JP6778085B2

JP6778085B2 - Power converter

Info

Publication number: JP6778085B2
Application number: JP2016218145A
Authority: JP
Inventors: 英児野村
Original assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Current assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2036-11-08
Also published as: JP2018078697A

Description

本発明は、並列に接続された複数のインバータにより、直流電力を交流に変換して負荷に供給する電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device that converts DC power into AC power and supplies it to a load by a plurality of inverters connected in parallel.

ＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御される複数のインバータを並列に接続し、電源から出力された直流電力を各インバータで交流に変換して負荷に供給する電力変換装置がある。 There is a power conversion device in which a plurality of inverters controlled by PWM (Pulse Width Modulation) are connected in parallel, and DC power output from a power source is converted into alternating current by each inverter and supplied to a load.

図３は、従来の電力変換装置１Ａの構成例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the conventional power conversion device 1A.

図３に示す電力変換装置１Ａは、電源２と、リアクトル３ａ，３ｂと、コンデンサ４ａ，４ｂと、インバータ５ａ，５ｂと、電流センサ６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂと、回転数センサ８ａ，８ｂと、制御部１０Ａと、誘導機２０ａ，２０ｂとを備える。 The power conversion device 1A shown in FIG. 3 includes a power supply 2, reactors 3a, 3b, capacitors 4a, 4b, inverters 5a, 5b, current sensors 6a, 6b, 7a, 7b, and rotation speed sensors 8a, 8b. , The control unit 10A and the induction machines 20a and 20b are provided.

リアクトル３ａは、一端が直流電源である電源２の正極側に接続され、他端がインバータ５ａに接続される。リアクトル３ｂは、一端が電源２の正極側に接続され、他端がインバータ５ｂに接続される。コンデンサ４ａは、一端がリアクトル３ａの他端に接続され、他端が電源２の負極側に接続される。コンデンサ４ｂは、一端がリアクトル３ｂの他端に接続され、他端が電源２の負極側に接続される。 One end of the reactor 3a is connected to the positive electrode side of the power supply 2 which is a DC power supply, and the other end is connected to the inverter 5a. One end of the reactor 3b is connected to the positive electrode side of the power supply 2, and the other end is connected to the inverter 5b. One end of the capacitor 4a is connected to the other end of the reactor 3a, and the other end is connected to the negative electrode side of the power supply 2. One end of the capacitor 4b is connected to the other end of the reactor 3b, and the other end is connected to the negative electrode side of the power supply 2.

リアクトル３ａおよびコンデンサ４ａは、フィルタとして機能し、電源２から出力された直流電力を平滑化して、インバータ５ａに出力する。リアクトル３ｂおよびコンデンサ４ｂは、フィルタとして機能し、電源２から出力された直流電力を平滑化して、インバータ５ｂに出力する。 The reactor 3a and the capacitor 4a function as a filter, smooth the DC power output from the power supply 2, and output the DC power to the inverter 5a. The reactor 3b and the capacitor 4b function as a filter, smooth the DC power output from the power supply 2, and output the DC power to the inverter 5b.

インバータ５ａは、電源２から出力された直流電力を交流電力（３相交流電力）に変換して、負荷である誘導機２０ａに供給する。インバータ５ｂは、電源２から出力された直流電力を交流電力（３相交流電力）に変換して、負荷である誘導機２０ｂに供給する。 The inverter 5a converts the DC power output from the power source 2 into AC power (three-phase AC power) and supplies it to the induction machine 20a, which is a load. The inverter 5b converts the DC power output from the power source 2 into AC power (three-phase AC power) and supplies it to the induction machine 20b, which is a load.

インバータ５ａ，５ｂはそれぞれ、図示は省略するが、直列に接続され、Ｕ相アームを構成する２つのスイッチング素子と、直列に接続され、Ｖ相アームを構成する２つのスイッチング素子と、直列に接続され、Ｗ相アームを構成する２つのスイッチング素子とを備える。Ｕ相アームを構成する２つのスイッチング素子の直列体、Ｖ相アームを構成する２つのスイッチング素子の直列体およびＷ相アームを構成する２つのスイッチング素子の直列体はそれぞれ、コンデンサ４ａに並列に接続される。また、Ｕ相アームを構成する２つのスイッチング素子の接続点、Ｖ相アームを構成する２つのスイッチング素子の接続点およびＷ相アームを構成する２つのスイッチング素子の接続点はそれぞれ、誘導機２０ａに接続される。各相のアームを構成する６つのスイッチング素子のオン・オフを制御することで、３相交流電力を誘導機２０ａに出力することができる。 Although not shown, the inverters 5a and 5b are connected in series with two switching elements that are connected in series and form a U-phase arm, and two switching elements that are connected in series and form a V-phase arm. It is provided with two switching elements that form a W-phase arm. A series of two switching elements forming a U-phase arm, a series of two switching elements forming a V-phase arm, and a series of two switching elements forming a W-phase arm are connected in parallel to a capacitor 4a, respectively. Will be done. Further, the connection points of the two switching elements constituting the U-phase arm, the connection points of the two switching elements constituting the V-phase arm, and the connection points of the two switching elements constituting the W-phase arm are respectively connected to the induction machine 20a. Be connected. By controlling the on / off of the six switching elements constituting the arms of each phase, the three-phase AC power can be output to the inducer 20a.

電流センサ６ａ，７ａは、インバータ５ａが誘導機２０ａに出力する３相出力電流Ｉｕ１，Iｗ１を検出し、検出結果を制御部１０Ａに出力する。電流センサ６ｂ，７ｂは、インバータ５ｂが誘導機２０ｂに出力する３相出力電流Ｉｕ２，Iｗ２を検出し、検出結果を制御部１０Ａに出力する。 The current sensors 6a and 7a detect the three-phase output currents Iu1 and Iw1 output by the inverter 5a to the inducer 20a, and output the detection results to the control unit 10A. The current sensors 6b and 7b detect the three-phase output currents Iu2 and Iw2 output by the inverter 5b to the inducer 20b, and output the detection results to the control unit 10A.

回転数センサ８ａは、誘導電動機２０ａの回転数を検出し、検出した回転数からモータ周波数ωｍ１を求めて、制御部１０Ａに出力する。回転数センサ８ｂは、誘導電動機２０ｂの回転数を検出し、検出した回転数からモータ周波数ωｍ２を求めて、制御部１０Ａに出力する。 The rotation speed sensor 8a detects the rotation speed of the induction motor 20a, obtains the motor frequency ωm1 from the detected rotation speed, and outputs the motor frequency ωm1 to the control unit 10A. The rotation speed sensor 8b detects the rotation speed of the induction motor 20b, obtains the motor frequency ωm2 from the detected rotation speed, and outputs the motor frequency ωm2 to the control unit 10A.

制御部１０Ａは、電流センサ６ａ，７ａから入力された３相出力電流Ｉｕ１，Iｗ１および回転数センサ８ａから入力されたモータ周波数ωｍ１などに基づき、インバータ５ａを構成する各スイッチング素子のオン・オフを制御するゲート信号Ｇｕｐ１，Ｇｕｎ１，Ｇｖｐ１，Ｇｖｎ１，Ｇｗｐ１，Ｇｗｎ１を生成し、各スイッチング素子に出力する。また、制御部１０Ａは、電流センサ６ｂ，７ｂから入力された３相出力電流Ｉｕ２，Iｗ２および回転数センサ８ｂから入力されたモータ周波数ωｍ２などに基づき、インバータ５ｂを構成する各スイッチング素子のオン・オフを制御するゲート信号Ｇｕｐ２，Ｇｕｎ２，Ｇｖｐ２，Ｇｖｎ２，Ｇｗｐ２，Ｇｗｎ２を生成し、各スイッチング素子に出力する。 The control unit 10A turns on / off each switching element constituting the inverter 5a based on the three-phase output currents Iu1 and Iw1 input from the current sensors 6a and 7a, the motor frequency ωm1 input from the rotation speed sensor 8a, and the like. Gate signals to be controlled Gup1, Gun1, Gbp1, Gvn1, Gwp1, Gwn1 are generated and output to each switching element. Further, the control unit 10A turns on each switching element constituting the inverter 5b based on the three-phase output currents Iu2 and Iw2 input from the current sensors 6b and 7b, the motor frequency ωm2 input from the rotation speed sensor 8b, and the like. A gate signal Gup2, Gun2, Gbp2, Gvn2, Gwp2, Gwn2 for controlling off is generated and output to each switching element.

次に、制御部１０Ａの構成について、図４を参照して説明する。 Next, the configuration of the control unit 10A will be described with reference to FIG.

図４に示す制御部１０Ａは、電流指令生成部１１と、すべり周波数演算部１２ａ，１２ｂと、加算器１３ａ，１３ｂと、積分器１４ａ，１４ｂと、３相−ｄｑ座標変換部１５ａ，１５ｂと、電流制御部１６ａ，１６ｂと、ｄｑ座標−３相変換部１７ａ，１７ｂと、キャリア信号生成器１８ａ，１８ｂと、ゲート信号生成部１９ａ，１９ｂとを備える。 The control unit 10A shown in FIG. 4 includes a current command generation unit 11, slip frequency calculation units 12a and 12b, adders 13a and 13b, integrators 14a and 14b, and three-phase −dq coordinate conversion units 15a and 15b. , Current control units 16a, 16b, dq coordinate-3 phase conversion units 17a, 17b, carrier signal generators 18a, 18b, and gate signal generation units 19a, 19b.

すべり周波数演算部１２ａ、加算器１３ａ、積分器１４ａ、３相−ｄｑ座標変換部１５ａ、電流制御部１６ａ、ｄｑ座標−３相変換部１７ａ、キャリア信号生成器１８ａおよびゲート信号生成部１９ａは、インバータ５ａに対応して設けられている。また、すべり周波数演算部１２ｂ、加算器１３ｂ、積分器１４ｂ、３相−ｄｑ座標変換部１５ｂ、電流制御部１６ｂ、ｄｑ座標−３相変換部１７ｂ、キャリア信号生成器１８ｂおよびゲート信号生成部１９ｂは、インバータ５ｂに対応して設けられている。 The slip frequency calculation unit 12a, adder 13a, integrator 14a, three-phase-dq coordinate conversion unit 15a, current control unit 16a, dq coordinate-three-phase conversion unit 17a, carrier signal generator 18a, and gate signal generation unit 19a are It is provided corresponding to the inverter 5a. Further, the slip frequency calculation unit 12b, the adder 13b, the integrator 14b, the three-phase-dq coordinate conversion unit 15b, the current control unit 16b, the dq coordinate-three-phase conversion unit 17b, the carrier signal generator 18b, and the gate signal generation unit 19b. Is provided corresponding to the inverter 5b.

電流指令生成部１１は、外部から入力されたトルク指令Ｔ^＊と磁束指令φ^＊とに基づき、励磁電流指令Ｉｄ^＊およびトルク分電流指令Ｉｑ^＊を生成し、生成した励磁電流指令Ｉｄ^＊およびトルク分電流指令Ｉｑ^＊を、すべり周波数演算部１２ａ，１２ｂと電流制御部１６ａ，１６ｂとに出力する。 The current command generation unit 11 generates the exciting current command Id ^* and the torque component current command Iq ^* based on the torque command T ^* and the magnetic flux command φ ^* input from the outside, and the generated exciting current command Id ^* and the torque. The minute current command Iq ^* is output to the slip frequency calculation units 12a and 12b and the current control units 16a and 16b.

以下では、インバータ５ａに対応する各構成について説明する。 Hereinafter, each configuration corresponding to the inverter 5a will be described.

すべり周波数演算部１２ａは、電流指令生成部１１から入力された励磁電流指令Ｉｄ^＊およびトルク分電流指令Ｉｑ^＊に基づき、すべり周波数指令ωｓ１を演算し、加算器１３ａに出力する。 The slip frequency calculation unit 12a calculates the slip frequency command ωs1 based on the exciting current command Id ^* and the torque component current command Iq ^* input from the current command generation unit 11, and outputs the slip frequency command ωs1 to the adder 13a.

加算器１３ａは、回転数センサ８ａから入力されたモータ周波数ωｍ１と、すべり周波数演算部１２ａから入力されたすべり周波数指令ωｓ１とを加算してインバータ周波数ωｉ１を生成し、積分器１４ａに出力する。 The adder 13a adds the motor frequency ωm1 input from the rotation speed sensor 8a and the slip frequency command ωs1 input from the slip frequency calculation unit 12a to generate the inverter frequency ωi1 and outputs it to the integrator 14a.

積分器１４ａは、加算器１３ａから入力されたインバータ周波数ωｉ１を積分して位相θ１を求め、求めた位相θ１を３相−ｄｑ座標変換部１５ａおよびｄｑ座標−３相変換部１７ａに出力する。 The integrator 14a integrates the inverter frequency ωi1 input from the adder 13a to obtain the phase θ1, and outputs the obtained phase θ1 to the three-phase −dq coordinate conversion unit 15a and the dq coordinate-3 phase conversion unit 17a.

３相−ｄｑ座標変換部１５ａは、積分器１４ａから入力された位相θ１に基づき、電流センサ６ａ，７ａから入力された３相出力電流Ｉｕ１，Iｗ１をｄｑ座標系の電流である励磁電流Ｉｄ１およびトルク分電流Ｉｑ１に変換し、電流制御部１６ａに出力する。 The three-phase −dq coordinate conversion unit 15a uses the three-phase output currents Iu1 and Iw1 input from the current sensors 6a and 7a as the exciting currents Id1 and the currents in the dq coordinate system based on the phase θ1 input from the integrator 14a. It is converted into a torque component current Iq1 and output to the current control unit 16a.

電流制御部１６ａは、３相−ｄｑ座標変換部１５ａから入力された励磁電流Ｉｄ１およびトルク分電流Ｉｑ１がそれぞれ、電流指令生成部１１から入力された励磁電流指令Ｉｄ^＊およびトルク分電流指令Ｉｑ^＊と一致するように、ｄｑ座標系の電圧指令であるｄ軸電圧指令Ｖｄ１^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｄｑ１^＊を生成する。なお、電流制御部１６ａは、例えば、ＰＩ（ＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＩｎｔｅｇｒａｌ）制御に基づき、ｄ軸電圧指令Ｖｄ１^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ１^＊を生成する。電流制御部１６ａは、生成したｄ軸電圧指令Ｖｄ１^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ１^＊をｄｑ座標−３相変換部１７ａに出力する。 In the current control unit 16a, the exciting current Id1 and the torque component current Iq1 input from the three-phase −dq coordinate conversion unit 15a are the exciting current command Id ^* and the torque component current command Iq ^* input from the current command generation unit 11, respectively ^. The d-axis voltage command Vd1 ^* and the q-axis voltage command Vdq1 ^* , which are the voltage commands of the dq coordinate system, are generated so as to coincide with. The current control unit 16a generates the d-axis voltage command Vd1 ^* and the q-axis voltage command Vq1 ^* based on, for example, PI (Proportional Integral) control. The current control unit 16a outputs the generated d-axis voltage command Vd1 ^* and q-axis voltage command Vq1 ^* to the dq coordinate-3 phase conversion unit 17a.

ｄｑ座標−３相変換部１７ａは、積分器１４ａから入力された位相θ１に基づき、電流制御部１６ａから入力されたｄ軸電圧指令Ｖｄ１^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ１^＊を３相座標系の電圧指令である３相電圧指令Ｖｕ１^＊，Ｖｖ１^＊，Ｖｗ１^＊に変換し、ゲート信号生成部１９ａに出力する。 The dq coordinate-3 phase conversion unit 17a issues the d-axis voltage command Vd1 ^* and the q-axis voltage command Vq1 ^* input from the current control unit 16a based on the phase θ1 input from the integrator 14a to the voltage of the three-phase coordinate system. It is converted into three-phase voltage commands Vu1 ^* , Vv1 ^* , and Vw1 ^* , which are commands, and output to the gate signal generation unit 19a.

キャリア信号生成器１８ａは、インバータ５ａで使用されるスイッチング素子のスイッチング周波数を決定するキャリア周波数およびその位相が入力され、入力されたキャリア周波数および位相に基づき、キャリア信号ＣＳ１を生成し、ゲート信号生成部１９ａに出力する。 The carrier signal generator 18a is input with a carrier frequency and its phase that determine the switching frequency of the switching element used in the inverter 5a, generates a carrier signal CS1 based on the input carrier frequency and phase, and generates a gate signal. Output to unit 19a.

ゲート信号生成部１９ａは、ｄｑ座標−３相変換部１７ａから入力された３相電圧指令Ｖｕ１^＊，Ｖｖ１^＊，Ｖｗ１^＊と、キャリア信号生成器１８ａから入力されたキャリア信号ＣＳ１とに基づき、インバータ５ａの各スイッチング素子のオン・オフを制御するゲート信号Ｇｕｐ１，Ｇｕｎ１，Ｇｖｐ１，Ｇｖｎ１，Ｇｗｐ１，Ｇｗｎ１を生成し、各スイッチング素子に出力する。 The gate signal generation unit 19a is an inverter based on the three-phase voltage commands Vu1 ^* , Vv1 ^* , Vw1 ^* input from the dq coordinate-3 phase conversion unit 17a and the carrier signal CS1 input from the carrier signal generator 18a. Gate signals Gup1, Gun1, Gbp1, Gvn1, Gwp1, Gwn1 that control the on / off of each switching element of 5a are generated and output to each switching element.

次に、インバータ５ｂに対応する各構成について説明する。 Next, each configuration corresponding to the inverter 5b will be described.

すべり周波数演算部１２ｂは、電流指令生成部１１から入力された励磁電流指令Ｉｄ^＊およびトルク分電流指令Ｉｑ^＊に基づき、すべり周波数指令ωｓ２を演算し、加算器１３ｂに出力する。 The slip frequency calculation unit 12b calculates the slip frequency command ωs2 based on the exciting current command Id ^* and the torque component current command Iq ^* input from the current command generation unit 11, and outputs the slip frequency command ωs2 to the adder 13b.

加算器１３ｂは、回転数センサ８ｂから入力されたモータ周波数ωｍ２と、すべり周波数演算部１２ｂから入力されたすべり周波数指令ωｓ２とを加算してインバータ周波数ωｉ２を生成し、積分器１４ｂに出力する。 The adder 13b adds the motor frequency ωm2 input from the rotation speed sensor 8b and the slip frequency command ωs2 input from the slip frequency calculation unit 12b to generate an inverter frequency ωi2 and outputs it to the integrator 14b.

積分器１４ｂは、加算器１３ｂから入力されたインバータ周波数ωｉ２を積分して位相θ２を求め、求めた位相θ２を３相−ｄｑ座標変換部１５ｂおよびｄｑ座標−３相変換部１７ｂに出力する。 The integrator 14b integrates the inverter frequency ωi2 input from the adder 13b to obtain the phase θ2, and outputs the obtained phase θ2 to the three-phase −dq coordinate conversion unit 15b and the dq coordinate-3 phase conversion unit 17b.

３相−ｄｑ座標変換部１５ｂは、積分器１４ｂから入力された位相θ２に基づき、電流センサ６ｂ，７ｂから入力された３相出力電流Ｉｕ２，Iｗ２をｄｑ座標系の電流である励磁電流Ｉｄ２およびトルク分電流Ｉｑ２に変換し、電流制御部１６ｂに出力する。 The three-phase −dq coordinate conversion unit 15b uses the three-phase output currents Iu2 and Iw2 input from the current sensors 6b and 7b as the exciting currents Id2 and the currents in the dq coordinate system based on the phase θ2 input from the integrator 14b. It is converted into a torque component current Iq2 and output to the current control unit 16b.

電流制御部１６ｂは、３相−ｄｑ座標変換部１５ｂから入力された励磁電流Ｉｄ２およびトルク分電流Ｉｑ２がそれぞれ、電流指令生成部１１から入力された励磁電流指令Ｉｄ^＊およびトルク分電流指令Ｉｑ^＊と一致するように、ｄｑ座標系の電圧指令であるｄ軸電圧指令Ｖｄ２^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｄｑ２^＊を生成する。なお、電流制御部１６ｂは、例えば、ＰＩ制御に基づき、ｄ軸電圧指令Ｖｄ２^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ２^＊を生成する。電流制御部１６ｂは、生成したｄ軸電圧指令Ｖｄ２^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ２^＊をｄｑ座標−３相変換部１７ｂに出力する。 In the current control unit 16b, the exciting current Id2 and the torque component current Iq2 input from the three-phase −dq coordinate conversion unit 15b are the exciting current command Id ^* and the torque component current command Iq ^* input from the current command generation unit 11, respectively ^. The d-axis voltage command Vd2 ^* and the q-axis voltage command Vdq2 ^* , which are the voltage commands of the dq coordinate system, are generated so as to coincide with. The current control unit 16b generates the d-axis voltage command Vd2 ^* and the q-axis voltage command Vq2 ^* based on, for example, PI control. The current control unit 16b outputs the generated d-axis voltage command Vd2 ^* and q-axis voltage command Vq2 ^* to the dq coordinate-3 phase conversion unit 17b.

ｄｑ座標−３相変換部１７ｂは、積分器１４ｂから入力された位相θ２に基づき、電流制御部１６ｂから入力されたｄ軸電圧指令Ｖｄ２^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ２^＊を３相座標系の電圧指令である３相電圧指令Ｖｕ２^＊，Ｖｖ２^＊，Ｖｗ２^＊に変換し、ゲート信号生成部１９ｂに出力する。 The dq coordinate-3 phase conversion unit 17b outputs the d-axis voltage command Vd2 ^* and the q-axis voltage command Vq2 ^* input from the current control unit 16b based on the phase θ2 input from the integrator 14b to the voltage of the three-phase coordinate system. It is converted into three-phase voltage commands Vu2 ^* , Vv2 ^* , and Vw2 ^* , which are commands, and output to the gate signal generation unit 19b.

キャリア信号生成器１８ｂは、インバータ５ｂで使用されるスイッチング素子のスイッチング周波数を決定するキャリア周波数およびその位相が入力され、入力されたキャリア周波数および位相に基づき、キャリア信号ＣＳ２を生成し、ゲート信号生成部１９ｂに出力する。 The carrier signal generator 18b is input with a carrier frequency and its phase that determine the switching frequency of the switching element used in the inverter 5b, generates a carrier signal CS2 based on the input carrier frequency and phase, and generates a gate signal. Output to unit 19b.

ゲート信号生成部１９ｂは、ｄｑ座標−３相変換部１７ｂから入力された３相電圧指令Ｖｕ２^＊，Ｖｖ２^＊，Ｖｗ２^＊と、キャリア信号生成器１８ｂから入力されたキャリア信号ＣＳ２とに基づき、インバータ５ｂの各スイッチング素子のオン・オフを制御するゲート信号Ｇｕｐ２，Ｇｕｎ２，Ｇｖｐ２，Ｇｖｎ２，Ｇｗｐ２，Ｇｗｎ２を生成し、各スイッチング素子に出力する。 The gate signal generation unit 19b is an inverter based on the three-phase voltage commands Vu2 ^* , Vv2 ^* , Vw2 ^* input from the dq coordinate-3 phase conversion unit 17b and the carrier signal CS2 input from the carrier signal generator 18b. A gate signal Gup2, Gun2, Gbp2, Gvn2, Gwp2, Gwn2 that controls on / off of each switching element of 5b is generated and output to each switching element.

電力変換装置１Ａにおいて、キャリア信号生成器１８ａ，１８ｂに入力されるキャリア周波数および位相が固定の場合、キャリア信号ＣＳ１，ＣＳ２は固定となるため、電源２側には、直流成分の他に、キャリア周波数に起因する周波数成分の電流（高調波）が多く流れる。非特許文献１によれば、電源２には、キャリア周波数を偶数倍した高調波と、キャリア周波数の奇数倍にインバータ周波数の３の奇数倍を加減した側帯高調波と、キャリア周波数の偶数倍にインバータ周波数の３の偶数倍を加減した側帯高調波とが発生する。これらの高調波が電源２に流れることで、障害が発生することがある。 In the power converter 1A, when the carrier frequencies and phases input to the carrier signal generators 18a and 18b are fixed, the carrier signals CS1 and CS2 are fixed, so that the power supply 2 side has a carrier in addition to the DC component. A large amount of current (harmonics) of frequency components due to frequency flows. According to Non-Patent Document 1, the power supply 2 has harmonics obtained by multiplying the carrier frequency by an even number, sideband harmonics obtained by adding or subtracting an odd multiple of the inverter frequency to an odd multiple of the carrier frequency, and an even multiple of the carrier frequency. Side-band harmonics obtained by adding or subtracting an even multiple of 3 of the inverter frequency are generated. Failure may occur when these harmonics flow to the power supply 2.

