电流控制型电力转换器及其输出电流波形改善方法技术

提供一种可以改善输出电流波形失真的电流控制型电力转换器。谐波移位部（４）得到以相电压波形（Ｖｕ）为基准的情况下的三次谐波电压成分（Ｖ３）移位所规定时间Δｔ而得到的被移位后的三次谐波电压成分（Ｖ３′）。信号减法部（５）利用增益（Ｋ１）乘以三次谐波电压成分（Ｖ３′），得到减法信号（ΔＩ３），从用于反馈控制的三相的电流指令信号（Ｉｕ＿ｒｅｆ～Ｉｗ＿ｒｅｆ）中，分别减去减法信号（ΔＩ３），得到三相的被修改后的电流指令信号（Ｉｕｘ～Ｉｗｘ）。栅极信号生成电路（２）根据三相的被修改后的电流指令信号（Ｉｕｘ～Ｉｗｘ），向三相逆变电路（Ⅳ）的６个半导体开关元件输出栅极信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电流控制型电力转换器以及改善该转换器的输 出电流波形的失真的电流控制型电力转换器的输出电流波形改 善方法。
技术介绍
日本特开2000-224862号公报(专利文献l)中公开了以往 的三相四线式的电压控制型电力转换器。在该电压控制型电力转 换器中，在直流电源的一对直流输出端子之间，具有串联连接的 一对电容器，并将一对电容器的连接点作为中性相。另外，日本特开2007-274825号公报(专利文献2)中公开 了具有电抗器(reactor)的三相4线式的电压控制型电力转换 器，该电抗器中，相对于三相电力转换器，设置将2组半导体开 关元件串联连接的中性相臂(arm)，而且， 一端与中性相臂的中 间点连接，另一端作为中性线取出。中性相臂在占空比50%下互 相开关(switching)。通过对中性相臂的开关元件进行PWM控制， 来消除三次谐波。专利文献l:日本特开2000-224862号公报专利文献2:日本特开2007-274825号公报在前者的三相四线式的电压控制型电力转换器中，输出电流 波形会产生比较大的失真。另外，在后者的电压控制型电力转换 器中，输出电流波形的失真虽然小，但是需要设置中性相臂，对 中性相臂进行PWM控制，结构变得复杂。再者，由于以往的电压 控制型电力转换器是恒定地控制输出电压的电力转换器，所以， 很难积极地对输出电流波形的失真进行改善。而且，该问题是利用多相逆变电路，以一对电容器的连接点作为中性相的电流控制 型电力转换器共同面临的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以改善输出电流波形的失真的 电流控制型电力转换器以及电流控制型电力转换器的输出电流 波形改善方法。作为本专利技术的改良对象的电流控制型电力转换器具有在直流电源的一对直流输出端子之间串联连接的一对电容器；与一对 直流输出端子连接的多相逆变电路；和生成用于对多相逆变电路 进行反馈控制的多相的电流指令信号的电流指令信号生成电路， 并将一对电容器的连接点作为中性相。电流指令信号生成电路具 有三次谐波电压成分生成部，其根据多相逆变电路的多相输出 电压，生成与多相的相电压同步的三次谐波电压成分；谐波移位 部，其输出将三次谐波电压成分向时间上滞后的方向移位所规定 的时间后得到的被移位后的三次谐波电压成分；和信号减法部， 其将被移位后的三次谐波电压成分乘以所规定的增益后的减法 信号，从多相的电流指令信号中分别减去，作为多相的被修改后 的电流指令信号输出到多相逆变电路中。在具体的三相四线式的电流控制型电力转换器中，具有在 直流电源的一对直流输出端子之间串联连接的一对电容器；三相 逆变电路；电流指令信号生成电路；和栅极信号生成电路。三相 逆变电路包含电桥连接的6个半导体开关元件而构成，并与直流电源的一对直流输出端子连接。另外，电流指令信号生成电路生 成用于对6个半导体幵关元件进行反馈控制的三相的电流指令信 号。另外，栅极信号生成电路根据三相的电流指令信号生成用于 PWM控制6个半导体开关元件的栅极信号。在该电流控制型电力 转换器中，以一对电容器的连接点作为中性相。本申请专利技术者发现在三相四线式的电流控制型电力转换器 中，输出电流的波形中发生比较大的失真的原因在于输出电流中所包含的三次谐波电流成分。因此，专利技术者提出了以下的技术性 思想，并确认其有效。该技术思想为通过将可以除去输出电流 中所包含的三次谐波电流成分的被修改后的三相的电流指令信 号发给栅极电路，来除去输出电流中所包含的三次谐波成分。因此，在本专利技术的具体构成中，电流指令信号生成电路由三 次谐波电压成分生成部、谐波移位部、信号减法部构成。三次谐 波电压成分生成部根据三相逆变电路的三相输出电压，生成与三 相的所有相电压同步的三次谐波电压成分。另外，谐波移位部输 出将三次谐波电压成分向时间上滞后的方向移位所规定的时间 后得到的被移位后的三次谐波电压成分。并且，信号减法部将被移位后的三次谐波电压成分乘以所规 定的增益后的减法信号，从三相的电流指令信号中分别减去，作 为三相的被修改后的电流指令信号输出到栅极信号生成电路中。 减法信号是输出电流中所包含的三次谐波电流成分的原因成分。 因此，若使用将减法信号从三相的电流指令信号中减去后得到的 三相的被修改后的电流指令信号，栅极信号生成电路生成栅极信 号，则在从三相逆变电路所输出的三相的输出电流波形中就不再 含有谐波成分。因此，根据本专利技术的电流控制型电力转换器，可 以改善输出电流波形的失真。另外，本专利技术的技术性思想适用于 将一对电容器的连接点作为中性相的电流控制型电力转换器。上述的"所规定的时间"以及"所规定的增益"是为了抑制 在多相逆变电路的多相输出电流中发生基于三次谐波电流成分 的电流波形失真而分别规定的。"所规定的时间"以及"所规定 的增益"也可以这样规定，即，从未应用本专利技术的以往的电流控 制型电力转换器的输出电流波形中，通过解析来抽出三次谐波电 流成分，并根据该三次谐波电流成分的波形来规定。具体而言， 所规定的时间是指与相对于多相输出电压的多相输出电流中所 包含的三次谐波电流成分的时间滞后部分相当的时间。另外，所 规定的增益是指可以将被移位 的三次谐波电压成分的振幅规 定为与多相输出电流中所包含的三次谐波成分的振幅一致。如此，就可以高精度地改善输出电流波形的失真。本专利技术也可以作为改善上述电流控制型电力转换器中的多 相输出电流的波形失真的方法来掌握。即，本专利技术的方法，可以 通过对多相的电流指令信号进行修改，以除去多相输出电流中所 包含的三次谐波成分，来改善多相输出电流的波形失真。在以三相四线式的电流控制型电力转换器为对象的具体方 法中，首先，根据三相逆变电路的三相输出电压，由三相的相电 压生成与三相的相电压同步的三次谐波电压成分。然后，生成将 三次谐波电压成分分别向时间上滞后的方向移位的三次谐波电 压成分，以使三次谐波电压成分的相位与三相输出电流中所包含 的三次谐波成分的相位一致。另外，将使被移位后的三次谐波电 压成分的振幅与三相输出电流中所包含的三次谐波电流成分的 振幅一致的所规定的增益，与被移位后的三次谐波电压成分相 乘，生成减法信号。最后，将减法信号从三相的电流指令信号中 分别减去，生成三相的被修改后的电流指令信号，并向栅极信号 生成电路输出。这样，三相输出电流波形中就不会包含三次谐波 电流成分，因此，可以改善输出电流波形的失真。根据本专利技术的电流控制型电力转换器，从多相的电流指令信 号中除去成为生成三次谐波成分的原因的信号的、多相的被修改 后的电流指令信号被输入到栅极信号生成电路中，所以，从多相 逆变电路的输出电流，可以获得实质上不包含三次谐波电流成分 的输出电流波形。附图说明图1为表示本专利技术的电流控制型电力转换器的实施方式的一 个例子的构成的电路图。图2为表示电流指令信号生成电路以及栅极信号生成电路的 构成的一个例子的图。图3为表示1个相电压波形、三次谐波电压成分以及减法信 号的一个例子的波形图。符号说明1电流指令信号生成电路2栅极信号生成电路3三次谐波电压成分生成部4谐波移位部5信号减法部Trl Tr6半导体开关元件C1 C5电容器CT1 CT3电流检测器L1 L3电抗器D1 D6 二极管DC直流电源AC工业交流电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流控制型电力转换器的输出电流波形的改善方法，其改善由电流控制型电力转换装置输出的多相输出电流的波形失真，上述电流控制型电力转换装置具有与直流电源的一对直流输出端子连接的多相逆变电路，并将在上述直流电源的一对直流输出端子之间串联连接的一对电容器的连接点作为中性相，其特征为：　修改用于对上述多相逆变电路进行反馈控制的多相的电流指令信号，以便除去包含在上述多相输出电流中的三次谐波电流成分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松崎昭宪，小林隆，
申请(专利权)人：山洋电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]