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JP7705695B2 - Power Conversion Equipment - Google Patents
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Description

本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a power conversion device.

交流電力から直流電力への変換及び直流電力から交流電力への変換の少なくとも一方を行う主回路部と、主回路部の動作を制御する制御装置と、を備えた電力変換装置が知られている。こうした電力変換装置において、複数台の変換器を直列に接続した多段構成の主回路部とすることが行われている。多段構成の主回路部を備えた電力変換装置は、例えば、交流電力を直流電力に変換して送電する直流送電システムなどに用いられている。 A power conversion device is known that includes a main circuit section that performs at least one of the conversions from AC power to DC power and the conversion from DC power to AC power, and a control device that controls the operation of the main circuit section. In such power conversion devices, the main circuit section is configured as a multi-stage configuration in which multiple converters are connected in series. Power conversion devices that include a multi-stage main circuit section are used, for example, in DC power transmission systems that convert AC power to DC power and transmit it.

各変換器は、複数のスイッチング素子と、各スイッチング素子に並列に接続された電荷蓄積素子と、を有する。各変換器は、制御装置から入力される制御信号を基に、各スイッチング素子のスイッチングを制御する。これにより、交流電力から直流電力への変換、あるいは直流電力から交流電力への変換が行われる。 Each converter has multiple switching elements and a charge storage element connected in parallel to each switching element. Each converter controls the switching of each switching element based on a control signal input from the control device. This allows conversion from AC power to DC power or conversion from DC power to AC power.

制御装置は、各変換器から制御に必要な情報を取得する。また、制御装置は、定期的に各変換器から制御に必要な情報を取得することにより、情報の更新を行う。制御装置は、取得した情報に基づいて各変換器の制御信号の生成を行い、生成した制御信号を各変換器に送信することにより、各変換器の動作を制御する。すなわち、制御装置は、各変換器から取得した情報を基に、各変換器のフィードバック制御を行う。これにより、各変換器の状態に応じたより適切な制御を行うことができる。例えば、主回路部から出力される電力の大きさを指令値に応じたより適切な大きさに制御したり、異常の発生した変換器の動作を停止させたりすることができる。 The control device acquires information necessary for control from each converter. The control device also periodically acquires information necessary for control from each converter to update the information. The control device generates a control signal for each converter based on the acquired information, and controls the operation of each converter by transmitting the generated control signal to each converter. In other words, the control device performs feedback control of each converter based on the information acquired from each converter. This allows for more appropriate control according to the state of each converter. For example, it is possible to control the amount of power output from the main circuit unit to a more appropriate amount according to a command value, or to stop the operation of a converter in which an abnormality has occurred.

こうした電力変換装置において、制御装置と各変換器との間に中継器を設け、中継器を中心とするスター型の通信方式を採用することが行われている。中継器は、信号線を介して制御装置と接続されるとともに、別の複数の信号線を介して複数の変換器と接続される。中継器は、制御装置から送信された制御信号を複数の変換器に送信し、複数の変換器から送信された信号を制御装置に送信する。このような構成では、制御装置と複数の変換器とを複数の信号線を介して直接的に接続する構成と比べて、信号線の合計の長さを短くすることができる。これにより、例えば、コストの低減を図ることができる。 In such power conversion devices, a repeater is provided between the control device and each converter, and a star-type communication method is adopted with the repeater at the center. The repeater is connected to the control device via a signal line, and is connected to the multiple converters via multiple other signal lines. The repeater transmits control signals sent from the control device to the multiple converters, and transmits signals sent from the multiple converters to the control device. In this configuration, the total length of the signal lines can be shortened compared to a configuration in which the control device and the multiple converters are directly connected via multiple signal lines. This can reduce costs, for example.

しかしながら、上記のようなスター型の通信方式を採用した場合には、複数の変換器のそれぞれから制御装置に信号を送信する際に、中継器と制御装置との間の信号線において複数の変換器の信号が重複しないように、複数の変換器の信号を時間的にずらして中継器から制御装置に送信する必要がある。このため、制御装置と複数の変換器とを複数の信号線を介して直接的に接続する構成と比べて、通信サイクルが長くなってしまう。従って、制御装置が制御に必要な情報を更新するまでに時間がかかってしまい、制御に遅れが生じてしまう可能性がある。 However, when adopting the star-type communication method described above, when transmitting signals from each of the multiple converters to the control device, the signals of the multiple converters must be transmitted from the repeater to the control device with a time lag so that the signals of the multiple converters do not overlap on the signal line between the repeater and the control device. This results in a longer communication cycle compared to a configuration in which the control device and the multiple converters are directly connected via multiple signal lines. As a result, it takes time for the control device to update the information required for control, which can cause delays in control.

このため、電力変換装置においては、中継器を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制できるようにすることが望まれる。 For this reason, it is desirable to be able to suppress control delays in power conversion devices even when a star-type communication method centered on a repeater is adopted.

特開2019-140738号公報JP 2019-140738 A

実施形態は、中継器を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制できる電力変換装置を提供する。 The embodiment provides a power conversion device that can suppress control delays even when a star-type communication method centered on a repeater is adopted.

実施形態によれば、複数の変換器と、前記複数の変換器を制御するための制御信号を送信する制御装置と、前記複数の変換器および前記制御装置と接続され、前記複数の変換器と前記制御装置の通信を中継する中継器と、を備え、前記制御装置は、前記複数の変換器に対し、制御に必要な情報の送信を要求する要求信号を定期的に送信し、前記複数の変換器から受信した前記要求信号に対する応答信号から前記制御に必要な情報を取得し、この取得した複数の情報に基づいて前記複数の変換器を制御するための前記制御信号を生成し、前記複数の変換器のそれぞれは、前記要求信号の受信に応答して、前記応答信号を他の変換器と異なるタイミングで前記制御装置送信し、前記応答信号に含まれる制御に必要な情報は、少なくとも第1の情報と前記第1情報より変換器の制御に関して設定された重要度が低い第2の情報があり前記第1の情報のみを含む応答信号の送信頻度は前記第1の情報および前記第2の情報を含む応答信号の送信頻度より高い電力変換装置が提供される。 According to an embodiment, a power conversion device is provided that includes a plurality of converters, a control device that transmits control signals for controlling the plurality of converters, and a repeater connected to the plurality of converters and the control device and relaying communication between the plurality of converters and the control device, wherein the control device periodically transmits a request signal to the plurality of converters requesting the transmission of information necessary for control, acquires the information necessary for control from response signals to the request signals received from the plurality of converters, and generates the control signal for controlling the plurality of converters based on the acquired plurality of pieces of information, and each of the plurality of converters transmits the response signal to the control device at a different timing than other converters in response to receiving the request signal , and the information necessary for control included in the response signal includes at least first information and second information that has a lower importance set with respect to converter control than the first information, and the frequency of transmission of the response signal including only the first information is higher than the frequency of transmission of the response signal including the first information and the second information .

本実施形態では、中継器を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制できる電力変換装置が提供される。 In this embodiment, a power conversion device is provided that can suppress control delays even when a star-type communication method centered on a repeater is adopted.

第1の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a power conversion device according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a converter according to the first embodiment. 各変換器から制御装置に送信する信号の一例を模式的に表す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a signal transmitted from each converter to a control device. 第1の実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an operation of the power conversion device according to the first embodiment. 電力変換装置の参考の動作の一例を模式的に表す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a reference example of an operation of the power conversion device; 第2の実施形態に係る応答信号の一例を模式的に表す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a response signal according to the second embodiment. 第2の実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of an operation of the power conversion device according to the second embodiment. 第3の実施形態に係る応答信号の一例を模式的に表す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an example of a response signal according to the third embodiment. 第4の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a power conversion device according to a fourth embodiment.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between parts, etc. are not necessarily the same as in reality. Even when the same part is shown, the dimensions and ratios of each part may be different depending on the drawing.
In this specification and each drawing, elements similar to those described above with reference to the previous drawings are given the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
図1に表したように、電力変換装置10は、主回路部20と、中継器40と、制御装置50と、を備える。電力変換装置10は、交流端子21a~21cを介して、交流の電力系統1に接続される。電力変換装置10は、例えば、変圧器2を介して電力系統1に接続される。電力系統1は、例えば、三相または単相の50Hz若しくは60Hzの電源、負荷および交流送電線を備える構成とすることができる。電力変換装置10は、直流端子21d、21eを介して、直流回路3に接続される。直流回路3は、例えば、直流送電線等を含む。以下では、電力変換装置10は、三相の電力系統1に連系されるものとする。
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram illustrating a power conversion device according to a first embodiment.
As shown in FIG. 1, the power conversion device 10 includes a main circuit unit 20, a relay 40, and a control device 50. The power conversion device 10 is connected to an AC power system 1 via AC terminals 21a to 21c. The power conversion device 10 is connected to the power system 1 via, for example, a transformer 2. The power system 1 can include, for example, a three-phase or single-phase 50 Hz or 60 Hz power source, a load, and an AC transmission line. The power conversion device 10 is connected to a DC circuit 3 via DC terminals 21d and 21e. The DC circuit 3 includes, for example, a DC transmission line. In the following, it is assumed that the power conversion device 10 is linked to the three-phase power system 1.

電力変換装置10は、電力系統1と直流回路3との間に接続されて、交流と直流との双方向の電力変換を行うことができる。但し、電力変換装置10による電力の変換は、交流から直流又は直流から交流の一方向のみでもよい。 The power conversion device 10 is connected between the power system 1 and the DC circuit 3, and can perform bidirectional power conversion between AC and DC. However, the power conversion by the power conversion device 10 may be in only one direction, from AC to DC or from DC to AC.

電力変換装置10では、制御装置50および中継器40は、信号線60を介して接続され、相互にデータを伝送する。中継器40および主回路部20は、信号線42を介して接続され、相互にデータを伝送する。つまり、制御装置50は、信号線60、中継器40および信号線42を介して、主回路部20と相互にデータを伝送することができる。 In the power conversion device 10, the control device 50 and the repeater 40 are connected via a signal line 60 and transmit data between them. The repeater 40 and the main circuit section 20 are connected via a signal line 42 and transmit data between them. In other words, the control device 50 can transmit data between itself and the main circuit section 20 via the signal line 60, the repeater 40, and the signal line 42.

主回路部20は、絶縁架台26上に設置されている。絶縁架台26、中継器40および制御装置50は、例えば、同一の設置面4に載置される。絶縁架台26は、絶縁性の材料によって形成されており、主回路部20は、中継器40および制御装置50から電気的に絶縁されている。絶縁架台26、中継器40および制御装置50が載置される設置面4上は、ほぼ同電位であることを意味し、物理的に異なる面であってもよい。例えば、絶縁架台26および中継器40は、建屋の2階の制御室の床面に載置され、制御装置50は、同一の建屋の1階の床面に載置される等であってもよい。 The main circuit section 20 is installed on an insulating stand 26. The insulating stand 26, the repeater 40, and the control device 50 are placed, for example, on the same installation surface 4. The insulating stand 26 is made of an insulating material, and the main circuit section 20 is electrically insulated from the repeater 40 and the control device 50. The installation surface 4 on which the insulating stand 26, the repeater 40, and the control device 50 are placed means that they are at approximately the same potential, and may be physically different surfaces. For example, the insulating stand 26 and the repeater 40 may be placed on the floor of a control room on the second floor of a building, and the control device 50 may be placed on the floor of the first floor of the same building.

主回路部20は、三相交流の各相に対応した複数のアーム22を含む。アーム22は、直流端子21d、21e間で直列に接続されている。 The main circuit section 20 includes a number of arms 22 corresponding to each phase of the three-phase AC. The arms 22 are connected in series between the DC terminals 21d and 21e.

直流端子21d、21e間で直列に接続されるアーム22には、バッファリアクトル24がそれぞれ直列に接続されている。バッファリアクトル24は、上下のアーム22間に瞬時的な短絡電流が流れることを抑制する。バッファリアクトル24のタップは、交流端子21a~21cにそれぞれ接続されている。 A buffer reactor 24 is connected in series to each of the arms 22 connected in series between the DC terminals 21d and 21e. The buffer reactor 24 prevents momentary short-circuit current from flowing between the upper and lower arms 22. The taps of the buffer reactor 24 are connected to the AC terminals 21a to 21c, respectively.

各アーム22は、直列に接続された複数の変換器30を有する。以下の説明では、変換器30は、1つのアーム22にM個直列接続されているものとする(Mは2以上の整数)。各アーム22において、直列接続される変換器30の台数は、例えば、100台以上である。但し、直列接続される変換器30の台数は、これに限ることなく、任意の台数でよい。 Each arm 22 has multiple converters 30 connected in series. In the following description, it is assumed that M converters 30 are connected in series to one arm 22 (M is an integer equal to or greater than 2). The number of converters 30 connected in series in each arm 22 is, for example, 100 or more. However, the number of converters 30 connected in series is not limited to this and may be any number.

各アーム22に設けられる変換器30の台数は、実質的に同じである。例えば、多数の変換器30が接続される場合には、主回路部20の動作に影響のない範囲において、各アーム22に設けられる変換器30の台数が異なってもよい。例えば、1つのアーム22に100台の変換器30を直列に接続する場合、別のアーム22に設ける変換器30の台数は、1~2台異なってもよい。 The number of converters 30 provided in each arm 22 is substantially the same. For example, when a large number of converters 30 are connected, the number of converters 30 provided in each arm 22 may differ as long as it does not affect the operation of the main circuit section 20. For example, when 100 converters 30 are connected in series to one arm 22, the number of converters 30 provided in another arm 22 may differ by one or two.

中継器40は、信号線60を介して制御装置50に接続されている。中継器40は、変換器30と信号線42を介して接続されている。中継器40は、制御装置50から送信された制御信号を、変換器30に対応する信号線42によって、複数の変換器30のそれぞれに分配する。また、中継器40は、複数の変換器30のそれぞれから送信された信号を制御装置50に送信する。中継器40は、例えば、複数の変換器30から送信されたそれぞれの信号のデータを1つの信号のデータに合流させることによって、実質的にシリアルデータとし、制御装置50に送信する。電力変換装置10は、中継器40を中心とするスター型の通信方式を採用している。 The repeater 40 is connected to the control device 50 via a signal line 60. The repeater 40 is connected to the converters 30 via a signal line 42. The repeater 40 distributes the control signal transmitted from the control device 50 to each of the multiple converters 30 via the signal line 42 corresponding to the converter 30. The repeater 40 also transmits the signal transmitted from each of the multiple converters 30 to the control device 50. The repeater 40, for example, merges the data of each signal transmitted from the multiple converters 30 into data of one signal, thereby making it substantially serial data, and transmits it to the control device 50. The power conversion device 10 employs a star-type communication method with the repeater 40 at the center.

制御装置50と各変換器30との間の通信には、例えば、光通信が用いられる。制御装置50から各変換器30に送信される制御信号、及び各変換器30から制御装置50に送信される信号は、例えば、光信号である。信号線42、60は、例えば、光ファイバケーブルである。中継器40は、例えば、光分配器やスターカプラなどである。 For example, optical communication is used for communication between the control device 50 and each converter 30. The control signal transmitted from the control device 50 to each converter 30 and the signal transmitted from each converter 30 to the control device 50 are optical signals, for example. The signal lines 42 and 60 are optical fiber cables, for example. The repeater 40 is an optical distributor or star coupler, for example.

但し、制御装置50と各変換器30との間の通信は、必ずしも光通信でなくてもよい。制御装置50と各変換器30との間の通信は、例えば、電気信号による通信などでもよい。中継器40は、光分配器やスターカプラに限ることなく、制御装置50からの制御信号を各変換器30に分配して送信でき、かつ各変換器30からの信号を合流させて制御装置50に送信できる任意の部材でよい。換言すれば、中継器40は、制御装置50と各変換器30との間の通信において、中継器40を中心とするスター型の通信方式の採用を可能とする任意の部材でよい。 However, the communication between the control device 50 and each converter 30 does not necessarily have to be optical communication. The communication between the control device 50 and each converter 30 may be, for example, communication by electrical signals. The repeater 40 is not limited to an optical distributor or star coupler, but may be any component that can distribute and transmit a control signal from the control device 50 to each converter 30, and that can merge signals from each converter 30 and transmit them to the control device 50. In other words, the repeater 40 may be any component that allows the adoption of a star-type communication method centered on the repeater 40 in the communication between the control device 50 and each converter 30.

例えば、中継器40と各変換器30との間の通信のみを光通信とし、中継器40と制御装置50との間の通信は、電気信号による通信としてもよい。反対に、中継器40と制御装置50との間の通信のみを光通信とし、中継器40と各変換器30との間の通信は、電気信号による通信としてもよい。例えば、各変換器30の扱う電力が大きい場合などには、上記のように、複数の変換器30と制御装置50との間の通信の少なくとも一部を光通信とし、複数の変換器30と制御装置50とを電気的に絶縁することが好適である。 For example, only the communication between the repeater 40 and each converter 30 may be optical communication, and the communication between the repeater 40 and the control device 50 may be electrical signal communication. Conversely, only the communication between the repeater 40 and the control device 50 may be optical communication, and the communication between the repeater 40 and each converter 30 may be electrical signal communication. For example, when each converter 30 handles a large amount of power, it is preferable to use optical communication for at least a portion of the communication between the multiple converters 30 and the control device 50 as described above, and to electrically insulate the multiple converters 30 from the control device 50.

中継器40は、主回路部20の近傍に設置することができる。そのため、信号線42は、主回路部20内に敷設される程度の長さとすることができる。制御装置50は、主回路部20および中継器40から十分離れた場所に設置することができる。例えば、制御装置50は、中継器40および主回路部20の設置場所とは異なる建屋や階に設置されていてもよい。信号線42の長さは、信号線60の長さよりも十分短くすることができる。これにより、例えば、各変換器30の数に応じた複数の信号線42を直接的に制御装置50に接続する場合と比べて、信号線の合計の長さを短くすることができる。これにより、コストの低減を図ることができる。 The repeater 40 can be installed near the main circuit section 20. Therefore, the signal line 42 can be long enough to be laid inside the main circuit section 20. The control device 50 can be installed in a location sufficiently far away from the main circuit section 20 and the repeater 40. For example, the control device 50 may be installed in a building or on a floor different from the location where the repeater 40 and the main circuit section 20 are installed. The length of the signal line 42 can be sufficiently shorter than the length of the signal line 60. This makes it possible to shorten the total length of the signal lines compared to, for example, a case in which multiple signal lines 42 corresponding to the number of converters 30 are directly connected to the control device 50. This makes it possible to reduce costs.

電力変換装置10は、例えば、複数台の中継器40を備える。例えば、主回路部20の1つのアーム22に設けられる変換器30の台数が96台である場合、電力変換装置10は、1つのアーム22に対して6台の中継器40を備える。この場合、1台の中継器40は、16台の変換器30と信号線42を介して接続され、16台の変換器30と通信を行う。この場合、電力変換装置10は、6つのアーム22のそれぞれに対して6台の中継器40を設け、合計で36台の中継器40を備える。 The power conversion device 10 includes, for example, multiple repeaters 40. For example, if the number of converters 30 provided in one arm 22 of the main circuit section 20 is 96, the power conversion device 10 includes six repeaters 40 for one arm 22. In this case, one repeater 40 is connected to 16 converters 30 via signal lines 42 and communicates with the 16 converters 30. In this case, the power conversion device 10 includes six repeaters 40 for each of the six arms 22, for a total of 36 repeaters 40.

制御装置50は、複数の通信ポート(通信接続部)を有し、複数の信号線60を介して複数台の中継器40のそれぞれと接続される。これにより、複数台の中継器40を備える場合にも、制御装置50と各変換器30との間で通信を行うことができる。 The control device 50 has multiple communication ports (communication connection parts) and is connected to each of the multiple repeaters 40 via multiple signal lines 60. This allows communication between the control device 50 and each converter 30 even when multiple repeaters 40 are provided.

但し、中継器40の台数、及び1台の中継器40に対して接続される変換器30の台数は、上記に限ることなく、任意の台数でよい。例えば、1台の中継器40に対し、主回路部20に設けられる全ての変換器30を接続してもよい。中継器40の台数は、例えば、中継器40において分配可能な信号の数などに応じて適宜設定すればよい。 However, the number of repeaters 40 and the number of converters 30 connected to one repeater 40 are not limited to the above and may be any number. For example, all converters 30 provided in the main circuit unit 20 may be connected to one repeater 40. The number of repeaters 40 may be set appropriately depending on, for example, the number of signals that can be distributed by the repeater 40.

制御装置50は、中継器40と接続され、中継器40を介して複数の変換器30と通信を行い、複数の変換器30のそれぞれに制御信号を入力することにより、主回路部20の動作を制御する。また、制御装置50は、信号線42、中継器40、及び信号線60を介して各変換器30と通信を行うことにより、各変換器30から制御に必要な情報を取得する。制御装置50は、定期的に各変換器30から制御に必要な情報を取得することにより、情報の更新を行う。 The control device 50 is connected to the repeater 40, communicates with the multiple converters 30 via the repeater 40, and controls the operation of the main circuit unit 20 by inputting control signals to each of the multiple converters 30. The control device 50 also communicates with each converter 30 via the signal line 42, the repeater 40, and the signal line 60 to obtain information necessary for control from each converter 30. The control device 50 periodically updates the information by obtaining information necessary for control from each converter 30.

制御装置50は、取得した情報に基づいて各変換器30の制御信号の生成を行い、生成した制御信号を各変換器30に送信することにより、各変換器30の動作を制御する。すなわち、制御装置50は、各変換器30から取得した情報を基に、各変換器30のフィードバック制御を行う。これにより、各変換器30の状態に応じたより適切な制御を行うことができる。例えば、主回路部20から出力される電力の大きさを指令値に応じたより適切な大きさに制御したり、異常の発生した変換器30の動作を停止させたりすることができる。 The control device 50 generates a control signal for each converter 30 based on the acquired information, and controls the operation of each converter 30 by transmitting the generated control signal to each converter 30. That is, the control device 50 performs feedback control of each converter 30 based on the information acquired from each converter 30. This allows more appropriate control according to the state of each converter 30. For example, it is possible to control the amount of power output from the main circuit unit 20 to a more appropriate amount according to the command value, or to stop the operation of a converter 30 in which an abnormality has occurred.

図2は、第1の実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。
図2に表したように、変換器30は、一対の端子31a、31bを有する。変換器30は、端子31a、31bによって、他の変換器30等と直列接続される。変換器30は、制御回路32と、駆動回路33と、変換回路35と、主回路給電部36と、を有する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a converter according to the first embodiment.
2, the converter 30 has a pair of terminals 31a, 31b. The converter 30 is connected in series with other converters 30, etc., via the terminals 31a, 31b. The converter 30 has a control circuit 32, a drive circuit 33, a conversion circuit 35, and a main circuit power supply unit 36.

変換回路35は、複数のスイッチング素子35S1、35S2と、ダイオード35D1、35D2と、電荷蓄積素子35Cと、を有する。スイッチング素子35S1、35S2は、直列に接続されている。ダイオード35D1、35D2は、スイッチング素子35S1、35S2にそれぞれ逆並列に接続されている。電荷蓄積素子35Cは、スイッチング素子35S1、35S2の直列回路に並列に接続されている。 The conversion circuit 35 has a plurality of switching elements 35S1 and 35S2, diodes 35D1 and 35D2, and a charge storage element 35C. The switching elements 35S1 and 35S2 are connected in series. The diodes 35D1 and 35D2 are connected in anti-parallel to the switching elements 35S1 and 35S2, respectively. The charge storage element 35C is connected in parallel to the series circuit of the switching elements 35S1 and 35S2.

変換回路35は、複数のスイッチング素子35S1、35S2のスイッチングにより、電荷蓄積素子35Cの電圧を一対の端子31a、31b間に出力する出力状態と、電荷蓄積素子35Cの電圧の一対の端子31a、31b間への出力を停止した停止状態と、一対の端子31a、31b間を導通させたバイパス状態と、を切り替える。 By switching the multiple switching elements 35S1 and 35S2, the conversion circuit 35 switches between an output state in which the voltage of the charge storage element 35C is output between a pair of terminals 31a and 31b, a stop state in which the output of the voltage of the charge storage element 35C between the pair of terminals 31a and 31b is stopped, and a bypass state in which the pair of terminals 31a and 31b is conductive.

この例では、上側のスイッチング素子35S1をオフ状態、下側のスイッチング素子35S2をオン状態とすることにより、変換回路35をバイパス状態とすることができる。停止状態とは、スイッチング素子35S1、35S2をいずれもオフ状態とした状態である。停止状態は、例えば、ゲートブロック状態などと呼ばれる場合もある。 In this example, the conversion circuit 35 can be put into a bypass state by turning off the upper switching element 35S1 and turning on the lower switching element 35S2. The stopped state is a state in which both switching elements 35S1 and 35S2 are in the off state. The stopped state is sometimes called, for example, a gate block state.

スイッチング素子35S1、35S2は、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の自己消弧型の半導体スイッチである。スイッチング素子35S1、35S2は、駆動回路33から供給される駆動信号によって駆動され、電荷蓄積素子35Cを充放電する。 The switching elements 35S1 and 35S2 are, for example, self-extinguishing semiconductor switches such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). The switching elements 35S1 and 35S2 are driven by a drive signal supplied from the drive circuit 33, and charge and discharge the charge storage element 35C.

変換回路35は、上述のようなハーフブリッジ構成の回路に限らず、スイッチング素子を4つ用いたフルブリッジ構成の回路であってもよい。変換回路35の複数のスイッチング素子の数は、2つに限ることなく、4つ以上などでもよい。 The conversion circuit 35 is not limited to a half-bridge circuit as described above, but may be a full-bridge circuit using four switching elements. The number of switching elements in the conversion circuit 35 is not limited to two, but may be four or more.

制御回路32は、制御装置50から送信された制御信号を信号線60、中継器40、及び信号線42を介して受信し、制御信号を基に、複数のスイッチング素子35S1、35S2のスイッチングを制御するためのスイッチング制御信号を生成し、生成したスイッチング制御信号を駆動回路33に入力する。 The control circuit 32 receives the control signal transmitted from the control device 50 via the signal line 60, the repeater 40, and the signal line 42, and generates a switching control signal for controlling the switching of the multiple switching elements 35S1 and 35S2 based on the control signal, and inputs the generated switching control signal to the drive circuit 33.

駆動回路33は、制御回路32から供給されたスイッチング制御信号に対してレベル変換などを行うことにより、スイッチング制御信号を基に、スイッチング素子35S1、35S2を駆動するための駆動信号を生成する。そして、駆動回路33は、生成した駆動信号を変換回路35のスイッチング素子35S1、35S2に入力することにより、スイッチング素子35S1、35S2のオン・オフを切り替える。 The drive circuit 33 performs level conversion on the switching control signal supplied from the control circuit 32, and generates a drive signal for driving the switching elements 35S1 and 35S2 based on the switching control signal. The drive circuit 33 then inputs the generated drive signal to the switching elements 35S1 and 35S2 of the conversion circuit 35, thereby switching the switching elements 35S1 and 35S2 on and off.

主回路給電部36は、電荷蓄積素子35Cから電力の給電を受け、適切な電圧に変換し、制御回路32及び駆動回路33などの変換器30の各部に供給する。変換器30の各部は、主回路給電部36からの電力の供給に基づいて動作する。 The main circuit power supply unit 36 receives power from the charge storage element 35C, converts it to an appropriate voltage, and supplies it to each part of the converter 30, such as the control circuit 32 and the drive circuit 33. Each part of the converter 30 operates based on the power supply from the main circuit power supply unit 36.

図3は、各変換器から制御装置に送信する信号の一例を模式的に表す説明図である。
制御装置50は、制御に必要な情報を各変換器30から取得する場合に、必要な情報の送信を要求する要求信号を中継器40を介して各変換器30に送信する。各変換器30は、制御装置50からの要求信号の受信に応答して、図3に表した応答信号SA1~SAnを制御装置50に送信する。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a signal transmitted from each converter to the control device.
When the control device 50 obtains information necessary for control from each converter 30, it transmits a request signal requesting the transmission of the necessary information to each converter 30 via the repeater 40. In response to receiving the request signal from the control device 50, each converter 30 transmits a response signal SA1 to SAn shown in FIG.

図3に表したように、各変換器30から制御装置50に送信される応答信号SA1~SAnは、例えば、複数の情報を含む。また、応答信号SA1~SAnは、所定のデータ構成(フレーム)で構成される。応答信号SA1~SAnのデータ構成は、実質的に同じである。図3では、応答信号SA1~SAnのそれぞれが、情報A~情報Dの4つの情報を含むデータ構成である場合を例示している。 As shown in FIG. 3, the response signals SA1 to SAn transmitted from each converter 30 to the control device 50 include, for example, multiple pieces of information. Furthermore, the response signals SA1 to SAn are configured with a predetermined data structure (frame). The data structures of the response signals SA1 to SAn are substantially the same. FIG. 3 illustrates an example in which each of the response signals SA1 to SAn has a data structure including four pieces of information, information A to information D.

情報Aの項目、情報Bの項目、情報Cの項目、及び情報Dの項目は、応答信号SA1~SAnのそれぞれにおいて同じである。各変換器30は、要求信号の受信に応答して自身の情報A~情報Dを取得し、取得した情報A~情報Dを応答信号SA1~SAnとして制御装置50に送信する。 The information A items, information B items, information C items, and information D items are the same in each of the response signals SA1 to SAn. Each converter 30 acquires its own information A to D in response to receiving a request signal, and transmits the acquired information A to D to the control device 50 as response signals SA1 to SAn.

各情報の項目は、例えば、電荷蓄積素子35Cの電圧、一対の端子31a、31b間に流れる電流(アーム電流)、スイッチング素子35S1、35S2の故障の有無などである。但し、応答信号SA1~SAnに含まれる情報の数は、4つに限ることなく、任意の数でよい。また、応答信号SA1~SAnに含まれる情報(情報の項目)は、上記に限ることなく、各変換器30の制御に必要な任意の情報でよい。 Each item of information may be, for example, the voltage of the charge storage element 35C, the current (arm current) flowing between the pair of terminals 31a, 31b, the presence or absence of a failure in the switching elements 35S1, 35S2, etc. However, the number of pieces of information contained in the response signals SA1 to SAn is not limited to four, and may be any number. In addition, the information (items of information) contained in the response signals SA1 to SAn is not limited to the above, and may be any information necessary for controlling each converter 30.

図3に表したように、応答信号SA1~SAnに含まれる複数の情報は、各変換器30の制御に関して重要度の高い第1情報と、第1情報よりも重要度の低い第2情報と、に分けられる。第1情報は、換言すれば、高速に更新が必要な情報である。第2情報は、換言すれば、更新は高速でなくてもよい情報である。 As shown in FIG. 3, the multiple pieces of information contained in the response signals SA1 to SAn are divided into first information, which is important for controlling each converter 30, and second information, which is less important than the first information. In other words, the first information is information that needs to be updated quickly. In other words, the second information is information that does not need to be updated quickly.

図3では、1台目の変換器30(変換器1)の情報Dのみが第1情報で、その他の各情報が第2情報である場合を例示している。以下では、複数の変換器30を変換器1~変換器Nと称す場合がある。変換器1は、応答信号SA1に第1情報を含み、他の変換器2~変換器Nは、応答信号SA2~SAnに第1情報を含まない。変換器1~変換器Nは、例えば、1台の中継器40に接続される複数の変換器30である。 Figure 3 illustrates an example in which only information D of the first converter 30 (converter 1) is the first information, and the other information is the second information. Below, the multiple converters 30 may be referred to as converter 1 to converter N. Converter 1 includes the first information in response signal SA1, and the other converters 2 to converter N do not include the first information in response signals SA2 to SAn. Converter 1 to converter N are, for example, multiple converters 30 connected to one repeater 40.

第1情報は、例えば、一対の端子31a、31b間に流れる電流(アーム電流)に関する情報である。第2情報は、例えば、電荷蓄積素子35Cの電圧に関する情報やスイッチング素子35S1、35S2の故障の有無に関する情報などである。但し、第1情報は、上記に限ることなく、重要度が高く、制御装置50において高速に更新が必要な任意の情報でよい。第2情報は、上記に限ることなく、第1情報よりも重要度が低く、制御装置50において更新は高速でなくてもよい任意の情報でよい。 The first information is, for example, information about the current (arm current) flowing between a pair of terminals 31a, 31b. The second information is, for example, information about the voltage of the charge storage element 35C or information about the presence or absence of a failure in the switching elements 35S1, 35S2. However, the first information is not limited to the above and may be any information that is important and requires rapid updating in the control device 50. The second information is not limited to the above and may be any information that is less important than the first information and does not require rapid updating in the control device 50.

図4は、第1の実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表す説明図である。
図4は、制御装置50から中継器40に送信される要求信号SR1~SRn、中継器40から各変換器30に分配して送信される要求信号SR1~SRn、各変換器30から中継器40に送信される応答信号SA1~SAn、及び制御装置50が中継器40から受信した受信信号SAの一例を模式的に表している。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of the power conversion device according to the first embodiment.
Figure 4 shows an example of request signals SR1 to SRn transmitted from the control device 50 to the repeater 40, request signals SR1 to SRn distributed and transmitted from the repeater 40 to each converter 30, response signals SA1 to SAn transmitted from each converter 30 to the repeater 40, and a received signal SA received by the control device 50 from the repeater 40.

図4に表したように、制御装置50は、各変換器30から制御に必要な情報を取得する場合に、まず、第1情報を含む変換器1に対して必要な情報の送信を要求する要求信号SR1を中継器40に送信する。中継器40は、制御装置50から要求信号SR1を受信すると、受信した要求信号SR1を各変換器30に分配して送信する。 As shown in FIG. 4, when the control device 50 obtains information necessary for control from each converter 30, it first transmits a request signal SR1, including the first information, to the repeater 40, requesting the converter 1 to transmit the necessary information. When the repeater 40 receives the request signal SR1 from the control device 50, it distributes and transmits the received request signal SR1 to each converter 30.

各変換器30は、要求信号SR1を受信すると、受信した要求信号SR1が自身に対するものであるか否かを判定する。複数の変換器30のうち、変換器1は、要求信号SR1を自身に対するものであると判定し、要求信号SR1の受信に応答して制御に必要な情報を含む応答信号SA1を中継器40に送信する。他の変換器30は、要求信号SR1を自身に対するものではないと判定し、応答信号SA2~SAnの送信は行わない。中継器40は、変換器1から応答信号SA1を受信すると、受信した応答信号SA1を制御装置50に送信する。 When each converter 30 receives a request signal SR1, it determines whether the received request signal SR1 is for itself. Of the multiple converters 30, converter 1 determines that the request signal SR1 is for itself, and in response to receiving the request signal SR1, it transmits a response signal SA1 including information necessary for control to the repeater 40. The other converters 30 determine that the request signal SR1 is not for themselves, and do not transmit response signals SA2 to SAn. When the repeater 40 receives the response signal SA1 from converter 1, it transmits the received response signal SA1 to the control device 50.

制御装置50は、変換器1からの応答信号SA1を受信すると、応答信号SA1の受信に応答して、次に、変換器2に対して必要な情報の送信を要求する要求信号SR2を中継器40に送信する。変換器2は、要求信号SR2の受信に応答して制御に必要な情報を含む応答信号SA2を中継器40に送信する。 When the control device 50 receives the response signal SA1 from the converter 1, it then transmits a request signal SR2 to the repeater 40 in response to receiving the response signal SA1, requesting the converter 2 to transmit the necessary information. In response to receiving the request signal SR2, the converter 2 transmits a response signal SA2 including the information necessary for control to the repeater 40.

制御装置50は、以下、同様の処理を繰り返し、図4に表したように、変換器1→変換器2→変換器1→変換器3→変換器1→変換器4→・・・変換器1→変換器Nの順に、各変換器30の情報を順次取得する。 The control device 50 then repeats the same process, acquiring information on each converter 30 in the order of converter 1 → converter 2 → converter 1 → converter 3 → converter 1 → converter 4 → ... converter 1 → converter N, as shown in FIG. 4.

中継器40を中心とするスター型の通信方式では、複数の変換器30のそれぞれから制御装置50に応答信号SA1~SAnを送信する際に、中継器40と制御装置50との間の信号線60において複数の変換器30の応答信号SA1~SAnが重複しないように、複数の変換器30の応答信号SA1~SAnを時間的にずらして中継器40から制御装置50に送信する必要がある。 In a star-type communication method centered on the repeater 40, when each of the multiple converters 30 transmits a response signal SA1-SAn to the control device 50, the response signals SA1-SAn of the multiple converters 30 must be transmitted from the repeater 40 to the control device 50 with a time lag so that the response signals SA1-SAn of the multiple converters 30 do not overlap on the signal line 60 between the repeater 40 and the control device 50.

この例では、制御装置50が、各変換器30のそれぞれに対応する複数の要求信号SR1~SRnを生成し、複数の要求信号SR1~SRnを時間的にずらして各変換器30に送信することにより、各変換器30が、要求信号SR1~SRnに基づいて応答信号SA1~SAnを時間的にずらして送信している。これにより、中継器40と制御装置50との間の信号線60において複数の変換器30の応答信号SA1~SAnが重複してしまうことを抑制することができる。 In this example, the control device 50 generates multiple request signals SR1 to SRn corresponding to each converter 30, and transmits the multiple request signals SR1 to SRn to each converter 30 with a time lag, so that each converter 30 transmits response signals SA1 to SAn with a time lag based on the request signals SR1 to SRn. This makes it possible to prevent the response signals SA1 to SAn of the multiple converters 30 from overlapping on the signal line 60 between the repeater 40 and the control device 50.

このように、複数の変換器30は、要求信号SR1~SRnの受信に応答して、制御に必要な複数の情報を含む応答信号SA1~SAnの制御装置50への送信を行うとともに、要求信号SR1~SRnに基づいて複数の変換器30のそれぞれの応答信号SA1~SAnを時間的にずらして制御装置50へ送信する。 In this way, in response to receiving the request signals SR1 to SRn, the multiple converters 30 transmit response signals SA1 to SAn, which include multiple pieces of information required for control, to the control device 50, and transmit the respective response signals SA1 to SAn of the multiple converters 30 to the control device 50 with a time lag based on the request signals SR1 to SRn.

制御装置50は、応答信号SA1~SAnの受信により、複数の変換器30から制御に必要な複数の情報を取得し、取得した複数の情報に基づいて複数の変換器30の制御信号の生成を行うとともに、要求信号SR1~SRnを定期的に送信し、複数の情報を定期的に取得することにより、複数の情報の更新を行う。 By receiving the response signals SA1 to SAn, the control device 50 acquires multiple pieces of information necessary for control from the multiple converters 30, generates control signals for the multiple converters 30 based on the acquired multiple pieces of information, and periodically transmits request signals SR1 to SRn and periodically acquires the multiple pieces of information, thereby updating the multiple pieces of information.

そして、複数の変換器30は、要求信号SR1~SRnに基づいて応答信号SA1~SAnを時間的にずらして送信するとともに、応答信号に第1情報を含む変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度を、応答信号に第1情報を含まない変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度よりも高くする。これにより、制御装置50は、重要度の高い第1情報の更新の頻度を、重要度の低い第2情報の更新の頻度よりも高くする。 The multiple converters 30 transmit response signals SA1 to SAn based on the request signals SR1 to SRn with a time lag, and transmit response signals from converters 30 that include the first information in their response signals to the control device 50 more frequently than transmit response signals from converters 30 that do not include the first information in their response signals to the control device 50. This allows the control device 50 to update the first information, which is of high importance, more frequently than it updates the second information, which is of low importance.

図5は、電力変換装置の参考の動作の一例を模式的に表す説明図である。
図5は、制御装置50から中継器40に送信される要求信号SR、中継器40から各変換器30に分配して送信される要求信号SR、各変換器30から中継器40に送信される応答信号SA1~SAn、及び制御装置50が中継器40から受信した受信信号SAの一例を模式的に表している。なお、図3は、中継器40を中心とするスター型の通信方式を採用した場合の制御装置50の参考の動作を例示したものであり、本実施形態に係る制御装置50の動作を表すものではない。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a reference example of the operation of the power conversion device.
5 shows an example of a request signal SR transmitted from the control device 50 to the repeater 40, a request signal SR distributed and transmitted from the repeater 40 to each converter 30, response signals SA1 to SAn transmitted from each converter 30 to the repeater 40, and a received signal SA received by the control device 50 from the repeater 40. Note that FIG. 3 shows an example of a reference operation of the control device 50 when a star-type communication method with the repeater 40 at the center is adopted, and does not show the operation of the control device 50 according to this embodiment.

図5に表したように、参考の動作においては、制御装置50は、各変換器30から制御に必要な情報を取得する場合に、各変換器30に対して必要な情報の送信を要求する要求信号SRを中継器40に送信する。中継器40は、制御装置50から要求信号SRを受信すると、受信した要求信号SRを各変換器30に分配して送信する。 As shown in FIG. 5, in the reference operation, when the control device 50 obtains information necessary for control from each converter 30, it transmits a request signal SR to the repeater 40 requesting each converter 30 to transmit the necessary information. When the repeater 40 receives the request signal SR from the control device 50, it distributes and transmits the received request signal SR to each converter 30.

各変換器30は、要求信号SRの受信に応答して、制御に必要な情報を含む応答信号SA1~SAnを中継器40に送信する。この際、上記のように、中継器40を中心とするスター型の通信方式では、複数の変換器30の応答信号SA1~SAnを時間的にずらして中継器40から制御装置50に送信する必要がある。図5では、一定の間隔Tずつずらして応答信号SA1~SAnを中継器40から制御装置50に送信する例を示している。 In response to receiving the request signal SR, each converter 30 transmits a response signal SA1-SAn, including information necessary for control, to the repeater 40. In this case, as described above, in a star-type communication method with the repeater 40 at the center, the response signals SA1-SAn of the multiple converters 30 must be transmitted from the repeater 40 to the control device 50 with a time lag. Figure 5 shows an example in which the response signals SA1-SAn are transmitted from the repeater 40 to the control device 50 with a fixed interval T lag.

例えば、複数の変換器30が、応答信号SA1~SAnを時間的にずらして送信するための伝送遅延調整機能を有する。例えば、1台目の変換器30は、要求信号SRの受信に応答してすぐに応答信号SA1を中継器40に送信し、2台目の変換器30は、要求信号SRの受信からT秒後に応答信号SA2を中継器40に送信し、3台目の変換器30は、要求信号SRの受信から2T秒後に応答信号SA3を中継器40に送信し、以下、同様の処理を繰り返し、N台目の変換器30は、要求信号SRの受信から(N-1)T秒後に応答信号SAnを中継器40に送信する。これにより、中継器40と制御装置50との間の信号線60における応答信号SA1~SAnの重複を抑制し、応答信号SA1~SAnの情報を受信信号SAとして適切に制御装置50に受信させることができる。 For example, the multiple converters 30 have a transmission delay adjustment function for transmitting the response signals SA1 to SAn at different times. For example, the first converter 30 transmits the response signal SA1 to the repeater 40 immediately in response to receiving the request signal SR, the second converter 30 transmits the response signal SA2 to the repeater 40 T seconds after receiving the request signal SR, the third converter 30 transmits the response signal SA3 to the repeater 40 2T seconds after receiving the request signal SR, and the same process is repeated thereafter, with the Nth converter 30 transmitting the response signal SAn to the repeater 40 (N-1)T seconds after receiving the request signal SR. This makes it possible to suppress overlapping of the response signals SA1 to SAn on the signal line 60 between the repeater 40 and the control device 50, and to allow the control device 50 to properly receive the information of the response signals SA1 to SAn as the received signal SA.

なお、伝送遅延調整機能は、例えば、中継器40に設けてもよい。例えば、各変換器30は、要求信号SRの受信に応答してすぐに応答信号SA1~SAnを中継器40に送信する。中継器40は、各変換器30から実質的に同時に応答信号SA1~SAnを受信した後、受信した応答信号SA1~SAnを時間的にずらして制御装置50に送信する。この場合にも、上記と同様に、信号線60における応答信号SA1~SAnの重複を抑制することができる。 The transmission delay adjustment function may be provided, for example, in the repeater 40. For example, each converter 30 transmits response signals SA1-SAn to the repeater 40 immediately in response to receiving the request signal SR. The repeater 40 receives the response signals SA1-SAn from each converter 30 substantially simultaneously, and then transmits the received response signals SA1-SAn to the control device 50 with a time shift. In this case, as in the above, it is possible to suppress overlapping of the response signals SA1-SAn on the signal line 60.

また、伝送遅延調整機能は、例えば、制御装置50に設けてもよい。例えば、図4に表したように、各変換器30のそれぞれに対応する複数の要求信号SR1~SRnを生成し、複数の要求信号SR1~SRnを時間的にずらしながら各変換器30に順次送信する。各変換器30は、自身に対応する要求信号SR1~SRnの受信に応答して応答信号SA1~SAnを中継器40に送信する。この場合にも、上記と同様に、信号線60における応答信号SA1~SAnの重複を抑制することができる。 The transmission delay adjustment function may also be provided in, for example, the control device 50. For example, as shown in FIG. 4, multiple request signals SR1 to SRn corresponding to each converter 30 are generated, and the multiple request signals SR1 to SRn are sequentially transmitted to each converter 30 with a time lag. Each converter 30 transmits a response signal SA1 to SAn to the repeater 40 in response to receiving the request signal SR1 to SRn corresponding to itself. In this case, too, it is possible to suppress overlapping of the response signals SA1 to SAn on the signal line 60, as described above.

このように、伝送遅延調整機能は、各変換器30に設けてもよいし、中継器40に設けてもよいし、制御装置50に設けてもよい。複数の変換器30の応答信号SA1~SAnを時間的にずらして中継器40から制御装置50に送信する構成は、信号線60における応答信号SA1~SAnの重複を適切に抑制することが可能な任意の構成とすることができる。 In this way, the transmission delay adjustment function may be provided in each converter 30, in the repeater 40, or in the control device 50. The configuration in which the response signals SA1 to SAn of multiple converters 30 are transmitted from the repeater 40 to the control device 50 with a time shift can be any configuration that can appropriately suppress overlap of the response signals SA1 to SAn on the signal line 60.

しかしながら、図5に表した例のように、複数の変換器30の応答信号SA1~SAnを時間的にずらして中継器40から制御装置50に送信する構成では、制御装置50と複数の変換器30とを複数の信号線を介して直接的に接続する構成などと比べて、通信サイクルが長くなってしまう。 However, in the example shown in FIG. 5, in a configuration in which the response signals SA1 to SAn of the multiple converters 30 are transmitted from the repeater 40 to the control device 50 with a time lag, the communication cycle becomes longer than in a configuration in which the control device 50 and the multiple converters 30 are directly connected via multiple signal lines.

例えば、変換器1の応答信号SA1に重要度の高い第1情報が含まれ、図5に表しように、一定の間隔T秒ずつずらして応答信号SA1~SAnを中継器40から制御装置50に送信する場合、変換器1の重要度の高い第1情報の更新頻度が、n×T秒毎になってしまい、制御に遅れが生じてしまう可能性がある。 For example, if the response signal SA1 of the converter 1 contains first information of high importance, and the response signals SA1 to SAn are transmitted from the repeater 40 to the control device 50 at fixed intervals of T seconds as shown in FIG. 5, the first information of high importance of the converter 1 will be updated every n×T seconds, which may cause delays in control.

これに対し、本実施形態に係る電力変換装置10では、図4に表したように、複数の変換器30が、要求信号SR1~SRnに基づいて応答信号SA1~SAnを時間的にずらして送信するとともに、応答信号に第1情報を含む変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度を、応答信号に第1情報を含まない変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度よりも高くすることにより、制御装置50において、重要度の高い第1情報の更新の頻度を、重要度の低い第2情報の更新の頻度よりも高くする。これにより、中継器40を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制することができる。 In contrast, in the power conversion device 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, multiple converters 30 transmit response signals SA1-SAn based on request signals SR1-SRn with a time lag, and the frequency of transmission of response signals from converters 30 that include the first information in their response signals to the control device 50 is set higher than the frequency of transmission of response signals from converters 30 that do not include the first information in their response signals to the control device 50, thereby making the frequency of updates of the first information, which is of high importance, higher than the frequency of updates of the second information, which is of low importance, in the control device 50. This makes it possible to suppress control delays even when a star-type communication method centered on the repeater 40 is adopted.

例えば、第1情報を基に主回路部20の保護を行う場合には、第1情報の更新に応じて電力変換装置10を高速に停止させることができ、電力変換装置10の安全性を向上させることができる。また、制御指令やフィードバック信号などを第1情報として高速に伝達することができ、電力変換装置10の運用性を向上させることもできる。 For example, when the main circuit unit 20 is protected based on the first information, the power conversion device 10 can be stopped quickly in response to updates to the first information, improving the safety of the power conversion device 10. In addition, control commands, feedback signals, and the like can be transmitted quickly as the first information, improving the operability of the power conversion device 10.

なお、図4に表した例では、変換器1→変換器2→変換器1→変換器3→変換器1→変換器4→・・・変換器1→変換器Nのように、2回に1回の頻度で応答信号に第1情報を含まない変換器30から制御装置50への応答信号の送信を行っている。 In the example shown in FIG. 4, a response signal that does not include the first information is transmitted from converter 30 to control device 50 once every two times, such as converter 1 → converter 2 → converter 1 → converter 3 → converter 1 → converter 4 → ... converter 1 → converter N.

これに限ることなく、例えば、変換器1→変換器1→変換器2→変換器1→変換器1→変換器3→変換器1→変換器1→変換器4→・・・変換器1→変換器1→変換器Nのように、3回に1回の頻度で応答信号に第1情報を含まない変換器30から制御装置50への応答信号の送信を行ってもよい。これにより、重要度の高い第1情報の更新の頻度をより高くすることができる。 Without being limited thereto, for example, a response signal not including the first information in the response signal may be transmitted from the converter 30 to the control device 50 once every three times, such as converter 1 → converter 1 → converter 2 → converter 1 → converter 1 → converter 3 → converter 1 → converter 1 → converter 4 → ... converter 1 → converter 1 → converter N. This allows the first information, which is of high importance, to be updated more frequently.

また、反対に、例えば、変換器1→変換器2→変換器3→変換器1→変換器4→変換器5→・・・変換器1→変換器(N-1)→変換器Nのように、3回に1回の頻度で応答信号に第1情報を含む変換器30から制御装置50への応答信号の送信を行ってもよい。この場合には、重要度の高い第1情報の更新の頻度を高めつつ、第2情報の更新の頻度が低くなり過ぎてしまうことを抑制することができる。重要度の高い第1情報の更新の頻度は、上記に限ることなく、任意の頻度でよい。 Conversely, a response signal including the first information in the response signal may be transmitted from converter 30 to control device 50 once every three times, for example, converter 1 → converter 2 → converter 3 → converter 1 → converter 4 → converter 5 → ... converter 1 → converter (N-1) → converter N. In this case, it is possible to increase the frequency of updates of the first information of high importance while preventing the frequency of updates of the second information from becoming too low. The frequency of updates of the first information of high importance is not limited to the above and may be any frequency.

応答信号に第1情報を含む変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度は、例えば、中継器40に接続される複数の変換器30の台数に応じて決定してもよい。例えば、中継器40に接続される複数の変換器30の各応答信号を送った後、応答信号に第1情報を含む変換器30から制御装置50への応答信号の送信を行う。この場合には、重要度の高い第1情報の更新の頻度を高めつつ、第2情報の更新の頻度が低くなり過ぎてしまうことをより抑制することができる。 The frequency of transmission of a response signal from the converter 30 containing the first information in the response signal to the control device 50 may be determined, for example, according to the number of converters 30 connected to the repeater 40. For example, after sending each response signal of the converters 30 connected to the repeater 40, a response signal containing the first information in the response signal is transmitted from the converter 30 to the control device 50. In this case, it is possible to increase the frequency of updating the first information, which is of high importance, while further preventing the frequency of updating the second information from becoming too low.

応答信号に第1情報を含む変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度は、例えば、第1情報のサンプリング周期に応じて設定してもよい。例えば、第1情報が計測装置などによって新たに取得される毎に、その第1情報を含む変換器30から制御装置50への応答信号の送信を行う。換言すれば、応答信号に第1情報を含む変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度は、その第1情報のサンプリング周期以上に設定する。これにより、同じ内容の第1情報を繰り返し制御装置50に送信し、更新の頻度を不要に高めてしまうことを抑制することができる。 The frequency of transmission of a response signal from the converter 30 including the first information in the response signal to the control device 50 may be set according to, for example, the sampling period of the first information. For example, each time new first information is acquired by a measuring device or the like, a response signal including the first information is transmitted from the converter 30 to the control device 50. In other words, the frequency of transmission of a response signal from the converter 30 including the first information in the response signal to the control device 50 is set to be equal to or greater than the sampling period of the first information. This makes it possible to prevent the same first information from being repeatedly transmitted to the control device 50, unnecessarily increasing the frequency of updates.

また、図4に表した例では、制御装置50から各変換器30に対して個別に設定した要求信号SR1~SRnを送信することにより、応答信号に第1情報を含む変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度が、応答信号に第1情報を含まない変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度よりも高くなるようにしている。 In the example shown in FIG. 4, the control device 50 transmits individually set request signals SR1 to SRn to each converter 30, so that the frequency of transmission of a response signal from a converter 30 that includes the first information in its response signal to the control device 50 is higher than the frequency of transmission of a response signal from a converter 30 that does not include the first information in its response signal to the control device 50.

これに限ることなく、例えば、各変換器30に応答信号の送信タイミングを予め設定しておき、制御装置50から各変換器30に対して共通の要求信号SR(図5参照)を送信し、各変換器30が、要求信号SRの受信に応じて予め設定された送信タイミングで応答信号を送信することにより、応答信号に第1情報を含む変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度が、応答信号に第1情報を含まない変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度よりも高くなるようにしてもよい。 Without being limited thereto, for example, the timing of transmitting a response signal may be preset for each converter 30, a common request signal SR (see FIG. 5) may be transmitted from the control device 50 to each converter 30, and each converter 30 may transmit a response signal at the preset transmission timing in response to receiving the request signal SR, so that the frequency of transmission of a response signal from a converter 30 that includes the first information in its response signal to the control device 50 may be higher than the frequency of transmission of a response signal from a converter 30 that does not include the first information in its response signal to the control device 50.

上記実施形態では、複数の情報を第1情報及び第2情報の重要度の異なる2つの情報に分けている。換言すれば、複数の情報に対し、2段階の重要度を設定している。これに限ることなく、重要度は、3段階以上に設定し、複数の情報は、3つ以上の情報に分けてもよい。応答信号に含まれる複数の情報は、複数の変換器30の制御に関して設定された複数の段階の重要度によって分けてもよい。制御装置50は、複数の情報のうち、重要度の高い情報の更新の頻度を、重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くするものでよい。 In the above embodiment, the plurality of pieces of information are divided into two pieces of information with different importance, the first information and the second information. In other words, two levels of importance are set for the plurality of pieces of information. Without being limited to this, the importance may be set to three or more levels, and the plurality of pieces of information may be divided into three or more pieces of information. The plurality of pieces of information included in the response signal may be divided according to multiple levels of importance set for the control of the plurality of converters 30. The control device 50 may update the plurality of pieces of information with a higher importance more frequently than the information with a lower importance.

例えば、複数の変換器30は、要求信号に基づいて応答信号を時間的にずらして送信するとともに、応答信号に高い重要度の情報を含む変換器30ほど制御装置50への応答信号の送信の頻度を高くすることにより、制御装置50において、重要度の高い情報の更新の頻度を、重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くしてもよい。 For example, multiple converters 30 may transmit response signals at different times based on a request signal, and converters 30 whose response signals contain information of higher importance may transmit response signals to the control device 50 more frequently, thereby allowing the control device 50 to update information of higher importance more frequently than information of lower importance.

例えば、複数の情報を第1情報~第3情報の3つの情報に分けた場合には、最も重要度の高い第1情報を含む変換器30の応答信号の送信の頻度を最も高くし、第3情報よりも重要度の高い第2情報を含む変換器30の応答信号の送信の頻度を、第3情報を含む変換器30の応答信号の送信の頻度よりも高くし、第3情報のみを含む変換器30の応答信号の送信の頻度を最も低くする。これにより、複数の情報を3つに分けた場合にも、制御装置50において、重要度の高い情報の更新の頻度を、重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くすることができる。 For example, when the multiple pieces of information are divided into three pieces of information, first information to third information, the frequency of transmission of a response signal from a converter 30 including the first information, which is the most important, is set to be the highest, the frequency of transmission of a response signal from a converter 30 including the second information, which is more important than the third information, is set to be higher than the frequency of transmission of a response signal from a converter 30 including the third information, and the frequency of transmission of a response signal from a converter 30 including only the third information is set to be the lowest. In this way, even when the multiple pieces of information are divided into three pieces, the control device 50 can update the information of higher importance more frequently than the information of lower importance.

また、例えば、応答信号に重要度の高い情報を含む変換器30から制御装置50への応答信号の送信の頻度は、重要度の高い情報のサンプリング周期に応じて設定してもよい。 In addition, for example, the frequency of transmitting a response signal from the converter 30, whose response signal includes information of high importance, to the control device 50 may be set according to the sampling period of the information of high importance.

(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態に係る応答信号の一例を模式的に表す説明図である。
図6に表したように、この例では、応答信号SA1~SAnのデータ構成が、複数の変換器30のそれぞれに応じて変更されている。なお、上記実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明は省略する。
Second Embodiment
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a response signal according to the second embodiment.
6, in this example, the data configuration of the response signals SA1 to SAn is changed for each of the multiple converters 30. Note that the same reference numerals are used for components that are substantially the same in function and configuration as those in the above embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

各変換器30は、例えば、第1情報を含まない応答信号の情報の数を、第1情報を含む応答信号の情報の数よりも少なくする。換言すれば、各変換器30は、例えば、第1情報を含まない応答信号のフレーム長を、第1情報を含む応答信号のフレーム長よりも短くする。 Each converter 30, for example, reduces the number of pieces of information in a response signal that does not include the first information to be less than the number of pieces of information in a response signal that includes the first information. In other words, each converter 30, for example, reduces the frame length of a response signal that does not include the first information to be shorter than the frame length of a response signal that includes the first information.

例えば、同じアーム22に直列に接続された複数の変換器30においては、一対の端子31a、31b間に流れる電流(アーム電流)に関する情報は、実質的に同じである。このため、第1情報を含む応答信号にのみアーム電流に関する情報を含め、第1情報を含まない応答信号にはアーム電流に関する情報を含めない。例えば、図6に表した例では、応答信号SA1のみにアーム電流に関する情報を含め、応答信号SA2~応答信号SAnにはアーム電流に関する情報を含めない。これにより、第1情報を含まない応答信号のフレーム長を、第1情報を含む応答信号のフレーム長よりも短くすることができる。 For example, in multiple converters 30 connected in series to the same arm 22, the information about the current (arm current) flowing between a pair of terminals 31a, 31b is substantially the same. For this reason, only the response signal including the first information includes information about the arm current, and the response signal not including the first information does not include information about the arm current. For example, in the example shown in FIG. 6, only the response signal SA1 includes information about the arm current, and the response signals SA2 to SAn do not include information about the arm current. This makes it possible to make the frame length of the response signal not including the first information shorter than the frame length of the response signal including the first information.

この場合、情報Aの項目、情報Bの項目、及び情報Cの項目は、応答信号SA1~SAnのそれぞれにおいて必ずしも同じでなくてもよい。応答信号に含まれる複数の情報は、各変換器30のそれぞれに対応させて任意に設定してもよい。 In this case, the items of information A, B, and C do not necessarily have to be the same in each of the response signals SA1 to SAn. The multiple pieces of information included in the response signal may be arbitrarily set to correspond to each of the converters 30.

図7は、第2の実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表す説明図である。
図7は、制御装置50から中継器40に送信される要求信号SR、中継器40から各変換器30に分配して送信される要求信号SR、各変換器30から中継器40に送信される応答信号SA1~SAn、及び制御装置50が中継器40から受信した受信信号SAの一例を模式的に表している。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of the power conversion device according to the second embodiment.
Figure 7 shows a schematic diagram of an example of a request signal SR transmitted from the control device 50 to the repeater 40, a request signal SR distributed and transmitted from the repeater 40 to each converter 30, response signals SA1 to SAn transmitted from each converter 30 to the repeater 40, and a received signal SA received by the control device 50 from the repeater 40.

図7に表したように、制御装置50は、各変換器30から制御に必要な情報を取得する場合に、各変換器30に対して必要な情報の送信を要求する要求信号SRを中継器40に送信する。中継器40は、制御装置50から要求信号SRを受信すると、受信した要求信号SRを各変換器30に分配して送信する。 As shown in FIG. 7, when the control device 50 obtains information necessary for control from each converter 30, it transmits a request signal SR to the repeater 40, requesting each converter 30 to transmit the necessary information. When the repeater 40 receives the request signal SR from the control device 50, it distributes and transmits the received request signal SR to each converter 30.

各変換器30は、要求信号SRの受信に応答して、制御に必要な情報を含む応答信号SA1~SAnを中継器40に送信する。この際、各変換器30は、一定の間隔ではなく、応答信号SA1~SAnのデータ構成(フレーム長)に応じた時間間隔で制御装置50に応答信号SA1~SAnを送信することにより、応答信号SA1~SAnを時間的にずらして中継器40から制御装置50に送信する。 In response to receiving the request signal SR, each converter 30 transmits a response signal SA1-SAn, which includes information required for control, to the repeater 40. At this time, each converter 30 transmits the response signals SA1-SAn to the control device 50 at time intervals according to the data structure (frame length) of the response signals SA1-SAn, rather than at fixed intervals, so that the response signals SA1-SAn are transmitted from the repeater 40 to the control device 50 with a time lag.

例えば、第1情報を含む変換器1の応答信号SA1に対しては、間隔T1を設定し、第1情報を含まない変換器2~変換器Nの応答信号SA2~SAnに対しては、間隔T1よりも短い間隔T2を設定する。 For example, an interval T1 is set for the response signal SA1 of converter 1 that includes the first information, and an interval T2 that is shorter than the interval T1 is set for the response signals SA2 to SAn of converters 2 to N that do not include the first information.

図7に表したように、変換器1は、要求信号SRの受信に応答してすぐに応答信号SA1を中継器40に送信する。変換器2は、要求信号SRの受信からT1秒後に応答信号SA2を中継器40に送信する。変換器3は、要求信号SRの受信からT1+T2秒後に応答信号SA3を中継器40に送信する。変換器4は、要求信号SRの受信からT1+2×T2秒後に応答信号SA4を中継器40に送信する。以下、同様の処理を繰り返し、変換器Nは、要求信号SRの受信からT1+(N-2)T2秒後に応答信号SAnを中継器40に送信する。 As shown in FIG. 7, converter 1 transmits a response signal SA1 to repeater 40 immediately in response to receiving the request signal SR. Converter 2 transmits a response signal SA2 to repeater 40 T1 seconds after receiving the request signal SR. Converter 3 transmits a response signal SA3 to repeater 40 T1+T2 seconds after receiving the request signal SR. Converter 4 transmits a response signal SA4 to repeater 40 T1+2×T2 seconds after receiving the request signal SR. The same process is repeated thereafter, and converter N transmits a response signal SAn to repeater 40 T1+(N-2)T2 seconds after receiving the request signal SR.

これにより、応答信号SA1~SAnのデータ構成に応じた時間間隔とした際にも、中継器40と制御装置50との間の信号線60における応答信号SA1~SAnの重複を抑制し、応答信号SA1~SAnの情報を受信信号SAとして適切に制御装置50に受信させることができる。 As a result, even when the time intervals correspond to the data configuration of the response signals SA1 to SAn, it is possible to prevent overlapping of the response signals SA1 to SAn on the signal line 60 between the repeater 40 and the control device 50, and to allow the information of the response signals SA1 to SAn to be properly received by the control device 50 as the received signal SA.

このように、応答信号SA1~SAnのデータ構成を、複数の変換器30のそれぞれに応じて変更し、第1情報を含まない応答信号の情報の数を、第1情報を含む応答信号の情報の数よりも少なくする。この場合には、応答信号SA1~SAnのデータ構成を同じとした場合と比べて、通信サイクルを短くすることができる。これにより、応答信号SA1~SAnのデータ構成を同じとした場合と比べて、重要度の高い第1情報の更新の頻度を高くすることができる。従って、本実施形態においても、上記実施形態と同様に、中継器40を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制することができる。 In this way, the data configuration of the response signals SA1 to SAn is changed for each of the multiple converters 30, and the number of pieces of information in the response signals that do not include the first information is made smaller than the number of pieces of information in the response signals that include the first information. In this case, the communication cycle can be shortened compared to when the data configuration of the response signals SA1 to SAn is the same. This makes it possible to increase the frequency of updates to the first information, which is of high importance, compared to when the data configuration of the response signals SA1 to SAn is the same. Therefore, in this embodiment as well, as in the above embodiment, control delays can be suppressed even when a star-type communication method centered on the repeater 40 is adopted.

また、通信サイクルを短くすることができるため、例えば、中継器40に接続される変換器30の台数を増やすことができる。これにより、例えば、中継器40の台数、中継器40と制御装置50との間の信号線60の本数、及び制御装置50の通信ポートの数を削減することができる。 In addition, since the communication cycle can be shortened, for example, the number of converters 30 connected to the repeater 40 can be increased. This makes it possible to reduce, for example, the number of repeaters 40, the number of signal lines 60 between the repeater 40 and the control device 50, and the number of communication ports of the control device 50.

例えば、主回路部20の1つのアーム22に設けられる変換器30の台数が96台である際に、1台の中継器40に接続可能な変換器30の台数が16台から32台に増えた場合には、1つのアーム22に対する中継器40の台数を6台から3台に削減することができる。そして、これに応じて信号線60の本数、及び制御装置50の通信ポートの数も削減することができる。さらには、中継器40の設置場所の低減を図ることもできる。従って、例えば、電力変換装置10の小型化や製造コストの低減を図ることができる。 For example, when the number of converters 30 provided in one arm 22 of the main circuit section 20 is 96, if the number of converters 30 that can be connected to one repeater 40 increases from 16 to 32, the number of repeaters 40 for one arm 22 can be reduced from 6 to 3. Accordingly, the number of signal lines 60 and the number of communication ports of the control device 50 can also be reduced. Furthermore, the installation location of the repeaters 40 can be reduced. Therefore, for example, the power conversion device 10 can be made smaller and the manufacturing costs reduced.

なお、図7に表した例では、制御装置50から各変換器30に対して共通の要求信号SRを送信し、各変換器30が、要求信号SRの受信に応じて予め設定された送信タイミングで応答信号を送信することにより、データ構成に応じた時間間隔で制御装置50に応答信号SA1~SAnが送信されるようにしている。これに限ることなく、例えば、制御装置50から各変換器30に対して個別に設定した要求信号SR1~SRnを送信し、対応する要求信号SR1~SRnの受信に応答して応答信号SA1~SAnを送信することにより、データ構成に応じた時間間隔で制御装置50に応答信号SA1~SAnが送信されるようにしてもよい。 In the example shown in FIG. 7, the control device 50 transmits a common request signal SR to each converter 30, and each converter 30 transmits a response signal at a preset transmission timing in response to receiving the request signal SR, so that response signals SA1 to SAn are transmitted to the control device 50 at time intervals according to the data configuration. Without being limited to this, for example, the control device 50 may transmit request signals SR1 to SRn that are individually set to each converter 30, and transmit response signals SA1 to SAn in response to receiving the corresponding request signals SR1 to SRn, so that response signals SA1 to SAn are transmitted to the control device 50 at time intervals according to the data configuration.

また、この例においても、重要度は、3段階以上に設定し、複数の情報は、3つ以上の情報に分けてもよい。複数の変換器30は、重要度の高い情報を含まない応答信号の情報の数を、重要度の高い情報を含む応答信号の情報の数よりも少なくしてもよい。 Also in this example, the importance may be set to three or more levels, and the multiple pieces of information may be divided into three or more pieces of information. The multiple converters 30 may make the number of pieces of information in the response signal that do not contain information of high importance less than the number of pieces of information in the response signal that contain information of high importance.

例えば、複数の情報を第1情報~第3情報の3つの情報に分けた場合には、最も重要度の高い第1情報を含む変換器30の応答信号に含まれる情報の数を最も多くし、第3情報よりも重要度の高い第2情報を含む変換器30の応答信号に含まれる情報の数を、第3情報を含む変換器30の応答信号に含まれる情報の数よりも多くし、第3情報のみを含む変換器30の応答信号に含まれる情報の数を最も少なくしてもよい。 For example, when the multiple pieces of information are divided into three pieces of information, first information, second information, and third information, the number of pieces of information contained in the response signal of the converter 30 including the first information, which is the most important, may be made the largest, the number of pieces of information contained in the response signal of the converter 30 including the second information, which is more important than the third information, may be made greater than the number of pieces of information contained in the response signal of the converter 30 including the third information, and the number of pieces of information contained in the response signal of the converter 30 including only the third information may be made the smallest.

(第3の実施形態)
図8は、第3の実施形態に係る応答信号の一例を模式的に表す説明図である。
図8に表したように、この例では、応答信号に第1情報を含む変換器1が、制御装置50に対し、複数の情報A~Dを含む応答信号SA1aの送信、及び第1情報である情報Dのみを含む応答信号SA1bの送信を行う。
Third Embodiment
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a response signal according to the third embodiment.
As shown in Figure 8, in this example, a converter 1 including the first information in a response signal transmits a response signal SA1a including multiple pieces of information A to D, and transmits a response signal SA1b including only the first information, information D, to a control device 50.

制御装置50は、変換器1に対して複数の情報A~Dの全ての送信を要求する要求信号SR1aの送信、及び変換器1に対して第1情報である情報Dのみの送信を要求する要求信号SR1bの送信を行う。変換器1は、要求信号SR1aの受信に応答して応答信号SA1aを送信し、要求信号SR1bの受信に応答して応答信号SA1bを送信する。 The control device 50 transmits a request signal SR1a that requests the converter 1 to transmit all of the multiple pieces of information A to D, and transmits a request signal SR1b that requests the converter 1 to transmit only the first piece of information, information D. The converter 1 transmits a response signal SA1a in response to receiving the request signal SR1a, and transmits a response signal SA1b in response to receiving the request signal SR1b.

制御装置50は、例えば、図4に表したように、2回に1回の頻度で応答信号に第1情報を含む変換器1から制御装置50への応答信号の送信を行う場合に、最初の要求信号の送信において要求信号SR1aを送信し、2回目以降の要求信号の送信において要求信号SR1bを送信する。 For example, as shown in FIG. 4, when a response signal including the first information is transmitted from the converter 1 to the control device 50 once every two times, the control device 50 transmits a request signal SR1a when the first request signal is transmitted, and transmits a request signal SR1b when the second or subsequent request signal is transmitted.

この例では、各変換器30が、例えば、変換器1(情報A~D)→変換器2→変換器1(情報Dのみ)→変換器3→変換器1(情報Dのみ)→変換器4→・・・変換器1(情報Dのみ)→変換器Nの順に、応答信号SA1a、SA1b、SA2~SAnの送信を行う。 In this example, each converter 30 transmits response signals SA1a, SA1b, SA2 to SAn in the following order: converter 1 (information A to D) → converter 2 → converter 1 (information D only) → converter 3 → converter 1 (information D only) → converter 4 → ... converter 1 (information D only) → converter N.

このように、この例では、応答信号に第1情報を含む変換器1が、制御装置50に対し、複数の情報A~Dを含む応答信号SA1aの送信、及び第1情報である情報Dのみを含む応答信号SA1bの送信を行うとともに、第1情報のみを含む応答信号SA1bの送信の頻度を、複数の情報A~Dを含む応答信号SA1aの送信の頻度よりも高くする。これにより、この例では、制御装置50において、重要度の高い第1情報の更新の頻度を、重要度の低い第2情報の更新の頻度よりもより高くすることができる。これにより、中継器40を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れをより抑制することができる。 Thus, in this example, the converter 1, whose response signal includes the first information, transmits to the control device 50 a response signal SA1a including a plurality of pieces of information A to D, and a response signal SA1b including only the first information, information D, and transmits the response signal SA1b including only the first information more frequently than the response signal SA1a including the plurality of pieces of information A to D. As a result, in this example, the control device 50 can update the first information, which is of high importance, more frequently than the second information, which is of low importance. This makes it possible to further suppress control delays even when a star-type communication method centered on the repeater 40 is adopted.

なお、第1情報のみを含む応答信号SA1bの送信の頻度は、上記に限ることなく、上記第1の実施形態において説明したように、任意の頻度でよい。また、第1情報のみを含む応答信号SA1bの送信は、制御装置50からの要求信号SR1bの受信に応答して送信する構成に限ることなく、予め決められた送信タイミングで送信する構成としてもよい。 The frequency of transmission of the response signal SA1b including only the first information is not limited to the above, and may be any frequency, as described in the first embodiment above. Furthermore, the transmission of the response signal SA1b including only the first information is not limited to a configuration in which it is transmitted in response to receiving a request signal SR1b from the control device 50, and may be a configuration in which it is transmitted at a predetermined transmission timing.

また、この例においても、重要度は、3段階以上に設定し、複数の情報は、3つ以上の情報に分けてもよい。応答信号に重要度の高い情報を含む変換器30は、制御装置50に対し、複数の情報を含む応答信号の送信、及び重要度の高い情報のみを含む応答信号の送信を行うとともに、重要度の高い情報のみを含む応答信号の送信の頻度を、複数の情報を含む応答信号の送信の頻度よりも高くしてもよい。 In this example, the importance may be set to three or more levels, and the multiple pieces of information may be divided into three or more pieces of information. The converter 30, whose response signal includes information of high importance, may transmit a response signal including multiple pieces of information and a response signal including only information of high importance to the control device 50, and may transmit the response signal including only information of high importance more frequently than the response signal including multiple pieces of information.

例えば、複数の情報を第1情報~第3情報の3つの情報に分けた場合には、最も重要度の高い第1情報のみを含む応答信号の送信の頻度を最も高くし、第2情報のみを含む応答信号の送信の頻度を、複数の情報を含む応答信号の送信の頻度よりも高くしてもよい。 For example, if the multiple pieces of information are divided into three pieces of information, first information, second information, and third information, the frequency of transmitting a response signal containing only the first information, which is the most important, may be set to be the highest, and the frequency of transmitting a response signal containing only the second information may be set to be higher than the frequency of transmitting a response signal containing multiple pieces of information.

(第4の実施形態)
図9は、第4の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
図9に表したように、電力変換装置10aは、信号線42、中継器40、及び信号線60の通信経路とは別に、応答信号に第1情報を含む変換器30と制御装置50との間での直接的な通信を可能にする専用信号線62をさらに備える。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a block diagram illustrating a power conversion device according to the fourth embodiment.
As shown in FIG. 9, the power conversion device 10a further includes a dedicated signal line 62 that enables direct communication between the converter 30, whose response signal includes the first information, and the control device 50, in addition to the communication paths of the signal line 42, the repeater 40, and the signal line 60.

制御装置50は、例えば、図5に表した動作により、中継器40を中心とするスター型の通信方式によって制御に必要な情報を各変換器30から取得するとともに、応答信号に第1情報を含む変換器30と専用信号線62を介して通信を行うことにより、応答信号に第1情報を含む変換器30から中継器40を介した通信よりも高い頻度で第1情報を取得する。 The control device 50, for example, by the operation shown in FIG. 5, obtains information necessary for control from each converter 30 using a star-shaped communication method centered on the repeater 40, and by communicating with converters 30 that include the first information in their response signals via a dedicated signal line 62, obtains the first information from converters 30 that include the first information in their response signals more frequently than through communication via the repeater 40.

これにより、本実施形態に係る電力変換装置10aにおいても、重要度の高い第1情報の更新の頻度を、重要度の低い第2情報の更新の頻度よりも高くし、中継器40を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制することができる。なお、応答信号に第1情報を含む変換器30から専用信号線62を介して第1情報を取得する頻度は、中継器40を介した通信よりも高い任意の頻度でよい。 As a result, even in the power conversion device 10a according to this embodiment, the frequency of updating the first information, which is of high importance, is higher than the frequency of updating the second information, which is of low importance, and control delays can be suppressed even when a star-type communication method centered on the repeater 40 is adopted. Note that the frequency of obtaining the first information from the converter 30, which includes the first information in its response signal, via the dedicated signal line 62 may be any frequency higher than the communication via the repeater 40.

なお、この例においては、伝送遅延調整機能を中継器40に設ける構成としてもよい。複数の変換器30が、要求信号に基づいて複数の変換器30のそれぞれの応答信号を時間的にずらして制御装置50へ送信する構成は、複数の変換器30のそれぞれの応答信号を中継器40において時間的にずらす構成でもよい。 In this example, the repeater 40 may be provided with a transmission delay adjustment function. The configuration in which the multiple converters 30 transmit their respective response signals to the control device 50 based on a request signal with a time lag may be a configuration in which the response signals of the multiple converters 30 are shifted in time in the repeater 40.

また、この例においても、重要度は、3段階以上に設定し、複数の情報は、3つ以上の情報に分けてもよい。制御装置50は、中継器40を介して複数の変換器30と通信を行うことにより、複数の情報を定期的に取得するとともに、応答信号に重要度の高い情報を含む変換器30と専用信号線62を介して通信を行い、応答信号に重要度の高い情報を含む変換器30から中継器40を介した通信よりも高い頻度で重要度の高い情報を取得することにより、重要度の高い情報の更新の頻度を、重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くしてもよい。 Also, in this example, the importance may be set to three or more levels, and the multiple pieces of information may be divided into three or more pieces of information. The control device 50 may periodically acquire multiple pieces of information by communicating with the multiple converters 30 via the repeater 40, and may communicate with the converters 30 whose response signals include information of high importance via a dedicated signal line 62, and acquire information of high importance from the converters 30 whose response signals include information of high importance more frequently than through communication via the repeater 40, thereby making it possible to update information of high importance more frequently than information of low importance.

例えば、複数の情報を第1情報~第3情報の3つの情報に分けた場合には、専用信号線62を介した通信により、最も重要度の高い第1情報の更新の頻度を最も高くし、第2情報の更新の頻度を第3情報の更新の頻度よりも高くしてもよい。 For example, if the multiple pieces of information are divided into three pieces of information, first information, second information, third information, and the first information, which is the most important, may be updated most frequently through communication via the dedicated signal line 62, and the second information may be updated more frequently than the third information.

上記各実施形態では、直列に接続された複数の変換器30を有する主回路部20を示している。上記各実施形態は、これに限ることなく、並列に接続された複数の変換器30を有する主回路部において、各変換器30と制御装置50とが中継器40を中心とするスター型の通信を行う場合に適用してもよい。 In each of the above embodiments, a main circuit section 20 having multiple converters 30 connected in series is shown. The above embodiments are not limited to this, and may also be applied to a main circuit section having multiple converters 30 connected in parallel, in which each converter 30 and the control device 50 communicate in a star configuration centered on a repeater 40.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their variations are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention and its equivalents described in the claims. In addition, the above-mentioned embodiments can be implemented in combination with each other.

1 電力系統、 2 変圧器、 3 直流回路、 4 設置面、 10、10a 電力変換装置、 20 主回路部、 22 アーム、 24 バッファリアクトル、 26 絶縁架台、 30 変換器、 32 制御回路、 33 駆動回路、 35 変換回路、 35C 電荷蓄積素子、 35D ダイオード、 35S1、35S2 スイッチング素子、 36 主回路給電部、 40 中継器、 42 信号線、 50 制御装置、 60 信号線、 62 専用信号線
REFERENCE SIGNS LIST 1 power system, 2 transformer, 3 DC circuit, 4 installation surface, 10, 10a power conversion device, 20 main circuit section, 22 arm, 24 buffer reactor, 26 insulating stand, 30 converter, 32 control circuit, 33 drive circuit, 35 conversion circuit, 35C charge storage element, 35D diode, 35S1, 35S2 switching element, 36 main circuit power supply section, 40 repeater, 42 signal line, 50 control device, 60 signal line, 62 dedicated signal line

Claims (4)

複数の変換器と、
前記複数の変換器を制御するための制御信号を送信する制御装置と、
前記複数の変換器および前記制御装置と接続され、前記複数の変換器と前記制御装置の通信を中継する中継器と
備え、
前記制御装置は、前記複数の変換器に対し、制御に必要な情報の送信を要求する要求信号を定期的に送信し、前記複数の変換器から受信した前記要求信号に対する応答信号から前記制御に必要な情報を取得し、この取得した複数の情報に基づいて前記複数の変換器を制御するための前記制御信号を生成し、
前記複数の変換器のそれぞれは、前記要求信号の受信に応答して、前記応答信号を他の変換器と異なるタイミングで前記制御装置送信し、
記応答信号に含まれる制御に必要な情報は、少なくとも第1の情報と前記第1情報より変換器の制御に関して設定された重要度が低い第2の情報があり前記第1の情報のみを含む応答信号の送信頻度は前記第1の情報および前記第2の情報を含む応答信号の送信頻度より高い電力変換装置。
A plurality of converters ;
a control device that transmits control signals to control the plurality of converters;
a repeater connected to the plurality of converters and the control device , and configured to relay communication between the plurality of converters and the control device ;
Equipped with
the control device periodically transmits a request signal to the plurality of converters requesting transmission of information necessary for control , acquires the information necessary for control from response signals to the request signal received from the plurality of converters, and generates the control signal for controlling the plurality of converters based on the acquired information;
Each of the plurality of converters transmits the response signal to the control device at a timing different from that of the other converters in response to receiving the request signal;
A power conversion device in which the information necessary for control contained in the response signal includes at least first information and second information that has a lower importance set for converter control than the first information, and the frequency of transmission of a response signal including only the first information is higher than the frequency of transmission of a response signal including the first information and the second information .
前記変換器が前記第1の情報と前記第2の情報を有するとき、前記変換器は前記第1の情報のみを含む応答信号と前記第1の情報および前記第2の情報を含む応答信号を生成する請求項1記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1, wherein when the converter has the first information and the second information, the converter generates a response signal including only the first information and a response signal including the first information and the second information. 前記第1の情報は、前記変換器が他の変換器と接続するための2つの端子間を流れる電流に関する情報であり、
前記第2の情報は、前記変換器を構成するスイッチング素子の故障の有無に関する情報、前記変換器を構成する電荷蓄積素子の電圧に関する情報のうちの少なくとも一方である請求項1記載の電力変換装置。
The first information is information about a current flowing between two terminals of the converter for connecting the converter to another converter;
2. The power conversion device according to claim 1, wherein the second information is at least one of information regarding the presence or absence of a failure in a switching element constituting the converter and information regarding a voltage of a charge storage element constituting the converter.
前記複数の変換器と前記制御装置との間の通信の少なくとも一部は、光通信である請求項1~3のいずれか1つに記載の電力変換装置。 4. The power conversion device according to claim 1, wherein at least a part of communication between the plurality of converters and the control device is optical communication.
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