JP3841253B2 - Neutral point potential control method for neutral point clamp inverter - Google Patents
Neutral point potential control method for neutral point clamp inverter Download PDFInfo
- Publication number
- JP3841253B2 JP3841253B2 JP22889399A JP22889399A JP3841253B2 JP 3841253 B2 JP3841253 B2 JP 3841253B2 JP 22889399 A JP22889399 A JP 22889399A JP 22889399 A JP22889399 A JP 22889399A JP 3841253 B2 JP3841253 B2 JP 3841253B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vector
- phase
- inverter
- output
- becomes
- 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 - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの可変速駆動や系統連系を行う３相中性点クランプ式インバータなどの電力変換装置の中性点電位制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３相中性点クランプ式インバータの中性点電位制御方法としては特許公報第２８２１１６８号「インバータ装置と交流電動機駆動システム」に示されているような、指令電圧に零相電圧を加えて制御する方法や空間電圧ベクトル方式を用いて出力するベクトルの時間を調整することで中性点電位を制御する方式が一般的である。
図４は３相中性点クランプ式インバータの基本的構成を示すもので、図中、１は３相交流電源、２は整流素子、３，４は平滑コンデンサ、６〜２３はダイオード、２４〜３５はＩＧＢＴ、３６はモータである。
図４において、中性点電圧（直列接続されたインバータの平滑コンデンサの接続点Ｏの電圧）と負母線電圧との電位差をＶｃｎとすると、中性点電位制御はＶｃｎをインバータの母線電圧Ｖｐｎの１／２の電圧に制御しなければならない。
図４のような３相中性点クランプ式インバータが図５に示す出力ベクトルを選択してＶｃｎをコントロールする場合、Ｖｃｎのコントロールに利用できる電圧ベクトルは、ｘｐ（１），ｘｎ（１），ｘｐ（２），ｘｎ（２），ｘｐ（３），ｘｎ（３），ｙｐ（１），ｙｎ（１），ｙｐ（２），ｙｎ（２），ｙｐ（３），ｙｎ（３）の１２のベクトルしかない。この１２のベクトルを出力した場合の負荷とインバータの平滑コンデンサとの接続状態を図６に示す。
【０００３】
負荷電流が図６に示す矢印の方向に流れているとすれば、例えば領域１のｘｐ（１）とｘｎ（１）の接続状態では中性点へ流れ込む電流の向きが逆になるため、図７のようにＵ相の電流が変動しない程度の短い微少時間にｘｐ（１），ｘｎ（１）を発生させると、Ｖｃｎはｘｐ（１）の発生時に上昇し、ｘｎ（１）の発生時に下降し、ｘｐ（１）の発生時間Ｔｐとｘｎ（１）の発生時間Ｔｎの時間が等しければｘｐ（１）とｘｎ（１）の総発生時間Ｔｏｕｔ（＝Ｔｐ＋Ｔｎ）での平均のＶｃｎは一定の電圧となり、Ｔｐ＞Ｔｎならば平均のＶｃｎは上昇し。Ｔｐ＜Ｔｎならば平均のＶｃｎは下降する。
このようにして、図６において横に並んでいるベクトル（ｘｐ（１）とｘｎ（１），ｙｐ（１）とｙｎ（１），ｘｐ（２）とｘｎ（２），ｙｐ（２）とｙｎ（２），ｘｐ（３）とｘｎ（３），ｙｐ（３）とｙｎ（３））の発生時間比率を調整することでＶｃｎがコントロールできることが分かる。
指令電圧に零相電圧を加える中性点電位制御では、正の零相電圧を加えることでｘｐ（１），ｘｐ（２），ｘｐ（３），ｙｐ（１），ｙｐ（２），ｙｐ（３）の発生時間比率を長くし、負の零相電圧を加えることでｘｎ（１），ｘｎ（２），ｘｎ（３），ｙｎ（１），ｙｎ（２），ｙｎ（３）の発生時間を長くしているのとほぼ等価である。
【０００４】
空間電圧ベクトルを用いた方式では、例えば領域ｉ（ｉ＝１，２．．．，６）内のある電圧ベクトルを出力するときのｘｐ（ｊ），ｘｎ（ｊ）ベクトルの総出力時間をＴｘ（ｉ）、ｙｐ（ｋ），ｙｎ（ｋ）ベクトルの総出力時間をＴｙ（ｉ）、ｘｐ（ｊ）の出力時間をＴｘｐ（ｊ）、ｘｎ（ｊ）の出力時間をＴｘｎ（ｊ）、ｙｐ（ｋ）の出力時間をＴｙｐ（ｋ）、ｙｎ（ｋ）の出力時間をＴｙｎ（ｋ）とすると、
Ｔｘｐ（ｊ）＝αＴｘ（ｉ）
Ｔｘｎ（ｊ）＝（１−α）Ｔｘ（ｉ）
Ｔｙｐ（ｋ）＝αＴｙ（ｉ）
Ｔｙｎ（ｋ）＝（１−α）Ｔｙ（ｉ）
（ｉ＝１のときｊ＝１，ｋ＝１でｉ＝２のときｊ＝２，ｋ＝１でｉ＝３のときｊ＝２，ｋ＝２でｉ＝４のときｊ＝３，ｋ＝２でｉ＝５のときｊ＝３，ｋ＝３でｉ＝６のときｊ＝１，ｋ＝３とする。）
のように設定するαを定義すれば、電動状態のときは
αを大きくするとＶｃｎが上昇し、
αを小さくするとＶｃｎが下降し、
また、回生状態の時は
αを大きくするとＶｃｎが下降し、
αを小さくするとＶｃｎが上昇するので、
αを調整することで中性点電位をコントロールすることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の零相電圧を指令に加える中性点電位制御方法では負荷力率が零付近で中性点電位制御不能となるため、これを解決し負荷力率に影響されずに中性点電位制御を行う方法としては、特開平９−１８２４５５号公報のように零相電圧として変調指令の偶数次成分を重畳する方法があるが、制御が複雑である割には効果が薄いという問題があった。
また、特許第２８８８１０４号公報のように所定相の電流の方向によって対応する中性点電位期間を調節する方法もあるが、多相インバータでは相間出力電圧の制御がうまくできないという問題があった。
そこで本発明が解決しようとする課題は、相間出力電圧の品質を落とさずに、簡単な相電流の測定または予測で力率に関係なく中性点電位制御を行うことができ、また負荷地絡時の負荷電流アンバランスによる中性点電位変動も抑制することができ、これによりインバータの品質・安定性・安全性を向上することのできる３相中性点クランプ式インバータの中性点電位制御方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の課題を解決するために、
（１）３相中性点クランプ式インバータの相出力端子が前記インバータの正母線電圧点に接続される状態をＰ，前記インバータの母線の中性点に接続される状態をＯ，前記インバータの負母線電圧点に接続される状態をＮとして、
前記インバータの３相の出力状態がＵ相Ｖ相Ｗ相の順番で
ＰＯＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（１），
ＯＮＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（１），
ＰＰＯとなる出力状態をベクトルｙｐ（１），
ＯＯＮとなる出力状態をベクトルｙｎ（１），
ＯＰＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（２），
ＮＯＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（２），
ＯＰＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（２），
ＮＯＯとなる出力状態をベクトルｙｎ（２），
ＯＯＰとなる出力状態をベクトルｘｐ（３），
ＮＮＯとなる出力状態をベクトルｘｎ（３），
ＰＯＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（３），
ＯＮＯとなる出力状態をベクトルｙｎ（３）
のように出力電圧を空間ベクトルとして表記をすると、
前記３相中性点クランプ式インバータにおいて、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（３）と前記ベクトルｙｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｕ相の電流の方向によって前記ベクトルｘｐ（１）と前記ベクトルｘｎ（１）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（１）と前記ベクトルｙｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｖ相の電流の方向によって前記ベクトルｘｐ（２）と前記ベクトルｘｎ（２）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（２）と前記ベクトルｙｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｗ相の電流の方向によって前記ベクトルｘｐ（３）と前記ベクトルｘｎ（３）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（１）と前記ベクトルｘｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｗ相の電流の方向によって前記ベクトルｙｐ（１）と前記ベクトルｙｎ（１）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（２）と前記ベクトルｘｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｕ相の電流の方向によって前記ベクトルｙｐ（２）と前記ベクトルｙｎ（２）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（３）と前記ベクトルｘｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｖ相の電流の方向によって前記ベクトルｙｐ（３）と前記ベクトルｙｎ（３）の発生時間比率を変化させて、
前記３相中性点クランプ式インバータの中性点電圧の安定化を行うことを特徴とする中性点電位制御方法とする。
【０００７】
（２）３相中性点クランプ式インバータの相出力端子が前記インバータの正母線電圧点に接続される状態をＰ，前記インバータの母線の中性点に接続される状態をＯ，前記インバータの負母線電圧点に接続される状態をＮとして、
前記インバータの３相の出力状態がＵ相Ｖ相Ｗ相の順番で
ＰＯＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（１），
ＯＮＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（１），
ＰＰＯとなる出力状態をベクトルｙｐ（１），
ＯＯＮとなる出力状態をベクトルｙｎ（１），
ＯＰＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（２），
ＮＯＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（２），
ＯＰＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（２），
ＮＯＯとなる出力状態をベクトルｙｎ（２），
ＯＯＰとなる出力状態をベクトルｘｐ（３），
ＮＮＯとなる出力状態をベクトルｘｎ（３），
ＰＯＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（３），
ＯＮＯとなる出力状態をベクトルｙｎ（３）
のように出力電圧を空間ベクトルとして表記をすると、
前記３相中性点クランプ式インバータにおいて、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（３）と前記ベクトルｙｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｖ相と前記Ｗ相の和の電流方向によって前記ベクトルｘｐ（１）と前記ベクトルｘｎ（１）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（１）と前記ベクトルｙｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｕ相と前記Ｗ相の和の電流方向によって前記ベクトルｘｐ（２）と前記ベクトルｘｎ（２）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（２）と前記ベクトルｙｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｕ相と前記Ｖ相の和の電流方向によって前記ベクトルｘｐ（３）と前記ベクトルｘｎ（３）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（１）と前記ベクトルｘｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｕ相と前記Ｖ相の和の電流方向によって前記ベクトルｙｐ（１）と前記ベクトルｙｎ（１）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（２）と前記ベクトルｘｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｖ相と前記Ｗ相の和の電流方向によって前記ベクトルｙｐ（２）と前記ベクトルｙｎ（２）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（３）と前記ベクトルｘｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｕ相と前記Ｗ相の和の電流方向によって前記ベクトルｙｐ（３）と前記ベクトルｙｎ（３）の発生時間比率を変化させて、
前記３相中性点クランプ式インバータの中性点電圧の安定化を行うことを特徴とする中性点電位制御方法とする。
【０００８】
（３）３相中性点クランプ式インバータの相出力端子が前記インバータの正母線電圧点に接続される状態をＰ，前記インバータの母線の中性点に接続される状態をＯ，前記インバータの負母線電圧点に接続される状態をＮとして、
前記インバータの３相の出力状態がＵ相Ｖ相Ｗ相の順番で
ＰＯＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（１），
ＯＮＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（１），
ＰＰＯとなる出力状態をベクトルｙｐ（１），
ＯＯＮとなる出力状態をベクトルｙｐ（１），
ＯＰＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（２），
ＮＯＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（２），
ＯＰＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（２），
ＮＯＯとなる出力状態をベクトルｙｐ（２），
ＯＯＰとなる出力状態をベクトルｘｐ（３），
ＮＮＯとなる出力状態をベクトルｘｎ（３），
ＰＯＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（３），
ＯＮＯとなる出力状態をベクトルｙｎ（３）
のように出力電圧を空間ベクトルとして表記をすると、
前記３相中性点クランプ式インバータにおいて、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（３）と前記ベクトルｙｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｕ相の電流Ｉｕと前記Ｖ相Ｉｖと前記Ｗ相Ｉｗの電流の和を比較しＩｕとＩｖ＋Ｉｗが同符号で
｜Ｉｕ｜＜｜Ｉｖ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｘｐ（１）の発生を抑制し
｜Ｉｕ｜＞｜Ｉｖ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｘｎ（１）の発生を抑制し、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（１）と前記ベクトルｙｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｖ相の電流Ｉｖと前記Ｕ相Ｉｕと前記Ｗ相Ｉｗの電流の和を比較しＩｖとＩｕ＋Ｉｗが同符号で
｜Ｉｖ｜＜｜Ｉｕ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｘｐ（２）の発生を抑制し
｜Ｉｖ｜＞｜Ｉｕ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｘｎ（２）の発生を抑制し、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（２）と前記ベクトルｙｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｗ相の電流Ｉｗと前記Ｕ相Ｉｕと前記Ｖ相Ｉｖの電流の和を比較しＩｗとＩｕ＋Ｉｖが同符号で
｜Ｉｗ｜＜｜Ｉｕ＋Ｉｖ｜ならば前記ベクトルｘｐ（３）の発生を抑制し
｜Ｉｗ｜＞｜Ｉｕ＋Ｉｖ｜ならば前記ベクトルｘｎ（３）の発生を抑制し、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（１）と前記ベクトルｘｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｗ相の電流Ｉｗと前記Ｕ相Ｉｕと前記Ｖ相Ｉｖの電流の和を比較しＩｗとＩｕ＋Ｉｖが同符号で
｜Ｉｗ｜＜｜Ｉｕ＋Ｉｖ｜ならば前記ベクトルｙｎ（１）の発生を抑制し
｜Ｉｗ｜＞｜Ｉｕ＋Ｉｖ｜ならば前記ベクトルｙｐ（１）の発生を抑制し、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（２）と前記ベクトルｘｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｕ相の電流Ｉｕと前記Ｖ相Ｉｖと前記Ｗ相Ｉｗの電流の和を比較しＩｕとＩｖ＋Ｉｗが同符号で
｜Ｉｕ｜＜｜Ｉｖ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｙｎ（２）の発生を抑制し
｜Ｉｕ｜＞｜Ｉｖ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｙｐ（２）の発生を抑制し、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（３）と前記ベクトルｘｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｖ相の電流Ｉｖと前記Ｕ相Ｉｕと前記Ｗ相Ｉｗの電流の和を比較しＩｖとＩｕ＋Ｉｗが同符号で
｜Ｉｖ｜＜｜Ｉｕ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｙｎ（３）の発生を抑制し
｜Ｉｖ｜＞｜Ｉｕ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｙｐ（３）の発生を抑制させて前記３相中性点クランプ式インバータの中性点電圧の安定化を行うことを特徴とする中性点電位制御方法とする。
前述の（１）（２）ような３相中性点クランプ式インバータの中性点電位制御方法ならば、負荷力率に関係なく中性点電位制御が可能となり、また負荷電流の方向を検出するだけなので制御が簡単になる。また（３）のような３相中性点クランプ式インバータの中性点電位制御ならば、インバータ出力が地絡した場合の急激な中性点電位変動を抑制することが可能であり安全性が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の第１の実施例は、まず従来の中性点電位制御で利用していた前述のαに加えα１，α２という二つのパラメータを用意して、領域ｉ（ｉ＝１，２，．．．，６）内のある電圧ベクトルを出力するときのｘｐ（ｊ），ｘｎ（ｊ）ベクトルの総出力時間をＴｘ（ｉ）、ｙｐ（ｋ），ｙｎ（ｋ）ベクトルの総出力時間をＴｙ（ｉ）、ｘｐ（ｊ）の出力時間をＴｘｐ（ｊ）、ｘｎ（ｊ）の出力時間をＴｘｎ（ｊ）、ｙｐ（ｋ）の出力時間をＴｙｐ（ｋ）、ｙｎ（ｋ）の出力時間をＴｙｎ（ｋ）とすると、
Ｔｘｐ（ｊ）＝α１・Ｔｘ（ｉ）
Ｔｘｎ（ｊ）＝（１−α１）・Ｔｘ（ｉ）
Ｔｙｐ（ｋ）＝α２・Ｔｙ（ｉ）
Ｔｙｎ（ｋ）＝（１−α２）・Ｔｙ（ｉ）
（ｉ＝１のときｊ＝１，ｋ＝１でｉ＝２のときｊ＝２，ｋ＝１でｉ＝３のときｊ＝２，ｋ＝２でｉ＝４のときｊ＝３，ｋ＝２でｉ＝５のときｊ＝３，ｋ＝３でｉ＝６のときｊ＝１，ｋ＝３とする）
のように変更する。
【００１０】
次に、Ｘ１，Ｘ２というパラメータを用意してＸ１，Ｘ２と相電流の対応を表１に示すよう設定し、インバータ出力の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ（インバータからモータに電流が流れた場合を正とする）を表１にしたがってＸ１，Ｘ２にあてはめ、
Ｘ１≧０ ならば α１＝α
Ｘ１＜０ ならば α１＝（１−α）
Ｘ２≧０ ならば α２＝（１−α）
Ｘ２＜０ ならば α２＝α
のようにαとα１，α２とを対応させる。
【００１１】
図１に実施例１の制御ブロックを示す。
このようにすると、中性点電流に流れる電流の向きを相電流の正負の判断で整えることができ、負荷力率に関係なくαを大きくするとＶｃｎが上昇し、αを小さくするとＶｃｎが下降する中性点電位が可能となる。
【表１】
本発明の第２の実施例は、実施例１では１相のみの電流方向を測定していたのを、表２のように２相の電流値の和の方向を測定するように変更したものである。
図２に実施例２の制御ブロックを示す。
【表２】
本発明の第３の実施例は、３相出力のインバータの場合で出力電流がバランスしている場合には、実施例１，実施例２のように１相または２相の和の電流方向を測定すればよいが、負荷の地絡などで出力電流がバランスしていない場合には中性点電位制御が不能となるなどの問題が生じる。そこで図３に示すような制御ブロックを実施例１，実施例２へ加え、出力電流アンバランス時にはα１，α２の値を調整して、より中性点へ流れる電流が少ない方のベクトルを選択して発生する。このようにすることで出力電流アンバランス時の中性点電位の変動を抑制することができる。
また、実施例１，２，３では各相電流の方向を実際に測定するように説明したが、各相電流の方向はインバータが出力すべき電流の指令値などから導き予測した値を用いてもよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の中性点クランプ式インバータの中性点電位制御方法を用いれば、負荷電流の方向を測定または予測するという簡単な方法で力率に関係なく中性点電位制御を行うことが可能となり、インバータの安定性・安全性が著しく向上する。また負荷地絡時の負荷電流アンバランスによる中性点電位変動も抑制することができ、さらに安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明実施例１の追加制御ブロック図である。
【図２】 本発明実施例２の追加制御ブロック図である。
【図３】 本発明実施例３の追加制御ブロック図である。
【図４】 一般的な３相中性点クランプ式インバータの主回路図である。
【図５】 ３相中性点クランプ式インバータの空間電圧ベクトルを示すベクトル図である。
【図６】 ３相中性点クランプ式インバータの中性点電位制御に利用できるベクトル発生時のインバータ平滑コンデンサと負荷との接続状態図である。
【図７】 ｘｐ（１），ｘｎ（１）ベクトルを発生した場合の中性点電位変化を示す概念図である。
【符号の説明】
１ ３相電源、２ 整流素子、３，４ 平滑コンデンサ、６〜２３ ダイオード、２４〜３５ ＩＧＢＴ、３６ モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a neutral point potential control method for a power conversion device such as a three-phase neutral point clamp inverter that performs variable speed driving of a motor and system interconnection.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a neutral point potential control method of a three-phase neutral point clamp type inverter, a zero-phase voltage is added to a command voltage as shown in Japanese Patent No. 282168 “Inverter device and AC motor drive system”. In general, a neutral point potential is controlled by adjusting the time of a vector to be output using a control method or a space voltage vector method.
FIG. 4 shows a basic configuration of a three-phase neutral point clamp type inverter. In the figure, 1 is a three-phase AC power source, 2 is a rectifier, 3 and 4 are smoothing capacitors, 6 to 23 are diodes, and 24 to 35 is an IGBT, and 36 is a motor.
In FIG. 4, when the potential difference between the neutral point voltage (voltage at the connection point O of the smoothing capacitor of the inverter connected in series) and the negative bus voltage is Vcn, the neutral point potential control is performed by setting Vcn to the bus voltage Vpn of the inverter. The voltage must be controlled to ½.
