JP6060928B2 - 電力変換装置、電力変換装置の制御装置および電力変換装置の制御方法 - Google Patents
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Description
[1.1.電力変換装置の構成例]
図1は、第1の実施形態に係る電力変換装置の構成例を示す図である。図1に示すように、第1の実施形態に係る電力変換装置1は、3相交流電源2(以下、単に交流電源2と記載する)と3相交流負荷3(以下、単に負荷3と記載する)との間に設けられるマトリクスコンバータである。
ここで、共振抑制について図面を参照して説明する。図4は、LCフィルタ11の1相分について入出力の関係を示す図である。なお、図4に示す各符号は、以下に示す通りである。
Vgrid:交流電源2の出力電圧
Igrid:交流電源2の出力電流
Lg:交流電源2と電力変換装置1との間の配線のインダクタンス
L:リアクトルLr、Ls、Ltのインダクタンス
R:抵抗Rr、Rs、Rtの抵抗値
C:コンデンサCrs、Cst、Ctrのキャパシタンス
IL:リアクトルLr、Ls、Ltに流れる電流
IR:抵抗Rr、Rs、Rtに流れる電流
IC:コンデンサCrs、Cst、Ctrに流れる電流(コンデンサ電流)
VC:コンデンサCrs、Cst、Ctrの両端電圧(コンデンサ電圧)
IO:交流電源2からLCフィルタ11を経由して電力変換部10へ流れる電流
図7は、制御部20の構成例を示す図である。図7に示す例では、制御部20は、3相をdq座標変換して演算処理する。dq座標は入力電圧位相θに応じて回転する直交2軸の座標である。
次に、第2の実施形態に係る電力変換装置について説明する。第2の実施形態に係る電力変換装置は、入力力率の改善制御を行う点で、第1の実施形態に係る電力変換装置1と異なる。なお、第2の実施形態においては、入力力率の改善制御を行う構成以外は、第1の実施形態に係る電力変換装置1と同様の構成であるため図示および説明を省略するものとする。また、第1の実施形態の電力変換装置1と同一機能を有する構成要素については同一符号を付し、重複する説明は省略する。
次に、第3の実施形態に係る電力変換装置について説明する。第3の実施形態に係る電力変換装置は、コンデンサ電流の推定に代えてコンデンサ電流の検出を行う点で、第1および第2の実施形態に係る電力変換装置1、1Aと異なる。なお、第3の実施形態においては、コンデンサ電流を検出し、かかるコンデンサ電流から振動成分を抽出する構成以外は、第1および第2の実施形態に係る電力変換装置1、1Aと同様の構成であるため図示および説明を省略するものとする。例えば、入力電圧検出部12、コンデンサ電圧検出部13、出力電流検出部14、指令生成部31、電流制御部34および力率制御部36についての図示や説明を省略する。
2 3相交流電源
3 3相負荷
10 電力変換部
11 LCフィルタ
12 入力電圧検出部
13 コンデンサ電圧検出部
20、20A、20B 制御部
30 位相検出部
31 指令生成部
32、32B 振動成分取得部
33 調整部
34 電流制御部
35 スイッチ駆動部
36 力率制御部
41、41B dq座標変換部
42 電流推定部
43、43B 振動成分抽出部
51 補正量演算部
52 位相決定部
53 ゲート信号生成部
Sru、Ssu、Stu、Srv、Ssv、Stv、Srw、Ssw、Stw 双方向スイッチ
Claims (7)
- 交流電源と負荷との間に設けられた電力変換部と、
前記電力変換部を制御して前記交流電源と前記負荷との間の電力変換制御を行う制御部と、
前記交流電源と前記電力変換部との間に設けられたLCフィルタと、
前記LCフィルタのコンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記電力変換部の入力電流の指令である入力電流指令を生成する指令生成部と、
前記コンデンサに流れる電流の振動成分を取得する振動成分取得部と、
前記振動成分取得部によって取得された前記振動成分に基づいて、前記入力電流指令を調整する調整部と、
前記調整部によって調整された前記入力電流指令に基づいて前記電力変換部を制御する駆動部と、を備え、
前記振動成分取得部は、
前記電圧検出部によって検出された前記コンデンサの電圧に基づいて、前記コンデンサに流れる電流を推定する電流推定部と、
前記電流推定部によって推定された前記電流から当該電流に含まれる振動成分を抽出する振動成分抽出部と、を備える
ことを特徴とする電力変換装置。 - 前記交流電源の電圧位相を検出する位相検出部と、
前記調整部によって調整された前記入力電流指令に基づいて、位相補正量を演算する補正量演算部と、
前記補正量演算部によって演算された前記位相補正量と前記位相検出部によって検出された前記電圧位相とに基づいて前記入力電流の位相を決定する位相決定部と、を備え、
前記駆動部は、
前記入力電流の位相が前記位相決定部によって決定された前記位相に合うように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記電流推定部によって推定された前記電流から前記振動成分を除いた電流を演算する電流演算部を備え、
前記位相決定部は、
前記補正量演算部によって演算された前記位相補正量と前記位相検出部によって検出された前記電圧位相とに加え、さらに、前記電流演算部によって演算された前記電流に基づいて前記入力電流の位相を決定する
ことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記駆動部は、
前記調整部によって調整された前記入力電流指令に基づいて、前記入力電流の位相を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記駆動部は、
前記調整部によって調整された前記入力電流指令に基づいて、前記電力変換部における前記入力電流の分配率を決定し、当該決定した前記分配率に基づいて前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 交流電源と負荷との間の電力変換を行う電力変換部と前記交流電源との間に設けられたLCフィルタのコンデンサの電圧を検出する電圧検出部によって検出された前記コンデンサの電圧に基づいて前記コンデンサに流れる電流を推定し、当該推定した前記電流から当該電流に含まれる振動成分を抽出して当該振動成分を取得する振動成分取得部と、
前記電力変換部の入力電流の指令である入力電流指令を生成する指令生成部と、
前記振動成分取得部によって取得された前記振動成分に基づいて、前記入力電流指令を調整する調整部と、
前記調整部によって調整された前記入力電流指令に基づいて前記電力変換部を制御する駆動部と、を備える
ことを特徴とする電力変換装置の制御装置。 - 交流電源と負荷との間の電力変換を行う電力変換部と前記交流電源との間に設けられたLCフィルタのコンデンサの電圧を検出する工程と、
前記検出された前記コンデンサの電圧に基づいて、前記コンデンサに流れる電流を推定する工程と、
前記推定された前記電流から当該電流に含まれる振動成分を抽出する工程と、
前記電力変換部の入力電流の指令である入力電流指令を生成する工程と、
前記抽出された前記振動成分に基づいて、前記入力電流指令を調整する工程と、
前記調整された前記入力電流指令に基づいて前記電力変換部を制御する工程と、を含む
ことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
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