JP6311050B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
ドライブや直流送電システム(HVDC)に応用可能な回路方式である。
Canceling)−MMCCと呼称することにする。
、直流端子の電圧に影響を与えることなく、各アームの出力電圧指令値に例えば3次高調波電圧を重畳させることによる電圧利用率向上制御が可能となる。
。1次巻線105RS、ST、TRはΔ結線され、電力系統101に接続している。
、SP、TPの他端はY結線されており、電力変換装置102のP点に接続されている。P点は電力変換装置102の直流端子の1つである。
、SN、TNの他端はY結線されており、電力変換装置102のN点に接続されている。N点は電力変換装置102の直流端子の1つである。
、SN、TP、TNであり、アーム107内の単位変換器の個数をnとすれば、k=1、2、…、nである。
ローサイドスイッチング素子)201Lがオフの場合、Vjkはコンデンサ203の電圧VCjkと概ね等しくできる。本明細書ではこの状態を、単位変換器がオンしている、と称する。
ローサイドスイッチング素子)201Lがオンの場合、Vjkは概ね零と等しくできる。本明細書ではこの状態を、単位変換器がオフしている、と称する。
P点とN点)の電圧、電流である。
P、VTP*として、交流成分が電力系統101の線間電圧VGRS、VGST、VGT
Rの1/a倍の振幅を有し、かつ、π+φ[RPd]だけ位相の遅れた電圧であり、かつ
、直流成分が、それぞれVDCR*/2、VDCS*/2、VDCT*/2であるような電
圧指令値を与える。ただし、aは変圧器の巻数比である。
N*、VTN*として、交流成分が電力系統101の線間電圧VGRS、VGST、VGTRの1/a倍の振幅を有し、かつ、φ[RPd]だけ位相の遅れた電圧であり、かつ、直流成分が、それぞれVDCR*/2、VDCS*/2、VDCT*/2であるような電圧指
令値を与える。ただし、aは変圧器の巻数比である。
直流電力を供給するために必要な直流電圧成分であるが、詳細については後述する。
TPを出力可能である。
ム電圧VRN、VSN、VTNを出力可能である。
。
。
、SN、TNに流れる電流IRN、ISN、ITNの交流成分は、電力系統101の電圧VGRS、VGST、VGTRと概ね逆位相になる。
、TRの流れる電流IRS、IST、ITRは、(1)〜(3)式を満足するため、IR
S、IST、ITRは電力系統101の電圧VGRS、VGST、VGTRと概ね同位相になる。
〔数1〕
IRS=a(IRP−IRN) …(1)
〔数2〕
IST=a(ISP−ISN) …(2)
〔数3〕
ITR=a(ITP−ITN) …(3)
、TRには流れない。
〔数4〕
VDC=(VDCR+VDCS+VDCT)/3 …(4)
〔数5〕
VDCR=(VRP+VRN)/2 …(5)
〔数6〕
VDCS=(VSP+VSN)/2 …(6)
〔数7〕
VDCT=(VTP+VTN)/2 …(7)
。すなわち、電力変換装置102は直流装置109に直流電力を供給できる。
れる。
〔数8〕
IDC=IZR+IZS+IZT …(8)
〔数9〕
IZR=(IRP+IRN)/2 …(9)
〔数10〕
IZS=(ISP+ISN)/2 …(10)
〔数11〕
IZT=(ITP+ITN)/2 …(11)
、S、Tを3つの脚とする三相3脚鉄心にしても、本実施例と同様の効果が得られる。また、鉄心104R、S、Tにさらに1つまたは複数の鉄心を加えた4脚鉄心以上の鉄心を用いた三相他脚鉄心としても同様の効果を得られる。
、VTN*に、例えば3次高調波成分を重畳させることにより、電圧利用率向上制御を行
った場合の波形を示す。
重畳させた場合、VRP*、VRN*、VSP*、VSN*、VTP*、VTN*の交流成分の
最大値を低減することが可能である。
、(4)式に示したVDCにも3次高調波電圧は現れない。
を変化させることなく、直流成分を減少させると、VRP*、VRN*、VSP*、VSN*
、VTP*、VTN*が零を下回り、各アームが負の電圧を出力しなければならない状態が
発生する。
、VTP*、VTN*が負になった場合、電力変換装置102を適切に制御できない。
の交流成分を変化させることなく、直流成分を減少させて零にすることも、負にすること
も可能となるという効果を得られる。
X相ハイサイド環流ダイオード)202XHの並列体とスイッチング素子(X相ローサイドスイッチング素子)201XLと環流ダイオード(X相ローサイド環流ダイオード)202XLの並列体との直列接続点をX点と称する。
Y相ハイサイド環流ダイオード)202YHの並列体とスイッチング素子(Y相ローサイドスイッチング素子)201YLと環流ダイオード(Y相ローサイド環流ダイオード)202XLの並列体との直列接続点をY点と称する。
、…、n)を単位変換器501の出力電圧とする。
、逆極性となるように並列接続したものである。このため、図7においては、VGST=−VGRSとなる。
、それ以外の点で、電力変換装置701は、実施例1の電力変換装置102と概ね同様の原理で動作できる。
102 電力変換装置(本発明に基づく電力変換装置の第1の実施形態)
103 変圧器
104R、104S、104T 鉄心
105RS、105ST、105TR 1次巻線
106RP、106SP、106TP 正側2次巻線
106RN、106SN、106TN 負側2次巻線
107RP、107SP、107TP、107RN、107SN、107TN アーム
108 単位変換器(双方向チョッパ回路方式の単位変換器)
109 直流装置
201H、201L、201XH、201XL、201YH、201YL スイッチング素子
202H、202L、202XH、202XL、202YH、202YL 環流ダイオード
203、603P、N コンデンサ
501 単位変換器(フルブリッジ回路方式の単位変換器)
601 電力系統(単相電力系統)
602、701 電力変換装置(本発明に基づく電力変換装置の第3の実施形態)
Claims (1)
- 第1、第2、および第3の巻線と、エネルギー貯蔵素子を備えた少なくとも2端子の回路要素を1つまたは複数個直列接続してなるアームを第1および第2のアームとして備え、
前記第2の巻線と前記第1のアームが第1の直列体を構成しており、前記第3の巻線と前記第2のアームが第2の直列体を構成しており、
前記第1と第2の直列体が直列接続されており、前記第2と第3の巻線の直流電流に関する起磁力が逆極性となるように、前記第1、第2、および第3の巻線が磁気結合しており、
前記第1の巻線を3相分有し、前記第1のアームと、前記第2の巻線と、前記第3の巻線と、前記第2のアームとで構成される直列回路を前記3相分の第1の巻線に各々対応させて3組有し、
前記直列回路は、相毎に個別の鉄心を有しており、
前記各相での前記第1のアームの出力電圧と前記第2のアームの出力電圧の交流成分は互いに実質的に逆位相の電圧波形であり、
前記各相での前記第1のアームの直流電流成分と前記第2のアームの直流電流成分は実質的に同じであるように前記第1のアームと前記第2のアームが制御されることを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
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JP2017064799A JP6311050B2 (ja) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2017064799A JP6311050B2 (ja) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | 電力変換装置 |
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JP2016025458A Division JP6121582B2 (ja) | 2016-02-15 | 2016-02-15 | 電力変換装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017153355A JP2017153355A (ja) | 2017-08-31 |
JP6311050B2 true JP6311050B2 (ja) | 2018-04-11 |
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ID=59742202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2017064799A Active JP6311050B2 (ja) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP6311050B2 (ja) |
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JP5881386B2 (ja) * | 2011-11-24 | 2016-03-09 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
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-
2017
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