチェーン接続する。   The transmission line L2 daisy-chains the third and fourth cells CL13, CL14, CL23, CL24, CL33, CL34, CL43, CL44, CL53, CL54, CL63, and CL64 from the positive side of each arm 4up to 4wm.

伝送路L3は、各アーム4up〜4wmの正極側から5番目と6番目のセルCL15,CL16,CL25,CL26,CL35,CL36,CL45,CL46,CL55,CL56,CL65,CL66をデイジーチェーン接続する。   The transmission line L3 daisy chain connects the fifth and sixth cells CL15, CL16, CL25, CL26, CL35, CL36, CL45, CL46, CL55, CL56, CL65, and CL66 from the positive side of each arm 4up to 4wm.

伝送路L4は、各アーム4up〜4wmの正極側から7番目と8番目のセルCL17,CL18,CL27,CL28,CL37,CL38,CL47,CL48,CL57,CL58,CL67,CL68をデイジーチェーン接続する。   The transmission line L4 daisy chain connects the seventh and eighth cells CL17, CL18, CL27, CL28, CL37, CL38, CL47, CL48, CL57, CL58, CL67, and CL68 from the positive side of each arm 4up to 4wm.

次に、自励式電力変換装置1Aの回線異常に対する運転継続性について説明する。ここで、各アーム4up〜4wmは、第1の実施形態と同様に、最低4つのセルCL11〜CL68が正常に動作すれば、通常の電圧を出力することができるものとする。   Next, the continuity of operation for the line abnormality of the self-excited power conversion device 1A will be described. Here, as in the first embodiment, each arm 4up to 4wm can output a normal voltage if at least four cells CL11 to CL68 operate normally.

制御装置3は、各アーム4up〜4wmと4回線の伝送路L1〜L4により接続されている。また、制御装置3は、1回線辺り全てアーム4up〜4wmの2つのセルと接続されている。従って、制御装置3は、2回線が正常であれば、全てのアーム4up〜4wmから通常の電圧を出力するために必要な4つのセルCL11〜CL68を駆動させることができる。   The control device 3 is connected to each of the arms 4up to 4wm via four transmission lines L1 to L4. The control device 3 is connected to two cells of arms 4up to 4wm all around one line. Therefore, if the two lines are normal, the control device 3 can drive the four cells CL11 to CL68 necessary for outputting normal voltages from all the arms 4up to 4wm.

本実施形態によれば、各伝送路L1〜L4を、全てのアーム4up〜4wmの2つのセルCL11〜CL68と制御装置3との間でシリアル通信をするように接続することで、4回線の伝送路L1〜L4のうち少なくとも2回線が正常であれば、自励式電力変換装置1Aは、運転を継続することができる。   According to this embodiment, each transmission line L1 to L4 is connected so as to perform serial communication between the two cells CL11 to CL68 of all the arms 4up to 4wm and the control device 3, so that four lines can be obtained. If at least two lines of transmission lines L1 to L4 are normal, self-excited power conversion device 1A can continue operation.

このように、全ての伝送路L1〜L4を、全てのアーム4up〜4wmに跨って、セルCL11〜CL68と制御装置3との間でシリアル通信をするように接続することで、少ない回線数の伝送路L1〜L4で、自励式電力変換装置1Aの回線異常に対する運転継続性を効率的に高めることができる。   Thus, by connecting all the transmission lines L1 to L4 so as to perform serial communication between the cells CL11 to CL68 and the control device 3 across all the arms 4up to 4wm, the number of lines can be reduced. With the transmission lines L1 to L4, the operation continuity with respect to the line abnormality of the self-excited power conversion device 1A can be efficiently increased.

なお、セルCLの構成は、図2に示したものに限らない。スイッチング素子を含む変換器であり、自励式電力変換装置の構成として機能するのであれば、どのような回路でもよい。例えば、セルCLは、双方向チョッパ又はフルブリッジ変換器でもよい。   The configuration of the cell CL is not limited to that shown in FIG. Any circuit may be used as long as it is a converter including a switching element and functions as a configuration of a self-excited power converter. For example, the cell CL may be a bidirectional chopper or a full bridge converter.

また、各実施形態において、各アーム4up〜4wmは、8つのセルCL11〜CL68で構成されたものに限らず、いくつのセルで構成されていてもよい。例えば、各アーム4up〜4wmは、構成の冗長性を確保するために、正常時でも出力電圧の1周期の間で使用しないセルが含まれていてもよい。また、自励式電力変換装置1,1Aは、6つのアーム4up〜4wmで構成されたものに限らず、いくつのアームで構成されていてもよい。例えば、自励式電力変換装置1,1Aを直流電力から三相交流電力に変換する構成として説明したが、直流電力から単相交流電力に変換する構成でもよい。この場合、4つのアームで直流電力を単相交流電力に変換する自励式電力変換装置を構成することができる。   Moreover, in each embodiment, each arm 4up-4wm is not restricted to what was comprised by the eight cells CL11-CL68, and may be comprised by how many cells. For example, each arm 4up to 4wm may include cells that are not used during one cycle of the output voltage even during normal operation in order to ensure the redundancy of the configuration. Further, the self-excited power conversion devices 1 and 1A are not limited to those configured by the six arms 4up to 4wm, and may be configured by any number of arms. For example, the self-excited power conversion device 1 or 1A has been described as a configuration that converts DC power to three-phase AC power, but a configuration that converts DC power to single-phase AC power may be used. In this case, a self-excited power converter that converts DC power into single-phase AC power with four arms can be configured.

