KR20140120352A - 전원 장치 - Google Patents

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노부유키 나가이
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도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
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Abstract

3상 교류 라인에 접속된 전력 변환 회로는 PWM 방식에 따라 제어된다. 각 상에 대응하는 암을 제어하기 위해, 제1부터 제3의 반송파 신호(55, 56, 57)가 생성된다. 제1부터 제3의 반송파 신호는, 서로 위상이 180°다른 2개의 신호(55, 56)를 포함한다. 영상 성분이 피크값에 달하는 빈도가 저하되기 때문에, 영상 성분의 시간 평균이 작아진다. 따라서 전원 장치로부터 생기는 영상의 고조파 성분을 저감할 수 있다.

Description

전원 장치{POWER SOURCE DEVICE}
본 발명은, 전원 장치에 관한 것으로, 특히 전력 변환 회로의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 관한 것이다.
인버터는, 스위칭 소자를 포함하는 전력 변환 회로이다. PWM(Pulse Width Modulation) 제어는, 인버터의 대표적인 제어 방식 중의 하나이다. PWM 제어 방식에 따라 인버터가 제어되는 경우에는, 반송파와 신호파와의 비교에 의해, 스위칭 소자를 제어하기 위한 게이트 신호가 생성된다.
일반적으로, 3상 PWM 인버터는 커먼 모드 전압을 발생시킨다. 커먼 모드 전압은 영상(零相)의 고조파 성분을 포함한다.
일본국 특개2008-271617호 공보(특허 문헌 1)는, 모터의 저속 영역에서 종래의 3상 변조 방식과 동등한 파형 특성을 유지함과 함께, 전자파를 저감하기 위한 전력 변환 장치를 개시한다. 이 전력 변환 장치에서는, 3개의 상에 각각 대응하는 3개의 삼각파 캐리어가 서로 독립하여 발생된다. 또한, 3개의 삼각파 캐리어의 사이에는 위상차가 마련된다. 예를 들면 하나의 삼각파 캐리어의 주파수가, 일시적으로, 다른 삼각파 캐리어의 주파수보다 높게 된다.
일본국 특개2005-51959호 공보(특허 문헌 2)는, 전력 변환 장치의 주설되는 전류를 저감하기 위한 구성을 개시한다. 이 구성에 의하면, 각 상의 전압 지령과 삼각파를 비교함으로써 3개의 펄스 신호가 생성된다. 2개의 펄스 신호가 동시에 발생한 경우에는, 일방의 펄스 신호가 타방의 펄스 신호에 대해 지연된다.
특허 문헌 1 : 일본국 특개2008-271617호 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특개2005-51959호 공보
영상의 고조파 성분은, 고조파 노이즈뿐만 아니라, 필터의 손실을 발생시킨다. 따라서 고조파 성분을 저감하는 것이 요구된다. 이와 같은 과제는, 3상 인버터뿐만 아니라, 3상 교류 라인에 접속된 컨버터에도 생길 수 있다.
본 발명의 목적은, 전원 장치에 포함되는 전력 변환 회로로부터 생기는 영상의 고조파 성분을 저감하는 것이다.
본 발명의 어느 국면에서, 전원 장치는, 제1부터 제3의 교류 라인에 각각 접속된 제1부터 제3의 암을 포함하는 전력 변환 회로와, 제1부터 제3의 교류 라인과 전력 변환 회로와의 사이에 배치된 필터와, 전력 변환 회로를 PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 따라 제어하기 위한 PWM 제어 회로를 구비한다. PWM 제어 회로는, 제1부터 제3의 교류 라인의 전압에 각각 대응하는 제1부터 제3의 전압 지령치를 생성하는 전압 지령치 생성 회로와, 제1부터 제3의 전압 지령치에 각각 대응하는 제1부터 제3의 반송파 신호를 발생시키는 반송파 신호 생성 회로와, 제1의 전압 지령치와 제1의 반송파 신호의 값을 비교하여 제1의 암을 제어하기 위한 제1의 제어 신호를 생성하는 제1의 비교기와, 제2의 전압 지령치와 제2의 반송파 신호의 값을 비교하여 제2의 암을 제어하기 위한 제2의 제어 신호를 생성하는 제2의 비교기와, 제3의 전압 지령치와 제3의 반송파 신호의 값을 비교하여 상기 제3의 암을 제어하기 위한 제3의 제어 신호를 생성하는 제3의 비교기를 포함한다. 제1부터 제3의 반송파 신호는, 서로 위상이 180°다른 제1 및 제2의 신호를 포함한다.
본 발명에 의하면, 전원 장치에 포함되는 전력 변환 회로로부터 생기는 영상의 고조파 성분을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1의 실시 형태에 관한 전원 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시한 컨버터(3) 및 인버터(4)의 구성을 상세히 설명하는 회로도.
도 3은 무정전 전원 장치(100)의 주회로의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 컨버터만이 사용되는 상태를 모식적으로 도시한 도면.
도 5는 인버터만이 사용되는 상태를 모식적으로 도시한 도면.
도 6은 인버터를 제어하기 위한 구성의 한 예를 설명하는 기능 블록도.
도 7은 도 6에 도시한 PWM 회로의 기능 블록도.
도 8은 컨버터를 제어하기 위한 구성의 한 예를 설명하는 기능 블록도.
도 9는 도 8에 도시한 PWM 회로의 기능 블록도.
도 10은 발명자들에 의한 인버터의 제어의 검토례를 설명하는 파형도.
도 11은 각 상의 스위칭 소자의 상태와 전압 벡터와의 대응 관계를 설명하기 위한 도면.
도 12는 전압 벡터를 설명하기 위한 도면.
도 13은 U상, V상 및 W상의 각각의 전압과, 영상 전압을 설명하기 위한 도면.
도 14는 제1의 실시의 형태에 관한 인버터 제어를 설명하기 위한 파형도.
도 15는 인버터의 제어에 이용되는 3개의 반송파 신호와, 컨버터의 제어에 이용되는 3개의 반송파 신호 사이의 위상차를 설명하기 위한 도면.
도 16은 본 발명의 제4의 실시 형태에 관한 전원 장치를 구비한 무정전 전원 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 17은 도 16에 도시한 컨버터(3A), 인버터(4A)의 구성을 상세히 설명하기 위한 회로다.
도 18은 도 16에 도시한 인버터(4A)의 PWM 제어를 설명하기 위한 신호 파형도.
도 19는 실시의 형태 4에 관한 인버터의 제어를 설명하기 위한 파형도.
도 20은 실시의 형태 4에 관한 인버터의 다른 제어를 설명하기 위한 파형도.
이하에서, 본 발명의 실시의 형태에 관해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.
[실시의 형태 1]
도 1은, 본 발명의 제1의 실시 형태에 관한 전원 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 무정전 전원 장치(100)는, 입력 필터(2)와, 컨버터(3)와, 인버터(4)와, 출력 필터(5)와, 제어 장치(10)와, 직류 정측(正側) 라인(13)과, 직류 부측(負側) 라인(14)과, 콘덴서(15, 16)와, 중성점 라인(17)과, 접지 라인(27)과, R상 라인(RL)과, S상 라인(SL)과, T상 라인(TL)과, U상 라인(UL)과, V상 라인(VL)과, W상 라인(WL)을 구비한다. 무정전 전원 장치(100)는, 또한, 전압 센서(21, 23, 25, 26)와, 전류 센서(22, 24)를 구비한다.
상용 교류 전원(1)은 3상의 교류 전압 및 접지 라인(27)의 전위를 공급한다. 교류 부하(6)는, 3상4선식의 부하이다.
입력 필터(2)는, 상용 교류 전원(1)에의 고조파의 유출을 방지한다. 입력 필터(2)는, 콘덴서(11)(콘덴서(11R, 11S, 11T)) 및 리액터(12)(리액터(12R, 12S, 12T))에 의해 구성된 3상의 LC 필터 회로이다.
컨버터(3)는, 상용 교류 전원(1)으로부터 입력 필터(2)를 통하여 공급되는 3상 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 직류 정측 라인(13) 및 직류 부측 라인(14)을 통하여 인버터(4)에 그 직류 전력을 공급한다. 인버터(4)는 컨버터(3)로부터의 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환한다. 컨버터(3) 및 인버터(4)는, 직류 정측 라인(13) 및 직류 부측 라인(14)을 통하여 접속된다.
콘덴서(15, 16)는 직류 정측 라인(13)과 직류 부측 라인(14)의 사이에 직렬로 접속되어, 직류 정측 라인(13)과 직류 부측 라인(14) 사이의 전압을 평활화한다. 콘덴서(15, 16)의 접속점인 중성점(20)에는 중성점 라인(17)이 접속된다. 중성점 라인(17)은, 접지 라인(27)에 접속된다.
인버터(4)로부터의 교류 전력은 출력 필터(5)를 통하여 교류 부하(6)에 공급된다. 출력 필터(5)는 인버터(4)의 동작에 의해 생긴 고조파를 제거한다. 출력 필터(5)는, 리액터(18)(리액터(18U, 18V, 18W)) 및 콘덴서(19)(콘덴서(19U, 19V, 19W))에 의해 구성된 3상의 LC 필터 회로이다.
축전지(8)는, 직류 정측 라인(13)과 직류 부측 라인(14)의 사이에 접속된다. 이 실시의 형태에서는 축전지(8)는 무정전 전원 장치(100)의 외부에 마련되어 있다. 축전지(8)는 무정전 전원 장치(100)에 내장되어 있어도 좋다.
전압 센서(21)는, R상 라인의 전압(VR), S상 라인의 전압(VS) 및 T상 라인의 전압(VT)을 검출하고, 전압(VR, VS, VT)을 나타내는 3상 전압 신호를 제어 장치(10)에 출력한다. 전류 센서(22)는, 전류 센서(22R, 22S, 22T)를 포함한다. 전류 센서(22R)는, R상 라인(RL)의 전류(IR)를 검출한다. 전류 센서(22S)는, S상 라인(SL)의 전류(IS)를 검출한다. 전류 센서(22T)는, T상 라인(TL)의 전류(IT)를 검출한다. 전류 센서(22)는, 전압(IR, IS, IT)을 나타내는 3상 전류 신호를 제어 장치(10)에 출력한다.
전압 센서(23)는, 직류 정측 라인(13)과 중성점 라인(17) 사이의 전압(Ep)을 검출하고, 그 전압(Ep)을 나타내는 신호를 제어 장치(10)에 출력한다. 전압 센서(26)는, 직류 부측 라인(14)과 중성점 라인(17) 사이의 전압(En)을 검출하고, 그 전압(En)을 나타내는 신호를 제어 장치(10)에 출력한다. (Ep+En)=E이다. 직류 전압(E)은 일정하게 유지된다. 전압(Ep, En)은 모두 E/2로 유지된다.
전압 센서(25)는, U상 라인의 전압(Vu), V상 라인의 전압(Vv) 및 W상 라인의 전압(Vw0를 검출하고, 전압(Vu, Vv, Vw)을 나타내는 3상 전압 신호를 제어 장치(10)에 출력한다. 전류 센서(24)는, 전류 센서(24U, 24V, 24W)를 포함한다. 전류 센서(24U)는, U상 라인(UL)의 전류(Iu)를 검출한다. 전류 센서(24V)는, V상 라인(VL)의 전류(Iv)를 검출한다. 전류 센서(24W)는, W상 라인(WL)의 전류(Iw)를 검출한다. 전류 센서(24)는, 전압(Iu, Iv, Iw)을 나타내는 3상 전류 신호를 제어 장치(10)에 출력한다.
제어 장치(10)는, 컨버터(3) 및 인버터(4)의 동작을 제어한다. 후에 상세히 설명하지만, 컨버터(3), 인버터(4)는, 반도체 스위칭 소자에 의해 구성된다. 이 실시의 형태에서는, 반도체 스위칭 소자로서 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)가 사용된다. 이 실시의 형태에서는 반도체 스위칭 소자의 제어 방식으로서 PWM(Pulse Width Modulation) 제어가 적용된다. 제어 장치(10)는, 전압 센서(21, 25)의 각각으로부터의 3상 전압 신호, 전류 센서(22, 24)의 각각으로부터의 3상 전류 신호, 및 전압 센서(23, 26)로부터의 신호를 받고, PWM 제어를 실행한다. 제어 장치(10)는, 예를 들면, 소정의 프로그램을 실행하는 마이크로 컴퓨터에 의해 실현된다.
도 2는, 도 1에 도시한 컨버터(3) 및 인버터(4)의 구성을 상세히 설명하는 회로도이다. 도 2를 참조하면, 컨버터(3)는, R상 암(3R)과, S상 암(3S)과, T상 암(3T)을 포함한다. R상 암(3R)은, IGBT 소자(Q1R, Q2R)와 다이오드(D1R, D2R)를 포함한다. S상 암(3S)은, IGBT 소자(Q1S, Q2S)와 다이오드(D1S, D2S)를 포함한다. T상 암(3T)은, IGBT 소자(Q1T, Q2T)와 다이오드(D1T, D2T)를 포함한다.
R상 라인(RL)은, IGBT 소자(Q1R, Q2R)의 접속점에 접속된다. S상 라인(SL)은, IGBT 소자(Q1S, Q2S)의 접속점에 접속된다. T상 라인(TL)은, IGBT 소자(Q1T, Q2T)의 접속점에 접속된다.
인버터(4)는, U상 암(4U)과, V상 암(4V)과, W상 암(4W)을 포함한다. U상 암(4U)은, IGBT 소자(Q1U, Q2U)와 다이오드(D1U, D2U)를 포함한다. V상 암(4V)은, IGBT 소자(Q1V, Q2V)와 다이오드(D1V, D2V)를 포함한다. W상 암(4W)은, IGBT 소자(Q1W, Q2W)와 다이오드(D1W, D2W)를 포함한다.
U상 라인(UL)은, IGBT 소자(Q1U, Q2U)의 접속점에 접속된다. V상 라인(VL)은, IGBT 소자(Q1V, Q2V)의 접속점에 접속된다. W상 라인(WL)은, IGBT 소자(Q1W, Q2W)의 접속점에 접속된다.
각 암에 포함되는 2개의 IGBT 소자는, 직류 정측 라인(13)과 직류 부측 라인(14)의 사이에 직렬로 접속된다. 각 다이오드는, 대응하는 IGBT 소자에 대해 역병렬로 접속된다.
도 2에 도시한 다른 부분은 도 1에도 도시되어 있기 때문에, 이후의 상세한 설명은 반복하지 않는다.
다음에 무정전 전원 장치(100)의 동작에 관해 설명한다. 도 3은, 무정전 전원 장치(100)의 주회로의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 상용 교류 전원(1)은 3상의 교류 전압 및 접지 라인(27)의 전위를 공급한다. 상용 교류 전원(1)으로부터의 3상 교류 전압은, 필터(2)를 통하여 컨버터(3)에 공급된다. 컨버터(3)는, 3상 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다.
콘덴서(15, 16)는, 직류 회로를 구성한다. PWM 제어에 의해, 컨버터(3)는, 직류 정측 라인(13)과 직류 부측 라인(14) 사이의 직류 전압(E)을 일정하게 유지한다. PWM 제어에 의해, 인버터(4)는 직류 전압(E)을 3상 교류 전압으로 변환한다. 인버터(4)는 전압 지령치에 따라 제어된다. 인버터(4)로부터 출력된 3상 교류는, 필터(5)를 통하여 교류 부하(6)에 공급된다.
상기한 전력 변환이 실행될 때에는, 화살표로 도시되는 바와 같이, 컨버터(3)로부터 필터(2)에 영상의 고조파 성분이 유입한다. 영상의 고조파 성분은, 3상의 각각의 고조파 성분이 합성됨에 의해 생성된다. 컨버터(3)로부터 출력된 영상의 고조파 성분은, 필터(2)로부터 접지 라인(27)을 통하여 중성점(20)으로 흐른다. 마찬가지로, 화살표로 도시되는 바와 같이, 인버터(4)로부터 필터(5)에 영상의 고조파 성분이 유입한다. 인버터(4)로부터 출력된 영상의 고조파 성분은, 필터(5)로부터 접지 라인(27)을 통하여 중성점(20)으로 흐른다.
도 4는, 컨버터만이 사용되는 상태를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 컨버터(3)로부터 출력된 직류 전력은, 직류 부하(9)에 공급된다. 직류 부하(9)에 대신하여 축전지(8)가 컨버터(3)의 출력 단자에 접속되어도 좋다. 인버터(4)는, 그 동작을 정지하고 있다.
직류 정측 라인(13)과 중성점(20) 사이의 전압은 +E/2이다. 중성점(20)과 직류 부측 라인(14) 사이의 전압은 +E/2이다. 따라서 직류 정측 라인(13)과 직류 부측 라인(14) 사이의 전압은 E이다. 직류 전압(E)을 일정하게 유지하기 위해, 컨버터(3)는, PWM 제어에 따라 동작한다.
도 5는, 인버터만이 사용되는 상태를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 예를 들면 정전(停電) 때문에 컨버터(3)는 교류 전력을 상용 교류 전원(1)으로부터 받을 수가 없다. 이 경우, 컨버터(3)는 정지한다. 예를 들면 직류 전력은 축전지(8)로부터 인버터(4)에 공급된다. 인버터(4)는, PWM 제어에 따라 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다.
도 6은, 인버터를 제어하기 위한 구성의 한 예를 설명하는 기능 블록도이다. 도 6을 참조하면, 제어 장치(10)는, 전압 지령 생성 회로(31)와, 제어부(32)와, PWM 회로(33)와, 게이트 회로(34)를 포함한다. 제어부(32)는, 전압 제어 회로(41)와, 감산기(42U, 42V, 42W)와, 전류 제어 회로(43)와, 가산기(44U, 44V, 44W)를 포함한다.
전압 지령 생성 회로(31)는, U상, V상 및 W상의 각각을 위한 전압 지령치를 생성한다. 전압 지령치를 나타내는 신호는 정현파 신호이다. 정현파의 주파수는, 교류 전압의 주파수에 대응한다.
전압 제어 회로(41)는, 전압 지령 생성 회로(31)로부터의 전압 지령치(U상, V상 및 W상)에 의거하여, 전류 지령치(Iu*, Iv*, Iw*)를 생성한다. 전류 지령치(Iu*, Iv*, Iw*)는, 각각, U상, V상 및 W상에 대응된다.
감산기(42U)는, 전류 지령치(Iu*)와 전류치(Iu) 사이의 차분(差分)을 생성한다. 감산기(42V)는, 전류 지령치(Iv*)와 전류치(Iv) 사이의 차분을 생성한다. 감산기(42W)는, 전류 지령치(Iw*)와 전류치(Iw) 사이의 차분을 생성한다. 전류치(Iu, Iv, Iw)는, 전류 센서(24U, 24V, 24W)에 의해 각각 검출된다.
전류 제어 회로(43)는, 전류 지령치(Iu*)와 전류치(Iu) 사이의 차분에 의거하여, 전압 지령치(Vua*)를 생성한다. 전류 제어 회로(43)는, 전류 지령치(Iv*)와 전류치(Iv) 사이의 차분에 의거하여, 전압 지령치(Vva*)를 생성한다. 전류 제어 회로(43)는, 전류 지령치(Iw*)와 전류치(Iw) 사이의 차분에 의거하여, 전압 지령치(Vwa*)를 생성한다.
가산기(44U)는, 전압 지령치(Vua*)에 전압치(Vu)를 가산한다. 가산기(44V)는, 전압 지령치(Vva*)에 전압치(Vv)를 가산한다. 가산기(44W)는, 전압 지령치(Vwa*)에 전압치(Vw)를 가산한다. 전압치(Vu, Vv, Vw)는, 전압 센서(25)에 의해 검출된다.
전압 지령치(Vu*)는 가산기(44U)의 출력이다. 전압 지령치(Vv*)는 가산기(44V)의 출력이다. 전압 지령치(Vw*)는 가산기(44W)의 출력이다.
PWM 회로(33)는, 전압 지령치(Vu*, Vv*, Vw*)에 의거하여, U상, V상, W상의 각각의 암을 제어하기 위한 PWM 제어 신호를 생성한다. 게이트 회로(34)는, 각 상을 위한 PWM 제어 신호에 의거하여, 인버터(4)의 각 암에 포함되는 2개의 스위칭 소자를 제어하기 위한 신호를 생성한다.
도 7은, 도 6에 도시한 PWM 회로의 기능 블록도이다. 도 7을 참조하면, PWM 회로(33)는, 반송파 신호 발생 회로(51U, 51V, 51W)와, 비교기(52U, 52V, 52W)를 구비한다.
반송파 신호 발생 회로(51U, 51V, 51W)는, 반송파 신호를 발생시킨다. 반송파 신호는, 인버터에 포함되는 스위칭 소자의 스위칭 주기를 결정하기 위한 신호이다. 일반적으로 반송파에는 삼각파가 사용된다. 이 실시의 형태에서, 반송파 신호는 삼각파이다. 반송파 신호 발생 회로(51U, 51V, 51W)는, 예를 들면, 각각에 미리 설정된 함수에 따라 삼각파를 발생시킨다. 반송파 신호 발생 회로(51U, 51V, 51W)는 반송파 신호(55, 56, 57)를 각각 발생시킨다.
비교기(52U)는, 전압 지령치(Vu*)와 반송파 신호(55)를 비교하여, U상을 위한 PWM 제어 신호를 출력한다. 비교기(52V)는, 전압 지령치(Vv*)와 반송파 신호(56)를 비교하여, V상을 위한 PWM 제어 신호를 출력한다. 비교기(52W)는, 전압 지령치(Vw*)와 반송파 신호(57)를 비교하여, W상을 위한 PWM 제어 신호를 출력한다. PWM 제어 신호는 구형파(矩形波) 신호이다.
도 8은, 컨버터를 제어하기 위한 구성의 한 예를 설명하는 기능 블록도이다. 도 8을 참조하면, 제어 장치(10)는, 정현파 발생 회로(84)와, 전압 지령 생성 회로(61)와, PWM 회로(35)와, 게이트 회로(36)를 구비한다. 전압 지령 생성 회로(61)는, 기준치 생성 회로(81)와, 감산기(82, 86A 내지 86C)와, 직류 전압 제어 회로(83)와, 승산기(85A 내지 85C)와, 전류 제어 회로(87)를 구비한다.
기준치 생성 회로(81)는, 전압치(Ep+En)의 기준치인 기준치(Eref)를 생성한다. 전압치(Ep+En)는, 전압 센서(23)에 의해 검출된 전압(Ep)의 값과 전압 센서(26)에 의해 검출된 전압(En)과의 합이다. 감산기(82)는, 기준치(Eref)와 전압치(Ep+En) 사이의 차를 산출한다. 직류 전압 제어 회로(83)는, 기준치(Eref)와 전압치(Ep+En) 사이의 차(差)가 0이 되도록 컨버터(3)의 입력측에 흐르는 전류를 제어하기 위한 전류 지령치(I*)를 산출한다. 직류 전압 제어 회로(83)는, 예를 들면 기준치와 검출된 전압치와의 오차(誤差)를 비례연산 또는 비례적분연산함에 의해 전류 지령치(I*)를 산출한다.
정현파 발생 회로(84)는, 상용 교류 전원(1)의 R상 전압과 동상(同相)의 정현파 신호와, 상용 교류 전원(1)의 S상 전압과 동상의 정현파 신호와, 상용 교류 전원(1)의 T상 전압과 동상의 정현파 신호를 출력한다. 3개의 정현파 신호는, 승산기(85A 내지 85C)에 각각 입력되고 전류 지령치(I*)가 곱하여진다. 이에 의해 상용 교류 전원(1)의 상 전압과 동상의 전류 지령치(IR*, IS*, IT*)가 생성된다.
감산기(86A)는, 전류 지령치(IR*)와 전류 센서(22)에 의해 검출된 R상 전류(IR)와의 차를 산출한다. 감산기(86B)는, 전류 지령치(IS*)와 전류 센서(22)에 의해 검출된 S상 전류(IS)와의 차를 산출한다. 감산기(86C)는, 전류 지령치(IT*)와 전류 센서(22)에 의해 검출된 T상 전류(IT)와의 차를 산출한다.
전류 제어 회로(87)는, 전류 지령치(IR*)와 R상 전류(IR)와의 차, 전류 지령치(IS*)와 S상 전류(IS)와의 차, 및 전류 지령치(IT*)와 T상 전류(IT)와의 차가 모두 0이 되도록 전압 지령치(VRa*, VSa*, VTa*)를 생성한다. 전류 제어 회로(87)는, 예를 들면 전류 지령치와 전류 센서에 의해 검출된 전류치와의 차를 비례 제어 또는 비례적분 제어에 따라 증폭함에 의해 전압 지령치를 생성한다.
가산기(88A)는, 전압 지령치(VRa*)와 전압 센서(21)에 의해 검출된 R상 전압(VR)을 가산하여 전압 지령치(VR0*)를 생성한다. 가산기(88B)는, 전압 지령치(VSa*)와 전압 센서(21)에 의해 검출된 S상 전압(VS)을 가산하여 전압 지령치(VS0*)를 생성한다. 가산기(88C)는, 전압 지령치(VTa*)와 전압 센서(21)에 의해 검출된 T상 전압(VT)을 가산하여 전압 지령치(VT0*)를 생성한다.
PWM 회로(35)는, 전압 지령치(VR0*, VS0*, VT0*)에 의거하여, R상, S상, T상의 각각을 위한 PWM 제어 신호를 생성한다. 게이트 회로(36)는, 각 상을 위한 PWM 제어 신호에 의거하여, 컨버터(3)의 각 암에 포함되는 2개의 스위칭 소자를 제어하기 위한 신호를 생성한다.
도 9는, 도 8에 도시한 PWM 회로의 기능 블록도이다. 도 9를 참조하면, PWM 회로(35)는, 반송파 신호 발생 회로(51R, 51S, 51T)와, 비교기(52R, 52S, 52T)를 구비한다.
반송파 신호 발생 회로(51R, 51S, 51T)는, 예를 들면, 각각에 미리 설정된 함수에 따라 삼각파를 발생시킨다. 반송파 신호 발생 회로(51R, 51S, 51T)는 반송파 신호(55c, 56c, 57c)를 각각 발생시킨다. 반송파 신호(55c, 56c, 57c) 사이의 위상차는 임의로 설정 가능하다.
비교기(52R)는, 전압 지령치(VR0*)와 반송파 신호(55a)를 비교하여, R상을 위한 PWM 제어 신호를 출력한다. 비교기(52S)는, 전압 지령치(VS0*)와 반송파 신호(56a)를 비교하여, S상을 위한 PWM 제어 신호를 출력한다. 비교기(52T)는, 전압 지령치(VT0*)와 반송파 신호(57A)를 비교하여, T상을 위한 PWM 제어 신호를 출력한다.
도 10은, 발명자들에 의한 인버터의 제어의 검토례를 설명하는 파형도이다. 도 10을 참조하면, 전압 지령치(Vu*, Vv*, Vw*)는, 교류 전압의 지령치이다. 전압 지령치는 정현파에 의해 표현된다. 전압 지령치(Vu*, Vv*, Vw*)의 위상은, 서로 120°어긋나 있다.
반송파 신호(55, 56, 57)의 위상은 서로 동등하다. 도 10에서는, 반송파 신호(55 내지 57)가 하나의 반송파 신호로서 도시되어 있다.
반송파 신호의 값은 전압 지령치와 비교된다. 이에 의해 PWM 제어 신호가 생성된다. PWM 제어 신호는, 구형파 신호이다. 반송파 신호(55)의 값보다도 전압 지령치가 큰 기간의 동안은, 구형파 신호의 값은 1이다. 반송파 신호(55)의 값보다도 전압 지령치가 작은 기간의 동안은, 구형파 신호의 값은 0이다. 한 예로서, 도 10에는, U상 구형파 신호 및 V상 구형파 신호, 및 U-V선 사이 전압이 도시된다. 전압 지령치를 나타내는 정현파의 주파수는, 교류 전압의 주파수(예를 들면 50Hz 또는 60Hz)이다. 반송파 신호(55)의 주파수는, 교류 전압의 주파수에 대해 현저하게 크게, 예를 들면 1 내지 10kHz이다.
도 11은, 각 상의 스위칭 소자의 상태와 전압 벡터와의 대응 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는, 전압 벡터를 설명하기 위한 도면이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 스위칭 소자가 「1」의 상태란, 정측의 스위칭 소자(Q1U, Q1V, Q1W)가 온 하고, 부측의 스위칭 소자(Q2U, Q2V, Q2W)가 오프인 상태를 의미한다. 스위칭 소자가 「0」의 상태는, 「1」의 상태와 반대이다. E(111)는, U상, V상, 및 W상의 스위칭 소자가 전부 「1」의 상태인 때의 전압 벡터이다. E(000)는, U상, V상, 및 W상의 스위칭 소자가 전부 「0」의 상태인 때의 전압 벡터이다. 전압 벡터가 E(111) 또는 E(000)인 때에 영상 성분이 가장 크다.
도 13은, U상, V상 및 W상의 각각의 전압과, 영상 전압을 설명하기 위한 도면이다. 도 13을 참조하면, 전압 지령치(Vu*, Vv*, Vw*)의 각각에 대응하는 반송파 신호(55 내지 57)의 위상은 서로 동등하다. 따라서 도 10과 마찬가지로, 도 13에서는, 반송파 신호(55 내지 57)가 하나의 반송파 신호로서 도시되어 있다.
전압 지령치(Vu*)가 반송파 신호(55)의 값보다 큰 경우에는, U상 라인(UL)에 전압(E/2)이 출력된다. 전압 지령치(Vu*)가 부인 경우에는, 전압 지령치(Vu*)의 절대치가 반송파 신호(55b)의 절대치보다 큰 동안에, U상 라인(UL)에 전압(-E/2)이 출력된다. V상 라인(VL) 및 W상 라인의 각각에 출력되는 전압도, 전압 지령치와 반송파 신호의 값 사이의 상술한 관계에 따라 결정된다.
반송파 신호의 값이 최대치(정의 피크값)에 달할 때에, 전압 지령치(Vu*, Vv*, Vw*)의 어느것도, 그 반송파 신호의 값보다 작다. 이 때의 전압 벡터는 E(000)이다. 따라서 U상 전압, V상 전압, W상 전압은, 모두 -E/2가 된다. 영상 성분(VU +V+W)의 값은, U상 전압, V상 전압, W상 전압을 합성한 값이다. 전압 벡터가 E(000)일 때에는 영상 성분(VU +V+W)은 -3E/2가 된다.
반송파 신호의 값이 최소치(부의 피크값)에 달할 때에는, 전압 지령치(Vu*, Vv*, Vw*)의 어느것도 그 반송파 신호의 값보다 크다. 이 때의 전압 벡터는 E(111)이다. 따라서 U상 전압, V상 전압, W상 전압은, 모두 E/2가 된다. 전압 벡터가 E(111)일 때에는 영상 성분(VU +V+W)은 +3E/2가 된다.
도 13에 도시되는 바와 같이, 반송파 신호의 값이 피크값에 달할 때에 영상 성분의 절대치가 커진다. 도 13에 도시된 스위칭 패턴에서는, 영상 성분이 크기 때문에, 필터(2, 5)의 손실이 커진다. 또한, 영상 성분이 크기 때문에, 커먼 모드 노이즈가 커진다.
도 14는, 제1의 실시의 형태에 관한 인버터 제어를 설명하기 위한 파형도이다. 도 14를 참조하면, 전압 지령치(Vu*, Vw*)의 각각에 대응하는 반송파 신호(55), 57의 위상은 서로 동등하다. 한편, 전압 지령치(Vv*)에 대응하는 반송파 신호(56)의 위상은, 반송파 신호(55 및 57)의 위상에 대해 180°다르다. 즉, 이 실시의 형태에서는, 3상에 각각 대응하는 3개의 반송파 신호 중, 하나의 반송파 신호의 위상을 다른 2개의 반송파 신호의 위상에 대해 반전시킨다.
도 13 및 도 14를 비교하면, 하나의 반송파 신호의 위상을 다른 2개의 반송파 신호의 위상에 대해 반전시킴에 의해, 영상 성분(VU +V+W)이 정의 피크값(+3E/2)에 달하는 빈도가 저하된다. 또한, 영상 성분(VU +V+W)의 부의 피크값은, -3E/2로부터 -E/2로 변화한다. 이에 의해, 영상 성분(VU +V+W)의 시간 평균이 작아진다. 따라서 인버터(4)의 출력에 접속된 필터(5)의 손실을 저감할 수 있다. 또한 커먼 모드 노이즈가 커지는 것을 막을 수 있다.
일본국 특개2005-51959호 공보(특허 문헌 2)에 의하면, 복수상의 각각에 대응하는 복수의 펄스 신호의 위상을 서로 다르게 한다. 이에 대해 실시의 형태 1에서는, 하나의 반송파 신호의 위상을 2개의 반송파 신호의 위상에 대해 반전할 뿐으로, 영상 성분을 저감할 수 있다. 또한, U상, V상 및 W상의 어느 하나에 대응하는 반송파 신호의 위상이, 나머지 2개의 반송파 신호의 위상에 대해 반전하고 있으면 된다.
[실시의 형태 2]
실시의 형태 2에 관한 무정전 전원 장치의 전체적인 구성은 도 1에 도시한 구성과 같다. 또한, 인버터(4)를 제어하기 위한 구성은 도 6 및 도 7에 도시된 구성과 같다.
실시의 형태 2에서는, 컨버터(3)의 PWM 제어에서, 실시의 형태 1에 관한 인버터의 제어와 같은 제어가 실행된다. 도 9를 참조하면, PWM 회로(35)는, 반송파 신호(55c 내지 57c) 중의 하나의 반송파 신호의 위상을 다른 2개의 반송파 신호의 위상에 대해 반전시킨다.
실시의 형태 2에 의하면, 실시의 형태 1에 의해 얻어지는 효과와 마찬가지 효과를 얻을 수 있다. 즉, 3개의 반송파 신호 중의 하나만의 위상을 다른 반송파 신호의 위상에 대해 반전시킬 뿐으로, 컨버터(3)의 교류측에서 출력되는 영상 성분의 시간 평균을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 컨버터(3)의 교류측에 접속된 필터(2)의 손실을 저감할 수 있다. 또한 커먼 모드 노이즈가 커지는 것을 막을 수 있다.
[실시의 형태 3]
실시의 형태 3에 관한 무정전 전원 장치의 전체적인 구성은 도 1에 도시한 구성과 같다. 또한, 인버터(4)를 제어하기 위한 구성은 도 6 및 도 7에 도시된 구성과 같다.
실시의 형태 3에서는, 컨버터의 제어와 인버터의 제어와의 조합에 의해, 영상 성분을 보다 한층 저감한다.
도 15는, 인버터의 제어에 이용되는 3개의 반송파 신호와, 컨버터의 제어에 이용되는 3개의 반송파 신호 사이의 위상차를 설명하기 위한 도면이다. 도 15를 참조하면, 인버터(4)에서는, 3개의 반송파 신호 중의 하나의 반송파 신호의 위상이, 다른 2개의 반송파 신호의 위상과 반전한다. 구체적으로는, V상에 대응하는 반송파 신호의 위상이 U상 및 W상의 각각에 대응하는 반송파 신호의 위상에 대해 180°다르다.
마찬가지로, 컨버터(3)에서, 3개의 반송파 신호 중의 하나의 반송파 신호의 위상이, 다른 2개의 반송파 신호의 위상과 반전한다. 구체적으로는, S상에 대응하는 반송파 신호의 위상이, R상 및 T상의 각각에 대응하는 반송파 신호의 위상에 대해 180°다르다.
여기서, 인버터(4)의 제어에 이용되는 3개의 반송파 신호 중, 다른 2개와 위상이 180°다른 반송파 신호를 제1의 신호라고 부른다. 또한, 컨버터(3)의 제어에 이용되는 3개의 반송파 신호 중, 다른 2개와 위상이 180°다른 반송파 신호를 제2의 신호라고 부른다.
구체적으로는, 컨버터(3)의 S상에 대응하는 반송파 신호와, 인버터(4)의 V상에 대응하는 반송파 신호 사이의 위상차는 180°이다. 따라서 컨버터(3)의 R상에 대응하는 반송파 신호와, 인버터(4)의 U상에 대응하는 반송파 신호 사이의 위상차는 180°이다. 또한, 컨버터(3)의 T상에 대응하는 반송파 신호와, 인버터(4)의 W상에 대응하는 반송파 신호 사이의 위상차는 180°이다.
도 15에 도시되는 바와 같이 6개의 반송파 신호가 생성됨에 의해, 컨버터(3)로부터 필터(2)를 통하여 접지 라인(27)에 흐르는 영상 전류와 인버터(4)로부터 필터(5)를 통하여 접지 라인(27)에 흐르는 영상 전류는, 그 부호가 서로 반대가 되고, 또한 크기가 서로 동등하게 된다. 따라서 그들의 영상 전류가 서로 상쇄된다. 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2와 비교하여, 실시의 형태 3에서는, 영상 성분을 보다 한층 저감할 수 있다.
상기한 바와 같이, 이 실시의 형태에서는, 제1의 신호와 제2의 신호 사이의 위상차가 180°라는 관계가 충족되어 있으면 된다. 따라서 제1의 신호는, V상에 대응하는 반송파 신호로 한정되지 않고, U상 또는 W상에 대응하는 반송파 신호라도 좋다. 마찬가지로 제2의 신호는, S상에 대응하는 반송파 신호로 한정되지 않고, R상 또는 T상에 대응하는 반송파 신호라도 좋다.
[실시의 형태 4]
도 16은, 본 발명의 제4의 실시 형태에 관한 전원 장치를 구비한 무정전 전원 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 16을 참조하면, 무정전 전원 장치(101)는, 컨버터(3) 및 인버터(4)에 대신하여 컨버터(3A) 및 인버터(4A)를 구비한다. 이 점에서 무정전 전원 장치(101)는, 무정전 전원 장치(100)와 다르다. 컨버터(3A) 및 인버터(4A)는 멀티 레벨 회로이다. 중성점 라인(17)은, 컨버터(3A)와 인버터(4A)를 접속한다. 무정전 전원 장치(101)의 다른 부분의 구성은, 무정전 전원 장치(100)의 대응하는 부분의 구성과 마찬가지이기 때문에 이후의 설명은 반복하지 않는다.
도 17은, 도 16에 도시한 컨버터(3A), 인버터(4A)의 구성을 상세히 설명하기 위한 회로도이다. 도 17을 참조하면, 컨버터(3A)는, R상 암(3R)과, S상 암(3S)과, T상 암(3T)을 포함한다. 인버터(4A)는, U상 암(4U)과, V상 암(4V)과, W상 암(4W)을 포함한다.
컨버터(3A)의 각 상 암(3R, 3S, 3T) 및 인버터(4A)의 각 상 암(4U, 4V, 4W)은, 모두 3레벨 회로로서 구성되고, 4개의 IGBT 소자와 6개의 다이오드를 포함한다. 상세하게는, R상 암(3R)은, IGBT 소자(Q1R 내지 Q4R)와 다이오드(D1R 내지 D6R)를 포함한다. S상 암(3S)은, IGBT 소자(Q1S 내지 Q4S)와 다이오드(D1S 내지 D6S)를 포함한다. T상 암(3T)은, IGBT 소자(Q1T 내지 Q4T)와 다이오드(D1T 내지 D6T)를 포함한다. U상 암(4U)은, IGBT 소자(Q1U 내지 Q4U)와 다이오드(D1U 내지 D6U)를 포함한다. V상 암(4V)은, IGBT 소자(Q1V 내지 Q4V)와 다이오드(D1V 내지 D6V)를 포함한다. W상 암(4W)은, IGBT 소자(Q1W 내지 Q4W)와 다이오드(D1W 내지 D6W)를 포함한다.
이하에서는 컨버터(3A)의 각 상 암 및 인버터(4A)의 각 상 암을 총괄적으로 설명하기 위해 부호 R, S, T, U, V, W를 통합하여 부호「x」로 나타낸다. IGBT 소자(Q1x 내지 Q4x)는 직류 정측 라인(13)과 직류 부측 라인(14)의 사이에 직렬로 접속된다. 다이오드(D1x 내지 D4x)는 IGBT 소자(Q1x 내지 Q4x)에 각각 역병렬 접속된다. 다이오드(D5x)는 IGBT 소자(Q1x, Q2x)의 접속점과 중성점(20)에 접속된다. 다이오드(D6x)는 IGBT 소자(Q3x, Q4x)의 접속점과 중성점(20)에 접속된다. 다이오드(D5x)의 캐소드는 IGBT 소자(Q1x, Q2x)의 접속점에 접속되고, 다이오드(D5x)의 캐소드는 중성점(20)에 접속된다. 다이오드(D6x)의 캐소드는 IGBT 소자(Q3x, Q4x)의 접속점에 접속되고, 다이오드(D6x)의 캐소드는 중성점(20)에 접속된다. 다이오드(D1x 내지 D4x)는 환류(還流) 다이오드로서 기능하고, 다이오드(D5x, D6x)는 클램프 다이오드로서 기능한다.
컨버터(3A)의 각 상 암(3R, 3S, 3T)에서는 IGBT 소자(Q2x, Q3x)의 접속점이 교류 입력 단자에 대응하고, 다이오드(D5x, D6x)의 접속점이 직류 출력 단자에 대응한다. 한편, 인버터(4A)의 각 상 암(4U, 4V, 4T)에서는 다이오드(D5x, D6x)의 접속점이 직류 입력 단자에 대응하고, IGBT 소자(Q2x, Q3x)의 접속점이 교류 출력 단자에 대응한다. 컨버터(3A)의 각 상 암(3R, 3S, 3T)의 교류 입력 단자는 대응하는 선(R상 라인(RL), S상 라인(SL), T상 라인(TL))에 접속되고, 인버터(4A)의 각 상 암(4U, 4V, 4S)의 교류 출력 단자는 대응하는 선(U상 라인(UL), V상 라인(VL), W상 라인(WL))에 접속된다. 컨버터(3A)의 각 상 암의 직류 출력 단자 및 인버터(4A)의 각 상 암의 직류 입력 단자는 중성점(20)에 접속된다.
인버터(4A)를 제어하기 위한 구성은 도 6 및 도 7에 도시한 구성과 같다. 컨버터(3A)를 제어하기 위한 구성은 도 8 및 도 9에 도시한 구성과 같다.
도 18은, 도 16에 도시한 인버터(4A)의 PWM 제어를 설명하기 위한 신호 파형도이다. 도 18을 참조하면, 반송파 신호(55, 56, 57)의 위상은 서로 동등하다. 도 18에서는, 반송파 신호(55 내지 57)가 하나의 반송파 신호로서 도시되어 있다. 반송파 신호(55)는, 반송파 신호(55a, 55b)를 포함한다. 반송파 신호(55a)는 정측으로 변화하는 정(正)신호이다. 반송파 신호(55b)는 부측으로 변화하는 부(負)신호이다. 반송파 신호(55)와 같이, 반송파 신호(56, 57)의 각각은, 정신호와, 부신호를 포함한다.
전압 지령치(Vu*)가 반송파 신호(55a)의 값보다 큰 경우에는, U상 라인(UL)에 전압(E/2)이 출력된다. 전압 지령치(Vu*)가 부인 경우에는, 그 절대치가 반송파 신호(55b)의 절대치보다 큰 동안, U상 라인(UL)에 전압(-E/2)이 출력된다. 전압 지령치(Vu*)가 반송파 신호(55a)의 값보다 작은 정의 값인 경우, U상 라인(UL)의 전압은 0이다. 전압 지령치(Vu*)의 값이 부이고, 또한, 그 절대치가 반송파 신호(55b)의 절대치보다 작은 경우에는, U상 라인(UL)의 전압은 0이다. V상 라인(VL) 및 W상 라인의 각각에 출력된 전압도, 전압 지령치와 반송파 신호의 값 사이의 상술한 관계에 따라 결정된다.
상기한 바와 같이, U상 라인(UL), V상 라인(VL), W상 라인(WL)의 각각에 생기는 전압은 E/2, 0, -E/2의 어느 하나이다. U상 라인(UL), V상 라인(VL), W상 라인(WL) 중의 어느 하나의 라인의 전압이 0이고, 다른 2개의 라인의 전압이 E/2인 경우에는, 영상 성분(VU +V+W)은 E/2+E/2+0=E이다. U상 라인(UL), V상 라인(VL), W상 라인(WL) 중의 어느 하나의 라인의 전압이 0이고, 다른 2개의 라인의 전압이 -E/2인 경우에는, 영상 성분(VU +V+W)은 -E/2-E/2+0=-E이다. 따라서 영상 성분(VU +V+W)의 정의 피크값은 +E이고, 영상 성분(VU +V+W)의 부의 피크값은 -E이다.
도 13과 도 18을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 인버터의 구성에 멀티 레벨 회로를 적용함에 의해 영상 성분을 작게 할 수 있다. 이 실시의 형태에서는, 실시의 형태 1과 같이, 3상에 각각 대응하는 3개의 반송파 신호 중, 하나의 반송파 신호의 위상을 다른 2개의 반송파 신호의 위상에 대해 180°다르게 할 수 있다. 이에 의해, 실시의 형태 1의 제어와 비교하여 영상 성분(VU +V+W)의 시간 평균을 작게 할 수 있다.
도 19는, 실시의 형태 4에 관한 인버터의 제어를 설명하기 위한 파형도이다. 도 19를 참조하면, 반송파 신호(56)는, 반송파 신호(56a, 56b)를 포함한다. 반송파 신호(56a)는 정측으로 변화한다. 반송파 신호(56b)는 부측으로 변화한다. 반송파 신호(56)의 위상은, 반송파 신호(55)의 위상에 대해 180°다르다. 반송파 신호(55)의 위상과 반송파 신호(57)의 위상과는 같다. 실시의 형태 1과 마찬가지로, 실시의 형태 4에서는, 3상 중 어느 하나의 상에 대응하는 반송파 신호의 위상을, 다른 상에 대응하는 반송파 신호의 위상에 대해 180°다르게 할 수 있다.
상기한 제어에 의해, 영상 성분(VU +V+W)의 정의 피크값은 E/2가 되고, 영상 성분(VU +V+W)의 부의 피크값은 -E/2가 된다. 도 18에 도시된 제어에 비교하여, 도 19에 도시된 제어는, 영상 성분(VU +V+W)의 피크값을 작게 할 수 있다.
도 20은, 실시의 형태 4에 관한 인버터의 다른 제어를 설명하기 위한 파형도이다. 도 20을 참조하면, 부의 반송파 신호의 위상은, 정의 반송파 신호의 위상에 대해 180°다르다. 구체적으로는, 반송파 신호(55b)의 위상은 반송파 신호(55a)의 위상과 180°다르다. 반송파 신호(56, 57)의 각각의 정의 반송파 신호의 위상은 반송파 신호(55a)의 위상과 같다. 반송파 신호(56, 57)의 각각의 부의 반송파 신호의 위상은 반송파 신호(55b)의 위상과 같다.
상기한 제어에 의해, 영상 성분(VU +V+W)의 정의 피크값은 E/2가 되고, 영상 성분(VU +V+W)의 부의 피크값은 -E/2가 된다. 따라서 도 20에 도시된 제어는, 영상 성분(VU +V+W)의 피크값을 작게 할 수 있다.
상기한 바와 같이, 실시의 형태 4에 의하면, 인버터에 멀티 레벨 회로가 채용된다. 따라서 영상 성분을 작게 할 수 있다. 또한 실시의 형태 4에 의하면, 실시의 형태 4에서는, 3상 중 어느 하나의 상에 대응하는 반송파 신호의 위상을, 다른 상에 대응하는 반송파 신호의 위상에 대해 180°다르게 할 수 있다. 또는, U상, V상 및 W상의 각각에 대응하는 정의 반송파 신호와 부의 반송파 신호와의 사이에서 위상을 180°다르게 할 수 있다. 이에 의해 영상 성분(VU +V+W)의 피크값을 보다 한층 작게 할 수 있다.
도 19 또는 도 20에 도시된 제어는 인버터(4A)에 적용되는 것으로 한정되지 않고, 컨버터(3A)에 적용할 수 있다. 도 20에 도시된 제어가 인버터(4A) 및 컨버터(3A)의 양쪽에 적용되는 경우에는, 다음의 제어가 채용되는 것이 보다 바람직하다. 컨버터(3A)의 제어에 이용되는 정의 반송파 신호와 인버터(4A)의 제어에 이용되는 정의 반송파 신호 사이의 위상차는 180°이다. 컨버터(3A)의 제어에 이용되는 부의 반송파 신호와 인버터(4A)의 제어에 이용되는 부의 반송파 신호 사이의 위상차는 180°이다. 이와 같은 제어에 의해, 영상 성분(VU +V+W)을 보다 한층 작게 할 수 있다.
상기한 각 실시의 형태에서는, 인버터 및 컨버터를 구비한 전원 장치를 개시하였다. 그러나, 본 발명은, 인버터만에 의해 구성된 전원 장치, 또는 컨버터만에 의해 구성된 전원 장치에 대해서도 적용 가능하다.
금회 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 : 상용 교류 전원
2 : 입력 필터
3, 3A : 컨버터
3R, 3S, 3T, 4U, 4V, 4W : 암
4, 4A : 인버터
5 : 출력 필터
6 : 교류 부하
8 : 축전지
9 : 직류 부하
10 : 제어 장치
11, 11R, 11S, 11T, 15, 16, 19, 19U, 19V, 19W : 콘덴서
12, 12R, 12S, 12T, 18, 18U, 18V, 18W : 리액터
13 : 직류 정측 라인
14 : 직류 부측 라인
17 : 중성점 라인
20 : 중성점
21, 23, 25, 26 : 전압 센서
22, 24, 22R, 22S, 22T, 24U, 24V, 24W : 전류 센서
27 : 접지 라인
31, 61 : 전압 지령 생성 회로
32 : 제어부
33, 35 : PWM 회로
34, 36 : 게이트 회로
41 : 전압 제어 회로
42U, 42V, 42W, 82, 86A 내지 86C : 감산기
43, 87 : 전류 제어 회로
44U, 44V, 44W, 51, 88A 내지 88C : 가산기
51U, 51V, 51W, 51R, 51S, 51T : 반송파 신호 발생 회로
52U, 52V, 52W, 52R, 52S, 52T : 비교기
81 : 기준치 생성 회로
83 : 직류 전압 제어 회로
84 : 정현파 발생 회로
85A 내지 85C : 승산기
100, 101 : 무정전 전원 장치
D1R 내지 D6R, D1S 내지 D6S, D1T 내지 D6T, D1U 내지 D6U, D1V 내지 D6V, D1W 내지 D6W : 다이오드
Q1R 내지 Q4R, Q1S 내지 Q4S, Q1T 내지 Q4T, Q1U 내지 Q4U, Q1V 내지 Q4V, Q1W 내지 Q4W IGBT : 소자,
RL : R상 라인
SL : S상 라인
TL : T상 라인
UL : U상 라인
VL : V상 라인
WL : W상 라인

Claims (7)

  1. 제1부터 제3의 교류 라인에 각각 접속된 제1부터 제3의 암을 포함하는 전력 변환 회로(3, 4)와,
    상기 제1부터 제3의 교류 라인과 상기 전력 변환 회로(3, 4)와의 사이에 배치된 필터(2, 5)와,
    상기 전력 변환 회로(3, 4)를 PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 따라 제어하기 위한 PWM 제어 회로(10)를 구비하고,
    상기 PWM 제어 회로(10)는,
    상기 제1부터 제3의 교류 라인의 전압에 각각 대응하는 제1부터 제3의 전압 지령치를 생성하는 제1의 전압 지령치 생성 회로와,
    상기 제1부터 제3의 전압 지령치에 각각 대응하는 제1부터 제3의 반송파 신호를 발생시키는 제1의 반송파 신호 생성 회로와,
    상기 제1의 전압 지령치와 상기 제1의 반송파 신호의 값을 비교하여 상기 제1의 암을 제어하기 위한 제1의 제어 신호를 생성하는 제1의 비교기와,
    상기 제2의 전압 지령치와 상기 제2의 반송파 신호의 값을 비교하여 상기 제2의 암을 제어하기 위한 제2의 제어 신호를 생성하는 제2의 비교기와,
    상기 제3의 전압 지령치와 상기 제3의 반송파 신호의 값을 비교하여 상기 제3의 암을 제어하기 위한 제3의 제어 신호를 생성하는 제3의 비교기를 포함하고,
    상기 제1부터 제3의 반송파 신호는, 서로 위상이 180°다른 제1 및 제2의 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 신호는, 상기 제1의 반송파 신호이고,
    상기 제2의 신호는, 상기 제2의 반송파 신호이고,
    상기 제3의 반송파 신호의 위상은, 상기 제1의 반송파 신호의 위상과 같은 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 신호는, 상기 제1부터 제3의 반송파 신호 중의 임의의 2개의 신호인 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1부터 제3의 암의 각각은, 멀티 레벨 회로이고,
    상기 제1부터 제3의 반송파 신호의 각각은,
    정측으로 변화하는 정신호와
    부측으로 변화하는 부신호를 포함하고,
    상기 제1의 신호는, 상기 정신호이고,
    상기 제2의 신호는, 상기 부신호이고,
    상기 정신호와 상기 부신호 사이의 위상차는, 180°인 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력 변환 회로(3, 4)는, 인버터(4)인 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력 변환 회로(3, 4)는, 컨버터인 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력 변환 회로(3, 4)는, 인버터(4)이고,
    상기 전원 장치는,
    상기 인버터(4)에 직류 정측 라인(13) 및 직류 부측 라인(14)을 통하여 접속되는 컨버터(3)를 또한 구비하고,
    상기 컨버터(3)는, 제4부터 제6의 교류 라인(RL, SL, TL)에 각각 접속된 제4부터 제6의 암(3R, 3S, 3T)을 포함하고,
    상기 PWM 제어 회로(10)는,
    상기 제4부터 제6의 교류 라인(RL, SL, TL)의 전압에 각각 대응하는 제4부터 제6의 전압 지령치를 생성하는 제2의 전압 지령치 생성 회로와,
    제4부터 제6의 전압 지령치에 각각 대응하는 제4부터 제6의 반송파 신호를 발생시키는 제2의 반송파 신호 생성 회로와,
    상기 제4의 전압 지령치와 상기 제4의 반송파 신호의 값을 비교하여 상기 제4의 암(3R)을 제어하기 위한 제4의 제어 신호를 생성하는 제4의 비교기와,
    상기 제5의 전압 지령치와 상기 제5의 반송파 신호의 값을 비교하여 상기 제5의 암(3S)을 제어하기 위한 제2의 제어 신호를 생성하는 제5의 비교기와,
    상기 제6의 전압 지령치와 상기 제6의 반송파 신호의 값을 비교하여 상기 제6의 암(3T)을 제어하기 위한 제3의 제어 신호를 생성하는 제6의 비교기를 포함하고,
    상기 제1의 신호는, 상기 제1의 반송파 신호이고,
    상기 제2의 신호는, 상기 제2의 반송파 신호이고,
    상기 제3의 반송파 신호의 위상은, 상기 제1의 반송파 신호의 위상과 같고,
    상기 제4의 반송파 신호와 상기 제5의 반송파 신호 사이의 위상차는 180°이고,
    상기 제6의 반송파 신호의 위상은, 상기 제4의 반송파 신호의 위상과 같고,
    상기 제2의 반송파 신호와 상기 제5의 반송파 신호 사이의 위상차는 180°인 것을 특징으로 하는 전원 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200043444A (ko) * 2017-08-22 2020-04-27 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 전원 장치
KR20210003815A (ko) * 2018-11-20 2021-01-12 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 무정전 전원 장치

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2928611C (en) * 2013-10-30 2018-11-27 Mitsubishi Electric Corporation Dc/dc conversion device and load-drive control system
US9537427B2 (en) * 2014-05-30 2017-01-03 Hamilton Sundstrand Corporation Pulse-width modulation control of paralleled inverters
US10476370B2 (en) * 2014-08-28 2019-11-12 Astronics Advanced Electronics Systems Corp. Split rail PFC and AC inverted architecture
CN107006113A (zh) * 2014-12-12 2017-08-01 株式会社达谊恒 高频电源
DE102015101766A1 (de) * 2015-02-06 2016-08-11 Woodward Kempen Gmbh Filterüberwachung
RU2671947C1 (ru) * 2015-06-23 2018-11-08 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Инвертор с возможностью заряда
JP6348460B2 (ja) * 2015-07-08 2018-06-27 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換システム
CN106341050A (zh) * 2015-07-17 2017-01-18 台达电子企业管理（上海）有限公司 多电平变频器及多电平变频器的控制方法
EP3196713B2 (de) * 2016-01-19 2024-06-26 dSPACE GmbH Simulationsvorrichtung zur simulation
CN107046379B (zh) 2016-02-09 2020-07-10 松下知识产权经营株式会社 变换器、电力传输系统及控制器
CN107046370B (zh) 2016-02-09 2020-05-26 松下知识产权经营株式会社 变换器、电力传输系统及控制器
FR3048139B1 (fr) * 2016-02-18 2018-01-26 Schneider Toshiba Inverter Europe Sas Procede et systeme de commande pour une installation de commande de moteur electrique
US10461660B2 (en) * 2016-04-12 2019-10-29 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Control device of power conversion device
CN107689735B (zh) * 2016-08-05 2020-01-31 台达电子企业管理（上海）有限公司 功率变换系统及其共模电压抑制方法
JP6821685B2 (ja) * 2016-08-24 2021-01-27 東芝三菱電機産業システム株式会社 Ｐｗｍコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置
CN110463011B (zh) * 2017-04-03 2021-09-03 东芝三菱电机产业系统株式会社 电力转换装置
WO2019064361A1 (ja) * 2017-09-27 2019-04-04 東芝三菱電機産業システム株式会社 電源装置
CN108111027A (zh) * 2017-12-27 2018-06-01 江苏新亚高电压测试设备有限公司 变频电源
WO2019150443A1 (ja) * 2018-01-30 2019-08-08 三菱電機株式会社 直列多重インバータ
US11424693B2 (en) * 2018-04-27 2022-08-23 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Three-level power conversion device, three-level power conversion device control method, and storage medium
JP6585872B1 (ja) * 2018-10-30 2019-10-02 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
WO2020208825A1 (ja) * 2019-04-12 2020-10-15 三菱電機株式会社 電力変換装置および空気調和機
US12107513B2 (en) * 2020-03-27 2024-10-01 Mitsubishi Electric Corporation Three-level power converter and method of controlling intermediate potential of direct current power supply unit
CN112217409B (zh) * 2020-11-05 2024-06-11 武汉理工大学 三相四桥臂电压型逆变器的变载波脉宽调制系统及方法
US12015353B1 (en) 2021-07-12 2024-06-18 Smart Wires Inc. Attenuating harmonic current in power transmission lines
DE102023102143A1 (de) 2023-01-30 2024-08-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stromrichter für einen Elektromotor, Baugruppe und Kraftfahrzeug
WO2024185004A1 (ja) * 2023-03-06 2024-09-12 三菱電機株式会社 電力変換装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3221828B2 (ja) * 1996-02-16 2001-10-22 株式会社日立製作所 電力変換方法及び電力変換装置
JPH10257775A (ja) 1997-03-10 1998-09-25 Shimadzu Corp インバータ装置
BR9907351A (pt) * 1999-12-22 2001-08-07 Ericsson Telecomunicacoees S A Método e circuito de controle para retificador do tipo elevador trifásico de três nìveis
US6324085B2 (en) * 1999-12-27 2001-11-27 Denso Corporation Power converter apparatus and related method
JP2004173340A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Mitsubishi Electric Corp 同期電動機の制御システム
JP2005051838A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Toyota Industries Corp インバータ装置及びリップル電流の低減方法
JP2005051959A (ja) 2003-07-31 2005-02-24 Fuji Electric Holdings Co Ltd 電力変換装置のノイズ低減方法および回路
US7049778B2 (en) * 2004-02-09 2006-05-23 Nippon Yusoki Co., Ltd. Inverter control apparatus and inverter control method
US20060034364A1 (en) * 2004-08-13 2006-02-16 Breitzmann Robert J Carrier synchronization to reduce common mode voltage in an AC drive
JP4356715B2 (ja) * 2006-08-02 2009-11-04 トヨタ自動車株式会社 電源装置、および電源装置を備える車両
JP4509134B2 (ja) * 2007-04-16 2010-07-21 株式会社日立製作所 電力変換装置とその制御方法
JP5167884B2 (ja) 2008-03-14 2013-03-21 ダイキン工業株式会社 コンバータの制御方法及び制御装置
JP5254337B2 (ja) * 2008-07-30 2013-08-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
US7952896B2 (en) * 2008-08-20 2011-05-31 Hamilton Sundstrand Corporation Power conversion architecture with zero common mode voltage
JP5463289B2 (ja) 2008-08-22 2014-04-09 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
JP5241692B2 (ja) * 2009-11-30 2013-07-17 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP5447136B2 (ja) 2010-04-20 2014-03-19 日産自動車株式会社 多相インバータ装置
US8503207B2 (en) * 2010-09-29 2013-08-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Discontinuous pulse width drive modulation method and apparatus for reduction of common-mode voltage in power conversion systems
CN102148581B (zh) * 2011-04-20 2013-07-17 黑龙江科技学院 一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波tpwm调制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200043444A (ko) * 2017-08-22 2020-04-27 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 전원 장치
KR20210003815A (ko) * 2018-11-20 2021-01-12 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 무정전 전원 장치

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