JP5331397B2 - 電力制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態1の構成を示す図である。電池10の正極は昇圧コンバータ12に接続され、負極は負側母線に接続されている。昇圧コンバータは、コイル12a、スイッチング素子12b、12cとから構成されており、電池10の正極にコイル12aの一端が接続され、コイル12aの他端は、スイッチング素子12b,12cの接続点に接続されている。スイッチング素子12bの逆端は正側母線に接続され、スイッチング素子12cの逆側は負側母線に接続される。スイッチング素子12b,12cは、例えばIGBTなどのトランジスタから構成され、このトランジスタに並列されて負側母線側から正側母線へ電流を流すダイオードが接続されている。すなわち、正側母線と負側母線の間に2つのトランジスタが直列接続されるとともに、2つのダイオードが直列接続されている。
G(s)=ω0 2/(s2+(ω0/Q)s+ω0 2)
ここで、ω0=1/√(Ls*Cf)、Q=(1/R)√(Ls/Cf)である。
実施形態2の構成を図2に示す。このように、実施形態2では、実施形態1と比べ、交流モータ20の中性点からの引き出し線とフィルタコンデンサCfとの間(モータ側)にリアクトルLbが追加されている。
実施形態3の構成を図3に示す。この実施形態3では、モータの中性点間に接続されたフィルタコンデンサCfの系統電流側の電力ラインに流れる電流を検出して交流側の充電流を制御する。このために、電圧検出器34を設け、これによってフィルタコンデンサCfの両端電圧、すなわち2つのモータ20,22の中性点間の電圧Vsを測定する。また、フィルタコンデンサCfとモータ22の中性点の接続点と、端子28との間のラインに流れる電流iを計測する電流センサ36を設けている。そして、これら電圧Vs、電流iに基づきインバータ16,18のスイッチングを制御して、電池10の充電を制御する。
Glp(z)=Z{Gc(s)}・Z{Gh(s)・Gp(s)}
で表される。なお、Z{}はz変換、Gc(s)は電流制御器38の伝達関数、Gh(s)はインバータの伝達関数、Gp(s)は交流回路側の伝達関数(モータ、フィルタ、系統インピーダンスについての伝達関数)を示す。
1+Glp(z)=0
である。
Gp(s)=1/(Rm+Rs+s(Lm+Ls))
となる。ここで、Rmはモータの抵抗、Rsは系統側の抵抗、Lmはモータのインダクタンス、Lsは系統側のインダクタンスである。
Gp(s)=(Cf*Ls*s2+Cf*Rs*s+1)/(Lm*Ls*Cf*s3+(Rm*Ls*Cf+Lm*Rs*Cf)s2+(Rm*Rs*Cf+Lm+Ls)s+Rm+Rs)
となる。
Gp(s)=1/(Lm*Ls*Cf*s3+(Rm*Ls*Cf+Lm*Rs*Cf)s2+(Rm*Rs*Cf+Lm+Ls)s+Rm+Rs)
となる。
Gh(s)=(1−exp[−sTs])/s
であり、電流制御器38の伝達関数Gc(s)は、
Gc(s)=(kp+(ks*s)/(s2+ω2))exp[−sTs]
である。
図4には、実施形態4の構成が示されている。このように、本実施形態では、インバータ70が1つだけであり、また付加としてインダクタンスLmのみが採用されている。そして、実施形態3と同様に、リアクトルLaが追加されるとともに、フィルタコンデンサCfより交流電源側に電流センサ36が配置されている。
Claims (5)
- 電池からの直流電圧を2つのインバータでそれぞれ変換した交流電力によって駆動される2つのモータを有し、この2つのモータの中性点間に、接続端を介し商用電源を接続し、インバータで零相電圧を発生させてモータの中性点間電圧を制御して、商用電源と電池の間で電力を授受することが可能な電力制御装置であって、
中性点間に接続されたフィルタコンデンサと、
このフィルタコンデンサと前記接続端との間に配置されるリアクトルと、
を有し、
前記リアクトルのインダクタンスを、前記フィルタコンデンサと前記リアクトルとで構成される交流フィルタの周波数特性が前記商用電源のインダクタンスに依存しない値に設定して、前記2つのインバータのスイッチングに応じて発生する前記商用電源におけるスイッチングリプルを低減することを特徴とする電力制御装置。 - 請求項1に記載の電力制御装置において、
前記フィルタコンデンサとモータの中性点との間に配置されるリアクトルをさらに有することを特徴とする電力制御装置。 - 請求項1または2に記載の電力制御装置において、
前記フィルタコンデンサの接続端側に流れる電流を計測する電流計測手段と、
を有し、
この電流計測手段の計測値に応じて、前記インバータのスイッチングを制御することを特徴とする電力制御装置。 - 電池からの直流電圧をインバータで変換した交流電力によって駆動されるコイルを有し、このコイルを介し商用電源を接続し、インバータのスイッチングにより商用電源と電池の間で電力を授受することが可能な電力制御装置であって、
インバータの一対の出力間に前記コイルと直列接続されるフィルタコンデンサと、
このフィルタコンデンサと前記接続端との間に配置されるリアクトルと、
を有し、
前記リアクトルのインダクタンスを、前記フィルタコンデンサと前記リアクトルとで構成される交流フィルタの周波数特性が前記商用電源のインダクタンスに依存しない値に設定して、前記2つのインバータのスイッチングに応じて発生する前記商用電源におけるスイッチングリプルを低減することを特徴とする電力制御装置。 - 請求項4に記載の電力制御装置において、
前記フィルタコンデンサの接続端側に流れる電流を計測する電流計測手段と、
を有し、
この電流計測手段の計測値に応じて、前記インバータのスイッチングを制御することを特徴とする電力制御装置。
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