JP4690151B2 - Power converter - Google Patents

Power converter Download PDF

Info

Publication number
JP4690151B2
JP4690151B2 JP2005258939A JP2005258939A JP4690151B2 JP 4690151 B2 JP4690151 B2 JP 4690151B2 JP 2005258939 A JP2005258939 A JP 2005258939A JP 2005258939 A JP2005258939 A JP 2005258939A JP 4690151 B2 JP4690151 B2 JP 4690151B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
carrier signal
converter
pwm
boost converter
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.)
Active
Application number
JP2005258939A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007074818A (en
Inventor
隆浩 浦壁
彰 佐竹
勝 小林
清治 安西
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2005258939A priority Critical patent/JP4690151B2/en
Publication of JP2007074818A publication Critical patent/JP2007074818A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4690151B2 publication Critical patent/JP4690151B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Description

本発明は、直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、この昇圧コンバータに接続されたDCリンクコンデンサと、このDCリンクコンデンサに接続されそれぞれの負荷との間で交流電力の授受(駆動および回生)を行う複数のインバータとを備えた電力変換装置に係り、特に、上記DCリンクコンデンサに流入するパルス電流の実効値を抑制する技術に関する。   The present invention relates to a boost converter that boosts the voltage of a DC power supply, a DC link capacitor connected to the boost converter, and AC power transfer (drive and regeneration) between the DC link capacitor and each load. More particularly, the present invention relates to a technique for suppressing an effective value of a pulse current flowing into the DC link capacitor.

従来の電力変換装置では、DCリンクコンデンサの電流を最小化し装置を小形化するために、2つのインバータを駆動するためのキャリア信号を同期させ、位相を0度あるいは180度に設定したり、さらには、昇圧コンバータのキャリア信号もインバータのキャリア信号に同期させ、2つのインバータからのパルス電流と昇圧コンバータからのパルス電流とを相殺するような位相に設定している(例えば、特許文献1と2参照)。   In the conventional power conversion device, in order to minimize the current of the DC link capacitor and miniaturize the device, the carrier signals for driving the two inverters are synchronized and the phase is set to 0 degree or 180 degrees. Is set so that the carrier signal of the boost converter is also synchronized with the carrier signal of the inverter and the pulse current from the two inverters cancels out the pulse current from the boost converter (for example, Patent Documents 1 and 2). reference).

特公平8−34695号公報(4頁右欄23行〜5頁右欄21行、図1〜4)Japanese Patent Publication No. 8-34695 (page 4, right column, line 23 to page 5, right column, line 21, lines 1 to 4) 特開2004−187468号公報(段落0017〜0076)JP 2004-187468 A (paragraphs 0017 to 0076)

ところで、PWM(Pulse Width Modulation)制御のインバータは、そのキャリア信号の周期によるパルス出力動作を行う本来のPWM動作とは異なり、その電圧利用率を上げる目的で、電圧指令信号の周期によるパルス出力を含む矩形波出力動作を行う場合がある。
このような電力変換装置にあっては、一方のインバータがPWM方式による駆動から矩形波方式による駆動へ移行した場合、もう一方のインバータからのパルス電流と昇圧コンバータからのパルス電流が強めあうような位相関係になる(後述する実施の形態で更に詳しく説明する)ため、DCリンクコンデンサの電流が増大し、そのために容量の大きなコンデンサが必要になるといった課題や、DCリンクコンデンサの容量が小さな場合はインバータの入力電圧の変動が大きくなり、負荷であるモータ駆動電流を安定化させることができないといった課題があった。
By the way, the PWM (Pulse Width Modulation) controlled inverter differs from the original PWM operation in which the pulse output operation is performed according to the cycle of the carrier signal, and the pulse output according to the cycle of the voltage command signal is performed for the purpose of increasing the voltage utilization rate. A rectangular wave output operation may be performed.
In such a power conversion device, when one inverter shifts from PWM driving to rectangular wave driving, the pulse current from the other inverter and the pulse current from the boost converter are intensified. Because of the phase relationship (which will be described in more detail in the embodiments described later), the current of the DC link capacitor increases, which requires a capacitor with a large capacity, or when the capacity of the DC link capacitor is small. There has been a problem that the fluctuation of the input voltage of the inverter becomes large and the motor driving current as a load cannot be stabilized.

また、昇圧コンバータは、例えば、負荷であるモータの誘起電圧レベルが低い場合に、昇圧コンバータの高電圧側スイッチ素子を常時オンしてその入出力端子間を常時通電状態とする非昇圧動作モードをとる場合がある。
このように、昇圧コンバータが非昇圧動作モードに移行した場合、両モータで同時に駆動あるいは回生する場合、両インバータのキャリア信号の位相差を0度あるいは180度に設定していると、DCリンクコンデンサの電流が増大し(後述する実施の形態で更に詳しく説明する)、そのために容量の大きなコンデンサが必要になるといった課題や、DCリンクコンデンサの容量が小さな場合はインバータの入力電圧の変動が大きくなりモータ駆動電流を安定化させることができないといった課題があった。
In addition, the boost converter has a non-boosting operation mode in which, for example, when the induced voltage level of the motor as a load is low, the high-voltage side switch element of the boost converter is always turned on and the input / output terminals are always energized. May take.
As described above, when the boost converter shifts to the non-boosting operation mode, when both motors drive or regenerate simultaneously, the phase difference between the carrier signals of both inverters is set to 0 degree or 180 degrees, the DC link capacitor Current will increase (as will be described in more detail in the embodiments described later), and for this purpose, a capacitor with a large capacity is required, and when the capacity of the DC link capacitor is small, the fluctuation of the input voltage of the inverter increases. There was a problem that the motor drive current could not be stabilized.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、インバータが矩形波出力動作に移行した場合や、昇圧コンバータが非昇圧動作に移行した場合にも、DCリンクコンデンサへの流入電流が抑制され、小さなDCリンクコンデンサで安定したモータ駆動が実現できる小形な電力変換装置を得ることを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the inverter shifts to a rectangular wave output operation or when the boost converter shifts to a non-boosting operation, the DC link capacitor is supplied to the DC link capacitor. An object of the present invention is to obtain a small power conversion device in which an inflow current is suppressed and a stable motor drive can be realized with a small DC link capacitor.

第1および第2の発明に係る電力変換装置は、スイッチ素子のPWM動作で直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータ、この昇圧コンバータの昇圧側端子に接続されたDCリンクコンデンサ、およびこのDCリンクコンデンサに接続されスイッチ素子のPWM動作でそれぞれの負荷との間で交流電力の授受(駆動および回生)を行う複数のインバータを備え、昇圧コンバータのPWMキャリア信号とインバータのPWMキャリア信号とを同期させて運転する電力変換装置において、
複数のインバータの一部が、キャリア信号の周期によるパルス出力動作から電圧指令信号の周期によるパルス出力を含む矩形波出力動作に移行した場合、昇圧コンバータのPWMキャリア信号とインバータのPWMキャリア信号との位相差を調整することにより、複数のインバータの残部と昇圧コンバータとからDCリンクコンデンサに流入するパルス電流和の実効値を抑制するようにし、かつ、それぞれ
第1の発明は、上記インバータにおける上記矩形波出力動作への移行は、(上記電圧指令信号振幅値/上記キャリア信号ゼローピーク値)を変調率αと定義したとき、α>1の条件で判定するようにしたもので、第2の発明は、上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号の周波数を、上記インバータのPWMキャリア信号の周波数の2倍としたものである。
The power converters according to the first and second inventions are a boost converter that boosts the voltage of a DC power supply by PWM operation of a switch element, a DC link capacitor connected to a boost side terminal of the boost converter, and the DC link capacitor And a plurality of inverters that exchange (drive and regenerate) AC power with each load in the PWM operation of the switch element, and synchronize the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM carrier signal of the inverter In the power converter to operate,
When a part of the plurality of inverters shifts from the pulse output operation based on the carrier signal cycle to the rectangular wave output operation including the pulse output based on the voltage command signal cycle, the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM carrier signal of the inverter By adjusting the phase difference, the effective value of the sum of pulse currents flowing into the DC link capacitor from the remainder of the plurality of inverters and the boost converter is suppressed , and each
In the first invention, the transition to the rectangular wave output operation in the inverter is determined under the condition of α> 1 when (the voltage command signal amplitude value / the carrier signal zero-peak value) is defined as the modulation factor α. Thus, the second invention is such that the frequency of the PWM carrier signal of the boost converter is twice the frequency of the PWM carrier signal of the inverter.

また、第3および第4の発明に係る電力変換装置は、スイッチ素子のPWM動作で直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータ、この昇圧コンバータの昇圧側端子に接続されたDCリンクコンデンサ、およびこのDCリンクコンデンサに接続されスイッチ素子のPWM動作でそれぞれの負荷との間で交流電力の授受(駆動および回生)を行う複数のインバータを備え、昇圧コンバータのPWMキャリア信号とインバータのPWMキャリア信号とを同期させて運転する電力変換装置において、
複数のインバータの一部が、キャリア信号の周期によるパルス出力動作から電圧指令信号の周期によるパルス出力を含む矩形波出力動作に移行した場合、昇圧コンバータのPWMキャリア信号とインバータのPWMキャリア信号との位相差を調整することにより、複数のインバータの残部と昇圧コンバータとからDCリンクコンデンサに流入するパルス電流和の実効値を抑制するようにし、かつ、それぞれ
第3の発明は、上記昇圧コンバータおよび上記インバータのPWMキャリア信号が共に三角波であり、
上記昇圧コンバータは、互いに並列接続され、上記インバータのPWMキャリア信号と同一の周波数で互いに180度位相をずらしたPWMキャリア信号で動作する第1と第2のコンバータ部から構成される2フェーズ昇圧コンバータであり、
上記複数のインバータの内の少なくとも2台のインバータのいずれか一方が駆動状態でいずれか他方が回生状態であるときに上記2台のインバータの一方が上記矩形波出力動作に移行した場合であって当該矩形波出力動作に移行したインバータと上記昇圧コンバータとが共に上記駆動または回生状態の場合で、かつ上記昇圧コンバータの昇圧比β≧2の場合、
上記第1のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を0度とし、上記第2のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を180度としたもので、第4の発明は、上記昇圧コンバータおよび上記インバータのPWMキャリア信号が共に三角波であり、
上記昇圧コンバータは、互いに並列接続され、上記インバータのPWMキャリア信号と同一の周波数で互いに180度位相をずらしたPWMキャリア信号で動作する第1と第2のコンバータ部から構成される2フェーズ昇圧コンバータであり、
上記複数のインバータの内の少なくとも2台のインバータのいずれか一方が駆動状態でいずれか他方が回生状態であるときに上記インバータの一方が上記矩形波出力動作に移行した場合であって当該矩形波出力動作に移行したインバータと上記昇圧コンバータとが共に上記駆動または回生状態の場合で、かつ上記昇圧コンバータの昇圧比β<2の場合、
上記第1のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を90度とし、上記第2のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を270度としたものである。
The power conversion devices according to the third and fourth inventions include a boost converter that boosts the voltage of a DC power supply by PWM operation of a switch element, a DC link capacitor connected to the boost side terminal of the boost converter, and the DC A plurality of inverters are connected to the link capacitor to exchange (drive and regenerate) AC power with each load in the PWM operation of the switch element. The PWM carrier signal of the boost converter and the PWM carrier signal of the inverter are synchronized. In the power conversion device operated by letting
When a part of the plurality of inverters shifts from the pulse output operation based on the carrier signal cycle to the rectangular wave output operation including the pulse output based on the voltage command signal cycle, the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM carrier signal of the inverter By adjusting the phase difference, the effective value of the sum of pulse currents flowing into the DC link capacitor from the remainder of the plurality of inverters and the boost converter is suppressed, and each
In the third invention, the PWM carrier signals of the boost converter and the inverter are both triangular waves,
The step-up converter is a two-phase step-up converter composed of first and second converter units that are connected in parallel to each other and operate with PWM carrier signals that are 180 degrees out of phase with each other at the same frequency as the PWM carrier signal of the inverter. And
When at least one of the plurality of inverters is in a driving state and the other is in a regenerative state, one of the two inverters shifts to the rectangular wave output operation. When both the inverter that has shifted to the rectangular wave output operation and the boost converter are in the drive or regenerative state and the boost ratio β ≧ 2 of the boost converter,
The phase difference between the PWM carrier signal of the first converter unit and the PWM carrier signal of the inverter is 0 degree, and the phase difference between the PWM carrier signal of the second converter part and the PWM carrier signal of the inverter is 180 degrees. In the fourth invention, the PWM carrier signals of the boost converter and the inverter are both triangular waves,
The step-up converter is a two-phase step-up converter composed of first and second converter units that are connected in parallel to each other and operate with PWM carrier signals that are 180 degrees out of phase with each other at the same frequency as the PWM carrier signal of the inverter. And
When one of the plurality of inverters is in a driving state and the other is in a regenerative state, when one of the inverters shifts to the rectangular wave output operation, the rectangular wave When both the inverter that has shifted to the output operation and the boost converter are in the drive or regenerative state and the boost ratio β <2 of the boost converter,
The phase difference between the PWM carrier signal of the first converter unit and the PWM carrier signal of the inverter is 90 degrees, and the phase difference between the PWM carrier signal of the second converter unit and the PWM carrier signal of the inverter is 270 degrees. It is what.

第1および第2の発明に係る電力変換装置においては、インバータの一部が矩形波出力動作に移行した場合にDCリンクコンデンサに流入するパルス電流の実効値を効果的に抑制して当該コンデンサの小型化が実現する。
更に、第1の発明では、インバータにおける矩形波出力動作への移行は、(電圧指令信号振幅値/キャリア信号ゼローピーク値)を変調率αと定義したとき、α>1の条件で判定するようにしたので、インバータの矩形波出力動作への移行が、簡便確実に判別出来、第2の発明では、昇圧コンバータのPWMキャリア信号の周波数を、インバータのPWMキャリア信号の周波数の2倍としたので、DCリンクコンデンサへ流入するパルス電流和の実効値を抑制するための制御が容易になし得る。
In the power converters according to the first and second inventions, the effective value of the pulse current flowing into the DC link capacitor is effectively suppressed when a part of the inverter shifts to the rectangular wave output operation. Miniaturization is realized.
Furthermore, in the first invention, the transition to the rectangular wave output operation in the inverter is determined under the condition of α> 1 when (voltage command signal amplitude value / carrier signal zero-peak value) is defined as the modulation factor α. Therefore, the transition to the rectangular wave output operation of the inverter can be easily and reliably determined. In the second invention, the frequency of the PWM carrier signal of the boost converter is set to twice the frequency of the PWM carrier signal of the inverter. Control for suppressing the effective value of the pulse current sum flowing into the DC link capacitor can be easily performed.

