JP7322566B2 - モジュラー・マルチレベル・カスケード変換器 - Google Patents
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Description
V1d:正相d軸電圧
V2d:逆相d軸電圧
V2q:逆相q軸電圧
V0d:零相d軸電圧
V0q:零相q軸電圧
ωt:系統電圧の位相
φ:正相電流と逆相電流の位相差
a’:正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比(a’=√(I2d* 2 +I2q* 2 )/|I1q*|、ただし、I1d*=0)
a:補正振幅比
ただし、a=a’(φ=0deg,120deg,240deg)
a=-a’(φ=60deg,180deg,300deg)
Iu,Iv,Iw:U相の出力電流,V相の出力電流,W相の出力電流
I1q:正相q軸電流
I2d:逆相d軸電流
I2q:逆相q軸電流
I2d*:逆相d軸電流指令値
I2q*:逆相q軸電流指令値
I1d*:正相d軸電流指令値
I1q*:正相q軸電流指令値。
V1d:正相d軸電圧
V2d:逆相d軸電圧
V2q:逆相q軸電圧
V0d:零相d軸電圧
V0q:零相q軸電圧
ωt:系統電圧の位相
φ:正相電流と逆相電流の位相差
a’:正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比(a’=√(I2d* 2 +I2q* 2 )/|I1q*|、ただし、I1d*=0)
a:補正振幅比
ただし、a=a’(φ=0deg,120deg,240deg)
a=-a’(φ=60deg,180deg,300deg)
Iu,Iv,Iw:U相の出力電流,V相の出力電流,W相の出力電流
I1q:正相q軸電流
I2d:逆相d軸電流
I2q:逆相q軸電流
I2d*:逆相d軸電流指令値
I2q*:逆相q軸電流指令値
I1d*:正相d軸電流指令値
I1q*:正相q軸電流指令値。
V1d:正相d軸電圧
V2d:逆相d軸電圧
V2q:逆相q軸電圧
V0d:零相d軸電圧
V0q:零相q軸電圧
ωt:系統電圧の位相
φ:正相電流と逆相電流の位相差
a’:正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比(a’=√(I2d* 2 +I2q* 2 )/|I1q*|、ただし、I1d*=0)
a:補正振幅比
ただし、(14-1)式では、a=a’(φ<90deg,270deg<φ)
a=-a’(90deg<φ<270deg)
(14-2)式では、a=a’(30deg<φ<210deg)
a=-a’(φ<30deg,210deg<φ)
(14-3)式では、a=a’(150deg<φ<330deg)
a=-a’(φ<150deg,330deg<φ)
Iu,Iv,Iw:U相の出力電流,V相の出力電流,W相の出力電流
I1q:正相q軸電流
I2d:逆相d軸電流
I2q:逆相q軸電流
I2d*:逆相d軸電流指令値
I2q*:逆相q軸電流指令値
I1d*:正相d軸電流指令値
I1q*:正相q軸電流指令値。
本実施形態1のモジュラー・マルチレベル・カスケード変換器(直列多重インバータ装置)は、例えば、図1に示す回路に適用することを想定している。図1において、符号25は三相交流の系統電源であり、系統電圧はVsである。複数台のブリッジセルBのユニットが直列接続されて1相のモジュールを構成する。このモジュールを3台有し、系統の各相にリアクトルを介して接続される。すなわち、各相(3相)に1相あたりn台のブリッジセルが接続され、3相合計では3n台のブリッジセルBが接続される。
図5に本実施形態2の零相電圧演算部26および電流指令値演算部27のブロック図を示す。本実施形態2は実施形態1に対して以下の点が異なる。
図6に本実施形態3における零相電圧演算部26のブロック図を示す。電流指令値演算部27は、実施形態2と同様であるため、省略する。本実施形態3は実施形態2に対して以下の点が異なる。実施形態1,2とは異なり、位相差φには0degから360degまでの任意の位相を指定することができる。
図7に本実施形態4における零相電圧演算部26のブロック図を示す。本実施形態4は実施形態3に対して以下の点が異なる。
7,8,9,14…乗算器
11a,11b…加算器
12…dq変換器
13,16,17…スイッチ
15…演算器
26…零相電圧演算部
27…電流指令値演算部
MAVE1,MAVE2…移動平均フィルタ
Claims (4)
- 複数台のブリッジセルを直列接続して1相のモジュールを構成し、このモジュールを3台有する3相のモジュラー・マルチレベル・カスケード変換器であって、
系統電圧検出信号に基づいて正相d軸電圧を算出し、正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比および正相電流と逆相電流の位相差に基づいて補正振幅比を算出し、前記正相d軸電圧と前記補正振幅比に基づいて零相d軸電圧と零相q軸電圧を演算し、前記零相d軸電圧と前記系統電圧検出信号の位相に対応した余弦値との積と、前記零相q軸電圧と前記系統電圧検出信号の位相に対応した正弦値との積と、を足し合わせて零相電圧を算出する零相電圧演算部と、
正相q軸電流指令値と前記正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比と前記位相差に基づいて逆相電流指令値を求め、前記逆相電流指令値を重畳した電流指令値を算出する電流指令値演算部と、
前記電流指令値に基づいて各相の出力電圧指令値を生成し、前記各相の出力電圧指令値に前記零相電圧を加算した値と各前記ブリッジセルに対応したキャリア三角波とを比較して各前記ブリッジセルのゲート信号を生成する電流制御部と、
備え、
前記モジュラー・マルチレベル・カスケード変換器の出力電圧、出力電流が(2)式,(3)式,(15)式で定義されるとき、前記零相電圧演算部は、前記位相差は0deg,60deg,120deg,180deg,240deg,300degから最も近い位相差を選択した値とし、前記位相差が0deg,180degの時(10-1)式、前記位相差が120deg,300degの時(10-2)式、前記位相差が240deg,60degの時(10-3)式に基づいて前記零相d軸電圧,前記零相q軸電圧を算出することを特徴とするモジュラー・マルチレベル・カスケード変換器。
Vu,Vv,Vw:U相の出力電圧,V相の出力電圧,W相の出力電圧
V1d:正相d軸電圧
V2d:逆相d軸電圧
V2q:逆相q軸電圧
V0d:零相d軸電圧
V0q:零相q軸電圧
ωt:系統電圧の位相
φ:正相電流と逆相電流の位相差
a’:正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比(a’=√(I2d* 2 +I2q* 2 )/|I1q*|、ただし、I1d*=0)
a:補正振幅比
ただし、a=a’(φ=0deg,120deg,240deg)
a=-a’(φ=60deg,180deg,300deg)
Iu,Iv,Iw:U相の出力電流,V相の出力電流,W相の出力電流
I1q:正相q軸電流
I2d:逆相d軸電流
I2q:逆相q軸電流
I2d*:逆相d軸電流指令値
I2q*:逆相q軸電流指令値
I1d*:正相d軸電流指令値
I1q*:正相q軸電流指令値 - 複数台のブリッジセルを直列接続して1相のモジュールを構成し、このモジュールを3台有する3相のモジュラー・マルチレベル・カスケード変換器であって、
系統電圧検出信号に基づいて正相d軸電圧を算出し、正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比および正相電流と逆相電流の位相差に基づいて補正振幅比を算出し、前記正相d軸電圧と前記補正振幅比に基づいて零相d軸電圧と零相q軸電圧を演算し、前記零相d軸電圧と前記系統電圧検出信号の位相に対応した余弦値との積と、前記零相q軸電圧と前記系統電圧検出信号の位相に対応した正弦値との積と、を足し合わせて零相電圧を算出する零相電圧演算部と、
正相q軸電流指令値と前記正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比と前記位相差に基づいて逆相電流指令値を求め、前記逆相電流指令値を重畳した電流指令値を算出する電流指令値演算部と、
前記電流指令値に基づいて各相の出力電圧指令値を生成し、前記各相の出力電圧指令値に前記零相電圧を加算した値と各前記ブリッジセルに対応したキャリア三角波とを比較して各前記ブリッジセルのゲート信号を生成する電流制御部と、
備え、
前記モジュラー・マルチレベル・カスケード変換器の出力電圧,出力電流が(2)式,(3)式,(15)式で定義されるとき、前記零相電圧演算部は、前記位相差は0deg,60deg,120deg,180deg,240deg,300degから最も近い位相差を選択した値とし、前記位相差が0deg,180degの時(14-1)式、前記位相差が120deg,300degの時(14-2)式、前記位相差が240deg,60degの時(14-3)式に基づいて前記零相d軸電圧,前記零相q軸電圧を算出することを特徴とするモジュラー・マルチレベル・カスケード変換器。
Vu,Vv,Vw:U相の出力電圧,V相の出力電圧,W相の出力電圧
V1d:正相d軸電圧
V2d:逆相d軸電圧
V2q:逆相q軸電圧
V0d:零相d軸電圧
V0q:零相q軸電圧
ωt:系統電圧の位相
φ:正相電流と逆相電流の位相差
a’:正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比(a’=√(I2d* 2 +I2q* 2 )/|I1q*|、ただし、I1d*=0)
a:補正振幅比
ただし、a=a’(φ=0deg,120deg,240deg)
a=-a’(φ=60deg,180deg,300deg)
Iu,Iv,Iw:U相の出力電流,V相の出力電流,W相の出力電流
I1q:正相q軸電流
I2d:逆相d軸電流
I2q:逆相q軸電流
I2d*:逆相d軸電流指令値
I2q*:逆相q軸電流指令値
I1d*:正相d軸電流指令値
I1q*:正相q軸電流指令値 - 複数台のブリッジセルを直列接続して1相のモジュールを構成し、このモジュールを3台有する3相のモジュラー・マルチレベル・カスケード変換器であって、
系統電圧検出信号に基づいて正相d軸電圧を算出し、正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比および正相電流と逆相電流の位相差に基づいて補正振幅比を算出し、前記正相d軸電圧と前記補正振幅比に基づいて零相d軸電圧と零相q軸電圧を演算し、前記零相d軸電圧と前記系統電圧検出信号の位相に対応した余弦値との積と、前記零相q軸電圧と前記系統電圧検出信号の位相に対応した正弦値との積と、を足し合わせて零相電圧を算出する零相電圧演算部と、
正相q軸電流指令値と前記正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比と前記位相差に基づいて逆相電流指令値を求め、前記逆相電流指令値を重畳した電流指令値を算出する電流指令値演算部と、
前記電流指令値に基づいて各相の出力電圧指令値を生成し、前記各相の出力電圧指令値に前記零相電圧を加算した値と各前記ブリッジセルに対応したキャリア三角波とを比較して各前記ブリッジセルのゲート信号を生成する電流制御部と、
備え、
前記モジュラー・マルチレベル・カスケード変換器の出力電圧,出力電流が(2)式,(3)式,(15)式で定義されるとき、前記零相電圧演算部は、前記位相差が0deg,180degの時(14-1)式、前記位相差が120deg,300degの時(14-2)式、前記位相差が240deg,60degの時(14-3)式に基づいて前記零相d軸電圧,前記零相q軸電圧を算出し、前記位相差が0deg,60deg,120deg,180deg,240deg,300degでない場合、最も近い2つの前記位相差から(14-1)式,(14-2)式,(14-3)式により2つの前記零相d軸電圧,前記零相q軸電圧を求め、その2つの前記零相d軸電圧,前記零相q軸電圧の補間により前記零相d軸電圧,前記零相q軸電圧を決定することを特徴とするモジュラー・マルチレベル・カスケード変換器。
Vu,Vv,Vw:U相の出力電圧,V相の出力電圧,W相の出力電圧
V1d:正相d軸電圧
V2d:逆相d軸電圧
V2q:逆相q軸電圧
V0d:零相d軸電圧
V0q:零相q軸電圧
ωt:系統電圧の位相
φ:正相電流と逆相電流の位相差
a’:正相電流の振幅に対する逆相電流の振幅の比(a’=√(I2d* 2 +I2q* 2 )/|I1q*|、ただし、I1d*=0)
a:補正振幅比
ただし、(14-1)式では、a=a’(φ<90deg,270deg<φ)
a=-a’(90deg<φ<270deg)
(14-2)式では、a=a’(30deg<φ<210deg)
a=-a’(φ<30deg,210deg<φ)
(14-3)式では、a=a’(150deg<φ<330deg)
a=-a’(φ<150deg,330deg<φ)
Iu,Iv,Iw:U相の出力電流,V相の出力電流,W相の出力電流
I1q:正相q軸電流
I2d:逆相d軸電流
I2q:逆相q軸電流
I2d*:逆相d軸電流指令値
I2q*:逆相q軸電流指令値
I1d*:正相d軸電流指令値
I1q*:正相q軸電流指令値 - 前記零相電圧演算部は、前記位相差が30deg,90deg,150deg,210deg,270deg,330degの時に補正係数を2/√3とし、前記位相差が0deg,60deg,120deg,180deg,240deg,300degの時に補正係数を1とし、間の前記位相差においては補正係数を補間により求めたゲインGiを(14-1)式,(14-2)式,(14-3)式の前記正相d軸電圧に依存する項に乗算することを特徴とする請求項3記載のモジュラー・マルチレベル・カスケード変換器。
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JP2013127463A (ja) | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Mitsubishi Electric Corp | 信号内の不平衡を検出するための方法および不平衡検出器 |
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2019
- 2019-07-24 JP JP2019135767A patent/JP7322566B2/ja active Active
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