JP7234596B2 - power converter - Google Patents

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Description

本発明は、電力変換装置、特にインバータセルを多段接続したモジュラーマルチレベルコンバータ回路におけるゲート駆動回路への給電装置を備える電力変換装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power conversion device, and more particularly to a power conversion device including a power supply device for a gate drive circuit in a modular multi-level converter circuit in which inverter cells are connected in multiple stages.

近年多くの技術分野で電力変換装置が利用されている。特に高電圧を取り扱う分野において利用されている回路構成の1つに、モジュラーマルチレベルコンバータ(MMC(Moduler Multilevel Converter))がある。
図1にMMCの回路構成の一例を示す。電力変換装置101は、U相アーム部102、V相アーム部103、W相アーム部104、リアクトル105を含む。
U相アーム部102、V相アーム部103、W相アーム部104の各相アーム部は、複数のインバータセル102a、102b、102c、103a、103b、103c、104a、104b、104cを含む。
In recent years, power converters have been used in many technical fields. A modular multilevel converter (MMC) is one of the circuit configurations that are used especially in the field of handling high voltage.
FIG. 1 shows an example of the circuit configuration of the MMC. Power converter 101 includes U-phase arm portion 102 , V-phase arm portion 103 , W-phase arm portion 104 and reactor 105 .
Each of U-phase arm portion 102, V-phase arm portion 103 and W-phase arm portion 104 includes a plurality of inverter cells 102a, 102b, 102c, 103a, 103b, 103c, 104a, 104b and 104c.

各相アーム部はリアクトル105a、105b、105cを介してデルタ結線されており、系統に連系している。系統への連系は、図示しない変圧器を介してもよい。なお、図1ではデルタ結線を例として示すが、U相アーム部102、V相アーム部103、W相アーム部104は、スター結線されていてもよい。 Each phase arm portion is delta-connected via reactors 105a, 105b, and 105c, and is connected to the system. The interconnection to the system may be via a transformer (not shown). Although delta connection is shown as an example in FIG. 1, U-phase arm portion 102, V-phase arm portion 103, and W-phase arm portion 104 may be star-connected.

インバータセル102a、102b、102c、103a、103b、103c、104a、104b、104cは、単位変換器であり、インバータセルを複数直列接続して各相アーム部を構成している。各インバータセルは、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのスイッチング素子を含む電力変換回路と、該スイッチング素子をオンオフする ためのゲート駆動回路部を備えている。 The inverter cells 102a, 102b, 102c, 103a, 103b, 103c, 104a, 104b, and 104c are unit converters, and a plurality of inverter cells are connected in series to form each phase arm. Each inverter cell includes a power conversion circuit including switching elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors), and a gate drive circuit for turning the switching elements on and off.

電力変換装置101は、各インバータセルが互いに異なる位相で電圧波形を出力することで、前記スイッチング素子の耐圧以上の電圧、かつ高調波の少ないマルチレベル電圧波形が出力可能である。そのため、電力変換装置101は、特高系統に直接連系する無効電力補償装置や高圧インバータなどに適用されている。
一般的にスイッチング素子を駆動するゲート駆動回路部は、専用電源から絶縁トランスを介して給電される。しかしながら、電力変換装置101を構成するインバータセル内のスイッチング素子の場合、相アーム部内の電位差は最大で数kVから数百kV程度であり、絶縁トランスはこれと同等以上の絶縁耐圧を確保する必要がある。このため、絶縁トランスの容量が大きくなり、装置が大型化してしまう。
The power converter 101 can output a voltage higher than the withstand voltage of the switching element and a multi-level voltage waveform with less harmonics by having the inverter cells output voltage waveforms in different phases. Therefore, the power converter 101 is applied to a reactive power compensator or a high-voltage inverter that is directly connected to an extra-high voltage system.
Generally, a gate drive circuit section that drives switching elements is fed with power from a dedicated power supply through an isolation transformer. However, in the case of the switching elements in the inverter cells that make up the power conversion device 101, the maximum potential difference in the phase arm is about several kV to several hundreds of kV, and the isolation transformer needs to ensure a dielectric strength equal to or higher than this. There is As a result, the capacity of the insulating transformer increases, resulting in an increase in the size of the device.

