JP3226788B2 - Power converter - Google Patents

Power converter

Info

Publication number
JP3226788B2
JP3226788B2 JP11602396A JP11602396A JP3226788B2 JP 3226788 B2 JP3226788 B2 JP 3226788B2 JP 11602396 A JP11602396 A JP 11602396A JP 11602396 A JP11602396 A JP 11602396A JP 3226788 B2 JP3226788 B2 JP 3226788B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
power converter
phase
output
current
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP11602396A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09308252A (en
Inventor
健 谷口
武夫 嶋村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11602396A priority Critical patent/JP3226788B2/en
Publication of JPH09308252A publication Critical patent/JPH09308252A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3226788B2 publication Critical patent/JP3226788B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は直流を交流に変換す
る電力変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter for converting direct current to alternating current.

【0002】[0002]

【従来の技術】図16はNPCインバータの主回路構成図
で、スイッチング素子 100U, 101U, 100V, 101
V, 100W, 101W, 100X, 101X, 100Y, 101
Y, 100Z, 101Zと、スイッチング素子に逆並列に接
続されたダイオード 102U, 103U, 102V, 103V,
102W, 103W, 102X, 103X, 102Y, 103Y, 1
02Z, 103Zと、ホイーリングダイオード 104U, 104
V, 104W, 104X, 104Y, 104Zとからなり、U,
V,W相の出力電流を検出する電流検出器 105U, 105
V, 105Wとが設けられている。
2. Description of the Related Art FIG. 16 is a diagram showing a main circuit configuration of an NPC inverter, in which switching elements 100U, 101U, 100V, 101
V, 100W, 101W, 100X, 101X, 100Y, 101
Y, 100Z, 101Z, and diodes 102U, 103U, 102V, 103V,
102W, 103W, 102X, 103X, 102Y, 103Y, 1
02Z, 103Z and wheeling diode 104U, 104
V, 104W, 104X, 104Y, 104Z,
Current detectors 105U and 105 for detecting V and W phase output currents
V, 105W.

【0003】直流側の電源VdcはVdc/2づつに分け、
その中点の電位を零電位とする。図17はNPCインバー
タの制御装置のブロック図である。図17の制御装置は、
電流検出器 105U, 105V, 105Wで検出された三相交
流信号IU ,IV ,IW を二相交流信号Ia ,Ib に変
換する3相−2相変換回路20と、周波数f1 で回転する
位相信号θ1 を発生させる位相信号発生回路21と、この
位相信号発生回路21からの位相信号θ1 を基に上記3相
−2相変換回路20からの二相交流信号Ia ,Ib を回転
座標系の電流信号Id ,Iq に変換する静止座標系−回
転座標系変換回路22と、この静止座標系−回転座標系変
換回路22からの電流信号Id ,Iq と電流指令値Id
* ,Iq * とを基に電圧指令信号Vd *,Vq * を演算
する電流制御回路23と、この電流制御回路23からの電圧
指令信号Vd * ,Vq * を振幅指令信号Vr * と位相角
θ3 に変換する回転座標系−極座標系変換回路24と、こ
の回転座標系−極座標系変換回路24からの振幅指令信号
r * と位相角θ3 を基に電圧指令信号VU * ,VV
* ,VW * を演算する極座標系−静止座標系変換回路25
と、一定周波数の三角波VTR1 ,VTR2 を発生させる三
角波発生回路26と、上記極座標系−静止座標系変換回路
25からの電圧指定信号VU * ,VV * ,VW * と三角波
発生回路26からの三角波VTR1 ,VTR2 とを比較しイン
バータのスイッチング素子のゲート信号GU1,GX1,G
U2,GX2,GV1,GY1,GV2,GY2,GW1,Gz1
W2,Gz2を発生するゲートパルス発生回路27とからな
る。
The power supply V dc on the DC side is divided into V dc / 2,
The midpoint potential is set to zero potential. FIG. 17 is a block diagram of a control device of the NPC inverter. The control device of FIG.
Current detector 105U, 105V, three phase AC signal I U detected by the 105W, I V, I W to the two-phase AC signals I a, the 3-phase two-phase conversion circuit 20 for converting the I b, the frequency f 1 in the phase signal generation circuit 21 for generating a phase signal theta 1 which rotates, two-phase alternating current signal I a from the 3-phase two-phase conversion circuit 20 based on the phase signal theta 1 from the phase signal generating circuit 21, stationary coordinate system converts the I b rotating coordinate system of the current signal I d, the I q - the rotating coordinate system conversion circuit 22, the stationary coordinate system - current signal from the rotating coordinate system conversion circuit 22 I d, and I q Current command value I d
*, I q * and the voltage command signal based on V d *, V q * and the current control circuit 23 for calculating a voltage command signal V d from the current control circuit 23 *, V q * the amplitude command signal V r * and the rotating coordinate system is converted into a phase angle theta 3 - a polar coordinate system conversion circuit 24, the rotating coordinate system - amplitude command signal V r * and the voltage command signal based on the phase angle theta 3 from polar coordinate system conversion circuit 24 V U * , V V
* , Static coordinate system conversion circuit 25 for calculating V W *
A triangular wave generating circuit 26 for generating triangular waves V TR1 and V TR2 having a constant frequency; and a polar coordinate system to stationary coordinate system conversion circuit.
Voltage designating signal V U * from 25, V V *, V W * and the gate signals G U1 as compared to switching elements of the inverter and a triangular wave V TR1, V TR2 from the triangular wave generation circuit 26, G X1, G
U2, G X2, G V1, G Y1, G V2, G Y2, G W1, G z1,
And a gate pulse generation circuit 27 for generating G W2 and G z2 .

【0004】次に図17に示す制御装置の各構成について
詳細に説明する。三相−二相変換回路20は、電流検出器
12u,12v,12wで検出された三相交流信号IU ,I
V ,IW を以下の演算により、直交ab座標の二相交流
信号Ia ,Ib に変換する。但し、a軸はU相方向とし
b軸はa軸より90°遅れた軸とする。
Next, each component of the control device shown in FIG. 17 will be described in detail. The three-phase to two-phase conversion circuit 20 is a current detector
Three-phase AC signals I U , I U detected at 12u, 12v, 12w
V and I W are converted into two-phase AC signals I a and I b of orthogonal ab coordinates by the following calculation. However, the a-axis is the U-phase direction, and the b-axis is an axis delayed by 90 ° from the a-axis.

【0005】[0005]

【数1】 位相信号発生回路21は、以下の演算により周波数f1
回転する位相信号θ1を求める。
(Equation 1) The phase signal generation circuit 21 obtains the phase signal θ 1 rotating at the frequency f 1 by the following calculation.

【0006】[0006]

【数2】θ1 =∫2πf1 dt 静止座標系−回転座標系変換回路22は、3相−2相変換
回路20からの二相交流信号Ia ,Ib を位相信号発生回
路21からの位相信号θ1 を基に以下の演算を行ない回転
座標系の電流信号Id ,Iq に変換する。
The stationary coordinate system / rotational coordinate system conversion circuit 22 converts the two-phase AC signals I a and I b from the three-phase / two-phase conversion circuit 20 from the phase signal generation circuit 21 to θ 1 = ∫2πf 1 dt. current signal I d of the rotating coordinate system performs the following operation based on the phase signal theta 1, is converted into I q.

【0007】[0007]

【数3】 電流制御回路23は、静止座標系−回転座標系変換回路22
からの電流信号Id ,Iq と、電流指令値Id * ,Iq
* とを基に以下の演算を行ない電圧指令信号Vd * ,V
q * を求める。
(Equation 3) The current control circuit 23 includes a stationary coordinate system-rotating coordinate system conversion circuit 22.
Current signals I d , I q from the first and second current command values I d * , I q
The following calculations are performed based on the * and the voltage command signals V d * , V
Find q * .

【0008】[0008]

【数4】 回転座標系−極座標系変換回路24は、電流制御回路23か
らの電圧指令信号Vd * ,Vq * を基に以下の演算を行
ない極座標系の振幅指令信号Vr * と位相角θ3 に変換
する。
(Equation 4) Rotating coordinate system - polar coordinate system conversion circuit 24, * the voltage command signal V d from the current control circuit 23, the amplitude command signal V r * and the phase angle theta 3 of the polar coordinate system perform the following operations on the basis of V q * Convert.

【0009】[0009]

【数5】 (Equation 5)

【0010】極座標系−静止座標系変換回路25は、回転
座標系−極座標系変換回路24からの振幅指令信号Vr *
と位相角θ3 とを基に以下の演算を行ない電圧指令信号
U * ,VV * ,VW * を求める。
The polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 25 receives the amplitude command signal Vr * from the rotation coordinate system-polar coordinate system conversion circuit 24 .
The following calculation is performed on the basis of and the phase angle θ 3 to obtain voltage command signals VU * , VV * , VW * .

【0011】[0011]

【数6】 三角波発生回路26は以下の演算により周期がT1 の三角
波VTRを発生させる。
(Equation 6) Triangular wave generating circuit 26 periodically generates the triangular wave V TR of T 1 by the following operations.

【0012】[0012]

【数7】 (Equation 7)

【0013】ゲートパルス発生回路27は極座標系−静止
座標系変換回路25からの電圧指令信号VU * ,VV *
W * と三角波発生回路26からの三角波VTR1 ,VTR2
とを比較して、スイッチング素子のゲート信号GU1,G
X1,GU2,GX2,GV1,GY1,GV2,GY2,GW1
z1,GW2,Gz2を発生させる。
The gate pulse generation circuit 27 is provided with voltage command signals V U * , V V * , from the polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 25.
V W * and the triangular waves V TR1 and V TR2 from the triangular wave generating circuit 26
And the gate signals G U1 , G
X1 , GU2 , GX2 , GV1 , GY1 , GV2 , GY2 , GW1 ,
G z1 , G W2 and G z2 are generated.

【0014】例えばU相については図18に示すようにな
る。 VU * ≧VTR1 のとき GU1=ON ,GX1=OFF VU * <VTR1 のとき GU1=OFF,GX1=ON VU * ≧VTR2 のとき GU2=ON ,GX2=OFF VU * <VTR2 のとき GU2=OFF,GX2=ON V相、W相についても同様である。
For example, the U phase is as shown in FIG. V U * G U1 = ON when ≧ V TR1, G X1 = OFF V U * <G U1 = OFF, G X1 = ON V U * G U2 = ON when ≧ V TR2 when the V TR1, G X2 = When OFF V U * <V TR2 GU 2 = OFF, G X2 = ON The same applies to the V-phase and W-phase.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】NPCインバータは図
18に示すように正電圧、零電圧、負電圧の3つの電圧状
態をとり、NPCインバータには、直流電源の中性点が
ダイオードとスイッチング素子を介して負荷に接続され
る期間があり、その期間に直流電源の中性点に電流が流
れる。
An NPC inverter is shown in FIG.
As shown in FIG. 18, there are three voltage states of positive voltage, zero voltage, and negative voltage. The NPC inverter has a period in which the neutral point of the DC power supply is connected to the load via a diode and a switching element. During the period, current flows to the neutral point of the DC power supply.

