JP6848622B2 - 電力変換器及びその制御装置 - Google Patents
電力変換器及びその制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6848622B2 JP6848622B2 JP2017074877A JP2017074877A JP6848622B2 JP 6848622 B2 JP6848622 B2 JP 6848622B2 JP 2017074877 A JP2017074877 A JP 2017074877A JP 2017074877 A JP2017074877 A JP 2017074877A JP 6848622 B2 JP6848622 B2 JP 6848622B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- harmonic
- axis
- phase
- control device
- power converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 41
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Description
この高調波電流を低減する一つの手段として、いわゆるアクティブフィルタが知られている。
図4において、101は交流電源、102は連系リアクトル、103は電圧検出器、104は系統電圧の位相θ1を検出するPLL(Phase Locked Loop)回路、105は負荷電流iSを検出する電流検出器、106は整流器等を含む高調波負荷、107は補償するべき高調波成分を含む負荷電流isensを抽出する負荷電流検出フィルタ、108はLCLフィルタ、110は並列型アクティブフィルタである。
この並列型アクティブフィルタ110は、負荷電流iSに含まれる高調波成分を打ち消す電流iCを流すように電力変換器114を制御することで、交流電源101側に流れる高調波電流を抑制している。
図5は、この特許文献1に記載された半導体電力変換装置の全体的なブロック図であり、その動作の概要を以下に説明する。
前記制御装置内部に、前記交流電源系統と同期した位相を持つd軸とこのd軸に直交するq軸とからなるdq直交回転座標を定義し、前記交流信号を前記dq直交回転座標上で座標変換して基本波成分と高調波成分とに分離するdq変換手段と、
前記dq変換手段の出力から前記基本波成分を除去して前記高調波成分を抽出する高調波抽出手段と、
前記制御装置内部に、前記高調波成分と同期した位相を持つγ軸とこのγ軸に直交するδ軸とからなるγδ直交回転座標を定義し、前記高調波成分を前記γδ直交回転座標上で座標変換することにより、前記高調波成分の初期位相を除去する高調波軸座標変換手段と、
前記dq直交回転座標の正回転時の基準位相を逆回転時の基準位相に対して第1の補正量に応じた位相だけ遅らせる第1の位相補正手段と、
前記γδ直交回転座標の正回転時の基準位相を逆回転時の基準位相に対して第2の補正量に応じた位相だけ遅らせる第2の位相補正手段と、
前記高調波軸座標変換手段の出力を前記dq直交回転座標上で逆変換して前記高調波補償信号を生成する手段と、を備え、
前記第1の補正量と前記第2の補正量とを等しくすることにより、むだ時間に起因して前記交流信号の検出値と前記高調波補償信号との間に生じる位相遅れを補償することを特徴とする。
これにより、交流電源系統に接続された各種電気機器の誤動作やノイズの発生を防止することができる。
まず、図1は、本発明の第1実施形態に係る制御装置の主要部を示すブロック図である。この制御装置は、例えば、図5におけるdq制御部210に代えて設けられるものであり、交流電源系統から取得した三相の負荷電流検出値isensに基づいて負荷電流の高調波成分を低減するための高調波補償電流icmpを生成し、この高調波補償電流icmpを電流指令値として、図示されていない電流制御器等を介して電力変換器に与える機能を有している。
なお、負荷電流検出値isensには系統電圧の基本波成分とN次の高調波成分とが含まれているものとする。
なお、11は系統電圧位相ω1tからsinω1t,cosω1tを演算してむだ時間補償器6に出力するsin/cos演算器である。
ω1は系統電圧の基本波角周波数であり、d軸の初期位相α1については後述する。dq直交回転座標では、基本波成分が直流、高調波成分が(N−1)次の交流となる。
γδ変換器3は、むだ時間補償器7(第2の位相補正手段)から入力される基準位相信号cを用いて、d軸高調波電流ISh1d(高調波電流ベクトルISh1dqのcos成分),q軸高調波電流ISh1q(同じくISh1dqのsin成分)をγ軸,δ軸の高調波電流ISh1γ,ISh1δに座標変換する。
なお、γ,δ軸は直交回転座標を構成しており、γ軸の位相は(ω2−ω1)t−α2とし、δ軸はγ軸から90°進み方向の軸とする。ここで、ω2は系統電圧の高調波角周波数であり、γ軸の初期位相α2については後述する。
図2(A)は、dq変換器1の基準位相信号aのcos成分(以下、単に基準位相信号aという)と逆dq変換器5の基準位相信号bのcos成分(以下、単に基準位相信号bという)との関係を示す図である。図示するように、基準位相信号aは基準位相信号bに対して時間(言い換えれば位相)σだけ遅れているものとする。
[数1]
α1=ω1×σ
数式1によれば、α1/ω1=σであり、このα1/ω1は請求項における第1の補正量に相当する。
ここで、図2(B)は図2(A)に対して時間軸を拡大して表示してあり、実際の時間σは図2(A),(B)で等しい。
[数2]
α2=(ω2−ω1)×σ
数式2によれば、α2/(ω2−ω1)=σであり、このα2/(ω2−ω1)は請求項における第2の補正量に相当する。
