源 2經(jīng)由輸入端子Tr、Ts、Tt而供給的三相交流電轉(zhuǎn)換成任意的電壓及頻率的三相交流電并 從輸出端子Tu、Tv、Tw向負(fù)載3輸出。
[0058] 在再生運(yùn)轉(zhuǎn)模式的情況下,控制部20如下控制電力轉(zhuǎn)換部10,將從負(fù)載3經(jīng)由輸 出端子Tu、Tv、Tw而供給的再生電力轉(zhuǎn)換為交流電源2的頻率及電壓的三相交流電并從輸 入端子Tr、Ts、Tt向交流電源2供給。
[0059] 該控制部20具備指令生成部31、振動(dòng)分量獲取部32、調(diào)整部33、以及開關(guān)驅(qū)動(dòng)部 35 (驅(qū)動(dòng)部的一例)。
[0060] 指令生成部31生成作為電力轉(zhuǎn)換部10的輸入電流、^的指令的輸入電流指令 IQ_ret'輸入電流指令I(lǐng)dJ包括向電力轉(zhuǎn)換部10輸入的交流電源2的R相、S相、T相的電 流IQ-r、IQ-s、IQ-t的指令I(lǐng)Q-/、IQ-s*、I。-t*。
[0061] 振動(dòng)分量獲取部32基于電容器電壓VCret,獲取流過LC濾波器11的電容器Crs、 Cst、Ctr的電流(以下,有時(shí)記載為電容器電流Ic_ret)的振動(dòng)分量AI。。該振動(dòng)分量AIC 包括LC濾波器11的諧振頻率分量。
[0062] 調(diào)整部33基于由振動(dòng)分量獲取部32獲取的振動(dòng)分量AI。,通過調(diào)整輸入電流指 令來(lái)生成輸入電流指令I(lǐng)'bJ。開關(guān)驅(qū)動(dòng)部35基于從調(diào)整部33輸出的輸入電流指 令I(lǐng)'Q 控制構(gòu)成電力轉(zhuǎn)換部10的雙向開關(guān)Sw。輸入電流指令I(lǐng)'Q 包括向電力轉(zhuǎn)換 部10輸入的交流電源2的R相、S相、T相的電流的指令I(lǐng)'I'I'Qt'
[0063] 如此,控制部20基于流過電容器Crs、Cst、Ctr的電流的振動(dòng)分量AI。,調(diào)整輸入 電流指令并基于調(diào)整后的輸入電流指令來(lái)控制電力轉(zhuǎn)換部10,從而能夠進(jìn)行 諧振抑制。
[0064] [1. 2?諧振抑制]
[0065] 在這里,參照【附圖說(shuō)明】諧振抑制。圖4是表示關(guān)于LC濾波器11的一相部分的輸 入輸出關(guān)系的圖。此外,圖4所示的各附圖標(biāo)記表示如下。
[0066]VgHd:交流電源2的輸出電壓 [0067] IgHd:交流電源2的輸出電流
[0068] Lg:交流電源2和電力轉(zhuǎn)換裝置1之間的布線的電感
[0069]L:電抗器Lr、Ls、Lt的電感
[0070]R:電阻Rr、Rs、Rt的電阻值
[0071]C:電容器Crs、Cst、Ctr的電容
[0072] Iy流過電抗器Lr、Ls、Lt的電流
[0073] ^:流過電阻Rr、Rs、Rt的電流
[0074] 1。:流過電容器(^、(^、(^的電流(電容器電流)
[0075]Vc:電容器Crs、Cst、Ctr的兩端電壓(電容器電壓)
[0076]IQ:從交流電源2經(jīng)由LC濾波器11向電力轉(zhuǎn)換部10流動(dòng)的電流
[0077] 根據(jù)圖4所示的電路,關(guān)于R相、S相及T相,以下的式⑴~(5)成立。此外,在 這些式中,下標(biāo)"rst"表示R相、S相及T相的要素為配置成三列的三行一列的矩陣。
[0078][數(shù)1]
[0084] 根據(jù)上式(3)、(5),能夠?qū)㈥P(guān)于電抗器Lr、Ls、Lt和電阻Rr、Rs、Rt的并聯(lián)連接部 分的狀態(tài)方程式表示成下式(6)。
[0085][數(shù)2]
[0086]
[0087] 上式(6)能夠表示成下式(7)。
[0088][數(shù) 3]
[0089]
[0090] 下面,根據(jù)上式(1)、(2),能夠?qū)㈥P(guān)于電容器CrS、CSt、Ctr的狀態(tài)方程式表示成下 式⑶。
[0091] 「數(shù)41
[0092]
[0093] 另外,根據(jù)上式(4),能夠?qū)㈥P(guān)于交流電源2的狀態(tài)方程式表示成下式(9)。
[0094][數(shù) 5]
[0095]
[0096] 根據(jù)上式(7)~(9),如果將三相的狀態(tài)方程式表示成行列式則能夠表示成下式 (10)。此外,在下式(10)中,〇33表示三次方陣的零矩陣,133是三次單位矩陣。
[0097] [數(shù) 6]
[0098]
[0099] 在這里,假設(shè)下式(11)成立。
[0100][數(shù) 7]
[0101]
[0102] 在該情況下,根據(jù)上式(10)、(11),能夠?qū)⑷嗟臓顟B(tài)方程式表示成下式(12)。
[0103] [數(shù) 8]
[0105] 因而,三相的狀態(tài)方程式能夠表示成下式(13)。
[0106] [數(shù) 9]
[0108] 上式(13)表示的狀態(tài)方程式的特性方程式能夠表示成下式(14)。
[0109] [數(shù) 10]
[0110] |sI33_A| = 0…(14)
[0111] 在上式(14)中,矩陣A表示成下式(15)。
[0112] [數(shù) 11]
[0113]
[0114] 因而,上式(14)能夠表示成下式(16)。
[0115] [數(shù) 12]
[0116] s3I33+s2R(L:+Lg:)I33+sLg:C1I33+RL:Lg:C1I33= 〇*** (16)
[0117] 圖5A~圖5C是根據(jù)基于上式(16)的模擬使交流電源2和電力轉(zhuǎn)換裝置1之間 的阻抗(以下,記載為電源側(cè)阻抗)增加的情況下的極、諧振角速度、以及衰減系數(shù)的變化 的圖。
[0118] 如圖5A所示,在電源側(cè)阻抗增加的情況下,極向右側(cè)移動(dòng),不穩(wěn)定。另外,如圖5C 所示可知,在電源側(cè)阻抗增加的情況下,衰減系數(shù)變小,很難進(jìn)行衰減。此外,由作為阻尼電 阻的電阻Rr、Rs、Rt來(lái)產(chǎn)生該諧振抑制效果。
[0119] 下面,討論用于利用電阻Rr、Rs、Rt以外的方法來(lái)獲得諧振抑制效果的方法。相對(duì) 于上式(13)所示的三相的狀態(tài)方程式,如下式(17)所示,使電容器電壓Vcret具有"A"的 項(xiàng)。由此,三相的狀態(tài)方程式具有相對(duì)于電容器電壓%^的變化而使電容器電壓 斂的項(xiàng)。
[0120] [數(shù) 13]
[0121]
[0122]根據(jù)上式(17),能夠?qū)㈦娙萜麟妷篤c"t表示成下式(18)。此外,A#=CXA。
[0123] [數(shù) 14]
[0124]
[0125] 例如如果假設(shè)A#= 1/R,則上式
(18)中的"A#Vc"t "與和LC濾波器11的電容器 Crs、Cst、Ctr并聯(lián)連接電阻的狀態(tài)相同。圖6A~圖6C是表示如此具有諧振抑制項(xiàng)的情況 下的模擬結(jié)果的圖。圖6A表示使電源側(cè)阻抗增加的情況下的極的變化,圖6B表示使電源 側(cè)阻抗保持恒定、并使A#發(fā)生改變的情況下的諧振角速度的變化,圖6C表示使電源側(cè)阻抗 保持恒定、并使A#發(fā)生改變的情況下的衰減系數(shù)的變化。
[0126] 如圖6A所示,在電源側(cè)阻抗增加的情況下,極向左側(cè)移動(dòng),并變得穩(wěn)定。另外,如 圖6C所示,通過增大A%從而衰減系數(shù)變大,容易進(jìn)行衰減。因而可知,如上式(17)所示, 通過具有"A"項(xiàng),能夠獲得諧振抑制效果,另外,與作為阻尼電阻的電阻Rr、Rs、Rt的情況相 比,在電源側(cè)阻抗大的情況下諧振抑制效果更高。
[0127] 上式(18)能夠表示成下式(19)。因而,通過將電容器電壓V@t乘以"A#"的值加 到輸入電流指令I(lǐng)bSt#中,能夠獲得諧振抑制效果。
[0128][數(shù) 15]
[0129]
[0130] 另外,如果通過諧振在電容器電壓&^中產(chǎn)生振動(dòng)分量,則電容器電流Ic 中也 產(chǎn)生振動(dòng)分量。于是,本發(fā)明人嘗試了對(duì)輸入電流指令I(lǐng)bSt#加上電容器電流I 的振動(dòng) 分量AI。的模擬,其結(jié)果,得到了如下見解,與具有"A"項(xiàng)的情況同樣地能夠獲得諧振抑制 效果。
[0131] 推測(cè)根據(jù)如下情況而產(chǎn)生該諧振抑制效果,通過對(duì)輸入電流指令1〇#加上電容 器電流的振動(dòng)分量AI從而輸入電流I_t以消除電容器電流Icret的振動(dòng)分量AIc 的方式流動(dòng)。
[0132] 在本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置1的控制部20中,基于對(duì)輸入電流指令 加上電容器電流的振動(dòng)分量AI。的新的輸入電流指令I(lǐng)'bst%控制電力轉(zhuǎn)換部10。 由此,電力轉(zhuǎn)換部10的輸入電流I〇ret的相位根據(jù)振動(dòng)分量△I。產(chǎn)生變化,并且振動(dòng)分量 AIc減少。因此,即使是在電源側(cè)阻抗較大、由電阻Rr、Rs、Rt產(chǎn)生的諧振抑制效果較差的 情況下,也能夠抑制LC濾波器11的諧振。以下,具體說(shuō)明控制部20的結(jié)構(gòu)。此外、通過設(shè) 置電阻Rr、Rs、Rt,諧振抑制效果提高,但是也可以不設(shè)置電阻Rr、Rs、Rt。
[0133] [1. 3.控制部20的結(jié)構(gòu)]
[0134] 圖7是表示控制部20的結(jié)構(gòu)例的圖。在圖7所示的例子中,控制部20對(duì)三相進(jìn) 行dq坐標(biāo)轉(zhuǎn)換而進(jìn)行運(yùn)算處理。dq坐標(biāo)是根據(jù)輸入電壓相位0而旋轉(zhuǎn)的正交兩軸的坐 標(biāo)。
[0135] 如圖7所示,控制部20具備相位檢測(cè)部30、指令生成部31、振動(dòng)分量獲取部32、調(diào) 整部33、電流控制部34、以及開關(guān)驅(qū)動(dòng)部35。
[0136] 相位檢測(cè)部30例如通過將輸入電壓V,st轉(zhuǎn)換成固定坐標(biāo)上的正交的兩軸的a0 分量,求出a軸方向的電壓值Va和0軸方向的電壓值Vf3。相位檢測(cè)部30例如在將電 壓值Va、V0轉(zhuǎn)換成dq軸正交坐標(biāo)系的dq分量的情況下,以d軸分量變成零的方式對(duì)dq 軸正交坐標(biāo)系的相位進(jìn)行運(yùn)算。相位檢測(cè)部30將如此運(yùn)算的dq軸正交坐標(biāo)系的相位作為 輸入電壓相位9而進(jìn)行輸出。
[0137] 指令生成部31生成作為電力轉(zhuǎn)換部10的輸入電流的指令的輸入電流指令I(lǐng)uJ。 輸入電流指令I(lǐng)bSt#包括d軸輸入電流指令I(lǐng)和q軸輸入電流指令I(lǐng)。該輸入電流指 令I(lǐng)J、是將R相、S相、T相的電流指令I(lǐng)^ I<J、L/轉(zhuǎn)換成dq坐標(biāo)的指令。
[0138]振動(dòng)分量獲取部32獲取流過LC濾波器11的電容器Crs、Cst、Ctr的電流的振動(dòng) 分量△I。。該振動(dòng)分量獲取部32具備dq坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部41、電流推斷部42、以及振動(dòng)分量抽 出部43。
[0139]dq坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部41在將電容器電壓Vc,st轉(zhuǎn)換成固定坐標(biāo)上的正交的兩軸的a0 分量之后,基于輸入電壓相位9,轉(zhuǎn)換成根據(jù)輸入電壓相位0而旋轉(zhuǎn)的正交兩軸的dq分 量。由此,電容器電壓V。^被轉(zhuǎn)換成d軸電容器電壓Vc,和q軸電容器電壓Vcq。
[0140] 電流推斷部42基于d軸電容器電壓V。,和q軸電容器電壓VCq,推斷作為電容器 電流的dq軸分量的d軸電容器電流I。,和q軸電容器電流ICq。該電流推斷部42例 如是根據(jù)電容器電壓V。d、V。q推斷電容器電流Icd、I。q的觀測(cè)器。
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