さらに、各実施形態において、セルCL11〜CL68をデイジーチェーン接続する場合、どのような順番で接続してもよい。全てのアーム4up〜4wmを跨るように接続するのであれば、各アーム4up〜4wmの何処に位置するセルCL11〜CL68と接続してもよい。   Furthermore, in each embodiment, when the cells CL11 to CL68 are daisy chain connected, they may be connected in any order. As long as it connects so that all the arms 4up-4wm may be straddled, it may connect with the cells CL11-CL68 located in each arm 4up-4wm.

また、第2の実施形態では、4回線の伝送路L1〜L4について説明したが、2回線以上の伝送路L1〜L4であれば、いくつの伝送路L1〜L4で構成してもよい。また、1つの伝送路L1〜L4で、各アーム4up〜4wmの2つのセルCL11〜CL68を接続するように構成したが、これに限らない。各伝送路L1〜L4は、各アーム4up〜4wmで1つのセルCL11〜CL68を接続するように構成してもよいし、各アーム4up〜4wmで3つ以上のセルCL11〜CL68を接続するように構成してもよい。また、各伝送路L1〜L4は、各アーム4up〜4wmで同数のセルCL11〜CL68を接続するように構成することで、いずれか1つの伝送路L1〜L4が回線異常になった場合、各アーム4up〜4wmで駆動できなくなるセルCL11〜CL68の個数が同数になるため、各アーム4up〜4wmから出力させる電圧のバランスをとる制御をし易くできる。   In the second embodiment, the four transmission lines L1 to L4 have been described. However, any number of transmission lines L1 to L4 may be used as long as the transmission lines L1 to L4 have two or more lines. Moreover, although it comprised so that two cells CL11-CL68 of each arm 4up-4wm may be connected by one transmission line L1-L4, it is not restricted to this. Each transmission line L1 to L4 may be configured to connect one cell CL11 to CL68 with each arm 4up to 4wm, or to connect three or more cells CL11 to CL68 with each arm 4up to 4wm. You may comprise. Further, each transmission line L1 to L4 is configured to connect the same number of cells CL11 to CL68 with each arm 4up to 4wm, so that when any one of the transmission lines L1 to L4 becomes line abnormal, Since the number of cells CL11 to CL68 that cannot be driven by the arms 4up to 4wm is the same, it is possible to easily control to balance the voltages output from the arms 4up to 4wm.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

1…自励式電力変換装置、2…直流電源、3…制御装置、4up,4um,4vp,4vm,4wp,4wm…アーム、5u,5v,5w…リアクトル、6u,6v,6w…連系リアクトル、7u,7v,7w…交流系統、CL11〜CL68…セル、L11〜L62…伝送路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Self-excited power converter device, 2 ... DC power supply, 3 ... Control device, 4up, 4um, 4vp, 4vm, 4wp, 4wm ... Arm, 5u, 5v, 5w ... Reactor, 6u, 6v, 6w ... Interconnection reactor, 7u, 7v, 7w... AC system, CL11 to CL68... Cell, L11 to L62.

Claims (2)

直流電力を三相交流電力に変換する電力変換回路の各相の正極及び負極のそれぞれを直列に接続された複数の単位変換器で構成する複数のアームと、
前記各アームを構成する前記複数の単位変換器を運転継続に必要最低限の個数で分け、前記必要最低限の個数毎に前記単位変換器をシリアル通信するために接続する複数の伝送路と
を備えることを特徴とする自励式電力変換装置。
A plurality of arms comprising a plurality of unit converters connected in series with each of the positive and negative electrodes of each phase of the power conversion circuit for converting DC power into three-phase AC power;
Dividing the plurality of unit converters constituting each arm by a minimum number necessary for continuous operation, and a plurality of transmission lines connected for serial communication of the unit converters for each necessary minimum number A self-excited power conversion device comprising:
直流電力を三相交流電力に変換する電力変換回路の各相の正極及び負極のそれぞれを直列に接続された複数の単位変換器で構成する複数のアームで構成され、前記単位変換器をシリアル通信するために複数の伝送路で接続する自励式電力変換装置の製造方法であって、
前記各アームを構成する前記複数の単位変換器を運転継続に必要最低限の個数で分け、
前記必要最低限の個数毎に前記単位変換器を前記伝送路で接続すること
を含むことを特徴とする自励式電力変換装置の製造方法。
Consists of a plurality of arms composed of a plurality of unit converters in which the positive and negative electrodes of each phase of a power conversion circuit that converts DC power into three-phase AC power are connected in series, and the unit converter is serially communicated A self-excited power conversion device manufacturing method for connecting with a plurality of transmission lines,
Dividing the plurality of unit converters constituting each arm by the minimum number necessary for continued operation,
A method of manufacturing a self-excited power converter, comprising connecting the unit converters by the transmission path for each of the minimum necessary numbers.
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