RU2017105540A - Способ потенциального контроля нейтральной точки для однофазного NPC инвертора - Google Patents

Способ потенциального контроля нейтральной точки для однофазного NPC инвертора Download PDF

Info

Publication number
RU2017105540A
RU2017105540A RU2017105540A RU2017105540A RU2017105540A RU 2017105540 A RU2017105540 A RU 2017105540A RU 2017105540 A RU2017105540 A RU 2017105540A RU 2017105540 A RU2017105540 A RU 2017105540A RU 2017105540 A RU2017105540 A RU 2017105540A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
period
phase
signal
carrier
increases
Prior art date
Application number
RU2017105540A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017105540A3 (ru
RU2671839C2 (ru
Inventor
Кадзуя ОГУРА
Original Assignee
Мейденша Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мейденша Корпорейшн filed Critical Мейденша Корпорейшн
Publication of RU2017105540A3 publication Critical patent/RU2017105540A3/ru
Publication of RU2017105540A publication Critical patent/RU2017105540A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2671839C2 publication Critical patent/RU2671839C2/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4833—Capacitor voltage balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487—Neutral point clamped inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0095—Hybrid converter topologies, e.g. NPC mixed with flying capacitor, thyristor converter mixed with MMC or charge pump mixed with buck

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Claims (22)

1. Способ управления потенциалом нейтральной точки для однофазного NPC-преобразователя, при этом однофазный NPC-преобразователь содержит множество конденсаторов, которые включены последовательно между обеими клеммами источника напряжения постоянного тока и с помощью которых напряжение постоянного тока между обеими клеммами делится пополам, с точкой деления напряжения в качестве нейтральной точки; инверторную схему, которая имеет множество переключателей и преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока, и схему генерирования сигнала переключения, которая управляет включением/выключением переключателей инверторной схемы, причем способ включает:
в схеме генерирования сигнала переключения,
обеспечение наличия множества паттернов несущих сигналов, формируемых путем деления несущих сигналов треугольной волны каждую 1/2 периода в момент времени, когда несущие сигналы треугольной волны пересекают друг друга;
выбор, из множества паттернов несущих сигналов, паттерна несущего сигнала, посредством которого потенциал нейтральной точки балансируется, на основе значения обнаружения напряжения постоянного тока верхнего плеча, значения обнаружения напряжения постоянного тока нижнего плеча и значения обнаружения выходного тока; и
генерирование сигнала включения/выключения для каждого переключателя путем выполнения ШИМ-операции, которая сравнивает выбранный паттерн несущего сигнала с командой выходного напряжения.
2. Способ по п. 1, в котором:
множество паттернов несущих сигналов представляют собой паттерн А несущего сигнала и паттерн В несущего сигнала,
паттерн А несущего сигнала является паттерном, в котором несущий сигнал треугольной волны верхнего плеча U-фазы уменьшается от 0,5 до 0 в первой 1/4 периода 1/2 периода и увеличивается от 0 до 0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, несущий сигнал треугольной волны верхнего плеча V-фазы увеличивается от 0,5 до 1 в первой 1/4 периода 1/2 периода и уменьшается от 1 до 0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, несущий сигнал треугольной волны нижнего плеча U-фазы уменьшается от -0,5 до -1 в первой 1/4 периода 1/2 периода и увеличивается от -1 до -0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, и несущий сигнал треугольной волны нижнего плеча V-фазы увеличивается от -0,5 до 0 в первой 1/4 периода 1/2 периода и уменьшается от 0 до -0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, и
паттерн В несущего сигнала является паттерном, в котором несущий сигнал треугольной волны верхнего плеча U-фазы увеличивается от 0,5 до 1 в первой 1/4 периода 1/2 периода и уменьшается от 1 до 0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, несущий сигнал треугольной волны верхнего плеча V-фазы уменьшается от 0,5 до 0 в первой 1/4 периода 1/2 периода и увеличивается от 0 до 0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, несущий сигнал треугольной волны нижнего плеча U-фазы увеличивается от -0,5 до 0 в первой 1/4 периода 1/2 периода и уменьшается от 0 до -0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, и несущий сигнал треугольной волны нижнего плеча V-фазы уменьшается от -0,5 до -1 в первой 1/4 периода 1/2 периода и увеличивается от -1 до -0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода.
3. Способ по п. 1, в котором:
множество паттернов несущих сигналов представляют собой паттерн С несущего сигнала и паттерн D несущего сигнала,
паттерн С несущего сигнала является паттерном, в котором несущий сигнал треугольной волны верхнего плеча U-фазы уменьшается от 0,5 до 0 в первой 1/4 периода 1/2 периода и увеличивается от 0 до 0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, несущий сигнал треугольной волны верхнего плеча V-фазы увеличивается от 0,5 до 1 в первой 1/4 периода 1/2 периода и уменьшается от 1 до 0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, несущий сигнал треугольной волны U-фазы увеличивается от -0,5 до 0 в первой 1/4 периода 1/2 периода и уменьшается от 0 до -0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, и несущий сигнал треугольной волны нижнего плеча V-фазы уменьшается от -0,5 до -1 в первой 1/4 периода 1/2 периода и увеличивается от -1 до -0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, и
паттерн D несущего сигнала является паттерном, в котором несущий сигнал треугольной волны верхнего плеча U-фазы увеличивается от 0,5 до 1 в первой 1/4 периода 1/2 периода и уменьшается от 1 до 0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, несущий сигнал треугольной волны верхнего плеча V-фазы уменьшается от 0,5 до 0 в первой 1/4 периода 1/2 периода и увеличивается от 0 до 0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, несущий сигнал треугольной волны нижнего плеча U-фазы уменьшается от -0,5 до -1 в первой 1/4 периода 1/2 периода и увеличивается от -1 до -0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода, и несущий сигнал треугольной волны V-фазы увеличивается от -0,5 до 0 в первой 1/4 периода 1/2 периода и уменьшается от 0 до -0,5 во второй 1/4 периода 1/2 периода.
4. Способ управления потенциалом нейтральной точки для однофазного NPC-преобразователя, при этом NPC-преобразователь содержит множество конденсаторов, которые включены последовательно между обеими клеммами источника напряжения постоянного тока и с помощью которых напряжение постоянного тока между обеими клеммами делится пополам, с точкой деления напряжения в качестве нейтральной точки; инверторную схему, которая имеет множество переключателей и преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока, и схему генерирования сигнала переключения, которая управляет включением/выключением переключателей инверторной схемы, при этом способ включает в себя:
в схеме генерирования сигнала переключения,
определение информации о моменте времени пересечения несущих сигналов и информации об области после перехода с помощью ШИМ-операции, которая сравнивает команду выходного напряжения и паттерн несущего сигнала, сформированный путем деления несущих сигналов треугольной волны каждую 1/2 периода в момент времени, когда несущие сигналы треугольной волны пересекают друг друга; и
генерирование сигнала включения/выключения для каждого переключателя, с помощью которого балансируется потенциал нейтральной точки, с использованием информации о моменте времени пересечения несущих сигналов, информации об области после перехода, значения обнаружения напряжения постоянного тока верхнего плеча, значения обнаружения напряжения постоянного тока нижнего плеча и значения обнаружения выходного тока.
5. Способ управления потенциалом нейтральной точки для мультиплексного преобразователя с последовательным соединением ячеек, содержащего множество однофазных инверторных блоков, при этом однофазный инверторный блок включает в себя однофазный NPC-преобразователь и имеет функцию осуществления связи с обрабатывающим устройством центрального управления, причем способ включает в себя:
управление потенциалом нейтральной точки каждого однофазного NPC-преобразователя путем использования способа управления в соответствии с любым из п.п. 1-4.
6. Однофазный NPC-преобразователь, использующий способ управления потенциалом нейтральной точки в соответствии с любым из пп. 1-4.
7. Мультиплексный преобразователь с последовательным соединением ячеек, содержащий:
однофазный инверторный блок, который включает в себя однофазный NPC-преобразователь, использующий способ управления потенциалом нейтральной точки по п. 5.
RU2017105540A 2014-08-11 2015-08-04 Способ управления потенциалом нейтральной точки для однофазного преобразователя с фиксированной нейтральной точкой RU2671839C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014163268A JP6303908B2 (ja) 2014-08-11 2014-08-11 単相ｎｐｃインバータの中性点電位制御方法
JP2014-163268 2014-08-11
PCT/JP2015/072093 WO2016024499A1 (ja) 2014-08-11 2015-08-04 単相ｎｐｃインバータの中性点電位制御方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017105540A3 RU2017105540A3 (ru) 2018-09-13
RU2017105540A true RU2017105540A (ru) 2018-09-13
RU2671839C2 RU2671839C2 (ru) 2018-11-07

