JP2015126579A - Power conversion device, and power conversion method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a current distortion factor while reducing a switching loss, in a power conversion device in hysteresis control.SOLUTION: Phases of the respective phases at a three-phase AC side are detected. During a three-phase modulation period in which a phase of any one phase is in a predetermined period including π/2 rad and in a predetermined period including 3π/2 rad, hysteresis control is performed by three-phase modulation. For each phase, during a period other than a three-phase modulation period and during a period in which the phase is from π/6 rad to 2π/6 rad and from 4π/6 rad to 5π/6 rad, two-phase modulation of turning on a switching element connected with a positive side of an arm of the phase, and turning off a switching element connected with a negative side. During a period other than the three-phase modulation period and during a period in which the phase is from 7π/6 rad to 8π/6 rad and from 10π/6 rad to 11π/6 rad, two-phase modulation of turning on the switching element connected with the negative side of the arm of the phase and turning off the switching element connected with the positive side is performed.

Description

この発明は、ヒステリシス制御方式に基づいて三相の電力変換を行う電力変換装置および電力変換方法に関するものである。   The present invention relates to a power conversion device and a power conversion method for performing three-phase power conversion based on a hysteresis control method.

三相の電力変換を行う場合の制御方式として、搬送波比較方式とヒステリシス制御方式がある。搬送波比較方式は、出力電圧指令値に基づく例えば正弦波等の信号波と、スイッチング周波数を定める例えば三角波等の搬送波とを比較して、信号波と搬送波との大小により所定のパルス幅を有するゲート信号を生成してスイッチング素子に出力する方式である。また、ヒステリシス制御方式は、各相の出力電流の検出値と各相の正弦波の出力電流指令値とをヒステリシス特性をもたせて比較し、出力電流が所定のヒステリシス幅以内に収まるようにスイッチング素子のゲート信号を生成してスイッチング素子に出力する方式である。   There are a carrier wave comparison method and a hysteresis control method as control methods when performing three-phase power conversion. The carrier wave comparison method compares a signal wave such as a sine wave based on the output voltage command value with a carrier wave such as a triangular wave that determines the switching frequency, and a gate having a predetermined pulse width depending on the magnitude of the signal wave and the carrier wave. In this method, a signal is generated and output to a switching element. In addition, the hysteresis control method compares the detected value of the output current of each phase with the output current command value of the sine wave of each phase with hysteresis characteristics, so that the output current is within a predetermined hysteresis width. The gate signal is generated and output to the switching element.

ヒステリシス制御方式は、搬送波比較方式に比べて電源電圧の変動の影響を受けにくく安定した電力変換を行える。また、搬送波比較方式に比較して、リアクトルのインダクタンス値の電流高調波への依存度が小さく、リアクトルの小型化が可能であるという利点がある。   The hysteresis control method is less affected by fluctuations in the power supply voltage than the carrier wave comparison method and can perform stable power conversion. Further, as compared with the carrier wave comparison method, the dependency of the inductance value of the reactor on the current harmonics is small, and there is an advantage that the reactor can be downsized.

ところで、ヒステリシス制御方式に基づく電力変換装置において、スイッチング素子のスイッチング回数が多い程、スイッチング損失も増大することから、スイッチング損失を削減するために、例えば、特許文献1において次のような提案がなされている。すなわち、各相の電流指令値の正側のピーク値を含む所定期間だけ、ヒステリシス制御回路からのゲート信号に依らずに、三相のインバータ回路の電流指令値に対応する各相の直流電圧高圧側に接続されている上側スイッチング素子を強制的にオンさせると共に、直流電圧低圧側に接続されている下側スイッチング素子を強制的にオフさせる。さらに、各相の電流指令値の負側のピーク値を含む所定期間だけ、ヒステリシス制御回路からのゲート信号に依らずに、三相のインバータ回路の上記電流指令値に対応する各相の直流電圧高圧側に接続されている上側スイッチング素子を強制的にオフさせると共に、直流電圧低圧側に接続されている下側スイッチング素子を強制的にオンさせる。特許文献1では、以上のような二相変調方式が提案されている。   By the way, in the power conversion device based on the hysteresis control method, the switching loss increases as the number of times of switching of the switching element increases. Therefore, for example, the following proposal is made in Patent Document 1 in order to reduce the switching loss. ing. That is, the DC voltage high voltage of each phase corresponding to the current command value of the three-phase inverter circuit is not dependent on the gate signal from the hysteresis control circuit for a predetermined period including the positive peak value of the current command value of each phase. The upper switching element connected to the side is forcibly turned on, and the lower switching element connected to the DC voltage low voltage side is forcibly turned off. Furthermore, the DC voltage of each phase corresponding to the current command value of the three-phase inverter circuit is not dependent on the gate signal from the hysteresis control circuit for a predetermined period including the negative peak value of the current command value of each phase. The upper switching element connected to the high voltage side is forcibly turned off, and the lower switching element connected to the DC voltage low voltage side is forcibly turned on. In Patent Document 1, the above two-phase modulation method is proposed.

このように、特許文献1記載の従来技術では、ヒステリシス制御方式を採用する場合において、各相の電流指令値の正負のピーク値を含む所定期間だけ各相のスイッチング素子をスイッチング動作させずに強制的にオンするので、ピーク値を含む所定期間においてスイッチング回数を低減して余分なスイッチング損失が発生するのを抑制することが可能である。   As described above, in the conventional technique described in Patent Document 1, when the hysteresis control method is employed, the switching elements of each phase are forcibly switched only for a predetermined period including the positive and negative peak values of the current command values of each phase. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of excessive switching loss by reducing the number of times of switching in a predetermined period including the peak value.

一方、搬送波比較方式では、スイッチング回数は三角波等の搬送波の周波数に依存する。そのため、スイッチング損失を低減することを目的とした二相変調方式がある。搬送波比較方式における二相変調方式は、ある一相のスイッチング素子を固定し、常時、二相のスイッチング素子でPWM制御する方式である。   On the other hand, in the carrier wave comparison method, the number of times of switching depends on the frequency of a carrier wave such as a triangular wave. For this reason, there are two-phase modulation schemes aimed at reducing switching loss. The two-phase modulation method in the carrier wave comparison method is a method in which a certain one-phase switching element is fixed and PWM control is always performed using the two-phase switching element.

搬送波比較方式における二相変調方式は、具体的には、三相の変調波絶対値が最大となっている相については変調せず、直流電圧をそのまま出力、すなわち、スイッチングを固定し、残りの二相は線間電圧が正弦波となるように変調しスイッチングする方式である。   Specifically, the two-phase modulation method in the carrier wave comparison method does not modulate the phase where the absolute value of the three-phase modulation wave is maximum, outputs the DC voltage as it is, that is, the switching is fixed, and the remaining Two-phase is a method of modulating and switching so that the line voltage becomes a sine wave.

二相変調方式を採用する搬送波比較方式において、例えば、特許文献2では、次のような二相変調方式と三相変調方式の切替え方法について提案されている。各二相基準電圧信号の信号レベルが三角波搬送波信号の振幅値の近傍に予め定められた不感帯領域に入ると、比較部には、二相基準電圧信号に代えて、正弦波形を有した三相基準電圧信号が入力される。   In the carrier wave comparison method adopting the two-phase modulation method, for example, Patent Document 2 proposes the following switching method between the two-phase modulation method and the three-phase modulation method. When the signal level of each two-phase reference voltage signal enters a predetermined dead band region in the vicinity of the amplitude value of the triangular wave carrier signal, the comparison unit includes a three-phase signal having a sine waveform instead of the two-phase reference voltage signal. A reference voltage signal is input.

このように、特許文献2記載の従来技術では、二相変調方式を採用する搬送波比較方式において、二相基準電圧信号の信号レベルによって不感帯を設定し三相変調方式に切替えることによって、スイッチング損失の低減化と各スイッチング素子の長寿命化を図るという、インバータに対する二相変調方式の長所を十分生かした状態で、インバータに対する制御精度を向上できるインバータ装置を実現することができる。   As described above, in the conventional technique described in Patent Document 2, in the carrier wave comparison method adopting the two-phase modulation method, the dead band is set according to the signal level of the two-phase reference voltage signal and the switching to the three-phase modulation method is performed. An inverter device that can improve the control accuracy of the inverter can be realized in a state where the advantage of the two-phase modulation method for the inverter, which is to reduce the power consumption and extend the life of each switching element, is fully utilized.

特開2011−120349号公報JP 2011-120349 A 特開2006−42481号公報JP 2006-42481 A

特許文献1記載のヒステリシス制御方式においては、スイッチングを強制的に固定する期間はピーク値を含む所定の期間であり、ピーク値付近では電流の変化量が小さく一周期の中でスイッチング回数が少ない期間である。特許文献1によれば、ヒステリシス制御方式においてスイッチング回数の低減が可能となり、フィルタリアクトルの小型化が可能となる。また、電流歪率に制限がある場合には、スイッチングを固定する期間を短くすることで対応が可能となる。しかしながら、二相変調が困難な期間においても二相変調方式を継続し、結果的に一相変調となる場合があり、電流波形が歪む恐れがある。   In the hysteresis control method described in Patent Document 1, the period for forcibly fixing switching is a predetermined period including a peak value, and a period in which the change amount of current is small near the peak value and the number of times of switching is small in one cycle. It is. According to Patent Document 1, the number of switching operations can be reduced in the hysteresis control method, and the filter reactor can be downsized. Further, when the current distortion rate is limited, it is possible to cope with it by shortening the period for fixing the switching. However, the two-phase modulation method is continued even during a period in which two-phase modulation is difficult, and as a result, one-phase modulation may occur, and the current waveform may be distorted.