また、第3および第4の発明に係る電力変換装置においては、インバータの一部が矩形波出力動作に移行した場合にDCリンクコンデンサに流入するパルス電流の実効値を効果的に抑制して当該コンデンサの小型化が実現する。
更に、第3の発明では、昇圧コンバータおよびインバータのPWMキャリア信号が共に三角波であり、昇圧コンバータは、互いに並列接続され、インバータのPWMキャリア信号と同一の周波数で互いに180度位相をずらしたPWMキャリア信号で動作する第1と第2のコンバータ部から構成される2フェーズ昇圧コンバータであり、複数のインバータの内の少なくとも2台のインバータのいずれか一方が駆動状態でいずれか他方が回生状態であるときに2台のインバータの一方が矩形波出力動作に移行した場合であって当該矩形波出力動作に移行したインバータと昇圧コンバータとが共に駆動または回生状態の場合で、かつ昇圧コンバータの昇圧比β≧2の場合、第1のコンバータ部のPWMキャリア信号とインバータのPWMキャリア信号との位相差を0度とし、第2のコンバータ部のPWMキャリア信号とインバータのPWMキャリア信号との位相差を180度としたので、2フェーズ昇圧コンバータを採用した場合にも、DCリンクコンデンサへ流入するパルス電流和の実効値が確実に抑制され、第4の発明では、昇圧コンバータおよびインバータのPWMキャリア信号が共に三角波であり、昇圧コンバータは、互いに並列接続され、インバータのPWMキャリア信号と同一の周波数で互いに180度位相をずらしたPWMキャリア信号で動作する第1と第2のコンバータ部から構成される2フェーズ昇圧コンバータであり、複数のインバータの内の少なくとも2台のインバータのいずれか一方が駆動状態でいずれか他方が回生状態であるときにインバータの一方が矩形波出力動作に移行した場合であって当該矩形波出力動作に移行したインバータと昇圧コンバータとが共に駆動または回生状態の場合で、かつ昇圧コンバータの昇圧比β<2の場合、第1のコンバータ部のPWMキャリア信号とインバータのPWMキャリア信号との位相差を90度とし、第2のコンバータ部のPWMキャリア信号とインバータのPWMキャリア信号との位相差を270度としたので、2フェーズ昇圧コンバータを採用した場合にも、DCリンクコンデンサへ流入するパルス電流和の実効値が確実に抑制される。
In the power converters according to the third and fourth inventions, the effective value of the pulse current flowing into the DC link capacitor is effectively suppressed when a part of the inverter shifts to the rectangular wave output operation. Capacitor miniaturization is realized.
Further, in the third invention, the PWM carrier signals of the boost converter and the inverter are both triangular waves, and the boost converters are connected in parallel to each other and are PWM carriers whose phases are 180 degrees out of phase with each other at the same frequency as the PWM carrier signal of the inverter. A two-phase boost converter composed of first and second converter units that operate with a signal, and at least one of a plurality of inverters is in a driving state and the other is in a regenerative state Sometimes when one of the two inverters shifts to a rectangular wave output operation, the inverter that has shifted to the rectangular wave output operation and the boost converter are both driven or in a regenerative state, and the boost ratio β of the boost converter When ≧ 2, the PWM carrier signal of the first converter unit and the PWM carrier of the inverter The phase difference between the PWM carrier signal of the second converter unit and the PWM carrier signal of the inverter is 180 degrees, so that the DC link capacitor can be used even when a two-phase boost converter is employed. In the fourth aspect of the invention, the PWM carrier signals of the boost converter and the inverter are both triangular waves, and the boost converters are connected in parallel to each other, and the PWM carrier signal of the inverter A two-phase boost converter composed of first and second converter units that operate with PWM carrier signals that are 180 degrees out of phase with each other at the same frequency, and one of at least two of the plurality of inverters One of the inverters is square wave when one is in the drive state and the other is in the regenerative state When the transition to the output operation is performed and both the inverter and the boost converter that have transitioned to the rectangular wave output operation are in a driving or regenerative state and the boost ratio β <2 of the boost converter, The phase difference between the PWM carrier signal and the PWM carrier signal of the inverter is 90 degrees, and the phase difference between the PWM carrier signal of the second converter section and the PWM carrier signal of the inverter is 270 degrees. Even in this case, the effective value of the sum of pulse currents flowing into the DC link capacitor is reliably suppressed.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による電力変換装置の構成を示す図である。直流電源であるバッテリ1の高電圧端子と昇圧コンバータ2の端子DCbhとが接続され、低電圧端子と昇圧コンバータ2の端子DCblとが接続されている。DCリンクコンデンサ3の一方の端子は、昇圧コンバータ2の端子DCpと第1のインバータ4の直流電圧端子INV1pと第2のインバータ5の端子INV2pとに接続され、もう一方の端子は、昇圧コンバータ2の端子DCnと第1のインバータ4の直流電圧端子INV1nと第2のインバータ5の端子INV2nとに接続されている。
負荷である第1のモータジェネレータ6は、発電機あるいは駆動モータとして動作し、その第1のモータジェネレータ6の3相ケーブルは、第1のインバータ4の交流端子INV1u、INV1v、INV1wにそれぞれ接続され、第2のモータジェネレータ7の3相ケーブルは、第2のインバータ5の交流端子INV2u、INV2v、INV2wにそれぞれ接続されている。
昇圧コンバータ2および第1のインバータ4、第2のインバータ5は、それぞれ、制御ユニット8により形成されるゲート信号により動作し、それぞれ、直流電圧の昇圧と、交流電力の授受(駆動および再生)を行う。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention. A high voltage terminal of the battery 1 which is a direct current power supply and the terminal DCbh of the boost converter 2 are connected, and a low voltage terminal and the terminal DCbl of the boost converter 2 are connected. One terminal of the DC link capacitor 3 is connected to the terminal DCp of the boost converter 2, the DC voltage terminal INV1p of the first inverter 4, and the terminal INV2p of the second inverter 5, and the other terminal is connected to the boost converter 2 Terminal DCn, a DC voltage terminal INV1n of the first inverter 4, and a terminal INV2n of the second inverter 5.
The first motor generator 6 which is a load operates as a generator or a drive motor, and the three-phase cable of the first motor generator 6 is connected to the AC terminals INV1u, INV1v and INV1w of the first inverter 4, respectively. The three-phase cable of the second motor generator 7 is connected to the AC terminals INV2u, INV2v, INV2w of the second inverter 5, respectively.
Boost converter 2, first inverter 4, and second inverter 5 are each operated by a gate signal formed by control unit 8, and respectively boost DC voltage and exchange (drive and regenerate) AC power. Do.

図2に昇圧コンバータ2の回路構成を示す。直流電圧端子DCpとDCnとの間に配置されたスイッチ素子SH、SLの直列体と、バッテリ電圧端子DCbhとDCblとの間に配置された、入力電圧を平滑するためのコンデンサCinと、スイッチ素子の接続点と電圧端子DCbhとの間に設けられたチョークコイルLとから構成されている。スイッチ素子の直列体は、制御ユニット8から入力されるゲート信号により、電圧端子DCpとスイッチ素子の接続点との接続および電圧端子DCnと接続点との接続を制御している。それぞれのスイッチ素子は、半導体スイッチ素子(IGBT)とダイオードの並列接続体とからなっている。   FIG. 2 shows a circuit configuration of the boost converter 2. A series body of switch elements SH and SL arranged between the DC voltage terminals DCp and DCn, a capacitor Cin arranged between the battery voltage terminals DCbh and DCbl, for smoothing the input voltage, and a switch element And a choke coil L provided between the voltage node DCbh and the voltage terminal DCbh. The series of switch elements controls the connection between the voltage terminal DCp and the connection point of the switch element and the connection between the voltage terminal DCn and the connection point by a gate signal input from the control unit 8. Each switch element includes a semiconductor switch element (IGBT) and a parallel connection body of a diode.

図3に第1、第2のインバータ4、5の回路構成を示す。図中、kは1か2を示し、1の場合は第1のインバータ4、2の場合は第2のインバータ5の構成要素を示す。それぞれの交流端子INVku、INVkv、INVkwと高圧側の直流電圧端子INVkpとの接続を制御する、高圧側スイッチ素子SuHk、SvHk、SwHkと、低圧側の直流電圧端子INVknとの接続を制御する、低圧側スイッチ素子SuLk、SvLk、SwLkとで構成されている。スイッチ素子は、半導体スイッチ素子(IGBT)とダイオードとの並列接続体となっている。それぞれのスイッチ素子は、制御ユニット8から入力されるゲート信号により駆動される。   FIG. 3 shows the circuit configuration of the first and second inverters 4 and 5. In the figure, k represents 1 or 2, and in the case of 1, the first inverter 4 and in the case of 2, the component of the second inverter 5 is shown. A low voltage that controls the connection between each AC terminal INVku, INVkv, INVkw and the high-voltage side DC voltage terminal INVkp, and that controls the connection between the high-voltage side switching elements SuHk, SvHk, SwHk and the low-voltage side DC voltage terminal INVkn. The side switch elements SuLk, SvLk, and SwLk are included. The switch element is a parallel connection body of a semiconductor switch element (IGBT) and a diode. Each switch element is driven by a gate signal input from the control unit 8.

ここで、インバータ4、5および昇圧コンバータ2の動作について説明する。図4にインバータのPWM方式による動作波形を示す。図中には、インバータのキャリア信号波形、U相、V相、W相それぞれの基本波信号(電圧指示信号)波形(同図(a))、キャリア信号と基本波信号との比較演算に基づいて生成されるゲート信号(直流高電圧側スイッチ素子のゲート信号)波形(同図(b))、モータジェネレータ6、7のU相、V相、W相に流れる電流波形(同図(c))、およびインバータ4、5への入力電流波形(同図(d))が示されている。なお、直流低電圧側スイッチ素子のゲート信号は、高圧側スイッチ素子のゲート信号の反転信号となる。   Here, operations of inverters 4 and 5 and boost converter 2 will be described. FIG. 4 shows operation waveforms of the inverter using the PWM method. In the figure, based on the carrier signal waveform of the inverter, the fundamental wave signal (voltage instruction signal) waveform of each of the U phase, V phase, and W phase ((a) in the figure), the comparison calculation of the carrier signal and the fundamental wave signal. Generated in the U-phase, V-phase, and W-phase of the motor generators 6 and 7 (FIG. (C)). ), And an input current waveform to the inverters 4 and 5 ((d) in the figure). The gate signal of the DC low voltage side switch element is an inverted signal of the gate signal of the high voltage side switch element.

そして、キャリア信号と基本波信号との比較により形成されたゲート信号に基づいて各スイッチ素子がオンオフすることにより、印加電圧時間の変化を利用して、交流電圧端子には基本波信号と同様な形状の交流電圧が印加された状態と同じになる(交流電圧端子を見るとパルス状の電圧であるが、平均的な電圧として滑らかな交流電圧が印加されたようになる)。更に、基本波信号の振幅、位相を変化させることにより、モータジェネレータ6、7に流れる電流の大きさ、方向を自在に変化することができる。その結果として、インバータ4、5の直流電圧端子に流出入する電流は、図のようにパルス状の電流となる。
なお、インバータ4、5のキャリア信号のゼロ−ピーク値と基本波信号の振幅値との比(基本波振幅値/インバータキャリアゼロ−ピーク値)を変調率と呼ぶ。また、相電流と基本波信号との位相差をφとした場合のcosφを力率と呼ぶ。
Then, each switch element is turned on / off based on the gate signal formed by comparing the carrier signal and the fundamental wave signal, and the AC voltage terminal is similar to the fundamental wave signal by utilizing the change in the applied voltage time. The shape is the same as the state where an alternating voltage is applied (when the alternating voltage terminal is viewed, it is a pulsed voltage, but a smooth alternating voltage is applied as an average voltage). Furthermore, by changing the amplitude and phase of the fundamental wave signal, the magnitude and direction of the current flowing through the motor generators 6 and 7 can be freely changed. As a result, the current flowing into and out of the DC voltage terminals of the inverters 4 and 5 becomes a pulsed current as shown in the figure.
The ratio of the carrier signal zero-peak value of the inverters 4 and 5 and the amplitude value of the fundamental wave signal (fundamental wave amplitude value / inverter carrier zero-peak value) is referred to as a modulation rate. Further, cos φ when the phase difference between the phase current and the fundamental wave signal is φ is called a power factor.

図5にインバータの矩形波方式による動作波形を示す。なお、この方式は、上述のPWM方式と比較して1周期当りの交流端子と直流端子との接続時間が長くなるため、モータジェネレータ6、7への平均的な印加電圧を大きくすることができるメリットがある。主に、モータジェネレータ6、7の高速回転域のモータ誘起電圧が大きな領域で、電流を大きくしたい場合に有効な方法である。   FIG. 5 shows an operation waveform of the inverter by the rectangular wave method. In this method, since the connection time between the AC terminal and the DC terminal per cycle is longer than that in the PWM method described above, the average applied voltage to the motor generators 6 and 7 can be increased. There are benefits. This is an effective method when it is desired to increase the current mainly in a region where the motor induced voltage in the high speed rotation region of the motor generators 6 and 7 is large.

図中には、U相、V相、W相のゲート信号(直流高電圧側スイッチ素子のゲート信号)波形(同図(a))、モータジェネレータ6、7のU相、V相、W相に流れる電流波形(同図(b))、およびインバータ4、5への入力電流波形(同図(c))が示されている。なお、直流低電圧側スイッチ素子のゲート信号は、高圧側スイッチ素子のゲート信号の反転信号となる。
図のように、ゲート信号に基づいた電圧がそれぞれの交流電圧端子に印加され、モータジェネレータ6、7の電流が制御される。その結果として、インバータ4、5の直流電圧端子に流入する電流は、図のように直流状の電流となる。
In the figure, U-phase, V-phase, and W-phase gate signals (gate signals of DC high-voltage side switching elements) (the figure (a)), U-phase, V-phase, and W-phase of motor generators 6 and 7 are shown. The waveform of the current flowing through the inverter 4 (FIG. 2B) and the waveform of the input current to the inverters 4 and 5 (FIG. 2C) are shown. The gate signal of the DC low voltage side switch element is an inverted signal of the gate signal of the high voltage side switch element.
As shown in the figure, a voltage based on the gate signal is applied to each AC voltage terminal, and the currents of the motor generators 6 and 7 are controlled. As a result, the current flowing into the DC voltage terminals of the inverters 4 and 5 becomes a DC current as shown in the figure.

図6に、矩形波方式の、図5とは異なる条件でのインバータ4、5の動作波形を示す。上述のPWM方式において、変調率を2(>1)に設定した場合である。図中、U相、V相、W相の基本波信号およびインバータキャリア信号波形(同図(a))、各相のゲート信号(直流高電圧側スイッチ素子のゲート信号)波形(同図(b))、モータジェネレータ6、7のU相、V相、W相に流れる電流波形(同図(c))、およびインバータ4、5への入力電流波形(同図(d))が示されている。
上記の矩形波方式(図5)と比較すると、ゲート信号が1パルスから3パルスになっていることがわかる。この矩形波方式は、モータジェネレータ6、7への平均的な印加電圧を低下させ、電流を上記矩形波方式よりも抑えたい場合に有効である。インバータ4、5の直流電圧端子に流入する電流は、上記矩形波方式と比較すると若干乱れは生じているが、直流状の電流となる。
FIG. 6 shows operation waveforms of the inverters 4 and 5 under conditions different from those in FIG. This is a case where the modulation rate is set to 2 (> 1) in the PWM method described above. In the figure, U-phase, V-phase, and W-phase fundamental wave signals and inverter carrier signal waveforms (FIG. 1A), gate signals of each phase (DC high-voltage side switching element gate signal) waveforms (FIG. 2B). )), Current waveforms flowing in the U-phase, V-phase and W-phase of the motor generators 6 and 7 (FIG. (C)), and input current waveforms to the inverters 4 and 5 (FIG. (D)) are shown. Yes.
Compared with the rectangular wave method (FIG. 5), it can be seen that the gate signal is changed from one pulse to three pulses. This rectangular wave method is effective when it is desired to reduce the average applied voltage to the motor generators 6 and 7 and suppress the current more than the rectangular wave method. Although the current flowing into the DC voltage terminals of the inverters 4 and 5 is somewhat disturbed as compared with the rectangular wave system, it is a DC current.

以上のように、図5に示したものは矩形波1パルスの場合、図6に示したものはPWM過変調矩形波の場合の動作波形である。更に、図6に示した変調率以上の条件においては、変調率が大きければ大きいほど、インバータ4、5の直流電圧端子の入出力電流は、図5に示した矩形波1パルスのそれと近い形状の直流状になる。また、1以上2未満の変調率条件においても、乱れは大きくなるが直流状の電流となる。また、PWM方式の延長線上の複数パルス矩形波方式の他に、あらかじめ決められたゲート信号パターンで動作させる複数パルス矩形波方式というものもある。
本願明細書においては、PWM動作のキャリア信号周期よりも長い、電圧指令信号(基本波信号)周期による矩形波パルス出力を含む、従って、図5、図6の場合を含む動作を、矩形波方式による動作、または、矩形波出力動作と定義する。
As described above, the waveform shown in FIG. 5 is an operation waveform in the case of one pulse of a rectangular wave, and the waveform shown in FIG. 6 is an operation waveform in the case of a PWM overmodulation rectangular wave. Further, under the condition equal to or higher than the modulation factor shown in FIG. 6, the larger the modulation factor, the closer the input / output current of the DC voltage terminals of the inverters 4 and 5 is to the shape of one pulse of the rectangular wave shown in FIG. It becomes the direct current form. In addition, even when the modulation factor is 1 or more and less than 2, the disturbance is increased, but a direct current is generated. In addition to the multi-pulse rectangular wave system on the extension line of the PWM system, there is a multi-pulse rectangular wave system that operates with a predetermined gate signal pattern.
In the specification of the present application, the operation including the rectangular wave pulse output with the period of the voltage command signal (fundamental wave signal) longer than the carrier signal period of the PWM operation is included. Therefore, the operation including the cases of FIGS. Or a square wave output operation.

図7に昇圧コンバータ2の駆動(昇圧)動作および回生(降圧)動作のPWM方式における動作波形を示す。図中、キャリア信号および電圧指示信号波形(同図(a))、各スイッチ素子のゲート信号波形(同図(b)(c))、DCp、DCn端子の電流波形(同図(d))を示す。電圧指示信号とキャリア信号とを比較することにより、低圧側スイッチ素子のゲート信号を形成する。高圧側スイッチ素子のゲート信号は、その反転信号となる。
そして、電圧指示信号を大きくすると、低電圧側スイッチ素子のオン時間が長くなり、直流端子DCp−DCn間電圧が大きくなる。スイッチ素子がオンオフすることにより、チョークコイルLへのエネルギ蓄積および放出を繰り返し、エネルギをバッテリ1からインバータ4、5へ、またはインバータ4、5からバッテリ1へと移行する。図に示したように、直流電圧端子DCp、DCnに流れる電流はパルス状になる。
FIG. 7 shows operation waveforms in the PWM system of the drive (step-up) operation and the regeneration (step-down) operation of the step-up converter 2. In the figure, carrier signal and voltage instruction signal waveforms ((a)), gate signal waveforms of each switch element ((b) (c)), current waveforms at DCp and DCn terminals ((d)). Indicates. By comparing the voltage instruction signal and the carrier signal, the gate signal of the low-voltage side switching element is formed. The gate signal of the high voltage side switch element is its inverted signal.
When the voltage instruction signal is increased, the ON time of the low-voltage side switch element is increased, and the voltage between the DC terminals DCp-DCn is increased. When the switch element is turned on and off, the energy is repeatedly accumulated and released in the choke coil L, and the energy is transferred from the battery 1 to the inverters 4 and 5 or from the inverters 4 and 5 to the battery 1. As shown in the figure, the current flowing through the DC voltage terminals DCp and DCn is pulsed.

次に、本発明の実施の形態1の動作について説明する。本発明では、第1、第2のインバータ4、5、昇圧コンバータ2を駆動するためのキャリア信号の関係は、図8に示すように、A、B、Cの3つのモードからなる。そして、それぞれのモードは、表1に示すインバータ4、5、昇圧コンバータ2の動作状態により選択される。表1におけるインバータの駆動状態というのは、エネルギがDCリンクコンデンサ3からモータジェネレータ6、7へ移行している状態であり、回生状態というのは、モータジェネレータ6、7からDCリンクコンデンサ3へ移行している状態である。
また、昇圧コンバータ2の駆動状態というのは、バッテリ1からDCリンクコンデンサ3へエネルギが移行している状態であり、回生状態はその逆である。
Next, the operation of Embodiment 1 of the present invention will be described. In the present invention, the relationship between the carrier signals for driving the first and second inverters 4 and 5 and the boost converter 2 consists of three modes A, B and C as shown in FIG. Each mode is selected according to the operation states of inverters 4 and 5 and boost converter 2 shown in Table 1. In Table 1, the drive state of the inverter is a state where energy is transferred from the DC link capacitor 3 to the motor generators 6 and 7, and the regenerative state is transfer from the motor generators 6 and 7 to the DC link capacitor 3. It is in a state of being.
Further, the drive state of boost converter 2 is a state in which energy is transferred from battery 1 to DC link capacitor 3, and the regenerative state is the opposite.

Figure 0004690151
Figure 0004690151

キャリア信号の関係について説明する。モードAは、特許文献2に記載されている1アーム式昇圧コンバータの場合の内容と同じものである。第1、第2のインバータ4、5のキャリア信号は同一とし、昇圧コンバータ2のキャリア信号は、周波数をインバータキャリア信号の2倍とし互いに同期させ、三角波の谷をインバータキャリアの山谷と一致させる位相関係としている(図8(a))。
また、後述するように(図10(b))、昇圧コンバータ2からの電流のゼロ電流期間の中心(キャリアの谷)とインバータ5からの電流のゼロ電流期間の中心(キャリアの山谷)とが一致するような位相の関係としている。
The relationship between carrier signals will be described. Mode A is the same as that in the case of the one-arm boost converter described in Patent Document 2. The carrier signals of the first and second inverters 4 and 5 are the same, and the carrier signal of the boost converter 2 has a frequency that is twice that of the inverter carrier signal and is synchronized with each other so that the valley of the triangular wave coincides with the peak and valley of the inverter carrier. The relationship is established (FIG. 8A).
Further, as will be described later (FIG. 10B), the center of the zero current period (carrier valley) of the current from the boost converter 2 and the center of the zero current period (carrier peak) of the current from the inverter 5 are The phase relationship is in agreement.

モードBは、第1、第2のインバータ4、5のキャリア信号は同一とし、昇圧コンバータ2のキャリア信号は、周波数をインバータキャリア信号の2倍とし互いに同期させ、三角波の山をインバータキャリアの山谷と一致させる位相関係としている(図8(b))。
また、後述するように(図10(c))、昇圧コンバータ2からの電流のパルス電流出力期間の中心(キャリアの山)とインバータ5からの電流のゼロ電流期間の中心(キャリアの山谷)が一致するような位相の関係としている。
In mode B, the carrier signals of the first and second inverters 4 and 5 are the same, the carrier signal of the boost converter 2 is synchronized with each other by setting the frequency to twice that of the inverter carrier signal, and the peaks of the triangular wave are (FIG. 8B).
As will be described later (FIG. 10C), the center of the pulse current output period of the current from the boost converter 2 (the peak of the carrier) and the center of the zero current period of the current from the inverter 5 (the peak of the carrier) The phase relationship is in agreement.

モードCは、昇圧コンバータ2の高電圧側スイッチ素子を常時オンの動作状態にして非昇圧動作となる場合であって、第1のインバータ4のキャリア信号と第2のインバータ5のキャリア信号との周波数を同じとし、位相差が90度となるような関係としている(図8(c))。
また、後述するように(図11(b))、第1のインバータ4からの電流のゼロ電流期間の中心(キャリアの山谷)と第2のインバータ5からの電流のパルス電流出力期間の中心(キャリアの中心)とが一致するような位相の関係としている。
Mode C is a case where the high-voltage side switching element of the boost converter 2 is in an always-on operation state and a non-boosting operation is performed, and the carrier signal of the first inverter 4 and the carrier signal of the second inverter 5 are The relationship is such that the frequencies are the same and the phase difference is 90 degrees (FIG. 8C).
Further, as will be described later (FIG. 11B), the center of the zero current period of the current from the first inverter 4 (carrier valley) and the center of the pulse current output period of the current from the second inverter 5 ( The phase relationship matches the center of the carrier.

モードBを選択する場合は、表1に示したように、昇圧コンバータ2はPWM方式、第1、第2のインバータ4、5のどちらか一方だけが矩形波方式、他方はPWM方式で駆動され、インバータの一方が駆動で他方が回生である動作状態のときであり、モードCを選択する場合は、昇圧コンバータ2の高電圧側スイッチ素子が常時オン、第1、第2のインバータ4、5両方ともPWM方式で駆動あるいは回生の動作状態のときである。従来技術と同じモードAを選択する場合は、上記以外の動作状態のときである。   When mode B is selected, as shown in Table 1, the boost converter 2 is driven by the PWM method, only one of the first and second inverters 4 and 5 is driven by the rectangular wave method, and the other is driven by the PWM method. In the operation state where one of the inverters is driven and the other is regenerative, and mode C is selected, the high-voltage side switching element of the boost converter 2 is always on, and the first and second inverters 4 and 5 Both are in the PWM mode when driving or regenerating. The same mode A as in the prior art is selected when the operating state is other than the above.

次に、本発明でモードBを採用した場合の効果を説明する。第1のインバータ4が矩形波方式でモータ駆動し、第2のインバータ5がPWM方式で回生し、昇圧コンバータ2がPWM方式で駆動(昇圧)する動作状態(表1の1)を例にとり説明する。図9に示す電流の流れる方向を正として説明する。   Next, the effect when mode B is employed in the present invention will be described. An explanation will be given by taking as an example an operation state (1 in Table 1) in which the first inverter 4 is driven by a motor using a rectangular wave method, the second inverter 5 is regenerated by a PWM method, and the boost converter 2 is driven (boosted) by a PWM method. To do. Description will be made assuming that the direction of current flow shown in FIG. 9 is positive.

図10に、モードAで第1、第2のインバータ4、5をPWM、昇圧コンバータ2をPWMで動作させた場合(モードAの動作領域をモードAで動作する場合(a))、モードAで第1のインバータ4を矩形波、第2のインバータ5をPWM、昇圧コンバータ2をPWMで動作させた場合(モードBの動作領域をモードAで動作する場合(b))、モードBで第1のインバータ4を矩形波、第2のインバータ5をPWM、昇圧コンバータ2をPWMで動作させた場合(モードBの動作領域をモードBで動作する場合(c))の動作波形を示す。
図中、第1、第2のインバータ4、5、昇圧コンバータ2のキャリア信号、基本波信号、電圧指示信号、およびそれぞれのDCリンク部への入力電流、DCリンクコンデンサの電流を示している。
FIG. 10 shows the mode A when the first and second inverters 4 and 5 are operated by PWM and the boost converter 2 is operated by PWM (when the operation region of mode A is operated by mode A (a)). When the first inverter 4 is operated by a rectangular wave, the second inverter 5 is operated by PWM, and the boost converter 2 is operated by PWM (when the operation region of mode B is operated by mode A (b)), Operation waveforms when the first inverter 4 is operated by a rectangular wave, the second inverter 5 is operated by PWM, and the boost converter 2 is operated by PWM (when the operation region of mode B is operated by mode B (c)) are shown.
In the figure, carrier signals, fundamental wave signals, voltage instruction signals of the first and second inverters 4 and 5 and the boost converter 2, the input current to each DC link unit, and the current of the DC link capacitor are shown.

図より、第1、第2インバータ4、5がPWMの動作状態ならば、モードAのキャリア信号で駆動すれば、第1のインバータ4のパルス電流と第2のインバータ5のパルス電流と昇圧コンバータ2のパルス電流とが足されたものが打ち消し合う位相関係となり、DCリンクコンデンサ3の電流実効値は小さくなり(図中(a))、特許文献2で説明されている内容と同じとなる。
この状態で、第1のインバータ4が矩形波方式に移行すると、同図(b)に示すように、3者のパルス電流が打ち消し合うという関係が成立しなくなり、DCリンクコンデンサ3の電流実効値は大きくなってしまう。この状態で、キャリア信号をモードBに切り替えると、第2のインバータ5、昇圧コンバータ2のパルス電流が交互に発生し、第1のインバータ4の直流的な電流を打ち消すような関係となるため、DCリンクコンデンサ3の電流実効値は小さくなる(同図(c))。
From the figure, if the first and second inverters 4 and 5 are in the PWM operation state, the pulse current of the first inverter 4, the pulse current of the second inverter 5, and the boost converter can be driven by driving with the carrier signal of mode A. The sum of the two pulse currents cancels out the phase relationship, and the effective current value of the DC link capacitor 3 becomes small ((a) in the figure), which is the same as that described in Patent Document 2.
When the first inverter 4 shifts to the rectangular wave system in this state, the relationship that the three pulse currents cancel each other does not hold as shown in FIG. Will get bigger. When the carrier signal is switched to mode B in this state, the pulse currents of the second inverter 5 and the boost converter 2 are alternately generated, and the direct current of the first inverter 4 is canceled out. The effective current value of the DC link capacitor 3 becomes small ((c) in the figure).

上記の説明から、第1、第2のインバータ4、5、昇圧コンバータ2の動作状態によっては、特許文献2で開示された方法ではDCリンクコンデンサ3の電流実効値が大きくなるが、昇圧コンバータ2からの電流のパルス電流出力期間の中心(キャリアの山)とインバータ5からの電流のゼロ電流期間の中心(キャリアの山谷)とが一致するような位相になるようにキャリア信号に変更することにより、DCリンクコンデンサ3の電流実効値を小さくすることが可能となることがわかる。   From the above description, the effective current value of the DC link capacitor 3 is increased by the method disclosed in Patent Document 2 depending on the operation states of the first and second inverters 4 and 5 and the boost converter 2. By changing the carrier signal so that the center of the pulse current output period of the current from (the peak of the carrier) and the center of the zero current period of the current from the inverter 5 (the peak of the carrier) coincide with each other. It can be seen that the effective current value of the DC link capacitor 3 can be reduced.

以上、本発明の効果を、第1のインバータ4が矩形波方式でモータ駆動し、第2のインバータ5がPWM方式で回生し、昇圧コンバータ2がPWM方式で駆動(昇圧)する動作状態(表1の1)を例にして説明したが、第1のインバータ4と第2のインバータ5の動作を入れ替えた動作状態(表1の2)、第1のインバータ4が矩形波方式で回生し、第2のインバータ5がPWM方式でモータ駆動し、昇圧コンバータ2がPWM方式で回生(降圧)する動作状態(表1の3)、そして、この表1の3の動作状態に対し第1のインバータ4と第2のインバータ5の動作を入れ替えた動作状態(表1の4)においても、どちらか一方の直流的な電流をもう一方のインバータのパルス電流と昇圧コンバータのパルス電流で相殺するように動作するので、以上で説明したと同様の効果を得ることができる。   As described above, the effect of the present invention is that the first inverter 4 is motor-driven by the rectangular wave system, the second inverter 5 is regenerated by the PWM system, and the boost converter 2 is driven (boosted) by the PWM system (Table). 1 of 1) as an example, but the operation state (2 in Table 1) in which the operations of the first inverter 4 and the second inverter 5 are interchanged, the first inverter 4 is regenerated in a rectangular wave system, The operation state (3 in Table 1) in which the second inverter 5 is motor-driven by the PWM method, and the boost converter 2 is regenerated (step-down) by the PWM method, and the first inverter for the three operation states in Table 1 Even in the operation state (4 in Table 1) in which the operations of 4 and the second inverter 5 are interchanged, the DC current of either one is canceled by the pulse current of the other inverter and the pulse current of the boost converter. It works , It is possible to obtain the same effect as described above.

また、第3、第4、・・・と、複数の任意の台数のインバータを備えた電力変換装置においても、その内、少なくとも2台のインバータと昇圧コンバータの動作状態に以上で説明した関係があれば、それらインバータと昇圧コンバータに対して、昇圧コンバータからの電流のパルス電流出力期間の中心(キャリアの山)とインバータからの電流のゼロ電流期間の中心(キャリアの山谷)とが一致するような位相になるようにキャリア信号を設定することにより、DCリンクコンデンサ3の電流実効値を小さくすることが可能となる。   In addition, in the power conversion device including the third, fourth,... And a plurality of arbitrary number of inverters, the relation described above relates to the operating states of at least two inverters and the boost converter. If so, the center of the pulse current output period of the current from the boost converter (carrier peak) and the center of the zero current period of the inverter (carrier peak) of the inverter and boost converter should match. By setting the carrier signal so as to have a correct phase, the effective current value of the DC link capacitor 3 can be reduced.

次に、本発明のモードCを採用した場合の効果について説明する。昇圧コンバータ2の高電圧側スイッチ素子が常時オン状態で、第1、第2のインバータ4、5がPWM方式で駆動の動作状態の場合(表1の6)を例にとり説明する。図9に示す電流の流れる方向を正として説明する。
図11に、モードAで第1、第2のインバータ4、5はPWM方式で駆動、昇圧コンバータ2は高電圧側スイッチ素子を常時オン(キャリア信号は関係ない状態)とする動作状態の場合(図中(a))、および、その状態でモードCで第1、第2のインバータ4、5を駆動した場合(図中(b))の動作波形を示す。図中、第1、第2のインバータ4、5のキャリア信号、基本波信号、およびそれぞれのDCリンク部への入力電流、DCリンクコンデンサ3の電流を示している。
Next, effects when the mode C of the present invention is employed will be described. A case will be described as an example where the high-voltage side switching element of the boost converter 2 is always on and the first and second inverters 4 and 5 are in the driving operation state by the PWM method (6 in Table 1). Description will be made assuming that the direction of current flow shown in FIG. 9 is positive.
In FIG. 11, in mode A, the first and second inverters 4 and 5 are driven by the PWM method, and the boost converter 2 is in an operating state in which the high-voltage side switching element is always on (the carrier signal is not related). The operation waveforms in (a)) in the figure and when the first and second inverters 4 and 5 are driven in mode C in that state ((b) in the figure) are shown. In the figure, carrier signals and fundamental wave signals of the first and second inverters 4 and 5, input currents to the respective DC link units, and currents of the DC link capacitor 3 are shown.

この動作条件においてモードAで両インバータ4、5を駆動すると、図に示すように、第1のインバータ4のパルス電流と第2のインバータ5のパルス電流とが強め合うことになり、DCリンクコンデンサ3の電流実効値は大きくなってしまう(図中(a))。この状態で、キャリア信号をモードCに切り替えると、第1のインバータ4、第2のインバータ5のパルス電流が交互に発生し、昇圧コンバータ2からDCリンク部へ供給される直流電流を打ち消すような関係となるため、DCリンクコンデンサ3の電流実効値は小さくなる(図中(b))。   When both inverters 4 and 5 are driven in mode A under these operating conditions, the pulse current of the first inverter 4 and the pulse current of the second inverter 5 strengthen each other as shown in FIG. 3 becomes large ((a) in the figure). When the carrier signal is switched to mode C in this state, the pulse currents of the first inverter 4 and the second inverter 5 are alternately generated, and the direct current supplied from the boost converter 2 to the DC link unit is canceled. Because of this relationship, the effective current value of the DC link capacitor 3 is small ((b) in the figure).

昇圧コンバータ2の高電圧側スイッチ素子が常時オン状態で、第1、第2のインバータ4、5がPWM方式で駆動動作状態の場合、特許文献1、2で開示された方法では、DCリンクコンデンサ3の電流が大きくなるが、これに替わり、第1のインバータ4からの電流のゼロ電流期間の中心(キャリアの山谷)と第2のインバータ5からの電流のパルス電流出力期間の中心(キャリアの中心)とが一致するような位相の関係とすることにより、DCリンクコンデンサ3の電流を小さくすることが可能となることがわかる。   When the high-voltage side switching element of the boost converter 2 is always on and the first and second inverters 4 and 5 are in the drive operation state by the PWM method, the method disclosed in Patent Documents 1 and 2 uses a DC link capacitor. However, instead of this, the center of the zero current period of the current from the first inverter 4 (the peak of the carrier) and the center of the pulse current output period of the current from the second inverter 5 (of the carrier) It can be seen that the current of the DC link capacitor 3 can be reduced by setting the phase relationship so that the center) matches.

以上、本発明の効果を、第1、第2のインバータ4、5が駆動動作状態を例にして説明したが、第1のインバータ4と第2のインバータ5が共に回生動作状態(表1の5)でも、各インバータ4、5のパルス電流が交互に発生し、昇圧コンバータ2の直流電流を打ち消すように動作するので、同様の効果を得ることができる。   As described above, the effects of the present invention have been described by taking the first and second inverters 4 and 5 as an example of the driving operation state. However, both the first inverter 4 and the second inverter 5 are in the regenerative operation state (see Table 1). Even in 5), since the pulse currents of the inverters 4 and 5 are alternately generated and operate so as to cancel the DC current of the boost converter 2, the same effect can be obtained.

また、第3、第4、・・・と、複数の任意の台数のインバータを備えた電力変換装置においても、その内、少なくとも2台のインバータと昇圧コンバータの動作状態に以上で説明した関係があれば、それらインバータに対して、一方のインバータからの電流のゼロ電流期間の中心(キャリアの山谷)ともう一方のインバータからの電流のパルス電流出力期間の中心(キャリアの中心)とが一致するような位相の関係とすることにより、DCリンクコンデンサ3の電流実効値を小さくすることが可能となる。   In addition, in the power conversion device including the third, fourth,... And a plurality of arbitrary number of inverters, the relation described above relates to the operating states of at least two inverters and the boost converter. If there is, the center of the zero current period of the current from one inverter (carrier valley) matches the center of the pulse current output period of the current from the other inverter (carrier center). With such a phase relationship, the effective current value of the DC link capacitor 3 can be reduced.

次に、2台のインバータ4、5および昇圧コンバータ2を備えた電力変換装置において、各インバータおよび昇圧コンバータの各種動作状態を判別することにより、上述した、DCリンクコンデンサ3の電流実効値が小さくなる制御モードA,BまたはCのいずれかを選択する制御フローについて図12を参照して説明する。
先ず、表2に示すように、各機種の状態の種別を記号化する。
Next, in the power conversion device including the two inverters 4 and 5 and the boost converter 2, the above-described effective current value of the DC link capacitor 3 is reduced by determining the various operation states of each inverter and the boost converter. A control flow for selecting one of the control modes A, B, or C will be described with reference to FIG.
First, as shown in Table 2, the status type of each model is symbolized.

Figure 0004690151
Figure 0004690151

インバータの動作が矩形波方式かPWM方式かは、PWM制御の変調率で判断するものとし、前者は、変調率>1の条件に対応し、後者は、変調率≦1の条件に対応するものとする。そして、表2(a)に示すように、この変調率>1の状態を「1」、変調率≦1の状態を「0」で表現し、第1および第2のインバータの変調率を、それぞれ「A」、「B」で表現するものとする。
次に、インバータおよび昇圧コンバータの駆動または回生の動作の状態は、表2(b)に示すように、駆動を「1」、回生を「0」で表現し、第1、第2のインバータおよび昇圧コンバータの動作の状態を、それぞれ「a」、「b」および「c」で表現するものとする。
更に、昇圧コンバータの高電圧側スイッチ素子が常時オン状態であるか否かの判断は、昇圧コンバータの昇圧比αが1以下であるか、1より大であるかで判断するものとする。
Whether the operation of the inverter is a rectangular wave method or a PWM method is determined by the modulation rate of PWM control. The former corresponds to the condition of modulation factor> 1, and the latter corresponds to the condition of modulation factor ≦ 1. And And, as shown in Table 2 (a), this modulation rate> 1 state is expressed as “1”, the modulation rate ≦ 1 state is expressed as “0”, and the modulation rates of the first and second inverters are expressed as follows: It shall be expressed by “A” and “B”, respectively.
Next, as shown in Table 2 (b), the drive and regeneration operation states of the inverter and the boost converter are expressed as “1” for drive and “0” for regeneration, and the first and second inverters and The operation state of the boost converter is expressed by “a”, “b”, and “c”, respectively.
Further, whether or not the high voltage side switching element of the boost converter is always on is determined based on whether the boost ratio α of the boost converter is 1 or less or greater than 1.

以下、図12の各ステップを追って制御フローを説明する。ステップS1で昇圧比αを入力し、ステップ2で、α>1か否かを判断する。ステップS2でNOの場合、即ち、昇圧比αが1以下で、昇圧コンバータの高電圧側スイッチ素子が常時オンとなる非昇圧動作状態に相当する場合、ステップS3で、両インバータの動作の状態a,bを入力する。
次に、a,bそれぞれとそれぞれを反転した(1→0、または、0→1)ものとを乗算して加算したステップS4に示す加算値が0か否かを判断する。ステップS4でNOの場合、両インバータのいずれか一方が駆動、他方が回生の動作状態にあることに相当し、従来通り、モードAを選択する(ステップS5)。
ステップS4でYESの場合、両インバータが共に駆動、または回生の動作状態にあることに相当し、先の図11(b)に該当し、モードCを選択する(ステップS6)。
Hereinafter, the control flow will be described with reference to the steps of FIG. In step S1, a step-up ratio α is input, and in step 2, it is determined whether α> 1. In the case of NO in step S2, that is, when the boost ratio α is 1 or less and corresponds to a non-boosting operation state in which the high-voltage side switch element of the boost converter is always on, in step S3, the operating state a of both inverters , B.
Next, it is determined whether or not the addition value shown in step S4 obtained by multiplying and adding each of a and b and the inverted ones (1 → 0 or 0 → 1) is zero. In the case of NO in step S4, this corresponds to one of the inverters being driven and the other being in the regenerative operation state, and mode A is selected as usual (step S5).
If “YES” in the step S4, this corresponds to both the inverters being in a driving or regenerative operation state, corresponding to the previous FIG. 11B, and selecting the mode C (step S6).

ステップS2に戻り、この判断がYESの場合、即ち、昇圧コンバータがPWMのパルス出力動作に相当する場合、ステップS7で、両インバータの変調率の状態A,Bを入力する。
次に、A,Bそれぞれとそれぞれを反転した(1→0、または、0→1)ものとを乗算して加算したステップS8に示す加算値が1か否かを判断する。ステップS8でNOの場合、両インバータが共にPWM方式か矩形波方式であることに相当し、従来通り、モードAを選択する(ステップS9)。
ステップS8でYESの場合、両インバータのいずれか一方がPWM方式、他方が矩形波方式である場合、ステップS10で、両インバータの動作の状態a,bを入力する。
Returning to step S2, if this determination is YES, that is, if the boost converter corresponds to a PWM pulse output operation, the modulation rate states A and B of both inverters are input in step S7.
Next, it is determined whether or not the addition value shown in step S8 obtained by multiplying and adding each of A and B and the inverted one (1 → 0 or 0 → 1) is 1 or not. If NO in step S8, this corresponds to both inverters being of the PWM system or rectangular wave system, and mode A is selected as before (step S9).
If YES in step S8, if either one of the inverters is a PWM system and the other is a rectangular wave system, the operation states a and b of both inverters are input in step S10.

次に、ステップS11に示す加算値が1か否かを判断する。ステップS11でNOの場合、両インバータが共に駆動または回生の動作状態にあることに相当し、従来通り、モードAを選択する(ステップS12)。
ステップS11でYESの場合、即ち、両インバータのいずれか一方が駆動、他方が回生の動作状態にある場合、ステップS13で第1のインバータの変調率の状態Aを入力する。
そして、ステップS14で、Aが1か否かを判断し、NOの場合、即ち、第1のインバータが変調率≦1、従って、PWM方式、第2のインバータが矩形波方式の場合、ステップS15で昇圧コンバータの動作の状態cを入力し、更に、ステップS16で、b=cか否かを判断する。ステップS16で、YESであれば、即ち、矩形波方式の第2のインバータと昇圧コンバータとが共に駆動または回生の動作状態にある場合は、先の図10(c)と同等のケースに該当し、モードBを選択する(ステップS17)。
Next, it is determined whether or not the addition value shown in step S11 is 1. If NO in step S11, this corresponds to both the inverters being in the drive or regenerative operation state, and mode A is selected as usual (step S12).
If YES in step S11, that is, if either one of the inverters is driven and the other is in a regenerative operation state, the modulation rate state A of the first inverter is input in step S13.
In step S14, it is determined whether A is 1. If NO, that is, if the first inverter has a modulation factor ≦ 1, and therefore the PWM method and the second inverter are a rectangular wave method, step S15. In step S16, it is determined whether or not b = c. If YES in step S16, that is, if both the rectangular-wave second inverter and the boost converter are in the drive or regenerative operation state, this corresponds to the case equivalent to FIG. 10C. Mode B is selected (step S17).

ステップS14に戻り、この判断がYESの場合、即ち、第1のインバータが変調率>1、従って、矩形波方式、第2のインバータがPWM方式の場合、ステップS18で昇圧コンバータの動作の状態cを入力し、更に、ステップS19で、a=cか否かを判断する。ステップS19で、YESであれば、即ち、矩形波方式の第1のインバータと昇圧コンバータとが共に駆動または回生の動作状態にある場合は、先の図10(c)に該当し、モードBを選択する(ステップS20)。
ステップS16またはS19で、NOの場合、従って、矩形波方式のインバータと昇圧コンバータとの動作の状態が異なる場合は、従来と同様であり、モードAを選択する(ステップS21)。
Returning to step S14, if this determination is YES, that is, if the first inverter has a modulation factor> 1, and therefore, the rectangular wave method and the second inverter are in the PWM method, the operation state c of the boost converter in step S18. In step S19, it is determined whether a = c. If YES in step S19, that is, if both the rectangular wave type first inverter and the boost converter are in the drive or regenerative operation state, this corresponds to FIG. Select (step S20).
In the case of NO in step S16 or S19, therefore, if the operation state of the rectangular wave type inverter and the boost converter are different, the mode A is selected as in the conventional case (step S21).

以上の制御フローを適用することにより、常に、DCリンクコンデンサの電流実効値を小さく抑える制御が確実になされる。   By applying the control flow described above, it is possible to ensure control that always reduces the effective current value of the DC link capacitor.

実施の形態2.
本発明における実施の形態2は、先の形態1と比べると昇圧コンバータの構成が異なる。図13に昇圧コンバータの構成を示す。この昇圧コンバータ2は、2フェーズ昇圧コンバータと呼ばれる。図2に示した昇圧コンバータにスイッチ素子SH2とSL2の直列体とその直列体の接続点に接続されたチョークコイルL2とで構成される第2のコンバータ部が追加された構成となっている。
チョークコイルL2の他方は電圧端子DCbhに接続され、スイッチ素子の直列体は、同様に電圧端子DCpおよびDCnに接続されている。
そして、第1のコンバータ部と第2のコンバータ部とは、制御ユニット8からのゲート信号により位相が180度ずれた状態で交互に動作する。電圧端子DCp、DCnに流れる電流は、各コンバータ部を駆動するゲート信号パルスの周波数の2倍の周波数のパルス電流となる。
Embodiment 2. FIG.
The second embodiment of the present invention differs from the first embodiment in the configuration of the boost converter. FIG. 13 shows the configuration of the boost converter. This boost converter 2 is called a two-phase boost converter. The boost converter shown in FIG. 2 has a configuration in which a second converter unit including a series body of switch elements SH2 and SL2 and a choke coil L2 connected to a connection point of the series body is added.
The other end of the choke coil L2 is connected to the voltage terminal DCbh, and the series of switch elements is similarly connected to the voltage terminals DCp and DCn.
The first converter unit and the second converter unit operate alternately in a state where the phase is shifted by 180 degrees due to the gate signal from the control unit 8. The current flowing through the voltage terminals DCp and DCn is a pulse current having a frequency twice the frequency of the gate signal pulse for driving each converter unit.

次に、本発明の実施の形態2の動作について説明する。動作状態とモードの関係については、先の表1に示す通りである。モードCでは、昇圧コンバータ2は、スイッチ素子が常時オンしているだけであるので、本実施の形態2においてもその動作は同じである。
一方、モードA、モードBのキャリア信号の関係は形態1と異なる。詳細は省略するが、特許文献2にも紹介されているように、2つのコンバータ部間のパルス電流の干渉を避ける目的で、昇圧コンバータの昇圧比(バッテリ電圧とDCリンク部の電圧の比)が2以上と2より小さな場合とでキャリア信号の関係を異ならせている。
図14に昇圧比が2以上の場合、図15に昇圧比が2未満の場合についてキャリア信号の関係を示す。
Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described. The relationship between the operating state and the mode is as shown in Table 1 above. In mode C, boost converter 2 has only the switch element always turned on, so the operation is the same in the second embodiment.
On the other hand, the relationship between the carrier signals in mode A and mode B is different from that in form 1. Although details are omitted, as introduced in Patent Document 2, the step-up ratio of the boost converter (ratio of the battery voltage to the voltage of the DC link unit) is used in order to avoid interference of the pulse current between the two converter units. The carrier signal relationship differs depending on whether the value is 2 or more and less than 2.
FIG. 14 shows the carrier signal relationship when the step-up ratio is 2 or more, and FIG. 15 shows the case where the step-up ratio is less than 2.

次に、キャリア信号の関係について説明する。モードAは、特許文献2に記載されている2アーム式昇圧コンバータの場合の内容と同じものである。第1、第2のインバータ4、5のキャリア信号は同一とし、昇圧コンバータ2のキャリア信号は、周波数をインバータキャリア信号と同じとし同期させている。
昇圧比が2以上の場合(図14(a))、第1のコンバータのキャリア信号は、インバータのキャリア信号との位相差を90度とし、第2のコンバータのキャリア信号は、インバータのキャリア信号との位相差を270度としている。
昇圧比が2未満の場合(図15(a))、第1のコンバータのキャリア信号は、インバータのキャリア信号との位相差を0度とし、第2のコンバータのキャリア信号は、インバータのキャリア信号との位相差を180度としている。
Next, the relationship between carrier signals will be described. Mode A is the same as that in the case of the two-arm boost converter described in Patent Document 2. The carrier signals of the first and second inverters 4 and 5 are the same, and the carrier signal of the boost converter 2 is synchronized with the same frequency as the inverter carrier signal.
When the step-up ratio is 2 or more (FIG. 14A), the carrier signal of the first converter has a phase difference of 90 degrees from the carrier signal of the inverter, and the carrier signal of the second converter is the carrier signal of the inverter. And a phase difference of 270 degrees.
When the step-up ratio is less than 2 (FIG. 15A), the carrier signal of the first converter has a phase difference of 0 degrees from the carrier signal of the inverter, and the carrier signal of the second converter is the carrier signal of the inverter. And a phase difference of 180 degrees.

モードBは、第1、第2のインバータ4、5のキャリア信号は同一とし、昇圧コンバータ2のキャリア信号は、周波数をインバータキャリア信号と同じとし同期させている。
昇圧比が2以上の場合(図14(b))、第1のコンバータのキャリア信号は、インバータのキャリア信号との位相差を0度とし、第2のコンバータのキャリア信号は、インバータのキャリア信号との位相差を180度としている。
昇圧比が2未満の場合(図15(b))、第1のコンバータのキャリア信号は、インバータのキャリア信号との位相差を90度とし、第2のコンバータのキャリア信号は、インバータのキャリア信号との位相差を270度としている。
In mode B, the carrier signals of the first and second inverters 4 and 5 are the same, and the carrier signal of the boost converter 2 is synchronized with the same frequency as the inverter carrier signal.
When the step-up ratio is 2 or more (FIG. 14B), the carrier signal of the first converter has a phase difference of 0 degrees from the carrier signal of the inverter, and the carrier signal of the second converter is the carrier signal of the inverter. And a phase difference of 180 degrees.
When the step-up ratio is less than 2 (FIG. 15B), the carrier signal of the first converter has a phase difference of 90 degrees from the carrier signal of the inverter, and the carrier signal of the second converter is the carrier signal of the inverter. And a phase difference of 270 degrees.

次に、本発明の実施の形態2でモードBを採用した場合の効果を説明する。昇圧比2以上の条件において、第1のインバータ4が矩形波方式でモータ駆動し、第2のインバータ5がPWM方式で回生し、昇圧コンバータ2がPWM方式で駆動(昇圧)する動作状態(表1の1)を例にとり説明する。先と同様、図9に示す電流の流れる方向を正として説明する。
図16に、モードAで第1、第2のインバータ4、5をPWM、昇圧コンバータ2をPWMで動作させた場合(モードAの動作領域をモードAで動作する場合(a))、モードAで第1のインバータ4を矩形波、第2のインバータ5をPWM、昇圧コンバータ2をPWMで動作させた場合(モードBの動作領域をモードAで動作する場合(b))、モードBで第1のインバータ4を矩形波、第2のインバータ5をPWM、昇圧コンバータ2をPWMで動作させた場合(モードBの動作領域をモードBで動作する場合(c))の動作波形を示す。
図中、第1、第2のインバータ4、5、昇圧コンバータ2のキャリア信号、基本波信号、電圧指示信号、およびそれぞれのDCリンク部への入力電流、DCリンクコンデンサの電流を示している。
Next, the effect when mode B is adopted in the second embodiment of the present invention will be described. Under conditions where the step-up ratio is 2 or more, the first inverter 4 is motor-driven by the rectangular wave system, the second inverter 5 is regenerated by the PWM system, and the boost converter 2 is driven (boosted) by the PWM system (table) A description will be given taking 1) 1) as an example. As in the previous case, the current flowing direction shown in FIG. 9 will be described as positive.
In FIG. 16, when the first and second inverters 4 and 5 are operated in PWM and the boost converter 2 is operated in PWM in mode A (when the operation region of mode A is operated in mode A (a)), mode A When the first inverter 4 is operated by a rectangular wave, the second inverter 5 is operated by PWM, and the boost converter 2 is operated by PWM (when the operation region of mode B is operated by mode A (b)), Operation waveforms when the first inverter 4 is operated by a rectangular wave, the second inverter 5 is operated by PWM, and the boost converter 2 is operated by PWM (when the operation region of mode B is operated by mode B (c)) are shown.
In the figure, carrier signals, fundamental wave signals, voltage instruction signals of the first and second inverters 4 and 5 and the boost converter 2, the input current to each DC link unit, and the current of the DC link capacitor are shown.

