JP6410832B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態に係る電力変換装置100の構成例を示す図である。交流電源1からの交流電力を直流電力に変換する整流回路3と、交流電源1と整流回路3との間に接続されたリアクタ2と、交流電源1の電源電流Isを検出する電流検出手段9と、整流回路3の出力端間に接続され整流回路3から出力される全波整流波形の電圧を平滑化する平滑コンデンサ4と、平滑コンデンサ4の両端電圧である直流出力電圧Vdcを検出する直流電圧検出部5と、交流電源1の電源電圧Vsを検出する電源電圧検出部6と、リアクタ2を介して交流電源1を短絡する短絡部30と、交流電源1の半周期中に複数のスイッチングパルスである駆動信号Sa2を生成し生成した駆動信号Sa2で短絡部30の開閉動作を制御する制御部20とを有する。
図1に示すセレクタ23dの内部接点をY側入力端子に切り換える。これにより駆動信号生成部21で生成された駆動信号Saを用いて自動的に駆動信号Sa1を得ることができる。
運転条件を例えば駆動信号生成部21に設定する。
電源電流Isの電流制限レベルおよび電流制御範囲wを調整する。電流制限レベルは、正極側基準電圧VrefHと負極側基準電圧VrefLで定まり、電流制御範囲wは、図4に示す抵抗R1,R1’,R2,R2’,R3,R3’の抵抗値で定まる。所望の昇圧性能、電源力率、または高調波電流を得ることができるよう、これらの限られたパラメータを用いて電流制限レベルおよび電流制御範囲wを調整する。
ステップS2で設定された運転条件とステップS3で調整されたパラメータにより、駆動信号生成部21で生成される駆動信号Saの立ち上がり時間および立ち下がり時間を収集すると共に、ステップS3のパラメータを用いて第2のパルス分割部23bで生成される複数の駆動信号Sa1の立ち上がり時間および立ち下がり時間を収集する。データ収集は解析または実機で行う。
ステップS4で収集したデータを用いて、駆動信号Saのオン時間Ton、各駆動信号Sa1のオン時間Ton、各駆動信号Sa1のオフ時間Toffを計測する。
次に、ステップS5で得られた各駆動信号Sa1のオンオフ時間を用いて、駆動信号Saのオン時間Tonに対する各駆動信号Sa1のオン時間Tonのオンデューティと、駆動信号Saのオン時間Tonに対する各駆動信号Sa1のオフ時間Toffのオフデューティを求める。
このように電源半周期に生成される複数の駆動信号Sa1のオンデューティとオフデューティは経時的に変化し、かつ、変化の傾向が異なる。本願発明者は、電源半周期に生成される複数の駆動信号Sa1の内、特定領域の駆動信号Sa1のオンデューティおよびオフデューティを、近似式で表す方法を考案した。
ステップS7で求めたオンデューティとパルス番号とを関連づけて関数化し、ステップS7で求めたオフデューティとパルス間番号と関数化し、関数化したこれらのデータと近似式の定数に関するデータをデータ記憶部23cに格納する。
Claims (16)
- 交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記交流電源と前記整流回路との間に接続されたリアクタを介して前記交流電源を短絡する短絡部と、
前記交流電源の半周期中に前記短絡部のオンオフ動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記短絡部のオンオフ動作を制御するスイッチングパルスである駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記交流電源の電源電流のピーク値が、上限閾値からこの上限閾値より小さい下限閾値までの範囲内にあるように前記駆動信号を複数のスイッチングパルスに分割するパルス分割部と、
を有し、
前記上限閾値および前記下限閾値は、前記交流電源の半周期より短い区間で一定値である電力変換装置。 - 前記パルス分割部は、
前記駆動信号を複数のスイッチングパルスに分割する際に用いるデータを格納するデータ記憶部と、
前記データ記憶部に格納されたデータに基づいて、前記駆動信号を複数のスイッチングパルスに分割する第1のパルス分割部と、
を有する請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記パルス分割部は、
前記交流電源の電源電流のピーク値が、上限閾値からこの上限閾値より小さい下限閾値までの範囲内にあるように前記駆動信号を複数のスイッチングパルスに分割する第2のパルス分割部を有する請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記パルス分割部は、
前記駆動信号を複数のスイッチングパルスに分割する際に用いるデータを格納するデータ記憶部と、
第1のパルス分割部と、
前記交流電源の電源電流のピーク値が、上限閾値からこの上限閾値より小さい下限閾値までの範囲内にあるように前記駆動信号を複数のスイッチングパルスに分割する第2のパルス分割部と、
前記第1のパルス分割部からのスイッチングパルスまたは前記第2のパルス分割部からのスイッチングパルスを選択して出力するセレクタと、
を有する請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記データ記憶部に記憶されるデータは、前記駆動信号の分割数と、前記複数のスイッチングパルスのオン時間と、前記複数のスイッチングパルスのオフ時間である請求項2または請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記データ記憶部に記憶されるデータは、前記駆動信号の分割数と、前記駆動信号のオン時間に対する前記複数のスイッチングパルスのオン時間のオンデューティと、前記駆動信号のオン時間に対する前記複数のスイッチングパルスのオフ時間のオフデューティである請求項2または請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記データ記憶部に記憶されるデータは、前記複数のスイッチングパルスのオン時間とオフ時間を前記複数のスイッチングパルスの番号に基づく関数で表したデータである請求項2または請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記データ記憶部に記憶されるデータは、前記複数のスイッチングパルスのオン時間とオフ時間を2次以上の近似式で表したデータである請求項7に記載の電力変換装置。
- 前記データ記憶部に記憶されるデータは、前記複数のスイッチングパルスのオフ時間の変化率が、前記複数のスイッチングパルスのオン時間の変化率よりも大きい請求項8に記載の電力変換装置。
- 前記データ記憶部に記憶されるデータは、前記駆動信号のオン時間に対する前記複数のスイッチングパルスのオン時間のオンデューティと前記駆動信号のオン時間に対する前記複数のスイッチングパルスのオフ時間のオフデューティを前記複数のスイッチングパルスの番号に基づく関数で表したデータである請求項2または請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記データ記憶部に記憶されるデータは、前記複数のスイッチングパルスの前記オンデューティと前記オフデューティを2次以上の近似式で表したデータである請求項10に記載の電力変換装置。
- 前記データ記憶部に記憶されるデータは、前記複数のスイッチングパルスの前記オフデューティの変化率が、前記複数のスイッチングパルスのオンデューティよりも大きい請求項11に記載の電力変換装置。
- 前記データ記憶部に記憶されるデータは、前記複数のスイッチングパルスのパルス列の内、1番目のスイッチングパルスのオン時間が2番目以降のスイッチングパルスのオン時間よりも長い請求項2または請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記データ記憶部に記憶されるデータは、前記交流電源の半周期より短い期間内で前記交流電源の電源電流が上限閾値からこの上限閾値より小さい下限閾値までの範囲内にあるように、前記駆動信号のオン時間に対する前記複数のスイッチングパルスのオン時間のオンデューティと前記駆動信号のオン時間に対する前記複数のスイッチングパルスのオフ時間のオフデューティとを設定し、または前記複数のスイッチングパルスのオン時間とオフ時間とを設定したものである請求項2または請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記交流電源の電源電流を検出する電流検出手段を備え、
前記第1のパルス分割部は、前記駆動信号を複数のスイッチングパルスに分割する際、前記電流検出手段で検出した電源電流に基づいて、前記駆動信号のオン時間に対する前記複数のスイッチングパルスのオン時間のオンデューティと前記駆動信号のオン時間に対する前記複数のスイッチングパルスのオフ時間のオフデューティとを補正し、または前記複数のスイッチングパルスのオン時間とオフ時間を補正する請求項2または請求項4に記載の電力変換装置。 - 前記制御部はマイクロコンピュータで構成されている請求項1から請求項15の何れか1項に記載の電力変換装置。
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