特許文献2では、搬送波比較方式において、二相変調方式を採用し、かつ、三角波搬送波の振幅値近傍で三相変調方式に切替えることにより、スイッチング損失の低減と電流歪率の向上を両立している。ヒステリシス制御方式は、搬送波を用いていないため、特許文献2に記載された技術をそのまま適用できず、また、搬送波の振幅値近傍と同等の位相期間について変調方式を切替えても電流波形の改善には至らない上、スイッチング回数が増加してしまう。   In Patent Document 2, by adopting a two-phase modulation method in a carrier wave comparison method and switching to a three-phase modulation method in the vicinity of the amplitude value of a triangular wave carrier wave, both switching loss reduction and current distortion rate improvement are achieved. Yes. Since the hysteresis control method does not use a carrier wave, the technique described in Patent Document 2 cannot be applied as it is, and even if the modulation method is switched for a phase period equivalent to the vicinity of the amplitude value of the carrier wave, the current waveform can be improved. In addition, the number of times of switching increases.

この発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、スイッチング回数の低減を目的とした二相変調方式を適用したヒステリシス制御方式において、スイッチング損失の低減と電流歪率の改善の両立を可能とする電力変換装置および電力変換方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and in the hysteresis control method to which the two-phase modulation method for reducing the number of switching times is applied, both reduction of switching loss and improvement of current distortion ratio are achieved. An object of the present invention is to provide a power conversion device and a power conversion method that can be performed.

この発明は、それぞれ2つのスイッチング素子が直列に接続された3つのアームが直流側の正負2端子間に接続され、3つのアームにおける2つのスイッチング素子の接続点それぞれが三相交流側の3端子となり、三相交流側にインダクタンス特性を有する平滑フィルタを備えた、直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、三相交流側の各相の出力電流を、各相の電流指令値に対してヒステリシス幅以内に制御するための、3つのアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号を発生するヒステリシスコンパレータと、三相交流側の各相の位相を検出して位相信号を出力する位相検出部と、3つのアームのそれぞれのスイッチング素子のゲートを制御するゲート信号を出力するゲート制御部と、位相検出部からの位相信号を用いて、各相について、位相がπ/6radから2π/6radおよび4π/6radから5π/6radの期間、当該相のアームの正側に接続されたスイッチング素子をオンするとともに負側に接続されたスイッチング素子をオフするためのゲート制御信号を出力し、当該相以外の相のアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号として、ヒステリシスコンパレータから入力したゲート制御信号を出力し、位相が7π/6radから8π/6radおよび10π/6radから11π/6radの期間、当該相のアームの負側に接続されたスイッチング素子をオンするとともに正側に接続されたスイッチング素子をオフするためのゲート制御信号を出力し、当該相以外の相のアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号として、ヒステリシスコンパレータから入力したゲート制御信号を出力する二相変調制御部と、ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号と、二相変調制御部からのゲート制御信号とを入力し、位相検出部からの位相信号を用いて、いずれかの相の位相がπ/2radを含む所定期間および3π/2radを含む所定期間の位相である三相変調期間は、ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号を前記ゲート制御部に出力し、三相変調期間以外の期間は二相変調制御部からのゲート制御信号をゲート制御部に出力する変調方式切替部と、を備えたものである。   In the present invention, three arms each having two switching elements connected in series are connected between two positive and negative terminals on the DC side, and the connection points of the two switching elements in the three arms are three terminals on the three-phase AC side. A power conversion device for converting power between DC power and AC power having a smoothing filter having inductance characteristics on the three-phase AC side, wherein the output current of each phase on the three-phase AC side is A hysteresis comparator that generates gate control signals for the switching elements of the three arms to control the current command value within the hysteresis width, and detects the phase of each phase on the three-phase AC side and outputs a phase signal From the phase detector, a gate controller that outputs a gate signal for controlling the gates of the switching elements of the three arms, and a phase detector Using the phase signal, for each phase, during the period from π / 6 rad to 2π / 6 rad and 4π / 6 rad to 5π / 6 rad, the switching element connected to the positive side of the arm of the phase is turned on and on the negative side A gate control signal for turning off the connected switching element is output, and a gate control signal input from the hysteresis comparator is output as a gate control signal for the switching element of the arm other than the relevant phase, and the phase is 7π / 6 rad. During the period from 8π / 6 rad to 10π / 6 rad to 11π / 6 rad, a gate control signal for turning on the switching element connected to the negative side of the arm of the phase and turning off the switching element connected to the positive side is output. And a gate control signal for the switching element of the arm of the phase other than the phase The two-phase modulation control unit that outputs the gate control signal input from the hysteresis comparator, the gate control signal from the hysteresis comparator, and the gate control signal from the two-phase modulation control unit are input, and the phase from the phase detection unit Using a signal, a gate control signal from a hysteresis comparator is supplied to the gate control unit during a three-phase modulation period in which a phase of any phase includes a predetermined period including π / 2 rad and a predetermined period including 3π / 2 rad. A modulation method switching unit that outputs and outputs a gate control signal from the two-phase modulation control unit to the gate control unit during a period other than the three-phase modulation period.

また、ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号と、二相変調制御部からのゲート制御信号と、ゲート制御部から出力されるゲート信号とを入力し、ゲート制御部から出力されるゲート信号が、一相変調最長時間として設定した設定時間連続して一相変調のゲート信号が継続したと判定した場合、判定した後所定期間、ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号をゲート制御部に出力し、ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号をゲート制御部に出力する期間以外の期間は前記二相変調制御部からのゲート制御信号を出力する変調方式切替部を備えたものである。   Also, the gate control signal from the hysteresis comparator, the gate control signal from the two-phase modulation control unit, and the gate signal output from the gate control unit are input, and the gate signal output from the gate control unit is one-phase. When it is determined that the one-phase modulation gate signal has continued for the set time set as the maximum modulation time, the gate control signal from the hysteresis comparator is output to the gate control unit for a predetermined period after the determination, and the hysteresis comparator A period other than the period in which the gate control signal is output to the gate controller is provided with a modulation system switching unit that outputs the gate control signal from the two-phase modulation controller.

また、それぞれ2つのスイッチング素子が直列に接続された3つのアームが直流側の正負2端子間に接続され、3つのアームにおける2つのスイッチング素子の接続点それぞれが三相交流側の3端子となって、直流電力と交流電力の間の電力変換を、三相交流側の各相の出力電流を、各相の電流指令値に対してヒステリシス幅以内に制御するヒステリシス制御により行う電力変換方法であって、三相交流側の各相の位相を検出し、いずれかの相の位相がπ/2radを含む所定期間および3π/2radを含む所定期間の位相である三相変調期間において、ヒステリシス制御を三相各相で行う三相変調を行い、各相について、三相変調期間以外の期間で、かつ、位相がπ/6radから2π/6radおよび4π/6radから5π/6radの期間、当該相のアームの正側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに負側に接続された前記スイッチング素子をオフし、当該相以外の相はヒステリシス制御とし、三相変調期間以外の期間で、かつ、位相が7π/6radから8π/6radおよび10π/6radから11π/6radの期間、当該相のアームの負側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに正側に接続されたスイッチング素子をオフし、当該相以外の相はヒステリシス制御とする二相変調を行うものである。   In addition, three arms each having two switching elements connected in series are connected between two positive and negative terminals on the DC side, and each of the connection points of the two switching elements in the three arms becomes three terminals on the three-phase AC side. This is a power conversion method in which power conversion between DC power and AC power is performed by hysteresis control in which the output current of each phase on the three-phase AC side is controlled within the hysteresis width with respect to the current command value of each phase. The phase of each phase on the three-phase alternating current side is detected, and hysteresis control is performed in a three-phase modulation period in which the phase of any phase is a predetermined period including π / 2 rad and a predetermined period including 3π / 2 rad. Three-phase modulation is performed in each of the three phases, and each phase is a period other than the three-phase modulation period and the phase is from π / 6 rad to 2π / 6 rad and from 4π / 6 rad to 5π / 6 rad. During this period, the switching element connected to the positive side of the arm of the phase is turned on and the switching element connected to the negative side is turned off, and the phase other than the phase is set to hysteresis control, and the period other than the three-phase modulation period In addition, the switching element connected to the negative side of the arm of the phase is turned on and the switching element is connected to the positive side during a period of 7π / 6 rad to 8π / 6 rad and 10π / 6 rad to 11π / 6 rad. The phase other than the relevant phase is subjected to two-phase modulation with hysteresis control.

また、三相交流側の各相の位相を検出し、各相において、位相がπ/6radから2π/6radおよび4π/6radから5π/6radの期間、当該相の前記アームの正側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに負側に接続されたスイッチング素子をオフし、当該相以外の相はヒステリシス制御とし、位相が7π/6radから8π/6radおよび10π/6radから11π/6radの期間、当該相のアームの負側に接続されたスイッチング素子をオンするとともに正側に接続されたスイッチング素子をオフし、当該相以外の相はヒステリシス制御とする二相変調を行い、3つのアームにおけるそれぞれのスイッチング素子のゲート信号を監視して、一相変調が一相変調最長時間として設定した時間連続して継続したと判定したとき、当該判定後所定期間、二相変調を行わず、ヒステリシス制御を三相各相で行う三相変調を行うものである。   In addition, the phase of each phase on the three-phase AC side is detected, and in each phase, the phase is connected to the positive side of the arm of the phase for a period of π / 6 rad to 2π / 6 rad and 4π / 6 rad to 5π / 6 rad. The switching element connected to the negative side is turned off and the switching element connected to the negative side is turned off. The phase other than the relevant phase is controlled by hysteresis, and the phase is a period of 7π / 6 rad to 8π / 6 rad and 10π / 6 rad to 11π / 6 rad, The switching element connected to the negative side of the arm of the phase is turned on and the switching element connected to the positive side is turned off. The gate signal of each switching element is monitored, and it is determined that the one-phase modulation has continued for the time set as the maximum one-phase modulation time. When determined, three-phase modulation is performed in which hysteresis control is performed in each of the three phases without performing two-phase modulation for a predetermined period after the determination.

本発明によれば、二相変調方式を適用したヒステリシス制御方式において、電流歪率を抑制しつつスイッチング損失が低減されるという効果がある。   According to the present invention, in the hysteresis control method to which the two-phase modulation method is applied, there is an effect that the switching loss is reduced while suppressing the current distortion rate.

この発明の実施の形態1による電力変換装置の全体の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the whole structure of the power converter device by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による電力変換装置におけるヒステリシス制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the hysteresis control part in the power converter device by Embodiment 1 of this invention. ヒステリシス制御方式の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of a hysteresis control system. この発明の実施の形態1による電力変換装置における変調方式切替部の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the operation | movement of the modulation system switching part in the power converter device by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による電力変換装置の動作を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining operation | movement of the power converter device by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2による電力変換装置におけるヒステリシス制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the hysteresis control part in the power converter device by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2による電力変換装置における変調方式切替部の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the operation | movement of the modulation system switching part in the power converter device by Embodiment 2 of this invention.

図1はこの発明の実施の形態1における電力変換装置の全体の構成を示す回路図である。実施の形態1の電力変換装置1は、三相フルブリッジコンバータで構成された三相電力変換回路2を備えている。この三相電力変換回路2には、直流側に直流コンデンサ3と負荷4とが接続され、交流側にはインダクタンス特性を有する平滑フィルタ5を介して三相交流電源6が接続されている。そして、電力変換装置1は、三相交流電源6と負荷4との間で電力を双方向に変換するシステムとなっている。なお、接地点は三相交流電源6としている。   1 is a circuit diagram showing an overall configuration of a power conversion apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The power conversion device 1 according to the first embodiment includes a three-phase power conversion circuit 2 configured by a three-phase full bridge converter. A DC capacitor 3 and a load 4 are connected to the three-phase power conversion circuit 2 on the DC side, and a three-phase AC power source 6 is connected to the AC side via a smoothing filter 5 having inductance characteristics. And the power converter device 1 is a system which converts electric power bidirectionally between the three-phase AC power source 6 and the load 4. The grounding point is a three-phase AC power source 6.

三相電力変換回路2は、U相、V相、W相の各相に対応した三相分のアームを備え、各アームは、上下一対のスイッチング素子7Uと8U、7Vと8V、7Wと8Wがそれぞれ直列に接続され、その各接続点に各相の交流端子を持つように構成されている。また、各相の上側のスイッチング素子7U、7V、7Wのコレクタ端子が直流コンデンサ3の高圧側、すなわち直流の正側に、各相の下側のスイッチング素子8U、8V、8Wのエミッタ端子が直流コンデンサ3の低圧側、すなわち直流の負側に接続されている。   The three-phase power conversion circuit 2 includes three-phase arms corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase, and each arm includes a pair of upper and lower switching elements 7U and 8U, 7V and 8V, and 7W and 8W. Are connected in series, and each connection point has an AC terminal for each phase. Further, the collector terminals of the switching elements 7U, 7V, 7W on the upper side of each phase are on the high voltage side of the DC capacitor 3, that is, the positive side of the DC, and the emitter terminals of the switching elements 8U, 8V, 8W on the lower side of each phase are DC. It is connected to the low voltage side of the capacitor 3, that is, the negative side of the direct current.

この場合、各スイッチング素子7U、8U、7V、8V、7W、8Wは、IGBTからなる自己消弧型の半導体素子と、これに逆並列に接続された還流用のダイオードを備える。なお、ここでは半導体素子としてIGBTを使用しているが、これに限らず、MOSFETなどの他の自己消弧型の半導体素子を適用することも可能である。   In this case, each of the switching elements 7U, 8U, 7V, 8V, 7W, and 8W includes a self-extinguishing semiconductor element made of an IGBT and a reflux diode connected in reverse parallel thereto. Here, the IGBT is used as the semiconductor element, but the present invention is not limited to this, and other self-extinguishing type semiconductor elements such as MOSFETs can also be applied.

また、直流コンデンサ3に対してはその直流電圧を検出する直流電圧検出器9が設けられ、また、平滑フィルタ5と三相交流電源6との間には、各相の電圧と電流をそれぞれ検出する電圧検出器10U、10V、10Wと電流検出器11U、11V、11Wが設けられている。なお、ここでは、各相の検出電流は三相交流電源6側から直流側の向きを正とする。   The DC capacitor 3 is provided with a DC voltage detector 9 for detecting the DC voltage, and the voltage and current of each phase are detected between the smoothing filter 5 and the three-phase AC power source 6. Voltage detectors 10U, 10V, and 10W and current detectors 11U, 11V, and 11W are provided. Here, the detection current of each phase is positive in the direction from the three-phase AC power supply 6 side to the DC side.

さらに、この実施の形態1の電力変換装置1は、直流電圧検出器9で検出された直流電圧、各電圧検出器10U、10V、10Wと各電流検出器11U、11V、11Wで検出された検出電圧と検出電流をそれぞれ入力して、三相電力変換回路2を構成する6つのスイッチング素子7U、8U、7V、8V、7W、8Wをオン/オフ制御するヒステリシス制御部12を備えている。   Furthermore, the power conversion device 1 according to the first embodiment includes the DC voltage detected by the DC voltage detector 9, the detections detected by the voltage detectors 10U, 10V, and 10W and the current detectors 11U, 11V, and 11W. A hysteresis control unit 12 is provided to input the voltage and the detection current and to control on / off of the six switching elements 7U, 8U, 7V, 8V, 7W, and 8W constituting the three-phase power conversion circuit 2.

図2は、電力変換装置1におけるヒステリシス制御部12の構成を示すブロック図である。実施の形態1のヒステリシス制御部12は、差分器21、直流電圧制御部22、dq逆変換器23、ヒステリシスコンパレータ24、二相変調制御部25、変調方式切替部26、ゲート制御部27、および位相検出部28を有する。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the hysteresis control unit 12 in the power conversion device 1. The hysteresis control unit 12 of the first embodiment includes a subtractor 21, a DC voltage control unit 22, a dq inverse converter 23, a hysteresis comparator 24, a two-phase modulation control unit 25, a modulation scheme switching unit 26, a gate control unit 27, and A phase detector 28 is included.

ここで、差分器21は、直流電圧検出器9で検出された直流コンデンサ3の直流電圧Vmdcと直流コンデンサ3の目標電圧Vsdcとの差分を求めるものである。また、直流電圧制御部22は、直流コンデンサ3の直流電圧が目標電圧に近づくように、すなわち、差分器21の出力が零に近付くように、有効電流指令値を与える。なお、この場合の有効電流指令値は、負荷4の電力と三相電力変換回路2の電力がバランスすれば、直流電圧制御部22によるものに限らず、外部からの電流指令値や固定値としてもよい。   Here, the subtractor 21 obtains a difference between the DC voltage Vmdc of the DC capacitor 3 detected by the DC voltage detector 9 and the target voltage Vsdc of the DC capacitor 3. Further, the DC voltage control unit 22 gives an effective current command value so that the DC voltage of the DC capacitor 3 approaches the target voltage, that is, the output of the differentiator 21 approaches zero. Note that the effective current command value in this case is not limited to that by the DC voltage control unit 22 as long as the power of the load 4 and the power of the three-phase power conversion circuit 2 are balanced. Also good.

位相検出部28は、各電圧検出器10U〜10Wで検出される各相の検出電圧Vuac、Vvac、Vwacに基づいて位相θの情報を算出する。そして、この位相検出部28で検出された位相θの情報は、dq逆変換器23、二相変調制御部25、変調方式切替部26、およびゲート制御部27にそれぞれ与えられる。   The phase detector 28 calculates information on the phase θ based on the detected voltages Vuac, Vvac, and Vwac of each phase detected by the voltage detectors 10U to 10W. Information on the phase θ detected by the phase detection unit 28 is supplied to the dq inverse converter 23, the two-phase modulation control unit 25, the modulation scheme switching unit 26, and the gate control unit 27, respectively.

dq逆変換器23は、位相検出部28で検出された位相θの情報を用いて、直流電圧制御部22で得られた有効電流指令値を、U相、V相、W相の各電圧位相とほぼ同位相で正弦波状の各相の電流指令値に逆変換して出力する。   The dq inverse converter 23 uses the information on the phase θ detected by the phase detection unit 28 to convert the effective current command value obtained by the DC voltage control unit 22 into the voltage phases of the U phase, the V phase, and the W phase. Is converted back to a current command value for each phase in the form of a sine wave with approximately the same phase as the output.

