JPWO2017046908A1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[電力変換装置の概略構成]
図1は、実施の形態1による電力変換装置の概略構成図である。図1を参照して、電力変換装置は、主回路であるレグ回路8a,8b,8c(総称する場合または不特定のものを示す場合、レグ回路8と記載する)と、これらのレグ回路8を制御する制御装置5とを備える。
図2は、セル群6a,6b,6c,6dを構成する変換器セルの一例を示す回路図である。図2(a)に示す変換器セル1は、ハーフブリッジ構成を採用した例を示し、互いに直列接続された半導体スイッチング素子1a,1b(以下、単にスイッチング素子と称する場合がある)と、ダイオード1c,1dと、エネルギー蓄積器としての直流コンデンサ1eとを含む。ダイオード1c,1dは、スイッチング素子1a,1bとそれぞれ逆並列(並列かつ逆バイアス方向)に接続される。直流コンデンサ1eは、スイッチング素子1a,1bの直列接続回路と並列に接続され、直流電圧を平滑化する。スイッチング素子1a,1bの接続ノードは正側の入出力端子1pと接続され、スイッチング素子1bと直流コンデンサ1eの接続ノードは負側の入出力端子1nと接続される。
図3は、図1の制御装置5の構成図である。図3に示す制御装置5は、専用回路によって構成してもよいし、その一部または全部をFPGA(Field Programmable Gate Array)および/またはマイクロプロセッサによって構成してもよい。以下、図1および図3を参照して、制御装置5の構成と各要素の概略動作について説明する。
次に、制御装置5の詳細な動作について説明する。
図1を参照して、U相のレグ回路8aの正側アーム13と負側アーム14との接続点が交流端子Nuであり、交流端子Nuは変圧器3に接続されている。したがって、交流端子Nuから変圧器3に向かって流れる交流電流Iacuは、電流検出器9aで計測された正側アーム13を流れる電流値Ipuから電流検出器9bで計測された負側アーム14を流れる電流値Ipnを減算した電流値、すなわち、
Iacu=Ipu−Inu …(1)
に等しくなる。
Icomu=(Ipu+Inu)/2 …(2)
として演算できる。
Iacv=Ipv−Inv …(3)
Icomv=(Ipv+Inv)/2 …(4)
Iacw=Ipw−Inw …(5)
Icomw=(Ipw+Inw)/2 …(6)
Idc=Icomu+Icomv+Icomw …(7)
として演算できる。
Iccu=Icomu−Idc/3 …(8)
Iccv=Icomv−Idc/3 …(9)
Iccw=Icomw−Idc/3 …(10)
として演算できる。
交流制御部5cは、交流電圧検出器10で検出された交流電圧値Vacu,Vacv,Vacwと、電流演算部5aが出力した交流電流値Iacu,Iacv,Iacwとから、電力変換装置を構成する各変換器セル1が出力すべき交流電圧を交流電圧指令値Vacrefu,Vacrefv,Vacrefwとして出力する。
直流制御部5dは、直流電圧検出器11a,11bで検出した直流電圧値Vdcp,Vdcnの差電圧から直流端子間電圧値Vdcを演算する。すなわち、直流端子間電圧値Vdcは、
Vdc=Vdcp−Vdcn …(11)
で与えられる。直流制御部5dは、算出した直流端子間電圧値Vdcと、電流演算部5aから出力された直流電流値Idcとから、セル1が出力すべき直流電圧を直流電圧指令値Vdcrefとして生成して出力する。
指令値合成部5eは、正側セル群6aが出力すべき電圧を、電圧指令値Vpref(Vprefu,Vprefv,Vprefw)として演算する。指令値合成部5fは、負側セル群6bが出力すべき電圧を、電圧指令値Vnref(Vnrefu,Vnrefv,Vnrefw)として演算する。各電圧指令値Vpref,Vnrefは、直流電圧指令値Vdcrefおよび交流電圧指令値Vacrefを相ごとに合成することによって得られる。
ゲート制御部5kは、指令値合成部5eで合成されたU相、V相、W相の電圧指令値Vprefu,Vprefv,Vprefwに基づいて、各相の正側セル群6aを構成するセル1のスイッチング素子に、対応するゲート信号Gpu,Gpv,Gpwを与える。ゲート制御部5mは、指令値合成部5fで合成されたU相、V相、W相の電圧指令値Vnrefu,Vnrefv,Vnrefwに基づいて、各相の負側セル群6bを構成するセル1のスイッチング素子に、対応するゲート信号Gnu,Gnv,Gnwを与える。
電流演算部5aで演算されたU相、V相、W相の循環電流値Iccu,Iccv,Iccwは、循環電流制御部5bに送られる。循環電流制御部5bは、循環電流値が循環電流指令値に一致するようにフィードバック制御する。すなわち、循環電流制御部5bには、循環電流指令値と循環電流値との偏差を増幅する補償器が設けられる。ここで、循環電流指令値として通常は零電流が与えられるが、電力系統で不平衡が発生している場合は零でない値を与える場合もある。循環電流制御部5bは、セル群6c,6dが循環電流制御のために出力すべき電圧成分を、電圧指令値Vccref(U相用:Vccrefu、V相用:Vccrefv、W相用:Vccrefw)として出力する。
加算器5iは、循環電流制御部5bが出力した循環電流制御用の電圧指令値Vccref(U相用:Vccrefu、V相用:Vccrefv、W相用:Vccrefw)と、正側セル群6a用の電圧指令値Vpref(U相用:Vprefu、V相用:Vprefv、W相用:Vprefw)をゲイン回路5gによってゲインK倍した値とを相ごとに加算する。加算器5iの加算結果は、循環電流制御用の正側セル群6cが出力すべき電圧成分を表す電圧指令値Vpref2(U相用:Vpref2u、V相用:Vpref2v、W相用:Vpref2w)として、ゲート制御部5nに入力される。
ゲート制御部5nは、加算器5iから出力されたU相、V相、W相の電圧指令値Vpref2u,Vpref2v,Vpref2wに基づいて、対応する相の正側セル群6cを構成するセル1のスイッチング素子に、対応するゲート信号Gp2u,Gp2v,Gp2wを与える。ゲート制御部5oは、加算器5jから出力されたU相、V相、W相の電圧指令値Vnref2u,Vnref2v,Vnref2wに基づいて、各相の負側セル群6dを構成するセル1のスイッチング素子に、対応するゲート信号Gn2u,Gn2v,Gn2wを与える。ゲート制御部5n,5oは、ゲート制御部5k,5mと同様にパルス幅変調方式によって動作させることができる。
図1および図2に示す電力変換装置の回路方式においては、直流コンデンサ1eに流入および流出するエネルギーがほぼ零になるように、各変換器セル1が制御されることが知られている。そのためには、各変換器セル1に対して、流入する交流電力と流出する直流電力とが一致するように、または流出する交流電力と流入する直流電力が一致するように、交流制御の指令値と直流制御の指令値が与えられる。このことは、電圧指令値Vprefによって正側セル群6aを構成する各変換器セル1を制御すると、そのときの電流条件(交流電流の大きさと位相、直流電流及び循環電流)において各変換器セル1に流入または流出する有効電力がほぼ零になることを意味している。
以上のように実施の形態1の電力変換装置は、電力変換装置の主たる目的である交流端子Nu,Nv,Nvおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量(電流および電圧)を専用に制御する(すなわち、循環電流制御には用いられない)セル群6a,6bを備える。セル群6a,6bによって、循環電流制御の干渉を受けずに交流端子Nu,Nv,Nvおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量を確実に制御することができる。
各レグ回路8において、リアクトル7a,7bのうち、正側のリアクトル7aのみを設けてもよいし、負側のリアクトル7bのみを設けてもよい。負側のリアクトル7bのみを設けた場合には、循環電流制御用の正側セル群6cが不要になり、さらに、それに関係するゲート制御部5n、加算器5i、およびゲイン回路5gも不要となるので、制御装置5の構成を簡素化できる利点がある。同様に、正側のリアクトル7aのみを設けた場合には、循環電流制御用の負側セル群6dが不要になり、さらにそれに関係するゲート制御部5o、加算器5j、およびゲイン回路5hも不要になるので、制御装置5の構成を簡素化できる利点がある。
[電力変換装置の構成]
図4は、実施の形態2による電力変換装置の概略構成図である。図4の電力変換装置は、循環電流制御用のセル群6d,6dに設けられる各セル20の構成が、図1の電力変換装置の場合と異なる。具体的には、図4のセル群6c,6dに設けられた各変換器セル20は、自セルに設けられた直流コンデンサ1eの電圧(以下、セルコンデンサ電圧Vccellと称する)を検出し、検出値を制御装置5に送信するように構成される。図4のその他の構成は、図1の場合と同様であるので、説明を繰返さない。
図6は、図4の制御装置5の構成図である。図6に示す制御装置5は、電圧演算部5pと、コンデンサ電圧制御部5q,5rとをさらに含む点で図3の制御装置5と異なる。図6のその他の構成は図4の場合と同様であるので、以下では、図4の場合と同一または相当する要素には同一の参照符号を付して説明を繰返さない場合がある。
次に、制御装置5の詳細な動作について説明する。実施の形態1の図3の場合と共通する動作については説明を繰返さない。
以上のように実施の形態2の電力変換装置は、実施の形態1の場合と同様に、電力変換装置の主たる目的である交流端子Nu,Nv,Nvおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量(電流および電圧)を専用に制御する(すなわち、循環電流制御には用いられない)セル群6a,6bを備える。セル群6a,6bによって、循環電流制御の干渉を受けずに交流端子Nu,Nv,Nvおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量を確実に制御することができる。
実施の形態1の場合と同様に、各レグ回路8において、リアクトル7a,7bのうち、正側のリアクトル7aのみを設けてもよいし、負側のリアクトル7bのみを設けてもよい。負側のリアクトル7bのみを設けた場合には、循環電流制御用の正側セル群6cが不要になり、さらに、それに関係するゲート制御部5n、加算器5i、ゲイン回路5g、およびコンデンサ電圧制御部5qも不要となるので、制御装置5の構成を簡素化できる利点がある。同様に、正側のリアクトル7aのみを設けた場合には、循環電流制御用の負側セル群6dが不要になり、さらにそれに関係するゲート制御部5o、加算器5j、ゲイン回路5h、およびコンデンサ電圧制御部5rも不要になるので、制御装置5の構成を簡素化できる利点がある。
実施の形態3の電力変換装置の全体構成は図4で示した実施の形態2の場合と同様であるが、制御装置5の一部の構成および動作が実施の形態2の図6の場合と異なる。以下、図4、図7を参照して具体的に説明する。
図7は、実施の形態3による電力変換装置で用いられる制御装置5の構成図である。図7の制御装置5は、電圧指令値Vpref,Vnrefに比例した値に代えて所定のバイアス値Vbiasが加算器5i,5jにそれぞれ入力される点で、図6の制御装置5と異なる。さらに、図7の制御装置5は、直流電流値Idcに代えて、交流電流値Iacu,Iacv,Iacwがコンデンサ電圧制御部5qに入力される点で、図6の制御装置5と異なる。さらに、図7の制御装置5は、直流電流値Idcに代えて、ゲイン回路5sによって−1を乗算することによって得られる逆極性の交流電流値−Iacu,−Iacv,−Iacwがコンデンサ電圧制御部5rに入力される点で、図6の制御装置5と異なる。図7のその他の構成は図6と同じであるので、以下では、図6の場合と同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない場合がある。
次に、図7の制御装置5の動作について説明する。実施の形態1の図3および実施の形態2の図6の場合と共通する動作については説明を繰返さない。
以上のように実施の形態3の電力変換装置は、実施の形態1,2の場合と同様に、電力変換装置の主たる目的である交流端子Nu,Nv,Nvおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量(電流および電圧)を専用に制御する(すなわち、循環電流制御には用いられない)セル群6a,6bを備える。セル群6a,6bによって、循環電流制御の干渉を受けずに交流端子Nu,Nv,Nvおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量を確実に制御することができる。
実施の形態2の場合と同様に、各レグ回路8において、リアクトル7a,7bのうち、正側のリアクトル7aのみを設けてもよいし、負側のリアクトル7bのみを設けてもよい。負側のリアクトル7bのみを設けた場合には、循環電流制御用の正側セル群6cが不要になり、さらに、それに関係するゲート制御部5n、加算器5i、およびコンデンサ電圧制御部5qも不要となるので、制御装置5の構成を簡素化できる利点がある。同様に、正側のリアクトル7aのみを設けた場合には、循環電流制御用の負側セル群6dが不要になり、さらにそれに関係するゲート制御部5o、加算器5j、およびコンデンサ電圧制御部5rも不要になるので、制御装置5の構成を簡素化できる利点がある。
以上のように実施の形態1の電力変換装置は、電力変換装置の主たる目的である交流端子Nu,Nv,Nwおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量(電流および電圧)を専用に制御する(すなわち、循環電流制御には用いられない)セル群6a,6bを備える。セル群6a,6bによって、循環電流制御の干渉を受けずに交流端子Nu,Nv,Nwおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量を確実に制御することができる。
[電力変換装置の構成]
図4は、実施の形態2による電力変換装置の概略構成図である。図4の電力変換装置は、循環電流制御用のセル群6c,6dに設けられる各セル20の構成が、図1の電力変換装置の場合と異なる。具体的には、図4のセル群6c,6dに設けられた各変換器セル20は、自セルに設けられた直流コンデンサ1eの電圧(以下、セルコンデンサ電圧Vccellと称する)を検出し、検出値を制御装置5に送信するように構成される。図4のその他の構成は、図1の場合と同様であるので、説明を繰返さない。
図6は、図4の制御装置5の構成図である。図6に示す制御装置5は、電圧演算部5pと、コンデンサ電圧制御部5q,5rとをさらに含む点で図3の制御装置5と異なる。図6のその他の構成は図3の場合と同様であるので、以下では、図3の場合と同一または相当する要素には同一の参照符号を付して説明を繰返さない場合がある。
以上のように実施の形態2の電力変換装置は、実施の形態1の場合と同様に、電力変換装置の主たる目的である交流端子Nu,Nv,Nwおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量(電流および電圧)を専用に制御する(すなわち、循環電流制御には用いられない)セル群6a,6bを備える。セル群6a,6bによって、循環電流制御の干渉を受けずに交流端子Nu,Nv,Nwおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量を確実に制御することができる。
以上のように実施の形態3の電力変換装置は、実施の形態1,2の場合と同様に、電力変換装置の主たる目的である交流端子Nu,Nv,Nwおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量(電流および電圧)を専用に制御する(すなわち、循環電流制御には用いられない)セル群6a,6bを備える。セル群6a,6bによって、循環電流制御の干渉を受けずに交流端子Nu,Nv,Nwおよび直流端子Np,Nnのそれぞれの電気量を確実に制御することができる。
Claims (10)
- 直流回路と交流回路との間で電力変換を行う電力変換装置であって、
前記交流回路の各相にそれぞれ対応し、共通の第1および第2の直流端子間に互いに並列に接続された複数のレグ回路を備え、
各前記レグ回路は、
各々がエネルギー蓄積器を含み、互いにカスケード接続された複数のチョッパセルと、
前記複数のチョッパセルと直列に接続された少なくとも1つのインダクタンスとを含み、
前記電力変換装置は、前記複数のチョッパセルの動作を制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、各前記レグ回路に含まれる一部のみのチョッパセルの動作を、各前記レグ回路間を循環する循環電流に基づいて制御する、電力変換装置。 - 各前記レグ回路は、前記交流回路の対応する相と電気的に接続される接続部を挟んで、第1のアームと第2のアームとに区分され、
各前記レグ回路の前記第1のアームは、
前記循環電流に基づかずに制御される複数の第1のチョッパセルと、
前記循環電流に基づいて制御される複数の第2のチョッパセルと、
第1のインダクタンスとを含み、
各前記レグ回路の前記第2のアームは、
前記循環電流に基づかずに制御される複数の第3のチョッパセルと、
前記循環電流に基づいて制御される複数の第4のチョッパセルと、
第2のインダクタンスとを含む、請求項1に記載の電力変換装置。 - 各前記レグ回路は、前記交流回路の対応する相と電気的に接続される接続部を挟んで、第1のアームと第2のアームとに区分され、
各前記レグ回路の前記第1のアームは、
前記循環電流に基づかずに制御される複数の第1のチョッパセルと、
前記循環電流に基づいて制御される複数の第2のチョッパセルと、
第1のインダクタンスとを含み、
各前記レグ回路の前記第2のアームは、
前記循環電流に基づかずに制御される複数の第3のチョッパセルを含む、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記制御装置は、前記直流回路の直流電流および直流電圧と、前記交流回路の各相の交流電流および交流電圧とに基づいて、各前記レグ回路ごとに、前記複数の第1のチョッパセルの出力電圧を制御するための第1の電圧指令値を生成し、
前記制御装置は、各前記レグ回路ごとに、前記循環電流と循環電流指令値との偏差に基づいた第1の値と、前記第1の電圧指令値とを線形結合することによって、前記複数の第2のチョッパセルの出力電圧を制御するための第2の電圧指令値を生成する、請求項2または3に記載の電力変換装置。 - 前記エネルギー蓄積器はコンデンサであり、
各前記第2のチョッパセルは、前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出器をさらに含み、
前記制御装置は、前記コンデンサの電圧と前記コンデンサの電圧の指令値との偏差に基づいた第2の値を、前記第1の値および前記第1の電圧指令値にさらに線形結合することによって、前記第2の電圧指令値を生成する、請求項4に記載の電力変換装置。 - 前記第2の値は、前記直流回路の直流電流に基づいて補正され、
前記第2の電圧指令値は、前記補正後の第2の値を用いて生成される、請求項5に記載の電力変換装置。 - 前記第2の値は、前記交流回路の交流電流に基づいて補正され、
前記第2の電圧指令値は、前記補正後の第2の値を用いて生成される、請求項5に記載の電力変換装置。 - 前記エネルギー蓄積器はコンデンサであり、
各前記第2のチョッパセルは、前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出器をさらに含み、
前記制御装置は、前記直流回路の直流電流および直流電圧と、前記交流回路の各相の交流電流および交流電圧とに基づいて、各前記レグ回路ごとに、前記複数の第1のチョッパセルの出力電圧を制御するための第1の電圧指令値を生成し、
前記制御装置は、各前記レグ回路ごとに、前記循環電流と循環電流指令値との偏差に基づいた第1の値と、前記コンデンサの電圧と前記コンデンサの電圧の指令値との偏差を前記交流回路の交流電流に基づいて補正した第2の値と、予め設定されたバイアス値とを線形結合することによって、前記複数の第2のチョッパセルの出力電圧を制御するための第2の電圧指令値を生成する、請求項2または3に記載の電力変換装置。 - 各前記第2のチョッパセルは、ハーフブリッジ型である、請求項4〜8のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 直流回路と交流回路との間で電力変換を行う電力変換装置であって、
前記交流回路の各相にそれぞれ対応し、共通の第1および第2の直流端子間に互いに並列に接続された複数のレグ回路を備え、
各前記レグ回路は、
各々がエネルギー蓄積器を含み、互いにカスケード接続された複数のチョッパセルと、
前記複数のチョッパセルと直列に接続された少なくとも1つのインダクタンスとを含み、
前記電力変換装置は、前記複数のチョッパセルの動作を制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記レグ回路に含まれる一部のチョッパセルを制御して該レグ回路に流れる循環電流を制御する第1の制御ユニットと、該レグ回路に含まれる他のチョッパセルを制御して該レグ回路に流れる循環電流を制御せず、該レグ回路に流れる前記循環電流以外の電流を制御する第2の制御ユニットとを有する、電力変換装置。
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WO2018229857A1 (ja) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | 三菱電機株式会社 | 電力変換システム |
US11277077B2 (en) * | 2018-10-30 | 2022-03-15 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Power conversion device suppressing waveform distortion in an output voltage |
US11368103B2 (en) * | 2019-05-20 | 2022-06-21 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Hybrid-current-mode switching-cycle control |
CN110445400B (zh) * | 2019-07-26 | 2020-08-18 | 上海交通大学 | 多端口直流潮流控制的模块化多电平变流器及控制方法 |
CN110504688B (zh) * | 2019-08-12 | 2020-12-29 | 上海交通大学 | 具备交直流故障不间断运行能力的固态变压器及控制方法 |
US20220311354A1 (en) * | 2019-08-13 | 2022-09-29 | Vestas Wind Systems A/S | Intelligent discharge control for modular multilevel converter |
US20230087350A1 (en) * | 2020-02-14 | 2023-03-23 | Ecole De Technologie Superieure | Three-phase multilevel electric power converter |
US20230124367A1 (en) * | 2020-03-11 | 2023-04-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Power Conversion Device |
EP4120545A4 (en) * | 2020-03-11 | 2023-04-19 | Mitsubishi Electric Corporation | POWER CONVERSION DEVICE |
WO2021181582A1 (ja) * | 2020-03-11 | 2021-09-16 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
JP6771707B1 (ja) * | 2020-03-11 | 2020-10-21 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
WO2021186524A1 (ja) * | 2020-03-17 | 2021-09-23 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
US11973437B2 (en) | 2020-03-30 | 2024-04-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device |
WO2022024218A1 (ja) | 2020-07-28 | 2022-02-03 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102158112A (zh) * | 2011-03-03 | 2011-08-17 | 山东大学 | 一种模块化多电平变换器的综合控制系统及其方法 |
JP2012044839A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Tokyo Institute Of Technology | 電力変換器 |
JP2013507100A (ja) * | 2009-10-06 | 2013-02-28 | エー ビー ビー リサーチ リミテッド | 電圧形コンバータ |
CN103475250A (zh) * | 2013-09-25 | 2013-12-25 | 湖南大学 | 考虑低频振荡的模块化多电平换流器通用环流控制方法 |
JP2014018028A (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Toshiba Corp | 半導体電力変換装置 |
US20140226373A1 (en) * | 2013-02-13 | 2014-08-14 | Korea Electrotechnology Research Institute | Method for Suppressing Circulating Current in Modular Multilevel Converter for High Voltage Direct-Current Transmission |
WO2014162620A1 (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-09 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2933640B2 (ja) * | 1989-07-28 | 1999-08-16 | 三菱電機株式会社 | 交流電力変換器制御装置 |
EP1168564A1 (en) * | 2000-03-31 | 2002-01-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Controller of adjustable DC voltage for a transformerless reactive series compensator |
ATE523950T1 (de) | 2006-12-08 | 2011-09-15 | Siemens Ag | Vorrichtung zum umrichten eines elektrischen stromes |
US20090244937A1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | American Superconductor Corporation | Dc bus voltage harmonics reduction |
CN102282750B (zh) * | 2009-01-13 | 2014-03-12 | 三菱电机株式会社 | 电力转换装置 |
CN102474201A (zh) | 2009-07-02 | 2012-05-23 | Abb技术有限公司 | 具有多电平电压输出和谐波补偿器的功率转换器 |
US8773873B2 (en) * | 2011-12-15 | 2014-07-08 | General Electric Company | Methods and systems for operating a power converter |
WO2014086428A1 (de) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Mehrstufiger umrichter mit zusatzmodul |
JP6265345B2 (ja) * | 2013-03-01 | 2018-01-24 | 国立大学法人東京工業大学 | 速度センサレスモータ制御装置および速度センサレスモータ始動方法 |
BR112014016286B1 (pt) * | 2013-06-04 | 2021-10-13 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Dispositivo de conversão de potência |
US9252681B2 (en) * | 2013-08-30 | 2016-02-02 | General Electric Company | Power converter with a first string having controllable semiconductor switches and a second string having switching modules |
JP6147363B2 (ja) * | 2014-01-06 | 2017-06-14 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
EP3093975B1 (en) * | 2014-01-09 | 2022-09-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion system |
CN106030955B (zh) * | 2014-02-19 | 2019-12-17 | Abb瑞士股份有限公司 | 包括模块化多电平转换器的能量存储系统 |
US9755542B2 (en) * | 2014-05-21 | 2017-09-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct-current power transmission power conversion device and direct-current power transmission power conversion method |
US9806630B2 (en) * | 2014-08-01 | 2017-10-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device |
JP6227192B2 (ja) * | 2015-03-17 | 2017-11-08 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
JP6305653B2 (ja) * | 2015-07-14 | 2018-04-04 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
US10404064B2 (en) * | 2015-08-18 | 2019-09-03 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Modular multilevel converter capacitor voltage ripple reduction |
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013507100A (ja) * | 2009-10-06 | 2013-02-28 | エー ビー ビー リサーチ リミテッド | 電圧形コンバータ |
JP2012044839A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Tokyo Institute Of Technology | 電力変換器 |
CN102158112A (zh) * | 2011-03-03 | 2011-08-17 | 山东大学 | 一种模块化多电平变换器的综合控制系统及其方法 |
JP2014018028A (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Toshiba Corp | 半導体電力変換装置 |
US20140226373A1 (en) * | 2013-02-13 | 2014-08-14 | Korea Electrotechnology Research Institute | Method for Suppressing Circulating Current in Modular Multilevel Converter for High Voltage Direct-Current Transmission |
WO2014162620A1 (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-09 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
CN103475250A (zh) * | 2013-09-25 | 2013-12-25 | 湖南大学 | 考虑低频振荡的模块化多电平换流器通用环流控制方法 |
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