図より、第1、第2のインバータ4、5がPWMの動作状態ならば、モードAのキャリア信号で駆動すれば、第1のインバータ4のパルス電流と第2のインバータ5のパルス電流と昇圧コンバータ2のパルス電流とが足されたものが打ち消し合う位相関係となり、DCリンクコンデンサ3の電流実効値は小さくなり(図中(a))、特許文献2で説明されている内容と同じとなる。
この状態で、第1のインバータ4が矩形波方式に移行すると、同図(b)に示すように、3者のパルス電流が打ち消し合うという関係が成立しなくなり、DCリンクコンデンサ3の電流実効値は大きくなってしまう。この状態で、キャリア信号をモードBに切り替えると、第2のインバータ5、昇圧コンバータ2のパルス電流が交互に発生し、第1のインバータ4の直流的な電流を打ち消すような関係となるため、DCリンクコンデンサ3の電流実効値は小さくなる(同図(c))。
From the figure, if the first and second inverters 4 and 5 are in the PWM operation state, the pulse current of the first inverter 4, the pulse current of the second inverter 5, and the boost are driven by driving with the carrier signal of mode A. The sum of the pulse current of the converter 2 cancels out the phase relationship, and the effective current value of the DC link capacitor 3 becomes small ((a) in the figure), which is the same as the contents described in Patent Document 2. .
When the first inverter 4 shifts to the rectangular wave system in this state, the relationship that the three pulse currents cancel each other does not hold as shown in FIG. Will get bigger. When the carrier signal is switched to mode B in this state, the pulse currents of the second inverter 5 and the boost converter 2 are alternately generated, and the direct current of the first inverter 4 is canceled out. The effective current value of the DC link capacitor 3 becomes small ((c) in the figure).

次に、昇圧比が2未満の場合について説明する。第1のインバータ4が矩形波方式でモータ駆動し、第2のインバータ5がPWM方式で回生し、昇圧コンバータ2がPWM方式で駆動(昇圧)する動作状態(表1の1)を例にとり説明する。
図17に、モードAで第1、第2のインバータ4、5をPWM、昇圧コンバータ2をPWMで動作させた場合(モードAの動作領域をモードAで動作する場合(a))、モードAで第1のインバータ4を矩形波、第2のインバータ5をPWM、昇圧コンバータ2をPWMで動作させた場合(モードBの動作領域をモードAで動作する場合(b))、モードBで第1のインバータ4を矩形波、第2のインバータ5をPWM、昇圧コンバータ2をPWMで動作させた場合(モードBの動作領域をモードBで動作する場合(c))の動作波形を示す。
図中、第1、第2のインバータ4、5、昇圧コンバータ2のキャリア信号、基本波信号、電圧指示信号、およびそれぞれのDCリンク部への入力電流、DCリンクコンデンサの電流を示している。
Next, a case where the boost ratio is less than 2 will be described. An explanation will be given by taking as an example an operation state (1 in Table 1) in which the first inverter 4 is driven by a motor using a rectangular wave method, the second inverter 5 is regenerated by a PWM method, and the boost converter 2 is driven (boosted) by a PWM method. To do.
In FIG. 17, when the first and second inverters 4 and 5 are operated in PWM and the boost converter 2 is operated in PWM in mode A (when the operation region of mode A is operated in mode A (a)), mode A When the first inverter 4 is operated by a rectangular wave, the second inverter 5 is operated by PWM, and the boost converter 2 is operated by PWM (when the operation region of mode B is operated by mode A (b)), Operation waveforms when the first inverter 4 is operated by a rectangular wave, the second inverter 5 is operated by PWM, and the boost converter 2 is operated by PWM (when the operation region of mode B is operated by mode B (c)) are shown.
In the figure, carrier signals, fundamental wave signals, voltage instruction signals of the first and second inverters 4 and 5 and the boost converter 2, the input current to each DC link unit, and the current of the DC link capacitor are shown.

図より、第1、第2のインバータ4、5がPWMの動作状態ならば、モードAのキャリア信号で駆動すれば、第1のインバータ4のパルス電流と第2のインバータ5のパルス電流と昇圧コンバータ2のパルス電流とが足されたものが打ち消し合う位相関係となり、DCリンクコンデンサ3の電流実効値は小さくなり(図中(a))、特許文献2で説明されている内容と同じとなる。
この状態で、第1のインバータ4が矩形波方式に移行すると、同図(b)に示すように、3者のパルス電流が打ち消し合うという関係が成立しなくなり、DCリンクコンデンサ3の電流実効値は大きくなってしまう。この状態で、キャリア信号をモードBに切り替えると、第2のインバータ5、昇圧コンバータ2のパルス電流が交互に発生し、第1のインバータ4の直流的な電流を打ち消すような関係となるため、DCリンクコンデンサ3の電流実効値は小さくなる(同図(c))。
From the figure, if the first and second inverters 4 and 5 are in the PWM operation state, the pulse current of the first inverter 4, the pulse current of the second inverter 5, and the boost are driven by driving with the carrier signal of mode A. The sum of the pulse current of the converter 2 cancels out the phase relationship, and the effective current value of the DC link capacitor 3 becomes small ((a) in the figure), which is the same as the contents described in Patent Document 2. .
When the first inverter 4 shifts to the rectangular wave system in this state, the relationship that the three pulse currents cancel each other does not hold as shown in FIG. Will get bigger. When the carrier signal is switched to mode B in this state, the pulse currents of the second inverter 5 and the boost converter 2 are alternately generated, and the direct current of the first inverter 4 is canceled out. The effective current value of the DC link capacitor 3 becomes small ((c) in the figure).

上記の説明から、第1、第2のインバータ4、5、昇圧コンバータ2の動作状態によっては、実施の形態1と同様に、特許文献2で開示された方法ではDCリンクコンデンサ3の電流実効値が大きくなるが、昇圧コンバータ2からの電流のパルス電流出力期間の中心とインバータ5からの電流のゼロ電流期間の中心が一致するような位相関係に変更することにより、DCリンクコンデンサ3の電流実効値を小さくすることが可能となることがわかる。   From the above description, depending on the operating states of the first and second inverters 4 and 5 and the boost converter 2, the current disclosed value of the DC link capacitor 3 can be obtained by the method disclosed in Patent Document 2 as in the first embodiment. However, by changing the phase relationship so that the center of the pulse current output period of the current from the boost converter 2 coincides with the center of the zero current period of the current from the inverter 5, the current effective of the DC link capacitor 3 is changed. It can be seen that the value can be reduced.

以上、本発明の効果を、第1のインバータ4が矩形波方式でモータ駆動し、第2のインバータ5がPWM方式で回生し、昇圧コンバータ2がPWM方式で駆動(昇圧)する動作状態(表1の1)を例にして説明したが、表1に示したその他の動作についても同様の効果を得ることができる。   As described above, the effect of the present invention is that the first inverter 4 is motor-driven by the rectangular wave system, the second inverter 5 is regenerated by the PWM system, and the boost converter 2 is driven (boosted) by the PWM system (Table). Although 1) 1) has been described as an example, the same effect can be obtained for the other operations shown in Table 1.

また、第3、第4、・・・と、複数の任意の台数のインバータを備えた電力変換装置においても、その内、少なくとも2台のインバータと昇圧コンバータの動作状態に以上で説明した関係があれば、それらインバータに対して、一方のインバータからの電流のゼロ電流期間の中心(キャリアの山谷)ともう一方のインバータからの電流のパルス電流出力期間の中心(キャリアの中心)とが一致するような位相の関係とすることにより、DCリンクコンデンサ3の電流実効値を小さくすることが可能となる。   In addition, in the power conversion device including the third, fourth,... And a plurality of arbitrary number of inverters, the relation described above relates to the operating states of at least two inverters and the boost converter. If there is, the center of the zero current period of the current from one inverter (carrier valley) matches the center of the pulse current output period of the current from the other inverter (carrier center). With such a phase relationship, the effective current value of the DC link capacitor 3 can be reduced.

制御フローの説明は省略するが、例えば、上述の図12に示したものでモードBを選択した後、昇圧比が2以上と2未満とで、具体的な位相関係を図14〜17で説明した内容に切り替える制御動作とすればよい。   Although the description of the control flow is omitted, for example, after selecting the mode B in the one shown in FIG. 12 described above, specific phase relationships will be described with reference to FIGS. What is necessary is just to set it as the control operation which switches to the content which carried out.

実施の形態3.
先の形態例では、インバータのキャリア信号と昇圧コンバータのキャリア信号の形状は、共に、三角波形状の場合について述べた。本実施の形態3においては、インバータのキャリア信号の形状はそのままで、昇圧コンバータのキャリア信号の形状をのこぎり波形状とした場合について述べる。電力変換装置の構成は実施の形態1と同様である。
図18に両キャリア信号の形状を示す。実施の形態1と同様に、昇圧コンバータのキャリア信号の周波数は、インバータのキャリア信号の周波数の2倍となっている。インバータのキャリア信号1周期を100ステップとし、両キャリア信号の位相差をこのステップ数で表現する。
Embodiment 3 FIG.
In the previous embodiment, the case where both the carrier signal of the inverter and the carrier signal of the boost converter are triangular waves has been described. In the third embodiment, a case will be described in which the shape of the carrier signal of the inverter is left unchanged and the shape of the carrier signal of the boost converter is a sawtooth waveform. The configuration of the power converter is the same as that of the first embodiment.
FIG. 18 shows the shapes of both carrier signals. As in the first embodiment, the frequency of the carrier signal of the boost converter is twice the frequency of the carrier signal of the inverter. One cycle of the carrier signal of the inverter is set to 100 steps, and the phase difference between both carrier signals is expressed by the number of steps.

先の実施の形態例では、インバータのキャリア信号と昇圧コンバータのキャリア信号とが共に三角波形状であったため、三角波信号間の山谷を一致させることで、インバータ4、5−DCリンクコンデンサ3間のパルス電流が流れるタイミングと昇圧コンバータ2−DCリンクコンデンサ3間のパルス電流が流れるタイミングを容易に一致させることができ、上述の方法でDCリンクコンデンサ3の電流を低減することができる。
しかし、本実施の形態のように、昇圧コンバータのキャリア信号がのこぎり波形状の場合、昇圧比(昇圧コンバータの電圧指令値)に依存して両パルス電流のタイミングにずれが生じるため、両キャリア信号の位相差を調節する必要がある。
In the previous embodiment, since both the carrier signal of the inverter and the carrier signal of the boost converter have a triangular wave shape, the pulse between the inverter 4 and the 5-DC link capacitor 3 is obtained by matching the peaks and valleys between the triangular wave signals. The timing at which the current flows and the timing at which the pulse current between the boost converter 2 and the DC link capacitor 3 flows can be easily matched, and the current of the DC link capacitor 3 can be reduced by the above-described method.
However, when the carrier signal of the boost converter has a sawtooth waveform as in this embodiment, the timing of both pulse currents varies depending on the boost ratio (voltage command value of the boost converter). It is necessary to adjust the phase difference.

図19に、第1のインバータ4が矩形波方式(PWM方式で変調率が1以上)で駆動、第2のインバータ5がPWM方式で回生、昇圧コンバータ2がPWM方式で駆動の条件における、昇圧コンバータのキャリア信号とインバータのキャリア信号との位相差とDCリンクコンデンサ3の電流実効値(電流リプル)(相対値)の関係を示す。
図には、昇圧コンバータ2の昇圧比が1.5と2.5、第1のインバータ4の変調率が無限大(矩形波1パルス)、1.5、1、第2のインバータ5の変調率が0.2〜1の条件の計算結果が示されている。第1のインバータ4の力率は1、第2のインバータ5の力率は−1である。
図より、昇圧比2.5、第1のインバータ4の変調率1、第2のインバータ5の変調率0.2〜0.3の条件を除くと、昇圧比2.5の場合の最適位相は、第2のインバータ5の変調率に依らず10ステップとなり、昇圧比1.5の場合は16ステップとなることがわかる。他の条件も調べてみると同様なことが言えて、ほぼ全範囲の変調率条件において、図20に示すような昇圧比と最適な位相差との関係が存在する。
よって、本実施の形態3では、制御ユニット8において、昇圧比の条件に応じて、昇圧コンバータのキャリア信号とインバータのキャリア信号との位相差を調節している。
In FIG. 19, the first inverter 4 is driven by a rectangular wave method (PWM method and modulation factor is 1 or more), the second inverter 5 is regenerated by the PWM method, and the boost converter 2 is driven by the PWM method. The relationship between the phase difference between the carrier signal of the converter and the carrier signal of the inverter and the current effective value (current ripple) (relative value) of the DC link capacitor 3 is shown.
In the figure, the boost ratio of the boost converter 2 is 1.5 and 2.5, the modulation rate of the first inverter 4 is infinite (rectangular wave 1 pulse), 1.5, 1, and the modulation of the second inverter 5 The calculation results under the condition where the rate is 0.2 to 1 are shown. The power factor of the first inverter 4 is 1, and the power factor of the second inverter 5 is -1.
From the figure, except for the conditions of the boost ratio 2.5, the modulation factor 1 of the first inverter 4 and the modulation factor 0.2 to 0.3 of the second inverter 5, the optimum phase when the boost ratio is 2.5 Is 10 steps regardless of the modulation rate of the second inverter 5, and 16 steps when the step-up ratio is 1.5. When other conditions are examined, the same thing can be said, and there exists a relationship between the step-up ratio and the optimum phase difference as shown in FIG.
Therefore, in the third embodiment, the control unit 8 adjusts the phase difference between the carrier signal of the boost converter and the carrier signal of the inverter according to the condition of the boost ratio.

言うまでもないが、この方法は、先の形態例で説明したモードBの動作モードに適用される。モードCは、元々、昇圧コンバータの電流が直流状となる場合であり、先の形態例の場合と同様である。
また、モードAの動作モードにおいては、両キャリアの最適な位相を見つけて動作させるか、インバータのキャリア信号の周波数と昇圧コンバータのキャリア信号の周波数とをほんの少しずらして、非同期で動作させている。非同期で動作させることにより、DCリンクコンデンサ3の電流は、同期させ位相を変化させた場合の最大値と最小値の中間的な値となる。
Needless to say, this method is applied to the operation mode of mode B described in the previous embodiment. Mode C is originally the case where the current of the boost converter becomes a direct current, and is the same as in the previous embodiment.
In the operation mode of mode A, the optimum phase of both carriers is found and operated, or the frequency of the carrier signal of the inverter and the frequency of the carrier signal of the boost converter are shifted slightly to operate asynchronously. . By operating asynchronously, the current of the DC link capacitor 3 becomes an intermediate value between the maximum value and the minimum value when the phase is synchronized and the phase is changed.

また、以上では、1フェーズ式の昇圧コンバータについて述べたが、先の実施の形態2で説明した2フェーズ式の昇圧コンバータにおいても、キャリア信号をのこぎり波状にした場合、同様に、昇圧比の条件に応じて最適な位相を決めればよい。   In the above description, the one-phase boost converter has been described. However, in the two-phase boost converter described in the second embodiment, when the carrier signal has a sawtooth waveform, the conditions for the boost ratio are similarly set. The optimum phase may be determined according to the above.

また、以上では、矩形波方式による動作は、PWM方式の延長線上ととらえ、その変調率が1以上の領域(過変調PWM動作)として説明した。しかし、この矩形波方式による動作は、過変調PWM動作の他に、電流センサからのモータジェネレータに流れる交流電流の情報や、モータジェネレータの回転位置センサからの周波数、位相の情報から、半周期当りのスイッチ素子のオンオフ回数、長さ、出力タイミングを決め、スイッチ素子のゲートを制御する方法によっても実現できる。   In the above description, the operation by the rectangular wave method is regarded as an extension line of the PWM method, and the modulation rate is described as an area of 1 or more (overmodulation PWM operation). However, the operation by this rectangular wave method is based on the information on the alternating current flowing from the current sensor to the motor generator and the frequency and phase information from the rotational position sensor of the motor generator in addition to the overmodulation PWM operation. This can also be realized by a method of controlling the gate of the switch element by determining the number of times the switch element is turned on / off, the length, and the output timing.

また、この発明の各変形例において、複数のインバータの内の少なくとも2台のインバータのいずれか一方が駆動状態でいずれか他方が回生状態であるときに2台のインバータの一方が矩形波出力動作に移行した場合であって当該矩形波出力動作に移行したインバータと昇圧コンバータとが共に駆動または回生状態の場合、パルス出力動作を行うインバータのパルス電流がゼロとなる期間の中心と、昇圧コンバータのパルス電流出力期間の中心とが一致するように位相差を調整するようにしたので、DCリンクコンデンサへ流入するパルス電流和の実効値が確実に抑制される。 Further, in each modification of the present invention, when one of at least two of the plurality of inverters is in a driving state and the other is in a regenerative state, one of the two inverters outputs a rectangular wave. When the inverter and the boost converter that have shifted to the rectangular wave output operation are in the drive or regenerative state, the center of the period in which the pulse current of the inverter that performs the pulse output operation becomes zero, and the boost converter Since the phase difference is adjusted so as to coincide with the center of the pulse current output period, the effective value of the pulse current sum flowing into the DC link capacitor is reliably suppressed.

また、昇圧コンバータおよびインバータのPWMキャリア信号が共に三角波の場合、昇圧コンバータのPWMキャリア信号におけるパルス電流出力期間の中心と一致する頂点と、インバータのPWMキャリア信号の山谷頂点とが一致するように位相差を調整するようにしたので、DCリンクコンデンサへ流入するパルス電流和の実効値がより確実に抑制される。   In addition, when both the PWM carrier signal of the boost converter and the inverter are triangular waves, the apex that coincides with the center of the pulse current output period in the PWM carrier signal of the boost converter and the apex of the peak and valley of the PWM carrier signal of the inverter coincide. Since the phase difference is adjusted, the effective value of the pulse current sum flowing into the DC link capacitor is more reliably suppressed.

また、インバータのPWMキャリア信号が三角波で昇圧コンバータのPWMキャリア信号がのこぎり波状である場合、予め、昇圧コンバータの昇圧比とDCリンクコンデンサに流入するパルス電流和の実効値が最小となる昇圧コンバータのPWMキャリア信号とインバータのPWMキャリア信号との位相差との関係特性を求めておき、関係特性を適用し実際の昇圧比に基づき位相差を求めるようにしたので、昇圧コンバータのPWMキャリア信号にのこぎり波状の信号を採用した場合にも、DCリンクコンデンサへ流入するパルス電流和の実効値を抑制するための制御が可能となる。   In addition, when the PWM carrier signal of the inverter is a triangular wave and the PWM carrier signal of the boost converter is a sawtooth wave, the boost converter in which the effective value of the boost ratio of the boost converter and the sum of pulse currents flowing into the DC link capacitor is minimized in advance. Since the relational characteristic between the PWM carrier signal and the phase difference between the PWM carrier signal of the inverter is obtained and the relational characteristic is applied to obtain the phase difference based on the actual boost ratio, the sawtooth is applied to the PWM carrier signal of the boost converter. Even when a wavy signal is used, control for suppressing the effective value of the sum of pulse currents flowing into the DC link capacitor is possible.

本発明の電力変換装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power converter device of this invention. 本発明の実施の形態1による電力変換装置を構成する昇圧コンバータ2を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the boost converter 2 which comprises the power converter device by Embodiment 1 of this invention. 本発明の電力変換装置を構成するインバータ4、5を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the inverters 4 and 5 which comprise the power converter device of this invention. インバータのPWM方式動作時の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform at the time of the PWM system operation | movement of an inverter. インバータの矩形波方式動作時の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform at the time of the rectangular wave system operation | movement of an inverter. 変調率を2に設定した場合の、インバータの矩形波方式動作時の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform at the time of the rectangular wave system operation | movement of an inverter when a modulation factor is set to 2. FIG. 昇圧コンバータ2のPWM方式動作時の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform at the time of the PWM system operation | movement of the step-up converter. 本発明の実施の形態1におけるキャリア信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the carrier signal in Embodiment 1 of this invention. インバータ4、5、昇圧コンバータ2の電流の向きを示す図である。It is a figure which shows the direction of the electric current of the inverters 4 and 5 and the boost converter 2. FIG. 本発明の実施の形態1におけるモードAとBのキャリア信号の関係とDCリンクコンデンサ電流の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the carrier signal of mode A and B in Embodiment 1 of this invention, and the relationship of a DC link capacitor current. 本発明の実施の形態1におけるモードAとCのキャリア信号の関係とDCリンクコンデンサ電流の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the carrier signal of mode A and C in Embodiment 1 of this invention, and the relationship of a DC link capacitor current. 本発明の実施の形態1における制御フローを示す図である。It is a figure which shows the control flow in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2による電力変換装置を構成する昇圧コンバータ2を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the boost converter 2 which comprises the power converter device by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における昇圧比2以上の場合のキャリア信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the carrier signal in the case of boosting ratio 2 or more in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における昇圧比2未満の場合のキャリア信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the carrier signal in case the boost ratio is less than 2 in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2の昇圧比が2以上の場合におけるモードAとBのキャリア信号の関係とDCリンクコンデンサ電流の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the carrier signal of mode A and B, and the relationship of a DC link capacitor current in case the step-up ratio of Embodiment 2 of this invention is 2 or more. 本発明の実施の形態2の昇圧比が2未満の場合におけるモードAとBのキャリア信号の関係とDCリンクコンデンサ電流の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the carrier signal of mode A and B, and the relationship of a DC link capacitor current in case the step-up ratio of Embodiment 2 of this invention is less than 2. 本発明の実施の形態3におけるキャリア信号の形状および関係を示す図である。It is a figure which shows the shape and relationship of a carrier signal in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3におけるキャリア信号間の位相差とDCリンクコンデンサの電流実効値(リプル)(相対値)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the phase difference between the carrier signals in Embodiment 3 of this invention, and the current effective value (ripple) (relative value) of a DC link capacitor. 本発明の実施の形態3における昇圧比と最適位相差との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pressure | voltage rise ratio and optimal phase difference in Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 バッテリ、2 昇圧コンバータ、3 DCリンクコンデンサ、
4 第1のインバータ、5 第2のインバータ、6 第1のモータジェネレータ、
7 第2のモータジェネレータ、8 制御ユニット。
1 battery, 2 boost converter, 3 DC link capacitor,
4 first inverter, 5 second inverter, 6 first motor generator,
7 Second motor generator, 8 control unit.

Claims (10)

スイッチ素子のPWM動作で直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータ、この昇圧コンバータの昇圧側端子に接続されたDCリンクコンデンサ、およびこのDCリンクコンデンサに接続されスイッチ素子のPWM動作でそれぞれの負荷との間で交流電力の授受(駆動および回生)を行う複数のインバータを備え、上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号とを同期させて運転する電力変換装置において、
上記複数のインバータの一部が、上記キャリア信号の周期によるパルス出力動作から電圧指令信号の周期によるパルス出力を含む矩形波出力動作に移行した場合、上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を調整することにより、上記複数のインバータの残部と上記昇圧コンバータとから上記DCリンクコンデンサに流入するパルス電流和の実効値を抑制するようにし
上記インバータにおける上記矩形波出力動作への移行は、(上記電圧指令信号振幅値/上記キャリア信号ゼローピーク値)を変調率αと定義したとき、α>1の条件で判定するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
A boost converter that boosts the voltage of the DC power supply by the PWM operation of the switch element, a DC link capacitor connected to the boost side terminal of the boost converter, and each load in the PWM operation of the switch element connected to the DC link capacitor A power converter that includes a plurality of inverters that exchange (drive and regenerate) AC power between them, and that operates by synchronizing the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM carrier signal of the inverter,
When a part of the plurality of inverters shifts from a pulse output operation based on the period of the carrier signal to a rectangular wave output operation including a pulse output based on the period of the voltage command signal, the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM of the inverter By adjusting the phase difference with the carrier signal, the effective value of the sum of pulse currents flowing into the DC link capacitor from the remainder of the plurality of inverters and the boost converter is suppressed ,
The transition to the rectangular wave output operation in the inverter is determined under the condition of α> 1 when (the voltage command signal amplitude value / the carrier signal zero-peak value) is defined as the modulation factor α. A power converter.
スイッチ素子のPWM動作で直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータ、この昇圧コンバータの昇圧側端子に接続されたDCリンクコンデンサ、およびこのDCリンクコンデンサに接続されスイッチ素子のPWM動作でそれぞれの負荷との間で交流電力の授受(駆動および回生)を行う複数のインバータを備え、上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号とを同期させて運転する電力変換装置において、
上記複数のインバータの一部が、上記キャリア信号の周期によるパルス出力動作から電圧指令信号の周期によるパルス出力を含む矩形波出力動作に移行した場合、上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を調整することにより、上記複数のインバータの残部と上記昇圧コンバータとから上記DCリンクコンデンサに流入するパルス電流和の実効値を抑制するようにし、
上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号の周波数を、上記インバータのPWMキャリア信号の周波数の2倍としたことを特徴とする電力変換装置。
A boost converter that boosts the voltage of the DC power supply by the PWM operation of the switch element, a DC link capacitor connected to the boost side terminal of the boost converter, and each load in the PWM operation of the switch element connected to the DC link capacitor A power converter that includes a plurality of inverters that exchange (drive and regenerate) AC power between them, and that operates by synchronizing the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM carrier signal of the inverter,
When a part of the plurality of inverters shifts from a pulse output operation based on the period of the carrier signal to a rectangular wave output operation including a pulse output based on the period of the voltage command signal, the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM of the inverter By adjusting the phase difference with the carrier signal, the effective value of the sum of pulse currents flowing into the DC link capacitor from the remainder of the plurality of inverters and the boost converter is suppressed,
The power conversion device according to claim 1, wherein the frequency of the PWM carrier signal of the boost converter is twice the frequency of the PWM carrier signal of the inverter .
上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号の周波数を、上記インバータのPWMキャリア信号の周波数の2倍としたことを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。 2. The power conversion apparatus according to claim 1 , wherein the frequency of the PWM carrier signal of the boost converter is twice the frequency of the PWM carrier signal of the inverter. 上記複数のインバータの内の少なくとも2台のインバータのいずれか一方が駆動状態でいずれか他方が回生状態であるときに上記2台のインバータの一方が上記矩形波出力動作に移行した場合であって当該矩形波出力動作に移行したインバータと上記昇圧コンバータとが共に上記駆動または回生状態の場合、
上記パルス出力動作を行うインバータのパルス電流がゼロとなる期間の中心と、上記昇圧コンバータのパルス電流出力期間の中心とが一致するように上記位相差を調整するようにしたことを特徴とする請求項2または3に記載の電力変換装置。
When at least one of the plurality of inverters is in a driving state and the other is in a regenerative state, one of the two inverters shifts to the rectangular wave output operation. When both the inverter that has shifted to the rectangular wave output operation and the boost converter are in the driving or regenerative state,
Claims, characterized in that the pulsed current of the inverter for performing the pulse output operation and the center of the period during which the zero and to adjust the phase difference as the center of the pulse current output period of the boost converter are identical Item 4. The power conversion device according to Item 2 or 3 .
上記昇圧コンバータおよび上記インバータのPWMキャリア信号が共に三角波の場合、上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号におけるパルス電流出力期間の中心と一致する頂点と、上記インバータのPWMキャリア信号の山谷頂点とが一致するように上記位相差を調整するようにしたことを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。 When the PWM carrier signals of the boost converter and the inverter are both triangular waves, the vertex that coincides with the center of the pulse current output period in the PWM carrier signal of the boost converter and the peak and valley of the PWM carrier signal of the inverter coincide with each other. The power converter according to claim 4, wherein the phase difference is adjusted. 上記インバータのPWMキャリア信号が三角波で上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号がのこぎり波状である場合、予め、上記昇圧コンバータの昇圧比と上記DCリンクコンデンサに流入するパルス電流和の実効値が最小となる上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差との関係特性を求めておき、上記関係特性を適用し実際の上記昇圧比に基づき上記位相差を求めるようにしたことを特徴とする請求項2または3に記載の電力変換装置。 When the PWM carrier signal of the inverter is a triangular wave and the PWM carrier signal of the boost converter is a sawtooth wave, the boost value of the boost converter and the effective value of the pulse current sum flowing into the DC link capacitor are minimized in advance. The relationship characteristic between the phase difference between the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM carrier signal of the inverter is obtained, and the phase difference is obtained based on the actual step-up ratio by applying the relationship characteristic. The power converter according to claim 2 or 3 . スイッチ素子のPWM動作で直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータ、この昇圧コンバータの昇圧側端子に接続されたDCリンクコンデンサ、およびこのDCリンクコンデンサに接続されスイッチ素子のPWM動作でそれぞれの負荷との間で交流電力の授受(駆動および回生)を行う複数のインバータを備え、上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号とを同期させて運転する電力変換装置において、
上記複数のインバータの一部が、上記キャリア信号の周期によるパルス出力動作から電圧指令信号の周期によるパルス出力を含む矩形波出力動作に移行した場合、上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を調整することにより、上記複数のインバータの残部と上記昇圧コンバータとから上記DCリンクコンデンサに流入するパルス電流和の実効値を抑制するようにし、
上記昇圧コンバータおよび上記インバータのPWMキャリア信号が共に三角波であり、
上記昇圧コンバータは、互いに並列接続され、上記インバータのPWMキャリア信号と同一の周波数で互いに180度位相をずらしたPWMキャリア信号で動作する第1と第2のコンバータ部から構成される2フェーズ昇圧コンバータであり、
上記複数のインバータの内の少なくとも2台のインバータのいずれか一方が駆動状態でいずれか他方が回生状態であるときに上記2台のインバータの一方が上記矩形波出力動作に移行した場合であって当該矩形波出力動作に移行したインバータと上記昇圧コンバータとが共に上記駆動または回生状態の場合で、かつ上記昇圧コンバータの昇圧比β≧2の場合、
上記第1のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を0度とし、上記第2のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を180度としたことを特徴とする電力変換装置。
A boost converter that boosts the voltage of the DC power supply by the PWM operation of the switch element, a DC link capacitor connected to the boost side terminal of the boost converter, and each load in the PWM operation of the switch element connected to the DC link capacitor A power converter that includes a plurality of inverters that exchange (drive and regenerate) AC power between them, and that operates by synchronizing the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM carrier signal of the inverter,
When a part of the plurality of inverters shifts from a pulse output operation based on the period of the carrier signal to a rectangular wave output operation including a pulse output based on the period of the voltage command signal, the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM of the inverter By adjusting the phase difference with the carrier signal, the effective value of the sum of pulse currents flowing into the DC link capacitor from the remainder of the plurality of inverters and the boost converter is suppressed,
Both the PWM converter signal of the boost converter and the inverter are triangular waves,
The step-up converter is a two-phase step-up converter composed of first and second converter units that are connected in parallel to each other and operate with PWM carrier signals that are 180 degrees out of phase with each other at the same frequency as the PWM carrier signal of the inverter. And
When at least one of the plurality of inverters is in a driving state and the other is in a regenerative state, one of the two inverters shifts to the rectangular wave output operation. When both the inverter that has shifted to the rectangular wave output operation and the boost converter are in the drive or regenerative state and the boost ratio β ≧ 2 of the boost converter,
The phase difference between the PWM carrier signal of the first converter unit and the PWM carrier signal of the inverter is 0 degree, and the phase difference between the PWM carrier signal of the second converter part and the PWM carrier signal of the inverter is 180 degrees. it characterized in that the the power converter.
上記昇圧コンバータおよび上記インバータのPWMキャリア信号が共に三角波であり、
上記昇圧コンバータは、互いに並列接続され、上記インバータのPWMキャリア信号と同一の周波数で互いに180度位相をずらしたPWMキャリア信号で動作する第1と第2のコンバータ部から構成される2フェーズ昇圧コンバータであり、
上記複数のインバータの内の少なくとも2台のインバータのいずれか一方が駆動状態でいずれか他方が回生状態であるときに上記2台のインバータの一方が上記矩形波出力動作に移行した場合であって当該矩形波出力動作に移行したインバータと上記昇圧コンバータとが共に上記駆動または回生状態の場合で、かつ上記昇圧コンバータの昇圧比β≧2の場合、
上記第1のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を0度とし、上記第2のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を180度としたことを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
Both the PWM converter signal of the boost converter and the inverter are triangular waves,
The step-up converter is a two-phase step-up converter composed of first and second converter units that are connected in parallel to each other and operate with PWM carrier signals that are 180 degrees out of phase with each other at the same frequency as the PWM carrier signal of the inverter. And
When at least one of the plurality of inverters is in a driving state and the other is in a regenerative state, one of the two inverters shifts to the rectangular wave output operation. When both the inverter that has shifted to the rectangular wave output operation and the boost converter are in the drive or regenerative state and the boost ratio β ≧ 2 of the boost converter,
The phase difference between the PWM carrier signal of the first converter unit and the PWM carrier signal of the inverter is 0 degree, and the phase difference between the PWM carrier signal of the second converter part and the PWM carrier signal of the inverter is 180 degrees. The power conversion device according to claim 1, wherein:
スイッチ素子のPWM動作で直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータ、この昇圧コンバータの昇圧側端子に接続されたDCリンクコンデンサ、およびこのDCリンクコンデンサに接続されスイッチ素子のPWM動作でそれぞれの負荷との間で交流電力の授受(駆動および回生)を行う複数のインバータを備え、上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号とを同期させて運転する電力変換装置において、
上記複数のインバータの一部が、上記キャリア信号の周期によるパルス出力動作から電圧指令信号の周期によるパルス出力を含む矩形波出力動作に移行した場合、上記昇圧コンバータのPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を調整することにより、上記複数のインバータの残部と上記昇圧コンバータとから上記DCリンクコンデンサに流入するパルス電流和の実効値を抑制するようにし、
上記昇圧コンバータおよび上記インバータのPWMキャリア信号が共に三角波であり、
上記昇圧コンバータは、互いに並列接続され、上記インバータのPWMキャリア信号と同一の周波数で互いに180度位相をずらしたPWMキャリア信号で動作する第1と第2のコンバータ部から構成される2フェーズ昇圧コンバータであり、
上記複数のインバータの内の少なくとも2台のインバータのいずれか一方が駆動状態でいずれか他方が回生状態であるときに上記インバータの一方が上記矩形波出力動作に移行した場合であって当該矩形波出力動作に移行したインバータと上記昇圧コンバータとが共に上記駆動または回生状態の場合で、かつ上記昇圧コンバータの昇圧比β<2の場合、
上記第1のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を90度とし、上記第2のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を270度としたことを特徴とする電力変換装置。
A boost converter that boosts the voltage of the DC power supply by the PWM operation of the switch element, a DC link capacitor connected to the boost side terminal of the boost converter, and each load in the PWM operation of the switch element connected to the DC link capacitor A power converter that includes a plurality of inverters that exchange (drive and regenerate) AC power between them, and that operates by synchronizing the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM carrier signal of the inverter,
When a part of the plurality of inverters shifts from a pulse output operation based on the period of the carrier signal to a rectangular wave output operation including a pulse output based on the period of the voltage command signal, the PWM carrier signal of the boost converter and the PWM of the inverter By adjusting the phase difference with the carrier signal, the effective value of the sum of pulse currents flowing into the DC link capacitor from the remainder of the plurality of inverters and the boost converter is suppressed,
Both the PWM converter signal of the boost converter and the inverter are triangular waves,
The step-up converter is a two-phase step-up converter composed of first and second converter units that are connected in parallel to each other and operate with PWM carrier signals that are 180 degrees out of phase with each other at the same frequency as the PWM carrier signal of the inverter. And
When one of the plurality of inverters is in a driving state and the other is in a regenerative state, when one of the inverters shifts to the rectangular wave output operation, the rectangular wave When both the inverter that has shifted to the output operation and the boost converter are in the drive or regenerative state and the boost ratio β <2 of the boost converter,
The phase difference between the PWM carrier signal of the first converter unit and the PWM carrier signal of the inverter is 90 degrees, and the phase difference between the PWM carrier signal of the second converter unit and the PWM carrier signal of the inverter is 270 degrees. A power conversion device characterized by that .
上記昇圧コンバータおよび上記インバータのPWMキャリア信号が共に三角波であり、
上記昇圧コンバータは、互いに並列接続され、上記インバータのPWMキャリア信号と同一の周波数で互いに180度位相をずらしたPWMキャリア信号で動作する第1と第2のコンバータ部から構成される2フェーズ昇圧コンバータであり、
上記複数のインバータの内の少なくとも2台のインバータのいずれか一方が駆動状態でいずれか他方が回生状態であるときに上記インバータの一方が上記矩形波出力動作に移行した場合であって当該矩形波出力動作に移行したインバータと上記昇圧コンバータとが共に上記駆動または回生状態の場合で、かつ上記昇圧コンバータの昇圧比β<2の場合、
上記第1のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を90度とし、上記第2のコンバータ部のPWMキャリア信号と上記インバータのPWMキャリア信号との位相差を270度としたことを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
Both the PWM converter signal of the boost converter and the inverter are triangular waves,
The step-up converter is a two-phase step-up converter composed of first and second converter units that are connected in parallel to each other and operate with PWM carrier signals that are 180 degrees out of phase with each other at the same frequency as the PWM carrier signal of the inverter. And
When one of the plurality of inverters is in a driving state and the other is in a regenerative state, when one of the inverters shifts to the rectangular wave output operation, the rectangular wave When both the inverter that has shifted to the output operation and the boost converter are in the drive or regenerative state and the boost ratio β <2 of the boost converter,
The phase difference between the PWM carrier signal of the first converter unit and the PWM carrier signal of the inverter is 90 degrees, and the phase difference between the PWM carrier signal of the second converter unit and the PWM carrier signal of the inverter is 270 degrees. The power conversion device according to claim 1, wherein:
JP2005258939A 2005-09-07 2005-09-07 Power converter Active JP4690151B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005258939A JP4690151B2 (en) 2005-09-07 2005-09-07 Power converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005258939A JP4690151B2 (en) 2005-09-07 2005-09-07 Power converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007074818A JP2007074818A (en) 2007-03-22
JP4690151B2 true JP4690151B2 (en) 2011-06-01

Family

ID=37935776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005258939A Active JP4690151B2 (en) 2005-09-07 2005-09-07 Power converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4690151B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2915722B1 (en) * 2007-05-03 2009-08-28 Renault Sas "DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING A POWER DERIVATION CIRCUIT, HYBRID VEHICLE HAVING THE SAME"
JP2011193704A (en) * 2010-03-17 2011-09-29 Meidensha Corp Dc-ac power converter
JP5381970B2 (en) * 2010-12-24 2014-01-08 ダイキン工業株式会社 Control signal generator, direct power converter, control method thereof, operation method thereof and design method thereof
JP6762683B2 (en) * 2014-03-10 2020-09-30 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 Electric compressor
JP7172522B2 (en) * 2018-12-03 2022-11-16 株式会社デンソー motor controller
JP7305437B2 (en) * 2019-06-06 2023-07-10 株式会社東芝 Electric vehicle power supply
CN112910333B (en) * 2021-02-06 2023-04-11 广东希塔变频技术有限公司 Control method, device and circuit for motor drive and variable frequency air conditioner

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000092857A (en) * 1998-09-16 2000-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Power conversion device
JP2002051566A (en) * 2000-08-03 2002-02-15 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Inverter control device and method for controlling inverter
JP2003309997A (en) * 2002-04-16 2003-10-31 Toyota Motor Corp Apparatus and method for converting voltage and computer-readable recording medium recording program for making computer execute control of voltage conversion
JP2004187468A (en) * 2002-12-06 2004-07-02 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Electric load driving system
JP2005168161A (en) * 2003-12-02 2005-06-23 Nissan Motor Co Ltd Motor controller, motor control method, and vehicle equipped with motor controller
JP2005176600A (en) * 1993-12-17 2005-06-30 Hitachi Ltd Control unit of electric vehicle

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0834695B2 (en) * 1990-09-07 1996-03-29 株式会社日立製作所 Power conversion method, power conversion apparatus, and rolling system using the power conversion apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005176600A (en) * 1993-12-17 2005-06-30 Hitachi Ltd Control unit of electric vehicle
JP2000092857A (en) * 1998-09-16 2000-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Power conversion device
JP2002051566A (en) * 2000-08-03 2002-02-15 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Inverter control device and method for controlling inverter
JP2003309997A (en) * 2002-04-16 2003-10-31 Toyota Motor Corp Apparatus and method for converting voltage and computer-readable recording medium recording program for making computer execute control of voltage conversion
JP2004187468A (en) * 2002-12-06 2004-07-02 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Electric load driving system
JP2005168161A (en) * 2003-12-02 2005-06-23 Nissan Motor Co Ltd Motor controller, motor control method, and vehicle equipped with motor controller

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007074818A (en) 2007-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7051886B2 (en) Drive system for reducing DC link current ripple and its operation method
JP5377634B2 (en) Control device for load drive system
JP4196867B2 (en) Bidirectional buck-boost chopper circuit, inverter circuit using the same, and DC-DC converter circuit
JP4619954B2 (en) Motor drive device and power conversion device
JP4534007B2 (en) Soft switching power converter
US7492616B2 (en) Modulation controller, method of controlling and three phase converter system employing the same
JP4690151B2 (en) Power converter
JP2006101675A (en) Motor drive
JP4200244B2 (en) Grid-connected inverter device
JP5045137B2 (en) Power converter
CN103828226A (en) Power conversion control device, power conversion control method, electric motor and vehicle drive system
JP4639585B2 (en) Motor control device, motor control method, and vehicle including motor control device
JP3655804B2 (en) Grid-connected inverter device
JPH0815394B2 (en) Connection / control method of multiple coupling inverter device
JP2007252048A (en) Power controller
JP2006121877A (en) Motor controller
JP5040585B2 (en) Power conversion system
JP3934982B2 (en) Power supply
JP2004187468A (en) Electric load driving system
JP4016819B2 (en) Inverter device, drive control device, and drive control method
JP5397448B2 (en) Power converter
JP3425331B2 (en) Power supply
JP6462937B1 (en) AC motor drive device
JP2004312822A (en) Two-phase modulation controlling inverter
JP4134625B2 (en) PWM power converter and conversion method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101015

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101026

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101213

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: 20110215

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4690151

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: 20140225

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250