JP6833546B2 - Power converter and power conversion method - Google Patents
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本発明の実施形態は、電力変換装置および電力変換方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to power conversion devices and power conversion methods.
直流電気鉄道の架線(き電線)に電力を供給するシステムの一つとして、直流き電システムがある。架線(き電線)は電車の走行量の増減や電車(回生車)から交流電源系統へ戻される回生エネルギーなどもあり、負荷変動が激しく、これに伴って、き電線の電圧も変動が大きい。 There is a DC feeder system as one of the systems that supply electric power to the overhead wire (feeder) of a DC electric railway. The overhead wire (key wire) has a large increase / decrease in the amount of travel of the train and the regenerative energy returned from the train (regenerative vehicle) to the AC power supply system, and the load fluctuates sharply.
また、直流き電システムでは、ダイオード整流器を用いて直流を作ることが一般的であるため、交流電源系統へ回生エネルギーを戻すには、回生インバータを設置する必要があり、回生車の回生電流を吸収する十分な負荷が回生車周辺に存在しなければ、回生車は回生失効に陥ることになる。 In addition, in a DC power supply system, it is common to generate DC using a diode rectifier, so in order to return regenerative energy to the AC power supply system, it is necessary to install a regenerative inverter, and the regenerative current of the regenerative vehicle must be installed. If there is not enough load around the regenerative vehicle to absorb it, the regenerative vehicle will expire.
そこで、これらの電圧変動や回生失効に対応するため、蓄電池などの蓄電装置を設置することが行われている。蓄電池と架線との間で電力を制御するために電力変換装置が用いられる。 Therefore, in order to cope with these voltage fluctuations and regenerative expiration, a power storage device such as a storage battery is installed. A power converter is used to control power between the storage battery and the overhead wire.
2つの直流電源回路間で電力の相互供給を行う従来の技術としては、互いの直流電源回路間にDCDCコンバータなどの電力変換装置を介挿接続することが知られている(例えば特許文献1参照)。 As a conventional technique for mutually supplying electric power between two DC power supply circuits, it is known that a power conversion device such as a DCDC converter is inserted and connected between the two DC power supply circuits (see, for example, Patent Document 1). ).
しかしながら、従来のDCDCコンバータは、例えばハイブリッド電気自動車などのように、電圧変動が比較的小さいものに利用されるため、電圧の変動が大きい直流き電システムには適用できないのが現状である。 However, since the conventional DCDC converter is used for a hybrid electric vehicle having a relatively small voltage fluctuation, it cannot be applied to a DC feeder system having a large voltage fluctuation.
電圧変動が大きい架線(き電線)などには、例えばコンデンサと変圧器からなる直列共振回路を用いた電源回路を電力変換装置に設けて架線(き電線)と絶縁した上で、電力変換装置の電源回路で生成した電圧を蓄電池の電圧に加算し、蓄電池に直列接続したインバータにより加算電圧を変化させて蓄電池の充放電を行うことで架線(き電線)との電力流通を行うことが考えられる。 For overhead wires (wires) with large voltage fluctuations, for example, a power supply circuit using a series resonance circuit consisting of a capacitor and a transformer is provided in the power converter to insulate it from the overhead wires (wires), and then the power converter It is conceivable that the voltage generated by the power supply circuit is added to the voltage of the storage battery, and the added voltage is changed by the inverter connected in series with the storage battery to charge and discharge the storage battery to perform power distribution with the overhead wire. ..
しかしながら、き電線は電圧変動が大きい上に、蓄電池も内部抵抗が大きいものもあり、き電線の電圧が加算電圧の変化量を超えて上昇すると、直列加算用の電源であるコンデンサと変圧器との共振回路に過電流が流れて、後段のインバータを含む回路が故障(破損)することが考えられる。 However, in addition to the large voltage fluctuation of the wire, some storage batteries also have a large internal resistance, and when the voltage of the wire rises beyond the amount of change in the added voltage, the capacitor and transformer, which are the power supplies for series addition, It is conceivable that an overcurrent flows through the resonance circuit of the above and the circuit including the inverter in the subsequent stage fails (damages).
本発明が解決しようとする課題は、電圧加算用の電源回路としてコンデンサと変圧器からなる直列共振回路を用いる上で、過電流を防止し、故障することなく継続稼働が可能な低損失および低容量(小形)の電力変換装置および電力変換方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that when a series resonant circuit consisting of a capacitor and a transformer is used as a power supply circuit for voltage addition, overcurrent is prevented and continuous operation is possible without failure. The purpose is to provide a capacity (small) power conversion device and a power conversion method.
実施形態の電力変換装置は、第1電源回路、第2電源回路、制御部を備える。第1電源回路は第1スイッチング回路と、第2スイッチング回路と、第1スイッチング回路と第2スイッチング回路とを絶縁して接続する絶縁回路とを有する。第1電源回路は直流送電路の電圧の変動に応じて第1スイッチング回路または第2スイッチング回路を駆動して第1電圧を発生する。第2電源回路は第3スイッチング回路を有し、第3スイッチング回路の駆動により生成される第2電圧を第1電圧に加算する。制御部は直流送電路の電圧、第1電圧を基に第1乃至第3スイッチング回路を制御して第2電圧を調整して直流送電路と第1および第2電源回路との間の電流の流れを制御する。制御部は直流送電路の電圧が、第1電圧と第2電圧の最大出力電圧との和よりも大きくなるときに、第1乃至第3スイッチング回路の駆動を停止する。 The power conversion device of the embodiment includes a first power supply circuit, a second power supply circuit, and a control unit. The first power supply circuit includes a first switching circuit, a second switching circuit, and an insulating circuit that insulates and connects the first switching circuit and the second switching circuit. The first power supply circuit drives the first switching circuit or the second switching circuit according to the fluctuation of the voltage of the DC transmission line to generate the first voltage. The second power supply circuit has a third switching circuit, and adds a second voltage generated by driving the third switching circuit to the first voltage. The control unit controls the first to third switching circuits based on the voltage of the DC transmission line and the first voltage to adjust the second voltage to obtain the current between the DC transmission line and the first and second power supply circuits. Control the flow. The control unit stops driving the first to third switching circuits when the voltage of the DC transmission line becomes larger than the sum of the maximum output voltage of the first voltage and the second voltage.
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
(実施形態)
図1は一つの実施の形態の電力変換装置10の回路構成を示す図である。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of the
図1に示すように、実施形態の電力変換装置10は、直流電気鉄道の架線(以下「直流き電線1」と称す)との間で電力の相互供給を行う直流き電システムの中の一つの装置であり、第1蓄電素子としての蓄電池2と、この蓄電池2と並列に接続される第2蓄電素子としてのコンデンサ3と、第3蓄電素子としてのコンデンサ7と、複数の電源回路5、6と、これら回路の動作を制御する制御部9とを有する。
As shown in FIG. 1, the
コンデンサ7には電圧検出器7a(例えばPTなど)が設けられている。電圧検出器7aはコンデンサ7の電圧を検出し制御部9に通知する。コンデンサ7の両端には放電用の抵抗器11が接続されている。抵抗器11はコンデンサ7に充電された電力を消費するためのものである。
The capacitor 7 is provided with a
第1蓄電素子としては、蓄電池2以外に、例えば電池、コンデンサなどのエネルギー蓄積素子などが用いられる。 As the first storage element, in addition to the storage battery 2, for example, an energy storage element such as a battery or a capacitor is used.
直流き電線1の端子1a、1bにはコンデンサ4が接続されており、直流電気鉄道であればき電線とレール間で発生している直流電圧が印加される。コンデンサ4には、電圧検出器4a(例えばPTなど)が設けられている。電圧検出器4aはコンデンサ4の電圧を検出し制御部9に通知する。PTは計器用変圧器(Potential Transformer)の略称である。
A capacitor 4 is connected to
この直流き電線1には、図示しない交流電源系統から得られる交流電力をダイオード整流で直流出力するダイオード整流器と回生可能な車両(回生車)が接続されている。回生車を車両負荷ともいう。 A diode rectifier that outputs AC power obtained from an AC power supply system (not shown) by diode rectification and a regenerative vehicle (regenerative vehicle) are connected to the DC electric wire 1. The regenerative vehicle is also called the vehicle load.
電源回路5は、2つのフルブリッジ回路(第1スイッチング回路51と、第2スイッチング回路54)と、変圧器52と容量素子としてのコンデンサ53とを直列に接続した共振型絶縁回路とを有する。
The power supply circuit 5 has two full bridge circuits (a
2つのフルブリッジ回路(第1スイッチング回路51と、第2スイッチング回路54)は単相フルブリッジ回路であり、例えばIGBT素子などが用いられる。ブリッジ回路を構成する素子は、IGBT素子に限定されるものではなく例えばMOSFETであってもよい。
The two full-bridge circuits (
第1スイッチング回路51は蓄電池2に充電する電力を発生する回路である。第2スイッチング回路54はコンデンサ3に充電する電力を発生する回路である。コンデンサ3は蓄電池2に並列に接続されている。コンデンサ3には電圧検出器3a(例えばPTなど)が設けられている。電圧検出器3aはコンデンサ3(蓄電池2)の電圧を検出し制御部9に通知する。
The
共振型絶縁回路は第1スイッチング回路51と第2スイッチング回路54とを絶縁して接続する一つの絶縁回路(絶縁結合回路)である。
The resonance type insulation circuit is one insulation circuit (insulation coupling circuit) that insulates and connects the
この電源回路5は、直流送電路1の電圧の変動に応じて第1スイッチング回路51または第2スイッチング回路54を駆動して蓄電池2(およびコンデンサ3)と直流送電路1との間で電力を流通させるための第1電圧を発生する第1電源回路である。
The power supply circuit 5 drives the
この電源回路5では、コンデンサ3の第1電圧よりもコンデンサ7の第2電圧が高くなったとき、コンデンサ7に接続される第1スイッチング回路51がスイッチングを行うよう制御部9が第1スイッチング回路51を制御し、第2電圧を低くする動作を行う。
In this power supply circuit 5, when the second voltage of the capacitor 7 becomes higher than the first voltage of the capacitor 3, the
逆に、コンデンサ3の第1電圧よりもコンデンサ7の第2電圧の方が低くなったときは、コンデンサ3に接続される第2スイッチング回路54がスイッチングを行うよう制御部9が第2スイッチング回路54を制御し、電力を蓄電池2からコンデンサ7へ送り、第2電圧を高くする動作を行う。
On the contrary, when the second voltage of the capacitor 7 becomes lower than the first voltage of the capacitor 3, the
電源回路6は、コンデンサ7に印加されている第2電圧を蓄電池2の電圧に加算する機能を有する。具体的には、電源回路6は、コンデンサ7に印加する第2電圧を生成する第3スイッチング回路61を有する。この電源回路6は、第3スイッチング回路61の駆動により生成される第2電圧を蓄電池2の電圧に加算する第2電源回路(直列インバータ回路)である。
The power supply circuit 6 has a function of adding the second voltage applied to the capacitor 7 to the voltage of the storage battery 2. Specifically, the power supply circuit 6 has a
制御部9は、各回路の電圧検出器3a、4a、7aから通知される電圧を基に第1乃至第3スイッチング回路51、54、61を制御して第2電圧を調整して直流送電路1と電源回路5、6との間の電流の流れを制御する。制御部9はリアクトル8に流れる電流を制御することで、コンデンサ4の電圧を制御する。
The
具体的には、制御部9は、き電線側の電圧と、蓄電池2(コンデンサ3)の電圧と、コンデンサ7の電圧とを検出し、検出したそれぞれの電圧に基づいて各スイッチング素子を駆動制御、つまりスイッチング素子のON制御信号であるゲート信号を出力するか否かによって各スイッチング素子をON・OFFする。
Specifically, the
例えば制御部9は、直流き電線1の電圧(電圧検出器4aの検出電圧)が、蓄電池2(コンデンサ3)の第1電圧(電圧検出器3aの検出電圧)とコンデンサ7の第2電圧の最大出力電圧(算出電圧)との和よりも大きくなるときに、第1乃至第3スイッチング回路51、54、61の駆動を停止する。なお第1乃至第3スイッチング回路51、54、61を完全に停止するのではなく、スイッチング動作を抑制してもよい。
For example, in the
そして、直流き電線1の電圧が、第1電圧と第2電圧の最大出力電圧との和よりも小さくなったときに、制御部9は第1乃至第3スイッチング回路51、54、61の駆動を再開する。なお第1乃至第3スイッチング回路51、54、61の動作を抑制していた場合は通常の動作に戻す。
Then, when the voltage of the DC electric wire 1 becomes smaller than the sum of the maximum output voltage of the first voltage and the second voltage, the
この他、電力変換装置10は、直流き電線1に並列に接続されるコンデンサ4、リアクトル8などを有する。
In addition, the
リアクトル8は蓄電池2とコンデンサ3との間にフィルタ機能を持たせるためのものであり、蓄電池2に流れる高調波を抑制する機能を有する。このフィルタ機能はリアクトル8などの素子単体の他、回路で構成しもよい。 The reactor 8 is for providing a filter function between the storage battery 2 and the capacitor 3, and has a function of suppressing harmonics flowing through the storage battery 2. This filter function may be configured by a circuit as well as a single element such as the reactor 8.
この他、例えば直流き電線1とコンデンサ4との間に直流き電線1側で発生し得る短絡に伴う事故電流抑制やフィルタ効果を持たせるためにリアクトルを挿入してもよい。 In addition, for example, a reactor may be inserted between the DC wire 1 and the capacitor 4 in order to suppress an accident current due to a short circuit that may occur on the DC wire 1 side and to have a filter effect.
以下、この実施形態の電力変換装置10の動作を説明する。
例えば負荷変動などの影響により直流き電線1の電圧が上昇し、直流き電線1からの電圧を蓄電池2に充電する場合を考える。
この場合、制御部9は、蓄電池2の電圧と直流き電線1の電圧との差分の電圧と、蓄電池2の電圧との比に応じて、直列電源回路5に電力が流れることになる。
Hereinafter, the operation of the
For example, consider a case where the voltage of the DC wire 1 rises due to the influence of load fluctuations and the voltage from the DC wire 1 is charged to the storage battery 2.
In this case, the
例えば、蓄電池2の電圧が500V、直流き電線1の電圧が1000Vであれば、その差分は500Vであり、電源回路5については、直流き電線1から流入する電力の1/2が電源回路5(共振回路)を通じた経路で蓄電池2に流れることになる。 For example, if the voltage of the storage battery 2 is 500 V and the voltage of the DC wire 1 is 1000 V, the difference is 500 V. For the power supply circuit 5, 1/2 of the power flowing in from the DC wire 1 is the power supply circuit 5. It will flow to the storage battery 2 through a path through the (resonant circuit).
ここで、電源回路5の出力電圧が上段のブリッジ回路と下段のブリッジ回路ともに等しい場合を仮定し説明する。 Here, the case where the output voltage of the power supply circuit 5 is equal to both the upper bridge circuit and the lower bridge circuit will be described.
つまり。コンデンサ3の電圧が500Vのとき直列電源回路5の上段のブリッジ回路の出力としては、コンデンサ7に500Vが出力される装置仕様の場合、すなわち直列電源回路5内の変圧器の変圧比が1:1の場合である。 In other words. When the voltage of the capacitor 3 is 500V, the output of the bridge circuit in the upper stage of the series power supply circuit 5 is the device specification in which 500V is output to the capacitor 7, that is, the transformation ratio of the transformer in the series power supply circuit 5 is 1: This is the case of 1.
このとき、この電力変換装置が出力できる電圧は、電源回路6のインバータ回路のデッドタイムがない理想的な制御が実現できると仮定すれば、1000Vの電圧を出力することまでできる。 At this time, the voltage that can be output by this power converter can even output a voltage of 1000 V, assuming that ideal control without dead time of the inverter circuit of the power supply circuit 6 can be realized.
しかし、直流き電線1側の電圧が1000Vを超過してしまった場合、リアクトル8に対する電流の制御ができなくなる。 However, if the voltage on the DC wire 1 side exceeds 1000 V, the current cannot be controlled with respect to the reactor 8.
このとき、先に説明した動作と同様に、コンデンサ7と3の電圧の比に応じて直列電源回路5に過電流が流れてしまう。 At this time, an overcurrent flows in the series power supply circuit 5 according to the ratio of the voltages of the capacitors 7 and 3 as in the operation described above.
通常、電源回路6のインバータ回路にはデッドタイムがあり、出力電圧が98%程度に制限されると仮定すれば、蓄電池2の電圧500V+直列インバータ回路6の出力電圧500V×0.98=990Vまでしか出力できなくなる。 Normally, assuming that the inverter circuit of the power supply circuit 6 has a dead time and the output voltage is limited to about 98%, the voltage of the storage battery 2 is 500V + the output voltage of the series inverter circuit 6 is 500V × 0.98 = 990V. Only output is possible.
ここでいう電源回路6(直列インバータ回路)の出力電圧(500V×0.98)が、蓄電池2の電圧に加算可能な最大電圧である。 The output voltage (500V × 0.98) of the power supply circuit 6 (series inverter circuit) referred to here is the maximum voltage that can be added to the voltage of the storage battery 2.
直流き電線1側の電圧が、蓄電池2側の電圧とこの電圧に加算可能な最大電圧(電源回路6の出力電圧)との和より大きくなる場合、同様にリアクトル8に対する電流の制御ができなくなり、電源回路5に対して変換器としては無制御な電流が流れ、過電流が発生し、図2に示すような符号A→B→Cのルートで過電流が流れ、フルブリッジを構成するスイッチング回路の半導体素子(スイッチング素子)が故障(破損)する恐れがある。 If the voltage on the DC wire 1 side is larger than the sum of the voltage on the storage battery 2 side and the maximum voltage that can be added to this voltage (output voltage of the power supply circuit 6), the current control for the reactor 8 cannot be performed in the same manner. , An uncontrolled current flows through the power supply circuit 5 as a converter, an overcurrent occurs, and an overcurrent flows along the route of reference numerals A → B → C as shown in FIG. 2, and switching forming a full bridge. There is a risk that the semiconductor element (switching element) of the circuit will fail (damage).
そこで、本実施形態の電力変換装置10では、制御部9が、直流き電線1側の電圧と、蓄電池2側の電圧(第1電圧、第2電圧)との関係から一定の条件(下記(式1)の条件)を満たした場合に第1乃至第3スイッチング回路51、54、61に対してゲートブロックを行う。
Therefore, in the
具体的には、制御部9は、電圧検出器4aにより検出されたコンデンサ4の電圧、すなわち直流き電線1の電圧と、電圧検出器3aにより検出されたコンデンサ3の電圧、すなわち蓄電池2の電圧と、電圧検出器7aにより検出されたコンデンサ7の電圧とを基に、この電力変換装置が出力可能な最大電圧値を決定する。
Specifically, the
この値は、例えば、前述したデッドタイムがない理想的な場合、例えば1000Vであったり、デッドタイムの影響で最大電圧が決まる場合は、前述の通り電圧利用率が98%であれば、990Vなどといった値である。 This value is, for example, 990V if the voltage utilization rate is 98% as described above in an ideal case where there is no dead time described above, for example, 1000V, or when the maximum voltage is determined by the influence of dead time. It is a value such as.
実際には、電圧検出器3a、4a、7aの精度も問題になるため、これを考慮し、より低い値を出力可能な最大電圧値としてもよい。
Actually, the accuracy of the
例えば電圧検出器3a、4a、7aの計測誤差が1%程度あるのであれば、990V×0.99=980.1Vが出力可能な最大電圧といえる。
For example, if the measurement error of the
また、コンデンサ7の電圧を電圧検出器7aで直接計測しているが、共振回路を用いた電源回路5内にある変圧比を基にコンデンサ7の電圧を推定してもよい。
制御部9には下記(式1)の条件が設定されている。
Further, although the voltage of the capacitor 7 is directly measured by the
The following conditions (Equation 1) are set in the
直流き電線1の電圧 > 電力変換装置が出力可能な最大電圧・・・(式1)
この(式1)の条件を満たす場合に、制御部9は、ゲート信号により電源回路5、6を制御して電源回路5、6のスイッチング動作を停止させる。
Voltage of DC wire 1> Maximum voltage that the power converter can output ... (Equation 1)
When the condition of the condition (Equation 1) is satisfied, the
これにより、電圧上昇に伴う電源回路5に対する過電流を防止することができる。 This makes it possible to prevent an overcurrent in the power supply circuit 5 due to a voltage rise.
また、上記(式1)の条件が満たされなくなった場合、制御部9が、スイッチング回路のスイッチングを再スタートさせることで、運転が継続可能になる。
Further, when the above condition (Equation 1) is no longer satisfied, the
このような現象は、直流電鉄用のき電システムで想定できる。具体的には直流き電線1が電車線であり、列車の回生に伴い電車線の電圧が上昇する。常用範囲の電圧上昇であれば、上記(式1)の条件が満たされず、蓄電池2に回生電力を充電することが可能である。 Such a phenomenon can be assumed in a feeder system for DC electric railways. Specifically, the DC electric wire 1 is a train line, and the voltage of the train line rises as the train regenerates. If the voltage rises in the normal range, the above condition (Equation 1) is not satisfied, and the storage battery 2 can be charged with regenerative power.
しかし、列車の回生制御系統にトラブルがあった場合など、何らかの異常で電車線に対し過電圧が発生することは想定でき、この際に前述の通り過電流が電源回路5に流れることが考えられる。 However, it can be assumed that an overvoltage is generated in the train line due to some abnormality such as when there is a problem in the regenerative control system of the train, and at this time, it is conceivable that an overcurrent flows in the power supply circuit 5 as described above.
装置として出力可能な最大電圧を高く設計しておけばよいという考え方もあるが、この場合、コンデンサ7の電圧を上げることに伴い、電源回路5、6のスイッチング回路の素子の耐圧を上げる必要があり、スイッチング損失の増加にも繋がってしまう。スイッチング損失の増加は冷却器体積の増加、電力変換装置の体積増加に直結するため、よいことではない。 There is also the idea that the maximum voltage that can be output as a device should be designed to be high, but in this case, it is necessary to increase the withstand voltage of the elements of the switching circuits of the power supply circuits 5 and 6 as the voltage of the capacitor 7 increases. Therefore, it also leads to an increase in switching loss. An increase in switching loss is not a good thing because it directly leads to an increase in the volume of the cooler and an increase in the volume of the power converter.
しかし、この実施形態では、低耐圧のスイッチング素子を用いて電力変換装置を構成することが可能になり、少ない損失、低容量および低コストの電力変換装置を構成することができる。 However, in this embodiment, it is possible to configure a power conversion device using a switching element having a low withstand voltage, and it is possible to configure a power conversion device having a small loss, a low capacity, and a low cost.
このようにこの実施形態によれば、制御部9は、直流き電線1の電圧が、第1電圧と第2電圧の最大出力電圧との和よりも大きくなるときに、第1乃至第3スイッチング回路51、54、61の駆動を停止し、小さくなったときに駆動を再開するので、直流き電線1と蓄電池2との間で電力の相互供給を行う上で、電源回路5にコンデンサ53と変圧器52からなる直列共振回路を用いる場合、直流き電線1側の過度な電圧上昇に伴い電源回路5に発生する過電流を防止し、故障することなく継続稼働が可能な低損失、低容量(小形)および低コストの電力変換装置10を提供することができる。
As described above, according to this embodiment, the
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. This novel embodiment can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
また上記実施形態に示した制御部9の構成要素を、コンピュータのハードディスク装置などのストレージにインストールしたプログラムで実現してもよく、また上記プログラムを、コンピュータ読取可能な電子媒体:electronic mediaに記憶しておき、プログラムを電子媒体からコンピュータに読み取らせることで本発明の機能をコンピュータが実現するようにしてもよい。電子媒体としては、例えばCD−ROM等の記録媒体やフラッシュメモリ、リムーバブルメディア:Removable media等が含まれる。さらに、ネットワークを介して接続した異なるコンピュータに構成要素を分散して記憶し、各構成要素を機能させたコンピュータ間で通信することで本発明を実現してもよい。
Further, the components of the
1…直流送電路、1a、1b…端子、2…蓄電池、3、4、7…コンデンサ、3a、4a、7a…電圧検出器、5、6…電源回路、8…リアクトル、9…制御部、10…電力変換装置、11…抵抗器、51…第1スイッチング回路、52…変圧器、53…コンデンサ、54…第2スイッチング回路、61…第3スイッチング回路。 1 ... DC transmission path, 1a, 1b ... Terminal, 2 ... Storage battery, 3, 4, 7 ... Capacitor, 3a, 4a, 7a ... Voltage detector, 5, 6 ... Power supply circuit, 8 ... Reactor, 9 ... Control unit, 10 ... Power converter, 11 ... Resistor, 51 ... First switching circuit, 52 ... Transformer, 53 ... Capacitor, 54 ... Second switching circuit, 61 ... Third switching circuit.
Claims (4)
第3スイッチング回路を有し、前記第3スイッチング回路の駆動により生成される第2電圧を前記第1電圧に加算する第2電源回路と、
前記直流送電路の電圧、前記第1電圧を基に前記第1乃至第3スイッチング回路を制御して前記第2電圧を調整して前記直流送電路と前記第1および第2電源回路との間の電流の流れを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記直流送電路の電圧と変圧比と前記第3スイッチング回路がスイッチング動作する際のデッドタイムから前記第1電源回路に加算可能な第2電圧を求め、
前記制御部は、
前記直流送電路の電圧が、前記第1電圧と前記第2電圧の最大出力電圧との和よりも大きくなるときに、前記第1乃至第3スイッチング回路のスイッチング動作を停止する電力変換装置。 It has a first switching circuit, a second switching circuit, and an insulating circuit that insulates and connects the first switching circuit and the second switching circuit, and the first switching circuit responds to fluctuations in the voltage of the DC transmission line. A first power supply circuit that drives a switching circuit or the second switching circuit to generate a first voltage, and
A second power supply circuit having a third switching circuit and adding a second voltage generated by driving the third switching circuit to the first voltage.
The first to third switching circuits are controlled based on the voltage of the DC transmission line and the first voltage to adjust the second voltage between the DC transmission line and the first and second power supply circuits. Equipped with a control unit that controls the flow of current
The control unit
The second voltage that can be added to the first power supply circuit is obtained from the voltage and transformation ratio of the DC transmission line and the dead time when the third switching circuit is switched.
The control unit
A power conversion device that stops the switching operation of the first to third switching circuits when the voltage of the DC transmission line becomes larger than the sum of the first voltage and the maximum output voltage of the second voltage.
前記第3蓄電素子に印加する第2電圧を生成する第3スイッチング回路を有し、前記第3スイッチング回路の駆動により生成される前記第2電圧を前記第1蓄電素子の電圧に加算する第2電源回路と、
前記直流送電路の電圧、前記第1電圧を基に前記第1乃至第3スイッチング回路を制御して前記第2電圧を調整して前記直流送電路と前記第1および第2電源回路との間の電流の流れを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記直流送電路の電圧が、前記第1電圧と前記第2電圧の最大出力電圧との和よりも大きくなるときに、前記第1乃至第3スイッチング回路のスイッチング動作を停止する電力変換装置。 A first switching circuit that generates power to charge the first power storage element, a second switching circuit that generates power to charge the second power storage element connected in parallel to the first power storage element, and the first switching circuit. It has an insulation circuit that insulates and connects the second switching circuit and the second switching circuit, and a third power storage element, and drives the first switching circuit or the second switching circuit according to fluctuations in the voltage of the DC transmission line. A first power supply circuit that generates a first voltage for circulating electric power between the first power storage element and the second power storage element and the DC transmission line.
A third switching circuit for generating a second voltage applied to said third storage element, first adding the second voltage generated by the driving of the third switching circuit to a voltage of said first power storage element 2 power supply circuit and
The first to third switching circuits are controlled based on the voltage of the DC transmission line and the first voltage to adjust the second voltage between the DC transmission line and the first and second power supply circuits. Equipped with a control unit that controls the flow of current
The control unit
A power conversion device that stops the switching operation of the first to third switching circuits when the voltage of the DC transmission line becomes larger than the sum of the first voltage and the maximum output voltage of the second voltage.
前記スイッチング動作を停止した後、前記直流送電路の電圧が、前記第1電圧と前記第2電圧の最大出力電圧との和よりも小さくなったときに、前記第1乃至第3スイッチング回路のスイッチング動作を再開させる請求項1または請求項2いずれか記載の電力変換装置。 The control unit
After the switching operation is stopped, when the voltage of the DC transmission line becomes smaller than the sum of the sum of the first voltage and the maximum output voltage of the second voltage, the switching of the first to third switching circuits is performed. The power conversion device according to any one of claims 1 and 2, wherein the operation is restarted.
前記制御部は、
前記直流送電路の電圧と変圧比と前記第3スイッチング回路がスイッチング動作する際のデッドタイムから前記第1電源回路に加算可能な第2電圧を求め、
前記制御部は、
前記直流送電路の電圧が、前記第1電圧と前記第2電圧の最大出力電圧との和よりも大きくなるときに、前記第1乃至第3スイッチング回路のスイッチング動作を停止する電力変換方法。 It has a first switching circuit, a second switching circuit, and an insulating circuit that insulates and connects the first switching circuit and the second switching circuit, and the first switching circuit responds to fluctuations in the voltage of the DC transmission line. The first power supply circuit that drives the switching circuit or the second switching circuit to generate the first voltage and the third switching circuit, and the second voltage generated by driving the third switching circuit is the first voltage. The second power supply circuit to be added to the voltage, the voltage of the DC transmission line, and the first to third switching circuits are controlled based on the first voltage to adjust the second voltage to adjust the DC transmission line and the said. In a power conversion method in a power conversion device including a control unit that controls the flow of current between the first and second power supply circuits.
The control unit
The second voltage that can be added to the first power supply circuit is obtained from the voltage and transformation ratio of the DC transmission line and the dead time when the third switching circuit is switched.
The control unit
A power conversion method for stopping the switching operation of the first to third switching circuits when the voltage of the DC transmission line becomes larger than the sum of the first voltage and the maximum output voltage of the second voltage.
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