逆dq変換器5において、d軸,q軸の補償電流iβ1d,iβ1qをαβ軸で逆座標変換して得られるα軸,β軸の高調波負荷電流iS2α,iS2βは、数式10のようになる。なお、α軸の基準位相は系統電圧位相ω1tと同じとする。
すなわち、本実施形態では、dq変換及びγδ変換における正回転時の基準位相信号を逆回転時の基準位相信号に対して時間σだけ遅らせることで、むだ時間による位相遅れを抑制する高調波補償電流icmpを生成し、この補償電流icmpを電流指令値として電力変換器を運転することで、交流電源系統に流れる電流の高調波成分を低減させることが可能である。
図3に示すように、第2実施形態では、逆γδ変換器4と逆dq変換器5との間に振幅補正器8が設けられている。この振幅補正器8は、補償電流Iβ1d,Iβ1qの振幅を高調波電流ISh1d,ISh1qに基づいて補正し、補償電流Iβ2d,Iβ2qとして出力する。
[数12]
増加率=ISh1d 2+ISh1q 2
2:高調波抽出器(高調波抽出手段)
3:γδ変換器
4:逆γδ変換器
5:逆dq変換器
6:むだ時間補償器(第1の位相補正手段)
7:むだ時間補償器(第2の位相補正手段)
8:振幅補正器(振幅補正手段)
11,12:sin/cos演算器
A:基本波軸座標変換手段
B:高調波軸座標変換手段
Claims (5)
- 交流電源系統に接続された電力変換器を制御する制御装置であって、前記交流電源系統の交流信号に含まれる任意次数の高調波成分を検出し、検出された高調波成分を抑制するための高調波補償信号を生成して前記電力変換器に指令値として与えるようにした制御装置において、
前記制御装置内部に、前記交流電源系統と同期した位相を持つd軸とこのd軸に直交するq軸とからなるdq直交回転座標を定義し、前記交流信号を前記dq直交回転座標上で座標変換して基本波成分と高調波成分とに分離するdq変換手段と、
前記dq変換手段の出力から前記基本波成分を除去して前記高調波成分を抽出する高調波抽出手段と、
前記制御装置内部に、前記高調波成分と同期した位相を持つγ軸とこのγ軸に直交するδ軸とからなるγδ直交回転座標を定義し、前記高調波成分を前記γδ直交回転座標上で座標変換することにより、前記高調波成分の初期位相を除去する高調波軸座標変換手段と、
前記dq直交回転座標の正回転時の基準位相を逆回転時の基準位相に対して第1の補正量に応じた位相だけ遅らせる第1の位相補正手段と、
前記γδ直交回転座標の正回転時の基準位相を逆回転時の基準位相に対して第2の補正量に応じた位相だけ遅らせる第2の位相補正手段と、
前記高調波軸座標変換手段の出力を前記dq直交回転座標上で逆変換して前記高調波補償信号を生成する手段と、
を備え、
前記第1の補正量と前記第2の補正量とを等しくすることにより、むだ時間に起因して記交流信号の検出値と前記高調波補償信号との間に生じる位相遅れを補償することを特徴とする電力変換器の制御装置。 - 請求項1に記載した電力変換器の制御装置において、
前記むだ時間は、前記dq変換手段以降の制御演算の遅れ時間を含むことを特徴とする電力変換器の制御装置。 - 請求項1または2に記載した電力変換器の制御装置において、
前記むだ時間は、前記交流信号の検出処理の遅れ時間を含むことを特徴とする電力変換器の制御装置。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載した電力変換器の制御装置において、
前記高調波軸座標変換手段の入力信号の振幅と出力信号の振幅との誤差を補正する手段を備えたことを特徴とする電力変換器の制御装置。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載の制御装置により生成される高調波補償信号を指令値として半導体スイッチング素子をオン・オフし、前記交流信号に含まれる高調波成分を低減するように動作することを特徴とする電力変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017074877A JP6848622B2 (ja) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | 電力変換器及びその制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017074877A JP6848622B2 (ja) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | 電力変換器及びその制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018182811A JP2018182811A (ja) | 2018-11-15 |
JP6848622B2 true JP6848622B2 (ja) | 2021-03-24 |
Family
ID=64276203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017074877A Active JP6848622B2 (ja) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | 電力変換器及びその制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6848622B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109742759B (zh) * | 2019-01-08 | 2022-09-27 | 南京理工大学 | 一种基于基波dq坐标系的PR谐波补偿方法 |
CN110098774A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-06 | 上海大郡动力控制技术有限公司 | 基于电流预测的电机控制器死区时间补偿方法 |
CN112271912B (zh) * | 2020-11-10 | 2022-09-27 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种抑制电力电子变压器低压侧死区谐波的有源阻尼方法 |
CN112798846B (zh) * | 2020-12-29 | 2024-03-19 | 联合汽车电子有限公司 | 车用电机控制器谐波电流检测系统及方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3582505B2 (ja) * | 2001-09-10 | 2004-10-27 | 日産自動車株式会社 | モーター制御装置 |
JP3928575B2 (ja) * | 2003-04-07 | 2007-06-13 | 日産自動車株式会社 | モーター制御装置 |
US6984960B2 (en) * | 2003-08-05 | 2006-01-10 | General Motors Corporation | Methods and apparatus for current control of a three-phase voltage source inverter in the overmodulation region |
JP5025295B2 (ja) * | 2007-03-20 | 2012-09-12 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 半導体電力変換装置 |
JP2010063221A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Toyota Industries Corp | モータ制御装置 |
JP5580095B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2014-08-27 | 株式会社ダイヘン | 系統連系インバータ装置 |
CN103683288B (zh) * | 2013-12-11 | 2015-09-09 | 哈尔滨工业大学 | 基于模块化多电平变换器的并联有源滤波器及其控制方法 |
-
2017
- 2017-04-05 JP JP2017074877A patent/JP6848622B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018182811A (ja) | 2018-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6295782B2 (ja) | 電力変換装置、発電システム、制御装置および電力変換方法 | |
JP4448855B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6848622B2 (ja) | 電力変換器及びその制御装置 | |
JP4905777B2 (ja) | 交流交流直接変換器の制御装置 | |
JP4766005B2 (ja) | 高調波電流補償装置 | |
JP6116829B2 (ja) | 単相電力変換装置の制御装置 | |
JPWO2008139518A1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6103155B2 (ja) | 電力変換装置、発電システムおよび電流制御方法 | |
JP2009044897A (ja) | 信号抽出回路及びそれを含む系統連系インバータ装置 | |
JP5025295B2 (ja) | 半導体電力変換装置 | |
JP5351390B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP5888074B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6135713B2 (ja) | モータ制御装置、磁束指令の生成装置および磁束指令の生成方法 | |
JP2009247136A (ja) | 電力変換装置およびその高調波電流抑制方法 | |
WO2015186406A1 (ja) | 周期外乱自動抑制装置 | |
JP5522182B2 (ja) | 電源回生装置、電力変換装置および電源回生方法 | |
JP6372424B2 (ja) | 電力変換装置および電流検出方法 | |
JP6593843B2 (ja) | 三相インバータの並列運転制御方法及び並列運転制御装置 | |
JP6876585B2 (ja) | 電力変換装置および電力変換システム | |
JP6776695B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2004080975A (ja) | 電動機の制御装置 | |
JP6756975B2 (ja) | 電力変換器の制御装置 | |
JP6392708B2 (ja) | 自励式電力変換装置 | |
JP2009050091A (ja) | 位相検出装置 | |
WO2021033489A1 (ja) | モータ制御装置およびモータ制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200313 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210129 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210202 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210215 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6848622 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |