JPWO2018116349A1 - 電力変換装置および電気推進システム - Google Patents
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Abstract
Description
入力された直流電圧を異なる直流電圧に変換する機能を持つ複数の電力変換部と、
前記複数の電力変換部から出力される電圧の合計の目標値に応じて前記複数の電力変換部を制御する制御部であり、固定の第1電圧を一部の電力変換部に出力させ、かつ、前記目標値に合わせて調整した第2電圧を他の電力変換部に出力させる場合に、前記第2電圧を出力する電力変換部を少なくとも2つの電力変換部の間で繰り返し切り替える制御部とを備える。
本実施の形態について、図1から図9を用いて説明する。
図1を参照して、本実施の形態に係る電気推進システム30の構成を説明する。
図1および図3を参照して、本実施の形態に係る電力変換装置10の動作を説明する。電力変換装置10の動作は、本実施の形態に係る電力変換方法に相当する。
Vo=Va+Vb+Vc (1)
Vaim≦Va_max+Vb_max+Vc_max (2)
Va_max≒Vb_max≒Vc_max (3)
Ex=Vx_aim−Vx (4)
Va_η≒Vb_η≒Vc_η (5)
Vx_max≒Vx_η (6)
Vaim≦Va_η+Vb_η+Vc_η (7)
Vaim≧(2/3)(Va_η+Vb_η+Vc_η) (8)
本実施の形態では、制御部15が、固定の第1電圧を一部の電力変換部12に出力させ、かつ、目標値Vaimに合わせて調整した第2電圧を他の電力変換部12に出力させる場合に、第2電圧を出力する電力変換部12を3つの電力変換部12の間で繰り返し切り替える。このため、発熱の分散が可能となる。その結果、電力変換装置10にヒートスポットが生じにくくなる。なお、第2電圧を出力する電力変換部12の切り替えは、少なくとも2つの電力変換部12の間で行われればよい。例えば、電力変換部12の数が3つであっても、後述する実施の形態2のように、第2電圧を出力する電力変換部12の切り替えが2つの電力変換部12の間で行われてもよい。
本実施の形態では、電力変換装置10が電気推進システム30に備えられているが、変形例として、電力変換装置10が別のシステムに備えられていてもよい。この別のシステムは、電力変換装置10から供給される電力を利用する、負荷14と同様の要素を備えるシステムであればよい。
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を、図10から図14を用いて説明する。
本実施の形態に係る電気推進システム30の構成については、図1に示した実施の形態1のものと同じであるため、説明を省略する。
図10を参照して、本実施の形態に係る高効率制御方法の概念を説明する。
本実施の形態では、制御部15が、固定の第1電圧を一部の電力変換部12に出力させ、かつ、目標値Vaimに合わせて調整した第2電圧を他の電力変換部12に出力させる場合に、第2電圧を出力する電力変換部12を2つの電力変換部12の間で繰り返し切り替える。このため、発熱の分散が可能となる。その結果、電力変換装置10にヒートスポットが生じにくくなる。
本実施の形態では、直流電圧源11と電力変換部12とキャパシタ13との組み合わせが、すべて同じ回路構成および同じ回路部品により実装されているが、直流電圧源11と電力変換部12とキャパシタ13との組み合わせが、異なる回路構成または異なる回路部品により実装されていてもよい。具体例として、第2電圧を出力することがない電力変換部12は、出力電圧を調整できる機能を省いた回路構成または回路部品により実装されていてもよい。すなわち、電力変換部12cは、電力変換部12aおよび電力変換部12bとは異なる回路構成または異なる回路部品により実装されていてもよい。
Claims (9)
- 入力された直流電圧を異なる直流電圧に変換する機能を持つ複数の電力変換部と、
前記複数の電力変換部から出力される電圧の合計の目標値に応じて前記複数の電力変換部を制御する制御部であり、固定の第1電圧を一部の電力変換部に出力させ、かつ、前記目標値に合わせて調整した第2電圧を他の電力変換部に出力させる場合に、前記第2電圧を出力する電力変換部を少なくとも2つの電力変換部の間で繰り返し切り替える制御部と
を備える電力変換装置。 - 前記制御部は、前記第2電圧を1つの電力変換部に出力させ、かつ、前記第1電圧を残りの電力変換部に出力させる場合に、前記第2電圧を出力する電力変換部を前記複数の電力変換部の中で順番に切り替える請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記制御部は、前記第2電圧を出力する電力変換部を等しい時間間隔で切り替える請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記制御部は、前記第2電圧を出力する電力変換部の温度を検出し、検出した温度が閾値を超えた場合に、前記第2電圧を出力する電力変換部を切り替える請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記制御部は、前記複数の電力変換部の優先順位を繰り返し切り替え、前記第1電圧を出力する電力変換部を前記複数の電力変換部の中から前記優先順位に従って、かつ、前記複数の電力変換部から出力される電圧の合計が前記目標値を超えない範囲で選択し、選択済の電力変換部から出力される電圧の合計が前記目標値よりも低い場合、不足分を前記第2電圧として出力する電力変換部を前記複数の電力変換部の中から前記優先順位に従って選択する請求項1から4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記複数の電力変換部は、各電力変換部から出力される電圧が前記第1電圧のときに各電力変換部の変換効率が最大になる特性を持つ請求項1から5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記制御部は、前記複数の電力変換部から出力される電圧の合計が閾値を超えた場合に、個々の電力変換部の出力を停止させる請求項1から6のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 個々の電力変換部は、パルス幅制御を伴うスイッチング方式のコンバータである請求項1から7のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の電力変換装置と、
前記複数の電力変換部から出力される電圧が印加される負荷と
を備える電気推進システム。
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