JP5774449B2 - 制御電流源を備える電力変換装置 - Google Patents
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Description
− THDiは、基本波電流の48%より少なければならない、
− PWHDは、基本波電流の46%より少なければならない、
− 次数5の高調波は、基本波電流の40%までに限定されなければならない、
− 次数7の高調波は、基本波電流の25%までに限定されなければならない、
− 次数11の高調波は、基本波電流の15%までに限定されなければならない、
− 次数13の高調波は、基本波電流の10%までに限定されなければならない。
決定された基本周波数(determined fundamental frequency)で入力電流を供給する回路網の複数の相に接続され、整流器電圧が印加される、整流器ステージと、
前記整流器ステージに接続されたDC電源バスであって、前記DC電源バス上で電圧を得るために電位が各々に印加される第1の電源ラインおよび第2の電源ラインを備える、DC電源バスと、
第1の電源ラインおよび第2の電源ラインに接続されたバス・キャパシタと、
を備える電力変換装置であって、
前記電力変換装置は、
前記第1の電源ラインまたは前記第2の電源ライン上で、バス・キャパシタの上流に位置する制御電流源であって、前記制御電流源は、インダクタおよび可変電圧源を備える、制御電流源と、
前記制御電流源用の制御手段であって、前記制御手段は、整流器電流と称され、前記DC電源バス上を流れる電流を制御するために、決定された電圧を前記可変電圧源の端子間に印加するように構成され、前記電圧は、整流器電圧と、前記DC電源バス上の電圧と、電流高調波とに基づいて決定され、前記電流高調波は、前記回路網から供給された前記入力電流の前記基本周波数の6倍および12倍の周波数でそれぞれ同期化された第1の高調波および第2の高調波を含み、これらの高調波の振幅および位相が、THDiおよびPWHDを限定(limit)するように決定される、制御手段と、を備えることを特徴とする電力変換装置によって達成される。
− 低い値のインダクタLと、
− はっきりと異なる2つの並列な切り替えアームと、これら2つの切り替えアームと並列に接続されたキャパシタC1とから成る電子変換装置2、の形を取る制御可変電圧源(controlled variable voltage source)とを含む。
VL=Vred−Vbus−Vaux
− 電子変換装置2のキャパシタC1の端子間の電圧VCの値を測定する、
− 入力として印加された基準値Vc refと、電子変換装置2のキャパシタC1の端子間の電圧について測定された値VCとを比較して差D1を決定する、
− 前記差D1を、例えば比例、積分、および微分(PID(Proportional-Integral-Derivative))調整器などの調整器に導入して、平均整流器電流の基準値<Ired>refを決定する、
− 平均整流器電流の基準値<Ired>ref上に高調波Ishを投入し、前記高調波Ishは、変換装置への入力として回路網から供給された入力電流Ieの基本周波数Fmainsの6*k倍の周波数で同期化され、kは1以上の整数であり、kは追加の各高調波ごとに1単位分増加され、それによって整流器電流用の基準値Ired refを生成する、
− 整流器電流用に得られた基準値Ired refと測定された整流器電流Iredを比較して、差D2を決定する、
− 前記差D2を、例えば比例(P(Proportional))調整器などの調整器に導入して、制御電流源のインダクタLの端子間の電圧用の基準値VL refを決定する、
− インダクタLの端子間の電圧の基準値VL refと、整流器電圧Vredの測定値と、DC電源バスの電圧Vbusの測定値とに基づき、電子変換装置2の端子間の電圧用の基準値Vaux refを決定する。
Ie 入力電流
Ired 整流器電流
V+ 正電位
V− 負電位
VL、Vred、Vbus、Vaux、VC 電圧
L インダクタ
D1、D2 ダイオード
T1、T2 電子スイッチ
Cbus バス・キャパシタ
M1,M2、M3 中間点
P1、P2 接続中間点
D1、D2 差
<Ired>ref、Ired ref、VCref、VL ref、Vaux ref 基準値
Ish 高調波
Vbus ref 軌跡
HM1、HM2、HM3、HM4、HM5 高調波
Claims (7)
- 決定された基本周波数(Fmains)で入力電流(Ie)を供給する回路網の複数の相(R、S、T)に接続され、整流器電圧が印加される、整流器ステージ(1)と、
前記整流器ステージ(1)に接続されたDC電源バスであって、前記DC電源バス上で電圧(Vbus)を得るために電位が各々に印加される第1の電源ライン(V+)および第2の電源ライン(V−)を備える、DC電源バスと、
前記第1の電源ラインおよび前記第2の電源ラインに接続されたバス・キャパシタ(Cbus)と、
を備える電力変換装置であって、
前記電力変換装置は、
前記第1の電源ラインまたは前記第2の電源ライン上で、前記バス・キャパシタ(Cbus)の上流に位置する制御電流源であって、前記制御電流源は、インダクタ(L)および可変電圧源を備える、制御電流源と、
前記制御電流源用の制御手段(3)であって、前記制御手段は、整流器電流(Ired)と称され、前記DC電源バス上を流れる電流を制御するために、決定された電圧(Vaux)を前記可変電圧源の端子間に印加するように構成され、前記電圧(Vaux)は、整流器電圧(Vred)と、前記DC電源バス上の電圧(Vbus)と、電流高調波とに基づいて決定され、前記電流高調波は、前記回路網から供給された前記入力電流(Ie)の前記基本周波数(Fmains)の6倍および12倍の周波数でそれぞれ同期化された第1の高調波および第2の高調波を含み、これらの高調波の振幅および位相が、THDiおよびPWHDを限定するように決定される、制御手段(3)と、
を備え、
前記可変電圧源は、並列に接続された第1の切り替えアーム、第2の切り替えアーム、およびキャパシタ(C1)を備える電子変換装置(2)を備え、各切り替えアームは、少なくとも1つの電子スイッチ(T1、T2)を備え、
前記制御手段(3)は、調整ループを実行するように構成されており、前記調整ループは、前記整流器電流(I red )を、前記高調波が投入される平均基準値(<I red > ref )に等しい基準値(I red ref )に追従させるように設計されており、
前記平均基準値(<I red > ref )は、基準値(V C ref )と、前記電子変換装置の前記キャパシタ(C1)の端子間の電圧について測定された値(V C )との間の差が導入される調整器の出力にて得られる、
ことを特徴とする電力変換装置。 - 前記制御手段(3)は、調整ループを実行するように構成されており、前記調整ループは、前記DC電源バス上の前記電圧(Vbus)を、前記高調波を含む基準値(Vbus ref)に追従させるように設計されていることを特徴とする、請求項1に記載の変換装置。
- 前記調整ループは、前記可変電圧源の端子間の前記電圧用の基準値(Vaux ref)を決定するように意図されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の変換装置。
- 前記第1の高調波は、前記整流器電流の10%から30%の範囲にある振幅を示すことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の変換装置。
- 前記第2の高調波は、前記整流器電流の0%から15%の範囲にある振幅を示すことを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の変換装置。
- 前記第1の高調波(HM1)と前記第2の高調波(HM2)は、最初に逆位相で投入されることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の変換装置。
- 複数の切り替えアームが設けられたインバータステージを備え、前記複数の切り替えアームは、DC電圧を、電気的負荷に給電するよう意図された可変電圧に変換するように意図されている、可変速駆動装置であって、
前記可変速駆動装置は、請求項1乃至6のいずれか1項で定義された電力変換装置を備え、前記電力変換装置は、そのインバータステージの上流に接続されていることを特徴とする、可変速駆動装置。
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