When a three-phase neutral point clamp type inverter as shown in FIG. 4 selects the output vector shown in FIG. 5 and controls Vcn, the voltage vectors that can be used for controlling Vcn are xp (1), xn (1), xp (2), xn (2), xp (3), xn (3), yp (1), yn (1), yp (2), yn (2), yp (3), yn (3) There are only 12 vectors. FIG. 6 shows the connection state between the load and the smoothing capacitor of the inverter when these 12 vectors are output.
[0003]
If the load current is flowing in the direction of the arrow shown in FIG. 6, for example, in the connection state of xp (1) and xn (1) in
In this way, the vectors (xp (1) and xn (1), yp (1) and yn (1), xp (2), xn (2), yp (2)) horizontally arranged in FIG. It can be seen that Vcn can be controlled by adjusting the generation time ratio of yn (2), xp (3) and xn (3), yp (3) and yn (3)).
In the neutral point potential control for adding a zero-phase voltage to the command voltage, xp (1), xp (2), xp (3), yp (1), yp (2), yp are applied by adding a positive zero-phase voltage. By increasing the generation time ratio of (3) and applying a negative zero-phase voltage, xn (1), xn (2), xn (3), yn (1), yn (2), yn (3) This is almost equivalent to increasing the generation time.
[0004]
In the method using the spatial voltage vector, for example, the total output time of xp (j) and xn (j) vectors when outputting a certain voltage vector in the region i (i = 1, 2,..., 6) is expressed as Tx. The total output time of (i), yp (k), yn (k) vectors is Ty (i), the output time of xp (j) is Txp (j), the output time of xn (j) is Txn (j), If the output time of yp (k) is Typ (k) and the output time of yn (k) is Tyn (k),
Txp (j) = αTx (i)
Txn (j) = (1-α) Tx (i)
Typ (k) = αTy (i)
Tyn (k) = (1-α) Ty (i)
(When i = 1, j = 1, k = 1, i = 2, j = 2, k = 1, i = 3, j = 2, k = 2, i = 4, j = 3, k = 2, i = 5, j = 3, k = 3, i = 6, j = 1, k = 3)
If α is set as follows, Vcn increases when α is increased in the electric state,
When α is reduced, Vcn decreases,
In the regenerative state, increasing α increases Vcn,
Since Vcn increases when α is reduced,
The neutral point potential can be controlled by adjusting α.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional neutral point potential control method in which the zero phase voltage is applied to the command, the neutral point potential control becomes impossible when the load power factor is near zero, so this is solved and the neutral point is not affected by the load power factor. As a method of controlling the potential, there is a method of superimposing the even-order component of the modulation command as a zero-phase voltage as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-182455, but there is a problem that the effect is small for complicated control. there were.
In addition, there is a method of adjusting the corresponding neutral point potential period according to the current direction of the predetermined phase as in Japanese Patent No. 2888104, but there is a problem that the interphase output voltage cannot be controlled well with a multiphase inverter.
Therefore, the problem to be solved by the present invention is that neutral point potential control can be performed regardless of the power factor by simple measurement or prediction of phase current without degrading the quality of the output voltage between phases. Neutral point potential control of a three-phase neutral point clamp type inverter that can suppress neutral point potential fluctuation due to load current imbalance during operation and thereby improve inverter quality, stability and safety Is to provide a method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention
(1) The state where the phase output terminal of the three-phase neutral point clamp type inverter is connected to the positive bus voltage point of the inverter is P, the state where the phase output terminal is connected to the neutral point of the bus of the inverter is O, and The state connected to the negative bus voltage point is N,
An output state in which the three-phase output state of the inverter becomes POO in the order of the U phase, the V phase, and the W phase is represented by a vector xp (1),
The output state that becomes ONN is represented by a vector xn (1),
The output state that becomes PPO is expressed as a vector yp (1),
The output state that becomes ON is expressed as a vector yn (1),
The output state that becomes OPO is expressed as a vector xp (2),
The output state that becomes NON is expressed as a vector xn (2),
The output state to be OPP is expressed as a vector yp (2),
The output state that becomes NOO is a vector yn (2),
The output state that becomes OOP is expressed as a vector xp (3),
The output state that becomes NNO is expressed as a vector xn (3),
The output state that becomes POP is expressed as a vector yp (3),
The output state that becomes ONO is expressed as a vector yn (3).
If the output voltage is expressed as a space vector like
In the three-phase neutral point clamp type inverter,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (3) and the vector yp (1), the vector xp (1) and the vector xn (1) depend on the direction of the U-phase current. ) Occurrence time ratio,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (1) and the vector yp (2), the vector xp (2) and the vector xn (2) depend on the direction of the V-phase current. ) Occurrence time ratio,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (2) and the vector yp (3), the vector xp (3) and the vector xn (3) depending on the direction of the W-phase current. ) Occurrence time ratio,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (1) and the vector xp (2), the vector yp (1) and the vector yn (1) depending on the direction of the W-phase current. ) Occurrence time ratio,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (2) and the vector xp (3), the vector yp (2) and the vector yn (2) depending on the direction of the U-phase current. ) Occurrence time ratio,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (3) and the vector xp (1), the vector yp (3) and the vector yn (3) depending on the direction of the V-phase current. ) Occurrence time ratio,
A neutral point potential control method is characterized in that the neutral point voltage of the three-phase neutral point clamp inverter is stabilized.
[0007]
(2) P indicates that the phase output terminal of the three-phase neutral point clamped inverter is connected to the positive bus voltage point of the inverter, O indicates that the phase output terminal is connected to the neutral point of the inverter bus, and The state connected to the negative bus voltage point is N,
An output state in which the three-phase output state of the inverter becomes POO in the order of the U phase, the V phase, and the W phase is represented by a vector xp (1),
The output state that becomes ONN is represented by a vector xn (1),
The output state that becomes PPO is expressed as a vector yp (1),
The output state that becomes ON is expressed as a vector yn (1),
The output state that becomes OPO is expressed as a vector xp (2),
The output state that becomes NON is expressed as a vector xn (2),
The output state to be OPP is expressed as a vector yp (2),
The output state that becomes NOO is a vector yn (2),
The output state that becomes OOP is expressed as a vector xp (3),
The output state that becomes NNO is expressed as a vector xn (3),
The output state that becomes POP is expressed as a vector yp (3),
The output state that becomes ONO is expressed as a vector yn (3).
If the output voltage is expressed as a space vector like
In the three-phase neutral point clamp type inverter,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (3) and the vector yp (1), the vector xp (1) and the vector xp (1) are determined according to the current direction of the sum of the V phase and the W phase. Changing the generation time ratio of the vector xn (1);
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (1) and the vector yp (2), the vector xp (2) and the vector xp (2) are determined according to the current direction of the sum of the U phase and the W phase. Changing the generation time ratio of the vector xn (2);
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (2) and the vector yp (3), the vector xp (3) and the vector xp (3) are determined according to the current direction of the sum of the U phase and the V phase. Changing the generation time ratio of the vector xn (3);
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (1) and the vector xp (2), the vector yp (1) and the vector yp (1) are changed according to the current direction of the sum of the U phase and the V phase. Changing the generation time ratio of the vector yn (1);
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (2) and the vector xp (3), the vector yp (2) and the vector yp (2) are determined according to the current direction of the sum of the V phase and the W phase. Changing the generation time ratio of the vector yn (2);
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (3) and the vector xp (1), the vector yp (3) and the vector yp (3) are determined according to the current direction of the sum of the U phase and the W phase. By changing the generation time ratio of the vector yn (3),
A neutral point potential control method is characterized in that the neutral point voltage of the three-phase neutral point clamp inverter is stabilized.
[0008]
(3) The state where the phase output terminal of the three-phase neutral point clamp type inverter is connected to the positive bus voltage point of the inverter is P, the state where the phase output terminal is connected to the neutral point of the inverter bus is O, The state connected to the negative bus voltage point is N,
An output state in which the three-phase output state of the inverter becomes POO in the order of the U phase, the V phase, and the W phase is represented by a vector xp (1),
The output state that becomes ONN is represented by a vector xn (1),
The output state that becomes PPO is expressed as a vector yp (1),
The output state that becomes ON is represented by a vector yp (1),
The output state that becomes OPO is expressed as a vector xp (2),
The output state that becomes NON is expressed as a vector xn (2),
The output state to be OPP is expressed as a vector yp (2),
The output state that becomes NOO is expressed as a vector yp (2),
The output state that becomes OOP is expressed as a vector xp (3),
The output state that becomes NNO is expressed as a vector xn (3),
The output state that becomes POP is expressed as a vector yp (3),
The output state that becomes ONO is expressed as a vector yn (3).
If the output voltage is expressed as a space vector like
In the three-phase neutral point clamp type inverter,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (3) and the vector yp (1), the sum of the U-phase current Iu, the V-phase Iv, and the W-phase Iw If Iu and Iv + Iw have the same sign and | Iu | <| Iv + Iw |, the generation of the vector xp (1) is suppressed. ,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (1) and the vector yp (2), the sum of the V-phase current Iv, the U-phase Iu, and the W-phase Iw If Iv and Iu + Iw have the same sign and | Iv | <| Iu + Iw |, the generation of the vector xp (2) is suppressed, and if | Iv |> | Iu + Iw |, the generation of the vector xn (2) is suppressed. ,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (2) and the vector yp (3), the sum of the W-phase current Iw, the U-phase Iu, and the V-phase Iv If Iw and Iu + Iv have the same sign and | Iw | <| Iu + Iv |, the generation of the vector xp (3) is suppressed. If | Iw |> | Iu + Iv |, the generation of the vector xn (3) is suppressed. ,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (1) and the vector xp (2), the sum of the W-phase current Iw, the U-phase Iu, and the V-phase Iv If Iw and Iu + Iv have the same sign and | Iw | <| Iu + Iv |, the generation of the vector yn (1) is suppressed. If | Iw |> | Iu + Iv |, the generation of the vector yp (1) is suppressed. ,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (2) and the vector xp (3), the sum of the U-phase current Iu, the V-phase Iv, and the W-phase Iw If Iu and Iv + Iw have the same sign and | Iu | <| Iv + Iw |, the generation of the vector yn (2) is suppressed, and if | Iu |> | Iv + Iw |, the generation of the vector yp (2) is suppressed. ,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (3) and the vector xp (1), the sum of the V-phase current Iv, the U-phase Iu, and the W-phase Iw If Iv and Iu + Iw have the same sign and | Iv | <| Iu + Iw |, the generation of the vector yn (3) is suppressed, and if | Iv |> | Iu + Iw |, the generation of the vector yp (3) is suppressed. The neutral point potential control method is characterized in that the neutral point voltage of the three-phase neutral point clamp inverter is stabilized.
The neutral point potential control method of the three-phase neutral point clamp type inverter as described in (1) and (2) above enables neutral point potential control regardless of the load power factor and detects the direction of the load current. This makes it easier to control. In addition, if the neutral point potential control of the three-phase neutral point clamp type inverter as in (3) is used, it is possible to suppress a sudden neutral point potential fluctuation when the inverter output is grounded, and safety is improved. improves.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the first embodiment of the present invention, two parameters α1 and α2 are prepared in addition to the aforementioned α used in the conventional neutral point potential control, and the region i (i = 1, 2,. , 6), the total output time of xp (j) and xn (j) vectors when outputting a certain voltage vector is Tx (i), and the total output time of yp (k) and yn (k) vectors. The output time of Ty (i) and xp (j) is Txp (j), the output time of xn (j) is Txn (j), the output time of yp (k) is the output of Typ (k) and yn (k) If time is Tyn (k),
Txp (j) = α1 · Tx (i)
Txn (j) = (1-α1) · Tx (i)
Typ (k) = α2 · Ty (i)
Tyn (k) = (1-α2) · Ty (i)
(When i = 1, j = 1, k = 1, i = 2, j = 2, k = 1, i = 3, j = 2, k = 2, i = 4, j = 3, k = 2, i = 5, j = 3, k = 3, i = 6, j = 1, k = 3)
Change as follows.
[0010]
Next, parameters X1 and X2 are prepared, and the correspondence between X1 and X2 and the phase current is set as shown in Table 1, and the phase currents Iu, Iv, Iw of the inverter output (when the current flows from the inverter to the motor) Is applied to X1 and X2 according to Table 1,
If X1 ≧ 0, α1 = α
If X1 <0, α1 = (1-α)
If X2 ≧ 0, α2 = (1-α)
If X2 <0, α2 = α
As shown, α and α1 and α2 are made to correspond to each other.
[0011]
FIG. 1 shows a control block of the first embodiment.
In this way, the direction of the current flowing through the neutral point current can be adjusted by determining whether the phase current is positive or negative. Vcn increases when α is increased regardless of the load power factor, and Vcn decreases when α is decreased. Neutral point potential is possible.
[Table 1]
In the second embodiment of the present invention, the current direction of only one phase is measured in the first embodiment but is changed to measure the direction of the sum of the current values of two phases as shown in Table 2. It is.
FIG. 2 shows a control block of the second embodiment.
[Table 2]
In the third embodiment of the present invention, when the output current is balanced in the case of a three-phase output inverter, the current direction of the sum of one phase or two phases is changed as in the first and second embodiments. However, if the output current is not balanced due to a ground fault of the load, there is a problem that neutral point potential control becomes impossible. Therefore, a control block as shown in FIG. 3 is added to the first and second embodiments, and when the output current is unbalanced, the values of α1 and α2 are adjusted to select a vector with less current flowing to the neutral point. Occur. By doing in this way, the fluctuation | variation of the neutral point electric potential at the time of output current imbalance can be suppressed.
In the first, second, and third embodiments, the direction of each phase current has been described as actually measured. However, the direction of each phase current is estimated using a value that is derived and predicted from the command value of the current that the inverter should output. Also good.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, if the neutral point potential control method of the neutral point clamp type inverter of the present invention is used, the neutral point potential control can be performed regardless of the power factor by a simple method of measuring or predicting the direction of the load current. This makes it possible to significantly improve the stability and safety of the inverter. Further, the neutral point potential fluctuation due to the load current imbalance at the time of the load ground fault can be suppressed, and the safety is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an additional control block diagram according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of additional control according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of additional control according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a main circuit diagram of a general three-phase neutral point clamp type inverter.
FIG. 5 is a vector diagram showing a spatial voltage vector of a three-phase neutral point clamp type inverter.
FIG. 6 is a connection state diagram of an inverter smoothing capacitor and a load when generating a vector that can be used for neutral point potential control of a three-phase neutral point clamp type inverter.
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a neutral point potential change when xp (1) and xn (1) vectors are generated.
[Explanation of symbols]
1 3-phase power supply, 2 rectifier, 3, 4 smoothing capacitor, 6-23 diode, 24-35 IGBT, 36 motor
Claims (3)
前記インバータの３相の出力状態がＵ相Ｖ相Ｗ相の順番で
ＰＯＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（１），
ＯＮＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（１），
ＰＰＯとなる出力状態をベクトルｙｐ（１），
ＯＯＮとなる出力状態をベクトルｙｎ（１），
ＯＰＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（２），
ＮＯＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（２），
ＯＰＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（２），
ＮＯＯとなる出力状態をベクトルｙｎ（２），
ＯＯＰとなる出力状態をベクトルｘｐ（３），
ＮＮＯとなる出力状態をベクトルｘｎ（３），
ＰＯＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（３），
ＯＮＯとなる出力状態をベクトルｙｎ（３）
のように出力電圧を空間ベクトルとして表記をすると、
前記３相中性点クランプ式インバータにおいて、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（３）と前記ベクトルｙｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｕ相の電流の方向によって前記ベクトルｘｐ（１）と前記ベクトルｘｎ（１）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（１）と前記ベクトルｙｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｖ相の電流の方向によって前記ベクトルｘｐ（２）と前記ベクトルｘｎ（２）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（２）と前記ベクトルｙｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｗ相の電流の方向によって前記ベクトルｘｐ（３）と前記ベクトルｘｎ（３）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（１）と前記ベクトルｘｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｗ相の電流の方向によって前記ベクトルｙｐ（１）と前記ベクトルｙｎ（１）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（２）と前記ベクトルｘｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｕ相の電流の方向によって前記ベクトルｙｐ（２）と前記ベクトルｙｎ（２）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（３）と前記ベクトルｘｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｖ相の電流の方向によって前記ベクトルｙｐ（３）と前記ベクトルｙｎ（３）の発生時間比率を変化させて、前記３相中性点クランプ式インバータの中性点電圧の安定化を行うことを特徴とする中性点電位制御方法。The state where the phase output terminal of the three-phase neutral point clamp type inverter is connected to the positive bus voltage point of the inverter is P, the state where the phase output terminal is connected to the neutral point of the inverter bus is O, the negative bus voltage of the inverter Let N be the state connected to a point.
An output state in which the three-phase output state of the inverter becomes POO in the order of the U phase, the V phase, and the W phase is represented by a vector xp (1),
The output state that becomes ONN is represented by a vector xn (1),
The output state that becomes PPO is expressed as a vector yp (1),
The output state that becomes ON is expressed as a vector yn (1),
The output state that becomes OPO is expressed as a vector xp (2),
The output state that becomes NON is expressed as a vector xn (2),
The output state to be OPP is expressed as a vector yp (2),
The output state that becomes NOO is a vector yn (2),
The output state that becomes OOP is expressed as a vector xp (3),
The output state that becomes NNO is expressed as a vector xn (3),
The output state that becomes POP is expressed as a vector yp (3),
The output state that becomes ONO is expressed as a vector yn (3).
If the output voltage is expressed as a space vector like
In the three-phase neutral point clamp type inverter,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (3) and the vector yp (1), the vector xp (1) and the vector xn (1) depend on the direction of the U-phase current. ) Occurrence time ratio,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (1) and the vector yp (2), the vector xp (2) and the vector xn (2) depend on the direction of the V-phase current. ) Occurrence time ratio,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (2) and the vector yp (3), the vector xp (3) and the vector xn (3) depending on the direction of the W-phase current. ) Occurrence time ratio,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (1) and the vector xp (2), the vector yp (1) and the vector yn (1) depending on the direction of the W-phase current. ) Occurrence time ratio,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (2) and the vector xp (3), the vector yp (2) and the vector yn (2) depending on the direction of the U-phase current. ) Occurrence time ratio,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (3) and the vector xp (1), the vector yp (3) and the vector yn (3) depending on the direction of the V-phase current. The neutral point potential control method is characterized in that the neutral point voltage of the three-phase neutral point clamp type inverter is stabilized by changing the generation time ratio of (3).
前記インバータの３相の出力状態がＵ相Ｖ相Ｗ相の順番で
ＰＯＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（１），
ＯＮＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（１），
ＰＰＯとなる出力状態をベクトルｙｐ（１），
ＯＯＮとなる出力状態をベクトルｙｎ（１），
ＯＰＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（２），
ＮＯＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（２），
ＯＰＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（２），
ＮＯＯとなる出力状態をベクトルｙｎ（２），
ＯＯＰとなる出力状態をベクトルｘｐ（３），
ＮＮＯとなる出力状態をベクトルｘｎ（３），
ＰＯＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（３），
ＯＮＯとなる出力状態をベクトルｙｎ（３）
のように出力電圧を空間ベクトルとして表記をすると、
前記３相中性点クランプ式インバータにおいて、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（３）と前記ベクトルｙｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｖ相と前記Ｗ相の和の電流方向によって前記ベクトルｘｐ（１）と前記ベクトルｘｎ（１）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（１）と前記ベクトルｙｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｕ相と前記Ｗ相の和の電流方向によって前記ベクトルｘｐ（２）と前記ベクトルｘｎ（２）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（２）と前記ベクトルｙｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｕ相と前記Ｖ相の和の電流方向によって前記ベクトルｘｐ（３）と前記ベクトルｘｎ（３）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（１）と前記ベクトルｘｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｕ相と前記Ｖ相の和の電流方向によって前記ベクトルｙｐ（１）と前記ベクトルｙｎ（１）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（２）と前記ベクトルｘｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｖ相と前記Ｗ相の和の電流方向によって前記ベクトルｙｐ（２）と前記ベクトルｙｎ（２）の発生時間比率を変化させ、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（３）と前記ベクトルｘｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｕ相と前記Ｗ相の和の電流方向によって前記ベクトルｙｐ（３）と前記ベクトルｙｎ（３）の発生時間比率を変化させて、
前記３相中性点クランプ式インバータの中性点電圧の安定化を行うことを特徴とする中性点電位制御方法。The state where the phase output terminal of the three-phase neutral point clamp type inverter is connected to the positive bus voltage point of the inverter is P, the state where the phase output terminal is connected to the neutral point of the inverter bus is O, the negative bus voltage of the inverter Let N be the state connected to a point.