Family

ID=55304128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017105540A RU2671839C2 (ru) 2014-08-11 2015-08-04 Способ управления потенциалом нейтральной точки для однофазного преобразователя с фиксированной нейтральной точкой

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3176941B1 (ru)
JP (1) JP6303908B2 (ru)
CN (1) CN106664038B (ru)
RU (1) RU2671839C2 (ru)
WO (1) WO2016024499A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019039626A1 (ko) 2017-08-23 2019-02-28 주식회사 에코스 3상 3레벨 전력변환장치의 pwm 제어 장치
CN111886790B (zh) * 2018-03-19 2024-05-28 三菱电机株式会社 电力变换装置以及旋转机械驱动系统
CN109085765A (zh) * 2018-08-06 2018-12-25 江苏师范大学 中点钳位式三电平有源电力滤波器快速模型预测控制方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3773808B2 (ja) * 2000-09-12 2006-05-10 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
JP2013110815A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Meidensha Corp 中性点クランプ型マルチレベル電力変換装置
JP5762329B2 (ja) * 2012-02-07 2015-08-12 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP2014100025A (ja) * 2012-11-15 2014-05-29 Toshiba Corp 電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3176941A4 (en) 2018-03-28
CN106664038B (zh) 2019-05-28
WO2016024499A1 (ja) 2016-02-18
JP2016039739A (ja) 2016-03-22
CN106664038A (zh) 2017-05-10
JP6303908B2 (ja) 2018-04-04
EP3176941B1 (en) 2020-05-27
RU2017105540A3 (ru) 2018-09-13
EP3176941A1 (en) 2017-06-07
RU2671839C2 (ru) 2018-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9680392B2 (en) Modular multi-level converter
Li et al. A modular multilevel converter pulse generation and capacitor voltage balance method optimized for FPGA implementation
KR101711947B1 (ko) 모듈러 멀티레벨 컨버터
WO2014127090A3 (en) System and method for single-phase and three-phase current determination in power converters and inverters
RU2011153300A (ru) Контроллер для системы запуска нагрузки
RU2014113389A (ru) Устройство преобразования мощности
TW201714397A (en) Three-phase inverting apparatus and control method and paralleled power conversion system thereof
RU2016103761A (ru) Контроллер двигателя
JP2012231599A (ja) 直列多重電力変換装置
US20170256950A1 (en) Multi-Level Converter and Method of Operating Same
RU2017105540A (ru) Способ потенциального контроля нейтральной точки для однофазного NPC инвертора
JP2015165744A (ja) 電力変換装置および制御装置
Attaianese et al. Three-Phase Three-Level active NPC converters for high power systems
EP2395650A3 (en) Direct-current to three-phase alternating-current inverter system
JP2016046958A (ja) マトリクスコンバータ、マトリクスコンバータの制御装置およびマトリクスコンバータの制御方法
Renani et al. Performance evaluation of multicarrier PWM methods for cascaded H-bridge multilevel inverter
CN103580553A (zh) 运动与控制系统
Srirattanawichaikul et al. A carrier-based PWM strategy for three-level neutral-point-clamped voltage source inverters
US9438098B2 (en) Apparatus and method for controlling module switching of power converting system
JP2017169403A (ja) Ｐｗｍ制御装置及び該ｐｗｍ制御装置を用いた３レベル電力変換装置
JP5737268B2 (ja) 電力変換装置
Jarutus et al. Novel modulation strategy based on generalized two-level PWM theory for nine-switch inverter with reduction of switching commutation
Ramya et al. A reconfigurable five/seven level inverter with reduced switching losses
Nguyen et al. Carrier-based pwm method for four-leg very sparse matrix converter
Malathi et al. Comparison of Sine and Space Vector Modulated Embedded Z-Source Inverter fed Three Phase Induction Motor Drive System