これに対して、特許文献1では、主回路を構成するスイッチング素子のコレクタ端子から、給電抵抗を介してゲート駆動回路部へ非絶縁で給電する回路方式が提案されている。
このような回路方式において、スイッチング素子のコレクタ端子から給電抵抗を介してゲート駆動回路部に接続することで、絶縁トランスを使用しなくとも給電可能となる。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200001 proposes a circuit system in which power is supplied from a collector terminal of a switching element that constitutes a main circuit to a gate drive circuit section through a power supply resistor in a non-insulated manner.
In such a circuit system, by connecting the collector terminal of the switching element to the gate drive circuit unit via the power supply resistor, power can be supplied without using an isolation transformer.

特許第5638194号公報Japanese Patent No. 5638194

しかしながら、特許文献1の回路方式では、高圧側のコレクタ端子側から給電抵抗を介してゲート駆動回路部へ給電するため、給電抵抗で発生する損失が大きくなってしまう懸念があった。
本発明は、ゲート駆動回路部へ給電する給電装置を備える電力変換装置において、絶縁トランスの容量を大きくすることなく、給電抵抗を用いない回路方式で、かつ給電時に絶縁トランスで発生する損失を低減可能な給電装置を備える電力変換装置を提供する。
However, in the circuit system of Patent Document 1, power is supplied from the collector terminal side on the high voltage side to the gate drive circuit unit through the power supply resistor, so there is a concern that the loss generated by the power supply resistor increases.
The present invention is a power conversion device equipped with a power supply device that supplies power to a gate drive circuit, in which a circuit method that does not use a power supply resistor without increasing the capacity of the isolation transformer and reduces the loss that occurs in the isolation transformer during power supply. Provided is a power conversion device with a possible feeder.

上記課題を解決するために、本発明は以下の技術的特徴を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following technical features.

複数のスイッチング素子と、第1交流出力端子と、第2交流出力端子を含むインバータ部と、前記複数のスイッチング素子を駆動するゲート駆動回路部と、
を含む複数のインバータセルと、前記ゲート駆動回路部に電力を給電する給電回路部と、を備え、前記給電回路部は、前複数のインバータセルのいずれかの前記第1交流出力端子及び前記複数のインバータセルのいずれかの前記第2交流出力端子から供給される交流電力を直流電力に変換して前記ゲート駆動回路部に給電することを特徴とする電力変換装置である。
an inverter section including a plurality of switching elements, a first AC output terminal, and a second AC output terminal; a gate drive circuit section for driving the plurality of switching elements;
and a power supply circuit unit for supplying power to the gate drive circuit unit, wherein the power supply circuit unit includes any one of the first AC output terminals of the plurality of inverter cells and the plurality of and converting the AC power supplied from the second AC output terminal of any one of the inverter cells into DC power to supply the gate drive circuit unit with the AC power.

上記のような構成とすることで、絶縁トランスの容量を大きくすることなく、給電抵抗を用いない方式で、かつ絶縁トランスで発生する損失の低減を実現できる。 With the configuration as described above, it is possible to reduce the loss generated in the isolation transformer without increasing the capacity of the isolation transformer, without using a feed resistor.

本発明の実施形態を説明するための電力変換装置101の概略構成である。1 is a schematic configuration of a power conversion device 101 for describing an embodiment of the present invention; 本発明の第1の実施形態を説明するためのインバータセルと給電回路部の回路構成である。It is a circuit configuration of an inverter cell and a power supply circuit section for describing the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る1相分のアーム部の回路構成である。It is a circuit configuration of an arm portion for one phase according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態を説明するためのインバータセルと給電回路部の回路構成である。It is a circuit configuration of an inverter cell and a power supply circuit unit for describing a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る1相分のアーム部の回路構成である。It is a circuit configuration of an arm portion for one phase according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の給電回路部における電圧波形である。It is a voltage waveform in the feeder circuit section of the first embodiment of the present invention.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.

図1~図6を参照して、本発明の実施形態によるゲート駆動装置の構成について説明する。また、図1~図6において同様の機能、略相当する箇所は、同じ番号を付与し、説明を省略する。
<第1の実施形態>
図2に本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置101のU相アーム部102のインバータセル102aと給電回路部9を説明するための図を示す。なお、V相アーム部103、W相アーム部104はU相アーム部102と同じ構成であるため説明を省略する。
A configuration of a gate driving device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. Also, in FIGS. 1 to 6, the same numbers are assigned to the same functions and substantially corresponding portions, and the description thereof is omitted.
<First embodiment>
FIG. 2 shows a diagram for explaining the inverter cell 102a of the U-phase arm section 102 and the feeder circuit section 9 of the power converter 101 according to the first embodiment of the present invention. Since the V-phase arm portion 103 and the W-phase arm portion 104 have the same configuration as the U-phase arm portion 102, description thereof will be omitted.

インバータセル102aは、インバータ部10a、コンデンサ部3a、ゲート駆動回路部8a(GDU(Gate Dirive Unit))を含む。インバータ部10aは、それぞれダイオードが逆並列に接続されたスイッチング素子4a~7aを含む。
給電回路部9は、絶縁トランス1、コンバータ部2を含む。
インバータセル102aに含まれるスイッチング素子4a~7aは、IGBTであり、該スイッチング素子4a~7aにダイオードが逆並列に接続されている。スイッチング素は、直列接続することで単相のインバータ部の上下アームを構成している。上下アームの接続点には、第1の交流出力端子aと、第2の交流出力端子bが設けられている。
なお、本実施形態では、スイッチング素子としてIGBTを用いているが、MOSFETやサイリスタ等のスイッチング機能を有するスイッチング素子を用いてもよい。
また、インバータ部10aに含まれるスイッチング素子の少なくとも1つのスイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体を含むスイッチング素子であってよい。例えば、シリコンカーバイド、ガリウムナイトライド、ダイヤモンド等を基材としたスイッチング素子を含む。
The inverter cell 102a includes an inverter section 10a, a capacitor section 3a, and a gate drive circuit section 8a (GDU (Gate Drive Unit)). Inverter section 10a includes switching elements 4a to 7a each having a diode connected in antiparallel.
A power supply circuit section 9 includes an isolation transformer 1 and a converter section 2 .
The switching elements 4a to 7a included in the inverter cell 102a are IGBTs, and diodes are connected in anti-parallel to the switching elements 4a to 7a. The switching elements are connected in series to form upper and lower arms of the single-phase inverter section. A connection point between the upper and lower arms is provided with a first AC output terminal a and a second AC output terminal b.
Although IGBTs are used as switching elements in this embodiment, switching elements having a switching function such as MOSFETs and thyristors may be used.
At least one switching element of the switching elements included in the inverter section 10a may be a switching element including a wide bandgap semiconductor. Examples include switching elements based on silicon carbide, gallium nitride, diamond, and the like.

ゲート駆動回路部8aは、スイッチング素子4a~7aのゲート端子Gとエミッタ端子Eに接続されており、スイッチング素子4a~7aのオンオフを制御するようにゲート端子Gとエミッタ端子E間に電圧を印加する。
コンデンサ部3aは、インバータ部10aの直流側に正側端子Pと負側端子Nがそれぞれ接続される。
The gate drive circuit section 8a is connected to the gate terminal G and the emitter terminal E of the switching elements 4a to 7a, and applies a voltage between the gate terminal G and the emitter terminal E so as to control ON/OFF of the switching elements 4a to 7a. do.
A positive terminal P and a negative terminal N of the capacitor section 3a are connected to the DC side of the inverter section 10a.

絶縁トランス1の1次側端子は、インバータ部の第1の交流出力端子と第2の交流出力端子に接続され、2次側端子が、コンバータ部2の交流入力側に接続されている。コンバータ部2は、直流側がゲート駆動回路部8aに接続されている。
以下、電力変換装置101の動作について説明する。
<系統正常時>
系統200が正常時の場合、電力変換装置101に含まれる複数のインバータセル(102a、102b、102c、103a、103b、103c、104a、104b、104c)は、インバータ動作を行わず停止している。各インバータセルの第1の交流出力端子aと第2の交流出力端子bには、リアクトル105を介して系統200に接続されているため、系統200からの交流電圧が印加される。
したがって、給電回路部9の入力側には、上記系統200から供給される電圧が印加される。図6(a)にインバータセル停止時における第1の交流出力端子aと第2の交流出力端子bに印加される電圧波形を示している。
A primary side terminal of the insulating transformer 1 is connected to a first AC output terminal and a second AC output terminal of the inverter section, and a secondary side terminal is connected to an AC input side of the converter section 2 . The DC side of the converter section 2 is connected to the gate drive circuit section 8a.
The operation of the power converter 101 will be described below.
<When the system is normal>
When the system 200 is normal, the plurality of inverter cells (102a, 102b, 102c, 103a, 103b, 103c, 104a, 104b, 104c) included in the power converter 101 are stopped without inverter operation. Since the first AC output terminal a and the second AC output terminal b of each inverter cell are connected to the system 200 via the reactor 105, the AC voltage from the system 200 is applied.
Therefore, the voltage supplied from the system 200 is applied to the input side of the power supply circuit section 9 . FIG. 6(a) shows voltage waveforms applied to the first AC output terminal a and the second AC output terminal b when the inverter cells are stopped.

図6(a)の電圧波形では、期間tで一定電圧となっている。これは、コンデンサ部3aが充電されるためである。コンデンサ部3aは理想的には系統から供給される交流電圧のピーク値と等しい電圧で充電されているため、一定電圧とはならない。しかしながら実際上コンデンサ部3aは、わずかに放電してしまうため、系統200の電圧がコンデンサ部3aの電圧Edsを超える期間tでコンデンサ部3aが充電される。
このとき、インバータ部10aは、スイッチング素子4a、5a,6a,7aはオフされ、各スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードにより整流回路として動作する。
In the voltage waveform of FIG. 6A, the voltage is constant during period t. This is because the capacitor section 3a is charged. Since the capacitor section 3a is ideally charged with a voltage equal to the peak value of the AC voltage supplied from the system, the voltage is not constant. However, since the capacitor unit 3a actually discharges slightly, the capacitor unit 3a is charged during the period t in which the voltage of the system 200 exceeds the voltage Eds of the capacitor unit 3a.
At this time, the switching elements 4a, 5a, 6a, and 7a of the inverter section 10a are turned off, and the diodes connected in anti-parallel to the switching elements operate as a rectifier circuit.

絶縁トランス1は、第1の交流出力端子aと第2の交流出力端子bから供給される交流電圧を所定の電圧に変圧して、2次側端子からコンバータ部2へ出力する。
コンバータ部2は、絶縁トランス1の2次側端子から供給される交流電圧を直流電圧に変換して、ゲート駆動回路部8aに供給する。
なお、電力変換装置101は、図示しない制御部を備えており、該制御部は、図示しない電圧検出器で第1の交流出力端子aと第2の交流出力端子b間の検出した電圧に応じて、コンバータ部2を制御する。
The isolation transformer 1 transforms the AC voltage supplied from the first AC output terminal a and the second AC output terminal b to a predetermined voltage, and outputs the voltage to the converter section 2 from the secondary side terminal.
The converter section 2 converts the AC voltage supplied from the secondary terminal of the insulating transformer 1 into a DC voltage, and supplies the DC voltage to the gate drive circuit section 8a.
The power conversion device 101 includes a control unit (not shown), and the control unit detects a voltage between the first AC output terminal a and the second AC output terminal b by a voltage detector (not shown). to control the converter section 2 .

給電回路部9を上記構成とすることで、専用の電源を設けることなく、かつ絶縁トランスの容量を大きくすることなく、絶縁トランスで発生する損失を低減することができる。
<系統異常時>
系統200が異常時の場合、例えば、系統200の電圧が低下した場合、インバータセルを動作させる。具体的には、図示しない制御部が、ゲート駆動回路部8aにPWM制御の信号を出力する。ゲート駆動回路部8aは、インバータセルに含まれるスイッチング素子をオンオフさせる。インバータセルは、所定の電圧を第1の交流出力端子a、第2の交流出力端子bに出力する。このとき出力される電圧が絶縁トランス1の1次側に印加される。
By configuring the power supply circuit section 9 as described above, it is possible to reduce the loss generated in the isolation transformer without providing a dedicated power supply and without increasing the capacity of the isolation transformer.
<When the system is abnormal>
When system 200 is abnormal, for example, when the voltage of system 200 drops, the inverter cells are operated. Specifically, a control unit (not shown) outputs a PWM control signal to the gate drive circuit unit 8a. The gate drive circuit unit 8a turns on and off the switching elements included in the inverter cells. The inverter cell outputs a predetermined voltage to a first AC output terminal a and a second AC output terminal b. The voltage output at this time is applied to the primary side of the insulating transformer 1 .

図6(b)にインバータセル運転中の第1の交流出力端子aと第2の交流出力端子b間の電圧波形を示している。
絶縁トランス1は、第1の交流出力端子aと第2の交流出力端子bから供給される交流電圧を所定の電圧に変圧して、2次側端子から出力する。
コンバータ部2は、絶縁トランス1の2次側端子から供給される交流電圧を直流電圧に変換して、ゲート駆動回路部8aに供給する。
なお、電力変換装置101は、図示しない制御部を備えており、該制御部は、図示しない電圧検出器で第1の交流出力端子aと第2の交流出力端子b間の検出した電圧に応じて、コンバータ部2を制御する。
FIG. 6(b) shows the voltage waveform between the first AC output terminal a and the second AC output terminal b during inverter cell operation.
The isolation transformer 1 transforms an AC voltage supplied from a first AC output terminal a and a second AC output terminal b to a predetermined voltage, and outputs the voltage from a secondary side terminal.
The converter section 2 converts the AC voltage supplied from the secondary terminal of the insulating transformer 1 into a DC voltage, and supplies the DC voltage to the gate drive circuit section 8a.
The power conversion device 101 includes a control unit (not shown), and the control unit detects a voltage between the first AC output terminal a and the second AC output terminal b by a voltage detector (not shown). to control the converter section 2 .

給電回路部9を上記構成とすることで、専用の電源を設けることなく、かつ絶縁トランスの容量を大きくすることなく、絶縁トランスで発生する損失を低減することができる。
また、給電回路9は、インバータセルの運転、停止に関わらず、ゲート駆動回路部8aに電力を供給することができる。
By configuring the power supply circuit section 9 as described above, it is possible to reduce the loss generated in the isolation transformer without providing a dedicated power supply and without increasing the capacity of the isolation transformer.
Further, the power supply circuit 9 can supply power to the gate driving circuit section 8a regardless of whether the inverter cells are operating or not.

図3は、図2に示した給電回路部9をU相アーム部102に適用した場合の実施例を示している。この実施例では、給電回路部9は、接続されている第1の交流出力端子aと第2の交流出力端子bのインバータセル内のゲート駆動回路部8aに給電しているが、U相アーム部102に含まれるインバータセルの一部または全部のゲート駆動回路部8に電力を供給してもよい。なお、U相アーム部102、V相アーム部103、W相アーム部104で給電回路部9と第1、第2の交流出力端子との接続関係は同じでなくてよい。また、給電回路部9は、接続されている第1の交流出力端子aと第2の交流出力端子bのインバータセル以外のインバータセル内のゲート駆動回路部8aに給電してもよい。さらに、給電回路部9は、接続している第1の交流出力端子aを備えるインバータセルとは別のインバータセルの第2の交流出力端子bに接続されてもよい。
<第2の実施形態>
図4に本発明の第2の実施形態に係る電力変換装置101のU相アーム部102のインバータセル102a、102bと給電回路部9を説明するための図を示す。
FIG. 3 shows an embodiment in which the feeding circuit section 9 shown in FIG. 2 is applied to the U-phase arm section 102. As shown in FIG. In this embodiment, the power supply circuit unit 9 supplies power to the gate drive circuit unit 8a in the inverter cell of the connected first AC output terminal a and the second AC output terminal b. Power may be supplied to some or all of the gate drive circuit units 8 of the inverter cells included in the unit 102 . It should be noted that the U-phase arm portion 102, the V-phase arm portion 103, and the W-phase arm portion 104 may not have the same connection relationship between the power supply circuit portion 9 and the first and second AC output terminals. Further, the power supply circuit unit 9 may supply power to the gate drive circuit unit 8a in the inverter cells other than the inverter cells of the connected first AC output terminal a and the second AC output terminal b. Further, the power supply circuit section 9 may be connected to the second AC output terminal b of an inverter cell different from the connected inverter cell having the first AC output terminal a.
<Second embodiment>
FIG. 4 shows a diagram for explaining the inverter cells 102a and 102b of the U-phase arm section 102 and the feeder circuit section 9 of the power converter 101 according to the second embodiment of the present invention.

図2に示す第1の実施形態と構成は同じであるが、給電回路9がインバータセル102aだけでなく102b内のゲート駆動回路8bにも接続され、電力を供給している。また、給電回路9は、インバータセル102aの第1の交流出力端子に接続され、インバータセル102bの第2の交流出力端子に接続されている。また、インバータセル102aの第2の交流出力端子は、インバータセル102bの第1の交流出力端子に接続されている。 Although the configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 2, the power supply circuit 9 is connected not only to the inverter cell 102a but also to the gate drive circuit 8b in 102b to supply power. Also, the power supply circuit 9 is connected to the first AC output terminal of the inverter cell 102a, and is connected to the second AC output terminal of the inverter cell 102b. A second AC output terminal of the inverter cell 102a is connected to a first AC output terminal of the inverter cell 102b.

本実施形態の動作は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
給電回路部9を上記構成とすることで、専用の電源を設けることなく、かつ絶縁トランスの容量を大きくすることなく、絶縁トランスで発生する損失を低減することができる。
また、給電回路9は、インバータセルの運転時、停止時に関わらず、ゲート駆動回路部8に電力を供給することができる。
さらに、2つのインバータセルに給電することで、給電回路部9の数を減らすことができる。
Since the operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment, the explanation is omitted.
By configuring the power supply circuit section 9 as described above, it is possible to reduce the loss generated in the isolation transformer without providing a dedicated power supply and without increasing the capacity of the isolation transformer.
Moreover, the power supply circuit 9 can supply power to the gate drive circuit unit 8 regardless of whether the inverter cell is in operation or not.
Furthermore, by supplying power to two inverter cells, the number of power supply circuit units 9 can be reduced.

図5は、図4に示した給電回路部9をU相アーム部102に適用した場合の実施例を示している。この実施例では、インバータセル102a、102bに接続している給電回路9と、インバータセル102b、102cに接続している給電回路9が設けられている。
給電回路部9を上記構成とすることで、専用の電源を設けることなく、かつ絶縁トランスの容量を大きくすることなく、絶縁トランスで発生する損失を低減することができる。
また、給電回路9は、インバータセルの運転時、停止時に関わらず、ゲート駆動回路部8に電力を供給することができる。
さらに、2つのインバータセルに給電することで、給電回路部9自体の数を減らすことができる。
FIG. 5 shows an embodiment in which the feeder circuit section 9 shown in FIG. 4 is applied to the U-phase arm section 102. As shown in FIG. In this embodiment, a feeder circuit 9 connected to the inverter cells 102a, 102b and a feeder circuit 9 connected to the inverter cells 102b, 102c are provided.
By configuring the power supply circuit section 9 as described above, it is possible to reduce the loss generated in the isolation transformer without providing a dedicated power supply and without increasing the capacity of the isolation transformer.
Moreover, the power supply circuit 9 can supply power to the gate drive circuit unit 8 regardless of whether the inverter cell is in operation or not.
Furthermore, by supplying power to two inverter cells, the number of power supply circuit units 9 themselves can be reduced.

以上、本発明を実施形態に沿って説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、変更または改良を加えることが可能であることは当業者には明らかである。 Although the present invention has been described along with the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is obvious to those skilled in the art that the above embodiments can be modified or improved.

1 絶縁トランス
2 コンバータ部
3 コンデンサ部
4、5、6、7 スイッチング素子
8 ゲート駆動回路部
9 給電回路部
10 インバータ部
101 電力変換装置
102 U相アーム部
103 V相アーム部
104 W相アーム部
105 リアクトル
102a、102b、102c インバータセル
103a、103b、103c
104a、104b、104c
200 系統
1 Insulation transformer 2 Converter section 3 Capacitor section 4, 5, 6, 7 Switching element 8 Gate drive circuit section 9 Feeder circuit section 10 Inverter section 101 Power converter 102 U-phase arm section 103 V-phase arm section 104 W-phase arm section 105 Reactors 102a, 102b, 102c Inverter cells 103a, 103b, 103c
104a, 104b, 104c
200 lines

Claims (8)

複数のスイッチング素子で構成され、第1交流出力端子および第2交流出力端子を有するインバータ部、および前記複数のスイッチング素子を駆動するゲート駆動回路部を含む複数のインバータセルと、
前記ゲート駆動回路部に電力を給電する給電回路部と、
を備え、
前記給電回路部は、
前記複数のインバータセルのいずれかの前記第1交流出力端子及び前記複数のインバータセルのいずれかの前記第2交流出力端子から供給される交流電力を直流電力に変換して前記ゲート駆動回路部に給電すること
を特徴とする電力変換装置。
a plurality of inverter cells including an inverter section configured by a plurality of switching elements and having a first AC output terminal and a second AC output terminal; and a gate drive circuit section for driving the plurality of switching elements;
a power supply circuit unit that supplies power to the gate drive circuit unit;
with
The power supply circuit unit
AC power supplied from the first AC output terminal of any of the plurality of inverter cells and the second AC output terminal of any of the plurality of inverter cells is converted into DC power and supplied to the gate drive circuit unit A power conversion device characterized by supplying power.
前記複数のインバータセルは互いに直列接続して単相アーム部を構成し、
前記給電回路部は、
前記単相アームに含まれる前記複数のインバータセルのいずれかの前記第1交流出力端子及び前記複数のインバータセルのいずれかの前記第2交流出力端子から供給される交流電力を直流電力に変換して前記ゲート駆動回路部に給電すること
を特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
the plurality of inverter cells are connected in series to form a single-phase arm,
The power supply circuit unit
AC power supplied from the first AC output terminal of any of the plurality of inverter cells and the second AC output terminal of any of the plurality of inverter cells included in the single-phase arm section is converted into DC power. 2. The power conversion device according to claim 1, wherein power is supplied to said gate drive circuit unit.
前記給電回路部は、
前記単相アーム部に含まれる前記複数のインバータセルのうち、隣接して直列に接続している2つの前記インバータセルにおいて、一方の前記インバータセルの第1交流出力端子及び他方の前記インバータセルの前記第2交流出力端子から供給される交流電力を直流電力に変換して前記ゲート駆動回路部に給電すること
を特徴とする請求項2記載の電力変換装置。
The power supply circuit unit
Among the plurality of inverter cells included in the single-phase arm portion, in two of the inverter cells that are adjacent and connected in series, the first AC output terminal of one of the inverter cells and the output terminal of the other inverter cell 3. The power converter according to claim 2, wherein AC power supplied from said second AC output terminal is converted into DC power and supplied to said gate drive circuit unit.
前記給電回路部は、
前記単相アーム部に含まれる前記複数のインバータセルのうち、1の前記インバータセルの第1交流出力端子及び前記第2交流出力端子から供給される交流電力を直流電力に変換して前記ゲート駆動回路部に給電すること
を特徴とする請求項2記載の電力変換装置。
The power supply circuit unit
AC power supplied from the first AC output terminal and the second AC output terminal of one of the plurality of inverter cells included in the single-phase arm portion is converted into DC power to drive the gate. 3. The power converter according to claim 2, wherein power is supplied to the circuit unit.
前記給電回路部は、
前記第1交流出力端子及び前記第2交流出力端子に1次側端子が接続される絶縁トランスと、
前記絶縁トランスの2次側端子と入力側が接続され、出力側が前記ゲート駆動回路部に接続されるコンバータ部と、
を備えること
を特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The power supply circuit unit
an isolation transformer having a primary side terminal connected to the first AC output terminal and the second AC output terminal;
a converter section having a secondary side terminal and an input side of the isolation transformer connected to each other, and having an output side connected to the gate driving circuit section;
The power converter according to any one of claims 1 to 4, comprising:
前記複数の単相アーム部は、
リアクトルを介してスター結線またはデルタ結線され、
前記結線した接続点が系統に各々連系されること
を特徴とする請求項2から4記載のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The plurality of single-phase arm portions are
Star-connected or delta-connected via reactors,
5. The power converter according to any one of claims 2 to 4, wherein said connected connection points are interconnected to a system respectively.
前記給電回路部は、
前記インバータセルの運転・停止に関わらず、前記ゲート駆動回路部に給電可能なように構成される
を特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The power supply circuit unit
The power converter according to any one of claims 1 to 6, wherein power can be supplied to said gate drive circuit unit regardless of whether said inverter cell is in operation or not.
前記インバータセルは、
前記インバータ部に直流電力を供給するコンデンサ部を更に含み
前記給電回路部は、
前記第1交流出力端子及び前記第2交流出力端子に1次側端子が接続される絶縁トランスと、
前記絶縁トランスの2次側端子と入力側が接続され、出力側が前記ゲート駆動回路部に接続されるコンバータ部と、
を備え、
前記インバータセルが運転中の際は、前記インバータセルの出力電圧に応じて前記コンバータ部を制御し、
前記インバータセルが停止中の際は、前記系統の電圧値と、前記コンデンサ部の電圧値に応じて、前記コンバータ部を制御すること
を特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。

The inverter cell is
The power supply circuit section further includes a capacitor section that supplies DC power to the inverter section,
an isolation transformer having a primary side terminal connected to the first AC output terminal and the second AC output terminal;
a converter section having a secondary side terminal and an input side of the isolation transformer connected to each other, and having an output side connected to the gate driving circuit section;
with
when the inverter cell is in operation, controlling the converter unit according to the output voltage of the inverter cell;
7. The power converter according to claim 6, wherein when the inverter cell is stopped, the converter section is controlled according to the voltage value of the system and the voltage value of the capacitor section.

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