そこで、特許文献１には、キャリア信号を生成するためのキャリア周波数を時間的に変化させる技術が開示されている。キャリア周波数を時間的に変化させることで、特定の周波数成分の大きな高調波電流が流れることを防ぐことができる。 Therefore, Patent Document 1 discloses a technique for temporally changing the carrier frequency for generating a carrier signal. By changing the carrier frequency with time, it is possible to prevent a large harmonic current of a specific frequency component from flowing.

また、非特許文献２には、複数のインバータそれぞれに対応するキャリア信号に位相差を設ける方法が開示されている。キャリア信号に位相差を設けることで、各インバータから出力される高調波電流を打ち消し合い、低減することができる。 Further, Non-Patent Document 2 discloses a method of providing a phase difference in carrier signals corresponding to each of a plurality of inverters. By providing a phase difference in the carrier signal, the harmonic currents output from each inverter can be canceled out and reduced.

特許第１８４６０９４号Patent No. 1846094

電気学会論文誌Ｄ（産業応答部門）Vol.126(2006) No.7 P1049-1057IEEJ Transactions on Industrial Response D (Industrial Response Division) Vol.126 (2006) No.7 P1049-1057 電気学会論文誌Ｄ（産業応答部門）Vol.131(2011) No.6 P811-819Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan D (Industrial Response Division) Vol.131 (2011) No.6 P811-819

特許文献１に開示されている技術のように、時間的にキャリア周波数を変化させる場合、制御のサンプリング周期などが変わり、キャリア周波数を固定値とする場合と比べて、制御が複雑となる。 When the carrier frequency is changed over time as in the technique disclosed in Patent Document 1, the sampling cycle of the control changes, and the control becomes complicated as compared with the case where the carrier frequency is set to a fixed value.

また、非特許文献２に開示されている技術のように、複数のインバータ間でキャリア信号の位相差を正確に設定することは困難である。 Further, it is difficult to accurately set the phase difference of the carrier signal between a plurality of inverters as in the technique disclosed in Non-Patent Document 2.

本発明の目的は、上述した課題を解決し、制御の複雑化を招くことなく、複数のインバータから電源に大きな高調波電流が流れることを抑制することができる電力変換装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a power conversion device capable of suppressing a large harmonic current from flowing from a plurality of inverters to a power source without complicating control. ..

上記課題を解決するため、本発明に係る電力変換装置は、電源に並列に接続された複数のインバータにより前記電源から出力された直流電力を交流に変換する電力変換装置であって、トルク指令および磁束指令に基づき、励磁電流指令およびトルク分電流指令を生成する電流指令生成部と、前記電流指令生成部により生成された励磁電流指令およびトルク分電流指令に基づき、前記複数のインバータそれぞれに対する励磁電流指令およびトルク分電流指令を生成する電流指令補正部と、前記複数のインバータそれぞれに対応して設けられ、前記電流指令補正部により生成された、前記対応するインバータに対する励磁電流指令およびトルク分電流指令に基づき、前記対応するインバータのスイッチング素子を制御するゲート信号を生成する信号生成部と、を備え、前記電流指令補正部は、前記複数のインバータそれぞれに対する励磁電流指令およびトルク分電流指令を異ならせる。
To solve the above problems, a power conversion device according to the present invention is a power converter for converting direct current into alternating current power output from the power supply by a plurality of inverters connected in parallel to a power source, a torque command and An exciting current for each of the plurality of inverters based on a current command generator that generates an exciting current command and a torque component current command based on a magnetic flux command, and an exciting current command and a torque component current command generated by the current command generator. A current command correction unit that generates a command and a torque distribution current command, and an excitation current command and a torque distribution current command for the corresponding inverter that are provided corresponding to each of the plurality of inverters and are generated by the current command correction unit. Based on the above, the signal generation unit for generating a gate signal for controlling the switching element of the corresponding inverter is provided, and the current command correction unit makes the exciting current command and the torque component current command for each of the plurality of inverters different. ..

また、本発明に係る電力変換装置において、前記信号生成部はそれぞれ、前記対応するインバータに対する励磁電流指令およびトルク分電流指令に基づき、すべり周波数を演算するすべり周波数演算部と、前記すべり周波数演算部により演算されたすべり周波数と、前記対応するインバータが駆動するモータのモータ周波数とを加算して前記対応するインバータのインバータ周波数を生成する加算器と、前記加算器により生成されたインバータ周波数を積分して位相を求める積分器と、前記積分器により求められた位相に基づき、前記対応するインバータの３相出力電流をｄｑ座標系に変換した励磁電流およびトルク分電流を生成する第１の変換部と、前記電流指令補正部により生成された励磁電流指令およびトルク分電流指令と、前記第１の変換部により生成された励磁電流およびトルク分電流とに基づき、前記対応するインバータのｄｑ座標系の電圧指令であるｄ軸電圧指令およびｑ軸電圧指令を生成する電流制御部と、前記積分器により求められた位相に基づき、前記電流制御部により生成されたｄ軸電圧指令およびｑ軸電圧指令を３相座標系の電圧指令に変換した３相電圧指令を生成する第２の変換部と、前記第２の変換部により生成された３相電圧指令に基づき、前記対応するインバータのスイッチング素子を制御するゲート信号を生成するゲート信号生成部と、を備えることが望ましい。 Further, in the power conversion device according to the present invention, the signal generation unit is a slip frequency calculation unit that calculates a slip frequency and a slip frequency calculation unit, respectively, based on an excitation current command and a torque component current command for the corresponding inverter. The slip frequency calculated by the above and the motor frequency of the motor driven by the corresponding inverter are added to generate the inverter frequency of the corresponding inverter, and the inverter frequency generated by the adder is integrated. An integrator for obtaining the phase, and a first conversion unit for generating an exciting current and a torque component current obtained by converting the three-phase output current of the corresponding inverter into a dq coordinate system based on the phase obtained by the integrator. , The voltage of the dq coordinate system of the corresponding inverter based on the exciting current command and the torque component current command generated by the current command correction unit and the exciting current and torque component current generated by the first conversion unit. The current control unit that generates the d-axis voltage command and the q-axis voltage command, which are commands, and the d-axis voltage command and the q-axis voltage command generated by the current control unit based on the phase obtained by the integrator are 3 The switching element of the corresponding inverter is controlled based on the second conversion unit that generates the three-phase voltage command converted into the voltage command of the phase coordinate system and the three-phase voltage command generated by the second conversion unit. It is desirable to include a gate signal generation unit that generates a gate signal.

また、本発明に係る電力変換装置において、前記電流指令補正部は、前記インバータの動作に応じて、前記複数のインバータそれぞれに対する励磁電流指令およびトルク分電流指令を入れ換えることが望ましい。 Further, in the power conversion device according to the present invention, it is desirable that the current command correction unit replaces the exciting current command and the torque component current command for each of the plurality of inverters according to the operation of the inverters.

また、本発明に係る電力変換装置において、前記電流指令補正部は、前記複数のインバータそれぞれに対する励磁電流指令およびトルク分電流指令を時間的に変化させることが望ましい。 Further, in the power conversion device according to the present invention, it is desirable that the current command correction unit temporally changes the exciting current command and the torque component current command for each of the plurality of inverters.

本発明に係る電力変換装置によれば、制御の複雑化を招くことなく、複数のインバータから電源に大きな高調波電流が流れることを抑制することができる。 According to the power conversion device according to the present invention, it is possible to suppress the flow of a large harmonic current from a plurality of inverters to a power source without complicating control.

本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the power conversion apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１に示す制御部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control part shown in FIG. 従来の電力変換装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the configuration example of the conventional power conversion apparatus. 図３に示す制御部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control part shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の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。本実施形態に係る電力変換装置１は、電源２に並列に接続された複数のインバータ５ａ，５ｂにより、電源２から出力された直流電力を交流に変換し、インバータ５ａ，５ｂに接続された誘導機２０ａ，２０ｂ（モータ）を駆動するものである。なお、図１において、図３と同一または対応する構成には同じ符号を付し、説明を省略することがある。 (First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the power conversion device 1 according to the first embodiment of the present invention. The power conversion device 1 according to the present embodiment converts the DC power output from the power supply 2 into alternating current by a plurality of inverters 5a and 5b connected in parallel to the power supply 2, and is connected to the inverters 5a and 5b. It drives the machines 20a and 20b (motors). In FIG. 1, the same or corresponding configurations as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.

