JPH06233537A - Controller of neutral point clamp system converter - Google Patents

Controller of neutral point clamp system converter

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JPH06233537A
JPH06233537A JP1435093A JP1435093A JPH06233537A JP H06233537 A JPH06233537 A JP H06233537A JP 1435093 A JP1435093 A JP 1435093A JP 1435093 A JP1435093 A JP 1435093A JP H06233537 A JPH06233537 A JP H06233537A
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input current
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sum
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茂 田中
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487Neutral point clamped inverters

Abstract

PURPOSE:To control the total DC output voltage to be constant and to equalize impressed voltages onto two smoothing capacitors by controlling pulse width modulation according to the sum of output signal from an input current control circuit which controls input current by output signal from a sum voltage control circuit and that from a differential voltage control circuit. CONSTITUTION:A sum voltage control circuit AVR1 amplifies a deviation between sum voltage command value Vd*' and sum voltage detected value Vd to produce peak value command Im*, and then a multiplier ML multiplies it unit sinusoidal wave sinwt synchronous with source voltage Vs to produce input current command value Is*. An input current control circuit ACR amplifies a deviation between it and input current command value Is by inversion to produce voltage command values ea, eb. A differential control circuit AVR2 amplifies a deviation between differential voltage command value V0*=0 and differential voltage detected value V0 to produce compensation voltage DELTAe, and further a code switcher AS switches its polarity to produce DELTAe', and adder/subtracters A3, A4 add it to the voltage command values ea, eb to serve as the voltage command value to a PWM control circuit PWMC.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、単相または多相交流電
力を直流電力に変換するパルス幅変調制御(PWM制
御)の中性点クランプ式コンバ―タの制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse width modulation control (PWM control) neutral point clamp type converter control device for converting single-phase or multi-phase AC power into DC power.

【0002】[0002]

【従来の技術】図16は、単相中性点クランプ式コンバ
―タの主回路構成図を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 16 shows a main circuit configuration of a single-phase neutral point clamp type converter.

【0003】図中、SUPは単相交流電源、LS は交流
リアクトル、CNVは中性点クランプ式コンバ―タ(以
下、NPCコンハ―タと呼ぶ)本体、Cd1,Cd2は直流
平滑コンデンサ、LOADは負荷である。
In the figure, SUP is a single-phase AC power supply, LS is an AC reactor, CNV is a neutral point clamp type converter (hereinafter referred to as NPC converter) main body, Cd1 and Cd2 are DC smoothing capacitors, and LOAD is Is a load.

【0004】NPCコンバ―タは、自己消弧素子S11〜
S14,S21〜S24、フリ―ホイ―リングダイオ―ドD11
〜D14,D21〜D24、及びクランプ用ダイオ―ドD15,
D16,D25,D26で構成されている。このコンバ―タの
交流側端子電圧VC は、a点の電圧Va とb点の電圧V
b の差電圧で表され、VC =Va −Vb が成り立つ。
The NPC converter has a self-extinguishing element S11 ...
S14, S21 to S24, Freewheeling diode D11
~ D14, D21 ~ D24, and clamp diode D15,
It is composed of D16, D25 and D26. The AC side terminal voltage VC of this converter is the voltage Va at point a and the voltage V at point b.
It is represented by the difference voltage of b, and VC = Va-Vb is established.

【0005】a点の電圧Va は4つの素子S11〜S14を
オン,オフさせることによって、次のように変化する。
ただし、2つの平滑コンデンサの直流電圧をVd1,Vd
2、全体の直流電圧をVd とした場合、Vd1=Vd2=Vd
/2とする。即ち、 S11とS12がオンのとき、Va =+Vd /2 S12とS13がオンのとき、Va =0 S13とS14がオンのとき、Va =−Vd /2 となり、3レベルの電圧を発生する。同様に、b点の電
圧Vb は素子S21〜S24をオン,オフさせることによっ
て、次のように変化する。 S21とS22がオンのとき、Vb =+Vd /2 S22とS23がオンのとき、Vb =0 S23とS24がオンのとき、Vb =−Vd /2 となる。この結果、コンバ―タの端子電圧VC は、+V
d ,+Vd /2,0,−Vd /2,−Vd の5レベルの
電圧を発生する。図17は、図16のNPCコンバ―タ
のパルス幅変調制御(PWM制御)動作を説明するため
のタイムチャ―ト図である。
The voltage Va at the point a changes as follows by turning on and off the four elements S11 to S14.
However, the DC voltage of the two smoothing capacitors is Vd1, Vd
2. Vd1 = Vd2 = Vd, where Vd is the total DC voltage
/ 2. That is, when S11 and S12 are on, Va = + Vd / 2 When S12 and S13 are on, Va = 0 When S13 and S14 are on, Va = -Vd / 2 and three levels of voltage are generated. Similarly, the voltage Vb at the point b changes as follows by turning on and off the elements S21 to S24. When S21 and S22 are on, Vb = + Vd / 2 When S22 and S23 are on, Vb = 0 When S23 and S24 are on, Vb = -Vd / 2. As a result, the terminal voltage VC of the converter is + V
Five-level voltages of d, + Vd / 2,0, -Vd / 2, -Vd are generated. FIG. 17 is a time chart for explaining the pulse width modulation control (PWM control) operation of the NPC converter of FIG.

【0006】図中、X1 ,X2 ,Y1 ,Y2 はPWM制
御の搬送波、ea ,eb =−ea はPWM制御入力信号
(電圧指令値)である。ここで、X1 とX2 は0〜+E
maxの間で変化する三角波で、X2 はX1 に対して位相
が180°ずれている。又、Y1 ,Y2 は−Emax 〜0
の間で変化する三角波で、それぞれ前記三角波X1 ,X
2 の反転値になっている。入力信号ea と三角波X1 ,
Y1 とを比較し、素子S11〜S14のゲ―ト信号g11,g
12を作る。即ち、 ea >X1 のとき、g11=1で、S11をオン、S13をオ
フ ea ≦X1 のとき、g11=0で、S11をオフ、S13をオ
ン ea <Y1 のとき、g12=1で、S14をオン、S12をオ
フ ea ≧Y1 のとき、g12=0で、S14をオフ、S12をオ
ン させる。又、入力信号eb =−ea と三角波X2 ,Y2
とを比較し、素子S21〜S24のゲ―ト信号g21,g22を
作る。即ち、 eb >X2 のとき、g21=1で、S21をオン、S23をオ
フ eb ≦X2 のとき、g21=0で、S21をオフ、S23をオ
ン eb <Y2 のとき、g22=1で、S24をオン、S22をオ
フ eb ≧Y2 のとき、g22=0で、S24をオフ、S22をオ
ン させる。
In the figure, X1, X2, Y1 and Y2 are carrier waves for PWM control, and ea and eb = -ea are PWM control input signals (voltage command values). Where X1 and X2 are 0 to + E
It is a triangular wave that varies between max and X2 is 180 ° out of phase with X1. Also, Y1 and Y2 are -Emax to 0.
Between the triangular waves X1 and X1, respectively.
It is an inverted value of 2. Input signal ea and triangular wave X1,
Y1 is compared and gate signals g11, g of the elements S11 to S14 are compared.
Make twelve. That is, when ea> X1, g11 = 1, S11 is turned on, S13 is turned off ea ≦ X1, g11 = 0, S11 is turned off, S13 is turned on ea <Y1, g12 = 1, S14 Is turned on and S12 is turned off. When ea ≧ Y1, g12 = 0, S14 is turned off and S12 is turned on. Also, the input signal eb = -ea and the triangular waves X2, Y2
And gate signals g21 and g22 of the elements S21 to S24 are produced. That is, when eb> X2, g21 = 1, S21 is turned on, S23 is turned off. Eb ≦ X2, g21 = 0, S21 is turned off, S23 is turned on. Eb <Y2, g22 = 1, S24. Is turned on and S22 is turned off. When eb ≧ Y2, when g22 = 0, S24 is turned off and S22 is turned on.

【0007】この結果、NPCコンバ―タCNVのa点
の電圧Va ,b点の電圧Vb 及びその差電圧Vc =Va
−Vb は図示のような波形となり、その平均値Vc(m)は
前記電圧指令値ea −eb =2・ea に比例した値とな
る。
As a result, the voltage Va at the point a of the NPC converter CNV, the voltage Vb at the point b and the difference voltage Vc = Va.
-Vb has a waveform as shown, and its average value Vc (m) has a value proportional to the voltage command value ea-eb = 2.ea.

【0008】このように、中性点クランプ式コンバ―タ
では、交流側端子電圧Vc として、5レベル(+Vd ,
+Vd /2,0,−Vd /2,−Vd )の電圧が得ら
れ、高調波成分の少ない電圧波形となる。その結果、交
流電源から供給される電流リプルが小さくなる利点があ
る。又、ゲ―ト信号g11〜g22からも分るように、出力
周波数の半サイクル期間はスイッチング動作を休止して
おり、常時のブリッジインバ―タに比較すると素子のス
イッチング損失やスナバ損失が減少する利点がある。
As described above, in the neutral point clamp type converter, the AC side terminal voltage Vc is 5 levels (+ Vd,
Voltages of + Vd / 2,0, -Vd / 2, -Vd) are obtained, and the voltage waveform has few harmonic components. As a result, there is an advantage that the current ripple supplied from the AC power supply becomes small. Further, as can be seen from the gate signals g11 to g22, the switching operation is stopped during the half cycle period of the output frequency, and the switching loss and snubber loss of the element are reduced as compared with the normal bridge inverter. There are advantages.

【0009】交流リアクトルLs には交流電源SUPの
電圧Vs と前記コンバ―タCNVの発生電圧Vc の差電
圧VL =Vs −Vc が印加され、その差電圧VL を調整
することにより入力電流Is を制御する。
A differential voltage VL = Vs-Vc between the voltage Vs of the AC power supply SUP and the generated voltage Vc of the converter CNV is applied to the AC reactor Ls, and the input current Is is controlled by adjusting the difference voltage VL. To do.

【0010】即ち、NPCコンバ―タをパルス幅変調制
御(PWM制御)することにより電圧Vc を調整し、負
荷LOADの大小に拘らず前記直流電圧Vd がほぼ一定
になるように入力電流Is を制御する。この時、入力電
流Is は前記電源電圧Vs と同相(力行運転)または逆
相(回生運転)の正弦波に制御される。言い変えると交
流電源から見たNPCコンバ―タに入力力率が1で高調
波の少ない理想的な負荷となっている。
That is, the voltage Vc is adjusted by performing pulse width modulation control (PWM control) on the NPC converter, and the input current Is is controlled so that the DC voltage Vd becomes substantially constant regardless of the size of the load LOAD. To do. At this time, the input current Is is controlled to be a sine wave having the same phase (power running operation) or reverse phase (regenerative operation) as the power supply voltage Vs. In other words, the NPC converter seen from the AC power supply has an input power factor of 1 and is an ideal load with few harmonics.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の中性点
クランプ式コンバ―タの制御装置は次のような問題点が
ある。
However, the conventional neutral point clamp type converter control device has the following problems.

【0012】即ち、コンバ―タCNVのの直流側に接続
されている平滑コンデンサCd1,Cd2は設計値的には同
じ容量のものが選ばれるが、実際にはバラツキが有り、
どちらかが大きくなってしまう。
That is, the smoothing capacitors Cd1 and Cd2 connected to the DC side of the converter CNV are selected to have the same capacity in terms of design value, but in reality there are variations.
Either of them will get bigger.

【0013】一方、NPCコンバータのクランプ用ダイ
オードD15とD16の接続点及びD25とD26の接続点は前
期平滑コンデンサCd1,Cd2の接続点(中性点)に接続
されており、その間で出入する電流Io により直流中性
点の電圧Vo が決定される。フルブリッジ結線のNPC
コンバータでは、力行、回生運転に拘らず中性点電流I
o の正方向に流れる期間t(+) と負方向に流れる期間t
(-) とが等しくなり、前記平滑コンデンサCd1,Cd2の
容量が等しい場合、Vd1=Vd2を保つことができる。し
かし、Cd1>Cd2の場合、力行運転時はコンデンサCd2
の方がより速く充電され、Vd1<Vd2となる。また、回
生運転時はコンデンサCd2の方が速く放電され、Vd1>
Vd2となってしまう。Cd1<Cd2の場合は逆になる。
On the other hand, the connecting points of the clamping diodes D15 and D16 and the connecting points of D25 and D26 of the NPC converter are connected to the connecting points (neutral point) of the smoothing capacitors Cd1 and Cd2, and the current flowing in and out between them. The voltage Vo at the DC neutral point is determined by Io. NPC with full bridge connection
In the converter, the neutral point current I regardless of power running or regenerative operation
The period t (+) flowing in the positive direction of o and the period t flowing in the negative direction
If (-) becomes equal and the capacitances of the smoothing capacitors Cd1 and Cd2 are equal, Vd1 = Vd2 can be maintained. However, when Cd1> Cd2, the capacitor Cd2 is used during power running.
Is charged faster and Vd1 <Vd2. Further, during regenerative operation, the capacitor Cd2 is discharged faster, and Vd1>
It becomes Vd2. If Cd1 <Cd2, the opposite is true.

【0014】又、負荷LOADに中性点クランプ式イン
バ―タ等を接続した場合、負荷の状態に応じて直流コン
デンサの中性点に電流が出入りするようになり、直流電
圧Vd1とVd2のバランスを崩す原因ともなっている。
When a neutral point clamp type inverter or the like is connected to the load LOAD, a current flows in and out of the neutral point of the DC capacitor according to the load condition, and the DC voltage Vd1 and Vd2 are balanced. It is also the cause of breaking down.

【0015】このように直流電圧のバランスが崩れるて
来ると、コンバ―タを構成する各素子に印加される電圧
が大きくなったり、小さくなったりして素子の耐圧を脅
かすようになる。
When the balance of the DC voltage becomes unbalanced in this way, the voltage applied to each element forming the converter increases or decreases, and the breakdown voltage of the element is threatened.

【0016】本発明は、前述の点に鑑みてなされたもの
で、全体の直流電圧をほぼ一定に制御すると共に2つの
平滑コンデンサに印加される電圧が等しくなるようにし
た中性点クランプ式コンバ―タ制御装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and is a neutral point clamp type converter in which the entire DC voltage is controlled to be substantially constant and the voltages applied to the two smoothing capacitors are equalized. -The purpose is to provide a control device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の制御装置は、単相交流電源と、該単相交流電
源にリアクトルを介して接続されるフルブリッジ結線の
中性点クランプ式コンバ―タ(NPCコンバ―タ)と、
該NPCコンバ―タの出力端子に接続される第1及び第
2の直流平滑コンデンサと、該直流平滑コンデンサを直
流電源とする負荷と、前記2つの直流平滑コンデンサの
和電圧を検出し、和電圧指令に一致するように制御する
和電圧制御回路と、該和電圧制御回路の出力信号により
前記交流電源から供給される入力電流を制御する入力電
流制御回路と、前記2つの直流平滑コンデンサの差電圧
を検出し、差電圧指令値に一致するように制御する差電
圧制御回路と、該差電圧制御回路の出力信号と前記入力
電流制御回路の出力信号の和に従って前記NPCコンバ
―タをパルス幅変調制御する回路を具備してる。
In order to achieve the above-mentioned object, a control device of the present invention comprises a single-phase AC power source and a neutral point clamp for full bridge connection which is connected to the single-phase AC power source via a reactor. Formula converter (NPC converter),
First and second DC smoothing capacitors connected to the output terminals of the NPC converter, a load using the DC smoothing capacitor as a DC power source, and a sum voltage of the two DC smoothing capacitors is detected to obtain a sum voltage. A sum voltage control circuit for controlling so as to match the command, an input current control circuit for controlling an input current supplied from the AC power supply by an output signal of the sum voltage control circuit, and a differential voltage between the two DC smoothing capacitors And a pulse width modulation of the NPC converter according to the sum of the output signal of the differential voltage control circuit and the output signal of the input current control circuit. It has a control circuit.

【0018】また、多相(N相)交流電源に対して、本
発明装置は、該多相交流電源を各相毎に絶縁する電源ト
ランスと、該トランスの2次巻線にリアクトルを介して
接続されるN台のフルブリッジ結線の中性点クランプ式
コンバ―タ(NPCコンバ―タ)と、該NPCコンバ―
タの出力端子を並列接続し、その出力端子に接続された
直列接続の第1及び第2の直流平滑コンデンサと、該2
つの直流平滑コンデンサを直流電源とする負荷と、前記
2つの直流平滑コンデンサの和電圧を検出し、和電圧指
令に一致するように制御する和電圧制御回路と、該和電
圧制御回路の出力信号により前記交流電源から供給され
る入力電流を制御する入力電流制御回路と、前記2つの
直流平滑コンデンサの差電圧を検出し、差電圧指令値に
一致するように制御する差電圧制御回路と、該差電圧制
御回路の出力信号と前記入力電流制御回路の出力信号の
和に従って前記NPCコンバ―タをパルス幅変調制御す
る回路を具備している。
Further, with respect to a polyphase (N-phase) AC power supply, the device of the present invention has a power transformer for insulating the polyphase AC power supply for each phase and a secondary winding of the transformer via a reactor. N full bridge connection type neutral point clamp type converters (NPC converters) to be connected, and the NPC converters.
The output terminals of the DC / DC converter are connected in parallel, and the first and second DC smoothing capacitors connected in series are connected to the output terminal;
A load using one DC smoothing capacitor as a DC power source, a sum voltage control circuit that detects a sum voltage of the two DC smoothing capacitors, and controls so as to match the sum voltage command, and an output signal of the sum voltage control circuit. An input current control circuit for controlling an input current supplied from the AC power source, a differential voltage control circuit for detecting a differential voltage between the two DC smoothing capacitors, and controlling so as to match the differential voltage command value, and the differential voltage control circuit. A circuit for pulse width modulation controlling the NPC converter according to the sum of the output signal of the voltage control circuit and the output signal of the input current control circuit is provided.

【0019】[0019]

【作用】直流平滑コンデンサCd1,Cd2の印加電圧Vd
1,Vd2を検出しその和電圧Vd=Vd1+Vd2と差電圧V
o =Vd1−Vd2を求める。
[Function] Applied voltage Vd of DC smoothing capacitors Cd1 and Cd2
1, Vd2 is detected and the sum voltage Vd = Vd1 + Vd2 and the difference voltage V
Determine o = Vd1-Vd2.

【0020】和電圧制御回路は、コンバ―タが出力すべ
き直流電圧値を和電圧指令値Vd * とし、前記和電圧検
出値Vd と比較して、偏差εd =Vd * −Vd を求め、
当該偏差を増幅して入力電流の波高値指令Im * を作
る。この波高値指令Im * に電源電圧Vs に同期した単
位正弦波sinωtを乗じて、入力電流指令値Is *
Im * ・sinωtを作る。
The sum voltage control circuit must be output by the converter.
DC voltage value to sum voltage command value Vd* And the sum voltage detection
Deviation εd = Vd compared with the output value Vd* Find -Vd,
The deviation is amplified and the input current peak value command Im* Made
It This peak value command Im* Is synchronized with the power supply voltage Vs
Input sine wave sin ωt, input current command value Is* =
Im* ・ Make sinωt.

【0021】入力電流制御回路は、入力電流指令値Is
* と入力電流検出値Is とを比較して、その偏差εI =
Is * −Is を反転増幅して、次のPWM制御回路に電
圧指令値ea ,eb =−ea を与える。
The input current control circuit uses the input current command value Is.
* And the input current detection value Is are compared, and the deviation εI =
Is * -Is is inverted and amplified to give voltage command values ea and eb = -ea to the next PWM control circuit.

【0022】NPCコンバ―タは、上記電圧指令値ea
−eb =2・ea に比例した電圧Vc を発生する。Is
* >Is の場合、偏差εI は正値となり、電圧Vc を減
少させて入力電流値Is を増加させる。逆に、Is *
Is の場合、偏差εI は負値となり、電圧Vc を増加さ
せて入力電流値Is を減少させる。結果的に、Is =I
s * となるように制御される。
The NPC converter uses the voltage command value ea
A voltage Vc proportional to -eb = 2.ea is generated. Is
* When> Is, the deviation εI has a positive value, which decreases the voltage Vc and increases the input current value Is. Conversely, Is * <
In the case of Is, the deviation εI has a negative value, which increases the voltage Vc and decreases the input current value Is. As a result, Is = I
s * Is controlled so that

【0023】又、Vd * >Vd となった場合、偏差εI
は正値となり電流波高値指令Im * を増加させ、電源電
圧Vs と同相の入力電流Is =Is * を増加させる。こ
の結果、交流電源から供給される有効電力 Ps =Vs ・Is =Vm ・Im (1−cosωt)/2 が増加し、直流電圧Vd を増加させる。逆に、Vd *
Vd となった場合、偏差εd は負値となり、電流波高値
指令Im * を減少させ、電源電圧Vs と同相の入力電流
Is =Is * を減少させる。この結果、交流電源から供
給される有効電力Ps も減少し、直流電圧Vd を減少さ
せる。故に、Vd =Vd * となるように制御される。
Also, Vd* Deviation εI when> Vd
Becomes a positive value and the current peak value command Im* Increase the power supply
Input current in phase with pressure Vs Is = Is* To increase. This
As a result, the effective power Ps = Vs.multidot.Is = Vm.multidot.Im (1-cos.omega.t) / 2 supplied from the AC power source increases, and the DC voltage Vd increases. Conversely, Vd* <
When it becomes Vd, the deviation εd becomes a negative value and the current peak value
Command Im* The input current in phase with the power supply voltage Vs
Is = Is* To reduce. As a result, the AC power supply
The supplied active power Ps also decreases and the DC voltage Vd decreases.
Let Therefore, Vd = Vd* Is controlled so that

【0024】差電圧制御回路は、差電圧指令値Vo *
0と前記差電圧検出値Vo =Vd1−Vd2を比較し、偏差
εo =Vo * −Vo を求める。当該偏差εo を増幅して
補償電圧Δeを作り、前記PWM制御回路の入力信号e
a ,eb に加える。即ち、 ea ’=ea +Δe eb ’=eb +Δe=−ea +Δe とする。この時、コンバ―タのa点電圧Va 及びb点電
圧Vb はそれぞれ入力信号ea ’及びeb ’に比例した
電圧となり、その差電圧Vc =Va −Vb は補償電圧Δ
eには影響されない。NPCコンバ―タの入力電力Pc
=V・Is が正のとき(力行運転モ―ド)、前記補償電
圧Δeを正の値にすると、直流コンデンサCd1の電圧V
d1を増加させ、平滑コンデンサCd2の電圧Vd2を減少さ
せることができる。例えば、Pc >0の場合、Is >0
のときVc >0となり、Va >0,Vb <0となる。こ
のとき、前記補償電圧Δeを加えると、a点の電圧Va
が増加し、交流電源から供給される電流Is がa点を介
して直流コンデンサCd1に流れる期間が増加し、電圧V
d1を増加させる。また、b点の電圧Vb は負の値で、そ
の絶対値が減少し、入力電流Is がb点を介して直流コ
ンデンサCd2に流れる期間が短くなり、電圧Vd2を減少
させる。故に、差電圧Vo =Vd1−Vd2は増加する。ま
た、Pc が正のときΔeを負の値にすると、直流平滑コ
ンデンサCd1の電圧Vd1を減少させ、平滑コンデンサC
d2の電圧Vd2を増加させることができる。入力電力Pc
が負の時(回生運転モ―ド)は前記補償電圧Δeの符号
を反転させることにより、同様に差電圧Vo =Vd1−V
d2を制御することができる。
The differential voltage control circuit has a differential voltage command value Vo *. =
0 and the difference voltage detection value Vo = Vd1-Vd2 are compared, and the deviation .epsilon.o = Vo * -Determine Vo. The deviation ε o is amplified to create the compensation voltage Δe, and the input signal e of the PWM control circuit is generated.
Add to a and eb. That is, ea '= ea + Δe eb' = eb + Δe = -ea + Δe. At this time, the point a voltage Va and the point b voltage Vb of the converter are voltages proportional to the input signals ea 'and eb', respectively, and the difference voltage Vc = Va-Vb is the compensation voltage .DELTA.
Not affected by e. Input power Pc of NPC converter
= VIs is positive (power running mode), if the compensation voltage Δe is set to a positive value, the voltage V of the DC capacitor Cd1 is increased.
It is possible to increase d1 and decrease the voltage Vd2 of the smoothing capacitor Cd2. For example, if Pc> 0, Is> 0
Then Vc> 0, Va> 0, Vb <0. At this time, when the compensation voltage Δe is added, the voltage Va at the point a
Is increased, the period during which the current Is supplied from the AC power source flows to the DC capacitor Cd1 via the point a is increased, and the voltage V
Increase d1. Further, the voltage Vb at the point b is a negative value, its absolute value decreases, the period during which the input current Is flows to the DC capacitor Cd2 via the point b is shortened, and the voltage Vd2 is decreased. Therefore, the difference voltage Vo = Vd1-Vd2 increases. When Pc is positive and Δe is set to a negative value, the voltage Vd1 of the DC smoothing capacitor Cd1 is decreased and the smoothing capacitor Cd1 is reduced.
The voltage Vd2 of d2 can be increased. Input power Pc
Is negative (regenerative operation mode), the sign of the compensating voltage .DELTA.e is reversed to similarly obtain the difference voltage Vo = Vd1-V.
d2 can be controlled.

【0025】即ち、力行運転時にVo * >Vo となった
場合、偏差εo は正の値となり、補償電圧Δeも正の値
となる。故に、差電圧Vo が増加し、Vo =Vo * とな
るように制御される。逆に、Vo * <Vo となった場
合、偏差εo は負の値となり、補償電圧Δeも負の値と
なる。故に、差電圧Vo が減少し、Vo =Vo * となる
ように制御される。また、回生運転時は補償電圧Δeを
反転することにより、同様にVo =Vo * となるように
制御することができる。
That is, Vo during power running* > Vo
In this case, the deviation εo is a positive value and the compensation voltage Δe is also a positive value.
Becomes Therefore, the differential voltage Vo increases and Vo = Vo* Tona
To be controlled. On the contrary, Vo* <When it becomes Vo
The deviation ε o is a negative value, and the compensation voltage Δe is also a negative value.
Become. Therefore, the difference voltage Vo decreases and Vo = Vo* Becomes
Controlled as. Also, the compensation voltage Δe is
By reversing, Vo = Vo* So that
Can be controlled.

【0026】このよにして、本発明のNPCコンバ―タ
の制御装置は、力行運転、回生運転に拘らず、全体の直
流電圧をほぼ一定に制御すると共に2つの平滑コンデン
サに印加される電圧が等しくなるように制御出来る。
又、このとき入力電流は電源電圧と同相の正弦波に制御
され、入力力率=1で、高調波の少ない交流/直流電力
変換器が得られる。
In this way, the control device for the NPC converter of the present invention controls the DC voltage of the whole to be substantially constant and the voltage applied to the two smoothing capacitors regardless of the power running operation and the regenerative operation. It can be controlled to be equal.
At this time, the input current is controlled to have a sine wave in phase with the power supply voltage, and an AC / DC power converter with an input power factor of 1 and few harmonics can be obtained.

【0027】多相(N相)電源の場合、N台のフルブリ
ッジ結線のNPCコンバ―タを用意し、直流平滑コンデ
ンサCd1,Cd2に印加される電圧Vd1,Vd2の和Vd =
Vd1+Vd2がほぼ一定になるように各相コンバ―タの入
力電流を制御し、差電圧Vo=Vd1−Vd2が零になるよ
うに補償電圧Δeを与え、NPCコンバ―タの各相入力
電流と発生電圧の積の符号を各相毎に検知し、その符号
に応じて前記補償電圧Δeの符号を切換えて上記制御を
各相コンバ―タについて行う。その結果、単相電源で発
生する入力電流の零クロス点での制御不能問題が無くな
り、連続した差電圧制御が可能となる。
In the case of a multi-phase (N-phase) power source, N full-bridge NPC converters are prepared and the sum of the voltages Vd1 and Vd2 applied to the DC smoothing capacitors Cd1 and Cd2 is Vd =
The input current of each phase converter is controlled so that Vd1 + Vd2 becomes almost constant, and the compensating voltage Δe is applied so that the difference voltage Vo = Vd1-Vd2 becomes zero, and the input current of each phase of the NPC converter is generated. The sign of the product of the voltage is detected for each phase, and the sign of the compensation voltage Δe is switched according to the sign to perform the above control for each phase converter. As a result, the problem of uncontrollability at the zero crossing point of the input current generated in the single-phase power supply is eliminated, and continuous differential voltage control is possible.

【0028】[0028]

【実施例】図1は、本発明の中性点クランプ式コンバ―
タ制御装置の一実施例を示す主回路構成図および制御回
路ブロック図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a neutral point clamp type converter of the present invention.
FIG. 3 is a main circuit configuration diagram and a control circuit block diagram showing an embodiment of a computer control device.

【0029】図中、SUPは単相交流電源、LS は交流
リアクトル、CNVは中性点クランプ式コンバ―タ(以
下、NPCコンハ―タと呼ぶ)本体、Cd1,Cd2は直流
平滑コンデンサ、LOADは負荷である。
In the figure, SUP is a single-phase AC power source, LS is an AC reactor, CNV is a neutral point clamp type converter (hereinafter referred to as NPC converter) main body, Cd1 and Cd2 are DC smoothing capacitors, and LOAD is Is a load.

【0030】又、NPCコンバ―タの制御装置として、
入力電流検出器CTS、交流電圧検出器PTS、直流電
圧検出器PT1 ,PT2 、加減算器A1 〜A4 、和電圧
制御回路AVR1 、入力電流制御回路ACR、差電圧制
御回路AVR2 、乗算器ML1 ,ML2 、符号切換器A
S、パルス幅変調制御回路PWMCが用意されている。
NPCコンバ―タは、自己消弧素子S11〜S14,S21
〜S24、フリ―ホイ―リングダイオ―ドD11〜D14,D
21〜D24、及びクランプ用ダイオ―ドD15,D16,D2
5,D26で構成されている。このコンバ―タの交流側端
子電圧VC は、a点の電圧Va とb点の電圧Vb の差電
圧で表され、VC =Va −Vb が成り立つ。
As a control device for the NPC converter,
Input current detector CTS, AC voltage detector PTS, DC voltage detectors PT1 and PT2, adder / subtractors A1 to A4, sum voltage control circuit AVR1, input current control circuit ACR, difference voltage control circuit AVR2, multipliers ML1 and ML2, Code switch A
S and a pulse width modulation control circuit PWMC are prepared.
The NPC converter has self-extinguishing elements S11 to S14, S21.
~ S24, Freewheeling diode D11 ~ D14, D
21 to D24 and clamp diodes D15, D16, D2
It is composed of 5, D26. The AC side terminal voltage VC of this converter is represented by the difference voltage between the voltage Va at the point a and the voltage Vb at the point b, and VC = Va-Vb.

【0031】a点の電圧Va は4つの素子S11〜S14を
オン,オフさせることによって、次のように変化する。
ただし、2つの平滑コンデンサの直流電圧をVd1,Vd
2、全体の直流電圧をVd とした場合、Vd1=Vd2=Vd
/2とする。即ち、 S11とS12がオンのとき、Va =+Vd /2 S12とS13がオンのとき、Va =0 S13とS14がオンのとき、Va =−Vd /2 となり、3レベルの電圧を発生する。同様に、b点の電
圧Vb は素子S21〜S24をオン,オフさせることによっ
て、次のように変化する。 S21とS22がオンのとき、Vb =+Vd /2 S22とS23がオンのとき、Vb =0 S23とS24がオンのとき、Vb =−Vd /2 となる。この結果、コンバ―タの交流側端子電圧VC
は、(+Vd ,+Vd /2,0,−Vd /2,−Vd )
の5レベルの電圧を発生する。
The voltage Va at point a changes as follows by turning on and off the four elements S11 to S14.
However, the DC voltage of the two smoothing capacitors is Vd1, Vd
2. Vd1 = Vd2 = Vd, where Vd is the total DC voltage
/ 2. That is, when S11 and S12 are on, Va = + Vd / 2 When S12 and S13 are on, Va = 0 When S13 and S14 are on, Va = -Vd / 2 and three levels of voltage are generated. Similarly, the voltage Vb at the point b changes as follows by turning on and off the elements S21 to S24. When S21 and S22 are on, Vb = + Vd / 2 When S22 and S23 are on, Vb = 0 When S23 and S24 are on, Vb = -Vd / 2. As a result, the AC side terminal voltage VC of the converter
Is (+ Vd, + Vd / 2, 0, -Vd / 2, -Vd)
5 level voltage is generated.

【0032】電圧検出器PT1 ,PT2 はそれぞれ平滑
コンデンサCd1,Cd2の直流電圧Vd1,Vd2を検出す
る。加減算器A1 は当該電圧検出値Vd1とVd2の和を演
算し、Vd =Vd1+Vd2を和電圧制御回路AVR1 に入
力する。又、加減算器A2 は前記電圧検出値Vd1とVd2
の差を演算し、Vo =Vd1−Vd2を差電圧制御回路AV
R2 に入力する。電流検出器CTS は電源SUPから供
給される入力電流Is を検出し、電流制御回路ACR及
び乗算器ML2 に入力する。又、電圧検出器PTS はN
PCコンバ―タの交流側端子電圧Vc を検出し、乗算器
ML2 に入力する。
The voltage detectors PT1 and PT2 detect the DC voltages Vd1 and Vd2 of the smoothing capacitors Cd1 and Cd2, respectively. The adder / subtractor A1 calculates the sum of the voltage detection values Vd1 and Vd2 and inputs Vd = Vd1 + Vd2 to the sum voltage control circuit AVR1. Further, the adder / subtractor A2 is provided with the voltage detection values Vd1 and Vd2.
Difference is calculated, and Vo = Vd1-Vd2 is calculated as the difference voltage control circuit AV
Enter in R2. The current detector CTS detects the input current Is supplied from the power supply SUP and inputs it to the current control circuit ACR and the multiplier ML2. Also, the voltage detector PTS is N
The AC side terminal voltage Vc of the PC converter is detected and input to the multiplier ML2.

【0033】和電圧制御回路は、コンバ―タが出力すべ
き直流電圧値を和電圧指令値Vd * とし、前記和電圧検
出値Vd と比較して、偏差εd =Vd * −Vd を求め、
その偏差を増幅して入力電流の波高値指令Im * を作
る。
The sum voltage control circuit must be output by the converter.
DC voltage value to sum voltage command value Vd* And the sum voltage detection
Deviation εd = Vd compared with the output value Vd* Find -Vd,
The deviation is amplified and the peak value command Im of the input current is input.* Made
It

【0034】次に、乗算器ML1 によって、前記電流波
高値指令Im * に電源電圧Vs に同期した単位正弦波s
inωtを乗じ、入力電流指令値Is * =Im * ・si
nωtを作る。
Next, the current peak value command Im * is applied by the multiplier ML1 . Unit sine wave s synchronized with the power supply voltage Vs
Multiply by inωt, input current command value Is * = Im * ・ Si
Make nωt.

【0035】入力電流制御回路ACRは、入力電流指令
値Is * と入力電流検出値Is とを比較し、その偏差ε
I =Is * −Is を反転増幅して、電圧指令値ea ,e
b =−ea を加減算器A3 ,A4 に与える。
The input current control circuit ACR has an input current command value Is *. And the input current detection value Is are compared, and the deviation ε
I = Is * -Is is inverted and amplified to obtain voltage command values ea, e
b = -ea is given to the adder / subtractors A3 and A4.

【0036】差電圧制御回路AVR2 は、差電圧指令値
Vo * =0と前記差電圧検出値Vo=Vd1−Vd2を比較
し、その偏差εo =Vo * −Vo を増幅して補償電圧Δ
eを作り、符号切換器ASに入力する。符号切換器AS
はNPCコンバ―タの入力電力Pc =Vc ・Is の符号
に応じて前記補償電圧Δeの符号を切換える。即ち、 Pc ≧0のとき、Δe’=Δe Pc <0のとき、Δe’=−Δe とする。この補償電圧Δe’を前記加減算器A3 ,A4
に入力する。加減算器A3 ,A4 は前記電圧指令値ea
,eb に補償電圧Δe’を加え、PWM制御回路PW
MCに新たな電圧指令値ea ’,eb ’を与える。即
ち、 ea ’=ea +Δe’ eb ’=eb +Δe’=−ea +Δe’ となる。図2は、図1のNPCコンバ―タのパルス幅変
調制御(PWM制御)動作を説明するためのタイムチャ
―ト図である。
The differential voltage control circuit AVR2 has a differential voltage command value Vo *. = 0 and the differential voltage detection value Vo = Vd1-Vd2 are compared, and the deviation .epsilon.o = Vo * -Vo is amplified to compensate voltage Δ
e is generated and is input to the sign switch AS. Code changer AS
Switches the sign of the compensation voltage .DELTA.e according to the sign of the input power Pc = Vc.multidot.Is of the NPC converter. That is, when Pc ≧ 0, Δe ′ = Δe When Pc <0, Δe ′ = − Δe. This compensating voltage Δe 'is added to the adder / subtractor A3, A4.
To enter. The adder / subtractors A3 and A4 are provided with the voltage command value e
, Eb by adding the compensation voltage Δe ′ to the PWM control circuit PW
New voltage command values ea 'and eb' are given to MC. That is, ea '= ea + Δe' eb '= eb + Δe' =-ea + Δe '. FIG. 2 is a time chart for explaining the pulse width modulation control (PWM control) operation of the NPC converter of FIG.

【0037】図中、X1 ,X2 ,Y1 ,Y2 はPWM制
御の搬送波、ea ’,eb ’はPWM制御入力信号(電
圧指令値)である。ここで、X1 とX2 は0〜+Emax
の間で変化する三角波で、X2 はX1 に対して位相が1
80°ずれている。又、Y1,Y2 は−Emax 〜0の間
で変化する三角波で、それぞれ前記三角波X1 ,X2の
反転値になっている。入力信号ea ’と三角波X1 ,Y
1 とを比較し、素子S11〜S14のゲ―ト信号g11,g12
を作る。即ち、 ea ’>X1 のとき、g11=1で、S11をオン、S13を
オフ ea ’≦X1 のとき、g11=0で、S11をオフ、S13を
オン ea ’<Y1 のとき、g12=1で、S14をオン、S12を
オフ ea ’≧Y1 のとき、g12=0で、S14をオフ、S12を
オン させる。又、入力信号eb ’と三角波X2 ,Y2 とを比
較し、素子S21〜S24のゲ―ト信号g21,g22を作る。
即ち、 eb ’>X2 のとき、g21=1で、S21をオン、S23を
オフ eb ’≦X2 のとき、g21=0で、S21をオフ、S23を
オン eb ’<Y2 のとき、g22=1で、S24をオン、S22を
オフ eb ’≧Y2 のとき、g22=0で、S24をオフ、S22を
オン させる。
In the figure, X1, X2, Y1 and Y2 are carrier waves for PWM control, and ea 'and eb' are PWM control input signals (voltage command values). Where X1 and X2 are 0 to + Emax
Is a triangular wave that varies between X2 and X2 has a phase of 1 relative to X1.
80 ° off. Further, Y1 and Y2 are triangular waves which vary between -Emax and 0, and are inverted values of the triangular waves X1 and X2, respectively. Input signal ea 'and triangular wave X1, Y
1 is compared with the gate signals g11 and g12 of the elements S11 to S14.
make. That is, when ea '> X1, g11 = 1, S11 is on, S13 is off ea'≤X1, g11 = 0, S11 is off, S13 is on ea'<Y1, g12 = 1 Then, S14 is turned on and S12 is turned off. When ea '≧ Y1, g12 = 0, S14 is turned off and S12 is turned on. Further, the input signal eb 'is compared with the triangular waves X2 and Y2 to generate gate signals g21 and g22 of the elements S21 to S24.
That is, when eb '> X2, g21 = 1, S21 is turned on, S23 is turned off. Eb'≤X2, g21 = 0, S21 is turned off, S23 is turned on. Eb'<Y2, g22 = 1. Then, S24 is turned on and S22 is turned off. When eb '≧ Y2, when g22 = 0, S24 is turned off and S22 is turned on.

【0038】この結果、NPCコンバ―タCNVのa点
の電圧Va ,b点の電圧Vb は図示のような波形とな
る。即ち、電圧Va の平均値は前記電圧指令値ea ’に
比例し、電圧Vb の平均値は前記電圧指令値eb ’に比
例する。また、NPCコンバ―タCNVの交流側電圧V
c はa点の電圧Va とb点の電圧Vb の差電圧となり、
Vc =Va −Vb の平均値VC(m)(破線で示す)は前記
電圧指令値ea ’−eb’=ea −eb =2・ea に比
例した値となる。まず、和電圧制御の動作を説明する。
NPCコンバ―タCNV交流側端子間には、上記のよう
に補償電圧Δeの値に無関係に、電圧指令値ea −eb
=2・ea に比例した電圧Vc を発生する。
As a result, the voltage Va at the point a and the voltage Vb at the point b of the NPC converter CNV have the waveforms shown in the figure. That is, the average value of the voltage Va is proportional to the voltage command value ea ', and the average value of the voltage Vb is proportional to the voltage command value eb'. In addition, the AC side voltage V of the NPC converter CNV
c is the difference between the voltage Va at point a and the voltage Vb at point b,
An average value VC (m) of Vc = Va-Vb (shown by a broken line) is a value proportional to the voltage command value ea'-eb '= ea-eb = 2.ea. First, the operation of the sum voltage control will be described.
Between the NPC converter CNV AC side terminals, the voltage command values ea-eb are irrespective of the value of the compensation voltage Δe as described above.
A voltage Vc proportional to = 2 · ea is generated.

【0039】交流リアクトルLs には交流電源SUPの
電圧Vs と前記コンバ―タCNVのの発生電圧Vc の差
電圧VL =Vs −Vc が印加され、その差電圧VL を調
整することにより入力電流Is を制御する。
A differential voltage VL = Vs-Vc between the voltage Vs of the AC power supply SUP and the generated voltage Vc of the converter CNV is applied to the AC reactor Ls, and the input current Is is adjusted by adjusting the difference voltage VL. Control.

【0040】Is * >Is の場合、偏差εI は正の値と
なり、電圧Vc を減少させて入力電流Is を増加させ
る。逆に、Is * <Is の場合、偏差εI は負の値とな
り、電圧Vc を増加させて入力電流Is を減少させる。
結果的に、Is =Is * となるように制御される。
Is * When> Is, the deviation εI has a positive value, which decreases the voltage Vc and increases the input current Is. Conversely, Is * When <Is, the deviation εI has a negative value, which increases the voltage Vc and decreases the input current Is.
As a result, Is = Is * Is controlled so that

【0041】また、Vd * >Vd となった場合、前記偏
差εd は正の値となり、前記電流波高値指令Im * を増
加させ、電源電圧Vs と同相の入力電流Is =Is *
増加させる。この結果、交流電源から供給される有効電
力 Ps =Vs ・Is =Vm ・Im (1−cos2ωt)/2 が増加し、直流電圧Vd を増加させる。逆に、Vd *
Vd となった場合、偏差εd は負値となり、電流波高値
指令Im * を減少させ、電源電圧Vs と同相の入力電流
Is =Is * を減少させる。この結果、交流電源から供
給される有効電力Ps も減少し、直流電圧Vd を減少さ
せる。故に、Vd =Vd * となるように制御される。次
に、差電圧制御動作を説明する。乗算器ML2 により、
入力電流Is とNPCコンバ―タの交流側電圧Vc を掛
け算し、瞬時入力電力Pc =Vc ・Is を求める。
Also, Vd * When> Vd, the deviation εd becomes a positive value, and the current peak value command Im * Input current Is = Is * in phase with the power supply voltage Vs. To increase. As a result, the effective power Ps = Vs.multidot.Is = Vm.multidot.Im (1-cos2.omega.t) / 2 supplied from the AC power supply increases, and the DC voltage Vd increases. Conversely, Vd * <
When it becomes Vd, the deviation εd becomes a negative value, and the current peak value command Im * Input current Is = Is * in phase with the power supply voltage Vs. To reduce. As a result, the effective power Ps supplied from the AC power supply is also reduced and the DC voltage Vd is reduced. Therefore, Vd = Vd * Is controlled so that Next, the differential voltage control operation will be described. By the multiplier ML2,
The input current Is is multiplied by the AC side voltage Vc of the NPC converter to obtain the instantaneous input power Pc = Vc.multidot.Is.

【0042】図3は、力行運転時の電圧,電流ベクトル
図を示すもので、電源電圧Vs に対し入力電流Is を同
相に制御した場合、交流リアクトルLs に印加される電
圧は、VL =jω・Ls ・Is となる。ここで、ωは交
流電源の角周波数である。この結果、コンバ―タが発生
する電圧Vc は電源電圧Vs よりθだけ位相が遅れたベ
クトルとなる。
FIG. 3 shows a voltage / current vector diagram during power running. When the input current Is is controlled to be in phase with the power supply voltage Vs, the voltage applied to the AC reactor Ls is VL = jω.multidot. Ls · Is. Here, ω is the angular frequency of the AC power supply. As a result, the voltage Vc generated by the converter becomes a vector whose phase is delayed by θ from the power supply voltage Vs.

【0043】図4は、力行運転時の電圧,電流波形を示
すもので、入力電流Is に対し、コンバ―タの電圧Vc
は位相角θだけ遅れている。この時、コンバ―タの入力
電力Pc =Vc ・Is は、図示のように電源周波数の2
倍で変化する。符号切換器ASは、乗算器ML2 で求め
た瞬時入力電力Pc の符号により、差電圧制御からの補
償電圧Δeの符号を次のように切換える。即ち、 Pc ≧0のとき、Δe’=Δe Pc <0のとき、Δe’=−Δe とする。ここで、Is >0,Vc >0のとき、即ち、P
c >0の場合を例にとって説明する。まず、補償電圧Δ
e=0の場合を説明する。
FIG. 4 shows the voltage and current waveforms during the powering operation. The converter voltage Vc is plotted against the input current Is.
Are delayed by the phase angle θ. At this time, the input power of the converter Pc = Vc.Is is equal to the power frequency of 2 as shown in the figure.
It changes by a factor of 2. The sign switch AS switches the sign of the compensation voltage .DELTA.e from the differential voltage control according to the sign of the instantaneous input power Pc obtained by the multiplier ML2 as follows. That is, when Pc ≧ 0, Δe ′ = Δe When Pc <0, Δe ′ = − Δe. Here, when Is> 0 and Vc> 0, that is, P
A case of c> 0 will be described as an example. First, the compensation voltage Δ
The case of e = 0 will be described.

【0044】Vc >0のとき、コンバ―タのa点電圧V
a >0で、b点電圧Vb <0となっている。a点電圧V
a >0と言うことは、素子S11とS12がオンでVa =+
Vd1か、素子S12と素子S13がオンでVa =0のどちら
かになってPWM制御されている。また、b点電圧Vb
<0と言うことは、素子S23と素子S24がオンでVb=
−Vd2か、素子S22と素子S23がオンでVb =0のどち
ちらかになってPWM制御されている。
When Vc> 0, the voltage at point a of the converter V
When a> 0, the voltage at point b is Vb <0. Point a voltage V
a> 0 means that elements S11 and S12 are on and Va = +
PWM control is performed by either Vd1 or by turning on the elements S12 and S13 and Va = 0. Also, the voltage at point b Vb
<0 means that the elements S23 and S24 are on and Vb =
Either -Vd2 or element S22 and element S23 are on and Vb = 0, whichever is present, and PWM control is performed.

【0045】図5は、Is >0で、Va =+Vd1,Vb
=0の場合の電流経路を示す。入力電流Is は、電源S
UP→Ls →D12→D11→Cd1→D25→S22→電源SU
Pの経路で流れ、コンデンサCd1の電圧Vd1を増加させ
る。
FIG. 5 shows that when Is> 0, Va = + Vd1, Vb.
A current path when = 0 is shown. The input current Is is the power source S
UP → Ls → D12 → D11 → Cd1 → D25 → S22 → Power SU
It flows in the path of P and increases the voltage Vd1 of the capacitor Cd1.

【0046】図6は、Is >0で、Va =0,Vb =0
の場合の電流経路を示す。入力電流Is は、電源SUP
→Ls →S13→D16→D25→S22→電源SUPの経路で
流れ、コンデンサCd1及びCd2の電圧Vd1,Vd2に関係
しない。
FIG. 6 shows that when Is> 0, Va = 0 and Vb = 0.
The current path in the case of is shown. Input current Is is the power supply SUP
->Ls->S13->D16->D25->S22-> Power source SUP, which is not related to the voltages Vd1 and Vd2 of the capacitors Cd1 and Cd2.

【0047】図7は、Is >0で、Va =0,Vb =−
Vd2の場合の電流経路を示す。入力電流Is は、電源S
UP→Ls →S13→D16→Cd2→D24→D23→電源SU
Pの経路で流れ、コンデンサCd2の電圧Vd2を増加させ
る。
In FIG. 7, Is> 0, Va = 0, Vb =-
The current path for Vd2 is shown. The input current Is is the power source S
UP → Ls → S13 → D16 → Cd2 → D24 → D23 → Power SU
It flows in the path of P and increases the voltage Vd2 of the capacitor Cd2.

【0048】同様に、Is >0で、Va =+Vd1,Vb
=−Vd2の場合、入力電流Is は、電源SUP→Ls →
D12→D11→Cd1→Cd2→D24→D23→電源SUPの経
路で流れ、コンデンサCd1及びCd2の電圧Vd1,Vd2を
共に増加させる。即ち、Is >0,Vc >0のときは2
つのコンデンサCd1,Cd2の電圧Vd1,Vd2は共に増加
する方向に動作する。
Similarly, when Is> 0, Va = + Vd1, Vb
= -Vd2, the input current Is is equal to the power supply SUP → Ls →
D12->D11->Cd1->Cd2->D24->D23-> Power supply SUP, and increases both the voltages Vd1 and Vd2 of the capacitors Cd1 and Cd2. That is, when Is> 0 and Vc> 0, 2
The voltages Vd1 and Vd2 of the two capacitors Cd1 and Cd2 both operate in the increasing direction.

【0049】ここで、前記補償電圧Δe’=Δeを加え
ると、図8に示すように、Is >0Vc >0のとき、a
点の電圧は、Va ’=Va +Kc ・Δeとなって正の値
で増加する。又、b点の電圧Vb ’=Vb +Kc ・Δe
=−Va +Kc ・Δeとなって負の値で、その絶対値が
減少する。
Here, when the compensation voltage Δe '= Δe is added, as shown in FIG. 8, when Is> 0 Vc> 0, a
The voltage at the point becomes Va ′ = Va + Kc · Δe, and increases at a positive value. Also, the voltage at point b Vb '= Vb + Kc.Δe
= −Va + Kc · Δe, which is a negative value and its absolute value decreases.

【0050】a点電圧Va ’が正でその値が大きくなる
と、図5に示した期間が増加し、コンデンサCd1の電圧
Vd1を増加させ、b点電圧Vb ’が負でその値が小さく
なると、図7に示した期間が減少し、コンデンサCd2の
電圧Vd2を減少させる。即ち、Is >0,Vc >0のと
き、補償電圧Δe>0を加えることによって、Vo =V
d1−Vd2を増加させることができる。同様にして、Is
<0,Vc <0のとき(Pc >0のとき)、補償電圧Δ
e>0を加えることによって、Vo =Vd1−Vd2を増加
させることができる。又、Pc >0のとき、Δeを負の
値にすることにより、Vo =Vd1−Vd2を減少させるこ
とができる。次に、Pc <0の場合を説明する。
When the point a voltage Va 'is positive and its value is large, the period shown in FIG. 5 is increased, the voltage Vd1 of the capacitor Cd1 is increased, and when the point b voltage Vb' is negative and its value is small, The period shown in FIG. 7 is reduced and the voltage Vd2 of the capacitor Cd2 is reduced. That is, when Is> 0 and Vc> 0, Vo = V by adding the compensation voltage Δe> 0.
d1-Vd2 can be increased. Similarly, Is
When <0 and Vc <0 (when Pc> 0), the compensation voltage Δ
Vo = Vd1−Vd2 can be increased by adding e> 0. Further, when Pc> 0, by making Δe a negative value, Vo = Vd1−Vd2 can be reduced. Next, the case of Pc <0 will be described.

【0051】入力電流Is の方向が反転し、Is <0,
Vc >0、即ち、Pc <0となった場合、図5乃至図7
で、電流Is の方向が逆向になった場合を考えてみれば
良い。 即ち、Is <0で、Va =+Vd1,Vb =0の
場合、入力電流Is は、電源SUP→S23→D26→Cd1
→S11→S12→Ls →電源SUPの経路で流れ、コンデ
ンサCd1の電圧Vd1を減少させる。
The direction of the input current Is is reversed and Is <0,
When Vc> 0, that is, Pc <0, FIGS.
Then, consider the case where the direction of the current Is is reversed. That is, when Is <0 and Va = + Vd1 and Vb = 0, the input current Is is equal to the power supply SUP → S23 → D26 → Cd1.
->S11->S12->Ls-> The power supply SUP flows to decrease the voltage Vd1 of the capacitor Cd1.

【0052】Is <0で、Va =0,Vb =0の場合、
入力電流Is は、電源SUP→S23→D26→D15→S12
→Ls →電源SUPの経路で流れ、コンデンサCd1及び
Cd2の電圧Vd1,Vd2に関係しない。
When Is <0 and Va = 0 and Vb = 0,
The input current Is is the power supply SUP → S23 → D26 → D15 → S12
→ Ls → flows through the path of the power supply SUP and is not related to the voltages Vd1 and Vd2 of the capacitors Cd1 and Cd2.

【0053】Is <0で、Va =0,Vb =−Vd2の場
合、入力電流Is は、電源SUP→S23→S24→Cd2→
D15→S12→Ls →電源SUPの経路で流れ、コンデン
サCd2の電圧Vd2を減少させる。
When Is <0 and Va = 0 and Vb = -Vd2, the input current Is is as follows: power supply SUP → S23 → S24 → Cd2 →
D15➝S12➝Ls➝power supply SUP to reduce the voltage Vd2 of the capacitor Cd2.

【0054】同様に、Is <0で、Va =+Vd1,Vb
=−Vd2の場合、入力電流Is は、電源SUP→S23→
S24→Cd2→Cd1→S11→S12→Ls →電源SUPの経
路で流れ、コンデンサCd1及びCd2の電圧Vd1,Vd2を
減少させる。
Similarly, when Is <0, Va = + Vd1, Vb
= -Vd2, the input current Is is equal to the power supply SUP → S23 →
S24->Cd2->Cd1->S11->S12->Ls-> The power supply SUP flows to reduce the voltages Vd1 and Vd2 of the capacitors Cd1 and Cd2.

【0055】ここで、前記補償電圧Δe’=−Δeを加
えると(ただし、Δeは正の値とする)、a点の電圧
は、Va ’=Va −Kc ・Δeとなって正の値で小さく
なる。また、b点の電圧は、Vb ’=Vb −Kc ・Δe
=−Va −Kc ・Δeとなって負の値で、その絶対値が
大きくなる。
Here, when the compensation voltage Δe '=-Δe is added (where Δe is a positive value), the voltage at the point a becomes Va' = Va-KcΔe and has a positive value. Get smaller. The voltage at point b is Vb '= Vb-Kc. [Delta] e
= -Va-Kc. [Delta] e, which is a negative value and its absolute value increases.

【0056】a点電圧Va ’が正でその値が小さくなる
と、(Is <0で、Va =+Vd1,Vb =0)の期間が
増加し、コンデンサCd1の電圧Vd1を増加させ、b点電
圧Vb ’が負でその値が小さくなると、(Is <0で、
Va =0,Vb =−Vd2)の期間が減少し、コンデンサ
Cd2の電圧Vd2を減少させる。即ち、Is <0,Vc >
0のとき(Pc <0のとき)、補償電圧Δe’=−Δe
を加えることによって、Vo =Vd1−Vd2を増加させる
ことができる。
When the point a voltage Va 'is positive and its value becomes small, the period of (Is <0, Va = + Vd1, Vb = 0) increases, the voltage Vd1 of the capacitor Cd1 increases, and the point b voltage Vb increases. 'Is negative and its value becomes small (Is <0,
The period of Va = 0, Vb = -Vd2) decreases, and the voltage Vd2 of the capacitor Cd2 decreases. That is, Is <0, Vc>
When 0 (when Pc <0), the compensation voltage Δe ′ = − Δe
Vo = Vd1-Vd2 can be increased by adding

【0057】同様にして、Is >0,Vc <0のとき
(Pc <0のとき)、補償電圧Δe’=−Δeを加える
ことによって、Vo =Vd1−Vd2を増加させることがで
きる。又、Pc <0のとき、Δeを負の値にすることに
より、上記差電圧Vo =Vd1−Vd2を減少させることが
できる。
Similarly, when Is> 0 and Vc <0 (when Pc <0), Vo = Vd1−Vd2 can be increased by adding the compensation voltage Δe ′ = − Δe. Further, when Pc <0, by making .DELTA.e a negative value, the difference voltage Vo = Vd1-Vd2 can be reduced.

【0058】即ち、力行モ―ド(Pc >0)のとき、V
o * >Vo となった場合、偏差εoは正の値となり、補
償電圧Δeも正値となる。故に、差電圧がVo が増加し
て、Vo =Vo * となるように制御される。逆に、Vo
* <Vo となった場合、偏差εo は負の値となり、補償
電圧Δeも負値となる。故に、差電圧がVo が減少し、
やはり、Vo =Vo * となるように制御される。又、回
生モ―ドのときは補償電圧Δeを反転することにより、
同様にVo =Vo * となるように制御することができ
る。
That is, in the powering mode (Pc> 0), V
o * When> Vo, the deviation εo has a positive value, and the compensation voltage Δe also has a positive value. Therefore, the difference voltage Vo increases and Vo = Vo * Is controlled so that On the contrary, Vo
* When <Vo, the deviation εo has a negative value and the compensation voltage Δe also has a negative value. Therefore, the difference voltage Vo decreases,
After all, Vo = Vo * Is controlled so that In the regenerative mode, by inverting the compensation voltage Δe,
Similarly, Vo = Vo * Can be controlled to be

【0059】以上のように、コンバ―タの入力電流Is
を利用して直流電圧Vd1,Vd2の差電圧Vo を制御する
ため、その制御応答は当該入力電流Is の大きさに依存
する。通常、電源力率を1に制御するため入力電流Is
は電源電圧Vs と同相に制御され、重負荷運転時は入力
電流Is は大きく、軽負荷運転時はIs が小さくなる。
この結果、Is の小さい軽負荷運転時は差電圧Vo の制
御応答が悪くなり、極端な話、Is =0では、Vo を制
御することが出来なくなる。
As described above, the input current Is of the converter is
Is used to control the difference voltage Vo between the DC voltages Vd1 and Vd2, the control response depends on the magnitude of the input current Is. Normally, the input current Is for controlling the power supply power factor to 1
Is controlled in the same phase as the power supply voltage Vs, and the input current Is is large during heavy load operation and is small during light load operation.
As a result, the control response of the differential voltage Vo deteriorates during light load operation with a small Is, and it becomes impossible to control Vo in the extreme case of Is = 0.

【0060】図9は、本発明の別の実施例を示す制御ブ
ロックである。図中、C1 〜C3 は比較器、Gv(s)は和
電圧制御補償回路、G1(s)は入力電流制御補償回路、G
o(s)は差電圧制御補償回路、ML1 〜ML4 は乗算器、
AD1 〜AD4 は加算器、IVは反転回路、ROMはメ
モリテ―ブル、VRQは無効電流設定器、SHはシュミ
ット回路、PWMC1 ,PWMC2 パルス幅変調制御回
路を示す。
FIG. 9 is a control block showing another embodiment of the present invention. In the figure, C1 to C3 are comparators, Gv (s) is a sum voltage control compensation circuit, G1 (s) is an input current control compensation circuit, and
o (s) is a differential voltage control compensation circuit, ML1 to ML4 are multipliers,
AD1 to AD4 are adders, IV is an inverting circuit, ROM is a memory table, VRQ is a reactive current setting device, SH is a Schmitt circuit, and PWMC1 and PWMC2 pulse width modulation control circuits.

【0061】まず、比較器C1 により和電圧指令値Vd
* と和電圧検出値Vd =Vd1+Vd2を比較し、その偏差
εd =Vd * −Vd を求める。和電圧制御補償回路Gv
(s)により偏差εd を増幅し、有効電流波高値指令IPm*
として乗算器ML1 に入力する。また、無効電流設定
器VRQにより無効電流波高値指令IQm* を与え、乗算
器ML2 に入力する。メモリテ―ブルROMは電源電圧
検出値Vs から該電圧に同期した単位正弦波sinωt
と該電圧から90°位相がずれた単位余弦波cosωt
を作るもので、それぞれ前記乗算器ML1 ,ML2 に入
力する。即ち、乗算器ML1 により有効電流指令IP *
=IPm* ・sinωtを求め、乗算器ML2 により無効
電流指令IQ * =IQM* ・cosωtを求める。更に、
加算器AD1 により上記有効、無効電流指令の和を取
り、入力電流指令値Is * =IP * +IQ * とする。比
較器C2 により該電流指令値Is * と入力電流検出値I
s とを比較し、その偏差εI =Is * −Is を電流制御
補償回路G1(s)で反転増幅する。加算器AD2 は電流制
御補償回路GI(s)の出力信号と電源電圧分を補償する信
号es * を加えて、コンバ―タの交流側発生電圧指令値
ec * とする。電圧指令値ec * は加算器AD3 を介し
てa点電圧指令値ea * としてパルス幅変調制御回路P
WMC1 に入力される。また、電圧指令値ec * は反転
回路IVで反転され、加算器AD4 を介してb点電圧指
令値eb * としてパルス幅変調制御回路PWMC2 に入
力される。前に説明したように、NPCコンバ―タのa
点の電圧Va は上記a点電圧指令値ea * に比例するよ
うにPWM制御され、b点の電圧Vb は上記b点電圧指
令値eb * に比例するようにPWM制御される。故に、
コンバ―タの発生電圧Vc =Va −Vb はea * −eb
* =2ec * に比例した電圧になる。
First, the comparator C1 outputs the sum voltage command value Vd.
* And the sum voltage detection value Vd = Vd1 + Vd2 are compared, and the deviation .epsilon.d = Vd * Find -Vd. Sum voltage control compensation circuit Gv
The deviation εd is amplified by (s) and the effective current peak value command IPm *
Is input to the multiplier ML1. In addition, the reactive current peak value command IQm * is set by the reactive current setting device VRQ . Is input to the multiplier ML2. The memory table ROM is a unit sine wave sinωt synchronized with the detected voltage Vs of the power supply voltage.
And a unit cosine wave cosωt with a phase difference of 90 ° from the voltage
Which are input to the multipliers ML1 and ML2, respectively. That is, the active current command IP * is given by the multiplier ML1 .
= IPm * * Sin ωt is obtained, and the reactive current command IQ * is calculated by the multiplier ML2 . = IQM * ・ Calculate cosωt. Furthermore,
The adder AD1 calculates the sum of the valid and reactive current commands, and the input current command value Is * = IP * + IQ * And The current command value Is * is output by the comparator C2 . And input current detection value I
s and compare the deviation εI = Is * -Is is inverted and amplified by the current control compensation circuit G1 (s). The adder AD2 is a signal es * for compensating the output signal of the current control compensation circuit GI (s) and the power supply voltage . In addition, the AC side generated voltage command value ec * of the converter And Voltage command value ec * Is the voltage command value ea * at point a via the adder AD3 Pulse width modulation control circuit P
Input to WMC1. Also, the voltage command value ec * Is inverted by the inverting circuit IV, and the voltage command value eb * at point b is added via the adder AD4 . Is input to the pulse width modulation control circuit PWMC2. As explained before, the NPC converter a
The voltage Va at the point is the voltage command value ea * at the point a . PWM control is performed so as to be in proportion to the voltage Vb at the point b, and the voltage command value eb * at the point b . PWM control is performed so as to be proportional to. Therefore,
The generated voltage of the converter Vc = Va-Vb is ea * -Eb
* = 2ec * The voltage is proportional to.

【0062】交流リアクトルLs には交流電源SUPの
電圧Vs と前記コンバ―タCNVの発生電圧Vc の差電
圧VL =Vs −Vc が印加され、その差電圧VL を調整
することにより入力電流Is を制御する。
A differential voltage VL = Vs-Vc between the voltage Vs of the AC power supply SUP and the generated voltage Vc of the converter CNV is applied to the AC reactor Ls, and the input current Is is controlled by adjusting the difference voltage VL. To do.

【0063】Is * >Is の場合、偏差εI は正の値と
なり、電圧Vc を減少させて入力電流Is を増加させ
る。逆に、Is * <Is の場合、偏差εI は負の値とな
り、電圧Vc を増加させて入力電流Is を減少させる。
結果的に、Is =Is * となるように制御される。
Is * When> Is, the deviation εI has a positive value, which decreases the voltage Vc and increases the input current Is. Conversely, Is * When <Is, the deviation εI has a negative value, which increases the voltage Vc and decreases the input current Is.
As a result, Is = Is * Is controlled so that

【0064】無効電流指令値IQm* =0とした場合、I
s * =IP * となり、入力電流Isは電源電圧Vs と同
相の正弦波に制御される。説明を簡単にするため、IQm
* =0として和電圧制御動作を簡単に説明する。Vd *
>Vd となった場合、前記偏差εd は正の値となり、有
効電流波高値指令IPm* を増加させる。この結果、交流
電源から供給される有効電力 Ps =Vs ・Is =Vm ・IPm(1−cos2ωt)/2 が増加し、直流電圧Vd を増加させる。逆に、Vd *
Vd となった場合、偏差εd は負の値となり、有効電流
波高値指令IPm* を減少させる。この結果、交流電源か
ら供給される有効電力Ps も減少し、直流電圧Vd を減
少させる。故に、Vd =Vd * となるように制御され
る。一方、入力電流指令値Is * と電圧指令ec * を乗
算器ML3 に入力し、Pc * =Is * ・ec * を求め
る。Is =Is * ,Vc =K・ec * と考えると、上記
Pc * はコンバ―タの瞬時入力電力Pc に比例した値と
なる。このPc * をシュミット回路SHに入力し、正負
を判別する。即ち、Pc * ≧0のとき、+1を出力し、
Pc * <0のとき、−1を出力する。このシュミット回
路SHの出力信号sgn(Pc * )は乗算器ML4 に入
力される。
Reactive current command value IQm* = 0, I
s* = IP* And the input current Is is the same as the power supply voltage Vs.
Controlled by a phase sine wave. IQm for simplicity
* The sum voltage control operation will be briefly described assuming that = 0. Vd*
> Vd, the deviation εd becomes a positive value,
Effective current peak value command IPm* To increase. As a result, exchange
Active power supplied from the power source Ps = Vs.Is = Vm.IPm (1-cos2.omega.t) / 2 increases, and the DC voltage Vd increases. Conversely, Vd* <
When it becomes Vd, the deviation εd becomes a negative value and the active current
Crest value command IPm* To reduce. As a result, is the AC power supply
The active power Ps supplied from it also decreases and the DC voltage Vd decreases.
Reduce. Therefore, Vd = Vd* Is controlled to be
It On the other hand, the input current command value Is* And voltage command ec* Squared
Input to the calculator ML3, Pc* = Is* ・ Ec* Seeking
It Is = Is* , Vc = K · ec* Considering above,
Pc* Is a value proportional to the instantaneous input power Pc of the converter
Become. This Pc* Is input to the Schmitt circuit SH,
To determine. That is, Pc* When ≧ 0, +1 is output,
Pc* When <0, -1 is output. This schmitt times
Output signal sgn (Pc* ) Is input to the multiplier ML4
I will be forced.

【0065】また、比較器C3 により差電圧指令値Vo
* と差電圧検出値Vo =Vd1−Vd2を比較し、その偏差
εo =Vo * −Vo を差電圧制御補償回路Go(s)で増幅
して、補償電圧Δeを求める。補償電圧Δeは前記乗算
器ML4 に入力され、前記シュモット回路SHの出力信
号sgn(Pc * )と掛け合される。即ち、 Pc * ≧0のとき、Δe’=+Δe Pc * <0のとき、Δe’=−Δe となって、前記加算器AD3 ,AD4 に入力される。差
電圧制御動作は前に詳しく述べているので省略する。
Further, the differential voltage command value Vo is output by the comparator C3.
* And the difference voltage detection value Vo = Vd1-Vd2 are compared, and the deviation .epsilon.o = Vo * The -Vo is amplified by the differential voltage control compensating circuit Go (s) to obtain the compensation voltage Δe. The compensation voltage Δe is input to the multiplier ML4, and the output signal sgn (Pc * of the Schmot circuit SH is output . ). That is, Pc * When ≧ 0, Δe ′ = + Δe Pc * When <0, .DELTA.e '=-. DELTA.e, which is input to the adders AD3 and AD4. The differential voltage control operation has been described in detail above, and will be omitted.

【0066】無効電流指令値IQm* =0の場合、軽負荷
あるいは無負荷の時入力電流Is は小さい値となってい
る。従って、差電圧制御のための補償電圧Δeを与えて
も直流平滑コンデンサCd1あるいはCd2になかなか電流
が流れ込まず、制御応答が非常に悪くなる。
Reactive current command value IQm * When = 0, the input current Is has a small value under light load or no load. Therefore, even if the compensating voltage Δe for the differential voltage control is given, the current does not easily flow into the DC smoothing capacitor Cd1 or Cd2, and the control response becomes very poor.

【0067】図10は有効電流指令IPm* =0とし、無
効電流指令IQm* ≠0を与えて入力電流Is を制御した
場合の電圧、電流ベクトル図を示す。電源電圧Vs に対
し進み電流Is を流した場合、リアクトルLs による電
圧降下はjωLs Is となり、NPCコンバ―タはVs
と同相の電圧Vc を発生している。
FIG. 10 shows the active current command IPm *. = 0, reactive current command IQm * The voltage-current vector diagram when ≠ 0 is given and input current Is is controlled is shown. When the current Is is applied to lead the power supply voltage Vs, the voltage drop due to the reactor Ls becomes jωLs Is, and the NPC converter is Vs.
And a voltage Vc having the same phase as that of Vc is generated.

【0068】図11は図10のベクトル関係での電圧電
流波形を示すもので、電圧Vc は電流Is より位相が9
0°進んでいる。また、コンバ―タの瞬時入力電力Pc
は電圧Vc と電流Is の積となり、その平均値は零とな
っている。
FIG. 11 shows the voltage-current waveform in the vector relation of FIG. 10, and the voltage Vc has a phase of 9 with respect to the current Is.
0 degrees ahead. Also, the instantaneous input power Pc of the converter
Is the product of the voltage Vc and the current Is, and its average value is zero.

【0069】前述の補償電圧Δe’はこの瞬時電力Pc
の符号に応じて極性が反転する。このように無効電流I
Q を流すことにより入力電流Is が確保され、再び差電
圧制御が可能となる。ただし、無効電流IQ を流すと電
源力率が悪くなるので、その欠点を改善するため無効電
流指令値IQM* は軽負荷運転時にだけ与えることも考え
られる。図12は本発明の中性点クランプ式コンバ―タ
制御装置の更に別の実施例を示す主回路構成図で、図1
3は、その制御回路構成図である。
The above-mentioned compensation voltage Δe 'is the instantaneous power Pc.
The polarity is inverted according to the sign of. Thus, the reactive current I
By flowing Q, the input current Is is secured, and the differential voltage control becomes possible again. However, when the reactive current IQ is passed, the power factor of the power supply deteriorates, so in order to improve the defect, the reactive current command value IQM * May be given only during light load operation. 12 is a main circuit configuration diagram showing still another embodiment of the neutral point clamp type converter control device of the present invention.
3 is a control circuit configuration diagram thereof.

【0070】図12において、R,S,Tは3相交流電
源の受電端子、Trは電源トランス、LSR,LSS,LST
は交流リアクトル、CNVR ,CNVS ,CNVT は単
相フルブリッジ結線された中性点クランプ式コンバ―タ
(以下、NPCコンバ―タと呼ぶ)本体、Cd1,Cd2は
直流平滑コンデンサ、LOADは負荷である。
In FIG. 12, R, S, T are power receiving terminals of a three-phase AC power source, Tr is a power transformer, LSR, LSS, LST.
Is an AC reactor, CNVR, CNVS, and CNVT are neutral-point clamp type converters (hereinafter referred to as NPC converters) that are single-phase full-bridge connected, Cd1 and Cd2 are DC smoothing capacitors, and LOAD is a load. .

【0071】また、図13において、C1 〜C5 は比較
器、Gv(s)は和電圧制御補償回路、GR(s),GS(s),G
T(s)は入力電流制御補償回路、Go(s)は差電圧制御補償
回路、ML1 〜ML9 は乗算器、A1 〜A6 は加減算
器、SH1 〜SH3 はシュミット回路、USは単位正弦
波発生回路、PWMR ,PWMS ,PWMT はそれぞれ
コンバ―タCNVR ,CNVS ,CNVT のパルス幅変
調制御回路を示す。
In FIG. 13, C1 to C5 are comparators, Gv (s) is a sum voltage control compensating circuit, GR (s), GS (s), G.
T (s) is an input current control compensation circuit, Go (s) is a differential voltage control compensation circuit, ML1 to ML9 are multipliers, A1 to A6 are adders / subtractors, SH1 to SH3 are Schmitt circuits, and US is a unit sine wave generation circuit. , PWMR, PWMS, and PWMT are pulse width modulation control circuits for converters CNVR, CNVS, and CNVT, respectively.

【0072】R相のコンバ―タCNVR は、図1に示し
た単相NPCコンバ―タと同様に構成されている。S相
及びT相のコンバ―タも同様に構成されている。電源ト
ランスTrは1次側がY結線され、2次巻線は各相毎に
2端子ずつに分離されている。トランスTrの2次巻線
は各々交流リアクトルLSR,LSS,LSTを介して前記コ
ンバ―タCNVR ,CNVS ,CNVT に接続される。
3台のNPCコンバ―タCNVR ,CNVS ,CNVT
は直流平滑コンデンサCd1,Cd2に印加される電圧Vd
1,Vd2の和がほぼ一定になるように3相入力電流IR
,IS ,IT を制御すると共に、Vd1=Vd2となるよ
うに制御する。
The R-phase converter CNVR has the same structure as the single-phase NPC converter shown in FIG. The S-phase and T-phase converters are similarly constructed. The primary side of the power transformer Tr is Y-connected, and the secondary winding is separated into two terminals for each phase. The secondary windings of the transformer Tr are connected to the converters CNVR, CNVS, CNVT via AC reactors LSR, LSS, LST, respectively.
Three NPC converters CNVR, CNVS, CNVT
Is the voltage Vd applied to the DC smoothing capacitors Cd1 and Cd2
Three-phase input current IR so that the sum of 1 and Vd2 is almost constant
, IS, IT, and Vd1 = Vd2.

【0073】負荷LOADは、直流平滑コンデンサCd
1,Cd2を直流電圧源とするもので、例えば3相出力の
NPCインバ―タINVと交流電動機Mで構成されてい
る。3相NPCインバ―タINVは直流電圧を可変電圧
可変周波数の交流電力に変換するもので、交流電動機M
を駆動する。ここでは、インバ―タINVの制御動作は
省略する。次に、図12,図13の装置の制御動作を説
明する。
The load LOAD is a DC smoothing capacitor Cd.
1, Cd2 is used as a DC voltage source, and is composed of, for example, a three-phase output NPC inverter INV and an AC motor M. The three-phase NPC inverter INV converts a DC voltage into AC power with a variable voltage and a variable frequency.
To drive. Here, the control operation of the inverter INV is omitted. Next, the control operation of the apparatus shown in FIGS. 12 and 13 will be described.

【0074】図13において、まず、比較器C1 により
和電圧指令値Vd * と和電圧検出値Vd =Vd1+Vd2を
比較し、その偏差εd =Vd * −Vd を求める。和電圧
制御補償回路Gv(S) により偏差εd を増幅し、入力電
流波高値指令Im * として乗算器ML1 〜ML3 に入力
する。又、単位正弦波発生器USにより、3相電源電圧
VR ,VS ,VT に同期した3つの単位正弦波sinω
t,sin(ωt−2π/3),sin(ωt+2π/
3)を作り、前記乗算器ML1 〜ML3 に入力し、次式
で示されるような3相入力電流指令値を求める。即ち、 IR * =Im * ・sinωt IS * =Im * ・sin(ωt−2π/3) IT * =Im * ・sin(ωt+2π/3) となる。
In FIG. 13, first, the comparator C1 outputs the sum voltage command value Vd *. And the sum voltage detection value Vd = Vd1 + Vd2 are compared, and the deviation .epsilon.d = Vd * Find -Vd. The deviation εd is amplified by the sum voltage control compensation circuit Gv (S), and the input current peak value command Im * To the multipliers ML1 to ML3. Further, the unit sine wave generator US allows three unit sine waves sinω synchronized with the three-phase power supply voltages VR, VS, and VT.
t, sin (ωt−2π / 3), sin (ωt + 2π /
3) is created and input to the multipliers ML1 to ML3, and a three-phase input current command value as shown by the following equation is obtained. That is, IR * = Im * ・ Sinωt IS * = Im * ・ Sin (ωt-2π / 3) IT * = Im * -Sin (ωt + 2π / 3).

【0075】R相の入力電流制御は次のように行われ
る。即ち、比較器C2 により前記R相電流指令値IR *
とR相電流検出値IR とを比較し、その偏差εR =IR
* −IR を電流制御補償回路GR(S)で反転増幅する。電
流制御補償回路GR(S)の出力信号eR * は加減算器A1
,A2 を介してR相コンバ―タのPWM制御入力信号
となる。R相コンバ―タCNVR は交流側端子に上記電
圧指令値eR * に比例した電圧VCRを発生し、R相入力
電流IR を制御する。
The R-phase input current control is performed as follows. That is, the comparator C2 causes the R-phase current command value IR *
And R-phase current detection value IR are compared, and the deviation εR = IR
* -IR is inverted and amplified by the current control compensation circuit GR (S). Output signal eR * of current control compensation circuit GR (S) Is the adder / subtractor A1
, A2 to become the PWM control input signal of the R-phase converter. The R-phase converter CNVR has the above voltage command value eR * at the AC side terminal . A voltage VCR proportional to is generated to control the R-phase input current IR.

【0076】交流リアクトルLSRには電源電圧VR と前
記コンバ―タCNVR の発生電圧VCRの差電圧VLR=V
R −VCRが加印され、その差電圧VLRを調整することに
より入力電流IR を制御する。
The AC reactor LSR has a difference voltage VLR = V between the power supply voltage VR and the generated voltage VCR of the converter CNVR.
R-VCR is added, and the input current IR is controlled by adjusting the difference voltage VLR.

【0077】IR * >IR の場合、偏差εR は正の値と
なり、電圧VCRを減少させて入力電流IR を増加させ
る。逆に、IR * <IR の場合、偏差εR は負の値とな
り、電圧VCRを増加させて入力電流IR を減少させる。
結果的に、IR =IR * となるように制御される。S相
及びT相の入力電流制御も同様に行われる。また、和電
圧制御は次のように行われる。Vd * >Vd となった場
合、偏差εd は正値となり入力電流波高値指令Im *
増加させる。この結果交流電源から供給される有効電力 PI =VR ・IR +VS ・IS +VT ・IT =3・Vm ・Im /2 が増加し、直流電圧Vd を増加させる。逆に、Vd *
Vd となった場合、偏差εd は負値となり入力電流波高
値指令Im * を減少させる。この結果交流電源から供給
される有効電力PI も減少し、直流電圧Vd を減少させ
る。故に、Vd =Vd * となるように制御される。一
方、前記入力電流指令値IR * ,IS * ,IT * と電圧
指令eR * ,eS * eT * を乗算器ML4 〜ML6 にそ
れぞれ入力し、 PCR* =IR * ・eR * PCS* =IS * ・eS * PCT* =IT * ・eT * を求める。ここで、IR =IR * ,IS =IS * ,IT
=IT * に制御され、且つVCR=K・eR * ,VCS=K
・eS * ,VCT=K・eT * と考えると、上記のPC
R* ,PCS* ,PCT* は各相コンバ―タの入力電力PC
R,PCS,PCTに比例した値となる。このPCR* ,PCS*
,PCT* をシュミット回路SH1 〜SH3 に入力し、
正負を判別する。即ち、R相について説明すると、PCR
* ≧0のとき、+1を出力し、PCR* <0のとき、−1
を出力する。S相、T相も同様である。このシュミット
回路SH1 〜SH3 の出力信号sgn(PCR* ),sg
n(PCS* ),sgn(PCT* )はそれぞれ乗算器ML7
〜ML9 に入力される。また、比較器C5 により差電
圧指令値Vo * と差電圧検出値Vo =Vd1−Vd2を比較
し、その偏差εo =Vo * −Vo を差電圧制御補償回路
Go(S)で増幅して、補償電圧Δeを求める。補償電圧Δ
eは前記乗算器ML7 〜ML9 に入力され、前記シュミ
ット回路SH1 〜SH3 の出力信号sgn(PCR* ),
sgn(PCS* ),sgn(PCT* )と掛け合される。
即ち、 PCR* ≧0のとき、ΔeR =+Δe PCR* <0のとき、ΔeR =−Δe となって、前記加減算器A1 ,A2 に入力され、 PCS* ≧0のとき、ΔeS =+Δe PCS* <0のとき、ΔeS =−Δe となって、前記加減算器A3 ,A4 に入力され、 PCT* ≧0のとき、ΔeT =+Δe PCT* <0のとき、ΔeT =−Δe となって、前記加減算器A5 ,A6 に入力される。図1
4は、図12、図13の装置の制御動作を説明するため
のタイムチャ―ト図である。力行運転時には、各相コン
バ―タの発生電圧VCR,VCS,VCTは入力電流IR,IS
,IT より位相がθだけ進むことを説明した。
IR* > IR, the deviation εR is a positive value
, The voltage VCR is decreased and the input current IR is increased.
It On the contrary, IR* <IR, the deviation εR is a negative value.
Increase the voltage VCR and decrease the input current IR.
As a result, IR = IR* Is controlled so that S phase
Also, the input current control of the T phase is performed in the same manner. Also, Waden
Pressure control is performed as follows. Vd* > When Vd
Deviation εd becomes a positive value, the input current peak value command Im* To
increase. As a result, the effective power supplied from the AC power source PI = VR.multidot.IR + VS.multidot.IS + VT.multidot.IT = 3.multidot.Vm.multidot.Im / 2 increases to increase the direct current voltage Vd. Conversely, Vd* <
When it becomes Vd, the deviation εd becomes a negative value and the input current peak
Value command Im* To reduce. As a result, power is supplied from the AC power supply.
The active power PI to be reduced also decreases the DC voltage Vd.
It Therefore, Vd = Vd* Is controlled so that one
, The input current command value IR* , IS* , IT* And voltage
Command eR* , ES* eT* To the multipliers ML4 to ML6
Enter each, PCR* = IR* ・ ER*  PCS* = Is* ・ ES*  PCT* = IT* ・ ET*  Ask for. Where IR = IR* , IS = IS* , IT
= IT* Controlled, and VCR = K · eR* , VCS = K
・ ES* , VCT = K · eT* Considering the above, the above PC
R* , PCS* , PCT* Is the input power PC of each phase converter
The value is proportional to R, PCS, PCT. This PCR* , PCS*
, PCT* Is input to the Schmitt circuits SH1 to SH3,
Determine whether it is positive or negative. That is, to explain the R phase, PCR
* When ≧ 0, +1 is output and PCR* <0, -1
Is output. The same applies to the S phase and the T phase. This schmidt
Output signals sgn (PCR of circuits SH1 to SH3* ), Sg
n (PCS* ), Sgn (PCT* ) Is the multiplier ML7
 ~ Input to ML9. In addition, the comparator C5
Pressure command value Vo* And the difference voltage detection value Vo = Vd1-Vd2
And the deviation εo = Vo* -Vo is a differential voltage control compensation circuit
The compensation voltage Δe is obtained by amplifying with Go (S). Compensation voltage Δ
e is input to the multipliers ML7 to ML9, and
Output signals sgn (PCR of the output circuits SH1 to SH3* ),
sgn (PCS* ), Sgn (PCT* ).
That is, PCR* When ≧ 0, ΔeR = + Δe PCR* When <0, .DELTA.eR =-. DELTA.e, which is input to the adder / subtractors A1 and A2, and PCS* When ≧ 0, ΔeS = + Δe PCS* When <0, .DELTA.eS =-. DELTA.e, which is input to the adder / subtractor A3, A4, PCT* When ≧ 0, ΔeT = + Δe PCT* When <0, .DELTA.eT =-. DELTA.e, which is input to the adder / subtractors A5 and A6. Figure 1
4 is for explaining the control operation of the apparatus of FIGS. 12 and 13.
It is a time chart of. During power running, each phase
The generated voltages VCR, VCS and VCT of the barter are input currents IR and IS.
 , IT, the phase advances by θ.

【0078】上記のようにコンバ―タの瞬時有効電力の
符号sgn(PCR* ),sgn(PCS* ),sgn(P
CT* )により各相コンバ―タの補償電圧ΔeR ,ΔeS
,ΔeT を与えることにより、直流電圧の差電圧Vo
が制御出来ることは図1の装置で説明した通りである。
As described above, the code sgn (PCR * of the instantaneous active power of the converter ), Sgn (PCS * ), Sgn (P
CT * ), The compensating voltage ΔeR, ΔeS of each phase converter
, ΔeT, the difference voltage Vo of the DC voltage
Can be controlled as described in the apparatus of FIG.

【0079】しかし、単相運転と3相運転の間に次のよ
うな違いがある。即ち、単相運転では入力電流IS は交
流であるため、零点を交差し、IS =0のとき、補償電
圧Δeを変化させても前記差電圧Vo を制御することは
できない。これに対し、3相運転では各相の入力電流I
R ,IS ,IT は同様に零点を交差するが、位相がずれ
ているため、例えば、IR =0のとき、S相とT相によ
って差電圧Vo を制御することが可能となる。即ち、単
相運転では入力電流IS の絶対値により差電圧Vo が制
御されるのに対し、3相運転では3相入力電流の絶対値
の和によって差電圧Vo が制御される点が異る。
However, there are the following differences between single-phase operation and three-phase operation. That is, in the single-phase operation, since the input current IS is an alternating current, when the zero crosses and IS = 0, the difference voltage Vo cannot be controlled even if the compensation voltage .DELTA.e is changed. On the other hand, in the three-phase operation, the input current I of each phase is
Similarly, R, IS, and IT also cross the zero point, but they are out of phase, so that when IR = 0, for example, the differential voltage Vo can be controlled by the S phase and the T phase. That is, the difference voltage Vo is controlled by the absolute value of the input current IS in the single-phase operation, whereas the difference voltage Vo is controlled by the sum of the absolute values of the three-phase input currents in the three-phase operation.

【0080】図14の最下段にその3相入力電流の絶対
値の和の波形を示す。即ち、入力電流波高値Im に対
し、1.5Im 〜1.73Im の間で変化するが、連続
的に差電圧制御を行えることが分る。しかしながら、前
記入力電流波高値Im 自体が零の場合は前にも述べたよ
うに差電圧Vo を制御することができない。
The waveform of the sum of the absolute values of the three-phase input currents is shown at the bottom of FIG. That is, it can be seen that the differential voltage control can be continuously performed, although it varies between 1.5 Im and 1.73 Im with respect to the input current peak value Im. However, when the input current peak value Im itself is zero, the differential voltage Vo cannot be controlled as described above.

【0081】図15は3相コンバ―タ運転時に無効電流
だけを流したときのタイムチャ―ト図を示す。この場合
も3相入力電流の絶対値の和によって差電圧Vo が制御
され、やはり連続的に差電圧制御を行うことができる。
以上は、3相電源について説明したが、2相以上の電源
にも同様に適用できることは言うまでもない。
FIG. 15 shows a time chart when only the reactive current is passed during the three-phase converter operation. Also in this case, the differential voltage Vo is controlled by the sum of the absolute values of the three-phase input currents, and the differential voltage control can be continuously performed.
Although the three-phase power supply has been described above, it is needless to say that the same can be applied to power supplies having two or more phases.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上説明のように、本発明の中性点クラ
ンプ式コンバ―タの制御装置によれば、直列接続された
2つの直流平滑コンデンサの和電圧をほぼ一定になるよ
うに制御し、且つ2つのコンデンサの電圧が同一になる
ように制御することが可能となる。その結果、平滑コン
デンサ容量のバラツキを或程度許容することができ、負
荷急変などに対して安定した直流電圧源となる中性点ク
ランプ式コンバ―タの制御装置を提供することができ
る。
As described above, according to the neutral point clamp type converter control device of the present invention, the sum voltage of two DC smoothing capacitors connected in series is controlled to be substantially constant. It is possible to control the voltages of the two capacitors to be the same. As a result, it is possible to provide a neutral point clamp type converter control device that can tolerate a certain amount of variation in the smoothing capacitor capacity and that serves as a stable DC voltage source against sudden changes in load.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の中性点クランプ式電力変換器の制御装
置の一実施例を示す主回路構成図と制御装置のブロック
図。
FIG. 1 is a main circuit configuration diagram showing an embodiment of a controller for a neutral point clamp type power converter of the present invention and a block diagram of the controller.

【図2】[図1]の制御装置のPWM制御動作を説明す
るためのタイムチャ―ト図。
FIG. 2 is a time chart for explaining the PWM control operation of the control device of FIG.

【図3】[図1]の装置の動作を説明するための電圧、
電流ベクトル図。
3 is a voltage for explaining the operation of the device of FIG. 1,
Current vector diagram.

【図4】[図1]の装置の動作を説明するためのタイム
チャ―ト図。
FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the apparatus shown in FIG.

【図5】[図1]の装置の動作を説明するための動作モ
―ド図。
FIG. 5 is an operation mode diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG.

【図6】[図1]の装置の動作を説明するための動作モ
―ド図。
FIG. 6 is an operation mode diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG.

【図7】[図1]の装置の動作を説明するための動作モ
―ド図。
FIG. 7 is an operation mode diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG.

【図8】[図1]の装置の動作を説明するためのタイム
チャ―ト図。
FIG. 8 is a time chart for explaining the operation of the apparatus shown in FIG.

【図9】本発明のNPCコンバ―タ制御装置の別の実施
例を示す制御回路構成図。
FIG. 9 is a control circuit configuration diagram showing another embodiment of the NPC converter control device of the present invention.

【図10】[図9]の装置の動作を説明するための電
圧、電流ベクトル図。
FIG. 10 is a voltage / current vector diagram for explaining the operation of the device in FIG. 9;

【図11】[図9]の装置の動作を説明するためのタイ
ムチャ―ト図。
FIG. 11 is a time chart for explaining the operation of the apparatus shown in FIG.

【図12】本発明のNPCコンバ―タ制御装置の更に別
の実施例を示す主回路構成図。
FIG. 12 is a main circuit configuration diagram showing still another embodiment of the NPC converter control device of the present invention.

【図13】[図12]の主回路を制御するための制御回
路の構成図。
13 is a configuration diagram of a control circuit for controlling the main circuit of FIG.

【図14】[図12][図13]の装置の動作を説明す
るためのタイムチャ―ト図。
FIG. 14 is a time chart for explaining the operation of the apparatus shown in FIGS. 12 and 13.

【図15】[図12][図13]の装置の動作を説明す
るためのタイムチャ―ト図。
FIG. 15 is a time chart for explaining the operation of the apparatus of FIGS. 12 and 13.

【図16】従来のNPCコンバ―タの主回路構成図。FIG. 16 is a main circuit configuration diagram of a conventional NPC converter.

【図17】[図16]の装置のPWM制御動作を説明す
るためのタイムチャ―ト図。
FIG. 17 is a time chart for explaining the PWM control operation of the device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

SUP ……単相交流電源、 LS ……交流リアクトル、 CNV ……中性点クランプ式コン
バ―タ本体、 Cd1,Cd2 ……直流平滑コンデンサ、 LOAD ……負荷、 CTS ……入力電流検出器、 PTS ……交流電圧検出器、 PT1 ,PT2 ……直流電圧検出器、 A1 〜A4 ……加減算器、 AVR1 ……和電圧制御回路、 ACR ……入力電流制御回路、 AVR2 ……差電圧制御回路、 ML1 ,ML2 ……乗算器、 AS ……符号切換器、 PWMC ……パルス幅変調制御回
路、 S11〜S14,S21〜S24, ……自己消弧素子、 D11〜D14,D21〜D24, ……フリ―ホイリングダイ
オ―ド D15,D16,D25,D26, ……クランプ用ダイオ―ド
SUP: Single-phase AC power supply, LS: AC reactor, CNV: Neutral point clamp type converter body, Cd1, Cd2: DC smoothing capacitor, LOAD: Load, CTS: Input current detector, PTS ...... AC voltage detector, PT1, PT2 ...... DC voltage detector, A1 to A4 …… Adder / subtractor, AVR1 …… sum voltage control circuit, ACR …… input current control circuit, AVR2 …… differential voltage control circuit, ML1 , ML2 ・ ・ ・ Multiplier, AS ・ ・ ・ Sign switcher, PWMC ・ ・ ・ Pulse width modulation control circuit, S11 to S14, S21 to S24, ・ ・ ・ Self-extinguishing element, D11 to D14, D21 to D24, ・ ・ ・ Free Wheeling diode D15, D16, D25, D26, ... Clamping diode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単相交流電源と、該単相交流電源にリア
クトルを介して接続されるフルブリッジ結線の中性点ク
ランプ式コンバ―タと、該中性点クランプ式コンバ―タ
の出力端子に接続される第1及び第2の直流平滑コンデ
ンサと、該直流平滑コンデンサを直流電源とする負荷
と、前記2つの直流平滑コンデンサの和電圧を検出し、
和電圧指令に一致するように制御する和電圧制御回路
と、該和電圧制御回路の出力信号により前記交流電源か
ら供給される入力電流を制御する入力電流制御回路と、
前記2つの直流平滑コンデンサの差電圧を検出し、差電
圧指令値に一致するように制御する差電圧制御回路と、
該差電圧制御回路の出力信号と前記入力電流制御回路の
出力信号の和に従って前記中性点クランプ式コンバ―タ
をパルス幅変調制御する回路を具備して成る中性点クラ
ンプ式コンバ―タの制御装置。
1. A single-phase AC power source, a neutral point clamp type converter connected to the single-phase AC power source via a reactor, and an output terminal of the neutral point clamp type converter. A first and a second DC smoothing capacitor connected to the load, a load using the DC smoothing capacitor as a DC power source, and a sum voltage of the two DC smoothing capacitors,
A sum voltage control circuit for controlling so as to match the sum voltage command, and an input current control circuit for controlling an input current supplied from the AC power supply by an output signal of the sum voltage control circuit,
A differential voltage control circuit that detects the differential voltage between the two DC smoothing capacitors and controls the voltage to match the differential voltage command value;
A neutral point clamp type converter comprising a circuit for pulse width modulation controlling the neutral point clamp type converter according to the sum of the output signal of the differential voltage control circuit and the output signal of the input current control circuit. Control device.
【請求項2】 前記差電圧制御回路は、前記交流電源か
ら供給される入力電流と前記中性点クランプ式コンバ―
タが発生する交流電圧の積の符号を検出する手段を具備
し、該符号検出手段からの信号に応じて前記差電圧制御
回路の出力信号の符号を切換えるようにしたことを特徴
とした請求項1に記載の中性点クランプ式コンバ―タの
制御装置。
2. The differential voltage control circuit comprises an input current supplied from the AC power supply and the neutral point clamp type converter.
A means for detecting the sign of the product of the AC voltage generated by the switch, and the sign of the output signal of the differential voltage control circuit is switched according to the signal from the sign detecting means. The control device for the neutral point clamp type converter according to 1.
【請求項3】 前記入力電流制御回路は、前記和電圧制
御回路の出力信号に基き与えられる有効電流指令値と、
別に設定される無効電流指令値の和により前記交流電源
から供給される入力電流を制御するようにしたことを特
徴とする請求項1又は請求項2に記載の中性点クランプ
式コンバ―タの制御装置
3. The active current command value provided based on the output signal of the sum voltage control circuit, the input current control circuit,
The neutral point clamp type converter according to claim 1 or 2, wherein the input current supplied from the AC power supply is controlled by the sum of the reactive current command values set separately. Control device
【請求項4】 多相(N相)交流電源と、該多相交流電
源を各相毎に絶縁する電源トランスと、該トランスの2
次巻線にリアクトルを介して接続されるN台のフルブリ
ッジ結線の中性点クランプ式コンバ―タと、該中性点ク
ランプ式コンバ―タの出力端子を並列接続し、その出力
端子に接続された直列接続の第1及び第2の直流平滑コ
ンデンサと、該2つの直流平滑コンデンサを直流電源と
する負荷と、前記2つの直流平滑コンデンサの和電圧を
検出し、和電圧指令に一致するように制御する和電圧制
御回路と、該和電圧制御回路の出力信号により前記交流
電源から供給される入力電流を制御する入力電流制御回
路と、前記2つの直流平滑コンデンサの差電圧を検出
し、差電圧指令値に一致するように制御する差電圧制御
回路と、該差電圧制御回路の出力信号と前記入力電流制
御回路の出力信号の和に従って前記中性点クランプ式コ
ンバ―タをパルス幅変調制御する回路を具備して成る中
性点クランプ式コンバ―タの制御装置。
4. A multi-phase (N-phase) AC power supply, a power supply transformer that insulates the multi-phase AC power supply for each phase, and two of the transformers.
N full bridge connection type neutral point converters connected to the next winding via a reactor and the output terminals of the neutral point clamp type converters are connected in parallel and connected to the output terminals. The first and second direct-current smoothing capacitors connected in series, the load using the two direct-current smoothing capacitors as a direct-current power source, and the sum voltage of the two direct-current smoothing capacitors are detected so as to match the sum voltage command. To control the input voltage supplied from the AC power supply by the output signal of the sum voltage control circuit, and the difference voltage between the two DC smoothing capacitors, A differential voltage control circuit that controls the voltage to match the voltage command value; Neutral point clamped converter comprising comprises a circuit for controlling tone - other control devices.
【請求項5】 前記差電圧制御回路は、前記多相交流電
源から供給される各相の入力電流と前記中性点クランプ
式コンバ―タが発生する各相の交流電圧の積の符号を各
相毎に検出する手段を具備し、該符号検出手段からの信
号に応じて前記差電圧制御回路の出力信号の符号を各相
毎に切換えるようにしたことを特徴とする請求項4に記
載の中性点クランプ式コンバ―タの制御装置。
5. The sign of the product of the input current of each phase supplied from the multi-phase AC power source and the AC voltage of each phase generated by the neutral point clamp converter is defined by the differential voltage control circuit. The means for detecting for each phase is provided, and the sign of the output signal of the differential voltage control circuit is switched for each phase according to the signal from the sign detecting means. Control unit for neutral point clamp type converter.
【請求項6】 前記入力電流制御回路は、前記和電圧
制御回路の出力信号に基き与えられる有効電流指令値
と、別に設定される無効電流指令値の和により前記交流
電源から供給される入力電流を制御するようにしたこと
を特徴とする請求項4又は請求項5に記載の中性点クラ
ンプ式コンバ―タの制御装置。
6. The input current supplied from the AC power supply by the sum of an active current command value given based on an output signal of the sum voltage control circuit and a reactive current command value set separately, in the input current control circuit. The control device for the neutral point clamp type converter according to claim 4 or 5, wherein
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