JP5849632B2 - Power converter - Google Patents

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  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

本発明は、電力変換装置に関し、特に、マトリックスコンバータを備えた電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device, and more particularly to a power conversion device including a matrix converter.

近年、商用電源からの交流電力を、直流リンクを介さずに任意の電圧および任意の周波数の交流電力に直接変換可能な交流−交流直接形電力変換器であるマトリックスコンバータ(以下、MCとも称する。)が注目されている。   In recent years, a matrix converter (hereinafter also referred to as MC), which is an AC-AC direct power converter that can directly convert AC power from a commercial power source into AC power of any voltage and any frequency without going through a DC link. ) Is attracting attention.

MCは、従来の直流リンクを介したコンバータ・インバータシステムと比較すると、サイズ、寿命および効率の点で有利である。また、電源高調波も少なく、回生動作が可能である。   MC is advantageous in terms of size, life, and efficiency as compared to a conventional converter / inverter system via a DC link. Moreover, there are few power supply harmonics and regenerative operation is possible.

このようなMCの制御方法の一例が、石田宗秋・岩崎雅巳・大熊繁・岩田幸二 著、「入力力率可変正弦波入出力PWM制御サイクロコンバータの波形制御法」、電学論D、Vol.107,No.2,pp.239-246、1987(非特許文献1)に開示されている。すなわち、入力電流の位相を制御するX関数と、出力電圧の位相および振幅を制御するY関数とを合成する。この合成により得られた信号波に対してPWM(Pulse Width Modulation)制御を行なうことで、MCにおける各スイッチを制御するためのスイッチングパルスを得る。   An example of such MC control method is Muneaki Ishida, Masami Iwasaki, Shigeru Okuma, Koji Iwata, “Waveform Control Method of Input Power Factor Variable Sine Wave Input / Output PWM Control Cycloconverter”, Electrical Theory D, Vol. 107, No. 2, pp. 239-246, 1987 (Non-Patent Document 1). That is, the X function for controlling the phase of the input current and the Y function for controlling the phase and amplitude of the output voltage are synthesized. By performing PWM (Pulse Width Modulation) control on the signal wave obtained by this synthesis, a switching pulse for controlling each switch in the MC is obtained.

また、山本吉朗 他 著、「マトリックスコンバータの空間ベクトル変調におけるパルスパターンの改善」、電学論D、Vol.128,No.3,pp.176-183、2008(非特許文献2)には、以下のようなMCの制御方法が開示されている。すなわち、各出力相に接続された3相の入力交流電圧について、最大電圧相と最小電圧相との間でのスイッチングを禁止事項とする。具体的には、入力3相と出力1相とをそれぞれ接続する3つのスイッチのオン順序すなわちスイッチングパターンを、最大電圧相および最小電圧相が必ず中間電圧相を経由して切り替わるように設定する(非特許文献2)。このようなスイッチングにより、出力電圧の高調波を低減することができる。   In addition, Yoshiro Yamamoto et al., “Improvement of Pulse Pattern in Space Vector Modulation of Matrix Converter”, Electron Theory D, Vol.128, No.3, pp.176-183, 2008 (Non-Patent Document 2) The following MC control method is disclosed. That is, for the three-phase input AC voltage connected to each output phase, switching between the maximum voltage phase and the minimum voltage phase is prohibited. Specifically, the on order of the three switches connecting the three input phases and the one output phase, that is, the switching pattern, is set so that the maximum voltage phase and the minimum voltage phase are always switched via the intermediate voltage phase ( Non-patent document 2). By such switching, harmonics of the output voltage can be reduced.

石田宗秋・岩崎雅巳・大熊繁・岩田幸二 著、「入力力率可変正弦波入出力PWM制御サイクロコンバータの波形制御法」、電学論D、Vol.107,No.2,pp.239-246、1987Muneaki Ishida, Masami Iwasaki, Shigeru Okuma, Koji Iwata, “Waveform Control Method for Variable Input Power Factor Sine Wave Input / Output PWM Control Cycloconverter”, D. D, Vol.107, No.2, pp.239- 246, 1987 山本吉朗 他 著、「マトリックスコンバータの空間ベクトル変調におけるパルスパターンの改善」、電学論D、Vol.128,No.3,pp.176-183、2008Yoshiro Yamamoto et al., “Improvement of Pulse Pattern in Space Vector Modulation of Matrix Converter”, Electrical Engineering D, Vol.128, No.3, pp.176-183,2008

ところで、非特許文献2に記載のスイッチングパターンは、各タイミングにおける3相の入力電圧の大小関係に応じて複数種類用意する必要がある。   By the way, it is necessary to prepare a plurality of types of switching patterns described in Non-Patent Document 2 according to the magnitude relationship of the three-phase input voltages at each timing.

また、MCのPWM制御におけるキャリア波の周波数は、MCの入力電圧等をサンプリングするためのサンプリング周波数と同期させるか、あるいは当該サンプリング周波数の整数倍に設定するのが一般的である。   Further, the frequency of the carrier wave in the PWM control of the MC is generally synchronized with the sampling frequency for sampling the MC input voltage or the like, or set to an integral multiple of the sampling frequency.

この場合、たとえば、振幅が1の三角波キャリアをPWM制御において用いる構成では、入力電圧の瞬時値をサンプリングし、このサンプリング結果に基づいて、キャリア波のレベルが最小のゼロになるタイミング、あるいはキャリア波のレベルが最大の1になるタイミングのいずれかと同期してモードを切り替えることになる。   In this case, for example, in a configuration in which a triangular wave carrier having an amplitude of 1 is used in PWM control, the instantaneous value of the input voltage is sampled, and based on this sampling result, the timing at which the carrier wave level becomes the minimum zero, or the carrier wave The mode is switched in synchronism with one of the timings at which the level of 1 reaches the maximum.

しかしながら、切り替え前のスイッチングパターンおよび切り替え後のスイッチングパターンの組み合わせによっては、モードの切り替えタイミングにおいて、最大電圧相と最小電圧相との間でのスイッチングが行われてしまう場合がある。   However, depending on the combination of the switching pattern before switching and the switching pattern after switching, switching between the maximum voltage phase and the minimum voltage phase may be performed at the mode switching timing.

このようなスイッチングは、スイッチング損失、および転流すなわち相間スイッチングによる電圧誤差が発生する要因となる。このスイッチング損失により、機器の効率が低下し、また、冷却装置が大型化するため、小型軽量化の妨げとなる。また、この電圧誤差は、出力電圧において高調波が発生する要因となる。   Such switching causes switching loss and voltage errors due to commutation, that is, switching between phases. Due to this switching loss, the efficiency of the device is reduced, and the cooling device is enlarged, which hinders the reduction in size and weight. Further, this voltage error becomes a factor in generating harmonics in the output voltage.

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、マトリックスコンバータにおける各スイッチを適切に制御することにより、スイッチング損失および電圧誤差の発生を抑制することが可能な電力変換装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to achieve power conversion capable of suppressing the occurrence of switching loss and voltage error by appropriately controlling each switch in a matrix converter. Is to provide a device.

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる電力変換装置は、複数相の電源からそれぞれ供給される交流電力を複数相の交流電力に変換して負荷に供給するためのマトリックスコンバータと、上記マトリックスコンバータを制御するための制御部とを備え、上記マトリックスコンバータは、上記電源ごとに設けられ、対応の上記電源から供給される交流電力を、オンすることにより上記負荷に伝達するための複数のスイッチを含み、上記制御部は、上記複数のスイッチを所定の順序に従って択一的にオンし、上記順序が異なる複数のモードを有し、上記複数相の電源からそれぞれ供給される交流電圧のレベルの大小関係に基づいて上記モードの切り替えを行い、上記モードの切り替えタイミングを含む前後の期間において同じ上記スイッチがオン状態となるように上記切り替えタイミングを設定する。   In order to solve the above-described problems, a power converter according to an aspect of the present invention includes a matrix converter for converting AC power supplied from a plurality of phases of power into a plurality of phases of AC power and supplying the AC power to a load. A control unit for controlling the matrix converter, and the matrix converter is provided for each of the power supplies, and for transmitting the AC power supplied from the corresponding power supply to the load by turning it on. The control unit includes a plurality of switches, and the control unit selectively turns on the plurality of switches according to a predetermined order, has a plurality of modes having different orders, and is supplied with the AC voltage from the plurality of phases of power. The above modes are switched based on the level relationship between the levels, and the same is applied during the period before and after the mode switching timing. Switch setting the switching timing so that the ON state.

このような構成により、モード切り替えに伴うスイッチングの発生を防ぐことができるため、スイッチング損失を減少させることができる。これにより、冷却装置の容量を削減でき、引いては機器の小型軽量化に貢献することができる。また、スイッチングを行なうことによって転流期間中に出力電圧誤差が発生するが、電力変換動作におけるスイッチング回数を減少させることにより、この出力電圧誤差を低減し、出力電圧高調波を減少させることができる。   With such a configuration, it is possible to prevent the occurrence of switching associated with mode switching, and thus switching loss can be reduced. Thereby, the capacity | capacitance of a cooling device can be reduced and it can contribute to the size reduction and weight reduction of an apparatus by extension. Moreover, although an output voltage error occurs during the commutation period by performing switching, this output voltage error can be reduced and output voltage harmonics can be reduced by reducing the number of times of switching in the power conversion operation. .

好ましくは、上記制御部は、キャリア波の1周期において上記複数のスイッチがオン状態となる割合を示す制御値をそれぞれ算出し、上記キャリア波と各上記制御値との比較結果に基づいて、オンすべき上記スイッチを選択し、かつ上記キャリア波のタイミングに従って上記モードの切り替えを行なう。   Preferably, the control unit calculates a control value indicating a rate at which the plurality of switches are turned on in one cycle of the carrier wave, and turns on based on a comparison result between the carrier wave and each control value. The switch to be selected is selected, and the mode is switched according to the timing of the carrier wave.

このような構成により、マトリックスコンバータにおける各スイッチを適切にPWM制御し、かつ当該PWM制御に応じた適切なタイミングでモード切り替えを行なうことができる。   With such a configuration, each switch in the matrix converter can be appropriately PWM controlled, and mode switching can be performed at an appropriate timing according to the PWM control.

より好ましくは、上記制御部は、上記モードを3つ以上有し、上記キャリア波のレベルが最大値になるタイミングおよび最小値になるタイミングの両方に従って上記モードの切り替えを行なう。   More preferably, the control unit has three or more modes, and switches the mode according to both the timing when the level of the carrier wave reaches the maximum value and the timing when the carrier wave level reaches the minimum value.

このように、キャリア波のレベルが最大または最小となるタイミングでモードを切り替える構成により、他のタイミングでモード切り替えを行なう構成と比べて、モード切り替え制御の簡易化を図ることができる。   As described above, the configuration in which the mode is switched at the timing at which the level of the carrier wave is maximized or minimized can simplify the mode switching control as compared with the configuration in which the mode is switched at other timings.

好ましくは、上記所定の順序は、オン状態となる上記スイッチが変更される前後の各々において上記スイッチを介して上記負荷へ伝達される上記交流電圧のうち、少なくとも一方の交流電圧が、上記複数相の電源からそれぞれ供給されている交流電圧の中でレベルが最大となる交流電圧および最小となる交流電圧以外になるように設定される。   Preferably, the predetermined sequence is such that at least one of the AC voltages transmitted to the load via the switch before and after the switch to be turned on is changed to the plurality of phases. The AC voltage is set to be other than the AC voltage having the maximum level and the AC voltage having the minimum level among the AC voltages respectively supplied from the power sources.

このような構成により、複数の入力電圧相と各出力相とをそれぞれ接続する複数のスイッチのオン順序を、最大電圧相および最小電圧相が必ず中間電圧相を経由して切り替わるように設定し、出力電圧の高調波を低減する構成において、モード切り替えに伴うスイッチングを防ぐことができる。そして、スイッチング損失、および転流による電圧誤差の発生を抑制することにより、機器の効率低下を抑制し、小型軽量化を図り、出力電圧の高調波を低減することができる。   With such a configuration, the ON order of the plurality of switches that respectively connect the plurality of input voltage phases and each output phase is set so that the maximum voltage phase and the minimum voltage phase are always switched via the intermediate voltage phase, In a configuration that reduces harmonics of the output voltage, switching associated with mode switching can be prevented. Further, by suppressing the occurrence of a voltage error due to switching loss and commutation, it is possible to suppress a reduction in the efficiency of the device, achieve a reduction in size and weight, and reduce harmonics of the output voltage.

本発明によれば、マトリックスコンバータにおける各スイッチを適切に制御することにより、スイッチング損失および電圧誤差の発生を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress occurrence of switching loss and voltage error by appropriately controlling each switch in the matrix converter.

本発明の実施の形態に係る電源システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power supply system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるマトリックスコンバータの出力1相分の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit for the output 1 phase of a matrix converter in the power converter device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるマトリックスコンバータの出力1相についてのスイッチングパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the switching pattern about the output 1 phase of a matrix converter in the power converter device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるモード分けの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of mode division in the power converter device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるスイッチングパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the switching pattern in the power converter device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるスイッチングパターンの求め方の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of how to obtain | require the switching pattern in the power converter device which concerns on embodiment of this invention. モードIからモードIIへの切り替え動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the switching operation from mode I to mode II. モードIIからモードIIIへの切り替え動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the switching operation from mode II to mode III. 本発明の実施の形態に係る電力変換装置における、モード切り替えのタイミングの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the timing of mode switching in the power converter device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるスイッチングパターンの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the switching pattern in the power converter device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電力変換装置における、モード切り替えのタイミングの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the timing of mode switching in the power converter device which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[構成および基本動作]
図1は、本発明の実施の形態に係る電源システムの構成を示す図である。
[Configuration and basic operation]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power supply system according to an embodiment of the present invention.

図1を参照して、電源システム201は、中性線NLに接続された交流電源EU,EV,EWと、電力変換装置101と、負荷LA,LB,LCとを備える。電力変換装置101は、マトリックスコンバータ1と、入力フィルタ2と、出力フィルタ3と、測定部4と、制御部5とを含む。マトリックスコンバータ1は、双方向スイッチSa1,Sa2,Sa3,Sb1,Sb2,Sb3,Sc1,Sc2,Sc3を含む。負荷LA,LB,LCは、たとえばスター結線されている。   Referring to FIG. 1, power supply system 201 includes AC power supplies EU, EV, and EW connected to neutral line NL, power conversion device 101, and loads LA, LB, and LC. The power conversion device 101 includes a matrix converter 1, an input filter 2, an output filter 3, a measurement unit 4, and a control unit 5. Matrix converter 1 includes bidirectional switches Sa1, Sa2, Sa3, Sb1, Sb2, Sb3, Sc1, Sc2, and Sc3. The loads LA, LB, LC are, for example, star-connected.

電力変換装置101は、たとえば三相3線式であり、周波数および振幅が変動する複数相の交流電力から任意の周波数および任意の振幅を有する複数相の交流電圧または交流電流を生成する。すなわち、電力変換装置101は、交流電源EU,EV,EWの各々から供給されるU相,V相,W相の交流電力を任意の周波数および任意の振幅を有するA相,B相,C相の交流電力に変換して負荷LA,LB,LCにそれぞれ供給する。   The power conversion device 101 is, for example, a three-phase three-wire system, and generates a plurality of phases of AC voltage or current having an arbitrary frequency and an arbitrary amplitude from a plurality of phases of AC power whose frequency and amplitude vary. In other words, the power conversion device 101 uses the U-phase, V-phase, and W-phase AC power supplied from each of the AC power sources EU, EV, and EW as the A phase, B phase, and C phase having an arbitrary frequency and arbitrary amplitude. And is supplied to the loads LA, LB, and LC, respectively.

入力フィルタ2は、交流電源EU,EV,EWとマトリックスコンバータ1との間に設けられている。   The input filter 2 is provided between the AC power supplies EU, EV, EW and the matrix converter 1.

出力フィルタ3は、マトリックスコンバータ1と負荷LA,LB,LCとの間に設けられている。   The output filter 3 is provided between the matrix converter 1 and the loads LA, LB, and LC.

マトリックスコンバータ1では、交流電源ごとに設けられ、対応の交流電源から供給される交流電力を、オンすることにより1相の負荷に伝達するためのスイッチの組が設けられる。このスイッチの組は、負荷の相ごとに設けられる。すなわち、マトリックスコンバータ1は、A相に対応する双方向スイッチSa1,Sa2,Sa3の組と、B相に対応する双方向スイッチSb1,Sb2,Sb3の組と、C相に対応する双方向スイッチSc1,Sc2,Sc3の組とを含む。   In the matrix converter 1, a set of switches is provided for each AC power supply, and the AC power supplied from the corresponding AC power supply is transmitted to a one-phase load by being turned on. This set of switches is provided for each phase of the load. That is, the matrix converter 1 includes a set of bidirectional switches Sa1, Sa2, Sa3 corresponding to the A phase, a set of bidirectional switches Sb1, Sb2, Sb3 corresponding to the B phase, and a bidirectional switch Sc1 corresponding to the C phase. , Sc2 and Sc3.

双方向スイッチSa1は、入力フィルタ2のU相出力と出力フィルタ3のA相入力との間に接続されている。双方向スイッチSa2は、入力フィルタ2のV相出力と出力フィルタ3のA相入力との間に接続されている。双方向スイッチSa3は、入力フィルタ2のW相出力と出力フィルタ3のA相入力との間に接続されている。双方向スイッチSb1は、入力フィルタ2のU相出力と出力フィルタ3のB相入力との間に接続されている。双方向スイッチSb2は、入力フィルタ2のV相出力と出力フィルタ3のB相入力との間に接続されている。双方向スイッチSb3は、入力フィルタ2のW相出力と出力フィルタ3のB相入力との間に接続されている。双方向スイッチSc1は、入力フィルタ2のU相出力と出力フィルタ3のC相入力との間に接続されている。双方向スイッチSc2は、入力フィルタ2のV相出力と出力フィルタ3のC相入力との間に接続されている。双方向スイッチSc3は、入力フィルタ2のW相出力と出力フィルタ3のC相入力との間に接続されている。   The bidirectional switch Sa1 is connected between the U-phase output of the input filter 2 and the A-phase input of the output filter 3. The bidirectional switch Sa2 is connected between the V-phase output of the input filter 2 and the A-phase input of the output filter 3. The bidirectional switch Sa3 is connected between the W-phase output of the input filter 2 and the A-phase input of the output filter 3. The bidirectional switch Sb1 is connected between the U-phase output of the input filter 2 and the B-phase input of the output filter 3. The bidirectional switch Sb2 is connected between the V-phase output of the input filter 2 and the B-phase input of the output filter 3. The bidirectional switch Sb3 is connected between the W-phase output of the input filter 2 and the B-phase input of the output filter 3. The bidirectional switch Sc1 is connected between the U-phase output of the input filter 2 and the C-phase input of the output filter 3. The bidirectional switch Sc2 is connected between the V-phase output of the input filter 2 and the C-phase input of the output filter 3. The bidirectional switch Sc3 is connected between the W-phase output of the input filter 2 and the C-phase input of the output filter 3.

双方向スイッチSa1,Sa2,Sa3,Sb1,Sb2,Sb3,Sc1,Sc2,Sc3の各々は、通常はIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の半導体スイッチを2つ組み合わせることで構成される。ただし、IGBT等の半導体素子は逆耐圧を持たないため、一般的にはIGBTおよびダイオードを逆並列接続、すなわち互いの導通方向が逆向きになるように並列接続した回路を2つ直列に組み合わせた回路構成が用いられる。なお、逆耐圧を持つ半導体スイッチを用いる場合には、ダイオードは不要であり、2つの半導体スイッチを逆並列接続すればよい。   Each of the bidirectional switches Sa1, Sa2, Sa3, Sb1, Sb2, Sb3, Sc1, Sc2, and Sc3 is usually configured by combining two semiconductor switches such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). However, since semiconductor elements such as IGBTs do not have reverse withstand voltage, generally two circuits in which IGBTs and diodes are connected in reverse parallel, that is, connected in parallel so that their conduction directions are opposite to each other, are combined in series. A circuit configuration is used. Note that when a semiconductor switch having reverse breakdown voltage is used, a diode is not necessary, and two semiconductor switches may be connected in reverse parallel.

入力フィルタ2は、交流電源EU,EV,EWからそれぞれ受けたU相,V相,W相の交流電力に含まれる所定周波数以上のノイズを減衰させ、減衰後の交流電力をマトリックスコンバータ1へ出力する。   Input filter 2 attenuates noise of a predetermined frequency or more included in U-phase, V-phase, and W-phase AC power received from AC power supplies EU, EV, and EW, respectively, and outputs the attenuated AC power to matrix converter 1. To do.

マトリックスコンバータ1は、交流電源EU,EV,EWからそれぞれ受けた入力交流電力を複数相の出力交流電力に変換して負荷LA,LB,LCへ出力する。具体的には、マトリックスコンバータ1は、制御部5から受けた制御信号G1〜G9に基づいて双方向スイッチSa1,Sa2,Sa3,Sb1,Sb2,Sb3,Sc1,Sc2,Sc3をそれぞれオン・オフすることにより、入力フィルタ2を通過したU相,V相,W相の交流電力を任意の周波数および任意の電圧振幅を有するA相,B相,C相の交流電力に変換し、出力フィルタ3へ出力する。   Matrix converter 1 converts input AC power received from AC power sources EU, EV, and EW into output AC power of a plurality of phases and outputs the output AC to loads LA, LB, and LC. Specifically, matrix converter 1 turns on / off bidirectional switches Sa1, Sa2, Sa3, Sb1, Sb2, Sb3, Sc1, Sc2, and Sc3 based on control signals G1 to G9 received from control unit 5, respectively. Thus, the U-phase, V-phase, and W-phase AC power that has passed through the input filter 2 is converted into A-phase, B-phase, and C-phase AC power having an arbitrary frequency and an arbitrary voltage amplitude, and the output filter 3 is supplied. Output.

出力フィルタ3は、マトリックスコンバータ1から受けたA相,B相,C相の交流電力に含まれる所定周波数以上のノイズを減衰させ、減衰後の交流電力を負荷LA,LB,LCへそれぞれ出力する。   Output filter 3 attenuates noise of a predetermined frequency or more included in A-phase, B-phase, and C-phase AC power received from matrix converter 1, and outputs the attenuated AC power to loads LA, LB, and LC, respectively. .

ここで、出力フィルタ3が減衰させるノイズの周波数は、電源システム201の仕様に応じて適宜変更され、たとえば負荷LA,LB,LCへ供給すべき交流電力の周波数より高い周波数である。   Here, the frequency of noise attenuated by the output filter 3 is appropriately changed according to the specifications of the power supply system 201, and is higher than the frequency of AC power to be supplied to the loads LA, LB, LC, for example.

測定部4は、図示しない電流検出部を含み、マトリックスコンバータ1が交流電源EU,EV,EWから受ける入力交流電流iu,iv,iw、およびマトリックスコンバータ1が出力する出力交流電流ia,ib,icを検出し、検出結果を示す信号を制御部5へ出力する。 Measurement unit 4 includes a current detection unit (not shown), input AC currents i u , i v , i w received by matrix converter 1 from AC power sources EU, EV, EW, and output AC current i a output from matrix converter 1. , I b , i c are detected, and a signal indicating the detection result is output to the control unit 5.

また、測定部4は、図示しない電圧検出部を含み、交流電源EU,EV,EWがマトリックスコンバータ1へ出力する電源交流電圧vu0,vv0,vw0、マトリックスコンバータ1が入力フィルタ2を介して交流電源EU,EV,EWから受ける入力交流電圧vu,vv,vw、およびマトリックスコンバータ1の出力交流電圧va,vb,vcを検出し、検出結果を示す信号を制御部5へ出力する。 The measurement unit 4 includes a voltage detection unit (not shown). The AC power sources EU, EV, and EW output the power source AC voltages v u0 , v v0 , and v w0 to the matrix converter 1. The input AC voltages v u , v v , v w received from the AC power sources EU, EV, EW and the output AC voltages v a , v b , v c of the matrix converter 1 are detected, and signals indicating the detection results are transmitted to the control unit. Output to 5.

制御部5は、測定部4の検出結果に基づいて制御信号G1〜G9を生成し、マトリックスコンバータ1における双方向スイッチSa1,Sa2,Sa3,Sb1,Sb2,Sb3,Sc1,Sc2,Sc3へそれぞれ出力することにより、マトリックスコンバータ1を制御する。   The control unit 5 generates control signals G1 to G9 based on the detection result of the measurement unit 4, and outputs them to the bidirectional switches Sa1, Sa2, Sa3, Sb1, Sb2, Sb3, Sc1, Sc2, Sc3 in the matrix converter 1, respectively. By doing so, the matrix converter 1 is controlled.

電源交流電圧vu0,vv0,vw0および入力交流電圧vu,vv,vwは、以下の式で表される。

Figure 0005849632

Figure 0005849632
The power supply AC voltages v u0 , v v0 , v w0 and the input AC voltages v u , v v , v w are expressed by the following equations.
Figure 0005849632

Figure 0005849632

(1)式および(2)式において、ωは交流電源EU,EV,EWの角周波数であり、VSはフィルタ前の電圧振幅すなわち電源交流電圧vu0,vv0,vw0の振幅であり、Vはフィルタ後の電圧振幅すなわち入力交流電圧vu,vv,vwの振幅である。また、δは入力フィルタ2によって生じる位相遅れ角である。 In the equations (1) and (2), ω is the angular frequency of the AC power supplies EU, EV, EW, and V S is the voltage amplitude before the filter, that is, the amplitude of the power supply AC voltages v u0 , v v0 , v w0 . , V is the voltage amplitude after filtering, that is, the amplitude of the input AC voltages v u , v v , v w . Further, δ is a phase delay angle generated by the input filter 2.

制御部5は、サンプリング周期Tsごとにマトリックスコンバータ1における各スイッチのオンデューティを更新する。 The control unit 5 updates the on-duty of each switch in the matrix converter 1 for each sampling period T s .

ここで、マトリックスコンバータ1における各スイッチの制御法則を定式化するための制御関数a1〜c3を考える。 Here, consider the control functions a 1 to c 3 for formulating the control law of each switch in the matrix converter 1.

たとえば双方向スイッチSa1のサンプリング周期内のオン割合すなわちオンデューティをa1と定義し、a1を以下の式に示すように定義する。

Figure 0005849632
For example the ON percentage ie on-duty in the sampling period of the bidirectional switch Sa1 is defined as a 1, it is defined as shown in the following equation a 1.
Figure 0005849632

電力変換装置101は直接形電力変換器であるため、入力側の短絡および出力側の開放が許されない。このため、以下の拘束条件が必要となる。

Figure 0005849632

Figure 0005849632
Since the power converter 101 is a direct power converter, a short circuit on the input side and an open side on the output side are not allowed. For this reason, the following constraint conditions are required.
Figure 0005849632

Figure 0005849632

制御部5は、制御関数が以下の式で表されるような制御を行なう。

Figure 0005849632

ただし、Y1+Y2+Y3=0 The control unit 5 performs control such that the control function is represented by the following expression.
Figure 0005849632

However, Y 1 + Y 2 + Y 3 = 0

ここで、(6)式における関数X1,X2,X3は以下の式で表され、入力側関数と呼ぶ。

Figure 0005849632
Here, the functions X 1 , X 2 , and X 3 in the expression (6) are expressed by the following expressions and are called input-side functions.
Figure 0005849632

(7)式において、ψSはマトリックスコンバータ1の入力交流電圧に対する入力交流電流の位相の指令値であり、Aは電圧振幅変調率である。 In equation (7), ψ S is a command value of the phase of the input alternating current with respect to the input alternating voltage of the matrix converter 1, and A is the voltage amplitude modulation rate.

また、(6)式における関数Y1,Y2,Y3を出力側関数と呼び、この出力側関数は、出力電圧の指令波形を表す。 In addition, the functions Y 1 , Y 2 , and Y 3 in the expression (6) are called output side functions, and the output side functions represent a command waveform of the output voltage.

また、(6)式におけるhu,hv,hwは(4)式の拘束条件を満足させるために導入した関数である。このとき、期間Tsにおける出力交流電圧va,vb,vcの平均値は、(2)式、(6)式および(7)式から、以下のようになる。

Figure 0005849632

Figure 0005849632
Further, h u , h v , and h w in the equation (6) are functions introduced to satisfy the constraint condition of the equation (4). In this case, the period T s output AC voltage at v a, v b, the average value of v c is (2), (6) and (7), as follows.
Figure 0005849632

Figure 0005849632

(8)式において、第1項は、求めるマトリックスコンバータ1の出力電圧である。出力電圧には出力側関数Y1,Y2,Y3の波形がそのまま現れる。このため、出力側関数は出力電圧の指令波形となる。また、第2項は、関数hu,hv,hwにより現れる負荷端の中性点電位成分であり、出力の線間電圧には現れない。この関数hu,hv,hwの導出方法は、非特許文献1に記載の方法と同様である。 In the equation (8), the first term is the output voltage of the matrix converter 1 to be obtained. In the output voltage, the waveforms of the output side functions Y 1 , Y 2 and Y 3 appear as they are. For this reason, the output side function becomes a command waveform of the output voltage. The second term is a neutral point potential component at the load end that appears by the functions h u , h v , and h w and does not appear in the output line voltage. The method for deriving these functions h u , h v and h w is the same as the method described in Non-Patent Document 1.

[動作]
次に、本発明の実施の形態に係る電力変換装置の電力変換動作について図面を用いて説明する。
[Operation]
Next, the power conversion operation of the power conversion device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

制御部5は、マトリックスコンバータ1における各スイッチをPWM制御する。すなわち、制御部5は、上記制御アルゴリズムで求めた制御関数a1〜c3をキャリア波たとえば三角波キャリアまたはノコギリ波キャリアと比較してスイッチングパルスを生成する。そして、制御部5は、生成したスイッチングパルスに基づいてマトリックスコンバータ1における各スイッチをオン・オフする。 The control unit 5 performs PWM control of each switch in the matrix converter 1. That is, the control unit 5 compares the control functions a 1 to c 3 obtained by the control algorithm with a carrier wave such as a triangular wave carrier or a sawtooth wave carrier to generate a switching pulse. Then, control unit 5 turns on / off each switch in matrix converter 1 based on the generated switching pulse.

以下では、マトリックスコンバータ1の入力3相および出力1相についての動作について代表的に説明する。他の出力相についての動作は以下に説明する動作と同様となる。   Below, the operation | movement about the input 3 phase and output 1 phase of the matrix converter 1 is demonstrated typically. The operations for the other output phases are the same as the operations described below.

[モード内のスイッチング制御]
図2は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるマトリックスコンバータの出力1相分の等価回路を示す図である。図2は、マトリックスコンバータ1の出力1相すなわちA相と、入力3相すなわちU相,V相,W相との接続関係を示している。
[Switching control in mode]
FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit for one phase of the output of the matrix converter in the power conversion device according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a connection relationship between one output phase of the matrix converter 1, that is, the A phase, and three input phases, that is, the U phase, the V phase, and the W phase.

図3は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるマトリックスコンバータの出力1相についてのスイッチングパターンの一例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing an example of a switching pattern for one output phase of the matrix converter in the power conversion device according to the embodiment of the present invention.

制御部5は、たとえば、前述の制御アルゴリズムで求めた制御関数a1〜a3について、三角波キャリアが最小値に達したタイミングをサンプリングデータの更新タイミングとしてPWM制御を行なう。この更新タイミングにおいて、制御関数a1〜a3の値が更新される。この場合、A相に接続された双方向スイッチSa1〜Sa3のスイッチングパルスは図3に示すようになる。 For example, with respect to the control functions a 1 to a 3 obtained by the control algorithm described above, the control unit 5 performs PWM control using the timing at which the triangular wave carrier reaches the minimum value as the update timing of the sampling data. At this update timing, the values of the control functions a 1 to a 3 are updated. In this case, the switching pulses of the bidirectional switches Sa1 to Sa3 connected to the A phase are as shown in FIG.

すなわち、キャリア波CSのレベルがa1より小さい場合には双方向スイッチSa1がオンし、キャリア波CSのレベルがa1より大きくa1+a2より小さい場合には双方向スイッチSa2がオンし、キャリア波CSのレベルがa1+a2より大きい場合には双方向スイッチSa3がオンする。 That is, when the level of the carrier wave CS is a 1 smaller than the bidirectional switch Sa1 is turned on, the bidirectional switch Sa2 is turned on when the level of the carrier wave CS is large a 1 + a 2 smaller than a 1, When the level of the carrier wave CS is larger than a 1 + a 2 , the bidirectional switch Sa3 is turned on.

したがって、キャリア1周期内においてスイッチがオンする順序は、Sa1、Sa2、Sa3、Sa2、Sa1の順序となる。   Therefore, the order in which the switches are turned on within one carrier cycle is the order of Sa1, Sa2, Sa3, Sa2, and Sa1.

電力変換装置101では、スイッチングパターンは、オン状態となるスイッチが変更される前後の各々においてスイッチを介して1相の負荷へ伝達される交流電圧のうち、少なくとも一方の交流電圧が、複数相の交流電源からそれぞれ供給されている交流電圧の中でレベルが最大となる交流電圧および最小となる交流電圧以外になるように設定される。具体的には、電力変換装置101では、非特許文献2に記載の技術と同様に、入力3相と出力1相とをそれぞれ接続する3つのスイッチのオン順序すなわちスイッチングパターンを、最大電圧相および最小電圧相が必ず中間電圧相を経由して切り替わるように設定する。   In the power conversion device 101, the switching pattern is such that at least one of the AC voltages transmitted to the one-phase load via the switch before and after the switch to be turned on is a plurality of phases. The AC voltage is set so as to be other than the AC voltage having the maximum level and the AC voltage having the minimum level among the AC voltages respectively supplied from the AC power source. Specifically, in the power conversion device 101, as in the technique described in Non-Patent Document 2, the on-order of three switches that connect the three input phases and the one output phase, that is, the switching pattern, is set to the maximum voltage phase and Set so that the minimum voltage phase is switched via the intermediate voltage phase.

このような制御方法として、電力変換装置101において採用される一例を説明する。   As such a control method, an example employ | adopted in the power converter device 101 is demonstrated.

図4は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるモード分けの一例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing an example of mode division in the power conversion device according to the embodiment of the present invention.

図4を参照して、電力変換装置101では、スイッチングパターンを、入力交流電圧の大小関係によってモードI〜モードVIの6つのモードに分ける。ここで、入力交流電圧vu,vv,vwの周波数はたとえば数十Hzであり、キャリア波の周波数はたとえば数十kHzである。すなわち、各モードの開始から終了までの期間において、制御関数a1〜a3が複数回更新され、マトリックスコンバータ1における各スイッチのオンデューティが切り替えられる。 Referring to FIG. 4, in power conversion device 101, the switching pattern is divided into six modes, Mode I to Mode VI, depending on the magnitude relationship of the input AC voltage. Here, the frequency of the input AC voltages v u , v v and v w is, for example, several tens of Hz, and the frequency of the carrier wave is, for example, several tens of kHz. That is, in the period from the start to the end of each mode, the control functions a 1 to a 3 are updated a plurality of times, and the on-duty of each switch in the matrix converter 1 is switched.

また、3相の入力交流電圧のうち、最大電圧相をVmaxとし、中間電圧相をVmidとし、最小電圧相をVminとする。そして、各モード内のキャリア1周期において出力相に接続される3相の入力交流電圧の順序が、Vmin、Vmid、Vmax、Vmid、Vminの順序となるように、マトリックスコンバータ1の各スイッチのオン順序を決定する。   Of the three-phase input AC voltages, the maximum voltage phase is Vmax, the intermediate voltage phase is Vmid, and the minimum voltage phase is Vmin. Then, each switch of the matrix converter 1 is turned on so that the order of the three-phase input AC voltages connected to the output phase is Vmin, Vmid, Vmax, Vmid, and Vmin in one carrier cycle in each mode. Determine the order.

たとえば、入力交流電圧の大小関係がモードIの状態のとき、入力交流電圧の大小関係はVmax=vu,Vmid=vw,Vmin=vvである。モードIにおいて、最大電圧相および最小電圧相が必ず中間電圧相を経由して切り替わるようにするため、出力A相に接続される入力交流電圧の順番は、vv、vw、vu、vw、vvの順番とする。 For example, when the magnitude relation of the input AC voltage is in the mode I state, the magnitude relation of the input AC voltage is Vmax = v u , Vmid = v w , Vmin = v v . In mode I, in order to ensure that the maximum voltage phase and the minimum voltage phase are switched via the intermediate voltage phase, the order of the input AC voltage connected to the output A phase is v v , v w , v u , v w, and the order of v v.

すなわち、モードIでは、双方向スイッチSa2、双方向スイッチSa3、双方向スイッチSa1、双方向スイッチSa3、双方向スイッチSa2の順番でオンすることになる。   That is, in mode I, the bidirectional switch Sa2, the bidirectional switch Sa3, the bidirectional switch Sa1, the bidirectional switch Sa3, and the bidirectional switch Sa2 are turned on in this order.

図5は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるスイッチングパターンの一例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a switching pattern in the power conversion device according to the embodiment of the present invention.

図5を参照して、出力相において、入力U相に接続されたスイッチがオンしている状態を「1」とし、入力V相に接続されたスイッチがオンした状態を「2」とし、入力W相に接続されたスイッチがオンされた状態を「3」とする。   Referring to FIG. 5, in the output phase, the state in which the switch connected to the input U phase is on is “1”, the state in which the switch connected to the input V phase is on is “2”, and the input The state in which the switch connected to the W phase is turned on is “3”.

たとえば、入力交流電圧の大小関係がモードIIの状態のとき、キャリア1周期内のスイッチング順序は、3、2、1、2、3の順序となる。すなわち、図2に示す回路では、双方向スイッチSa3、双方向スイッチSa2、双方向スイッチSa1、双方向スイッチSa2、双方向スイッチSa3の順番でオンすることになる。   For example, when the magnitude relationship of the input AC voltage is in the mode II state, the switching order within one carrier cycle is the order of 3, 2, 1, 2, 3. That is, in the circuit shown in FIG. 2, the bidirectional switch Sa3, the bidirectional switch Sa2, the bidirectional switch Sa1, the bidirectional switch Sa2, and the bidirectional switch Sa3 are turned on in this order.

このような各モードのスイッチングパターンの設定は、PWM制御を行なう際にキャリア波と比較する制御関数の順番を変更することにより、簡単に実現することができる。   The setting of the switching pattern in each mode can be easily realized by changing the order of the control functions to be compared with the carrier wave when performing PWM control.

具体例として、モードIにおける出力A相のスイッチングパターンの求め方について図面を用いて説明する。   As a specific example, a method for obtaining the output A-phase switching pattern in mode I will be described with reference to the drawings.

図6は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるスイッチングパターンの求め方の一例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of how to obtain a switching pattern in the power conversion device according to the embodiment of the present invention.

図6を参照して、オンするスイッチと制御関数a1〜a3との関係を以下のように設定する。すなわち、キャリア波CSのレベルがa2より小さい場合には双方向スイッチSa2がオンし、キャリア波CSのレベルがa2より大きくa2+a3より小さい場合には双方向スイッチSa3がオンし、キャリア波CSのレベルがa2+a3より大きい場合には双方向スイッチSa1がオンする。 Referring to FIG. 6, the relationship between the switches to be turned on and the control functions a 1 to a 3 is set as follows. That is, when the level of the carrier wave CS is a 2 smaller than the bidirectional switch Sa2 is turned on, the bidirectional switch Sa3 is turned on when the level of the carrier wave CS is large a 2 + a 3 smaller than a 2, When the level of the carrier wave CS is larger than a 2 + a 3 , the bidirectional switch Sa1 is turned on.

したがって、モードI内のキャリア1周期において双方向スイッチがオンする順序は、Sa2、Sa3、Sa1、Sa3、Sa2の順序となる。   Therefore, the order in which the bidirectional switch is turned on in one carrier cycle in mode I is the order of Sa2, Sa3, Sa1, Sa3, Sa2.

このように、a2、a2+a3、a2+a3+a1(=1)の3つの値とキャリア波との比較を行なうことにより、上記スイッチングパターンを得ることができる。すなわち、各モードにおけるキャリア波の比較対象を変更することにより、各種スイッチングパターンを得ることが可能である。 Thus, the above switching pattern can be obtained by comparing the three values of a 2 , a 2 + a 3 and a 2 + a 3 + a 1 (= 1) with the carrier wave. That is, various switching patterns can be obtained by changing the comparison target of the carrier wave in each mode.

[モード間のスイッチング制御]
前述のように、MCのPWM制御におけるキャリア波の周波数は、MCの入力電圧等をサンプリングするためのサンプリング周波数と同期させるか、あるいは当該サンプリング周波数の整数倍に設定するのが一般的である。
[Switching between modes]
As described above, the frequency of the carrier wave in the PWM control of the MC is generally synchronized with the sampling frequency for sampling the MC input voltage or the like, or set to an integral multiple of the sampling frequency.

この場合、たとえば、振幅が1の三角波キャリアをPWM制御において用いる構成では、入力交流電圧の瞬時値をサンプリングし、このサンプリング結果に基づいて、キャリア波のレベルが最小のゼロになるタイミングTL、あるいはキャリア波のレベルが最大の1になるタイミングTHのいずれかと同期してモードを切り替えることになる。   In this case, for example, in a configuration in which a triangular wave carrier having an amplitude of 1 is used in PWM control, the instantaneous value of the input AC voltage is sampled, and based on the sampling result, the timing TL at which the carrier wave level becomes the minimum zero, or The mode is switched in synchronization with any one of the timings TH at which the level of the carrier wave becomes 1 at the maximum.

ここで、図5で説明したような、入力3相と出力1相とをそれぞれ接続する3つのスイッチのオン順序を、最大電圧相および最小電圧相が必ず中間電圧相を経由して切り替わるように設定する構成において、以下のような問題が生じる。   Here, as described with reference to FIG. 5, the on order of the three switches that respectively connect the three input phases and the one output phase is switched so that the maximum voltage phase and the minimum voltage phase are always switched via the intermediate voltage phase. The following problems occur in the configuration to be set.

すなわち、たとえばモードIからモードIIへの切り替えをタイミングTLで行った場合には、モードを切り替えた瞬間に双方向スイッチSa2のオン状態から双方向スイッチSa3のオン状態へ切り替わるスイッチングが発生してしまう。   That is, for example, when switching from mode I to mode II is performed at the timing TL, switching that switches from the ON state of the bidirectional switch Sa2 to the ON state of the bidirectional switch Sa3 occurs at the moment when the mode is switched. .

このようなスイッチングは、スイッチング損失、および転流すなわち相間スイッチングによる電圧誤差が発生する要因となる。このスイッチング損失により、機器の効率が低下し、また、冷却装置が大型化するため、小型軽量化の妨げとなる。また、この電圧誤差は、出力電圧において高調波が発生する要因となる。   Such switching causes switching loss and voltage errors due to commutation, that is, switching between phases. Due to this switching loss, the efficiency of the device is reduced, and the cooling device is enlarged, which hinders the reduction in size and weight. Further, this voltage error becomes a factor in generating harmonics in the output voltage.

そこで、本発明の実施の形態に係る電力変換装置では、以下のようなスイッチング制御を行なうことにより、上記問題点を解決する。   Therefore, the power conversion device according to the embodiment of the present invention solves the above-described problem by performing the following switching control.

すなわち、制御部5は、マトリックスコンバータ1のスイッチの組における複数のスイッチを所定の順序に従って択一的にオンし、この順序が異なる複数のモードを有する。制御部5は、交流電源EU,EV,EWからそれぞれ供給される交流電圧のレベルの大小関係に基づいてモードの切り替えを行なう。そして、制御部5は、モードの切り替えタイミングを含む前後の期間において同じスイッチがオン状態となるように、すなわちモードの切り替えタイミングの直前にオンするスイッチおよび直後にオンするスイッチが同じになるように切り替えタイミングを設定する。   That is, the control unit 5 alternately turns on a plurality of switches in the set of switches of the matrix converter 1 according to a predetermined order, and has a plurality of modes having different orders. The control unit 5 switches modes based on the magnitude relationship between the levels of the AC voltages supplied from the AC power sources EU, EV, and EW, respectively. Then, the control unit 5 is configured so that the same switch is turned on in the period before and after the mode switching timing, that is, the switch that is turned on immediately before the mode switching timing and the switch that is turned on immediately after the mode switching timing are the same. Set the switching timing.

より詳細には、制御部5は、キャリア波の1周期において上記複数のスイッチがオン状態となる割合すなわちオンデューティを示す制御値a1〜a3をそれぞれ算出し、キャリア波と各制御値との比較結果に基づいて、オンすべきスイッチを選択し、かつキャリア波のタイミングに従ってモードの切り替えを行なう。たとえば、制御部5は、上記モードを3つ以上有し、キャリア波のレベルが最大値になるタイミングおよび最小値になるタイミングの両方に従ってモードの切り替えを行なう。 More specifically, the control unit 5 calculates the control values a 1 to a 3 indicating the ratios at which the plurality of switches are turned on in one cycle of the carrier wave, that is, the on-duty, respectively. Based on the comparison result, the switch to be turned on is selected, and the mode is switched according to the timing of the carrier wave. For example, the control unit 5 has three or more modes, and switches modes according to both the timing at which the level of the carrier wave reaches the maximum value and the timing at which the carrier wave level reaches the minimum value.

具体的には、制御部5は、キャリア波がその振幅の最小値に達するタイミングTL、またはキャリア波がその振幅の最大値に達するタイミングTHであって、かつ切り替え元のモードと切り替え先のモードとで同相のスイッチがオンするタイミングにおいてモードの切り替えを行なう。   Specifically, the control unit 5 is the timing TL at which the carrier wave reaches the minimum value of the amplitude, or the timing TH at which the carrier wave reaches the maximum value of the amplitude, and the switching source mode and the switching destination mode. The mode is switched at the timing when the in-phase switch is turned on.

たとえば、図4に示すように、モードIおよびモードIIにおいては、最大電圧相がU相で共通である。同様に、モードIIIおよびモードIVにおいては、最大電圧相がV相で共通しており、モードVおよびモードVIにおいては、最大電圧相がW相で共通である。   For example, as shown in FIG. 4, in mode I and mode II, the maximum voltage phase is common to the U phase. Similarly, in mode III and mode IV, the maximum voltage phase is common to the V phase, and in mode V and mode VI, the maximum voltage phase is common to the W phase.

そして、キャリア波が最小値に達したタイミングをPWM制御におけるサンプリングデータの更新タイミングとし、図5に示すスイッチング順序に従ってスイッチングを行った場合には、キャリア波が最大値に達したときに、最大電圧相に対応する双方向スイッチが必ずオン状態となる。   When the timing when the carrier wave reaches the minimum value is set as the update timing of the sampling data in the PWM control, and switching is performed according to the switching order shown in FIG. 5, the maximum voltage is reached when the carrier wave reaches the maximum value. The bidirectional switch corresponding to the phase is always turned on.

制御部5は、この特性を利用して、モードIからモードIIへの移行時、モードIIIからモードIVへの移行時、およびモードVからモードVIへの移行時には、キャリア波が最大値に達したタイミングにおいてモード切り替えを行なう。   Using this characteristic, the control unit 5 reaches the maximum value of the carrier wave when shifting from mode I to mode II, when shifting from mode III to mode IV, and when shifting from mode V to mode VI. The mode is switched at the timing.

ここで、交流電源EU,EV,EWからそれぞれ供給される入力交流電圧vu,vv,vwのレベルの大小関係が変わるタイミング、すなわち図4において点線で示されるようなタイミングにおいて入力交流電圧vu,vv,vwのサンプリングを行ない、このサンプリング結果に基づいて即時にモード切り替えを行なう動作が理想的である。 Here, the input AC voltage at the timing when the level relationship of the levels of the input AC voltages v u , v v , and v w supplied from the AC power sources EU, EV, and EW changes, that is, at the timing shown by the dotted line in FIG. Ideally, sampling is performed for v u , v v , and v w and the mode is immediately switched based on the sampling result.

しかしながら、実際には、上記サンプリングのタイミングは、入力交流電圧vu,vv,vwのレベルの大小関係が変わるタイミングに対してずれる場合が多い。この場合、制御部5は、入力交流電圧vu,vv,vwのレベルの大小関係が変わったことを検出した後の、キャリア波のレベルが最小のゼロになるタイミングTL、あるいはキャリア波のレベルが最大の1になるタイミングTHのいずれかにおいてモード切り替えを行なう。すなわち、入力交流電圧vu,vv,vwのレベルの大小関係が変わるタイミングから最大でキャリア波の1周期分後においてモード切り替えが行なわれる。上記検出のタイミングは、たとえば図4において点線で示されるようなタイミングの後となる。 In practice, however, the sampling timing often deviates from the timing at which the level relationship of the levels of the input AC voltages v u , v v and v w changes. In this case, the control unit 5 detects the timing TL when the level of the carrier wave becomes the minimum zero after detecting that the level relationship of the levels of the input AC voltages v u , v v , v w has changed, or the carrier wave. The mode is switched at any timing TH at which the level of 1 reaches the maximum. That is, the mode is switched at the maximum after one cycle of the carrier wave from the timing when the magnitude relation of the levels of the input AC voltages v u , v v , v w changes. For example, the timing of the detection is after the timing shown by the dotted line in FIG.

なお、制御部5は、入力交流電圧vu,vv,vwのレベルの大小関係が変わったことを検出する構成に限らず、入力交流電圧vu,vv,vwのレベルの差が所定の閾値未満となったことを検出し、モード切り替えを行なう構成であってもよい。この場合の検出タイミングは、たとえば図4において点線で示されるようなタイミングの前となる。 The control unit 5, the input AC voltage v u, v v, v is not limited to the configuration to detect that the level magnitude of the w is changed, the input AC voltage v u, v v, v difference in the level of w May be configured to switch the mode by detecting that is less than a predetermined threshold. For example, the detection timing in this case is before the timing indicated by the dotted line in FIG.

また、入力交流電圧vu,vv,vwのサンプリング周期を、モード1周期たとえば図4では入力交流電圧の1/6周期に所定時間を加えた長さに設定してもよい。たとえば、(モード1周期分+キャリア波の1周期)に設定してもよい。これにより、入力交流電圧vu,vv,vwのレベルの大小関係が変わったことを検出して即時にモード切り替えを行なえる可能性を高めることができる。 Further, the sampling period of the input AC voltages v u , v v , and v w may be set to a length obtained by adding a predetermined time to one mode period, for example, 1/6 period of the input AC voltage in FIG. For example, it may be set to (one mode period + one carrier wave period). As a result, it is possible to increase the possibility that the mode switching can be immediately performed by detecting the change in the magnitude relationship between the levels of the input AC voltages v u , v v and v w .

図7は、モードIからモードIIへの切り替え動作の一例を示す図である。図7は、キャリア波が最大値に達したタイミングに同期したモード切り替えの例を示している。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the switching operation from mode I to mode II. FIG. 7 shows an example of mode switching synchronized with the timing when the carrier wave reaches the maximum value.

図7を参照して、制御部5は、サンプリングデータの更新タイミングを、キャリア波が最小値に達したタイミングTLに設定する。   Referring to FIG. 7, control unit 5 sets the update timing of sampling data to timing TL when the carrier wave reaches the minimum value.

この場合、モードIからモードIIへの移行時にサンプリングデータを更新する必要はなく、キャリア波が最大値に達したタイミングTHでモード切り替え、すなわちスイッチングパターンの変更のみを行なう。   In this case, it is not necessary to update the sampling data at the time of transition from mode I to mode II, and mode switching, that is, only switching pattern change is performed at timing TH when the carrier wave reaches the maximum value.

また、図4に示すように、モードIIおよびモードIIIにおいては、最小電圧相がW相で共通である。同様に、モードIVおよびモードVにおいては、最小電圧相がU相で共通しており、モードVIおよびモードIにおいては、最小電圧相がV相で共通である。   Further, as shown in FIG. 4, in mode II and mode III, the minimum voltage phase is common to the W phase. Similarly, in mode IV and mode V, the minimum voltage phase is common to the U phase, and in mode VI and mode I, the minimum voltage phase is common to the V phase.

そして、キャリア波が最小値に達したタイミングをPWM制御におけるサンプリングデータの更新タイミングとし、図5のスイッチング順序に従ってスイッチングを行った場合には、キャリア波が最小値に達したときに、最小電圧相に対応する双方向スイッチが必ずオン状態となる。   When the timing at which the carrier wave reaches the minimum value is set as the update timing of the sampling data in the PWM control, and switching is performed according to the switching order of FIG. 5, when the carrier wave reaches the minimum value, the minimum voltage phase The bidirectional switch corresponding to is always turned on.

制御部5は、この特性を利用して、モードIIからモードIIIへの移行時、モードIVからモードVへの移行時、およびモードVIからモードIの移行時には、キャリア波が最小値に達したタイミングにおいてモード切り替えを行なう。   Using this characteristic, the control unit 5 reaches the minimum value at the time of transition from mode II to mode III, transition from mode IV to mode V, and transition from mode VI to mode I. The mode is switched at the timing.

図8は、モードIIからモードIIIへの切り替え動作の一例を示す図である。図8は、キャリア波が最小値に達したタイミングに同期したモード切り替えの例を示している。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the switching operation from mode II to mode III. FIG. 8 shows an example of mode switching synchronized with the timing when the carrier wave reaches the minimum value.

図8を参照して、制御部5は、サンプリングデータの更新タイミングを、キャリア波が最小値に達したタイミングTLに設定する。   Referring to FIG. 8, control unit 5 sets the update timing of the sampling data to timing TL when the carrier wave reaches the minimum value.

この場合、サンプリングデータの更新およびモード切り替えは、キャリア波が最小値に達したタイミングTLで同時に行われる。   In this case, the sampling data is updated and the mode is switched at the same time TL when the carrier wave reaches the minimum value.

以上のように設定したモード切り替えのタイミングをまとめると、以下の図9に示すようになる。   The mode switching timings set as described above are summarized as shown in FIG.

図9は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置における、モード切り替えのタイミングの一例を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of mode switching timing in the power conversion device according to the embodiment of the present invention.

図9を参照して、制御部5は、モードIからモードIIへの切り替えタイミング、モードIIIからモードIVへの切り替えタイミングおよびモードVからモードVIへの切り替えタイミングをタイミングTHとする。そして、切り替え時にオン状態すなわち出力相に接続されている入力電圧相は最大電圧相Vmaxとなる。また、制御部5は、モードIIからモードIIIへの切り替えタイミング、モードIVからモードVへの切り替えタイミングおよびモードVIからモードIへの切り替えタイミングをタイミングTLとする。そして、切り替え時にオン状態すなわち出力相に接続されている入力電圧相は最小電圧相Vminとなる。   Referring to FIG. 9, control unit 5 sets timing TH as the switching timing from mode I to mode II, the switching timing from mode III to mode IV, and the switching timing from mode V to mode VI. At the time of switching, the input voltage phase connected to the ON state, that is, the output phase becomes the maximum voltage phase Vmax. Further, the control unit 5 sets the timing of switching from mode II to mode III, the timing of switching from mode IV to mode V, and the timing of switching from mode VI to mode I as timing TL. At the time of switching, the input voltage phase connected to the ON state, that is, the output phase becomes the minimum voltage phase Vmin.

このようにモード切り替えのタイミングを設定することで、モード切り替えに伴うスイッチングの発生を防ぐことができるため、スイッチングによる損失および電圧誤差の発生を抑制することができる。   By setting the mode switching timing in this manner, it is possible to prevent the occurrence of switching due to the mode switching, and therefore it is possible to suppress the occurrence of loss and voltage error due to switching.

[変形例]
制御部5は、各モード内のキャリア1周期において出力相に接続される3相の入力交流電圧の順序を、最大電圧相、中間電圧相、最小電圧相、中間電圧相、最大電圧相の順序とする構成であってもよい。このような構成でも、前述の例と同様にモード切り替えのタイミングを設定することにより、モード切り替えに伴うスイッチングの発生を防ぐことができる。
[Modification]
The control unit 5 determines the order of the three-phase input AC voltage connected to the output phase in one cycle of the carrier in each mode as the order of the maximum voltage phase, the intermediate voltage phase, the minimum voltage phase, the intermediate voltage phase, and the maximum voltage phase. It may be configured as follows. Even in such a configuration, it is possible to prevent the occurrence of switching due to mode switching by setting the mode switching timing similarly to the above-described example.

図10は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置におけるスイッチングパターンの他の例を示す図である。図の見方は図5と同様である。   FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the switching pattern in the power conversion device according to the embodiment of the present invention. The way of viewing the figure is the same as in FIG.

図10を参照して、たとえば、入力交流電圧の大小関係がモードIの状態のとき、キャリア1周期内のスイッチング順序は、1、3、2、3、1の順序となる。すなわち、図2に示す回路では、双方向スイッチSa1、双方向スイッチSa3、双方向スイッチSa2、双方向スイッチSa3、双方向スイッチSa1の順番でオンすることになる。また、入力交流電圧の大小関係がモードIIの状態のとき、キャリア1周期内のスイッチング順序は、1、2、3、2、1の順序となる。すなわち、図2に示す回路では、双方向スイッチSa1、双方向スイッチSa2、双方向スイッチSa3、双方向スイッチSa2、双方向スイッチSa1の順番でオンすることになる。   Referring to FIG. 10, for example, when the magnitude relation of the input AC voltage is in the mode I state, the switching order within one carrier period is 1, 3, 2, 3, 1. That is, in the circuit shown in FIG. 2, the bidirectional switch Sa1, the bidirectional switch Sa3, the bidirectional switch Sa2, the bidirectional switch Sa3, and the bidirectional switch Sa1 are turned on in this order. Further, when the magnitude relationship of the input AC voltage is in the mode II state, the switching order within one carrier cycle is 1, 2, 3, 2, 1. That is, in the circuit shown in FIG. 2, the bidirectional switch Sa1, the bidirectional switch Sa2, the bidirectional switch Sa3, the bidirectional switch Sa2, and the bidirectional switch Sa1 are turned on in this order.

キャリア波が最小値に達したタイミングをPWM制御におけるサンプリングデータの更新タイミングとし、図5のスイッチング順序に従ってスイッチングを行った場合には、キャリア波が最小値に達したときに、最小電圧相に対応する双方向スイッチが必ずオン状態となる。   The timing at which the carrier wave reaches the minimum value is used as the update timing of the sampling data in PWM control. When switching is performed according to the switching sequence of FIG. 5, when the carrier wave reaches the minimum value, the minimum voltage phase is supported. The bidirectional switch is always turned on.

制御部5は、この特性を利用して、モードIからモードIIへの移行時、モードIIIからモードIVへの移行時、およびモードVからモードVIへの移行時には、キャリア波が最小値に達したタイミングにおいてモード切り替えを行なう。   Using this characteristic, the control unit 5 uses this characteristic when the carrier wave reaches the minimum value when shifting from mode I to mode II, when shifting from mode III to mode IV, and when shifting from mode V to mode VI. The mode is switched at the timing.

また、キャリア波が最小値に達したタイミングをPWM制御におけるサンプリングデータの更新タイミングとし、図5のスイッチング順序に従ってスイッチングを行った場合には、キャリア波が最大値に達したときに、最大電圧相に対応する双方向スイッチが必ずオン状態となる。   Further, when the timing at which the carrier wave reaches the minimum value is set as the update timing of the sampling data in the PWM control, and switching is performed according to the switching order of FIG. 5, when the carrier wave reaches the maximum value, the maximum voltage phase The bidirectional switch corresponding to is always turned on.

制御部5は、この特性を利用して、モードIIからモードIIIへの移行時、モードIVからモードVへの移行時、およびモードVIからモードIの移行時には、キャリア波が最大値に達したタイミングにおいてモード切り替えを行なう。   Using this characteristic, the control unit 5 reaches the maximum value of the carrier wave at the time of transition from mode II to mode III, at the time of transition from mode IV to mode V, and at the time of transition from mode VI to mode I. The mode is switched at the timing.

図11は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置における、モード切り替えのタイミングの他の例を示す図である。   FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the mode switching timing in the power conversion device according to the embodiment of the present invention.

図11を参照して、制御部5は、モードIからモードIIへの切り替えタイミング、モードIIIからモードIVへの切り替えタイミングおよびモードVからモードVIへの切り替えタイミングをタイミングTLとする。そして、切り替え時にオン状態すなわち出力相に接続されている入力電圧相は最小電圧相Vminとなる。また、制御部5は、モードIIからモードIIIへの切り替えタイミング、モードIVからモードVへの切り替えタイミングおよびモードVIからモードIへの切り替えタイミングをタイミングTHとする。そして、切り替え時にオン状態すなわち出力相に接続されている入力電圧相は最大電圧相Vmaxとなる。   Referring to FIG. 11, control unit 5 sets timing TL as the switching timing from mode I to mode II, the switching timing from mode III to mode IV, and the switching timing from mode V to mode VI. At the time of switching, the input voltage phase connected to the ON state, that is, the output phase becomes the minimum voltage phase Vmin. In addition, the control unit 5 sets timing TH as the switching timing from mode II to mode III, the switching timing from mode IV to mode V, and the switching timing from mode VI to mode I. At the time of switching, the input voltage phase connected to the ON state, that is, the output phase becomes the maximum voltage phase Vmax.

このようにモード切り替えのタイミングを設定することで、モード切り替えに伴うスイッチングの発生を防ぐことができるため、スイッチングによる損失および電圧誤差の発生を抑制することができる。   By setting the mode switching timing in this manner, it is possible to prevent the occurrence of switching due to the mode switching, and therefore it is possible to suppress the occurrence of loss and voltage error due to switching.

ところで、マトリックスコンバータにおいて、切り替え前のスイッチングパターンおよび切り替え後のスイッチングパターンの組み合わせによっては、モードの切り替えタイミングにおいて、最大電圧相と最小電圧相との間でのスイッチングが行われてしまう場合がある。このようなスイッチングにより、スイッチング損失、および転流すなわち相間スイッチングによる電圧誤差が発生する。このスイッチング損失により、機器の効率が低下し、また、冷却装置が大型化するため、小型軽量化の妨げとなる。また、この電圧誤差により、出力電圧において高調波が発生する要因となる。   By the way, in the matrix converter, depending on the combination of the switching pattern before switching and the switching pattern after switching, switching between the maximum voltage phase and the minimum voltage phase may be performed at the mode switching timing. Such switching causes switching losses and voltage errors due to commutation, ie, phase-to-phase switching. Due to this switching loss, the efficiency of the device is reduced, and the cooling device is enlarged, which hinders the reduction in size and weight. In addition, this voltage error causes a harmonic in the output voltage.

これに対して、本発明の実施の形態に係る電力変換装置では、制御部5は、マトリックスコンバータ1における入力相ごとの複数のスイッチを所定の順序に従って択一的にオンし、この順序が異なる複数のモードを有する。制御部5は、交流電源EU,EV,EWからそれぞれ供給される交流電圧のレベルの大小関係に基づいてモードの切り替えを行なう。そして、制御部5は、モードの切り替えタイミングを含む前後の期間において同じスイッチがオン状態となるように切り替えタイミングを設定する。   In contrast, in the power conversion device according to the embodiment of the present invention, control unit 5 alternatively turns on a plurality of switches for each input phase in matrix converter 1 according to a predetermined order, and this order is different. Has multiple modes. The control unit 5 switches modes based on the magnitude relationship between the levels of the AC voltages supplied from the AC power sources EU, EV, and EW, respectively. And the control part 5 sets a switching timing so that the same switch may be in an ON state in the period before and behind including the switching timing of a mode.

このような構成により、モード切り替えに伴うスイッチングの発生を防ぐことができるため、スイッチング損失を減少させることができる。これにより、冷却装置の容量を削減でき、引いては機器の小型軽量化に貢献することができる。また、スイッチングを行なうことによって転流期間中に出力電圧誤差が発生するが、電力変換動作におけるスイッチング回数を減少させることにより、この出力電圧誤差を低減し、出力電圧高調波を減少させることができる。   With such a configuration, it is possible to prevent the occurrence of switching associated with mode switching, and thus switching loss can be reduced. Thereby, the capacity | capacitance of a cooling device can be reduced and it can contribute to the size reduction and weight reduction of an apparatus by extension. Moreover, although an output voltage error occurs during the commutation period by performing switching, this output voltage error can be reduced and output voltage harmonics can be reduced by reducing the number of times of switching in the power conversion operation. .

また、本発明の実施の形態に係る電力変換装置では、制御部5は、キャリア波の1周期において上記複数のスイッチがオン状態となる割合を示す制御値をそれぞれ算出する。そして、制御部5は、キャリア波と各制御値との比較結果に基づいて、オンすべきスイッチを選択し、かつキャリア波のタイミングに従ってモードの切り替えを行なう。   Moreover, in the power converter device which concerns on embodiment of this invention, the control part 5 each calculates the control value which shows the ratio in which the said some switch will be in an ON state in 1 period of a carrier wave. Then, the control unit 5 selects a switch to be turned on based on the comparison result between the carrier wave and each control value, and switches the mode according to the timing of the carrier wave.

このような構成により、マトリックスコンバータ1における各スイッチを適切にPWM制御し、かつ当該PWM制御に応じた適切なタイミングでモード切り替えを行なうことができる。   With such a configuration, each switch in the matrix converter 1 can be appropriately PWM controlled, and mode switching can be performed at an appropriate timing according to the PWM control.

また、本発明の実施の形態に係る電力変換装置では、制御部5は、上記複数のスイッチのオン順序のモードを3つ以上有し、キャリア波のレベルが最大値になるタイミングおよび最小値になるタイミングの両方に従ってモードの切り替えを行なう。   In the power conversion device according to the embodiment of the present invention, the control unit 5 has three or more on-order modes of the plurality of switches, and sets the timing and minimum value of the carrier wave level to the maximum value. The mode is switched according to both timings.

このように、キャリア波のレベルが最大または最小となるタイミングでモードを切り替える構成により、他のタイミングでモード切り替えを行なう構成と比べて、モード切り替え制御の簡易化を図ることができる。   As described above, the configuration in which the mode is switched at the timing at which the level of the carrier wave is maximized or minimized can simplify the mode switching control as compared with the configuration in which the mode is switched at other timings.

また、本発明の実施の形態に係る電力変換装置では、上記複数のスイッチのオン順序は、オン状態となるスイッチが変更される前後の各々においてスイッチを介して1相の負荷へ伝達される交流電圧のうち、少なくとも一方の交流電圧が、複数相の交流電源からそれぞれ供給されている交流電圧の中でレベルが最大となる交流電圧および最小となる交流電圧以外になるように設定される。   In the power conversion device according to the embodiment of the present invention, the turn-on order of the plurality of switches is the alternating current transmitted to the one-phase load via the switch before and after the switch to be turned on is changed. Among the voltages, at least one of the AC voltages is set to be other than the AC voltage having the maximum level and the AC voltage having the minimum level among the AC voltages respectively supplied from the AC power supplies of a plurality of phases.

このような構成により、複数の入力電圧相と各出力相とをそれぞれ接続する複数のスイッチのオン順序を、最大電圧相および最小電圧相が必ず中間電圧相を経由して切り替わるように設定し、出力電圧の高調波を低減する構成において、モード切り替えに伴うスイッチングを防ぐことができる。そして、スイッチング損失、および転流による電圧誤差の発生を抑制することにより、機器の効率低下を抑制し、小型軽量化を図り、出力電圧の高調波を低減することができる。   With such a configuration, the ON order of the plurality of switches that respectively connect the plurality of input voltage phases and each output phase is set so that the maximum voltage phase and the minimum voltage phase are always switched via the intermediate voltage phase, In a configuration that reduces harmonics of the output voltage, switching associated with mode switching can be prevented. Further, by suppressing the occurrence of a voltage error due to switching loss and commutation, it is possible to suppress a reduction in the efficiency of the device, achieve a reduction in size and weight, and reduce harmonics of the output voltage.

なお、本発明の実施の形態に係る電力変換装置は、測定部4を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。測定部4は、電力変換装置101の外部に設けられる構成であってもよい。   In addition, although the power converter device which concerns on embodiment of this invention was set as the structure provided with the measurement part 4, it is not limited to this. The measurement unit 4 may be configured to be provided outside the power conversion device 101.

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The above embodiment should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 マトリックスコンバータ
2 入力フィルタ
3 出力フィルタ
4 測定部
5 制御部
101 電力変換装置
201 電源システム
EU,EV,EW 交流電源
LA,LB,LC 負荷
NL 中性線
Sa1,Sa2,Sa3,Sb1,Sb2,Sb3,Sc1,Sc2,Sc3 双方向スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Matrix converter 2 Input filter 3 Output filter 4 Measurement part 5 Control part 101 Power converter 201 Power supply system EU, EV, EW AC power supply LA, LB, LC Load NL Neutral line Sa1, Sa2, Sa3, Sb1, Sb2, Sb3 , Sc1, Sc2, Sc3 bidirectional switch

Claims (4)

複数相の電源からそれぞれ供給される交流電力を複数相の交流電力に変換して負荷に供給するためのマトリックスコンバータと、
前記マトリックスコンバータを制御するための制御部とを備え、
前記マトリックスコンバータは、
前記電源ごとに設けられ、対応の前記電源から供給される交流電力を、オンすることにより前記負荷に伝達するための複数のスイッチを含み、
前記制御部は、前記複数のスイッチを所定の順序に従って択一的にオンし、前記順序が異なる複数のモードを有し、前記複数相の電源からそれぞれ供給される交流電圧のレベルの大小関係に基づいて前記モードの切り替えを行い、前記モードの切り替えタイミングを含む前後の期間において同じ前記スイッチがオン状態となるように前記切り替えタイミングを設定する、電力変換装置。
A matrix converter for converting AC power supplied from a plurality of phases of power into a plurality of phases of AC power and supplying it to a load;
A controller for controlling the matrix converter,
The matrix converter is
A plurality of switches are provided for each of the power supplies, and the AC power supplied from the corresponding power supplies is transmitted to the load by being turned on.
The control unit selectively turns on the plurality of switches according to a predetermined order, has a plurality of modes in different orders, and has a magnitude relationship between levels of AC voltages respectively supplied from the plurality of phases of power. The power conversion device that performs switching of the mode based on the switching timing and sets the switching timing so that the same switch is turned on in a period before and after the switching timing of the mode.
前記制御部は、キャリア波の1周期において前記複数のスイッチがオン状態となる割合を示す制御値をそれぞれ算出し、前記キャリア波と各前記制御値との比較結果に基づいて、オンすべき前記スイッチを選択し、かつ前記キャリア波のタイミングに従って前記モードの切り替えを行なう、請求項1に記載の電力変換装置。   The control unit calculates a control value indicating a rate at which the plurality of switches are turned on in one cycle of a carrier wave, and turns on based on a comparison result between the carrier wave and each control value. The power converter according to claim 1, wherein a switch is selected and the mode is switched according to the timing of the carrier wave. 前記制御部は、前記モードを3つ以上有し、前記キャリア波のレベルが最大値になるタイミングおよび最小値になるタイミングの両方に従って前記モードの切り替えを行なう、請求項2に記載の電力変換装置。   3. The power conversion device according to claim 2, wherein the control unit has three or more modes and switches the mode according to both a timing at which the level of the carrier wave reaches a maximum value and a timing at which the carrier wave level reaches a minimum value. . 前記所定の順序は、オン状態となる前記スイッチが変更される前後の各々において前記スイッチを介して前記負荷へ伝達される前記交流電圧のうち、少なくとも一方の交流電圧が、前記複数相の電源からそれぞれ供給されている交流電圧の中でレベルが最大となる交流電圧および最小となる交流電圧以外になるように設定される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置。   In the predetermined sequence, at least one of the AC voltages transmitted to the load through the switch before and after the switch that is turned on is changed is supplied from the plurality of phases of power. 4. The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion device is set so as to be other than an AC voltage having a maximum level and an AC voltage having a minimum level among the AC voltages respectively supplied. 5. .
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