JP2013240262A - 3レベルインバータの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】零相電圧算出部11により中性点電位Vdc1,Vdc2の偏差に基づいて零相電圧を算出し、前記零相電圧を加算器15により電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に加算して補正電圧指令値Vu*´,Vv*´,Vw*´を算出する。中性点電流推定回路2において各相の中性点電流を推定し、推定された中性点電流のうち絶対値が最も大きい相の電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*の符号とインバータ出力電流検出値Iinvu,Iinvv,Iinvwの符号に基づいて電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に加算する零相電圧の符号を符号決定部20において決定する。
【選択図】図3
Description
(1)電圧指令値を補正しないパターン。
(2)3相電圧指令のうちで最高値となる相の電圧指令が正側の最高値になるようなオフセットを加算するパターン。
(3)3相電圧指令のうちで最低値となる相の電圧指令が負側の最低値になるようなオフセットを加算するパターン。
図1は、NPC型3レベルインバータの主回路を示す構成図である。図1に示すように、NPC型3レベルインバータの主回路は、直流端子P,N間に直列に接続されたコンデンサC1,C2と、スイッチング素子T1〜T4と、を備えている。前記コンデンサC1,C2は直流端子P,N間の直流電圧を中性点電位Vdc1,Vdc2に分圧し、両コンデンサC1,C2の接続点が中性点を形成する。前記スイッチング素子T1〜T4は、自己消弧形半導体素子(トランジスタやGTO,IGBTなどの自己消弧能力を有する素子)とそれら個々の自己消弧形半導体素子に逆並列に接続されたダイオードで構成される。スイッチング素子T2,T3には一対のクランプダイオードD1,D2が並列に接続される。
正:+の零相電圧を加算する。
負:−の零相電圧を加算する。
正:出力電圧を零から遠ざける。
負:出力電圧を零に近づける。
図4は本実施形態2における3レベルインバータの制御装置1Bを示す構成図である。
図5は本実施形態3における3レベルインバータの制御装置1Cを示す構成図である。
実施形態1〜3や特許文献1等の3レベルインバータの制御装置では、インバータの出力電流が小さい時には中性点電位制御の効果が低下するという問題点がある。これは、出力電流が小さい時は中性点電位バランス制御が行われても、中性点電位の調整手段である中性点を流れる電流が減少するためである。
図7に本実施形態5における3レベルインバータの制御装置1Eの構成を示す。図7に示すように、本実施形態5は実施形態4に対し、インバータ出力電流のd軸成分Id*の符号を検出する符号検出部27と、符号検出部27の出力とゲインKとの積を演算する乗算器28と、を加えた構成である。
2…中性点電位推定回路
11…零相電圧算出部
14…リミッタ
15…加算器
20…符号決定部
C1,C2…コンデンサ
T1〜T4…スイッチング素子
Vdc1,Vdc2…中性点電位
Vu*,Vv*,Vw*…電圧指令値
Vu*´,Vv*´,Vw*´…補正電圧指令値
Claims (7)
- 直流端子間に直列接続され、直流端子間の直流電圧を1/2に分圧し、この分圧点を中性点とする複数のコンデンサと、
前記複数のコンデンサに印加される3レベルの直流電圧を補正電圧指令値に基づいて交流電圧に変換する複数のスイッチング素子と、を備えた3レベルインバータの制御装置であって、
前記各直流端子と前記中性点間の電圧の偏差に基づいて零相電圧を算出する零相電圧算出部と、
前記零相電圧と電圧指令値とを加算して補正電圧指令値を算出する加算器と、
各相の中性点電流を推定する中性点電流推定回路と、
前記中性点電流推定回路で推定された中性点電流のうち絶対値が最も大きい相の電圧指令値の符号とインバータ出力電流検出値の符号に基づいて電圧指令値に加算する零相電圧の符号を決定する符号決定部と、を備えたことを特徴とする3レベルインバータの制御装置。 - 前記零相電圧算出部は、
各相の中性点電流の和に予め設定されたゲインを乗算した値を、零相電圧に加算することにより零相電圧を補正することを特徴とする請求項1記載の3レベルインバータの制御装置。 - 前記零相電圧算出部は、
前記各相の中性点電流の和に予め設定されたゲインを乗算した値の少なくとも高周波数成分を抽出するフィルタを備え、この高周波数成分を零相電圧に加算することにより零相電圧を補正することを特徴とする請求項2記載の3レベルインバータの制御装置。 - 中性点電流推定値のうち絶対値が最も大きい相のインバータ出力電流検出値の符号と零相電圧の符号との乗算結果が、+の場合は零相電圧の絶対値の上限値を1とし、前記乗算結果が−の場合は零相電圧の絶対値の上限値を中性点電流のうち絶対値が最も大きい相の電圧指令値の絶対値とするリミッタを設けたことを特徴とする請求項1〜3のうち何れか1項に記載の3レベルインバータの制御装置。
- 前記中性点電流推定回路は、
1から各相の電圧指令値を減算した値にインバータ出力電流検出値を乗算した値を各相の中性点電流として推定することを特徴とする請求項1〜4のうち何れか1項に記載の3レベルインバータの制御装置。 - インバータ出力電流のd軸成分が小さい時、
前記零相電圧に直流オフセットを加算することを特徴とする請求項1〜5のうち何れか1項に記載の3レベルインバータの制御装置。 - 前記直流オフセットは、
インバータ出力電流のd軸成分の符号に基づいて、符号を切り換えることを特徴とする請求項6記載の3レベルインバータの制御装置。
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