JP7323499B2 - Controller for three-level power converter - Google Patents

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本開示は、3レベル電力変換器の制御装置に関する。 The present disclosure relates to a controller for a 3-level power converter.

従来、直流電力を交流電力に変換するNPC(Neutral-Point-Clamped)方式(中性点クランプ方式)の3レベル電力変換器が知られている。NPC方式の3レベル電力変換器では、コンデンサによって直流電圧を高電位側と低電位側とに均等に分割し、高電位側直流電圧と低電位側直流電圧とを均等に保持する中性点電位制御が必要になる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a neutral-point-clamped (NPC) three-level power converter that converts DC power into AC power is known. In the NPC type 3-level power converter, the DC voltage is equally divided into the high potential side and the low potential side by a capacitor, and the neutral point potential that holds the high potential side DC voltage and the low potential side DC voltage equally. need control.

特開2013-255317号公報(特許文献1)は、6次調波を出力電圧指令に加算して、出力電圧指令を補正する制御装置を開示している。 Japanese Patent Laying-Open No. 2013-255317 (Patent Document 1) discloses a control device that adds a sixth harmonic to an output voltage command to correct the output voltage command.

特開2013-255317号公報JP 2013-255317 A

6次調波は、3レベル電力変換器の出力電流が正相である場合に、高電位側直流電圧と低電位側直流電圧とのアンバランスを抑制できる。しかしながら、3レベル電力変換器に接続される負荷の構成に応じて、3レベル電力変換器の出力電流が不平衡となり得る。すなわち、3レベル電力変換器の出力電流に逆相電流成分が含まれうる。逆相電流成分が大きくなると、6次調波では高電位側直流電圧と低電位側直流電圧とのアンバランスを十分に抑制できない。 The sixth harmonic can suppress imbalance between the high potential side DC voltage and the low potential side DC voltage when the output current of the three-level power converter is in positive phase. However, depending on the configuration of the loads connected to the tri-level power converter, the output currents of the tri-level power converter can become unbalanced. That is, the output current of the 3-level power converter may contain a negative-sequence current component. When the negative-sequence current component becomes large, the imbalance between the high-potential side DC voltage and the low-potential side DC voltage cannot be sufficiently suppressed in the sixth harmonic.

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、出力電流が不平衡であっても、高電位側直流電圧と低電位側直流電圧とのアンバランスを抑制できる3レベル電力変換器の制御装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and even if the output current is unbalanced, a three-level power conversion that can suppress the imbalance between the high potential side DC voltage and the low potential side DC voltage. It is an object of the present invention to provide a control device for an instrument.

本開示に係る制御装置は、3レベルの直流電圧を交流電圧に変換する複数のスイッチング素子を含む3レベル電力変換器の制御装置である。制御装置は、3レベル電力変換器の出力電圧指令を補正する補正回路と、補正回路によって補正された出力電圧指令に応じて複数のスイッチング素子を制御する制御回路とを備える。補正回路は、3レベル電力変換器の基本波の6次調波を生成する第1生成器と、基本波の6次調波以外の偶数次調波を生成する少なくとも1つの第2生成器と、6次調波と偶数次調波とを出力電圧指令に加算する加算器とを含む。 A control device according to the present disclosure is a control device for a 3-level power converter including a plurality of switching elements for converting 3-level DC voltages into AC voltages. The control device includes a correction circuit that corrects an output voltage command of the 3-level power converter, and a control circuit that controls a plurality of switching elements according to the output voltage command corrected by the correction circuit. The correction circuit includes a first generator that generates a sixth harmonic of the fundamental of the three-level power converter and at least one second generator that generates even harmonics other than the sixth harmonic of the fundamental. , and an adder for adding the sixth and even harmonics to the output voltage command.

本開示によれば、出力電流が不平衡であっても、高電位側直流電圧と低電位側直流電圧とのアンバランスを抑制できる。 According to the present disclosure, even if the output current is unbalanced, it is possible to suppress the imbalance between the high potential side DC voltage and the low potential side DC voltage.

実施の形態に係る3レベル電力変換器の全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole 3 level power converter composition concerning an embodiment. 参考形態に係る制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus which concerns on a reference form. 制御装置に入力される出力電圧指令Vu,Vv,Vwと、出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算される高調波との一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of output voltage commands Vu, Vv, Vw input to a control device and harmonics added to the output voltage commands Vu, Vv, Vw; FIG. 高調波として6次調波を出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算したときの、図1に示す直流回路およびスイッチング回路のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。2 is a diagram showing simulation results using the models of the DC circuit and the switching circuit shown in FIG. 1 when a sixth harmonic is added to the output voltage commands Vu, Vv, Vw as harmonics; FIG. 本実施の形態に係る制御装置の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the control apparatus which concerns on this Embodiment. 高調波として2次調波を出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算したときの、図1に示す直流回路およびスイッチング回路のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。2 is a diagram showing simulation results using the models of the DC circuit and the switching circuit shown in FIG. 1 when secondary harmonics are added as harmonics to output voltage commands Vu, Vv, and Vw; FIG. 高調波として4次調波を出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算したときの、図1に示す直流回路およびスイッチング回路のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。2 is a diagram showing simulation results using the DC circuit and switching circuit models shown in FIG. 1 when adding a fourth harmonic as a harmonic to output voltage commands Vu, Vv, and Vw; FIG. 高調波として8次調波を出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算したときの、図1に示す直流回路およびスイッチング回路のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。2 is a diagram showing simulation results using the models of the DC circuit and the switching circuit shown in FIG. 1 when eighth-order harmonics are added to output voltage commands Vu, Vv, and Vw as harmonics; FIG. 変形例に係る3レベル電力変換器の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the 3 level power converter which concerns on a modification.

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的には繰り返さないものとする。なお、以下で説明される実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle. Note that the embodiments and modifications described below may be selectively combined as appropriate.

<3レベル電力変換器の全体構成>
図1は、実施の形態に係る3レベル電力変換器の全体構成を示す図である。図1に示されるように、3レベル電力変換器1は、制御装置100と、直流回路200と、スイッチング回路300と、変流器3U,3V,3Wとを備える。
<Overall configuration of 3-level power converter>
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a 3-level power converter according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the 3-level power converter 1 includes a control device 100, a DC circuit 200, a switching circuit 300, and current transformers 3U, 3V, 3W.

直流回路200は、高電位端子Pと、低電位端子Nと、コンデンサC1,C2とを含む。 DC circuit 200 includes a high potential terminal P, a low potential terminal N, and capacitors C1 and C2.

高電位端子Pは、図示しない直流電源の正極に接続される。低電位端子Nは、直流電源の負極に接続される。これにより、低電位端子Nは、高電位端子Pよりも低電位となる。 The high potential terminal P is connected to the positive electrode of a DC power supply (not shown). The low potential terminal N is connected to the negative pole of the DC power supply. As a result, the potential of the low potential terminal N becomes lower than that of the high potential terminal P. As shown in FIG.

コンデンサC1,C2は、高電位端子Pと低電位端子Nとの間に直列に接続される。コンデンサC1,C2は、高電位端子Pと低電位端子Nとの間の直流電圧を、高電位側の電圧Vpcと低電位側の電圧Vcnとに分圧する。コンデンサC1とコンデンサC2とは、中性点Cで互いに接続される。 Capacitors C1 and C2 are connected in series between a high potential terminal P and a low potential terminal N. As shown in FIG. The capacitors C1 and C2 divide the DC voltage between the high potential terminal P and the low potential terminal N into a high potential side voltage Vpc and a low potential side voltage Vcn. Capacitor C1 and capacitor C2 are connected to each other at neutral point C.

スイッチング回路300は、直流回路200における3レベルの直流電圧を三相(U相,V相,W相)交流電圧に変換して、三相交流電圧を負荷5に供給する。スイッチング回路300によって生成される三相交流電圧の各々は、高電位端子Pの電位、中性点Cの電位、低電位端子Nの電位、中性点Cの電位、高電位端子Pの電位、・・・の順で変化する3レベルの交流電圧である。 The switching circuit 300 converts the three-level DC voltage in the DC circuit 200 into a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) AC voltage and supplies the three-phase AC voltage to the load 5 . Each of the three-phase AC voltages generated by the switching circuit 300 has the potential of the high potential terminal P, the potential of the neutral point C, the potential of the low potential terminal N, the potential of the neutral point C, the potential of the high potential terminal P, . . , three levels of AC voltage that change in the order of .

スイッチング回路300は、スイッチング素子S1U~S4U,S1V~S4V,S1W~S4Wを含む。スイッチング素子S1U~S4U,S1V~S4V,S1W~S4Wは、たとえば、ゲート信号によってオン、オフ可能なIGBTなどの自己消弧形半導体素子と逆並列接続ダイオードとによって構成されるスイッチングデバイスである。 Switching circuit 300 includes switching elements S1U-S4U, S1V-S4V, and S1W-S4W. The switching elements S1U to S4U, S1V to S4V, S1W to S4W are switching devices composed of, for example, self arc-extinguishing semiconductor elements such as IGBTs that can be turned on and off by a gate signal, and anti-parallel connected diodes.

スイッチング素子S1U~S4Uは、直流電圧をU相の交流電圧に変換する3レベルインバータを構成する。スイッチング素子S1V~S4Vは、直流電圧をV相の交流電圧に変換する3レベルインバータを構成する。スイッチング素子S1W~S4Wは、直流電圧をW相の交流電圧に変換する3レベルインバータを構成する。 Switching elements S1U to S4U form a three-level inverter that converts a DC voltage into a U-phase AC voltage. The switching elements S1V to S4V form a three-level inverter that converts a DC voltage into a V-phase AC voltage. The switching elements S1W to S4W constitute a three-level inverter that converts a DC voltage into a W-phase AC voltage.

図1には、T型NPC(Advanced Neutral-Point-Clamped)方式に従った3レベルインバータが示される。すなわち、スイッチング素子S1U,S2Uは、高電位端子Pと低電位端子Nとの間に直列に接続される。スイッチング素子S1U,S2Uの接続点2Uと中性点Cとの間には、スイッチング素子S3U,S4Uが、互いに逆の耐圧方向に制御できる方向に直列接続されている。同様に、スイッチング素子S1V,S2Vは、高電位端子Pと低電位端子Nとの間に直列に接続される。スイッチング素子S1V,S2Vの接続点2Vと中性点Cとの間には、スイッチング素子S3V,S4Vが、互いに逆の耐圧方向に制御できる方向に直列接続されている。スイッチング素子S1W,S2Wは、高電位端子Pと低電位端子Nとの間に直列に接続される。スイッチング素子S1W,S2Wの接続点2Vと中性点Cとの間には、スイッチング素子S3W,S4Wが、互いに逆の耐圧方向に制御できる方向に直列接続されている。 FIG. 1 shows a three-level inverter according to the T-type NPC (Advanced Neutral-Point-Clamped) system. That is, the switching elements S1U and S2U are connected in series between the high potential terminal P and the low potential terminal N. FIG. Between the connection point 2U of the switching elements S1U and S2U and the neutral point C, the switching elements S3U and S4U are connected in series in directions that can be controlled in opposite withstand voltage directions. Similarly, the switching elements S1V and S2V are connected in series between the high potential terminal P and the low potential terminal N. FIG. Between the connection point 2V of the switching elements S1V and S2V and the neutral point C, the switching elements S3V and S4V are connected in series in directions that can be controlled in opposite withstand voltage directions. The switching elements S1W and S2W are connected in series between the high potential terminal P and the low potential terminal N. As shown in FIG. Between the connection point 2V of the switching elements S1W and S2W and the neutral point C, the switching elements S3W and S4W are connected in series in directions that can be controlled in opposite withstand voltage directions.

接続点2U,2V,2WからU相,V相,W相の交流電力が負荷5にそれぞれ出力される。 U-phase, V-phase, and W-phase AC powers are output from the connection points 2U, 2V, and 2W to the load 5, respectively.

接続点2Uの電位は、スイッチング素子S1U~S4Uの状態に応じて、高電位端子Pの電位、中性点Cの電位、低電位端子Nの電位のいずれかをとる。たとえば、スイッチング素子S1U,S4Uがオンであり、スイッチング素子S2U,S3Uがオフであるとき、接続点2Uの電位は、高電位端子Pの電位となる。スイッチング素子S1U,S4Uがオフであり、スイッチング素子S2U,S3Uがオンであるとき、接続点2Uの電位は、低電位端子Nの電位となる。スイッチング素子S1U,S2Uがオフであり、スイッチング素子S3U,S4Uがオンであるとき、接続点2Uの電位は、中性点Cの電位となる。 The potential of the connection point 2U is one of the potential of the high potential terminal P, the potential of the neutral point C, and the potential of the low potential terminal N depending on the states of the switching elements S1U to S4U. For example, the potential of the connection point 2U becomes the potential of the high potential terminal P when the switching elements S1U and S4U are on and the switching elements S2U and S3U are off. The potential of the connection point 2U becomes the potential of the low potential terminal N when the switching elements S1U and S4U are off and the switching elements S2U and S3U are on. The potential of the connection point 2U becomes the potential of the neutral point C when the switching elements S1U and S2U are off and the switching elements S3U and S4U are on.

同様に、接続点2Vの電位は、スイッチング素子S1V~S4Vの状態に応じて、高電位端子Pの電位、中性点Cの電位、低電位端子Nの電位のいずれかをとる。接続点2Wの電位は、スイッチング素子S1W~S4Wの状態に応じて、高電位端子Pの電位、中性点Cの電位、低電位端子Nの電位のいずれかをとる。 Similarly, the potential of the connection point 2V is one of the potential of the high potential terminal P, the potential of the neutral point C, and the potential of the low potential terminal N depending on the states of the switching elements S1V to S4V. The potential of the connection point 2W is one of the potential of the high potential terminal P, the potential of the neutral point C, and the potential of the low potential terminal N depending on the states of the switching elements S1W to S4W.

変流器3U,3V,3Wは、接続点2U,2V,2Wと負荷5との間にそれぞれ設けられる。変流器3U,3V,3Wは、接続点2U,2V,2Wから負荷5に流出する出力電流iu,iv,iwの値をそれぞれ測定する。変流器3U,3V,3Wは、測定した出力電流iu,iv,iwの値を制御装置100に出力する。 Current transformers 3U, 3V, 3W are provided between connection points 2U, 2V, 2W and load 5, respectively. Current transformers 3U, 3V and 3W measure the values of output currents iu, iv and iw that flow out to load 5 from connection points 2U, 2V and 2W, respectively. Current transformers 3U, 3V, and 3W output values of measured output currents iu, iv, and iw to control device 100 .

制御装置100は、スイッチング素子S1U~S4U,S1V~S4V,S1W~S4Wの各々をPWM(Pulse Width Modulation)制御することにより、接続点2U,2V,2WからU相,V相,W相の交流電力を出力させる。図1に示されるように、制御装置100は、補正回路10と、PWM制御回路40とを備える。 Control device 100 controls each of switching elements S1U to S4U, S1V to S4V, and S1W to S4W by PWM (Pulse Width Modulation) to generate U-phase, V-phase, and W-phase alternating current from connection points 2U, 2V, and 2W. output power. As shown in FIG. 1, the control device 100 includes a correction circuit 10 and a PWM control circuit 40. As shown in FIG.

補正回路10は、3レベル電力変換器1の出力電圧指令Vu,Vv,Vwを補正する。出力電圧指令Vuは、U相の出力電圧指令であり、制御装置100が記憶する位相θの正弦波sinθに同期した信号である。出力電圧指令Vvは、V相の出力電圧指令であり、出力電圧指令Vuに対して120°遅れた信号である。出力電圧指令Vwは、W相の出力電圧指令であり、出力電圧指令Vuに対して120°進んだ信号である。 A correction circuit 10 corrects the output voltage commands Vu, Vv, Vw of the three-level power converter 1 . The output voltage command Vu is a U-phase output voltage command, and is a signal synchronized with the sine wave sin θ of the phase θ stored in the control device 100 . The output voltage command Vv is a V-phase output voltage command, and is a signal delayed by 120° with respect to the output voltage command Vu. The output voltage command Vw is a W-phase output voltage command, and is a signal that leads the output voltage command Vu by 120°.

PWM制御回路40は、補正回路10によって補正された出力電圧指令Vu,Vv,Vwに応じてスイッチング素子S1U~S4U,S1V~S4V,S1W~S4Wを制御する。具体的には、PWM制御回路40は、補正された出力電圧指令Vu,Vv,Vwと搬送波信号とを比較することにより、スイッチング素子S1U~S4U,S1V~S4V,S1W~S4Wのオン/オフをそれぞれPWM制御する。 The PWM control circuit 40 controls the switching elements S1U to S4U, S1V to S4V, S1W to S4W according to the output voltage commands Vu, Vv, Vw corrected by the correction circuit 10. FIG. Specifically, the PWM control circuit 40 turns on/off the switching elements S1U to S4U, S1V to S4V, and S1W to S4W by comparing the corrected output voltage commands Vu, Vv, and Vw with the carrier signal. Each is PWM-controlled.

<参考形態に係る制御装置>
本実施の形態に係る制御装置100の内部構成を説明する前に、図2を参照して、参考形態に係る制御装置の構成について説明する。
<Control device according to reference form>
Before describing the internal configuration of the control device 100 according to the present embodiment, the configuration of the control device according to the reference embodiment will be described with reference to FIG.

図2は、参考形態に係る制御装置900の構成を示す図である。図2に示されるように、制御装置900は、演算部91と、極性判定器92と、正弦波発生器93と、減算器94と、アンプ95と、乗算器96と、加算器97~99と、PWM制御回路40とを備える。以下、図1に示す3レベル電力変換器1において制御装置100の代わりに制御装置900を適用したと仮定したときの、制御装置900の各構成の動作について説明する。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a control device 900 according to the reference embodiment. As shown in FIG. 2, the control device 900 includes a computing unit 91, a polarity determiner 92, a sine wave generator 93, a subtractor 94, an amplifier 95, a multiplier 96, adders 97 to 99. and a PWM control circuit 40 . Hereinafter, the operation of each component of the control device 900 will be described assuming that the control device 900 is applied instead of the control device 100 in the three-level power converter 1 shown in FIG.

演算部91は、出力電圧指令Vu,Vv,Vwと出力電流iu,iv,iwとに基づいて、3レベル電力変換器1から出力される無効電力を演算し、演算結果を出力する。演算部91から出力される無効電力は、出力電圧指令Vu,Vv,Vwに対して出力電流iu,iv,iwの位相が遅れているとき(つまり、誘導負荷に応じて遅れ無効電力を出力しているとき)、正となるように定義されている。演算部91から出力される無効電力は、出力電圧指令Vu,Vv,Vwに対して出力電流iu,iv,iwの位相が進んでいるとき(つまり、容量負荷に応じて進み無効電力を出力しているとき)、負となるように定義されている。 The calculation unit 91 calculates reactive power output from the three-level power converter 1 based on the output voltage commands Vu, Vv, Vw and the output currents iu, iv, iw, and outputs the calculation result. The reactive power output from the computing unit 91 is obtained when the phases of the output currents iu, iv, and iw are delayed with respect to the output voltage commands Vu, Vv, and Vw (that is, the delayed reactive power is output according to the inductive load). is defined to be positive when The reactive power output from the computing unit 91 is determined when the phases of the output currents iu, iv, and iw lead the output voltage commands Vu, Vv, and Vw (that is, leading reactive power is output according to the capacity load). is defined to be negative when

演算部91は、たとえば、出力電圧指令と同じ位相の基準正弦波を用いて、出力電流iu,iv,iwをdq変換することにより得られるq軸成分に基づいて、無効電力を演算すればよい。 The calculation unit 91 may calculate the reactive power based on the q-axis component obtained by dq-converting the output currents iu, iv, and iw using, for example, a reference sine wave having the same phase as the output voltage command. .

極性判定器92は、演算部91から出力される無効電力の値の正負の判定結果を出力する。極性判定器92は、無効電力の値が正であるとき(つまり、誘導負荷に応じて遅れ無効電力を出力しているとき)、判定結果「1」を出力する。極性判定器92は、無効電力の値が負であるとき(つまり、容量負荷に応じて進み無効電力を出力しているとき)、判定結果「-1」を出力する。 The polarity determiner 92 outputs the positive/negative determination result of the value of the reactive power output from the calculation unit 91 . The polarity determiner 92 outputs a determination result of "1" when the value of reactive power is positive (that is, when lagging reactive power is output according to the inductive load). The polarity determiner 92 outputs a determination result of "-1" when the value of the reactive power is negative (that is, when the leading reactive power is output according to the capacitive load).

正弦波発生器93は、3レベル電力変換器1の基本波の6倍の周波数を有する6次調波を発生させる。正弦波発生器93は、発生させた6次調波に対して、極性判定器92から出力される判定結果を乗算し、判定結果が乗算された6次調波を出力する。 A sine wave generator 93 generates a sixth harmonic having a frequency six times that of the fundamental wave of the three-level power converter 1 . The sine wave generator 93 multiplies the generated 6th harmonic by the determination result output from the polarity determiner 92, and outputs the 6th harmonic multiplied by the determination result.

なお、3レベル電力変換器1の基本波は、制御装置100が記憶する位相θの正弦波sinθに同期する。すなわち、基本波は、U相の出力電圧指令Vuと同期する。 Note that the fundamental wave of the three-level power converter 1 is synchronized with the sine wave sin θ of the phase θ stored in the control device 100 . That is, the fundamental wave is synchronized with the U-phase output voltage command Vu.

減算器94は、3レベル電力変換器1における電圧Vpcと電圧Vcnとの偏差(Vpc-Vcn)を演算する。減算器94によって演算された偏差は、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスの度合いを示す。 Subtractor 94 calculates the deviation (Vpc−Vcn) between voltage Vpc and voltage Vcn in three-level power converter 1 . The deviation calculated by subtractor 94 indicates the degree of imbalance between voltage Vpc and voltage Vcn.

アンプ95は、減算器94によって演算された偏差に予め定められたゲインKを乗算し、乗算結果を出力する。 The amplifier 95 multiplies the deviation calculated by the subtractor 94 by a predetermined gain K and outputs the multiplication result.

乗算器96は、正弦波発生器93から出力される6次調波とアンプ95の出力とを乗算し、6次調波の振幅を調整する。 A multiplier 96 multiplies the sixth harmonic output from the sine wave generator 93 and the output of the amplifier 95 to adjust the amplitude of the sixth harmonic.

乗算器96は、電圧Vpcと電圧Vcnとの大小関係に応じて、6次調波の符号を切り替える。アンプ95の出力の符号は、電圧Vpcと電圧Vcnとの大小関係に応じて、変化する。具体的には、電圧Vpc>電圧Vcnの場合、アンプ95の出力は正となる。電圧Vpc<電圧Vcnの場合、アンプ95の出力は負となる。そのため、乗算器96は、電圧Vpc>電圧Vcnの場合、正弦波発生器93から出力される6次調波の符号を反転させない。乗算器96は、電圧Vpc<電圧Vcnの場合、正弦波発生器93から出力される6次調波の符号を反転させる。 Multiplier 96 switches the sign of the sixth harmonic according to the magnitude relationship between voltage Vpc and voltage Vcn. The sign of the output of amplifier 95 changes according to the magnitude relationship between voltage Vpc and voltage Vcn. Specifically, when voltage Vpc>voltage Vcn, the output of amplifier 95 is positive. If voltage Vpc<voltage Vcn, the output of amplifier 95 is negative. Therefore, multiplier 96 does not invert the sign of the sixth harmonic output from sine wave generator 93 when voltage Vpc>voltage Vcn. Multiplier 96 inverts the sign of the sixth harmonic output from sine wave generator 93 when voltage Vpc<voltage Vcn.

加算器97~99は、U相,V相,W相の出力電圧指令Vu,Vv,Vwに乗算器96の出力を加算することにより、出力電圧指令Vu,Vv,Vwを補正する。 The adders 97 to 99 add the output of the multiplier 96 to the U-phase, V-phase and W-phase output voltage commands Vu, Vv and Vw to correct the output voltage commands Vu, Vv and Vw.

PWM制御回路40は、加算器97~99によって補正された出力電圧指令Vu,Vv,Vwに応じてスイッチング素子S1U~S4U,S1V~S4V,S1W~S4Wをそれぞれ制御する。 PWM control circuit 40 controls switching elements S1U to S4U, S1V to S4V and S1W to S4W according to output voltage commands Vu, Vv and Vw corrected by adders 97 to 99, respectively.

3レベル電力変換器1において制御装置100の代わりに参考形態に係る制御装置900を適用すると、進み無効電力か遅れ無効電力かに応じて6次調波の符号が決定され、当該6次調波が出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算される。 When the control device 900 according to the reference embodiment is applied instead of the control device 100 in the three-level power converter 1, the sign of the sixth harmonic is determined according to whether it is the leading reactive power or the lagging reactive power, and the sixth harmonic is added to the output voltage commands Vu, Vv, Vw.

<参考形態に係る制御装置を適用したときの問題点>
次に、図2に示す参考形態に係る制御装置900を3レベル電力変換器1に適用したときの問題点について説明する。
<Problems when applying the control device according to the reference form>
Next, problems when the control device 900 according to the reference embodiment shown in FIG. 2 is applied to the 3-level power converter 1 will be described.

出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算される高調波の振幅(大きさ)をΔhとし、高調波の次数をhとし、基本波に対する高調波の位相差をφhとすると、出力電圧は以下の式で表される。 Let Δh be the amplitude (magnitude) of the harmonic added to the output voltage commands Vu, Vv, and Vw, h be the order of the harmonic, and φh be the phase difference of the harmonic with respect to the fundamental wave. is represented by the formula

Figure 0007323499000001
Figure 0007323499000001

式(1)は、U相の出力電圧kuを示す。式(2)は、V相の出力電圧kvを示す。式(3)は、W相の出力電圧kwを示す。出力電圧ku,kv,kwは、PWM制御回路40に入力される、補正後の出力電圧指令に対応する。 Equation (1) represents the U-phase output voltage ku. Equation (2) indicates the V-phase output voltage kv. Equation (3) represents the W-phase output voltage kw. The output voltages ku, kv, and kw correspond to corrected output voltage commands input to the PWM control circuit 40 .

3レベル電力変換器1に接続される負荷5の構成によっては、出力電流が不平衡となり、出力電流に逆相電流成分が生じうる。 Depending on the configuration of the load 5 connected to the 3-level power converter 1, the output current may become unbalanced and a reverse-phase current component may occur in the output current.

出力電流に含まれる正相電流成分の振幅(大きさ)をIp、正相電流成分の位相をφp、出力電流に含まれる逆相電流成分の振幅(大きさ)をIn、逆相電流成分の位相をφnとすると、出力電流は以下の式で表される。 Ip is the amplitude (magnitude) of the positive-sequence current component included in the output current; φp is the phase of the positive-sequence current component; In is the amplitude (magnitude) of the negative-sequence current component included in the output current; Assuming that the phase is φn, the output current is expressed by the following equation.

Figure 0007323499000002
Figure 0007323499000002

式(4)は、U相の出力電流iuを示す。式(5)は、V相の出力電流ivを示す。式(6)は、W相の出力電流iwを示す。 Equation (4) represents the U-phase output current iu. Equation (5) represents the V-phase output current iv. Equation (6) represents the W-phase output current iw.

図3は、制御装置に入力される出力電圧指令Vu,Vv,Vwと、出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算される高調波との一例を示す図である。図3において、実線50U,50V,50Wは、出力電圧指令Vu,Vv,Vwをそれぞれ示す。実線50Hは、高調波の一例である6次調波を示す。図3に示す例では、U相の出力電圧kuは、実線50Uと実線50Hとを加算した波形となる。V相の出力電圧kvは、実線50Vと実線50Hとを加算した波形となる。W相の出力電圧kwは、実線50Wと実線50Hとを加算した波形となる。 FIG. 3 is a diagram showing an example of output voltage commands Vu, Vv, Vw input to the control device and harmonics added to the output voltage commands Vu, Vv, Vw. In FIG. 3, solid lines 50U, 50V and 50W indicate output voltage commands Vu, Vv and Vw, respectively. A solid line 50H indicates a sixth harmonic, which is an example of harmonics. In the example shown in FIG. 3, the U-phase output voltage ku has a waveform obtained by adding the solid line 50U and the solid line 50H. The V-phase output voltage kv has a waveform obtained by adding the solid line 50V and the solid line 50H. The W-phase output voltage kw has a waveform obtained by adding the solid line 50W and the solid line 50H.

図4は、高調波として6次調波(つまり、h=6)を出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算したときの、図1に示す直流回路200およびスイッチング回路300のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。 FIG. 4 shows a simulation using the models of the DC circuit 200 and switching circuit 300 shown in FIG. It is a figure which shows a result.

図4(a)には、出力電流が正相電流成分のみであると仮定したときの(つまり、In=0)、電圧Vpcと電圧Vcnとの偏差の抑制能力の結果が示される。図4(b)には、出力電流が逆相電流成分のみであると仮定したときの(つまり、Ip=0)、電圧Vpcと電圧Vcnとの偏差の抑制能力の結果が示される。図4(a)(b)に示されるグラフにおいて、横軸は、基本波に対する高調波の位相差φhを示し、縦軸は、電圧Vpcと電圧Vcnとの偏差の抑制能力を示す。抑制能力の絶対値が大きいほど、電圧Vpcと電圧Vcnとの偏差がより抑制されている。 FIG. 4(a) shows the results of the ability to suppress the deviation between the voltage Vpc and the voltage Vcn when it is assumed that the output current is only the positive-sequence current component (that is, In=0). FIG. 4(b) shows the results of the ability to suppress the deviation between the voltage Vpc and the voltage Vcn when it is assumed that the output current is only the negative-sequence current component (that is, Ip=0). In the graphs shown in FIGS. 4A and 4B, the horizontal axis indicates the phase difference φh of the harmonic wave with respect to the fundamental wave, and the vertical axis indicates the ability to suppress the deviation between the voltage Vpc and the voltage Vcn. The larger the absolute value of the suppression capability, the more the deviation between the voltage Vpc and the voltage Vcn is suppressed.

図4に示されるように、6次調波は、正相電流成分のみが出力されているとき、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制できる。しかしながら、6次調波は、逆相電流成分のみが出力されているとき、Inおよびφhがどのような値であっても、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制できない。 As shown in FIG. 4, the sixth harmonic can suppress imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn when only the positive-sequence current component is output. However, the sixth harmonic cannot suppress the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn regardless of the values of In and φh when only the reversed-phase current component is output.

そのため、図2に示す制御装置900を3レベル電力変換器1に適用したとき、負荷5の構成に応じて出力電流が不平衡となり、出力電流に占める逆相電流成分が大きくなると、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを十分に抑制できなくなる。 Therefore, when the control device 900 shown in FIG. 2 is applied to the three-level power converter 1, the output current becomes unbalanced according to the configuration of the load 5, and if the negative-sequence current component in the output current increases, voltage Vpc and It becomes impossible to sufficiently suppress the imbalance with the voltage Vcn.

<本実施の形態に係る制御装置の構成>
図5は、本実施の形態に係る制御装置100の内部構成を示す図である。図5に示されるように、補正回路10は、演算部11と、極性判定器12,13と、生成器14~17と、加算器18~20と、減算器21と、調整器22と、加算器23~25とを含む。
<Configuration of control device according to the present embodiment>
FIG. 5 is a diagram showing the internal configuration of control device 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the correction circuit 10 includes a computing unit 11, polarity determiners 12 and 13, generators 14 to 17, adders 18 to 20, a subtractor 21, an adjuster 22, and adders 23-25.

演算部11は、変流器3U,3V,3Wによって測定された出力電流iu,iv,iwの値に基づいて、出力電流に含まれる正相電流成分による無効電力(以下、「正相無効電力」と称する。)と、出力電流に含まれる逆相電流成分による無効電力(以下、「逆相無効電力」と称する。)とを演算する。 Based on the values of the output currents iu, iv, and iw measured by the current transformers 3U, 3V, and 3W, the calculation unit 11 calculates reactive power due to positive-sequence current components contained in the output currents (hereinafter referred to as “positive-sequence reactive power ”) and the reactive power due to the negative-sequence current component contained in the output current (hereinafter referred to as “negative-sequence reactive power”).

演算部11から出力される正相無効電力は、正相電圧に対して正相電流成分の位相が遅れているとき(つまり、誘導負荷に応じて遅れ無効電力を出力しているとき)、正となるように定義されている。演算部11から出力される正相無効電力は、正相電圧に対して正相電流成分の位相が進んでいるとき(つまり、容量負荷に応じて進み無効電力を出力しているとき)、負となるように定義されている。 The positive-sequence reactive power output from the calculation unit 11 is positive when the phase of the positive-sequence current component is delayed with respect to the positive-sequence voltage (that is, when the delayed reactive power is output according to the inductive load). is defined as The positive-sequence reactive power output from the calculation unit 11 is negative when the phase of the positive-sequence current component leads the positive-sequence voltage (that is, when the leading reactive power is output according to the capacity load). is defined as

同様に、演算部11から出力される逆相無効電力は、逆相電圧に対して逆相電流成分の位相が遅れているとき(つまり、誘導負荷に応じて遅れ無効電力を出力しているとき)、正となるように定義されている。演算部11から出力される逆相無効電力は、逆相電圧に対して逆相電流成分の位相が進んでいるとき(つまり、容量負荷に応じて進み無効電力を出力しているとき)、負となるように定義されている。 Similarly, when the phase of the negative-sequence current component is delayed with respect to the negative-sequence voltage, the negative-sequence reactive power output from the calculation unit 11 is ), which is defined to be positive. The negative phase reactive power output from the calculation unit 11 is negative when the phase of the negative phase current component leads the phase of the negative phase voltage (that is, when the leading reactive power is output according to the capacity load). is defined as

演算部11は、たとえば三相二相変換などの公知の演算方法を用いて、出力電流iu,iv,iwから正相無効電力および逆相無効電力を演算すればよい。 The calculation unit 11 may calculate the positive phase reactive power and the negative phase reactive power from the output currents iu, iv and iw using a known calculation method such as three-phase two-phase conversion.

たとえば、演算部11は、以下の式(7)に従って、出力電流iu,iv,iwを交流電流iα,iβに三相二相変換する。 For example, the calculation unit 11 converts the output currents iu, iv, and iw into alternating currents iα and iβ in three-phase to two-phase mode according to the following equation (7).

Figure 0007323499000003
Figure 0007323499000003

次に、交流電流iα,iβを以下の式(8)に従ってdq変換する。dq変換により得られるd軸成分idおよびq軸成分iqは、有効電力および無効電力をそれぞれ示す。dq変換において、出力電圧の位相θを使用することにより、正相電流による有効電力と無効電力(正相無効電力)とが演算される。dq変換において、位相-θを使用することにより、逆相電流による有効電力と無効電力(逆相無効電力)とが演算される。 Next, the alternating currents iα and iβ are dq-converted according to the following equation (8). A d-axis component id and a q-axis component iq obtained by the dq transform indicate active power and reactive power, respectively. In the dq conversion, by using the phase θ of the output voltage, the active power and reactive power (positive phase reactive power) due to the positive sequence current are calculated. In the dq transformation, the active power and reactive power (negative phase reactive power) due to the negative phase current are calculated by using the phase -θ.

Figure 0007323499000004
Figure 0007323499000004

q軸成分は、電圧に対して電流成分の位相が遅れているときに負となり、電圧に対して電流成分の位相が進んでいるときに正となる。そのため、演算部11は、q軸成分に-1を乗算することにより、正相無効電力および逆相無効電力を演算すればよい。 The q-axis component is negative when the phase of the current component lags behind the voltage, and positive when the phase of the current component leads the voltage. Therefore, the calculation unit 11 may calculate the positive phase reactive power and the negative phase reactive power by multiplying the q-axis component by -1.

演算部11は、演算された正相無効電力を極性判定器12に出力し、演算された逆相無効電力を極性判定器13に出力する。 The calculation unit 11 outputs the calculated positive phase reactive power to the polarity determiner 12 and outputs the calculated negative phase reactive power to the polarity determiner 13 .

極性判定器12は、正相無効電力が正であるときに判定結果「1」を出力し、正相無効電力が負であるときに判定結果「-1」を出力する。 The polarity determiner 12 outputs a determination result of "1" when the positive phase reactive power is positive, and outputs a determination result of "-1" when the positive phase reactive power is negative.

極性判定器13は、逆相無効電力が正であるときに判定結果「1」を出力し、逆相無効電力が負であるときに判定結果「-1」を出力する。 The polarity determiner 13 outputs a determination result of "1" when the negative phase reactive power is positive, and outputs a determination result of "-1" when the negative phase reactive power is negative.

生成器14は、3レベル電力変換器1の基本波の6次調波を生成する。生成器14は、正弦波発生器27と、アンプ28とを有する。 Generator 14 generates the sixth harmonic of the fundamental wave of three-level power converter 1 . The generator 14 has a sine wave generator 27 and an amplifier 28 .

正弦波発生器27は、基本波の6倍の周波数を有する6次調波を発生させる。正弦波発生器27は、発生させた6次調波に対して、極性判定器12から出力される判定結果を乗算し、判定結果が乗算された6次調波を出力する。 A sine wave generator 27 generates a sixth harmonic having a frequency six times that of the fundamental wave. The sine wave generator 27 multiplies the generated 6th harmonic by the determination result output from the polarity determiner 12, and outputs the 6th harmonic multiplied by the determination result.

アンプ28は、正弦波発生器27から出力される6次調波に、負荷5の構成に応じて予め定められたゲインK2を乗算し、乗算結果を出力する。 Amplifier 28 multiplies the sixth harmonic output from sine wave generator 27 by gain K2 predetermined according to the configuration of load 5, and outputs the multiplication result.

生成器15は、3レベル電力変換器1の基本波の2次調波を生成する。生成器15は、正弦波発生器29と、アンプ30とを有する。 A generator 15 generates a second harmonic of the fundamental wave of the three-level power converter 1 . Generator 15 has a sine wave generator 29 and an amplifier 30 .

正弦波発生器29は、基本波の2倍の周波数を有する2次調波を発生させる。正弦波発生器29は、発生させた2次調波に対して、極性判定器13から出力される判定結果を乗算し、判定結果が乗算された2次調波を出力する。 A sine wave generator 29 generates a second harmonic wave having twice the frequency of the fundamental wave. The sine wave generator 29 multiplies the generated secondary harmonic by the determination result output from the polarity determiner 13, and outputs the secondary harmonic multiplied by the determination result.

アンプ30は、正弦波発生器29から出力される2次調波に、負荷5の構成に応じて予め定められたゲインK3を乗算し、乗算結果を出力する。 Amplifier 30 multiplies the second harmonic output from sine wave generator 29 by a gain K3 predetermined according to the configuration of load 5, and outputs the multiplication result.

生成器16は、3レベル電力変換器1の基本波の4次調波を生成する。生成器16は、正弦波発生器31と、アンプ32とを有する。 A generator 16 generates a fourth harmonic of the fundamental wave of the three-level power converter 1 . The generator 16 has a sine wave generator 31 and an amplifier 32 .

正弦波発生器31は、基本波の4倍の周波数を有する4次調波を発生させる。正弦波発生器31は、発生させた4次調波に対して、極性判定器13から出力される判定結果を乗算し、判定結果が乗算された4次調波を出力する。 A sine wave generator 31 generates a fourth harmonic having a frequency four times that of the fundamental wave. The sine wave generator 31 multiplies the generated fourth harmonic by the determination result output from the polarity determiner 13, and outputs the fourth harmonic multiplied by the determination result.

アンプ32は、正弦波発生器31から出力される4次調波に、負荷5の構成に応じて予め定められたゲインK4を乗算し、乗算結果を出力する。 The amplifier 32 multiplies the fourth harmonic output from the sine wave generator 31 by a gain K4 predetermined according to the configuration of the load 5, and outputs the multiplication result.

生成器17は、3レベル電力変換器1の基本波の8次調波を生成する。生成器17は、正弦波発生器33と、アンプ34とを有する。 Generator 17 generates the eighth harmonic of the fundamental wave of three-level power converter 1 . The generator 17 has a sine wave generator 33 and an amplifier 34 .

正弦波発生器33は、基本波の8倍の周波数を有する8次調波を発生させる。正弦波発生器33は、発生させた8次調波に対して、極性判定器13から出力される判定結果を乗算し、判定結果が乗算された8次調波を出力する。 A sine wave generator 33 generates an eighth harmonic wave having a frequency eight times that of the fundamental wave. The sine wave generator 33 multiplies the generated eighth harmonic by the determination result output from the polarity determiner 13, and outputs the eighth harmonic multiplied by the determination result.

アンプ34は、正弦波発生器33から出力される8次調波に、負荷5の構成に応じて予め定められたゲインK5を乗算し、乗算結果を出力する。 The amplifier 34 multiplies the eighth harmonic output from the sine wave generator 33 by a gain K5 predetermined according to the configuration of the load 5, and outputs the multiplication result.

加算器18は、生成器16から出力される4次調波に生成器17から出力される8次調波を加算する。加算器19は、生成器15から出力される2次調波に加算器18の出力を加算する。加算器20は、生成器14から出力される6次調波に加算器19の出力を加算する。加算器20は、生成器14~17からそれぞれ出力される6次調波、2次調波、4次調波および8次調波の和を出力する。 The adder 18 adds the 8th harmonic output from the generator 17 to the 4th harmonic output from the generator 16 . Adder 19 adds the output of adder 18 to the second harmonic output from generator 15 . Adder 20 adds the output of adder 19 to the sixth harmonic output from generator 14 . The adder 20 outputs the sum of the 6th, 2nd, 4th and 8th harmonics respectively output from the generators 14-17.

減算器21は、3レベル電力変換器1における電圧Vpcと電圧Vcnとの偏差(Vpc-Vcn)を演算する。減算器21によって演算された偏差は、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスの度合いを示す。 Subtractor 21 calculates the deviation (Vpc−Vcn) between voltage Vpc and voltage Vcn in three-level power converter 1 . The deviation calculated by the subtractor 21 indicates the degree of imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn.

調整器22は、減算器21によって演算された偏差に基づいて、加算器20から出力される6次調波、2次調波、4次調波および8次調波の振幅を調整する。 The adjuster 22 adjusts the amplitudes of the 6th, 2nd, 4th and 8th harmonics output from the adder 20 based on the deviation calculated by the subtractor 21 .

さらに、調整器22は、電圧Vpcと電圧Vcnとの大小関係に応じて、加算器20から出力される6次調波、2次調波、4次調波および8次調波の符号を切り替える。具体的には、調整器22は、電圧Vpc>電圧Vcnの場合、6次調波、2次調波、4次調波および8次調波の符号を反転させない。調整器22は、電圧Vpc<電圧Vcnの場合、6次調波、2次調波、4次調波および8次調波の符号を反転させる。 Further, adjuster 22 switches the signs of the sixth harmonic, second harmonic, fourth harmonic, and eighth harmonic output from adder 20 according to the magnitude relationship between voltage Vpc and voltage Vcn. . Specifically, regulator 22 does not reverse the sign of the 6th, 2nd, 4th, and 8th harmonics when voltage Vpc>voltage Vcn. Regulator 22 inverts the signs of the sixth, second, fourth and eighth harmonics when voltage Vpc<voltage Vcn.

調整器22は、平均算出部35と、アンプ36と、乗算器37とを有する。平均算出部35は、基本波の1周期における偏差の移動平均を算出する。アンプ36は、平均算出部35によって算出された移動平均に予め定められたゲインK1を乗算する。乗算器37は、アンプ36の出力と加算器20の出力とを乗算する。このようにして、調整器22は、基本波の1周期における偏差の移動平均と予め定められたゲインK1との積を6次調波、2次調波、4次調波および8次調波に乗算する。 The adjuster 22 has an average calculator 35 , an amplifier 36 and a multiplier 37 . The average calculator 35 calculates a moving average of deviations in one cycle of the fundamental wave. The amplifier 36 multiplies the moving average calculated by the average calculator 35 by a predetermined gain K1. A multiplier 37 multiplies the output of the amplifier 36 and the output of the adder 20 . In this way, the adjuster 22 adjusts the product of the moving average of the deviation in one cycle of the fundamental wave and the predetermined gain K1 to the sixth, second, fourth and eighth harmonics. Multiply by .

加算器23~25は、U相,V相,W相の出力電圧指令Vu,Vv,Vwに調整器22の出力を加算することにより、出力電圧指令Vu,Vv,Vwを補正する。 The adders 23 to 25 add the output of the regulator 22 to the U-phase, V-phase and W-phase output voltage commands Vu, Vv and Vw to correct the output voltage commands Vu, Vv and Vw.

PWM制御回路40は、加算器23~25によって補正された出力電圧指令Vu,Vv,Vwに応じてスイッチング素子S1U~S4U,S1V~S4V,S1W~S4Wを制御する。 PWM control circuit 40 controls switching elements S1U-S4U, S1V-S4V, S1W-S4W according to output voltage commands Vu, Vv, Vw corrected by adders 23-25.

<作用・効果>
以上のように、本実施の形態に係る制御装置100は、補正回路10と、PWM制御回路40とを備える。補正回路10は、3レベル電力変換器1の出力電圧指令Vu,Vv,Vwを補正する。PWM制御回路40は、補正回路10によって補正された出力電圧指令に応じてスイッチング素子S1U~S4U,S1V~S4V,S1W~S4Wを制御する。
<Action/effect>
As described above, control device 100 according to the present embodiment includes correction circuit 10 and PWM control circuit 40 . A correction circuit 10 corrects the output voltage commands Vu, Vv, Vw of the three-level power converter 1 . The PWM control circuit 40 controls the switching elements S1U to S4U, S1V to S4V, S1W to S4W according to the output voltage command corrected by the correction circuit 10. FIG.

補正回路10は、3レベル電力変換器1の基本波の6次調波を生成する生成器14と、基本波の6次調波以外の偶数次調波を生成する生成器15~17と、6次調波と上記の偶数次調波とを出力電圧指令に加算する加算器23~25とを含む。生成器15は、基本波の2次調波を生成する。生成器16は、基本波の4次調波を生成する。生成器17は、基本波の8次調波を生成する。 The correction circuit 10 includes a generator 14 that generates a sixth harmonic of the fundamental wave of the three-level power converter 1, generators 15 to 17 that generate even-order harmonics other than the sixth harmonic of the fundamental wave, It includes adders 23 to 25 for adding the sixth harmonic and the even harmonic to the output voltage command. Generator 15 generates the second harmonic of the fundamental wave. Generator 16 generates the fourth harmonic of the fundamental wave. Generator 17 generates the eighth harmonic of the fundamental wave.

図4を参照して上述したように、6次調波は、正相電流成分のみが出力されているとき、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制できる。そのため、補正回路10が6次調波を生成する生成器14を含むことにより、出力電流に占める正相電流成分の割合が大きい場合であっても、制御装置100は、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制できる。 As described above with reference to FIG. 4, the sixth harmonic can suppress imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn when only the positive-sequence current component is output. Therefore, since correction circuit 10 includes generator 14 that generates the sixth harmonic, control device 100 can generate voltage Vpc and voltage Vcn even when the proportion of the positive-sequence current component in the output current is large. can suppress the imbalance of

図6は、高調波として2次調波(つまり、h=2)を出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算したときの、図1に示す直流回路200およびスイッチング回路300のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。図7は、高調波として4次調波(つまり、h=4)を出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算したときの、図1に示す直流回路200およびスイッチング回路300のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。図8は、高調波として8次調波(つまり、h=8)を出力電圧指令Vu,Vv,Vwに加算したときの、図1に示す直流回路200およびスイッチング回路300のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。 FIG. 6 is a simulation using the models of the DC circuit 200 and the switching circuit 300 shown in FIG. It is a figure which shows a result. FIG. 7 shows a simulation using the models of the DC circuit 200 and the switching circuit 300 shown in FIG. 1 when the fourth harmonic (that is, h=4) is added to the output voltage commands Vu, Vv, and Vw as harmonics. It is a figure which shows a result. FIG. 8 shows a simulation using the models of the DC circuit 200 and switching circuit 300 shown in FIG. 1 when the eighth harmonic (that is, h=8) is added to the output voltage commands Vu, Vv, and Vw It is a figure which shows a result.

図6~図8において、(a)には、出力電流が正相電流成分のみであると仮定したときの(つまり、In=0)、電圧Vpcと電圧Vcnとの偏差の抑制能力の結果が示される。(b)には、出力電流が逆相電流成分のみであると仮定したときの(つまり、Ip=0)、電圧Vpcと電圧Vcnとの偏差の抑制能力の結果が示される。図6~8に示されるグラフにおいて、横軸は、基本波に対する高調波の位相差φhを示し、縦軸は、電圧Vpcと電圧Vcnとの偏差の抑制能力を示す。抑制能力の絶対値が大きいほど、電圧Vpcと電圧Vcnとの偏差がより抑制されている。 6 to 8, (a) shows the results of the ability to suppress the deviation between the voltage Vpc and the voltage Vcn when it is assumed that the output current is only the positive-sequence current component (that is, In=0). shown. (b) shows the result of the ability to suppress the deviation between the voltage Vpc and the voltage Vcn when it is assumed that the output current is only the negative-sequence current component (that is, Ip=0). In the graphs shown in FIGS. 6 to 8, the horizontal axis indicates the phase difference φh of the harmonic with respect to the fundamental wave, and the vertical axis indicates the ability to suppress the deviation between the voltage Vpc and the voltage Vcn. The larger the absolute value of the suppression capability, the more the deviation between the voltage Vpc and the voltage Vcn is suppressed.

図6~図8に示されるように、2次調波、4次調波および8次調波は、正相電流成分のみが出力されているとき、Ipおよびφhがどのような値であっても、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制できない。しかしながら、2次調波、4次調波および8次調波は、逆相電流成分のみが出力されているとき、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制できる。そのため、補正回路10が2次調波、4次調波および8次調波をそれぞれ生成する生成器15~17を含むことにより、出力電流に占める逆相電流成分の割合が大きい場合であっても、制御装置100は、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制できる。 As shown in FIGS. 6 to 8, the 2nd, 4th, and 8th harmonics are obtained regardless of the values of Ip and φh when only the positive sequence current component is output. However, the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn cannot be suppressed. However, the 2nd, 4th, and 8th harmonics can suppress the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn when only the reversed-phase current component is output. Therefore, by including the generators 15 to 17 for generating the second harmonic, the fourth harmonic, and the eighth harmonic in the correction circuit 10, even if the proportion of the negative-sequence current component in the output current is large, Also, the control device 100 can suppress the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn.

このように、制御装置100は、負荷5の構成に応じて出力電流が不平衡となり、出力電流に占める逆相電流成分が大きい場合であっても、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制できる。 In this manner, the control device 100 suppresses the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn even when the output current becomes unbalanced according to the configuration of the load 5 and the negative-sequence current component of the output current is large. can.

生成器14は、負荷5の構成に応じて予め定められた定数であるゲインK2を振幅とする6次調波を生成する。生成器15は、負荷5の構成に応じて予め定められた定数であるゲインK3を振幅とする2次調波を生成する。生成器16は、負荷5の構成に応じて予め定められた定数であるゲインK4を振幅とする4次調波を生成する。生成器17は、負荷5の構成に応じて予め定められた定数であるゲインK5を振幅とする8次調波を生成する。 The generator 14 generates a sixth harmonic having an amplitude equal to the gain K2, which is a constant predetermined according to the configuration of the load 5. FIG. Generator 15 generates a second harmonic having an amplitude of gain K3, which is a constant predetermined according to the configuration of load 5 . Generator 16 generates a fourth harmonic having an amplitude of gain K4, which is a constant predetermined according to the configuration of load 5 . The generator 17 generates an eighth harmonic having an amplitude equal to a gain K5, which is a constant predetermined according to the configuration of the load 5. FIG.

負荷5の構成に応じて、出力電流に占める正相電流成分および逆相電流成分の割合は、異なる。そのため、3レベル電力変換器1に接続される負荷5の構成に応じて、ゲインK2~K5の大きさが予め定められることにより、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを効率的に抑制できる。 The ratio of the positive-sequence current component and the negative-sequence current component in the output current differs depending on the configuration of the load 5 . Therefore, by setting the magnitudes of gains K2 to K5 in advance according to the configuration of load 5 connected to three-level power converter 1, the imbalance between voltage Vpc and voltage Vcn can be efficiently suppressed.

また、出力電流に占める逆相電流成分の割合が大きい場合、2次調波、4次調波および8次調波の各々による電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスの抑制効果は、負荷5の構成に応じて異なる。そのため、3レベル電力変換器1に接続される負荷5の構成に応じて、ゲインK3~K5の大きさが予め定められることにより、出力電流に占める逆相電流成分の割合が大きい場合であっても、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを効率的に抑制できる。 Further, when the proportion of the negative-sequence current component in the output current is large, the effect of suppressing the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn due to each of the second, fourth, and eighth harmonics is Varies depending on configuration. Therefore, depending on the configuration of the load 5 connected to the three-level power converter 1, the magnitudes of the gains K3 to K5 are determined in advance. Also, the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn can be efficiently suppressed.

このように、生成器14~17によって生成される高調波の振幅(すなわち、ゲインK2~K5)が負荷5の構成に応じて予め定められることにより、様々な種類の負荷5に適用可能な3レベル電力変換器1を提供できる。言い換えると、3レベル電力変換器1に接続される負荷5の自由度を高めることができる。 In this way, the amplitudes of the harmonics (that is, the gains K2-K5) generated by the generators 14-17 are predetermined according to the configuration of the load 5, so that three different types of load 5 can be applied. A level power converter 1 can be provided. In other words, the flexibility of load 5 connected to 3-level power converter 1 can be increased.

生成器14は、基本波の6倍の周波数を有する6次調波を発生させる正弦波発生器27を有する。正弦波発生器27は、発生させた6次調波に対して、極性判定器12から出力される判定結果を乗算し、判定結果が乗算された6次調波を出力する。極性判定器12は、正相無効電力が正であるときに判定結果「1」を出力し、正相無効電力が負であるときに判定結果「-1」を出力する。すなわち、生成器14は、正相電圧と3レベル電力変換器1からの出力電流に含まれる正相電流成分との間の位相角の正負に応じて、6次調波の符号を決定する。 The generator 14 has a sine wave generator 27 which generates a sixth harmonic with a frequency six times that of the fundamental. The sine wave generator 27 multiplies the generated 6th harmonic by the determination result output from the polarity determiner 12, and outputs the 6th harmonic multiplied by the determination result. The polarity determiner 12 outputs a determination result of "1" when the positive phase reactive power is positive, and outputs a determination result of "-1" when the positive phase reactive power is negative. That is, generator 14 determines the sign of the sixth harmonic according to the sign of the phase angle between the positive-sequence voltage and the positive-sequence current component contained in the output current from 3-level power converter 1 .

生成器15~17は、基本波の2,4,8倍の周波数を有する2次調波,4次調波,8次調波を発生させる正弦波発生器29,31,33をそれぞれ有する。正弦波発生器29,31,33は、発生させた偶数次調波に対して、極性判定器13から出力される判定結果を乗算し、判定結果が乗算された偶数次調波を出力する。極性判定器13は、逆相無効電力が正であるときに判定結果「1」を出力し、逆相無効電力が負であるときに判定結果「-1」を出力する。すなわち、生成器15~17は、逆相電圧と3レベル電力変換器1からの出力電流に含まれる逆相電流成分との間の位相角の正負に応じて、偶数次調波の符号を決定する。 Generators 15-17 have sine wave generators 29, 31 and 33, respectively, which generate 2nd, 4th and 8th harmonics having frequencies 2, 4 and 8 times the fundamental wave. The sine wave generators 29, 31, and 33 multiply the generated even-order harmonics by the determination result output from the polarity determiner 13, and output the even-order harmonics multiplied by the determination result. The polarity determiner 13 outputs a determination result of "1" when the negative phase reactive power is positive, and outputs a determination result of "-1" when the negative phase reactive power is negative. That is, the generators 15 to 17 determine the signs of even-order harmonics according to the sign of the phase angle between the negative-sequence voltage and the negative-sequence current component contained in the output current from the three-level power converter 1. do.

特許文献1に記載されているように、遅れ力率か進み力率に応じて、すなわち、遅れ無効電力か進み無効電力かに応じて、高調波の極性を切り替える必要がある。 As described in Patent Document 1, it is necessary to switch the polarity of harmonics according to the lagging power factor or the leading power factor, that is, the lagging reactive power or the leading reactive power.

本実施の形態によれば、出力電流に占める正相電流成分の割合が大きい場合に電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制する6次調波の符号は、正相電圧と出力電流に含まれる正相電流成分との間の位相角の正負に応じて決定される。これにより、正相無効電力が遅れ無効電力および進み無効電力のいずれであっても、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制できる。 According to the present embodiment, the sign of the sixth harmonic that suppresses the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn when the proportion of the positive-sequence current component in the output current is large is included in the positive-sequence voltage and the output current. is determined according to the positive or negative phase angle with the positive-sequence current component. Thereby, the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn can be suppressed regardless of whether the positive phase reactive power is the lagging reactive power or the leading reactive power.

同様に、出力電流に占める逆相電流成分の割合が大きい場合に電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制する2次調波,4次調波,8次調波の符号は、逆相電圧と出力電流に含まれる逆相電流成分との間の位相角の正負に応じて決定される。これにより、逆相無効電力が遅れ無効電力および進み無効電力のいずれであっても、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制できる。 Similarly, the signs of the second harmonic, the fourth harmonic, and the eighth harmonic that suppress the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn when the proportion of the negative-sequence current component in the output current is large are the negative-sequence voltage and the negative phase current component included in the output current. Thereby, the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn can be suppressed regardless of whether the negative-phase reactive power is the lagging reactive power or the leading reactive power.

補正回路10は、電圧Vpcと電圧Vcnとの偏差に基づいて、生成器14~17によってそれぞれ生成される6次調波、2次調波、4次調波および8次調波の振幅を調整する調整器22をさらに含む。これにより、6次調波、2次調波、4次調波および8次調波の振幅は、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスの抑制に適した大きさに調整される。 The correction circuit 10 adjusts the amplitudes of the 6th, 2nd, 4th and 8th harmonics respectively generated by the generators 14 to 17 based on the deviation between the voltage Vpc and the voltage Vcn. It further includes a regulator 22 for controlling. As a result, the amplitudes of the sixth harmonic, the second harmonic, the fourth harmonic and the eighth harmonic are adjusted to sizes suitable for suppressing the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn.

調整器22は、基本波の1周期における偏差の移動平均と予め定められたゲインK1との積を6次調波、2次調波、4次調波および8次調波に乗算する。これにより、6次調波、2次調波、4次調波および8次調波の振幅の調整の際に、新たな高調波の発生を抑制できる。新たな高調波の発生が抑制されることにより、出力電圧へのノイズの発生が抑制される。 The adjuster 22 multiplies the 6th, 2nd, 4th and 8th harmonics by the product of the moving average of deviations in one cycle of the fundamental wave and a predetermined gain K1. This makes it possible to suppress the generation of new harmonics when adjusting the amplitudes of the 6th, 2nd, 4th and 8th harmonics. By suppressing the generation of new harmonics, the generation of noise in the output voltage is suppressed.

<変形例>
上記の説明では、制御装置100の補正回路10は、6次調波以外の偶数次調波を生成する生成器として、3つの生成器15~17を含む。しかしながら、補正回路10は、生成器15~17のうちの1つまたは2つの生成器のみを含んでもよい。図6~図8に示されるように、6次調波以外の2次調波、4次調波および8次調波の各々は、出力電流に占める逆相電流成分の割合が大きい場合であっても、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを効率的に抑制できる。そのため、生成器15~17のうちの1つまたは2つの生成器のみを含むことにより、出力電流に占める逆相電流成分の割合が大きい場合であっても、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを効率的に抑制できる。
<Modification>
In the above description, correction circuit 10 of control device 100 includes three generators 15 to 17 as generators for generating even-order harmonics other than sixth-order harmonics. However, the correction circuit 10 may include only one or two of the generators 15-17. As shown in FIGS. 6 to 8, each of the 2nd, 4th and 8th harmonics other than the 6th harmonic has a large proportion of the negative-sequence current component in the output current. Even so, the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn can be efficiently suppressed. Therefore, by including only one or two of the generators 15 to 17, even if the proportion of the negative-sequence current component in the output current is large, the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn can be effectively suppressed.

上記の説明では、スイッチング回路300は、T型NPC方式に従った3レベルインバータを構成する。しかしながら、スイッチング回路300の構成はこれに限定されない。たとえば、スイッチング回路は、NPC方式に従った3レベルインバータを構成してもよい。 In the above description, switching circuit 300 constitutes a three-level inverter according to the T-type NPC scheme. However, the configuration of the switching circuit 300 is not limited to this. For example, the switching circuit may constitute a three-level inverter according to the NPC scheme.

図9は、変形例に係る3レベル電力変換器の全体構成を示す図である。図9に示す3レベル電力変換器1Aは、図1に示す3レベル電力変換器1と比較して、スイッチング回路300の代わりにスイッチング回路300Aを備える。 FIG. 9 is a diagram showing the overall configuration of a 3-level power converter according to a modification. A 3-level power converter 1A shown in FIG. 9 includes a switching circuit 300A instead of the switching circuit 300 as compared with the 3-level power converter 1 shown in FIG.

スイッチング回路300Aは、スイッチング素子S5U~S8U,S5V~S8V,S5W~S8Wと、ダイオードD1U,D2U,D1V,D2V,D1W,D2Wとを含む。 Switching circuit 300A includes switching elements S5U-S8U, S5V-S8V, S5W-S8W, and diodes D1U, D2U, D1V, D2V, D1W, D2W.

スイッチング素子S5U~S8U,S5V~S8V,S5W~S8Wは、たとえば、ゲート信号によってオン、オフ可能なIGBTなどの自己消弧形半導体素子と逆並列接続ダイオードとによって構成されるスイッチングデバイスである。 The switching elements S5U to S8U, S5V to S8V, and S5W to S8W are switching devices composed of, for example, self arc-extinguishing semiconductor elements such as IGBTs that can be turned on and off by a gate signal, and anti-parallel connected diodes.

スイッチング素子S5U~S8Uは、直流電圧をU相の交流電圧に変換する3レベルインバータを構成する。スイッチング素子S5V~S8Vは、直流電圧をV相の交流電圧に変換する3レベルインバータを構成する。スイッチング素子S5W~S8Wは、直流電圧をW相の交流電圧に変換する3レベルインバータを構成する。 Switching elements S5U to S8U constitute a three-level inverter that converts a DC voltage into a U-phase AC voltage. The switching elements S5V to S8V constitute a three-level inverter that converts a DC voltage into a V-phase AC voltage. The switching elements S5W to S8W constitute a three-level inverter that converts a DC voltage into a W-phase AC voltage.

図9には、NPC方式に従った3レベルインバータが示される。すなわち、スイッチング素子S5U~S8Uは、高電位端子Pと低電位端子Nとの間に直列に接続される。ダイオードD1Uのカソードはスイッチング素子S5U,S6Uの接続点に接続され、ダイオードD1Uのアノードは中性点Cに接続される。ダイオードD2Uのアノードはスイッチング素子S7U,S8Uの接続点に接続され、ダイオードD2Uのカソードは中性点Cに接続される。 FIG. 9 shows a three-level inverter according to the NPC scheme. That is, the switching elements S5U to S8U are connected in series between the high potential terminal P and the low potential terminal N. FIG. The cathode of diode D1U is connected to the connection point of switching elements S5U and S6U, and the anode of diode D1U is connected to neutral point C. The anode of diode D2U is connected to the connection point of switching elements S7U and S8U, and the cathode of diode D2U is connected to neutral point C.

同様に、スイッチング素子S5V~S8Vは、高電位端子Pと低電位端子Nとの間に直列に接続される。ダイオードD1Vのカソードはスイッチング素子S5V,S6Vの接続点に接続され、ダイオードD1Vのアノードは中性点Cに接続される。ダイオードD2Vのアノードはスイッチング素子S7V,S8Vの接続点に接続され、ダイオードD2Vのカソードは中性点Cに接続される。 Similarly, the switching elements S5V to S8V are connected in series between the high potential terminal P and the low potential terminal N. FIG. The cathode of the diode D1V is connected to the connection point of the switching elements S5V and S6V, and the anode of the diode D1V is connected to the neutral point C. The anode of the diode D2V is connected to the connection point of the switching elements S7V and S8V, and the cathode of the diode D2V is connected to the neutral point C.

スイッチング素子S5W~S8Wは、高電位端子Pと低電位端子Nとの間に直列に接続される。ダイオードD1Wのカソードはスイッチング素子S5W,S6Wの接続点に接続され、ダイオードD1Wのアノードは中性点Cに接続される。ダイオードD2Wのアノードはスイッチング素子S7W,S8Wの接続点に接続され、ダイオードD2Wのカソードは中性点Cに接続される。 The switching elements S5W to S8W are connected in series between the high potential terminal P and the low potential terminal N. As shown in FIG. The cathode of the diode D1W is connected to the connection point of the switching elements S5W and S6W, and the anode of the diode D1W is connected to the neutral point C. The anode of the diode D2W is connected to the connection point of the switching elements S7W and S8W, and the cathode of the diode D2W is connected to the neutral point C.

スイッチング素子S6U,S7Uの接続点4UからU相の交流電力が負荷5に出力される。スイッチング素子S6V,S7Vの接続点4VからV相の交流電力が負荷5に出力される。スイッチング素子S6W,S7Wの接続点4WからW相の交流電力が負荷5に出力される。 U-phase AC power is output to the load 5 from the connection point 4U of the switching elements S6U and S7U. V-phase AC power is output to the load 5 from the connection point 4V of the switching elements S6V and S7V. W-phase AC power is output to the load 5 from the connection point 4W of the switching elements S6W and S7W.

接続点4U,4V,4Wの電位は、それぞれスイッチング素子S5U~S8U,S5V~S8V,S5W~S8Wの状態に応じて、高電位端子Pの電位、中性点Cの電位、低電位端子Nの電位のいずれかをとる。 The potentials of the connection points 4U, 4V, and 4W vary depending on the states of the switching elements S5U to S8U, S5V to S8V, and S5W to S8W, respectively. Take any of the electric potentials.

制御装置100は、図9に示すスイッチング回路300Aを備える3レベル電力変換器1Aにも適用される。これにより、出力電流が不平衡であっても、電圧Vpcと電圧Vcnとのアンバランスを抑制できる。 Control device 100 is also applied to 3-level power converter 1A including switching circuit 300A shown in FIG. Thereby, even if the output current is unbalanced, the imbalance between the voltage Vpc and the voltage Vcn can be suppressed.

今回開示された実施の形態がすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning of equivalents of the scope of the claims.

1,1A レベル電力変換器、2U,2V,2W,4U,4V,4W 接続点、3U,3V,3W 変流器、10 補正回路、11,91 演算部、12,13,92 極性判定器、14~17 生成器、18~20,23,25,97~99 加算器、21,94 減算器、22 調整器、27,29,31,33,93 正弦波発生器、28,30,32,34,36,95 アンプ、35 平均算出部、37,96 乗算器、40 PWM制御回路、100,900 制御装置、200 直流回路、300,300A スイッチング回路、C 中性点、C1,C2 コンデンサ、D1U,D2U,D1V,D2V,D1W,D2W ダイオード、N 低電位端子、P 高電位端子、S1U~S8U,S1V~S8V,S1W~S8W スイッチング素子。 1, 1A level power converter, 2U, 2V, 2W, 4U, 4V, 4W connection point, 3U, 3V, 3W current transformer, 10 correction circuit, 11, 91 calculation unit, 12, 13, 92 polarity determiner, 14-17 generator, 18-20, 23, 25, 97-99 adder, 21, 94 subtractor, 22 adjuster, 27, 29, 31, 33, 93 sine wave generator, 28, 30, 32, 34, 36, 95 amplifier, 35 average calculator, 37, 96 multiplier, 40 PWM control circuit, 100, 900 control device, 200 DC circuit, 300, 300A switching circuit, C neutral point, C1, C2 capacitor, D1U , D2U, D1V, D2V, D1W, D2W diode, N low potential terminal, P high potential terminal, S1U to S8U, S1V to S8V, S1W to S8W switching element.

Claims (6)

3レベルの直流電圧を交流電圧に変換する複数のスイッチング素子を含む3レベル電力変換器の制御装置であって、
前記3レベル電力変換器の出力電圧指令を補正する補正回路と、
前記補正回路によって補正された前記出力電圧指令に応じて前記複数のスイッチング素子を制御する制御回路とを備え、
前記補正回路は、
前記3レベル電力変換器の基本波の6次調波を生成する第1生成器と、
前記基本波の6次調波以外の偶数次調波を生成する少なくとも1つの第2生成器と、
前記6次調波と前記偶数次調波とを前記出力電圧指令に加算する加算器とを含む、制御装置。
A control device for a 3-level power converter including a plurality of switching elements for converting 3-level DC voltage to AC voltage,
a correction circuit that corrects the output voltage command of the three-level power converter;
a control circuit that controls the plurality of switching elements according to the output voltage command corrected by the correction circuit;
The correction circuit is
a first generator that generates a sixth harmonic of the fundamental wave of the three-level power converter;
at least one second generator for generating even harmonics other than the sixth harmonic of the fundamental;
an adder that adds the sixth harmonic and the even harmonic to the output voltage command.
前記第1生成器は、正相電圧と前記3レベル電力変換器からの出力電流に含まれる正相電流成分との間の位相角の正負に応じて、前記6次調波の符号を決定し、
前記少なくとも1つの第2生成器は、逆相電圧と前記出力電流に含まれる逆相電流成分との間の位相角の正負に応じて、前記偶数次調波の符号を決定する、請求項1に記載の制御装置。
The first generator determines the sign of the sixth harmonic according to the sign of the phase angle between the positive-sequence voltage and the positive-sequence current component included in the output current from the three-level power converter. ,
2. The at least one second generator determines the sign of the even-order harmonic according to whether the phase angle between the negative-sequence voltage and the negative-sequence current component included in the output current is positive or negative. The control device according to .
前記3レベル電力変換器は、第1端子と、前記第1端子よりも低電位の第2端子と、前記第1端子と前記第2端子との中間電位点とを有する直流回路をさらに含み、
前記補正回路は、
前記第1端子と前記中間電位点との間の電圧と、前記中間電位点と前記第2端子との間の電圧との偏差に基づいて、前記第1生成器によって生成される前記6次調波と前記少なくとも1つの第2生成器によって生成される前記偶数次調波との振幅を調整する調整器をさらに含む、請求項1または2に記載の制御装置。
The three-level power converter further includes a DC circuit having a first terminal, a second terminal having a lower potential than the first terminal, and an intermediate potential point between the first terminal and the second terminal,
The correction circuit is
the 6th harmonic generated by the first generator based on the deviation between the voltage between the first terminal and the intermediate potential point and the voltage between the intermediate potential point and the second terminal; 3. A controller according to claim 1 or 2, further comprising an adjuster for adjusting amplitudes of the waves and the even harmonics produced by the at least one second generator.
前記調整器は、前記基本波の1周期における前記偏差の移動平均と予め定められた第1定数との積を前記6次調波と前記偶数次調波とに乗算する、請求項3に記載の制御装置。 4. The adjuster according to claim 3, wherein said adjuster multiplies said sixth harmonic and said even harmonic by a product of a moving average of said deviation in one period of said fundamental wave and a predetermined first constant. controller. 前記少なくとも1つの第2生成器は、前記基本波の2次調波を生成する2次調波生成器と、前記基本波の4次調波を生成する4次調波生成器と、前記基本波の8次調波を生成する8次調波生成器とのうちの少なくとも1つを有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の制御装置。 The at least one second generator includes a second harmonic generator that generates a second harmonic of the fundamental wave, a fourth harmonic generator that generates a fourth harmonic of the fundamental wave, and a second harmonic generator that generates a fourth harmonic of the fundamental wave. 5. A control device according to any preceding claim, comprising at least one of an 8th harmonic generator for generating the 8th harmonic of the wave. 前記第1生成器は、負荷の構成に応じて予め定められた第2定数を振幅とする前記6次調波を生成し、
前記少なくとも1つの第2生成器は、前記2次調波生成器と、前記4次調波生成器と、前記8次調波生成器とを有し、
前記2次調波生成器は、前記負荷の構成に応じて予め定められた第3定数を振幅とする前記2次調波を生成し、
前記4次調波生成器は、前記負荷の構成に応じて予め定められた第4定数を振幅とする前記4次調波を生成し、
前記8次調波生成器は、前記負荷の構成に応じて予め定められた第5定数を振幅とする前記8次調波を生成する、請求項5に記載の制御装置。
The first generator generates the sixth harmonic having an amplitude of a second constant predetermined according to the configuration of the load,
said at least one second generator comprises said second harmonic generator, said fourth harmonic generator and said eighth harmonic generator;
The secondary harmonic generator generates the secondary harmonic having an amplitude of a third constant predetermined according to the configuration of the load,
The fourth harmonic generator generates the fourth harmonic having an amplitude of a fourth constant predetermined according to the configuration of the load,
6. The control device according to claim 5, wherein said eighth harmonic generator generates said eighth harmonic having an amplitude of a fifth constant predetermined according to the configuration of said load.
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