JPWO2015097836A1 - 電力変換装置および電力変換装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
電流検出器CTで誘導電動機の線電流を検出し、dq軸変換部で検出した電流を直交したdq軸に変換し、励磁電流成分Idとトルク電流成分Iqに分解する。
(a)と異なる点は、誘導電動機の速度を検出する手段として、速度推定器を用いないで、速度検出器SSにより実速度frを検出する点である。
すなわち、一次電流i1は有効電流成分I1(r)と無効電流成分I1(i)のベクトル和で表される。
tanΦ=I1(i)/I1(r) ----------------------- 数(1)
あるいは
cosΦ=I1(r)/I1 ---------------------------- 数(2)
あるいは
cosΦ=I1(r)/[{I1(r)}2+{I1(i)}2]1/2 - 数(3)
で表される。
・0とπの時点:Iu(r)=0→u相の無効電流成分Iu(i)
各々の位相差が120°である三相交流の場合、v相電流ivは、u相電流iuに対し2π/3(120°)位相が遅れた状態であり、w相電流iwは、u相電流iuに対し4π/3(240°)位相が遅れた状態にある。このため、相電圧Vuを基準に考えれば、下記位相のサンプリング時点は、各々v相の有効電流成分とv相の無効電流成分を表している。
・2π/3と5π/3の時点:Iv(r)=0→v相の無効電流成分Iv(i)
さらに、相電圧Vuを基準に考えれば、下記位相のサンプリング時点は、各々w相の有効電流成分とw相の無効電流成分を表している。
・π/3と4π/3の時点:Iw(r)=0→w相の無効電流成分Iw(i)
すなわち、相電圧Vuを基準に、0(0°)とπ(180°)の時点θuiにおける一次側のu相電流をサンプリング検出すれば、u相の無効電流成分Iu(i)を検出でき、2π/3(120°)と5π/3(300°)の時点θviにおける一次側のv相電流をサンプリング検出すればv相の無効電流成分Iv(i)を検出でき、π/3(60°)と4π/3(240°)の時点θwiにおける一次側のw相電流をサンプリング検出すればw相の無効電流成分Iw(i)を検出できることは明らかである。
・Vv=Vv*・sin(ω1・t−2π/3)
・Vw=Vw*・sin(ω1・t−4π/3)
ここで、ω1=2π・f1である。
磁束Φmの方向に流れるd軸電流指令Id*=0に設定し、検出した励磁電流成分Idが常に0となるようにd軸電流制御の回路が動作する(図12(a)のベクトル図に相当)。このように制御すれば、PMモータに流れる電気子電流Iaはトルク電流成分Iqとしてq軸電流制御の回路が動作し制御される。すなわち、PMモータに流れる電気子電流Iaを、モータの発生トルクに比例するトルク電流成分として動作させることができる。
EMC…Electro Magnetic Compatibility
Claims (14)
- 電力変換装置であって、
交流電圧を直流電圧に変換する順変換器と、
前記順変換器にて変換された直流電圧を平滑する直流中間回路と、
前記直流中間回路にて平滑化された直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器と、
前記逆変換器の半導体スイッチング素子を駆動するゲートドライブ回路と、
該電力変換装置を流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器にて検出した電流から各電流成分値を検出し、該検出した各電流成分値または該各電流成分値から求めた力率値とに基づき前記ゲートドライブ回路のゲート抵抗値を変える制御回路と、を備える電力変換装置。 - 請求項1記載の電力変換装置であって、
前記半導体スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体素子であることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1記載の電力変換装置であって、
前記電流検出器は、該電力変換装置の出力側の電流または該電力変換装置の直流母線側の電流を検出することを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1記載の電力変換装置であって、
前記制御回路では、該検出した電流を座標軸変換によりトルク電流成分値もしくは励磁電流成分値として検出する、または、該検出した電流の特定の位相の近傍をサンプリングすることにより、有効電流成分値または無効電流成分値を検出することを特徴とする電力変換装置。 - 請求項4記載の電力変換装置であって、
前記制御回路では、前記トルク電流成分値または前記有効電流成分値または前記各電流成分値から求めた力率値に基づいて、前記ゲートドライブ回路のゲート抵抗値を変えることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項5記載の電力変換装置であって、
前記制御回路では、前記トルク電流成分値または前記有効電流成分値または前記各電流成分値から求めた力率値が予め設定された値より大きい場合には、前記ゲートドライブ回路のオン側またはオフ側のゲート抵抗値を変更する前の値より小さくすることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項5記載の電力変換装置であって、
前記制御回路では、前記トルク電流成分値または前記有効電流成分値または前記各電流成分値から求めた力率値が予め設定された値より大きい場合には、前記ゲートドライブ回路のオン側とオフ側のゲート抵抗値を変更する前の値より小さくすることを特徴とする電力変換装置。 - 電力変換装置の制御方法であって、
交流電圧を直流電圧に変換する順変換工程と、
前記順変換工程にて変換された直流電圧を平滑する平滑工程と、
前記平滑工程にて平滑化された直流電圧を交流電圧に変換する逆変換工程と、
半導体スイッチング素子を駆動する駆動工程と、
該電力変換装置を流れる電流を検出する電流検出工程と、
前記電流検出工程にて検出した電流から各電流成分値を検出し、該検出した各電流成分値または該各電流成分値から求めた力率値とに基づきゲートドライブ回路のゲート抵抗値を変える制御工程と、を備える電力変換装置の制御方法。 - 請求項8記載の電力変換装置の制御方法であって、
前記半導体スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体素子であることを特徴とする電力変換装置の制御方法。 - 請求項8記載の電力変換装置の制御方法であって、
前記電流検出工程は、該電力変換装置の出力側の電流または該電力変換装置の直流母線側の電流を検出することを特徴とする電力変換装置の制御方法。 - 請求項8記載の電力変換装置の制御方法であって、
前記制御工程では、該検出した電流を座標軸変換によりトルク電流成分値もしくは励磁電流成分値として検出する、または、該検出した電流の特定の位相の近傍をサンプリングすることにより、有効電流成分値または無効電流成分値を検出することを特徴とする電力変換装置の制御方法。 - 請求項11記載の電力変換装置の制御方法であって、
前記制御工程では、前記トルク電流成分値または前記有効電流成分値または前記各電流成分値から求めた力率値に基づいて、前記ゲートドライブ回路のゲート抵抗値を変えることを特徴とする電力変換装置の制御方法。 - 請求項12記載の電力変換装置の制御方法であって、
前記制御工程では、前記トルク電流成分値または前記有効電流成分値または前記各電流成分値から求めた力率値が予め設定された値より大きい場合には、前記ゲートドライブ回路のオン側またはオフ側のゲート抵抗値を変更する前の値より小さくすることを特徴とする電力変換装置の制御方法。 - 請求項12記載の電力変換装置の制御方法であって、
前記制御工程では、前記トルク電流成分値または前記有効電流成分値または前記各電流成分値から求めた力率値が予め設定された値より大きい場合には、前記ゲートドライブ回路のオン側とオフ側のゲート抵抗値を変更する前の値より小さくすることを特徴とする電力変換装置の制御方法。
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