JP6508833B2 - 電力変換装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1に表したように、電力変換装置10は、インバータ回路12と、制御盤14と、を備える。
図2に表したように、変換器22は、第1接続端子22aと、第2接続端子22bと、第1スイッチング素子31と、第2スイッチング素子32と、電荷蓄積素子35と、電圧検出部36と、を含む。
図3に表したように、制御盤14は、電圧基準VRとキャリア信号CWとを基に、各スイッチング素子31、32のオン・オフを制御する。制御盤14は、変換器22毎に電圧基準VR及びキャリア信号CWを設定する。1つのアーム部にN台の変換器22が直列に接続されている場合、制御盤14は、変換器22毎のN個の電圧基準VR及びキャリア信号CWを設定する。
図4に表したように、制御盤14は、電圧基準演算部40と、異常判別部41と、キャリア周波数決定部42と、キャリア信号生成部43と、コンパレータ44と、NOTゲート45と、を有する。キャリア周波数決定部42、キャリア信号生成部43、コンパレータ44、及び、NOTゲート45は、各変換器22のそれぞれに対応して、制御盤14に複数設けられる。
図5(a)〜図5(c)の横軸は、時間(秒)である。
図5(a)の縦軸は、電荷蓄積素子35の電圧Vc(V)である。
図5(b)の縦軸は、キャリア周波数(Hz)である。
図5(c)の縦軸は、キャリア信号である。
以下では、図6のフローチャートを参照しながら、制御盤14の動作について説明する。
制御盤14は、各変換器22の電圧検出部36から電荷蓄積素子35の電圧Vcを取得する。制御盤14は、取得した各電圧Vcを異常判別部41に入力する。
図8に表したように、変換器62は、第3スイッチング素子33と、第4スイッチング素子34と、をさらに含む。第3スイッチング素子33、第4スイッチング素子34には、第1スイッチング素子31、第2スイッチング素子32と実質的に同じ素子が用いられる。
図9では、1つのアーム部の構成のみを便宜的に図示している。上記実施形態では、各変換器22のそれぞれに対応させてキャリア周波数決定部42及びキャリア信号生成部43を設けている。これに限ることなく、図9に表したように、キャリア周波数決定部42及びキャリア信号生成部43は、各アーム部21a〜21fのそれぞれに対応させて設けてもよい。この例では、1つのアーム部21a〜21fのそれぞれに含まれる各変換器22において、共通のキャリア信号CWが用いられる。
図10は、上記変形例の制御盤14の動作の一例を模式的に表す。
図10に表したように、キャリア周波数決定部42は、異常判別部41の判別結果を基に、対応するアーム部に含まれる各変換器22のいずれか1つでも閾値Vth以上と判別された場合に、キャリア周波数を高くする。
Claims (7)
- 電源及び交流負荷に接続され、前記電源から入力された入力電力を、前記入力電力と異なる交流の出力電力に変換し、前記出力電力を前記交流負荷に供給するインバータ回路であって、
前記電源に接続される一対の入力端子と、
前記入力端子の一方に接続された第1アーム部と、
前記第1アーム部と前記入力端子の他方との間に接続された第2アーム部と、
前記入力端子の前記一方に接続された第3アーム部と、
前記第3アーム部と前記入力端子の前記他方との間に接続された第4アーム部と、
を含み、
前記第1アーム部、前記第2アーム部、前記第3アーム部及び前記第4アーム部のそれぞれは、直列に接続された複数台の変換器を含み、
前記複数台の変換器のそれぞれは、
一対の主端子と制御端子とを含む第1スイッチング素子と、
一対の主端子と制御端子とを含み、前記第1スイッチング素子に対して直列に接続された第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子に対して並列に接続された電荷蓄積素子と、
前記電荷蓄積素子の電圧を検出する電圧検出部と、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との間に接続された第1接続端子と、
前記第1スイッチング素子の前記第2スイッチング素子に接続された主端子と反対側の主端子に接続された第2接続端子と、
を含む
インバータ回路と、
三角波状のキャリア信号と、前記複数台の変換器毎に設定される正弦波状の電圧基準と、を基に、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のオン・オフを制御する制御盤であって、
前記複数台の変換器のそれぞれの前記電圧検出部から前記電荷蓄積素子の前記電圧を取得し、
取得した複数の前記電圧のそれぞれについて、閾値以上か否かを判別し、
前記閾値以上と判別した場合に、前記閾値以上と判別された前記変換器の前記キャリア信号の周波数を高くする
制御盤と、
を備えた電力変換装置。 - 前記制御盤は、前記複数台の変換器毎に前記キャリア信号を設定し、前記閾値以上と判別した場合に、前記閾値以上と判別された前記変換器の前記キャリア信号の周波数のみを高くする請求項1記載の電力変換装置。
- 前記制御盤は、前記第1〜第4アーム部毎に前記キャリア信号を設定し、前記閾値以上と判別した場合に、前記第1〜第4アーム部のうちの前記閾値以上と判別された前記変換器を含むアーム部の前記各変換器の前記キャリア信号の周波数を高くする請求項1記載の電力変換装置。
- 前記制御盤は、前記閾値未満と判別した場合、前記キャリア信号の周波数を第1周波数に設定し、前記閾値以上と判別した場合、前記キャリア信号の周波数を前記第1周波数よりも高い第2周波数に設定する請求項1〜3のいずれか1つに記載の電力変換装置。
- 前記制御盤は、前記閾値以上と判別した場合、前記電荷蓄積素子の電圧の上昇に応じて前記キャリア信号の周波数を高くする請求項1〜3のいずれか1つに記載の電力変換装置。
- 前記複数台の変換器のそれぞれは、
一対の主端子と制御端子とを含む第3スイッチング素子と、
一対の主端子と制御端子とを含み、前記第3スイッチング素子に対して直列に接続された第4スイッチング素子と、
を、さらに含み、
前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子は、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子に対して並列に接続され、
前記第2接続端子は、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との間に接続され、前記第3スイッチング素子を介して前記第1スイッチング素子の前記第2スイッチング素子に接続された主端子と反対側の主端子に接続され、
前記制御盤は、前記第1〜第4スイッチング素子のそれぞれのオン・オフを制御する請求項1〜5のいずれか1つに記載の電力変換装置。 - 電源及び交流負荷に接続され、前記電源から入力された入力電力を、前記入力電力と異なる交流の出力電力に変換し、前記出力電力を前記交流負荷に供給するインバータ回路であって、
前記電源に接続される一対の入力端子と、
前記入力端子の一方に接続された第1アーム部と、
前記第1アーム部と前記入力端子の他方との間に接続された第2アーム部と、
前記入力端子の前記一方に接続された第3アーム部と、
前記第3アーム部と前記入力端子の前記他方との間に接続された第4アーム部と、
を含み、
前記第1アーム部、前記第2アーム部、前記第3アーム部及び前記第4アーム部のそれぞれは、直列に接続された複数台の変換器を含み、
前記複数台の変換器のそれぞれは、
一対の主端子と制御端子とを含む第1スイッチング素子と、
一対の主端子と制御端子とを含み、前記第1スイッチング素子に対して直列に接続された第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子に対して並列に接続された電荷蓄積素子と、
前記電荷蓄積素子の電圧を検出する電圧検出部と、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との間に接続された第1接続端子と、
前記第1スイッチング素子の前記第2スイッチング素子に接続された主端子と反対側の主端子に接続された第2接続端子と、
を含む
インバータ回路と、
三角波状のキャリア信号と、前記複数台の変換器毎に設定される正弦波状の電圧基準と、を基に、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のオン・オフを制御する制御盤と、
を含む電力変換装置の制御方法であって、
前記複数台の変換器のそれぞれの前記電圧検出部から前記電荷蓄積素子の前記電圧を取得する工程と、
取得した複数の前記電圧のそれぞれについて、閾値以上か否かを判別する工程と、
前記閾値以上と判別した場合に、前記閾値以上と判別された前記変換器の前記キャリア信号の周波数を高くする工程と、
を備えた電力変換装置の制御方法。
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