図１に示す電力変換装置１は、図３に示す電力変換装置１と比較して、制御部１０Ａを制御部１０に変更した点が異なる。 The power conversion device 1 shown in FIG. 1 is different from the power conversion device 1 shown in FIG. 3 in that the control unit 10A is changed to the control unit 10.

制御部１０は、電流センサ６ａ，７ａにより検出された３相出力電流Ｉｕ１，Iｗ１および回転数センサ８ａにより検出されたモータ周波数ωｍ１などに基づき、インバータ５ａを構成する各スイッチング素子のオン・オフを制御するゲート信号Ｇｕｐ１，Ｇｕｎ１，Ｇｖｐ１，Ｇｖｎ１，Ｇｗｐ１，Ｇｗｎ１を生成し、各スイッチング素子に出力する。また、制御部１０は、電流センサ６ｂ，７ｂにより検出された３相出力電流Ｉｕ２，Iｗ２および回転数センサ８ｂにより検出されたモータ周波数ωｍ２などに基づき、インバータ５ｂを構成する各スイッチング素子のオン・オフを制御するゲート信号Ｇｕｐ２，Ｇｕｎ２，Ｇｖｐ２，Ｇｖｎ２，Ｇｗｐ２，Ｇｗｎ２を生成し、各スイッチング素子に出力する。 The control unit 10 turns on / off each switching element constituting the inverter 5a based on the three-phase output currents Iu1 and Iw1 detected by the current sensors 6a and 7a and the motor frequency ωm1 detected by the rotation speed sensor 8a. Gate signals to be controlled Gup1, Gun1, Gbp1, Gvn1, Gwp1, Gwn1 are generated and output to each switching element. Further, the control unit 10 turns on each switching element constituting the inverter 5b based on the three-phase output currents Iu2 and Iw2 detected by the current sensors 6b and 7b and the motor frequency ωm2 detected by the rotation speed sensor 8b. A gate signal Gup2, Gun2, Gbp2, Gvn2, Gwp2, Gwn2 for controlling off is generated and output to each switching element.

なお、図１においては、電力変換装置１は、２つのインバータ５ａ，５ｂを備える例を示しているが、これに限られるものではなく、インバータ５の数が３以上であってもよい。 Note that FIG. 1 shows an example in which the power conversion device 1 includes two inverters 5a and 5b, but the present invention is not limited to this, and the number of inverters 5 may be 3 or more.

次に、制御部１０の構成について説明する。 Next, the configuration of the control unit 10 will be described.

図２は、制御部１０の構成例を示す図である。なお、図２において、図４と同一または対応する構成については同じ符号を付し、説明を省略する。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the control unit 10. In FIG. 2, the same or corresponding configurations as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図２に示す制御部１０は、図４に示す制御部１０Ａと比較して、電流指令補正部１００を追加した点が異なる。すなわち、本実施形態に係る制御部１０は、電流指令生成部１１と、電流指令補正部１００と、すべり周波数演算部１２ａ，１２ｂと、加算器１３ａ，１３ｂと、積分器１４ａ，１４ｂと、３相−ｄｑ座標変換部（第１の変換部）１５ａ，１５ｂと、電流制御部１６ａ，１６ｂと、ｄｑ座標−３相変換部（第２の変換部）１７ａ，１７ｂと、キャリア信号生成器１８ａ，１８ｂと、ゲート信号生成部１９ａ，１９ｂとを備える。 The control unit 10 shown in FIG. 2 is different from the control unit 10A shown in FIG. 4 in that the current command correction unit 100 is added. That is, the control unit 10 according to the present embodiment includes the current command generation unit 11, the current command correction unit 100, the slip frequency calculation units 12a and 12b, the adders 13a and 13b, the integrators 14a and 14b, and 3. Phase-dq coordinate conversion unit (first conversion unit) 15a, 15b, current control unit 16a, 16b, dq coordinate-3 phase conversion unit (second conversion unit) 17a, 17b, carrier signal generator 18a , 18b and gate signal generation units 19a, 19b.

すべり周波数演算部１２ａ、加算器１３ａ、積分器１４ａ、３相−ｄｑ座標変換部１５ａ、電流制御部１６ａ、ｄｑ座標−３相変換部１７ａ、キャリア信号生成器１８ａおよびゲート信号生成部１９ａは、インバータ５ａに対応して設けられ、信号生成部１０１ａを構成する。また、すべり周波数演算部１２ｂ、加算器１３ｂ、積分器１４ｂ、３相−ｄｑ座標変換部１５ｂ、電流制御部１６ｂ、ｄｑ座標−３相変換部１７ｂ、キャリア信号生成器１８ｂおよびゲート信号生成部１９ｂは、インバータ５ｂに対応して設けられ、信号生成部１０１ｂを構成する。 The slip frequency calculation unit 12a, adder 13a, integrator 14a, three-phase-dq coordinate conversion unit 15a, current control unit 16a, dq coordinate-three-phase conversion unit 17a, carrier signal generator 18a, and gate signal generation unit 19a are It is provided corresponding to the inverter 5a and constitutes the signal generation unit 101a. Further, the slip frequency calculation unit 12b, the adder 13b, the integrator 14b, the three-phase-dq coordinate conversion unit 15b, the current control unit 16b, the dq coordinate-3 phase conversion unit 17b, the carrier signal generator 18b, and the gate signal generation unit 19b. Is provided corresponding to the inverter 5b and constitutes the signal generation unit 101b.

電流指令補正部１００は、電流指令生成部１１から入力された励磁電流指令Ｉｄ^＊およびトルク分電流指令Ｉｑ^＊に基づき、以下の式（１）〜（５）に従い、インバータ５ａに対応する電流指令として１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊を生成し、また、インバータ５ｂに対応する電流指令として２群用励磁電流指令Ｉｄ２^＊および２群用トルク分電流指令Ｉｑ２^＊を生成する。 The current command correction unit 100 is based on the exciting current command Id ^* and the torque component current command Iq ^* input from the current command generation unit 11, and the current command corresponding to the inverter 5a is performed according to the following equations (1) to (5). 1 group excitation current command Id1 ^* and 1 group torque component current command Iq1 ^* are generated as, and 2 group excitation current command Id2 ^* and 2 group torque component current command Iq2 are generated as current commands corresponding to the inverter 5b. ^{* Is} generated.

式（１）〜（５）において、Ｋ１，Ｋ２は定数である。式（１）〜（５）から分かるように、電流指令補正部１００は、インバータ５ａに対する電流指令（１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊）と、インバータ５ｂに対する電流指令（２群用励磁電流指令Ｉｄ２^＊および２群用トルク分電流指令Ｉｑ２^＊）とを異ならせる。 In equations (1) to (5), K1 and K2 are constants. As can be seen from the equations (1) to (5), the current command correction unit 100 relates to the current command for the inverter 5a (excitation current command Id1 ^* for the first group and the torque component current command Iq1 ^* for the first group) and the inverter 5b. The current command (excitation current command Id2 ^* for 2 groups and torque component current command Iq2 ^* for 2 groups) is different.

電流指令補正部１００は、生成したインバータ５ａに対する電流指令（１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊）をすべり周波数演算部１２ａおよび電流制御部１６ａに出力する。また、電流指令補正部１００は、生成したインバータ５ｂに対する電流指令（２群用励磁電流指令Ｉｄ２^＊および２群用トルク分電流指令Ｉｑ２^＊）をすべり周波数演算部１２ｂおよび電流制御部１６ｂに出力する。 The current command correction unit 100 outputs a current command (excitation current command Id1 ^* for group 1 and torque component current command Iq1 ^* for group 1) to the generated inverter 5a to the sliding frequency calculation unit 12a and the current control unit 16a. Further, the current command correction unit 100 outputs a current command (excitation current command Id2 ^* for the second group and torque component current command Iq2 ^* for the second group) to the generated inverter 5b to the sliding frequency calculation unit 12b and the current control unit 16b. ..

すべり周波数演算部１２ａは、電流指令補正部１００から入力された１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊に基づき、以下の式（６）に従い、すべり周波数指令ωｓ１を演算する。すべり周波数演算部１２ｂは、電流指令補正部１００から入力された２群用励磁電流指令Ｉｄ２^＊および２群用トルク分電流指令Ｉｑ２^＊に基づき、以下の式（７）に従い、すべり周波数指令ωｓ２を演算する。 The slip frequency calculation unit 12a issues the slip frequency command ωs1 according to the following equation (6) based on the excitation current command Id1 ^* for the first group and the torque component current command Iq1 ^* for the first group input from the current command correction unit 100. Calculate. The slip frequency calculation unit 12b issues the slip frequency command ωs2 according to the following equation (7) based on the exciting current command Id2 ^* for the second group and the torque component current command Iq2 ^* for the second group input from the current command correction unit 100. Calculate.

式（６），（７）において、Ｒｒは回転子巻線抵抗であり、Ｌｒは回転子漏れインダクタンスであり、Ｌｍは相互インダクタンスである。式（６），（７）を元の電流指令である励磁電流指令Ｉｄ^＊およびトルク分電流指令Ｉｑ^＊を用いて表すと、以下の式（８），（９）となる。 In equations (6) and (7), Rr is the rotor winding resistance, Lr is the rotor leakage inductance, and Lm is the mutual inductance. When the equations (6) and (7) are expressed using the exciting current directive Id ^* and the torque component current directive Iq ^* , which are the original current commands, the following equations (8) and (9) are obtained.

式（８），（９）から明らかなように、本実施形態においては、すべり周波数演算部１２ａにより演算されるすべり周波数指令ωｓ１と、すべり周波数演算部１２ｂにより演算されるすべり周波数指令ωｓ２とが異なる。 As is clear from the equations (8) and (9), in the present embodiment, the slip frequency command ωs1 calculated by the slip frequency calculation unit 12a and the slip frequency command ωs2 calculated by the slip frequency calculation unit 12b are different.

以下は、図４に示す制御部１０Ａと同じように、インバータ５ａを構成するスイッチング素子に対するゲート信号Ｇｕｐ１，Ｇｕｎ１，Ｇｖｐ１，Ｇｖｎ１，Ｇｗｐ１，Ｇｗｎ１と、インバータ５ｂを構成するスイッチング素子に対応するゲート信号Ｇｕｐ２，Ｇｕｎ２，Ｇｖｐ２，Ｇｖｎ２，Ｇｗｐ２，Ｇｗｎ２とが生成される。 The following are gate signals for the switching elements constituting the inverter 5a Gup1, Gun1, Gbp1, Gvn1, Gwp1, Gwn1 and gate signals corresponding to the switching elements constituting the inverter 5b, similarly to the control unit 10A shown in FIG. Gup2, Gun2, Gbp2, Gvn2, Gwp2, Gwn2 are generated.

具体的には、加算器１３ａは、すべり周波数指令ωｓ１とモータ周波数ωｍ１とを加算して、インバータ周波数ωｉ１を生成する。積分器１４ａは、インバータ周波数ωｉ１を積分して位相θ１を求める。３相−ｄｑ座標変換部１５ａは、３相座標系の３相出力電流Ｉｕ１，Iｗ１を、ｄｑ座標系の励磁電流Ｉｄ１およびトルク分電流Ｉｑ１に変換する。電流制御部１６ａは、励磁電流Ｉｄ１、トルク分電流Ｉｑ１、１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊、および１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊に基づき、ｄ軸電圧指令Ｖｄ１^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ１^＊を生成する。ｄｑ座標−３相変換部１７ａは、ｄｑ座標系のｄ軸電圧指令Ｖｄ１^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ１^＊を、３相座標系の３相電圧指令Ｖｕ１^＊，Ｖｖ１^＊，Ｖｗ１^＊に変換する。キャリア信号生成器１８ａは、所定のキャリア周波数のキャリア信号ＣＳ１を生成する。ゲート信号生成部１９ａは、３相電圧指令Ｖｕ１^＊，Ｖｖ１^＊，Ｖｗ１^＊と、キャリア信号ＣＳ１とに基づき、ゲート信号Ｇｕｐ１，Ｇｕｎ１，Ｇｖｐ１，Ｇｖｎ１，Ｇｗｐ１，Ｇｗｎ１を生成する。 Specifically, the adder 13a adds the slip frequency command ωs1 and the motor frequency ωm1 to generate the inverter frequency ωi1. The integrator 14a integrates the inverter frequency ωi1 to obtain the phase θ1. The three-phase −dq coordinate conversion unit 15a converts the three-phase output currents Iu1 and Iw1 of the three-phase coordinate system into the exciting current Id1 and the torque component current Iq1 of the dq coordinate system. The current control unit 16a is based on the exciting current Id1, the torque component current Iq1, the exciting current command Id1 ^* for the first group, and the torque component current command Iq1 ^* for the first group, and the d-axis voltage command Vd1 ^* and the q-axis voltage command Vq1 ^*. To generate. The dq coordinate-3 phase conversion unit 17a converts the d-axis voltage command Vd1 ^* and the q-axis voltage command Vq1 ^* in the dq coordinate system into the three-phase voltage commands Vu1 ^* , Vv1 ^* , and Vw1 ^* in the three-phase coordinate system. The carrier signal generator 18a generates a carrier signal CS1 having a predetermined carrier frequency. The gate signal generation unit 19a generates gate signals Gup1, Gun1, Gbp1, Gvn1, Gwp1, Gwn1 based on the three-phase voltage commands Vu1 ^* , Vv1 ^* , Vw1 ^* and the carrier signal CS1.

すなわち、インバータ５ａに対応して設けられた信号生成部１０１ａは、電流指令補正部１００によりインバータ５ａに対して生成された１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および１群用トルク分電流指令１ｑ１^＊に基づき、インバータ５ａのスイッチング素子のゲート信号Ｇｕｐ１，Ｇｕｎ１，Ｇｖｐ１，Ｇｖｎ１，Ｇｗｐ１，Ｇｗｎ１を生成する。 That is, the signal generation unit 101a provided corresponding to the inverter 5a is used for the excitation current command Id1 ^* for the first group and the torque component current command 1q1 ^* for the first group generated for the inverter 5a by the current command correction unit 100. Based on this, the gate signals Gup1, Gun1, Gbp1, Gvn1, Gwp1, Gwn1 of the switching element of the inverter 5a are generated.

また、加算器１３ｂは、すべり周波数指令ωｓ２とモータ周波数ωｍ２とを加算して、インバータ周波数ωｉ２を生成する。積分器１４ｂは、インバータ周波数ωｉ２を積分して位相θ２を求める。３相−ｄｑ座標変換部１５ｂは、３相座標系の３相出力電流Ｉｕ２，Iｗ２を、ｄｑ座標系の励磁電流Ｉｄ２およびトルク分電流Ｉｑ２に変換する。電流制御部１６ｂは、励磁電流Ｉｄ２、トルク分電流Ｉｑ２、２群用励磁電流指令Ｉｄ２^＊、および２群用トルク分電流指令Ｉｑ２^＊に基づき、ｄ軸電圧指令Ｖｄ２^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ２^＊を生成する。ｄｑ座標−３相変換部１７ｂは、ｄｑ座標系のｄ軸電圧指令Ｖｄ２^＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ２^＊を、３相座標系の３相電圧指令Ｖｕ２^＊，Ｖｖ２^＊，Ｖｗ２^＊に変換する。キャリア信号生成器１８ｂは、キャリア信号生成器１８ｂは、キャリア信号生成器１８と同じキャリア周波数のキャリア信号ＣＳ２を生成する。ゲート信号生成部１９ｂは、３相電圧指令Ｖｕ２^＊，Ｖｖ２^＊，Ｖｗ２^＊と、キャリア信号ＣＳ２とに基づき、ゲート信号Ｇｕｐ２，Ｇｕｎ２，Ｇｖｐ２，Ｇｖｎ２，Ｇｗｐ２，Ｇｗｎ２を生成する。 Further, the adder 13b adds the slip frequency command ωs2 and the motor frequency ωm2 to generate the inverter frequency ωi2. The integrator 14b integrates the inverter frequency ωi2 to obtain the phase θ2. The three-phase −dq coordinate conversion unit 15b converts the three-phase output currents Iu2 and Iw2 of the three-phase coordinate system into the exciting current Id2 and the torque component current Iq2 of the dq coordinate system. The current control unit 16b is based on the exciting current Id2, the torque component current Iq2, the exciting current command Id2 ^* for the second group, and the torque component current command Iq2 ^* for the second group, and the d-axis voltage command Vd2 ^* and the q-axis voltage command Vq2 ^*. To generate. The dq coordinate-3 phase conversion unit 17b converts the d-axis voltage command Vd2 ^* and the q-axis voltage command Vq2 ^* in the dq coordinate system into the three-phase voltage commands Vu2 ^* , Vv2 ^* , and Vw2 ^* in the three-phase coordinate system. In the carrier signal generator 18b, the carrier signal generator 18b generates a carrier signal CS2 having the same carrier frequency as the carrier signal generator 18. The gate signal generation unit 19b generates gate signals Gup2, Gun2, Gbp2, Gvn2, Gwp2, Gwn2 based on the three-phase voltage commands Vu2 ^* , Vv2 ^* , Vw2 ^* and the carrier signal CS2.

すなわち、インバータ５ｂに対応して設けられた信号生成部１０１ｂは、電流指令補正部１００によりインバータ５ｂに対して生成された２群用励磁電流指令Ｉｄ２^＊および２群用トルク分電流指令１ｑ２^＊に基づき、インバータ５ｂのスイッチング素子のゲート信号Ｇｕｐ２，Ｇｕｎ２，Ｇｖｐ２，Ｇｖｎ２，Ｇｗｐ２，Ｇｗｎ２を生成する。 That is, the signal generation unit 101b provided corresponding to the inverter 5b is used for the excitation current command Id2 ^* for the second group and the torque component current command 1q2 ^* for the second group generated for the inverter 5b by the current command correction unit 100. Based on this, the gate signal Gup2, Gun2, Gbp2, Gvn2, Gwp2, Gwn2 of the switching element of the inverter 5b is generated.

上述したように、電源２には、キャリア周波数を偶数倍した高調波と、キャリア周波数の奇数倍にインバータ周波数の３の奇数倍を加減した側帯高調波と、キャリア周波数の偶数倍にインバータ周波数の３の偶数倍を加減した側帯高調波とが発生する。また、上述したように、本実施形態においては、すべり周波数演算部１２ａにより演算されるすべり周波数指令ωｓ１と、すべり周波数演算部１２ｂにより演算されるすべり周波数指令ωｓ２とが異なる。そのため、モータ周波数ωｍ１とモータ周波数ωｍ２とが同じであるとすると、インバータ周波数ωｉ１とインバータ周波数ωｉ２とが異なる。 As described above, the power supply 2 has harmonics obtained by multiplying the carrier frequency by an even number, sideband harmonics obtained by adding or subtracting an odd multiple of the inverter frequency to an odd multiple of the carrier frequency, and an even multiple of the carrier frequency of the inverter frequency. Side-band harmonics obtained by adding or subtracting even multiples of 3 are generated. Further, as described above, in the present embodiment, the slip frequency command ωs1 calculated by the slip frequency calculation unit 12a and the slip frequency command ωs2 calculated by the slip frequency calculation unit 12b are different. Therefore, assuming that the motor frequency ωm1 and the motor frequency ωm2 are the same, the inverter frequency ωi1 and the inverter frequency ωi2 are different.

したがって、インバータ５ａとインバータ５ｂとでキャリア周波数の奇数倍にインバータ周波数の３の奇数倍を加減した側帯高調波およびキャリア周波数の偶数倍にインバータ周波数の３の偶数倍を加減した側帯高調波の周波数が異なる。そのため、特定の周波数の大きな高調波電流が電源２に流れることを防ぐことができる。 Therefore, in the inverter 5a and the inverter 5b, the frequency of the sideband harmonic obtained by adding or subtracting an odd multiple of 3 of the inverter frequency to an odd multiple of the carrier frequency and the frequency of the sideband harmonic obtained by adding or subtracting an even multiple of 3 of the inverter frequency to an even multiple of the carrier frequency. Is different. Therefore, it is possible to prevent a large harmonic current of a specific frequency from flowing to the power supply 2.

このように、本実施形態においては、電力変換装置１は、トルク指令Ｔ^＊および磁束指令φ^＊に基づき、励磁電流指令Ｉｄ^＊およびトルク分電流指令Ｉｑ^＊を生成する電流指令生成部１１と、励磁電流指令Ｉｄ^＊およびトルク分電流指令Ｉｑ^＊に基づき、複数のインバータ５それぞれに対する励磁電流指令およびトルク分電流指令（１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊、１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊、２群用励磁電流指令Ｉｄ２^＊、２群用トルク分電流指令Ｉｑ２^＊）を生成する電流指令補正部１００と、複数のインバータ５それぞれに対応して設けられ、対応するインバータ５に対する励磁電流指令およびトルク分電流指令に基づき、対応するインバータ５のスイッチング素子を制御するゲート信号Ｇｕｐ、Ｇｕｎ，Ｇｖｐ，Ｇｖｎ，Ｇｗｐ，Ｇｗｎを生成する信号生成部１０１と、を備える。そして、電流指令補正部１００は、複数のインバータ５それぞれに対する励磁電流指令およびトルク分電流指令を異ならせる。 As described above, in the present embodiment, the power conversion device 1 includes the current command generation unit 11 that generates the exciting current command Id ^* and the torque component current command Iq ^* based on the torque command T ^* and the magnetic flux command φ ^* . Based on the exciting current command Id ^* and the torque component current command Iq ^* , the exciting current command and torque component current command for each of the plurality of inverters 5 (exciting current command Id1 ^{* for} the 1st group, torque component current command Iq1 ^* for the 1st group, 2 The current command correction unit 100 that generates the group excitation current command Id2 ^* and the group torque component current command Iq2 ^* ) and the excitation current command and torque for each of the plurality of inverters 5 are provided. A signal generation unit 101 that generates gate signals Gup, Gun, Gbp, Gvn, Gwp, and Gwn that control the switching element of the corresponding inverter 5 based on the current division command is provided. Then, the current command correction unit 100 makes the exciting current command and the torque component current command different for each of the plurality of inverters 5.

複数のインバータ５それぞれに対する励磁電流指令およびトルク分電流指令を異ならせることで、各インバータ５のインバータ周波数が異なることとなる。そのため、各インバータ５から発生する側帯高調波の周波数が異なるので、特定の周波数の大きな高調波電流が電源２に流れることを抑制することができる。また、複数のインバータ５それぞれに対するキャリア信号の周波数は同じであるので、サンプリング周期などを変える必要がなく、複数のインバータ間でキャリア信号に位相差を設定する必要もないので、制御の複雑化を招くこともない。 By making the exciting current command and the torque component current command for each of the plurality of inverters 5 different, the inverter frequencies of the respective inverters 5 will be different. Therefore, since the frequencies of the side band harmonics generated from each inverter 5 are different, it is possible to suppress the flow of a large harmonic current of a specific frequency to the power supply 2. Further, since the frequency of the carrier signal for each of the plurality of inverters 5 is the same, it is not necessary to change the sampling period or the like, and it is not necessary to set the phase difference in the carrier signal between the plurality of inverters, which complicates the control. I won't invite you.

（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊の生成に用いる定数（Ｋ１）と、２群用励磁電流指令Ｉｄ２^＊および２群用トルク分電流指令Ｉｑ２^＊の生成に用いる定数（Ｋ２）とは固定であった。この場合、誘導機２０ａに流れる実効値電流Ｉｒｍｓ１および誘導機２０ｂに流れる実効値電流Ｉｒｍｓ２はそれぞれ、以下の式（１０），（１１）に従い求められる。 (Second Embodiment)
In the first embodiment, the constant (K1) used to generate the exciting current command Id1 ^* for the first group and the torque component current command Iq1 ^* for the first group, the exciting current command Id2 ^* for the second group, and the torque component for the second group. The constant (K2) used to generate the current command Iq2 ^* was fixed. In this case, the effective value current Irms1 flowing through the induction machine 20a and the effective value current Irms2 flowing through the induction machine 20b are obtained according to the following equations (10) and (11), respectively.

式（１０），（１１）から明らかなように、誘導機２０ａの実効値電流Ｉｒｍｓ１と誘導機２０ｂの実効値電流Ｉｒｍｓ２とが異なる。そのため、誘導機２０ａと誘導機２０ｂとが熱的に不均一になることがある。 As is clear from the equations (10) and (11), the effective value current Irms1 of the induction machine 20a and the effective value current Irms2 of the induction machine 20b are different. Therefore, the induction machine 20a and the induction machine 20b may become thermally non-uniform.

そこで、本実施形態においては、電流指令補正部１００は、誘導機２０ａ，２０ｂの動作に応じて、１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊の生成に用いる定数と、２群用励磁電流指令Ｉｄ２^＊および２群用トルク分電流指令Ｉｑ２^＊の生成に用いる定数とを入れ換える。 Therefore, in the present embodiment, the current command correction unit 100 uses the constants used to generate the excitation current command Id1 ^* for the first group and the torque component current command Iq1 ^* for the first group according to the operation of the induction machines 20a and 20b. , The constants used to generate the exciting current command Id2 ^* for the 2nd group and the torque component current command Iq2 ^* for the 2nd group are exchanged.

例えば、電流指令補正部１００は、例えば、誘導機２０ａ，２０ｂの力行動作と回生動作との切り替え毎に、また、誘導機２０ａ，２０ｂが力行動作を行う毎に、１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊の生成に用いる定数と、２群用励磁電流指令Ｉｄ２^＊および２群用トルク分電流指令Ｉｑ２^＊の生成に用いる定数とを入れ換える。こうすることで、誘導機２０ａ，２０ｂの動作に応じて、インバータ５ａの電流指令（１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊）とインバータ５ｂの電流指令（２群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および２群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊）とが入れ換わる。その結果、すべり周波数指令ωｓ１とすべり周波数指令ωｓ２とも入れ換わるので、インバータ５ａ，５ｂの動作状態を均等に保つことができる。そのため、インバータ５ａ，５ｂおよび誘導機２０ａ，２０ｂの温度上昇を均等化し、熱的に均衡を保ちながら、大きな高調波電流が電源２に流れることを抑制することができる。 For example, the current command correction unit 100 may use the excitation current command Id1 for one group every time the induction machines 20a and 20b are switched between the power running operation and the regeneration operation, and each time the induction machines 20a and 20b perform the power running operation. ^* And the constant used to generate the torque component current command Iq1 ^* for the first group and the constant used to generate the exciting current command Id2 ^* for the second group and the torque component current command Iq2 ^* for the second group are exchanged. By doing so, the current command of the inverter 5a (excitation current command Id1 ^* for the 1st group and the torque component current command Iq1 ^* for the 1st group) and the current command of the inverter 5b (2 groups) according to the operation of the inducers 20a and 20b. The exciting current command Id1 ^* and the torque component current command Iq1 ^* ) for the second group are replaced with each other. As a result, the slip frequency command ωs1 and the slip frequency command ωs2 are also exchanged, so that the operating states of the inverters 5a and 5b can be kept uniform. Therefore, it is possible to equalize the temperature rises of the inverters 5a and 5b and the induction machines 20a and 20b and suppress the flow of a large harmonic current to the power supply 2 while maintaining thermal equilibrium.

（第３の実施形態）
第１の実施形態においては、１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊の生成に用いる定数（Ｋ１）と、２群用励磁電流指令Ｉｄ２^＊および２群用トルク分電流指令Ｉｑ２^＊の生成に用いる定数（Ｋ２）とは固定であった。この場合、定数Ｋ１，Ｋ２が特定の値である場合に、定数Ｋ１，Ｋ２に起因した高調波電流が問題となることがある。 (Third Embodiment)
In the first embodiment, the constant (K1) used to generate the exciting current command Id1 ^* for the first group and the torque component current command Iq1 ^* for the first group, the exciting current command Id2 ^* for the second group, and the torque component for the second group. The constant (K2) used to generate the current command Iq2 ^* was fixed. In this case, when the constants K1 and K2 are specific values, the harmonic current caused by the constants K1 and K2 may become a problem.

そこで、本実施形態においては、電流指令補正部１００は、Ｋ１，Ｋ２を時間的に変化させる。Ｋ１，Ｋ２を時間的に変化させることで、インバータ５ａの電流指令（１群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および１群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊）およびとインバータ５ｂの電流指令（２群用励磁電流指令Ｉｄ１^＊および２群用トルク分電流指令Ｉｑ１^＊）も時間的に変化し、Ｋ１，Ｋ２に起因した高調波電流が流れることを防ぐことができる。 Therefore, in the present embodiment, the current command correction unit 100 changes K1 and K2 with time. By changing K1 and K2 with time, the current command of the inverter 5a (excitation current command Id1 ^* for the first group and the torque component current command Iq1 ^* for the first group) and the current command of the inverter 5b (excitation current for the second group). The command Id1 ^* and the torque component current command Iq1 ^* ) for the second group also change with time, and it is possible to prevent the harmonic current due to K1 and K2 from flowing.

本発明を図面および実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロックなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 Although the present invention has been described with reference to the drawings and embodiments, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications or modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these modifications or modifications are within the scope of the present invention. For example, the functions included in each block and the like can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and a plurality of blocks can be combined or divided into one.

１電力変換装置
２電源
３ａ，３ｂリアクトル
４ａ，４ｂコンデンサ
５ａ，５ｂインバータ
６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ電流センサ
８ａ，８ｂ回転数センサ
１０制御部
２０ａ，２０ｂ誘導機
１１電流指令生成部
１２ａ，１２ｂすべり周波数演算部
１３ａ，１３ｂ加算器
１４ａ，１４ｂ積分器
１５ａ，１５ｂ３相−ｄｑ座標変換部
１６ａ，１６ｂ電流制御部
１７ａ，１７ｂｄｑ座標−３相変換部
１８ａ，１８ｂキャリア信号生成部
１９ａ，１９ｂゲート信号生成部
１００電流指令補正部
１０１ａ，１０１ｂ信号生成部 1 Power converter 2 Power supply 3a, 3b Reactor 4a, 4b Condenser 5a, 5b Inverter 6a, 6b, 7a, 7b Current sensor 8a, 8b Rotation sensor 10 Control unit 20a, 20b Induction machine 11 Current command generator 12a, 12b Sliding Frequency calculation unit 13a, 13b Adder 14a, 14b Inverter 15a, 15b 3-phase-dq coordinate conversion unit 16a, 16b Current control unit 17a, 17b dq coordinate-3 phase conversion unit 18a, 18b Carrier signal generation unit 19a, 19b Gate Signal generation unit 100 Current command correction unit 101a, 101b Signal generation unit

Claims

A plurality of switching elements, a power converter for converting direct current into alternating current power output from the power supply by a plurality of inverters connected in parallel to a power source,
A current command generator that generates an exciting current command and a torque component current command based on the torque command and magnetic flux command,
A current command correction unit that generates an excitation current command and a torque distribution current command for each of the plurality of inverters based on the excitation current command and the torque distribution current command generated by the current command generation unit.
A gate signal that controls the switching element of the corresponding inverter based on the exciting current command and the torque component current command for the corresponding inverter, which are provided corresponding to each of the plurality of inverters and generated by the current command correction unit. With a signal generator to generate
The current command correction unit is a power conversion device characterized in that an exciting current command and a torque component current command for each of the plurality of inverters are made different.

In the power conversion device according to claim 1,
Each of the signal generators
A slip frequency calculation unit that calculates the slip frequency based on the exciting current command and torque component current command for the corresponding inverter.
An adder that generates the inverter frequency of the corresponding inverter by adding the slip frequency calculated by the slip frequency calculation unit and the motor frequency of the motor driven by the corresponding inverter.
An integrator that integrates the inverter frequencies generated by the adder to obtain the phase, and
Based on the phase obtained by the integrator, a first conversion unit that generates an exciting current and a torque component current obtained by converting the three-phase output current of the corresponding inverter into a dq coordinate system, and
Based on the exciting current command and torque component current command generated by the current command correction unit and the exciting current and torque component current generated by the first conversion unit, the voltage command of the dq coordinate system of the corresponding inverter. The current control unit that generates the d-axis voltage command and the q-axis voltage command, which are
A second conversion that generates a three-phase voltage command that converts the d-axis voltage command and the q-axis voltage command generated by the current control unit into a voltage command of a three-phase coordinate system based on the phase obtained by the integrator. Department and
A power conversion device including a gate signal generation unit that generates a gate signal that controls a switching element of the corresponding inverter based on a three-phase voltage command generated by the second conversion unit.

In the power conversion device according to claim 2,
The current command correction unit is a power conversion device characterized in that the excitation current command and the torque component current command for each of the plurality of inverters are exchanged according to the operation of the inverter.

In the power conversion device according to claim 1 or 2.
The current command correction unit is a power conversion device characterized by temporally changing an excitation current command and a torque component current command for each of the plurality of inverters.