JPH11122944A - Controller of npc converter - Google Patents

Controller of npc converter

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JPH11122944A
JPH11122944A JP9282154A JP28215497A JPH11122944A JP H11122944 A JPH11122944 A JP H11122944A JP 9282154 A JP9282154 A JP 9282154A JP 28215497 A JP28215497 A JP 28215497A JP H11122944 A JPH11122944 A JP H11122944A
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Japan
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power
npc
subtractor
converter
negative
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Application number
JP9282154A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Yamamoto
山本  優
Hideyuki Takaoka
秀幸 高岡
Yasuhiko Ajiguchi
泰彦 味口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize a DC voltage by a method, wherein both carrier signals with a large amplitude and with a small amplitude are used for the suppression of fluctuations of a neutral potential. SOLUTION: Stationary coordinate system voltage commands Vx and Vy which are obtained by an inverse dq converting means, digital current iu -iw from an A/D converter 2 and detected voltages Vc1 and Vc2 of capacitors, are inputted to a neutral potential control means 16 which outputs an inside hexagon apices ignition optical selection signal (I/0). By making detected respective phase detection currents flow through the A/D converting means 2, a 3- phase/2-phase converting means 6, and a dq-converting means 7 successively, d and q-axis currents id and iq are obtained. Selection signals of large amplitude and small amplitude carriers are outputted, and at the same time, neutral currents corresponding to all ignition options included in those regions are estimated and a signal approaching 0V is outputted, to suppress the neutral potential fluctuations of a single power supply structure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、NPC変換器(中
性点クランプ式変換器)の制御装置に係り、特に中性点
電位変動を抑制できるNPC変換器の制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an NPC converter (neutral point clamp type converter), and more particularly to a control device for an NPC converter capable of suppressing a change in neutral point potential.

【0002】[0002]

【従来の技術】図28は、周知のNPC変換器の主回路
構成を示すものである。図28において、P,Nは直流
電力の授受を行うための直流端子、CpとCnは直流電
圧を正側直流電圧Vcpと負側直流電圧Vcnに分割す
るための平滑コンデンサ、1はゲートターンオフサイリ
スタ等スイッチング素子とダイオードで構成されるNP
C変換器、U,V,Wは交流電力の授受を行うための3
相交流端子である。
2. Description of the Related Art FIG. 28 shows a main circuit configuration of a known NPC converter. In FIG. 28, P and N are DC terminals for transmitting and receiving DC power, Cp and Cn are smoothing capacitors for dividing a DC voltage into a positive DC voltage Vcp and a negative DC voltage Vcn, and 1 is a gate turn-off thyristor. NP composed of equal switching elements and diodes
The C converter, U, V, and W are 3 for transmitting and receiving AC power.
This is a phase AC terminal.

【0003】ここでは、図28のNPC変換器1の構成
と動作は良く知られているので、その詳細な説明は省略
する。
Since the configuration and operation of the NPC converter 1 shown in FIG. 28 are well known, detailed description thereof will be omitted.

【0004】NPC変換器1には、直流端子P,Nを図
示しない直流電源に接続し、交流端子U,V,Wから負
荷に交流電力を供給するNPCインバータと、交流端子
U,V,Wを商用電源等の交流電源に接続し、直流端子
P,Nから負荷に直流電力を供給するNPCコンバータ
とがある。NPCインバータとNPCコンバータは、呼
び方が異なるだけで動作や抱える技術課題は共通してい
ることが多い。本発明が解決しようとする課題も共通し
ているので、両者を区別せずにNPC変換器として扱
う。
The NPC converter 1 has DC terminals P and N connected to a DC power supply (not shown), an NPC inverter for supplying AC power from AC terminals U, V and W to a load, and AC terminals U, V and W. Is connected to an AC power supply such as a commercial power supply and supplies DC power to the load from DC terminals P and N. NPC inverters and NPC converters often have the same operation and technical issues, but differ only in their names. Since the problems to be solved by the present invention are also common, they are treated as NPC converters without distinction.

【0005】図28の2組の平滑コンデンサCpとCn
の接続点である中性点Oも端子として2分割された直流
電源あるいは直流負荷に接続された構成もあるが、本発
明はそのような構成のものも対象として含む。
FIG. 28 shows two sets of smoothing capacitors Cp and Cn.
There is also a configuration in which the neutral point O, which is a connection point, is connected as a terminal to a DC power supply or a DC load divided into two parts, but the present invention also includes such a configuration.

【0006】ところで、NPC変換器の制御面での課題
の1つに、中性点電位変動の抑制技術がある。図28の
NPC変換器1は定常運転しているときでも、図28に
おける中性点電流Ioは交流側周波数の3倍の周波数
で、正負に変動するという基本的な性質を備えている。
その中性点電流Ioは両コンデンサCpとCnに分流
し、例えば、図28の極性の中性点電流Ioは、正側の
コンデンサCpの正側直流電圧Vcpを増加させ、負側
のコンデンサCnの負側直流電Vcnを減少させる。す
なわち、両コンデンサCp,Cnの電圧をアンバランス
にする電流が流れ、中性点の電位は交流側周波数の3倍
の周波数で変動する。この電位変動は、交流側の電位に
対する外乱要素となり、交流出力電圧及び電流の波形歪
みの原因となる。
Incidentally, one of the problems in the control aspect of the NPC converter is a technique for suppressing a neutral point potential fluctuation. The NPC converter 1 in FIG. 28 has a basic property that the neutral point current Io in FIG. 28 fluctuates positively and negatively at a frequency three times as high as the AC side frequency even during steady operation.
The neutral point current Io is shunted to both capacitors Cp and Cn. For example, the neutral point current Io of the polarity in FIG. 28 increases the positive side DC voltage Vcp of the positive side capacitor Cp and the negative side capacitor Cn. Of the negative side DC voltage Vcn is reduced. That is, a current flows to unbalance the voltages of the capacitors Cp and Cn, and the potential at the neutral point fluctuates at a frequency three times the AC-side frequency. This potential variation becomes a disturbance element to the potential on the AC side, and causes waveform distortion of the AC output voltage and current.

【0007】高性能の制御を実現するためには、中性点
の電位の変動、すなわち、正負コンデンサの電圧差(V
cp−Vcn)を抑制することが必要である。
In order to realize high-performance control, a change in the potential at the neutral point, that is, a voltage difference (V
cp-Vcn).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】一般に、NPCインバ
ータの平滑コンデンサCp,Cnの容量を大きくするこ
とで、中性点電位変動を抑制することができる。しか
し、この場合システムの小型軽量化に不利であり、コス
ト的にも問題となる。
Generally, by increasing the capacitance of the smoothing capacitors Cp and Cn of the NPC inverter, fluctuations in the neutral point potential can be suppressed. However, in this case, it is disadvantageous in reducing the size and weight of the system, and also causes a problem in cost.

【0009】積極的に中性点電位変動を抑制する手法と
しては、三角波比較PWMで各相の変調率に共通の補償
値を加算する方法と、空間電圧ベクトルPWMでのベク
トル選択により制御する方法などがあり、これらはそれ
ぞれ抑制効果が得られている。
As a method of positively suppressing the fluctuation of the neutral point potential, a method of adding a common compensation value to the modulation rate of each phase by a triangular wave comparison PWM, and a method of controlling by selecting a space voltage vector PWM. And the like, each of which has a suppressing effect.

【0010】しかし、交流側の力率が0に近いとき抑制
効果が十分ではなく、制御不能領域が存在するなどの問
題が残されている。コンバータ動作や商用電源に変動が
あった場合、補償が遅れたり、出力波形の高調波含有率
が増えたりするので、直流電圧が不安定となる。
However, when the power factor on the AC side is close to 0, the suppression effect is not sufficient and there remains a problem that an uncontrollable region exists. If the converter operation or the commercial power supply fluctuates, the compensation is delayed or the harmonic content of the output waveform increases, so that the DC voltage becomes unstable.

【0011】本発明の目的は、1電源構成によるNPC
インバータ中性点電位変動を抑制でき、またコンバータ
動作や商用電源に変動があった場合でも直流電圧が安定
化するNPC変換器の制御装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an NPC having a single power supply configuration.
An object of the present invention is to provide a control device of an NPC converter that can suppress the inverter neutral point potential fluctuation and stabilize the DC voltage even when the converter operation or the commercial power supply fluctuates.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を実現するた
め、請求項1に対応する発明は、複数のスイッチング素
子をブリッジ接続してなり交流電力を直流電力に、また
は直流電力を交流電力に変換し、直流端子間に印加され
る直流電圧を2組の平滑コンデンサにより正側直流電圧
と負側直流電圧に分割し、変調信号とキャリア信号とを
比較して得られる点弧信号を前記各スイッチング素子に
与えるパルス幅変調方式のNPC変換器の制御装置にお
いて、前記キャリア信号として大振幅キャリアおよび小
振幅キャリアを併用し、中性点電位変動を抑制すること
を特徴とするNPC変換器の制御装置である。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 comprises a bridge connection of a plurality of switching elements and converts AC power to DC power or DC power to AC power. Then, the DC voltage applied between the DC terminals is divided into a positive DC voltage and a negative DC voltage by two sets of smoothing capacitors, and the ignition signal obtained by comparing the modulation signal with the carrier signal is used as the switching signal. A controller for a pulse width modulation type NPC converter applied to an element, wherein a large amplitude carrier and a small amplitude carrier are used in combination as said carrier signal, and a neutral point potential fluctuation is suppressed. It is.

【0013】前記目的を実現するため、請求項2に対応
する発明は、電圧指令ベクトルの電気角と大きさに応じ
て各相変調信号を大振幅キャリアとクロスさせるか、小
振幅キャリアとクロスさせるかを指定するキャリア指定
手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のNPC
変換器の制御装置である。
In order to achieve the above object, a second aspect of the present invention is to cross each phase modulated signal with a large amplitude carrier or with a small amplitude carrier according to the electrical angle and magnitude of a voltage command vector. 2. The NPC according to claim 1, further comprising: a carrier designating unit for designating the NPC.
It is a control device of the converter.

【0014】前記目的を実現するため、請求項3に対応
する発明は、複数のスイッチング素子をブリッジ接続し
てなり交流電力を直流電力に、または直流電力を交流電
力に変換し、直流端子間に印加される直流電圧を2組の
平滑コンデンサにより正側直流電圧と負側直流電圧に分
割し、前記各スイッチング素子に点弧信号を与えるパル
ス幅変調方式のNPC変換器の制御装置において、静止
座標系電圧指令ベクトルを発生する手段と、前記静止座
標系電圧指令べクトルを三相座標系の電圧指令信号に変
換する2相−3相変換手段と、前記静止座標系電圧指令
ベクトルを入力とし、所定の領域分割が施された空間ベ
クトル図において電圧指令ベクトルが存在する領域に応
じて各相変調信号を大振幅キャリアとクロスさせるか、
小振幅キャリアとクロスさせるかを指定するキャリア選
択信号及び空間ベク卜ル領域番号を出力する空間べクト
ル領域判定手段と、前記三相座標系の電圧指令信号と前
記領域番号を入力とし、三相座標系電圧指令信号を加工
して、変調信号を出力する、変調信号加工手段と、前記
キャリア選択信号に応じて各相毎に大振幅キャリア、小
振幅キャリアのいずれかを出力するキャリア発生手段
と、前記加工された変調信号と前記キャリア信号を比較
し、これに基づきNPC変換器に与える点弧信号を出力
する、比較手段とを備えることを特徴とする請求項1に
記載のNPC変換器の制御装置である。
According to a third aspect of the present invention, a plurality of switching elements are bridge-connected to convert AC power into DC power or DC power into AC power, and to connect the DC power between DC terminals. In a control device of a pulse width modulation type NPC converter for dividing an applied DC voltage into a positive DC voltage and a negative DC voltage by two sets of smoothing capacitors and supplying an ignition signal to each switching element, Means for generating a system voltage command vector, two-phase to three-phase conversion means for converting the static coordinate system voltage command vector into a three-phase coordinate system voltage command signal, and the static coordinate system voltage command vector as input, In the space vector diagram subjected to the predetermined area division, each phase modulation signal is crossed with a large amplitude carrier according to the area where the voltage command vector exists,
A spatial vector region determining means for outputting a carrier selection signal and a spatial vector region number for designating whether to cross the small-amplitude carrier; a voltage command signal of the three-phase coordinate system and the region number; Modulation signal processing means for processing a coordinate system voltage command signal and outputting a modulation signal, and carrier generation means for outputting one of a large amplitude carrier and a small amplitude carrier for each phase according to the carrier selection signal. 2. The NPC converter according to claim 1, further comprising: comparison means for comparing the processed modulated signal with the carrier signal and outputting a firing signal to be applied to an NPC converter based on the comparison result. It is a control device.

【0015】前記目的を実現するため、請求項4に対応
する発明は、前記変調信号加工手段が、NPC変換器の
空間ベクトル図の外側の正六角形の辺上のベクトルを出
力しないように変調信号を加工することを特徴とする、
請求項3に記載のNPC変換器の制御装置である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 4 is characterized in that the modulation signal processing means does not output a vector on a regular hexagonal side outside the space vector diagram of the NPC converter. Characterized by processing
A control device for an NPC converter according to claim 3.

【0016】前記目的を実現するため、請求項5に対応
する発明は、前記静止座標系電圧指令信号、NPC変換
器各相出力電流、及び前記平滑コンデンサ電圧を入力と
し、NPC変換器空間ベクトル図における出力可能ベク
トルの内、点弧オプションを二つ持つ、内側の正六角形
の頂点のどちらの点弧オプションを選択するか、を指定
する点弧オプション選択信号を出力する、中性点電位制
御手段と、前記加工された変調信号と前記キャリア信号
を比較し、これに基づき仮点弧信号を出力する、比較手
段と、前記仮点弧信号と前記点弧オプション選択信号を
入力とし、前記NPC変換器に与える点弧信号を決定す
る、点弧状態決定手段とを備えることを特徴とする請求
項3に記載のNPC変換器の制御装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an NPC converter space vector diagram which receives the stationary coordinate system voltage command signal, the NPC converter phase output current, and the smoothing capacitor voltage as inputs. Neutral point potential control means for outputting a firing option selection signal for specifying which of the inner hexagonal vertices to select from among the output possible vectors in Comparing the processed modulated signal with the carrier signal and outputting a provisional firing signal based on the comparison result; and inputting the provisional firing signal and the firing option selection signal to the NPC conversion. 4. The control device for an NPC converter according to claim 3, further comprising: an ignition state determining means for determining an ignition signal to be given to the converter.

【0017】前記目的を実現するため、請求項6に対応
する発明は、複数のスイッチング素子をブリッジ接続し
てなり交流電力を直流電力に、または直流電力を交流電
力に変換し、直流端子間に印加される直流電圧を2組の
平滑コンデンサにより正側直流電圧と負側直流電圧に分
割し、前記各スイッチング素子に点弧信号を与えるパル
ス幅変調方式のNPC変換器の制御装置において、静止
座標系の電圧指令ベクトルを出力する電圧指令ベクトル
発生手段と、前記静止座標系電圧指令ベクトルを三相座
標系の電圧指令信号に変換する2相ー3相変換手段と、
各相毎に大振輻キャリア、小振幅キャリアのいずれかを
発生するキャリア発生手段と、前記静止座標系電圧指令
信号、NPC変換器各相出力電流、及び前記平滑コンデ
ンサ電圧を入力とし、NPC変換器空間ベクトル図にお
ける出力可能ベクトルの内、点弧オプションを二つ持つ
ベクトルのどちらの点弧オプションを選択するか、を指
定する点弧オプション選択信号を出力する、中性点電位
制御手段と、前記三相座標系電圧指令信号と前記キャリ
ア信号を比較し、NPC変換器の仮点弧信号を出力する
比較手段と、前記仮点弧信号と前記点弧オプション選択
信号に基づき、NPC変換器に与える点弧信号を決定す
る点弧信号決定手段とを備えることを特徴とするNPC
変換器の制御装置である。
According to a sixth aspect of the present invention, a plurality of switching elements are connected in a bridge to convert AC power into DC power or DC power into AC power, and connect the DC power between DC terminals. In a control device of a pulse width modulation type NPC converter for dividing an applied DC voltage into a positive DC voltage and a negative DC voltage by two sets of smoothing capacitors and supplying an ignition signal to each switching element, Voltage command vector generating means for outputting a voltage command vector of the system, two-phase to three-phase conversion means for converting the static coordinate system voltage command vector into a three-phase coordinate system voltage command signal,
A carrier generating means for generating either a large vibration carrier or a small amplitude carrier for each phase, and an NPC conversion which receives the stationary coordinate system voltage command signal, the NPC converter phase output current, and the smoothing capacitor voltage as inputs, Neutral point potential control means for outputting a firing option selection signal for specifying which one of the vectors having two firing options is to be selected from among the output possible vectors in the vessel space vector diagram, Comparing means for comparing the three-phase coordinate system voltage command signal and the carrier signal and outputting a temporary firing signal of an NPC converter; and an NPC converter based on the temporary firing signal and the firing option selection signal. An ignition signal determining means for determining an ignition signal to be applied.
It is a control device of the converter.

【0018】前記目的を実現するため、請求項7に対応
する発明は、前記中性点電位制御手段において、今回の
制御周期内で取りうる点弧オプションの組み合わせの全
てについて、現在のサンプリング時点の中性点電位と、
中性点電流を制御区間内で積分した値と、コンデンサ容
量とから次回サンプリング時点の中性点電位を予測し、
次回サンプリング時点の中性点電位が最も零(V)に近
い点弧オプションの組み合わせを選択することを特徴と
する請求項6に記載のNPC変換器の制御装置である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 7 is characterized in that, in the neutral point potential control means, all of the possible combinations of ignition options in the current control cycle are set at the present sampling time. Neutral point potential,
Predict the neutral point potential at the next sampling from the value obtained by integrating the neutral point current in the control section and the capacitor capacity,
7. The NPC converter control device according to claim 6, wherein a combination of the ignition options in which the neutral point potential at the next sampling time is closest to zero (V) is selected.

【0019】前記目的を実現するため、請求項8に対応
する発明は、複数のスイッチング素子をブリッジ接続し
てなり交流電力を直流電力に、または直流電力を交流電
力に変換し、直流端子間に印加される直流電圧を2組の
平滑コンデンサにより正側直流電圧と負側直流電圧に分
割し、前記各スイッチング素子に点弧信号を与えるパル
ス幅変調方式のNPC変換器の制御装置において、静止
座標系電圧指令ベクトルを発生する手段と、前記静止座
標系電圧指令ベクトルを三相座標系の電圧指令信号に変
換する2相−3相変換手段と、前記静止座標系電圧指令
ベクトルを入力とし、所定の領域分割が施された空間ベ
クトル図において電圧指令べクトルが存在する領域に応
じて各相変調信号を大振幅キャリアとクロスさせるか、
小振幅キャリアとクロスさせるかを指定するキャリア選
択信号及び空間ベク卜ル領域番号を出力する、空間ベク
トル領域判定手段と、前記三相座標系の電圧指令信号と
前記領域番号を入力とし、三相座標系電圧指令信号を加
工して、変調信号を出力する変調信号加工手段と、前記
キャリア選択信号に応じて各相毎に大振幅キャリア、小
振幅キャリアのいずれかを出力するキャリア発生手段
と、前記静止座標系電圧指令信号、NPC変換器各相出
力電流、及び前記平滑コンデンサ電圧を入力とし、NP
C変換器空間ベクトル図における出力可能ベクトルの
内、点弧オプションを二つ持つベクトルのどちらかの点
弧オプションを選択するか、を指定する点弧オプション
選択信号を出力する中性点電位制御手段と、前記加工さ
れた変調信号と前記キャリア信号を比較し、NPC変換
器の仮点弧信号を出力する比較手段と、前記仮点弧信号
と前記点弧オプション選択信号に基づき、NPC変換器
に与える点弧信号を決定する点弧信号決定手段とを備え
ることを特徴とするNPC変換器の制御装置である。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 8 includes a bridge connection of a plurality of switching elements, wherein AC power is converted to DC power or DC power is converted to AC power, and between the DC terminals. In a control device of a pulse width modulation type NPC converter for dividing an applied DC voltage into a positive DC voltage and a negative DC voltage by two sets of smoothing capacitors and supplying an ignition signal to each switching element, Means for generating a system voltage command vector; two-phase to three-phase conversion means for converting the stationary coordinate system voltage command vector into a three-phase coordinate system voltage command signal; In the space vector diagram where the area division has been performed, whether each phase modulated signal crosses with the large amplitude carrier according to the area where the voltage command vector exists,
A space vector region determination means for outputting a carrier selection signal and a space vector region number for specifying whether to cross the small-amplitude carrier, and a voltage command signal of the three-phase coordinate system and the region number, Modulation signal processing means for processing a coordinate system voltage command signal and outputting a modulation signal, carrier generation means for outputting one of a large amplitude carrier and a small amplitude carrier for each phase according to the carrier selection signal, The static coordinate system voltage command signal, the output current of each phase of the NPC converter, and the smoothing capacitor voltage are input and NP
Neutral point potential control means for outputting a firing option selection signal for designating which of the vectors having two firing options is selected from among the output possible vectors in the C converter space vector diagram Comparing means for comparing the processed modulated signal with the carrier signal and outputting a temporary firing signal of an NPC converter; and a NPC converter based on the temporary firing signal and the firing option selection signal. A control device for an NPC converter, comprising: a firing signal determining means for determining a firing signal to be given.

【0020】前記目的を実現するため、請求項9に対応
する発明は、前記中性点電位制御手段において、今回の
制御周期内で取りうる点弧オプションの組み合わせの全
てについて、現在のサンプリング時点の中性点電位と、
中性点電流を制御区間内で積分した値と、コンデンサ容
量とから次回サンプリング時点の中性点電位を予測し、
次回サンプリング時点の中性点電位が最も零(V)に近
い点弧オプションの組み合わせを選択することを特徴と
する請求項8記載のNPC変換器の制御装置である。
To achieve the above object, the invention according to claim 9 is characterized in that in the neutral point potential control means, all the possible combinations of the ignition options in the current control cycle are set at the present sampling time. Neutral point potential,
Predict the neutral point potential at the next sampling from the value obtained by integrating the neutral point current in the control section and the capacitor capacity,
9. The NPC converter control device according to claim 8, wherein a combination of ignition options whose neutral point potential is closest to zero (V) at the next sampling time is selected.

【0021】前記目的を実現するため、請求項10に対
応する発明は、前記中性点電位予測制御に、各相の実電
流値または各相の電流基準値のいずれかを使用したこと
を特徴とする請求項6または8に記載のNPC変換器の
制御装置である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 10 is characterized in that either the actual current value of each phase or the current reference value of each phase is used for the neutral point potential prediction control. The control device for an NPC converter according to claim 6 or 8, wherein

【0022】前記目的を実現するため、請求項11に対
応する発明は、前記中性点電位制御のアクションは、常
時行い、常に仮点弧信号と点弧オプション選択信号に基
づいて点弧状態を決定するか、今回のサンプリング時点
の中性点電位の値が一定の許容幅を越えたら行い、許容
幅を越えないときは仮点弧信号をそのまま点弧状態とす
るか、次回サンプリング時点の中性点電位予測値が一定
の許容帽を越えそうであれば行い、許容幅を越えそうに
ないときは仮点弧信号をそのまま点弧状態とするか、の
いずれかにより行うことを特徴とする請求項8〜10の
いずれかに記載のNPC変換器の制御装置である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 11 is characterized in that the action of the neutral point potential control is always performed, and the ignition state is always determined based on the temporary ignition signal and the ignition option selection signal. It is determined or performed when the value of the neutral point potential at the time of the current sampling exceeds a certain allowable range. If the predicted value of the neutral point potential is likely to exceed a certain allowable level, the determination is performed, and if the estimated value is not likely to exceed the allowable range, the temporary ignition signal is set to the ignition state as it is, or the determination is performed. A control device for an NPC converter according to any one of claims 8 to 10.

【0023】前記目的を実現するため、請求項12に対
応する発明は、前記キャリア発生手段において、常時は
3相とも小振輻キャリアを使用するのを原則とし、今回
のサンプリング時点の中性点電位の値が一定の許容輻を
越えるか、あるいは、次回サンプリング時点の中性点電
位の値が一定の許容幅を越えそうな場合、大振幅キャリ
アと小振幅キャリアを併用することを特徴とする請求項
8〜10のいずれかに記載のNPC変換器の制御装置で
ある。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 12 is based on the principle that the carrier generation means always uses small vibration carriers in all three phases, and the neutral point at the time of the current sampling is used. If the potential value exceeds a certain allowable radiation or the value of the neutral point potential at the next sampling time is likely to exceed a certain allowable width, a large amplitude carrier and a small amplitude carrier are used together. A control device for an NPC converter according to any one of claims 8 to 10.

【0024】請求項1〜請求項12のいずれかに記載の
発明によれば、1電源構成によるNPCインバータ中性
点電位変動を抑制できる。
According to any one of the first to twelfth aspects, it is possible to suppress the fluctuation of the neutral point potential of the NPC inverter due to the single power supply configuration.

【0025】前記目的を実現するため、請求項13に対
応する発明は、複数のスイッチング素子をブリッジ接続
してなり交流電力を直流電力に変換するNPCコンバー
タと、複数のスイッチング素子をブリッジ接続してなり
直流電力を交流電力に変換するNPCインバータとを備
え、前記NPCコンバータと前記NPCインバータの正
側および負側直流端子同士を接続し、かつ該両者の直流
端子間に印加される直流電圧を分割するための2組の平
滑コンデンサを接続し、前記各スイッチング素子をパル
ス幅変調するNPC変換器の制御装置において、前記N
PCインバータの正側の直流電力を第1の減算器の正側
入力端子に、前記NPCインバータの負側の直流電力を
該第1の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力してイン
バータ側直流電力偏差を求め、前記NPCコンバータの
正側の直流電力を第2の減算器の正側入力端子に、前記
NPCコンバータの負側の直流電力を該第2の減算器の
負側入力端子にそれぞれ入力してコンバータ側直流電力
偏差を求め、前記インバータ側直流電力偏差を第3の減
算器の正側入力端子に、前記コンバータ側直流電力偏差
を該第3の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力して電
力偏差を求め、該電力偏差を第2のゲインを介して得ら
れる補償出力を前記NPCインバータの中性点補償回路
に入力するようにしたことを特徴とするNPC変換器の
制御装置である。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 13 is an NPC converter in which a plurality of switching elements are bridge-connected to convert AC power to DC power, and a plurality of switching elements are bridge-connected. An NPC inverter that converts DC power into AC power, connects the NPC converter and the positive and negative DC terminals of the NPC inverter, and divides a DC voltage applied between the DC terminals. In the control device of the NPC converter for connecting two sets of smoothing capacitors for performing the pulse width modulation on each of the switching elements,
The positive DC power of the PC inverter is input to the positive input terminal of the first subtractor, and the negative DC power of the NPC inverter is input to the negative input terminal of the first subtractor. The power deviation is obtained, and the positive DC power of the NPC converter is supplied to a positive input terminal of a second subtractor, and the negative DC power of the NPC converter is supplied to a negative input terminal of the second subtractor. The converter-side DC power deviation is obtained and the inverter-side DC power deviation is supplied to a positive input terminal of a third subtractor, and the converter-side DC power deviation is supplied to a negative input terminal of the third subtractor. A power deviation is obtained by inputting the power deviation, and a compensation output obtained from the power deviation through a second gain is input to a neutral point compensation circuit of the NPC inverter. It is.

【0026】前記目的を実現するため、請求項14に対
応する発明は、複数のスイッチング素子をブリッジ接続
してなり交流電力を直流電力に変換するNPCコンバー
タと、複数のスイッチング素子をブリッジ接続してなり
直流電力を交流電力に変換するNPCインバータとを備
え、前記NPCコンバータと前記NPCインバータの正
側および負側直流端子同士を接続し、かつ該両者の直流
端子間に印加される直流電圧を分割するための2組の平
滑コンデンサを接続し、前記各スイッチング素子をパル
ス幅変調するNPC変換器の制御装置において、前記N
PCインバータの正側の直流電力を第1の減算器の正側
入力端子に、前記NPCコンバータの正側の直流電力を
第1のゲインを介して該第1の減算器の負側入力端子に
それぞれ入力して正側直流電力偏差を求め、前記NPC
インバータの負側の直流電力を第2の減算器の正側入力
端子に、前記NPCコンバータの負側の直流電力を第1
のゲインを介して該第2の減算器の負側入力端子にそれ
ぞれ入力して負側直流電力偏差を求め、前記正側直流電
力偏差を第3の減算器の正側入力端子に、前記負側直流
電力偏差を該第3の減算器の負側入力端子にそれぞれ入
力して電力偏差を求め、該電力偏差を第2のゲインを介
して得られる補償出力を前記NPCインバータの中性点
補償回路に入力するようにしたことを特徴とするNPC
変換器の制御装置である。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 14 is an invention in which a plurality of switching elements are bridge-connected to convert an AC power into a DC power and a plurality of switching elements are bridge-connected. An NPC inverter that converts DC power into AC power, connects the NPC converter and the positive and negative DC terminals of the NPC inverter, and divides a DC voltage applied between the DC terminals. In the control device of the NPC converter for connecting two sets of smoothing capacitors for performing the pulse width modulation on each of the switching elements,
The positive DC power of the PC inverter is applied to the positive input terminal of a first subtractor, and the positive DC power of the NPC converter is applied to the negative input terminal of the first subtractor via a first gain. Input to calculate the positive side DC power deviation,
The negative DC power of the inverter is supplied to the positive input terminal of the second subtractor, and the negative DC power of the NPC converter is supplied to the first input terminal of the second subtractor.
Are input to the negative input terminal of the second subtractor via the gain of the second subtractor to determine the negative DC power deviation, and the positive DC power deviation is input to the positive input terminal of the third subtractor, Side DC power deviation is input to the negative input terminal of the third subtractor to obtain a power deviation, and the power deviation is obtained by using a compensation output obtained through a second gain as a neutral point compensation of the NPC inverter. NPC characterized in that it is inputted to a circuit
It is a control device of the converter.

【0027】前記目的を実現するため、請求項15に対
応する発明は、複数のスイッチング素子をブリッジ接続
してなり交流電力を直流電力に変換するNPCコンバー
タと、複数のスイッチング素子をブリッジ接続してなり
直流電力を交流電力に変換するNPCインバータとを備
え、前記NPCコンバータと前記NPCインバータの正
側および負側直流端子同士を接続し、かつ該両者の直流
端子間に印加される直流電圧を分割するための2組の平
滑コンデンサを接続し、前記各スイッチング素子をパル
ス幅変調するNPC変換器の制御装置において、前記N
PCインバータの正側の直流電力を第1の減算器の正側
入力端子に、前記NPCインバータの負側の直流電力を
該第1の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力してイン
バータ側直流電力偏差を求め、前記NPCコンバータの
正側の直流電力を第2の減算器の正側入力端子に、前記
NPCコンバータの負側の直流電力を該第2の減算器の
負側入力端子にそれぞれ入力してコンバータ側直流電力
偏差を求め、前記第2の減算器の出力である電力偏差を
所定の範囲を越えたとき出力を生ずる関数発生器に入力
し、前記インバータ側直流電力偏差を第3の減算器の正
側入力端子に入力し、前記関数発生器の出力側に第1の
ゲインを介して該第3の減算器の負側入力端子にそれぞ
れ入力して電力偏差を求め、前記第3の減算器の出力で
ある電力偏差を第2のゲインを介して得られる補償出力
を前記NPCインバータの中性点補償回路に入力したこ
とを特徴とするNPC変換器の制御装置である。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 15 is an invention in which a plurality of switching elements are bridge-connected to convert an AC power to a DC power and a plurality of switching elements are bridge-connected. An NPC inverter that converts DC power into AC power, connects the NPC converter and the positive and negative DC terminals of the NPC inverter, and divides a DC voltage applied between the DC terminals. In the control device of the NPC converter for connecting two sets of smoothing capacitors for performing the pulse width modulation on each of the switching elements,
The positive DC power of the PC inverter is input to the positive input terminal of the first subtractor, and the negative DC power of the NPC inverter is input to the negative input terminal of the first subtractor. The power deviation is obtained, and the positive DC power of the NPC converter is supplied to a positive input terminal of a second subtractor, and the negative DC power of the NPC converter is supplied to a negative input terminal of the second subtractor. The DC power deviation of the converter is obtained by inputting the signal to the function generator which generates an output when the power deviation, which is the output of the second subtractor, exceeds a predetermined range. To the positive side input terminal of the subtractor, and to the output side of the function generator via a first gain to the negative side input terminal of the third subtractor to obtain a power deviation. The power deviation, which is the output of the subtractor 3 A compensation output obtained through the gain control unit of the NPC converter, characterized in that entered in the neutral point compensation circuit of the NPC inverter.

【0028】前記目的を実現するため、請求項16に対
応する発明は、複数のスイッチング素子をブリッジ接続
してなり交流電力を直流電力に変換するNPCコンバー
タと、複数のスイッチング素子をブリッジ接続してなり
直流電力を交流電力に変換するNPCインバータとを備
え、前記NPCコンバータと前記NPCインバータの正
側および負側直流端子同士を接続し、かつ該両者の直流
端子間に印加される直流電圧を分割するための2組の平
滑コンデンサを接続し、前記各スイッチング素子をパル
ス幅変調するNPC変換器の制御装置において、前記N
PCインバータの正側の直流電力を第1の減算器の正側
入力端子に、前記NPCインバータの負側の直流電力を
該第1の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力してイン
バータ側直流電力偏差を求め、前記NPCコンバータの
正側の直流電力を第2の減算器の正側入力端子に、前記
NPCコンバータの負側の直流電力を該第2の減算器の
負側入力端子にそれぞれ入力してコンバータ側直流電力
偏差を求め、前記インバータ側直流電力偏差を第3の減
算器の正側入力端子に入力し、前記コンバータ側直流電
力偏差を定数倍する乗算器および第1のゲインを介して
該第3の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力して電力
偏差を求め、該電力偏差を第2のゲインを介して得られ
る補償出力を前記NPCインバータの中性点補償回路に
入力し、前記第1の減算器の出力端子と前記第3の減算
器の正側入力端子の間に、前記インバータ側直流電力偏
差が所定の範囲を越えたとき出力を生ずる関数発生器の
入力端子を接続し、該関数発生器の出力端子から出力が
生じたとき前記乗算器に対して乗算開始指令を与えると
共に、前記第1のゲインが前記第3の減算器の負側入力
端子に接続されるようにしたことを特徴とするNPC変
換器の制御装置である。前記目的を実現するため、請求
項17に対応する発明は、複数のスイッチング素子をブ
リッジ接続してなり交流電力を直流電力に変換するNP
Cコンバータと、複数のスイッチング素子をブリッジ接
続してなり直流電力を交流電力に変換するNPCインバ
ータとを備え、前記NPCコンバータと前記NPCイン
バータの正側および負側直流端子同士を接続し、かつ該
両者の直流端子間に印加される直流電圧を分割するため
の2組の平滑コンデンサを接続し、前記各スイッチング
素子をパルス幅変調するNPC変換器の制御装置におい
て、前記NPCインバータの正側の直流電力を第1の減
算器の正側入力端子に、前記NPCインバータの負側の
直流電力を該第1の減算器の負側入力端子にそれぞれ入
力してインバータ側直流電力偏差を求め、前記NPCコ
ンバータの正側の直流電力を第2の減算器の正側入力端
子に、前記NPCコンバータの負側の直流電力を該第2
の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力してコンバータ
側直流電力偏差を求め、前記インバータ側直流電力偏差
を第3の減算器の正側入力端子に入力し、前記コンバー
タ側直流電力偏差を、常閉と常開の2連動接点および第
1および第3のゲインからなる並列回路を介して該第3
の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力して直流電力偏
差を求め、該電力偏差を第2のゲインを介して得られる
補償出力を前記NPCインバータの中性点補償回路に入
力し、前記第3の減算器の出力端子と前記第2のゲイン
の入力端子の間に、前記直流電力偏差が所定の範囲を越
えたとき出力を生ずる関数発生器の入力端子を接続し、
該関数発生器の出力端子から出力が生じたとき前記2連
動接点に対して切り替え指令を与えると共に、前記第1
のゲインから前記第3のゲインに切り替わるようにした
ことを特徴とするNPC変換器の制御装置である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 16 is an invention in which a plurality of switching elements are bridge-connected to convert an AC power into a DC power, and a plurality of switching elements are bridge-connected. An NPC inverter that converts DC power into AC power, connects the NPC converter and the positive and negative DC terminals of the NPC inverter, and divides a DC voltage applied between the DC terminals. In the control device of the NPC converter for connecting two sets of smoothing capacitors for performing the pulse width modulation on each of the switching elements,
The positive DC power of the PC inverter is input to the positive input terminal of the first subtractor, and the negative DC power of the NPC inverter is input to the negative input terminal of the first subtractor. The power deviation is obtained, and the positive DC power of the NPC converter is supplied to a positive input terminal of a second subtractor, and the negative DC power of the NPC converter is supplied to a negative input terminal of the second subtractor. The converter-side DC power deviation is obtained to input the inverter-side DC power deviation to a positive input terminal of a third subtractor, and a multiplier for multiplying the converter-side DC power deviation by a constant and a first gain are obtained. Input to the negative side input terminals of the third subtractor via a second gain to obtain a power deviation, and input the compensation output obtained through the second gain to a neutral point compensation circuit of the NPC inverter. And the first An input terminal of a function generator that generates an output when the inverter-side DC power deviation exceeds a predetermined range is connected between an output terminal of the subtractor and a positive-side input terminal of the third subtractor; When an output is generated from the output terminal of the generator, a multiplication start command is given to the multiplier, and the first gain is connected to a negative input terminal of the third subtractor. It is a control device of the NPC converter which is a feature. In order to achieve the above object, an invention according to claim 17 is an NP for converting an AC power to a DC power by bridging a plurality of switching elements.
A C converter, and an NPC inverter that bridges a plurality of switching elements and converts DC power into AC power. The NPC converter connects the positive and negative DC terminals of the NPC inverter to each other, and In a control device of an NPC converter for connecting two sets of smoothing capacitors for dividing a DC voltage applied between both DC terminals and performing pulse width modulation on each of the switching elements, a DC voltage on the positive side of the NPC inverter is provided. The power is input to the positive input terminal of a first subtractor, and the negative DC power of the NPC inverter is input to the negative input terminal of the first subtractor to determine the inverter-side DC power deviation. The positive DC power of the converter is supplied to the positive input terminal of a second subtractor, and the negative DC power of the NPC converter is supplied to the second subtractor.
Are input to the negative input terminal of the subtractor to determine the converter-side DC power deviation, the inverter-side DC power deviation is input to the positive input terminal of the third subtractor, the converter-side DC power deviation, The third link is connected via a parallel circuit consisting of two normally-closed and normally-open interlocking contacts and first and third gains.
The DC power deviation is obtained by inputting to each of the negative input terminals of the subtractor, and the power deviation is input to a neutral point compensation circuit of the NPC inverter through a compensation output obtained through a second gain. 3 is connected between the output terminal of the subtractor and the input terminal of the second gain, the input terminal of a function generator that generates an output when the DC power deviation exceeds a predetermined range,
When an output is generated from an output terminal of the function generator, a switching command is given to the two interlocking contacts, and the first
A control device for an NPC converter, characterized in that the gain is switched from the third gain to the third gain.

【0029】前記目的を実現するため、請求項18に対
応する発明は、複数のスイッチング素子をブリッジ接続
してなり交流電力を直流電力に変換する1個のNPCコ
ンバータと、複数のスイッチング素子をブリッジ接続し
てなり直流電力を交流電力に変換するn個(n=2以上
の整数)のNPCインバータとを備え、前記各NPCイ
ンバータの各正側直流端子に、前記NPCコンバータの
正側直流端子を共通に接続し、かつ前記各NPCインバ
ータの各負側直流端子に、前記NPCコンバータの負側
直流端子を共通に接続し、前記NPCコンバータと前記
各NPCインバータの直流端子間に印加される直流電圧
を分割するための2組の平滑コンデンサを接続し、前記
各スイッチング素子をパルス幅変調するNPC変換器の
制御装置において、前記NPCインバータのうちのいず
れかの正側の直流電力を第1の減算器の正側入力端子
に、前記NPCコンバータの正側の直流電力を第1番目
のゲインと第n番目のゲインの積を介して該第1の減算
器の負側入力端子にそれぞれ入力して正側直流電力偏差
を求め、前記NPCインバータのうちのいずれかの負側
の直流電力を第2の減算器の正側入力端子に、前記NP
Cコンバータの負側の直流電力を第1番目のゲインと第
n番目のゲインの積を介して該第2の減算器の負側入力
端子にそれぞれ入力して負側直流電力偏差を求め、前記
正側直流電力偏差を第3の減算器の正側入力端子に、前
記負側直流電力偏差を該第3の減算器の負側入力端子に
それぞれ入力して電力偏差を求め、該電力偏差を第2の
ゲインを介して得られる補償出力を前記NPCインバー
タの中性点補償回路に入力するようにしたことを特徴と
するNPC変換器の制御装置である。
To achieve the above object, an invention according to claim 18 is an invention in which a plurality of switching elements are bridge-connected to convert one AC power into a DC power, and one NPC converter is used to bridge the plurality of switching elements. NPC inverters connected to each other to convert DC power into AC power (n = an integer of 2 or more), and a positive DC terminal of the NPC converter is connected to each positive DC terminal of each NPC inverter. A DC voltage applied between the DC terminals of the NPC converter and the NPC inverters, wherein the DC terminals are connected in common, and the negative DC terminals of the NPC converter are connected to the respective negative DC terminals of the NPC inverters. In the control device of the NPC converter which connects two sets of smoothing capacitors for dividing One of the positive DC power of the NPC inverter is applied to a positive input terminal of a first subtractor, and the positive DC power of the NPC converter is applied to a product of a first gain and an n-th gain. To the negative input terminal of the first subtractor to determine the positive DC power deviation, and to apply any negative DC power of the NPC inverter to the positive terminal of the second subtractor. The NP input terminal
The negative DC power of the C converter is input to the negative input terminal of the second subtractor via the product of the first gain and the nth gain to obtain a negative DC power deviation. The positive DC power deviation is input to the positive input terminal of a third subtractor, and the negative DC power deviation is input to the negative input terminal of the third subtractor to determine a power deviation. A control device for an NPC converter, wherein a compensation output obtained via a second gain is input to a neutral point compensation circuit of the NPC inverter.

【0030】請求項13〜請求項18に対応する発明に
よれば、コンバータ動作や商用電源に変動があった場合
でも直流電圧が安定化する。
According to the inventions corresponding to the thirteenth to eighteenth aspects, the DC voltage is stabilized even when the converter operation or the commercial power supply fluctuates.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明するが、その前に従来のPWM方式
と中性点電位変動抑制技術ならびに本発明の概要につい
て説明する。図1にNPCインバータの1相分の出力相
電圧と素子状態を示す。NPCインバータは図1のスイ
ッチングにより3値の相電圧が3相独立に得られる。し
たがって、33 =27通りの点弧状態で、19種類の離
散的な電圧ベクトルが出力可能である。図2にNPCイ
ンバータの出力電圧ベクトルと、対応する点弧状態(S
u,Sv,Sw)を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Before that, a conventional PWM system, a neutral point potential fluctuation suppressing technology, and an outline of the present invention will be described. FIG. 1 shows output phase voltages and element states of one phase of the NPC inverter. The NPC inverter can obtain three-valued phase voltages independently for three phases by the switching shown in FIG. Accordingly, 19 kinds of discrete voltage vectors can be output in 3 3 = 27 kinds of ignition states. FIG. 2 shows the output voltage vector of the NPC inverter and the corresponding firing state (S
u, Sv, Sw).

【0032】図2において、例えばV12(1,0,−
1)はU相点弧状態Su=1、V相点弧状態Sv=0、
W相点弧状態Sw=−1であることを示す。
In FIG. 2, for example, V12 (1, 0,-
1) U-phase firing state Su = 1, V-phase firing state Sv = 0,
This shows that the W-phase firing state Sw = −1.

【0033】NPCインバータは直流電圧が等しけれ
ば、通常の2レベル電圧形インバータの半分の大きさの
電圧ベクトルを出力できるので、高調波含有率の大幅な
低減が期待できる。
If the DC voltage is equal, the NPC inverter can output a voltage vector having half the size of a normal two-level voltage type inverter, so that a significant reduction in the harmonic content can be expected.

【0034】ところが、1電源構成NPCインバータの
中性点電位は、中性点に流入または流出する電流により
変動する。中性点電流は、相電圧が中性点にクランプさ
れたときだけ流れる。中性点に電流が流入すると中性点
電位は上昇し、流出すると中性点電位は下降する。
However, the neutral point potential of the NPC inverter having one power supply varies depending on the current flowing into or out of the neutral point. Neutral current flows only when the phase voltage is clamped to neutral. When a current flows into the neutral point, the neutral point potential increases, and when the current flows out, the neutral point potential decreases.

【0035】ここで、従来の三角波比較PWMについて
説明する。
Here, a conventional triangular wave comparison PWM will be described.

【0036】インバータの各スイッチの点弧状態を決定
し、目標となる電圧指令値を出力する方法のひとつとし
て、三角波比較PWMがある。従来の三角波比較PWM
では、0と+1を往復するキャリア(T1)と、−1と
0を往復するキャリア(T2)を用いて、4つのスイッ
チの点弧状態を決定する。図3にその一例を示す。
One of the methods for determining the ignition state of each switch of the inverter and outputting a target voltage command value is a triangular wave comparison PWM. Conventional triangular wave comparison PWM
Here, the firing state of the four switches is determined using the carrier (T1) reciprocating between 0 and +1 and the carrier (T2) reciprocating between -1 and 0. FIG. 3 shows an example.

【0037】図3ではT1<Vu* の場合、 Su1=ON,Su2=ON,Su3=OFF,Su4
=OFF T2<Vu* <T1の場合、 Su1=OFF,Su2=ON,Su3=ON,Su4
=OFF Vu* <T2の場合、 Su1=OFF,Su2=OFF,Su3=ON,Su
4=ONとし、図1の点弧状態と対応させている。
In FIG. 3, when T1 <Vu * , Su1 = ON, Su2 = ON, Su3 = OFF, Su4
= OFF When T2 <Vu * <T1, Su1 = OFF, Su2 = ON, Su3 = ON, Su4
= OFF Vu * <T2, Su1 = OFF, Su2 = OFF, Su3 = ON, Su
4 = ON, which corresponds to the firing state in FIG.

【0038】このようにスイッチングすることにより、
結果的に平均電圧が電圧指令値と等しくなるパルス列を
出力できる。
By switching in this manner,
As a result, a pulse train in which the average voltage is equal to the voltage command value can be output.

【0039】次に、従来の空間ベクトルPWMにおける
中性点電位変動抑制法について説明する。
Next, a conventional method for suppressing the neutral point potential fluctuation in the space vector PWM will be described.

【0040】図2に示す空間ベクトル図を利用した空間
ベクトルPWMでは、ある指令Vが与えられたとき、サ
ンプリング周期を3つまたは3つ以上の所定の時間区間
に区切り、指令Vを囲むベクトルをそれぞれの時間区間
に割り当て、順に出力することでサンプリング周期内の
平均出力が指令Vに等しくなるようなパルスを出力す
る。同じベクトル組で発生できる電圧ベクトルの集合は
空間ベクトル図上で小さい正三角形領域になり、図2の
空間ベクトル図はそれらの正三角形で領域分割できる。
360°全区間を60°ずつの区間に分けたときの0゜
から60゜の区間のベクトル図の領域分割を図4に示
す。また、各領域で使用するベクトルの組み合わせを図
5に示す。
In the space vector PWM using the space vector diagram shown in FIG. 2, when a certain command V is given, the sampling period is divided into three or three or more predetermined time sections, and the vector surrounding the command V is Pulses are output such that the average output within the sampling period is equal to the command V by allocating to each time section and outputting in order. A set of voltage vectors that can be generated by the same vector set is a small equilateral triangle on the space vector diagram, and the space vector diagram of FIG. 2 can be divided into regions by these equilateral triangles.
FIG. 4 shows the area division of the vector diagram of the section from 0 ° to 60 ° when the entire section of 360 ° is divided into sections of 60 °. FIG. 5 shows combinations of vectors used in each area.

【0041】例えば、指令Vが図4の位置にあるとき、
Vが存在する領域はであり、Vを囲む3つのベクトル
の、点弧時間配分比率をそれぞれαi 、αj 、αk とす
ると以下の式を満たすように、それぞれの点弧時間配分
比率が決められる。
For example, when the command V is at the position shown in FIG.
The region in which V exists is the following. If the firing time distribution ratios of the three vectors surrounding V are αi, αj, and αk, respectively, the respective firing time distribution ratios are determined so as to satisfy the following equation.

【0042】 αi ・V1 +αj ・V11+αk ・V12=V …(1) αi +αj +αk =1 …(2) これらの点弧時問配分比率ごとに点弧状態を切り替える
ことにより、指令Vを出力する。
Αi · V1 + αj · V11 + αk · V12 = V (1) αi + αj + αk = 1 (2) The command V is output by switching the firing state for each of these firing time distribution ratios.

【0043】さて、この例の指令Vに対するPWMを実
行した場合、中性点電流が流れるのは点弧状態が(1,
0,0)、(0,−1,−1)および(1,0,−1)
のときである。まず、ベクトルV1の点弧状態である
(1,0,0)および(0,−1,−1)の場合の中性
点電位変動を考える。これら2つの点弧状態を図6に示
す。
When the PWM for the command V in this example is executed, the neutral point current flows when the ignition state is (1, 1).
0,0), (0, -1, -1) and (1,0, -1)
It is time. First, consider the neutral point potential fluctuation in the case of (1, 0, 0) and (0, -1, -1), which are the firing state of the vector V1. FIG. 6 shows these two firing states.

【0044】各相の相電流の向きが図の向きであると
き、図6(a)と(b)の中性点電流は大きさが同じで
正負が異なる値となる。よって、ベクトルV1 を出力す
るとき、中性点電位が高すぎる場合には交流側電流の向
きに応じて中性点電流が流れ出す方向の点弧状態を選択
し、中性点電位が低すぎる場合には、中性点電流が流れ
込む方向の点弧状態を選択する。このようにして、積極
的に中性点電流を制御することができる。
When the direction of the phase current of each phase is as shown in the figure, the neutral point currents of FIGS. 6A and 6B have the same magnitude but different values for positive and negative. Therefore, when outputting the vector V1, if the neutral point potential is too high, the ignition state in which the neutral point current flows in accordance with the direction of the AC side current is selected, and if the neutral point potential is too low. , The ignition state in the direction in which the neutral point current flows is selected. In this manner, the neutral point current can be positively controlled.

【0045】一方、ベクトルV12は点弧状態を(1,
0,−1)の1つしか持っていないので、この点弧状態
では中性点電流は一方向に流れ続け、中性点電流を制御
することはできない。すなわち、指令VがベクトルV12
に近いときはV12を出力する時間配分が多くなり、中性
点電位変動は制御不能となる。
On the other hand, the vector V12 shows the ignition state as (1,
In this ignition state, the neutral point current continues to flow in one direction, and the neutral point current cannot be controlled. That is, the command V is the vector V12
, The time distribution for outputting V12 increases, and the neutral point potential fluctuation becomes uncontrollable.

【0046】これを避けるため、図2に示す外側の六角
形の辺上のベクトル(V12,V23,V34,V45,V56,
V61)を用いず、他のベクトルとの組み合わせで与えら
れた電圧指令を実現する方法が公知である。
To avoid this, vectors (V12, V23, V34, V45, V56, V56) on the outer hexagonal side shown in FIG.
A method for realizing a voltage command given in combination with another vector without using V61) is known.

【0047】例えば、図4の指令VをV12を用いずに実
現するには、(V1 ,V11,V2 )の組もあり得るし、
(V1 ,V11,V22)の組もあり得る。このように辺上
のベクトルを使わないPWMのための領域分割は何種類
かある。そのうちのーつとして、図7に示すように領域
分割したものがあり、図7の各領域で使用するベクトル
を図8に示している。
For example, in order to realize the command V of FIG. 4 without using V12, there may be a set of (V1, V11, V2).
There can be a set of (V1, V11, V22). As described above, there are several types of region division for PWM that does not use the vector on the side. As one of them, there is one divided into regions as shown in FIG. 7, and vectors used in each region in FIG. 7 are shown in FIG.

【0048】以上述べたベクトルの切り替えには、点弧
状態の遷移に+1から−1、あるいは−1から+1を含
むため、図3の三角波比較法では対応できない。このよ
うなことから、本発明の実施形態では以下に述べるよう
に、大振幅キャリア/小振幅キャリアを併用した三角波
比較PWMを使用する。
The switching of the vector described above cannot be dealt with by the triangular wave comparison method of FIG. 3 because the transition of the ignition state includes +1 to -1 or -1 to +1. For this reason, as described below, the embodiment of the present invention uses the triangular wave comparison PWM using both the large amplitude carrier and the small amplitude carrier.

【0049】従来から使われてきたNPCインバータの
三角波PWMでは、図3に示されているように、0と+
1を往復するキャリアT1と、−1と0を往復するキャ
リアT2が使われてきた。
In the conventional triangular wave PWM of the NPC inverter, as shown in FIG.
A carrier T1 reciprocating between 1 and a carrier T2 reciprocating between -1 and 0 have been used.

【0050】本発明では、これらのキャリアを「小振幅
キャリア」と呼ぶことにする。また、図9のT0のよう
に−1と+1を往復するキャリアを「大振幅キャリア」
と呼び、本発明の実施形態では、小振幅キャリアと大振
幅キャリアを適宜併用するように構成したものである。
In the present invention, these carriers are called "small amplitude carriers". Further, the carrier reciprocating between -1 and +1 as in T0 of FIG.
In the embodiment of the present invention, the small-amplitude carrier and the large-amplitude carrier are appropriately used in combination.

【0051】図9において、Vu* >T0の場合、 Su1=ON,Su2=ON,Su3=0FF,Su4
=OFF Vu* <T0の場合、 Su1=OFF,Su2=OFF,Su3=ON,Su
4=ONである。キャリアと変調信号が交差するところ
では、出力電圧が+Eから−Eまたは−Eから+Eに切
り替わる。つまり、0をスキップし、2レベルインバー
タと同様の動作になる。
In FIG. 9, when Vu * > T0, Su1 = ON, Su2 = ON, Su3 = 0FF, Su4
= OFF Vu * <T0, Su1 = OFF, Su2 = OFF, Su3 = ON, Su
4 = ON. Where the carrier and the modulation signal intersect, the output voltage switches from + E to -E or -E to + E. In other words, 0 is skipped, and the operation becomes the same as that of the two-level inverter.

【0052】図9はU相変調信号を大振幅キャリアと交
差させ、V相は小振幅キャリアと交差させたときの波形
の例である。
FIG. 9 shows an example of the waveform when the U-phase modulated signal crosses the large amplitude carrier and the V phase crosses the small amplitude carrier.

【0053】ー般に、PWMインバータによる誘導電動
機ドライブにおいては、ある電圧指令ベクトルを出力す
るのに、線間電圧さえ同じであれば、相電圧は任意でよ
い(高調波は変化するが、ここでは基本波にだけ注目す
る)。従って、3相の変調信号Vu* 、Vv* 、Vw*
全体を±1のリミット内で上または下にシフトしても、
出力電圧の基本波は変わらない。つまり、線間電圧を保
つように変調信号を加工できる。
In general, in an induction motor drive using a PWM inverter, a phase voltage may be arbitrarily set to output a certain voltage command vector as long as the line voltage is the same (harmonics change, but Let's focus only on the fundamental wave). Therefore, the three-phase modulation signals Vu * , Vv * , Vw *
Shifting the whole up or down within the ± 1 limit,
The fundamental wave of the output voltage does not change. That is, the modulation signal can be processed so as to maintain the line voltage.

【0054】図9は、特に変調信号の加工は行わず、高
調波や中性点電位変動抑制も考慮しない、単純な波形で
ある。
FIG. 9 shows a simple waveform in which the processing of the modulation signal is not particularly performed and no consideration is given to the suppression of harmonics and neutral point potential fluctuation.

【0055】本実施形態では、指令ベクトルの角度に応
じて、ある相の変調信号は大振幅キャリアと交差させ、
別の相の変調信号は小振幅キャリアと交差させること
で、ベクトルの切り替えを実現する。また、指令ベクト
ルと同じ平均電圧を当該サンプリング期間で出力するよ
うに各ベクトルに点弧時問を配分するべく、各相変調信
号を加工する。
In this embodiment, the modulation signal of a certain phase intersects with the large amplitude carrier according to the angle of the command vector,
The switching of the vector is realized by intersecting the modulated signal of another phase with the small amplitude carrier. Further, each phase modulation signal is processed so as to distribute the ignition time to each vector so that the same average voltage as the command vector is output in the sampling period.

【0056】以下、図7の各領域,,,,に
指令ベクトルが存在する場合の変調信号の加工方法を示
す。
Hereinafter, a method of processing a modulation signal in the case where a command vector exists in each of the regions,... In FIG. 7 will be described.

【0057】(1)図10(a)の領域 1つの制御周期の間に、3つの点弧状態を出力する。3
つの点弧状態の切り替えには、どのベクトルから出発す
るかで3通り、時計回りか反時計回りかで2通り、ベク
トルV1 の点弧オプションが2通りあるので、全部で3
×2×2=12通りのパターンがある。
(1) Region in FIG. 10A Three firing states are output during one control cycle. 3
There are three ways to switch between the three firing states depending on which vector to start from, two ways clockwise or counterclockwise, and two firing options for the vector V1.
× 2 × 2 = 12 patterns.

【0058】1つのサンプリング周期中では、各変調信
号は一定値にホールドされる。ホールドされた変調信号
と、谷から山に昇るキャリア信号とをクロスさせる場
合、各相の点弧状態(Su,Sv,Sw)は、変調信号
が最大値+1または最小値−1に張り付いている場合を
除いて、1回だけ変化する。しかも、変化の方向は必ず
下がる方向であり、小振幅キャリアとクロスする場合は
1→0または0→−1、大振幅キャリアとクロスする場
合は1→−1となる。上記の12通りのパターンのう
ち、これらの条件に合うものとして、図10(b)の上
側のパターンを採用する。
During one sampling period, each modulated signal is held at a constant value. When crossing the held modulation signal with the carrier signal rising from the valley to the peak, the ignition state (Su, Sv, Sw) of each phase is determined by the modulation signal sticking to the maximum value +1 or the minimum value -1. It changes only once, except when it is In addition, the direction of the change is always a downward direction, 1 → 0 or 0 → −1 when crossing a small amplitude carrier, and 1 → −1 when crossing a large amplitude carrier. Of the above 12 patterns, the pattern on the upper side of FIG. 10B is adopted as a pattern that meets these conditions.

【0059】以下、図10(b)にて点弧切り替えパタ
ーンと、そのパターンを実現する変調信号の関係を考え
る。図10(b)より、U相は小振幅キャリアT1を用
いて1・0を切り替え、V相は大振幅キャリアT0を用
いて1・−1を切り替える。W相は−1にベタ付けなの
で、キャリアは大小どちらでもよいが、他の領域との統
一を考えて、小振幅キャリアとしておく。またW相の出
力が常に−1および線間電圧一定の条件から以下のよう
に変調信号を加工する。ここでVuo、Vvo、Vwo
は加工前の各相の変調信号を示し、Vu* 、Vv* 、V
* は加工後の各相の変調信号を示している。
Hereinafter, the relationship between the ignition switching pattern and the modulation signal for realizing the pattern will be considered with reference to FIG. From FIG. 10B, the U-phase switches between 1.0 and 1.0 using the small-amplitude carrier T1, and the V-phase switches between 1 and -1 using the large-amplitude carrier T0. Since the W phase is solidly attached to -1, the carrier may be either large or small, but is considered as a small amplitude carrier in consideration of unification with other regions. Further, the modulation signal is processed as described below under the condition that the output of the W phase is always −1 and the line voltage is constant. Where Vuo, Vvo, Vwo
Denotes a modulation signal of each phase before processing, and Vu * , Vv * , V
w * indicates a modulated signal of each phase after processing.

【0060】 Vu* =Vuo−Vwo−1 Vv* =Vvo−Vwo−1 Vw* =−1 …(3) 結局、この変調信号を図10(b)の下側のように各大
振幅/小振幅キャリアと交差させれば、図10(b)上
側のような点弧切り替えを実現でき、この切り替えによ
り領域内の指令ベクトルVと同じ平均電圧のパルス列
を出力できる。
Vu * = Vuo−Vwo−1 Vv * = Vvo−Vwo−1 Vw * = − 1 (3) After all, this modulated signal is converted to each large amplitude / small as shown in the lower part of FIG. By intersecting with the amplitude carrier, ignition switching as shown in the upper part of FIG. 10B can be realized, and by this switching, a pulse train of the same average voltage as the command vector V in the area can be output.

【0061】(2)図11(a)の領域 3つの点弧状態の切り替えには領域と同様12通りの
順序が考えられるが、その中で図11(b)のような点
弧切り替えパターンを採用する。
(2) Area of FIG. 11 (a) Twelve orders can be considered for switching the three ignition states as in the case of the area. Among them, the ignition switching pattern shown in FIG. 11 (b) is used. adopt.

【0062】図11(b)より、W相は小振幅キャリア
を用い、V相は大振幅キャリアを用いて点弧状態を切り
替える。U相は+1にベタ付けなので、キャリアは大小
どちらでもよいが、他の領域との統一を考えて、小振幅
キャリアとしておく。また、U相の出力が常に1および
線間電圧一定の条件から以下のように変調信号を加工す
る。
As shown in FIG. 11B, the ignition state is switched by using the small-amplitude carrier for the W phase and using the large-amplitude carrier for the V phase. Since the U-phase is +1 solid, the carrier may be large or small, but is considered as a small-amplitude carrier in consideration of unification with other regions. Further, the modulation signal is processed as follows from the condition that the output of the U phase is always 1 and the line voltage is constant.

【0063】 Vu* =1 Vv* =1−Vuo+Vvo Vw* =1−Vuo+Vwo …(4) 結局、この変調信号を図11(b)の下側のように各大
振幅/小振幅キャリアと交差させれば図11(b)の上
側のような点弧切り替えを実現でき、この切り替えによ
り図5の領域内の指令ベクトルVと同じ平均電圧のパ
ルス列を出力できる。
Vu * = 1 Vv * = 1−Vuo + Vvo Vw * = 1−Vuo + Vwo (4) After all, this modulated signal is crossed with each large / small amplitude carrier as shown in the lower side of FIG. 11B. If this is the case, the ignition switching as shown in the upper part of FIG. 11B can be realized, and a pulse train having the same average voltage as the command vector V in the region of FIG.

【0064】(3)図12(a)の領域 3つの点弧状態の切り替えには、どのベクトルから出発
するかで3通り、時計回りか反時計回りかで2通り、ベ
クトルV1、V2の点弧オプションがそれぞれ2通りあ
るので、全部で3×2×2×2=24通りのパターンが
ある。その中で図12(b)のような点弧切り替えパタ
ーンを採用する。
(3) Area of FIG. 12 (a) To switch between the three firing states, there are three ways depending on which vector to start from, two ways whether clockwise or counterclockwise, and the points of vectors V1 and V2. Since there are two types of arc options, there are a total of 3 × 2 × 2 × 2 = 24 patterns. Among them, a firing switching pattern as shown in FIG.

【0065】図12(b)より、U相・W相は小振幅キ
ャリアを用い、V相は大振幅キャリアを用いて点弧状態
を切り替える。また、U相・V相を同時に切り替える条
件、および線間電圧一定の条件から以下のように変調信
号を加工する。
As shown in FIG. 12B, the U-phase and the W-phase use small-amplitude carriers, and the V-phase uses large-amplitude carriers to switch the ignition state. Further, the modulation signal is processed as follows from the condition for simultaneously switching the U-phase and the V-phase and the condition for keeping the line voltage constant.

【0066】 Vu* =1−Vuo+Vvo Vv* =2・(−Vuo+Vvo)+1 Vw* =−3・Vuo+1 …(5) 結局、この変調信号を図12(b)の下側のように各大
振幅/小振幅キャリアと交差させれば図12(b)の上
側のような点弧切り替えを実現でき、この切り替えによ
り領域内の指令ベクトルVと同じ平均電圧のパルス列
を出力できる。
Vu * = 1−Vuo + Vvo Vv * = 2 · (−Vuo + Vvo) +1 Vw * = − 3 · Vu + 1 + 1 (5) Eventually, this modulated signal is converted to each large amplitude as shown in the lower part of FIG. By intersecting with the / small-amplitude carrier, it is possible to realize the ignition switching as shown in the upper part of FIG.

【0067】(4)図13(a)の領域 3つの点弧状態の切り替えには領域と同様24通りの
順序が考えられるが、その中で図13(b)のような点
弧切り替えパターンを採用する。
(4) Region of FIG. 13 (a) In order to switch the three ignition states, 24 orders can be considered as in the case of the region. Among them, the ignition switching pattern as shown in FIG. adopt.

【0068】図13(b)より、U相・W相は小振幅キ
ャリアを用い、V相は大振幅キャリアを用いて点弧状態
を切り替える。また、V相・W相を同時に切り替える条
件、および線間電圧一定の条件から以下のように変調信
号を加工する。
From FIG. 13B, the U-phase and W-phase use small-amplitude carriers, and the V-phase uses large-amplitude carriers to switch the firing state. Further, the modulation signal is processed as follows from the condition of simultaneously switching the V phase and the W phase and the condition of the constant line voltage.

【0069】 Vu* =−3・Vw0−1 Vv* =2・(Vv0−Vw0)−1 Vw* =Vv0−Vw0−1 …(6) 結局、この変調信号を図13(b)の下側のように各大
振幅/小振幅キャリアと交差させれば、図13(b)の
上側のような点弧切り替えを実現でき、この切り替えに
より領域内の指令ベクトルVと同じ平均電圧のパルス
列を出力できる。
Vu * = − 3 · Vw0-1 Vv * = 2 · (Vv0−Vw0) −1 Vw * = Vv0−Vw0−1 (6) After all, this modulated signal is converted to the lower side of FIG. As shown in Fig. 13 (b), by intersecting each large-amplitude / small-amplitude carrier, the ignition switching as shown in the upper part of Fig. 13 (b) can be realized. it can.

【0070】(5)図14(a)の領域 3つの点弧状態の切り替えには、どのベクトルから出発
するかで3通り、時計回りか反時計回りかで2通り、ベ
クトルV1 、V2 の点弧オプションがそれぞれ2通り、
V0 の点弧オプションが3通りあるので、全部で3×2
×2×2×3=72通りのパターンがある。その中で図
14(b)のような点弧切り替えパターンを採用する。
(5) Area of FIG. 14 (a) Switching between the three ignition states is performed in three ways depending on which vector to start from, two ways in the clockwise or counterclockwise direction, and in the points of the vectors V1 and V2. Two arc options each,
Since there are three firing options for V0, a total of 3 × 2
× 2 × 2 × 3 = 72 patterns. Among them, a firing switching pattern as shown in FIG.

【0071】図14(b)より、すべての相で小振幅キ
ャリアを用いて点弧状態を切り替える。また、W相が常
に0および線間電圧一定の条件から以下のように変調信
号を加工する。
As shown in FIG. 14B, the ignition state is switched using the small-amplitude carrier in all phases. Further, the modulation signal is processed as follows from the condition that the W phase is always 0 and the line voltage is constant.

【0072】 Vu* =Vu0−Vw0 Vv* =Vv0−Vw0 Vw* =0 …(7) 結局、この変調信号を図14(b)の下側のように小振
幅キャリアと交差させれば、図14(b)の上側のよう
な点弧切り替えを実現でき、この切り替えにより領域
内の指令ベクトルVと同じ平均電圧のパルス列を出力で
きる。
Vu * = Vu0−Vw0 Vv * = Vv0−Vw0 Vw * = 0 (7) After all, if this modulated signal intersects with the small amplitude carrier as shown in the lower part of FIG. 14 (b), it is possible to realize the ignition switching as described above, and by this switching, it is possible to output a pulse train having the same average voltage as the command vector V in the area.

【0073】ここまでは、0゜〜60゜の範囲について
述べてきたが、他の範囲についても同様にして導くこと
ができる。
Although the range of 0 ° to 60 ° has been described above, other ranges can be similarly derived.

【0074】<第1の実施形態>図15は、本発明のN
PC変換器の制御装置の第1の実施形態を示すブロック
図である。インバータの交流側の相電流を、図示しない
電流検出器により検出し、この相電流をA/D変換器2
に入力し、ここでデジタル電流iu,iv,iwに変換
される。デジタル電流iu,iv,iwは三相/二相変
換手段6に入力されて、二相電流ix,iyに変化され
る。
<First Embodiment> FIG.
It is a block diagram showing a 1st embodiment of a control device of a PC converter. The phase current on the AC side of the inverter is detected by a current detector (not shown), and this phase current is detected by the A / D converter 2.
, Where it is converted to digital currents iu, iv, iw. The digital currents iu, iv, iw are input to the three-phase / two-phase conversion means 6 and are changed into two-phase currents ix, iy.

【0075】三相/二相変換手段6により変換された二
相電流ix,iyは、位相角(電気角)θと共に、dq
変換手段7に入力されてd軸電流idおよびq軸電流i
qに変換される。dq変換手段7により変換されたd軸
電流idおよびq軸電流iqは、それぞれ減算器8,9
の一方の入力端子に入力され、各減算器8,9の他方の
入力端子にはd軸電流指令値idrefとq軸電流指令
値iqrefが入力され、ここでそれぞれ電流偏差を求
める。この各電流偏差をそれぞれ比例積分手段(PI)
10,11に入力し、d軸の電圧指令Vdとq軸の電圧
指令Vqを出力する。
The two-phase currents ix and iy converted by the three-phase / two-phase conversion means 6 are converted into dq along with the phase angle (electrical angle) θ.
The d-axis current id and the q-axis current i
is converted to q. The d-axis current id and the q-axis current iq converted by the dq conversion means 7 are subtracted by subtracters 8 and 9, respectively.
, And the d-axis current command value idref and the q-axis current command value iqref are input to the other input terminals of the subtracters 8 and 9, respectively, where the current deviation is obtained. The respective current deviations are respectively proportionally integrated (PI)
10 and 11 to output a d-axis voltage command Vd and a q-axis voltage command Vq.

【0076】電圧指令Vd,電圧指令Vqは、位相角
(電気角)θと共に、逆dq変換手段12に入力され、
ここで静止座標系の電圧指令Vx,Vyが出力される。
The voltage command Vd and the voltage command Vq are input to the inverse dq converter 12 together with the phase angle (electrical angle) θ.
Here, voltage commands Vx and Vy of the stationary coordinate system are output.

【0077】静止座標系の電圧指令Vx,Vyは、空間
ベクトル領域判定手段13に入力され、ここで大または
小キャリア選択(1/0)信号Cu,Cv,Cwおよび
領域番号が出力される。大または小キャリア選択(1/
0)信号Cu,Cv,Cwは、キャリア発生器3に入力
され、ここでキャリアCAu,CAv,CAwを発生す
る。
The voltage commands Vx and Vy of the stationary coordinate system are input to the space vector area determining means 13, where the large or small carrier selection (1/0) signals Cu, Cv and Cw and the area numbers are output. Large or small carrier selection (1 /
0) The signals Cu, Cv, and Cw are input to the carrier generator 3, where the carriers CAu, CAv, and CAw are generated.

【0078】逆dq変換手段12で得られた静止座標系
の電圧指令Vx,Vyは、二相/三相変換手段14によ
りそれぞれ三相座標系の電圧指令Vu0,Vv0,Vw
0を出力する。該三相座標系の電圧指令Vu0,Vv
0,Vw0と該空間ベクトル領域判定手段13から出力
された領域番号を変調信号加工手段15に入力して変調
信号Vu* ,Vv* ,Vw* をそれぞれ出力する。
The voltage commands Vx and Vy of the stationary coordinate system obtained by the inverse dq conversion means 12 are converted by the two-phase / three-phase conversion means 14 into voltage commands Vu0, Vv0 and Vw of the three-phase coordinate system, respectively.
Outputs 0. Voltage commands Vu0, Vv of the three-phase coordinate system
The modulation signals Vu * , Vv * , and Vw * are output by inputting 0, Vw0 and the region number output from the space vector region determination unit 13 to the modulation signal processing unit 15.

【0079】変調信号加工手段15の変調信号Vu*
Vv* ,Vw* とキャリア発生器3のキャリアCAu,
CAv,CAwをコンパレータ4に入力し、仮点弧信号
Su0,Sv0,Sw0をそれぞれ出力する。
The modulation signals Vu * ,
Vv * , Vw * and carrier CAu of carrier generator 3,
CAv and CAw are input to the comparator 4, and temporary firing signals Su0, Sv0 and Sw0 are output, respectively.

【0080】中性点電位制御手段16は、逆dq変換手
段12で得られた静止座標系の電圧指令Vx,Vyと、
A/D変換器2のデジタル電流iu,iv,iwならび
に前記コンデンサの検出電圧Vc1,Vc2を入力し、
ここで内側の六角形頂点の点弧オプション選択信号(1
/0)を出力する。点弧状態決定手段5は、中性点電位
制御手段16の点弧オプション選択信号(1/0)およ
びコンパレータ4の仮点弧信号Su0,Sv0,Sw0
を入力し、点弧信号Su,Sv,Swをそれぞれスイッ
チングデバイスのドライブ回路に出力する。
The neutral point potential control means 16 calculates the voltage commands Vx and Vy of the stationary coordinate system obtained by the inverse dq conversion means 12 and
The digital currents iu, iv, iw of the A / D converter 2 and the detection voltages Vc1, Vc2 of the capacitors are input,
Here, the firing option selection signal for the inner hexagonal vertex (1
/ 0) is output. The ignition state determination means 5 includes an ignition option selection signal (1/0) of the neutral point potential control means 16 and provisional ignition signals Su0, Sv0, Sw0 of the comparator 4.
And outputs the firing signals Su, Sv, Sw to the drive circuit of the switching device, respectively.

【0081】以上のように構成されたものにおいて、図
15のハード側から検出された各相検出電流が、A/D
変換手段2、三相ー二相変換手段6、dq変換手段7を
順次経由することによりd軸電流id・q軸電流iqが
求められ、これらの電流id・iqと図示しない速度制
御・ベクトル制御手段により計算されたd軸電流指令値
idref・q軸電流指令値iqrefの偏差を比例積
分手段10,11に入力し、静止座標系の電圧指令V
x,Vyが求められ、該電圧指令Vx,Vyが空間ベク
トル領域判定手段13に入力されることにより、指令ベ
クトルが求められると共に、該指令ベクトルから図7の
〜のいずれかの領域が判別され、さらに用いるベク
トルとその出力パターンが決められ、さらに、大振幅キ
ャリア/小振幅キャリアのどちらを選択するかのキャリ
ア選択信号が出力され、かつ同時にその領域に含まれる
全ての点弧オプションに対して中性点電流が予測され、
中性点電位が0Vに近づくような点弧オプションの選択
信号が出力される。
In the configuration described above, each phase detection current detected from the hardware side in FIG.
The d-axis current id and q-axis current iq are obtained by sequentially passing through the conversion means 2, three-phase to two-phase conversion means 6, and dq conversion means 7, and these currents id and iq and speed control and vector control (not shown) are obtained. The deviation between the d-axis current command value idref and the q-axis current command value iqref calculated by the means is input to the proportional integration means 10 and 11, and the voltage command V for the stationary coordinate system is input.
x and Vy are obtained, and the voltage commands Vx and Vy are input to the space vector area determination means 13, so that the command vector is obtained and any of the areas in FIG. , A vector to be further used and its output pattern are determined, and a carrier selection signal for selecting a large-amplitude carrier / small-amplitude carrier is output, and at the same time, for all the firing options included in the area, Neutral current is predicted,
A selection signal of an ignition option such that the neutral point potential approaches 0 V is output.

【0082】該電圧指令Vx,Vyが二相ー三相変換手
段14を介して変調信号加工手段15に入力され、ここ
で変調信号が加工され、該変調信号Vu* ,Vv* ,V
*が出力される。
The voltage commands Vx, Vy are input to the modulation signal processing means 15 via the two-phase to three-phase conversion means 14, where the modulation signals are processed, and the modulation signals Vu * , Vv * , V
w * is output.

【0083】そして、該変調信号Vu* ,Vv* ,Vw
* と、該キャリア選択信号に対応した該キャリア発生器
3から発生されるキャリアがコンパレータ4により比較
され、ここで仮点弧信号が出力され、該仮点弧信号に対
して点弧状態決定回路5により中性点電位が0Vに近づ
くような点弧オプションが選択され、点弧信号が各スイ
ッチングデバイスのドライブ回路に出力される。
Then, the modulated signals Vu * , Vv * , Vw
* And a carrier generated from the carrier generator 3 corresponding to the carrier selection signal are compared by a comparator 4, where a provisional firing signal is output, and a firing state determination circuit is provided for the provisional firing signal. 5, a firing option is selected such that the neutral point potential approaches 0 V, and a firing signal is output to the drive circuit of each switching device.

【0084】この結果、以上述べた第1の実施形態によ
れば、1電源構成によるNPCインバータ中性点電位変
動を抑制できる。
As a result, according to the first embodiment described above, it is possible to suppress the fluctuation of the neutral point potential of the NPC inverter due to the single power supply configuration.

【0085】<第2の実施形態>次に、本発明の第2の
実施形態である大振幅キャリア/小振幅キャリア併用P
WMにおける中性点電位変動抑制法(中性点電位予測制
御)について、前述の従来の問題点を説明するための図
27を参照して説明する。
<Second Embodiment> Next, a large-amplitude carrier / small-amplitude carrier combination P according to a second embodiment of the present invention will be described.
The neutral point potential fluctuation suppression method (neutral point potential prediction control) in the WM will be described with reference to FIG. 27 for describing the above-described conventional problem.

【0086】図27において、中性点に電流が流入する
と中性点電位は上昇し、流出すると下降することは既に
述べたが、以下この関係を定量的に説明する。
In FIG. 27, it has already been described that the neutral point potential rises when a current flows into the neutral point and falls when the current flows out, but this relationship will be quantitatively described below.

【0087】図27より、中性点での電流の出入りの式
は以下のようになる。
From FIG. 27, the equation for entering and exiting the current at the neutral point is as follows.

【0088】 io =iCP−iCN …(8) P側およびN側のコンデンサの素子特性は、 C・(d/dt)・VCP=iCP …(9) C・(d/dt)・VCN=iCN …(10) (8),(9),(10)式より、 C・(d/dt)・(VCP−VCN)=iO …(11) ここで、 ΔVC =VCP−VCN …(12)とおくと、(11)式 は、 C・(d/dt)ΔVC =iO …(13)となる。Io = iCP−iCN (8) The element characteristics of the P-side and N-side capacitors are as follows: C · (d / dt) · VCP = iCP (9) C · (d / dt) · VCN = iCN From the formulas (8), (9) and (10), C · (d / dt) · (VCP−VCN) = iO (11) where ΔVC = VCP−VCN (12) In other words, equation (11) is as follows: C · (d / dt) ΔVC = iO (13)

【0089】(12)式のΔVC の時間的変化が、いわ
ゆる「中性点電位変動」であり、(13)式が中性点電
流と中性点電位の関係を表している。
The temporal change of ΔVC in equation (12) is a so-called “neutral potential fluctuation”, and equation (13) expresses the relationship between the neutral point current and the neutral point potential.

【0090】さて、制御区間[kTs,(k+1)T
s]での図27の回路の振る舞いを考える。(Tsはサ
ンプリング周期)時刻t=kTsでのΔVC の値、すな
わちΔVC (kTs)が測定でき、区間[kTs,(k
+1)Ts]での中性点電流i0(t)の情報が得られ
れば、時刻t=(k+1)TsでのΔVC の値は式(1
3)より、次の(14),(15)式で予測できる。
Now, the control section [kTs, (k + 1) T
s] is considered. (Ts is a sampling cycle) The value of ΔVC at time t = kTs, that is, ΔVC (kTs) can be measured, and the interval [kTs, (k
+1) Ts], the value of ΔVC at time t = (k + 1) Ts can be obtained by the equation (1)
From 3), prediction can be made by the following equations (14) and (15).

【0091】[0091]

【数1】 (Equation 1)

【0092】制御周期ごとに、制御装置は区間[kT
s,(k+1)Ts]でのベクトル順序と各ベクトルに
与える時間比率を自分で決めているので、ベクトル組の
中に複数の点弧オプションを持つベクトルがある場合、
どの点弧オプションを取ったとき、どの程度の中性点電
流が流れることになるかは、かなりの精度で予測でき
る。
For each control cycle, the control device sets the interval [kT
s, (k + 1) Ts], because the vector order and the time ratio given to each vector are determined by oneself, so if there are vectors with multiple firing options in the vector set,
It can be predicted with considerable accuracy how much neutral current will flow when any ignition option is chosen.

【0093】該中性点電位予測制御法では全ての点弧オ
プションについて、各点弧オプションを採用した場合の
中性点電流を予測し、中性点電位がより0Vに近づく点
弧オプションを選択することにより中性点電位変動を抑
制する。例として領域の場合と領域の場合を示す。
In the neutral point potential prediction control method, for all the ignition options, the neutral point current when each ignition option is adopted is predicted, and the ignition option at which the neutral point potential approaches 0 V is selected. By doing so, the neutral point potential fluctuation is suppressed. As an example, a case of a region and a case of a region are shown.

【0094】(1)図18(a)の領域の中性点電位
予測(領域も同様) 図18(a)に示すように領域では2つの点弧状態を
持つV1 を、使用するベクトルとして含んでいる。V1
の2つの点弧状態を図19(a),(b)に示す。
(1) Neutral point potential prediction in the region of FIG. 18A (the same applies to the region) As shown in FIG. 18A, V1 having two firing states in the region is included as a vector to be used. In. V1
FIGS. 19A and 19B show the two ignition states.

【0095】ここで、相電流が図の矢印の方向に流れる
とき、すなわち、図27に示すように流れる中性点電流
iO (1,0,0)、また図19(b)に示すように流
れる中性点電流iO (0,−1,−1)はU相電流iu
を用いて以下の様に表せる。
Here, when the phase current flows in the direction of the arrow in the figure, that is, the neutral point current iO (1, 0, 0) flowing as shown in FIG. 27, and as shown in FIG. The flowing neutral point current i0 (0, -1, -1) is a U-phase current iu.
Can be expressed as follows using

【0096】 iO (1,0,0)=−iu …(16) iO (0,−1,−1)=iu …(17) 領域で使用する他のベクトルV22、V11では中性点電
流は流れないので、制御周期Ts の間に中性点電位はそ
れぞれ(18)式、(19)式のように変動すると予測
できる。
I 0 (1,0,0) = − iu (16) i 0 (0, −1, −1) = iu (17) In other vectors V22 and V11 used in the region, the neutral point current is Since the current does not flow, the neutral point potential can be predicted to fluctuate during the control cycle Ts as shown in equations (18) and (19).

【0097】ここで、ベクトルV1 を出力する配分時間
比率をα1 とする。
Here, the distribution time ratio for outputting the vector V1 is α1.

【0098】 ΔVC [(k+1)Ts ](1,0,0)= ΔVC (kTs )+i0 (1,0,0)・α1 ・Ts /C …(18) ΔVC [(k+1)TS )(0,−1,−1)= ΔVC (kTs )+i0 (0,−1,−1)・α1 ・Ts /C…(19) 時刻t=(k+1)Ts にてΔVC の予測値がゼロに近
い方の点弧オプションを採用する。このように中性点電
位変動の予測から2つの点弧オプションのうち、中性点
電位を0Vに近づける方を選択し、中性点電位を抑制す
る。
ΔVC [(k + 1) Ts] (1, 0, 0) = ΔVC (kTs) + i0 (1, 0, 0) · α1 · Ts / C (18) ΔVC [(k + 1) TS) (0, −1, −1) = ΔVC (kTs) + i0 (0, −1, −1) · α1 · Ts / C (19) At time t = (k + 1) Ts, the predicted value of ΔVC is closer to zero. Use the firing option. Thus, from the prediction of the fluctuation of the neutral point potential, the one that brings the neutral point potential closer to 0 V is selected from the two firing options to suppress the neutral point potential.

【0099】(2)図18(b)の領域の中性点電位
予測(領域、も同様) 領域では2つの点弧状態を持つV1 およびV2 を、使
用するベクトルとして含んでおり、計4通りの点弧状態
の組み合わせが考えられる。
(2) Neutral point potential prediction in the region shown in FIG. 18B (the same applies to the region) In the region, V1 and V2 having two ignition states are included as vectors to be used. Can be considered.

【0100】それぞれの点弧状態で流れる中性点電流を
i0 (1,1,0)、i0 (0,0,−1)、i0
(1,0,0)、i0 (0,−1,−1)とすると、中
性点電位変動は以下のように予測できる。ただし、V1
を出力する配分時間比率をα1 、V2 を出力する配分時
間比率をα2 とする。
The neutral point currents flowing in the respective ignition states are represented by i0 (1,1,0), i0 (0,0, -1), i0
Given (1, 0, 0) and i0 (0, -1, -1), the neutral point potential fluctuation can be predicted as follows. However, V1
Is the distribution time ratio for outputting V2, and α2 is the distribution time ratio for outputting V2.

【0101】 ΔVC [(k+1)TS )(1,0,0)(1,1,0)= ΔVC (kTs )+i0 (1,0,0)・α1 ・TS /C+ i0 (1,1,0)・α2 ・Ts /C …(20) ΔVC [(k+1)TS ](0,−1,−1)(1,1,0)= ΔVC (kTs )+i0 (0,−1,−1)・α1 ・TS /C+ i0 (1,1,0)・α2 ・Ts /C …(21) ΔVC [(k+1)TS ](1,0,0)(0,0,−1)= ΔVC (kTs )+i0 (1,0,0)・α1 ・Ts /C+ i0 (0,0,−1)・α2 ・Ts /C …(22) ΔVC [(k+1)TS](0,−1,−1)(0,0,−1)= ΔVC (kTs )+i0 (0,−1,−1)・α1 ・Ts /C+ i0 (0,0,−1)・α2・Ts /C …(23) これら4つのうちで中性点電位がより0Vに近づく点弧
オプションの組み合わせを選択し、中性点電位変動を抑
制する。
ΔVC [(k + 1) TS) (1,0,0) (1,1,0) = ΔVC (kTs) + i0 (1,0,0) · α1 · TS / C + i0 (1,1,0) ) .Alpha.2 .Ts / C (20) .DELTA.VC [(k + 1) TS] (0, -1,1) (1,1,0) =. DELTA.VC (kTs) + i0 (0, -1,1, -1). α1 · TS / C + i0 (1,1,0) · α2 · Ts / C (21) ΔVC [(k + 1) TS] (1,0,0) (0,0, −1) = ΔVC (kTs) + I0 (1,0,0) .alpha.1.Ts / C + i0 (0,0, -1) .alpha.2.Ts / C (22) .DELTA.VC [(k + 1) TS] (0, -1, -1) ( 0,0, -1) =. DELTA.VC (kTs) + i0 (0, -1, -1) .alpha.1 Ts / C + i0 (0,0, -1) .alpha2.Ts / C (23) Neutral point potential closer to 0V Selects a combination of arc option suppresses neutral point potential fluctuation.

【0102】次に、中性点電位変動抑制の例について、
図16および図17を参照して説明する。図16(a)
は、従来の三角波比較PWM出力(UV間線間電圧PW
M出力波形)の例を示し、図16(b)は本実施形態に
よる大振幅キャリア/小振幅キャリア併用方式のPWM
出力(UV間線間電圧PWM出力波形)の例を示してい
る。
Next, an example of suppressing the neutral point potential fluctuation will be described.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 16 (a)
Is the conventional triangular wave comparison PWM output (UV line voltage PW
M output waveform), and FIG. 16B shows a PWM of the large-amplitude carrier / small-amplitude carrier combined type according to the present embodiment.
5 shows an example of an output (UV line voltage PWM output waveform).

【0103】図17(a),(b),(c)に、負荷で
ある誘導電動機をベクトル制御および速度制御したとき
の中性点電位のシミュレーション結果を示している。図
17(a)は40Hzで運転した場合、また図17
(b)は加速途中(約40Hz)に抑制制御を開始した
場合、さらに図17(c)は60Hzで運転した場合の
中性点電位波形図であり、時間軸の前半は抑制制御なし
の場合(本実施形態を使用しない場合)を示し、時間軸
の後半は抑制制御ありの場合(本実施形態を使用した場
合)を示している。この図から明らかなように、いずれ
の場合でも中性点電位変動は抑制されていることがわか
る。
FIGS. 17A, 17B, and 17C show simulation results of the neutral point potential when the induction motor, which is a load, is subjected to vector control and speed control. FIG. 17 (a) shows the case where operation was performed at 40 Hz, and FIG.
FIG. 17B is a neutral point potential waveform diagram when the suppression control is started during acceleration (about 40 Hz), and FIG. 17C is a case where the operation is performed at 60 Hz. (When this embodiment is not used), and the latter half of the time axis shows the case with suppression control (when this embodiment is used). As is clear from this figure, it can be seen that the neutral point potential fluctuation is suppressed in any case.

【0104】なお、該シミュレーションの条件は、PW
M周波数が2kHz、制御周期が250μs、直流電圧
が400V、コンデンサ容量が2mF、誘導電動機の定
格が11kW,200V,4P,1500RPMの場合
である。
The simulation conditions are PW
In this case, the M frequency is 2 kHz, the control cycle is 250 μs, the DC voltage is 400 V, the capacitor capacity is 2 mF, and the rating of the induction motor is 11 kW, 200 V, 4 P, 1500 RPM.

【0105】<第3の実施形態>図20は第3の実施形
態を説明するための制御ブロック図であり、図15と異
なる点は、図15の場合には中性点電位制御手段16に
入力する電流として実電流iu,iv,iwを使用した
が、電流基準値iuref,ivref,iwrefを
使用した例である。この電流基準値iuref,ivr
ef,iwrefは、図示しない速度制御・ベクトル制
御手段により計算されたd軸電流指令値idrefとq
軸電流指令値iqrefを、逆dq変換手段27により
静止座標系の電流指令ixref,iyrefに変換
し、該変換された電流指令ixref,iyrefを二
相ー三相変換手段26に入力し、ここで得られる電流基
準値iuref,ivref,iwrefである。な
お、その他の構成は、図15と同一である。
<Third Embodiment> FIG. 20 is a control block diagram for explaining the third embodiment. The difference from FIG. 15 is that the neutral point potential control means 16 in FIG. In this example, the actual currents iu, iv, and iw are used as the input currents, but the current reference values iuref, ivref, and iwref are used. This current reference value iuref, ivr
ef and iwref are d-axis current command values idref and q calculated by speed control / vector control means (not shown).
The axis current command value iqref is converted into static coordinate system current commands ixref and iyref by the inverse dq conversion means 27, and the converted current commands ixref and iyref are input to the two-phase to three-phase conversion means 26. The obtained current reference values iuref, ivref, iwref. The other configuration is the same as that of FIG.

【0106】従って、本第3の実施形態も第2の実施形
態と同様な作用効果が得られることは言うまでもない。
Therefore, it is needless to say that the third embodiment can provide the same operation and effect as the second embodiment.

【0107】<第4の実施形態>図21は第4の実施形
態を説明するための概略図である。これは複数のスイッ
チング素子例えばGTOをブリッジ接続してなり交流電
源60からの交流電力を直流電力に変換するNPCコン
バータ(以下CNVと称する)30と、複数のスイッチ
ング素子例えばGTOをブリッジ接続してなり直流電力
を交流電力に変換し、交流負荷例えば電動機70に供給
するするNPCインバータ(以下INVと称する)40
とを備え、CNV30とINV40の正側および負側直
流端子同士を接続し、かつ該両者の直流端子間に印加さ
れる直流電圧を分割するための2組の平滑コンデンサ5
0,51を接続し、各スイッチング素子をパルス幅変調
するNPC変換器の制御装置において、次のように構成
したものである。
<Fourth Embodiment> FIG. 21 is a schematic diagram for explaining a fourth embodiment. This is achieved by bridging a plurality of switching elements, such as GTOs, into an NPC converter (hereinafter referred to as CNV) 30 for converting AC power from an AC power supply 60 into DC power, and a plurality of switching elements, such as GTOs. An NPC inverter (hereinafter referred to as INV) 40 that converts DC power into AC power and supplies the AC power to, for example, an electric motor 70.
And two sets of smoothing capacitors 5 for connecting the positive and negative DC terminals of the CNV 30 and INV 40 and dividing the DC voltage applied between the two DC terminals.
The control device of the NPC converter which connects 0, 51 and performs pulse width modulation of each switching element is configured as follows.

【0108】すなわち、後述するように検出されるIN
V40の正側の直流電力を第1の減算器81の正側入力
端子に、また後述するように検出されるINV40の負
側の直流電力を該第1の減算器81の負側入力端子にそ
れぞれ入力してインバータ側直流電力偏差を求め、さら
に後述するように検出されるCNV30の正側の直流電
力を第2の減算器82の正側入力端子に、また後述する
ように検出されるCNV30の負側の直流電力を該第2
の減算器82の負側入力端子にそれぞれ入力してコンバ
ータ側直流電力偏差を求め、インバータ側直流電力偏差
を第3の減算器83の正側入力端子に、コンバータ側直
流電力偏差を該第3の減算器83の負側入力端子にそれ
ぞれ入力して電力偏差を求め、該電力偏差を第2のゲイ
ンK2 を介して得られる補償出力を図示しないNPCイ
ンバータの中性点補償回路に入力するようにしたもので
ある。
That is, as described later, IN
The DC power on the positive side of V40 is applied to the positive input terminal of the first subtractor 81, and the DC power on the negative side of the INV 40 is applied to the negative input terminal of the first subtractor 81 as described later. The DC power deviation of the inverter side is obtained by inputting each of them, and the DC power on the positive side of the CNV 30 detected as described later is input to the positive input terminal of the second subtractor 82 and the CNV 30 detected as described later. The DC power on the negative side of
To the negative input terminal of the subtractor 82 to determine the converter-side DC power deviation, the inverter-side DC power deviation to the positive input terminal of the third subtractor 83, and the converter-side DC power deviation to the third To the negative input terminal of the subtracter 83 to obtain a power deviation, and to input a compensation output obtained through the second gain K2 to a neutral point compensation circuit (not shown) of an NPC inverter. It was made.

【0109】ここで、図27を参照してコンバータCN
V30とインバータINV40の正側および負側の直流
電力を検出する方式について説明する。各相U,V,W
毎に、乗算器100、係数器101、切換指令器10
2、切換スイッチ103、加算器104からなる回路で
正側および負側の直流電力が検出される。すなわち、電
圧指令(U相)と電流指令(U相)が、乗算器100U
にそれぞれ入力され、ここで両者の積が求められ、この
求められた掛け算値が係数器101Uに入力されて所定
の倍数に変換され、この変換された値及び「0」のいず
れかを、2組の常開端子、常閉端子を有する2連動スイ
ッチからなる切換スイッチ103Uを介して加算器10
4aにより加算されるようになっている。
Here, referring to FIG.
A method of detecting DC power on the positive side and the negative side of V30 and the inverter INV40 will be described. Each phase U, V, W
Each time, a multiplier 100, a coefficient unit 101, a switching command unit 10
2. A positive and negative DC power is detected by a circuit including a changeover switch 103 and an adder 104. That is, the voltage command (U-phase) and the current command (U-phase) are
Are calculated, and the product of the two is obtained. The obtained multiplied value is input to the coefficient unit 101U and is converted into a predetermined multiple. The adder 10 is connected via a changeover switch 103U consisting of two interlock switches having a pair of normally open terminals and normally closed terminals.
4a.

【0110】この場合、例えば係数器101Uの出力側
と、正側電力出力端子の間に切換スイッチ103Uの常
閉端子の一方が接続され、かつ「0」の端子と負側電力
出力端子の間に切換スイッチ103Uの常閉端子の他方
が接続され、さらに例えば係数器101Uの出力側と、
負側電力出力端子の間に切換スイッチ103Uの常開端
子の一方が接続され、かつ「0」の端子と正側電力出力
端子の間に切換スイッチ103Uの常開端子の他方が接
続されている。
In this case, for example, one of the normally closed terminals of the changeover switch 103U is connected between the output side of the coefficient unit 101U and the positive power output terminal, and between the terminal “0” and the negative power output terminal. Is connected to the other of the normally-closed terminals of the changeover switch 103U.
One of the normally open terminals of the changeover switch 103U is connected between the negative power output terminal, and the other of the normally open terminals of the changeover switch 103U is connected between the “0” terminal and the positive power output terminal. .

【0111】この切換スイッチ103Uの切換は、切換
指令器102Uからの指令により行われるが、これは電
圧指令(U相)の極性により行われ、正側電力と負側電
力のいずれの場合も係数器101Uの出力が切換スイッ
チ103Uの常閉端子の一方にしか与えられないように
なっている。このような構成は、V相、W相も同様にな
っているので、その説明は省略する。
The changeover of the changeover switch 103U is performed according to a command from the changeover command unit 102U. The changeover is performed according to the polarity of the voltage command (U phase). The output of the switch 101U is supplied to only one of the normally closed terminals of the changeover switch 103U. Such a configuration is the same for the V-phase and the W-phase, and a description thereof will be omitted.

【0112】このようにINV40の正側の直流電力と
負側の直流電力の偏差を求め、またCNV30の正側の
直流電力と負側の直流電力の偏差を求め、さらに両者の
電力偏差にゲイン84を比例させるようにし、また第2
の減算器82の正側入力端子に、CNV30の負側の直
流電力を該第2の減算器82の負側入力端子にそれぞれ
入力してコンバータ側直流電力偏差を求め、インバータ
側直流電力偏差を第3の減算器83の正側入力端子に、
コンバータ側直流電力偏差を該第3の減算器83の負側
入力端子にそれぞれ入力して電力偏差を求め、該電力偏
差を第2のゲインK2 を介して得られる補償出力を図示
しないNPCインバータの中性点補償回路(補正量演算
手段)に入力するようにしたものである。
As described above, the deviation between the positive DC power and the negative DC power of the INV 40 is obtained, the deviation between the positive DC power and the negative DC power of the CNV 30 is obtained, and a gain is added to the power deviation between the two. 84 and the second
And the negative DC power of the CNV 30 is input to the positive input terminal of the subtractor 82 and the negative input terminal of the second subtracter 82 to determine the converter DC power deviation. To the positive input terminal of the third subtractor 83,
The converter-side DC power deviation is input to each of the negative input terminals of the third subtracter 83 to obtain a power deviation, and the power deviation is converted to a compensation output obtained via a second gain K2 by an NPC inverter (not shown). This is input to a neutral point compensation circuit (correction amount calculation means).

【0113】このように第4の実施形態によれば、IN
V40の正側の直流電力と負側の直流電力の偏差を求
め、またCNV30の正側の直流電力と負側の直流電力
の偏差を求め、さらに両者の電力偏差にゲイン84を比
例させ、これをINV40の正側および負側直流電力を
中性点電位補償回路に入力するようにしたので、CNV
30および商用電源に変動があった場合には、補償が遅
れたり、出力波形の高調波含有率が増えたりすることが
ない。また、第4の実施形態によれば、周波数分散と、
ビート抑制を図ることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, IN
The difference between the positive DC power and the negative DC power of V40 is obtained, the difference between the positive DC power and the negative DC power of the CNV 30 is obtained, and the gain 84 is made proportional to the power difference between the two. Is input to the positive and negative DC power of the INV 40 to the neutral potential compensating circuit.
When there is a fluctuation in the power supply 30 and the commercial power supply, there is no delay in compensation or an increase in the harmonic content of the output waveform. Further, according to the fourth embodiment, frequency dispersion and
Beat suppression can be achieved.

【0114】<第5の実施形態>図22に示すように、
図21の第4の実施形態と異なる点は、第1のゲイン8
5,86を新たに追加し、次のように構成したものであ
る。すなわち、INV40の正側の直流電力を第1の減
算器81の正側入力端子に、CNV30の正側の直流電
力を第1のゲイン85を介して該第1の減算器81の負
側入力端子にそれぞれ入力して正側直流電力偏差を求
め、またINV40の負側の直流電力を第2の減算器8
2の正側入力端子に、CNV30の負側の直流電力を第
1のゲイン86を介して該第2の減算器82の負側入力
端子にそれぞれ入力して負側直流電力偏差を求め、さら
に前記正側直流電力偏差を第3の減算器83の正側入力
端子に、前記負側直流電力偏差を該第3の減算器83の
負側入力端子にそれぞれ入力して電力偏差を求め、該電
力偏差を第2のゲイン84を介して得られる補償出力を
INV40の中性点補償回路に入力するようにしたもの
である。
<Fifth Embodiment> As shown in FIG.
The difference from the fourth embodiment shown in FIG.
5, 86 are newly added and configured as follows. That is, the positive DC power of the INV 40 is supplied to the positive input terminal of the first subtractor 81, and the positive DC power of the CNV 30 is supplied to the negative input of the first subtractor 81 via the first gain 85. Input to each of the terminals to determine the positive DC power deviation, and the DC power on the negative side of INV 40 to a second subtractor 8
2, the negative DC power of the CNV 30 is input to the negative input terminal of the second subtracter 82 via the first gain 86 to obtain the negative DC power deviation. The positive DC power deviation is input to the positive input terminal of a third subtractor 83, and the negative DC power deviation is input to the negative input terminal of the third subtracter 83 to obtain a power deviation. The compensation output obtained from the power deviation via the second gain 84 is input to the neutral point compensation circuit of the INV 40.

【0115】これ以外の構成は、図21と同一である。
作用効果は、CNV30とINV40の装置容量に差が
ある場合でも図21と同様の効果が得られる。
The other structure is the same as that of FIG.
The same effects as those of FIG. 21 can be obtained even when there is a difference between the device capacities of the CNV 30 and the INV 40.

【0116】<第6の実施形態>図23に示すように、
図21の第4の実施形態と異なる点は、第1のゲイン8
6、関数発生器88を追加し、次のように構成したもの
である。すなわち、INV40の正側の直流電力を第1
の減算器81の正側入力端子に、INV40の負側の直
流電力を該第1の減算器81の負側入力端子にそれぞれ
入力してインバータ側直流電力偏差を求め、またCNV
30の正側の直流電力を第2の減算器82の正側入力端
子に、CNV30の負側の直流電力を該第2の減算器8
2の負側入力端子にそれぞれ入力してコンバータ側直流
電力偏差を求め、前記第2の減算器82の出力である電
力偏差が所定の範囲を越えたとき出力を生ずる関数発生
器88を介して第1のゲイン86を接続し、さらにイン
バータ側直流電力偏差を第3の減算器83の正側入力端
子に入力し、前記第1のゲイン86の出力側を該第3の
減算器83の負側入力端子にそれぞれ入力して電力偏差
を求め、該減算器83の出力である電力偏差を第2のゲ
イン84を介して得られる補償出力をNPCインバータ
の中性点補償回路に入力するようにしたものである。
<Sixth Embodiment> As shown in FIG.
The difference from the fourth embodiment shown in FIG.
6. A function generator 88 is added, and is configured as follows. That is, the DC power on the positive side of the INV 40 is
And the negative DC power of the INV 40 is input to the negative input terminal of the first subtracter 81 to obtain the inverter DC power deviation.
30 is supplied to the positive input terminal of the second subtractor 82, and the negative DC power of the CNV 30 is supplied to the second subtractor 8.
And a converter-side DC power deviation is obtained by inputting to each negative input terminal of the second subtractor 82, and via a function generator 88 which generates an output when the power deviation which is the output of the second subtractor 82 exceeds a predetermined range. The first gain 86 is connected, the inverter-side DC power deviation is input to the positive input terminal of the third subtractor 83, and the output side of the first gain 86 is connected to the negative input of the third subtractor 83. The input power is input to the respective input terminals to determine a power deviation, and the power deviation, which is the output of the subtracter 83, is input to the neutral point compensation circuit of the NPC inverter via the compensation output obtained via the second gain 84. It was done.

【0117】これ以外の構成は、図21と同一である。
特に、コンバータ側にも中性点補償回路が存在する場合
に、過剰補償を防止する機能がある。
The other structure is the same as that of FIG.
In particular, when a neutral point compensation circuit also exists on the converter side, it has a function of preventing excessive compensation.

【0118】<第7の実施形態>図24に示すように、
図21の第4の実施形態と異なる点は、乗算器89、第
1のゲイン86、関数発生器88を新たに追加し、次の
ように構成したものである。すなわち、INV40の正
側の直流電力を第1の減算器81の正側入力端子に、I
NV40の直流電力を該第1の減算器81の負側入力端
子にそれぞれ入力してインバータ側直流電力偏差を求
め、またCNV30の正側の直流電力を第2の減算器8
2の正側入力端子に、CNV30のの負側の直流電力を
該第2の減算器82の負側入力端子にそれぞれ入力して
コンバータ側直流電力偏差を求め、さらにインバータ側
直流電力偏差を第3の減算器83の正側入力端子に入力
し、コンバータ側直流電力偏差を定数倍する乗算器89
および第1のゲイン86を介して該第3の減算器83の
負側入力端子にそれぞれ入力して電力偏差を求め、該電
力偏差を第2のゲイン84を介して得られる補償出力を
INV40の中性点補償回路に入力し、第1の減算器8
2の出力端子と第3の減算器83の正側入力端子の間
に、インバータ側直流電力偏差が所定の範囲を越えたと
き出力を生ずる関数発生器88の入力端子を接続し、該
関数発生器88の出力端子から出力が生じたとき前記乗
算器89に対して乗算開始指令を与えると共に、第1の
ゲイン86が第3の減算器83の負側入力端子に接続さ
れるようにしたものである。
<Seventh Embodiment> As shown in FIG.
The difference from the fourth embodiment shown in FIG. 21 is that a multiplier 89, a first gain 86, and a function generator 88 are newly added and configured as follows. That is, the DC power on the positive side of the INV 40 is supplied to the positive side input terminal of the first
The DC power of the NV 40 is input to the negative input terminal of the first subtracter 81 to determine the inverter-side DC power deviation, and the positive DC power of the CNV 30 is converted to the second subtractor 8.
2, the DC power on the negative side of the CNV 30 is input to the negative input terminal of the second subtracter 82 to determine the DC power deviation on the converter side, and further, the DC power deviation on the inverter side is calculated. 3 is input to the positive-side input terminal of the subtracter 83, and a multiplier 89 that multiplies the converter-side DC power deviation by a constant.
And a negative input terminal of the third subtractor 83 via a first gain 86 to obtain a power deviation. The power deviation is obtained by calculating a compensation output obtained through a second gain 84 of the INV 40. The signal is input to the neutral point compensation circuit and the first subtractor 8
2 and an input terminal of a function generator 88 that generates an output when the inverter-side DC power deviation exceeds a predetermined range, between the output terminal of the second subtractor 83 and the positive input terminal of the third subtractor 83. A multiplication start command is given to the multiplier 89 when an output is generated from the output terminal of the subtractor 88, and the first gain 86 is connected to the negative input terminal of the third subtractor 83. It is.

【0119】これ以外の構成は、図21と同一である。
INV40の直流偏差が過大となるような場合にCNV
30の直流偏差によって補償回路が飽和に至るのを防止
できる。
The other structure is the same as that of FIG.
When the DC deviation of INV40 becomes excessive, CNV
It is possible to prevent the compensation circuit from reaching saturation due to the 30 DC deviation.

【0120】<第8の実施形態>図25に示すように、
図21の第4の実施形態と異なる点は、第1のゲイン8
5、関数発生器88、第3のゲイン90、常開接点91
aおよび常閉接点91bを有する2連動接点91を新た
に追加し、次のように構成したものである。すなわち、
INV40の正側の直流電力を第1の減算器81の正側
入力端子に、INV40の負側の直流電力を該第1の減
算器81の負側入力端子にそれぞれ入力してインバータ
側直流電力偏差を求め、またCNV30の正側の直流電
力を第2の減算器82の正側入力端子に、CNV30の
負側の直流電力を該第2の減算器82の負側入力端子に
それぞれ入力してコンバータ側直流電力偏差を求め、イ
ンバータ側直流電力偏差を第3の減算器83の正側入力
端子に入力し、コンバータ側直流電力偏差を、2連動接
点91および第1および第3のゲイン85,90からな
る並列回路を介して該第3の減算器83の負側入力端子
にそれぞれ入力して直流電力偏差を求め、該電力偏差を
第2のゲイン84を介して得られる補償出力を前記NP
Cインバータの中性点補償回路に入力し、第3の減算器
83の出力端子と第2のゲイン85の入力端子の間に、
直流電力偏差が所定の範囲を越えたとき出力を生ずる関
数発生器88の入力端子を接続し、該関数発生器88の
出力端子から出力が生じたとき2連動接点91に対して
切り替え指令を与えると共に、第1のゲイン85から第
3のゲイン90に切り替わるようにしたものである。
<Eighth Embodiment> As shown in FIG.
The difference from the fourth embodiment shown in FIG.
5. Function generator 88, third gain 90, normally open contact 91
a and two interlocking contacts 91 having a normally closed contact 91b are newly added and configured as follows. That is,
The DC power on the positive side of the INV 40 is input to the positive input terminal of the first subtractor 81, and the DC power on the negative side of the INV 40 is input to the negative input terminal of the first subtractor 81, and the DC power on the inverter side is input. The deviation is obtained, and the positive DC power of the CNV 30 is input to the positive input terminal of the second subtractor 82, and the negative DC power of the CNV 30 is input to the negative input terminal of the second subtracter 82. The inverter-side DC power deviation is input to the positive input terminal of the third subtractor 83, and the converter-side DC power deviation is calculated by the two interlocking contacts 91 and the first and third gains 85. , 90 to the negative input terminal of the third subtractor 83 to obtain a DC power deviation, and to calculate the DC power deviation by a compensation output obtained via a second gain 84. NP
The input to the neutral point compensation circuit of the C inverter, between the output terminal of the third subtractor 83 and the input terminal of the second gain 85,
An input terminal of a function generator 88 that generates an output when the DC power deviation exceeds a predetermined range is connected, and when an output is generated from the output terminal of the function generator 88, a switching command is given to the two interlocking contacts 91. At the same time, the first gain 85 is switched to the third gain 90.

【0121】これ以外の構成は、図21と同一であり、
その作用効果は図25と同一である。
The other structure is the same as that of FIG.
The operation and effect are the same as those in FIG.

【0122】<第9の実施形態>図26に示すように、
複数のスイッチング素子をブリッジ接続してなり交流電
力を直流電力に変換する1個のNPCコンバータ(CN
V)30と、複数のスイッチング素子をブリッジ接続し
てなり直流電力を交流電力に変換するn個(n=2以上
の整数)のNPCインバータ[INV](1)〜(n)
41,42,…4nとを備え、各INV41,42,…
4nの各正側直流端子に、CNV30の正側直流端子を
共通に接続し、かつ各INV41,42,…4nの各負
側直流端子に、CNV30の負側直流端子を共通に接続
し、CNV30とINV41,42,…4nの直流端子
間に印加される直流電圧を分割するための2組の平滑コ
ンデンサ50,51を接続し、各スイッチング素子をパ
ルス幅変調するNPC変換器の制御装置で、次のように
構成したものである。
<Ninth Embodiment> As shown in FIG.
One NPC converter (CN) that converts a plurality of switching elements into a bridge and converts AC power to DC power.
V) 30 N-type inverters (INV) (1) to (n), each of which is a bridge connection of a plurality of switching elements and converts DC power into AC power (n = an integer of 2 or more).
, 4n, and each INV 41, 42,.
4n, the positive DC terminal of CNV30 is commonly connected to each positive DC terminal, and the negative DC terminals of CNV30 are commonly connected to each negative DC terminal of each INV41, 42,. 4n are connected to two sets of smoothing capacitors 50 and 51 for dividing a DC voltage applied between DC terminals of INVs 41, 42,... 4n, and a control device of an NPC converter for pulse width modulation of each switching element. It is configured as follows.

【0123】INV41,42,…4nのうちn番目の
正側の直流電力を第1の減算器81nの正側入力端子
に、かつCNV30の正側の直流電力を第1番目のゲイ
ンK1と第n番目のゲインKn を乗算したゲイン92n
を介して該第1の減算器81nの負側入力端子にそれぞ
れ入力して正側直流電力偏差を求め、またINV41,
42,…4nのうちのn番目の負側の直流電力を第2の
減算器82nの正側入力端子に、CNV30の負側の直
流電力を第1番目のゲインK1 と第n番目のゲインKn
を乗算したゲイン93nを介して該第2の減算器82n
の負側入力端子にそれぞれ入力して負側直流電力偏差を
求め、正側直流電力偏差を第3の減算器83nの正側入
力端子に、負側直流電力偏差を該第3の減算器83nの
負側入力端子にそれぞれ入力して電力偏差を求め、該電
力偏差を第2のゲイン84nを介して得られる補償出力
をINV4nの中性点補償回路に入力するようにしたも
のである。
.. 4n, the nth positive DC power is applied to the positive input terminal of the first subtractor 81n, and the positive DC power of the CNV 30 is applied to the first gain K1 and the first gain K1. Gain 92n obtained by multiplying the n-th gain Kn
, To input to the negative input terminal of the first subtractor 81n to obtain the positive DC power deviation.
4n, the nth negative DC power is applied to the positive input terminal of the second subtractor 82n, and the negative DC power of the CNV 30 is applied to the first gain K1 and the nth gain Kn.
Is subtracted from the second subtractor 82n via a gain 93n
, The negative DC power deviation is obtained, the positive DC power deviation is input to the positive input terminal of the third subtractor 83n, and the negative DC power deviation is input to the third subtractor 83n. , A power deviation is obtained by inputting the power deviation to a negative input terminal, and a compensation output obtained through the second gain 84n is input to a neutral point compensation circuit of the INV4n.

【0124】以上述べたn番目のインバータINVnの
補償回路は、n番目以外の各インバータにも、同様な構
成の補償回路が設けられる。
In the above-described compensation circuit for the n-th inverter INVn, a compensation circuit having a similar configuration is provided for each of the inverters other than the n-th inverter.

【0125】以上述べた実施形態によれば、各インバー
タの容量、余裕度に応じてゲインKn,K2nを個別に
設定することで、システム全体として効率的な補償が可
能となる。
According to the above-described embodiment, by individually setting the gains Kn and K2n according to the capacity and the margin of each inverter, efficient compensation can be achieved as a whole system.

【0126】[0126]

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、1電源構成
によるNPCインバータの中性点電位変動を抑制でき、
またコンバータ動作や商用電源に変動があった場合でも
直流電圧が安定化するNPC変換器の制御装置を提供す
ることができる。
According to the present invention described above, it is possible to suppress the fluctuation of the neutral point potential of the NPC inverter with one power supply configuration.
Further, it is possible to provide a control device for an NPC converter in which the DC voltage is stabilized even when the converter operation or the commercial power supply fluctuates.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のPWM方式と中性点電位変動抑制技術を
説明するための、NPCインバータの点弧状態を示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a firing state of an NPC inverter for explaining a conventional PWM method and a neutral point potential fluctuation suppression technique.

【図2】NPCインバータの空間電圧ベクトル図。FIG. 2 is a space voltage vector diagram of an NPC inverter.

【図3】従来の三角波比較PWM方式の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of a conventional triangular wave comparison PWM method.

【図4】図2の空間電圧ベクトル図の領域分割を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing area division of the space voltage vector diagram of FIG. 2;

【図5】図4の各領域で使用するベクトルの組み合わせ
を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing combinations of vectors used in each area in FIG. 4;

【図6】図4のベクトルV1 の導通状態を説明するため
の図。
FIG. 6 is a diagram for explaining a conduction state of a vector V1 in FIG. 4;

【図7】図2の辺上ベクトルを使わないPWMのための
領域分割の一例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of region division for PWM without using the on-side vector in FIG. 2;

【図8】図7の各領域で使用するベクトルを説明するた
めの図。
FIG. 8 is a view for explaining vectors used in each area in FIG. 7;

【図9】本発明の大振幅キャリア/小振幅キャリア併用
三角波比較PWM方式の一例を示す波形図。
FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of a triangular wave comparison PWM system using both a large amplitude carrier and a small amplitude carrier according to the present invention.

【図10】図7の領域の点弧切り替えパターンを示す
図。
FIG. 10 is a diagram showing a firing switching pattern in the region of FIG. 7;

【図11】図7の領域の点弧切り替えパターンを示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing a firing switching pattern in the region of FIG. 7;

【図12】図7の領域の点弧切り替えパターンを示す
図。
FIG. 12 is a diagram showing a firing switching pattern in the region of FIG. 7;

【図13】図7の領域の点弧切り替えパターンを示す
図。
FIG. 13 is a diagram showing a firing switching pattern in the region of FIG. 7;

【図14】図7の領域の点弧切り替えパターンを示す
図。
FIG. 14 is a diagram showing a firing switching pattern in the region of FIG. 7;

【図15】本発明の第1の実施形態を示す制御ブロック
図。
FIG. 15 is a control block diagram showing the first embodiment of the present invention.

【図16】図15の実施形態と従来の三角波比較PWM
方式のPWM出力の例を示す波形図。
FIG. 16 shows a comparison PWM between the embodiment shown in FIG. 15 and a conventional triangular wave.
FIG. 4 is a waveform chart showing an example of a PWM output of a system.

【図17】図15の実施形態の作用効果を説明するため
の誘導電動機をベクトル制御および速度制御したときの
シミュレーション結果を示す波形図。
FIG. 17 is a waveform chart showing a simulation result when vector control and speed control are performed on the induction motor for explaining the operation and effect of the embodiment of FIG. 15;

【図18】本発明の第2の実施形態を説明するための空
間電圧ベクトル図の領域,のベクトル図。
FIG. 18 is a vector diagram of a region of a space voltage vector diagram for explaining the second embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第2の実施形態を説明するためのベ
クトルV1 の点弧状態と流れる電流の向きを示す回路
図。
FIG. 19 is a circuit diagram illustrating a firing state of a vector V1 and a direction of a flowing current for explaining a second embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第3の実施形態を説明するための制
御ベクトル図。
FIG. 20 is a control vector diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第4の実施形態を説明するための回
路図。
FIG. 21 is a circuit diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第5の実施形態を説明するための回
路図。
FIG. 22 is a circuit diagram illustrating a fifth embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第6の実施形態を説明するための回
路図。
FIG. 23 is a circuit diagram for explaining a sixth embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第7の実施形態を説明するための回
路図。
FIG. 24 is a circuit diagram for explaining a seventh embodiment of the present invention.

【図25】本発明の第8の実施形態を説明するための回
路図。
FIG. 25 is a circuit diagram for explaining an eighth embodiment of the present invention.

【図26】本発明の第9の実施形態を説明するための回
路図。
FIG. 26 is a circuit diagram illustrating a ninth embodiment of the present invention.

【図27】図21〜図26のコンバータとインバータの
正側および負側の直流電力を検出する方式を説明するた
めの図。
FIG. 27 is a view for explaining a method of detecting DC power on the positive side and negative side of the converter and the inverter in FIGS. 21 to 26;

【図28】従来および本発明のNPC変換器の主回路を
示す図。
FIG. 28 is a diagram showing a main circuit of an NPC converter according to the related art and the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…NPC変換器、2…A/D変換器、3…キャリア発
生器、4…コンパレータ、5…点弧状態決定手段、6…
三相/二相変換手段、7…dq変換手段、8,9…減算
器、10,11…比例積分手段、12…逆dq変換手
段、13…空間ベクトル領域判定手段、14…二相/三
相変換手段、15…変調信号加工手段、16…中性点電
位制御手段、26…二相/三相変換手段、27…逆dq
変換手段、28…中性点電位制御手段、30…コンバー
タ、40…インバータ、50,51…平滑コンデンサ、
60…交流電源、70,71,72,…7n…電動機、
81,82,83…減算器、84,85,86,90…
ゲイン、87…開閉器、88…関数発生器、89…乗算
器、91a,91b…2連動接点。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... NPC converter, 2 ... A / D converter, 3 ... Carrier generator, 4 ... Comparator, 5 ... Ignition state determination means, 6 ...
Three-phase / two-phase conversion means, 7: dq conversion means, 8, 9: subtractor, 10, 11: proportional integration means, 12: inverse dq conversion means, 13: space vector area determination means, 14: two-phase / 3 Phase conversion means, 15: modulation signal processing means, 16: neutral point potential control means, 26: two-phase / three-phase conversion means, 27: inverse dq
Conversion means, 28 neutral point potential control means, 30 converter, 40 inverter, 50, 51 smoothing capacitors,
60 ... AC power supply, 70, 71, 72, ... 7n ... electric motor,
81, 82, 83 ... subtractor, 84, 85, 86, 90 ...
Gain, 87: switch, 88: function generator, 89: multiplier, 91a, 91b: two interlocking contacts.

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のスイッチング素子をブリッジ接続
してなり交流電力を直流電力に、または直流電力を交流
電力に変換し、直流端子間に印加される直流電圧を2組
の平滑コンデンサにより正側直流電圧と負側直流電圧に
分割し、変調信号とキャリア信号とを比較して得られる
点弧信号を前記各スイッチング素子に与えるパルス幅変
調方式のNPC変換器の制御装置において、 前記キャリア信号として大振幅キャリアおよび小振幅キ
ャリアを併用し、中性点電位変動を抑制することを特徴
とするNPC変換器の制御装置。
An AC power is converted to a DC power or a DC power is converted to an AC power by connecting a plurality of switching elements in a bridge, and a DC voltage applied between DC terminals is supplied to a positive side by two sets of smoothing capacitors. In the control device of the NPC converter of the pulse width modulation system, which divides the DC signal into a DC voltage and a negative DC voltage, and applies an ignition signal obtained by comparing the modulation signal and the carrier signal to each of the switching elements, A control device for an NPC converter, wherein a large-amplitude carrier and a small-amplitude carrier are used together to suppress fluctuations in neutral point potential.
【請求項2】 電圧指令ベクトルの電気角と大きさに応
じて各相変調信号を大振幅キャリアとクロスさせるか、
小振幅キャリアとクロスさせるかを指定するキャリア指
定手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のNP
C変換器の制御装置。
2. A method according to claim 1, wherein each phase modulation signal is crossed with a large amplitude carrier according to an electrical angle and a magnitude of a voltage command vector,
2. The NP according to claim 1, further comprising a carrier designating means for designating whether to cross the small amplitude carrier.
Control device for C converter.
【請求項3】 複数のスイッチング素子をブリッジ接続
してなり交流電力を直流電力に、または直流電力を交流
電力に変換し、直流端子間に印加される直流電圧を2組
の平滑コンデンサにより正側直流電圧と負側直流電圧に
分割し、前記各スイッチング素子に点弧信号を与えるパ
ルス幅変調方式のNPC変換器の制御装置において、 静止座標系電圧指令ベクトルを発生する手段と、 前記静止座標系電圧指令べクトルを三相座標系の電圧指
令信号に変換する2相ー3相変換手段と、 前記静止座標系電圧指令ベクトルを入力とし、所定の領
域分割が施された空間ベクトル図において電圧指令ベク
トルが存在する領域に応じて各相変調信号を大振幅キャ
リアとクロスさせるか、小振幅キャリアとクロスさせる
かを指定するキャリア選択信号及び空間ベク卜ル領域番
号を出力する、空間べクトル領域判定手段と、 前記三相座標系の電圧指令信号と前記領域番号を入力と
し、三相座標系電圧指令信号を加工して、変調信号を出
力する変調信号加工手段と、 前記キャリア選択信号に応じて各相毎に大振幅キャリ
ア、小振幅キャリアのいずれかを出力するキャリア発生
手段と、 前記加工された変調信号と前記キャリア信号を比較し、
これに基づきNPC変換器に与える点弧信号を出力す
る、比較手段と、 を備えることを特徴とする請求項1に記載のNPC変換
器の制御装置。
3. A bridge connection of a plurality of switching elements to convert AC power to DC power or DC power to AC power, and to convert a DC voltage applied between DC terminals to a positive side by two sets of smoothing capacitors. A pulse width modulation type NPC converter control device that divides the DC voltage into a DC voltage and a negative DC voltage and supplies an ignition signal to each of the switching elements; a means for generating a static coordinate system voltage command vector; Two-phase to three-phase conversion means for converting a voltage command vector into a voltage command signal in a three-phase coordinate system, and a voltage command in a space vector diagram in which the static coordinate system voltage command vector is input and a predetermined area is divided. A carrier selection signal and space for designating whether each phase modulation signal crosses a large amplitude carrier or a small amplitude carrier according to an area where a vector exists. A spatial vector region determining means for outputting a vector region number, a voltage command signal of the three-phase coordinate system and the region number as inputs, processing the three-phase coordinate system voltage command signal, and outputting a modulation signal Modulation signal processing means, and a carrier generation means for outputting one of a large amplitude carrier and a small amplitude carrier for each phase according to the carrier selection signal, and comparing the processed modulation signal with the carrier signal,
The control device for an NPC converter according to claim 1, further comprising: comparison means for outputting a firing signal to be applied to the NPC converter based on the signal.
【請求項4】 前記変調信号加工手段が、NPC変換器
の空間ベクトル図の外側の正六角形の辺上のベクトルを
出力しないように変調信号を加工することを特徴とす
る、請求項3に記載のNPC変換器の制御装置。
4. The modulation signal processing unit according to claim 3, wherein the modulation signal processing means processes the modulation signal so as not to output a vector on a side of a regular hexagon outside a space vector diagram of the NPC converter. Control device for NPC converter.
【請求項5】 前記静止座標系電圧指令信号、NPC変
換器各相出力電流、及び前記平滑コンデンサ電圧を入力
とし、NPC変換器空間ベクトル図における出力可能ベ
クトルの内、点弧オプションを二つ持つ、内側の正六角
形の頂点のどちらの点弧オプションを選択するか、を指
定する点弧オプション選択信号を出力する、中性点電位
制御手段と、 前記加工された変調信号と前記キャリア信号を比較し、
これに基づき仮点弧信号を出力する、比較手段と、 前記仮点弧信号と前記点弧オプション選択信号を入力と
し、前記NPC変換器に与える点弧信号を決定する、点
弧状態決定手段と、 を備えることを特徴とする請求項3に記載のNPC変換
器の制御装置。
5. An input of the static coordinate system voltage command signal, the output current of each phase of the NPC converter, and the smoothing capacitor voltage, and has two firing options among the output possible vectors in the NPC converter space vector diagram. A neutral point potential control means for outputting a firing option selection signal specifying which firing option of the inner regular hexagonal vertex is to be selected, and comparing the processed modulation signal with the carrier signal And
A comparison means for outputting a temporary ignition signal based on the input signal; a ignition state determination means for receiving the temporary ignition signal and the ignition option selection signal and determining an ignition signal to be supplied to the NPC converter; The control device for an NPC converter according to claim 3, comprising:
【請求項6】 複数のスイッチング素子をブリッジ接続
してなり交流電力を直流電力に、または直流電力を交流
電力に変換し、直流端子間に印加される直流電圧を2組
の平滑コンデンサにより正側直流電圧と負側直流電圧に
分割し、前記各スイッチング素子に点弧信号を与えるパ
ルス幅変調方式のNPC変換器の制御装置において、 静止座標系の電圧指令ベクトルを出力する電圧指令ベク
トル発生手段と、 前記静止座標系電圧指令ベクトルを三相座標系の電圧指
令信号に変換する2相−3相変換手段と、 各相毎に大振輻キャリア、小振幅キャリアのいずれかを
発生するキャリア発生手段と、 前記静止座標系電圧指令信号、NPC変換器各相出力電
流、及び前記平滑コンデンサ電圧を入力とし、NPC変
換器空間ベクトル図における出力可能ベクトルの内、点
弧オプションを二つ持つベクトルのどちらの点弧オプシ
ョンを選択するか、を指定する点弧オプション選択信号
を出力する、中性点電位制御手段と、 前記三相座標系電圧指令信号と前記キャリア信号を比較
し、NPC変換器の仮点弧信号を出力する比較手段と、 前記仮点弧信号と前記点弧オプション選択信号に基づ
き、NPC変換器に与える点弧信号を決定する、点弧信
号決定手段と、 を備えることを特徴とするNPC変換器の制御装置。
6. A bridge connection of a plurality of switching elements to convert AC power to DC power or DC power to AC power, and to convert a DC voltage applied between DC terminals to a positive side by two sets of smoothing capacitors. A pulse width modulation type NPC converter control device that divides the voltage into a DC voltage and a negative DC voltage and provides an ignition signal to each of the switching elements, wherein a voltage command vector generating means for outputting a voltage command vector in a stationary coordinate system; A two-phase to three-phase conversion means for converting the stationary coordinate system voltage command vector into a three-phase coordinate system voltage command signal; and a carrier generation means for generating one of a large vibration carrier and a small amplitude carrier for each phase. The static coordinate system voltage command signal, the output current of each phase of the NPC converter, and the smoothing capacitor voltage can be input and output in the NPC converter space vector diagram. Neutral point potential control means for outputting a firing option selection signal for designating which firing option of a vector having two firing options in the vector, the three-phase coordinate system voltage command Comparing means for comparing a signal with the carrier signal and outputting a temporary firing signal of the NPC converter; and determining a firing signal to be applied to the NPC converter based on the temporary firing signal and the firing option selection signal. , An ignition signal determination means, and a control device for the NPC converter.
【請求項7】 前記中性点電位制御手段において、今回
の制御周期内で取りうる点弧オプションの組み合わせの
全てについて、現在のサンプリング時点の中性点電位
と、中性点電流を制御区間内で積分した値と、コンデン
サ容量とから次回サンプリング時点の中性点電位を予測
し、次回サンプリング時点の中性点電位が最も零(V)
に近い点弧オプションの組み合わせを選択することを特
徴とする請求項6に記載のNPC変換器の制御装置。
7. The neutral point potential control means sets the neutral point potential and the neutral point current in the control section at the current sampling time for all possible ignition option combinations in the current control cycle. The neutral point potential at the next sampling time is predicted from the value integrated in step (1) and the capacitance of the capacitor.
7. The control device for an NPC converter according to claim 6, wherein a combination of the ignition options close to is selected.
【請求項8】 複数のスイッチング素子をブリッジ接続
してなり交流電力を直流電力に、または直流電力を交流
電力に変換し、直流端子間に印加される直流電圧を2組
の平滑コンデンサにより正側直流電圧と負側直流電圧に
分割し、前記各スイッチング素子に点弧信号を与えるパ
ルス幅変調方式のNPC変換器の制御装置において、 静止座標系電圧指令ベクトルを発生する手段と、 前記静止座標系電圧指令ベクトルを三相座標系の電圧指
令信号に変換する2相−3相変換手段と、 前記静止座標系電圧指令ベクトルを入力とし、所定の領
域分割が施された空間ベクトル図において電圧指令べク
トルが存在する領域に応じて各相変調信号を大振幅キャ
リアとクロスさせるか、小振幅キャリアとクロスさせる
かを指定するキャリア選択信号及び空間ベク卜ル領域番
号を出力する空間ベクトル領域判定手段と、 前記三相座標系の電圧指令信号と前記領域番号を入力と
し、三相座標系電圧指令信号を加工して変調信号を出力
する変調信号加工手段と、 前記キャリア選択信号に応じて各相毎に大振幅キャリ
ア、小振幅キャリアのいずれかを出力するキャリア発生
手段と、 前記静止座標系電圧指令信号、NPC変換器各相出力電
流、及び前記平滑コンデンサ電圧を入力とし、NPC変
換器空間ベクトル図における出力可能ベクトルの内、点
弧オプションを二つ持つベクトルのどちらかの点弧オプ
ションを選択するか、を指定する点弧オプション選択信
号を出力する中性点電位制御手段と、 前記加工された変調信号と前記キャリア信号を比較し、
NPC変換器の仮点弧信号を出力する比較手段と、 前記仮点弧信号と前記点弧オプション選択信号に基づ
き、NPC変換器に与える点弧信号を決定する点弧信号
決定手段と、 を備えることを特徴とするNPC変換器の制御装置。
8. A plurality of switching elements are connected in a bridge to convert AC power to DC power or DC power to AC power, and direct current applied between DC terminals to the positive side by two sets of smoothing capacitors. A pulse width modulation type NPC converter control device that divides the DC voltage into a DC voltage and a negative DC voltage and supplies an ignition signal to each of the switching elements; a means for generating a static coordinate system voltage command vector; Two-phase to three-phase conversion means for converting a voltage command vector into a voltage command signal in a three-phase coordinate system; a voltage command vector in a space vector diagram having a predetermined area divided by inputting the static coordinate system voltage command vector. A carrier selection signal and a space that specify whether each phase modulation signal should cross a large amplitude carrier or a small amplitude carrier according to the region where the vector exists. A space vector region determining means for outputting a vector region number; a modulation signal for processing the three-phase coordinate system voltage command signal and outputting a modulation signal with the three-phase coordinate system voltage command signal and the region number as inputs; Processing means; carrier generation means for outputting either a large amplitude carrier or a small amplitude carrier for each phase in accordance with the carrier selection signal; the stationary coordinate system voltage command signal, the NPC converter phase output current, and With the smoothing capacitor voltage as an input, a firing option selection signal for specifying which one of the vectors having two firing options is to be selected from among the output possible vectors in the NPC converter space vector diagram. Neutral point potential control means for outputting, comparing the processed modulated signal and the carrier signal,
Comparing means for outputting a temporary firing signal of the NPC converter; and ignition signal determining means for determining a firing signal to be applied to the NPC converter based on the temporary firing signal and the firing option selection signal. A control device for an NPC converter.
【請求項9】 前記中性点電位制御手段において、今回
の制御周期内で取りうる点弧オプションの組み合わせの
全てについて、現在のサンプリング時点の中性点電位
と、中性点電流を制御区間内で積分した値と、コンデン
サ容量とから次回サンプリング時点の中性点電位を予測
し、次回サンプリング時点の中性点電位が最も零(V)
に近い点弧オプションの組み合わせを選択することを特
徴とする、請求項8記載のNPC変換器の制御装置。
9. The neutral point potential control means determines the neutral point potential and the neutral point current at the current sampling time for all possible ignition option combinations in the current control cycle. The neutral point potential at the next sampling time is predicted from the value integrated in step (1) and the capacitance of the capacitor.
9. The control device for an NPC converter according to claim 8, wherein a combination of the ignition options close to is selected.
【請求項10】 前記中性点電位予測制御に、各相の実
電流値または各相の電流基準値のいずれかを使用したこ
とを特徴とする請求項6または8に記載のNPC変換器
の制御装置。
10. The NPC converter according to claim 6, wherein either the actual current value of each phase or the current reference value of each phase is used for the neutral point potential prediction control. Control device.
【請求項11】 前記中性点電位制御のアクションは、
常時行い、常に仮点弧信号と点弧オプション選択信号に
基づいて点弧状態を決定するか、今回のサンプリング時
点の中性点電位の値が一定の許容幅を越えたら行い、許
容幅を越えないときは仮点弧信号をそのまま点弧状態と
するか、次回サンプリング時点の中性点電位予測値が一
定の許容帽を越えそうであれば行い、許容幅を越えそう
にないときは仮点弧信号をそのまま点弧状態とするか、
のいずれかにより行うことを特徴とする請求項8〜10
のいずれかに記載のNPC変換器の制御装置。
11. The action of the neutral point potential control is as follows:
Always perform, always determine the firing state based on the temporary firing signal and the firing option selection signal, or perform when the value of the neutral point potential at the time of this sampling exceeds a certain allowable width, and exceed the allowable width If not, the temporary ignition signal is set to the ignition state as it is, or the neutral point potential predicted value at the next sampling is likely to exceed a certain allowable cap. If the arc signal is set to the firing state as it is,
The method according to any one of claims 8 to 10, wherein
The control device for an NPC converter according to any one of the above.
【請求項12】 前記キャリア発生手段において、常時
は3相とも小振輻キャリアを使用するのを原則とし、今
回のサンプリング時点の中性点電位の値が一定の許容輻
を越えるか、あるいは、次回サンプリング時点の中性点
電位の値が一定の許容幅を越えそうな場合、大振幅キャ
リアと小振幅キャリアを併用することを特徴とする請求
項8〜10のいずれかに記載のNPC変換器の制御装
置。
12. In the carrier generation means, the principle is to always use small vibration carriers for all three phases, and the value of the neutral point potential at the time of the current sampling exceeds a certain allowable radiation, or 11. The NPC converter according to claim 8, wherein the large-amplitude carrier and the small-amplitude carrier are used together when the value of the neutral point potential at the next sampling time is likely to exceed a certain allowable width. Control device.
【請求項13】 複数のスイッチング素子をブリッジ接
続してなり交流電力を直流電力に変換するNPCコンバ
ータと、複数のスイッチング素子をブリッジ接続してな
り直流電力を交流電力に変換するNPCインバータとを
備え、前記NPCコンバータと前記NPCインバータの
正側および負側直流端子同士を接続し、かつ該両者の直
流端子間に印加される直流電圧を分割するための2組の
平滑コンデンサを接続し、前記各スイッチング素子をパ
ルス幅変調するNPC変換器の制御装置において、 前記NPCインバータの正側の直流電力を第1の減算器
の正側入力端子に、前記NPCインバータの負側の直流
電力を該第1の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力し
てインバータ側直流電力偏差を求め、 前記NPCコンバータの正側の直流電力を第2の減算器
の正側入力端子に、前記NPCコンバータの負側の直流
電力を該第2の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力し
てコンバータ側直流電力偏差を求め、 前記インバータ側直流電力偏差を第3の減算器の正側入
力端子に、前記コンバータ側直流電力偏差を該第3の減
算器の負側入力端子にそれぞれ入力して電力偏差を求
め、該電力偏差を第2のゲインを介して得られる補償出
力を前記NPCインバータの中性点補償回路に入力する
ようにしたことを特徴とするNPC変換器の制御装置。
13. An NPC converter comprising a plurality of switching elements connected in a bridge to convert AC power into DC power, and an NPC inverter comprising a plurality of switching elements connected in a bridge to convert DC power into AC power. Connecting the NPC converter and the positive and negative DC terminals of the NPC inverter to each other, and connecting two sets of smoothing capacitors for dividing a DC voltage applied between the DC terminals of the NPC inverter and the NPC converter; A control device for an NPC converter that performs pulse width modulation on a switching element, wherein the DC power on the positive side of the NPC inverter is supplied to a positive input terminal of a first subtractor, and the DC power on the negative side of the NPC inverter is supplied to the first subtractor. To the negative side input terminal of the subtractor to determine the inverter side DC power deviation, and the positive side DC power of the NPC converter The negative-side DC power of the NPC converter is input to the positive-side input terminal of a second subtractor and the negative-side input terminal of the second subtractor, respectively, to obtain a converter-side DC power deviation. The power deviation is input to a positive input terminal of a third subtractor, and the converter-side DC power deviation is input to a negative input terminal of the third subtractor to obtain a power deviation. A controller for an NPC converter, wherein a compensation output obtained via a gain is input to a neutral point compensation circuit of the NPC inverter.
【請求項14】 複数のスイッチング素子をブリッジ接
続してなり交流電力を直流電力に変換するNPCコンバ
ータと、複数のスイッチング素子をブリッジ接続してな
り直流電力を交流電力に変換するNPCインバータとを
備え、前記NPCコンバータと前記NPCインバータの
正側および負側直流端子同士を接続し、かつ該両者の直
流端子間に印加される直流電圧を分割するための2組の
平滑コンデンサを接続し、前記各スイッチング素子をパ
ルス幅変調するNPC変換器の制御装置において、 前記NPCインバータの正側の直流電力を第1の減算器
の正側入力端子に、前記NPCコンバータの正側の直流
電力を第1のゲインを介して該第1の減算器の負側入力
端子にそれぞれ入力して正側直流電力偏差を求め、 前記NPCインバータの負側の直流電力を第2の減算器
の正側入力端子に、前記NPCコンバータの負側の直流
電力を第1のゲインを介して該第2の減算器の負側入力
端子にそれぞれ入力して負側直流電力偏差を求め、 前記正側直流電力偏差を第3の減算器の正側入力端子
に、前記負側直流電力偏差を該第3の減算器の負側入力
端子にそれぞれ入力して電力偏差を求め、該電力偏差を
第2のゲインを介して得られる補償出力を前記NPCイ
ンバータの中性点補償回路に入力するようにしたことを
特徴とするNPC変換器の制御装置。
14. An NPC converter comprising a plurality of switching elements connected in a bridge to convert AC power into DC power, and an NPC inverter comprising a plurality of switching elements connected in a bridge to convert DC power into AC power. Connecting the NPC converter and the positive and negative DC terminals of the NPC inverter to each other, and connecting two sets of smoothing capacitors for dividing a DC voltage applied between the DC terminals of the NPC inverter and the NPC converter; A control device for an NPC converter that performs pulse width modulation on a switching element, wherein the positive DC power of the NPC inverter is supplied to a positive input terminal of a first subtractor, and the positive DC power of the NPC converter is supplied to a first input terminal of a first subtractor. Input to each of the negative input terminals of the first subtractor via a gain to determine a positive DC power deviation; To the positive input terminal of the second subtractor and the negative DC power of the NPC converter to the negative input terminal of the second subtractor via a first gain. The positive DC power deviation is input to the positive input terminal of a third subtractor, and the negative DC power deviation is input to the negative input terminal of the third subtractor. A control device for an NPC converter, wherein a deviation is obtained, and a compensation output obtained from the power deviation via a second gain is input to a neutral point compensation circuit of the NPC inverter.
【請求項15】 複数のスイッチング素子をブリッジ接
続してなり交流電力を直流電力に変換するNPCコンバ
ータと、複数のスイッチング素子をブリッジ接続してな
り直流電力を交流電力に変換するNPCインバータとを
備え、前記NPCコンバータと前記NPCインバータの
正側および負側直流端子同士を接続し、かつ該両者の直
流端子間に印加される直流電圧を分割するための2組の
平滑コンデンサを接続し、前記各スイッチング素子をパ
ルス幅変調するNPC変換器の制御装置において、 前記NPCインバータの正側の直流電力を第1の減算器
の正側入力端子に、前記NPCインバータの負側の直流
電力を該第1の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力し
てインバータ側直流電力偏差を求め、 前記NPCコンバータの正側の直流電力を第2の減算器
の正側入力端子に、前記NPCコンバータの負側の直流
電力を該第2の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力し
てコンバータ側直流電力偏差を求め、 前記第2の減算器の出力である電力偏差が所定の範囲を
越えたとき出力を生ずる関数発生器に入力し、 前記インバータ側直流電力偏差を第3の減算器の正側入
力端子に入力し、前記関数発生器の出力側に第1のゲイ
ンを介して該第3の減算器の負側入力端子にそれぞれ入
力して電力偏差を求め、 前記第3の減算器の出力である電力偏差を第2のゲイン
を介して得られる補償出力を前記NPCインバータの中
性点補償回路に入力したことを特徴とするNPC変換器
の制御装置。
15. An NPC converter comprising a plurality of switching elements connected in a bridge to convert AC power to DC power, and an NPC inverter comprising a plurality of switching elements connected in a bridge to convert DC power to AC power. Connecting the NPC converter and the positive and negative DC terminals of the NPC inverter to each other, and connecting two sets of smoothing capacitors for dividing a DC voltage applied between the DC terminals of the NPC inverter and the NPC converter; A control device for an NPC converter that performs pulse width modulation on a switching element, wherein the DC power on the positive side of the NPC inverter is supplied to a positive input terminal of a first subtractor, and the DC power on the negative side of the NPC inverter is supplied to the first subtractor. To the negative side input terminal of the subtractor to determine the inverter side DC power deviation, and the positive side DC power of the NPC converter The negative-side DC power of the NPC converter is input to the positive-side input terminal of the second subtractor and the negative-side input terminal of the second subtractor, respectively, to determine a converter-side DC power deviation. When the power deviation, which is the output of the subtractor, exceeds a predetermined range, it is input to a function generator that generates an output. The inverter-side DC power deviation is input to the positive input terminal of a third subtractor. The output of the third subtractor is input to the negative side input terminal of the third subtractor via a first gain to obtain a power deviation, and the power deviation as the output of the third subtractor is calculated by a second gain. A compensation output obtained through the NPC inverter is input to a neutral point compensation circuit of the NPC inverter.
【請求項16】 複数のスイッチング素子をブリッジ接
続してなり交流電力を直流電力に変換するNPCコンバ
ータと、複数のスイッチング素子をブリッジ接続してな
り直流電力を交流電力に変換するNPCインバータとを
備え、前記NPCコンバータと前記NPCインバータの
正側および負側直流端子同士を接続し、かつ該両者の直
流端子間に印加される直流電圧を分割するための2組の
平滑コンデンサを接続し、前記各スイッチング素子をパ
ルス幅変調するNPC変換器の制御装置において、 前記NPCインバータの正側の直流電力を第1の減算器
の正側入力端子に、前記NPCインバータの負側の直流
電力を該第1の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力し
てインバータ側直流電力偏差を求め、 前記NPCコンバータの正側の直流電力を第2の減算器
の正側入力端子に、前記NPCコンバータの負側の直流
電力を該第2の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力し
てコンバータ側直流電力偏差を求め、 前記インバータ側直流電力偏差を第3の減算器の正側入
力端子に入力し、前記コンバータ側直流電力偏差を定数
倍する乗算器および第1のゲインを介して該第3の減算
器の負側入力端子にそれぞれ入力して電力偏差を求め、 該電力偏差を第2のゲインを介して得られる補償出力を
前記NPCインバータの中性点補償回路に入力し、 前記第1の減算器の出力端子と前記第3の減算器の正側
入力端子の間に、前記インバータ側直流電力偏差が所定
の範囲を越えたとき出力を生ずる関数発生器の入力端子
を接続し、該関数発生器の出力端子から出力が生じたと
き前記乗算器に対して乗算開始指令を与えると共に、前
記第1のゲインが前記第3の減算器の負側入力端子に接
続されるようにしたことを特徴とするNPC変換器の制
御装置。
16. An NPC converter comprising a plurality of switching elements connected in a bridge to convert AC power to DC power, and an NPC inverter comprising a plurality of switching elements connected in a bridge to convert DC power to AC power. Connecting the NPC converter and the positive and negative DC terminals of the NPC inverter to each other, and connecting two sets of smoothing capacitors for dividing a DC voltage applied between the DC terminals of the NPC inverter and the NPC converter; A control device for an NPC converter that performs pulse width modulation on a switching element, wherein the DC power on the positive side of the NPC inverter is supplied to a positive input terminal of a first subtractor, and the DC power on the negative side of the NPC inverter is supplied to the first subtractor. To the negative side input terminal of the subtractor to determine the inverter side DC power deviation, and the positive side DC power of the NPC converter The negative-side DC power of the NPC converter is input to the positive-side input terminal of a second subtractor and the negative-side input terminal of the second subtractor, respectively, to obtain a converter-side DC power deviation. The power deviation is input to the positive input terminal of the third subtractor, and the multiplier is configured to multiply the converter-side DC power deviation by a constant, and to the negative input terminal of the third subtractor via the first gain. A power deviation is obtained by inputting the power deviation, a compensation output obtained via the second gain is input to a neutral point compensation circuit of the NPC inverter, and an output terminal of the first subtractor and the third terminal Between the positive input terminal of the subtractor and the input terminal of a function generator that generates an output when the inverter side DC power deviation exceeds a predetermined range, and an output is generated from the output terminal of the function generator. The multiplier Together give calculation start command, the control device of the NPC converter, wherein the first gain is to be connected to the negative input terminal of the third subtractor.
【請求項17】 複数のスイッチング素子をブリッジ接
続してなり交流電力を直流電力に変換するNPCコンバ
ータと、複数のスイッチング素子をブリッジ接続してな
り直流電力を交流電力に変換するNPCインバータとを
備え、前記NPCコンバータと前記NPCインバータの
正側および負側直流端子同士を接続し、かつ該両者の直
流端子間に印加される直流電圧を分割するための2組の
平滑コンデンサを接続し、前記各スイッチング素子をパ
ルス幅変調するNPC変換器の制御装置において、 前記NPCインバータの正側の直流電力を第1の減算器
の正側入力端子に、前記NPCインバータの負側の直流
電力を該第1の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力し
てインバータ側直流電力偏差を求め、 前記NPCコンバータの正側の直流電力を第2の減算器
の正側入力端子に、前記NPCコンバータの負側の直流
電力を該第2の減算器の負側入力端子にそれぞれ入力し
てコンバータ側直流電力偏差を求め、 前記インバータ側直流電力偏差を第3の減算器の正側入
力端子に入力し、前記コンバータ側直流電力偏差を、常
閉と常開の2連動接点および第1および第3のゲインか
らなる並列回路を介して該第3の減算器の負側入力端子
にそれぞれ入力して直流電力偏差を求め、 該電力偏差を第2のゲインを介して得られる補償出力を
前記NPCインバータの中性点補償回路に入力し、 前記第3の減算器の出力端子と前記第2のゲインの入力
端子の間に、前記直流電力偏差が所定の範囲を越えたと
き出力を生ずる関数発生器の入力端子を接続し、該関数
発生器の出力端子から出力が生じたとき前記2連動接点
に対して切り替え指令を与えると共に、前記第1のゲイ
ンから前記第3のゲインに切り替わるようにしたことを
特徴とするNPC変換器の制御装置。
17. An NPC converter having a plurality of switching elements connected in a bridge and converting AC power into DC power, and an NPC inverter having a plurality of switching elements connected in a bridge and converting DC power into AC power. Connecting the NPC converter and the positive and negative DC terminals of the NPC inverter to each other, and connecting two sets of smoothing capacitors for dividing a DC voltage applied between the DC terminals of the NPC inverter and the NPC converter; A control device for an NPC converter that performs pulse width modulation on a switching element, wherein the DC power on the positive side of the NPC inverter is supplied to a positive input terminal of a first subtractor, and the DC power on the negative side of the NPC inverter is supplied to the first subtractor. To the negative side input terminal of the subtractor to determine the inverter side DC power deviation, and the positive side DC power of the NPC converter The negative-side DC power of the NPC converter is input to the positive-side input terminal of a second subtractor and the negative-side input terminal of the second subtractor, respectively, to obtain a converter-side DC power deviation. The power deviation is input to a positive input terminal of a third subtractor, and the converter-side DC power deviation is calculated via a parallel circuit including two normally-closed and normally-open interlocking contacts and first and third gains. DC power deviation is obtained by inputting to each negative input terminal of the third subtractor, and a compensation output obtained through the second gain is input to a neutral point compensation circuit of the NPC inverter, An input terminal of a function generator that generates an output when the DC power deviation exceeds a predetermined range is connected between an output terminal of the third subtractor and an input terminal of the second gain, and Output from the output terminal of the Together provide a switching command to come the second interlocking contact, the controller of the NPC converter, characterized in that from the first gain to switch to the third gain.
【請求項18】 複数のスイッチング素子をブリッジ接
続してなり交流電力を直流電力に変換する1個のNPC
コンバータと、複数のスイッチング素子をブリッジ接続
してなり直流電力を交流電力に変換するn個(n=2以
上の整数)のNPCインバータとを備え、 前記各NPCインバータの各正側直流端子に、前記NP
Cコンバータの正側直流端子を共通に接続し、かつ前記
各NPCインバータの各負側直流端子に、前記NPCコ
ンバータの負側直流端子を共通に接続し、前記NPCコ
ンバータと前記各NPCインバータの直流端子間に印加
される直流電圧を分割するための2組の平滑コンデンサ
を接続し、前記各スイッチング素子をパルス幅変調する
NPC変換器の制御装置において、 前記NPCインバータのうちのいずれかの正側の直流電
力を第1の減算器の正側入力端子に、前記NPCコンバ
ータの正側の直流電力を第1番目のゲインと第n番目の
ゲインの積を介して該第1の減算器の負側入力端子にそ
れぞれ入力して正側直流電力偏差を求め、 前記NPCインバータのうちのいずれかの負側の直流電
力を第2の減算器の正側入力端子に、前記NPCコンバ
ータの負側の直流電力を第1番目のゲインと第n番目の
ゲインの積をを介して該第2の減算器の負側入力端子に
それぞれ入力して負側直流電力偏差を求め、 前記正側直流電力偏差を第3の減算器の正側入力端子
に、前記負側直流電力偏差を該第3の減算器の負側入力
端子にそれぞれ入力して電力偏差を求め、該電力偏差を
第2のゲインを介して得られる補償出力を前記NPCイ
ンバータの中性点補償回路に入力するようにしたことを
特徴とするNPC変換器の制御装置。
18. One NPC for converting AC power into DC power by bridging a plurality of switching elements.
A converter, and n (n = integer of 2 or more) NPC inverters each of which is a bridge connection of a plurality of switching elements and converts DC power into AC power; The NP
A positive DC terminal of the C converter is commonly connected, and a negative DC terminal of the NPC converter is commonly connected to each negative DC terminal of each of the NPC inverters. An NPC converter control device for connecting two sets of smoothing capacitors for dividing a DC voltage applied between terminals and for pulse width modulating each of the switching elements, comprising: To the positive input terminal of the first subtractor and the positive DC power of the NPC converter to the negative input of the first subtractor via the product of the first and nth gains. Input to each of the NPC inverters to obtain a positive DC power deviation. One of the NPC inverters, the negative DC power is input to a positive input terminal of a second subtractor, and the NPC The negative DC power of the inverter is input to the negative input terminal of the second subtractor via the product of the first gain and the nth gain to obtain a negative DC power deviation, The positive DC power deviation is input to the positive input terminal of a third subtractor, and the negative DC power deviation is input to the negative input terminal of the third subtractor to determine a power deviation. A control device for an NPC converter, wherein a compensation output obtained via a second gain is input to a neutral point compensation circuit of the NPC inverter.
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