JP5901861B1 - 電力変換システム及び電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1の電力変換システムの構成を示す機能ブロック図である。図1に示すように、実施の形態1の電力変換システム1は、複数の半導体電力変換装置1a、1b及び1cを備えている。半導体電力変換装置1a、1b及び1cは、例えばモータなどの負荷2に並列接続されている。半導体電力変換装置1a、1b及び1cの各々は、負荷2を駆動するためのPWM電圧を発生する。
図18は、本発明の実施の形態2の半導体電力変換システムの構成を示す機能ブロック図である。実施の形態2では、マスタ半導体電力変換装置1aの制御装置11aは、コントローラ111aと、ディレイライン116aと、遅延時間調整部117aと、を備える。ディレイライン116aは、スレーブ半導体電力変換装置1b及び1cのディレイライン112bu9及び112bu10(図9参照)と同様に、0からTまでの遅延時間を取り得る。ディレイライン116aの遅延時間は、初期時において、Tの半分に設定されている。
Claims (10)
- 1つのマスタの電力変換装置と1つ又は複数のスレーブの電力変換装置とを備え、前記マスタの電力変換装置と前記スレーブの電力変換装置とが同一の電圧指令値をPWM変調することによって得られるゲート信号に基づきPWM電圧を1つの負荷に並列に出力する電力変換システムにおいて、
前記マスタの電力変換装置及び前記スレーブの電力変換装置の各々は、
時刻カウンタと、
前記電圧指令値をPWM変調するためのキャリア波を前記時刻カウンタに同期して発生させるキャリア波発生部と、
を備え、
前記マスタの電力変換装置は、
前記マスタの電力変換装置の前記時刻カウンタが予め定められた値に達したとき、前記スレーブの電力変換装置の前記時刻カウンタの値を前記マスタの電力変換装置の前記時刻カウンタに同期させるための同期データを生成する同期データ生成部と、
前記同期データを前記スレーブの電力変換装置に送信する通信部と、
を備え、
前記スレーブの電力変換装置は、
前記マスタの電力変換装置から前記同期データを受信する通信部と、
前記スレーブの電力変換装置の前記通信部が前記同期データを受信完了した時点における前記スレーブの電力変換装置の前記時刻カウンタの値と予め求められている通信時間とに基づいて、前記スレーブの電力変換装置の前記時刻カウンタの値を補正する時刻カウンタ補正処理部と、
前記スレーブの電力変換装置の出力側の電流を検出する電流センサと、
前記電流センサによって検出された電流のうちの環流電流成分に基づいて、前記スレーブの電力変換装置の前記ゲート信号の位相を進める又は遅らせるゲートタイミング調整部と、
を備えることを特徴とする、電力変換システム。 - 前記ゲートタイミング調整部は、
前記ゲート信号がローレベルからハイレベルへ変化するときに、前記スレーブの電力変換装置から外部へ向かう方向の環流電流成分の振幅が予め定められた、前記環流電流成分に許容される正側の閾値を超えていたら、前記ゲート信号の位相を遅らせ、
前記ゲート信号がローレベルからハイレベルへ変化するときに、外部から前記スレーブの電力変換装置へ向かう方向の環流電流成分の振幅が予め定められた、前記環流電流成分に許容される負側の閾値を超えていたら、前記ゲート信号の位相を進め、
前記ゲート信号がハイレベルからローレベルへ変化するときに、前記スレーブの電力変換装置から外部へ向かう方向の環流電流成分の振幅が前記正側の閾値を超えていたら、前記ゲート信号の位相を進め、
前記ゲート信号がハイレベルからローレベルへ変化するときに、外部から前記スレーブの電力変換装置へ向かう方向の環流電流成分の振幅が前記負側の閾値を超えていたら、前記ゲート信号の位相を遅らせることを特徴とする、
請求項1に記載の電力変換システム。 - 前記ゲートタイミング調整部は、
環流電流成分の振幅が大きくなるほど、前記ゲート信号の位相を進める又は遅らせる幅を増やすことを特徴とする、
請求項1又は2に記載の電力変換システム。 - 前記ゲートタイミング調整部は、
前記電流センサによって検出された電流のうちのノイズ成分及び負荷へ流れる負荷電流成分を除去し、環流電流成分を通過させるフィルタ回路を備えることを特徴とする、
請求項1から3のいずれか1項に記載の電力変換システム。 - 前記マスタの電力変換装置は、
前記マスタの電力変換装置の前記ゲート信号の位相を進める又は遅らせるディレイラインと、
前記マスタの電力変換装置の前記ゲート信号並びに前記1つ又は複数のスレーブの電力変換装置の前記ゲート信号の遅延時間を調整する遅延時間調整部と、
を備え、
前記ゲートタイミング調整部は、
前記スレーブの電力変換装置の前記ゲート信号の位相を進める又は遅らせるディレイラインを備え、
前記スレーブの電力変換装置の前記通信部は、前記スレーブの電力変換装置の前記ディレイラインの遅延時間を前記遅延時間調整部に送信し、
前記遅延時間調整部は、全ての前記電力変換装置の前記ディレイラインの遅延時間に基づいて、全ての前記電力変換装置の中の前記ディレイラインの調整マージンが1番少ない前記電力変換装置の調整マージンが増加するように、全ての前記電力変換装置の前記ディレイラインの遅延時間を一律に少なくする又は一律に多くするための調整幅を決定して、前記マスタの電力変換装置が備える前記ディレイラインに設定するとともに、前記1つ又は複数のスレーブの電力変換装置の前記ゲートタイミング調整部に送信することを特徴とする、
請求項1から4のいずれか1項に記載の電力変換システム。 - 前記遅延時間調整部は、全ての前記電力変換装置の中の前記ディレイラインの遅延時間が1番多い前記電力変換装置の前記ディレイラインの遅延時間を更に多くする調整マージンと、全ての前記電力変換装置の中の前記ディレイラインの遅延時間が1番少ない前記半導体電力変換装置の前記ディレイラインの遅延時間を更に少なくする調整マージンと、が同じになるように、調整幅を決定することを特徴とする、
請求項5に記載の電力変換システム。 - 前記電力変換装置の各々は、
前記ゲート信号に基づいてスイッチングすることによりPWM電圧を出力するスイッチング素子を備え、
前記スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体素子であることを特徴とする、
請求項1から6のいずれか1項に記載の電力変換システム。 - 1つのマスタの電力変換装置と1つ又は複数のスレーブの電力変換装置とを備え、前記マスタの電力変換装置と前記スレーブの電力変換装置とが同一の電圧指令値をPWM変調することによって得られるゲート信号に基づきPWM電圧を1つの負荷に並列に出力する電力変換システムにおいて、
前記スレーブの電力変換装置の各々は、
前記ゲート信号に基づいてスイッチングすることによりPWM電圧を出力するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子がスイッチングする第1のスイッチングのときにおいて、前記スレーブの電力変換装置の出力電流の環流電流成分が予め定められた閾値を超えていたら、前記第1のスイッチングの次の第2のスイッチングのときにおいて、前記スレーブの電力変換装置の出力側の電圧が変化するタイミングを前記スレーブの電力変換装置の他の電力変換装置の出力側の電圧が変化するタイミングに近づけるように前記スレーブの電力変換装置の前記ゲート信号を進める又は遅らせる制御を行うことにより、前記第2のスイッチングのときにおける前記スレーブの電力変換装置の出力電流の環流電流成分を前記第1のスイッチングのときにおける前記スレーブの電力変換装置の出力電流の環流電流成分よりも小さくする制御装置と、を備えることを特徴とする、電力変換システム。 - 1つのマスタの電力変換装置と同一の電圧指令値をPWM変調することによって得られるゲート信号に基づき、PWM電圧を前記1つのマスタの電力変換装置と並列に1つの負荷に出力する電力変換装置において、
時刻カウンタと、
前記電圧指令値をPWM変調するためのキャリア波を前記時刻カウンタに同期して発生させるキャリア波発生部と、
前記マスタの電力変換装置の時刻カウンタが予め定められた値に達したとき、前記時刻カウンタの値を前記マスタの電力変換装置の前記時刻カウンタに同期させるための同期データを前記マスタの電力変換装置から受信する通信部と、
前記通信部が前記同期データを受信完了した時点における前記時刻カウンタの値と予め求められている通信時間とに基づいて、前記時刻カウンタの値を補正する時刻カウンタ補正処理部と、
出力側の電流を検出する電流センサと、
前記電流センサによって検出された電流のうちの環流電流成分に基づいて、前記ゲート信号の位相を進める又は遅らせるゲートタイミング調整部と、
を備えることを特徴とする、電力変換装置。 - 1つのマスタの電力変換装置と同一の電圧指令値をPWM変調することによって得られるゲート信号に基づき、PWM電圧を前記1つのマスタの電力変換装置と並列に1つの負荷に出力する電力変換装置において、
前記ゲート信号に基づいてスイッチングすることによりPWM電圧を出力するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子がスイッチングする第1のスイッチングのときにおいて、出力電流の環流電流成分が予め定められた閾値を超えていたら、前記第1のスイッチングの次の第2のスイッチングのときにおいて、出力側の電圧が変化するタイミングを他の電力変換装置の出力側の電圧が変化するタイミングに近づけるように前記ゲート信号を進める又は遅らせる制御を行うことにより、前記第2のスイッチングのときにおける前記出力電流の環流電流成分を前記第1のスイッチングのときにおける前記出力電流の環流電流成分よりも小さくする制御装置と、を備えることを特徴とする、電力変換装置。
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