JP6369423B2 - 電力変換装置、制御装置および制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態に係る電力変換装置1の構成例を示す図である。図1に示す電力変換装置1は、直流電源2と電動機3との間に配置される。かかる電力変換装置1は、電力変換部10と、制御部20とを備える。
図4は、図1に示す制御部20の構成例を示す図である。上述したように、制御部20は、3相電流検出部31と、指令生成部32と、合成部33と、演算部34と、調整部35と、補正ベクトル生成部36と、PWM信号出力部37とを備えている。以下、PWM信号出力部37、3相電流検出部31、指令生成部32、合成部33、演算部34、調整部35、補正ベクトル生成部36の順に説明する。
PWM信号出力部37は、図3に示す領域1〜6のうち、合成ベクトルvαβ **が含まれる領域に対応する複数の基本電圧ベクトルVx、Vyと基本電圧ベクトルV0とに応じた電圧ベクトルパターンで出力する。
3相電流検出部31は、演算部34によって演算される取得タイミングに基づいて、電流検出部13によって検出された母線電流Idcを取得し、相電流iu、iv、iwを求める。
図4に示すように、指令生成部32は、加算部51と、積分部52と、3相2相変換部53と、回転座標変換部54と、電流指令出力部55と、電流制御部56と、回転座標変換部57とを備える。
合成部33は、電圧指令ベクトルvαβ *に補正ベクトルΔvαβを合成して合成ベクトルvαβ **を生成する。かかる合成部33は、図4に示すように、加算部61、62を備え、下記式(2)の演算を行う。
演算部34は、合成ベクトルvαβ **に対応する複数の基本電圧ベクトルVx、Vyの電力変換部10からの出力時間比率ζx、ζyを演算する。
調整部35は、リミッタ90を備える。リミッタ90は、出力時間比率ζx、ζyが下限値ζthよりも小さくならないように、出力時間比率ζx、ζyを調整し、出力時間比率ζx_lim、ζy_limとして出力する。
補正ベクトル生成部36は、調整部35による調整結果に基づいて、補正ベクトルΔvαβを生成する。例えば、補正ベクトル生成部36は、出力時間比率ζx、ζyから出力時間比率ζx_lim、ζy_limを減算し、かかる減算結果に基づいて、補正ベクトルΔvαβを演算する。補正ベクトルΔvαβには、αβ軸座標系におけるα軸成分であるα軸補正値Δvαとβ軸成分であるβ軸補正値Δvβが含まれる。
図14は、制御部20による処理の流れを示すフローチャートである。図14に示す処理は、例えば、所定の演算周期で繰り返し実行される処理である。
2 直流電源
3 電動機
10 電力変換部
11 コンデンサ
12 スイッチング部
13 電流検出部
14 電圧検出部
15、15a、15b 直流母線
20 制御部
31 3相電流検出部
32 指令生成部
33 合成部
34 演算部
35 調整部
36 補正ベクトル生成部
37 PWM信号出力部
51、61、62 加算部
52 積分部
54、57 回転座標変換部
55 電流指令出力部
56 電流制御部
71 領域判定部
72 時間比率演算部
73 出力ベクトル通知部
81 減算部
82 補正ベクトル演算部
90 リミッタ
Claims (9)
- 複数のスイッチング素子を有する電力変換部と、
前記複数のスイッチング素子を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
電圧指令ベクトルを生成する指令生成部と、
前記電圧指令ベクトルに補正ベクトルを合成して合成ベクトルを生成する合成部と、
前記合成ベクトルに対応する複数の電圧ベクトルの前記電力変換部からの出力時間を調整する調整部と、
前記調整部による調整結果に基づき、前記補正ベクトルを生成する補正ベクトル生成部と、を備え、
前記補正ベクトル生成部は、
前記調整部による前記複数の電圧ベクトルの調整前後の前記出力時間の差を調整量として、前記調整量に応じた前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 前記合成ベクトルに対応する前記複数の電圧ベクトルの前記電力変換部からの出力時間の情報を演算する演算部を備え、
前記調整部は、
前記演算部によって演算された前記複数の電圧ベクトルの出力時間の情報がそれぞれ下限値以上になるように調整するリミッタを備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記補正ベクトル生成部は、
前記複数の電圧ベクトルの出力時間の情報それぞれの前記リミッタの通過前後の差を前記調整結果として前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記出力時間の情報は、前記出力時間の比率を示す情報または前記出力時間を示す情報を含む
ことを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記リミッタの通過後の前記複数の電圧ベクトルの出力時間の情報に基づいて、オンディレイ補正が施され前記複数のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部を備え、
前記補正ベクトル生成部は、
前記オンディレイ補正による電圧誤差を補償するように前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか一つに記載の電力変換装置。 - 前記補正ベクトル生成部は、
前記スイッチング素子のオン電圧による電圧誤差を補償するように前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の電力変換装置。 - 前記電力変換部は、
前記制御部による制御によって直流母線から供給される直流電力を交流電力へ変換し、
前記補正ベクトル生成部は、
前記調整部による調整結果と前記直流母線の電圧の変化に基づいて前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の電力変換装置。 - 電圧指令ベクトルを生成する指令生成部と、
前記電圧指令ベクトルに補正ベクトルを合成して合成ベクトルを生成する合成部と、
前記合成ベクトルに応じた複数の電圧ベクトルの出力時間を調整する調整部と、
前記調整部による調整結果に基づき、前記補正ベクトルを生成する生成部と、を備え、
前記生成部は、
前記調整部による前記複数の電圧ベクトルの調整前後の前記出力時間の差を調整量として、前記調整量に応じた前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする電圧ベクトルの制御装置。 - 電圧指令ベクトルを生成することと、
前記電圧指令ベクトルに補正ベクトルを合成して合成ベクトルを生成することと、
前記合成ベクトルに応じた複数の電圧ベクトルの出力時間を調整することと、
前記調整の結果に基づき、前記補正ベクトルを生成することと、を含み、
前記補正ベクトルを生成することは、
前記複数の電圧ベクトルの調整前後の前記出力時間の差を調整量として、前記調整量に応じた前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする電圧ベクトルの制御方法。
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