【0016】図19は、NPCインバータの運転波形図で
あり、VU は出力相電圧、IU は出力電流、Ic1は直流
コンデンサの中性点に流れる電流、Vdc1 は正側直流コ
ンデンサの電圧、Vdc2 は負側直流コンデンサの電圧、
dcは直流電圧である。
FIG. 19 is an operation waveform diagram of the NPC inverter, where V U is the output phase voltage, I U is the output current, I c1 is the current flowing to the neutral point of the DC capacitor, and V dc1 is the current of the positive side DC capacitor. Voltage, V dc2 is the voltage of the negative DC capacitor,
V dc is a DC voltage.

【0017】図19からわかるように直流電圧Vdcが一定
であるにも関わらず、正側・負側の直流コンデンサの電
圧Vdc1 ,Vdc2 は中性点電流のために出力周波数の3
倍の周波数で変動している。
As can be seen from FIG. 19, although the DC voltage V dc is constant, the voltages V dc1 and V dc2 of the positive and negative DC capacitors are three times lower than the output frequency due to the neutral point current.
It fluctuates at twice the frequency.

【0018】コンデンサ電圧の変動の大きさはコンデン
サ容量に依存するため、従来はコンデンサ電圧の変動を
抑制するために大容量のコンデンサを用いる必要があ
り、装置が大型化していた。
Since the magnitude of the fluctuation of the capacitor voltage depends on the capacitance of the capacitor, conventionally, a large-capacity capacitor must be used in order to suppress the fluctuation of the capacitor voltage, and the apparatus has been increased in size.

【0019】また、スイッチング素子にGTOを用いる
ような場合には、GTOの特性から、GTOを一旦オン
させると一定時間オン状態を維持しなければならないと
いう制約がある。つまり、必要最小限のオン期間(オン
パルス幅)を保つ必要があり、それより狭いパルスを出
力することはできない。
In the case where the GTO is used as the switching element, there is a restriction that once the GTO is turned on, it must be kept on for a certain period of time due to the characteristics of the GTO. In other words, it is necessary to keep a necessary minimum ON period (ON pulse width), and it is not possible to output a pulse narrower than that.

【0020】例えば、図18において、電圧指令信号が大
きく三角波の上下の頂点に接近したときにはオンパルス
幅が最小オンパルス幅より小さくなってしまうので、変
調度を制限しなければならず、電力用大容量GTOの場
合には、最小オンパルス幅が約 200μsに達することも
あり、これに抵触しないようにするためには、三角波の
周波数を500Hz とした場合、変調度は約0.8 が上限とな
る。
For example, in FIG. 18, when the voltage command signal is large and approaches the upper and lower vertices of the triangular wave, the on-pulse width becomes smaller than the minimum on-pulse width. In the case of the GTO, the minimum on-pulse width may reach about 200 μs. In order to avoid this, the upper limit of the modulation factor is about 0.8 when the frequency of the triangular wave is set to 500 Hz.

【0021】変調度の上限が約0.8 とすると、電力変換
装置の出力線間電圧のピーク値は(31/2 /2)×γ×
dcとなる(但し、γ:変調度、Vdc:直流電圧)。つ
まり、出力線間電圧のピーク値は直流電圧の約0.69倍が
上限となる。換言すれば必要な出力線間電圧のピーク値
を得るためには、そのピーク値の約1.45倍の高い直流電
圧が必要となる。
Assuming that the upper limit of the modulation factor is about 0.8, the peak value of the output line voltage of the power converter is (3 1/2/2 ) × γ ×
V dc (where γ: degree of modulation, V dc : DC voltage). That is, the upper limit of the peak value of the output line voltage is about 0.69 times the DC voltage. In other words, in order to obtain the required peak value of the output line voltage, a DC voltage as high as about 1.45 times the peak value is required.

【0022】高い直流電圧に対応するには、スイッチン
グ素子の耐圧には限度があるため、スイッチング素子を
複数個直列に接続する必要があり、スイッチング素子の
使用数はそのまま価格に反映されるため電力変換装置が
高価になるという問題がある。よって本発明では、中性
点電位の変動が少なく、また、効率良く線間電圧を得る
ことができる電力変換器の制御装置を提供することを目
的とする。
In order to cope with a high DC voltage, the withstand voltage of the switching element is limited, so that it is necessary to connect a plurality of switching elements in series, and the number of used switching elements is directly reflected in the price. There is a problem that the conversion device becomes expensive. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a control device for a power converter in which a change in neutral point potential is small and a line voltage can be obtained efficiently.

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】 本発明の請求項記載の
電力変換装置では、電圧指令信号と直前の電力変換器の
出力相電圧との差分を積分値を基に電力変換装置の出力
相電圧を求め制御することによって、出力相電圧を多レ
ベルにすることができ、また、中性点変動を少なくする
ことでき、更に、変調度をほぼ1にすることができる。
In the power converter according to the first aspect of the present invention, the output phase of the power converter is calculated based on the integrated value of the difference between the voltage command signal and the output phase voltage of the immediately preceding power converter. By obtaining and controlling the voltage, the output phase voltage can be made multi-level, the neutral point fluctuation can be reduced, and the modulation degree can be made approximately one.

【0025】本発明の請求項記載の電力変換装置で
は、第1の電圧指令信号のうち1相の正負の最大となる
前後の60°期間を正負の最大値に固定し他の2相を線間
電圧が正弦波になるように変換した第2の電圧指令信号
と直前の電力変換装置の出力相電圧との差分の積分値を
基に電力変換器の出力相電圧を求め制御することによっ
て、出力相電圧を多レベルにすることができ、また、中
性点変動を少なくすることができ、更に、変調度をほぼ
1にすることができ、また、電圧指令が固定された1/
3の期間はスイッチングが行なわれず、電力損失と発熱
を低減することができ、更に、出力線間電圧のピーク値
をγVdcにすることができる。
In the power converter according to a second aspect of the present invention, the 60 ° period before and after the maximum of one phase of the first voltage command signal is fixed to the maximum value of the positive and negative, and the other two phases are fixed. By obtaining and controlling the output phase voltage of the power converter based on the integral value of the difference between the second voltage command signal converted so that the line voltage becomes a sine wave and the output phase voltage of the power converter immediately before, , The output phase voltage can be multi-level, the neutral point fluctuation can be reduced, the modulation factor can be made almost 1, and the voltage command is fixed to 1 /
No switching is performed during the period 3, power loss and heat generation can be reduced, and the peak value of the output line voltage can be set to γVdc.

【0026】本発明の請求項記載の電力変換装置で
は、第1の電圧指令信号を電力変換装置の周波数の3倍
の周波数で変化するバイアス成分で補正した第2の電圧
指令信号と直前の電力変換装置の出力相電圧との差分の
積分値を基に電力変換装置の相電圧を求め制御すること
によって、出力相電圧を多レベルにすることができ、ま
た、中性点変動を少なくすることができ、更に、変調度
をほぼ1にすることができ、また、出力線間電圧のピー
ク値をγVdcにすることができる。
In the power converter according to a third aspect of the present invention, the second voltage command signal obtained by correcting the first voltage command signal with a bias component that changes at a frequency three times the frequency of the power converter is used. By obtaining and controlling the phase voltage of the power converter based on the integrated value of the difference from the output phase voltage of the power converter, the output phase voltage can be multi-level and the neutral point fluctuation can be reduced. Further, the degree of modulation can be set to approximately 1, and the peak value of the output line voltage can be set to γVdc.

【0027】本発明の請求項記載の電力変換装置で
は、第1と第2の電力変換器を三相ブリッジインバータ
とすることによって、出力相電圧を3レベルにすること
ができ、また、中性点変動を少なくすることができる。
In the power converter according to the fourth aspect of the present invention, the first and second power converters are three-phase bridge inverters, so that the output phase voltage can be set to three levels. Gender point fluctuation can be reduced.

【0028】本発明の請求項記載の電力変換装置で
は、第1と第2の電力変換器をNPCインバータとする
ことによって、出力相電圧を5レベルにすることがで
き、また、中性点変動を少なくすることができる。本発
明の請求項記載の電力変換装置では、リアクトルに流
れる電流を電圧から求めることができる。
In the power converter according to claim 5 of the present invention, the first and second power converters are NPC inverters, so that the output phase voltage can be set to five levels, and the neutral point Fluctuations can be reduced. In the power converter according to claim 6 of the present invention, the current flowing through the reactor can be obtained from the voltage.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施
の形態の主回路構成であり、スイッチング素子 120u,
120v, 120w, 120x, 120y, 120zとスイッチン
グ素子に逆並列接続されたダイオード 121u, 121v,
121w, 121x, 121y, 121zとからなる第1の三相
ブリッジインバータ 110と、スイッチング素子 122u,
122v, 122w, 122x, 122y, 122zとスイッチン
グ素子に逆並列接続されたダイオード123u, 123v,
123w, 123x, 123y, 123zとからなる第2の三相
ブリッジインバータ 111と、第1と第2の三相ブリッジ
インバータの各相同士を接続する結合リアクトル 124
u, 124v, 124wと、第1と第2の三相ブリッジイン
バータ 110, 111の直流側に接続された直流コンデンサ
125と、直流コンデンサ 125に電力を供給する直流電源
dcとからなり、結合リアクトルの中性点に負荷が接続
されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a main circuit configuration of a first embodiment of the present invention, in which a switching element 120u,
120v, 120w, 120x, 120y, 120z and diodes 121u, 121v,
A first three-phase bridge inverter 110 composed of 121w, 121x, 121y, and 121z, and a switching element 122u,
122v, 122w, 122x, 122y, 122z and the diodes 123u, 123v,
A second three-phase bridge inverter 111 composed of 123w, 123x, 123y, and 123z, and a coupling reactor 124 for connecting the respective phases of the first and second three-phase bridge inverters 124
u, 124v, 124w and a DC capacitor connected to the DC side of the first and second three-phase bridge inverters 110, 111
The DC reactor 125 includes a DC power supply Vdc for supplying power to the DC capacitor 125, and a load is connected to a neutral point of the coupling reactor.

【0030】図2は、図1に示した回路の制御装置のブ
ロック図である。図2に示した制御装置は、電流検出器
105u, 105v, 105wで検出された三相交流信号I
U ,IV ,IW を二相交流信号Ia ,Ib に変換する3
相−2相変換回路20と、周波数f1 で回転する位相信号
θ1 を発生させる位相信号発生回路21と、この位相信号
発生回路21からの位相信号θ1 を基に上記3相−2相変
換回路20からの二相交流信号Ia ,Ib を回転座標系の
電流信号Id ,Iq に変換する静止座標系−回転座標系
変換回路22と、この静止座標系−回転座標系変換回路22
からの電流信号Id ,Iq と電流指令値Id * ,Iq *
とを基に電圧指令信号Vd * ,Vq * を演算する電流制
御回路23と、この電流制御回路23からの電圧指令信号V
d * ,Vq * を振幅指令信号Vr * と位相角θ3 に変換
する回転座標系−極座標系変換回路24と、この回転座標
系−極座標系変換回路24からの振幅指令信号Vr * と位
相角θ3 を基に電圧指令信号VU * ,VV * ,VW *
演算する極座標系−静止座標系変換回路25と、この極座
標系−静止座標系変換回路25からの電圧指令信号VU
* ,VV * ,VW * とフィードバックしたインバータ出
力電圧EU ′,EV ′,EW ′との差分を積分した値を
基にインバータ出力電圧EU,EV ,EW を求める誤差
積分追従型PWM制御回路30と、結合リアクトル 124
u, 124v, 124wの両端電圧を積分してリアクトル電
流(横流)IUC,IVC,Iwcを求める積分器47u,47
v,47wと、この積分器47u,47v,47wからのリアク
トル電流IUC,IVC,IWCと正・負の所定値との比較を
行なう比較器31u,31v,31wと、上記誤差積分追従型
PWM制御回路30からのインバータ出力電圧EU ,E
V ,EW と前記比較器31u,31v,31wの出力JU1,J
V1,JW1とを基に電力変換器のスイッチング素子のゲー
ト信号GU1,GV1,GW1,GX1,GY1,GZ1,GU2,G
V2,GW2,GX2,GY2,GZ2を発生させるゲートパルス
発生回路32とからなる。ここでは従来と同一のものにつ
いては同一符号を付し説明を省略する。
FIG. 2 is a block diagram of a control device of the circuit shown in FIG. The control device shown in FIG.
Three-phase AC signal I detected at 105u, 105v, 105w
U , I V , I W are converted into two-phase AC signals I a , I b 3
Phase and two-phase conversion circuit 20, a phase signal generating circuit 21 for generating a phase signal theta 1 which rotates at a frequency f 1, the three-phase to two-phase phase signal theta 1 from the phase signal generating circuit 21 based on two-phase AC signals I a from the conversion circuit 20, the stationary coordinate system converts the I b rotating coordinate system of the current signal I d, the I q - the rotating coordinate system conversion circuit 22, the stationary coordinate system - rotating coordinate system transformation Circuit 22
Current signals I d , I q and current command values I d * , I q *
A current control circuit 23 that calculates voltage command signals V d * and V q * based on the above, and a voltage command signal V
d *, V q * the rotating coordinate system is converted to an amplitude command signal V r * and the phase angle theta 3 - a polar coordinate system conversion circuit 24, the rotating coordinate system - amplitude command signal V r from the polar coordinate system conversion circuit 24 * a voltage command signal V U * on the basis of the phase angle theta 3, V V *, the polar coordinate system calculates a V W * - a stationary coordinate system conversion circuit 25, the polar coordinate system - voltage command from stationary coordinate system conversion circuit 25 Signal V U
*, V V *, V W * and feedback the inverter output voltage E U ', E V', E W ' inverter output voltage based on the integrated value of the difference between E U, E V, the error to obtain the E W Integral following PWM control circuit 30 and coupling reactor 124
Integrators 47u, 47 for integrating reactor voltages (cross currents) I UC , I VC , I wc by integrating voltages across u, 124v, 124w.
v, 47w, comparators 31u, 31v, 31w for comparing reactor currents I UC , I VC , I WC from integrators 47u, 47v, 47w with predetermined positive and negative values, type PWM inverter output voltage E U from the control circuit 30, E
V , E W and the outputs J U1 , J U of the comparators 31 u, 31 v, 31 w
Gate signals G U1 , G V1 , G W1 , G X1 , G Y1 , G Z1 , G U2 , G U of the switching element of the power converter based on V 1 , J W1.
And a gate pulse generating circuit 32 for generating V2 , GW2 , GX2 , GY2 , and GZ2 . Here, the same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0031】先ず、誤差積分追従型PWM制御回路30に
ついて図3を参照して説明する。ここではU相について
のみ記載するがV相、W相も同様の構成になっている。
誤差積分追従型PWM制御回路30は、極座標系−静止座
標系変換回路25からの電圧指令信号と零との比較を行う
比較器35と、極座標系−静止座標系変換回路25からの電
圧指令信号とフィードバックしたインバータ出力電圧と
の差分を積分する積分回路36と、積分回路36からの出力
と正の所定値との比較を行う比較器37と、積分回路36か
らの出力と負の所定値との比較を行う比較器38と、比較
器37の出力と比較器38の出力との和と比較器35の出力と
を基にインバータ出力電圧を求める出力電圧設定回路39
とからなる。比較器35は、極座標系−静止座標系変換回
路25からの電圧指令値VU * と零とを比較し、V1Uを出
力する。
First, the error integral tracking type PWM control circuit 30 will be described with reference to FIG. Here, only the U phase is described, but the V phase and the W phase have the same configuration.
The error integration tracking type PWM control circuit 30 includes a comparator 35 for comparing the voltage command signal from the polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 25 with zero, and a voltage command signal from the polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 25. An integrating circuit 36 for integrating the difference between the feedback and the inverter output voltage, a comparator 37 for comparing the output from the integrating circuit 36 with a positive predetermined value, and an output from the integrating circuit 36 and a negative predetermined value. And an output voltage setting circuit 39 for obtaining an inverter output voltage based on the sum of the output of the comparator 37 and the output of the comparator 38 and the output of the comparator 35.
Consists of The comparator 35 compares the voltage command value VU * from the polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 25 with zero, and outputs V1U .

【0032】[0032]

【数8】 積分回路36は、極座標系−静止座標系変換回路25からの
電圧指令信号VU * とフィードバックしたインバータ出
力電圧EU ′との差分を積分して積分量SU を求める。
(Equation 8) Integrating circuit 36, the polar coordinate system - by integrating the difference between the voltage command signal V U * and the feedback to inverter output voltage E U 'from the stationary coordinate system conversion circuit 25 obtains the integral amount S U.

【0033】[0033]

【数9】SU =∫(VU * −EU ′)dt 比較器37は、積分回路36からの積分量SU と正の所定値
Aとを比較し、SU >Aならば+1を出力し、SU ≦A
ならば0を出力する。
S u = ∫ (V U * −E U ′) dt The comparator 37 compares the integration amount S U from the integration circuit 36 with a predetermined positive value A, and if S U > A, +1. And S U ≦ A
If so, 0 is output.

【0034】比較器38は、積分回路36からの積分量SU
と負の所定値−Aとを比較し、SU<−Aならば−1を
出力し、SU ≧−Aならば0を出力する。出力電圧設定
回路39は、比較器37の出力と比較器38の出力との和NU
を基に次のようにV2Uを求める。
The comparator 38 calculates the integration amount S U from the integration circuit 36.
Is compared with a predetermined negative value -A. If S U <-A, -1 is output, and if S U ≥-A, 0 is output. The output voltage setting circuit 39 calculates the sum N U of the output of the comparator 37 and the output of the comparator 38.
Is calculated based on the following equation.

【0035】NU =+1のとき、V2U=0 NU = 0のとき、V2Uは前回出力した値を出力 NU =−1のとき、V2U=−Vdc/2 そして、出力電圧設定回路39は、比較器35からのV1U
先に求めたV2Uとを加算してインバータ出力電圧EU
して出力する。積分器47uは結合リアクトル 124uの両
端電圧EUCを積分してリアクトル電流(横流)IUCを求
める。
When N U = + 1, V 2U = 0, when N U = 0, V 2U outputs the previously output value, and when N U = -1, V 2U = −V dc / 2, and the output voltage setting circuit 39, adds the V 2U determined to V 1U the previous from the comparator 35 is output as the inverter output voltage E U. The integrator 47u integrates the voltage E UC across the coupling reactor 124u to obtain a reactor current (cross current) I UC .

【0036】[0036]

【数10】 比較器31uは結合リアクトル 124uを流れるリアクトル
電流(横流)IUCとリアクトルの横流の許容値である正
・負の所定値±Bとを比較し出力JU1を出力する。
(Equation 10) Comparator 31u compares reactor current (cross current) I UC flowing through coupling reactor 124u with predetermined positive and negative values ± B, which is the allowable value of reactor cross current, and outputs output J U1 .

【0037】IUC>+Bのとき、 JU1=0 IUC<−Bのとき、 JU1=1 −B≦IUC≦+Bのとき、JU1は前回出力した値 ゲートパルス発生回路32は、誤差積分追従型PWM制御
回路30からのインバータ出力電圧EU と比較器31uから
の出力JU1とを基に図4に示すゲート信号GU1,GU2
X1,GX2を出力する。
When I UC > + B, J U1 = 0 When I UC <−B, J U1 = 1−B ≦ I UC ≦ + B, J U1 is the previously output value. gate signal G U1, G U2 shown in FIG. 4 based on the output J U1 from the comparator 31u inverter output voltage E U from the error integrator tracking type PWM control circuit 30,
G X1 and G X2 are output.

【0038】図5は以上の動作波形図である。誤差積分
追従型PWM回路30では、電圧指令信号とフィードバッ
クしたインバータ出力電圧との差分の積分値に基づきイ
ンバータ出力電圧を求めているため、電圧指令信号が大
きいとインバータ出力電圧が+Vdc/2のときには電圧
指令信号との差が小さくなるため、積分値が負の許容値
に達するまでの時間が長くなり、スイッチング周波数が
下がる。
FIG. 5 is a diagram showing the operation waveforms described above. In the error integral tracking type PWM circuit 30, the inverter output voltage is obtained based on the integral value of the difference between the voltage command signal and the fed-back inverter output voltage. Therefore, when the voltage command signal is large, the inverter output voltage becomes + V dc / 2. Since the difference from the voltage command signal sometimes becomes small, the time required for the integrated value to reach the negative allowable value becomes longer, and the switching frequency decreases.

【0039】このため、従来の三角波比較PWM制御に
比べて、電圧指令信号が大きくても最小オンパルス幅の
制約を受けにくくなる。しかし、電圧指令信号が非常に
大きいと最小オンパルス幅tLMT よりも狭いパルス幅t
1 を出力することがある。このような場合には、指示通
りの狭いパルス幅t1 は出力せず、最小オンパルス幅t
LMT に固定したパルスを出力することが考えられるが、
そうすると等価的に電圧指令信号をゆがませてしまうこ
とになり、その結果、出力電圧波形が歪んでしまう。
Therefore, as compared with the conventional triangular wave comparison PWM control, even if the voltage command signal is large, it is less likely to be restricted by the minimum on-pulse width. However, if the voltage command signal is very large, the pulse width t narrower than the minimum on-pulse width t LMT
1 may be output. In such a case, the narrow pulse width t 1 as indicated is not output, and the minimum on-pulse width t 1
It is conceivable to output a fixed pulse to LMT ,
Then, the voltage command signal is equivalently distorted, and as a result, the output voltage waveform is distorted.

