JP7267287B2 - 電力変換装置及び電力変換制御装置 - Google Patents
電力変換装置及び電力変換制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7267287B2 JP7267287B2 JP2020538149A JP2020538149A JP7267287B2 JP 7267287 B2 JP7267287 B2 JP 7267287B2 JP 2020538149 A JP2020538149 A JP 2020538149A JP 2020538149 A JP2020538149 A JP 2020538149A JP 7267287 B2 JP7267287 B2 JP 7267287B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- converter
- power
- inverter
- arm
- 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
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
- H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
- H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M5/4585—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0012—Control circuits using digital or numerical techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M5/225—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode comprising two stages of AC-AC conversion, e.g. having a high frequency intermediate link
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
- H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
- H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Description
また、電力変換装置の負荷側に生じた事象等により、上記の第2の多相交流電力の各相に供給される有効電力が不平衡になり、上記の第1の多相交流電力を供給する電源側交流系統にその影響が波及することがあった。
図1に示す電力変換装置1は、例えば、コンバータ2と、インバータ3と、DCDC変換装置群4と、コンバータ側キャパシタ群5と、インバータ側キャパシタ群6と、制御部10とを備える。コンバータ2と、インバータ3と、DCDC変換装置群4と、コンバータ側キャパシタ群5と、インバータ側キャパシタ群6は、電力変換装置1の主回路を形成する。電源側交流系統7は、例えば電力変換装置1に多相交流電力(第1交流電力)を供給する。例えば、電源側交流系統7は、r相s相t相の三相交流電力を供給する。負荷側交流系統8は、例えば電力変換装置1から負荷装置に多相交流電力(第2交流電力)を供給する。例えば、負荷側交流系統8は、u相v相w相の三相交流電力を供給する。
コンバータ2(第1電力変換器)は、電源側交流系統7の第1交流電力と第1直流電力とを相互に変換する。換言すれば、コンバータ2は、力行時に第1交流電力を第1直流電力に変換し、回生時に第1直流電力を第1交流電力に変換する。例えば、コンバータ2は、電源側交流系統7のr相s相t相にそれぞれ接続される第1交流接続端子201、202、203を備える。コンバータ2は、電源側交流系統7との間で、第1交流接続端子201、202、203を介して第1交流電力を授受する。
インバータ3(第2電力変換器)は、第2直流電力と第2交流電力とを相互に変換する。インバータ3は、力行時に第2直流電力を第2交流電力に変換し、回生時に第2交流電力を第2直流電力に変換する。例えば、インバータ3は、負荷側交流系統8のu相v相w相にそれぞれ接続される第2交流接続端子301、302、303を備える。インバータ3は、負荷側交流系統8に接続される負荷装置Mとの間で、第2交流接続端子301、302、303を介して第2交流電力を授受する。
DCDC変換装置群4は、双方向に電力伝送可能な複数個のDCDC変換装置を備える。例えば、r相とu相を繋ぐDCDC変換装置4111から4114、4215から4218は、複数個のDCDC変換装置の一例である。なお、図1の中でDCDC変換装置4112、4113、4216、4217の表記を省略する。s相とv相を繋ぐ複数個のDCDC変換装置とt相とw相を繋ぐ複数個のDCDC変換装置も、符号の表記を省略する。s相とv相を繋ぐ場合も、t相とw相を繋ぐ場合も、上記のr相とu相を繋ぐ場合と同様である。複数個のDCDC変換装置を纏めて、DCDC変換装置4000と呼ぶ。
図2Aと図2Bに、単相コンバータセル2111を示す。単相コンバータセル2111は、例えば図2Bに示すように複数の半導体素子を組み合わせた単相フルブリッジ型である。図2Bに例示する半導体素子は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。半導体素子は、IGBTに限らず、FETなど他の種類のものでもよい。図2Aに示す記載は、図2Bに示す単相コンバータセル2111を省略して記載したものである。
図3は、実施形態のコンバータの信号名の定義について説明するための図である。
電源側交流系統7の3相の相電圧(瞬時値)を、系統電圧検出値vS^r、vS^s、vS^tで示し、これらを纏める場合には、系統電圧検出値vS^rstと記す。本文の説明の中で上記の「^(ハット)」は、それに続く文字が上付き文字であることを示す。
例えば、コンバータ2は、コンバータ側キャパシタ電圧の直流量を揃えるように制御する。その際に、コンバータ2の各単相コンバータセルは、コンバータ側キャパシタ電圧を所定の電圧に安定化させるように制御する。
DCDC変換装置4000は、インバータ側キャパシタ電圧が一定になるように、その瞬時値を安定化させるように制御する。例えば、DCDC変換装置4000は、その制御に既知の位相シフト制御を適用してもよい。
インバータ3は、上位装置からの制御を受けて、ベクトル制御などの制御方法によって負荷装置Mを制御する。負荷装置Mの稼働に伴い、負荷側交流系統8の各相のバランスが崩れたり、インバータ側キャパシタ電圧に低周波脈動が生じたりする場合がある。上記のインバータ側キャパシタ電圧の低周波脈動には、負荷側交流系統8の交流電力の基本周波数(fM)が、基本周波数fSよりも低い場合(fM < fS)に、単相の電力脈動として発生する2fMの成分が含まれる。例えば、交流電力の基本周波数(fM)を1(Hz)、基本周波数fSを50(Hz)とすると、2(Hz)の電力脈動が発生する。この周波数領域の脈動成分であれば、コンバータ2に50(Hz: 基本周波数fS)の逆相電流を流すことで、上記の低周波脈動を低減できる。
インバータ側キャパシタ電圧に低周波脈動が生じた場合、インバータ3は、これを低減させるように制御する。例えば、インバータ3は、高周波の零相電圧を交流電圧に重畳させて、上記の高周波の周波数の循環電流をインバータ3内に流す。上記の「高周波の零相電圧」とは、負荷側交流系統8の交流の基本周波数(fM)よりも高い周波数成分の零相電圧を交流電圧に重畳させたものである。例えば、交流電力の基本周波数(fM)の高調波成分(正弦波)は、上記の「高い周波数成分」の一例である。これにより、インバータ3は、インバータ側キャパシタ電圧の低周波脈動を低減させる。これを、「インバータ側低周波脈動電力低減制御」と呼ぶ。
インバータ側キャパシタ電圧に生じた低周波脈動成分は、コンバータ2側に伝搬して、コンバータ側キャパシタ電圧に低周波脈動成分が生じる。コンバータ2は、インバータ側低周波脈動電力低減制御の演算結果(例えば、インバータ側の低周波脈動電力推定値)に応じて、コンバータ2内に、交流の基本波(基本周波数fS)の逆相循環電流を流し、コンバータ側キャパシタ電圧に生じた低周波脈動成分を低減させる。これを、「コンバータ側低周波脈動電力低減制御」と呼ぶ。
制御部10は、コンバータ制御部12(第1制御部)と、インバータ制御部13(第2制御部)とを備える。
コンバータ制御部12は、平均電圧演算ユニット1201と、第1αβ0変換器1202と、第1PN-YZ変換器1203と、アームバランス制御部1204と、加算器1206と、PLL回路1207(図中の記載は「PLL(Phase-Locked Loop)」。)と、第1dq0変換器1209と、第2dq0変換器1210と、第2PN-YZ変換器1211と、系統電流ACR(Automatic Current Regulator)1212と、第1循環電流制御部1213と、第1YZ-PN変換器1214と、第1dq0逆変換器1215と、CNV制御器1216と、第1低周波脈動電力低減制御部1217(図中の記載は「第1LF_RPP制御部」。)とを備える。平均電圧演算ユニット1201と、第1αβ0変換器1202と、第1PN-YZ変換器1203は、コンバータ充電状態検出ユニット1205を形成する。
アームバランス制御部1204は、第1PN-YZ変換器1203による演算結果に基づいて、各アームの電圧が互いに等しくなるような電流指令値を生成する。
第1低周波脈動電力低減制御部1217は、インバータ制御部13から供給されるαβ0座標系の低周波脈動成分~pM^α*と~pM^β*とに基づいて、電流指令値iCNV_ZLF^d*と電流指令値iCNV_ZLF^q*とを算出する。インバータ制御部13は、少なくともLF_PPS制御器1322と、第2αβ0変換器1323とを含む。第1低周波脈動電力低減制御部1217と、インバータ制御部13の詳細については、後述する。
PLL回路1207は、例えば、図示されないr相PLL回路と、s相PLL回路と、t相PLL回路と備える。PLL回路1207のr相PLL回路は、例えば、A-B線間電圧に基づいて電源側交流系統7の電圧の基本波成分などを抽出し、位相θCNV^rを生成する。位相θCNV^rは、電源側交流系統7のr相の電圧の基本波の位相に同期している。同様に、PLL回路1207のs相PLL回路は、B-C線間電圧に基づいて位相θCNV^sを生成する。PLL回路1207のs相PLL回路は、C-A線間電圧に基づいて位相θCNV^tを生成する。位相θCNV^rと、位相θCNV^sと、位相θCNV^tは、互いに(2π/3)ラジアンの位相差がある。位相θCNV^rstは、電源角周波数(電気角速度)ωの積分値と等価であり、説明の中で電源角周波数ωと時刻情報(t)の積で示すことがある。
コンバータ制御部12は、上記の構成を利用して以下の制御を実施する。
・すべてのコンバータ側キャパシタ電圧の直流量を一定にする制御
・コンバータ側低周波脈動電力低減制御
第1番目の「すべてのコンバータ側キャパシタ電圧の直流量を一定にする制御」は、以下に示す複数の制御(サブ制御)に階層化されていて、その複数の制御の組み合わせによって実現されてもよい。
CNV制御器1216は、電源側交流系統7から流入する有効電力を調整することで、すべてのコンバータ側キャパシタ電圧の算術平均値が所望の値になるように制御する。
CNV制御器1216は、コンバータ2(変換器)内を流れる循環電流を制御することで、各アームのコンバータ側直流キャパシタ電圧の平均値が均等になるように制御する。これを、「キャパシタ電圧バランス制御」と呼び、その詳細を後述する。
CNV制御器1216は、各アーム内のコンバータ側直流キャパシタ電圧をバランスさせる際に、個別バランス制御を行ってもよい。
なお、この個別バランス制御は、アーム出力電圧の調整と非干渉な制御である。CNV制御器1216は、上記の「直流電圧一括制御」及び「アームバランス制御」に影響を与えずに独立に制御することが可能である。例えば、r相第1アームが、定格電圧の100%の電圧を出力する場合に、アーム内の4つの単相コンバータセルがそれぞれ出力する電圧(セル出力電圧)の比率を均等(例えば、25% : 25% : 25% : 25%。)に割り当ててもよい。これに制限されず、直流電圧に応じてセル出力電圧の比率を不均等に微調整して割り当ててもよい。このようにアーム内の各単相コンバータセルに割り当てる値を個別に調整するための制御が「個別バランス制御」である。例えば、上記の調整により、セル出力電圧の比率を不均等(例えば、20% :30% : 25% : 25%。)に割り当てることができる。その際に合計値が100%になるように設定される。なお、説明を簡略化するため、以下の説明では、個別バランス制御の説明を省略し、単相コンバータセルがそれぞれ出力する電圧の比率を均等にした場合について説明する。
キャパシタ電圧バランス制御は、例えば、キャパシタ電圧の直流成分を安定化するために、キャパシタ電圧のアンバランス成分を分離して、それが0になるように調整するものであってよい。
図11は、実施形態のインバータ制御部13の構成図である。
図12は、実施形態のLF_PPS制御器1322の構成図である。LF_PPS制御器1322は、モータ電流指令値iINV_Y^dq*と、uvw相電圧指令値vINV_Y^dq*とに基づいて、モータMに供給する電力pMに含まれている低周波脈動成分(~pM^uvw*)を算出する。
第2αβ0変換器1323は、αβ0変換によって、uvw相の低周波脈動成分(~pM^uvw*)を、固定座標系の低周波脈動成分(~pM^αβ0*)に変換する。第2αβ0変換器1323は、低周波脈動成分(~pM^αβ*)を、後述する第2低周波脈動電力低減制御部1324と、前述した第1低周波脈動電力低減制御部1217とに出力する。なお、第2αβ0変換器1323は、零相成分を出力しなくてもよい。
次に、いくつかの変形例について説明する。
Claims (17)
- 複数の第1正側のアームと、複数の第1負側のアームと、前記複数の第1正側のアームをスター型に接続する第1正側スター結線と、前記複数の第1負側のアームをスター型に接続する第1負側スター結線と、前記第1正側スター結線と前記第1負側スター結線とを電源側交流系統の各相にそれぞれ接続する第1端子とを含み、前記複数の第1正側のアームの各相と前記複数の第1負側のアームの各相とが前記電源側交流系統の各相にそれぞれ対応付けられている交直電力変換器である第1電力変換器と、
複数の第2正側のアームと、複数の第2負側のアームと、前記複数の第2正側のアームをスター型に接続する第2正側スター結線と、前記複数の第2負側のアームをスター型に接続する第2負側スター結線と、前記第2正側スター結線と前記第2負側スター結線とを負荷側交流系統の各相にそれぞれ接続する第2端子とを含み、前記複数の第2正側のアームの各相と前記複数の第2負側のアームの各相とが前記負荷側交流系統の各相にそれぞれ対応付けられている交直電力変換器である第2電力変換器と、
直流電力を双方向に変換する絶縁型のDCDC変換装置群を形成し、前記第1電力変換器と前記第2電力変換器との間で電力を相互に変換する複数のDCDC変換装置と、
前記第2電力変換器が接続される前記負荷側交流系統の各相に生じた有効電力の不平衡が、前記第1電力変換器が接続される前記電源側交流系統の各相の有効電力の不平衡に影響しないように前記第1電力変換器と前記第2電力変換器とを制御する制御部と、
を備え、
前記第1電力変換器は、
前記複数の第1正側のアームの各アームと前記複数の第1負側のアームの各アームとに分けて配置される複数の単相コンバータセルと、コンバータ側キャパシタ群とを含み、
前記コンバータ側キャパシタ群の各キャパシタは、
前記複数の単相コンバータセルの各単相コンバータセルの直流側に夫々対応付けて配置されていて、
前記第1電力変換器は、
力行時に前記コンバータ側キャパシタ群を充電して、回生時に前記コンバータ側キャパシタ群の直流電力を前記電源側交流系統の交流電力である第1交流電力に変換し、
前記第2電力変換器は、
前記複数の第2正側のアームの各アームと前記複数の第2負側のアームの各アームとに分けて配置される複数の単相インバータセルと、インバータ側キャパシタ群とを含み、
前記インバータ側キャパシタ群の各キャパシタは、
前記複数の単相インバータセルの各単相インバータセルの直流側に夫々対応付けて配置されていて、
回生時に前記インバータ側キャパシタ群を充電して、力行時に前記インバータ側キャパシタ群の直流電力を前記負荷側交流系統の交流電力である第2交流電力に変換し、
前記複数のDCDC変換装置の各DCDC変換装置は、
前記各単相コンバータセルの直流側と、前記各単相インバータセルの直流側との間に夫々設けられていて、
前記コンバータ側キャパシタ群の各キャパシタの直流電力と、前記インバータ側キャパシタ群の各キャパシタの直流電力とを双方向に変換する、
電力変換装置。 - 前記複数のDCDC変換装置は、
前記第1電力変換器と前記第2電力変換器とに接続され、前記第1電力変換器と前記第2電力変換器との間を絶縁し、
前記複数のDCDC変換装置の中の1つのDCDC変換装置は、
前記複数の単相コンバータセルの中の1つの単相コンバータセルに対応付けて設けられた第1キャパシタと、
前記複数の単相インバータセルの中の1つの単相インバータセルに対応付けて設けられた第2キャパシタとに接続される、
前記第1キャパシタは、前記コンバータ側キャパシタ群の各キャパシタのうちの何れかであり、
前記第2キャパシタは、前記インバータ側キャパシタ群の各キャパシタのうちの何れかである、
請求項1記載の電力変換装置。 - 前記1つの単相コンバータセルは、
前記第1交流電力の一部と前記コンバータ側キャパシタ群の直流電力の一部を相互に変換して、
前記1つのDCDC変換装置は、
前記コンバータ側キャパシタ群の直流電力の一部と前記インバータ側キャパシタ群の直流電力の一部を相互に変換して、
前記1つの単相インバータセルは、
前記インバータ側キャパシタ群の直流電力の一部と前記第2交流電力の一部を相互に変換する、
請求項2記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、
前記第1正側スター結線と前記第1負側スター結線に流す第1循環電流として、前記第1交流電力に係る基本波正相電流に対する基本波逆相電流が流れるように、前記第1電力変換器を制御する第1制御部
をさらに備える請求項1記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、
前記第1電力変換器を、前記第1交流電力の各相の有効電力が揃うように制御する第1制御部
をさらに備える請求項1記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、
前記第2正側スター結線と前記第2負側スター結線とに流す第2循環電流を調整して、前記第2電力変換器を制御する第2制御部
をさらに備える請求項1記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、
前記第1交流電力に係る基本波逆相電流を成分に含む第1循環電流が前記第1正側スター結線と前記第1負側スター結線とに流れるように、前記第1電力変換器を制御する第1制御部と、
前記第2正側スター結線と前記第2負側スター結線とに流す第2循環電流を調整して、前記第2電力変換器を制御する第2制御部と
を備える請求項1記載の電力変換装置。 - 前記第2制御部は、
前記第2電力変換器の状態量として前記インバータ側キャパシタ群の直流電力の低周波脈動成分を取得して、
前記取得した低周波脈動成分に基づいた調整に、前記第1制御部による前記第1循環電流の調整量の調整と、前記第2制御部による前記第2循環電流の調整量の調整が含まれる、
請求項7記載の電力変換装置。 - 前記第2制御部は、
前記負荷側交流系統の零相電圧を指定する相電圧指令値を算出し、前記相電圧指令値に基づいて、前記第2電力変換器を制御する、
請求項7記載の電力変換装置。 - 前記複数の単相コンバータセルは、
前記複数の第1正側のアームのそれぞれにおいて、カスケード接続されていて、
前記複数の単相インバータセルは、
前記複数の第2正側のアームのそれぞれにおいて、カスケード接続されている、
前記第1制御部は、