ヒステリシスコンパレータ24は、dq逆変換器23で得られた正弦波状の各相の電流指令値を中心として上下に所定のヒステリシス幅±ΔIをもつ電流指令上限値と電流指令下限値をそれぞれ設定し、それらの電流指令上限値と電流指令下限値と各電流検出器11U、11V、11Wで検出された各相の検出電流Iuac、Ivac、Iwacとを比較して、上記検出電流が電流指令上限値と電流指令下限値の範囲内、すなわちヒステリシス幅±ΔI内に収まるように三相電力変換回路2を構成する各スイッチング素子7U、8U、7V、8V、7W、8Wのオン/オフ制御用のゲート制御信号を生成する。   The hysteresis comparator 24 sets a current command upper limit value and a current command lower limit value each having a predetermined hysteresis width ± ΔI around the sine wave-shaped current command values obtained by the dq inverse converter 23, The current command upper limit value, the current command lower limit value, and the detected currents Iuac, Ivac, Iwac detected by the respective current detectors 11U, 11V, 11W are compared, and the detected current is compared with the current command upper limit value. Gate control for ON / OFF control of each switching element 7U, 8U, 7V, 8V, 7W, 8W constituting the three-phase power conversion circuit 2 so as to be within the range of the current command lower limit value, that is, within the hysteresis width ± ΔI Generate a signal.

したがって、例えばU相の検出電流が電流指令上限値に到達した場合は、負荷4側から三相交流電源6側へ電流が流れて検出電流がヒステリシス幅±ΔI内に収まるように、このU相に対応する高圧側のスイッチング素子7Uをオン、かつ、低圧側のスイッチング素子8Uをオフとするゲート制御信号を生成する。また、U相の検出電流が電流指令下限値に到達した場合には、三相交流電源6側から負荷4側へ電流が流れて検出電流がヒステリシス幅±ΔI内に収まるように、このU相に対応する低圧側のスイッチング素子8Uをオン、かつ、高圧側のスイッチング素子7Uをオフとするゲート制御信号を生成する。他の相に対応するスイッチング素子7Vと8V、7Wと8Wに関しても同様である。このようにして、三相電力変換回路2の各相の出力電流がヒステリシス幅±ΔIをもった電流指令値の範囲内に収まるようにヒステリシス制御される。図3に、このヒステリシス制御の動作を模式的に示す。   Therefore, for example, when the U-phase detected current reaches the current command upper limit value, this U-phase is set so that the current flows from the load 4 side to the three-phase AC power supply 6 side and the detected current falls within the hysteresis width ± ΔI. A gate control signal for turning on the high-voltage side switching element 7U and turning off the low-voltage side switching element 8U is generated. Further, when the U-phase detection current reaches the current command lower limit value, this U-phase is set so that the current flows from the three-phase AC power supply 6 side to the load 4 side and the detection current falls within the hysteresis width ± ΔI. A gate control signal for turning on the low-voltage side switching element 8U and turning off the high-voltage side switching element 7U is generated. The same applies to the switching elements 7V and 8V and 7W and 8W corresponding to the other phases. In this way, the hysteresis control is performed so that the output current of each phase of the three-phase power conversion circuit 2 falls within the range of the current command value having the hysteresis width ± ΔI. FIG. 3 schematically shows the hysteresis control operation.

ここで、上述のヒステリシス幅ΔIは、電流リプル(電流歪)の制限、スイッチング周波数の制限により決定する。電流リプルの制限は、直接的にΔIの決定要因となり、電流が電流指令の±ΔIの範囲に制御されることから、ΔIが電流リプルの最大値として決定される。また、三相交流電源6の電圧と三相電力変換回路2の各相の出力電圧との電圧差をΔV、平滑フィルタ5のインダクタンス値をL、電流指令値から+ΔIまたは−ΔIまで変化する時間をΔtとすると、式(1)の関係であらわすことができる。
ΔI=(ΔV/L)×Δt ・・・(1)
Δtはスイッチング周期の約1/4に相当し(電流は±ΔIの範囲で変動するので、一往復するのに、Δtの4倍の時間が必要となる)、最大スイッチング周期を設定すると、Δtが決定され、式(1)に応じてΔIが決定される。このとき、ΔVは基本波一周期間の最大値を適用するのが望ましい。
Here, the above-described hysteresis width ΔI is determined by limiting current ripple (current distortion) and switching frequency. The limit of current ripple directly becomes a determining factor of ΔI, and since the current is controlled within the range of ± ΔI of the current command, ΔI is determined as the maximum value of the current ripple. Further, the voltage difference between the voltage of the three-phase AC power supply 6 and the output voltage of each phase of the three-phase power conversion circuit 2 is ΔV, the inductance value of the smoothing filter 5 is L, and the time for changing from the current command value to + ΔI or −ΔI If Δt is Δt, it can be expressed by the relationship of Expression (1).
ΔI = (ΔV / L) × Δt (1)
Δt corresponds to about ¼ of the switching period (the current fluctuates in a range of ± ΔI, so it takes four times as long as Δt to make one round trip). If the maximum switching period is set, Δt Is determined, and ΔI is determined according to the equation (1). At this time, it is desirable to apply the maximum value for ΔV for one period of the fundamental wave.

二相変調制御部25は、位相検出部28において生成された位相θをU相の電流指令値の基準位相とし、V相およびW相については、U相の位相θからそれぞれ2π/3、4π/3(rad)位相を遅らせた位相を電流指令値の基準位相とする。そして、各相の電流指令値の正負の所定の基準位相期間にわたって、電流指令値の各相に対応したアームを構成する高圧側と低圧側の一対のスイッチング素子の内、一方のスイッチング素子を強制的にオンに固定し、他方のスイッチング素子を強制的にオフに固定する。それ以外の期間ではヒステリシスコンパレータ24の出力に基づいて、各相のアームを構成する一対のスイッチング素子7Uと8U、7Vと8V、7Wと8Wがオン/オフ制御されるようなゲート制御信号を生成する。   The two-phase modulation control unit 25 sets the phase θ generated by the phase detection unit 28 as a reference phase of the current command value for the U phase, and for the V phase and the W phase, 2π / 3, 4π respectively from the U phase phase θ. The phase obtained by delaying the / 3 (rad) phase is set as the reference phase of the current command value. Then, over a predetermined positive and negative reference phase period of each phase current command value, one switching element of the pair of switching elements on the high voltage side and the low voltage side constituting the arm corresponding to each phase of the current command value is forced. The other switching element is forcibly fixed off. During other periods, based on the output of the hysteresis comparator 24, a gate control signal is generated so that the pair of switching elements 7U and 8U, 7V and 8V, and 7W and 8W constituting the arm of each phase are on / off controlled. To do.

具体的かつ理想的には、U相、V相、W相の各基準位相についてπ/6〜2π/6(rad)の範囲と、4π/6〜5π/6(rad)の範囲について、高圧側のスイッチング素子をオンするとともに低圧側のスイッチング素子をオフする。また、U相、V相、W相の各基準位相について7π/6〜8π/6(rad)の範囲と、10π/6〜11π/6(rad)の範囲について高圧側のスイッチング素子をオフするとともに低圧側のスイッチング素子をオンする。   More specifically and ideally, the U phase, the V phase, and the W phase have high pressures in the range of π / 6 to 2π / 6 (rad) and the range of 4π / 6 to 5π / 6 (rad). The switching element on the side is turned on and the switching element on the low voltage side is turned off. In addition, the switching elements on the high voltage side are turned off in the range of 7π / 6 to 8π / 6 (rad) and the range of 10π / 6 to 11π / 6 (rad) for each of the U-phase, V-phase, and W-phase reference phases. At the same time, the switching element on the low voltage side is turned on.

このように、各スイッチング素子の内、一相分に対応する一対のスイッチング素子をオンまたはオフの状態に固定し、残り二相分に対応する4つのスイッチング素子のみを、ヒステリシスコンパレータ24からのゲート制御信号に従ってオン/オフ制御する制御動作を、ここでは二相変調と称する。また、三相各相のスイッチング素子全てをヒステリシスコンパレータ24からのゲート制御信号に従ってオン/オフ制御する制御動作を三相変調と称する。   Thus, among each switching element, the pair of switching elements corresponding to one phase is fixed to the on or off state, and only the four switching elements corresponding to the remaining two phases are gated from the hysteresis comparator 24. The control operation that performs on / off control according to the control signal is referred to herein as two-phase modulation. In addition, a control operation for controlling on / off of all the switching elements of each of the three phases according to the gate control signal from the hysteresis comparator 24 is referred to as three-phase modulation.

変調方式切替部26は、位相検出部28において生成された位相θの情報を用いて、この位相θをU相の電流指令値の基準位相とし、V相およびW相については、U相の位相θからそれぞれ2π/3、4π/3(rad)遅らせた位相を電流指令値の基準位相とする。そして、各相の電流指令値の正および負のピーク値付近、すなわち各相の電流指令値の基準位相のπ/2を含む所定期間および3π/2(rad)を含む所定期間、三相変調期間として、ヒステリシスコンパレータ24の出力値をゲート制御部27へ入力して三相変調を行う。この所定期間は、短絡防止時間(デッドタイム)以上、位相がπ/6(rad)未満の範囲の期間であり、一相変調が発生しても電流歪が少なく、スイッチング損失ができるだけ少なくなる期間として、すなわち、電流歪およびスイッチング損失に基づいて、実験等で極力小さい期間に決定するのが好ましい。三相変調期間以外の期間は、二相変調制御部25からのゲート制御信号を出力することにより、いずれかの相のスイッチング素子がオンまたはオフに固定された二相変調を行う。   The modulation system switching unit 26 uses the phase θ information generated by the phase detection unit 28 as a reference phase for the current command value of the U phase, and the phase of the U phase for the V phase and the W phase. The phases delayed from θ by 2π / 3 and 4π / 3 (rad), respectively, are used as the reference phase of the current command value. Then, near the positive and negative peak values of the current command value of each phase, that is, a predetermined period including π / 2 of the reference phase of the current command value of each phase and a predetermined period including 3π / 2 (rad), three-phase modulation As a period, the output value of the hysteresis comparator 24 is input to the gate controller 27 to perform three-phase modulation. This predetermined period is a period in which the phase is in the range of the short-circuit prevention time (dead time) or more and the phase is less than π / 6 (rad). In other words, it is preferable to determine a period as small as possible through experiments or the like based on current distortion and switching loss. During a period other than the three-phase modulation period, a two-phase modulation in which the switching element of any phase is fixed to ON or OFF is performed by outputting a gate control signal from the two-phase modulation control unit 25.

ゲート制御部27は、各相に対応する上下一対のスイッチング素子7Uと8U、7Vと8V、7Wと8Wの短絡防止のためのデッドタイムを保持しており、変調方式切替部26から出力されるゲート制御信号に対して、短絡防止用のデッドタイムを付加して各スイッチング素子に対してゲート信号を出力する。具体的なデッドタイムの付加方法は、例えばU相に対応した一対のスイッチング素子7U、8Uに着目したとき、一方のスイッチング素子7Uまたは8Uがオンからオフになった場合には、デッドタイムの期間中、他方のスイッチング素子8Uまたは7Uも強制的にオフとする。V相、W相の各スイッチング素子7Vと8V、7Wと8Wについても同様の動作とする。   The gate control unit 27 holds dead time for preventing a short circuit between the pair of upper and lower switching elements 7U and 8U, 7V and 8V, 7W and 8W corresponding to each phase, and is output from the modulation system switching unit 26. A dead time for preventing a short circuit is added to the gate control signal, and a gate signal is output to each switching element. A specific dead time addition method is, for example, when focusing on a pair of switching elements 7U and 8U corresponding to the U phase, and when one switching element 7U or 8U is turned from on to off, the dead time period The other switching element 8U or 7U is also forcibly turned off. The same operation is performed for the V-phase and W-phase switching elements 7V and 8V, and 7W and 8W.

特許文献1では、各相の電流指令値の正負のピーク値を含む所定期間(例えば60度期間)を二相変調期間として、ピーク値を含む相のスイッチング素子をオンまたはオフの状態に固定し、残りの二相のみオン/オフ制御している。ヒステリシス制御方式の動作を説明する図3に示したように、各相の電流指令値のピーク値を含む相は、三相電力変換回路2に加わる直流電圧と三相交流電源6の各相の出力電圧との電圧差ΔVが小さい相であることからスイッチング回数が少ない期間である。特許文献1に記載されているように、この期間にスイッチング素子をオンまたはオフの状態に固定しても大幅なスイッチング損失の削減は見込めない。   In Patent Document 1, a predetermined period (for example, a 60-degree period) including positive and negative peak values of the current command value of each phase is set as a two-phase modulation period, and the switching element of the phase including the peak value is fixed to an on or off state. Only the remaining two phases are on / off controlled. As shown in FIG. 3 for explaining the operation of the hysteresis control method, the phase including the peak value of the current command value of each phase is determined by the DC voltage applied to the three-phase power conversion circuit 2 and the phase of each phase of the three-phase AC power source 6. Since the voltage difference ΔV from the output voltage is a small phase, this is a period in which the number of times of switching is small. As described in Patent Document 1, a significant reduction in switching loss cannot be expected even if the switching element is fixed to the on or off state during this period.

一方本発明では、一相分のスイッチング素子をオンまたはオフの状態に固定する期間は、位相がπ/6〜2π/6、4π/6〜5π/6、7π/6〜8π/6、および10π/6〜11π/6の期間である。これらの期間は、各相の電流指令値の正負のピーク値を含む期間よりも電流変化量が大きいので、スイッチング回数が多い期間となる。この実施の形態1では、この期間、スイッチング素子を強制的にオンまたはオフの状態に固定することにより、特許文献1のように、各相の電流指令値の正負のピーク値を含む60度(π/6rad)期間を強制的にオンまたはオフさせるよりも、大幅なスイッチング回数の低減を図ることができ、これに伴いスイッチング損失の低減が可能となる。   On the other hand, in the present invention, the phase during which the switching element for one phase is fixed to the on or off state has a phase of π / 6 to 2π / 6, 4π / 6 to 5π / 6, 7π / 6 to 8π / 6, and The period is 10π / 6 to 11π / 6. These periods are periods in which the number of switching is large because the amount of current change is larger than the period including the positive and negative peak values of the current command value of each phase. In the first embodiment, during this period, the switching element is forcibly fixed to an on or off state, and as in Patent Document 1, 60 degrees (including positive and negative peak values of the current command value of each phase) Compared to forcibly turning on or off the (π / 6 rad) period, it is possible to significantly reduce the number of times of switching, and accordingly, switching loss can be reduced.

このように、二相変調制御部25では、三相変調の一般的なヒステリシス制御方式の場合と比較して大幅にスイッチング回数を低減するために、二相変調期間は、位相検出部28から生成された位相θの情報を用いて、位相がπ/6〜2π/6、4π/6〜5π/6、7π/6〜8π/6、および10π/6〜11π/6(rad)の範囲とする。   Thus, in the two-phase modulation control unit 25, the two-phase modulation period is generated from the phase detection unit 28 in order to greatly reduce the number of times of switching compared to the case of the general hysteresis control method of the three-phase modulation. Using the phase θ information, the phase ranges from π / 6 to 2π / 6, 4π / 6 to 5π / 6, 7π / 6 to 8π / 6, and 10π / 6 to 11π / 6 (rad) To do.

また、二相変調方式においては、三相出力電流の和がゼロになることから、ある二相の電流制御ができていれば、三相とも制御が可能となる。   In the two-phase modulation method, since the sum of the three-phase output currents becomes zero, if the two-phase current control is performed, the three-phase control can be performed.

しかし、上記期間において二相変調方式を適用する場合、ある相がピーク値付近で、他相がスイッチングを固定するよう切替えるタイミングにおいて、ピーク値付近以外でのスイッチングが固定されてしまい、最大電圧相のみでのスイッチング、すなわち一相変調に陥ることがある。これは、スイッチング固定相切替時のスイッチング状態および出力電流状態と、最大電圧相のスイッチングが、中間電圧が原因で残りの相に影響して所望とは逆方向の電流が流れることが原因である。これにより、一時的に一相変調となり電流歪が増加することがある。そこで、電流歪を抑制するため、一相変調になる恐れがある期間のみ、三相各相でヒステリシス制御を行う三相変調とする。   However, when the two-phase modulation method is applied in the above period, at a timing when a certain phase is close to the peak value and the other phase is fixed so that the switching is fixed, switching other than near the peak value is fixed, and the maximum voltage phase Only switching, that is, one-phase modulation may occur. This is because the switching state and output current state during switching fixed phase switching and the switching of the maximum voltage phase affect the remaining phases due to the intermediate voltage, causing a current in the opposite direction to flow. . As a result, the current distortion may increase temporarily due to one-phase modulation. Therefore, in order to suppress the current distortion, the three-phase modulation is performed in which hysteresis control is performed in each of the three phases only during a period when there is a possibility of the one-phase modulation.

図4は、この発明の実施の形態1に係る電力変換装置1の変調方式切替部26内での変調方式切替方法を示すフローチャートである。なお、図4中の符号Sは各処理ステップを意味する。   FIG. 4 is a flowchart showing a modulation scheme switching method in modulation scheme switching section 26 of power conversion device 1 according to Embodiment 1 of the present invention. In addition, the code | symbol S in FIG. 4 means each process step.

U相、V相、W相、それぞれにおいて、位相検出部28より得られた位相がπ/2または3π/2を含む所定期間の位相であれば(S001 NO)、三相変調方式(S002)に切替、すなわちヒステリシスコンパレータ24からのゲート制御信号を出力する。それ以外の期間(S001 YES)は二相変調方式(S003)を継続、すなわち二相変調制御部25からのゲート制御信号を出力する。いずれかの相において位相検出部28より得られた位相がπ/2または3π/2を含む所定の期間三相変調とする。他相の判定も加味すると、π/6、3π/6、5π/6、7π/6、9π/6、11π/6を含む所定期間三相変調とする。   If the phase obtained from the phase detector 28 in each of the U-phase, V-phase, and W-phase is a phase for a predetermined period including π / 2 or 3π / 2 (S001 NO), the three-phase modulation method (S002) In other words, the gate control signal from the hysteresis comparator 24 is output. During the other period (S001 YES), the two-phase modulation method (S003) is continued, that is, the gate control signal from the two-phase modulation control unit 25 is output. It is assumed that the phase obtained from the phase detector 28 in any phase is three-phase modulation for a predetermined period including π / 2 or 3π / 2. In consideration of the determination of other phases, three-phase modulation is performed for a predetermined period including π / 6, 3π / 6, 5π / 6, 7π / 6, 9π / 6, and 11π / 6.

図5は、本発明の実施の形態1による電力変換装置における、U相、V相、W相の各位相の関係とその場合にスイッチング素子をオン/オフするタイミングと三相変調方式切替期間の関係を示す説明図である。この場合、各相の位相は、前述のように位相検出部28から生成された位相θの情報を用い、この位相θをU相の基準位相とし、V相およびW相の各基準位相は、U相の位相θからそれぞれ2π/3、4π/3位相を遅らせた位相としている。   FIG. 5 shows the relationship between the U-phase, V-phase, and W-phase phases in the power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention, the timing for switching on / off the switching element, and the three-phase modulation method switching period. It is explanatory drawing which shows a relationship. In this case, the phase of each phase uses the information of the phase θ generated from the phase detector 28 as described above, and this phase θ is set as the reference phase of the U phase, and the reference phases of the V phase and the W phase are The phase is set to be delayed by 2π / 3 and 4π / 3 phases from the phase θ of the U phase, respectively.

以上のように、本発明の実施の形態1による電力変換装置は、いずれかの相がπ/2radまたは3π/2radを含む所定期間の位相である場合、二相変調方式が困難となる恐れがあるため、ヒステリシス制御を三相変調により行い、各相について、上記の所定期間以外の位相で、かつ、位相がπ/6radから2π/6ra、4π/6radから5π/6rad、7π/6〜8π/6rad、および10π/6〜11π/6radの期間、当該相のアームのスイッチング素子をオンまたはオフに固定して二相変調を行うものである。以上により、電流制御応答の高いヒステリシス制御において、大幅なスイッチング損失の低減と、電流歪低減との両立が実現可能となる。   As described above, in the power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention, when any phase is a phase of a predetermined period including π / 2 rad or 3π / 2 rad, the two-phase modulation method may be difficult. Therefore, hysteresis control is performed by three-phase modulation, and each phase has a phase other than the above-described predetermined period, and the phase is π / 6 rad to 2π / 6 ra, 4π / 6 rad to 5π / 6 rad, 7π / 6 to 8π. In the period of / 6 rad and 10π / 6 to 11π / 6 rad, the switching element of the arm of the phase is fixed on or off to perform two-phase modulation. As described above, in hysteresis control having a high current control response, it is possible to realize both a significant reduction in switching loss and a reduction in current distortion.

なお、特許文献2では、搬送波比較方式において、特許文献1と同様、スイッチング損失の低減を目的とし、二相変調方式を採用し、かつ、三角波搬送波の振幅値近傍で三相変調方式に切替えることにより、スイッチング損失の低減と電流歪率の向上を両立している。すなわち、相電圧指令値のゼロクロス付近の期間が三相変調期間となる。この領域におけるスイッチング固定相の切替は、ヒステリシス制御方式においては、電流指令値のピーク値付近ではなく、一相変調になる領域ではない。ヒステリシス制御方式には特許文献2記載の三角波搬送波が無いことから、特許文献2の切替方式はそのまま適用できない。さらに、特許文献1において電流ゼロクロス付近において三相変調に切替える方式に置き換えても、ヒステリシス制御方式においては一相変調となる領域ではないため、電流歪率は変わらず、スイッチング回数が増加するという結果になる。   In Patent Document 2, in the carrier wave comparison method, as in Patent Document 1, the two-phase modulation method is adopted for the purpose of reducing the switching loss, and the three-phase modulation method is switched in the vicinity of the amplitude value of the triangular wave carrier wave. Therefore, both reduction of switching loss and improvement of current distortion ratio are achieved. That is, the period near the zero cross of the phase voltage command value is the three-phase modulation period. The switching of the switching fixed phase in this region is not in the vicinity of the peak value of the current command value in the hysteresis control method, and is not a region in which one-phase modulation is performed. Since there is no triangular wave carrier wave described in Patent Document 2 in the hysteresis control method, the switching method in Patent Document 2 cannot be applied as it is. Furthermore, even if it replaces with the system which switches to the three-phase modulation in the vicinity of the current zero cross in Patent Document 1, the current distortion rate does not change and the number of switching increases because the hysteresis control system is not a region for the one-phase modulation. become.

実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2による電力変換装置1のヒステリシス制御部12の構成を示すブロック図である。電力変換装置全体の構成は図1と同じである。実施の形態1では、変調方式を切替える場合、変調方式切替部26において、位相検出部28で検出された位相を用いて、二相変調方式が困難となる恐れがあるπ/2、3π/2を含む所定期間、三相変調方式に切替えることにしたが、これに限らず、次のようにしてもよい。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of hysteresis control unit 12 of power conversion device 1 according to the second embodiment of the present invention. The overall configuration of the power conversion apparatus is the same as that in FIG. In the first embodiment, when switching the modulation method, the modulation method switching unit 26 may use the phase detected by the phase detection unit 28 to make the two-phase modulation method difficult π / 2, 3π / 2. However, the present invention is not limited to this and may be as follows.

ゲート制御部27から出力される各相のゲート信号を検出し、一相変調となったことを検出して三相変調に切替える。一相変調検出方法は、例えば、各相のゲート信号を監視し、ある二相以上のゲート信号が所定の期間以上固定されていたことにより検出する。   The gate signal of each phase output from the gate control unit 27 is detected, and it is detected that the one-phase modulation has been performed, and the mode is switched to the three-phase modulation. In the single-phase modulation detection method, for example, the gate signal of each phase is monitored, and detection is performed when a gate signal of two or more phases is fixed for a predetermined period or more.

変調方式切替部26において、ゲート制御部27から出力される各相のゲート信号を監視し、ある二相以上のゲート信号が所定の時間以上固定されていたら、一相変調になったと判定して三相変調方式に切替える。すなわち、ヒステリシスコンパレータ24から出力されるゲート制御信号をゲート制御部に出力する。上記所定の時間を、一相変調最長時間と称し、電流歪率に基づいて、一相変調がこの時間以上継続することを防止、逆に言えば、この時間までは一相変調が継続するのを許容できる最長時間として、実験などから決定する。   In the modulation system switching unit 26, the gate signal of each phase output from the gate control unit 27 is monitored. If a gate signal of two or more phases is fixed for a predetermined time or more, it is determined that one-phase modulation has been performed. Switch to three-phase modulation. That is, the gate control signal output from the hysteresis comparator 24 is output to the gate control unit. The predetermined time is referred to as the longest time of one-phase modulation, and based on the current distortion rate, one-phase modulation is prevented from continuing for more than this time. Conversely, one-phase modulation is continued until this time. Is determined from experiments and the like as the maximum allowable time.

図7は、この発明の実施の形態2に係る電力変換装置の変調方式切替部26内での変調方式切替方法を示すフローチャートである。なお、図7中の符号Sは各処理ステップを意味する。以下において、二相変調方式とする場合は、二相変調制御部25から入力されたゲート制御信号を、変調方式切替部26からゲート制御部27に出力する。また三相変調方式とする場合は、ヒステリシスコンパレータ24から入力されたゲート制御信号を、変調方式切替部26からゲート制御部27に出力する。なお、二相変調制御部25の動作、およびヒステリシスコンパレータ24の動作は、それぞれ実施の形態1と同じである。   FIG. 7 is a flowchart showing a modulation method switching method in the modulation method switching unit 26 of the power conversion apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, the code | symbol S in FIG. 7 means each process step. In the following description, when the two-phase modulation method is used, the gate control signal input from the two-phase modulation control unit 25 is output from the modulation method switching unit 26 to the gate control unit 27. When the three-phase modulation method is used, the gate control signal input from the hysteresis comparator 24 is output from the modulation method switching unit 26 to the gate control unit 27. The operation of the two-phase modulation control unit 25 and the operation of the hysteresis comparator 24 are the same as those in the first embodiment.

ゲート制御部27の出力値であるU相、V相、W相のゲート信号を監視し、それぞれのスイッチングが固定されている時間を得る。U相ゲート信号固定時間が所定の一相変調最長時間(Tm)以上(S101 YES)、かつ、V相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間以上(S102 YES)であれば、一相変調であると判定し、三相変調方式に切替える(S103)。V相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間より短ければ(S102 NO)、二相変調方式(S104)とする。   The U phase, V phase, and W phase gate signals, which are the output values of the gate control unit 27, are monitored to obtain the time during which each switching is fixed. If the U-phase gate signal fixing time is equal to or longer than the predetermined maximum one-phase modulation time (Tm) (S101 YES) and the V-phase gate signal fixing time is equal to or longer than the maximum one-phase modulation time (S102 YES), one-phase modulation is performed. It is determined that there is, and the mode is switched to the three-phase modulation method (S103). If the V-phase gate signal fixing time is shorter than the one-phase modulation longest time (NO in S102), the two-phase modulation method (S104) is selected.

また、U相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間以上(S101 YES)、かつ、W相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間以上(S105 YES)であれば、一相変調であると判定し、三相変調方式に切替える(S106)。W相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間より短ければ(S105 NO)、二相変調方式(S107)とする。   Further, if the U-phase gate signal fixed time is longer than the one-phase modulation longest time (S101 YES) and the W-phase gate signal fixed time is longer than the one-phase modulation longest time (S105 YES), it is determined that the single-phase modulation is performed. Then, the mode is switched to the three-phase modulation method (S106). If the W-phase gate signal fixed time is shorter than the one-phase modulation maximum time (S105 NO), the two-phase modulation method (S107) is selected.

U相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間より短く(S101 NO)、かつ、V相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間以上(S108 YES)、かつ、W相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間以上(S109 YES)のとき、一相変調であると判定し、三相変調方式に切替える(S110)。   The U-phase gate signal fixing time is shorter than the single-phase modulation maximum time (S101 NO), the V-phase gate signal fixing time is longer than the single-phase modulation maximum time (S108 YES), and the W-phase gate signal fixing time is one phase. When the time is longer than the longest modulation time (YES in S109), it is determined that the modulation is one-phase modulation, and the mode is switched to the three-phase modulation method (S110).

U相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間より短く(S101 NO)、かつ、V相ゲート信号固定時間も一相変調最長時間より短い(S108 NO)とき、二相変調方式(S112)とする。   When the U-phase gate signal fixed time is shorter than the one-phase modulation longest time (S101 NO) and the V-phase gate signal fixed time is also shorter than the one-phase modulation longest time (S108 NO), the two-phase modulation method (S112) is set. .

U相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間より短く(S101 NO)、かつ、V相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間以上(S108 YES)、かつ、W相ゲート信号固定時間が一相変調最長時間より短い(S109 NO)とき、二相変調方式(S111)とする。   The U-phase gate signal fixing time is shorter than the single-phase modulation maximum time (S101 NO), the V-phase gate signal fixing time is longer than the single-phase modulation maximum time (S108 YES), and the W-phase gate signal fixing time is one phase. When the modulation time is shorter than the longest modulation time (NO in S109), the two-phase modulation method (S111) is selected.

このように、一相変調を検出することにより、三相変調方式に切替えてもよい。三相変調に切替えた後、二相変調へは、実施の形態1と同様、所定期間後、すなわち、電流歪およびスイッチング損失に基づいて実験等で決定した極力小さい期間後に切替える。上記のように、一相変調を検出することにより制御方式を切替えることにより、必要最低限の期間のみ三相変調に切替えることが可能となる。   In this way, it may be switched to the three-phase modulation method by detecting the one-phase modulation. After switching to three-phase modulation, switching to two-phase modulation is performed after a predetermined period, that is, after a period as small as possible determined by experiments or the like based on current distortion and switching loss, as in the first embodiment. As described above, by switching the control method by detecting one-phase modulation, it is possible to switch to three-phase modulation only for the minimum necessary period.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、あるいはその構成要件を省略したりすることが可能である。   In the present invention, it is possible to freely combine the respective embodiments within the scope of the invention, to appropriately modify the respective embodiments, or to omit the constituent elements thereof.

1 電力変換装置、2 三相電力変換回路、3 直流コンデンサ、4 負荷、5 平滑フィルタ、6 三相交流電源、7U、7V、7W、8U、8V、8W スイッチング素子、9 直流電圧検出器、10U、10V、10W 電圧検出器、11U、11V、11W 電流検出器、12 ヒステリシス制御部、24 ヒステリシスコンパレータ、25 二相変調制御部、26 変調方式切替部、27 ゲート制御部、28 位相検出部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter device, 2 Three-phase power converter circuit, 3 DC capacitor, 4 Load, 5 Smoothing filter, 6 Three-phase alternating current power supply, 7U, 7V, 7W, 8U, 8V, 8W Switching element, 9 DC voltage detector, 10U 10 V, 10 W voltage detector, 11 U, 11 V, 11 W current detector, 12 hysteresis control unit, 24 hysteresis comparator, 25 two-phase modulation control unit, 26 modulation system switching unit, 27 gate control unit, 28 phase detection unit.

Claims (10)

それぞれ2つのスイッチング素子が直列に接続された3つのアームが直流側の正負2端子間に接続され、前記3つのアームにおける前記2つのスイッチング素子の接続点それぞれが三相交流側の3端子となり、前記三相交流側にインダクタンス特性を有する平滑フィルタを備えた、直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
前記三相交流側の各相の出力電流を、各相の電流指令値に対してヒステリシス幅以内に制御するための、前記3つのアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号を発生するヒステリシスコンパレータと、
前記三相交流側の各相の位相を検出して位相信号を出力する位相検出部と、
前記3つのアームのそれぞれのスイッチング素子のゲートを制御するゲート信号を出力するゲート制御部と、
前記位相検出部からの位相信号を用いて、各相について、位相がπ/6radから2π/6radおよび4π/6radから5π/6radの期間、当該相の前記アームの正側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに負側に接続された前記スイッチング素子をオフするためのゲート制御信号を出力し、当該相以外の相のアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号として、前記ヒステリシスコンパレータから入力したゲート制御信号を出力し、位相が7π/6radから8π/6radおよび10π/6radから11π/6radの期間、当該相の前記アームの負側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに正側に接続された前記スイッチング素子をオフするためのゲート制御信号を出力し、当該相以外の相のアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号として、前記ヒステリシスコンパレータから入力したゲート制御信号を出力する二相変調制御部と、
前記ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号と、前記二相変調制御部からのゲート制御信号とを入力し、前記位相検出部からの位相信号を用いて、いずれかの相の位相がπ/2radを含む所定期間および3π/2radを含む所定期間の位相である三相変調期間は、前記ヒステリシスコンパレータからの前記ゲート制御信号を前記ゲート制御部に出力し、前記三相変調期間以外の期間は前記二相変調制御部からのゲート制御信号を前記ゲート制御部に出力する変調方式切替部と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。
Three arms each having two switching elements connected in series are connected between the positive and negative two terminals on the DC side, and the connection points of the two switching elements in the three arms are three terminals on the three-phase AC side, A power converter that performs power conversion between DC power and AC power, comprising a smoothing filter having inductance characteristics on the three-phase AC side,
A hysteresis comparator that generates a gate control signal for the switching elements of the three arms for controlling the output current of each phase on the three-phase AC side within a hysteresis width with respect to the current command value of each phase;
A phase detector that detects the phase of each phase on the three-phase AC side and outputs a phase signal;
A gate control unit for outputting a gate signal for controlling the gate of each switching element of the three arms;
Using the phase signal from the phase detector, for each phase, the switching connected to the positive side of the arm of the phase for a phase of π / 6 rad to 2π / 6 rad and 4π / 6 rad to 5π / 6 rad Gate control signal for turning on the element and outputting the gate control signal for turning off the switching element connected to the negative side, and inputting from the hysteresis comparator as a gate control signal for the switching element of the arm other than the phase The signal is output, and the switching element connected to the negative side of the arm of the phase is turned on and connected to the positive side during a period of 7π / 6 rad to 8π / 6 rad and 10π / 6 rad to 11π / 6 rad. A gate control signal for turning off the switching element is output, and a phase other than the relevant phase is output. As a gate control signal for the switching element of the arm, a two-phase modulation control unit that outputs a gate control signal input from the hysteresis comparator;
The gate control signal from the hysteresis comparator and the gate control signal from the two-phase modulation control unit are input, and the phase of any phase includes π / 2 rad using the phase signal from the phase detection unit. The gate control signal from the hysteresis comparator is output to the gate control unit during a three-phase modulation period that is a predetermined period and a phase of a predetermined period including 3π / 2 rad, and the two-phase is output during the period other than the three-phase modulation period A modulation system switching unit that outputs a gate control signal from a modulation control unit to the gate control unit;
A power conversion device comprising:
それぞれ2つのスイッチング素子が直列に接続された3つのアームが直流側の正負2端子間に接続され、前記3つのアームにおける前記2つのスイッチング素子の接続点それぞれが三相交流側の3端子となり、直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
前記三相交流側の各相の出力電流を、各相の電流指令値に対してヒステリシス幅以内に制御するための、前記3つのアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号を発生するヒステリシスコンパレータと、
前記三相交流側の各相の位相を検出して位相信号を出力する位相検出部と、
前記3つのアームのそれぞれのスイッチング素子のゲートを制御するゲート信号を出力するゲート制御部と、
前記位相検出部からの位相信号を用いて、各相について、位相がπ/6radから2π/6radおよび4π/6radから5π/6radの期間、当該相の前記アームの正側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに負側に接続された前記スイッチング素子をオフするためのゲート制御信号を出力し、当該相以外の相のアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号として、前記ヒステリシスコンパレータから入力したゲート制御信号を出力し、位相が7π/6radから8π/6radおよび10π/6radから11π/6radの期間、当該相の前記アームの負側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに正側に接続された前記スイッチング素子をオフするためのゲート制御信号を出力し、当該相以外の相のアームのスイッチング素子に対するゲート制御信号として、前記ヒステリシスコンパレータから入力したゲート制御信号を出力する二相変調制御部と、
前記ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号と、前記二相変調制御部からのゲート制御信号と、前記ゲート制御部から出力されるゲート信号とを入力し、前記ゲート制御部から出力されるゲート信号が、一相変調最長時間として設定した設定時間連続して一相変調のゲート信号が継続したと判定した場合、判定した後所定期間、前記ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号を前記ゲート制御部に出力し、前記ヒステリシスコンパレータからのゲート制御信号を前記ゲート制御部に出力する期間以外の期間は前記二相変調制御部からのゲート制御信号を出力する変調方式切替部と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。
Three arms each having two switching elements connected in series are connected between the positive and negative two terminals on the DC side, and the connection points of the two switching elements in the three arms are three terminals on the three-phase AC side, A power conversion device that performs power conversion between DC power and AC power,
A hysteresis comparator that generates a gate control signal for the switching elements of the three arms for controlling the output current of each phase on the three-phase AC side within a hysteresis width with respect to the current command value of each phase;
A phase detector that detects the phase of each phase on the three-phase AC side and outputs a phase signal;
A gate control unit for outputting a gate signal for controlling the gate of each switching element of the three arms;
Using the phase signal from the phase detector, for each phase, the switching connected to the positive side of the arm of the phase for a phase of π / 6 rad to 2π / 6 rad and 4π / 6 rad to 5π / 6 rad Gate control signal for turning on the element and outputting the gate control signal for turning off the switching element connected to the negative side, and inputting from the hysteresis comparator as a gate control signal for the switching element of the arm other than the phase The signal is output, and the switching element connected to the negative side of the arm of the phase is turned on and connected to the positive side during a period of 7π / 6 rad to 8π / 6 rad and 10π / 6 rad to 11π / 6 rad. A gate control signal for turning off the switching element is output, and a phase other than the relevant phase is output. As a gate control signal for the switching element of the arm, a two-phase modulation control unit that outputs a gate control signal input from the hysteresis comparator;
A gate control signal from the hysteresis comparator, a gate control signal from the two-phase modulation control unit, and a gate signal output from the gate control unit are input, and a gate signal output from the gate control unit is: If it is determined that the gate signal of the one-phase modulation has continued for a set time set as the longest time for one-phase modulation, the gate control signal from the hysteresis comparator is output to the gate control unit for a predetermined period after the determination, A modulation system switching unit that outputs a gate control signal from the two-phase modulation control unit during a period other than a period in which the gate control signal from the hysteresis comparator is output to the gate control unit;
A power conversion device comprising:
前記所定期間は、前記アームの短絡を防止するために設定されるデッドタイム以上で位相がπ/6rad未満の範囲の期間であることを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。   3. The power converter according to claim 1, wherein the predetermined period is a period that is equal to or longer than a dead time set to prevent a short circuit of the arm and whose phase is less than π / 6 rad. 前記所定期間は、電流歪およびスイッチング損失に基づいて決定した期間であることを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 3, wherein the predetermined period is a period determined based on current distortion and switching loss. 前記一相変調最長時間は、電流歪に基づいて、一相変調が継続するのを許容できる最長時間として決定した時間であることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。   3. The power conversion device according to claim 2, wherein the one-phase modulation longest time is a time determined as a longest time in which one-phase modulation can be allowed to continue based on current distortion. それぞれ2つのスイッチング素子が直列に接続された3つのアームが直流側の正負2端子間に接続され、前記3つのアームにおける前記2つのスイッチング素子の接続点それぞれが三相交流側の3端子となって、直流電力と交流電力の間の電力変換を、前記三相交流側の各相の出力電流を、各相の電流指令値に対してヒステリシス幅以内に制御するヒステリシス制御により行う電力変換方法であって、
前記三相交流側の各相の位相を検出し、いずれかの相の位相がπ/2radを含む所定期間および3π/2radを含む所定期間の位相である三相変調期間において、前記ヒステリシス制御を三相各相で行う三相変調を行い、各相について、前記三相変調期間以外の期間で、かつ、位相がπ/6radから2π/6radおよび4π/6radから5π/6radの期間、当該相の前記アームの正側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに負側に接続された前記スイッチング素子をオフし、当該相以外の相は前記ヒステリシス制御とし、前記三相変調期間以外の期間で、かつ、位相が7π/6radから8π/6radおよび10π/6radから11π/6radの期間、当該相の前記アームの負側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに正側に接続された前記スイッチング素子をオフし、当該相以外の相は前記ヒステリシス制御とする二相変調を行うことを特徴とする電力変換方法。
Three arms each having two switching elements connected in series are connected between two positive and negative terminals on the DC side, and the connection points of the two switching elements in the three arms are three terminals on the three-phase AC side. In this power conversion method, power conversion between DC power and AC power is performed by hysteresis control in which the output current of each phase on the three-phase AC side is controlled within the hysteresis width with respect to the current command value of each phase. There,
The phase of each phase on the three-phase AC side is detected, and the hysteresis control is performed in a three-phase modulation period in which a phase of any phase is a predetermined period including π / 2 rad and a predetermined period including 3π / 2 rad. Three-phase modulation is performed in each of the three phases, and for each phase, the phase is in a period other than the three-phase modulation period and the phase is from π / 6 rad to 2π / 6 rad and 4π / 6 rad to 5π / 6 rad. The switching element connected to the positive side of the arm is turned on and the switching element connected to the negative side is turned off, and the phase other than the phase is set as the hysteresis control, and the period other than the three-phase modulation period And the switching connected to the negative side of the arm of the phase during a period of 7π / 6 rad to 8π / 6 rad and 10π / 6 rad to 11π / 6 rad Power conversion method turns off the switching element connected to the positive side, a phase other than the phase which is characterized in that the two-phase modulation to the hysteresis control as well as on the child.
それぞれ2つのスイッチング素子が直列に接続された3つのアームが直流側の正負2端子間に接続され、前記3つのアームにおける前記2つのスイッチング素子の接続点それぞれが三相交流側の3端子となって、直流電力と交流電力の間の電力変換を、前記三相交流側の各相の出力電流を、各相の電流指令値に対してヒステリシス幅以内に制御するヒステリシス制御により行う電力変換方法であって、
前記三相交流側の各相の位相を検出し、各相において、位相がπ/6radから2π/6radおよび4π/6radから5π/6radの期間、当該相の前記アームの正側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに負側に接続された前記スイッチング素子をオフし、当該相以外の相は前記ヒステリシス制御とし、位相が7π/6radから8π/6radおよび10π/6radから11π/6radの期間、当該相の前記アームの負側に接続された前記スイッチング素子をオンするとともに正側に接続された前記スイッチング素子をオフし、当該相以外の相は前記ヒステリシス制御とする二相変調を行い、
前記3つのアームにおけるそれぞれのスイッチング素子のゲート信号を監視して、一相変調が一相変調最長時間として設定した時間連続して継続したと判定したとき、当該判定後所定期間、前記二相変調を行わず、前記ヒステリシス制御を三相各相で行う三相変調を行うことを特徴とする電力変換方法。
Three arms each having two switching elements connected in series are connected between two positive and negative terminals on the DC side, and the connection points of the two switching elements in the three arms are three terminals on the three-phase AC side. In this power conversion method, power conversion between DC power and AC power is performed by hysteresis control in which the output current of each phase on the three-phase AC side is controlled within the hysteresis width with respect to the current command value of each phase. There,
The phase of each phase on the three-phase AC side is detected, and in each phase, the phase is connected to the positive side of the arm of the phase for a period of π / 6 rad to 2π / 6 rad and 4π / 6 rad to 5π / 6 rad The switching element connected to the negative side is turned off while the switching element is turned on, and the phase other than the phase is the hysteresis control, and the phase is a period of 7π / 6 rad to 8π / 6 rad and 10π / 6 rad to 11π / 6 rad The switching element connected to the negative side of the arm of the phase is turned on and the switching element connected to the positive side is turned off, and the phase other than the phase performs two-phase modulation with the hysteresis control,
When the gate signals of the switching elements in the three arms are monitored and it is determined that the one-phase modulation has continued for the time set as the maximum one-phase modulation time, the two-phase modulation is performed for a predetermined period after the determination. A power conversion method characterized by performing three-phase modulation in which the hysteresis control is performed for each of the three phases.
前記所定期間は、前記アームの短絡を防止するために設定されるデッドタイム以上で位相がπ/6rad未満の範囲の期間であることを特徴とする請求項6または7に記載の電力変換方法。   8. The power conversion method according to claim 6, wherein the predetermined period is a period that is equal to or longer than a dead time set to prevent a short circuit of the arm and whose phase is less than π / 6 rad. 前記所定期間は、電流歪およびスイッチング損失に基づいて決定した期間であることを特徴とする請求項8に記載の電力変換方法。   The power conversion method according to claim 8, wherein the predetermined period is a period determined based on current distortion and switching loss. 前記一相変調最長時間は、電流歪に基づいて、一相変調が継続するのを許容できる最長時間として決定した時間であることを特徴とする請求項7に記載の電力変換方法。   The power conversion method according to claim 7, wherein the one-phase modulation longest time is a time determined as a longest time in which one-phase modulation can be allowed to continue based on current distortion.
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