An output state in which the three-phase output state of the inverter becomes POO in the order of the U phase, the V phase, and the W phase is represented by a vector xp (1),
The output state that becomes ONN is represented by a vector xn (1),
The output state that becomes PPO is expressed as a vector yp (1),
The output state that becomes ON is expressed as a vector yn (1),
The output state that becomes OPO is expressed as a vector xp (2),
The output state that becomes NON is expressed as a vector xn (2),
The output state to be OPP is expressed as a vector yp (2),
The output state that becomes NOO is a vector yn (2),
The output state that becomes OOP is expressed as a vector xp (3),
The output state that becomes NNO is expressed as a vector xn (3),
The output state that becomes POP is expressed as a vector yp (3),
The output state that becomes ONO is expressed as a vector yn (3).
If the output voltage is expressed as a space vector like
In the three-phase neutral point clamp type inverter,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (3) and the vector yp (1), the vector xp (1) and the vector xp (1) are determined according to the current direction of the sum of the V phase and the W phase. Changing the generation time ratio of the vector xn (1);
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (1) and the vector yp (2), the vector xp (2) and the vector xp (2) are determined according to the current direction of the sum of the U phase and the W phase. Changing the generation time ratio of the vector xn (2);
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (2) and the vector yp (3), the vector xp (3) and the vector xp (3) are determined according to the current direction of the sum of the U phase and the V phase. Changing the generation time ratio of the vector xn (3);
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (1) and the vector xp (2), the vector yp (1) and the vector yp (1) are changed according to the current direction of the sum of the U phase and the V phase. Changing the generation time ratio of the vector yn (1);
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (2) and the vector xp (3), the vector yp (2) and the vector yp (2) are determined according to the current direction of the sum of the V phase and the W phase. Changing the generation time ratio of the vector yn (2);
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (3) and the vector xp (1), the vector yp (3) and the vector yp (3) are determined according to the current direction of the sum of the U phase and the W phase. By changing the generation time ratio of the vector yn (3),
A neutral point potential control method comprising stabilizing a neutral point voltage of the three-phase neutral point clamp inverter.
続される状態をＯ，前記インバータの負母線電圧点に接続される状態をＮとして、 前記インバータの３相の出力状態がＵ相Ｖ相Ｗ相の順番で
ＰＯＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（１），
ＯＮＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（１），
ＰＰＯとなる出力状態をベクトルｙｐ（１），
ＯＯＮとなる出力状態をベクトルｙｐ（１），
ＯＰＯとなる出力状態をベクトルｘｐ（２），
ＮＯＮとなる出力状態をベクトルｘｎ（２），
ＯＰＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（２），
ＮＯＯとなる出力状態をベクトルｙｐ（２），
ＯＯＰとなる出力状態をベクトルｘｐ（３），
ＮＮＯとなる出力状態をベクトルｘｎ（３），
ＰＯＰとなる出力状態をベクトルｙｐ（３），
ＯＮＯとなる出力状態をベクトルｙｎ（３）
のように出力電圧を空間ベクトルとして表記をすると、
前記３相中性点クランプ式インバータにおいて、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（３）と前記ベクトルｙｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｕ相の電流Ｉｕと前記Ｖ相Ｉｖと前記Ｗ相Ｉｗの電流の和を比較しＩｕとＩｖ＋Ｉｗが同符号で
｜Ｉｕ｜＜｜Ｉｖ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｘｐ（１）の発生を抑制し
｜Ｉｕ｜＞｜Ｉｖ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｘｎ（１）の発生を抑制し、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（１）と前記ベクトルｙｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｖ相の電流Ｉｖと前記Ｕ相Ｉｕと前記Ｗ相Ｉｗの電流の和を比較しＩｖとＩｕ＋Ｉｗが同符号で
｜Ｉｖ｜＜｜Ｉｕ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｘｐ（２）の発生を抑制し
｜Ｉｖ｜＞｜Ｉｕ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｘｎ（２）の発生を抑制し、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｙｐ（２）と前記ベクトルｙｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｗ相の電流Ｉｗと前記Ｕ相Ｉｕと前記Ｖ相Ｉｖの電流の和を比較しＩｗとＩｕ＋Ｉｖが同符号で
｜Ｉｗ｜＜｜Ｉｕ＋Ｉｖ｜ならば前記ベクトルｘｐ（３）の発生を抑制し
｜Ｉｗ｜＞｜Ｉｕ＋Ｉｖ｜ならば前記ベクトルｘｎ（３）の発生を抑制し、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（１）と前記ベクトルｘｐ（２）とに挟まれる場合には前記Ｗ相の電流Ｉｗと前記Ｕ相Ｉｕと前記Ｖ相Ｉｖの電流の和を比較しＩｗとＩｕ＋Ｉｖが同符号で
｜Ｉｗ｜＜｜Ｉｕ＋Ｉｖ｜ならば前記ベクトルｙｎ（１）の発生を抑制し
｜Ｉｗ｜＞｜Ｉｕ＋Ｉｖ｜ならば前記ベクトルｙｐ（１）の発生を抑制し、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（２）と前記ベクトルｘｐ（３）とに挟まれる場合には前記Ｕ相の電流Ｉｕと前記Ｖ相Ｉｖと前記Ｗ相Ｉｗの電流の和を比較しＩｕとＩｖ＋Ｉｗが同符号で
｜Ｉｕ｜＜｜Ｉｖ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｙｎ（２）の発生を抑制し
｜Ｉｕ｜＞｜Ｉｖ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｙｐ（２）の発生を抑制し、
前記インバータで出力させる電圧ベクトルの角度が前記ベクトルｘｐ（３）と前記ベクトルｘｐ（１）とに挟まれる場合には前記Ｖ相の電流Ｉｖと前記Ｕ相Ｉｕと前記Ｗ相Ｉｗの電流の和を比較しＩｖとＩｕ＋Ｉｗが同符号で
｜Ｉｖ｜＜｜Ｉｕ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｙｎ（３）の発生を抑制し
｜Ｉｖ｜＞｜Ｉｕ＋Ｉｗ｜ならば前記ベクトルｙｐ（３）の発生を抑制させて前記３相中性点クランプ式インバータの中性点電圧の安定化を行うことを特徴とする中性点電位制御方法。The state where the phase output terminal of the three-phase neutral point clamp type inverter is connected to the positive bus voltage point of the inverter is P, the state where the phase output terminal is connected to the neutral point of the inverter bus is O, the negative bus voltage of the inverter The state connected to the point is N, and the output state in which the three-phase output state of the inverter becomes POO in the order of the U phase, the V phase, and the W phase is represented by the vector xp (1),
The output state that becomes ONN is represented by a vector xn (1),
The output state that becomes PPO is expressed as a vector yp (1),
The output state that becomes ON is represented by a vector yp (1),
The output state that becomes OPO is expressed as a vector xp (2),
The output state that becomes NON is expressed as a vector xn (2),
The output state to be OPP is expressed as a vector yp (2),
The output state that becomes NOO is expressed as a vector yp (2),
The output state that becomes OOP is expressed as a vector xp (3),
The output state that becomes NNO is expressed as a vector xn (3),
The output state that becomes POP is expressed as a vector yp (3),
The output state that becomes ONO is expressed as a vector yn (3).
