JP5590106B2 - Matrix converter - Google Patents

Matrix converter Download PDF

Info

Publication number
JP5590106B2
JP5590106B2 JP2012269528A JP2012269528A JP5590106B2 JP 5590106 B2 JP5590106 B2 JP 5590106B2 JP 2012269528 A JP2012269528 A JP 2012269528A JP 2012269528 A JP2012269528 A JP 2012269528A JP 5590106 B2 JP5590106 B2 JP 5590106B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
generator
switch drive
drive signal
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012269528A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014117079A (en
Inventor
健太朗 猪又
克利 山中
英則 原
進也 森本
弘太郎 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP2012269528A priority Critical patent/JP5590106B2/en
Priority to KR1020130152242A priority patent/KR20140074849A/en
Priority to EP13196428.0A priority patent/EP2741410A2/en
Priority to US14/101,342 priority patent/US20140160824A1/en
Priority to CN201310666895.8A priority patent/CN103872923A/en
Publication of JP2014117079A publication Critical patent/JP2014117079A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5590106B2 publication Critical patent/JP5590106B2/en
Priority to KR1020150102371A priority patent/KR20150088777A/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

開示の実施形態は、マトリクスコンバータに関する。   The disclosed embodiments relate to a matrix converter.

マトリクスコンバータは、高調波電流の抑制や回生電力の有効利用が可能であることから、新しい電力変換装置として注目されている。かかるマトリクスコンバータには、交流電源の各相と回転電機の各相とを接続する複数の双方向スイッチを備え、これらの双方向スイッチを制御して電力変換を行うものがある。   Matrix converters are attracting attention as new power converters because they can suppress harmonic currents and effectively use regenerative power. Such matrix converters include a plurality of bidirectional switches that connect each phase of the AC power source and each phase of the rotating electrical machine, and perform power conversion by controlling these bidirectional switches.

この種のマトリクスコンバータにおいて、交流電源が何らかの理由により低電圧となった場合に、電力変換動作を停止する技術が知られている。例えば、双方向スイッチによって交流電源の各相電圧を制御して発動機を駆動している状態で、交流電源が低電圧となった場合に、発動機への電力供給を停止させる技術がある(例えば、特許文献1参照)。   In this type of matrix converter, a technique is known in which the power conversion operation is stopped when the AC power supply becomes a low voltage for some reason. For example, there is a technique for stopping power supply to the motor when the AC power source becomes a low voltage while the motor is driven by controlling each phase voltage of the AC power source with a bidirectional switch ( For example, see Patent Document 1).

特開2005−287200号公報JP-A-2005-287200

しかしながら、回転電機を負荷とするマトリクスコンバータにおいては、交流電源が低電圧になった場合でも、電力変換動作を停止させずに継続させることが望ましい。   However, in a matrix converter having a rotating electrical machine as a load, it is desirable to continue the power conversion operation without stopping even when the AC power supply becomes a low voltage.

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、交流電源が低電圧になった場合でも、電力変換動作を継続することができるマトリクスコンバータを提供することを目的とする。   One aspect of the embodiments has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a matrix converter capable of continuing the power conversion operation even when the AC power supply becomes a low voltage.

実施形態の一態様に係るマトリクスコンバータは、複数の双方向スイッチと、制御部とを備える。複数の双方向スイッチは、交流電源の各相と回転電機の各相とを接続する。制御部は、前記複数の双方向スイッチを制御して前記交流電源と前記回転電機との間の電力変換制御を行う。さらに、前記制御部は、前記双方向スイッチを構成する複数の片方向スイッチング素子のそれぞれを個別に120°通電制御およびPWM制御を併用してオン/オフ制御する。   A matrix converter according to an aspect of the embodiment includes a plurality of bidirectional switches and a control unit. The plurality of bidirectional switches connect each phase of the AC power source and each phase of the rotating electrical machine. The control unit controls the plurality of bidirectional switches to perform power conversion control between the AC power supply and the rotating electrical machine. Further, the control unit individually controls on / off of each of the plurality of unidirectional switching elements constituting the bidirectional switch using 120 ° energization control and PWM control individually.

実施形態の一態様によれば、交流電源が低電圧になった場合でも、電力変換動作を継続することができるマトリクスコンバータを提供することができる。   According to one aspect of the embodiment, it is possible to provide a matrix converter that can continue the power conversion operation even when the AC power supply becomes a low voltage.

図1は、実施形態に係るマトリクスコンバータの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a matrix converter according to the embodiment. 図2は、図1に示す双方向スイッチの構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the bidirectional switch illustrated in FIG. 1. 図3は、図1に示す第2の駆動制御部の具体的構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the second drive control unit illustrated in FIG. 1. 図4は、系統無効電流指令と系統電圧値との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the grid reactive current command and the grid voltage value. 図5は、電流形インバータモデルを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a current source inverter model. 図6は、系統位相とコンバータのスイッチ駆動信号との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the system phase and the switch drive signal of the converter. 図7は、系統パルスパターン生成器の具体的構成の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the system pulse pattern generator. 図8は、系統パルスパターン生成器の動作の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the operation of the system pulse pattern generator. 図9は、変形例1に係る変調波信号生成器の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a modulated wave signal generator according to the first modification. 図10は、変形例2に係るR相用駆動信号生成器の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an R-phase drive signal generator according to the second modification. 図11は、発電機位相とインバータのスイッチ駆動信号との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the generator phase and the switch drive signal of the inverter. 図12は、図1に示す電力変換部の構成例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the power conversion unit illustrated in FIG. 1.

以下、添付図面を参照して、本願の開示するマトリクスコンバータの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of a matrix converter disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.

図1は、実施形態に係るマトリクスコンバータの構成例を示す図である。以下の実施形態では、交流発電機(ACG)である回転電機の発電電力を変換して交流電源へ供給するマトリクスコンバータを例に挙げて説明するが、回転電機は交流発電機に限らず、例えば、交流電動機としてもよい。また、交流電源として電力系統(Grid)を例に挙げて説明するが、交流電源はこれに限られない。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a matrix converter according to the embodiment. In the following embodiments, a matrix converter that converts the generated electric power of a rotating electrical machine that is an AC generator (ACG) and supplies it to an AC power source will be described as an example. However, the rotating electrical machine is not limited to an AC generator, An AC motor may be used. Moreover, although an electric power system | strain (Grid) is mentioned as an example and demonstrated as an alternating current power supply, an alternating current power supply is not restricted to this.

図1に示すように、実施形態に係るマトリクスコンバータ1は、3相交流の電力系統2と回転電機3との間に設けられ、電力系統2と回転電機3との間の電力変換を行う。なお、以下においては、回転電機3の一例として、同期発電機を用いた場合の例を説明する。   As shown in FIG. 1, a matrix converter 1 according to the embodiment is provided between a three-phase AC power system 2 and a rotating electrical machine 3, and performs power conversion between the power system 2 and the rotating electrical machine 3. In the following, an example in which a synchronous generator is used as an example of the rotating electrical machine 3 will be described.

回転電機3の回転軸には、回転電機3の回転位置を検出する位置検出器4が設けられており、かかる位置検出器4によって検出された回転電機3の回転位置θはマトリクスコンバータ1へ入力される。 A position detector 4 for detecting the rotational position of the rotating electrical machine 3 is provided on the rotating shaft of the rotating electrical machine 3, and the rotational position θ G of the rotating electrical machine 3 detected by the position detector 4 is sent to the matrix converter 1. Entered.

マトリクスコンバータ1は、電力変換部10と、LCフィルタ11と、電流検出部12と、電圧検出部13と、停電検出部14と、制御部15とを備える。また、マトリクスコンバータ1は、系統側端子Tr、Ts、Ttおよび発電機側端子Tu、Tv、Twを備え、系統側端子Tr、Ts、Ttに電力系統2が接続され、発電機側端子Tu、Tv、Twに回転電機3が接続される。   The matrix converter 1 includes a power conversion unit 10, an LC filter 11, a current detection unit 12, a voltage detection unit 13, a power failure detection unit 14, and a control unit 15. The matrix converter 1 includes system side terminals Tr, Ts, Tt and generator side terminals Tu, Tv, Tw. The power system 2 is connected to the system side terminals Tr, Ts, Tt, and the generator side terminals Tu, The rotating electrical machine 3 is connected to Tv and Tw.

電力変換部10は、電力系統2のR相、S相およびT相の各相と回転電機3のU相、V相およびW相の各相とを接続する複数の双方向スイッチSw1〜Sw9を備える。双方向スイッチSw1〜Sw3は、電力系統2のR相、S相、T相と回転電機3のU相とをそれぞれ接続する双方向スイッチである。双方向スイッチSw4〜Sw6は、電力系統2のR相、S相およびT相と回転電機3のV相とをそれぞれ接続する双方向スイッチである。双方向スイッチSw7〜Sw9は、電力系統2のR相、S相およびT相と回転電機3のW相とをそれぞれ接続する双方向スイッチである。   The power conversion unit 10 includes a plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9 that connect the R phase, S phase, and T phase of the power system 2 to the U phase, V phase, and W phase of the rotating electrical machine 3. Prepare. The bidirectional switches Sw <b> 1 to Sw <b> 3 are bidirectional switches that connect the R phase, S phase, and T phase of the power system 2 and the U phase of the rotating electrical machine 3, respectively. The bidirectional switches Sw4 to Sw6 are bidirectional switches that connect the R phase, the S phase, and the T phase of the power system 2 and the V phase of the rotating electrical machine 3, respectively. The bidirectional switches Sw7 to Sw9 are bidirectional switches that connect the R phase, the S phase, and the T phase of the power system 2 and the W phase of the rotating electrical machine 3, respectively.

双方向スイッチSw1〜Sw9は、例えば、図2に示すような構成を有する。図2は、各双方向スイッチSw1〜Sw9の構成例を示す図である。図2に示すように、各双方向スイッチSw1〜Sw9は、片方向スイッチング素子31とダイオード33とによる直列接続体と、片方向スイッチング素子32とダイオード34とによる直列接続体とが、逆方向に並列に接続されて構成される。   The bidirectional switches Sw1 to Sw9 have a configuration as shown in FIG. 2, for example. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of each of the bidirectional switches Sw1 to Sw9. As shown in FIG. 2, each of the bidirectional switches Sw <b> 1 to Sw <b> 9 includes a series connection body composed of a unidirectional switching element 31 and a diode 33, and a series connection body composed of a unidirectional switching element 32 and a diode 34. It is configured to be connected in parallel.

片方向スイッチング素子31、32は、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの半導体素子が用いられる。双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する片方向スイッチング素子31、32を個別にオン/オフすることで、通電方向を制御することができる。   As the unidirectional switching elements 31 and 32, for example, a semiconductor element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is used. The energization direction can be controlled by individually turning on / off the unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the bidirectional switches Sw1 to Sw9.

なお、双方向スイッチSw1〜Sw9は、図2に示す構成に限られない。例えば、双方向スイッチSw1〜Sw9は、片方向スイッチング素子31、32をそれぞれ逆阻止型のスイッチング素子とし、これらのスイッチング素子を互いに逆方向に並列接続した構成でもよく、また、後述する図12に示す構成であってもよい。   Note that the bidirectional switches Sw1 to Sw9 are not limited to the configuration shown in FIG. For example, the bidirectional switches Sw1 to Sw9 may be configured such that the unidirectional switching elements 31, 32 are respectively reverse blocking type switching elements, and these switching elements are connected in parallel in opposite directions. The structure shown may be sufficient.

LCフィルタ11は、電力系統2のR相、S相およびT相と電力変換部10との間に設けられ、電力変換部10から電力系統2へのノイズの影響を抑制する。具体的には、LCフィルタ11は、3つのリアクトルと3つのコンデンサによって構成され、電力変換部10を構成する双方向スイッチSw1〜Sw9のスイッチングに起因する高周波成分(PWM成分)を除去する。これにより、電力変換部10によって発生する高周波成分の電力系統2への出力を抑制することができる。なお、LCフィルタ11は、図1に示す構成に限られず、例えば、リアクトルを設けない構成でもよい。   The LC filter 11 is provided between the R phase, S phase, and T phase of the power system 2 and the power conversion unit 10, and suppresses the influence of noise from the power conversion unit 10 to the power system 2. Specifically, the LC filter 11 includes three reactors and three capacitors, and removes high-frequency components (PWM components) caused by switching of the bidirectional switches Sw1 to Sw9 that constitute the power conversion unit 10. Thereby, the output to the electric power grid | system 2 of the high frequency component which the electric power conversion part 10 generate | occur | produces can be suppressed. Note that the LC filter 11 is not limited to the configuration illustrated in FIG. 1, and may have a configuration in which no reactor is provided, for example.

なお、3つのリアクトルの一端は、電力系統2のR相、S相およびT相側と電力変換部10との間の電力系統2側に接続され、3つのリアクトルの他端は、電力変換部10側に接続される。また、3つコンデンサは、異なる2つのリアクトルの他端間に接続される。   Note that one end of each of the three reactors is connected to the power system 2 side between the R phase, S phase, and T phase sides of the power system 2 and the power conversion unit 10, and the other end of the three reactors is a power conversion unit. 10 side connected. The three capacitors are connected between the other ends of two different reactors.

電流検出部12は、電力系統2とLCフィルタ11との間に設けられ、電力系統2のR相、S相、T相の各相とLCフィルタ11との間に流れる電流の電流値Ir、Is、It(以下、「系統相電流値Ir、Is、It」と記載する)を検出する。なお、電流検出部12は、例えば、磁電変換素子であるホール素子を利用して電流を検出する電流センサである。   The current detection unit 12 is provided between the power system 2 and the LC filter 11, and the current value Ir of the current flowing between the R phase, S phase, and T phase of the power system 2 and the LC filter 11, Is and It (hereinafter referred to as “system phase current values Ir, Is, It”) are detected. The current detection unit 12 is a current sensor that detects a current by using, for example, a Hall element that is a magnetoelectric conversion element.

電圧検出部13は、電力系統2と電力変換部10との間に設けられ、電力系統2のR相、S相、T相の各相の電圧値Vr、Vs、Vt(以下、「系統相電圧値Vr、Vs、Vt」と記載する)を検出する。   The voltage detection unit 13 is provided between the power system 2 and the power conversion unit 10, and voltage values Vr, Vs, Vt (hereinafter, “system phase”) of the R phase, S phase, and T phase of the power system 2. Voltage values Vr, Vs, Vt ”).

停電検出部14は、系統電圧の電圧値Va(以下、系統電圧値Vaと記載する)が電圧値V1以下であるか否かを検出する。停電検出部14は、系統電圧値Vaが電圧値V1以下である場合には、電力系統2が停電したと判定してHighレベルの停電検出信号Sdを出力する。一方、停電検出部14は、系統電圧値Vaが電圧値V1を超える場合には、電力系統2が停電していないと判定してLowレベルの停電検出信号Sdを出力する。   The power failure detection unit 14 detects whether or not the voltage value Va of the system voltage (hereinafter referred to as the system voltage value Va) is equal to or less than the voltage value V1. When the system voltage value Va is equal to or lower than the voltage value V1, the power failure detection unit 14 determines that the power system 2 has failed and outputs a high level power failure detection signal Sd. On the other hand, when the system voltage value Va exceeds the voltage value V1, the power failure detection unit 14 determines that the power system 2 has not failed and outputs a low level power failure detection signal Sd.

停電検出部14は、系統相電圧値Vr、Vs、Vtを固定座標上の直交した2軸のαβ成分へ変換して、α軸方向の系統電圧値Vαとβ軸方向の系統電圧値Vβとを求める。そして、停電検出部14は、系統電圧値Vα、Vβの自乗和平方根(=√(Vα +Vβ ))を演算し、演算結果を系統電圧値Vaとする。 The power failure detection unit 14 converts the system phase voltage values Vr, Vs, and Vt into orthogonal two-axis αβ components on fixed coordinates, and the system voltage value V α in the α-axis direction and the system voltage value V in the β-axis direction. Find β . Then, the power failure detection unit 14 calculates a square sum square root (= √ (V α 2 + V β 2 )) of the system voltage values V α and V β and sets the calculation result as the system voltage value Va.

制御部15は、第1の駆動制御部20と、第2の駆動制御部21と、切替部22とを備える。第1の駆動制御部20は、回転電機3の発生するトルク量を指示するトルク指令に基づいて電圧指令を生成し、公知のマトリクスコンバータのPWM制御方法によって電圧指令に応じた電圧を回転電機3に出力するためのスイッチ駆動信号S1〜S18を生成して電力変換部10へ出力する。   The control unit 15 includes a first drive control unit 20, a second drive control unit 21, and a switching unit 22. The first drive control unit 20 generates a voltage command based on a torque command that indicates the amount of torque generated by the rotating electrical machine 3, and generates a voltage corresponding to the voltage command by a known matrix converter PWM control method. Switch drive signals S <b> 1 to S <b> 18 to be output to the power converter 10 and output to the power converter 10.

なお、電圧指令は、トルク指令に基づいて公知の同期発電機のベクトル制御則によって生成される。また、スイッチ駆動信号S1〜S18によって、電力変換部10は、複数の双方向スイッチSw1〜Sw9をそれぞれ構成する複数の片方向スイッチング素子31、32を共にオンにしつつ、電圧指令に応じた電圧をPWM制御により出力し、流れる電流の大きさや通電方向が出力電圧と発電電圧の関係で決まる電力変換を行う。   The voltage command is generated based on a known vector control law of a synchronous generator based on the torque command. In addition, the power conversion unit 10 uses the switch drive signals S1 to S18 to turn on the plurality of unidirectional switching elements 31 and 32 that respectively configure the plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9, and outputs a voltage according to the voltage command. Power conversion is performed by PWM control, and power conversion is performed in which the magnitude of the flowing current and the energization direction are determined by the relationship between the output voltage and the generated voltage.

第2の駆動制御部21は、系統相電圧値Vr、Vs、Vtおよび系統相電流値Ir、Is、Itに基づいて、複数の双方向スイッチSw1〜Sw9をそれぞれ構成する複数の片方向スイッチング素子31、32の一部をオンにして電力変換制御を行う。   The second drive control unit 21 includes a plurality of unidirectional switching elements that respectively configure the plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9 based on the system phase voltage values Vr, Vs, Vt and the system phase current values Ir, Is, It. A part of 31 and 32 is turned on to perform power conversion control.

複数の双方向スイッチSw1〜Sw9をそれぞれ構成する複数の片方向スイッチング素子31、32の一部をオンにすることで、通電方向を制御することができる。これにより、電力系統2の電圧が回転電機3の電圧よりも極端に低い停電のような場合であっても、回転電機3と電力系統2の間に大電流が流れ続けることを避け、電流制御を行いつつ電力変換動作を行うことができる。   The energization direction can be controlled by turning on some of the plurality of unidirectional switching elements 31 and 32 that respectively configure the plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9. Thereby, even in the case of a power failure in which the voltage of the power system 2 is extremely lower than the voltage of the rotating electrical machine 3, it is possible to avoid a large current continuously flowing between the rotating electrical machine 3 and the power system 2, and to control the current. The power conversion operation can be performed while performing.

例えば、第2の駆動制御部21は、複数の双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する片方向スイッチング素子31、32のうち、電力系統2側のいずれか2つの相の間に電流を流す片方向スイッチング素子を常にオンにする。また、第2の駆動制御部21は、複数の双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する片方向スイッチング素子31、32のうち、回転電機3側のいずれか2つの相の間に電流を流す片方向スイッチング素子を常にオンにする。かかる制御によって、電力系統2のどれか2つの相の間および回転電機3のどれか2つの相の間に電流を流し続けることができる。   For example, the second drive control unit 21 has a unidirectional flow of current between any two phases on the power system 2 side among the unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9. The switching element is always turned on. In addition, the second drive control unit 21 has a unidirectional flow of current between any two phases on the rotating electrical machine 3 side among the unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9. The switching element is always turned on. By such control, current can continue to flow between any two phases of the power system 2 and between any two phases of the rotating electrical machine 3.

かかる制御において、第2の駆動制御部21は、双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する複数の片方向スイッチング素子31、32のそれぞれを個別に120°通電制御およびPWM制御を併用してオン/オフ制御することで共振現象の発生を抑制する。なお、かかる点の詳細については、図6〜図10を参照して後述する。   In such control, the second drive control unit 21 turns on / off each of the plurality of unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the bidirectional switches Sw1 to Sw9 by using 120 ° energization control and PWM control individually. By controlling, the occurrence of resonance phenomenon is suppressed. Details of this point will be described later with reference to FIGS.

切替部22は、停電検出部14から出力される停電検出信号Sdに基づいて、電力変換部10へ出力するスイッチ駆動信号S1〜S18を選択して出力する。具体的には、切替部22は、停電検出部14から出力される停電検出信号SdがLowレベルである場合、第1の駆動制御部20によって生成されるスイッチ駆動信号Sa1〜Sa18をスイッチ駆動信号S1〜S18として出力する。   Based on the power failure detection signal Sd output from the power failure detection unit 14, the switching unit 22 selects and outputs the switch drive signals S1 to S18 to be output to the power conversion unit 10. Specifically, when the power failure detection signal Sd output from the power failure detection unit 14 is at a low level, the switching unit 22 uses the switch drive signals Sa1 to Sa18 generated by the first drive control unit 20 as switch drive signals. Output as S1 to S18.

一方、切替部22は、停電検出部14から出力される停電検出信号SdがHighレベルである場合、第2の駆動制御部21によって生成されるスイッチ駆動信号Sb1〜Sb18をスイッチ駆動信号S1〜S18として出力する。   On the other hand, when the power failure detection signal Sd output from the power failure detection unit 14 is at a high level, the switching unit 22 switches the switch drive signals Sb1 to Sb18 generated by the second drive control unit 21 to the switch drive signals S1 to S18. Output as.

したがって、電力系統2が低電圧になった場合に、第2の駆動制御部21によって生成されるスイッチ駆動信号Sb1〜Sb18によって、双方向スイッチSw1〜Sw9をそれぞれ構成する複数の片方向スイッチング素子31、32の一部をオンにする電力変換制御を行う。これにより、電力系統2が低電圧になった場合でも、電力変換動作を継続することができる。   Therefore, when the power system 2 becomes low voltage, the plurality of unidirectional switching elements 31 that configure the bidirectional switches Sw1 to Sw9 by the switch drive signals Sb1 to Sb18 generated by the second drive control unit 21, respectively. , 32 to turn on a part of the power conversion control. Thereby, even when the electric power grid | system 2 becomes a low voltage, power conversion operation | movement can be continued.

このように、制御部15は、双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する複数の片方向スイッチング素子31、32を共に制御して電力変換制御を行う第1の制御モードと、双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する複数の片方向スイッチング素子31、32の一部を個別に制御して電力変換制御を行う第2の制御モードとを切り替えて実行する。   As described above, the control unit 15 controls the plurality of unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the bidirectional switches Sw1 to Sw9 together to perform power conversion control, and the bidirectional switches Sw1 to Sw9. The second control mode in which the power conversion control is performed by individually controlling a part of the plurality of unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the power supply is executed.

具体的には、制御部15では、交流電源の電圧である系統電圧値Vaが所定値である電圧値V1を超える場合に、第1の駆動制御部20が第1の制御モードを実行する。一方、系統電圧値Vaが電圧値V1以下である場合に、第2の駆動制御部21が第2の制御モードを実行する。   Specifically, in the control unit 15, the first drive control unit 20 executes the first control mode when the system voltage value Va that is the voltage of the AC power supply exceeds the voltage value V <b> 1 that is a predetermined value. On the other hand, when the system voltage value Va is equal to or lower than the voltage value V1, the second drive control unit 21 executes the second control mode.

以下、第2の駆動制御部21の具体的構成の一例について具体的に説明する。図3は、第2の駆動制御部21の具体的構成の一例を示す図である。図3に示すように、第2の駆動制御部21は、有効電流補償部41と、無効電流補償部42と、パルスパターン生成部43とを備える。   Hereinafter, an example of a specific configuration of the second drive control unit 21 will be specifically described. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the second drive control unit 21. As shown in FIG. 3, the second drive control unit 21 includes an active current compensation unit 41, a reactive current compensation unit 42, and a pulse pattern generation unit 43.

まず、有効電流補償部41について説明する。有効電流補償部41は、PQ変換器51と、ローパスフィルタ(LPF)52と、系統有効電流指令器53と、減算器54と、系統有効電流制御器55とを備える。かかる有効電流補償部41は、系統有効電流値が系統有効電流指令IPrefと一致するように、系統位相補償値dθrstを生成し、生成した系統位相補償値dθrstをパルスパターン生成部43へ出力する。   First, the active current compensator 41 will be described. The active current compensator 41 includes a PQ converter 51, a low-pass filter (LPF) 52, a system active current command unit 53, a subtractor 54, and a system effective current controller 55. The active current compensation unit 41 generates a system phase compensation value dθrst so that the system active current value matches the system active current command IPref, and outputs the generated system phase compensation value dθrst to the pulse pattern generation unit 43.

PQ変換器51は、系統相電流値Ir、Is、Itを固定座標上の直交した2軸のαβ成分へ変換して、α軸方向の系統電流値Iαとβ軸方向の系統電流値Iβとを求める。さらに、PQ変換器51は、αβ軸座標系の成分を、電力系統2の電圧位相θrst(以下、「系統位相θrst」と記載する)に応じて回転する回転座標系の成分へ変換することによって、系統有効電流IPと系統無効電流IQとを求める。 The PQ converter 51 converts the system phase current values Ir, Is, and It into two orthogonal αβ components orthogonal to each other on fixed coordinates, and the system current value I α in the α-axis direction and the system current value I in the β-axis direction. Find β . Further, the PQ converter 51 converts the components of the αβ axis coordinate system into components of a rotating coordinate system that rotates in accordance with the voltage phase θrst of the power system 2 (hereinafter referred to as “system phase θrst”). The system active current IP and the system reactive current IQ are obtained.

PQ変換器51は、例えば、下記式(1)の演算を行うことで、系統有効電流IPと系統無効電流IQとを求める。

Figure 0005590106
For example, the PQ converter 51 calculates the system active current IP and the system reactive current IQ by performing the calculation of the following formula (1).
Figure 0005590106

LPF52は、系統有効電流IPから高周波成分を除去して減算器54へ出力する。これにより、系統有効電流IPから高周波成分による影響を除去するようにしている。   The LPF 52 removes the high frequency component from the system effective current IP and outputs the result to the subtractor 54. Thereby, the influence by the high frequency component is removed from the system effective current IP.

減算器54は、系統有効電流指令器53から出力される系統有効電流指令IPrefからLPF52の出力を減算することによって、系統有効電流指令IPrefと系統有効電流IPとの偏差である系統有効電流偏差を演算し、系統有効電流制御器55へ出力する。   The subtractor 54 subtracts the output of the LPF 52 from the system active current command IPref output from the system active current command unit 53, thereby obtaining a system active current deviation that is a deviation between the system active current command IPref and the system effective current IP. Calculate and output to the grid active current controller 55.

系統有効電流制御器55は、例えば、PI(比例積分)制御器から構成され、系統有効電流偏差がゼロとなるように比例積分演算を行うことによって、系統位相補償値dθrstを生成する。ここでは、系統有効電流指令IPrefは、ゼロに設定されており、系統有効電流制御器55は、系統有効電流IPがゼロとなるように系統位相補償値dθrstを生成する。   The grid active current controller 55 is composed of, for example, a PI (proportional integral) controller, and generates a grid phase compensation value dθrst by performing a proportional integral calculation so that the grid active current deviation becomes zero. Here, the grid active current command IPref is set to zero, and the grid active current controller 55 generates the grid phase compensation value dθrst so that the grid active current IP becomes zero.

次に、無効電流補償部42について説明する。無効電流補償部42は、ローパスフィルタ(LPF)61と、系統無効電流指令器62と、減算器63と、系統無効電流制御器64とを備える。かかる無効電流補償部42は、系統無効電流値が系統無効電流指令IQrefと一致するように、発電機位相補正値dθuvwを生成し、生成した発電機位相補正値dθuvwをパルスパターン生成部43へ出力する。   Next, the reactive current compensation unit 42 will be described. The reactive current compensation unit 42 includes a low pass filter (LPF) 61, a system reactive current command device 62, a subtractor 63, and a system reactive current controller 64. The reactive current compensation unit 42 generates the generator phase correction value dθuvw so that the system reactive current value matches the system reactive current command IQref, and outputs the generated generator phase correction value dθuvw to the pulse pattern generation unit 43. To do.

減算器63は、系統無効電流指令器62から出力される系統無効電流指令IQrefからLPF61の出力を減算することによって、系統無効電流指令IQrefと系統無効電流IQとの偏差である系統無効電流偏差を演算し、系統無効電流制御器64へ出力する。   The subtractor 63 subtracts the output of the LPF 61 from the system reactive current command IQref output from the system reactive current command unit 62, thereby obtaining a system reactive current deviation that is a deviation between the system reactive current command IQref and the system reactive current IQ. Calculate and output to the system reactive current controller 64.

系統無効電流制御器64は、例えば、PI制御器から構成され、系統無効電流偏差がゼロとなるように比例積分演算を行うことによって、発電機位相補正値dθuvwを生成する。系統無効電流指令IQrefは、例えば、系統電圧値Vaに応じた値とすることができる。   The grid reactive current controller 64 is constituted by, for example, a PI controller, and generates a generator phase correction value dθuvw by performing a proportional-integral calculation so that the grid reactive current deviation becomes zero. The system reactive current command IQref can be set to a value corresponding to the system voltage value Va, for example.

図4は、系統無効電流指令IQrefと系統電圧値Vaとの関係の一例を示す図である。図4に示すように、系統無効電流指令器62は、系統電圧値Vaが第2閾値である電圧値V2を超え、かつ第1閾値である電圧値V1以下の領域では、系統電圧値Vaの増加に伴い直線的に減少する系統無効電流指令IQrefを生成する。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the grid reactive current command IQref and the grid voltage value Va. As shown in FIG. 4, the grid reactive current command device 62 has a grid voltage value Va of the grid voltage value Va in a region where the grid voltage value Va exceeds the voltage value V2 that is the second threshold and is equal to or less than the voltage value V1 that is the first threshold. A system reactive current command IQref that decreases linearly with increase is generated.

また、系統無効電流指令器62は、系統電圧値Vaが第2閾値である電圧値V2以下の場合に、最大値となり、第1閾値である電圧値V1を超える領域では、ゼロ値となる系統無効電流指令IQrefを生成する。なお、系統無効電流指令IQrefと系統電圧値Vaとの関係は、図4に示す例に限定するものではなく、異なる関係であってもよい。   In addition, the system reactive current command device 62 has a maximum value when the system voltage value Va is equal to or less than the voltage value V2 that is the second threshold value, and a system that has a zero value in a region that exceeds the voltage value V1 that is the first threshold value. A reactive current command IQref is generated. Note that the relationship between the grid reactive current command IQref and the grid voltage value Va is not limited to the example shown in FIG. 4, and may be a different relationship.

次に、図3に示すパルスパターン生成部43について説明する。パルスパターン生成部43は、系統相電圧値Vr、Vs、Vt、回転位置θ、系統位相補償値dθrst、発電機位相補正値dθuvw、停電検出信号Sdに基づき、双方向スイッチSw1〜Sw9を駆動するスイッチ駆動信号S1〜S18を生成する。 Next, the pulse pattern generation unit 43 shown in FIG. 3 will be described. The pulse pattern generation unit 43 drives the bidirectional switches Sw1 to Sw9 based on the system phase voltage values Vr, Vs, Vt, the rotational position θ G , the system phase compensation value dθrst, the generator phase correction value dθuvw, and the power failure detection signal Sd. Switch drive signals S1 to S18 to be generated are generated.

パルスパターン生成部43は、系統周波数検出器70と、保持器71と、積分器72と、加算器73と、発電機位相生成器74と、加算器75とを備える。また、パルスパターン生成部43は、系統パルスパターン生成器76と、発電機パルスパターン生成器77と、GeGrスイッチ駆動信号生成器78と、GrGeスイッチ駆動信号生成器79とを備える。   The pulse pattern generation unit 43 includes a system frequency detector 70, a holder 71, an integrator 72, an adder 73, a generator phase generator 74, and an adder 75. The pulse pattern generation unit 43 includes a system pulse pattern generator 76, a generator pulse pattern generator 77, a GeGr switch drive signal generator 78, and a GrGe switch drive signal generator 79.

系統周波数検出器70は、例えば、PLL(Phase Locked Loop)であり、系統相電圧値Vr、Vs、Vtに基づき、電力系統2の電圧周波数と同期した系統周波数frstを出力する。   The system frequency detector 70 is, for example, a PLL (Phase Locked Loop), and outputs a system frequency frst synchronized with the voltage frequency of the power system 2 based on the system phase voltage values Vr, Vs, and Vt.

保持器71は、停電検出信号SdがLowレベルからHighレベルに変化したタイミングで、系統周波数検出器70から出力される系統周波数frstを保持し、HighレベルからLowレベルに変化したタイミングで、系統周波数frstの保持を解除する。   The holder 71 holds the system frequency frst output from the system frequency detector 70 at the timing when the power failure detection signal Sd changes from the Low level to the High level, and at the timing when the system frequency changes from the High level to the Low level. Release the holding of frst.

積分器72は、保持器71から出力される系統周波数frstを積分し、系統位相θrstを生成し、有効電流補償部41および加算器73へ出力する。加算器73は、系統位相θrstに系統位相補償値dθrstを加算して系統補正位相θrst’を生成し、生成した系統補正位相θrst’を系統パルスパターン生成器76へ出力する。   The integrator 72 integrates the system frequency frst output from the holder 71 to generate the system phase θrst, and outputs the system phase θrst to the active current compensator 41 and the adder 73. The adder 73 adds the system phase compensation value dθrst to the system phase θrst to generate the system correction phase θrst ′, and outputs the generated system correction phase θrst ′ to the system pulse pattern generator 76.

発電機位相生成器74は、回転位置θに回転電機3の極対数を掛け算することにより、発電機位相θuvwを生成し、加算器75へ出力する。加算器75は、発電機位相θuvwに発電機位相補正値dθuvwを加算して発電機補正位相θuvw’を生成し、生成した発電機補正位相θuvw’を発電機パルスパターン生成器77へ出力する。 Generator phase generator 74, by multiplying the number of pole pairs of the rotary electric machine 3 to the rotational position theta G, generates a generator phase Shitauvw, and outputs it to the adder 75. The adder 75 adds the generator phase correction value dθuvw to the generator phase θuvw to generate the generator correction phase θuvw ′, and outputs the generated generator correction phase θuvw ′ to the generator pulse pattern generator 77.

パルスパターン生成部43は、図5に示す電流形インバータモデルを用いてスイッチ駆動信号S1〜S18を生成する。図5は、電流形インバータモデルを示す図である。   The pulse pattern generation unit 43 generates the switch drive signals S1 to S18 using the current source inverter model shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing a current source inverter model.

図5に示す電流形インバータモデル80は、コンバータ81とインバータ82を備えるモデルである。コンバータ81は、電力系統2のR相、S相、T相にフルブリッジ接続された複数のスイッチング素子から構成される。かかるコンバータ81の各スイッチング素子は、スイッチ駆動信号Srp、Ssp、Stp、Srn、Ssn、Stn(以下、「スイッチ駆動信号Srp〜Stn」と記載する)によって駆動される。   A current source inverter model 80 shown in FIG. 5 is a model including a converter 81 and an inverter 82. Converter 81 is composed of a plurality of switching elements that are full-bridge connected to the R phase, S phase, and T phase of power system 2. Each switching element of the converter 81 is driven by switch drive signals Srp, Ssp, Stp, Srn, Ssn, Stn (hereinafter referred to as “switch drive signals Srp to Stn”).

インバータ82は、回転電機3のU相、V相、W相にフルブリッジ接続された複数のスイッチング素子から構成される。かかるインバータ82の各スイッチング素子は、スイッチ駆動信号Sup、Svp、Swp、Sun、Svn、Swn(以下、「スイッチ駆動信号Sup〜Swn」と記載する)によって駆動される。   The inverter 82 is composed of a plurality of switching elements connected in full bridge to the U phase, V phase, and W phase of the rotating electrical machine 3. Each switching element of the inverter 82 is driven by a switch drive signal Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn (hereinafter referred to as “switch drive signals Sup to Swn”).

系統パルスパターン生成器76は、系統位相θrstに対して120°通電の電流を流すコンバータ81のスイッチ駆動信号Srp〜Stnのパターンを有しており、系統補正位相θrst’に応じてスイッチ駆動信号Srp〜Stnを生成する。図6は、系統位相θrstとスイッチ駆動信号Srp〜Stnとの関係を示す図であり、系統位相θrstに対して90°進んだ120°通電の電流を流すための両者の関係を表すものである。   The system pulse pattern generator 76 has a pattern of switch drive signals Srp to Stn of the converter 81 that supplies a current of 120 ° with respect to the system phase θrst, and the switch drive signal Srp according to the system correction phase θrst ′. ~ Stn is generated. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the system phase θrst and the switch drive signals Srp to Stn, and shows the relationship between the two for flowing a 120 ° energization current advanced by 90 ° with respect to the system phase θrst. .

系統補正位相θrst’は、系統有効電流IPがゼロとなるように求められた系統位相補償値dθrstが系統位相θrstに加算されて生成される。そのため、系統パルスパターン生成器76は、系統補正位相θrst’に基づき、図6に示すようにスイッチ駆動信号Srp〜Stnを生成することにより、電力系統2側に90°進みでかつ系統有効電流IPがゼロである無効電流を流すことができる。   The system correction phase θrst ′ is generated by adding the system phase compensation value dθrst obtained so that the system active current IP becomes zero to the system phase θrst. Therefore, the system pulse pattern generator 76 generates the switch drive signals Srp to Stn based on the system correction phase θrst ′ as shown in FIG. It is possible to pass a reactive current with zero.

系統パルスパターン生成器76は、電力系統2側のいずれか2つの相の間に電流を流すスイッチング素子を常にオンにするようにスイッチ駆動信号Srp〜Stnを生成する。例えば、0°≦θrst<30°、330°≦θrst<360°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Stn、SspがHighレベルであり、その他はLowレベルである。これにより、T相とS相との間に電流が流れる。   The system pulse pattern generator 76 generates the switch drive signals Srp to Stn so as to always turn on the switching element that allows current to flow between any two phases on the power system 2 side. For example, when 0 ° ≦ θrst <30 ° and 330 ° ≦ θrst <360 °, the switch drive signals Stn and Ssp are at the high level, and the others are at the low level. Thereby, a current flows between the T phase and the S phase.

同様に、30°≦θrst<90°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Srn、SspがHighレベルであり、R相とS相との間に電流が流れる。90°≦θrst<150°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Srn、StpがHighレベルであり、R相とT相との間に電流が流れる。150°≦θrst<210°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Ssn、StpがHighレベルであり、S相とT相との間に電流が流れる。   Similarly, when it is in a range of 30 ° ≦ θrst <90 °, the switch drive signals Srn and Ssp are at a high level, and a current flows between the R phase and the S phase. In the case of 90 ° ≦ θrst <150 °, the switch drive signals Srn and Stp are at a high level, and a current flows between the R phase and the T phase. When it is in the range of 150 ° ≦ θrst <210 °, the switch drive signals Ssn and Stp are at the high level, and a current flows between the S phase and the T phase.

210°≦θrst<270°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Ssn、SrpがHighレベルであり、S相とR相との間に電流が流れる。270°≦θrst<330°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Stn、SrpがHighレベルであり、T相とR相との間に電流が流れる。このように、系統パルスパターン生成器76は、系統位相θrstに対して90°進んだ位相の電流が流れるようにパルスパターンを生成する。   When in the range of 210 ° ≦ θrst <270 °, the switch drive signals Ssn and Srp are at a high level, and a current flows between the S phase and the R phase. In the case of 270 ° ≦ θrst <330 °, the switch drive signals Stn and Srp are at a high level, and a current flows between the T phase and the R phase. Thus, the system pulse pattern generator 76 generates a pulse pattern so that a current having a phase advanced by 90 ° with respect to the system phase θrst flows.

電力系統2側のいずれか2つの相の間に電圧波形から位相が90°進んだ電流を流すように、コンバータ81に対して120°通電制御を行った場合、流れる電流にLCフィルタ11の共振周波数と一致する周波数成分が含まれることがあり、これによって共振現象が発生する。かかる共振現象が発生した場合、電力系統2側のいずれか2つの相の間に流れる電流や電圧の波形に歪が生じる。   In the case where 120 ° energization control is performed on the converter 81 such that a current whose phase is advanced by 90 ° from the voltage waveform flows between any two phases on the power system 2 side, the resonance of the LC filter 11 is applied to the flowing current. A frequency component that matches the frequency may be included, which causes a resonance phenomenon. When such a resonance phenomenon occurs, distortion occurs in the waveform of the current or voltage that flows between any two phases on the power system 2 side.

パルスパターン生成部43は、スイッチ駆動信号Srp〜Stnによって駆動される各スイッチング素子に対して、120°通電制御およびPWM制御を併用してオン/オフ制御を行うことによって共振現象の発生を抑制する。   The pulse pattern generation unit 43 suppresses the occurrence of a resonance phenomenon by performing on / off control using 120 ° energization control and PWM control for each switching element driven by the switch drive signals Srp to Stn. .

例えば、図6に示すように、パルスパターン生成部43の系統パルスパターン生成器76は、30°≦θrst<150°の範囲でスイッチ駆動信号SrnがHighレベルとなる120°通電制御用のパルスパターンを生成する。   For example, as shown in FIG. 6, the system pulse pattern generator 76 of the pulse pattern generation unit 43 uses a pulse pattern for 120 ° energization control in which the switch drive signal Srn is at a high level in a range of 30 ° ≦ θrst <150 °. Is generated.

かかる場合、系統パルスパターン生成器76は、例えば、0°≦θrst<30°の範囲で、θrstが30°に近くなるほど、スイッチ駆動信号SrnがHighレベルとなるパルス幅が段階的に大きくなるPWM制御用のパルスパターンを生成する。また、系統パルスパターン生成器76は、150°≦θrst<180°の範囲で、θrstが180°に近くなるほど、スイッチ駆動信号SrnがHighレベルとなるパルスの幅が段階的に小さくなるPWM制御用のパルスパターンを生成する。   In such a case, the system pulse pattern generator 76, for example, in the range of 0 ° ≦ θrst <30 °, the pulse width at which the switch drive signal Srn becomes a high level gradually increases as θrst approaches 30 °. A pulse pattern for control is generated. Further, the system pulse pattern generator 76 is used for PWM control in a range of 150 ° ≦ θrst <180 °, and the width of the pulse at which the switch drive signal Srn becomes a high level gradually decreases as θrst approaches 180 °. The pulse pattern is generated.

そして、系統パルスパターン生成器76は、他のスイッチ駆動信号Ssn、Stn、Srp、Ssp、Stpについても、図6に示すように、120°通電用のパルスパターンとPWM制御用のパルスパターンとを同様に生成する。   The system pulse pattern generator 76 generates a 120 ° energization pulse pattern and a PWM control pulse pattern for the other switch drive signals Ssn, Stn, Srp, Ssp, Stp as shown in FIG. Generate in the same way.

そして、パルスパターン生成部43は、これらのスイッチ駆動信号Srp〜Stn、および後に詳述する発電機パルスパターン生成器77によって生成されるスイッチ駆動信号Sup〜Swnに基づいてスイッチ駆動信号S1〜S18を生成する。これにより、電力系統2側のいずれか2つの相の間に流す電流の波形を正弦波形に近付けることができるので、共振現象の発生を抑制することができる。   The pulse pattern generation unit 43 generates the switch drive signals S1 to S18 based on the switch drive signals Srp to Stn and the switch drive signals Sup to Swn generated by the generator pulse pattern generator 77 described in detail later. Generate. Thereby, since the waveform of the electric current sent between any two phases by the side of the electric power grid | system 2 can be brought close to a sine waveform, generation | occurrence | production of a resonance phenomenon can be suppressed.

ここで、図7および図8を参照し、スイッチ駆動信号Srp〜Stnを生成する系統パルスパターン生成器76の具体的構成の一例について説明する。図7は、系統パルスパターン生成器76の具体的構成の一例を示す図であり、図8は、系統パルスパターン生成器76の動作の一例を示す図である。   Here, an example of a specific configuration of the system pulse pattern generator 76 that generates the switch drive signals Srp to Stn will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the system pulse pattern generator 76, and FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the operation of the system pulse pattern generator 76.

図7に示すように、系統パルスパターン生成器76は、タイマ91と、位相シフト器761、762と、R相用駆動信号生成器90aと、S相用駆動信号生成器90bと、T相用駆動信号生成器90cとを備える。   As shown in FIG. 7, the system pulse pattern generator 76 includes a timer 91, phase shifters 761, 762, an R-phase drive signal generator 90a, an S-phase drive signal generator 90b, and a T-phase drive signal generator. And a drive signal generator 90c.

タイマ91は、停電検出信号SdがHighレベルになった時点からの時間を計測する。かかるタイマ91は、図示しないプロセッサの動作クロックに基づいて時間の計測を行い、計測した時間をR相用駆動信号生成器90aと、S相用駆動信号生成器90bと、T相用駆動信号生成器90cとへ出力する。   The timer 91 measures the time from when the power failure detection signal Sd becomes High level. The timer 91 measures time based on an operation clock of a processor (not shown), and uses the measured time for the R-phase drive signal generator 90a, the S-phase drive signal generator 90b, and the T-phase drive signal generation. Output to the device 90c.

位相シフト器761は、加算器73(図3参照)から入力される系統補正位相θrst’に120°の位相を加算してS相用駆動信号生成器90bへ出力する。また、位相シフト器762は、加算器73(図3参照)から入力される系統補正位相θrst’に240°の位相を加算してT相用駆動信号生成器90cへ出力する。なお、R相用駆動信号生成器90aには、加算器73(図3参照)から系統補正位相θrst’が入力される。   The phase shifter 761 adds a phase of 120 ° to the system correction phase θrst ′ input from the adder 73 (see FIG. 3), and outputs the result to the S-phase drive signal generator 90b. Further, the phase shifter 762 adds a phase of 240 ° to the system correction phase θrst ′ input from the adder 73 (see FIG. 3), and outputs the result to the T-phase drive signal generator 90c. The system correction phase θrst ′ is input from the adder 73 (see FIG. 3) to the R-phase drive signal generator 90a.

R相用駆動信号生成器90aは、電力系統2のR相へ流す電流を制御するためのスイッチ駆動信号Srp、Srnを生成してGeGrスイッチ駆動信号生成器78およびGrGeスイッチ駆動信号生成器79(図3参照)へ出力する。   The R-phase drive signal generator 90a generates switch drive signals Srp and Srn for controlling the current flowing to the R-phase of the electric power system 2 to generate a GeGr switch drive signal generator 78 and a GrGe switch drive signal generator 79 ( (See FIG. 3).

S相用駆動信号生成器90bは、電力系統2のS相へ流す電流を制御するためのスイッチ駆動信号Ssp、Ssnを生成してGeGrスイッチ駆動信号生成器78およびGrGeスイッチ駆動信号生成器79(図3参照)へ出力する。   The S-phase drive signal generator 90b generates switch drive signals Ssp and Ssn for controlling the current flowing to the S-phase of the power system 2 to generate a GeGr switch drive signal generator 78 and a GrGe switch drive signal generator 79 ( (See FIG. 3).

T相用駆動信号生成器90cは、電力系統2のT相へ流す電流を制御するためのスイッチ駆動信号Stp、Stnを生成してGeGrスイッチ駆動信号生成器78およびGrGeスイッチ駆動信号生成器79(図3参照)へ出力する。   The T-phase drive signal generator 90c generates switch drive signals Stp and Stn for controlling the current flowing to the T-phase of the electric power system 2 to generate a GeGr switch drive signal generator 78 and a GrGe switch drive signal generator 79 ( (See FIG. 3).

ここで、S相用駆動信号生成器90bは、スイッチ駆動信号Srnよりも120°位相が遅れたスイッチ駆動信号Ssn、スイッチ駆動信号Srpよりも120°位相が遅れたスイッチ駆動信号Sspを出力するが、R相用駆動信号生成器90aと同一構成である。   Here, the S-phase drive signal generator 90b outputs a switch drive signal Ssn whose phase is delayed by 120 ° from the switch drive signal Srn and a switch drive signal Ssp whose phase is delayed by 120 ° from the switch drive signal Srp. The configuration is the same as that of the R-phase drive signal generator 90a.

また、T相用駆動信号生成器90cは、スイッチ駆動信号Srnよりも240°位相が遅れたスイッチ駆動信号Stn、スイッチ駆動信号Srpよりも240°位相が遅れたスイッチ駆動信号Stpを出力するが、R相用駆動信号生成器90aと同一構成である。   The T-phase drive signal generator 90c outputs a switch drive signal Stn that is 240 degrees behind the switch drive signal Srn and a switch drive signal Stp that is 240 degrees behind the switch drive signal Srp. The configuration is the same as that of the R-phase drive signal generator 90a.

このため、ここでは、R相用駆動信号生成器90aの構成および動作について説明し、S相用駆動信号生成器90b、T相用駆動信号生成器90cが備える構成要素については、R相用駆動信号生成器90aと同一の符号を付することにより、その説明を省略する。   Therefore, here, the configuration and operation of the R-phase drive signal generator 90a will be described, and the components included in the S-phase drive signal generator 90b and the T-phase drive signal generator 90c will be described. The same reference numerals as those of the signal generator 90a are attached, and the description thereof is omitted.

R相用駆動信号生成器90aは、変調波信号生成器92と、キャリア信号生成器93と、比較器94とを備える。また、変調波信号生成器92は、正弦波生成器95と増幅器96とを備える。正弦波生成器95は、加算器73(図3参照)から入力される系統補正位相θrst’と180°位相の異なる正弦波信号を生成し、増幅器96へ出力する。このとき、正弦波生成器95は、振幅が「‐1」と「1」との間で変動する正弦波信号を生成して増幅器96へ出力する。   The R-phase drive signal generator 90 a includes a modulated wave signal generator 92, a carrier signal generator 93, and a comparator 94. The modulated wave signal generator 92 includes a sine wave generator 95 and an amplifier 96. The sine wave generator 95 generates a sine wave signal having a phase difference of 180 ° from the system correction phase θrst ′ input from the adder 73 (see FIG. 3), and outputs it to the amplifier 96. At this time, the sine wave generator 95 generates a sine wave signal whose amplitude varies between “−1” and “1” and outputs it to the amplifier 96.

増幅器96は、正弦波生成器95から入力される変調波信号の振幅を2倍に増幅することによって変調波信号(図8参照)を生成し、比較器94へ出力する。   The amplifier 96 generates a modulated wave signal (see FIG. 8) by amplifying the amplitude of the modulated wave signal input from the sine wave generator 95, and outputs the modulated wave signal to the comparator 94.

キャリア信号生成器93は、三角波生成器97と増幅器98とを備える。三角波生成器97は、タイマ91から入力される時間と所定のキャリア周波数とに基づいて、図8に示すように、振幅が「0」と「1」との間で変動する三角波である第1のキャリア信号を生成し、比較器94と増幅器98とへ出力する。増幅器98は、図8に示すように、第1のキャリア信号を−1倍に増幅することによって振幅が「0」と「−1」との間で変動する三角波である第2のキャリア信号を生成し、比較器94へ出力する。   The carrier signal generator 93 includes a triangular wave generator 97 and an amplifier 98. The triangular wave generator 97 is a first triangular wave whose amplitude varies between “0” and “1” based on the time input from the timer 91 and the predetermined carrier frequency, as shown in FIG. Are output to the comparator 94 and the amplifier 98. As shown in FIG. 8, the amplifier 98 amplifies the first carrier signal by −1 to obtain a second carrier signal that is a triangular wave whose amplitude varies between “0” and “−1”. Generated and output to the comparator 94.

比較器94は、第1の比較器99と第2の比較器100とを備える。第1の比較器99の非反転入力には、変調波信号生成器92から変調波信号が入力され、反転入力には、キャリア信号生成器93から第1のキャリア信号が入力される。かかる第1の比較器99は、変調波信号と第1のキャリア信号とを逐次比較し、変調波信号の信号レベルが第1のキャリア信号の信号レベルよりも大きい位相の範囲でHighレベルとなるスイッチ駆動信号Srpを生成する。   The comparator 94 includes a first comparator 99 and a second comparator 100. The modulated wave signal is input from the modulated wave signal generator 92 to the non-inverting input of the first comparator 99, and the first carrier signal is input from the carrier signal generator 93 to the inverting input. The first comparator 99 sequentially compares the modulated wave signal with the first carrier signal, and the signal level of the modulated wave signal becomes a high level within a phase range larger than the signal level of the first carrier signal. A switch drive signal Srp is generated.

そして、第1の比較器99は、生成したスイッチ駆動信号SrpをGeGrスイッチ駆動信号生成器78およびGrGeスイッチ駆動信号生成器79(図3参照)へ出力する。ここで、振幅が「0」と「1」との間で変動する第1キャリア信号と比較される変調波信号の波形は、振幅が「−1」と「1」との間で変動する正弦波信号の振幅を2倍に増幅した正弦波の波形である。したがって、スイッチ駆動信号Srpは、210°≦θrst<330°の範囲では、常にHighレベルとなり、120°通電制御用のパルスパターンになる。   Then, the first comparator 99 outputs the generated switch drive signal Srp to the GeGr switch drive signal generator 78 and the GrGe switch drive signal generator 79 (see FIG. 3). Here, the waveform of the modulated wave signal compared with the first carrier signal whose amplitude varies between “0” and “1” is a sine whose amplitude varies between “−1” and “1”. It is a sine wave waveform obtained by amplifying the amplitude of the wave signal by a factor of two. Therefore, the switch drive signal Srp is always at a high level in the range of 210 ° ≦ θrst <330 °, and becomes a pulse pattern for 120 ° energization control.

また、180°≦θrst<210°の範囲、および330°≦θrst<360°の範囲で、スイッチ駆動信号Srpは、変調波信号が第1のキャリア信号よりも大きな位相の範囲で断続的にHighレベルとなり、PWM制御用のパルスパターンになる。   In addition, in the range of 180 ° ≦ θrst <210 ° and the range of 330 ° ≦ θrst <360 °, the switch drive signal Srp is intermittently high in the range of the phase of the modulated wave signal larger than that of the first carrier signal. The level becomes a pulse pattern for PWM control.

一方、第2の比較器100の非反転入力には、キャリア信号生成器93から第2のキャリア信号が入力され、反転入力には、変調波信号生成器92から変調波信号が入力される。かかる第2の比較器100は、第2のキャリア信号と変調波信号とを逐次比較し、第2のキャリア信号の信号レベルが変調波信号の信号レベルよりも大きい位相の範囲でHighレベルとなるスイッチ駆動信号Srnを生成する。   On the other hand, the second carrier signal is input from the carrier signal generator 93 to the non-inverting input of the second comparator 100, and the modulation wave signal is input from the modulation wave signal generator 92 to the inverting input. The second comparator 100 sequentially compares the second carrier signal and the modulated wave signal, and the signal level of the second carrier signal becomes a high level within a phase range larger than the signal level of the modulated wave signal. A switch drive signal Srn is generated.

そして、第2の比較器100は、生成したスイッチ駆動信号SrnをGeGrスイッチ駆動信号生成器78およびGrGeスイッチ駆動信号生成器79(図3参照)へ出力する。これにより、スイッチ駆動信号Srnは、30°≦θrst<150°の範囲では、常にHighレベルとなり、120°通電制御用のパルスパターンになる。   Then, the second comparator 100 outputs the generated switch drive signal Srn to the GeGr switch drive signal generator 78 and the GrGe switch drive signal generator 79 (see FIG. 3). Thus, the switch drive signal Srn is always at a high level in the range of 30 ° ≦ θrst <150 °, and becomes a pulse pattern for 120 ° energization control.

また、0°≦θrst<30°の範囲、および150°≦θrst<180°の範囲で、スイッチ駆動信号Srnは、第2のキャリア信号が変調波信号よりも大きな位相の範囲で断続的にHighレベルとなり、PWM制御用のパルスパターンになる。   In addition, in the range of 0 ° ≦ θrst <30 ° and 150 ° ≦ θrst <180 °, the switch drive signal Srn is intermittently high in the range where the second carrier signal is larger in phase than the modulation wave signal. The level becomes a pulse pattern for PWM control.

このように、R相用駆動信号生成器90aは、120°通電制御を行うためのスイッチ駆動信号Srp、Srnと、120°通電制御を行う前後でPWM制御を行うためのスイッチ駆動信号Srp、Srnとを生成する。   As described above, the R-phase drive signal generator 90a includes the switch drive signals Srp and Srn for performing the 120 ° energization control, and the switch drive signals Srp and Srn for performing the PWM control before and after performing the 120 ° energization control. And generate

なお、図7に示すキャリア信号生成器93は、R相用駆動信号生成器90a、S相用駆動信号生成器90b、T相用駆動信号生成器90cのいずれか一つに設けられてもよい。例えば、R相用駆動信号生成器90aに選択的にキャリア信号生成器93を設けてもよい。かかる場合、R相用駆動信号生成器90aに設けられるキャリア信号生成器93によって、S相用駆動信号生成器90bおよびT相用駆動信号生成器90cの比較器94へ第1のキャリア信号と第2のキャリア信号とを供給する。   The carrier signal generator 93 shown in FIG. 7 may be provided in any one of the R-phase drive signal generator 90a, the S-phase drive signal generator 90b, and the T-phase drive signal generator 90c. . For example, the carrier signal generator 93 may be selectively provided in the R-phase drive signal generator 90a. In this case, the carrier signal generator 93 provided in the R-phase drive signal generator 90a causes the first carrier signal and the first carrier signal to be supplied to the comparator 94 of the S-phase drive signal generator 90b and the T-phase drive signal generator 90c. 2 carrier signals.

また、R相用駆動信号生成器90aの変調波信号生成器92から出力される変調波信号の位相を120°シフトさせた信号と、240°シフトさせた信号とをS相用駆動信号生成器90bおよびT相用駆動信号生成器90cの比較器94へそれぞれ供給してもよい。かかる構成とすれば、位相シフト器761、762を省略することができるとともに、S相用駆動信号生成器90bおよびT相用駆動信号生成器90cから変調波信号生成器92を省略することができる。   Also, an S-phase drive signal generator generates a signal obtained by shifting the phase of the modulated wave signal output from the modulated wave signal generator 92 of the R-phase drive signal generator 90a by 120 ° and a signal shifted by 240 °. 90b and the T-phase drive signal generator 90c may be supplied to the comparator 94, respectively. With this configuration, the phase shifters 761 and 762 can be omitted, and the modulation wave signal generator 92 can be omitted from the S-phase drive signal generator 90b and the T-phase drive signal generator 90c. .

また、図7に示す系統パルスパターン生成器76の構成は、一例であり、変調波信号生成器92の構成や、R相用駆動信号生成器90a、S相用駆動信号生成器90b、T相用駆動信号生成器90cの構成は、さらに種々の変形が可能である。図9は、変形例1に係る変調波信号生成器92aの構成を示す図であり、図10は、変形例2に係るR相用駆動信号生成器90dの構成を示す図である。   The configuration of the system pulse pattern generator 76 shown in FIG. 7 is an example, and the configuration of the modulated wave signal generator 92, the R-phase drive signal generator 90a, the S-phase drive signal generator 90b, and the T-phase Various modifications can be further made to the configuration of the driving signal generator 90c. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a modulated wave signal generator 92a according to Modification 1. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an R-phase drive signal generator 90d according to Modification 2.

図9に示すように、変形例1に係る変調波信号生成器92aは、正弦波生成器95(図7参照)に代えて、台形波テーブル95aを備える。台形波テーブル95aは、120°通電制御を行う位相範囲で振幅が「1」または「−1」に固定され、120°通電制御を行う前後の位相範囲で直線となる台形波が記憶されたテーブルである。そして、台形波テーブル95aは、加算器73(図3参照)から入力される系統補正位相θrst’に応じた位相で台形波を比較器94へ出力する。   As shown in FIG. 9, the modulated wave signal generator 92a according to the first modification includes a trapezoidal wave table 95a instead of the sine wave generator 95 (see FIG. 7). The trapezoidal wave table 95a is a table in which the amplitude is fixed to “1” or “−1” in the phase range in which 120 ° energization control is performed, and the trapezoidal wave that is linear in the phase range before and after performing 120 ° energization control is stored. It is. Then, the trapezoidal wave table 95a outputs a trapezoidal wave to the comparator 94 with a phase corresponding to the system correction phase θrst ′ input from the adder 73 (see FIG. 3).

かかるR相用駆動信号生成器90aによっても、図7に示すR相用駆動信号生成器90aと同様に、120°通電制御を行うためのスイッチ駆動信号Srp、Srnと、120°通電制御を行う前後でPWM制御を行うためのスイッチ駆動信号Srp、Srnとを生成することができる。   Similarly to the R-phase drive signal generator 90a shown in FIG. 7, the R-phase drive signal generator 90a performs switch drive signals Srp and Srn for performing 120 ° energization control and 120 ° energization control. Switch drive signals Srp and Srn for performing PWM control before and after can be generated.

これにより、R相へ流す電流の波形をより正弦波形へ近付けることができるので、共振現象の発生を抑制することができる。したがって、電流および電圧の波形に生じる共振現象に起因した歪みを低減することができる。   Thereby, since the waveform of the current flowing through the R phase can be made closer to a sine waveform, the occurrence of a resonance phenomenon can be suppressed. Therefore, distortion caused by a resonance phenomenon that occurs in the current and voltage waveforms can be reduced.

なお、台形波テーブル95aによって記憶される台形波は、120°通電制御を行う位相範囲で振幅が「1」または「−1」に固定され、120°通電制御を行う前後の位相範囲で、図8に示す変調波信号における対応部分の傾きを近似した曲線であってもよい。   Note that the trapezoidal wave stored by the trapezoidal wave table 95a has a fixed amplitude of “1” or “−1” in the phase range in which 120 ° energization control is performed, and in the phase range before and after the 120 ° energization control. 8 may be a curve approximating the slope of the corresponding portion in the modulated wave signal shown in FIG.

また、図10に示すように、変形例2に係るR相用駆動信号生成器90dは、Srp用パルステーブル101と、Srn用パルステーブル102とを備える。Srp用パルステーブル101は、図7に示す第1の比較器99が出力するスイッチ駆動信号Srpを記憶したテーブルである。また、Srn用パルステーブル102は、図7に示す第2の比較器100が出力するスイッチ駆動信号Srnを記憶したテーブルである。   As shown in FIG. 10, the R-phase drive signal generator 90d according to the second modification includes an Srp pulse table 101 and an Srn pulse table 102. The Srp pulse table 101 is a table that stores the switch drive signal Srp output from the first comparator 99 shown in FIG. The Srn pulse table 102 is a table that stores the switch drive signal Srn output from the second comparator 100 shown in FIG.

Srp用パルステーブル101は、入力される系統補正位相θrst’に応じた位相でスイッチ駆動信号Srpを出力する。また、Srn用パルステーブル102は、入力される系統補正位相θrst’に応じた位相でスイッチ駆動信号Srnを出力する。   The Srp pulse table 101 outputs the switch drive signal Srp with a phase corresponding to the input system correction phase θrst ′. The Srn pulse table 102 outputs the switch drive signal Srn with a phase corresponding to the input system correction phase θrst ′.

上述したように、系統パルスパターン生成器76は、電力系統2の各相へ流す電流を制御するスイッチング素子に対して、120°通電制御とPWM制御を併用してオン/オフ制御を行うスイッチ駆動信号Srp〜Stnのパルスパターンを生成する。これにより、電力系統2の各相へ流す電流の波形を正弦波の波形へ近付けることができるので、共振現象の発生を抑制することができ、電流および電圧の波形に生じる共振現象に起因した歪みを低減することができる。   As described above, the system pulse pattern generator 76 performs switch driving that performs on / off control using 120 ° energization control and PWM control for the switching element that controls the current flowing to each phase of the power system 2. A pulse pattern of the signals Srp to Stn is generated. As a result, the waveform of the current flowing through each phase of the power system 2 can be brought close to a sinusoidal waveform, so that the occurrence of the resonance phenomenon can be suppressed, and the distortion caused by the resonance phenomenon generated in the current and voltage waveforms. Can be reduced.

また、系統パルスパターン生成器76は、電力系統2の各相へ流す電流を制御するスイッチング素子を120°制御によってオンにする前後でPWM制御を行うスイッチ駆動信号Srp〜Stnのパルスパターンを生成する。これにより、電力系統2の各相へ流す電流の波形を正弦波の波形へより正確に近付けることができる。   Further, the system pulse pattern generator 76 generates a pulse pattern of switch drive signals Srp to Stn that performs PWM control before and after the switching element that controls the current flowing to each phase of the power system 2 is turned on by 120 ° control. . As a result, the waveform of the current flowing through each phase of the power system 2 can be made closer to the waveform of the sine wave more accurately.

また、系統パルスパターン生成器76は、図8に示す第1および第2のキャリア信号と変調波信号を比較することで、120°通電制御用とPWM制御用とのスイッチ駆動信号Srp〜Stnのパルスパターンを生成する。   Further, the system pulse pattern generator 76 compares the first and second carrier signals shown in FIG. 8 with the modulated wave signal, so that the switch drive signals Srp to Stn for 120 ° energization control and PWM control are compared. Generate a pulse pattern.

このため、系統パルスパターン生成器76は、120°通電制御用のスイッチ駆動信号Srp〜Stnを生成する処理部と、PWM制御用のスイッチ駆動信号Srp〜Stnとを個別に設ける必要がない。したがって、系統パルスパターン生成器76によれば、回路規模の増大を抑制しつつ、電流および電圧の波形に生じる共振現象に起因した歪みを低減することができる。   For this reason, the system pulse pattern generator 76 does not need to separately provide a processing unit that generates switch drive signals Srp to Stn for 120 ° energization control and switch drive signals Srp to Stn for PWM control. Therefore, according to the system pulse pattern generator 76, it is possible to reduce the distortion caused by the resonance phenomenon occurring in the current and voltage waveforms while suppressing an increase in circuit scale.

なお、ここでは、120°通電制御を行う前後でPWM制御を行う場合について説明したが、120°通電制御を行う前または後のいずれか一方でPWM制御を行ってもよい。かかる制御を行うことによっても、PWM制御を行わない場合に比べて、共振現象の発生を抑制し、電流および電圧の波形に生じる共振現象に起因した歪みを低減することができる。   Here, the case where PWM control is performed before and after performing 120 ° energization control has been described, but PWM control may be performed either before or after performing 120 ° energization control. By performing such control, it is possible to suppress the occurrence of a resonance phenomenon and to reduce the distortion caused by the resonance phenomenon that occurs in the current and voltage waveforms as compared with the case where PWM control is not performed.

図3へ戻り、発電機パルスパターン生成器77は、発電機補正位相θuvw’に応じたスイッチ駆動信号Sup〜Swnを生成する。ここで、図11を参照し、発電機位相θuvwとスイッチ駆動信号Sup〜Swnとの関係について説明する。図11は、発電機位相θuvwとスイッチ駆動信号Sup〜Swnとの関係を示す図である。   Returning to FIG. 3, the generator pulse pattern generator 77 generates switch drive signals Sup to Swn corresponding to the generator correction phase θuvw ′. Here, the relationship between the generator phase θuvw and the switch drive signals Sup to Swn will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the generator phase θuvw and the switch drive signals Sup to Swn.

発電機パルスパターン生成器77は、発電機位相θuvwに対して120°通電の電流を流すインバータ82のスイッチ駆動信号Sup〜Swnのパターンを有し、発電機補正位相θuvw’に応じてスイッチ駆動信号Sup〜Swnを出力する。   The generator pulse pattern generator 77 has a pattern of switch drive signals Sup to Swn of the inverter 82 that flows a current of 120 ° with respect to the generator phase θuvw, and the switch drive signal according to the generator correction phase θuvw ′. Sup to Swn are output.

発電機補正位相θuvw’は、偏差である系統無効電流偏差がゼロとなるように求められた発電機位相補正値dθuvwが発電機位相θuvwに加算されて求められる。そのため、発電機パルスパターン生成器77は、発電機補正位相θuvw’を基準とすることで、図11に示すように、発電機位相θuvwに対して、90°−dθuvw遅れた電流が流れるように、スイッチ駆動信号Sup〜Swnを出力する。これにより、系統無効電流指令IQrefと等しい大きさの無効電流を電力系統2側に流すことができる。   The generator correction phase θuvw ′ is obtained by adding the generator phase correction value dθuvw obtained so that the system reactive current deviation as a deviation becomes zero to the generator phase θuvw. Therefore, the generator pulse pattern generator 77 uses the generator correction phase θuvw ′ as a reference so that a current delayed by 90 ° −dθuvw flows with respect to the generator phase θuvw as shown in FIG. The switch drive signals Sup to Swn are output. As a result, a reactive current having a magnitude equal to the grid reactive current command IQref can be passed to the power grid 2 side.

発電機パルスパターン生成器77は、回転電機3側のいずれか2つの相の間に電流を流すスイッチング素子を常にオンにするようにスイッチ駆動信号Sup〜Swnを出力する。例えば、0°≦θuvw−dθuvw<30°、330°≦θuvw−dθuvw<360°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Swp、SvnがHighレベルであり、その他はLowレベルである。これにより、W相とV相との間に電流が流れる。   The generator pulse pattern generator 77 outputs switch drive signals Sup to Swn so as to always turn on a switching element that allows current to flow between any two phases on the rotating electrical machine 3 side. For example, when the ranges are 0 ° ≦ θuvw−dθuvw <30 ° and 330 ° ≦ θuvw−dθuvw <360 °, the switch drive signals Swp and Svn are at the high level, and the others are at the low level. Thereby, a current flows between the W phase and the V phase.

同様に、30°≦θuvw−dθuvw<90°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Sup、SvnがHighレベルであり、U相とV相との間に電流が流れる。90°≦θuvw−dθuvw<150°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Sup、SwnがHighレベルであり、U相とW相との間に電流が流れる。150°≦θuvw−dθuvw<210°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Svp、SwnがHighレベルであり、V相とW相との間に電流が流れる。   Similarly, when it is in the range of 30 ° ≦ θuvw−dθuvw <90 °, the switch drive signals Sup and Svn are at a high level, and a current flows between the U phase and the V phase. When it is in the range of 90 ° ≦ θuvw−dθuvw <150 °, the switch drive signals Sup and Swn are at a high level, and a current flows between the U phase and the W phase. When in the range of 150 ° ≦ θuvw−dθuvw <210 °, the switch drive signals Svp and Swn are at a high level, and a current flows between the V phase and the W phase.

210°≦θuvw−dθuvw<270°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Svp、SunがHighレベルであり、V相とU相との間に電流が流れる。270°≦θuvw−dθuvw<330°の範囲にある場合、スイッチ駆動信号Swp、SunがHighレベルであり、W相とU相との間に電流が流れる。このように、発電機パルスパターン生成器77は、発電機位相θuvwに対して、90°−dθuvw遅れた電流が流れるようにパルスパターンを生成する。   When in the range of 210 ° ≦ θuvw−dθuvw <270 °, the switch drive signals Svp and Sun are at the high level, and a current flows between the V phase and the U phase. When 270 ° ≦ θuvw−dθuvw <330 °, the switch drive signals Swp and Sun are at a high level, and a current flows between the W phase and the U phase. In this way, the generator pulse pattern generator 77 generates a pulse pattern so that a current delayed by 90 ° −dθuvw flows with respect to the generator phase θuvw.

GeGrスイッチ駆動信号生成器78は、スイッチ駆動信号Srn、Ssn、Stn、Sup、Svp、Swpに基づき、下記式(2)を用いて、スイッチ駆動信号Sur、Sus、Sut、Svr、Svs、Svt、Swr、Sws、Swtを生成する。

Figure 0005590106
Based on the switch drive signals Srn, Ssn, Stn, Sup, Svp, and Swp, the GeGr switch drive signal generator 78 uses the following equation (2) to switch drive signals Sur, Sus, Sut, Svr, Svs, Svt, Swr, Sws, and Swt are generated.
Figure 0005590106

上記式(2)において、スイッチ駆動信号Sur、Sus、Sut、Svr、Svs、Svt、Swr、Sws、Swtは、図12に示すように、双方向スイッチSw1〜Sw9のうち、回転電機3側から電力系統2へ電流を流す片方向スイッチング素子31、32を駆動する信号である。図12は、電力変換部10の構成例を示す図である。なお、図12に示す電力変換部10の構成例では、双方向スイッチSw1〜Sw9の構成が図2に示す例とは異なる。すなわち、図12に示す双方向スイッチSw1〜Sw9は、図2に示す双方向スイッチSw1〜Sw9における片方向スイッチング素子31、32のコレクタ、ダイオード33、34を共通に接続した構成である。かかる接続構成であっても、図12に示す双方向スイッチSw1〜Sw9の動作は図2に示す双方向スイッチSw1〜Sw9の動作と変わらない。   In the above formula (2), the switch drive signals Sur, Sus, Sut, Svr, Svs, Svt, Swr, Sws, Swt are from the rotary electric machine 3 side of the bidirectional switches Sw1 to Sw9 as shown in FIG. This is a signal for driving the unidirectional switching elements 31 and 32 for passing a current to the power system 2. FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the power conversion unit 10. In the configuration example of the power conversion unit 10 illustrated in FIG. 12, the configurations of the bidirectional switches Sw1 to Sw9 are different from the example illustrated in FIG. That is, the bidirectional switches Sw1 to Sw9 shown in FIG. 12 have a configuration in which the collectors of the unidirectional switching elements 31 and 32 and the diodes 33 and 34 in the bidirectional switches Sw1 to Sw9 shown in FIG. Even with such a connection configuration, the operations of the bidirectional switches Sw1 to Sw9 shown in FIG. 12 are the same as the operations of the bidirectional switches Sw1 to Sw9 shown in FIG.

GrGeスイッチ駆動信号生成器79は、スイッチ駆動信号Sun、Svn、Swn、Srp、Ssp、Stpに基づき、下記式(3)を用いて、スイッチ駆動信号Sru、Ssu、Stu、Srv、Ssv、Stv、Srw、Ssw、Stwを生成する。

Figure 0005590106
The GrGe switch drive signal generator 79 uses the following formula (3) based on the switch drive signals Sun, Svn, Swn, Srp, Ssp, Stp, and uses the switch drive signals Sru, Ssu, Stu, Srv, Ssv, Stv, Srw, Ssw, and Stw are generated.
Figure 0005590106

上記式(3)において、スイッチ駆動信号Sru、Ssu、Stu、Srv、Ssv、Stv、Srw、Ssw、Stwは、図12に示すように、双方向スイッチSw1〜Sw9のうち電力系統2側から回転電機3側へ電流を流す片方向スイッチング素子31、32を駆動する信号である。   In the above equation (3), the switch drive signals Sru, Ssu, Stu, Srv, Ssv, Stv, Srw, Ssw, and Stw rotate from the power system 2 side of the bidirectional switches Sw1 to Sw9 as shown in FIG. This is a signal for driving the unidirectional switching elements 31 and 32 for supplying a current to the electric machine 3 side.

このように生成されたスイッチ駆動信号Sur、Sru、Sus、Ssu、Sut、Stu、Svr、Srv、Svs、Ssv、Svt、Stv、Swr、Srw、Sws、Ssw、Swt、Stwは、スイッチ駆動信号S1〜S18として、図12に示す対応関係にて、パルスパターン生成部43から電力変換部10へ出力される。   The switch drive signals Sur, Sru, Sus, Ssu, Sut, Stu, Svr, Srv, Svs, Ssv, Svt, Stv, Swr, Srw, Sws, Ssw, Swt, and Stw generated in this way are the switch drive signal S1. Are output from the pulse pattern generation unit 43 to the power conversion unit 10 in correspondence relationships shown in FIG.

これにより、複数の双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する片方向スイッチング素子31、32のうち、電力系統2側のいずれか2つの相の間に電流を流し、かつ、回転電機3側のいずれか2つの相の間に電流を流す片方向スイッチング素子が常にオンにされる。   As a result, among the unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9, a current is passed between any two phases on the power system 2 side, and any one of the rotating electrical machine 3 side is provided. The unidirectional switching element that conducts current between the two phases is always turned on.

また、スイッチ駆動信号S1〜S18によって、複数の双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する片方向スイッチング素子31、32のそれぞれに対して、個別に120°通電制御およびPWM制御が併用されてオン/オフ制御が行われる。これにより、電力系統2側に流れる電流の波形が正弦波形に近付けられるので、共振現象の発生が抑制され、電力系統2側の電流波形および電圧波形に歪みが生じることを抑制することができる。   In addition, 120 ° energization control and PWM control are individually used in combination with each of the unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9 by the switch drive signals S1 to S18. Control is performed. Thereby, since the waveform of the current flowing on the power system 2 side is brought close to a sine waveform, the occurrence of a resonance phenomenon is suppressed, and distortion of the current waveform and voltage waveform on the power system 2 side can be suppressed.

なお、スイッチ駆動信号Srn、Ssn、Stnのいずれか一つが常にHighレベルとなり、スイッチ駆動信号Sup、Svp、Swpのいずれか一つが常にHighレベルとなる。そのため、複数の双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する片方向スイッチング素子31、32のうち、電力系統2側から回転電機3側へ電流を流す片方向スイッチング素子のいずれか1つが常にオンになる。   Note that any one of the switch drive signals Srn, Ssn, and Stn is always at a high level, and any one of the switch drive signals Sup, Svp, and Swp is always at a high level. Therefore, any one of the unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9 is always turned on to flow a current from the power system 2 side to the rotating electrical machine 3 side.

また、スイッチ駆動信号Sun、Svn、Swnのいずれか一つが常にHighレベルとなり、スイッチ駆動信号Srp、Ssp、Stpのいずれか一つが常にHighレベルとなる。そのため、複数の双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する片方向スイッチング素子31、32のうち、回転電機3側から電力系統2側に電流を流す片方向スイッチング素子のいずれか1つが常にオンになる。   In addition, any one of the switch drive signals Sun, Svn, and Swn is always at a high level, and any one of the switch drive signals Srp, Ssp, and Stp is always at a high level. Therefore, any one of the unidirectional switching elements 31 and 32 configuring the plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9 is always turned on, and the unidirectional switching element that allows current to flow from the rotating electrical machine 3 side to the power system 2 side is always turned on.

以上のように、本実施形態に係るマトリクスコンバータ1の制御部15は、第1の駆動制御部20と、第2の駆動制御部21とを備える。第1の駆動制御部20は、複数の双方向スイッチSw1〜Sw9をそれぞれ構成する複数の片方向スイッチング素子31、32を共にオンにして行う電圧制御により電力変換を行う。一方、第2の駆動制御部21は、複数の双方向スイッチSw1〜Sw9をそれぞれ構成する複数の片方向スイッチング素子31、32の一部をオンにして行う電流制御によって電力変換を行う。   As described above, the control unit 15 of the matrix converter 1 according to the present embodiment includes the first drive control unit 20 and the second drive control unit 21. The first drive control unit 20 performs power conversion by voltage control performed by turning on both of the plurality of unidirectional switching elements 31 and 32 that respectively configure the plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9. On the other hand, the second drive control unit 21 performs power conversion by current control performed by turning on some of the plurality of unidirectional switching elements 31 and 32 that respectively configure the plurality of bidirectional switches Sw1 to Sw9.

そして、マトリクスコンバータ1は、電力系統2の電圧が所定値を超える場合に、第1の駆動制御部20によって電力変換制御を行い、電力系統2の電圧が所定値以下である場合に、第2の駆動制御部21によって電力変換制御を行う。これにより、マトリクスコンバータ1は、電力系統2が低電圧になった場合でも、電力系統2側に無効電流を流しながら電力変換動作を継続することができる。   The matrix converter 1 performs power conversion control by the first drive control unit 20 when the voltage of the power system 2 exceeds a predetermined value. When the voltage of the power system 2 is equal to or lower than the predetermined value, the matrix converter 1 The drive control unit 21 performs power conversion control. Thereby, the matrix converter 1 can continue the power conversion operation while flowing the reactive current to the power system 2 side even when the power system 2 becomes a low voltage.

また、第2の駆動制御部21は、双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する複数の片方向スイッチング素子31、32のそれぞれを個別に120°通電制御およびPWM制御を併用してオン/オフ制御する。これにより、マトリクスコンバータ1は、電力系統2側へ流す電流の電流波形を正弦波形に近付けることで、電力系統2側へ流す電流に起因したLCフィルタ11との共振現象によって電圧波形および電流波形に歪みが生じることを防止することができる。   Further, the second drive control unit 21 performs on / off control of each of the plurality of unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the bidirectional switches Sw1 to Sw9 by using 120 ° energization control and PWM control individually. . As a result, the matrix converter 1 brings the current waveform of the current flowing to the power system 2 side closer to a sine waveform, so that the voltage waveform and the current waveform are changed by the resonance phenomenon with the LC filter 11 caused by the current flowing to the power system 2 side. It is possible to prevent distortion from occurring.

発電システムでは、電力系統2が停電などにより低電圧になった場合に、電力系統2へ無効電力を供給することが要求される場合があり、本実施形態に係るマトリクスコンバータ1は、かかる要求に適切に対応することが可能となる。   In the power generation system, when the power system 2 becomes a low voltage due to a power failure or the like, there is a case where it is required to supply reactive power to the power system 2, and the matrix converter 1 according to the present embodiment meets this request. It becomes possible to respond appropriately.

なお、電力系統2の管理者側から無効電力の大きさを規定する系統無効電流指令IQrefが送信される場合、かかる系統無効電流指令IQrefを系統無効電流指令器62から減算器へ出力するようにしてもよい。このようにすることで、外部から電力系統2側の無効電流の大きさを設定することができる。   When a system reactive current command IQref that defines the magnitude of reactive power is transmitted from the manager of the power system 2, the system reactive current command IQref is output from the system reactive current command device 62 to the subtractor. May be. By doing in this way, the magnitude | size of the reactive current by the side of the electric power grid | system 2 can be set from the outside.

また、第2の駆動制御部21は、電流形インバータモデル80をスイッチングモデルとして採用している。コンバータ81には電圧波形から90°進んだ電流を流す120°通電のスイッチングパターンが与えられ、インバータ82には系統無効電流指令IQrefに応じた大きさの無効電流を流すための位相をもった120°通電のスイッチングパターンが与えられる。コンバータ81に与えられるスイッチングパターンとインバータ82に与えられるスイッチングパターンは合成されて双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する片方向スイッチング素子31、32に対するスイッチ駆動信号として出力される。   Further, the second drive control unit 21 employs a current source inverter model 80 as a switching model. The converter 81 is provided with a 120 ° energization switching pattern for supplying a current advanced by 90 ° from the voltage waveform, and the inverter 82 has a phase 120 for supplying a reactive current having a magnitude corresponding to the system reactive current command IQref. ° Energized switching pattern is given. The switching pattern applied to the converter 81 and the switching pattern applied to the inverter 82 are combined and output as a switch drive signal for the unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the bidirectional switches Sw1 to Sw9.

かかる処理により、双方向スイッチSw1〜Sw9を構成する片方向スイッチング素子31、32に対するスイッチ駆動信号として出力されることから、系統無効電流指令IQrefに応じた大きさの無効電流を電力系統2に容易且つ精度よく流すことができる。   As a result of such processing, the switch driving signal is output to the unidirectional switching elements 31 and 32 constituting the bidirectional switches Sw1 to Sw9, so that a reactive current having a magnitude corresponding to the system reactive current command IQref can be easily supplied to the power system 2. And it can be flowed with high accuracy.

また、上述した実施形態では、120°通電のスイッチングパターンを用いて電力変換部10を駆動するようにしたが、制御方法は120°通電のスイッチングパターンに限られるものではない。すなわち、片方向スイッチング素子31、32を個別に制御する電流制御を行うことによって電力系統2側に無効電流を流しながら電力変換動作を継続するものであればよく、種々の変更が可能である。   In the above-described embodiment, the power conversion unit 10 is driven using the 120 ° energization switching pattern, but the control method is not limited to the 120 ° energization switching pattern. That is, it is sufficient that the power conversion operation is continued while flowing the reactive current to the power system 2 side by performing the current control for individually controlling the unidirectional switching elements 31 and 32, and various modifications are possible.

また、上述した実施形態では、回転電機3を同期発電機として説明したが、回転電機3を誘導発電機としてもよい。回転電機3を誘導発電機とする場合、マトリクスコンバータ1は、例えば、以下のように構成される。   In the above-described embodiment, the rotary electric machine 3 is described as a synchronous generator, but the rotary electric machine 3 may be an induction generator. When the rotating electrical machine 3 is an induction generator, the matrix converter 1 is configured as follows, for example.

停電発生後において誘導発電機は残留磁束による発電電圧が発生しており、位置検出器4は、誘導発電機の回転速度を検出する。制御部15は、公知の誘導機のベクトル制御則に従って、誘導発電機に対するトルク指令を略ゼロとした上で、かかるトルク指令に基づきすべり周波数指令を生成し、位置検出器4の検出した回転速度に加算して、出力周波数指令を生成する。   After the power failure, the induction generator generates a generated voltage due to residual magnetic flux, and the position detector 4 detects the rotation speed of the induction generator. The control unit 15 sets the torque command for the induction generator to substantially zero in accordance with a known induction machine vector control law, generates a slip frequency command based on the torque command, and detects the rotational speed detected by the position detector 4. To generate an output frequency command.

そして、制御部15は、出力周波数指令を積分することにより発電機位相θuvwを生成し、生成した発電機位相θuvwを発電機位相補正値dθuvwに加算することで、発電機補正位相θuvw’を生成する。このようにすることで、電力系統2が低電圧になった場合でも、電力系統2側に無効電流を流しながら電力変換動作を継続することができる。   Then, the control unit 15 generates the generator phase θuvw by integrating the output frequency command, and generates the generator correction phase θuvw ′ by adding the generated generator phase θuvw to the generator phase correction value dθuvw. To do. By doing in this way, even if the electric power grid | system 2 becomes a low voltage, electric power conversion operation | movement can be continued, supplying a reactive current to the electric power grid | system 2 side.

また、上述した実施形態では、回転電機3として発電機を適用した例を説明したが回転電機3として電動機を適用することもでき、電力系統2の電圧が低電圧になった場合であっても、電動機の速度起電力によって運転を継続することができる。   In the above-described embodiment, an example in which a generator is applied as the rotating electrical machine 3 has been described. However, an electric motor can also be applied as the rotating electrical machine 3, and even when the voltage of the power system 2 becomes a low voltage. The operation can be continued by the speed electromotive force of the electric motor.

すなわち、電力系統2の電圧が低電圧になった場合、電力系統2から電動機への電力供給が困難になるが、電動機の回転子は減速しつつも回転状態にある。そのため、かかる回転によって発生する起電力を、例えば、無効電力として電力系統2へ供給することで運転を継続することができる。   That is, when the voltage of the power system 2 becomes a low voltage, it is difficult to supply power from the power system 2 to the motor, but the rotor of the motor is in a rotating state while decelerating. Therefore, the operation can be continued by supplying the electromotive force generated by the rotation to the power system 2 as, for example, reactive power.

また、上述した実施形態では、有効電流補償部41の一例として、図3に示す構成を説明したが、有効電流補償部41は、テーブルを用いた構成であってもよい。すなわち、有効電流補償部41において、系統有効電流IPおよび系統無効電流IQと系統位相補償値dθrstとの関係を示す二次元テーブルを記憶する記憶部を設け、かかるテーブルから系統相電流値Ir、Is、Itに基づいて、系統位相補償値dθrstを出力してもよい。また、dθrst=−tan−1(IQ/IP)の演算により系統位相補償値dθrstを求めて出力してもよい。 In the above-described embodiment, the configuration illustrated in FIG. 3 has been described as an example of the active current compensation unit 41. However, the active current compensation unit 41 may be configured using a table. That is, the active current compensator 41 is provided with a storage unit that stores a two-dimensional table indicating the relationship between the system active current IP and system reactive current IQ and the system phase compensation value dθrst, and the system phase current values Ir and Is are obtained from the table. , It may output the system phase compensation value dθrst. Alternatively, the system phase compensation value dθrst may be obtained and output by calculating dθrst = −tan −1 (IQ / IP).

また、上述した実施形態では、無効電流補償部42の一例として、図3に示す構成を説明したが、無効電流補償部42は、テーブルを用いた構成であってもよい。すなわち、無効電流補償部42において、系統無効電流指令IQrefと発電機位相補正値dθuvwとの関係を示すテーブルを記憶する記憶部を設け、かかるテーブルから系統無効電流指令IQrefに基づいて、発電機位相補正値dθuvwを出力してもよい。   In the above-described embodiment, the configuration illustrated in FIG. 3 has been described as an example of the reactive current compensation unit 42. However, the reactive current compensation unit 42 may be configured using a table. That is, the reactive current compensation unit 42 is provided with a storage unit that stores a table indicating the relationship between the system reactive current command IQref and the generator phase correction value dθuvw, and the generator phase is determined based on the system reactive current command IQref from the table. The correction value dθuvw may be output.

また、上述した実施形態において、系統パルスパターン生成器76は、系統位相θrstに対して90°遅れた120°通電の電流を流すスイッチ駆動信号Srp〜Stnを生成することもできる。これにより、電力系統2側に90°遅れでかつ系統有効電流IPがゼロである無効電流を流すことができる。なお、電力系統2側に90°遅れによる無効電流を流すのか90°進みによる無効電流を流すのかは、例えば、外部から系統パルスパターン生成器76への設定によって選択することができる。   In the above-described embodiment, the system pulse pattern generator 76 can also generate the switch drive signals Srp to Stn that flow a 120 ° energization current delayed by 90 ° with respect to the system phase θrst. As a result, a reactive current having a delay of 90 ° and a system active current IP of zero can flow to the power system 2 side. Whether the reactive current caused by the 90 ° delay or the reactive current caused by the 90 ° advance is allowed to flow to the power system 2 side can be selected, for example, by setting to the system pulse pattern generator 76 from the outside.

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細及び代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。   Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Accordingly, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.

1 マトリクスコンバータ
2 電力系統(交流電源)
3 回転電機
10 電力変換部
11 LCフィルタ
12 電流検出部
13 電圧検出部
14 停電検出部
15 制御部
20 第1の駆動制御部
21 第2の駆動制御部
22 切替部
90a、90d R相用駆動信号生成器
90b S相用駆動信号生成器
90c T相用駆動信号生成器
92 変調波信号生成器
93 キャリア信号生成器
94 比較器
95a 台形波テーブル
99 第1の比較器
100 第2の比較器
101 Srp用パルステーブル
102 Srn用パルステーブル
1 Matrix converter 2 Power system (AC power supply)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Rotating electrical machinery 10 Power conversion part 11 LC filter 12 Current detection part 13 Voltage detection part 14 Power failure detection part 15 Control part 20 1st drive control part 21 2nd drive control part 22 Switching part 90a, 90d Drive signal for R phase Generator 90b S-phase drive signal generator 90c T-phase drive signal generator 92 Modulated wave signal generator 93 Carrier signal generator 94 Comparator 95a Trapezoidal wave table 99 First comparator 100 Second comparator 101 Srp Pulse table 102 Srn pulse table

Claims (6)

交流電源の各相と回転電機の各相とを接続する複数の双方向スイッチと、
前記複数の双方向スイッチを制御して前記交流電源と前記回転電機との間の電力変換制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記双方向スイッチを構成する複数の片方向スイッチング素子のそれぞれを個別に120°通電制御によってオンする前後で前記複数の片方向スイッチング素子をPWM制御によってオン/オフ制御する
ことを特徴とするマトリクスコンバータ。
A plurality of bidirectional switches for connecting each phase of the AC power source and each phase of the rotating electrical machine;
A control unit that controls the plurality of bidirectional switches to perform power conversion control between the AC power supply and the rotating electrical machine,
The controller is
Matrix converter and controlling the on / off by the PWM control of the plurality of pieces directional switching device before and after on the individual 120 ° conduction control each of the plurality of unidirectional switching elements constituting the bidirectional switch .
前記120°通電制御の期間においてキャリア信号の大きさ以上の変調波信号を生成し、当該変調波信号と前記キャリア信号とを比較することによって前記片方向スイッチング素子を制御するスイッチ駆動信号を生成する駆動信号生成器を備えた
ことを特徴とする請求項に記載のマトリクスコンバータ。
A modulated wave signal that is larger than the magnitude of the carrier signal is generated during the 120 ° energization control period, and a switch drive signal that controls the one-way switching element is generated by comparing the modulated wave signal with the carrier signal. The matrix converter according to claim 1 , further comprising a drive signal generator.
前記変調波信号は、正弦波信号または台形波信号である
ことを特徴とする請求項に記載のマトリクスコンバータ。
The matrix converter according to claim 2 , wherein the modulated wave signal is a sine wave signal or a trapezoidal wave signal.
前記駆動信号生成器は、
前記キャリア信号として、極性の異なる第1のキャリア信号と第2のキャリア信号とを生成するキャリア信号生成器と、
前記変調波信号を生成する変調波信号生成器と、
前記第1のキャリア信号と前記変調波信号とを比較して第1のスイッチ駆動信号を生成する第1の比較器と、
前記第2のキャリア信号と前記変調波信号とを比較して第2のスイッチ駆動信号を生成する第2の比較器と、を備え、
前記第1のスイッチ駆動信号および前記第2のスイッチ駆動信号によってそれぞれ異なる前記片方向スイッチング素子を制御する
ことを特徴とする請求項またはに記載のマトリクスコンバータ。
The drive signal generator is
A carrier signal generator for generating a first carrier signal and a second carrier signal having different polarities as the carrier signal;
A modulated wave signal generator for generating the modulated wave signal;
A first comparator that compares the first carrier signal and the modulated wave signal to generate a first switch drive signal;
A second comparator that compares the second carrier signal and the modulated wave signal to generate a second switch drive signal;
Matrix converter according to claim 2 or 3, characterized in that to control different said unidirectional switching element by the first switch drive signal and the second switch drive signal.
前記制御部は、
前記双方向スイッチを構成する複数の片方向スイッチング素子を共に制御して前記電力変換制御を行う第1の制御モードと、前記双方向スイッチを構成する複数の片方向スイッチング素子を個別に制御して前記電力変換制御を行う第2の制御モードと、を切り替えて実行する
ことを特徴とする請求項1〜のいずれか一つに記載のマトリクスコンバータ。
The controller is
A first control mode for controlling the power conversion control by controlling a plurality of unidirectional switching elements constituting the bidirectional switch, and individually controlling a plurality of unidirectional switching elements constituting the bidirectional switch. matrix converter according to any one of claims 1-4, characterized in that performing by switching a second control mode in which the power conversion control.
前記交流電源の電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記制御部は、
前記交流電源の電圧が所定値を超える場合に、前記第1の制御モードによって前記電力変換制御を行い、前記交流電源の電圧が所定値以下である場合に、前記第2の制御モードによって前記電力変換制御を行う
ことを特徴とする請求項に記載のマトリクスコンバータ。
A voltage detector for detecting the voltage of the AC power supply;
The controller is
When the voltage of the AC power source exceeds a predetermined value, the power conversion control is performed in the first control mode, and when the voltage of the AC power source is equal to or lower than the predetermined value, the power is controlled according to the second control mode. 6. The matrix converter according to claim 5 , wherein conversion control is performed.
JP2012269528A 2012-12-10 2012-12-10 Matrix converter Expired - Fee Related JP5590106B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012269528A JP5590106B2 (en) 2012-12-10 2012-12-10 Matrix converter
KR1020130152242A KR20140074849A (en) 2012-12-10 2013-12-09 Matrix converter and method for controlling matrix converter
EP13196428.0A EP2741410A2 (en) 2012-12-10 2013-12-10 Matrix Converter and Method for Controlling Matrix Converter
US14/101,342 US20140160824A1 (en) 2012-12-10 2013-12-10 Matrix converter and method for controlling matrix converter
CN201310666895.8A CN103872923A (en) 2012-12-10 2013-12-10 Matrix converter and method for controlling matrix converter
KR1020150102371A KR20150088777A (en) 2012-12-10 2015-07-20 Matrix converter and method for controlling matrix converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012269528A JP5590106B2 (en) 2012-12-10 2012-12-10 Matrix converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014117079A JP2014117079A (en) 2014-06-26
JP5590106B2 true JP5590106B2 (en) 2014-09-17

Family

ID=51172557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012269528A Expired - Fee Related JP5590106B2 (en) 2012-12-10 2012-12-10 Matrix converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5590106B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106471723B (en) * 2014-07-31 2019-03-12 三菱电机株式会社 The control device of regeneration converter device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3666433B2 (en) * 2001-09-28 2005-06-29 松下電器産業株式会社 Magnetron drive power supply
JP4059098B2 (en) * 2003-02-18 2008-03-12 富士電機ホールディングス株式会社 AC-AC power converter backup device
JP4506949B2 (en) * 2004-03-30 2010-07-21 株式会社安川電機 Matrix converter device
JP2008172925A (en) * 2007-01-11 2008-07-24 Mitsubishi Electric Corp Backup operation device of matrix converter
JP5329587B2 (en) * 2011-03-07 2013-10-30 株式会社安川電機 Power converter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014117079A (en) 2014-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5888318B2 (en) Matrix converter, wind power generation system, and matrix converter control method
JP6218961B2 (en) Multi-winding motor drive controller
JP5569583B2 (en) Matrix converter
KR20090117836A (en) Power converter
JP2015012729A (en) Matrix converter
JP5333256B2 (en) AC rotating machine control device
US20140160824A1 (en) Matrix converter and method for controlling matrix converter
KR100960043B1 (en) Apparatus and method for controlling space voltage vector in two-phase synchronous permanent magnet motor
JP2013223308A (en) Synchronous machine control device
JP5621103B2 (en) Single-phase signal input device and grid interconnection device
JP6494028B2 (en) Matrix converter, power generation system, control device, and control method
JP2008086083A (en) Pwm inverter control device, pwm inverter control method, and refrigeration air conditioner
KR20160065291A (en) Motor driving module
JP5573919B2 (en) Matrix converter
JP5590106B2 (en) Matrix converter
Ramchand et al. A current error space vector based hysteresis controller with constant switching frequency and simple online boundary computation for VSI fed IM drive
JP6348779B2 (en) Synchronous motor drive system
JP2011217575A (en) Power conversion apparatus
JP7130143B2 (en) Estimation device and AC motor drive device
Mao et al. Research on SVM-DTC of speed sensorless PMSG for the direct-drive wind generation system with CSC
TWI740413B (en) Power conversion device and control method thereof
JP5573935B2 (en) Serial multiple matrix converter
EP4148969A1 (en) Power conversion device and control method thereof
JP5534052B1 (en) Matrix converter
JP6409945B2 (en) Matrix converter

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140401

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140508

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140603

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140613

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140701

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140714

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5590106

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees