信号处理装置、滤波器、控制电路、逆变器和转换器系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种信号处理装置，该信号处理装置能够进行与在进行旋转坐标转换后进行规定的处理、然后进行静止坐标转换的处理同样的处理，而且具有线性和时不变性。在将表示规定的处理的传递函数设为F(s)，将规定的角频率设为ω0，将虚数单位设为j的情况下，信号处理装置进行由下述的传递函数的矩阵G表示的处理。

Signal processing device, filter, control circuit, inverter and converter system

The present invention provides a signal processing device, the signal processing device capable of processing, specified in the rotating coordinate transformation and then after the same treatment of stationary coordinate transformation, but also has a linear and time invariant. In the said provisions concerning the handling of the transfer function is F (s), the provisions for the angular frequency of Omega 0, the imaginary unit is j under the condition that the signal processing device for processing is represented by a matrix of G transfer function following the.

【技术实现步骤摘要】
信号处理装置、滤波器、控制电路、逆变器和转换器系统
本专利技术涉及信号处理装置、滤波器、用于控制电力转换电路的输出或输入的控制电路、使用有该控制电路的系统连接(链接)逆变器系统和PWM转换器(converter)系统。
技术介绍
当前，正在开发将由太阳能电池等生成的直流电力转换为交流电力并供给到电力系统的系统连接逆变器系统(系統連系インバータシステム)。图36是用于说明现有的一般系统连接逆变器系统的框图。系统连接逆变器系统A100是将直流电源1生成的电力转换后供给到三相电力系统B的系统。另外，以下将3个相记设为U相、V相和W相。逆变器电路2通过开关元件(未图示)的开关，将从直流电源1输入的直流电压转换为交流电压。滤波器电路3去除包含于从逆变器电路2输出的交流电压中的开关频率成分。变压电路4将从滤波器电路3输出的交流电压升压(或者降压)到电力系统B的系统电压。控制电路7被输入电流传感器5检测出的电流信号和电压传感器6检测出的电压信号，根据这些信号生成PWM信号并输出到逆变器电路2。逆变器电路2基于从控制电路7输入的PWM信号，进行开关元件的开关。图37是用于说明控制电路7的内部结构的框图。从电流传感器5输入的各相的电流信号被输入到三相/二相转换部73。三相/二相转换部73进行所谓的三相/二相转换处理(αβ转换处理)。所谓三相/二相转换处理，是将三相的交流信号转换为与其等效的二相的交流信号的处理，通过将三相的交流信号分别分解成在静止的正交坐标系(以下，称为“静止坐标系”。)正交的α轴和β轴的成分并将各轴的成分相加，而转换为α轴成分的交流信号和β轴成分的交流信号。三相/二相转换部73将被输入的3个电流信号Iu、Iv、Iw转换为α轴电流信号Iα和β轴电流信号Iβ，并输出到旋转坐标转换部78。在三相/二相转换部73进行的转换处理能够用下述(1)式所示的行列式表现。旋转坐标转换部78进行所谓的旋转坐标转换处理(dq转换处理)。所谓旋转坐标转换处理，是将静止坐标系的二相的信号转换为旋转坐标系的二相的信号的处理。旋转坐标系具有正交的d轴和q轴，是按照与电力系统B的系统电压的基波相同的角速度，沿着相同的旋转方向旋转的正交坐标系。旋转坐标转换部78基于相位检测部71检测出的系统电压的基波的相位θ，将从三相/二相转换部73输入的静止坐标系的α轴电流信号Iα和β轴电流信号Iβ转换为旋转坐标系的d轴电流信号Id和q轴电流信号Iq后输出。由旋转坐标转换部78进行的转换处理用下述(2)式所示的行列式表现。LPF74a和LPF75a是低通滤波器，分别仅使d轴电流信号Id和q轴电流信号Iq的直流成分通过。通过旋转坐标转换处理，α轴电流信号Iα和β轴电流信号Iβ的基波成分分别被转换为d轴电流信号Id和q轴电流信号Iq的直流成分。PI控制部74b和PI控制部75b分别基于d轴电流信号Id和q轴电流信号Iq的直流成分与其目标值的偏差，进行PI控制(比例积分控制)，输出校正值信号Xd、Xq。因为作为目标值能够使用直流成分，所以PI控制部74b和PI控制部75b能够进行高精度的控制。静止坐标转换部79将分别从PI控制部74b和PI控制部75b输入的校正值信号Xd、Xq转换为静止坐标系的2个校正值信号Xα、Xβ，进行与旋转坐标转换部78相反的转换处理。静止坐标转换部79进行所谓的静止坐标转换处理(反dq转换处理)，基于相位θ，将旋转坐标系的校正值信号Xd、Xq转换为静止坐标系的校正值信号Xα、Xβ。在静止坐标转换部79进行的转换处理用下述(3)式所示的行列式表现。二相/三相转换部76将从静止坐标转换部79输入的校正值信号Xα、Xβ转换为3个校正值信号Xu、Xv、Xw。二相/三相转换部76进行所谓的二相/三相转换处理(反αβ转换处理)，进行与三相/二相转换部73相反的转换处理。在二相/三相转换部76进行的转换处理用下述(4)式所示的行列式表现。PWM信号生成单元77基于二相/三相转换部76输出的校正值信号Xu、Xv、Xw，生成并输出PWM信号。先行技术文献专利文献[专利文献1]日本特开2009－44897号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，设计控制电路7的控制系统具有需要很大的劳力这样的问题。在最近的系统连接逆变器系统中，对于瞬时降低在规定的时间内使输出恢复等的控制上要求高速的响应性。为了设计满足这种要求的控制系统，需要优化设计LPF74a和LPF75a的参数或者PI控制部74b和PI控制部75b的比例增益和积分增益。但是，由于旋转坐标转换部78和静止坐标转换部79进行非线性时变处理，因此不能够使用线性控制理论设计控制系统。另外，由于控制系统包括非线性时变处理，因此也不能够进行系统分析。本专利技术是鉴于上述的情况考虑出来的，其目的在于提供一种信号处理装置，该信号处理装置进行与在进行旋转坐标转换后进行规定的处理、然后进行静止坐标转换的处理相同的处理，并且该处理具有线性和时不变性。用于解决课题的方法为了解决上述课题，在本专利技术中采取了以下的技术方法。由本专利技术的第一方面提供的信号处理装置的特征在于：通过利用第一传递函数对输入信号进行信号处理，生成输出信号，在将表示规定的处理的传递函数设为F(s)，将规定的角频率设为ω0，将虚数单位设为j的情况下，上述第一传递函数为由本专利技术的第二方面提供的信号处理装置的特征在于：上述信号处理装置被输入第一输入信号和第二输入信号，输出第一输出信号和第二输出信号，利用第一传递函数对上述第一输入信号进行信号处理，利用第二传递函数对上述第二输入信号进行信号处理，通过将这两个上述信号处理的结果相加而生成上述第一输出信号，利用第三传递函数对上述第一输入信号进行信号处理，利用上述第一传递函数对上述第二输入信号进行信号处理，通过将这两个上述信号处理的结果相加而生成上述第二输出信号，在将表示规定的处理的传递函数设为F(s)，将规定的角频率设为ω0，将虚数单位设为j的情况下，上述第一传递函数、上述第二传递函数和上述第三传递函数分别为由本专利技术的第三方面提供的信号处理装置的特征在于：上述信号处理装置被输入第一输入信号、第二输入信号和第三输入信号，输出第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号，利用第一传递函数对上述第一输入信号进行信号处理，利用第二传递函数对上述第二输入信号进行信号处理，利用上述第二传递函数对上述第三输入信号进行信号处理，通过将这三个上述信号处理的结果相加而生成上述第一输出信号，利用上述第二传递函数对上述第一输入信号进行信号处理，利用上述第一传递函数对上述第二输入信号进行信号处理，利用上述第二传递函数对上述第三输入信号进行信号处理，通过将这三个上述信号处理的结果相加而生成上述第二输出信号，利用上述第二传递函数对上述第一输入信号进行信号处理，利用上述第二传递函数对上述第二输入信号进行信号处理，利用上述第一传递函数对上述第三输入信号进行信号处理，通过将这三个上述信号处理的结果相加而生成上述第三输出信号，在将表示规定的处理的传递函数设为F(s)，将规定的角频率设为ω0，将虚数单位设为j的情况下，上述第一传递函数和上述第二传递函数分别为由本专利技术的第四方面提供的信号处理装置的特征在于：上述信号处理装置被输入第一输入信号、第二输入信号和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电路，其特征在于：所述控制电路利用PWM信号控制电力转换电路内的多个开关单元的驱动，所述控制电路包括：信号处理装置，其通过利用第一传递函数对输入信号进行信号处理，生成输出信号，在将表示规定的处理的传递函数设为F(s)，将规定的角频率设为ω0，将虚数单位设为j的情况下，所述第一传递函数为

【技术特征摘要】
2011.09.29 JP 2011-215737;2011.09.29 JP 2011-215731.一种控制电路，其特征在于：所述控制电路利用PWM信号控制电力转换电路内的多个开关单元的驱动，所述控制电路包括：信号处理装置，其通过利用第一传递函数对输入信号进行信号处理，生成输出信号，在将表示规定的处理的传递函数设为F(s)，将规定的角频率设为ω0，将虚数单位设为j的情况下，所述第一传递函数为和基于输出信号生成PWM信号的PWM信号生成单元，其中，所述输出信号为所述信号处理装置的在被输入基于所述电力转换电路的输出或者输入的信号后的输出信号，所述控制电路还包括将基于所述电力转换电路的输出或者输入的信号转换为第一信号和第二信号的二相转换单元，所述PWM信号生成单...

【专利技术属性】
技术研发人员：大堀彰大，服部将之，
申请(专利权)人：株式会社大亨，
类型：发明
国别省市：日本,JP