If the output voltage is expressed as a space vector like
In the three-phase neutral point clamp type inverter,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (3) and the vector yp (1), the sum of the U-phase current Iu, the V-phase Iv, and the W-phase Iw If Iu and Iv + Iw have the same sign and | Iu | <| Iv + Iw |, the generation of the vector xp (1) is suppressed, and if | Iu |> | Iv + Iw |, the generation of the vector xn (1) is suppressed. ,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (1) and the vector yp (2), the sum of the V-phase current Iv, the U-phase Iu, and the W-phase Iw If Iv and Iu + Iw have the same sign and | Iv | <| Iu + Iw |, the generation of the vector xp (2) is suppressed, and if | Iv |> | Iu + Iw |, the generation of the vector xn (2) is suppressed. ,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector yp (2) and the vector yp (3), the sum of the W-phase current Iw, the U-phase Iu, and the V-phase Iv If Iw and Iu + Iv have the same sign and | Iw | <| Iu + Iv |, the generation of the vector xp (3) is suppressed. If | Iw |> | Iu + Iv |, the generation of the vector xn (3) is suppressed. ,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (1) and the vector xp (2), the sum of the W-phase current Iw, the U-phase Iu, and the V-phase Iv If Iw and Iu + Iv have the same sign and | Iw | <| Iu + Iv |, the generation of the vector yn (1) is suppressed. If | Iw |> | Iu + Iv |, the generation of the vector yp (1) is suppressed. ,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (2) and the vector xp (3), the sum of the U-phase current Iu, the V-phase Iv, and the W-phase Iw If Iu and Iv + Iw have the same sign and | Iu | <| Iv + Iw |, the generation of the vector yn (2) is suppressed, and if | Iu |> | Iv + Iw |, the generation of the vector yp (2) is suppressed. ,
When the angle of the voltage vector output by the inverter is sandwiched between the vector xp (3) and the vector xp (1), the sum of the V-phase current Iv, the U-phase Iu, and the W-phase Iw If Iv and Iu + Iw have the same sign and | Iv | <| Iu + Iw |, the generation of the vector yn (3) is suppressed, and if | Iv |> | Iu + Iw |, the generation of the vector yp (3) is suppressed. And neutralizing the neutral point voltage of the three-phase neutral point clamp inverter.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22889399A JP3841253B2 (en) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | Neutral point potential control method for neutral point clamp inverter |
| EP00951922A EP1221761B1 (en) | 1999-08-12 | 2000-08-09 | Method for controlling neutral point potential of inverter of neutral point clamping type |
| PCT/JP2000/005347 WO2001013504A1 (en) | 1999-08-12 | 2000-08-09 | Method for controlling neutral point potential of inverter of neutral point clamping type |
| DE60042601T DE60042601D1 (en) | 1999-08-12 | 2000-08-09 | METHOD FOR REGULATING THE ZERO POINT POTENTIAL OF A TRACKER WITH ZERO-POINT LIMITATION |
| CNB008114609A CN100492856C (en) | 1999-08-12 | 2000-08-09 | Tri-phase neutral point clamping type PWM inventer device |
| US10/048,343 US6490185B1 (en) | 1999-08-12 | 2000-08-09 | Method for controlling neutral point potential of inverter of neutral point clamping type |
| KR1020027001665A KR100651222B1 (en) | 1999-08-12 | 2000-08-09 | Method for controlling neutral point potential of inverter of neutral point clamping type |
| TW089116277A TW476183B (en) | 1999-08-12 | 2000-08-11 | Neutral point potential control method of neutral point clamp type inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22889399A JP3841253B2 (en) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | Neutral point potential control method for neutral point clamp inverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001057784A JP2001057784A (en) | 2001-02-27 |
| JP3841253B2 true JP3841253B2 (en) | 2006-11-01 |
Family
ID=16883516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22889399A Expired - Lifetime JP3841253B2 (en) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | Neutral point potential control method for neutral point clamp inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3841253B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1347565A4 (en) | 2000-12-07 | 2007-03-14 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | Three-level neutral point clamping pwm inverter and neutral point voltage controller |
| EP2348627A1 (en) * | 2010-01-25 | 2011-07-27 | ABB Research Ltd. | Converter circuit and method for operating a multilevel converter circuit |
| FR2958815B1 (en) * | 2010-04-07 | 2012-03-16 | Schneider Toshiba Inverter | METHOD FOR CONTROLLING AN INVERTER OF NPC TYPE |
-
1999
- 1999-08-12 JP JP22889399A patent/JP3841253B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001057784A (en) | 2001-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8232753B2 (en) | Control device for electric motor drive apparatus | |
| EP2642658B1 (en) | Controller for electric motor | |
| US10778130B2 (en) | Control apparatus for alternating-current rotary electric machine | |
| US8872454B2 (en) | Control unit of rotary device | |
| WO2001013504A1 (en) | Method for controlling neutral point potential of inverter of neutral point clamping type | |
| CN110785920B (en) | Inverter device and electric power steering device | |
| EP3255783B1 (en) | Motor drive device | |
| JP6390489B2 (en) | Inverter control device | |
| US20190229664A1 (en) | Control apparatus for alternating-current rotary electric machine | |
| CN111837327B (en) | Power conversion device, motor drive system, and control method | |
| US20180241326A1 (en) | Drive System | |
| US20110241587A1 (en) | Direct-current to three-phase alternating-current inverter system | |
| JP2004304868A (en) | Motor controller | |
| US7436147B2 (en) | Motor driving apparatus | |
| JP2005065439A (en) | Control method for voltage-type inverter | |
| JP2733724B2 (en) | Current control device for multi-winding AC motor | |
| JP6861892B2 (en) | Power converter | |
| JP3841253B2 (en) | Neutral point potential control method for neutral point clamp inverter | |
| CN113454907A (en) | Rotating electric machine control system | |
| JP5402094B2 (en) | Power converter | |
| JPH10191677A (en) | Speed control apparatus for ac motor | |
| JP2022175118A (en) | Power conversion device and program | |
| JP6681266B2 (en) | Electric motor control device and electric vehicle equipped with the same | |
| US20240162842A1 (en) | Electric motor | |
| JP2004274806A (en) | Motor controller |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050422 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060721 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060803 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3841253 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090818 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100818 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110818 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120818 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130818 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140818 Year of fee payment: 8 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |