JP2002017088A - Controller for power conversion device - Google Patents
Controller for power conversion deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
を用いる電力変換装置の制御装置に係り、特に、空間ベ
クトルによるPWM(パルス幅変調)制御を行う場合
に、低スイッチング周波数で高精度の直流制御を可能と
し、直流電流リップルの低減と交流電流高調波の低減を
図り得る電力変換装置の制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a power converter using a switching element, and more particularly to a DC control with a low switching frequency and a high accuracy when performing PWM (pulse width modulation) control using a space vector. The present invention relates to a control device for a power conversion device capable of reducing DC current ripple and AC current harmonics.
【0002】[0002]
【従来の技術】図14は、従来の電力変換装置の制御装
置の構成例を示す回路図及びブロック図である。2. Description of the Related Art FIG. 14 is a circuit diagram and a block diagram showing a configuration example of a control device of a conventional power converter.
【0003】図14に示す電力変換装置は、交流電源1
から受電する移相変圧器群2と、この移相変圧器群2の
出力交流電力を直流電力に変換して直流負荷6に供給す
る変換器群3とから成っている。移相変圧器群2は、電
圧の大きさが等しく、互いに出力電圧位相差15°をも
つ4台の単位移相変圧器2a〜2dによって構成されて
いる。変換器群3は単位移相変圧器2a〜2dに対応す
る4台の単位変換器3a〜3dによって構成されてい
る。なお、以下の記載では、単位移相変圧器及び単位変
換器をそれぞれ単に移相変圧器ないし変換器とも称する
ことにする。各移相変圧器の出力電圧位相は、仮に移相
変圧器2aの出力電圧位相を基準としてこれを0°とす
れば、移相変圧器2bは15°、移相変圧器2cは30
°、移相変圧器2dは45°である。これらの出力電圧
位相の調整は、図記号的に示されているように周知のデ
ルタ結線及び星形結線を初め、各相巻線の分割や、その
電圧設定、各相にまたがる分割巻線の結線等によって容
易に得ることができる。4台の移相変圧器2a〜2d
は、各一次端子を共通に接統して共通の交流電源1に並
列接続されると共に、二次端子は変換器3a〜3dの交
流瑞子に各々1対1の関係で接続され、その結果、周知
の24相接続方式回路を構成している。[0003] The power converter shown in FIG.
And a converter group 3 which converts the output AC power of the phase shift transformer group 2 into DC power and supplies the DC power to a DC load 6. The phase-shifting transformer group 2 includes four unit phase-shifting transformers 2a to 2d having the same voltage magnitude and an output voltage phase difference of 15 ° from each other. The converter group 3 is composed of four unit converters 3a to 3d corresponding to the unit phase shift transformers 2a to 2d. In the following description, the unit phase shift transformer and the unit converter will be simply referred to as phase shift transformers or converters, respectively. Assuming that the output voltage phase of each phase-shifting transformer is 0 ° with reference to the output voltage phase of the phase-shifting transformer 2a, the phase-shifting transformer 2b is 15 ° and the phase-shifting transformer 2c is 30 °.
° and the phase shift transformer 2d is 45 °. Adjustment of these output voltage phases can be performed by dividing each phase winding, setting its voltage, and dividing windings extending over each phase, including the well-known delta connection and star connection, as shown schematically. It can be easily obtained by connection or the like. Four phase-shift transformers 2a to 2d
Are connected in parallel to a common AC power supply 1 by connecting the primary terminals in common, and the secondary terminals are connected to the AC mizus of the converters 3a to 3d in a one-to-one relationship. This constitutes a well-known 24-phase connection type circuit.
【0004】図15は、主回路の変換器3と直流負荷6
との間に直流フィルタ5を介挿した回路例を示すもので
ある。直流フィルタ5は、変換器3の出力電圧のリップ
ルを低減するために設けられるものであって、電流回路
に直列に接続されるリアクトル5aとその負荷側に直流
負荷6に並列に接続されたコンデンサ5bとから成る2
次のローパスフィルタである。リアクトル5a及びコン
デンサ5bの共振を抑制するために、コンデンサ5bに
直列に共振抑制抵抗5cが接続されている。FIG. 15 shows a converter 3 and a DC load 6 of the main circuit.
3 shows an example of a circuit in which a DC filter 5 is interposed between the two. The DC filter 5 is provided to reduce the ripple of the output voltage of the converter 3, and includes a reactor 5 a connected in series to the current circuit and a capacitor connected in parallel to the DC load 6 on the load side thereof. 5b
This is the next low-pass filter. In order to suppress the resonance between the reactor 5a and the capacitor 5b, a resonance suppression resistor 5c is connected in series with the capacitor 5b.
【0005】図14及び図15の単位変換器3a〜3d
はそれぞれ、図16に示すように、三相ブリッジ結線さ
れた6アームの自己消弧型の半導体スイッチング素子4
u〜4zによって構成される。これらの半導体スイッチ
ング素子としては、例えばIEGT(Injection Enhanc
ed Gate Transistor)を用いることができる。スイッチ
ング素子4u〜4zは、素子内部に逆並列接続された形
の寄生ダイオードをもつため、逆導通防止のための直列
ダイオードを図示している。また図には各スイッチング
素子に保護用ダイオードが直列に接続されている。The unit converters 3a to 3d shown in FIGS. 14 and 15
As shown in FIG. 16, each of the six-arm self-extinguishing type semiconductor switching elements 4 connected in a three-phase bridge
u to 4z. As these semiconductor switching elements, for example, IEGT (Injection Enhanc
ed Gate Transistor). Since the switching elements 4u to 4z have parasitic diodes connected in antiparallel inside the elements, a series diode for preventing reverse conduction is illustrated. In the figure, a protection diode is connected in series to each switching element.
【0006】再び図14及び図15を参照する。直流負
荷6に流れる直流電流値を電流検出器7で検出すると共
に、交流電源1の交流電圧すなわち移相変圧器群2の入
力電圧を電圧検出器8を介して同期検出回路9に導き、
そこで交流電圧の基準とする特定位相点で同期信号を生
成させる。Referring again to FIG. 14 and FIG. A DC current value flowing through the DC load 6 is detected by the current detector 7, and the AC voltage of the AC power supply 1, that is, the input voltage of the phase shift transformer group 2 is guided to the synchronization detection circuit 9 via the voltage detector 8.
Therefore, a synchronization signal is generated at a specific phase point serving as a reference for the AC voltage.
【0007】以下、図14及び図15の主回路の動作を
制御装置の構成と併せて、図16〜図19をも参照して
説明する。Hereinafter, the operation of the main circuit shown in FIGS. 14 and 15 will be described with reference to FIGS. 16 to 19 together with the configuration of the control device.
【0008】電力変換装置の出力電流すなわち直流負荷
6の入力電流の値は直流電流指令発生回路10で発生さ
れる直流電流指令値Id*によって決定される。直流電
流指令発生回路10によって発生された直流電流指令値
Id*と、電流検出器7によって検出された直流電流値
Idとの差をとることにより直流電流偏差△Iが求めら
れ、電流制御器(ACR)11に入力される。電流制御
器11は直流電流偏差△Iを零(ゼロ)とするための、
つまり、直流電流値Idを直流電流指令値Id *に一致
させるための制御量を生成する。一方、同期検出回路9
は、交流電源1の交流電圧から同期信号を生成して出力
電流指令ベクトル生成回路12に送出する。出力電流指
令ベクトル生成回路12は、電流制御器11によって生
成された制御量を振幅要素Mとし、同期検出回路9によ
って生成された同期信号を位相要素θとして、出力電流
指令ベクトルを生成する。The output current of the power converter, that is, the DC load
6 is generated by the DC current command generation circuit 10.
DC command value Id*Is determined by DC power
DC current command value generated by the flow command generation circuit 10
Id*And the DC current value detected by the current detector 7
By taking the difference from Id, the DC current deviation ΔI is obtained.
This is input to the current controller (ACR) 11. Current control
The device 11 is for setting the DC current deviation ΔI to zero (zero).
That is, the DC current value Id is changed to the DC current command value Id. *Matches
A control amount is generated for the control. On the other hand, the synchronization detection circuit 9
Generates and outputs a synchronization signal from the AC voltage of the AC power supply 1.
It is sent to the current command vector generation circuit 12. Output current finger
The instruction vector generation circuit 12 is generated by the current controller 11.
The generated control amount is defined as an amplitude element M,
The output current is defined as the synchronization signal generated as
Generate a command vector.
【0009】この出力電流指令ベクトルを用いて空間ベ
クトル制御を行うのであるが、ここで、変圧器多重方式
による場合の空間ベクトル制御の原理を説明する。The space vector control is performed using the output current command vector. Here, the principle of the space vector control in the case of the transformer multiplexing method will be described.
【0010】図16に示すように、各単位変換器は、6
アームU〜Zのスイッチング素子4u〜4zによって構
成され、各アームのスイッチング素子の導通状態によ
り、図17,18に示すように、アームを短絡し、出力
電流を零とする零電流ベクトル◎(U−Xアーム導通、
V−Yアーム導通、,W−Zアーム導通)と、「6通
り」の単位電流ベクトル(U−Zアーム導通)、
(V−Zアーム導通)、(V−Xアーム導通)、
(W−Xアーム導通)、(W−Yアーム導通)、
(U−Yアーム導通)が出力可能である。図18には、
各アームの導通状態に応じて各相交流電流Iu,Iv,
Iwがどのように流れるかを示している。[0010] As shown in FIG.
The switching elements 4u to 4z of the arms U to Z are provided. Depending on the conduction state of the switching elements of each arm, as shown in FIGS. 17 and 18, the arms are short-circuited and the zero current vector ◎ (U -X arm conduction,
VY arm conduction, WZ arm conduction) and “six types” of unit current vectors (UZ arm conduction),
(VZ arm conduction), (VX arm conduction),
(WX arm conduction), (WY arm conduction),
(U-Y arm conduction) can be output. In FIG.
Each phase AC current Iu, Iv,
It shows how Iw flows.
【0011】図14に示すように、移相変圧器2a〜2
dで多重化した24相構成の場合、4台の変換器3a〜
3dの単位電流ベクトルは、各変換器3a〜3dに接続
される移相変圧器2a〜2dの位相差に応じて15°ず
つの位相差をもっている。それゆえ、図18,19に示
すように、24相構成の場合、4台の変換器3a〜3d
の単位電流べクトル及び零ベクトルの組み合せによる合
成電流ベクトル(出力電流ベクトル)は、変換器1台に
ついて7通りであるから4台では、2401通り(=7
4)となる。出力電流ベクトルの選択数が多いことは、
ベクトル密度が高いことを示し、電流指令ベクトルが与
えられた場合の制御精度を向上させることにつながる。As shown in FIG. 14, the phase shift transformers 2a to 2a
d, four converters 3a to 3
The unit current vector of 3d has a phase difference of 15 ° according to the phase difference of the phase shift transformers 2a to 2d connected to the converters 3a to 3d. Therefore, as shown in FIGS. 18 and 19, in the case of a 24-phase configuration, four converters 3a to 3d
There are seven combined current vectors (output current vectors) for the combination of the unit current vector and the zero vector of each converter.
4 ) The large number of output current vector choices
This indicates that the vector density is high, which leads to improvement in control accuracy when a current command vector is given.
【0012】図14において、出力電流指令ベクトル生
成回路12で生成された出力電流指令ベクトルに応じ
て、出力電流ベクトル選択回路13により、出力電流ベ
クトル発生回路14で得られる上述の2401通りの出
力電流ベクトル(単位電流ベクトルの合成ベクトル)の
中から、出力電流指令ベクトルと同一、または、近似し
た出力電流ベクトルを選択する。選択方法の一例として
は、出力電流指令ベクトル(Xo,Yo)と2401通
りの出力電流ベクトル(Xn,Yn:n=1〜240
1)を比較して、その偏差Eが最小となる出力電流ベク
トル(Xn’,Yn’)を選択する最小二乗法を挙げる
ことができる。すなわち、 (Xo−Xn)2+(Yo−Yn)2=Emin → (Xn’,Yn’) …(1) である。In FIG. 14, according to the output current command vector generated by the output current command vector generation circuit 12, an output current vector selection circuit 13 outputs the above-mentioned 2401 output currents obtained by the output current vector generation circuit 14. An output current vector that is the same as or approximate to the output current command vector is selected from vectors (composite vector of unit current vectors). As an example of the selection method, an output current command vector (Xo, Yo) and 2401 output current vectors (Xn, Yn: n = 1 to 240)
1), the least squares method of selecting the output current vector (Xn ′, Yn ′) that minimizes the deviation E can be mentioned. That is, (Xo−Xn) 2 + (Yo−Yn) 2 = Emin → (Xn ′, Yn ′) (1)
【0013】出力電流ベクトル選択回路13で選択され
た出力電流ベクトルは、単位電流ベクトル分配回路15
により、出力電流ベクトルの構成要素となった変換器4
台分の単位電流ベクトルに分配し、ゲート信号発生回路
16を介して4台の変換器3a〜3dの各アームのスイ
ッチング素子4u〜4zをパルス幅変調制御する。The output current vector selected by the output current vector selection circuit 13 is a unit current vector distribution circuit 15
As a result, the converter 4 that has become a component of the output current vector
The current is divided into the unit current vectors for the respective units, and the switching elements 4u to 4z of each arm of the four converters 3a to 3d are subjected to pulse width modulation control via the gate signal generation circuit 16.
【0014】空間ベクトル制御は、単位変換器が発生で
きる単位電流べクトルA,B,C,Dの組み合わせ(合
成電流ベクトルS)で出力電流を制御できるため、スイ
ッチング素子のオン/オフ制御を不必要に行うことがな
く、スイッチング周波数の低減を図ることができる。In the space vector control, since the output current can be controlled by the combination of the unit current vectors A, B, C, and D (combined current vector S) that can be generated by the unit converter, on / off control of the switching element is not required. The switching frequency can be reduced without performing it as necessary.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図14
あるいは図15に示す従来の制御装置では、24相構成
の場合、出力電流ベクトル発生回路14で発生された
「2401通り」の出力電流ベクトルの中から、1制御
サイクル毎に出力電流ベクトル選択回路13で、出力電
流指令ベクトル生成回路12で生成された出力電流指令
ベクトルと同一またはそれに近似した出力電流ベクトル
を選択するため、多くの選択時間(制御演算時間)を必
要とする。この制御演算時間による遅れは、高精度制御
の一面である追従能力を低下させる一因となる。However, FIG.
Alternatively, in the conventional control device shown in FIG. 15, in the case of a 24-phase configuration, the output current vector selection circuit 13 is used for each control cycle from among "2401" output current vectors generated by the output current vector generation circuit 14. In order to select an output current vector that is the same as or similar to the output current command vector generated by the output current command vector generation circuit 12, a large selection time (control operation time) is required. The delay due to the control calculation time contributes to a decrease in the following ability, which is one aspect of high-precision control.
【0016】また、零ベクトルの選択において、選択可
能なペア相が3種(U−X相、V−Y相、W−Z相)あ
るが、不用意なペア相の選択はより多くの相間スイッチ
ングの切換を生じて、スイッチング周波数の増加につな
がる場合がある。In selecting a zero vector, there are three types of selectable pair phases (the UX phase, the VY phase, and the WZ phase). Switching may occur, leading to an increase in the switching frequency.
【0017】図15に示すように電力変換装置の出力側
に直流フィルタ5を備えている場合、制御装置により高
精度の制御が可能ではあるが、一方で、出力電流指令ベ
クトル生成回路12によって発生される出力電流指令ベ
クトルに高調波成分等の外乱や制御遅れが含まれる場
合、高精度制御の一面である安定性や追従性を低下させ
る要因となる。When a DC filter 5 is provided on the output side of the power converter as shown in FIG. 15, high-precision control can be performed by the control device, while the output current command vector generation circuit 12 If the output current command vector includes disturbances such as harmonic components and control delays, it becomes a factor of deteriorating stability and followability, which are one aspect of high-precision control.
【0018】したがって本発明は、空間ベクトルによる
パルス幅変調制御を、低スイッチング周波数で高精度に
実現し得る電力変換装置の制御装置を提供することを目
的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device of a power conversion device capable of realizing pulse width modulation control using a space vector at a low switching frequency with high accuracy.
【0019】さらに本発明は、電力変換装置の出力側に
直流フィルタを備えている場合であっても、安定性や追
従性の良好な、電力変換装置の制御装置を提供すること
を目的とする。Still another object of the present invention is to provide a control device for a power conversion device that has good stability and good tracking performance even when a DC filter is provided on the output side of the power conversion device. .
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に係る電力変換装置の制御装置は、出力
電圧の大きさが等しく、各60°/n(n≧2)の位相
差をもつn台の移相変圧器、及びスイッチング素子をブ
リッジ結線してなり、交流電力を直流電力に変換するn
台の変換器を有し、n台の移相変圧器の一次側端子は共
通に接続されて共通の交流電源に並列接続されると共
に、二次側端子はn台の変換器の交流端子にそれぞれ1
対1の関係で接続され、n台の変換器の直流出力を合成
して共通の直流負荷に直流電力を供給する電力変換主回
路を備えた電力変換装置の制御装置において、直流負荷
に供給する直流電流の指令値と直流負荷に流れる直流電
流の検出値との差から直流電流の制御量を生成する電流
制御手段と、交流電源の交流電圧からそれに同期する同
期信号を得る同期検出手段と、直流電流の制御量と交流
電圧から得た同期信号とから電力変換装置の出力電流指
令ベクトルを生成する出力電流指令ベクトル生成手段
と、電力変換装置が発生できる交流電流の全ての電流ベ
クトルを与える出力電流ベクトル発生手段と、電流ベク
トル図を、位相角0〜360°の中で60°/n毎の位
相範囲に分割し、6n個の位相分割範囲に1〜6nの位
相範囲番号を付したとき、出力電流指令ベクトル生成手
段によって生成された出力電流指令ベクトルが存在する
位相範囲番号を検出する位相範囲番号検出手段と、出力
電流ベクトル発生手段によって発生された出力電流ベク
トルの中から、位相範囲番号検出手段によって検出され
た位相範囲番号に該当する位相分割範囲内の電流ベクト
ルを検出する位相分割範囲内出力電流ベクトル検出手段
と、検出された位相分割範囲内から出力電流指令ベクト
ルに応じた出力電流ベクトルを選択する出力電流ベクト
ル選択手段と、出力電流ベクトル選択手段により選択さ
れた出力電流べクトルを、n台の変換器に応じてn個の
単位電流ベクトルに分配する単位電流ベクトル分配手段
と、単位電流ベクトルに応じて変換器をパルス幅変調制
御する手段とを具備したことを特徴とする。In order to achieve the above object, a control device for a power converter according to claim 1 has the same output voltage magnitude and each of 60 ° / n (n ≧ 2). N phase-shifting transformers having a phase difference and switching elements are bridge-connected to convert AC power to DC power.
The primary terminals of the n phase-shift transformers are connected in common and connected in parallel to a common AC power supply, and the secondary terminals are connected to the AC terminals of the n converters. 1 each
In a control device of a power conversion device having a power conversion main circuit connected in a one-to-one relationship and combining the DC outputs of n converters and supplying DC power to a common DC load, the DC power is supplied to the DC load Current control means for generating a control amount of a DC current from a difference between a command value of a DC current and a detection value of a DC current flowing to a DC load; a synchronization detection means for obtaining a synchronization signal synchronized with the AC voltage of an AC power supply; Output current command vector generating means for generating an output current command vector of the power conversion device from a control amount of the DC current and a synchronization signal obtained from the AC voltage; and an output for providing all the current vectors of the AC current that the power conversion device can generate. It is assumed that the current vector generating means and the current vector diagram are divided into 60 ° / n phase ranges within a phase angle of 0 to 360 °, and the 6n phase division ranges are assigned phase range numbers of 1 to 6n. A phase range number detecting means for detecting a phase range number in which the output current command vector generated by the output current command vector generating means exists; and a phase range number among the output current vectors generated by the output current vector generating means. An output current vector detector within the phase division range for detecting a current vector within the phase division range corresponding to the phase range number detected by the number detection means, and an output corresponding to the output current command vector from the detected phase division range Output current vector selecting means for selecting a current vector, and unit current vector distributing means for distributing the output current vector selected by the output current vector selecting means to n unit current vectors according to the n converters. Means for controlling the pulse width modulation of the converter in accordance with the unit current vector. .
【0021】請求項1記載の発明によれば、電流指令ベ
クトルに応じた電流ベクトルを選択する際、電流指令ベ
クトルの位相角に応じた分割範囲内(60°/n毎)か
ら電流ベクトルを選択することにより、制御演算時間を
1/(6・n)程度に短縮し、追従性を向上させて高精
度制御を実現することができる。According to the first aspect of the present invention, when selecting a current vector corresponding to the current command vector, the current vector is selected from within a division range (every 60 ° / n) corresponding to the phase angle of the current command vector. By doing so, it is possible to shorten the control calculation time to about 1 / (6 · n), improve the followability, and realize high-precision control.
【0022】請求項2に係る電力変換装置の制御装置
は、出力電圧の大きさが等しく、各60°/n(n≧
2)の位相差をもつn台の移相変圧器、及びスイッチン
グ素子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流電力に
変換するn台の変換器を有し、n台の移相変圧器の一次
側端子は共通に接続されて共通の交流電源に並列接続さ
れると共に、二次側端子はn台の変換器の交流端子にそ
れぞれ1対1の関係で接続され、n台の変換器の直流出
力を合成して共通の直流負荷に直流電力を供給する電力
変換主回路を備えた電力変換装置の制御装置において、
直流負荷に供給する直流電流の指令値と直流負荷に流れ
る直流電流の検出値との差から直流電流の制御量を生成
する電流制御手段と、交流電源の交流電圧からそれに同
期する同期信号を得る同期検出手段と、直流電流の制御
量と交流電圧から得た同期信号とから電力変換装置の出
力電流指令ベクトルを生成する出力電流指令ベクトル生
成手段と、電力変換装置が発生できる交流電流の全ての
電流ベクトルを与える出力電流ベクトル発生手段と、電
流ベクトル図を、電流ベクトル振幅0〜100%の中
で、100%/n毎の振幅範囲に分割して、n個の振幅
分割範囲番号を付したとき、出力電流指令ベクトル生成
手段によって生成された出力電流指令ベクトルが存在す
る振幅範囲番号を検出する振幅範囲番号検出手段と、出
力電流ベクトル発生手段によって発生された出力電流ベ
クトルの中から、振幅範囲番号検出手段によって検出さ
れた振幅範囲番号に該当する振幅分割範囲内の電流ベク
トルを検出する振幅分割範囲内出力電流ベクトル検出手
段と、検出された振幅分割範囲内から出力電流指令ベク
トルに応じた出力電流ベクトルを選択する出力電流ベク
トル選択手段と、出力電流ベクトル選択手段により選択
された出力電流べクトルを、n台の変換器に応じてn個
の単位電流ベクトルに分配する単位電流ベクトル分配手
段と、単位電流ベクトルに応じて変換器をパルス幅変調
制御する手段とを具備したことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, the control device for the power converter has the same magnitude of the output voltage and each of 60 ° / n (n ≧
2) n phase-shift transformers having a phase difference, and n converters configured by bridge-connecting switching elements to convert AC power into DC power, and include n phase-shift transformers. The primary terminals are connected in common and connected in parallel to a common AC power supply, and the secondary terminals are connected to the AC terminals of n converters in a one-to-one relationship, respectively. In a control device of a power conversion device including a power conversion main circuit that combines DC output and supplies DC power to a common DC load,
A current control means for generating a control amount of the DC current from a difference between a command value of the DC current supplied to the DC load and a detection value of the DC current flowing to the DC load; and obtaining a synchronization signal synchronized with the AC voltage from the AC power supply. Synchronization detection means, output current command vector generation means for generating an output current command vector of the power conversion device from a control amount of DC current and a synchronization signal obtained from the AC voltage, and all of the AC currents that the power conversion device can generate. Output current vector generating means for providing a current vector, and the current vector diagram are divided into amplitude ranges of 100% / n among current vector amplitudes of 0 to 100%, and n amplitude division range numbers are assigned. An amplitude range number detecting means for detecting an amplitude range number in which the output current command vector generated by the output current command vector generating means exists; Output current vector detection means for detecting a current vector within an amplitude division range corresponding to the amplitude range number detected by the amplitude range number detection means from the output current vectors generated by the stages; Output current vector selection means for selecting an output current vector according to the output current command vector from the amplitude division range, and the output current vector selected by the output current vector selection means for n converters according to n converters. And a unit for distributing the unit current vector to the unit current vectors, and a unit for performing pulse width modulation control of the converter in accordance with the unit current vector.
【0023】請求項2記載の発明によれば、電流指令ベ
クトルに応じた電流ベクトルを選択する際、電流指令ベ
クトルの振幅に応じた分割範囲内(100%/n毎)か
ら、電流ベクトルを選択することにより、ベクトル選択
時間すなわち制御演算時間を1/n程度に短縮し、追従
性を向上させて高精度制御を実現することができる。According to the second aspect of the present invention, when selecting a current vector corresponding to the current command vector, the current vector is selected from within a division range (every 100% / n) corresponding to the amplitude of the current command vector. By doing so, the vector selection time, that is, the control calculation time can be reduced to about 1 / n, and the follow-up property can be improved to realize high-precision control.
【0024】請求項3に係る電力変換装置の制御装置
は、出力電圧の大きさが等しく、各60°/n(n≧
2)の位相差をもつn台の移相変圧器、及びスイッチン
グ素子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流電力に
変換するn台の変換器を有し、n台の移相変圧器の一次
側端子は共通に接続されて共通の交流電源に並列接続さ
れると共に、二次側端子はn台の変換器の交流端子にそ
れぞれ1対1の関係で接続され、n台の変換器の直流出
力を合成して共通の直流負荷に直流電力を供給する電力
変換主回路を備えた電力変換装置の制御装置において、
直流負荷に供給する直流電流の指令値と直流負荷に流れ
る直流電流の検出値との差から直流電流の制御量を生成
する電流制御手段と、交流電源の交流電圧からそれに同
期する同期信号を得る同期検出手段と、直流電流の制御
量と交流電圧から得た同期信号とから電力変換装置の出
力電流指令ベクトルを生成する出力電流指令ベクトル生
成手段と、電力変換装置が発生できる交流電流の全ての
電流ベクトルを与える出力電流ベクトル発生手段と、出
力電流指令ベクトル生成手段によって生成された出力電
流指令ベクトルの位相角を検出する位相角検出手段と、
検出され位相角にヒステリシス幅を設けて位相角範囲を
設定し、出力電流ベクトル発生手段によって発生された
出力電流ベクトルの中から位相角範囲に含まれる電流ベ
クトルを検出する位相角範囲検出手段と、出力電流指令
ベクトル生成手段によって生成された出力電流指令ベク
トルの振幅を検出する振幅検出手段と、検出され振幅に
ヒステリシス幅を設けて振幅範囲を設定し、出力電流ベ
クトル発生手段によって発生された出力電流ベクトルの
中から振幅範囲に含まれる電流ベクトルを検出する振幅
範囲検出手段と、位相角範囲検出手段によって検出され
た電流ベクトルの位相角範囲及び振幅範囲検出手段によ
って検出された電流ベクトルの振幅範囲が重なる領域の
中から1つの電流ベクトルを選択する出力電流ベクトル
選択手段と、出力電流ベクトル選択手段により選択され
た出力電流べクトルを、n台の変換器に応じてn個の単
位電流ベクトルに分配する単位電流ベクトル分配手段
と、単位電流ベクトルに応じて変換器をパルス幅変調制
御する手段とを具備したことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, the control device of the power conversion device has the same magnitude of the output voltage, and each of the output voltages is 60 ° / n (n ≧ n).
2) n phase-shift transformers having a phase difference, and n converters configured by bridge-connecting switching elements to convert AC power into DC power, and include n phase-shift transformers. The primary terminals are connected in common and connected in parallel to a common AC power supply, and the secondary terminals are connected to the AC terminals of n converters in a one-to-one relationship, respectively. In a control device of a power conversion device including a power conversion main circuit that combines DC output and supplies DC power to a common DC load,
A current control means for generating a control amount of the DC current from a difference between a command value of the DC current supplied to the DC load and a detection value of the DC current flowing to the DC load; and obtaining a synchronization signal synchronized with the AC voltage from the AC power supply. Synchronization detection means, output current command vector generation means for generating an output current command vector of the power conversion device from a control amount of DC current and a synchronization signal obtained from the AC voltage, and all of the AC currents that the power conversion device can generate. Output current vector generating means for providing a current vector, and phase angle detecting means for detecting a phase angle of the output current command vector generated by the output current command vector generating means,
A phase angle range detecting means for setting a phase angle range by providing a hysteresis width to the detected phase angle, and detecting a current vector included in the phase angle range from output current vectors generated by the output current vector generating means; Amplitude detection means for detecting the amplitude of the output current command vector generated by the output current command vector generation means, and an output current generated by the output current vector generation means by setting a hysteresis width to the detected amplitude to set an amplitude range; An amplitude range detecting means for detecting a current vector included in the amplitude range from the vectors, and a phase angle range of the current vector detected by the phase angle range detecting means and an amplitude range of the current vector detected by the amplitude range detecting means. Output current vector selecting means for selecting one current vector from the overlapping area; A unit current vector distribution unit that distributes the output current vector selected by the flow vector selection unit to n unit current vectors according to the n converters, and a pulse width modulation unit that converts the converter according to the unit current vector Control means.
【0025】請求項3記載の発明によれば、電流指令ベ
クトルに応じた電流ベクトルを選択する際、電流指令ベ
クトルが存在する位相角のヒステリシス幅を△θ/36
0°、電流指令ベクトルが存在する電流ベクトルの振幅
のヒステリシス幅を△M/100%とした場合、位相角
と振幅のヒステリシス幅に囲まれた範囲内から、電流指
令ベクトルを選択することにより、制御演算時間を(△
θ/360°)×(△M/100%)程度に短縮し、追
従性を向上させて高精度制御を実現することができる。According to the third aspect of the present invention, when selecting a current vector corresponding to the current command vector, the hysteresis width of the phase angle where the current command vector exists is set to Δθ / 36.
0 °, when the hysteresis width of the amplitude of the current vector in which the current command vector exists is ΔM / 100%, by selecting the current command vector from the range surrounded by the hysteresis width of the phase angle and the amplitude, Set the control operation time to (△
θ / 360 °) × (ΔM / 100%), and the follow-up performance can be improved to realize high-precision control.
【0026】請求項4に係る電力変換装置の制御装置
は、出力電圧の大きさが等しく、各60°/n(n≧
2)の位相差をもつn台の移相変圧器、及びスイッチン
グ素子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流電力に
変換するn台の変換器を有し、n台の移相変圧器の一次
側端子は共通に接続されて共通の交流電源に並列接続さ
れると共に、二次側端子はn台の変換器の交流端子にそ
れぞれ1対1の関係で接続され、n台の変換器の直流出
力を合成して共通の直流負荷に直流電力を供給する電力
変換主回路を備えた電力変換装置の制御装置において、
直流負荷に供給する直流電流の指令値と直流負荷に流れ
る直流電流の検出値との差から直流電流の制御量を生成
する電流制御手段と、交流電源の交流電圧からそれに同
期する同期信号を得る同期検出手段と、直流電流の制御
量と交流電圧から得た同期信号とから電力変換装置の出
力電流指令ベクトルを生成する出力電流指令ベクトル生
成手段と、電力変換装置が発生できる交流電流の全ての
電流ベクトルを与える出力電流ベクトル発生手段と、電
流ベクトル図を、位相角0〜360°の中で60°/n
毎の位相範囲に分割し、6n個の位相分割範囲に1〜6
nの位相範囲番号を付したとき、出力電流指令ベクトル
生成手段によって生成された出力電流指令ベクトルが存
在する位相範囲番号を検出する位相範囲番号検出手段
と、出力電流ベクトル発生手段によって発生された出力
電流ベクトルの中から、出力電流指令ベクトル生成手段
によって生成された電流指令ベクトルに応じた出力電流
ベクトルを選択する出力電流ベクトル選択手段と、選択
された出力電流ベクトルをn台の変換器に応じてn個の
単位電流ベクトルに分配する単位電流ベクトル分配手段
と、分配された単位電流ベクトルが零ベクトルを生じた
とき位相範囲番号検出手段によって検出された位相範囲
番号に該当する変換器アームの通電相を制御する零ベク
トル通電制御手段と、この零ベクトル通電制御手段から
の単位電流ベクトルに応じて変換器をパルス幅変調制御
する手段とを具備したことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control device for a power converter, wherein output voltages are equal in magnitude and each of them is 60 ° / n (n ≧
2) n phase-shift transformers having a phase difference, and n converters configured by bridge-connecting switching elements to convert AC power into DC power, and include n phase-shift transformers. The primary terminals are connected in common and connected in parallel to a common AC power supply, and the secondary terminals are connected to the AC terminals of n converters in a one-to-one relationship, respectively. In a control device of a power conversion device including a power conversion main circuit that combines DC output and supplies DC power to a common DC load,
A current control means for generating a control amount of the DC current from a difference between a command value of the DC current supplied to the DC load and a detection value of the DC current flowing to the DC load; and obtaining a synchronization signal synchronized with the AC voltage from the AC power supply. Synchronization detection means, output current command vector generation means for generating an output current command vector of the power conversion device from a control amount of DC current and a synchronization signal obtained from the AC voltage, and all of the AC currents that the power conversion device can generate. An output current vector generating means for providing a current vector and a current vector diagram are converted into a phase angle of 60 ° / n in a phase angle of 0 to 360 °.
Divided into 6n phase division ranges from 1 to 6
a phase range number detecting means for detecting a phase range number in which the output current command vector generated by the output current command vector generating means exists, and an output generated by the output current vector generating means. Output current vector selecting means for selecting an output current vector corresponding to the current command vector generated by the output current command vector generating means from the current vectors, and selecting the selected output current vector according to the n converters a unit current vector distributing means for distributing the n unit current vectors, and an energizing phase of a converter arm corresponding to the phase range number detected by the phase range number detecting means when the distributed unit current vector generates a zero vector. Vector energization control means for controlling the zero current energization control unit current vector from the zero vector energization control means Depending characterized in that a transducer equipped with a means for controlling pulse width modulation.
【0027】請求項4記載の発明の場合、零ベクトルは
上下アームを短絡した状態で実現され、三相ブリッジ結
線の変換器の場合、相数に応じて3通りの通電状態があ
り、電流指令ベクトルの位相角に応じて、導通中のアー
ムの一方と、零ベクトルとなる3通りの通電相の1つが
共通するように選び、各変換器の移相条件(24相構成
の場合、15度毎)に合わせて、スイッチング素子をパ
ルス幅変調制御することにより、スイッチング素子の不
要なスイッチングを避けスイッチング周波数を低減し、
また、零ベクトル通電相の均等化を図ることができる。In the case of the fourth aspect of the present invention, the zero vector is realized in a state where the upper and lower arms are short-circuited. In the case of a three-phase bridge connection converter, there are three different energized states depending on the number of phases. According to the phase angle of the vector, one of the conducting arms and one of the three energized phases that are the zero vector are selected so as to be common, and the phase shift condition of each converter (15 degrees in the case of a 24-phase configuration, In each case), unnecessary switching of the switching element is avoided to reduce the switching frequency by performing pulse width modulation control on the switching element.
Further, the zero vector energized phase can be equalized.
【0028】請求項5に係る電力変換装置の制御装置
は、出力電圧の大きさが等しく、各60°/n(n≧
2)の位相差をもつn台の移相変圧器、スイッチング素
子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流電力に変換
するn台の変換器、及び直流負荷に直列に接続されるリ
アクトルと直流負荷に並列に接続されるコンデンサとを
含む直流フィルタとを有し、n台の移相変圧器の一次側
端子は共通に接続されて共通の交流電源に並列接続され
ると共に、二次側端子はn台の変換器の交流端子にそれ
ぞれ1対1の関係で接続され、n台の変換器の直流出力
を合成して共通の直流負荷に直流電力を供給する電力変
換主回路を備えた電力変換装置の制御装置において、直
流負荷に供給する直流電流の指令値と直流負荷に流れる
直流電流の検出値との差から直流電流の制御量を生成す
る電流制御手段と、交流電源の交流電圧からそれに同期
する同期信号を得る同期検出手段と、直流フィルタのコ
ンデンサを流れるコンデンサ電流を検出する電流検出手
段と、検出されたコンデンサ電流の高調波成分を除去す
るローパスフィルタと、直流電流の制御量にローパスフ
ィルタの出力を加算した信号と同期信号とから電力変換
装置の出力電流指令ベクトルを生成する出力電流指令ベ
クトル生成手段と、電力変換装置が発生できる交流電流
の全ての電流ベクトルを与える出力電流ベクトル発生手
段と、出力電流ベクトル発生手段によって発生された出
力電流ベクトルの中から出力電流指令ベクトル生成手段
によって生成された電流指令ベクトルに応じた出力電流
ベクトルを選択する出力電流ベクトル選択手段と、出力
電流ベクトル選択手段により選択された出力電流べクト
ルを、n台の変換器に応じてn個の単位電流ベクトルに
分配する単位電流ベクトル分配手段と、単位電流ベクト
ルに応じて変換器をパルス幅変調制御する手段とを具備
したことを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a control device for a power converter, wherein output voltages have the same magnitude, and each of the output voltages is 60 ° / n (n ≧ n).
2) n phase-shifting transformers having a phase difference, n converters configured by bridging switching elements to convert AC power to DC power, and a reactor and DC connected in series to a DC load. And a DC filter including a capacitor connected in parallel to the load, wherein the primary terminals of the n phase-shift transformers are connected in common and connected in parallel to a common AC power supply, and the secondary terminals Is a power source connected to the AC terminals of the n converters in a one-to-one relationship, and comprising a power conversion main circuit that combines the DC outputs of the n converters and supplies DC power to a common DC load. In the control device of the converter, a current control means for generating a control amount of the DC current from a difference between a command value of the DC current supplied to the DC load and a detection value of the DC current flowing to the DC load, and an AC voltage of the AC power supply. Get a sync signal that synchronizes with it Synchronous detection means, current detection means for detecting a capacitor current flowing through the capacitor of the DC filter, a low-pass filter for removing harmonic components of the detected capacitor current, and the output of the low-pass filter added to the control amount of the DC current Output current command vector generating means for generating an output current command vector of the power converter from the signal and the synchronization signal; output current vector generating means for providing all current vectors of the alternating current that can be generated by the power converter; output current vector Output current vector selecting means for selecting an output current vector corresponding to the current command vector generated by the output current command vector generating means from the output current vectors generated by the generating means; and selecting the output current vector by the output current vector selecting means. The output current vector is divided by n converters according to n converters. Position the unit current vector distribution means for distributing the current vector, characterized by comprising a means for pulse width modulation control converter according to the unit current vector.
【0029】請求項5記載の発明によれば、直流フィル
タのコンデンサ電流を直流電流の制御量に加算すること
により、直流フィルタのコンデンサに流れ込む電流を補
償し、直流フィルタを構成するリアクトルとコンデンサ
による共振成分を抑制することができる。コンデンサ電
流の検出値に、高調波成分を除去する1次遅れのローパ
スフィルタ31を通すことにより、スイッチング周波数
成分による外乱を受けることなく、直流フィルタ5のコ
ンデンサ電流を補償することができ、制御系の安定性を
向上させることができる。According to the fifth aspect of the present invention, the current flowing into the capacitor of the DC filter is compensated by adding the capacitor current of the DC filter to the control amount of the DC current. The resonance component can be suppressed. By passing the detected value of the capacitor current through a first-order lag low-pass filter 31 for removing a harmonic component, the capacitor current of the DC filter 5 can be compensated without being affected by a switching frequency component. Can be improved in stability.
【0030】請求項6に係る電力変換装置の制御装置
は、出力電圧の大きさが等しく、各60°/n(n≧
2)の位相差をもつn台の移相変圧器、スイッチング素
子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流電力に変換
するn台の変換器、及び直流負荷に直列に接続されるリ
アクトルと直流負荷に並列に接続されるコンデンサとを
含む直流フィルタとを有し、n台の移相変圧器の一次側
端子は共通に接続されて共通の交流電源に並列接続され
ると共に、二次側端子はn台の変換器の交流端子にそれ
ぞれ1対1の関係で接続され、n台の変換器の直流出力
を合成して共通の直流負荷に直流電力を供給する電力変
換主回路を備えた電力変換装置の制御装置において、直
流負荷に供給する直流電流の指令値と直流負荷に流れる
直流電流の検出値との差から直流電流の制御量を生成す
る電流制御手段と、交流電源の交流電圧からそれに同期
する同期信号を得る同期検出手段と、直流負荷の電圧を
検出する直流電圧検出手段と、直流電流の制御量に、直
流電圧指令に対する直流負荷の検出電圧の偏差分を加算
した信号と同期信号とから電力変換装置の出力電流指令
ベクトルを生成する出力電流指令ベクトル生成手段と、
電力変換装置が発生できる交流電流の全ての電流ベクト
ルを与える出力電流ベクトル発生手段と、出力電流ベク
トル発生手段によって発生された出力電流ベクトルの中
から出力電流指令ベクトル生成手段によって生成された
電流指令ベクトルに応じた出力電流ベクトルを選択する
出力電流ベクトル選択手段と、出力電流ベクトル選択手
段により選択された出力電流べクトルを、n台の変換器
に応じてn個の単位電流ベクトルに分配する単位電流ベ
クトル分配手段と、単位電流ベクトルに応じて変換器を
パルス幅変調制御する手段とを具備したことを特徴とす
る。In the control device for a power converter according to claim 6, the magnitudes of the output voltages are equal, and each of the output voltages is 60 ° / n (n ≧ n).
2) n phase-shifting transformers having a phase difference, n converters configured by bridging switching elements to convert AC power to DC power, and a reactor and DC connected in series to a DC load. And a DC filter including a capacitor connected in parallel to the load, wherein the primary terminals of the n phase-shift transformers are connected in common and connected in parallel to a common AC power supply, and the secondary terminals Is a power source connected to the AC terminals of the n converters in a one-to-one relationship, and comprising a power conversion main circuit that combines the DC outputs of the n converters and supplies DC power to a common DC load. In the control device of the converter, a current control means for generating a control amount of the DC current from a difference between a command value of the DC current supplied to the DC load and a detection value of the DC current flowing to the DC load, and an AC voltage of the AC power supply. Get a sync signal that synchronizes with it Synchronization detection means, DC voltage detection means for detecting the voltage of the DC load, and a signal obtained by adding a deviation of the detection voltage of the DC load with respect to the DC voltage command to the control amount of the DC current and a synchronization signal, and Output current command vector generating means for generating an output current command vector,
Output current vector generating means for providing all the current vectors of the alternating current that can be generated by the power conversion device; and a current command vector generated by the output current command vector generating means from the output current vectors generated by the output current vector generating means. Output current vector selecting means for selecting an output current vector according to the output current vector, and a unit current for distributing the output current vector selected by the output current vector selecting means to n unit current vectors according to n converters Vector distribution means and means for performing pulse width modulation control of the converter in accordance with the unit current vector are provided.
【0031】請求項6記載の発明によれば、リアクトル
成分と抵抗成分とから構成される直流負荷の場合、直流
電流は、直流電圧の1次遅れ(リアクトル成分と抵抗成
分で決まる1次遅れ)となるため、直流負荷に印加され
る直流電圧をマイナーループの直流電圧制御で整定した
状態でメインループの直流電流制御を実施することによ
り、直流電流制御の速応性を向上させ、高精度制御を実
現することができる。According to the present invention, in the case of a DC load composed of a reactor component and a resistance component, the DC current is a first-order delay of the DC voltage (a first-order delay determined by the reactor component and the resistance component). Therefore, by performing DC current control of the main loop with the DC voltage applied to the DC load settled by DC voltage control of the minor loop, the responsiveness of DC current control is improved, and high-precision control is achieved. Can be realized.
【0032】請求項7に係る電力変換装置の制御装置
は、請求項6に記載の電力変換装置の制御装置におい
て、電流制御手段の直流電流検出値の入力段に、直流電
流の検出値に含まれる高調波成分を低減するローパスフ
ィルタを備えたことを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the power conversion device control device according to the sixth aspect, wherein the DC current detection value input stage of the current control means includes the DC current detection value. And a low-pass filter for reducing harmonic components.
【0033】請求項7記載の発明によれば、直流電流の
検出値を、ローパスフィルタを通して電流制御器11に
導入することにより、主回路に設けられた直流フィルタ
5の定数変更(遮断周波数変更、共振値の変更等)や主
回路へのフィルタ付加をすることなく、直流フィルタの
共振成分やスイッチング成分を主とした高調波成分を低
減し、電流制御器での不要な周波数成分の増幅を避け、
高精度制御を実現することができる。According to the seventh aspect of the invention, the detected value of the DC current is introduced into the current controller 11 through the low-pass filter, thereby changing the constant of the DC filter 5 provided in the main circuit (change of the cut-off frequency, Without changing the resonance value) or adding a filter to the main circuit, the harmonic components, mainly the resonance and switching components of the DC filter, are reduced, and unnecessary frequency components are not amplified by the current controller. ,
High precision control can be realized.
【0034】請求項8に係る電力変換装置の制御装置
は、出力電圧の大きさが等しく、各60°/n(n≧
2)の位相差をもつn台の移相変圧器、スイッチング素
子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流電力に変換
するn台の変換器、及び直流負荷に直列に接続されるリ
アクトルと直流負荷に並列に接続されるコンデンサとを
含む直流フィルタとを有し、n台の移相変圧器の一次側
端子は共通に接続されて共通の交流電源に並列接続され
ると共に、二次側端子はn台の変換器の交流端子にそれ
ぞれ1対1の関係で接続され、n台の変換器の直流出力
を合成して共通の直流負荷に直流電力を供給する電力変
換主回路を備えた電力変換装置の制御装置において、直
流負荷に供給する直流電流の指令値と直流負荷に流れる
直流電流の検出値との差から直流電流の制御量を生成す
る第1の電流制御手段と、交流電源の交流電圧からそれ
に同期する同期信号を得る同期検出手段と、n台の移相
変圧器の一次側端子と交流電源間を流れる交流電流の電
流ベクトルを得る手段と、直流電流の制御量と同期信号
とから電力変換装置の出力電流指令ベクトルを生成する
出力電流指令ベクトル生成手段と、n台の移相変圧器の
一次側端子と交流電源との間を流れる交流電流の検出値
を得る交流電流検出手段と、出力電流指令ベクトル及び
交流電流の電流ベクトルに基づいて交流電流指令ベクト
ルを得る第2の電流制御手段と、電力変換装置が発生で
きる交流電流の全ての電流ベクトルを与える出力電流ベ
クトル発生手段と、出力電流ベクトル発生手段によって
発生された電流ベクトルの中から第2の電流制御手段に
よって得られた交流電流指令ベクトルに応じた出力電流
ベクトルを選択する出力電流ベクトル選択手段と、出力
電流ベクトル選択手段により選択された出力電流べクト
ルを、n台の変換器に応じてn個の単位電流ベクトルに
分配する単位電流ベクトル分配手段と、単位電流ベクト
ルに応じて変換器をパルス幅変調制御する手段とを具備
したことを特徴とする。In the control device for a power conversion device according to the present invention, the magnitudes of the output voltages are equal and each of them is 60 ° / n (n ≧ n).
2) n phase-shifting transformers having a phase difference, n converters configured by bridging switching elements to convert AC power to DC power, and a reactor and DC connected in series to a DC load. And a DC filter including a capacitor connected in parallel to the load, wherein the primary terminals of the n phase-shift transformers are connected in common and connected in parallel to a common AC power supply, and the secondary terminals Is a power source connected to the AC terminals of the n converters in a one-to-one relationship, and comprising a power conversion main circuit that combines the DC outputs of the n converters and supplies DC power to a common DC load. A control device for the conversion device, a first current control means for generating a control amount of the DC current from a difference between a command value of the DC current supplied to the DC load and a detected value of the DC current flowing to the DC load; Synchronous signal synchronized from AC voltage Means for obtaining a current vector of an AC current flowing between the primary terminals of the n phase-shift transformers and the AC power supply, and an output current of the power converter based on the control amount of the DC current and the synchronization signal. Output current command vector generating means for generating a command vector; AC current detecting means for obtaining a detection value of an AC current flowing between the primary terminals of the n phase-shift transformers and the AC power supply; A second current control unit that obtains an AC current command vector based on a current vector of the AC current, an output current vector generation unit that provides all current vectors of the AC current that can be generated by the power converter, and an output current vector generation unit. An output current vector that selects an output current vector corresponding to the AC current command vector obtained by the second current control means from the generated current vectors. Selecting means, unit current vector distributing means for distributing the output current vector selected by the output current vector selecting means into n unit current vectors according to the n converters, and converting according to the unit current vector Means for controlling pulse width modulation of the device.
【0035】請求項8記載の発明によれば、交流電源変
動等により交流電流に不平衡が生じた場合、交流電流の
検出値から交流電流の制御量(補償量)を得ることによ
り、交流電流の不平衡分を補償し、交流電源条件による
影響を受け難い高精度制御を図ることができる。According to the eighth aspect of the present invention, when the AC current becomes unbalanced due to fluctuations in the AC power supply, the control amount (compensation amount) of the AC current is obtained from the detected value of the AC current. Can be compensated for, and high-accuracy control that is hardly affected by the AC power supply condition can be achieved.
【0036】[0036]
【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態について図
面を参照して詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0037】(第1の実施形態)図1は、図14の主回
路に適用する本発明の第1の実施形態の電力変換装置の
制御装置の構成例を示すものであり、図14のものと同
一の回路要素については同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。(First Embodiment) FIG. 1 shows an example of the configuration of a control device of a power converter according to a first embodiment of the present invention applied to the main circuit of FIG. The same circuit elements as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different parts will be described here.
【0038】図1の制御装置は、図14の制御装置に対
し、位相範囲番号検出器17及び位相分割範囲内出力電
流ベクトル検出器18を付加したものに相当する。出力
電流ベクトル発生回路14により発生された出力電流ベ
クトル値の分布図(ベクトル図)を、図2に示すよう
に、位相角0〜360°を、その24分の1に相当する
15°(n=4)毎の位相範囲に分割し、24個の位相
分割範囲に1〜24の位相範囲番号を付す。位相範囲番
号検出器17は、位相範囲番号1〜24の中から、出力
電流指令ベクトル生成回路12によって生成された出力
電流指令ベクトルの存在する位相範囲を位相範囲番号を
選択する。位相分割範囲内出力電流ベクトル検出器18
は、前述のベクトル図から、位相範囲番号検出器17に
より選択された位相範囲番号の領域内に存在する出力電
流ベクトルを出力電流ベクトル選択回路13に与える。
出力電流ベクトル選択回路13は、位相分割範囲内出力
電流ベクトル検出器18によって検出された出力電流ベ
クトルの中から、出力電流指令ベクトル生成回路12に
よって生成された出力電流指令ベクトルに応じた所望の
出力電流ベクトルを選択する。The controller of FIG. 1 corresponds to the controller of FIG. 14 with the addition of a phase range number detector 17 and an output current vector detector 18 within the phase division range. As shown in FIG. 2, a distribution diagram (vector diagram) of the output current vector values generated by the output current vector generation circuit 14 is obtained by setting the phase angles 0 to 360 ° to 15 ° (n = 4) Each phase range is divided, and 24 phase division ranges are assigned phase range numbers of 1 to 24. The phase range number detector 17 selects, from the phase range numbers 1 to 24, a phase range number in which the output current command vector generated by the output current command vector generation circuit 12 exists. Output current vector detector 18 within the phase division range
Supplies the output current vector existing in the region of the phase range number selected by the phase range number detector 17 to the output current vector selection circuit 13 from the above-described vector diagram.
The output current vector selection circuit 13 outputs a desired output corresponding to the output current command vector generated by the output current command vector generation circuit 12 from the output current vectors detected by the output current vector detector 18 within the phase division range. Select a current vector.
【0039】図1の制御装置によれば、出力電流指令ベ
クトルに応じた出力電流ベクトルを選択する際、出力電
流指令ベクトルの位相角に応じた1/24(n=4の場
合)の分割範囲内から出力電流ベクトルを選択すること
により、制御演算時間を1/24程度に短縮し、追従性
を向上させて高精度制御を実現することができる。According to the control device shown in FIG. 1, when selecting an output current vector corresponding to the output current command vector, a division range of 1/24 (when n = 4) corresponding to the phase angle of the output current command vector is selected. By selecting an output current vector from among them, the control operation time can be reduced to about 1/24, the follow-up performance can be improved, and high-precision control can be realized.
【0040】(第2の実施形態)図3は、電流形変換装
置の制御装置に適用する本発明の第2の実施形態の構成
例を示すものであり、図14のものと同一の回路要素に
ついては同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。(Second Embodiment) FIG. 3 shows a configuration example of a second embodiment of the present invention applied to a control device of a current source converter, and has the same circuit elements as those in FIG. Are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different parts will be described here.
【0041】図3の制御装置は、図14の制御装置に対
し、振幅範囲番号検出器19及び振幅分割範囲内出力電
流ベクトル検出器20を付加的に設けたものに相当す
る。出力電流ベクトル発生器14により発生された出力
電流ベクトル値の分布図(ベクトル図)を対象とし、図
4に示すように、振幅0〜100%を、25%(100
%/4)毎の振幅範囲(単位電流ベクトル毎)に分割し
て、4個の振幅分割範囲に1〜4の振幅範囲番号を付す
ものとして、振幅範囲番号検出器19は、振幅範囲番号
1〜4の中から出力電流指令ベクトルの存在する振幅範
囲番号を選択する。振幅分割範囲内出力電流べクトル検
出器20は、前述のベクトル図から、振幅範囲番号検出
器19により選択された振幅範囲番号の領域に存在する
出力電流ベクトルを出力電流ベクトル選択回路13に与
える。出力電流ベクトル選択回路13は、振幅分割範囲
内出力電流ベクトル検出器20によって検出された出力
電流ベクトルの中から、出力電流指令ベクトル生成回路
12によって生成された出力電流指令ベクトルに応じた
所望の出力電流ベクトルを選択する。The control device of FIG. 3 is equivalent to the control device of FIG. 14 additionally provided with an amplitude range number detector 19 and an output current vector detector 20 within the amplitude division range. With reference to a distribution diagram (vector diagram) of output current vector values generated by the output current vector generator 14, as shown in FIG.
% / 4), and the four amplitude division ranges are assigned the amplitude range numbers of 1 to 4, and the amplitude range number detector 19 outputs the amplitude range number 1 The amplitude range number in which the output current command vector exists is selected from .about.4. The output current vector detector 20 within the amplitude division range supplies the output current vector selection circuit 13 with an output current vector existing in the area of the amplitude range number selected by the amplitude range number detector 19 from the above-described vector diagram. The output current vector selection circuit 13 outputs a desired output according to the output current command vector generated by the output current command vector generation circuit 12 from the output current vectors detected by the output current vector detector 20 within the amplitude division range. Select a current vector.
【0042】図3の制御装置によれば、出力電流指令ベ
クトルに応じた出力電流ベクトルを選択する際、出力電
流指令ベクトルの振幅に応じた1/4(n=4)分割範
囲内から出力電流ベクトルを選択するので、ベクトル選
択時間すなわち制御演算時間を1/4程度に短縮し、追
従性を向上させて高精度制御を実現することができる。According to the control device shown in FIG. 3, when an output current vector corresponding to the output current command vector is selected, the output current vector is selected from within a 1/4 (n = 4) division range corresponding to the amplitude of the output current command vector. Since the vector is selected, the vector selection time, that is, the control calculation time can be reduced to about 1/4, and the follow-up property can be improved to realize high-precision control.
【0043】(第3の実施形態)図5は、本発明の第3
の実施形態の構成例を示すものであり、図14のものと
同一の回路要素については同一符号を付してその説明を
省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。(Third Embodiment) FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
In this embodiment, the same circuit elements as those shown in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different parts will be described here.
【0044】図5の制御装置は、図14の制御装置に対
し、位相角検出器21、位相角範囲検出器22、振幅検
出器23、及び振幅範囲検出器24を付加的に設けたも
のに相当する。位相角検出器21は、出力電流指令ベク
トル生成回路12によって生成された出力電流指令ベク
トルが存在する位相角θを検出する。位相角範囲検出器
22は、図6に示すように、位相角検出器21によって
検出された位相角θにヒステリシス幅±△θを付加し、
位相角範囲θ±△θを設定する。一方、振幅検出器23
は、出力電流指令ベクトルが存在する振幅Mを検出す
る。振幅範囲検出器24は、図6に示すように、振幅M
にヒステリシス幅±△Mを付加し、振幅範囲M±△Mを
設定する。出力電流べクトル選択回路13は、出力電流
指令ベクトル生成回路12によって生成された出力電流
指令ベクトルに応じた所望の出力電流ベクトルを、位相
角範囲θ±△θと振幅範囲M±△Mで囲まれた、狭い領
域の中から選択して出力する。The control device of FIG. 5 is different from the control device of FIG. 14 in that a phase angle detector 21, a phase angle range detector 22, an amplitude detector 23, and an amplitude range detector 24 are additionally provided. Equivalent to. The phase angle detector 21 detects the phase angle θ at which the output current command vector generated by the output current command vector generation circuit 12 exists. The phase angle range detector 22 adds a hysteresis width ± △ θ to the phase angle θ detected by the phase angle detector 21, as shown in FIG.
Set the phase angle range θ ± △ θ. On the other hand, the amplitude detector 23
Detects the amplitude M at which the output current command vector exists. As shown in FIG. 6, the amplitude range detector 24
, A hysteresis width ± △ M is added, and an amplitude range M ± △ M is set. The output current vector selection circuit 13 surrounds a desired output current vector corresponding to the output current command vector generated by the output current command vector generation circuit 12 with a phase angle range θ ± △ θ and an amplitude range M ± △ M. Selected from the specified narrow area and output.
【0045】図5の制御装置によれば、出力電流指令ベ
クトルに応じた出力電流ベクトルを選択する際、出力電
流指令ベクトルに近い出力電流ベクトルをその位相角及
び振幅にそれぞれヒステリシス幅を考慮した範囲内から
選択するので、出力電流ベクトルを高速に選択し、追従
性を向上させて高精度制御を実現することができる。According to the control device shown in FIG. 5, when an output current vector corresponding to the output current command vector is selected, an output current vector close to the output current command vector is selected into a range in which the hysteresis width is taken into account for the phase angle and amplitude. Since the output current vector is selected from among them, the output current vector can be selected at high speed, and the follow-up performance can be improved to realize high-accuracy control.
【0046】(第4の実施形態)図7は、本発明の第4
の実施形態の構成例を示すものであり、図14のものと
同一の回路要素については同一符号を付してその説明を
省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。図8
及び図9は図7の制御装置の動作説明図である。(Fourth Embodiment) FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.
In this embodiment, the same circuit elements as those shown in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different parts will be described here. FIG.
9 is an explanatory diagram of the operation of the control device of FIG.
【0047】図7の制御装置は、図14の制御装置に対
し、位相範囲番号検出器25及び零ベクトル通電制御回
路26を付加的に設けたものに相当する。出力電流指令
ベクトル生成回路12により生成された出力電流指令ベ
クトル値の分布図(ベクトル図)を、図8,9に示すよ
うに、位相角0〜360°の中で、15°毎(n=4)
の位相範囲に分割して、24個の位相分割範囲に1〜2
4の位相範囲番号を付すものとして、位相範囲番号検出
器25は、出力電流指令ベクトル生成回路12によって
生成された出力電流指令ベクトルが存在する位相範囲番
号1〜24を検出する。零ベクトル通電制御回路26
は、単位電流ベクトル分配回路15により単位電流ベク
トルとして「零ベクトル」を選択すると、位相範囲番号
1〜24のいずれかに該当する通電相を選択する。The control device of FIG. 7 corresponds to a control device in which a phase range number detector 25 and a zero vector energization control circuit 26 are additionally provided to the control device of FIG. As shown in FIGS. 8 and 9, the distribution diagrams (vector diagrams) of the output current command vector values generated by the output current command vector generation circuit 12 are shown in FIG. 4)
And the 24 phase division ranges are 1 to 2
Assuming that a phase range number of 4 is assigned, the phase range number detector 25 detects the phase range numbers 1 to 24 in which the output current command vector generated by the output current command vector generation circuit 12 exists. Zero vector energization control circuit 26
When the unit current vector distribution circuit 15 selects “zero vector” as the unit current vector, the current phase corresponding to any of the phase range numbers 1 to 24 is selected.
【0048】「零ベクトル」は、上下アーム(図16参
照)を短絡した状態で実現され、三相ブリッジ結線の場
合、現実的には同一相どうしのアームの同時導通に係る
3通り(U−Xアーム、V−Yアーム、W−Zア
ーム)の通電状態があり得る。出力電流指令ベクトルの
位相角に応じて、導通中の2アームの一方と、零ベクト
ルとなる3通りの通電アームの1つが共通するように、
通電アームを制御する。The "zero vector" is realized in a state where the upper and lower arms (see FIG. 16) are short-circuited. In the case of a three-phase bridge connection, actually, three types (U- There may be an energized state of the X arm, VY arm, WZ arm). According to the phase angle of the output current command vector, one of the two conducting arms and one of the three energizing arms that become the zero vector are common,
Control the energizing arm.
【0049】図8は、0°移相の移相変圧器(例えば移
相変圧器2a)と接続される変換器(3a)の場合の単
位電流ベクトル図を示している。例えば、出力電流指令
ベクトルの位相角が0°(位相範囲番号1)の場合、単
位電流ベクトルU,Zアーム、ないしは、U,Yア
ームの通電アーム間(位相範囲番号23〜3)に存在す
る。この間に「零ベクトル」が選択された場合は、単位
電流ベクトルU,Zアーム、U,Yアームとも共通
する「Uアーム」をもつ「U−X相」を通電相に決定す
る。同様にして、位相角0°〜360°(位相範囲番号
1〜24)の各範囲で、「零ベクトル」の通電相の組合
せを決定することができる。FIG. 8 shows a unit current vector diagram in the case of a converter (3a) connected to a phase shift transformer having a phase shift of 0 ° (for example, a phase shift transformer 2a). For example, when the phase angle of the output current command vector is 0 ° (phase range number 1), the unit current vector exists between the energizing arms of the U and Z arms or the U and Y arms (phase range numbers 23 to 3). . If the “zero vector” is selected during this time, the “UX phase” having the “U arm” that is common to the unit current vectors U, Z arm and U, Y arm is determined as the energized phase. Similarly, in each range of the phase angle of 0 ° to 360 ° (phase range numbers 1 to 24), the combination of the energized phases of “zero vector” can be determined.
【0050】図9は、15°移相の移相変圧器と接続さ
れる変換器の場合の単位電流ベクトル図を示している。
この場合、出力電流指令ベクトルの位相角0°(位相範
囲番号1)に対して、図8に示した単位電流ベクトル図
を15°移相したベクトル図で表され、位相角(位相範
囲番号)による通電相の組合せは、上記組合せから一意
に決定することができる。30°,45°移相の移相変
圧器と接続される変換器の場合も、同様にして通電相を
決定することができる。FIG. 9 shows a unit current vector diagram in the case of a converter connected to a phase shift transformer of 15 ° phase shift.
In this case, the output current command vector is represented by a vector diagram obtained by shifting the unit current vector diagram shown in FIG. 8 by 15 ° with respect to the phase angle 0 ° (phase range number 1). Can be uniquely determined from the above combinations. In the case of a converter connected to a phase shift transformer having a phase shift of 30 ° and 45 °, the energized phase can be determined in the same manner.
【0051】以上により、零ベクトル選択時に、通電ア
ームの1つが共通することにより、スイッチング素子の
不要なスイッチングを避けてスイッチング周波数を低減
し、また、位相角に合わせて零ベクトル通電相を選択す
ることにより通電パターンの均等化を図ることができ
る。As described above, when one of the energizing arms is selected when the zero vector is selected, unnecessary switching of the switching element is avoided to reduce the switching frequency, and the zero vector energizing phase is selected according to the phase angle. Thereby, the energization pattern can be equalized.
【0052】(第5の実施形態)図10は、図15の主
回路に適用する本発明の第5の実施形態の構成例を示す
ものであり、図15のものと同一の回路要素については
同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。(Fifth Embodiment) FIG. 10 shows a configuration example of a fifth embodiment of the present invention applied to the main circuit of FIG. 15, and the same circuit elements as those of FIG. The same reference numerals are given and the description is omitted, and only different portions will be described here.
【0053】図10の制御装置は、図15の制御装置に
対し、コンデンサ電流検出器30及び1次遅れローパス
フィルタ31を付加したものに相当する。コンデンサ電
流検出器30は、直流フィルタ5のコンデンサ5bを流
れる電流値を検出する。ローパスフィルタ31は、数式
的には、Kを定数、Tを時間として、K/(1+sT)
で表される1次遅れ特性を有し、検出されたコンデンサ
電流の検出値に含まれる高周波スイッチング周波数成分
を除去して、それを電流制御器11の出力制御量に加算
し、それにより直流フィルタ5のコンデンサ5bに流れ
込む電流量を補償する。The control device shown in FIG. 10 corresponds to a device obtained by adding a capacitor current detector 30 and a first-order lag low-pass filter 31 to the control device shown in FIG. The capacitor current detector 30 detects a value of a current flowing through the capacitor 5b of the DC filter 5. The low-pass filter 31 is mathematically expressed as K / (1 + sT), where K is a constant and T is time.
And removes the high-frequency switching frequency component included in the detected value of the detected capacitor current, and adds it to the output control amount of the current controller 11, whereby the DC filter 5 compensates for the amount of current flowing into the capacitor 5b.
【0054】このようにコンデンサ5bに流れる電流量
を補償することにより、直流フィルタ5を構成するリア
クトル5a及びコンデンサ5bによる共振成分を抑制す
ることができる。また、コンデンサ電流の検出値に、ス
イッチング周波数成分を除去する1次遅れローパスフィ
ルタ31を付加することにより、高周波スイッチング周
波数成分による外乱を受けることなく、直流フィルタ5
のコンデンサ5bの電流を補償することができ、制御の
安定性を向上させることができる。By compensating the amount of current flowing through the capacitor 5b in this manner, the resonance component due to the reactor 5a and the capacitor 5b constituting the DC filter 5 can be suppressed. Further, by adding a first-order lag low-pass filter 31 for removing the switching frequency component to the detected value of the capacitor current, the DC filter 5 can be prevented from being disturbed by the high-frequency switching frequency component.
Can be compensated for, and the stability of control can be improved.
【0055】(第6の実施形態)図11は、本発明の第
5の実施形態の構成例を示すものであり、図15又は図
10のものと同一の回路要素には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。(Sixth Embodiment) FIG. 11 shows a configuration example of a fifth embodiment of the present invention, and the same circuit elements as those in FIG. 15 or FIG. The description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0056】図11の制御装置は、図15の制御装置に
対し、直流電圧検出器32及び電圧制御器(AVR)3
3を付加的に設けたものに相当する。電圧制御器33
は、電流制御器11以下によって構成される直流電流制
御のメインループの中に形成されたマイナーループの構
成要素として設けられ、直流電圧指令Vd*と、直流電
圧検出器32によって検出された直流電圧Vdの検出値
との差すなわち直流電圧偏差成分を電流制御器11の出
力制御量に加算した信号に基づいて電流指令べクトル制
御量を生成し、出力電流指令ベクトル生成回路12に送
出する。直流負荷6が、図記号で示されているように、
リアクトル成分(L)と抵抗成分(R)とから構成され
ている場合、直流電流Idは、直流電圧Vdの1次遅れ
(リアクトル成分Lと抵抗成分Rで決まる1次遅れ:I
d=(Vd/(R+sL))となるため、直流負荷6に
印加される直流電圧Vdに応じた制御をすることによ
り、より高速の電流制御をすることができる。すなわ
ち、マイナーループの直流電圧制御ループを設けること
により、メインループの直流電流制御の速応性を向上さ
せ、高精度制御を実現することができる。The control device of FIG. 11 is different from the control device of FIG. 15 in that the DC voltage detector 32 and the voltage controller (AVR) 3
3 corresponds to an additional arrangement. Voltage controller 33
Is provided as a component of a minor loop formed in a main loop of DC current control constituted by the current controller 11 and below, and includes a DC voltage command Vd * and a DC voltage detected by the DC voltage detector 32. A current command vector control amount is generated based on a signal obtained by adding a difference from the detected value of Vd, that is, a DC voltage deviation component to an output control amount of the current controller 11, and is sent to an output current command vector generation circuit 12. The DC load 6 is, as shown by the symbol,
When the DC current Id is composed of the reactor component (L) and the resistance component (R), the DC current Id is a first-order delay of the DC voltage Vd (the first-order delay determined by the reactor component L and the resistance component R: I
Since d = (Vd / (R + sL)), higher-speed current control can be performed by performing control in accordance with the DC voltage Vd applied to the DC load 6. That is, by providing the DC voltage control loop of the minor loop, the responsiveness of DC current control of the main loop can be improved, and high-precision control can be realized.
【0057】(第7の実施形態)図12は、本発明の第
7の実施形態の構成例を示すものであり、図11のもの
と同一の回路要素には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。(Seventh Embodiment) FIG. 12 shows a configuration example of the seventh embodiment of the present invention. The same circuit elements as those in FIG. Are omitted, and only different portions will be described here.
【0058】図12の制御装置は、図11の制御装置に
対し、直流電流検出器7の出力段に2次遅れローパスフ
ィルタ34を設けたものに相当する。2次遅れローパス
フィルタ34は、直流電流検出器7の検出値に含まれる
スイッチング周波数成分を主とした高調波成分を低減す
るのに役立つ。ローパスフィルタ34としては2次遅れ
ローパスフィルタを用いることができるが、それの代わ
りにノッチフィルタを使用しても同様な効果ないしは制
御応答の向上効果を達成することができる。The control device of FIG. 12 is equivalent to the control device of FIG. 11 except that a second-order lag low-pass filter 34 is provided at the output stage of the DC current detector 7. The second-order lag low-pass filter 34 is useful for reducing a harmonic component mainly including a switching frequency component included in a detection value of the DC current detector 7. Although a second-order lag low-pass filter can be used as the low-pass filter 34, a similar effect or an improvement in control response can be achieved by using a notch filter instead.
【0059】ローパスフィルタ34を設けることによ
り、主回路に設けられている直流フィルタ5の定数変更
(遮断周波数の変更、共振値の変更等)や主回路へのフ
ィルタ付加をすることなく、直流フィルタ5の共振成分
やスイッチング成分を主とした高調波成分を低減し、電
流制御器11での不要な周波数成分の増幅を避けること
ができる。By providing the low-pass filter 34, the DC filter 5 provided in the main circuit can be changed without changing the constants (change of cutoff frequency, change of resonance value, etc.) or adding a filter to the main circuit. The harmonic component mainly including the resonance component and the switching component of No. 5 can be reduced, and unnecessary amplification of the frequency component in the current controller 11 can be avoided.
【0060】(第8の実施形態)図13は、本発明の第
8の実施形態の構成例を示すものであり、図15のもの
と同一の回路要素については同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。(Eighth Embodiment) FIG. 13 shows a configuration example of an eighth embodiment of the present invention. The same circuit elements as those in FIG. Are omitted, and only different portions will be described here.
【0061】図10の制御装置は、図15の制御装置に
対し、交流電源1から見た電力変換装置の入力電流を検
出する交流電流検出器35、3相2相(ベクトル)変換
回路36、及び第2の電流制御器(ACR)37を付加
的に設けたものに相当する。交流電流検出器35は、4
台(n=4)の移相変圧器2a〜2dの一次側端子と交
流電源1間を流れる三相交流電流を検出し、その交流電
流の検出値を3相2相(ベクトル)変換回路36が交流
電流の2相電流ベクトル値に変換する。この電流ベクト
ル値を、出力電流指令ベクトル生成回路12によって生
成された出力電流指令ベクトルから差し引いた差、すな
わち両者の偏差が補償量として電流制御器37に導入さ
れ、そこで交流電流の制御量を生成する。The control device shown in FIG. 10 is different from the control device shown in FIG. 15 in that an AC current detector 35 for detecting the input current of the power converter viewed from the AC power supply 1, a three-phase two-phase (vector) conversion circuit 36, And a second current controller (ACR) 37 is additionally provided. The AC current detector 35
A three-phase AC current flowing between the primary terminals of the phase-shift transformers 2a to 2d (n = 4) and the AC power supply 1 is detected, and the detected value of the AC current is converted into a three-phase two-phase (vector) conversion circuit 36. Converts into a two-phase current vector value of the alternating current. The difference obtained by subtracting this current vector value from the output current command vector generated by the output current command vector generation circuit 12, that is, the difference between the two, is introduced as a compensation amount into the current controller 37, where the control amount of the AC current is generated. I do.
【0062】この実施形態によれば、交流電源変動等に
より交流電流に不平衡が生じた場合でも、交流電流の検
出値から交流電流の補償量を得てそれを交流電流指令ベ
クトルと突き合わせることにより、交流電流の不平衡分
を補償することができる。According to this embodiment, even when an imbalance occurs in the AC current due to AC power supply fluctuation or the like, the compensation amount of the AC current is obtained from the detected value of the AC current and is compared with the AC current command vector. Thereby, the unbalanced portion of the alternating current can be compensated.
【0063】(第1〜8の実施形態に対する変形例) (その1)前述の説明においては、24相構成(n=
4)の場合について述べたが、本発明は24相構成に限
定されることなく、12相や24相を超える相数の場合
の多重接続、ないしは、24相構成等の多重接続構成を
2組以上並列接続した場合においても、同様な効果をも
って適用することができる。(Modifications to First to Eighth Embodiments) (Part 1) In the above description, the 24-phase configuration (n =
Although the case of 4) has been described, the present invention is not limited to a 24-phase configuration, and two sets of multiple connections in the case of a number of phases exceeding 12 phases or 24 phases or multiple connections of a 24-phase configuration or the like are provided. The same effect can be applied to the case of the parallel connection as described above.
【0064】(その2)前述の説明においては、ブリッ
ジ回路1アームにつき、自己消弧型スイッチング素子を
1組用いる例を示したが、回路の電圧や電流の定格に応
じて素子の直列接続数ないしは並列接続数を適宜考慮す
ることができる。(2) In the above description, one set of self-extinguishing type switching elements is used for each arm of the bridge circuit. However, the number of series-connected elements in accordance with the voltage and current ratings of the circuit is described. Alternatively, the number of parallel connections can be appropriately considered.
【0065】(その3)前述の説明においては、三相ブ
リッジ結線の回路構成例を示したが、本発明は三相に限
定されることはなく、単相、またはそれ以上の相数のブ
リッジ結線回路にも適用することができる。(Part 3) In the above description, an example of the circuit configuration of the three-phase bridge connection is shown. However, the present invention is not limited to the three-phase bridge connection. It can also be applied to connection circuits.
【0066】(その4)前述の実施形態においては各請
求項毎の構成例を示したが、本発明は請求項毎の構成に
限定されることなく、各請求項毎の構成を組合せて用い
ることもでき、それにより同様な効果ないしは相乗効果
を奏することができる。(Part 4) In the above-described embodiment, an example of a configuration for each claim has been described. However, the present invention is not limited to the configuration for each claim, and uses a combination of the configurations for each claim. The same effect or a synergistic effect can be achieved.
【0067】[0067]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
空間ベクトルによるパルス幅変調制御を、電流指令ベク
トルを選択する時間つまりは制御演算時間を短縮し、低
スイッチング周波数で高精度制御を実現することができ
る。As described in detail above, according to the present invention,
In the pulse width modulation control based on the space vector, the time for selecting the current command vector, that is, the control calculation time can be reduced, and high-precision control can be realized at a low switching frequency.
【0068】さらに本発明によれば、電力変換装置の出
力側に直流フィルタを備えている場合であっても、空間
ベクトルによるパルス幅変調制御を、安定性及び追従性
の良好な低スイッチング周波数で高精度に実現すること
ができる。Further, according to the present invention, even when a DC filter is provided on the output side of the power converter, the pulse width modulation control using the space vector can be performed at a low switching frequency with good stability and good tracking. It can be realized with high accuracy.
【図1】本発明による電力変換装置の制御装置における
第1の実施形態の要部を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a first embodiment of a control device of a power conversion device according to the present invention.
【図2】図1の制御装置における出力電流指令ベクトル
の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of an output current command vector in the control device of FIG. 1;
【図3】本発明による電力変換装置の制御装置における
第2の実施形態の要部を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a main part of a control device for a power conversion device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】図3の制御装置における出力電流指令ベクトル
の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of an output current command vector in the control device of FIG. 3;
【図5】本発明による電力変換装置の制御装置における
第3の実施形態の要部を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a main part of a third embodiment of the control device for the power conversion device according to the present invention.
【図6】図5の制御装置における出力電流指令ベクトル
の説明図。6 is an explanatory diagram of an output current command vector in the control device of FIG.
【図7】本発明による電力変換装置の制御装置における
第4の実施形態の要部を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing a main part of a fourth embodiment of the control device of the power converter according to the present invention.
【図8】図7の制御装置における特定の移相変圧器と接
続される変換器の場合の出力電流指令ベクトルの説明
図。FIG. 8 is an explanatory diagram of an output current command vector in the case of a converter connected to a specific phase shift transformer in the control device of FIG. 7;
【図9】図7の制御装置における他の移相変圧器と接続
される変換器の場合の出力電流指令ベクトルの説明図。9 is an explanatory diagram of an output current command vector in the case of a converter connected to another phase shift transformer in the control device of FIG. 7;
【図10】本発明による電力変換装置の制御装置におけ
る第5の実施形態を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram showing a fifth embodiment of the control device of the power converter according to the present invention.
【図11】本発明による電力変換装置の制御装置におけ
る第6の実施形態を示すブロック図。FIG. 11 is a block diagram showing a sixth embodiment of the control device of the power converter according to the present invention.
【図12】本発明による電力変換装置の制御装置におけ
る第7の実施形態を示すブロック図。FIG. 12 is a block diagram showing a seventh embodiment of the control device of the power converter according to the present invention.
【図13】本発明による電力変換装置の制御装置におけ
る第8の実施形態を示すブロック図。FIG. 13 is a block diagram showing an eighth embodiment of the control device of the power converter according to the present invention.
【図14】従来の電力変換装置の制御装置の第1の構成
例を示す主回路結線図及び制御装置のブロック図。FIG. 14 is a main circuit connection diagram and a block diagram of a control device showing a first configuration example of a conventional control device for a power conversion device.
【図15】従来の電力変換装置の制御装置の第2の構成
例を示す主回路結線図及び制御装置のブロック図。FIG. 15 is a main circuit connection diagram and a block diagram of a control device showing a second configuration example of the control device of the conventional power converter.
【図16】図14及び図15の変換器群を構成する単位
変換器の回路結線図。FIG. 16 is a circuit connection diagram of a unit converter constituting the converter group shown in FIGS. 14 and 15;
【図17】発生できる単位電流ベクトルを説明する説明
図。FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating a unit current vector that can be generated.
【図18】図16に示す各アームの通電状態と出力電流
を示すタイムチャート。18 is a time chart showing the energized state and output current of each arm shown in FIG.
【図19】選択可能なベクトルを説明するための電流ベ
クトル図。FIG. 19 is a current vector diagram for explaining selectable vectors.
1 交流電源 2 移相変圧器群 2a〜2d 単位移相変圧器(移相変圧器) 3 変換器群 3a〜3d 単位変換器(変換器) 4u〜4z 半導体スイッチング素子 5 直流フィルタ 5a リアクトル 5b コンデンサ 5c 共振抑制抵抗 6 直流負荷 7 電流検出器 8 電圧検出器 9 同期検出回路 10 直流電流指令発生回路 11 電流制御器(ACR) 12 出力電流指令ベクトル生成回路 13 出力電流ベクトル選択回路 14 出力電流ベクトル発生回路 15 単位電流ベクトル分配回路 16 ゲート信号発生回路 17 位相範囲番号検出器 18 位相分割範囲内出力電流ベクトル検出器 19 振幅範囲番号検出器 20 振幅分割範囲内出力電流ベクトル検出器 21 位相角検出器 22 位相角範囲検出器 23 振幅検出器 24 振幅範囲検出器 25 位相範囲番号検出器 26 零ベクトル通電制御回路 30 コンデンサ電流検出器 31 1次遅れローパスフィルタ 32 直流電圧検出器 33 直流電圧制御器(AVR) 34 2次遅れ回路 35 交流電流検出器 36 3相2相(ベクトル)変換回路 37 電流制御器(ACR) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Phase shift transformer group 2a-2d Unit phase shift transformer (phase shift transformer) 3 Converter group 3a-3d Unit converter (converter) 4u-4z Semiconductor switching element 5 DC filter 5a Reactor 5b Capacitor 5c Resonance suppression resistor 6 DC load 7 Current detector 8 Voltage detector 9 Synchronous detection circuit 10 DC current command generation circuit 11 Current controller (ACR) 12 Output current command vector generation circuit 13 Output current vector selection circuit 14 Output current vector generation Circuit 15 Unit current vector distribution circuit 16 Gate signal generation circuit 17 Phase range number detector 18 Output current vector detector within phase division range 19 Amplitude range number detector 20 Output current vector detector within amplitude division range 21 Phase angle detector 22 Phase angle range detector 23 Amplitude detector 24 Amplitude range detector 25 Phase Enclosure number detector 26 Zero vector energization control circuit 30 Capacitor current detector 31 Primary delay low-pass filter 32 DC voltage detector 33 DC voltage controller (AVR) 34 Secondary delay circuit 35 AC current detector 36 3 phase 2 phase ( Vector) conversion circuit 37 Current controller (ACR)
Claims (8)
(n≧2)の位相差をもつn台の移相変圧器、及びスイ
ッチング素子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流
電力に変換するn台の変換器を有し、前記n台の移相変
圧器の一次側端子は共通に接続されて共通の交流電源に
並列接続されると共に、二次側端子は前記n台の変換器
の交流端子にそれぞれ1対1の関係で接続され、前記n
台の変換器の直流出力を合成して共通の直流負荷に直流
電力を供給する電力変換主回路を備えた電力変換装置の
制御装置において、 前記直流負荷に供給する直流電流の指令値と前記直流負
荷に流れる直流電流の検出値との差から直流電流の制御
量を生成する電流制御手段と、前記交流電源の交流電圧
からそれに同期する同期信号を得る同期検出手段と、前
記直流電流の制御量と前記交流電圧から得た同期信号と
から前記電力変換装置の出力電流指令ベクトルを生成す
る出力電流指令ベクトル生成手段と、前記電力変換装置
が発生できる交流電流の全ての電流ベクトルを与える出
力電流ベクトル発生手段と、電流ベクトル図を、位相角
0〜360°の中で60°/n毎の位相範囲に分割し、
6n個の位相分割範囲に1〜6nの位相範囲番号を付し
たとき、前記出力電流指令ベクトル生成手段によって生
成された出力電流指令ベクトルが存在する位相範囲番号
を検出する位相範囲番号検出手段と、前記出力電流ベク
トル発生手段によって発生された出力電流ベクトルの中
から、前記位相範囲番号検出手段によって検出された位
相範囲番号に該当する位相分割範囲内の電流ベクトルを
検出する位相分割範囲内出力電流ベクトル検出手段と、
検出された位相分割範囲内から前記出力電流指令ベクト
ルに応じた出力電流ベクトルを選択する出力電流ベクト
ル選択手段と、前記出力電流ベクトル選択手段により選
択された出力電流べクトルを、前記n台の変換器に応じ
てn個の単位電流ベクトルに分配する単位電流ベクトル
分配手段と、前記単位電流ベクトルに応じて前記変換器
をパルス幅変調制御する手段とを具備したことを特徴と
する電力変換装置の制御装置。The output voltages are equal in magnitude and each is 60 ° / n.
N switching transformers having a phase difference of (n ≧ 2), and n converters configured by bridge-connecting switching elements to convert AC power to DC power. The primary terminals of the phase transformers are connected in common and connected in parallel to a common AC power supply, and the secondary terminals are connected to the AC terminals of the n converters in a one-to-one relationship, respectively. n
A control device for a power conversion device including a power conversion main circuit that combines the DC outputs of two converters and supplies DC power to a common DC load, wherein a command value of a DC current supplied to the DC load and the DC Current control means for generating a control amount of the DC current from a difference between the detected value of the DC current flowing to the load, synchronization detection means for obtaining a synchronization signal synchronized with the AC voltage from the AC voltage of the AC power supply, and a control amount of the DC current Output current command vector generating means for generating an output current command vector of the power conversion device from the synchronization signal obtained from the AC voltage, and an output current vector for providing all current vectors of the AC current that the power conversion device can generate. Generating means and a current vector diagram are divided into a phase range of 60 ° / n within a phase angle of 0 to 360 °,
Phase range number detecting means for detecting a phase range number in which the output current command vector generated by the output current command vector generating means exists when 6n phase division ranges are assigned phase range numbers of 1 to 6n; A phase division range output current vector for detecting a current vector within a phase division range corresponding to the phase range number detected by the phase range number detection means from among the output current vectors generated by the output current vector generation means. Detecting means;
Output current vector selection means for selecting an output current vector according to the output current command vector from within the detected phase division range; and converting the output current vector selected by the output current vector selection means into the n units A power supply device comprising: a unit current vector distribution means for distributing the current to n unit current vectors according to the unit; and a means for controlling the pulse width modulation of the converter in accordance with the unit current vector. Control device.
(n≧2)の位相差をもつn台の移相変圧器、及びスイ
ッチング素子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流
電力に変換するn台の変換器を有し、前記n台の移相変
圧器の一次側端子は共通に接続されて共通の交流電源に
並列接続されると共に、二次側端子は前記n台の変換器
の交流端子にそれぞれ1対1の関係で接続され、前記n
台の変換器の直流出力を合成して共通の直流負荷に直流
電力を供給する電力変換主回路を備えた電力変換装置の
制御装置において、 前記直流負荷に供給する直流電流の指令値と前記直流負
荷に流れる直流電流の検出値との差から直流電流の制御
量を生成する電流制御手段と、前記交流電源の交流電圧
からそれに同期する同期信号を得る同期検出手段と、前
記直流電流の制御量と前記交流電圧から得た同期信号と
から前記電力変換装置の出力電流指令ベクトルを生成す
る出力電流指令ベクトル生成手段と、前記電力変換装置
が発生できる交流電流の全ての電流ベクトルを与える出
力電流ベクトル発生手段と、電流ベクトル図を、電流ベ
クトル振幅0〜100%の中で、100%/n毎の振幅
範囲に分割して、n個の振幅分割範囲番号を付したと
き、前記出力電流指令ベクトル生成手段によって生成さ
れた出力電流指令ベクトルが存在する振幅範囲番号を検
出する振幅範囲番号検出手段と、前記出力電流ベクトル
発生手段によって発生された出力電流ベクトルの中か
ら、前記振幅範囲番号検出手段によって検出された振幅
範囲番号に該当する振幅分割範囲内の電流ベクトルを検
出する振幅分割範囲内出力電流ベクトル検出手段と、検
出された振幅分割範囲内から前記出力電流指令ベクトル
に応じた出力電流ベクトルを選択する出力電流ベクトル
選択手段と、前記出力電流ベクトル選択手段により選択
された出力電流べクトルを、前記n台の変換器に応じて
n個の単位電流ベクトルに分配する単位電流ベクトル分
配手段と、前記単位電流ベクトルに応じて前記変換器を
パルス幅変調制御する手段とを具備したことを特徴とす
る電力変換装置の制御装置。2. The output voltages are equal in magnitude and each of them is 60 ° / n.
N switching transformers having a phase difference of (n ≧ 2), and n converters configured by bridge-connecting switching elements to convert AC power to DC power. The primary terminals of the phase transformers are connected in common and connected in parallel to a common AC power supply, and the secondary terminals are connected to the AC terminals of the n converters in a one-to-one relationship, respectively. n
A control device for a power conversion device including a power conversion main circuit that combines the DC outputs of two converters and supplies DC power to a common DC load, wherein a command value of a DC current supplied to the DC load and the DC Current control means for generating a control amount of the DC current from a difference between the detected value of the DC current flowing to the load, synchronization detection means for obtaining a synchronization signal synchronized with the AC voltage from the AC voltage of the AC power supply, and a control amount of the DC current Output current command vector generating means for generating an output current command vector of the power conversion device from the synchronization signal obtained from the AC voltage, and an output current vector for providing all current vectors of the AC current that the power conversion device can generate. It is assumed that the generation means and the current vector diagram are divided into amplitude ranges of 100% / n among the current vector amplitudes of 0 to 100%, and n amplitude division range numbers are assigned. An amplitude range number detecting means for detecting an amplitude range number in which the output current command vector generated by the output current command vector generating means exists; and an output current vector generated by the output current vector generating means, An output current vector detector within the amplitude division range for detecting a current vector within the amplitude division range corresponding to the amplitude range number detected by the amplitude range number detection unit, and the output current command vector from the detected amplitude division range. An output current vector selecting means for selecting an output current vector according to the output current vector, and the output current vector selected by the output current vector selecting means is distributed to n unit current vectors according to the n converters. A unit current vector distributing means for performing pulse width modulation control on the converter in accordance with the unit current vector; Control system for a power conversion apparatus characterized by comprising a means.
(n≧2)の位相差をもつn台の移相変圧器、及びスイ
ッチング素子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流
電力に変換するn台の変換器を有し、前記n台の移相変
圧器の一次側端子は共通に接続されて共通の交流電源に
並列接続されると共に、二次側端子は前記n台の変換器
の交流端子にそれぞれ1対1の関係で接続され、前記n
台の変換器の直流出力を合成して共通の直流負荷に直流
電力を供給する電力変換主回路を備えた電力変換装置の
制御装置において、 前記直流負荷に供給する直流電流の指令値と前記直流負
荷に流れる直流電流の検出値との差から直流電流の制御
量を生成する電流制御手段と、前記交流電源の交流電圧
からそれに同期する同期信号を得る同期検出手段と、前
記直流電流の制御量と前記交流電圧から得た同期信号と
から前記電力変換装置の出力電流指令ベクトルを生成す
る出力電流指令ベクトル生成手段と、前記電力変換装置
が発生できる交流電流の全ての電流ベクトルを与える出
力電流ベクトル発生手段と、前記出力電流指令ベクトル
生成手段によって生成された出力電流指令ベクトルの位
相角を検出する位相角検出手段と、検出され位相角にヒ
ステリシス幅を設けて位相角範囲を設定し、前記出力電
流ベクトル発生手段によって発生された出力電流ベクト
ルの中から前記位相角範囲に含まれる電流ベクトルを検
出する位相角範囲検出手段と、前記出力電流指令ベクト
ル生成手段によって生成された出力電流指令ベクトルの
振幅を検出する振幅検出手段と、検出され振幅にヒステ
リシス幅を設けて振幅範囲を設定し、前記出力電流ベク
トル発生手段によって発生された出力電流ベクトルの中
から前記振幅範囲に含まれる電流ベクトルを検出する振
幅範囲検出手段と、前記位相角範囲検出手段によって検
出された電流ベクトルの位相角範囲及び前記振幅範囲検
出手段によって検出された電流ベクトルの振幅範囲が重
なる領域の中から1つの電流ベクトルを選択する出力電
流ベクトル選択手段と、前記出力電流ベクトル選択手段
により選択された出力電流べクトルを、前記n台の変換
器に応じてn個の単位電流ベクトルに分配する単位電流
ベクトル分配手段と、前記単位電流ベクトルに応じて前
記変換器をパルス幅変調制御する手段とを具備したこと
を特徴とする電力変換装置の制御装置。3. The output voltages are equal in magnitude and each of them is 60 ° / n.
N switching transformers having a phase difference of (n ≧ 2), and n converters configured by bridge-connecting switching elements to convert AC power to DC power. The primary terminals of the phase transformers are connected in common and connected in parallel to a common AC power supply, and the secondary terminals are connected to the AC terminals of the n converters in a one-to-one relationship, respectively. n
A control device for a power conversion device including a power conversion main circuit that combines the DC outputs of two converters and supplies DC power to a common DC load, wherein a command value of a DC current supplied to the DC load and the DC Current control means for generating a control amount of the DC current from a difference between the detected value of the DC current flowing to the load, synchronization detection means for obtaining a synchronization signal synchronized with the AC voltage from the AC voltage of the AC power supply, and a control amount of the DC current Output current command vector generating means for generating an output current command vector of the power conversion device from the synchronization signal obtained from the AC voltage, and an output current vector for providing all current vectors of the AC current that the power conversion device can generate. Generating means, phase angle detecting means for detecting the phase angle of the output current command vector generated by the output current command vector generating means, A phase angle range detecting means for setting a phase angle range by providing a hysteresis width, and detecting a current vector included in the phase angle range from output current vectors generated by the output current vector generating means; and Amplitude detection means for detecting the amplitude of the output current command vector generated by the command vector generation means, and an amplitude range set by providing a hysteresis width to the detected amplitude; and an output current vector generated by the output current vector generation means. An amplitude range detecting means for detecting a current vector included in the amplitude range from among the following: a phase angle range of the current vector detected by the phase angle range detecting means; and an amplitude of the current vector detected by the amplitude range detecting means. Output current vector selection for selecting one current vector from the overlapping area A stage, unit current vector distribution means for distributing the output current vector selected by the output current vector selection means into n unit current vectors according to the n converters, Means for controlling the converter with pulse width modulation.
(n≧2)の位相差をもつn台の移相変圧器、及びスイ
ッチング素子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流
電力に変換するn台の変換器を有し、前記n台の移相変
圧器の一次側端子は共通に接続されて共通の交流電源に
並列接続されると共に、二次側端子は前記n台の変換器
の交流端子にそれぞれ1対1の関係で接続され、前記n
台の変換器の直流出力を合成して共通の直流負荷に直流
電力を供給する電力変換主回路を備えた電力変換装置の
制御装置において、 前記直流負荷に供給する直流電流の指令値と前記直流負
荷に流れる直流電流の検出値との差から直流電流の制御
量を生成する電流制御手段と、前記交流電源の交流電圧
からそれに同期する同期信号を得る同期検出手段と、前
記直流電流の制御量と前記交流電圧から得た同期信号と
から前記電力変換装置の出力電流指令ベクトルを生成す
る出力電流指令ベクトル生成手段と、前記電力変換装置
が発生できる交流電流の全ての電流ベクトルを与える出
力電流ベクトル発生手段と、電流ベクトル図を、位相角
0〜360°の中で60°/n毎の位相範囲に分割し、
6n個の位相分割範囲に1〜6nの位相範囲番号を付し
たとき、前記出力電流指令ベクトル生成手段によって生
成された出力電流指令ベクトルが存在する位相範囲番号
を検出する位相範囲番号検出手段と、前記出力電流ベク
トル発生手段によって発生された出力電流ベクトルの中
から、前記出力電流指令ベクトル生成手段によって生成
された電流指令ベクトルに応じた出力電流ベクトルを選
択する出力電流ベクトル選択手段と、選択された出力電
流ベクトルを前記n台の変換器に応じてn個の単位電流
ベクトルに分配する単位電流ベクトル分配手段と、分配
された単位電流ベクトルが零ベクトルを生じたとき前記
位相範囲番号検出手段によって検出された位相範囲番号
に該当する変換器アームの通電相を制御する零ベクトル
通電制御手段と、この零ベクトル通電制御手段からの単
位電流ベクトルに応じて前記変換器をパルス幅変調制御
する手段とを具備したことを特徴とする電力変換装置の
制御装置。4. The output voltages are equal in magnitude and each of them is 60 ° / n.
N switching transformers having a phase difference of (n ≧ 2), and n converters configured by bridge-connecting switching elements to convert AC power to DC power. The primary terminals of the phase transformers are connected in common and connected in parallel to a common AC power supply, and the secondary terminals are connected to the AC terminals of the n converters in a one-to-one relationship, respectively. n
A control device for a power conversion device including a power conversion main circuit that combines the DC outputs of two converters and supplies DC power to a common DC load, wherein a command value of a DC current supplied to the DC load and the DC Current control means for generating a control amount of the DC current from a difference between the detected value of the DC current flowing to the load, synchronization detection means for obtaining a synchronization signal synchronized with the AC voltage from the AC voltage of the AC power supply, and a control amount of the DC current Output current command vector generating means for generating an output current command vector of the power conversion device from the synchronization signal obtained from the AC voltage, and an output current vector for providing all current vectors of the AC current that the power conversion device can generate. Generating means and a current vector diagram are divided into a phase range of 60 ° / n within a phase angle of 0 to 360 °,
Phase range number detecting means for detecting a phase range number in which the output current command vector generated by the output current command vector generating means exists when 6n phase division ranges are assigned phase range numbers of 1 to 6n; Output current vector selecting means for selecting an output current vector corresponding to the current command vector generated by the output current command vector generating means from among the output current vectors generated by the output current vector generating means; A unit current vector distribution means for distributing an output current vector into n unit current vectors according to the n converters, and a phase range number detection means when the distributed unit current vector produces a zero vector Zero vector energization control means for controlling the energization phase of the converter arm corresponding to the phase range number, Control system for a power conversion apparatus characterized by comprising a means for pulse width modulation controlling the converter according to the unit current vector from zero vector current control means.
(n≧2)の位相差をもつn台の移相変圧器、スイッチ
ング素子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流電力
に変換するn台の変換器、及び直流負荷に直列に接続さ
れるリアクトルと前記直流負荷に並列に接続されるコン
デンサとを含む直流フィルタとを有し、前記n台の移相
変圧器の一次側端子は共通に接続されて共通の交流電源
に並列接続されると共に、二次側端子は前記n台の変換
器の交流端子にそれぞれ1対1の関係で接続され、前記
n台の変換器の直流出力を合成して共通の直流負荷に直
流電力を供給する電力変換主回路を備えた電力変換装置
の制御装置において、 前記直流負荷に供給する直流電流の指令値と前記直流負
荷に流れる直流電流の検出値との差から直流電流の制御
量を生成する電流制御手段と、前記交流電源の交流電圧
からそれに同期する同期信号を得る同期検出手段と、前
記直流フィルタのコンデンサを流れるコンデンサ電流を
検出する電流検出手段と、検出されたコンデンサ電流の
高調波成分を除去するローパスフィルタと、前記直流電
流の制御量に前記ローパスフィルタの出力を加算した信
号と前記同期信号とから前記電力変換装置の出力電流指
令ベクトルを生成する出力電流指令ベクトル生成手段
と、前記電力変換装置が発生できる交流電流の全ての電
流ベクトルを与える出力電流ベクトル発生手段と、前記
出力電流ベクトル発生手段によって発生された出力電流
ベクトルの中から前記出力電流指令ベクトル生成手段に
よって生成された電流指令ベクトルに応じた出力電流ベ
クトルを選択する出力電流ベクトル選択手段と、前記出
力電流ベクトル選択手段により選択された出力電流べク
トルを、前記n台の変換器に応じてn個の単位電流ベク
トルに分配する単位電流ベクトル分配手段と、前記単位
電流ベクトルに応じて前記変換器をパルス幅変調制御す
る手段とを具備したことを特徴とする電力変換装置の制
御装置。5. The method according to claim 1, wherein the magnitudes of the output voltages are equal,
N phase-shift transformers having a phase difference of (n ≧ 2), switching elements are bridge-connected, and n converters for converting AC power to DC power are connected in series to a DC load. A DC filter including a reactor and a capacitor connected in parallel to the DC load, wherein primary terminals of the n phase-shift transformers are commonly connected and connected in parallel to a common AC power supply; , The secondary terminals are respectively connected to the AC terminals of the n converters in a one-to-one relationship, and the DC outputs of the n converters are combined to supply DC power to a common DC load. In a control device for a power converter including a conversion main circuit, a current control for generating a control amount of a DC current from a difference between a command value of a DC current supplied to the DC load and a detection value of a DC current flowing to the DC load. Means and an AC of the AC power supply Synchronization detection means for obtaining a synchronization signal synchronizing with the voltage, current detection means for detecting a capacitor current flowing through the capacitor of the DC filter, a low-pass filter for removing harmonic components of the detected capacitor current, and the DC current Output current command vector generation means for generating an output current command vector of the power conversion device from a signal obtained by adding the output of the low-pass filter to the control amount of the control signal and the synchronization signal, and all of the AC currents that the power conversion device can generate. Output current vector generating means for providing a current vector of the following, and an output current vector corresponding to the current command vector generated by the output current command vector generating means is selected from the output current vectors generated by the output current vector generating means. Output current vector selecting means, and the output current vector Unit current vector distribution means for distributing the output current vector selected by the selection means to n unit current vectors according to the n converters; and controlling the converter to have a pulse width in accordance with the unit current vector. A control device for a power conversion device, comprising: means for performing modulation control.
(n≧2)の位相差をもつn台の移相変圧器、スイッチ
ング素子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流電力
に変換するn台の変換器、及び直流負荷に直列に接続さ
れるリアクトルと前記直流負荷に並列に接続されるコン
デンサとを含む直流フィルタとを有し、前記n台の移相
変圧器の一次側端子は共通に接続されて共通の交流電源
に並列接続されると共に、二次側端子は前記n台の変換
器の交流端子にそれぞれ1対1の関係で接続され、前記
n台の変換器の直流出力を合成して共通の直流負荷に直
流電力を供給する電力変換主回路を備えた電力変換装置
の制御装置において、前記直流負荷に供給する直流電流
の指令値と前記直流負荷に流れる直流電流の検出値との
差から直流電流の制御量を生成する電流制御手段と、前
記交流電源の交流電圧からそれに同期する同期信号を得
る同期検出手段と、前記直流負荷の電圧を検出する直流
電圧検出手段と、前記直流電流の制御量に、直流電圧指
令に対する前記直流負荷の検出電圧の偏差分を加算した
信号と前記同期信号とから前記電力変換装置の出力電流
指令ベクトルを生成する出力電流指令ベクトル生成手段
と、前記電力変換装置が発生できる交流電流の全ての電
流ベクトルを与える出力電流ベクトル発生手段と、前記
出力電流ベクトル発生手段によって発生された出力電流
ベクトルの中から前記出力電流指令ベクトル生成手段に
よって生成された電流指令ベクトルに応じた出力電流ベ
クトルを選択する出力電流ベクトル選択手段と、前記出
力電流ベクトル選択手段により選択された出力電流べク
トルを、前記n台の変換器に応じてn個の単位電流ベク
トルに分配する単位電流ベクトル分配手段と、前記単位
電流ベクトルに応じて前記変換器をパルス幅変調制御す
る手段とを具備したことを特徴とする電力変換装置の制
御装置。6. The output voltages having the same magnitude and each of 60 ° / n
N phase-shift transformers having a phase difference of (n ≧ 2), switching elements are bridge-connected, and n converters for converting AC power to DC power are connected in series to a DC load. A DC filter including a reactor and a capacitor connected in parallel to the DC load, wherein primary terminals of the n phase-shift transformers are commonly connected and connected in parallel to a common AC power supply; , The secondary terminals are respectively connected to the AC terminals of the n converters in a one-to-one relationship, and the DC outputs of the n converters are combined to supply DC power to a common DC load. In a control device of a power converter including a conversion main circuit, a current control for generating a control amount of a DC current from a difference between a command value of a DC current supplied to the DC load and a detected value of a DC current flowing to the DC load. Means and an AC of the AC power supply Synchronization detection means for obtaining a synchronization signal synchronizing therewith from voltage, DC voltage detection means for detecting the voltage of the DC load, and the control amount of the DC current, the deviation of the detection voltage of the DC load with respect to the DC voltage command Output current command vector generation means for generating an output current command vector of the power conversion device from the added signal and the synchronization signal; and output current vector generation means for providing all current vectors of the alternating current that can be generated by the power conversion device Output current vector selecting means for selecting an output current vector corresponding to a current command vector generated by the output current command vector generating means from output current vectors generated by the output current vector generating means; and The output current vector selected by the current vector selection means is changed according to the n converters. Controller of the power converter, wherein the unit current vector distribution means for distributing the number of unit current vector, that and means for pulse width modulation controlling the converter according to the unit current vector.
において、 前記電流制御手段の直流電流検出値の入力段に、前記直
流電流の検出値に含まれる高調波成分を低減するローパ
スフィルタを備えたことを特徴とする電力変換装置の制
御装置。7. The control device for a power conversion device according to claim 6, wherein a low-pass filter for reducing a harmonic component included in the detected value of the DC current is provided to an input stage of the detected value of the DC current of the current control means. A control device for a power conversion device, comprising:
(n≧2)の位相差をもつn台の移相変圧器、スイッチ
ング素子をブリッジ結線してなり、交流電力を直流電力
に変換するn台の変換器、及び直流負荷に直列に接続さ
れるリアクトルと前記直流負荷に並列に接続されるコン
デンサとを含む直流フィルタとを有し、前記n台の移相
変圧器の一次側端子は共通に接続されて共通の交流電源
に並列接続されると共に、二次側端子は前記n台の変換
器の交流端子にそれぞれ1対1の関係で接続され、前記
n台の変換器の直流出力を合成して共通の直流負荷に直
流電力を供給する電力変換主回路を備えた電力変換装置
の制御装置において、 前記直流負荷に供給する直流電流の指令値と前記直流負
荷に流れる直流電流の検出値との差から直流電流の制御
量を生成する第1の電流制御手段と、前記交流電源の交
流電圧からそれに同期する同期信号を得る同期検出手段
と、前記n台の移相変圧器の一次側端子と交流電源間を
流れる交流電流の電流ベクトルを得る手段と、前記直流
電流の制御量と前記同期信号とから前記電力変換装置の
出力電流指令ベクトルを生成する出力電流指令ベクトル
生成手段と、前記n台の移相変圧器の一次側端子と交流
電源との間を流れる交流電流の検出値を得る交流電流検
出手段と、前記出力電流指令ベクトル及び前記交流電流
の電流ベクトルに基づいて交流電流指令ベクトルを得る
第2の電流制御手段と、前記電力変換装置が発生できる
交流電流の全ての電流ベクトルを与える出力電流ベクト
ル発生手段と、前記出力電流ベクトル発生手段によって
発生された電流ベクトルの中から前記第2の電流制御手
段によって得られた交流電流指令ベクトルに応じた出力
電流ベクトルを選択する出力電流ベクトル選択手段と、
前記出力電流ベクトル選択手段により選択された出力電
流べクトルを、前記n台の変換器に応じてn個の単位電
流ベクトルに分配する単位電流ベクトル分配手段と、前
記単位電流ベクトルに応じて前記変換器をパルス幅変調
制御する手段とを具備したことを特徴とする電力変換装
置の制御装置。8. The output voltages having the same magnitude and each of 60 ° / n
N phase-shift transformers having a phase difference of (n ≧ 2), switching elements are bridge-connected, and n converters for converting AC power to DC power are connected in series to a DC load. A DC filter including a reactor and a capacitor connected in parallel to the DC load, wherein primary terminals of the n phase-shift transformers are commonly connected and connected in parallel to a common AC power supply; , The secondary terminals are respectively connected to the AC terminals of the n converters in a one-to-one relationship, and the DC outputs of the n converters are combined to supply DC power to a common DC load. In the control device for a power conversion device including a conversion main circuit, a first control unit that generates a DC current control amount from a difference between a command value of a DC current supplied to the DC load and a detected value of a DC current flowing to the DC load. Current control means and the AC power supply Synchronizing detecting means for obtaining a synchronizing signal synchronizing with the AC voltage from the AC voltage, means for obtaining a current vector of an AC current flowing between the primary terminals of the n phase-shift transformers and an AC power supply, and a control amount of the DC current Output current command vector generating means for generating an output current command vector of the power converter from the synchronization signal and the synchronization signal; and detecting an AC current flowing between a primary terminal of the n phase-shift transformers and an AC power supply. AC current detecting means for obtaining a value, second current control means for obtaining an AC current command vector based on the output current command vector and the current vector of the AC current, and all of the AC currents which can be generated by the power converter. An output current vector generating means for providing a current vector; and a current vector generated by the second current control means from among the current vectors generated by the output current vector generating means. An output current vector selecting means for selecting an output current vector corresponding to the alternating current command vector,
A unit current vector distribution unit that distributes the output current vector selected by the output current vector selection unit into n unit current vectors according to the n converters, and the conversion according to the unit current vector Means for controlling pulse width modulation of the converter.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2000
- 2000-06-29 JP JP2000196776A patent/JP2002017088A/en active Pending
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