JP7243735B2 - 電力変換装置、電力変換システム及び電力変換方法 - Google Patents
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Description
1.1 電力変換システム
図1に示す電力変換システム1は、電力系統等の電源PS側と、電動機等の負荷LD側との間で電力変換を行うためのシステムである。電力変換とは、電力形態の変換を意味する。電力形態は、ライン数、直流であるか交流であるか、電圧(電圧振幅)、電流(電流振幅)、周波数等を含み得る。
図2に示すように、電力変換装置2は、電力変換回路10と、制御回路100とを有する。電力変換回路10は、整流回路11と、インバータ回路12と、コンデンサ13と、ゲート駆動回路16と、電流センサ17U,17V,17Wとを有する。
仮想の他装置:パルス信号が、複数の他装置におけるパルス信号の平均値となる他装置。
以下、電力変換方法の一例として、電力変換システム1の電力変換装置2が実行する駆動電力の出力手順と、駆動電力の出力開始前におけるキャリア波の位相調節手順と、デッドタイム補償手順と、マスタ側におけるベース切替手順と、スレーブ側におけるベース切替手順と、マスタ側における方式切替手順と、スレーブ側における方式切替手順とを例示する。
駆動電力の出力手順は、キャリア波を生成することと、キャリア波に同期したパルス信号を生成することと、パルス信号の幅に応じた電力をインバータ回路12に生成させることと、他装置との間における循環電流に対応する監視値を取得することと、インバータ回路12が駆動電力を生成している間に取得した監視値に基づいて、循環電流を縮小するようにキャリア周期を変更することと、を含む。
位相調節手順は、インバータ回路12が駆動電力の生成を開始する前に、自装置と他装置との間におけるキャリア波の位相差が縮小するようにキャリア波の位相を変更することを含む。例えば、位相調節手順は、マスタである電力変換装置2において、自装置のキャリア波の位相に対応する位相情報を他装置に出力することと、スレーブである電力変換装置2において、他装置から取得した位相情報に基づいてキャリア波の位相を変更することとを含む。
デッドタイム補償手順は、上記自装置電流(自装置のインバータ回路12が出力する電流)と上記他装置電流(他装置のインバータ回路12が出力する電流)とに対応する一つの電流指標値に基づいてインバータ回路12のデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出することと、検出した電流又は電圧の歪に応じてパルス信号の幅を補正することと含む。
マスタ側の電力変換装置2におけるベース切替手順は、ベース切替のタイミングを示す情報をベースライン選択部164から取得し、スレーブ側の電力変換装置2に出力することを含む。
スレーブ側の電力変換装置2におけるベース切替手順は、マスタ側の電力変換装置2がベース切替を行うタイミングに基づいて、ベース切替を行うことを含む。例えば図10に示すように、制御回路100は、ステップS61,S62を実行する。ステップS61では、切替情報取得部166がベース切替のタイミングの情報の取得を待機する。ステップS62では、切替情報取得部166が、通信が成功したか否かを確認する。通信の成否は、例えばパリティビット等を用いて確認することが可能である。
マスタ側の電力変換装置2における方式切替手順は、方式切替のタイミングを示す情報をスレーブ側の電力変換装置2に出力することを含む。図11は、三相変調制御(全変調制御)と二相変調制御(部分変調制御)との切り替え手順を例示している。例えば図11に示すように、制御回路100は、ステップS71,S72,S73を実行する。ステップS71では、切替情報出力部165がスレーブ側の電力変換装置2への情報送信の繰り返し回数Mmを初期値M0に設定する。ステップS72では、切替情報出力部165が通信タイミングを待機する。ステップS73では、切替情報出力部165が、繰り返し回数Mmが初期値M0であるか否かを確認する。
スレーブ側の電力変換装置2における方式切替手順は、マスタ側の電力変換装置2が方式切替を行うタイミングに基づいて、方式切替を行うことを含む。例えば図12に示すように、制御回路100は、ステップS91,S92を実行する。ステップS91では、切替情報取得部166が方式切替のタイミングの情報の取得を待機する。ステップS92では、通信が成功したか否かを切替情報取得部166が確認する。通信の成否は、例えばパリティビット等を用いて確認することが可能である。
2.1 電力変換装置
第二実施形態に係る電力変換装置2Aは、第一実施形態に係る電力変換装置2とは異なる方式で、駆動電力の生成開始前におけるキャリア波の位相調節を行う。図13に示すように、電力変換装置2Aの制御回路100は、位相情報出力部144及び位相情報取得部145を有しない。電力変換装置2Aの制御回路100においては、パルス生成部142がテストパルス生成部147を更に含む。
図14は、電力変換装置2Aによる位相調節手順を例示するフローチャートである。
図14に示すように、制御回路100は、ステップS101,S102,S103,S104を実行する。ステップS101では、テストパルス生成部147が、テスト電力の出力用のパルス信号をキャリア波に同期して生成し、ゲート駆動回路16に出力することを開始する。これにより、パルス信号の幅に応じたテスト電力の出力をインバータ回路12が開始する。ステップS102では、循環電流監視部110が、上記山部のU相電流値と、上記山部のV相電流値と、上記山部のW相電流値と、上記谷部のU相電流値と、上記谷部のV相電流値と、上記谷部のW相電流値とを取得して保持する。ステップS103では、循環電流監視部110が、山部のU相電流値と谷部のU相電流値との差と、山部のV相電流値と谷部のV相電流値との差と、山部のW相電流値と谷部のW相電流値との差を合計してテスト時監視値を算出する。ステップS104では、キャリア位相変更部143が、テスト時監視値が所定の基準値より小さいか否かを確認する。基準値は、キャリア波の位相変更の要否に必要な値である。