【0040】よって、このような場合には、tLMT −t
1 の期間は、許容値を越えて差分の積分を継続し、t
LMT になるとインバータ出力電圧を変更するようにす
る。この動作を図6を参照して説明する。
Therefore, in such a case, t LMT −t
In the period of 1 , the integration of the difference is continued beyond the allowable value and t
When it reaches LMT , the inverter output voltage is changed. This operation will be described with reference to FIG.

【0041】電圧指令信号VU * とフィードバックされ
たインバータ出力電圧EU ′との差分の積分値SU は、
時刻t1 になると正の許容値Aに達する。しかし、最小
オンパルス幅tLMT が確保されていないので、インバー
タ出力電圧を変更せずに積分を継続させる。
The integral value S U of the difference between the voltage command signal V U * and the fed-back inverter output voltage E U ′ is
At time t 1 , it reaches the positive allowable value A. However, since the minimum on-pulse width t LMT is not ensured, the integration is continued without changing the inverter output voltage.

【0042】そして、時刻tLMT になると、最小オンパ
ルス幅tLMT が確保されたので、インバータ出力電圧E
U は+Vdc/2を出力する。次に差分の積分値SU が負
の許容値−Aに達するまではインバータ出力電圧EU
+Vdc/2を出力する。
At time t LMT , the minimum on-pulse width t LMT is ensured, so that the inverter output voltage E
U outputs + V dc / 2. Next to the integrated value S U of the difference reaches the negative tolerance -A inverter output voltage E U outputs a + V dc / 2.

【0043】このようにして最小オンパルス幅tLMT
確保するまでは許容値を越えてもインバータ出力電圧を
切換えず、積分を継続させ、最小オンパルス幅を確保し
た時点でインバータ出力電圧を切換えることによって、
最小オンパルス幅を確保でき、かつ、許容値を越えた分
だけ次の許容値に達するまでの時間が長くなるため、パ
ルス幅をtLMT にしても波形が歪むことがない。
As described above, the inverter output voltage is not switched even if the allowable value is exceeded , the integration is continued until the minimum on-pulse width t LMT is secured, and the inverter output voltage is switched when the minimum on-pulse width is secured. ,
Since the minimum on-pulse width can be ensured and the time required to reach the next allowable value becomes longer by the amount exceeding the allowable value, the waveform is not distorted even if the pulse width is set to t LMT .

【0044】以上述べたように本発明の第1の実施の形
態の電力変換器では、出力する相電圧は±Vdc/2,0
の3段階とすることができ、結合リアクトルに流れるリ
アクトル電流を制限するようにスイッチングを行なうこ
とにより、中性点電流が流れず中性点電位変動が起こら
ない。
As described above, in the power converter according to the first embodiment of the present invention, the output phase voltage is ± V dc / 2,0
By performing switching so as to limit the reactor current flowing through the coupling reactor, the neutral point current does not flow and the neutral point potential does not fluctuate.

【0045】また、スイッチング素子の最小オンパルス
幅の制約を回避することができ、電力変換器の変調度も
ほぼ1.0 にすることができ、電力変換器の出力電圧を大
きくすることができる。
In addition, the limitation on the minimum on-pulse width of the switching element can be avoided, the degree of modulation of the power converter can be set to approximately 1.0, and the output voltage of the power converter can be increased.

【0046】更に電圧指令が大きいときには、変調周波
数が下がり、スイッチング回数を減らすことができるた
め、スイッチングに伴なう電力損失と発熱を低減するこ
とができる。
Further, when the voltage command is large, the modulation frequency is lowered, and the number of times of switching can be reduced, so that power loss and heat generation due to switching can be reduced.

【0047】次に本発明の第2の実施の形態について説
明する。図7は第2の実施の形態の電力変換器の制御装
置であり、第1の実施の形態と異なる点は、電圧指令変
換回路41が追加され、3相のうち1相の正負の最大とな
る前後の60°期間を固定し、他の2相は1相が固定され
ても正弦波状の線間電圧が得られるようにした点であ
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 shows a control device of the power converter according to the second embodiment, which is different from the first embodiment in that a voltage command conversion circuit 41 is added and the positive / negative maximum of one of three phases is obtained. The other two phases are fixed so that a sinusoidal line voltage can be obtained even if one phase is fixed.

【0048】図6に示した制御装置では、電流検出器 1
05u, 105v, 105wで検出された三相交流信号IU
V ,IW を二相交流信号Ia ,Ib に変換する3相−
2相変換回路20と、周波数f1 で回転する位相信号θ1
を発生させる位相信号発生回路21と、この位相信号発生
回路21からの位相信号θ1 を基に上記3相−2相変換回
路20からの二相交流信号Ia ,Ib を回転座標系の電流
信号Id ,Iq に変換する静止座標系−回転座標系変換
回路22と、この静止座標系−回転座標系変換回路22から
の電流信号Id ,Iq と電流指令値Id * , Iq * とを
基に電圧指令信号Vd * , Vq * を演算する電流制御回
路23と、この電流制御回路23からの電圧指令信号Vd
* ,Vq * を振幅指令信号Vr * と位相角θ3 に変換す
る回転座標系−極座標系変換回路24と、この回転座標系
−極座標系変換回路24からの振幅指令信号Vr * と位相
角θ3 を基に電圧指令信号VU * , VV * ,VW * を演
算する極座標系−静止座標系変換回路25と、この極座標
系−静止座標系変換回路25からの電圧指令信号VU *
V * ,VW * の内いずれか1相を固定しても他の2相
により電力変換器の線間電圧が正弘波になるように変換
した電圧指令信号VU2 * ,VV2 * ,VW2 * を出力する電
圧指令変換回路41と、この電圧指令変換回路41からの電
圧指令信号VU2 * ,VV2 * ,VW2 * とフィードバックし
たインバータ出力電圧EU ',EV ',EW 'との差分を
積分した値を基にインバータ出力電圧EU,EV ,EW
を求める誤差積分追従型PWM制御回路30と、結合リア
クトル 124u, 124v, 124wに流れるリアクトル電流
UC,IVC,IWCを正・負の所定値との比較を行なう比
較器31u,31v,31wと、上記誤差積分追従型PWM制
御回路30からのインバータ出力電圧EU ,EV ,EW
前記比較器31u,31v,31wの出力JU1,JV1,JW1
を基に電力変換器のスイッチング素子のゲート信号
U1,GV1,GW1,GX1,GY1,GZ1,GU2,GV2,G
W2,GX2,GY2,GZ2を発生させるパルス発生回路32と
からなる。ここでは図2と同一にものについては同一符
号を付し、説明を省略する。
In the control device shown in FIG. 6, the current detector 1
05u, 105v, 105w detected three-phase AC signal I U ,
I V, 3-phase for converting the I W biphasic AC signal I a, the I b -
Two-phase conversion circuit 20, the phase signal theta 1 which rotates at a frequency f 1
And the two-phase AC signals I a and I b from the three-phase to two-phase conversion circuit 20 based on the phase signal θ 1 from the phase signal generation circuit 21 based on the rotation coordinate system. current signal I d, the stationary coordinate system is converted into I q - the rotating coordinate system conversion circuit 22, the stationary coordinate system - current signal I d from the rotating coordinate system conversion circuit 22, I q and the current command value I d *, I q * and the voltage command signal based on V d *, a current control circuit 23 for calculating a V q *, the voltage command signal V d from the current control circuit 23
* , V q * to the amplitude command signal V r * and the phase angle θ 3 , a rotation coordinate system-polar coordinate system conversion circuit 24, and the amplitude command signal V r * from the rotation coordinate system-polar coordinate system conversion circuit 24 voltage command signal based on the phase angle θ 3 V U *, V V *, the polar coordinate system calculates a V W * - a stationary coordinate system conversion circuit 25, the polar coordinate system - the voltage command signal from the stationary coordinate system conversion circuit 25 V U * ,
Voltage command signals V U2 * , V V2 * , converted so that the line voltage of the power converter becomes positive by the other two phases even if one of V V * and V W * is fixed. a voltage command conversion circuit 41 to output a V W2 *, the voltage command signal V U2 * from the voltage command conversion circuit 41, V V2 *, V W2 * and feedback the inverter output voltage E U ', E V', E inverter output voltage based on the integrated value of the difference between W 'E U, E V, E W
, And comparators 31u, 31v, 31w for comparing reactor currents I UC , I VC , I WC flowing through coupling reactors 124u, 124v, 124w with predetermined positive and negative values. When the inverter output voltage E U from the error integrator tracking type PWM control circuit 30, E V, E W and the comparator 31u, 31v, 31w of the output J U1, J V1, J W1 and the power converter based on Gate signals G U1 , G V1 , G W1 , G X1 , G Y1 , G Z1 , G U2 , G V2 , G
It comprises a pulse generation circuit 32 for generating W2 , GX2 , GY2 , GZ2 . Here, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0049】図8は電圧指令変換回路41の作用を示す波
形図である。図8(a)は、極座標系−静止座標系変換
回路25からの電圧指令信号VU * ,VV * ,VW * であ
る。
FIG. 8 is a waveform diagram showing the operation of the voltage command conversion circuit 41. 8 (a) is the polar coordinate system - voltage command signal V U from stationary coordinate system conversion circuit 25 *, V V *, a V W *.

【0050】電圧指令変換回路41は、図8(b)のよう
に電圧指令信号VU * ,VV * ,VW * が正のピーク値
をとる前後の60°期間は+Vdc/2に固定し、負のピー
ク値をとる前後の60°期間は−Vdc/2に固定する。
As shown in FIG. 8B, the voltage command conversion circuit 41 converts the voltage command signals VU * , VV * , VW * to + V dc / 2 during the 60 ° period before and after they take positive peak values. It is fixed, and is fixed to -Vdc / 2 during the 60-degree period before and after the negative peak value is obtained.

【0051】固定されない他の2相は電力変換器の線間
電圧が正弦波で、かつ、電圧指令信号VU * ,VV *
W * で得られる2/31/2 倍の線間電圧を得る電圧指
令信号VU2 * ,VV2 * ,VW2 * に変換される。例えばU
相が+Vdc/2に固定されると次のように変換される。
In the other two phases which are not fixed, the line voltage of the power converter is a sine wave, and the voltage command signals V U * , V V * ,
V W voltage command signal V U2 * to obtain 2/3 1/2 times the line voltage obtained at *, V V2 *, is converted to V W2 *. For example, U
When the phase is fixed at + V dc / 2, the following conversion is performed.

【0052】[0052]

【数11】 [Equation 11]

【0053】V相、W相が固定されたときも同様の変換
を行うことによって、図8(c)のように変換される。
このようにして変換された電圧指令信号VU2 * ,V
V2 * ,VW2 * を用いて制御することによって、第2の実
施の形態の電力変換器では、出力する相電圧は±Vdc
2,0の3段階とすることができ、結合リアクトルに流
れるリアクトル電流を制限するようにスイッチングを行
なうことにより、中性点電流が流れず中性点電位変動が
起こらない。
When the V-phase and the W-phase are fixed, the same conversion is performed as shown in FIG. 8C.
The voltage command signals V U2 * , V thus converted
By controlling using V2 * and VW2 * , in the power converter according to the second embodiment, the output phase voltage is ± Vdc /
The switching can be performed so as to limit the reactor current flowing through the coupling reactor, so that the neutral point current does not flow and the neutral point potential does not fluctuate.

【0054】また、スイッチング素子の最小オンパルス
幅の制約を回避することができ、電力変換器の変調度も
ほぼ1.0 にすることができ、また、電力変換器の出力線
間電圧のピーク値をγVdc(但し、γは変調度)にする
ことができるため、電力変換器の出力電圧を大きくする
ことができる。
Further, it is possible to avoid the limitation of the minimum on-pulse width of the switching element, to make the modulation degree of the power converter almost 1.0, and to set the peak value of the output line voltage of the power converter to γV dc (where γ is the degree of modulation), the output voltage of the power converter can be increased.

【0055】更に電圧指令が大きいときには、変調周波
数が下がり、スイッチング回数を減らすことができるた
め、スイッチングに伴なう電力損失と発熱を低減するこ
とができる。
Further, when the voltage command is large, the modulation frequency is lowered, and the number of times of switching can be reduced, so that power loss and heat generation accompanying switching can be reduced.

【0056】また、電圧指令信号が全体の1/3の期間
は正又は負に固定されているため、この期間はスイッチ
ングが行なわれず、スイッチングに伴なう電力損失と発
熱を低減することができる。
Further, since the voltage command signal is fixed to positive or negative for one third of the entire period, no switching is performed during this period, and power loss and heat generation accompanying the switching can be reduced. .

【0057】次に本発明の第3の実施の形態について説
明する。図9は、第3の実施の形態の電力変換器の制御
装置であり、第1の実施の形態と異なる点は、極座標系
−静止座標系変換回路25のかわりに、バイアス演算回路
45と極座標系−静止座標系変換回路46とが設けられた点
である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 shows a control device for a power converter according to the third embodiment. The difference from the first embodiment is that a bias operation circuit is used instead of the polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 25.
45 and a polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 46.

【0058】図9に示した制御装置では、電流検出器 1
05u, 105v, 105wで検出された三相交流信号IU
V ,IW を二相交流信号Ia ,Ib に変換する3相−
2相変換回路20と、周波数f1 で回転する位相信号θ1
を発生させる位相信号発生回路21と、この位相信号発生
回路21からの位相信号θ1 を基に上記3相−2相変換回
路20からの二相交流信号Ia ,Ib を回転座標系の電流
信号Id ,Iq に変換する静止座標系−回転座標系変換
回路22と、この静止座標系−回転座標系変換回路22から
の電流信号Id ,Iq と電流指令値Id * ,Iq * とを
基に電圧指令信号Vd * ,Vq * を演算する電流制御回
路23と、この電流制御回路23からの電圧指令信号Vd
* ,Vq * を振幅指令信号Vr * と位相角θ3 に変換す
る回転座標系−極座標系変換回路24と、この回転座標系
−極座標系変換回路24からの位相角θ3 を基にバイアス
成分Vbiasを求めるバイアス演算回路45と、上記回転座
標系−極座標系変換回路24からの振幅指令信号Vr *
位相角θ3 とバイアス演算回路45からのバイアス成分V
biasとを基に電圧指令信号VU2 * ,VV2 * ,VW2 * を演
算する極座標系−静止座標系変換回路46と、この極座標
系−静止座標系変換回路46からの電圧指令信号VU2 *
V2 * ,VW2 * とフィードバックしたインバータ出力電
圧EU ′,EV ′,EW ′との差分を積分した値を基に
インバータ出力電圧EU ,EV ,EW を求める誤差積分
追従型PWM制御回路30と、結合リアクトル 124u, 1
24v,124 wの両端電圧を積分してリアクトル電流
UC,IVC,IWCを求める積分器47u,47v,47wと、
この積分器47u,47v,47wからのリアクトル電流
UC,IVC,IWCを正・負の所定値との比較を行なう比
較器31u,31v,31wと、上記誤差積分追従型PWM制
御回路30からのインバータ出力電圧EU ,EV ,EW
と、前記比較器31u,31v,31wの出力JU1,JV1,J
W1とを基に電力変換器のスイッチング素子のゲート信号
U1,GV1,GW1,GX1,GY1,GZ1,GU2,GV2,G
W2,GX2,GY2,GZ2を発生させるパルス発生回路32と
からなる。ここでは図2と同一にものについては同一符
号を付し、説明を省略する。
In the control device shown in FIG. 9, the current detector 1
05u, 105v, 105w detected three-phase AC signal I U ,
I V, 3-phase for converting the I W biphasic AC signal I a, the I b -
Two-phase conversion circuit 20, the phase signal theta 1 which rotates at a frequency f 1
And the two-phase AC signals I a and I b from the three-phase to two-phase conversion circuit 20 based on the phase signal θ 1 from the phase signal generation circuit 21 based on the rotation coordinate system. current signal I d, the stationary coordinate system is converted into I q - the rotating coordinate system conversion circuit 22, the stationary coordinate system - current signal I d from the rotating coordinate system conversion circuit 22, I q and the current command value I d *, I q * and the voltage command signal based on V d *, a current control circuit 23 for calculating a V q *, the voltage command signal V d from the current control circuit 23
* , V q * to the amplitude command signal V r * and the phase angle θ 3 , a rotation coordinate system-polar coordinate system conversion circuit 24, and a phase angle θ 3 from the rotation coordinate system-polar coordinate system conversion circuit 24. A bias operation circuit 45 for obtaining a bias component V bias ; an amplitude command signal V r * , a phase angle θ 3 from the rotational coordinate system-polar coordinate system conversion circuit 24; and a bias component V from the bias operation circuit 45.
voltage command signal based on the bias V U2 *, V V2 * , polar coordinate system calculates the V W2 * - a stationary coordinate system conversion circuit 46, the polar coordinate system - voltage command signal V U2 from stationary coordinate system conversion circuit 46 * ,
V V2 *, V W2 * and feedback the inverter output voltage E U ', E V', error integrator follow to obtain E W 'inverter output voltage based on the integrated value of the difference between E U, E V, the E W Type PWM control circuit 30 and coupling reactor 124u, 1
Integrators 47u, 47v, and 47w that obtain reactor currents I UC , I VC , and I WC by integrating voltages between both ends of the 24 v and 124 w;
The comparators 31u, 31v, 31w for comparing the reactor currents I UC , I VC , I WC from the integrators 47u, 47v, 47w with predetermined positive and negative values, and the error integration tracking type PWM control circuit 30 inverter output voltage from the E U, E V, E W
And outputs J U1 , J V1 and J V of the comparators 31u, 31v and 31w.
On the basis of W1 , the gate signals G U1 , G V1 , G W1 , G X1 , G Y1 , G Z1 , G U2 , G V2 , G of the switching elements of the power converter.
It comprises a pulse generation circuit 32 for generating W2 , GX2 , GY2 , GZ2 . Here, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0059】図10はバイアス演算回路45と極座標系−静
止座標系変換回路46との作用を示す波形図である。バイ
アス演算回路45は回転座標系−極座標系変換回路24から
の位相角θ3 を入力とし、以下の演算により、バイアス
成分Vbiasを求める。
FIG. 10 is a waveform diagram showing the operation of the bias operation circuit 45 and the polar coordinate-stationary coordinate system conversion circuit 46. The bias calculation circuit 45 receives the phase angle θ 3 from the rotation coordinate system-polar coordinate system conversion circuit 24 as input, and obtains a bias component V bias by the following calculation.

【0060】[0060]

【数12】 (Equation 12)

【0061】このようにして60°周期のバイアス成分V
biasが求まる。極座標系−静止座標系変換回路46は、回
転座標系−極座標系変換回路24からの振幅指令信号Vr
* と位相角θ3 とバイアス演算回路45からのバイアス成
分Vbiasとを入力とし、以下の演算により電圧指令信号
U2 * ,VV2 * ,VW2 * を求める。
In this manner, the bias component V having a 60 ° cycle
Bias is found. Polar coordinate system - stationary coordinate system conversion circuit 46, the rotating coordinate system - amplitude command signal V r from the polar coordinate system conversion circuit 24
With * , the phase angle θ 3, and the bias component V bias from the bias calculation circuit 45 as inputs, voltage command signals V U2 * , V V2 * , V W2 * are obtained by the following calculation.

【0062】[0062]

【数13】 積分器47uは給合リアクトル 124uの両端電圧EUCを求
める。
(Equation 13) The integrator 47u obtains a voltage E UC between both ends of the supply reactor 124u.

【0063】[0063]

【数14】 同様に積分器47v,47wはリアクトル電流(横流)
VC,IWCを求める。このようにして変換された電圧指
令信号VU2 * ,VV2 * ,VW2 * を用いて制御することに
よって、第2の実施の形態の電力変換器では、出力する
相電圧は±Vdc/2,0の3段階とすることができ、結
合リアクトルに流れるリアクトル電流を制限するように
スイッチングを行なうことにより、中性点電流が流れず
中性点電位変動が起こらない。
[Equation 14] Similarly, the integrators 47v and 47w provide a reactor current (cross current).
Find I VC and I WC . By controlling using the voltage command signals V U2 * , V V2 * , V W2 * converted in this way, in the power converter according to the second embodiment, the output phase voltage is ± V dc / The switching can be performed so as to limit the reactor current flowing through the coupling reactor, so that the neutral point current does not flow and the neutral point potential does not fluctuate.

【0064】また、スイッチング素子の最小オンパルス
幅の制約を回避することができ、電力変換器の変調度も
ほぼ 1.0にすることができ、また、電力変換器の出力線
間電圧のピーク値をγVdc(但し、γは変調度)にする
ことができるため、電力変換器の出力電圧を大きくする
ことができる。
Further, the limitation on the minimum on-pulse width of the switching element can be avoided, the modulation degree of the power converter can be set to approximately 1.0, and the peak value of the output line voltage of the power converter is set to γV dc (where γ is the degree of modulation), the output voltage of the power converter can be increased.

【0065】更に電圧指令が大きいときには、変調周波
数が下がり、スイッチング回数を減らすことができるた
め、スイッチングに伴なう電力損失と発熱を低減するこ
とができる。
Further, when the voltage command is large, the modulation frequency is lowered, and the number of times of switching can be reduced, so that power loss and heat generation accompanying switching can be reduced.

【0066】次に本発明の第4の実施の形態について説
明する。図11は、本発明の第4の実施の形態の主回路構
成であり、スイッチング素子 151u, 152u, 151v,
152v, 151w, 152w, 151x, 152x, 151y, 1
52y, 151z, 152zと、スイッチング素子に逆並列接
続されたダイオード 153u, 154u, 153v, 154v,
153w, 154w, 153x, 154x, 153y, 154y, 1
53z, 154zと、ホイーリングダイオード 155u, 155
v, 155w, 155x, 155y, 155zとからなる第1の
NPCインバータ 150と、スイッチング素子 161u, 1
62u, 161v, 162v, 161w, 162w, 161x, 162
x, 161y, 162y, 161z, 162zとスイッチング素
子に逆並列接続されたダイオード 163u, 164u, 163
v, 164v, 163w, 164w, 163x, 164x, 163
y, 164y, 163z, 164zと、ホイーリングダイオー
ド 165u, 165v, 165w, 165x, 165y, 165zと
からなる第2のNPCインバータ 160と、第1と第2の
NPCインバータの各相同士を接続する結合リアクトル
124u, 124v, 124wと、第1と第2のNPCインバ
ータの直流側に接続された直流コンデンサ 125P, 125
Nと、直流コンデンサ 125P, 125Nに電力を供給する
直流電源とからなり、結合リアクトルの中性点に負荷が
接続されている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 shows a main circuit configuration of a fourth embodiment of the present invention, in which switching elements 151u, 152u, 151v,
152v, 151w, 152w, 151x, 152x, 151y, 1
52y, 151z, 152z and diodes 153u, 154u, 153v, 154v,
153w, 154w, 153x, 154x, 153y, 154y, 1
53z, 154z and wheeling diodes 155u, 155
v, 155w, 155x, 155y, 155z, and a switching element 161u, 1
62u, 161v, 162v, 161w, 162w, 161x, 162
x, 161y, 162y, 161z, 162z and diodes 163u, 164u, 163 connected in anti-parallel to the switching elements.
v, 164v, 163w, 164w, 163x, 164x, 163
y, 164y, 163z, 164z, a second NPC inverter 160 comprising wheeling diodes 165u, 165v, 165w, 165x, 165y, 165z, and a connection for connecting the respective phases of the first and second NPC inverters. Reactor
124u, 124v, 124w, and DC capacitors 125P, 125P connected to the DC side of the first and second NPC inverters.
N, and a DC power supply for supplying power to the DC capacitors 125P and 125N. A load is connected to the neutral point of the coupling reactor.

【0067】図12は、図10に示した回路の制御装置のブ
ロック図である。図12に示した制御装置では、電流検出
器 105u, 105v, 105wで検出された三相交流信号I
U ,IV ,IW を二相交流信号Ia ,Ib に変換する3
相−2相変換回路20と、周波数f1 で回転する位相信号
θ1 を発生させる位相信号発生回路21と、この位相信号
発生回路21からの位相信号θ1 を基に上記3相−2相変
換回路20からの二相交流信号Ia ,Ib を回転インバー
タの電流信号Id ,Iq に変換する静止座標系−回転座
標系変換回路22と、この静止座標系−回転座標系変換回
路22からの電流信号Id ,Iq と電流指令値Id * ,I
q * とを基に電圧指令信号Vd * ,Vq * を演算する電
流制御回路23と、この電流制御回路23からの電圧指令信
号Vd * ,Vq * を振幅指令信号Vr * と位相角θ3
変換する回転座標系−極座標系変換回路24と、この回転
座標系−極座標系変換回路24からの振幅指令信号Vr *
と位相角θ3 を基に電圧指令信号VU * ,VV * ,VW
* を演算する極座標系−静止座標系変換回路25と、この
極座標系−静止座標系変換回路25からの電圧指令信号V
U * ,VV * ,VW * とフィードバックしたインバータ
出力電圧EU ′,EV ′,EW ′との差分を積分した値
を基にインバータ出力電圧EU ,EV ,EW を求める誤
差積分追従型PWM制御回路50と、結合リアクトル 124
u, 124v, 124wに流れるリアクトル電流IUC
VC,IWCを正・負の所定値との比較を行なう比較器31
u,31v,31wと、上記誤差積分追従型PWM制御回路
50からのインバータ出力電圧EU ,EV ,EW と前記比
較器31u,31v,31wの出力JU1,JV1,JW1とを基に
電力変換器のスイッチング素子のゲート信号GU1
V1,GW1,GX1,GY1,GZ1,GU2,GV2,GW2,G
X2,GY2,GZ2を発生させるゲートパルス発生回路52と
からなる。ここでは図2と同一にものについては同一符
号を付し説明を省略する。
FIG. 12 is a block diagram of a control device of the circuit shown in FIG. In the control device shown in FIG. 12, the three-phase AC signal I detected by the current detectors 105u, 105v, and 105w is used.
U , I V , I W are converted into two-phase AC signals I a , I b 3
Phase and two-phase conversion circuit 20, a phase signal generating circuit 21 for generating a phase signal theta 1 which rotates at a frequency f 1, the three-phase to two-phase phase signal theta 1 from the phase signal generating circuit 21 based on two-phase AC signals I a from the conversion circuit 20, the stationary coordinate system converts the I b current signal I d of the rotary inverter, the I q - the rotating coordinate system conversion circuit 22, the stationary coordinate system - rotating coordinate system conversion circuit current signal I d from 22, I q and the current command value I d *, I
q * and the voltage based on the command signal V d *, a current control circuit 23 for calculating a V q *, the voltage command signal V d * from the current control circuit 23, a V q * and amplitude command signal V r * A rotation coordinate system-polar coordinate system conversion circuit 24 for converting the phase angle θ 3 into an angle, and an amplitude command signal V r * from the rotation coordinate system-polar coordinate system conversion circuit 24
Voltage command signal based on the phase angle theta 3 and V U *, V V *, V W
* To calculate the polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 25 and the voltage command signal V from the polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 25
U *, V V *, V W * and feedback the inverter output voltage E U ', E V', obtaining E W 'inverter output voltage based on the integrated value of the difference between E U, E V, the E W The error integral tracking type PWM control circuit 50 and the coupling reactor 124
u, 124v, 124w, reactor current I UC ,
Comparator 31 for comparing I VC and I WC with predetermined positive and negative values
u, 31v, 31w and the error integral tracking type PWM control circuit
Inverter output voltage E U from 50, E V, E W and the comparator 31u, 31v, output of 31w J U1, J V1, J W1 and the gate signal of the switching elements of the power converter based on G U1,
G V1 , G W1 , G X1 , G Y1 , G Z1 , G U2 , G V2 , G W2 , G
And a gate pulse generating circuit 52 for generating X2 , GY2 , and GZ2 . Here, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0068】誤差積分追従型PWM制御回路50について
図13を参照して説明する。ここではU相についてのみ示
すがV相、W相も同様の構成になっている。誤差積分追
従型PWM制御回路50は、極座標系−静止座標系変換回
路25からの電圧指令信号と零との比較を行う比較器52
と、極座標系−静止座標系変換回路25からの電圧指令信
号とフィードバックしたインバータ出力電圧との差分を
積分する積分回路36と、積分回路36からの出力と正の所
定値との比較を行う比較器37と、積分回路36からの出力
と負の所定値との比較を行う比較器38と、比較器37の出
力と比較器38の出力との和と比較器52の出力とを基にイ
ンバータ出力電圧を求める出力電圧設定回路53とからな
る。比較器52は、極座標系−静止座標系変換回路25から
の電圧指令値VU * と0、±Vdc/4とを比較しV1U
出力する。
The error integral tracking type PWM control circuit 50 will be described with reference to FIG. Here, only the U phase is shown, but the V phase and the W phase have the same configuration. The error integration tracking type PWM control circuit 50 includes a comparator 52 for comparing the voltage command signal from the polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 25 with zero.
And an integration circuit 36 for integrating the difference between the voltage command signal from the polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 25 and the inverter output voltage fed back, and a comparison for comparing the output from the integration circuit 36 with a predetermined positive value. A comparator 37 for comparing the output from the integrating circuit 36 with a predetermined negative value; and an inverter based on the sum of the output of the comparator 37 and the output of the comparator 38 and the output of the comparator 52. And an output voltage setting circuit 53 for obtaining an output voltage. The comparator 52 compares the voltage command value VU * from the polar coordinate system-stationary coordinate system conversion circuit 25 with 0 and ± Vdc / 4 and outputs V1U .

【0069】[0069]

【数15】 (Equation 15)

【0070】積分回路36は、極座標系−静止座標系変換
回路25からの電圧指令信号VU * とフィードバックした
インバータ出力電圧EU ′との差分を積分して積分量S
U を求める。
The integrating circuit 36 integrates the difference between the voltage command signal V U * from the polar coordinate system-stationary coordinate system converting circuit 25 and the fed-back inverter output voltage EU 'to integrate the difference S.
Ask for U.

【0071】[0071]

【数16】SU =∫(VU * −EU ′)dt 比較器37は、積分回路36からの積分量SU と正の所定値
Aとを比較し、SU >Aならば+1を出力し、SU ≦A
ならば0を出力する。
S U = 16 (V U * −E U ′) dt The comparator 37 compares the integration amount S U from the integration circuit 36 with a predetermined positive value A. If S U > A, +1 And S U ≦ A
If so, 0 is output.

【0072】比較器38は、積分回路36からの積分量SU
と負の所定値−Aとを比較し、SU<−Aならば−1を
出力し、SU ≧−Aならば0を出力する。出力電圧設定
回路53は、まず比較器37の出力と比較器38の出力との和
U を基に次のようにV2uを求める。
The comparator 38 calculates the integral S U from the integrating circuit 36.
Is compared with a predetermined negative value -A. If S U <-A, -1 is output, and if S U ≥-A, 0 is output. First, the output voltage setting circuit 53 obtains V 2u based on the sum N U of the output of the comparator 37 and the output of the comparator 38 as follows.

【0073】NU =+1のとき V2U=0 NU =0のとき V2Uは前回出力した値 NU =−1のとき V2U=−Vdc/4 そして、比較器35からのV1Uと先に求めたV2Uとを加算
してインバータ出力電圧EU として出力する。
When N U = + 1, V 2U = 0 When N U = 0, V 2U is the previously output value when N U = −1, V 2U = −V dc / 4, and V 1U from the comparator 35 by adding the V 2U previously obtained and output as the inverter output voltage E U.

【0074】また、比較器31uは結合リアクトル 124u
を流れるリアクトル電流IUCとリアクトルの横流の許容
値である正・負の所定値±Bとを比較し出力JU1を出力
する。
The comparator 31u is connected to the coupling reactor 124u.
And outputs the reactor current I UC are compared with the predetermined value ± B an allowable value of the lateral flow is positive and negative reactor output J U1 flowing.

【0075】IUC>+Bのとき JU1=0 IUC<−Bのとき JU1=1 −B≦IUC≦+Bのとき JU1は前回出力した値 ゲートパルス発生回路51は誤差積分追従型PWM制御回
路50からのインバータ出力電圧と比較器31uからの出力
U1を基に図14に示すゲート信号GU1,GU2,GX1,G
X2,GU3,GU4,GX3,GX4を出力する。
When I UC > + B, J U1 = 0 When I UC <−B, J U1 = 1 When −B ≦ I UC ≤ + B, J U1 is the previously output value. Based on the inverter output voltage from the PWM control circuit 50 and the output J U1 from the comparator 31u, the gate signals G U1 , G U2 , G X1 , G shown in FIG.
X2 , GU3 , GU4 , GX3 , and GX4 are output.

【0076】本発明の第4の実施の形態では出力する相
電圧は±Vdc/2、±Vdc/4,0の5段階とすること
ができ、高調波を低減できる。また、スイッチング素子
の最小オンパルス幅の制約を回避することができ、電力
変換器の変調度をほぼ1.0 にすることができ、電力変換
器の出力電圧を大きくすることができる。
In the fourth embodiment of the present invention, the output phase voltages can be set in five stages of ± V dc / 2, ± V dc / 4, 0, and the harmonics can be reduced. Further, it is possible to avoid the restriction on the minimum on-pulse width of the switching element, to make the degree of modulation of the power converter approximately 1.0, and to increase the output voltage of the power converter.

【0077】更に電圧指令が大きいときには、変調周波
数が下がり、スイッチング回数を減らすことができるた
め、スイッチングに伴なう電力損失と発熱を低減するこ
とができる。
Further, when the voltage command is large, the modulation frequency is lowered, and the number of times of switching can be reduced, so that power loss and heat generation due to switching can be reduced.

【0078】ここでは示さないが、第4の実施の形態に
第2、第3の実施の形態の電圧指令変換回路、バイアス
演算回路を適用してもかまわない。次に第5の実施の形
態について説明する。
Although not shown here, the voltage command conversion circuit and the bias operation circuit of the second and third embodiments may be applied to the fourth embodiment. Next, a fifth embodiment will be described.

【0079】図15は、可変速揚水発電システムの概略図
である。可変速揚水発電システムは、系統に主変圧器15
1 を介して一次巻線が接続された巻線型誘導発電機152
と、この巻線型誘導発電機の二次巻線に励磁電流を供給
する第1と第2の電力変換器153 ,154 と、第1と第2
の電力変換器153 と154とを結合する結合リアクトル
155u, 155v, 155wと、第1と第2の電力変換
器の直流側に設けられた直流コンデンサ 156と、直流コ
ンデンサ156 に電力を供給する直流電源157 と、巻線型
誘導発電機152 の一次側の位相を検出する第1の位相検
出器 158と、巻線型誘導発電機152 の二次側の位相を検
出する第2の位相検出器159 と、巻線型誘導発電機152
の二次側の電流を検出する電流検出器160u, 160v,
160wと、第1の位相検出器 158の出力と第2の位相検
出器159 の出力の差と電流検出器 160u, 160v, 160
wの出力とを基に第1、第2の電力変換器を制御する制
御回路とからなる。
FIG. 15 is a schematic diagram of a variable speed pumped storage power generation system. The variable speed pumped storage power generation system has a main transformer 15
1 is connected to the primary winding via a winding type induction generator 152
And first and second power converters 153 and 154 for supplying an exciting current to a secondary winding of the wound induction generator, and first and second power converters.
Reactors 155u, 155v, 155w for coupling the power converters 153 and 154, a DC capacitor 156 provided on the DC side of the first and second power converters, and a DC for supplying power to the DC capacitor 156. A power supply 157, a first phase detector 158 for detecting the phase on the primary side of the wound induction generator 152, and a second phase detector 159 for detecting the phase on the secondary side of the wound induction generator 152; , Winding type induction generator 152
Current detectors 160u, 160v, which detect the current on the secondary side of
160w, the difference between the output of the first phase detector 158 and the output of the second phase detector 159, and the current detectors 160u, 160v, 160
and a control circuit for controlling the first and second power converters based on the output of w.

【0080】この可変速揚水発電システムを構成する電
力変換器に第1の実施の形態乃至第4の実施の形態のい
ずれかを適用することにより、本システムにおいても同
様の効果を得ることができる。
By applying any of the first to fourth embodiments to the power converter constituting this variable speed pumped storage power generation system, a similar effect can be obtained in the present system. .

【0081】[0081]

【0082】[0082]

【発明の効果】 本発明の請求項記載の電力変換装置で
は、電圧指令信号と直前の電力変換器の出力相電圧との
差分の積分値を基に電力変換装置の出力相電圧を求め制
御することによって、出力相電圧を多レベルにすること
ができ、また、中性点変動を少なくすることができ、更
に、変調度をほぼ1にすることができる。
In the power converter according to the first aspect of the present invention, the output phase voltage of the power converter is obtained and controlled based on the integrated value of the difference between the voltage command signal and the output phase voltage of the immediately preceding power converter. By doing so, the output phase voltage can be made multi-level, the neutral point fluctuation can be reduced, and the modulation degree can be made approximately one.

【0083】本発明の請求項記載の電力変換装置で
は、第1の電圧指令信号のうち1相の正負の最大となる
前後の60°期間を正負の最大値に固定し他の2相を線間
電圧が正弦波になるように変換した第2の電圧指令信号
と直前の電力変換装置の出力相電圧との差分の積分値が
基に電力変換器の出力相電圧を求め制御することによっ
て、出力相電圧を多レベルにすることができ、また、中
性点変動を少なくすることができ、更に、変調度をほぼ
1にすることができ、また、電圧指令が固定された1/
3の期間はスイッチングが行なわれず、電力損失と発熱
を低減することができ、更に、出力線間電圧のピーク値
をγVdcにすることができる。
In the power converter according to claim 2 of the present invention, the 60 ° period before and after the maximum of one phase of the first voltage command signal is fixed to the maximum value of the positive and negative, and the other two phases are fixed. By obtaining and controlling the output phase voltage of the power converter based on the integrated value of the difference between the second voltage command signal converted so that the line voltage becomes a sine wave and the output phase voltage of the power converter immediately before, , The output phase voltage can be multi-level, the neutral point fluctuation can be reduced, the modulation factor can be made almost 1, and the voltage command is fixed to 1 /
No switching is performed during the period 3, power loss and heat generation can be reduced, and the peak value of the output line voltage can be set to γVdc.

【0084】本発明の請求項記載の電力変換装置で
は、第1の電圧指令信号を電力変換装置の周波数の3倍
の周波数で変化するバイアス成分で補正した第2の電圧
指令信号と直前の電力変換装置の出力相電圧との差分の
積分値を基に電力変換装置の相電圧を求め制御すること
によって、出力相電圧を多レベルにすることができ、ま
た、中性点変動を少なくすることができ、更に、変調度
をほぼ1にすることができ、また、出力線間電圧のピー
ク値をγVdcにすることができる。
In the power converter according to a third aspect of the present invention, the second voltage command signal obtained by correcting the first voltage command signal with a bias component that changes at a frequency three times the frequency of the power converter is used. By obtaining and controlling the phase voltage of the power converter based on the integrated value of the difference from the output phase voltage of the power converter, the output phase voltage can be multi-level and the neutral point fluctuation can be reduced. Further, the degree of modulation can be set to approximately 1, and the peak value of the output line voltage can be set to γVdc.

【0085】本発明の請求項記載の電力変換装置で
は、第1と第2の電力変換器を三相ブリッジインバータ
とすることによって、出力相電圧を3レベルにすること
ができ、また、中性点変動を少なくすることができる。
In the power converter according to the fourth aspect of the present invention, the first and second power converters are three-phase bridge inverters, so that the output phase voltage can be set to three levels. Gender point fluctuation can be reduced.

【0086】本発明の請求項記載の電力変換装置で
は、第1と第2の電力変換器をNPCインバータとする
ことによって、出力相電圧を5レベルにすることがで
き、また、中性点変動を少なくすることができる。本発
明の請求項記載の電力変換装置では、リアクトルに流
れる電流を電圧から求めることができる。
In the power converter according to the fifth aspect of the present invention, the first and second power converters are NPC inverters, so that the output phase voltage can be set to five levels, and the neutral point Fluctuations can be reduced. In the power converter according to claim 6 of the present invention, the current flowing through the reactor can be obtained from the voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の主回路構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a main circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の制御装置のブロッ
ク図。
FIG. 2 is a block diagram of a control device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態の誤差積分追従型P
WM制御回路のブロック図。
FIG. 3 shows an error integration tracking type P according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a WM control circuit.

【図4】本発明の第1の実施の形態のゲート信号を表す
図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a gate signal according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施の形態のゲート信号生成の
動作波形図。
FIG. 5 is an operation waveform diagram of gate signal generation according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施の形態の最小オンパルス幅
確保の動作波形図。
FIG. 6 is an operation waveform diagram for ensuring a minimum on-pulse width according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施の形態の制御装置のブロッ
ク図。
FIG. 7 is a block diagram of a control device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】電圧指令変換回路の動作説明図。FIG. 8 is an operation explanatory diagram of the voltage command conversion circuit.

【図9】本発明の第3の実施の形態の制御装置のブロッ
ク図。
FIG. 9 is a block diagram of a control device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】バイアス補正回路の動作説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation of the bias correction circuit.

【図11】本発明の第4の実施の形態の主回路構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a main circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第4の実施の形態の制御装置のブロ
ック図。
FIG. 12 is a block diagram of a control device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第4の実施の形態の誤差積分追従型
PWM制御回路のブロック図。
FIG. 13 is a block diagram of an error integration tracking type PWM control circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第4の実施の形態のゲート信号を表
す図。
FIG. 14 is a diagram illustrating a gate signal according to the fourth embodiment of the present invention.

【図15】可変速揚水発電システムの概略図。FIG. 15 is a schematic diagram of a variable-speed pumped-storage power generation system.

【図16】NPCインバータの主回路構成図。FIG. 16 is a main circuit configuration diagram of an NPC inverter.

【図17】NPCインバータの制御装置のブロック図。FIG. 17 is a block diagram of a control device of the NPC inverter.

【図18】三角波比較の波形図。FIG. 18 is a waveform chart of a triangular wave comparison.

【図19】NPCインバータの動作波形図。FIG. 19 is an operation waveform diagram of the NPC inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30,50…誤差積分追従型PWM制御回路 31u,31v,31w…比較器 32,51…ゲートパルス発生回路 41…電圧指令変換回路 45…バイアス演算回路 47u,47v,47w…積分器 110 ,111 …三相ブリッジインバータ 124u,124 v,124 w…結合リアクトル 150 ,160 …NPCインバータ 30, 50 ... error integration following PWM control circuit 31u, 31v, 31w ... comparator 32, 51 ... gate pulse generation circuit 41 ... voltage command conversion circuit 45 ... bias operation circuit 47u, 47v, 47w ... integrator 110, 111 ... Three-phase bridge inverter 124u, 124v, 124w ... coupled reactor 150, 160 ... NPC inverter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/48 H02M 7/5387 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/48 H02M 7/5387

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 直流を交流に変換する第1の電力変換器
と、直流を交流に変換する第2の電力変換器と、第1と
第2の電力変換器の直流側に設けられた第1と第2の電
力変換器に直流電力を供給する電圧源と、第1と第2の
電力変換器の各相同士を接続しその中性点に負荷が接続
されたリアクトルと、前記リアクトルに流れる電流を検
出するリアクトル電流検出手段と、負荷電流を検出する
負荷電流検出手段と、前記負荷電流と前記電流指令値と
前記位相信号とを基に電圧指令信号を演算する電圧指令
演算手段と、前記電圧指令信号と直前の電力変換装置の
出力相電圧との差分の積分値を基に電力変換装置の出力
相電圧を求める誤差積分追従型PWM制御手段と、前記
リアクトルに流れる電流と予め設定された所定値との比
較を行う比較手段と、前記誤差積分追従型PWM制御手
段からの出力相電圧と前記比較手段からの出力とを基に
前記第1と第2の電力変換器のゲート信号を発生させる
ゲートパルス発生手段とから成ることを特徴とする電力
変換装置。
1. A first power converter for converting DC to AC, a second power converter for converting DC to AC, and a first power converter provided on a DC side of the first and second power converters. A voltage source that supplies DC power to the first and second power converters, a reactor that connects the respective phases of the first and second power converters, and a load whose neutral point is connected to the reactor, Reactor current detecting means for detecting a flowing current, load current detecting means for detecting a load current, and the load current and the current command value;
A voltage command for calculating a voltage command signal based on the phase signal
Calculating means, the voltage command signal and the immediately preceding power converter
The output of the power converter based on the integrated value of the difference from the output phase voltage
An error integral tracking type PWM control means for obtaining a phase voltage;
Ratio of the current flowing through the reactor to a predetermined value
Comparison means for comparing the error integral following type PWM control means
Based on the output phase voltage from the stage and the output from the comparing means
Generating gate signals for the first and second power converters
Electric power characterized by comprising gate pulse generating means
Conversion device.
【請求項2】 直流を交流に変換する第1の電力変換器
と、直流を交流に変換する第2の電力変換器と、第1と
第2の電力変換器の直流側に設けられた第1と第2の電
力変換器に直流電力を供給する電圧源と、第1と第2の
電力変換器の各相同士を接続しその中性点に負荷が接続
されたリアクトルと、前記リアクトルに流れる電流を検
出するリアクトル電流検出手段と、負荷電流を検出する
負荷電流検出手段と、前記負荷電流と前記電流指令値と
前記位相信号とを基に第1の電圧指令信号を演算する電
圧指令演算手段と、前記電圧指令演算手段からの第1の
電圧指令信号のうち1相の正負の最大となる前後の60°
期間を正負の最大値に固定し他の2相を線間電圧が正弦
波になるように変換した第2の電圧指令信号を求める電
圧指令変換手段と、前記第2の電圧指令信号と直前の電
力変換装置の出力相電圧との差分の積分値を基に電力変
換装置の出力相電圧を求める誤差積分追従型PWM制御
手段と、前記リアクトルに流れる電流と予め設定された
所定値との比較を行う比較手段と、前記誤差積分追従型
PWM制御手段からの出力相電圧と前記比較手段からの
出力とを基に前記第1と第2の電力変換器のゲート信号
を発生させるゲートパルス発生手段とから成ることを特
徴とする電力変換装置。
2. A first power converter for converting DC to AC.
And a second power converter for converting direct current to alternating current;
First and second power supplies provided on the DC side of the second power converter.
A voltage source for supplying DC power to the force converter;
Connect each phase of the power converter and connect the load to the neutral point
Reactor and the current flowing through the reactor
Reactor current detection means to output and load current detection
Load current detection means, the load current and the current command value,
A voltage for calculating a first voltage command signal based on the phase signal;
Pressure command calculating means, and a first command from the voltage command calculating means.
60 ° before and after the maximum of one phase positive and negative of the voltage command signal
The period is fixed to the maximum value of positive and negative, and the line voltage is sinusoidal for the other two phases.
For obtaining the second voltage command signal converted into a wave
Voltage command conversion means, and the second voltage command signal
Power conversion based on the integral of the difference from the output phase voltage of the power converter.
Integral Tracking PWM Control for Determining Output Phase Voltage of Converter
Means, a current flowing through the reactor and a preset
Comparing means for comparing with a predetermined value;
The output phase voltage from the PWM control means and the output
Gate signals of the first and second power converters based on the output
And gate pulse generating means for generating
Power converter.
【請求項3】 直流を交流に変換する第1の電力変換器
と、直流を交流に変換す る第2の電力変換器と、第1と
第2の電力変換器の直流側に設けられた第1と第2の電
力変換器に直流電力を供給する電圧源と、第1と第2の
電力変換器の各相同士を接続しその中性点に負荷が接続
されたリアクトルと、前記リアクトルに流れる電流を検
出するリアクトル電流検出手段と、負荷電流を検出する
負荷電流検出手段と、前記負荷電流と前記電流指令値と
前記位相信号とを基に第1の電圧指令信号を演算する電
圧指令演算手段と、前記電圧指令演算手段からの第1の
電圧指令信号と電力変換装置の周波数の3倍の周波数で
変化するバイアス成分とを基に第2の電圧指令信号を求
めるバイアス補正手段と、前記第2の電圧指令信号と直
前の電力変換装置の出力相電圧との差分の積分値を基に
電力変換装置の出力相電圧を求める誤差積分追従型PW
M制御手段と、前記リアクトルに流れる電流と予め設定
された所定値との比較を行う比較手段と、前記誤差積分
追従型PWM制御手段からの出力相電圧と前記比較手段
からの出力とを基に前記第1と第2の電力変換器のゲー
ト信号を発生させるゲートパルス発生手段とから成るこ
とを特徴とする電力変換装置。
3. A first power converter for converting DC to AC.
When the second power converter that converts direct current into alternating current, first and
First and second power supplies provided on the DC side of the second power converter.
A voltage source for supplying DC power to the force converter;
Connect each phase of the power converter and connect the load to the neutral point
Reactor and the current flowing through the reactor
Reactor current detection means to output and load current detection
Load current detection means, the load current and the current command value,
A voltage for calculating a first voltage command signal based on the phase signal;
Pressure command calculating means, and a first command from the voltage command calculating means.
At three times the frequency of the voltage command signal and the frequency of the power converter
A second voltage command signal based on the changing bias component;
Bias correction means, and a second voltage command signal.
Based on the integrated value of the difference from the output phase voltage of the previous power converter
Error integral tracking type PW for obtaining output phase voltage of power converter
M control means, current flowing in the reactor and preset
Comparing means for comparing with a predetermined value, and the error integration
Output phase voltage from tracking type PWM control means and said comparing means
Of the first and second power converters based on the output from the
Gate signal generating means for generating a gate signal.
A power converter characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
の電力変換装置において、前記第1と第2の電力変換器
は三相ブリッジインバータであることを特徴とする電力
変換装置。
4. according to any one of claims 1 to 3
Power converter, the first and second power converters
Is a three-phase bridge inverter, characterized by power
Conversion device.
【請求項5】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
の電力変換装置において、前記第1と第2の電力変換器
は中性点クランプ式インバータであることを特徴とする
電力変換装置。
5. A according to any one of claims 1 to 3
Power converter, the first and second power converters
Is a neutral point clamp type inverter
Power converter.
【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
の電力変換装置において、前記リアクトル電流検出手段
は、前記リアクトルの両端にかかる電圧を検出する電圧
検出手段と、前記電圧検出手段からの出力を積分してリ
アクトルに流れる電流を演算する積分手段とから成るこ
とを特徴とする電力変換装置。
6. claimed in any one of claims 1 to 5
In the power converter of the above, the reactor current detecting means
Is a voltage for detecting a voltage applied to both ends of the reactor.
Detecting means and integrating the output from the voltage detecting means and
Integrating means for calculating the current flowing through the actuator.
A power converter characterized by the above-mentioned.
JP11602396A 1996-05-10 1996-05-10 Power converter Expired - Fee Related JP3226788B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11602396A JP3226788B2 (en) 1996-05-10 1996-05-10 Power converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11602396A JP3226788B2 (en) 1996-05-10 1996-05-10 Power converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09308252A JPH09308252A (en) 1997-11-28
JP3226788B2 true JP3226788B2 (en) 2001-11-05

Family

ID=14676872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11602396A Expired - Fee Related JP3226788B2 (en) 1996-05-10 1996-05-10 Power converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3226788B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3695522B2 (en) * 2000-12-07 2005-09-14 株式会社安川電機 3-level inverter device
EP1347565A4 (en) 2000-12-07 2007-03-14 Yaskawa Denki Seisakusho Kk Three-level neutral point clamping pwm inverter and neutral point voltage controller
JP2006014532A (en) * 2004-06-28 2006-01-12 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Three-level power converting device
JP2013539334A (en) * 2011-01-06 2013-10-17 三菱電機株式会社 Neutral point clamp type converter
CN105991031B (en) * 2015-02-10 2018-10-02 华为技术有限公司 A kind of voltage conversion circuit, Switching Power Supply and voltage conversion method
US20240154560A1 (en) * 2021-03-30 2024-05-09 Nidec Corporation Power conversion device and motor module

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09308252A (en) 1997-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8432137B2 (en) Power generating system with flux regulated generator
US9871462B2 (en) Regenerative variable frequency drive with auxiliary power supply
JP6369517B2 (en) Control device for power converter
CN112542955A (en) Power conversion system, controller, and computer readable medium
KR20170007328A (en) Power conversion device and three-phase ac power supply device
JP3588932B2 (en) Power converter, control method therefor, and uninterruptible power supply using this power converter
JP3226788B2 (en) Power converter
EP1333568B1 (en) Direct conversion programmable power source controller
JP3796881B2 (en) 3-level inverter control method and apparatus
JPH10112938A (en) Active filter device and control thereof
JP3233097B2 (en) Power converter and control method thereof
JP3399288B2 (en) Thyristor converter
JP3247252B2 (en) Control device for power converter
JP3827286B2 (en) Power converter
Lin et al. Single-phase three-level rectifier and random PWM inverter drives
JP3167496B2 (en) Control device for power converter
JP2702936B2 (en) Method and apparatus for controlling voltage source inverter
JP3822754B2 (en) Power converter
JPH05176553A (en) Inverter control method of non-interruption power supply apparatus and non-interruption power supply apparatus
JP3230987B2 (en) Control device for power converter
JP3295929B2 (en) DC power supply
JP7088860B2 (en) AC power converter
JP3580089B2 (en) Diode rectifier circuit
JP3259805B2 (en) Control device for synchronous motor
Koczara et al. High quality sinusoidal voltage inverter for variable speed AC drive systems

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070831

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080831

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090831

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090831

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120831

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120831

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130831

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees