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JP3249307B2 - NPC inverter - Google Patents
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JP3249307B2 - NPC inverter - Google Patents

NPC inverter

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JP3249307B2
JP3249307B2 JP23978394A JP23978394A JP3249307B2 JP 3249307 B2 JP3249307 B2 JP 3249307B2 JP 23978394 A JP23978394 A JP 23978394A JP 23978394 A JP23978394 A JP 23978394A JP 3249307 B2 JP3249307 B2 JP 3249307B2
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inverter
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聖 宮崎
優 山元
ラズハ ベングラヒム
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は中性点電位を持つ直流電
圧を交流電圧に変換するNPCインバータに係り、特に
負荷電力の変化に伴う直流電圧の変動を抑制するように
したNPCインバータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an NPC inverter for converting a DC voltage having a neutral point potential into an AC voltage, and more particularly to an NPC inverter for suppressing a change in DC voltage due to a change in load power.

【0002】[0002]

【従来の技術】電圧形インバータを用いて、負荷に電力
を供給する場合、負荷電力の急変等によって、直流電圧
が一時的に変動し、この変動がシステムの制御性能に悪
影響を及ぼすことがある。
2. Description of the Related Art When power is supplied to a load using a voltage-type inverter, the DC voltage temporarily fluctuates due to a sudden change in load power or the like, and this fluctuation may adversely affect the control performance of the system. .

【0003】電圧形インバータとして中性点クランプ式
(Neutral Point Clamped (一般にNPCと呼称す
る))インバータを用いた場合、直流電圧が正側と負側
に分れており、中性点電位が変動するのでその影響は一
層顕著となる。
When a neutral point clamped (NPC) inverter is used as a voltage source inverter, the DC voltage is divided into a positive side and a negative side, and the neutral point potential fluctuates. The effect is even more pronounced.

【0004】このような負荷電力の急変による直流電圧
の変動を抑制するため、従来のNPCインバータでは図
4に示す方策がとられていた。図4のものは、直流電源
1から直流電圧Vd が加えられ正側直流電圧V1 と負側
直流電圧V2 に分割し中性点電位Nを得る直列接続され
た2組のコンデンサ2,3と、直流電圧Vd 及び中性点
電位Nが与えられ交流電圧基準Vu * ,Vv *,Vw *
に応じて直流電圧Vd を3相の交流電圧に変換して負荷
5に供給するインバータ4を備えており、電圧検出器20
と21を介して正側直流電圧V1 と負側直流電圧V2 を検
出し、その検出値V1fとV2fの差電圧を交流電圧基準V
u * ,Vv * ,Vw * にそれぞれ加算して交流電圧基準
を補正することで直流電圧の変動を抑制するようにした
ものである。
[0004] In order to suppress the fluctuation of the DC voltage due to such a sudden change in load power, a conventional NPC inverter employs a measure shown in FIG. Figure things 4, the positive DC voltage V d is applied from the DC power supply 1 current voltage V 1 and connected in series two pairs of capacitors 2 to obtain a neutral point potential N divided into negative DC voltage V 2, 3, the DC voltage V d and the neutral point potential N is applied AC voltage reference V u *, V v *, V w *
The inverter 4 converts the DC voltage Vd into a three-phase AC voltage and supplies the AC voltage to the load 5 in accordance with
When detecting a positive side DC voltage V 1 and the negative side DC voltage V 2 through a 21, the AC voltage reference V a difference voltage detected value V 1f and V 2f
u *, V v *, is obtained so as to suppress the fluctuation of the DC voltage by correcting the AC voltage reference is added respectively to V w *.

【0005】この方法は、正側直流電圧V1 が負側直流
電圧V2 に比べて増加した場合は、電圧基準に正方向バ
イアスを加算することにより、正側直流電力の消費量が
増大するため、正側直流電圧が低下することを利用した
ものである。
According to this method, when the positive side DC voltage V 1 is higher than the negative side DC voltage V 2 , the positive side DC power consumption is increased by adding a positive bias to the voltage reference. Therefore, the fact that the positive DC voltage is reduced is used.

【0006】なお、7はパルス幅変調のための三角波信
号を出力するキャリア発生器、8は補正された交流電圧
基準Vu2 * ,Vv2 * ,Vw2 * と三角波信号とを比較して
インバータ4をパルス幅変調制御するゲートパルスを出
力する比較器、9はインバータの出力電流Iu ,Iv
w の検出値から無効成分電流Idfと有効成分電流Iqf
を検出する座標変換器、10及び11は無効成分電流基準I
dr及び有効成分電流基準Iqrと上記Idf及びIqfをそれ
ぞれ比較し無効成分電圧基準Edr及び有効成分電圧基準
qrを出力する電流制御器、12は上記EdrとEqrから3
相の交流電圧基準Vu * ,Vv * ,Vw * を出力する座
標変換器であり、これらの作用については本発明に直接
関係しないので説明を省略する。
Reference numeral 7 denotes a carrier generator for outputting a triangular wave signal for pulse width modulation, and 8 denotes an inverter which compares the corrected AC voltage references V u2 * , V v2 * , V w2 * with the triangular wave signal. 4 is a comparator that outputs a gate pulse for pulse width modulation control, 9 is an inverter output current I u , I v ,
From the detected value of I w, the reactive component current I df and the active component current I qf
The coordinate converters 10 and 11 detect the reactive component current reference I.
dr and effective component current reference I qr and the I df and I qf compares each current controller for outputting a reactive component voltage reference E dr and active ingredient voltage reference E qr, 12 from the E dr and E qr 3
Phase of the AC voltage reference V u *, V v *, a coordinate converter that outputs a V w *, a description thereof will be omitted for these effects not directly related to the present invention.

【0007】また、コンバータにより直流電圧を出力す
る通常の電圧形インバータを用いて交流電動機の速度を
制御するときは、インバータのトルク(有効成分電流)
基準と速度フィードバック(あるいは速度基準)の積か
ら、インバータ出力電力Pを計算し、これをコンバータ
の電圧制御出力に加算して、直流電圧変動を抑制するこ
とが行われている。
When the speed of an AC motor is controlled by using a normal voltage type inverter that outputs a DC voltage by a converter, the torque (effective component current) of the inverter is controlled.
An inverter output power P is calculated from a product of a reference and a speed feedback (or a speed reference), and is added to a voltage control output of the converter to suppress a DC voltage fluctuation.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前述した図4の従来装
置では、正側直流電圧フィードバックと負側直流電圧フ
ィードバックとの差をインバータの電圧基準に加算し
て、直流電圧変動を抑制するので、フィードバックによ
る検出遅れのため、直流電圧変動を抑制する効果が十分
でないという問題がある。
In the conventional device shown in FIG. 4 described above, the difference between the positive DC voltage feedback and the negative DC voltage feedback is added to the voltage reference of the inverter to suppress the DC voltage fluctuation. There is a problem that the effect of suppressing DC voltage fluctuation is not sufficient due to detection delay due to feedback.

【0009】また、インバータのトルク基準と速度フィ
ードバック(あるいは速度基準)の積からインバータの
出力電力を計算し、これをコンバータの電圧制御出力に
加算して直流電圧変動を抑制する方法は、コンバータが
正側コンバータと負側コンバータに分かれているNPC
インバータでは、それぞれのコンバータが出力する電力
の和がインバータの出力電力と一致するので、実施する
ことができないという問題がある。
Further, a method of calculating the output power of the inverter from the product of the torque reference of the inverter and the speed feedback (or the speed reference) and adding the calculated output power to the voltage control output of the converter to suppress the DC voltage fluctuation is disclosed in Japanese Patent Application Publication No. NPC divided into positive converter and negative converter
Inverters cannot be implemented because the sum of the power output from each converter matches the output power of the inverter.

【0010】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、インバータの出
力電力を正側と負側に分割する方法を提供し、正側電力
と負側電力をインバータの電圧基準に反映させて直流電
圧の変動を抑制する装置と、正側電力と負側電力をコン
バータの電圧制御出力に反映させて直流電圧の変動を抑
制するNPCインバータを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a method of dividing the output power of an inverter into a positive side and a negative side. Provided are a device that suppresses fluctuations in DC voltage by reflecting power on a voltage reference of an inverter, and an NPC inverter that suppresses fluctuations in DC voltage by reflecting positive power and negative power on a voltage control output of a converter. It is in.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明として、
直流電圧が加えられ正側直流電圧と負側直流電圧に分割
し中性点電位を得る直列接続された2組のコンデンサ
と、前記直流電圧及び中性点電位が与えられ、交流電圧
基準に応じて前記直流電圧を交流電圧に変換して出力す
るインバータを備え、前記交流電圧基準と交流電流基準
あるいはインバータ出力電流の検出値から正側電力と負
側電力を分離して出力する電力検出手段を設け、前記正
側電力と負側電力との差分値により前記交流電圧基準を
補正する。
Means for Solving the Problems As a first aspect of the present invention,
A DC voltage is applied and divided into a positive DC voltage and a negative DC voltage to obtain a neutral point potential.Two sets of capacitors connected in series are provided with the DC voltage and the neutral point potential. An inverter that converts the DC voltage to an AC voltage and outputs the converted voltage, and a power detection unit that separates positive power and negative power from the detected value of the AC voltage reference and the AC current reference or the detected value of the inverter output current and outputs the separated power. The AC voltage reference is corrected based on a difference value between the positive power and the negative power.

【0012】請求項2の発明として、正側電圧制御器と
負側電圧制御器の出力に応じてそれぞれ正側直流電圧と
負側直流電圧を出力すると共に、該正側直流電圧と負側
直流電圧が加算されるように直列接続して成る2組のコ
ンバータと、前記正側直流電圧と負側直流電圧を入力と
し、交流電圧基準に応じた交流電圧を出力するインバー
タを備え、前記交流電圧基準と交流電流基準あるいはイ
ンバータ出力電流の検出値から正側電力と負側電力を分
離して検出する電力検出手段を設け、前記正側電力と負
側電力により前記正側直流電圧と負側直流電圧を補正す
る。
According to a second aspect of the present invention, a positive DC voltage and a negative DC voltage are output in accordance with the outputs of a positive voltage controller and a negative voltage controller, respectively. Two sets of converters connected in series so that the voltages are added, and an inverter that receives the positive DC voltage and the negative DC voltage as inputs and outputs an AC voltage according to an AC voltage reference; Power detection means for separating and detecting the positive side power and the negative side power from the reference value and the AC current reference or the detected value of the inverter output current; and providing the positive side DC voltage and the negative side DC voltage by the positive side power and the negative side power. Correct the voltage.

【0013】請求項3の発明として、更に、前記電力検
出手段は、前記交流電圧基準を正側交流電圧基準と負側
交流電圧に分離して出力する正負分離手段を備え、前記
正側交流電圧基準及び負側交流電圧基準にそれぞれ前記
交流電流基準あるいはインバータ出力電流の検出値を乗
じて正側電力及び負側電力を検出する。
According to a third aspect of the present invention, the power detecting means further comprises positive / negative separating means for separating the AC voltage reference into a positive AC voltage reference and a negative AC voltage and outputting the separated AC voltage reference. The reference power and the negative power are detected by multiplying the reference and the negative AC voltage references by the detected values of the AC current reference and the inverter output current, respectively.

【0014】請求項4の発明として、請求項1のものに
おいて、更に、前記交流電圧基準の補正は、正側電力か
ら負側電力を減じた差分値を前記交流電圧基準から減じ
て補正する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the AC voltage reference is corrected by subtracting a difference value obtained by subtracting the negative power from the positive power from the AC voltage reference.

【0015】請求項5の発明として、更に、前記交流電
圧基準が多相のとき、全ての相の交流電圧基準から前記
差分値を減じて補正する。請求項6の発明として、請求
項2のものにおいて、更に、前記正側直流電圧の補正
は、前記正側電圧制御器の出力に前記正側電力を加えて
補正し、前記負側直流電圧の補正は、前記負側電圧制御
器の出力に前記負側電力を加えて補正する。
According to a fifth aspect of the present invention, when the AC voltage reference is multi-phase, the correction is performed by subtracting the difference value from the AC voltage references of all phases. According to a sixth aspect of the present invention, in the second aspect, the correction of the positive DC voltage is performed by adding the positive power to the output of the positive voltage controller, and correcting the negative DC voltage. The correction is performed by adding the negative power to the output of the negative voltage controller.

【0016】[0016]

【作用】請求項1及び請求項4の発明において、電力検
出手段は、交流電圧基準と交流電流基準あるいはインバ
ータ出力電流の検出値から正側電力と負側電力を分離し
て検出し、正側電力と負側電力の差分値を交流電圧基準
から減じて補正する。
In the first and fourth aspects of the present invention, the power detection means separates and detects the positive power and the negative power from the AC voltage reference and the AC current reference or the detected value of the inverter output current. The difference between the power and the negative power is subtracted from the AC voltage reference and corrected.

【0017】請求項2及び請求項6の発明において、電
力検出手段は、交流電圧基準と交流電流基準あるいはイ
ンバータ出力電流の検出値から正側電力と負側電力を分
離して検出し、正側電圧制御器の出力に正側電力を加え
て補正し、負側電圧制御器の出力に負側電力を加えて補
正する。
In the invention according to claim 2 and claim 6, the power detection means separates and detects the positive power and the negative power from the AC voltage reference and the AC current reference or the detected value of the inverter output current. The output of the voltage controller is corrected by adding positive power, and the output of the negative voltage controller is corrected by adding negative power.

【0018】請求項3の発明において、電力検出手段の
正負分離手段は、交流電圧基準を正側と負側に分割して
正側交流電圧基準と負側交流電圧基準に分離して出力
し、正側交流電圧基準と交流電流基準あるいはインバー
タ出力電流の検出値を乗じて正側電力を検出し、負側交
流電圧基準と交流電流基準あるいはインバータ出力電流
の検出値を乗じて負側電力を検出する。
In the invention according to claim 3, the positive / negative separating means of the power detecting means divides the AC voltage reference into a positive side and a negative side, and separates and outputs the positive side AC voltage reference and the negative side AC voltage reference. Positive power is detected by multiplying the positive AC voltage reference by the AC current reference or the detected value of the inverter output current, and negative power is detected by multiplying the negative AC voltage reference by the AC current reference or the detected value of the inverter output current. I do.

【0019】請求項5の発明において、多相の交流電圧
を出力するインバータの場合、前記電力検出手段は、全
ての相の交流電圧基準をそれぞれ正側と負側に分割して
各相の正側交流電圧基準と負側交流電圧基準を分離して
出力し、各相の正側交流電圧基準及び負側交流電圧基準
と交流電流基準あるいはインバータ出力電流の検出値を
乗じて各相の正側電力及び負側電力を求め、正側電力同
志及び負側電力同志を加えてインバータ出力の正側電力
及び負側電力を検出し、この正側電力と負側電力の差分
値を交流電圧基準から減じて交流電圧基準を補正する。
In the invention of claim 5, in the case of an inverter that outputs a multi-phase AC voltage, the power detection means divides the AC voltage reference of all phases into positive and negative sides, respectively, and The AC voltage reference and the negative AC voltage reference are separated and output, and the positive AC voltage reference and the negative AC voltage reference of each phase are multiplied by the AC current reference or the detected value of the inverter output current to obtain the positive side of each phase. The power and the negative power are obtained, the positive power and the negative power are added, the positive power and the negative power of the inverter output are detected, and the difference between the positive power and the negative power is calculated from the AC voltage reference. To correct the AC voltage reference.

【0020】[0020]

【実施例】図1は、本発明の請求項1,3,4,5に対
応する実施例の構成図である。図1において、直流電源
1から供給される直流電圧Vd は平滑コンデンサ2と平
滑コンデンサ3によって、正側直流電圧と負側直流電圧
に分割され、NPCインバータ4に入力される。NPC
インバータ4は、比較器8から出力されるゲートパルス
によって、直流電圧Vd をパルス幅変調して3相交流電
圧に変換して負荷5に供給する。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment corresponding to claims 1, 3, 4, and 5 of the present invention. In FIG. 1, a DC voltage V d supplied from a DC power supply 1 is divided into a positive DC voltage and a negative DC voltage by a smoothing capacitor 2 and a smoothing capacitor 3, and input to an NPC inverter 4. NPC
Inverter 4, the gate pulse output from the comparator 8, supplied to the load 5 converts the DC voltage V d to the pulse width modulation on three-phase AC voltage.

【0021】インバータ4の3相出力電流Iu ,Iv
w は、電流検出器6によって検出され、座標変換部9
に入力される。座標変換部9では、インバータ出力電流
の検出値(Iuf,Ivf,Iwf)から負荷5に供給する電
力の無効成分Idfと有効成分Iqfにそれぞれ変換する。
The three-phase output currents I u , I v ,
I w is detected by the current detector 6 and the coordinate conversion unit 9
Is input to The coordinate converter 9 converts the detected values (I uf , I vf , I wf ) of the inverter output current into an ineffective component I df and an effective component I qf of the power supplied to the load 5.

【0022】電流制御部10,11では、無効成分電流基準
drと無効成分電流Idfとの差分値、および有効成分電
流基準Iqrと有効成分電流Iqfとの差分値の比例・積分
増幅によって、無効成分電圧基準Edrおよび有効成分電
圧基準Eqrを出力する。
The current control units 10 and 11 perform proportional / integral amplification of the difference between the reactive component current reference I dr and the reactive component current I df and the difference between the active component current reference I qr and the active component current I qf. Thus, an invalid component voltage reference E dr and an effective component voltage reference E qr are output.

【0023】この電圧基準EdrとEqrは座標変換部12に
よって3相の交流電圧基準(Vu *,Vv * ,Vw * )に
変換される。一方、電流基準IdrとIqrは座標変換部13
によって3相の交流電流基準(Iu * ,Iv * ,Iw
* )に変換される。
The voltage references E dr and E qr are converted by the coordinate converter 12 into three-phase AC voltage references (V u * , V v * , V w * ). On the other hand, the current references I dr and I qr are
The three-phase AC current reference ( Iu * , Iv * , Iw)
* ).

【0024】電力検出部14は、上記3相の交流電圧基準
と交流電流基準からインバータ4から出力される交流電
力の正側電力PP と負側電力PN を演算して出力する。
図2は、電力検出部14の具体例を示したもので、各相毎
に交流電圧基準を正側と負側に分割する正負分離手段
(51,52)を備えている。すなわち、U相の正側分離手
段51は、交流電圧基準Vu * の下限値を0に制限し、正
側の交流電圧基準のみをVup * として出力する。一方、
負側分離手段52は、交流電圧基準Vu * の上限値を0に
制限し、負側の交流電圧基準のみをVUN * として出力す
る。正側と負側に分離された交流電圧基準VUP * とVUN
* は、乗算器53と54で交流電流基準Iu * と乗算され、
U相の正側電力と負側電力が求められる。V相,W相に
ついても同様にして正側電力と負側電力が求められ、各
相の正側電力と負側電力が加算器55と56で加算され正側
電力PP と負側電力PN を出力する。図1の減算器15
は、電力検出器14から出力される正側電力PP から負側
電力PN を減じた値を補正信号VC として出力し、減算
器16で各相の交流電圧基準Vu * ,Vv * ,Vw * から
補正信号VC を減じて補正された交流電圧基準Vu2 *
v2 * ,Vw2 * を得、この補正された交流電圧基準が比
較器8に入力されることによって、本発明の目的が達成
される。
The power detector 14 calculates and outputs the positive-side power P P and the negative power P N of the AC power output from the inverter 4 from the AC voltage reference and an AC current reference of the three phases.
FIG. 2 shows a specific example of the power detector 14, which is provided with positive / negative separating means (51, 52) for dividing the AC voltage reference into a positive side and a negative side for each phase. That is, the U-phase positive-side separating means 51 limits the lower limit of the AC voltage reference Vu * to 0, and outputs only the positive-side AC voltage reference as Vup * . on the other hand,
The negative side separation means 52 limits the upper limit of the AC voltage reference Vu * to 0, and outputs only the negative AC voltage reference as V UN * . AC voltage references V UP * and V UN separated into positive and negative sides
* Is multiplied by the AC current reference I u * in multipliers 53 and 54,
U-phase positive power and negative power are determined. V-phase, W-phase positive-side power and negative power are determined in the same manner also, the positive power of each phase positive power and negative power are added by the adder 55 and 56 P P and the negative power P Output N. Subtractor 15 in FIG.
The positive side power P P of the value obtained by subtracting the negative power P N from output as the correction signal V C, the AC voltage reference of each phase by the subtracter 16 output from the power detector 14 V u *, V v * , Vw *, and the correction signal V C is subtracted from the corrected AC voltage reference V u2 * ,
By obtaining V v2 * and V w2 * and inputting the corrected AC voltage reference to the comparator 8, the object of the present invention is achieved.

【0025】すなわち、インバータ4から出力される正
側電力が負側電力よりも大きい場合は正側直流平滑コン
デンサ2の電圧が負側直流平滑コンデンサ3の電圧に比
べて低下する傾向にあるので、インバータの交流電圧基
準から正側電力と負側電力の差分値を減算(バイアス)
すれば、正側直流平滑コンデンサ2の電圧降下量が減少
する。すなわちこのバイアス分が上記、正負電力差に相
当するため、直流電圧変動を抑制することができる。
That is, when the positive power output from the inverter 4 is larger than the negative power, the voltage of the positive DC smoothing capacitor 2 tends to be lower than the voltage of the negative DC smoothing capacitor 3. Subtract the difference between the positive and negative power from the inverter's AC voltage reference (bias)
Then, the amount of voltage drop of the positive DC smoothing capacitor 2 decreases. That is, the bias component corresponds to the positive / negative power difference, so that the DC voltage fluctuation can be suppressed.

【0026】図3は、本発明の請求項2,3,6に対応
する実施例の構成図である。この実施例は、正側電圧制
御器23と負側電圧制御器24の出力に応じてそれぞれ正側
直流電圧V1 と負側直流電圧V2 を出力すると共に、該
正側直流電圧V1 と負側直流電圧V2 が加算されるよう
に直列接続して成る2組のコンバータ33,34と、前記正
側直流電圧V1 と負側直流電圧V2 を入力とし、交流電
圧基準Vu *,Vv * ,Vw * に応じた交流電圧を出力
するインバータ4を備えたものに適用することができ
る。
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment corresponding to the second, third and sixth aspects of the present invention. This embodiment, with each outputting a positive side DC voltage V 1 and the negative side DC voltage V 2 in accordance with the output of the positive voltage controller 23 and the negative voltage controller 24, a positive-side DC voltages V 1 Two sets of converters 33 and 34 connected in series so that the negative DC voltage V 2 is added, the positive DC voltage V 1 and the negative DC voltage V 2 are input, and an AC voltage reference V u * , V v *, it can be applied to those having an inverter 4 which outputs an AC voltage corresponding to V w *.

【0027】すなわち、図3において、交流電源31,32
から供給される交流電圧は正側コンバータ33および負側
コンバータ34により位相制御部27,28から出力されるゲ
ートパルスG1 ,G2 によって、正側直流電圧V1 およ
び負側直流電圧V2 に変換される。これら直流電圧は、
平滑コンデンサ2と平滑コンデンサ3によって平滑化さ
れ、NPCインバータ4に入力される。NPCインバー
タ4は、比較器8から出力されるゲートパルスG3 によ
って、上記直流電圧V1 ,V2 を3相の交流電圧に変換
して負荷5に供給する。
That is, in FIG.
AC voltage supplied by the gate pulse G 1, G 2 outputted from the phase control unit 27, 28 by the positive side converter 33 and a negative converter 34, to the positive DC voltage V 1 and the negative side DC voltage V 2 from Is converted. These DC voltages are
The signal is smoothed by the smoothing capacitor 2 and the smoothing capacitor 3 and input to the NPC inverter 4. The NPC inverter 4 converts the DC voltages V 1 and V 2 into three-phase AC voltages and supplies them to the load 5 by the gate pulse G 3 output from the comparator 8.

【0028】正側電圧制御器23及び負側電圧制御器24
は、正側電圧基準V1r及び負側電圧基準V2rと、電圧検
出器20を介して検出される正側コンバータ33の出力電圧
フィードバックV1f及び電圧検出器21を介して検出され
る負側コンバータ34の出力電圧フィードバックV2fとを
それぞれ比較し、その差分を比例積分増幅することによ
って正側電流基準I1r及び負側電流基準I2rを出力す
る。電流制御器25,26は、この電流基準I1r,I2rと電
流検出器35,36を介して検出される正側コンバータ33、
負側コンバータ34の出力電流フィードバックI1f,I2f
とそれぞれ比較し、その差分値を減少させるように制御
信号C1 ,C2 を出力し、位相制御器27,28から制御信
号C1 ,C2 に応じた位相のゲートパルスG1 ,G2
出力され、前述のように正側コンバータ33と負側コンバ
ータ34が制御され、正側直流電圧V1と負側直流電圧V2
は、正側電圧基準V1rと負側電圧基準V2rに対応した
値に制御される。
The positive voltage controller 23 and the negative voltage controller 24
Are the positive voltage reference V 1r and the negative voltage reference V 2r , the output voltage feedback V 1f of the positive converter 33 detected via the voltage detector 20 and the negative voltage detected via the voltage detector 21. The output voltage feedback V 2f of the converter 34 is compared with each other, and the difference is proportionally integrated and amplified to output a positive current reference I 1r and a negative current reference I 2r . The current controllers 25 and 26 are connected to the current references I 1r and I 2r and the positive-side converter 33 detected through the current detectors 35 and 36, respectively.
Output current feedback I 1f , I 2f of negative side converter 34
, And control signals C 1 and C 2 are output so as to reduce the difference value, and the phase controllers 27 and 28 output gate pulses G 1 and G 2 having phases corresponding to the control signals C 1 and C 2 , respectively. Is output, and the positive converter 33 and the negative converter 34 are controlled as described above, and the positive DC voltage V 1 and the negative DC voltage V 2
Is controlled to a value corresponding to the positive voltage reference V 1r and the negative voltage reference V 2r .

【0029】インバータ4から出力される3相の交流電
流Iu ,Iv ,Iw は、電流検出器6を介してIuf,I
vf,Iwfとして検出され、座標変換部9により無効成分
電流Idfと有効成分電流Iqfに変換される。電流制御器
10及び11は、無効成分電流基準Idr及び有効成分電流基
準Iqrと上記無効成分電流Idf及び有効成分電流基準I
qfとをそれぞれ比較し、その差分を比例積分増幅して無
効成分電圧基準Edr及び有効成分電圧基準Eqrを出力す
る。座標変換部12は、無効成分電圧基準Edrと有効成分
電圧基準Eqrを3相の交流電圧基準Vu * ,Vv * ,V
w * に変換し、比較器8は、この交流電圧基準Vu *
v * ,Vw * とキャリア発生器7から出力される三角
波を比較して、パルス幅変調されたゲートパルスG3
出力し、インバータ4から出力される3相の交流電圧
は、3相の交流電圧基準Vu * ,Vv * ,Vw * に対応
した値に制御される。
The alternating current I u of the three-phase output from the inverter 4, I v, I w is, I uf via the current detector 6, I
These are detected as vf and Iwf , and are converted by the coordinate conversion unit 9 into an inactive component current Idf and an active component current Iqf . Current controller
10 and 11 are the reactive component current reference I dr and the active component current reference I qr, and the reactive component current I df and the active component current reference I q
and qf , respectively, and the difference is proportionally integrated and amplified to output an invalid component voltage reference Edr and an effective component voltage reference Eqr . Coordinate conversion unit 12, the AC voltage of the reactive component voltage reference E dr and enable component voltage reference E qr 3-phase reference V u *, V v *, V
w * , and the comparator 8 calculates the AC voltage reference Vu * ,
V v *, by comparing the triangular wave output from the V w * and the carrier generator 7, and outputs a gate pulse G 3 which is pulse width modulated AC voltage of three-phase output from the inverter 4, 3-phase of the AC voltage reference V u *, V v *, is controlled to a value corresponding to V w *.

【0030】座標変換部13は、無効成分電流基準Idr
有効成分電流基準Iqrを3相の交流電流基準Iu * ,I
v * ,Iw * に変換する。電力検出部14は、前述と同様
にして3相の交流電圧基準Vu * ,Vv * ,Vw * と3
相の交流電流基準Iu * ,Iv * ,Iw * から正側電力
P と負側電力PN を検出する。検出された正側電力P
P と負側電力PN が、加算器29と30を介して正側電圧制
御部23と負側電圧制御部24の出力信号(正側電流基準I
1rと負側電流基準I2r)に加えられることにより、本発
明の目的が達成される。
The coordinate converter 13 converts the reactive component current reference Idr and the active component current reference Iqr into three-phase AC current references Iu * and Iu * .
v * , Iw * . Power detection unit 14, in the same manner as described above in to three-phase AC voltage reference V u *, V v *, V w * and 3
The positive power PP and the negative power PN are detected from the phase AC current references Iu * , Iv * , Iw * . Detected positive power P
P and the negative power PN are output from the positive voltage control unit 23 and the negative voltage control unit 24 (positive current reference I
1r and the negative current reference I 2r ) achieve the object of the invention.

【0031】すなわち、インバータ4から出力される正
側電力と負側電力が瞬時的に増減したとき、それに応じ
て正側電流基準I1rと負側電流基準I2rに正側電力PP
と負側電力PN がバイアス量として加算され、正側コン
バータ33と負側コンバータ34から供給される電力が増減
するので、正側直流電圧V1 と負側直流電圧V2 の変動
を抑制することができる。
That is, when the positive power and the negative power output from the inverter 4 instantaneously increase or decrease, the positive power P P is applied to the positive current reference I 1r and the negative current reference I 2r accordingly.
Negative power P N is added as a bias amount and, since the power supplied from the primary converter 33 and the negative-side converter 34 increases or decreases, suppressing a variation of the positive-side DC voltage V 1 and the negative side DC voltage V 2 be able to.

【0032】このように、インバータ4の交流電圧基準
と交流電流基準から正側電力と負側電力を求めて補償す
ることにより、より速く電圧変動を抑制することがで
き、従来方式の直流電圧のフィードバックで補償するの
に比較して、一段と優れた結果が得られる。
As described above, by obtaining the positive power and the negative power from the AC voltage reference and the AC current reference of the inverter 4 and compensating, the voltage fluctuation can be suppressed more quickly, and the DC voltage of the conventional system can be reduced. Even better results are obtained compared to compensating with feedback.

【0033】なお、以上の説明では、インバータの交流
電圧基準と交流電流基準から正側電力と負側電力を求め
る例で示したが、交流電流基準の代りにインバータ出力
電流の検出値を用いても同様に実施することができる。
また、インバータ4は3相交流を出力する例で示した
が、単相あるいは3相以外の多相の交流を出力する場合
にも適用することができる。
In the above description, the positive power and the negative power are obtained from the AC voltage reference and the AC current reference of the inverter. However, the detected value of the inverter output current is used instead of the AC current reference. Can be similarly implemented.
In addition, although the example in which the inverter 4 outputs a three-phase alternating current is shown, the present invention can also be applied to a case where a single-phase or a multi-phase other than the three-phase alternating current is output.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、中性点電位を持つ直流
電圧を交流電圧に変換して出力するNPCインバータに
おいて、負荷電力の変化に伴う直流電圧の変動を効果的
に抑制することが可能となり、制御性能の向上したNP
Cインバータを提供することができる。
According to the present invention, in an NPC inverter that converts a DC voltage having a neutral point potential into an AC voltage and outputs the AC voltage, it is possible to effectively suppress a change in the DC voltage due to a change in load power. NP with improved control performance
A C inverter can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の請求項1,3,4,5に対応する実施
例の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment corresponding to claims 1, 3, 4, and 5 of the present invention.

【図2】本発明で用いる電力検出部14の具体例を示す詳
細構成図
FIG. 2 is a detailed configuration diagram showing a specific example of a power detection unit 14 used in the present invention.

【図3】本発明の請求項2,3,6に対応する実施例の
構成図
FIG. 3 is a configuration diagram of an embodiment according to claims 2, 3, and 6 of the present invention.

【図4】従来装置の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional apparatus.

【符号の説明】 1…直流電源 2,3…平滑コンデンサ 4…インバータ 5…負荷 6…電流検出器 7…キャリア発生器 8…比較器 9…座標変換部 10,11…電流制御部 12,13…座標変換部 14…電力検出部 15,16…減算器 20,21…電圧検出器 23,24…電圧制御部 25,26…電流制御部 27,28…位相制御部 29,30…加算器 31,32…交流電源 33,34…コンバータ 35,36…電流検出器[Description of Signs] 1 ... DC power supply 2, 3 ... Smoothing capacitor 4 ... Inverter 5 ... Load 6 ... Current detector 7 ... Carrier generator 8 ... Comparator 9 ... Coordinate converter 10 and 11 ... Current controller 12 and 13 ... Coordinate converter 14 ... Power detector 15,16 ... Subtractor 20,21 ... Voltage detector 23,24 ... Voltage controller 25,26 ... Current controller 27,28 ... Phase controller 29,30 ... Adder 31 , 32 ... AC power supply 33,34 ... Converter 35,36 ... Current detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−261550(JP,A) 特開 平6−54547(JP,A) 特開 平6−30564(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/48 H02M 7/5387 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-261550 (JP, A) JP-A-6-54547 (JP, A) JP-A-6-30564 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/48 H02M 7/5387

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 直流電圧が加えられ正側直流電圧と負側
直流電圧に分割し中性点電位を得る直列接続された2組
のコンデンサと、前記直流電圧及び中性点電位が与えら
れ、交流電圧基準に応じて前記直流電圧を交流電圧に変
換して出力するインバータを備え、前記交流電圧基準と
交流電流基準あるいはインバータ出力電流の検出値から
正側電力と負側電力を分離して出力する電力検出手段を
設け、前記正側電力と負側電力との差分値により前記交
流電圧基準を補正することを特徴とするNPCインバー
タ。
1. A series connection of two capacitors to which a DC voltage is applied and which is divided into a positive DC voltage and a negative DC voltage to obtain a neutral point potential, and wherein the DC voltage and the neutral point potential are provided. An inverter that converts the DC voltage into an AC voltage and outputs the AC voltage according to the AC voltage reference, and separates the positive power and the negative power from the detected value of the AC voltage reference and the AC current reference or the inverter output current to output An NPC inverter, wherein the AC voltage reference is corrected based on a difference value between the positive power and the negative power.
【請求項2】 正側電圧制御器と負側電圧制御器の出力
に応じてそれぞれ正側直流電圧と負側直流電圧を出力す
ると共に、該正側直流電圧と負側直流電圧が加算される
ように直列接続して成る2組のコンバータと、前記正側
直流電圧と負側直流電圧を入力とし、交流電圧基準に応
じた交流電圧を出力するインバータを備え、前記交流電
圧基準と交流電流基準あるいはインバータ出力電流の検
出値から正側電力と負側電力を分離して検出する電力検
出手段を設け、前記正側電力と負側電力により前記正側
直流電圧と負側直流電圧を補正することを特徴とするN
PCインバータ。
2. A positive DC voltage and a negative DC voltage are respectively output according to outputs of a positive voltage controller and a negative voltage controller, and the positive DC voltage and the negative DC voltage are added. And two inverters connected in series as described above, and an inverter that receives the positive DC voltage and the negative DC voltage as input and outputs an AC voltage according to the AC voltage reference, and the AC voltage reference and the AC current reference. Alternatively, power detection means for separating and detecting the positive power and the negative power from the detected value of the inverter output current is provided, and the positive DC voltage and the negative DC voltage are corrected by the positive power and the negative power. N characterized by
PC inverter.
【請求項3】 請求項1及び請求項2のいずれかに記載
のNPCインバータにおいて、前記電力検出手段は、前
記交流電圧基準を正側交流電圧基準と負側交流電圧に分
離して出力する正負分離手段を備え、前記正側交流電圧
基準及び負側交流電圧基準にそれぞれ前記交流電流基準
あるいはインバータ出力電流の検出値を乗じて正側電力
及び負側電力を検出することを特徴とするNPCインバ
ータ。
3. The NPC inverter according to claim 1, wherein said power detection means separates said AC voltage reference into a positive AC voltage reference and a negative AC voltage and outputs the separated AC voltage reference. An NPC inverter comprising a separating unit, wherein the positive power and the negative power are detected by multiplying the positive AC voltage reference and the negative AC voltage reference by the detected values of the AC current reference and the inverter output current, respectively. .
【請求項4】 請求項1に記載のNPCインバータにお
いて、前記交流電圧基準の補正は、正側電力から負側電
力を減じた差分値を前記交流電圧基準から減じて補正す
ることを特徴とするNPCインバータ。
4. The NPC inverter according to claim 1, wherein the correction of the AC voltage reference is performed by subtracting a difference value obtained by subtracting the negative power from the positive power from the AC voltage reference. NPC inverter.
【請求項5】 請求項4に記載のNPCインバータにお
いて、前記交流電圧基準が多相のとき、全ての相の交流
電圧基準から前記差分値を減じて補正することを特徴と
するNPCインバータ。
5. The NPC inverter according to claim 4, wherein when the AC voltage reference is multi-phase, the difference is subtracted from the AC voltage references of all phases to correct the difference.
【請求項6】 請求項2に記載のNPCインバータにお
いて、前記正側直流電圧の補正は、前記正側電圧制御器
の出力に前記正側電力を加えて補正し、前記負側直流電
圧の補正は、前記負側電圧制御器の出力に前記負側電力
を加えて補正することを特徴とするNPCインバータ。
6. The NPC inverter according to claim 2, wherein the correction of the positive DC voltage is performed by adding the positive power to the output of the positive voltage controller to correct the negative DC voltage. Wherein the NPC inverter corrects the output of the negative voltage controller by adding the negative power.
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