以上に説明したように本実施形態に係る電力変換装置2,2Aは、一側面において、他の電力変換装置2,2Aと並列に接続される電力変換装置2,2Aであって、キャリア波を生成するキャリア波生成部130と、キャリア波に同期したパルス信号を生成するパルス生成部142と、パルス信号の幅に応じた電力を生成するインバータ回路12と、他の電力変換装置2,2Aとの間における循環電流に対応する監視値を取得する循環電流監視部110と、インバータ回路12が駆動電力を生成している間に、循環電流監視部110が取得した監視値に基づいて、循環電流を縮小するようにキャリア波生成部130が生成するキャリア波の周期を変更するキャリア周期変更部120とを備える。
Claims (4)
- 電力変換装置と、他の電力変換装置とを含む少なくとも二つの電力変換装置を備え、
前記少なくとも二つの電力変換装置のそれぞれは、
一次側の複数ラインと二次側の複数ラインとの間の接続状態を変更することで電力変換を行う電力変換部と、
前記二次側のいずれか一ラインをベースラインとして選択するベースライン選択部と、
前記ベースラインを前記一次側のいずれか一ラインに接続した状態を維持して前記二次側の他のラインと前記一次側の複数ラインとの接続状態を変化させるように前記電力変換部を制御する部分変調制御部と、を備え、
前記他の電力変換装置の前記ベースライン選択部は、前記二次側の電圧指令値の位相に基づいて、前記ベースラインとして選択するラインを切り替え、
前記電力変換装置の前記ベースライン選択部は、前記他の電力変換装置の前記ベースライン選択部が前記ベースラインとして選択するラインの切り替えタイミングに基づいて、前記ベースラインとして選択するラインを切り替える、電力変換システム。 - 電力変換装置と、他の電力変換装置とを含む少なくとも二つの電力変換装置を備え、
前記少なくとも二つの電力変換装置のそれぞれは、
一次側の複数ラインと二次側の複数ラインとの間の接続状態を変更することで電力変換を行う電力変換部と、
前記二次側のいずれか一ラインをベースラインとして選択するベースライン選択部と、
前記ベースラインを前記一次側のいずれか一ラインに接続した状態を維持して前記二次側の他のラインと前記一次側の複数ラインとの接続状態を変化させるように前記電力変換部を制御する部分変調制御部と、を備え、
前記他の電力変換装置の前記ベースライン選択部は、前記二次側の電流指令値の位相に基づいて、前記ベースラインとして選択するラインを切り替え、
前記電力変換装置の前記ベースライン選択部は、前記他の電力変換装置の前記ベースライン選択部が前記ベースラインとして選択するラインの切り替えタイミングに基づいて、前記ベースラインとして選択するラインを切り替える、電力変換システム。 - 電力変換装置と、他の電力変換装置とを含む少なくとも二つの電力変換装置のそれぞれにおいて、
一次側の複数ラインと二次側の複数ラインとの間の接続状態を電力変換部に変更させることで電力変換を行うことと、
前記二次側のいずれか一ラインをベースラインとして選択することと、
前記ベースラインを前記一次側のいずれか一ラインに接続した状態を維持して前記二次側の他のラインと前記一次側の複数ラインとの接続状態を変化させる部分変調を前記電力変換部に実行させることと、を含み、
前記他の電力変換装置においては、前記二次側の電圧指令値の位相に基づいて、前記ベースラインとして選択するラインを切り替え、
前記電力変換装置においては、前記他の電力変換装置が前記ベースラインとして選択するラインの切り替えタイミングに基づいて、前記ベースラインとして選択するラインを切り替える、電力変換方法。 - 電力変換装置と、他の電力変換装置とを含む少なくとも二つの電力変換装置のそれぞれにおいて、
一次側の複数ラインと二次側の複数ラインとの間の接続状態を電力変換部に変更させることで電力変換を行うことと、
前記二次側のいずれか一ラインをベースラインとして選択することと、
前記ベースラインを前記一次側のいずれか一ラインに接続した状態を維持して前記二次側の他のラインと前記一次側の複数ラインとの接続状態を変化させる部分変調を前記電力変換部に実行させることと、を含み、
前記他の電力変換装置においては、前記二次側の電流指令値の位相に基づいて、前記ベースラインとして選択するラインを切り替え、
前記電力変換装置においては、前記他の電力変換装置が前記ベースラインとして選択するラインの切り替えタイミングに基づいて、前記ベースラインとして選択するラインを切り替える、電力変換方法。
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C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
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TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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