JP4980743B2 - Power converter - Google Patents

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Description

この発明は、直流電圧を交流電圧に変換して電動機などの負荷を駆動する電力変換装置に関するものである。   The present invention relates to a power conversion device that converts a DC voltage into an AC voltage and drives a load such as an electric motor.

従来の電力変換装置では、負荷に出力する正弦波状の電圧をステップ状に制御していた(例えば、特許文献1参照)。電圧が異なる直流電源を備えた複数の電力変換器が直列に接続されて負荷に交流電圧を供給する。そして、それぞれの電力変換器は、直列に接続されて合成された電圧が階段状に変化して正弦波状となるように制御される。
例えば、それぞれの電力変換器が、Vdcの直流電圧を有し、それぞれが+Vdc、0、−Vdcの電圧を出力できる回路構成になっている。そして、出力電圧に0を出力する場合は、すべての電力変換器が0を出力し、+Vdcを出力するときは1つの電力変換器が+Vdcを、残りが0を出力する。+2Vdcを出力するときは、2つが+Vdcを出力すればよい。
この方法をさらに進め、異なる直流電圧を有する電力変換器を組み合わせ、例えば1段目の電力変換器が3Vdc、2段目の電力変換器がVdcの直流電圧を有する場合、+Vdcを出力する場合は、2段目の電力変換器で+Vdcを出力し、1段目が0を出力する。+2Vdcを出力する場合は、1段目で+3Vdcを出力すると共に2段目では−Vdcを出力して、合成された電圧を+2Vdcとする。
In a conventional power conversion device, a sine wave voltage output to a load is controlled in a stepped manner (for example, see Patent Document 1). A plurality of power converters equipped with DC power supplies having different voltages are connected in series to supply an AC voltage to the load. Each power converter is connected so as to be connected in series so that the combined voltage changes in a step shape and becomes a sine wave shape.
For example, each power converter has a DC voltage of Vdc, and each has a circuit configuration that can output voltages of + Vdc, 0, and −Vdc. When 0 is output as the output voltage, all power converters output 0. When + Vdc is output, one power converter outputs + Vdc, and the rest outputs 0. When + 2Vdc is output, two may output + Vdc.
When this method is further advanced and power converters having different DC voltages are combined, for example, when the first-stage power converter has a DC voltage of 3 Vdc and the second-stage power converter has a DC voltage of Vdc, + Vdc is output when The second stage power converter outputs + Vdc, and the first stage outputs 0. When +2 Vdc is output, +3 Vdc is output at the first stage and −Vdc is output at the second stage, and the combined voltage is +2 Vdc.

米国特許第3579081号US Pat. No. 3,579,081

従来の電力変換装置では、複数の電力変換器を直列に接続しその合成出力電圧波形が階段状になるように制御されているため、歪みの少ない電圧を得るためには、その階段の数を増加する必要があり、その結果変換器の数が多くなり経済的に不利になるという問題があった。
この発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、電力変換器の数が少なくても歪みの少ない電圧波形を得ることを目的とする。
In the conventional power converter, since a plurality of power converters are connected in series and the combined output voltage waveform is controlled to be stepped, the number of steps is set to obtain a voltage with less distortion. There is a problem that it is necessary to increase, resulting in an increase in the number of converters and an economical disadvantage.
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a voltage waveform with little distortion even if the number of power converters is small.

この発明に係る電力変換装置は、第1の直流電源、スイッチング素子のオンオフ動作により交流信号である電圧指令値に追従するように第1の直流電源に基づき第1の出力電圧を出力する第1の電力変換手段、所定のサンプリング周期毎に第1の電力変換手段から出力する第1の出力電圧波形の平均値を演算し当該平均値をサンプリング周期毎に連ねた波形の平均電圧値を推定して出力する電圧推定手段、第2の直流電源、およびスイッチング素子のオンオフ動作により電圧指令値と平均電圧値との偏差に追従するように第2の直流電源に基づき第2の出力電圧を出力する第2の電力変換手段を備え、
第1の出力電圧に第2の出力電圧を重畳した電圧を、電圧指令値に応答する電圧として出力するものである。
The power converter according to the present invention outputs a first output voltage based on a first DC power supply so as to follow a voltage command value that is an AC signal by an on / off operation of the first DC power supply and switching element. The power conversion means calculates the average value of the first output voltage waveform output from the first power conversion means for each predetermined sampling period, and estimates the average voltage value of the waveform obtained by connecting the average values for each sampling period. The second output voltage is output based on the second DC power supply so as to follow the deviation between the voltage command value and the average voltage value by ON / OFF operation of the switching element. Comprising second power conversion means;
A voltage obtained by superimposing the second output voltage on the first output voltage is output as a voltage in response to the voltage command value.

以上のように、この発明に係る電力変換装置は、第1の電力変換手段が出力する第1の出力電圧と電圧指令値との偏差を埋めるように第2の電力変換手段が第2の出力電圧を出力し、この第1の出力電圧に第2の出力電圧を重畳した電圧を最終の出力電圧とするので、特に、第2の電力変換手段は、最終の出力電圧の歪みを低減するように機能的に作用し、全体として、少ない電力変換手段で歪みの少ない電圧波形を得ることが出来る。   As described above, in the power conversion device according to the present invention, the second power conversion unit outputs the second output so as to fill the deviation between the first output voltage output from the first power conversion unit and the voltage command value. Since the voltage is output and the voltage obtained by superimposing the second output voltage on the first output voltage is used as the final output voltage, the second power conversion unit particularly reduces distortion of the final output voltage. As a whole, a voltage waveform with little distortion can be obtained with a small amount of power conversion means.

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を説明するための構成図である。第1の直流電源である第1の直流電位群1は、2つの電位P11とP12を持ち(P11>P12)、第1の電力変換手段2に接続されている。第1の電力変換手段2の直流側は第1の直流電位群1に、交流側は第1の出力端子T1a、T1b、T1cを介して第2の電力変換手段群3に接続されており、第2の電力変換手段群3から第2の出力端子T2a、T2b、T2cへ電圧を出力する。第2の出力端子T2a、T2b、T2cには、例えば、電動機などの負荷が接続されて駆動される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a power conversion apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The first DC potential group 1 as the first DC power supply has two potentials P11 and P12 (P11> P12), and is connected to the first power conversion means 2. The DC side of the first power conversion means 2 is connected to the first DC potential group 1 and the AC side is connected to the second power conversion means group 3 via the first output terminals T1a, T1b, T1c, A voltage is output from the second power conversion means group 3 to the second output terminals T2a, T2b, and T2c. For example, a load such as an electric motor is connected to the second output terminals T2a, T2b, and T2c and driven.

先ず、全体構成の概要について説明する。
第2の出力端子T2a、T2b、T2cが発生すべき電圧指令値V2a、V2b、V2cを第1の電位選択手段4に入力し、第1の電位選択手段4は、第1の電力変換手段2のスイッチング状態S21、S22、S23を出力すると共に、スイッチングシーケンスSEQとスイッチング期間信号SWTを電圧推定手段5に出力する。
電圧推定手段5は、第1の出力端子T1a、T1b、T1cに出力される電圧(第1の出力電圧)の波形から後述する方法で平均電圧値V1a’、V1b’、V1c’を出力する。
減算手段7a、7b、7cは、平均電圧値V1a’、V1b’、V1c’と電圧指令V2a、V2b、V2cとの偏差を演算し、第2の電位選択手段6に入力する。
First, an overview of the overall configuration will be described.
The voltage command values V2a * , V2b * , V2c * to be generated by the second output terminals T2a, T2b, T2c are input to the first potential selection means 4, and the first potential selection means 4 The switching states S21, S22, and S23 of the conversion unit 2 are output, and the switching sequence SEQ and the switching period signal SWT are output to the voltage estimation unit 5.
The voltage estimation means 5 outputs average voltage values V1a ′, V1b ′, and V1c ′ from the waveform of the voltage (first output voltage) output to the first output terminals T1a, T1b, and T1c by a method described later.
Subtracting means 7a, 7b, 7c, the average voltage value V1a ', V1b', V1c 'voltage command V2a *, V2b *, calculates the deviation between V2c *, inputted to the second potential selection means 6.

そして、第2の電位選択手段6は、第2の電力変換手段群3のスイッチング状態S31a、S32a、S31b、S32b、S31c、S32cを出力し、第2の電力変換手段32a、32b、32cが、第2の直流電源である第2の直流電位群31a、31b、31cの電位P3a1>P3a2、P3b1>P3b2、P3c1>P3c2を選択して電圧を出力する。そして、第2の出力端子T2a、T2b、T2cには、第1の電力変換手段2が出力する電圧(第1の出力電圧)に、第2の電力変換手段群3が出力する電圧(第2の出力電圧)が重畳された電圧が出力される。   The second potential selection means 6 outputs the switching states S31a, S32a, S31b, S32b, S31c, S32c of the second power conversion means group 3, and the second power conversion means 32a, 32b, 32c The potential P3a1> P3a2, P3b1> P3b2, and P3c1> P3c2 of the second DC potential groups 31a, 31b, and 31c, which are the second DC power supplies, are selected and a voltage is output. The second output terminals T2a, T2b, and T2c have a voltage (second output) output from the second power conversion unit group 3 to a voltage (first output voltage) output from the first power conversion unit 2. The output voltage is superimposed on the output voltage.

図2は、本発明の実施の形態1による第1の電位選択手段4の詳細を説明するための構成図である。第2の出力端子T2aが発生すべき電圧の指令値V2aは、減算手段416a及び割り算手段402aで第1の直流電位群1の電位P11とP12との電位差で割り算して規格化し、減算手段403aでスイッチング期間信号SWT1aを演算しサンプルホールド手段407aを介して減算手段404aに入力される。
減算手段404aと、入力が負値のとき0、それ以外のとき1となる関数手段405aとで構成される比較手段により、サンプルホールドされたスイッチング期間信号SWT1a’と基準信号発生手段401aで発生した基準信号SWT0aとを比較した結果であるSW1aをスイッチングパターン選択手段406aに入力する。
スイッチングパターン選択手段406aでは、スイッチングパターンSEQaと比較結果SW1aとに基づき第1の電力変換手段2のスイッチング状態S21を出力する。
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining the details of the first potential selection means 4 according to the first embodiment of the present invention. The command value V2a * of the voltage to be generated by the second output terminal T2a is normalized by dividing by the potential difference between the potentials P11 and P12 of the first DC potential group 1 by the subtracting means 416a and the dividing means 402a. At 403a, the switching period signal SWT1a is calculated and input to the subtracting means 404a via the sample hold means 407a.
Generated by the sampled and held switching period signal SWT1a ′ and the reference signal generating means 401a by the comparing means constituted by the subtracting means 404a and the function means 405a that becomes 0 when the input is negative and 1 otherwise. SW1a, which is the result of comparison with the reference signal SWT0a, is input to the switching pattern selection means 406a.
The switching pattern selection unit 406a outputs the switching state S21 of the first power conversion unit 2 based on the switching pattern SEQa and the comparison result SW1a.

基準信号SWT0aは、サンプルホールド手段408aでサンプルされて、スイッチング期間信号SWT1a’と共に出力される(図中、SWTa’と示した信号)。スイッチングパターンSEQa、SEQb、SEQc(図中、SEQと示した信号)、スイッチング期間信号SWT1a’、SWT1b’、SWT1c’と基準信号SWT0a’、SWT0b’、SWT0c’は、電圧推定手段5に出力される(図中、SWT’と示した信号)。電圧指令値V2b、V2cからスイッチング状態S22、S23を出力する構成も同様である。 The reference signal SWT0a is sampled by the sample hold means 408a and is output together with the switching period signal SWT1a ′ (a signal indicated as SWTa ′ in the figure). The switching patterns SEQa, SEQb, SEQc (signals shown as SEQ in the figure), switching period signals SWT1a ′, SWT1b ′, SWT1c ′ and reference signals SWT0a ′, SWT0b ′, SWT0c ′ are output to the voltage estimation means 5. (Signal indicated as SWT 'in the figure). The configuration for outputting the switching states S22 and S23 from the voltage command values V2b * and V2c * is the same.

図3は、本発明の実施の形態1による電圧推定手段5の詳細を説明するための構成図である。状態推定手段52aは、スイッチングパターンSEQaとスイッチング期間信号SWTa’とを減算手段501a、502aに入力し、その出力を制限手段503a、504aを介して乗算手段505a、506aでSEQaの第1要素と第2要素をそれぞれ乗算する。
乗算手段505a、506aの出力は、加算手段507aで加算されて、除算手段508aで一定値Δで除算して所定のサンプリング期間Tsの平均スイッチング状態SSaを出力する。平均スイッチング状態SSaと第1の直流電位群1の電位P11とP12との電位差を乗算手段51aで乗算し、電位P12を加算手段53aで加算して平均電圧値V1a’を得る。
ここで得られた平均電圧値V1a’は、第1の出力端子T1aに出力される第1の出力電圧波形の平均値をサンプリング周期Ts毎に連ねた波形の電圧となる。
SEQb、SWTb’及びSEQc、SWTc’からV1b’、V1c’を演算する構成も同様である。
FIG. 3 is a configuration diagram for explaining the details of the voltage estimation means 5 according to the first embodiment of the present invention. The state estimating unit 52a inputs the switching pattern SEQa and the switching period signal SWTa ′ to the subtracting units 501a and 502a, and outputs the output by the multiplying units 505a and 506a via the limiting units 503a and 504a. Multiply each of the two elements.
The outputs of the multiplying means 505a and 506a are added by the adding means 507a and divided by the constant value Δ by the dividing means 508a to output the average switching state SSa for a predetermined sampling period Ts. The multiplication means 51a multiplies the potential difference between the average switching state SSa and the potentials P11 and P12 of the first DC potential group 1, and the potential P12 is added by the addition means 53a to obtain the average voltage value V1a ′.
The average voltage value V1a ′ obtained here is a voltage having a waveform obtained by connecting the average value of the first output voltage waveform output to the first output terminal T1a every sampling period Ts.
The configuration for calculating V1b ′ and V1c ′ from SEQb and SWTb ′ and SEQc and SWTc ′ is also the same.

図4は、本発明の実施の形態1による第2の電位選択手段6の詳細を説明するための構成図である。電位選択手段6は、各相に同じ電位選択手段61a、61b、61cが構成されため、ここでは電位選択手段61aの構成を示す。減算手段603aと604a及び入力が負値のとき0、それ以外のとき1となる関数手段605a、606aで構成される比較手段には、電圧指令値V2aと平均電圧値V1a’との偏差をサンプルホールド手段607aで各サンプリング周期毎にホールドした信号と、信号発生手段601aで発生した基準信号SWT20aに第2の直流電位群31aの電位P3a1とP3a2との電位差を乗算手段602aで乗算した信号を入力し、第2の電力変換手段32aのスイッチング状態S31a、S32aを出力する。 FIG. 4 is a configuration diagram for explaining the details of the second potential selection means 6 according to the first embodiment of the present invention. Since the potential selection means 6 includes the same potential selection means 61a, 61b, 61c for each phase, the configuration of the potential selection means 61a is shown here. The comparison means composed of the subtraction means 603a and 604a and the function means 605a and 606a which is 0 when the input is a negative value and 1 otherwise, has a deviation between the voltage command value V2a * and the average voltage value V1a ′. A signal obtained by multiplying the signal held by the sample hold means 607a for each sampling period and the reference signal SWT20a generated by the signal generation means 601a by the potential difference between the potentials P3a1 and P3a2 of the second DC potential group 31a by the multiplication means 602a. Input and output the switching states S31a and S32a of the second power conversion means 32a.

次に、各部の動作について説明する。先ず、電圧指令値V2aからスイッチング状態S21、S22、S23を出力し、第1の電力変換手段2が第1の出力端子T1aに電位を出力する動作を説明する。
電圧指令値V2aは、第1の直流電位群1の電位P12からP11の範囲の大きさを持つ交流信号(固定周波数または直流成分を含む可変周波数の交流信号)である。これを減算手段416aで電位P12を減算し、割り算手段402aで電位差P11−P12で割り算すると、0〜1の規格化された大きさを持つ信号が得られ、減算手段403aではその信号の反転に1を加算しスイッチング期間信号SWT1aを演算する。
Next, the operation of each unit will be described. First, an operation in which the switching states S21, S22, and S23 are output from the voltage command value V2a * and the first power conversion unit 2 outputs a potential to the first output terminal T1a will be described.
The voltage command value V2a * is an AC signal (fixed frequency or variable frequency AC signal including a DC component) having a magnitude in the range of potentials P12 to P11 of the first DC potential group 1. When the potential P12 is subtracted by the subtracting means 416a and divided by the potential difference P11-P12 by the dividing means 402a, a signal having a normalized magnitude of 0 to 1 is obtained, and the subtracting means 403a uses the inverted signal. 1 is added to calculate the switching period signal SWT1a.

図5に、各部の波形の一例を説明するグラフを示す。正弦波状の電圧指令値V2aと演算された正弦波状信号SWT1aをサンプルホールドした信号SWT1a’とが1段目及び2段目のグラフに示されている。信号発生手段401aの発生する信号SWT0aも図5の2段目のグラフに示されている。図5の3段目には、2段目の時間拡大波形が示されており、SWT1a’、SWT0aが、減算手段404a及び関数手段405aにより比較される。そして、SWT1a’がSWT0aよりも大きい場合は、SW1aが0となり、逆に、SWT0aが大きい場合はSW1aが1となる様子が4段目に示されている。スイッチングパターン選択手段406aでは、SW1aの値に応じて、SEQa=(0,1)の要素を参照する。即ち、SW1aが0のときはSEQaの第1番目の要素0、SW1aが1のときは第2番目の要素1を参照し、その値をS21に出力する。 FIG. 5 shows a graph for explaining an example of the waveform of each part. A sine wave voltage command value V2a * and a signal SWT1a ′ obtained by sampling and holding the calculated sine wave signal SWT1a are shown in the first and second graphs. The signal SWT0a generated by the signal generating means 401a is also shown in the second graph of FIG. The third stage of FIG. 5 shows the time-expanded waveform of the second stage, and SWT1a ′ and SWT0a are compared by the subtracting means 404a and the function means 405a. When SWT1a ′ is larger than SWT0a, SW1a is 0, and conversely, when SWT0a is large, SW1a is 1 in the fourth stage. The switching pattern selection unit 406a refers to the element of SEQa = (0, 1) according to the value of SW1a. That is, when SW1a is 0, the first element 0 of SEQa is referenced, and when SW1a is 1, the second element 1 is referenced and the value is output to S21.

このように動作して電圧指令値V2aがP12に近いときはP12の電位をとる時間を長く、V2aがP11に近いときはP11の電位をとる時間が長くなるように、その中間ではV2aに比例した配分でP11及びP12をとる時間をS21にスイッチング状態として与えられる。これにより、SWT0aの繰り返し周期間の時間的な平均電位が電圧指令値V2aに比例した値となる電圧を第1の出力端子T1aに出力することができる。
電圧指令値V2bとV2cとからスイッチング状態S22、S23が与えられる動作も同様である。
In this way, when the voltage command value V2a * is close to P12, the time for taking the potential of P12 is long, and when V2a * is close to P11, the time for taking the potential of P11 is long. The time taken for P11 and P12 with a distribution proportional to * is given to S21 as a switching state. As a result, it is possible to output to the first output terminal T1a a voltage at which the temporal average potential during the repetition period of the SWT0a is a value proportional to the voltage command value V2a * .
The same applies to the operation in which the switching states S22 and S23 are given from the voltage command values V2b * and V2c * .

そして、S21のスイッチング状態に応じて、第1の電力変換手段2では、S21が0のときには第1の直流電位群1の低い電位P12を、S21が1のときには第1の直流電位群1の高い電位P11を第1の出力端子T1aに出力する。同様に、S22、S23のスイッチング状態に応じてそれぞれ第1の出力端子T1b、T1cにP11かP12の電位が出力される。このように動作して、電圧指令値V2a、V2b、V2cに比例した電位が第1の出力端子T1a、T1b、T1cに出力される。 Then, according to the switching state of S21, in the first power conversion means 2, when S21 is 0, the low potential P12 of the first DC potential group 1 is set, and when S21 is 1, the first DC potential group 1 is set. The high potential P11 is output to the first output terminal T1a. Similarly, the potential of P11 or P12 is output to the first output terminals T1b and T1c, respectively, according to the switching states of S22 and S23. By operating in this way, potentials proportional to the voltage command values V2a * , V2b * , V2c * are output to the first output terminals T1a, T1b, T1c.

次に、電圧推定手段5の動作を説明する。第1の電位選択手段4でサンプリングしたSWT0a’及びSWT1a’を入力し、減算手段501aでは、SWT1a’からSWT0a’を減算して制限手段503aで0からΔの範囲に制限する。ここで、ΔはTs間でSWT0a’が増加する変化量であり、SWT0a’の繰り返し周期をTとすれば、Ts/Tに相当する。減算手段502aでは、SWT0a’にΔを加算してSWT1a’を減算している。これは、1サンプル後のSWT0a’を推定した値からSWT1a’を減算していることに相当する。減算手段502aの出力も制限手段504aで0からΔの範囲に制限する。これにより、例えば、SWT1a’がSWT0a’+Δ以上の場合は、制限手段503aの出力はΔ、制限手段504aの出力は0となる。SWT1a’がSWT0a’+Δよりも小さくSWT0a’以上の場合は、制限手段503aの出力はSWT1a’−SWT0a’、制限手段504aの出力はSWT0a’+Δ−SWT1a’となる。SWT1a’がSWT0a’よりも小さい場合は、制限手段503aの出力は0、制限手段504aの出力はΔとなる。   Next, the operation of the voltage estimation unit 5 will be described. The SWT0a 'and SWT1a' sampled by the first potential selection means 4 are input, and the subtraction means 501a subtracts SWT0a 'from SWT1a' and restricts it to the range of 0 to Δ by the restriction means 503a. Here, Δ is the amount of change in which SWT0a ′ increases between Ts, and corresponds to Ts / T, where T is the repetition period of SWT0a ′. The subtracting means 502a adds S to SWT0a 'and subtracts SWT1a'. This is equivalent to subtracting SWT1a 'from the estimated value of SWT0a' after one sample. The output of the subtracting means 502a is also limited to the range of 0 to Δ by the limiting means 504a. Thereby, for example, when SWT1a ′ is equal to or greater than SWT0a ′ + Δ, the output of the limiting unit 503a is Δ, and the output of the limiting unit 504a is 0. When SWT1a 'is smaller than SWT0a' + Δ and greater than or equal to SWT0a ', the output of limiting means 503a is SWT1a'-SWT0a', and the output of limiting means 504a is SWT0a '+ Δ-SWT1a'. When SWT1a 'is smaller than SWT0a', the output of limiting means 503a is 0, and the output of limiting means 504a is Δ.

従って、制限手段503aと504aの出力は、Ts期間においてスイッチングパターンSEQaの第1要素と第2要素とをとる時間配分を表すことになる。乗算手段505a及び506aでは、SEQaの第1要素0と制限手段503aの出力、SEQaの第2要素1と制限手段504aの出力を乗算し、加算手段507aで加算した後、除算手段508aでΔで除算すると、スイッチング期間Tsにおける平均スイッチング状態SSaとなる。
一例として、図6に波形を示す。この例では、SWT0a’の繰り返し周期Tに対してサンプリング周期Tsは1/8である。最初の3サンプリング周期では、SWT1a’はSWT0a’以上であり、各サンプリング周期における平均スイッチング状態SSaはSEQaの第1要素に等しく0である。第4サンプリング周期では、サンプリング周期内でSWT0a’とSWT1a’が交差してスイッチング状態が変化するが、SWT0a’及びSWT0a’+ΔとSWT1a’の関係から、SEQaの第1要素と第2要素の中間的な値となる。第5から第8サンプリング周期では、SWT1a’はSWT0a’よりも小さく、平均スイッチング状態SSaは1となる。図6の2段目のグラフに平均スイッチング状態SSaの例を示している。そして、平均スイッチング状態SSaと第1の直流電位群1の電位差P11−P12を乗算手段51aで乗算し、加算手段53aで電位P12を加算すると第1の出力端子T1aに出力される電位をサンプリング周期Tsで平均化した平均電位値V1a’として推定される。その波形例を図6の3段目に示す。
すなわち、平均電位値V1a’の波形は、サンプリング周期毎に第1の電力変換手段2から出力する第1の出力電圧波形の平均値を演算し当該平均値をサンプリング周期毎に連ねた波形となる。
Accordingly, the outputs of the limiting means 503a and 504a represent the time distribution taking the first and second elements of the switching pattern SEQa in the Ts period. Multiplying means 505a and 506a multiply the first element 0 of SEQa and the output of limiting means 503a, the second element 1 of SEQa and the output of limiting means 504a, add them by adding means 507a, and then add Δ by dividing means 508a. When dividing, the average switching state SSa in the switching period Ts is obtained.
As an example, a waveform is shown in FIG. In this example, the sampling period Ts is 1/8 with respect to the repetition period T of SWT0a ′. In the first three sampling periods, SWT1a ′ is greater than or equal to SWT0a ′, and the average switching state SSa in each sampling period is equal to the first element of SEQa and is zero. In the fourth sampling period, SWT0a ′ and SWT1a ′ intersect within the sampling period to change the switching state. However, due to the relationship between SWT0a ′ and SWT0a ′ + Δ and SWT1a ′, intermediate between the first element and the second element of SEQa Value. In the fifth to eighth sampling periods, SWT1a ′ is smaller than SWT0a ′, and the average switching state SSa is 1. An example of the average switching state SSa is shown in the second graph of FIG. Then, the potential difference P11-P12 between the average switching state SSa and the first DC potential group 1 is multiplied by the multiplying means 51a, and when the potential P12 is added by the adding means 53a, the potential output to the first output terminal T1a is sampled. It is estimated as an average potential value V1a ′ averaged by Ts. An example of the waveform is shown in the third row of FIG.
That is, the waveform of the average potential value V1a ′ is a waveform obtained by calculating the average value of the first output voltage waveform output from the first power conversion unit 2 for each sampling period and connecting the average value for each sampling period. .

次に、第2の電位選択手段6の動作について説明する。電圧指令値V2aから電圧平均値V1a’を減算した結果を第2の電力変換手段32aが出力すべき電圧指令値とし、サンプルホールド手段607aによりサンプルホールドされてSWT21a’を出力する。信号発生手段601aにより発生したサンプリング周期Tsを周期とする三角波状の基準信号SWT20aに第2の直流電位群31aの電位差を乗算手段602aで乗算してSWT22aとし、減算手段603a、604aと関数手段605a、606aとで構成される比較手段によりSWT21a’と比較される。
関数手段605aの出力は、SWT21a’がSWT22a以上の場合1、SWT21a’がSWT22aよりも小さい場合は0となる。関数手段606aは、SWT21a’の符号を反転した信号がSWT22a以上のときは1、それより小さいときは0を出力する。これにより、SWT21a’の正側では関数手段605aが1または0で関数手段606aは0、負側では逆に関数手段605aが0で関数手段606aが1または0となる。関数手段605a、606aの出力は、それぞれスイッチング状態S31aとS32aとなり、第2の電力変換手段32aのスイッチング状態となる。
Next, the operation of the second potential selection means 6 will be described. A result obtained by subtracting the voltage average value V1a ′ from the voltage command value V2a * is used as a voltage command value to be output by the second power conversion unit 32a, and is sampled and held by the sample hold unit 607a to output the SWT 21a ′. The triangular wave reference signal SWT20a having the sampling period Ts generated by the signal generating means 601a is multiplied by the potential difference of the second DC potential group 31a by the multiplying means 602a to obtain the SWT22a, and the subtracting means 603a, 604a and the function means 605a. , 606a is compared with the SWT 21a ′.
The output of the function means 605a is 1 when the SWT 21a ′ is equal to or greater than the SWT 22a, and is 0 when the SWT 21a ′ is smaller than the SWT 22a. The function means 606a outputs 1 when the signal obtained by inverting the sign of the SWT 21a ′ is equal to or higher than the SWT 22a, and outputs 0 when the signal is smaller than that. As a result, the function means 605a is 1 or 0 and the function means 606a is 0 on the positive side of the SWT 21a ', whereas the function means 605a is 0 and the function means 606a is 1 or 0 on the negative side. The outputs of the function means 605a and 606a are in the switching states S31a and S32a, respectively, and the switching state of the second power conversion means 32a is obtained.

図6の4段目にSWT21a’とSWT22a及びその符号反転、5段目、6段目にスイッチング状態S31a、S32aの一例をそれぞれ示している。スイッチング状態S31aが1のときは出力端子T2aに電位P3a1を、0のときは電位P3a2を接続する。同様に、スイッチング状態S32aが1のときは出力端子T1aに電位P3a1を、0のときは電位P3a2を接続する。そして、第2の電力変換手段32aは、出力端子T2aとT1aとの間に、図6の7段目に示すような電圧を印加する。これにより、第2の電力変換手段32aがサンプリング周期Ts毎の平均電位が電圧指令値V2aと平均電圧値V1a’との差と一致する電圧を出力端子T2aとT1aとの間に出力する。従って、出力端子T2aには、サンプリング周期Ts毎の平均電位値が電圧指令値V2aと一致する電圧が出力される。
電圧指令値V2b、V2cと平均電圧値V1b’、V1c’とからS31b、S32b及びS31c、S32cが出力される動作も同様である。
FIG. 6 shows examples of SWT 21a ′ and SWT 22a and their sign inversions on the fourth stage, and examples of switching states S31a and S32a on the fifth and sixth stages. When the switching state S31a is 1, the potential P3a1 is connected to the output terminal T2a, and when the switching state S31a is 0, the potential P3a2 is connected. Similarly, the potential P3a1 is connected to the output terminal T1a when the switching state S32a is 1, and the potential P3a2 is connected when the switching state S32a is 0. Then, the second power conversion means 32a applies a voltage as shown in the seventh stage of FIG. 6 between the output terminals T2a and T1a. As a result, the second power conversion unit 32a outputs a voltage between the output terminals T2a and T1a in which the average potential for each sampling period Ts matches the difference between the voltage command value V2a * and the average voltage value V1a ′. Accordingly, a voltage at which the average potential value for each sampling period Ts matches the voltage command value V2a * is output to the output terminal T2a.
The operation of outputting S31b, S32b, S31c, and S32c from the voltage command values V2b * and V2c * and the average voltage values V1b ′ and V1c ′ is the same.

平均電位が電圧指令値V2aと一致するように動作する効果を示すために、図7に瞬時値比較のPWM方式による動作の一例を示す。図7の一段目は、第1の電力変換手段2を制御するための三角波比較キャリア信号と電圧指令値V2aが示されている。2段目は、キャリア信号と電圧指令値との比較により生成されるパルスにより発生した第1の電力変換手段2から出力されるパルス状の電圧である。
第2の電力変換手段群3の電圧指令値は、図7の2段目の電圧指令値V2aとパルス状電圧との差分となり、3段目の波形に相当する。第2の電力変換手段32aのPWMのためのキャリア信号と電圧指令値(V2a−V1a)により4段目のパルスが生成される。この4段目のパルスは、スイッチング期間での平均値を4段目に実線示しているが、破線が電圧指令値(V2a−V1a)であり差が生じている。PWMによる電圧はスイッチング周期間の平均電圧として発生するため、本実施例に示すように平均電位をV2aと一致するように動作すると指令値に対する偏差を小さくすることができる。
In order to show the effect of operating so that the average potential matches the voltage command value V2a * , FIG. 7 shows an example of the operation by the PWM method of instantaneous value comparison. The first row of FIG. 7 shows a triangular wave comparison carrier signal and voltage command value V2a * for controlling the first power conversion means 2. The second stage is a pulsed voltage output from the first power conversion means 2 generated by a pulse generated by comparing the carrier signal and the voltage command value.
The voltage command value of the second power conversion means group 3 is the difference between the voltage command value V2a * at the second stage in FIG. 7 and the pulse voltage, and corresponds to the waveform at the third stage. The fourth-stage pulse is generated by the carrier signal for PWM of the second power conversion means 32a and the voltage command value (V2a * −V1a). In the fourth-stage pulse, the average value in the switching period is indicated by a solid line in the fourth stage, but the broken line is the voltage command value (V2a * −V1a), and there is a difference. Since the voltage generated by PWM is generated as an average voltage during the switching period, the deviation from the command value can be reduced by operating the average potential to match V2a * as shown in the present embodiment.

以上のように動作して、第1の電力変換手段2が出力する電位を補正するように第2の電力変換手段群3が動作して出力端子T2a、T2b、T2cには電圧指令値V2a、V2b、V2cに一致した電位が出力されて負荷に電圧を供給することができる。
第1の電力変換手段2が端子T1a、T1b、T1cに出力する電圧の基本波成分は、負荷が必要とする基本波成分にほぼ一致しており、主たるエネルギーは第1の直流電位群1から負荷へ供給される。従って、第2の直流電位群31a、31b、31cが必要とするエネルギーは最小限にとどめることができる。
By operating as described above, the second power conversion means group 3 operates so as to correct the potential output by the first power conversion means 2, and the voltage command value V2a * is applied to the output terminals T2a, T2b, T2c . , V2b * and V2c * are outputted, and a voltage can be supplied to the load.
The fundamental wave component of the voltage output from the first power conversion means 2 to the terminals T1a, T1b, and T1c substantially matches the fundamental wave component required by the load, and the main energy is derived from the first DC potential group 1. Supplied to the load. Therefore, the energy required by the second DC potential groups 31a, 31b, 31c can be kept to a minimum.

本発明の実施の形態1によれば、出力端子T2a、T2b、T2cのサンプリング周期間の平均電圧をその電圧指令値V2a、V2b、V2cに一致させることができることから、サンプリング周期を有するプロセッサによる実現に適しているが、同等の内容をアナログ制御回路に代表される連続時間系でも実現は可能である。 According to the first embodiment of the present invention, the average voltage between the sampling periods of the output terminals T2a, T2b, and T2c can be made to coincide with the voltage command values V2a * , V2b * , and V2c *. Although it is suitable for realization by a processor, the same contents can also be realized by a continuous time system represented by an analog control circuit.

基準信号SWT0aの繰り返し周期Tとサンプリング周期Tsとの関係は任意であるが、第1の電力変換手段2のスイッチ動作回数と第2の電力変換手段群3のスイッチ動作回数に係わり、スイッチ動作回数に差を付けることでそれぞれに対して適切な電力変換手段を選択することができる。
例えば、第1の直流電位群1の電位差に対して、第2の直流電位群の電位差を小さくし、第1の電力変換手段2は電圧が高く少ないスイッチング頻度に適した電力変換手段、第2の電力変換手段群3は電圧が低く多いスイッチング頻度に適した電力変換手段を選択するというように最適なシステム構成を得ることができる。また、第2の電力変換手段群3が第1の電力変換手段2の電圧を補正するように動作することから、T>Tsの関係で動作するのがより好ましく、出力端子T2a、T2b、T2cの電位を電圧指令値V2a、V2b、V2cに精度良く制御することができる。
The relationship between the repetition period T of the reference signal SWT0a and the sampling period Ts is arbitrary. However, the number of switch operations is related to the number of switch operations of the first power conversion unit 2 and the number of switch operations of the second power conversion unit group 3. By adding a difference to the above, appropriate power conversion means can be selected for each.
For example, the potential difference of the second DC potential group is made smaller than the potential difference of the first DC potential group 1, and the first power conversion means 2 is a power conversion means suitable for a switching frequency with a high voltage and a low switching frequency. The power conversion means group 3 can obtain an optimum system configuration such as selecting a power conversion means suitable for the switching frequency with a low voltage. Further, since the second power conversion means group 3 operates so as to correct the voltage of the first power conversion means 2, it is more preferable to operate in a relationship of T> Ts, and the output terminals T2a, T2b, T2c. Can be accurately controlled to voltage command values V2a * , V2b * , V2c * .

さらに、第1の電位選択手段4の基準信号SWT0aは、他の信号波形でもよく、例えば、第2の電位選択手段6の基準信号SWT20aのように三角波として、スイッチングパターンをSEQa=(0,1,0)としても同様の効果を得ることができる。
また、基準信号SWT20aの周期はかならずしもサンプリング周期Tsである必要はなく、違う周期でも動作し同様の効果がある。
また、第1の電力変換手段2が第1の直流電位群1の電位を出力端子T1a、T1b、T1cへ出力する方法は、スイッチング状態S21、S22、S23により制御することができればよく、例えば、トランジスタ、サイリスタ、ダイオードといった電力半導体を使って構成することができる。
さらに、本実施例では3相の例を示したが、その構成図から明らかなように各相に同じ制御手段が構成されていることから、3相に限定された発明ではなく3相以外でも容易に構成することができる。
Further, the reference signal SWT0a of the first potential selection unit 4 may have another signal waveform. For example, the reference signal SWT0a of the second potential selection unit 6 is a triangular wave and the switching pattern is SEQa = (0, 1 , 0), the same effect can be obtained.
In addition, the cycle of the reference signal SWT20a does not necessarily need to be the sampling cycle Ts, and operates in a different cycle and has the same effect.
In addition, the method in which the first power conversion unit 2 outputs the potential of the first DC potential group 1 to the output terminals T1a, T1b, and T1c may be controlled by the switching states S21, S22, and S23. A power semiconductor such as a transistor, a thyristor, or a diode can be used.
Further, in the present embodiment, an example of three phases is shown, but as is apparent from the configuration diagram, the same control means is configured for each phase, so the invention is not limited to three phases and is not limited to three phases. It can be easily configured.

実施の形態2.
図8は、本発明の実施の形態2による電力変換装置を説明するための構成図である。なお、この実施の形態2は、公知である、いわゆる瞬時空間電圧ベクトルの理論を適用した制御を適用する。従って、ここでは、上記理論に係る細部の内容で公知の部分は、適宜説明を割愛するものとする。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 is a configuration diagram for explaining a power converter according to Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, a control using a known so-called instantaneous space voltage vector theory is applied. Therefore, here, a well-known part in the details of the theory will be omitted as appropriate.

第1の直流電位群1は、2つの電位P11とP12を持ち(P11>P12)、第1の電力変換手段2に接続されている。第1の電力変換手段2の直流側は第1の直流電位群1に、交流側は第1の出力端子T1a、T1b、T1cを介して第2の電力変換手段群3に接続されて、第2の電力変換手段群3から第2の出力端子T2a、T2b、T2cへ電圧を出力する。第2の出力端子T2a、T2b、T2cには、例えば、電動機などの負荷が接続されて駆動される。   The first DC potential group 1 has two potentials P11 and P12 (P11> P12) and is connected to the first power conversion means 2. The DC side of the first power conversion means 2 is connected to the first DC potential group 1, and the AC side is connected to the second power conversion means group 3 via the first output terminals T1a, T1b, T1c. The voltage is output from the second power conversion means group 3 to the second output terminals T2a, T2b, and T2c. For example, a load such as an electric motor is connected to the second output terminals T2a, T2b, and T2c and driven.

第2の出力端子T2a、T2b、T2cが発生すべき多相電圧指令値V2a、V2b、V2cを直交二相のベクトルで表した電圧指令ベクトル(V2x、V2y)を第1の電位選択手段4Aに入力し、第1の電位選択手段4Aは、第1の電力変換手段2のスイッチング状態S21、S22、S23を出力すると共に、スイッチングシーケンスSEQとスイッチング期間信号SWTを電圧推定手段5Aに出力する。
多相交流信号と直交二相との関係は、例えば、複素数表現では下式となる。
The voltage command vectors (V2x * , V2y * ) representing the multiphase voltage command values V2a * , V2b * , V2c * to be generated by the second output terminals T2a, T2b, T2c as quadrature two-phase vectors The first potential selection unit 4A outputs the switching states S21, S22, and S23 of the first power conversion unit 2 and also outputs the switching sequence SEQ and the switching period signal SWT to the voltage estimation unit 5A. Output to.
The relationship between the polyphase AC signal and the orthogonal two-phase is, for example, the following expression in complex number expression.

V2xy=Kc(V2a+V2bexp(j2π/3)+V2cexp(j4π/3)) V2xy * = Kc (V2a * + V2b * exp (j2π / 3) + V2c * exp (j4π / 3))

実数部をx、虚数部をyとすれば、下式で定義することが出来る。   If the real part is x and the imaginary part is y, it can be defined by the following equation.

V2x=Kc(V2a−V2b/2−V2c/2)
V2y=Kc(√3)(V2b−V2c)/2
V2x * = Kc (V2a * -V2b * / 2-V2c * / 2)
V2y * = Kc (√3) (V2b * −V2c * ) / 2

ここで、Kcは係数であり、2/√3のとき(V2x、V2y)の大きさが交流信号V2a、V2b、V2cのピーク値の√3(相間信号のピーク値)に相当する。 Here, Kc is a coefficient, and when 2 / √3 (V2x * , V2y * ), the magnitude of the AC signals V2a * , V2b * , V2c * is √3 (peak value of interphase signal). Equivalent to.

電圧推定手段5Aは、第1の出力端子T1a、T1b、T1cに出力される平均電圧値を直交二相で表したベクトル(V1x’、V1y’)を出力し、電圧指令値V2x、V2yと減算手段7により偏差をとり第2の電位選択手段6Aに入力する。そして、第2の電位選択手段6Aは、第2の電力変換手段群3のスイッチング状態S31a、S32a、S31b、S32b、S31c、S32cを出力し、第2の電力変換手段32a、32b、32cが、第2の直流電位群31a、31b、31cの電位P3a1>P3a2、P3b1>P3b2、P3c1>P3c2を選択して電圧を出力し、第2の出力端子T2a、T2b、T2cには、第1の電力変換手段2が出力する電圧に、第2の電力変換手段群3が出力する電圧が重畳された電圧が出力される。 The voltage estimation means 5A outputs vectors (V1x ′, V1y ′) representing the average voltage values output to the first output terminals T1a, T1b, T1c in quadrature two-phase, and voltage command values V2x * , V2y *. The subtraction means 7 takes the deviation and inputs it to the second potential selection means 6A. The second potential selection unit 6A outputs the switching states S31a, S32a, S31b, S32b, S31c, and S32c of the second power conversion unit group 3, and the second power conversion units 32a, 32b, and 32c The potentials P3a1> P3a2, P3b1> P3b2, and P3c1> P3c2 of the second DC potential groups 31a, 31b, and 31c are selected to output a voltage, and the first power is supplied to the second output terminals T2a, T2b, and T2c. A voltage in which the voltage output from the second power conversion means group 3 is superimposed on the voltage output from the conversion means 2 is output.

図9は、本発明の実施の形態2による第1の電位選択手段4Aの詳細を説明するための構成図である。第2の出力端子T2a、T2b、T2cが発生すべき電圧の指令値を直交二相で表したベクトル(V2x、V2y)は、振幅演算手段409で振幅を演算して、割り算手段402で第1の直流電位群1の電位P11とP12との電位差にゲイン415を乗じた信号で割り算して規格化し、スイッチング期間演算手段413に入力する。
電圧指令値ベクトル(V2x、V2y)は、位相演算手段410で位相を演算し、位相区間演算手段412と区間位相演算手段411とを介してスイッチング期間演算手段413に入力される。スイッチング期間演算手段413は、スイッチング期間信号SWT1a、SWT1b、SWT1cを演算し、サンプルホールド手段407a、407b、407cを介して減算手段404a、404b、404cに入力される。
FIG. 9 is a configuration diagram for explaining the details of the first potential selection unit 4A according to the second embodiment of the present invention. The vector (V2x * , V2y * ) representing the command value of the voltage to be generated by the second output terminals T2a, T2b, T2c in quadrature two-phase is calculated by the amplitude calculation means 409, and the division means 402 The signal is divided by a signal obtained by multiplying the potential difference between the potentials P11 and P12 of the first DC potential group 1 by a gain 415, and is input to the switching period calculation means 413.
The voltage command value vector (V2x * , V2y * ) is calculated by the phase calculation means 410 and input to the switching period calculation means 413 via the phase interval calculation means 412 and the interval phase calculation means 411. The switching period calculation means 413 calculates the switching period signals SWT1a, SWT1b, and SWT1c and inputs them to the subtraction means 404a, 404b, and 404c via the sample hold means 407a, 407b, and 407c.

減算手段404a、404b、404c及び入力が負値のとき0、それ以外のとき1となる関数手段405a、405b、405cで構成される比較手段により、スイッチング期間信号SWT1a、SWT1b、SWT1cと基準信号発生手段401で発生した基準信号SWT0とを比較した結果、SW1a、SW1b、SW1cをスイッチングパターン選択手段406に入力する。スイッチングパターン選択手段406では、位相区間演算手段412に応じてスイッチングパターン発生手段414で発生したスイッチングパターンSEQと比較結果SW1a、SW1b、SW1cとに基づき第1の電力変換手段2のスイッチング状態S21、S22、S23を出力する。基準信号SWT0はサンプラー408でサンプルホールドされて、同様にサンプルホールドされたスイッチング期間SWT1a’、SWT1b’、SWT1c’と共に電圧推定手段5に出力される(図中、信号SWT‘と示した信号)。   Switching period signals SWT1a, SWT1b, SWT1c and reference signal generation by subtracting means 404a, 404b, 404c and comparison means composed of function means 405a, 405b, 405c that becomes 0 when the input is negative and 1 otherwise. As a result of comparison with the reference signal SWT0 generated by the means 401, SW1a, SW1b, and SW1c are input to the switching pattern selection means 406. In the switching pattern selection unit 406, the switching states S21 and S22 of the first power conversion unit 2 based on the switching pattern SEQ generated by the switching pattern generation unit 414 and the comparison results SW1a, SW1b, and SW1c according to the phase interval calculation unit 412. , S23 is output. The reference signal SWT0 is sampled and held by the sampler 408, and is output to the voltage estimating means 5 together with the switching periods SWT1a ', SWT1b', and SWT1c 'similarly sampled and held (a signal indicated as signal SWT' in the figure).

図10は、本発明の実施の形態2による電圧推定手段5Aの詳細を説明するための構成図である。スイッチングパターンSEQのシーケンス毎に電圧行列Vabcと電圧ベクトル変換手段509a、509b、509c、509dで乗算されて電圧ベクトルV1xy、V2xy、V3xy、V4xyを得る。スイッチング期間信号SWT1a’、SWT1b’、SWT1c’は、減算手段501a、501b、501cで基準信号SWT0’を減算し、リミッタ手段503a、503b、503cで制限する。制限された信号は、減算手段501d、501e、501f及び乗算手段505a、505b、505c、505dで乗算、減算して加算手段507で合成して各ベクトルが選択されている期間TV1xy’、TV2xy’、TV3xy’、TV3xy’を演算する。
そして、除算手段508で正規化して所定期間の平均ベクトル(SSx’、SSy’)を演算し、第1の直流電位群1の電位差P11−P12にゲイン510を乗じた信号と乗算手段51で乗算し平均電位ベクトル(V1x’、V1y’)を出力する。
FIG. 10 is a configuration diagram for explaining the details of the voltage estimating means 5A according to the second embodiment of the present invention. The voltage matrix Vabc is multiplied by the voltage vector conversion means 509a, 509b, 509c, 509d for each sequence of the switching pattern SEQ to obtain the voltage vectors V1xy, V2xy, V3xy, V4xy. The switching period signals SWT1a ′, SWT1b ′ and SWT1c ′ are subtracted from the reference signal SWT0 ′ by the subtracting means 501a, 501b and 501c and limited by the limiter means 503a, 503b and 503c. The limited signals are multiplied by the subtracting means 501d, 501e, 501f and the multiplying means 505a, 505b, 505c, 505d, subtracted, synthesized by the adding means 507, and periods TV1xy ′, TV2xy ′, TV3xy ′ and TV3xy ′ are calculated.
Then, normalization is performed by the dividing unit 508 to calculate an average vector (SSx ′, SSy ′) for a predetermined period, and the signal obtained by multiplying the potential difference P11-P12 of the first DC potential group 1 by the gain 510 is multiplied by the multiplying unit 51. The average potential vector (V1x ′, V1y ′) is output.

図11は、本発明の実施の形態2による第2の電位選択手段6Aの詳細を説明するための構成図である。電圧指令値ベクトル(V2x、V2y)と平均電位値ベクトル(V1x’、V1y’)との差ベクトルを振幅演算手段608及び位相演算手段609に入力する。振幅演算手段608の出力は、第2の直流電位群31a、31b、31cの電位P3a1とP3a2、P3b1とP3b2、P3c1とP3c2の差を加算手段611で加算した後ゲイン610を乗じた信号で除算手段612により除算され、スイッチング期間演算手段615に入力される。
位相演算手段609の出力は、位相区間演算手段614と区間位相演算手段613とを介してスイッチング期間演算手段615に入力される。スイッチング期間演算手段615は、スイッチング期間信号SWT21a、SWT21b、SWT21c、SWT21d、SWT21e、SWT21fを演算し、サンプルホールド手段607a、607b、607c、607d、607d、607fを介して(図中、SWT21a’、SWT21b’、SWT21c’、SWT21d’、SWT21e’、SWT21f’と示す信号)、減算手段604a、604b、604c、604d、604e、604fに入力される。
FIG. 11 is a block diagram for explaining the details of the second potential selecting means 6A according to the second embodiment of the present invention. A difference vector between the voltage command value vector (V2x * , V2y * ) and the average potential value vector (V1x ′, V1y ′) is input to the amplitude calculation means 608 and the phase calculation means 609. The output of the amplitude calculation means 608 is divided by a signal obtained by adding the difference between the potentials P3a1 and P3a2 of the second DC potential groups 31a, 31b, and 31c, P3b1 and P3b2, and P3c1 and P3c2 by the adding means 611 and then multiplying by the gain 610. Divided by means 612 and input to switching period calculation means 615.
The output of the phase calculation means 609 is input to the switching period calculation means 615 via the phase interval calculation means 614 and the interval phase calculation means 613. The switching period calculation means 615 calculates the switching period signals SWT21a, SWT21b, SWT21c, SWT21d, SWT21e, SWT21f, and through the sample hold means 607a, 607b, 607c, 607d, 607d, 607f (SWT21a ′, SWT21b in the figure). ', SWT21c', SWT21d ', SWT21e', SWT21f ') and the subtracting means 604a, 604b, 604c, 604d, 604e, 604f.

減算手段604a、604b、604c、604d、604e、604f及び入力が負値のとき0、それ以外のとき1となる関数手段605a、605b、605c、605d、605e、605fで構成される比較手段により、サンプルホールドされたスイッチング期間信号SWT21a’、SWT21b’、SWT21c’、SWT21d’、SWT21e’、SWT21f’と基準信号発生手段601で発生した基準信号SWT20とを比較した結果SW21a、SW21b、SW21c、SW21d、SW21e、SW21fをスイッチングパターン選択手段617に入力する。スイッチングパターン選択手段617では、位相区間演算手段614、位相演算手段613及び電圧指令の振幅V2kに応じてスイッチングパターン発生手段616で発生したスイッチングパターンSEQ2と比較結果SW21a、SW21b、SW21c、SW21d、SW21e、SW21fとに基づき第2の電力変換手段群3のスイッチング状態S31a、S32a、S31b、S32b、S31c、S32cを出力する。   By the subtracting means 604a, 604b, 604c, 604d, 604e, 604f and the comparing means constituted by the function means 605a, 605b, 605c, 605d, 605e, 605f which becomes 0 when the input is negative and 1 otherwise. As a result of comparing the sampled and held switching period signals SWT21a ′, SWT21b ′, SWT21c ′, SWT21d ′, SWT21e ′, and SWT21f ′ with the reference signal SWT20 generated by the reference signal generating means 601, SW21a, SW21b, SW21c, SW21d, SW21e , SW21f is input to the switching pattern selection means 617. In the switching pattern selection unit 617, the phase pattern calculation unit 614, the phase calculation unit 613, and the switching pattern SEQ2 generated by the switching pattern generation unit 616 according to the voltage command amplitude V2k and the comparison results SW21a, SW21b, SW21c, SW21d, SW21e, Based on SW21f, the switching states S31a, S32a, S31b, S32b, S31c, and S32c of the second power conversion means group 3 are output.

次に、各部の動作について説明する。先ず、電圧指令値ベクトル(V2x、V2y)からスイッチング状態S21、S22、S23を出力し、第1の電力変換手段2が第1の出力端子T1a、T1b、T1cに電位を出力する動作を説明する。
V2xとV2yは、直交する交流信号であり、例えば、下式のように与えることが出来る。
Next, the operation of each unit will be described. First, the switching states S21, S22, S23 are output from the voltage command value vector (V2x * , V2y * ), and the first power conversion means 2 outputs an electric potential to the first output terminals T1a, T1b, T1c. explain.
V2x * and V2y * are orthogonal AC signals, and can be given by the following equation, for example.

V2x=Vcos(θ
V2y=Vsin(θ
V2x * = V * cos (θ * )
V2y * = V * sin (θ * )

振幅演算手段409では、V2xとV2yとの2乗和の平方根を演算する。これにより振幅演算手段409の出力はVとなる。そして、割り算手段402でK(P11−P12)で割り算してV2kを出力する。ここで、Kは、電圧指令値ベクトルのレベルに応じて設定される定数であるが、例えば、Vの最大値が第1の出力端子T1a、T1b、T1cに出力される交流電圧の基本波線間ピーク値とすれば、その最大値がP11−P12となりK=1とすればV2kの最大値が1.0となる。
位相演算手段410では、V2y/V2xの逆正接を演算し、その出力は0〜2πの範囲の位相θとなる。第1の直流電位群1の2つの電位差P11−P12に対して、第1の電力変換手段2のスイッチS21、S22、S23の状態に応じて、第1の出力端子T1a、T1b、T1cには8個の電圧ベクトルv0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7が出力される。
The amplitude calculation means 409 calculates the square root of the square sum of V2x * and V2y * . As a result, the output of the amplitude calculation means 409 becomes V * . Then, the division means 402 divides by K (P11-P12) and outputs V2k. Here, K is a constant set according to the level of the voltage command value vector. For example, the maximum value of V * is the fundamental wave line of the AC voltage output to the first output terminals T1a, T1b, T1c. If the inter-peak value is set, the maximum value is P11-P12, and if K = 1, the maximum value of V2k is 1.0.
The phase calculation means 410 calculates the arc tangent of V2y * / V2x * , and the output is a phase θ * in the range of 0 to 2π. For the two potential differences P11-P12 of the first DC potential group 1, depending on the state of the switches S21, S22, S23 of the first power conversion means 2, the first output terminals T1a, T1b, T1c Eight voltage vectors v0, v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7 are output.

S21のスイッチング状態に応じて、第1の電力変換手段2では、S21が0のときには第1の直流電位群1の低い電位P12を、S21が1のときには第1の直流電位群1の高い電位P11を第1の出力端子T1aに出力する。同様に、S22、S23のスイッチング状態に応じてそれぞれ第1の出力端子T1b、T1cにP11かP12の電位が出力される。
第1の出力端子T1a、T1b、T1cの電位をP1a、P1b、P1cとして、(2P1a−P1b−P1c)/√3を横軸、(P1b−P1c)を縦軸とする平面を考えると、スイッチの状態(S21、S22、S23)により図12に示すように8個の点が描画される。各電圧ベクトルのスイッチ状態は、v0:(0,0,0)、v1:(1,0,0)、v2:(0,1,0)、v3:(1,1,0)、v4:(0,0,1)、v5:(1,0,1)、v6:(0,1,1)、v7:(1,1,1)であり、v0とv7は平面上では同一の点(原点)となる。この平面上で、電圧指令値ベクトルは、V2xを横軸、V2yを縦軸とする値となり、交流信号の振幅が一定のときは平面上の軌跡が円となる。
According to the switching state of S21, in the first power conversion means 2, when S21 is 0, the low potential P12 of the first DC potential group 1 is set, and when S21 is 1, the high potential of the first DC potential group 1 is set. P11 is output to the first output terminal T1a. Similarly, the potential of P11 or P12 is output to the first output terminals T1b and T1c, respectively, according to the switching states of S22 and S23.
Considering a plane in which the potentials of the first output terminals T1a, T1b, T1c are P1a, P1b, P1c, (2P1a-P1b-P1c) / √3 is the horizontal axis, and (P1b-P1c) is the vertical axis, the switch In this state (S21, S22, S23), eight points are drawn as shown in FIG. The switch state of each voltage vector is v0: (0, 0, 0), v1: (1, 0, 0), v2: (0, 1, 0), v3: (1, 1, 0), v4: (0, 0, 1), v5: (1, 0, 1), v6: (0, 1, 1), v7: (1, 1, 1), and v0 and v7 are the same on the plane. (Origin). On this plane, the voltage command value vector is a value with V2x * as the horizontal axis and V2y * as the vertical axis. When the amplitude of the AC signal is constant, the locus on the plane is a circle.

位相区間演算手段412では、位相θに応じてπ/3毎の位相区間を0、1、2、…、5の整数で出力する。すなわち、0≦θ<π/3のときNth2=0、π/3≦θ<2π/3のときNth2=1となる。区間位相演算手段411では、位相区間毎の位相を0〜π/3に制限してV2thを出力する。従って、位相θ=V2th+Nth2π/3の関係が成り立つ。スイッチングパターン発生手段414では、各位相区間について、スイッチングパターンを出力する。位相θが0〜π/3の場合、(v0、v1、v3、v7)、π/3〜2π/3では(v0、v2、v3、v7)、2π/3〜πでは(v0、v2、v6、v7)、3π/3〜4π/3では(v0、v4、v6、v7)、4π/3〜5π/3では(v0、v4、v5、v7)、5π/3〜2πでは(v0、v1、v5、v7)をSEQに出力する。 The phase interval calculation means 412 outputs a phase interval of every π / 3 as an integer of 0, 1, 2,... 5 according to the phase θ * . That is, Nth2 = 0 when 0 ≦ θ * <π / 3, and Nth2 = 1 when π / 3 ≦ θ * <2π / 3. The section phase calculation means 411 outputs V2th by limiting the phase for each phase section to 0 to π / 3. Therefore, the relationship of phase θ * = V2th + Nth2π / 3 is established. The switching pattern generator 414 outputs a switching pattern for each phase interval. When the phase θ * is 0 to π / 3, (v0, v1, v3, v7), (v0, v2, v3, v7) for π / 3 to 2π / 3, (v0, v2 for 2π / 3 to π) , V6, v7) (v0, v4, v6, v7) for 3π / 3-3π / 3 (v0, v4, v5, v7) (v0, v4, v5, v7) for 5π / 3-3π (v0 , V1, v5, v7) are output to SEQ.

スイッチング期間演算手段413では、第1の出力端子T1a、T1b、T1cに出力するベクトルの推移を表すスイッチングパターンSEQに関係してスイッチング期間信号SWT1a、SWT1b、SWT1cを出力する。スイッチングパターンSEQがT期間で完結するとすれば、SWT1aはスイッチングパターンの第1要素のベクトルを継続する期間のT期間の比、SWT1bはSWT1aに加えてパターンの第2要素のベクトルが継続する期間のT期間の比、SWT1cはさらにパターンの第3要素のベクトルが継続する期間のT期間の比を加え出力する。位相区間が0のときのスイッチングパターンは(v0、v1、v3、v7)であるから、前述した平面では原点(v0及びv7)と2つの点v1、v3とを選択しており、これら3つの点による時間平均が電圧指令値ベクトルとなるように、それぞれの点(ベクトル)が継続する時間配分を電圧指令値の振幅V2kと位相V2th及び位相区間Nth2に応じて与える。電圧ベクトルv0、v1、v3、v7それぞれの期間をTv0、Tv1、Tv3、Tv7とすると、電圧ベクトルの時間平均v’は下式で表すことが出来る。   The switching period calculation means 413 outputs switching period signals SWT1a, SWT1b, and SWT1c in relation to the switching pattern SEQ representing the transition of the vectors output to the first output terminals T1a, T1b, and T1c. If the switching pattern SEQ is completed in the T period, SWT1a is a ratio of the T period of the period in which the first element vector of the switching pattern is continued, and SWT1b is a period in which the vector of the second element of the pattern continues in addition to SWT1a. The ratio of the T period, SWT1c, further outputs the ratio of the T period of the period in which the vector of the third element of the pattern continues. Since the switching pattern when the phase interval is 0 is (v0, v1, v3, v7), the origin (v0 and v7) and the two points v1, v3 are selected on the plane described above, and these three A time distribution in which each point (vector) continues is given according to the amplitude V2k, the phase V2th, and the phase interval Nth2 of the voltage command value so that the time average by the points becomes the voltage command value vector. When the periods of the voltage vectors v0, v1, v3, and v7 are Tv0, Tv1, Tv3, and Tv7, the time average v ′ of the voltage vectors can be expressed by the following equation.

v’=(v0・Tv0+v1・Tv1+v3・Tv3+v7・Tv7)/T   v ′ = (v0 · Tv0 + v1 · Tv1 + v3 · Tv3 + v7 · Tv7) / T

スイッチング期間信号SWT1aは、周期Tsのサンプルホールド手段407aでTs期間一定となる信号SWT1a’に変換し、基準信号発生手段401が出力する三角波SWT0との差を減算手段404aで求めて、関数手段405aで0または1の大きさを持つ信号SW1aに変換する。これにより、SWT1a’が基準信号SWT0より小さい場合はSW1aが0、逆に大きいか等しい場合にはSW1aが1となる。SWT1b、SWT1cも同様にサンプルホールド手段407a、407c、減算手段404b、404c、関数手段405b、405cにより基準信号SWT0と比較されて0または1の大きさを持つ信号SW1b、SW1cを求める。   The switching period signal SWT1a is converted into a signal SWT1a ′ having a constant Ts period by the sample-and-hold means 407a having the period Ts, and the difference from the triangular wave SWT0 output from the reference signal generating means 401 is obtained by the subtracting means 404a, and the function means 405a. Is converted into a signal SW1a having a magnitude of 0 or 1. Thus, SW1a is 0 when SWT1a 'is smaller than the reference signal SWT0, and SW1a is 1 when it is larger or equal. Similarly, SWT1b and SWT1c are compared with the reference signal SWT0 by the sample and hold means 407a and 407c, the subtraction means 404b and 404c, and the function means 405b and 405c to obtain signals SW1b and SW1c having a magnitude of 0 or 1.

そして、スイッチングパターン選択手段406では、SW1a、SW1b、SW1cに応じて、スイッチングパターンSEQの電圧ベクトルを選択してスイッチング状態S21、S22、S23を出力する。(SW1a、SW1b、SW1c)は基準信号SWT0が大きくなるに従い、(0,0,0)→(1,0,0)→(1,1,0)→(1,1,1)と推移し、(0,0,0)のときSEQの最初の電圧ベクトル、(1,0,0)のとき2番目、(1,1,0)のとき3番目、(1,1,1)のとき4番目の電圧ベクトルを選択する。(0,0,0)から(1,0,0)へ遷移する期間はSWT1a’に、(1,0,0)から(1,1,0)へ遷移するまでの期間はSWT1b’−SWT1a’に、(1,1,0)から(1,1,1)へ遷移するまでの期間はSWT1c’−SWT1b’に依存するが、それらはSEQの電圧ベクトルが持続すべき期間に相当する。   Then, the switching pattern selection means 406 selects the voltage vector of the switching pattern SEQ according to SW1a, SW1b, and SW1c and outputs the switching states S21, S22, and S23. (SW1a, SW1b, SW1c) changes as (0, 0, 0) → (1, 0, 0) → (1, 1, 0) → (1, 1, 1) as the reference signal SWT0 increases. , (0,0,0) is the first voltage vector of SEQ, (1,0,0) is the second, (1,1,0) is the third, (1,1,1) Select the fourth voltage vector. The period from (0,0,0) to (1,0,0) transitions to SWT1a ', and the period from (1,0,0) to (1,1,0) transitions to SWT1b'-SWT1a The period until transition from (1,1,0) to (1,1,1) depends on SWT1c'-SWT1b ', which corresponds to the period in which the SEQ voltage vector should last.

基準信号SWT0が減少する場合は、逆に(1,1,1)→(1,1,0)→(1,0,0)→(0,0,0)と推移してSEQの4番目から1番目の電圧ベクトルへ向かい選択される。そして、選択された電圧ベクトルに応じてスイッチング状態が出力される。これより第1の出力端子T1a、T1b、T1cには、基準信号SWT0の1/2周期間の平均電圧ベクトルが電圧指令値ベクトルとなるように動作する。この方法は、既述した通り、瞬時空間電圧ベクトルPWMとして知られている。
スイッチング期間信号SWT1a’、SWT1b’、SWT1c’と基準信号SWT0とをサンプル手段408によりサンプリング周期Tsでサンプリングした信号SWT0’は電圧推定手段5Aへ出力する(図中、SWT’として示した信号)。
When the reference signal SWT0 decreases, on the contrary, (1,1,1) → (1,1,0) → (1,0,0) → (0,0,0) and the fourth of the SEQ To the first voltage vector. Then, a switching state is output according to the selected voltage vector. As a result, the first output terminals T1a, T1b, and T1c operate so that the average voltage vector during the ½ cycle of the reference signal SWT0 becomes the voltage command value vector. This method is known as the instantaneous space voltage vector PWM as described above.
A signal SWT0 ′ obtained by sampling the switching period signals SWT1a ′, SWT1b ′, SWT1c ′ and the reference signal SWT0 at the sampling period Ts by the sampling unit 408 is output to the voltage estimation unit 5A (a signal indicated as SWT ′ in the figure).

次に、電圧推定手段5Aの動作について説明する。スイッチング期間信号SWT1a’から基準信号サンプリングしたSWT0’を減算手段501aで減算する。そして、リミット手段503aで最小値0、最大値Δで制限する。Δは、周期Tsと基準信号SWT0の三角波半周期との比率であり、SWT0’がTs期間に変化する大きさに等しい。
SWT1a’−SWT0’がΔ以上の場合、Ts期間内では電圧ベクトルの変化は発生せず、SEQの第1番目の電圧ベクトルが出力される。SWT1a’−SWT0’が0以下の場合は、Ts期間でSEQの第1番目の電圧ベクトルが出力されないことを意味している。SWT1a’−SWT0’が0よりも大きくΔよりも小さい場合は、Ts期間の一部でSEQの第1番目の電圧ベクトルを出力し、残りの期間で他の電圧ベクトルを出力する。さらに、スイッチング期間信号SWT1b’は、減算手段501bとリミット手段503bとにより演算されて、SWT1b’−SWT0’がΔよりも大きい場合は、残りの期間が第2番目の電圧ベクトルを出力し、減算手段501dによりその期間が演算される。同様にして、第3番目、第4番目の電圧ベクトルを出力する期間を減算手段501e及び501fが出力する。
Next, the operation of the voltage estimation unit 5A will be described. Subtracting means 501a subtracts SWT0 ′ sampled from the reference signal from switching period signal SWT1a ′. Then, the limit means 503a limits the minimum value 0 and the maximum value Δ. Δ is the ratio between the period Ts and the half period of the triangular wave of the reference signal SWT0, and is equal to the magnitude that SWT0 ′ changes in the Ts period.
When SWT1a′−SWT0 ′ is equal to or greater than Δ, the voltage vector does not change within the Ts period, and the first voltage vector of SEQ is output. When SWT1a′-SWT0 ′ is 0 or less, it means that the first voltage vector of SEQ is not output in the Ts period. When SWT1a′−SWT0 ′ is larger than 0 and smaller than Δ, the first voltage vector of SEQ is output during a part of the Ts period, and another voltage vector is output during the remaining period. Further, the switching period signal SWT1b ′ is calculated by the subtraction unit 501b and the limit unit 503b, and when SWT1b′−SWT0 ′ is larger than Δ, the remaining period outputs the second voltage vector, and is subtracted. The period is calculated by means 501d. Similarly, the subtracting means 501e and 501f output the period during which the third and fourth voltage vectors are output.

一方、電圧ベクトル変換手段509aでは、SEQの第1要素である第1番目の電圧ベクトルを直交座標に変換する。V1xyは、第1要素がv0またはv7の場合は(0,0)、v1の場合は(2/√3,0)、v2の場合は(−1/√3,1)、v3の場合は(1/√3,1)、v4の場合は(−1/√3,−1)、v5の場合は(1/√3,−1)、v6の場合は(−2/√3,0)となる。
V2xy、V3xy、V4xyも同様にベクトル変換手段509b、509c、509dにより第2,3,4番目の電圧ベクトルの座標となる。そして、第1番目の電圧ベクトルの期間に相当するリミット手段503aの出力とV1xy、第2番目の電圧ベクトルの期間に相当する減算手段501dの出力とV2xy、第3番目の電圧ベクトルの期間に相当する減算手段501eの出力とV3xy、そして第4番目の電圧ベクトルの期間に相当する減算手段501fの出力とV4xyをそれぞれ乗算手段505a、505b、505c、505dで乗算して加算手段507で加算した後、除算手段508でΔで除算するとTs期間の平均電圧値ベクトルの座標値(SSx’、SSy’)が得られる。
さらに、乗算手段51でK(P11−P12)と乗算して、Ts期間の平均電圧値ベクトル(V1x’、V1y’)が演算される。ゲイン510の値は、ゲイン415と同じ値である。
On the other hand, the voltage vector conversion means 509a converts the first voltage vector, which is the first element of SEQ, into orthogonal coordinates. V1xy is (0,0) when the first element is v0 or v7, (2 / √3,0) when v1 is, (−1 / √3,1) when v2 is, and when v1 is v3 In the case of (1 / √3, 1), v4, (−1 / √3, −1), in the case of v5, (1 / √3, −1), in the case of v6, (−2 / √3, 0) )
Similarly, V2xy, V3xy, and V4xy become the coordinates of the second, third, and fourth voltage vectors by the vector conversion units 509b, 509c, and 509d. Then, the output of the limit means 503a corresponding to the period of the first voltage vector and V1xy, the output of the subtraction means 501d corresponding to the period of the second voltage vector, V2xy, and the period of the third voltage vector. After the output of the subtracting means 501e and V3xy and the output of the subtracting means 501f corresponding to the period of the fourth voltage vector and V4xy are multiplied by the multiplying means 505a, 505b, 505c and 505d, respectively, and added by the adding means 507 When the division means 508 divides by Δ, the coordinate values (SSx ′, SSy ′) of the average voltage value vector in the Ts period are obtained.
Further, the multiplication means 51 multiplies K (P11−P12) to calculate the average voltage value vector (V1x ′, V1y ′) in the Ts period. The value of the gain 510 is the same value as the gain 415.

図14に、スイッチング期間信号SWT1a’、SWT1b’、SWT1c’から平均電圧値ベクトルの座標値(SSx’、SSy’)を演算するまでの波形例を示す。ここでは、スイッチング期間演算手段413で演算されたSWT1a’、SWT1b’、SWT1c’が一定としており、それぞれ0.1、0.3、0.9の値を持つとしている。図は、位相区間0のときであり、スイッチングパターンは(v0、v1、v3、v7)である。また、TsはSWT0の半周期の1/4の場合を示している。SWT1a’、SWT1b’、SWT1c’とSWT0との交点でベクトルが推移し、スイッチング状態S21、S22、S23が決定される。   FIG. 14 shows a waveform example until the coordinate values (SSx ′, SSy ′) of the average voltage value vector are calculated from the switching period signals SWT1a ′, SWT1b ′, SWT1c ′. Here, SWT1a ', SWT1b', and SWT1c 'calculated by the switching period calculation means 413 are constant and have values of 0.1, 0.3, and 0.9, respectively. The figure shows the phase interval 0, and the switching pattern is (v0, v1, v3, v7). Further, Ts indicates a case of ¼ of the half cycle of SWT0. The vector changes at the intersection of SWT1a ', SWT1b', SWT1c 'and SWT0, and switching states S21, S22, and S23 are determined.

そして、第1番目のTs期間では、SWT1a’が0.1であるから電圧ベクトルv0が選択されている期間はTV1xy’=0.1、SWT1b’はSWT0の大きさ1.0の1/4である0.25よりも小さいため、この制御期間でv1が選択されている期間はTV2xy’=0.25−0.1=0.15となる。
次の制御周期では、TV2xy’=0.05、TV3xy’=0.2、その次はTV3xy’=0.25、そして4番目の制御周期ではTV3xy’=0.15、TV4xy’=0.1となる。これにより、平均電圧値ベクトルの座標値は、図14に示すような値が演算される。そして、平均電位値ベクトル(V1x’、V1y’)を得るが、その一例を図15に示す。
電圧指令値ベクトル(V2x、V2y)から図14のような処理を経て、図15の(V1x’、V1y’)が演算される。そして、これらの差を第2の電位選択手段6Aに入力して第2の電力変換手段群3で指令値に応じた電圧が出力されて第2の出力端子T2a、T2b、T2cには電圧指令値ベクトルに一致した電圧が出力される。
In the first Ts period, since SWT1a ′ is 0.1, TV1xy ′ = 0.1 during the period in which the voltage vector v0 is selected, and SWT1b ′ is ¼ of the magnitude 1.0 of SWT0. Therefore, TV2xy ′ = 0.25−0.1 = 0.15 is obtained during the period when v1 is selected in this control period.
In the next control cycle, TV2xy ′ = 0.05, TV3xy ′ = 0.2, next is TV3xy ′ = 0.25, and in the fourth control cycle, TV3xy ′ = 0.15, TV4xy ′ = 0.1. It becomes. Thereby, the coordinate values of the average voltage value vector are calculated as shown in FIG. Then, average potential value vectors (V1x ′, V1y ′) are obtained, an example of which is shown in FIG.
(V1x ′, V1y ′) in FIG. 15 is calculated from the voltage command value vectors (V2x * , V2y * ) through the processing as shown in FIG. Then, these differences are input to the second potential selection means 6A, the voltage corresponding to the command value is output from the second power conversion means group 3, and the voltage command is supplied to the second output terminals T2a, T2b, T2c. A voltage matching the value vector is output.

次に、第2の電位選択手段6Aの動作を説明する。基本的な動作は電位選択手段4Aと同様であるが、(S31a、S31b、S31c、S32a、S32b、S32c)のスイッチング状態により第1の出力端子T1a、T1b、T1cと第2の出力端子T2a、T2b、T2cとの間に出力する電圧ベクトルは、図13に示すように64個となる。
第1の出力端子T1a、T1b、T1cと第2の出力端子T2a、T2b、T2cとの電位差をV12a、V12b、V12cとして、(2V12a−V12b−V12c)/√3を横軸、(V12b−V12c)を縦軸とする平面を考えると、直流電位差P31a−P32a、P31b−P32b、P31c−P32cが等しい場合、64個の電圧ベクトルは平面上で同一の点が複数存在して19個の点となる。電圧指令値ベクトル(V2x、V2y)と平均電位値ベクトル(V1x’、V1y’)との差ベクトルから振幅演算手段608、位相演算手段609、ゲイン610、除算手段612、区間位相演算手段613、位相区間演算手段614により振幅V21k、位相V21th及び区間Nth21を得る動作は、電位選択手段4Aの振幅V2k、V2th、Nth2を得る動作と同様である。
第2の電力変換手段群3には、3つの独立した電位群P31aとP32a、P31bとP32b及びP31cとP32bを持つ。このため、加算手段611で電位群の電位差を加算してゲイン610をK=(1/3)・(1/2)とすればV2thがπ/6で、V21kが最大1.0となる。
Next, the operation of the second potential selection unit 6A will be described. The basic operation is the same as that of the potential selection means 4A, but the first output terminals T1a, T1b, T1c and the second output terminal T2a, depending on the switching state of (S31a, S31b, S31c, S32a, S32b, S32c) There are 64 voltage vectors output between T2b and T2c as shown in FIG.
The potential difference between the first output terminals T1a, T1b, T1c and the second output terminals T2a, T2b, T2c is V12a, V12b, V12c, and (2V12a-V12b-V12c) / √3 is the horizontal axis, (V12b-V12c ) Is a vertical axis, and when the DC potential differences P31a-P32a, P31b-P32b, and P31c-P32c are equal, the 64 voltage vectors have a plurality of identical points on the plane and 19 points. Become. From the difference vector between the voltage command value vector (V2x * , V2y * ) and the average potential value vector (V1x ′, V1y ′), the amplitude calculation means 608, the phase calculation means 609, the gain 610, the division means 612, and the section phase calculation means 613 The operation for obtaining the amplitude V21k, the phase V21th, and the interval Nth21 by the phase interval calculation unit 614 is the same as the operation for obtaining the amplitudes V2k, V2th, and Nth2 of the potential selection unit 4A.
The second power conversion means group 3 has three independent potential groups P31a and P32a, P31b and P32b, and P31c and P32b. Therefore, if the potential difference between the potential groups is added by the adding means 611 and the gain 610 is set to K = (1/3) · (1/2), V2th is π / 6 and V21k is 1.0 at the maximum.

スイッチング期間演算手段615では、出力する電圧ベクトルの推移を表すスイッチングパターンSEQ2に関係してスイッチング期間信号SWT21a、SWT21b、SWT21c、SWT21d、SWT21e、SWT21fを出力する。スイッチングパターンSEQ2がTs期間で完結し、SWT21aはスイッチングパターンSEQ2の第1要素のベクトルを継続する期間のTs期間に対する比、SWT21bはスイッチングパターンSEQ2の第2要素のベクトルを継続する期間のTs期間に対する比をSWT21aに加えた信号、さらにSWT21cはスイッチングパターンSEQ2の第3要素のベクトルを継続する期間のTs期間に対する比を加えた信号というように順次電圧ベクトルを継続する期間のTs期間に対する比を加えてSWT21a〜SWT21fが7つの電圧ベクトルに対して決定される。   The switching period calculation means 615 outputs switching period signals SWT21a, SWT21b, SWT21c, SWT21d, SWT21e, and SWT21f in relation to the switching pattern SEQ2 representing the transition of the output voltage vector. The switching pattern SEQ2 is completed in the Ts period, the SWT 21a is the ratio of the period of continuing the first element vector of the switching pattern SEQ2 to the Ts period, and the SWT 21b is of the period of continuing the second element vector of the switching pattern SEQ2. A signal obtained by adding a ratio to the SWT 21a, and a SWT 21c is a signal obtained by adding a ratio of the period of continuing the third element vector of the switching pattern SEQ2 to the Ts period. Thus, SWT21a to SWT21f are determined for seven voltage vectors.

スイッチングパターンは、位相区間毎に4つの領域について設定される。V21k<1/(2sin(π/3+V21th))を領域0、1/(2sin(π/3−V21k))≦V21k<1/(sin(π/3+V21th))を領域1、1/(2sin(V21k))≦V21k<1/(sin(π/3+V21th))を領域3、1/(2sin(π/3+V21th))≦V21k<1/(2sin(π/3−V21k))かつV21k<1/(2sin(V21k))を領域2とする。
例えば、位相区間Nth21が0で領域が0のときのスイッチングパターンSEQ2は(x0、x1、x3、x7、x3、x1、x0)、領域1は(x48、x49、x51、x55、x51、x49、x48)、領域2は(x32、x33、x37、x39、x37、x33、x32)、領域3は(x32、x33、x35、x39、x35、x33、x32)であり、それぞれの領域は平面上で3つの点で囲まれている。そして、これら3つの点による時間平均が電圧指令値ベクトル(V12x,V12y)になるように、それぞれの点が継続する時間配分を決定する。それぞれの点は、複数の電圧ベクトルまたは同じ電圧ベクトルを複数回使っており、それぞれの点の時間配分をさらに各電圧ベクトルが継続する期間に配分する。
The switching pattern is set for four regions for each phase interval. V21k <1 / (2sin (π / 3 + V21th)) in region 0, 1 / (2sin (π / 3−V21k)) ≦ V21k <1 / (sin (π / 3 + V21th)) in region 1, 1 / (2sin ( V21k)) ≦ V21k <1 / (sin (π / 3 + V21th)) in region 3, 1 / (2sin (π / 3 + V21th)) ≦ V21k <1 / (2sin (π / 3−V21k)) and V21k <1 / Let (2sin (V21k)) be region 2.
For example, when the phase interval Nth21 is 0 and the region is 0, the switching pattern SEQ2 is (x0, x1, x3, x7, x3, x1, x0), and the region 1 is (x48, x49, x51, x55, x51, x49, x48), area 2 is (x32, x33, x37, x39, x37, x33, x32), area 3 is (x32, x33, x35, x39, x35, x33, x32), and each area is on a plane. It is surrounded by three points. Then, the time distribution at which each point continues is determined so that the time average of these three points becomes the voltage command value vector (V12x * , V12y * ). Each point uses a plurality of voltage vectors or the same voltage vector a plurality of times, and the time distribution of each point is further distributed in a period in which each voltage vector continues.

スイッチング期間信号SW21aは、周期Tsのサンプルホールド手段607aでTs期間一定となる信号に変換し、基準信号発生手段601が発生する基準信号SWT20との差を減算手段603aで求めて、関数手段605aで0または1の大きさを持つ信号SW21aに変換する。これにより、SWT21aがSWT20より小さい場合はSW21aが0、逆に大きいか等しい場合はSW21aが1となる。同様に、SWT21b〜SWT21fはサンプルホールド手段607b〜607f、減算手段603a〜603f、関数手段605a〜605fにより基準信号SWT20と比較されて0または1の大きさを持つ信号SW21b〜SW21fに変換される。   The switching period signal SW21a is converted into a signal having a constant Ts period by the sample and hold means 607a having the cycle Ts, the difference from the reference signal SWT20 generated by the reference signal generating means 601 is obtained by the subtracting means 603a, and the function means 605a. The signal is converted into a signal SW21a having a magnitude of 0 or 1. As a result, when the SWT 21a is smaller than the SWT 20, the SW 21a is 0, and conversely, when the SWT 21a is larger or equal, the SW 21a is 1. Similarly, the SWTs 21b to SWT21f are compared with the reference signal SWT20 by the sample and hold means 607b to 607f, the subtraction means 603a to 603f, and the function means 605a to 605f and converted to signals SW21b to SW21f having a magnitude of 0 or 1.

そして、スイッチングパターン選択手段617では、SW21a〜SW21fに応じて、スイッチングパターンSEQ2の電圧ベクトルを選択してスイッチング状態S31a〜S32cを出力する。(SW21a、SW21b、SW21c、SW21d、SW21e、SW21f)は基準信号SWT20が大きくなるに従い、(0,0,0,0,0,0)→(1,0,0,0,0,0)→(1,1,0,0,0,0)→(1,1,1,0,0,0)→(1,1,1,1,0,0)→(1,1,1,1,1,0)→(1,1,1,1,1,1)と推移し、(0,0,0,0,0,0)のときSEQ2の1番目の電圧ベクトル、(1,0,0,0,0,0)は2番目、(1,1,1,1,1,1)は7番目の電圧ベクトルを選択する。   Then, the switching pattern selection unit 617 selects the voltage vector of the switching pattern SEQ2 according to SW21a to SW21f and outputs the switching states S31a to S32c. (SW21a, SW21b, SW21c, SW21d, SW21e, SW21f) is (0, 0, 0, 0, 0, 0) → (1, 0, 0, 0, 0, 0) → as the reference signal SWT20 increases. (1,1,0,0,0,0) → (1,1,1,0,0,0) → (1,1,1,1,0,0) → (1,1,1,1 , 1, 0) → (1, 1, 1, 1, 1, 1), and when (0, 0, 0, 0, 0, 0), the first voltage vector of SEQ2, (1, 0 , 0, 0, 0, 0) selects the second voltage vector, and (1, 1, 1, 1, 1, 1) selects the seventh voltage vector.

(0,0,0,0,0,0)から(1,0,0,0,0,0)へ推移する時間はSW21aに、(1,0,0,0,0,0)から(1,1,0,0,0,0)へ推移する時間はSW21b−SW21aに比例するというように、それぞれに対応する電圧ベクトルが持続すべき期間に比例する。
例えば、位相区間Nth21が0で領域が0のとき、(S31a、S31b、S31c、S32a、S32b、S32c)は(0,0,0,0,0,0)→(1,0,0,0,0,0)→(1,1,0,0,0,0)→(1,1,1,0,0,0)→(1,1,0,0,0,0)→(1,0,0,0,0,0)→(0,0,0,0,0,0)と推移してスイッチング状態が第2の電力変換手段群3へ出力される。
第2の電力変換手段群3では、例えば、S31aが1、S32aが0のときは、出力端子T2aとT1aとの間に電位差P3a1−P3a2を、S31aが0、S32aが1のときは−(P3a1−P3a2)を、それ以外は0を出力する。これにより、第2の出力端子T2a、T2b、T2cと第1の出力端子T1a、T1b、T1cとの間にはTs期間の平均電圧値ベクトルが電圧指令値ベクトル(V12x,V12y)となるように動作する。
The transition time from (0, 0, 0, 0, 0, 0) to (1, 0, 0, 0, 0, 0) is changed to SW21a, from (1, 0, 0, 0, 0, 0) to ( The time for transitioning to (1, 1, 0, 0, 0, 0) is proportional to the period in which the corresponding voltage vector should last, such as proportional to SW21b-SW21a.
For example, when the phase interval Nth21 is 0 and the region is 0, (S31a, S31b, S31c, S32a, S32b, S32c) is (0, 0, 0, 0, 0, 0) → (1, 0, 0, 0 , 0,0) → (1,1,0,0,0,0) → (1,1,1,0,0,0) → (1,1,0,0,0,0) → (1 , 0, 0, 0, 0, 0) → (0, 0, 0, 0, 0, 0) and the switching state is output to the second power conversion means group 3.
In the second power conversion means group 3, for example, when S31a is 1 and S32a is 0, the potential difference P3a1-P3a2 is set between the output terminals T2a and T1a, and when S31a is 0 and S32a is 1,-( P3a1-P3a2) and 0 otherwise. Thus, the average voltage value vector in the Ts period becomes the voltage command value vector (V12x * , V12y * ) between the second output terminals T2a, T2b, T2c and the first output terminals T1a, T1b, T1c. To work.

以上のように動作して、第1の電力変換手段2が出力する電位を補正するように第2の電力変換手段群3が動作して第2の出力端子T2a、T2b、T2cには電圧指令値V2a、V2b、V2cに一致した電位が出力されて負荷に電圧を供給することができる。
第1の電力変換手段2の出力できる範囲は、図12の範囲、また第2の電力変換手段群3が出力できる範囲は、図13に示す範囲であり、これらの平面上で制御することにより第1の直流電位群1、第2の直流電位群31a、31b、31cに対して最大限に出力可能な正弦波状の電圧を得ることができる。
第1の電力変換手段2が第1の出力端子T1a、T1b、T1cに出力する電圧の基本波成分は、負荷が必要とする基本波成分にほぼ一致しており、主たるエネルギーは第1の直流電位群1から負荷へ供給される。従って、第2の直流電位群31a、31b、31cが必要とするエネルギーは最小限にとどめることができる。
By operating as described above, the second power conversion means group 3 operates so as to correct the potential output from the first power conversion means 2, and the second output terminals T2a, T2b, and T2c have voltage commands. Potentials corresponding to the values V2a * , V2b * , and V2c * are output, and a voltage can be supplied to the load.
The range that can be output by the first power conversion means 2 is the range shown in FIG. 12, and the range that can be output by the second power conversion means group 3 is the range shown in FIG. 13, which is controlled on these planes. A sinusoidal voltage that can be output to the maximum with respect to the first DC potential group 1 and the second DC potential groups 31a, 31b, 31c can be obtained.
The fundamental wave component of the voltage output from the first power conversion means 2 to the first output terminals T1a, T1b, T1c substantially matches the fundamental wave component required by the load, and the main energy is the first DC power. Supplied from the position group 1 to the load. Therefore, the energy required by the second DC potential groups 31a, 31b, 31c can be kept to a minimum.

本実施例では、スイッチングパターンSEQ2は7つの電圧ベクトルで構成したが、図13の平面上で電圧指令値ベクトルV12xを囲む3つの点を含む電圧ベクトルを選べばその個数は自由であり、それに応じてスイッチング期間に係わる信号(SWT21a〜SWT21f、SW21a〜SW21f)の個数を構成することで実現できる。
第1の直流電位群1と第2の直流電位群31a、31b、31cは、2つ以上の電位を持つことが可能であり、その電位数に応じて第1の電位選択手段4A、第2の電位選択手段6Aを構成すれば実現することができる。例えば、第1の直流電位群1の電位が3つの場合、図12に代わってスイッチング状態の数は異なるが図13の平面上と同様の点に電圧ベクトルが存在し、第2の電位選択手段6Aと同様に第1の電位選択手段4Aのスイッチング期間とスイッチングパターンを構成することができる。
In this embodiment, the switching pattern SEQ2 is composed of seven voltage vectors. However, if a voltage vector including three points surrounding the voltage command value vector V12x * is selected on the plane of FIG. Accordingly, it can be realized by configuring the number of signals (SWT21a to SWT21f, SW21a to SW21f) related to the switching period.
The first DC potential group 1 and the second DC potential groups 31a, 31b, 31c can have two or more potentials, and the first potential selection means 4A, second This can be realized by configuring the potential selection means 6A. For example, when the potential of the first DC potential group 1 is three, the number of switching states is different in place of FIG. 12, but the voltage vector exists at the same point as on the plane of FIG. Similar to 6A, the switching period and switching pattern of the first potential selection means 4A can be configured.

実施の形態3.
図16は、本発明の実施の形態3による電力変換装置の第2の電位選択手段6Bを説明するための構成図である。電位選択手段6B以外は先の実施の形態2による電力変換装置の制御手段と同様であるのでそれらの説明は省略する。
区間位相V21thは、関数手段619に入力され、上限リミット手段618の上限値となる。振幅V21kは上限リミット手段618に入力され、減算手段620により上限リミット618の入力と出力との振幅偏差dV21kを得る。乗算手段622は、減算手段620の出力とゲイン手段610の出力を乗算し、電圧偏差dV21を出力する。乗算手段622の出力と位相演算手段609の出力とを座標変換手段621に入力して電圧偏差の直交座標成分dV21x及びdV21yを求める。
そして、座標変換手段621の出力dV21xとdV21yは1サンプル遅れ手段624a、624bでTs期間遅らせて、加算手段623a、623bでそれぞれ電圧指令値V12x、V12yに加算する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 16 is a configuration diagram for explaining the second potential selection unit 6B of the power conversion device according to the third embodiment of the present invention. Except for the potential selection means 6B, the control means is the same as the control means of the power conversion apparatus according to the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
The section phase V21th is input to the function unit 619 and becomes the upper limit value of the upper limit unit 618. The amplitude V21k is input to the upper limit means 618, and the subtraction means 620 obtains an amplitude deviation dV21k between the input and output of the upper limit 618. Multiplication means 622 multiplies the output of subtraction means 620 and the output of gain means 610, and outputs voltage deviation dV21. The output of the multiplication unit 622 and the output of the phase calculation unit 609 are input to the coordinate conversion unit 621 to obtain the orthogonal coordinate components dV21x and dV21y of the voltage deviation.
The outputs dV21x and dV21y of the coordinate conversion means 621 are delayed by the Ts period by one sample delay means 624a and 624b and added to the voltage command values V12x * and V12y * by the addition means 623a and 623b, respectively.

次に、動作について説明する。図12と図13は第1の電力変換手段2と第2の電力変換手段群3が出力できる電圧を直交座標平面上に示した図である。第2の出力端子T2a、T2b、T2cの電位は、第1の電力変換手段2と第2の電力変換手段群3の電位を加算したものとなる。第1の直流電位群1の電位差P11−P12に対して、第2の直流電位群の電位差P3a2−P3a2、P3b2−P3b2、P3c2−P3c2が1/2以下の場合の動作例を示すベクトル図を図17に示す。
例えば、図17に示すように、電圧指令値(V2x、V2y)が点A、第1の電力変換手段2のTs期間の平均電圧値(V1x’、V1y’)が点Bにあるとすると、第2の電力変換手段群3が出力すべき電圧はその差となるが、出力可能な範囲にある。しかし、電圧指令値が点A’にある場合は、第2の電力変換手段群3が出力可能な範囲を逸脱しており、負荷に印加する電位を電圧指令値に一致することができない。
Next, the operation will be described. FIG. 12 and FIG. 13 are diagrams showing voltages that can be output by the first power conversion means 2 and the second power conversion means group 3 on an orthogonal coordinate plane. The potentials of the second output terminals T2a, T2b, and T2c are obtained by adding the potentials of the first power conversion unit 2 and the second power conversion unit group 3. The vector diagram which shows the operation example in case the potential difference P3a2-P3a2, P3b2-P3b2, P3c2-P3c2 of the 2nd DC potential group is 1/2 or less with respect to the potential difference P11-P12 of the 1st DC potential group 1. As shown in FIG.
For example, as shown in FIG. 17, when the voltage command values (V2x * , V2y * ) are at point A and the average voltage values (V1x ′, V1y ′) of the first power conversion means 2 during the Ts period are at point B. Then, the voltage to be output by the second power conversion means group 3 is the difference between them, but is within the outputable range. However, when the voltage command value is at the point A ′, it is out of the range in which the second power conversion means group 3 can output, and the potential applied to the load cannot match the voltage command value.

図16に示す実施の形態3では、区間位相V21thから出力可能な振幅を関数手段619により演算する。この信号は、図13に示す電圧ベクトル平面上において、六角形で表された外周をあらわす。従って、上限リミット手段618でリミットされた信号と振幅V21kとの偏差dV21kは第2の電力変換手段群3が出力できる範囲を超過した大きさを表す。振幅V21kが関数手段619の出力以下の場合は、振幅偏差dV21kが0となることは明らかである。振幅偏差が0でない場合、ゲイン手段610の出力と乗算手段622で乗算されて電圧レベルに変換される。
そして、座標変換手段621により電圧偏差dV21を直交座標の値に変換する。すなわち、位相演算手段609の出力θ21と電圧偏差dV21とから下式で表される。
In the third embodiment shown in FIG. 16, the function means 619 calculates the amplitude that can be output from the section phase V21th. This signal represents the outer periphery represented by a hexagon on the voltage vector plane shown in FIG. Therefore, the deviation dV21k between the signal limited by the upper limit means 618 and the amplitude V21k represents a magnitude exceeding the range that can be output by the second power conversion means group 3. It is clear that the amplitude deviation dV21k is 0 when the amplitude V21k is less than or equal to the output of the function means 619. When the amplitude deviation is not 0, the output is multiplied by the output of the gain unit 610 and the multiplication unit 622 to be converted into a voltage level.
Then, the voltage deviation dV21 is converted into a rectangular coordinate value by the coordinate conversion means 621. That is, it is expressed by the following expression from the output θ21 of the phase calculation means 609 and the voltage deviation dV21.

dV21x=dV21cosθ21
dV21y=dV21sinθ21
dV21x = dV21 cos θ21
dV21y = dV21sin θ21

電圧偏差(dV21x、dV21y)は、サンプル期間Tsの1サンプル遅らせて電圧指令値(V12x、V12y)に加算される。従って、次のサンプルで超過した分を加算して出力できない成分を補正し、第2の電力変換手段群3が飽和した場合でも直ちに電圧指令値(V2x、V2y)と第2の出力端子T2a、T2b、T2cの出力電位とが一致するように動作する。 The voltage deviations (dV21x, dV21y) are added to the voltage command values (V12x * , V12y * ) with a delay of one sample in the sample period Ts. Therefore, the component which cannot be output by adding the excess in the next sample is corrected, and even when the second power conversion means group 3 is saturated, the voltage command value (V2x * , V2y * ) and the second output terminal are immediately It operates so that the output potentials of T2a, T2b, and T2c coincide.

図18に、電圧偏差(dV21、dV21y)が加算される様子を表す電圧ベクトル図、図19に、時間的に電圧偏差が解消する様子の一例を示した波形例を示す。図18(a)において、電圧指令値ベクトル(V2x、V2y)は円上を移動し現在の電圧ベクトルと1制御周期前の電圧ベクトルを示している。1制御周期前の電圧指令値ベクトルに対して平均電圧値(V1x’、V1y’)からのベクトルが第2の電位選択手段6Bに与えられる指令値ベクトル(V12x、V12y)である。
そして、2制御周期前の偏差が加算されて1制御周期前の実際の指令値ベクトル(V12x2、V12y2)となる。図18(b)は、第2の電力変換手段群3の電圧ベクトルを示しており、1制御周期前の実際の指令値ベクトル(V12x2、V12y2)が出力可能範囲を超過して偏差ベクトル(dV21、dV21y)が発生している。その偏差ベクトルを図18(a)では、現在の平均電圧(V1x’、V1y’)に対する指令値ベクトルに加算して、現在の実際の指令値ベクトル(V12x2、V12y2)を演算している。
FIG. 18 is a voltage vector diagram showing how voltage deviations (dV21, dV21y) are added, and FIG. 19 shows a waveform example showing an example of how the voltage deviation is eliminated over time. In FIG. 18A, voltage command value vectors (V2x * , V2y * ) move on a circle and indicate the current voltage vector and the voltage vector one control cycle before. A vector from an average voltage value (V1x ′, V1y ′) with respect to a voltage command value vector one control cycle before is a command value vector (V12x * , V12y * ) given to the second potential selection means 6B.
Then, the deviation of two control cycles before is added to obtain an actual command value vector (V12x2 * , V12y2 * ) of one control cycle. FIG. 18B shows the voltage vector of the second power conversion means group 3, and the actual command value vector (V12x2 * , V12y2 * ) before one control cycle exceeds the output possible range and is a deviation vector. (DV21, dV21y) is generated. In FIG. 18A, the deviation vector is added to the command value vector for the current average voltage (V1x ′, V1y ′) to calculate the current actual command value vector (V12x2 * , V12y2 * ). .

このように順次偏差ベクトルが加算されて動作するが、図19には、その時間的な推移を波形例として示している。図19(a)の3つの波形は、偏差ベクトルを補正しないときの比較例であり、先の実施の形態2の方法によるものに相当する。この図では、電圧指令値ベクトル(V2x、V2y)と平均電圧値ベクトル(V1x’、V1y’)に加えて、第2の出力端子の平均電圧(V2x、V2y)を示している。加えて3つめの波形には偏差ベクトルの大きさを示している。電圧指令値ベクトル(V2x、V2y)と平均電圧値(V2x、V2y)を比較すると、2箇所でV2xは負側に、V2yは正側に偏差が発生している。 The operation is performed by sequentially adding the deviation vectors as described above, and FIG. 19 shows the temporal transition as a waveform example. The three waveforms in FIG. 19A are comparative examples when the deviation vector is not corrected, and correspond to those obtained by the method of the second embodiment. In this figure, in addition to the voltage command value vector (V2x * , V2y * ) and the average voltage value vector (V1x ′, V1y ′), the average voltage (V2x, V2y) of the second output terminal is shown. In addition, the third waveform shows the magnitude of the deviation vector. Comparing the voltage command value vectors (V2x * , V2y * ) with the average voltage values (V2x, V2y), deviations occur at two locations, V2x on the negative side and V2y on the positive side.

以上に対し、図19(b)の3つの波形は、この実施の形態3による波形例であるが、V2xに負側の偏差が生じた後に正側の偏差に移行して平均値が指令値ベクトルに一致するように動作している。V2yについても同様に偏差が正負両側に生じて平均的な変動を抑制している。図20は、その効果の一例として第2の出力端子が3相負荷に接続された場合の第2の出力端子(1段目)、負荷の端子電圧(2段目)とその周波数分析結果(3段目)が示されている。この例では、実施の形態2の場合(a)に比較し、実施の形態3の場合(b)は、100〜1000Hzの高調波が低減されている効果が確認できる。   On the other hand, the three waveforms in FIG. 19B are waveform examples according to the third embodiment. However, after a negative deviation occurs in V2x, it shifts to a positive deviation and the average value is a command value. It is working to match the vector. Similarly for V2y, deviations occur on both the positive and negative sides to suppress average fluctuation. FIG. 20 shows, as an example of the effect, the second output terminal (first stage) when the second output terminal is connected to a three-phase load, the load terminal voltage (second stage), and the frequency analysis result ( The third stage) is shown. In this example, compared to the case (a) of the second embodiment, the effect of reducing harmonics of 100 to 1000 Hz can be confirmed in the case (b) of the third embodiment.

先に示した空間電圧ベクトルの定義によると、
V2x=Kc(V2a−V2b/2−V2c/2)=Kc((V2a−V2b)−(V2c−V2a))/2
V2y=Kc(√3)(V2b−V2c)/2
となって出力電圧指令値の線間電圧で動作するため、各相に含まれる同一成分(零相)は制御されない。一方、各相での制御の場合は指令値の与え方に依存しており零相成分が含まれる可能性がある。各相で制御すると、第2の電力変換手段群3が飽和する場合に零相成分による飽和も生じるが、本実施の形態では空間電圧ベクトルでの制御であり多相負荷に有効に寄与する成分だけを補正することができ、第2の電力変換手段群3を有効に利用することができる。
According to the definition of the spatial voltage vector shown above,
V2x * = Kc (V2a * -V2b * / 2-V2c * / 2) = Kc ((V2a * -V2b * )-(V2c * -V2a * )) / 2
V2y * = Kc (√3) (V2b * −V2c * ) / 2
Therefore, since the operation is performed with the line voltage of the output voltage command value, the same component (zero phase) included in each phase is not controlled. On the other hand, in the case of control in each phase, there is a possibility that a zero-phase component is included depending on how the command value is given. When the control is performed in each phase, saturation by the zero-phase component occurs when the second power conversion means group 3 is saturated. However, in the present embodiment, the component is controlled by the spatial voltage vector and effectively contributes to the multiphase load. Only the second power conversion means group 3 can be used effectively.

以上のように動作して、第2の電力変換手段群3が一時的に飽和しても、それを補正して電位を出力することができ、第2の直流電位群の電位差が低い場合でも歪みの小さい出力を得ることができる。   By operating as described above, even if the second power conversion means group 3 is temporarily saturated, it can be corrected to output a potential, even when the potential difference of the second DC potential group is low. An output with small distortion can be obtained.

実施の形態4.
図21は、本発明の実施の形態4による電力変換装置の第2の電位選択手段6Bを説明するための電圧ベクトル図である。本実施の形態の回路の構成は図7と同様である。図21は、第2の直流電位群31a、31b、31cの電位差P3a1−P3a2、P3b1−P3b2及びP3c1−P3c2がそれぞれほぼ同一の電位差のときの第2の電力変換手段群3が出力する電圧ベクトルを示している。本実施例では、図13に示す電圧ベクトル図のうち、第2の電力変換手段群3が第2の出力端子T2a、T2b、T2cと第1の出力端子T1a、T1b、T1cとの間に出力する各相の電位差を加算した値がほぼ零となる組み合わせを選択した電圧ベクトルを示している。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 21 is a voltage vector diagram for explaining the second potential selecting means 6B of the power conversion device according to the fourth embodiment of the present invention. The circuit configuration of this embodiment is the same as that in FIG. FIG. 21 shows a voltage vector output by the second power conversion means group 3 when the potential differences P3a1-P3a2, P3b1-P3b2, and P3c1-P3c2 of the second DC potential groups 31a, 31b, 31c are substantially the same potential difference. Is shown. In the present embodiment, in the voltage vector diagram shown in FIG. 13, the second power conversion means group 3 outputs between the second output terminals T2a, T2b, T2c and the first output terminals T1a, T1b, T1c. The voltage vector which selected the combination from which the value which added the electric potential difference of each phase to become substantially zero is shown.

これらの電圧ベクトルを使っても、第2の電力変換手段群3が第1の電力変換手段2が出力する電位を補正するように動作することができる。負荷に印加される電圧を各相で加算した値に比例した電圧(零相電圧)は、例えば、負荷がモータの場合その巻き線と接地間に存在する浮遊静電容量に印加される電圧となるが、これは伝導ノイズとして他の機器へ悪影響を与える可能性がある。
そして、この伝導ノイズは、第1の電力変換手段2及び第2の電力変換手段群3のスイッチング頻度が高いか、スイッチングあたりの電位変化が大きいときに大きくなる。本実施の形態では、第1の電力変換手段2のスイッチング頻度を下げ、第2の電力変換手段群3のスイッチング頻度を高くして負荷へは精度の高い電圧を供給すると共に、スイッチング頻度の高い第2の電力変換手段群3の伝導ノイズに影響する電圧を零とすることができ、伝導ノイズを低減することができる。電圧指令値に対して、三つのベクトルを選択し出力する方法については先の実施の形態2と同様である。
Even using these voltage vectors, the second power conversion means group 3 can operate to correct the potential output from the first power conversion means 2. For example, when the load is a motor, the voltage (zero-phase voltage) proportional to the voltage applied to the load is the voltage applied to the floating capacitance existing between the winding and the ground. However, this may adversely affect other devices as conduction noise.
And this conduction noise becomes large when the switching frequency of the 1st power conversion means 2 and the 2nd power conversion means group 3 is high, or when the electric potential change per switching is large. In the present embodiment, the switching frequency of the first power conversion means 2 is lowered, the switching frequency of the second power conversion means group 3 is increased to supply a highly accurate voltage to the load, and the switching frequency is high. The voltage that affects the conduction noise of the second power conversion means group 3 can be made zero, and the conduction noise can be reduced. The method of selecting and outputting three vectors for the voltage command value is the same as in the second embodiment.

実施の形態5.
図22は、本発明の実施の形態5による電力変換装置の第2の電位選択手段6Bを説明するための電圧ベクトル図である。本実施の形態の回路の構成は図7と同様である。図22は、第2の直流電位群31a、31b、31cの電位差P3a1−P3a2、P3b1−P3b2及びP3c1−P3c2がそれぞれほぼ同一の電位差のときの第2の電力変換手段群3が出力する電圧ベクトルを示している。本実施例では、図13に示すベクトル図のうち、図21の実施の形態4の電圧ベクトルに加えて、電圧ベクトルx14、x21、x28、x35、x42、x49を選択対象としている。これら6つの電圧ベクトルは、第2の電力変換手段群3が第2の出力端子T2a、T2b、T2cと第1の出力端子T1a、T1b、T1cとの間に出力する各相の電位差を加算した値が零に近い電圧ベクトルである。第2の電力変換手段群3が出力する各相の電位差の加算値に比例した電圧(零相電圧)は、7段階存在する。例えば、図13において、電位が大きい順に一例を示すと、x7>x3>x35>x0>x49>x48>x56である。従って、本実施の形態における第2の電力変換手段群3が出力する零相電圧は零とその次のステップに限られ、伝導ノイズへの影響を最小限にすると共に、出力として選択できる電圧ベクトルを最大限にすることができる。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 22 is a voltage vector diagram for explaining the second potential selecting means 6B of the power conversion device according to the fifth embodiment of the present invention. The circuit configuration of this embodiment is the same as that in FIG. FIG. 22 shows the voltage vector output by the second power conversion means group 3 when the potential differences P3a1-P3a2, P3b1-P3b2, and P3c1-P3c2 of the second DC potential groups 31a, 31b, 31c are substantially the same potential difference. Is shown. In this embodiment, in the vector diagram shown in FIG. 13, in addition to the voltage vectors of the fourth embodiment shown in FIG. 21, the voltage vectors x14, x21, x28, x35, x42, and x49 are selected. These six voltage vectors are obtained by adding the potential difference of each phase output by the second power conversion means group 3 between the second output terminals T2a, T2b, T2c and the first output terminals T1a, T1b, T1c. A voltage vector whose value is close to zero. There are seven levels of voltage (zero phase voltage) proportional to the added value of the potential difference of each phase output by the second power conversion means group 3. For example, in FIG. 13, in order of increasing potential, an example is x7>x3>x35>x0>x49>x48> x56. Therefore, the zero-phase voltage output by the second power conversion means group 3 in this embodiment is limited to zero and the next step, and the voltage vector that can be selected as an output while minimizing the influence on conduction noise. Can be maximized.

実施の形態6.
図23は、本発明の実施の形態6による電力変換装置の第2の電位選択手段6Cを説明するための構成図である。第2の電位選択手段6C以外は実施の形態1による電力変換装置の制御手段と同様であるのでそれらの説明は省略する。電圧指令値V2aと平均電圧値V1a’との偏差を加算手段623aに入力して偏差信号dV21a2と加算し、第2の電力変換手段群3の電圧指令値に相当するV21a2を出力する。V21a2は、サンプルホールド手段607aに入力され、その出力SWT21a’がリミット手段618aと減算手段620aとから偏差信号dV21aを生成し、1サンプル遅れ手段624aでTs期間遅らせる。その他の構成は実施の形態1と同様である。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 23 is a configuration diagram for explaining second potential selection means 6C of the power conversion device according to the sixth embodiment of the present invention. Except for the second potential selection means 6C, the control means of the power converter according to Embodiment 1 is the same as that of the control means of the power conversion apparatus according to the first embodiment, so that the description thereof is omitted. The deviation between the voltage command value V2a * and the average voltage value V1a ′ is input to the adding means 623a and added to the deviation signal dV21a2, and V21a2 * corresponding to the voltage command value of the second power conversion means group 3 is output. V21a2 * is input to the sample hold means 607a, and its output SWT21a ′ generates a deviation signal dV21a from the limit means 618a and the subtraction means 620a, and is delayed by the Ts period by the one sample delay means 624a. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

次に、動作について説明する。第2の電力変換手段32a、32b、32cの最大出力可能電圧は、その直流電位群の電位P3a1、P3a2、P3b1、P3b2、P3c1、P3c2により制限される。すなわち、第2の電力変換手段32aの場合、±(P3a1−P3a2)の電圧が最大振幅となる電圧が出力端子T1aとT2aとの間に出力される。
電圧指令値V2aと平均電圧値V1a’との差がこの範囲を超えると、第2の電力変換手段32aの出力が飽和して第2の出力端子T2aには所望の電圧を出力することができない。リミット手段618aでは入力SWT21a’を±(P3a1−P3a2)の範囲に制限した信号を出力し、減算手段620aでSWT21a’から減算することにより、第2の電力変換手段32aが出力可能な大きさを超過した分の偏差dV21aが演算される。
そして、1サンプル遅れ手段624aでTs期間遅らせて、V2a−V1a’に加算し修正される。これにより、一時的にSWT21a’が飽和した分を次回以降の周期で補正するように動作し、平均的には第2の出力端子T2aの電圧が電圧指令値V2aに一致する。
Next, the operation will be described. The maximum output possible voltage of the second power conversion means 32a, 32b, 32c is limited by the potentials P3a1, P3a2, P3b1, P3b2, P3c1, P3c2 of the DC potential group. That is, in the case of the second power conversion means 32a, a voltage having a maximum amplitude of ± (P3a1-P3a2) is output between the output terminals T1a and T2a.
When the difference between the voltage command value V2a * and the average voltage value V1a ′ exceeds this range, the output of the second power conversion means 32a is saturated and a desired voltage can be output to the second output terminal T2a. Can not. The limit unit 618a outputs a signal in which the input SWT 21a ′ is limited to a range of ± (P3a1-P3a2), and the subtracting unit 620a subtracts it from the SWT 21a ′ so that the second power conversion unit 32a can output a magnitude that can be output. The excess deviation dV21a is calculated.
Then, the sample is delayed by the Ts period by the one sample delay means 624a and added to V2a * −V1a ′ to be corrected. As a result, an operation is performed so that the amount of SWT 21a ′ that is temporarily saturated is corrected in the next and subsequent cycles, and on average, the voltage of the second output terminal T2a matches the voltage command value V2a * .

図24に、動作波形の一例を示す。先の図6の動作波形例に対して、P3a1−P3a2レベルが低い場合の例であり、SWT21a’が一時的にSWT20aを超過している。図24の2段目には偏差dV21aを示しているが、超過した量に相当する。そして、超過が発生してから3制御周期(Ts)目には飽和が解消している。第2の出力端子T2aに接続される負荷がインダクタンスを持つような場合や電動機の場合、電圧の積分(磁束)の変動を抑制するとその電流変動が抑制されるため、本実施例の動作により第2の電力変換手段群3が飽和により生じる電圧偏差の積分がゼロとなるように動作して負荷の変動を抑制する効果がある。他の相についても同様に動作する。   FIG. 24 shows an example of operation waveforms. This is an example in which the P3a1-P3a2 level is lower than the operation waveform example of FIG. 6, and the SWT 21a 'temporarily exceeds the SWT 20a. The second stage of FIG. 24 shows the deviation dV21a, which corresponds to the excess amount. Then, the saturation is eliminated at the third control cycle (Ts) after the occurrence of excess. In the case where the load connected to the second output terminal T2a has an inductance or in the case of an electric motor, if the fluctuation in voltage integration (magnetic flux) is suppressed, the current fluctuation is suppressed. The second power conversion means group 3 operates so that the integration of the voltage deviation caused by the saturation becomes zero, and has an effect of suppressing load fluctuation. The same operation is performed for the other phases.

以上ように動作して、第2の電力変換手段群3が一時的に飽和しても、それを補正して電位を出力することができ、第2の直流電位群の電位差が低い場合でも歪みの小さい出力を得ることができる。   By operating as described above, even if the second power conversion means group 3 is temporarily saturated, it can be corrected to output a potential, and even if the potential difference of the second DC potential group is low, distortion is caused. A small output can be obtained.

また、この発明の各変形例において、第1の電力変換手段は、所定の繰り返し周期毎にパルス幅変調制御で第1の出力電圧を出力するので、簡便な構成動作で第1の出力電圧を確実に得ることが出来る。   Moreover, in each modification of this invention, since a 1st power conversion means outputs a 1st output voltage by pulse width modulation control for every predetermined repetition period, it is a 1st output voltage by simple structure operation | movement. I can definitely get it.

また、第2の電力変換手段は、サンプリング周期と同一の周期毎にパルス幅変調制御で第2の出力電圧を出力するので、簡便な構成動作で第2の出力電圧を確実に得ることが出来る。   In addition, since the second power conversion means outputs the second output voltage by pulse width modulation control at the same period as the sampling period, the second output voltage can be reliably obtained with a simple configuration operation. .

また、第1の直流電源の電圧を第2の直流電源の電圧より大きくし、繰り返し周期をサンプリング周期より長くしたので、スイッチング素子の特性を活かし高精度で効率的な電力変換装置を実現することが出来る。   In addition, since the voltage of the first DC power supply is made larger than the voltage of the second DC power supply and the repetition period is longer than the sampling period, a highly accurate and efficient power conversion device is realized utilizing the characteristics of the switching element. I can do it.

また、第2の電力変換手段は、電圧指令値と平均電圧値との偏差が、当該第2の電力変換手段の出力電圧上限値に対応して設定された上限設定値を越えたとき偏差を上限設定値までに減算して出力するリミット手段を備え、減算分を次サンプリング周期における偏差入力に加算するようにしたので、第2の電力変換手段の出力に不足が生じても出力電圧の精度の低下を最小限に抑えることが出来る。   Further, the second power conversion means determines the deviation when the deviation between the voltage command value and the average voltage value exceeds the upper limit set value set corresponding to the output voltage upper limit value of the second power conversion means. Since the limit means for subtracting the output up to the upper limit set value is provided and the subtraction is added to the deviation input in the next sampling period, the accuracy of the output voltage even if the output of the second power conversion means is insufficient Can be minimized.

また、電圧指令値は、電圧ベクトルで設定され、第1の電圧変換手段および第2の電力変換手段は、電圧ベクトルで設定された電圧指令値に基づきスイッチング素子のスイッチング状態に応じて予め設定される複数の電圧ベクトルの中から制御対象の電圧ベクトルを選択する電圧ベクトル選択手段を備え、三相電圧を出力するので、三相電圧の変換制御が簡便となる。   The voltage command value is set by a voltage vector, and the first voltage conversion unit and the second power conversion unit are set in advance according to the switching state of the switching element based on the voltage command value set by the voltage vector. The voltage vector selection means for selecting the voltage vector to be controlled from the plurality of voltage vectors is output and the three-phase voltage is output, so that the conversion control of the three-phase voltage becomes simple.

また、第2の電力変換手段の電圧ベクトル選択手段は、複数の電圧ベクトルの内、各相の前記第2の出力電圧を加算した値が零または零の次に大きい電圧ベクトルの中から制御対象の電圧ベクトルを選択するので、三相出力電圧の零相成分を有効に抑制でき、負荷における伝導ノイズへの影響を最小限にすることが出来る。 Further, the voltage vector selection means of the second power conversion means is a control target from among a plurality of voltage vectors, the value obtained by adding the second output voltages of each phase being zero or the next largest voltage vector after zero. Therefore, the zero-phase component of the three-phase output voltage can be effectively suppressed, and the influence on the conduction noise in the load can be minimized.

本発明の実施の形態1による電力変換装置を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the power converter device by Embodiment 1 of this invention. 図1の第1の電位選択手段4の詳細を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the detail of the 1st electric potential selection means 4 of FIG. 図1の電圧推定手段5の詳細を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the detail of the voltage estimation means 5 of FIG. 図1の第2の電位選択手段6の詳細を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the detail of the 2nd electric potential selection means 6 of FIG. 本発明の実施の形態1による動作の一例を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining an example of the operation | movement by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による動作の一例を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining an example of the operation | movement by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による動作の効果を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining the effect of the operation | movement by 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説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the power converter device by Embodiment 2 of this invention. 図8の第1の電位選択手段4Aの詳細を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the detail of the 1st electric potential selection means 4A of FIG. 図8の電圧推定手段5Aの詳細を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the detail of the voltage estimation means 5A of FIG. 図8の第2の電位選択手段6Aの詳細を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the detail of the 2nd electric potential selection means 6A of FIG. 本発明の実施の形態2による動作の一例を示す電圧ベクトル図である。It is a voltage vector diagram which shows an example of the operation | movement by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2による動作の一例を示す電圧ベクトル図である。It is a voltage vector diagram which shows an example of the operation | movement by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2による動作の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the operation | movement by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2による動作の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the operation | movement by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による電力変換装置の第2の電位選択手段6Bを説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the 2nd electric potential selection means 6B of the power converter device by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3による動作の一例を示す電圧ベクトル図である。It is a voltage vector diagram which shows an example of the operation | movement by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3による動作の一例を示す電圧ベクトル図である。It is a voltage vector diagram which shows an example of the operation | movement by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3による動作の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the operation | movement by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3による動作の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the operation | movement by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4による電力変換装置の第2の電位選択手段6Bを説明するための電圧ベクトル図である。It is a voltage vector diagram for demonstrating the 2nd electric potential selection means 6B of the power converter device by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5による電力変換装置の第2の電位選択手段6Bを説明するための電圧ベクトル図である。It is a voltage vector diagram for demonstrating the 2nd electric potential selection means 6B of the power converter device by Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6による電力変換装置の第2の電位選択手段6Cを説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the 2nd electric potential selection means 6C of the power converter device by Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6による動作の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the operation | movement by Embodiment 6 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の直流電位群、2 第1の電力変換手段、3 第2の電力変換手段群、
4,4A 第1の電位選択手段、5,5A 電圧推定手段、
6,6A,6B,6C 第2の電位選択手段、31a〜31c 第2の直流電位群、
32a〜32c 第2の電力変換手段。
1 first DC potential group, 2 first power conversion means, 3 second power conversion means group,
4, 4A first potential selection means, 5, 5A voltage estimation means,
6, 6A, 6B, 6C second potential selection means, 31a to 31c second DC potential group,
32a to 32c Second power conversion means.

Claims (7)

第1の直流電源、スイッチング素子のオンオフ動作により交流信号である電圧指令値に追従するように前記第1の直流電源に基づき第1の出力電圧を出力する第1の電力変換手段、所定のサンプリング周期毎に前記第1の電力変換手段から出力する前記第1の出力電圧波形の平均値を演算し当該平均値を前記サンプリング周期毎に連ねた波形の平均電圧値を推定して出力する電圧推定手段、第2の直流電源、およびスイッチング素子のオンオフ動作により前記電圧指令値と前記平均電圧値との偏差に追従するように前記第2の直流電源に基づき第2の出力電圧を出力する第2の電力変換手段を備え、
前記第1の出力電圧に前記第2の出力電圧を重畳した電圧を、前記電圧指令値に応答する電圧として出力する電力変換装置。
A first DC power source, a first power converter for outputting a first output voltage based on the first DC power source so as to follow a voltage command value which is an AC signal by an on / off operation of the switching element, a predetermined sampling Voltage estimation for calculating an average value of the first output voltage waveform output from the first power conversion means for each period, and estimating and outputting an average voltage value of a waveform obtained by connecting the average value for each sampling period A second output voltage based on the second DC power supply so as to follow the deviation between the voltage command value and the average voltage value by the on / off operation of the means, the second DC power supply, and the switching element. Power conversion means,
The power converter which outputs the voltage which superimposed the said 2nd output voltage on the said 1st output voltage as a voltage which responds to the said voltage command value.
前記第1の電力変換手段は、所定の繰り返し周期毎にパルス幅変調制御で前記第1の出力電圧を出力する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 first power conversion means outputs the first output voltage by pulse width modulation control for each predetermined repetition period. 前記第2の電力変換手段は、前記サンプリング周期と同一の周期毎にパルス幅変調制御で前記第2の出力電圧を出力することを特徴とする請求項2記載の電力変換装置。 3. The power conversion apparatus according to claim 2, wherein the second power conversion means outputs the second output voltage by pulse width modulation control for each cycle that is the same as the sampling cycle. 前記第1の直流電源の電圧を前記第2の直流電源の電圧より大きくし、前記繰り返し周期を前記サンプリング周期より長くしたことを特徴とする請求項3記載の電力変換装置。 4. The power conversion device according to claim 3, wherein the voltage of the first DC power supply is made larger than the voltage of the second DC power supply, and the repetition period is made longer than the sampling period. 前記第2の電力変換手段は、前記電圧指令値と前記平均電圧値との偏差が、当該第2の電力変換手段の出力電圧上限値に対応して設定された上限設定値を越えたとき前記偏差を前記上限設定値までに減算して出力するリミット手段を備え、前記減算分を次サンプリング周期における前記偏差入力に加算するようにしたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電力変換装置。 When the deviation between the voltage command value and the average voltage value exceeds the upper limit set value set corresponding to the output voltage upper limit value of the second power conversion means, the second power conversion means 5. The apparatus according to claim 1, further comprising a limit unit that subtracts a deviation up to the upper limit set value and outputs the subtraction, and adds the subtraction to the deviation input in a next sampling period. The power converter device described in 1. 前記電圧指令値は、電圧ベクトルで設定され、前記第1の電圧変換手段および前記第2の電力変換手段は、前記電圧ベクトルで設定された電圧指令値に基づき前記スイッチング素子のスイッチング状態に応じて予め設定される複数の電圧ベクトルの中から制御対象の電圧ベクトルを選択する電圧ベクトル選択手段を備え、三相電圧を出力することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の電力変換装置。 The voltage command value is set by a voltage vector, and the first voltage conversion unit and the second power conversion unit are responsive to the switching state of the switching element based on the voltage command value set by the voltage vector. 6. The voltage vector selecting means for selecting a voltage vector to be controlled from a plurality of preset voltage vectors, and outputting a three-phase voltage, according to any one of claims 1 to 5, Power conversion device. 前記第2の電力変換手段の電圧ベクトル選択手段は、前記複数の電圧ベクトルの内、各相の前記第2の出力電圧を加算した値が零または零の次に大きい電圧ベクトルの中から制御対象の電圧ベクトルを選択するようにしたことを特徴とする請求項6記載の電力変換装置。 The voltage vector selection means of the second power conversion means is a control object from among the plurality of voltage vectors, the value obtained by adding the second output voltages of each phase being zero or the next largest voltage vector after zero. 7. The power conversion apparatus according to claim 6, wherein the voltage vector is selected.
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