前記カスケード接続された前記複数の単相コンバータセルに夫々対応付けて設けられている前記コンバータ側キャパシタ群の各キャパシタの電圧の直流量を一定にするように前記第1循環電流を調整する、
請求項7記載の電力変換装置。 - 前記第1制御部と前記第2制御部は、
前記第2電力変換器の状態量として、前記第2電力変換器の負荷である電動機の速度制御のための速度帰還量を取得して、
前記速度帰還量に基づいて、前記第1循環電流の調整量と前記第2循環電流の調整量を調整する、
請求項7記載の電力変換装置。 - 前記複数のDCDC変換装置の中の第1番目のDCDC変換装置は、
前記複数の単相コンバータセルの中の第1番目の単相コンバータセルと、前記複数の単相インバータセルの中の第1番目の単相インバータセルとに接続され、
前記複数のDCDC変換装置の中の第2番目のDCDC変換装置は、
前記複数の単相コンバータセルの中の第2番目の単相コンバータセルと、前記複数の単相インバータセルの中の第2番目の単相インバータセルとに接続される、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第1番目のDCDC変換装置と前記第2番目のDCDC変換装置は、
前記第1番目の単相コンバータセルと、前記第2番目の単相コンバータセルとを経て接続される、
請求項12記載の電力変換装置。 - 前記第1番目のDCDC変換装置と前記第2番目のDCDC変換装置は、
前記第1番目の単相インバータセルと、前記第2番目の単相インバータセルとを経て接続される、
請求項12記載の電力変換装置。 - 前記複数の単相インバータセルには、前記複数の単相インバータセルに対応付けられて第2キャパシタがそれぞれ設けられており、
前記第2キャパシタは、前記インバータ側キャパシタ群の各キャパシタのうちの何れかであって、
前記複数のDCDC変換装置は、
前記第2キャパシタの電圧の瞬時値を一定にするように直流電力の変換を制御する、
請求項12記載の電力変換装置。 - 前記第1電力変換器は、
前記複数の単相コンバータセルの交流側が前記電源側交流系統の各相に相毎に接続され、直列に接続される前記第1正側スター結線と前記第1負側スター結線を備え、
前記第2電力変換器は、
前記複数の単相インバータセルの交流側が前記負荷側交流系統の各相に相毎に接続され、直列に接続される前記第2正側スター結線と前記第2負側スター結線を備え、
前記複数の単相コンバータセルの中の1つの単相コンバータセルに対応する単相インバータセルが、前記複数の単相インバータセルの中の1つの単相インバータセルであり、
前記複数のDCDC変換装置は、
前記複数の単相コンバータセルの直流側と前記複数の単相インバータセルの直流側とを絶縁し、前記1つの単相コンバータセルの直流側と、前記1つの単相インバータセルの直流側をそれぞれ繋ぐ
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記複数のDCDC変換装置の夫々は、
前記第2電力変換器側で発生した低周波脈動電力を、前記第1電力変換器側に伝搬する
請求項16記載の電力変換装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/022176 WO2020245916A1 (ja) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | 電力変換装置及び電力変換制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020245916A1 JPWO2020245916A1 (ja) | 2021-09-13 |
JP7267287B2 true JP7267287B2 (ja) | 2023-05-01 |
Family
ID=73652024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020538149A Active JP7267287B2 (ja) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | 電力変換装置及び電力変換制御装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11855548B2 (ja) |
JP (1) | JP7267287B2 (ja) |
CN (1) | CN112335167A (ja) |
WO (1) | WO2020245916A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115186506B (zh) * | 2022-07-29 | 2023-11-14 | 西安西电电力电容器有限责任公司 | 一种高压电容器装置h桥保护调平方法、设备及介质 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015128455A2 (en) | 2014-02-28 | 2015-09-03 | Abb Technology Ag | Three-phase to three-phase ac converter |
CN106452099A (zh) | 2016-10-10 | 2017-02-22 | 中国矿业大学(北京) | 三相级联变换器的新型接法及供电或负载故障时工作方式 |
WO2018225410A1 (ja) | 2017-06-06 | 2018-12-13 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置および三相電力変換装置 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4166216B2 (ja) * | 2004-12-22 | 2008-10-15 | 株式会社東芝 | 電気鉄道交流き電システム |
JP2008301640A (ja) | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Meidensha Corp | 直接高圧インバータ装置 |
CN102124625B (zh) * | 2008-07-30 | 2015-11-25 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 功率转换装置 |
MX2011001963A (es) * | 2008-08-22 | 2011-04-04 | Toshiba Mitsubishi Elec Inc | Aparato de conversion de energia. |
CN102187562B (zh) * | 2008-10-16 | 2014-09-03 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 功率转换装置 |
WO2010058536A1 (ja) * | 2008-11-18 | 2010-05-27 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
EP2416486B1 (en) * | 2009-03-30 | 2018-05-30 | Hitachi, Ltd. | Power conversion device |
JP5800154B2 (ja) * | 2011-01-18 | 2015-10-28 | 国立大学法人東京工業大学 | 電力変換器およびその制御方法 |
JP5822732B2 (ja) * | 2012-01-11 | 2015-11-24 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 3レベル電力変換装置 |
WO2015111517A1 (ja) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 東芝キヤリア株式会社 | 電力変換装置、設備機器、及び設備機器システム |
JPWO2018061184A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2019-07-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
JP6755845B2 (ja) * | 2017-09-26 | 2020-09-16 | 株式会社東芝 | モータ駆動システム |
CN109067193B (zh) * | 2018-08-17 | 2020-03-13 | 燕山大学 | 一种级联型电力电子变压器及其不平衡补偿控制方法 |
CN112189302B (zh) * | 2018-11-20 | 2024-02-13 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 不间断电源装置 |
EP4123412A4 (en) * | 2020-03-17 | 2023-04-05 | Mitsubishi Electric Corporation | POWER CONVERSION DEVICE |
-
2019
- 2019-06-04 CN CN201980024062.7A patent/CN112335167A/zh active Pending
- 2019-06-04 US US17/419,960 patent/US11855548B2/en active Active
- 2019-06-04 WO PCT/JP2019/022176 patent/WO2020245916A1/ja active Application Filing
- 2019-06-04 JP JP2020538149A patent/JP7267287B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015128455A2 (en) | 2014-02-28 | 2015-09-03 | Abb Technology Ag | Three-phase to three-phase ac converter |
CN106452099A (zh) | 2016-10-10 | 2017-02-22 | 中国矿业大学(北京) | 三相级联变换器的新型接法及供电或负载故障时工作方式 |
WO2018225410A1 (ja) | 2017-06-06 | 2018-12-13 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置および三相電力変換装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2020245916A1 (ja) | 2021-09-13 |
US20220085729A1 (en) | 2022-03-17 |
CN112335167A (zh) | 2021-02-05 |
WO2020245916A1 (ja) | 2020-12-10 |
US11855548B2 (en) | 2023-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140268970A1 (en) | Matrix converter and method for controlling matrix converter | |
US11750080B2 (en) | Power conversion device | |
EP3109993A1 (en) | Power conversion device control method | |
JP6671550B1 (ja) | 電力変換装置、電動機駆動システム及び制御方法 | |
JP2003153575A (ja) | モーター制御装置 | |
JP2575500B2 (ja) | 3相変換装置 | |
US20130120039A1 (en) | Phase-Locked-Loop with Quadrature Tracking Filter for Synchronizing an Electric Grid | |
JP7267287B2 (ja) | 電力変換装置及び電力変換制御装置 | |
JP5351390B2 (ja) | 電力変換装置 | |
WO2023238386A1 (ja) | 電力変換装置、および制御装置 | |
JP2012080666A (ja) | 電力変換装置 | |
Ni et al. | Overview on fault-tolerant four-switch three-phase voltage source converters | |
WO2023058196A1 (ja) | 電力変換装置及び制御装置 | |
EP3514942B1 (en) | Power supply system | |
JP2009153297A (ja) | 自励式変換器の制御装置 | |
CN111092446B (zh) | 一种基于解耦控制的电能路由器高压交流端口多功能形态实现方法 | |
JP7040077B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP7249471B1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP7374395B1 (ja) | 電力変換システム | |
JP7383208B1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2003088141A (ja) | 系統連系用電力変換装置 | |
JP7209908B1 (ja) | 電力変換装置、および制御装置 | |
JP7126631B1 (ja) | 電力変換装置及び制御装置 | |
CN114268120B (zh) | 一种mmc交流侧近端不对称故障短路电流计算方法 | |
JP2011172387A (ja) | 電力変換制御装置、コンバータ制御回路、電力変換制御方法、電力変換制御用プログラム及び記録媒体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A527 Effective date: 20200709 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200709 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211005 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220426 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220616 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221025 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230419 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7267287 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |