JP7849596B2 - Voltage change detection device and power conversion device - Google Patents
Voltage change detection device and power conversion deviceInfo
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Description
本発明は、三相の入力電圧の位相変化を検出する電圧変化検出装置及び電力変換装置に関する。 This invention relates to a voltage change detection device and a power conversion device for detecting phase changes in three-phase input voltages.
入力電圧の位相に対応したスイッチング動作を行うことにより、入力電源の力率を改善する電力変換装置が知られている。このような電力変換装置として、例えば特許文献1には、複数のダイオードによって構成されたブリッジ回路と、前記複数のダイオードに並列接続されたスイッチング素子と、前記ブリッジ回路の出力端に接続された平滑コンデンサとを有するPWMコンバータを備えた電力変換装置が開示されている。 Power conversion devices are known that improve the power factor of an input power supply by performing switching operations corresponding to the phase of the input voltage. As an example of such a power conversion device, Patent Document 1 discloses a power conversion device comprising a PWM converter having a bridge circuit composed of multiple diodes, a switching element connected in parallel to the multiple diodes, and a smoothing capacitor connected to the output terminal of the bridge circuit.
前記特許文献1に開示されている電力変換装置では、前記スイッチング素子が入力電圧の位相に対応したスイッチング動作を行うことにより、入力電流の波形を正弦波にする。これにより、波形の歪みが小さい電源電圧が得られる。 In the power conversion device disclosed in Patent Document 1, the switching element performs a switching operation corresponding to the phase of the input voltage, thereby converting the waveform of the input current into a sine wave. This results in a power supply voltage with minimal waveform distortion.
ところで、上述のような電力変換装置では、入力電圧の位相が大きく変化しない状態であれば、前記入力電圧から位相角を算出して、スイッチング素子をスイッチング動作させるための駆動信号を生成することができる。 Incidentally, in the power conversion device described above, if the phase of the input voltage does not change significantly, the phase angle can be calculated from the input voltage, and a drive signal for switching the switching element can be generated.
しかしながら、例えば、航空機用電力変換装置などのように、電源の切り替えが発生する場合には、入力電圧の位相が急激に変化する場合がある。そうすると、前記入力電圧から位相角を正確に算出できない期間が生じる可能性がある。この期間中では、入力電圧の実際の位相と、前記入力電圧から求められる位相とに差が生じるため、前記駆動信号を精度よく生成できない場合がある。 However, in cases where power supply switching occurs, such as in aircraft power converters, the phase of the input voltage may change rapidly. This can result in a period during which the phase angle cannot be accurately calculated from the input voltage. During this period, a difference arises between the actual phase of the input voltage and the phase calculated from the input voltage, which may prevent the accurate generation of the drive signal.
このような場合には、スイッチング素子にその定格電流を超えるような電流が流れて、前記スイッチング素子が故障する可能性がある。 In such cases, a current exceeding its rated current may flow through the switching element, potentially causing it to malfunction.
そのため、入力電圧の位相が急激に変化した際に、前記スイッチング素子の動作を停止できるように、前記入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であることを迅速に検出可能な装置が求められている。 Therefore, in order to stop the operation of the switching element when the phase of the input voltage changes abruptly, there is a need for a device that can quickly detect when the phase change of the input voltage exceeds a predetermined phase change amount.
本発明の目的は、三相の入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であることを検出可能な電圧変化検出装置を実現することにある。 The objective of this invention is to realize a voltage change detection device capable of detecting when the phase change amount of a three-phase input voltage exceeds a predetermined phase change amount.
本発明の一実施形態に係る電圧変化検出装置は、前記三相の入力電圧をd軸電圧及びq軸電圧に変換する変換部と、前記d軸電圧及び前記q軸電圧をそれぞれ前記入力電圧の実効値で除して規格化することにより、d軸換算値及びq軸換算値を得る換算値算出部と、前記d軸換算値がd軸閾値以上の場合、または、前記q軸換算値がq軸閾値以上の場合に、前記三相の入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であると検出する位相変化検出部と、を有する(第1の構成)。 A voltage change detection device according to one embodiment of the present invention comprises: a conversion unit that converts the three-phase input voltage into d-axis voltage and q-axis voltage; a conversion value calculation unit that obtains a d-axis equivalent value and a q-axis equivalent value by normalizing the d-axis voltage and the q-axis voltage by dividing them, respectively, by the effective value of the input voltage; and a phase change detection unit that detects that the phase change amount of the three-phase input voltage is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the d-axis equivalent value is greater than or equal to a d-axis threshold, or when the q-axis equivalent value is greater than or equal to a q-axis threshold (first configuration).
これにより、d軸電圧から求められるd軸換算値の変化またはq軸電圧から求められるq軸換算値の変化に応じて、三相の入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であるかどうかを精度良く検出することができる。よって、上述の構成により、前記入力電圧の急激な位相変化を、精度良く検出することができる。 This allows for accurate detection of whether the phase change amount of the three-phase input voltage exceeds a predetermined phase change amount, based on changes in the d-axis equivalent value obtained from the d-axis voltage or changes in the q-axis equivalent value obtained from the q-axis voltage. Therefore, the above configuration allows for accurate detection of rapid phase changes in the input voltage.
前記第1の構成において、前記位相変化検出部は、前記d軸換算値がd軸閾値以上の場合に、前記三相の入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であると検出し、前記d軸換算値がd軸閾値以上に達するタイミングよりも前に前記q軸換算値がq軸閾値以上に達した場合に、前記三相の入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であると検出する(第2の構成)。 In the first configuration described above, the phase change detection unit detects that the phase change amount of the three-phase input voltage is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the d-axis converted value is greater than or equal to the d-axis threshold, and detects that the phase change amount of the three-phase input voltage is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the q-axis converted value reaches the q-axis threshold before the timing when the d-axis converted value reaches the d-axis threshold (second configuration).
入力電圧の位相を変化させた際に、前記入力電圧の位相が変化した直後の所定期間においてd軸換算値がほとんど変化しない位相角度が存在する。そのため、上述の構成のように、d軸換算値がd軸閾値以上に達するタイミングよりも前にq軸換算値がq軸閾値以上に達した場合に、前記入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であると検出することにより、前記入力電圧の急激な位相変化を、より迅速に且つ精度良く検出することができる。 When the phase of the input voltage is changed, there exists a phase angle in which the d-axis equivalent value hardly changes during a predetermined period immediately following the phase change. Therefore, as in the configuration described above, by detecting that the phase change amount of the input voltage is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the q-axis equivalent value reaches the q-axis threshold before the d-axis equivalent value reaches the d-axis threshold, rapid phase changes in the input voltage can be detected more quickly and accurately.
本発明の一実施形態に係る電力変換装置は、前記第1または第2の構成の電圧変化検出装置と、複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、前記複数のスイッチング素子をスイッチング駆動させることによって、三相の入力電圧を所定の直流電圧に変換するとともに、前記電圧変化検出装置によって三相の入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であると検出された場合に、前記スイッチング素子の駆動を停止する駆動制御部と、を有する(第3の構成)。 A power conversion device according to one embodiment of the present invention comprises a voltage change detection device with the first or second configuration described above, a switching circuit having a plurality of switching elements, and a drive control unit that converts a three-phase input voltage into a predetermined DC voltage by switching-driving the plurality of switching elements, and stops driving the switching elements when the voltage change detection device detects that the phase change amount of the three-phase input voltage is greater than or equal to a predetermined phase change amount (third configuration).
これにより、電圧変化検出装置によって三相の入力電圧の急激な位相変化が検出された場合に、スイッチング回路の複数のスイッチング素子の駆動を停止することにより、前記複数のスイッチング素子に過大な電流が流れて故障することを防止できる。 This prevents excessive current from flowing through and causing failure of the switching elements in the switching circuit by stopping the drive of multiple switching elements when a rapid phase change in the three-phase input voltage is detected by the voltage change detection device.
本発明の一実施形態に係る電圧変化検出装置は、三相の入力電圧から得られるd軸換算値がd軸閾値以上の場合、または、前記入力電圧から得られるq軸換算値がq軸閾値以上の場合に、前記入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であると検出する。これにより、前記d軸換算値の変化または前記軸換算値の変化に基づいて、前記入力電圧の急激な位相変化を精度良く検出することができる。 A voltage change detection device according to one embodiment of the present invention detects that the phase change amount of the input voltage is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the d-axis equivalent value obtained from the three-phase input voltage is greater than or equal to the d-axis threshold, or when the q-axis equivalent value obtained from the input voltage is greater than or equal to the q-axis threshold. This allows for accurate detection of rapid phase changes in the input voltage based on the change in the d-axis equivalent value or the change in the axis equivalent value.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。 The embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and their descriptions will not be repeated.
(全体構成)
図1は、本発明の実施形態に係る電圧変化検出装置50(図2参照)を備えた電力変換装置1の概略構成を示す機能ブロック図である。電圧変化検出装置50は、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相の急激な変化を検出する。本実施形態では、電圧変化検出装置50は、電力変換装置1において、後述する位相角算出部23の一部の構成である。
(Overall structure)
Figure 1 is a functional block diagram showing the schematic configuration of a power converter 1 equipped with a voltage change detection device 50 (see Figure 2) according to an embodiment of the present invention. The voltage change detection device 50 detects abrupt changes in the phase of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt. In this embodiment, the voltage change detection device 50 is part of the phase angle calculation unit 23, which will be described later, in the power converter 1.
電力変換装置1は、交流電源2から供給される三相の入力電圧Vr,Vs,Vt及び入力電流に基づいて、スイッチング回路10を構成する複数のスイッチング素子SW1~SW6を駆動させることにより、直流電圧を出力する。 The power converter 1 outputs a DC voltage by driving multiple switching elements SW1 to SW6 that constitute the switching circuit 10 based on the three-phase input voltages Vr, Vs, Vt and input current supplied from the AC power supply 2.
電力変換装置1は、複数のスイッチング素子SW1~SW6を有するスイッチング回路10と、スイッチング回路10のスイッチング素子SW1~SW6に対してPWM信号を出力する制御部20とを有する。 The power conversion device 1 comprises a switching circuit 10 having multiple switching elements SW1 to SW6, and a control unit 20 that outputs PWM signals to the switching elements SW1 to SW6 of the switching circuit 10.
スイッチング回路10は、複数のスイッチング素子SW1~SW6と、スイッチング素子SW1~SW6にそれぞれ並列に接続されたダイオードD1~D6とを有する。本実施形態では、スイッチング回路10は、6個のスイッチング素子SW1~SW6と、6個のダイオードD1~D6とを有する。6個のスイッチング素子SW1~SW6は、ブリッジ回路を構成する。6個のスイッチング素子SW1~SW6は、交流電源2のR相、S相及びT相に電気的に接続されている。 The switching circuit 10 has multiple switching elements SW1 to SW6 and diodes D1 to D6 connected in parallel to each of the switching elements SW1 to SW6. In this embodiment, the switching circuit 10 has six switching elements SW1 to SW6 and six diodes D1 to D6. The six switching elements SW1 to SW6 constitute a bridge circuit. The six switching elements SW1 to SW6 are electrically connected to the R phase, S phase, and T phase of the AC power supply 2.
スイッチング回路10は、交流電源2及びコンデンサ3に電気的に接続されている。具体的には、スイッチング素子SW1,SW2は、交流電源2のR相に電気的に接続されている。スイッチング素子SW3,SW4は、交流電源2のS相に電気的に接続されている。スイッチング素子SW5,SW6は、交流電源2のT相に電気的に接続されている。スイッチング素子SW1~SW6は、コンデンサ3に電気的に接続されている。 The switching circuit 10 is electrically connected to the AC power supply 2 and the capacitor 3. Specifically, switching elements SW1 and SW2 are electrically connected to the R phase of the AC power supply 2. Switching elements SW3 and SW4 are electrically connected to the S phase of the AC power supply 2. Switching elements SW5 and SW6 are electrically connected to the T phase of the AC power supply 2. Switching elements SW1 to SW6 are electrically connected to the capacitor 3.
制御部20は、電圧制御部21と、電流制御部22と、位相角算出部23と、PWM信号生成部24とを有する。 The control unit 20 includes a voltage control unit 21, a current control unit 22, a phase angle calculation unit 23, and a PWM signal generation unit 24.
電圧制御部21は、コンデンサ3の直流電圧の検出値と、出力電圧指令とから、電流指令を生成して、電流制御部22に出力する。すなわち、電圧制御部21は、電力変換装置1の出力である直流電圧を、出力電圧指令に近づけるように、電流指令を生成する。 The voltage control unit 21 generates a current command from the detected DC voltage of capacitor 3 and the output voltage command, and outputs it to the current control unit 22. In other words, the voltage control unit 21 generates the current command so that the DC voltage output of the power converter 1 approaches the output voltage command.
電流制御部22は、電力変換装置1の入力電流の検出値と、電圧制御部21から入力される電流指令と、位相角算出部23から入力される位相角に関する信号とから、PWM信号生成部24に対する指令信号を生成する。電流制御部22の構成は、従来の電力変換装置における電流制御の構成と同様である。よって、電流制御部22の構成についての説明は省略する。 The current control unit 22 generates a command signal for the PWM signal generation unit 24 from the detected input current value of the power converter 1, the current command input from the voltage control unit 21, and the phase angle signal input from the phase angle calculation unit 23. The configuration of the current control unit 22 is the same as that of current control in conventional power converters. Therefore, a detailed explanation of the configuration of the current control unit 22 is omitted.
PWM信号生成部24は、電流制御部22で生成された指令信号を用いて、スイッチング素子SW1~SW6を駆動させるためのPWM信号を生成する。生成されたPWM信号は、スイッチング素子SW1~SW6に入力される。PWM信号生成部24の構成も、従来の電力変換装置におけるPWM信号を生成する構成と同様である。よって、PWM信号生成部24の構成についての説明は省略する。 The PWM signal generation unit 24 uses the command signal generated by the current control unit 22 to generate PWM signals for driving the switching elements SW1 to SW6. The generated PWM signals are input to the switching elements SW1 to SW6. The configuration of the PWM signal generation unit 24 is the same as that of conventional power conversion devices that generate PWM signals. Therefore, a detailed explanation of the configuration of the PWM signal generation unit 24 is omitted.
なお、PWM信号生成部24は、位相変化検出部36からスイッチング素子SW1~SW6のスイッチング動作を停止させる駆動停止信号が入力された場合に、スイッチング素子SW1~SW6の駆動を停止させるPWM信号を生成する。 Furthermore, the PWM signal generation unit 24 generates a PWM signal to stop the driving of switching elements SW1 to SW6 when a drive stop signal is input from the phase change detection unit 36 to stop the switching operation of switching elements SW1 to SW6.
電流制御部22及びPWM信号生成部24は、複数のスイッチング素子SW1~SW6をスイッチング駆動させることによって、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtを所定の直流電圧に変換するとともに、後述する電圧変化検出装置50によって三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であると検出された場合に、スイッチング素子SW1~SW6の駆動を停止する。よって、電流制御部22及びPWM信号生成部24が本発明の駆動制御部40を構成する。 The current control unit 22 and the PWM signal generation unit 24 convert the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt into predetermined DC voltages by switching and driving a plurality of switching elements SW1 to SW6. Furthermore, when the voltage change detection device 50 (described later) detects that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount, the driving of the switching elements SW1 to SW6 is stopped. Therefore, the current control unit 22 and the PWM signal generation unit 24 constitute the drive control unit 40 of the present invention.
位相角算出部23は、電力変換装置1の入力電圧の検出値から、位相角θを算出する。位相角算出部23で算出された位相角θは、電流制御部22に入力される。また、位相角算出部23は、電力変換装置1の入力電圧Vr,Vs,Vtの検出値に基づいて、入力電圧Vr,Vs,Vtの位相が急激に変化したかどうかを検出する。図2は、位相角算出部23の概略構成を示す機能ブロック図である。 The phase angle calculation unit 23 calculates the phase angle θ from the detected input voltage of the power converter 1. The phase angle θ calculated by the phase angle calculation unit 23 is input to the current control unit 22. Furthermore, the phase angle calculation unit 23 detects whether the phase of the input voltages Vr, Vs, and Vt has changed abruptly, based on the detected input voltages Vr, Vs, and Vt of the power converter 1. Figure 2 is a functional block diagram showing the schematic configuration of the phase angle calculation unit 23.
図2に示すように、位相角算出部23は、3相2相変換部31と、実効値算出部32と、換算値算出部33と、PI制御部34と、位相角変換部35と、位相変化検出部36とを有する。3相2相変換部31、実効値算出部32、換算値算出部33及び位相変化検出部36が本発明の電圧変化検出装置50を構成する。すなわち、本実施形態の位相角算出部23は、電圧変化検出装置50を含む。 As shown in Figure 2, the phase angle calculation unit 23 includes a three-phase to two-phase conversion unit 31, an effective value calculation unit 32, a converted value calculation unit 33, a PI control unit 34, a phase angle conversion unit 35, and a phase change detection unit 36. The three-phase to two-phase conversion unit 31, the effective value calculation unit 32, the converted value calculation unit 33, and the phase change detection unit 36 constitute the voltage change detection device 50 of the present invention. That is, the phase angle calculation unit 23 of this embodiment includes the voltage change detection device 50.
3相2相変換部31は、電力変換装置1の3相の入力電圧Vr,Vs,Vtを、d軸電圧Vd及びq軸電圧Vqに変換する。3相2相変換部31は、従来の構成と同様の構成を有する。よって、3相2相変換部31の詳しい説明は、省略する。 The three-phase to two-phase conversion unit 31 converts the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt of the power converter 1 into a d-axis voltage Vd and a q-axis voltage Vq. The three-phase to two-phase conversion unit 31 has the same configuration as conventional units. Therefore, a detailed explanation of the three-phase to two-phase conversion unit 31 is omitted.
実効値算出部32は、電力変換装置1の3相の入力電圧Vr,Vs,Vtを用いて実効値Vppを求める。具体的には、実効値算出部32は、3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの2乗和平方根を算出することにより、実効値Vppを求める。 The RMS value calculation unit 32 calculates the RMS value Vpp using the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt of the power converter 1. Specifically, the RMS value calculation unit 32 calculates the RMS value Vpp by calculating the square root of the sum of the squares of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt.
換算値算出部33は、3相2相変換部31から出力されたd軸電圧Vd及びq軸電圧Vqと、実効値算出部32から出力された実効値Vppとを用いて、d軸換算値Vd/Vpp及びq軸換算値Vq/Vppを求める。具体的には、換算値算出部33は、d軸電圧Vdを実効値Vppによって除することにより、d軸換算値Vd/Vppを算出する。換算値算出部33は、q軸電圧Vqを実効値Vppによって除することにより、q軸換算値Vq/Vppを算出する。換算値算出部33は、d軸換算値Vd/Vpp及びq軸換算値Vq/Vppを出力する。 The conversion value calculation unit 33 uses the d-axis voltage Vd and q-axis voltage Vq output from the 3-phase 2-phase conversion unit 31, and the RMS value Vpp output from the RMS value calculation unit 32, to determine the d-axis converted value Vd/Vpp and the q-axis converted value Vq/Vpp. Specifically, the conversion value calculation unit 33 calculates the d-axis converted value Vd/Vpp by dividing the d-axis voltage Vd by the RMS value Vpp. The conversion value calculation unit 33 calculates the q-axis converted value Vq/Vpp by dividing the q-axis voltage Vq by the RMS value Vpp. The conversion value calculation unit 33 outputs the d-axis converted value Vd/Vpp and the q-axis converted value Vq/Vpp.
PI制御部34は、換算値算出部33から出力されたd軸換算値Vd/Vpp及びq軸換算値Vq/Vppを用いてPI制御を行う。PI制御部34は、d軸換算値Vd/Vppに対してPI処理を行うことにより、電流制御部22で指令信号を生成する際に用いられる入力電圧の周波数Freqを求める。詳しくは説明しないが、PI制御部34は、微分器及び積分器を有する。 The PI control unit 34 performs PI control using the d-axis converted value Vd/Vpp and the q-axis converted value Vq/Vpp output from the converted value calculation unit 33. The PI control unit 34 performs PI processing on the d-axis converted value Vd/Vpp to determine the frequency Freq of the input voltage used when generating the command signal in the current control unit 22. Although not described in detail, the PI control unit 34 includes a differentiator and an integrator.
位相角変換部35は、PI制御部34で生成された周波数Freqを、電流制御部22で指令信号を生成する際に用いられる入力電圧の位相角θに変換する。位相角変換部35によって生成された位相角θは、3相2相変換部31による3相の入力電圧Vr,Vs,Vtからd軸電圧Vd及びq軸電圧Vqへの変換に用いられる。 The phase angle conversion unit 35 converts the frequency Freq generated by the PI control unit 34 into the phase angle θ of the input voltage used when generating the command signal in the current control unit 22. The phase angle θ generated by the phase angle conversion unit 35 is used by the three-phase to two-phase conversion unit 31 to convert the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt to the d-axis voltage Vd and the q-axis voltage Vq.
図3は、電力変換装置1の入力電圧の位相が連続して変化する場合の前記入力電圧の一例と、位相角変換部35によって求められた位相角θの一例との関係を示す図である。図3に示すように、電力変換装置1の入力電圧が変化することにより、該入力電圧に応じて、位相角変換部35によって得られる位相角θも徐々に変化する。 Figure 3 shows the relationship between an example of the input voltage of the power converter 1 when the phase of the input voltage changes continuously, and an example of the phase angle θ obtained by the phase angle conversion unit 35. As shown in Figure 3, as the input voltage of the power converter 1 changes, the phase angle θ obtained by the phase angle conversion unit 35 also gradually changes in accordance with the input voltage.
ところで、電力変換装置1の入力電圧の位相が急激に変化した場合、位相角変換部35によって前記入力電圧から求められる位相角も急激に変化する。図4は、電力変換装置1の入力電圧の位相が急激に変化する場合の前記入力電圧の一例と、位相角変換部35によって求められた位相角θの一例との関係を示す図である。図4に示すように、電力変換装置1の入力電圧の位相が急激に変化することにより、位相角変換部35によって得られる位相角θも急激に変化する。 Incidentally, when the phase of the input voltage of the power converter 1 changes rapidly, the phase angle obtained from the input voltage by the phase angle conversion unit 35 also changes rapidly. Figure 4 is a diagram showing the relationship between an example of the input voltage when the phase of the input voltage of the power converter 1 changes rapidly, and an example of the phase angle θ obtained by the phase angle conversion unit 35. As shown in Figure 4, when the phase of the input voltage of the power converter 1 changes rapidly, the phase angle θ obtained by the phase angle conversion unit 35 also changes rapidly.
図4に示すように位相角θが急激に変化する場合、位相角算出部23における演算の遅れにより、算出される位相角θは、図4に太破線で示すように変化する。このように、算出される位相角θが、実際の位相角に対してずれていると、スイッチング素子SW1~SW6に対して入力されるPWM信号を正常に生成することができない。よって、スイッチング素子SW1~SW6にそれらの定格電流を超えるような電流が流れて、スイッチング素子SW1~SW6が破損する可能性がある。 As shown in Figure 4, when the phase angle θ changes rapidly, the calculated phase angle θ changes as shown by the thick dashed line in Figure 4 due to a delay in calculation in the phase angle calculation unit 23. If the calculated phase angle θ deviates from the actual phase angle in this way, the PWM signal input to the switching elements SW1 to SW6 cannot be generated correctly. Therefore, a current exceeding their rated current may flow through the switching elements SW1 to SW6, potentially damaging them.
なお、図4に示すような位相角θの急激な変化は、例えば、交流電源2を他の電源に切り替える際などに発生する。このように電源が切り替えられる電力変換装置としては、例えば、航空機用電力変換装置などが挙げられる。本実施形態の電力変換装置は、航空機用電力変換装置以外の電力変換装置に用いられてもよい。 The abrupt change in phase angle θ shown in Figure 4 occurs, for example, when switching AC power source 2 to another power source. Examples of power converters that can switch power sources in this way include aircraft power converters. The power converter of this embodiment may also be used in power converters other than aircraft power converters.
位相変化検出部36は、電力変換装置1の3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相が急激に変化したことを検出する。具体的には、位相変化検出部36は、換算値算出部33によって求められたd軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上の場合、または、q軸換算値Vq/Vppがq軸閾値以上の場合に、3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上である、すなわち3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相が急激に変化したと検出する。 The phase change detection unit 36 detects when the phase of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt of the power converter 1 changes abruptly. Specifically, the phase change detection unit 36 detects that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount, i.e., that the phase of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt has changed abruptly, when the d-axis converted value Vd/Vpp obtained by the converted value calculation unit 33 is greater than or equal to the d-axis threshold, or when the q-axis converted value Vq/Vpp is greater than or equal to the q-axis threshold.
位相変化検出部36は、3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相が急激に変化したと検出した場合には、PWM信号生成部24に対して、スイッチング素子SW1~SW6のスイッチング動作を停止させる駆動停止信号を生成して出力する。前記駆動停止信号は、PWM信号生成部24に、スイッチング素子SW1~SW6のスイッチング動作を停止させるPWM信号を生成させる。 The phase change detection unit 36, upon detecting a rapid change in the phase of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt, generates and outputs a drive stop signal to the PWM signal generation unit 24, which stops the switching operation of the switching elements SW1 to SW6. This drive stop signal causes the PWM signal generation unit 24 to generate a PWM signal that stops the switching operation of the switching elements SW1 to SW6.
前記d軸閾値は、3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上となるようなd軸換算値Vd/Vppに設定されている。前記d軸閾値は、例えば、前記所定位相変化量が10度となるようなd軸換算値Vd/Vppに設定されている。なお、前記d軸閾値は、前記所定位相変化量が10度以外の値となるようなd軸換算値Vd/Vppに設定されていてもよい。 The d-axis threshold is set to a d-axis equivalent value Vd/Vpp such that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is equal to or greater than a predetermined phase change amount. For example, the d-axis threshold is set to a d-axis equivalent value Vd/Vpp such that the predetermined phase change amount is 10 degrees. However, the d-axis threshold may be set to a d-axis equivalent value Vd/Vpp such that the predetermined phase change amount is a value other than 10 degrees.
前記q軸閾値は、3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上となるようなq軸換算値Vq/Vppに設定されている。q軸換算値Vq/Vppは、d軸換算値Vd/Vppに比べて、3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相に対する変化量が小さい。よって、前記q軸閾値は、前記所定位相変化量が前記d軸閾値の場合よりも大きい値(例えば30度)となるようなq軸換算値Vq/Vppに設定されている。なお、前記q軸閾値は、前記所定位相変化量が前記d軸閾値の場合の所定位相変化量と同じ値かそれよりも小さい値となるようなq軸換算値Vq/Vppに設定されていてもよい。 The q-axis threshold is set to a q-axis equivalent value Vq/Vpp such that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount. The q-axis equivalent value Vq/Vpp represents a smaller phase change amount for the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt compared to the d-axis equivalent value Vd/Vpp. Therefore, the q-axis threshold is set to a q-axis equivalent value Vq/Vpp such that the predetermined phase change amount is greater than that of the d-axis threshold (for example, 30 degrees). Alternatively, the q-axis threshold may be set to a q-axis equivalent value Vq/Vpp such that the predetermined phase change amount is the same as or smaller than the predetermined phase change amount for the d-axis threshold.
ところで、d軸換算値Vd/Vppは、図5に示すように、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相が180度ずれている場合には、前記位相のずれが180度以外の場合に比べて、変化するタイミングが遅い。一方、図6に示すように、q軸換算値Vq/Vppは、3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相が180度ずれている場合には、前記位相のずれが180度以外の場合に比べて、変化するタイミングが早く且つ変化量も大きい。 Incidentally, as shown in Figure 5, the d-axis equivalent value Vd/Vpp changes more slowly when the phases of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt are shifted by 180 degrees compared to cases where the phase shift is not 180 degrees. On the other hand, as shown in Figure 6, the q-axis equivalent value Vq/Vpp changes more quickly and by a larger amount when the phases of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt are shifted by 180 degrees compared to cases where the phase shift is not 180 degrees.
そのため、位相変化検出部36は、前記位相のずれが180度の場合には、q軸換算値Vq/Vpp及び前記q軸閾値を用いて、3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であるかどうかを検出する。 Therefore, when the phase shift is 180 degrees, the phase change detection unit 36 uses the q-axis equivalent value Vq/Vpp and the q-axis threshold to detect whether the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount.
すなわち、位相変化検出部36は、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上の場合に、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であると検出し、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上に達するタイミングよりも前にq軸換算値Vq/Vppがq軸閾値以上に達した場合に、前記三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であると検出する。 In other words, the phase change detection unit 36 detects that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the d-axis equivalent value Vd/Vpp is greater than or equal to the d-axis threshold, and detects that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the q-axis equivalent value Vq/Vpp reaches the q-axis threshold before the timing when the d-axis equivalent value Vd/Vpp reaches the d-axis threshold.
これにより、位相変化検出部36は、3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であることを、迅速に且つ精度良く検出することができる。 As a result, the phase change detection unit 36 can quickly and accurately detect whether the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount.
(入力電圧の位相変化の検出)
次に、上述の構成を有する電力変換装置1による入力電圧の位相変化の検出動作を、図7を用いて説明する。図7は、電力変換装置1による入力電圧の位相変化の検出動作を示すフローチャートである。
(Detection of phase change in input voltage)
Next, the detection operation of the input voltage phase change by the power converter 1 having the above configuration will be explained using Figure 7. Figure 7 is a flowchart showing the detection operation of the input voltage phase change by the power converter 1.
図7に示すように、まずステップS1では、位相角算出部23は、交流電源2から入力される三相の入力電圧Vr,Vs,Vtを取得する。続くステップS2では、位相角算出部23の3相2相変換部31は、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtを、d軸電圧Vd及びq軸電圧Vqに変換する。 As shown in Figure 7, in step S1, the phase angle calculation unit 23 first acquires the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt from the AC power supply 2. In the subsequent step S2, the three-phase to two-phase conversion unit 31 of the phase angle calculation unit 23 converts the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt into the d-axis voltage Vd and the q-axis voltage Vq.
その後、ステップS3では、換算値算出部33は、3相2相変換部31によって得られたd軸電圧Vd及びq軸電圧Vqを、それぞれ、実効値算出部32で得られた実効値Vppによって除して規格化する。これにより、換算値算出部33は、d軸換算値Vd/Vpp及びq軸換算値Vq/Vppを得る。 Subsequently, in step S3, the conversion value calculation unit 33 normalizes the d-axis voltage Vd and q-axis voltage Vq obtained by the 3-phase 2-phase conversion unit 31 by dividing them by the effective value Vpp obtained by the effective value calculation unit 32. This allows the conversion value calculation unit 33 to obtain the d-axis converted value Vd/Vpp and the q-axis converted value Vq/Vpp.
ステップS4では、位相変化検出部36は、換算値算出部33によって得られたd軸換算値Vd/Vpp及びq軸換算値Vq/Vppを用いて、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であるかどうかを検出する。具体的には、位相変化検出部36は、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上の場合、または、q軸換算値Vq/Vppがq軸閾値以上の場合に、3相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であると判定する。 In step S4, the phase change detection unit 36 uses the d-axis converted value Vd/Vpp and the q-axis converted value Vq/Vpp obtained by the converted value calculation unit 33 to detect whether the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount. Specifically, the phase change detection unit 36 determines that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount if the d-axis converted value Vd/Vpp is greater than or equal to the d-axis threshold, or if the q-axis converted value Vq/Vpp is greater than or equal to the q-axis threshold.
このとき、位相変化検出部36は、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上の場合に、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であると検出し、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上に達するタイミングよりも前にq軸換算値Vq/Vppがq軸閾値以上に達した場合に、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であると検出する。 At this time, the phase change detection unit 36 detects that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the d-axis equivalent value Vd/Vpp is greater than or equal to the d-axis threshold, and detects that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the q-axis equivalent value Vq/Vpp reaches the q-axis threshold before the timing when the d-axis equivalent value Vd/Vpp reaches the d-axis threshold.
ステップS4でYESの判定の場合には、ステップS5に進んで、電力変換装置1は、スイッチング素子SW1~SW6のスイッチング動作を停止させる。 If the determination in step S4 is YES, the process proceeds to step S5, where the power converter 1 stops the switching operation of switching elements SW1 to SW6.
具体的には、位相変化検出部36は、ステップS4でYESの判定の場合には、PWM信号生成部24に対して、スイッチング素子SW1~SW6のスイッチング動作を停止させる駆動停止信号を生成して出力する。PWM信号生成部24は、前記駆動停止信号が入力されると、スイッチング素子SW1~SW6のスイッチング動作を停止させるPWM信号を生成する。これにより、電力変換装置1は、スイッチング素子SW1~SW6の駆動を停止させることができる。 Specifically, if the phase change detection unit 36 determines YES in step S4, it generates and outputs a drive stop signal to the PWM signal generation unit 24 to stop the switching operation of the switching elements SW1 to SW6. Upon receiving the drive stop signal, the PWM signal generation unit 24 generates a PWM signal that stops the switching operation of the switching elements SW1 to SW6. This allows the power converter 1 to stop the operation of the switching elements SW1 to SW6.
一方、ステップS4でNOの判定の場合には、このフローを終了する(END)。すなわち、ステップS4でNOの場合の場合には、電力変換装置1は、スイッチング素子SW1~SW6の駆動を継続する。 On the other hand, if the determination in step S4 is NO, this flow terminates (END). That is, if the determination in step S4 is NO, the power converter 1 continues to drive the switching elements SW1 to SW6.
以上より、本実施形態に係る電圧変化検出装置50は、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtをd軸電圧Vd及びq軸電圧Vqに変換する3相2相変換部31と、d軸電圧Vd及びq軸電圧Vqをそれぞれ入力電圧Vr,Vs,Vtの実効値Vppで除して規格化することにより、d軸換算値Vd/Vpp及びq軸換算値Vq/Vppを得る換算値算出部33と、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上の場合、または、q軸換算値Vq/Vppがq軸閾値以上の場合に、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であると検出する位相変化検出部36と、を有する。 Based on the above, the voltage change detection device 50 according to this embodiment includes: a three-phase to two-phase conversion unit 31 that converts three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt into d-axis voltage Vd and q-axis voltage Vq; a conversion value calculation unit 33 that obtains d-axis equivalent values Vd/Vpp and q-axis equivalent values Vq/Vpp by normalizing the d-axis voltage Vd and q-axis voltage Vq by dividing them by the effective values Vpp of the input voltages Vr, Vs, and Vt, respectively; and a phase change detection unit 36 that detects that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the d-axis equivalent value Vd/Vpp is greater than or equal to a d-axis threshold, or when the q-axis equivalent value Vq/Vpp is greater than or equal to a q-axis threshold.
これにより、d軸電圧Vdから求められるd軸換算値Vd/Vppの変化またはq軸電圧Vqから求められるq軸換算値Vq/Vppの変化に応じて、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であるかどうかを精度良く検出することができる。よって、上述の構成により、入力電圧Vr,Vs,Vtの急激な位相変化を、精度良く検出することができる。 This allows for accurate detection of whether the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt exceeds a predetermined phase change amount, based on the change in the d-axis equivalent value Vd/Vpp obtained from the d-axis voltage Vd, or the change in the q-axis equivalent value Vq/Vpp obtained from the q-axis voltage Vq. Therefore, the above configuration enables accurate detection of rapid phase changes in the input voltages Vr, Vs, and Vt.
また、本実施形態では、電圧変化検出装置50は、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上の場合に、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であると検出し、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値に達するタイミングよりも前にq軸換算値Vq/Vppがq軸閾値以上に達した場合に、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であると検出する。 Furthermore, in this embodiment, the voltage change detection device 50 detects that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the d-axis equivalent value Vd/Vpp is greater than or equal to the d-axis threshold, and detects that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the q-axis equivalent value Vq/Vpp reaches the q-axis threshold before the timing when the d-axis equivalent value Vd/Vpp reaches the d-axis threshold.
入力電圧Vr,Vs,Vtの位相を変化させた際に、入力電圧Vr,Vs,Vtの位相が変化した直後の所定期間においてd軸換算値Vd/Vppがほとんど変化しないような位相角度が存在する。そのため、上述の構成のように、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値に達するタイミングよりも前にq軸換算値Vq/Vppがq軸閾値以上に達した場合に、入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であると検出することにより、入力電圧Vr,Vs,Vtの急激な位相変化を、より迅速に且つ精度良く検出することができる。 When the phases of the input voltages Vr, Vs, and Vt are changed, there exists a phase angle such that the d-axis equivalent value Vd/Vpp hardly changes during a predetermined period immediately following the phase change. Therefore, as in the configuration described above, if the q-axis equivalent value Vq/Vpp reaches or exceeds the q-axis threshold before the d-axis equivalent value Vd/Vpp reaches the d-axis threshold, detecting that the phase change amount of the input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount allows for more rapid and accurate detection of rapid phase changes in the input voltages Vr, Vs, and Vt.
本実施形態に係る電力変換装置1は、電圧変化検出装置50と、複数のスイッチング素子SW1~SW6を有するスイッチング回路10と、複数のスイッチング素子SW1~SW6をスイッチング駆動させることによって、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtを所定の直流電圧に変換するとともに、電圧変化検出装置50によって三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの位相変化量が所定位相変化量以上であると検出された場合に、複数のスイッチング素子SW1~SW6の駆動を停止する駆動制御部40と、を有する。 The power conversion device 1 according to this embodiment includes a voltage change detection device 50, a switching circuit 10 having a plurality of switching elements SW1 to SW6, and a drive control unit 40 that converts the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt into a predetermined DC voltage by switching-driving the plurality of switching elements SW1 to SW6, and stops driving the plurality of switching elements SW1 to SW6 when the voltage change detection device 50 detects that the phase change amount of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is greater than or equal to a predetermined phase change amount.
これにより、電圧変化検出装置50によって三相の入力電圧の急激な位相変化が検出された場合に、スイッチング回路10の複数のスイッチング素子SW1~SW6の駆動を停止することにより、複数のスイッチング素子SW1~SW6に過大な電流が流れて故障することを防止できる。 This prevents excessive current from flowing through the switching elements SW1 to SW6 of the switching circuit 10 and causing them to malfunction when the voltage change detection device 50 detects a sudden phase change in the three-phase input voltage.
(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
Although embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the invention is not limited to the embodiments described above, and it is possible to carry out the invention by appropriately modifying the embodiments described above without departing from the spirit of the invention.
前記実施形態では、電圧変化検出装置50は、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上の場合、または、q軸換算値Vq/Vppがq軸閾値以上の場合に、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの急激な位相変化を検出する。しかしながら、電圧変化検出装置は、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上の場合に、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの急激な位相変化を検出してもよい。 In the above embodiment, the voltage change detection device 50 detects a rapid phase change in the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt when the d-axis equivalent value Vd/Vpp is greater than or equal to the d-axis threshold, or when the q-axis equivalent value Vq/Vpp is greater than or equal to the q-axis threshold. However, the voltage change detection device may also detect a rapid phase change in the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt when the d-axis equivalent value Vd/Vpp is greater than or equal to the d-axis threshold.
また、電圧変化検出装置は、d軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上の場合、または、q軸換算値Vq/Vppがq軸閾値以上の場合に、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの急激な周波数変化を検出してもよい。すなわち、三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの周波数が急激に変化した場合でも、前記実施形態で説明したようにd軸換算値Vd/Vppがd軸閾値以上またはq軸換算値Vq/Vppがq軸閾値以上になる。 Furthermore, the voltage change detection device may detect a rapid frequency change in the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt when the d-axis equivalent value Vd/Vpp is equal to or greater than the d-axis threshold, or when the q-axis equivalent value Vq/Vpp is equal to or greater than the q-axis threshold. That is, even when the frequencies of the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt change rapidly, the d-axis equivalent value Vd/Vpp will be equal to or greater than the d-axis threshold, or the q-axis equivalent value Vq/Vpp will be equal to or greater than the q-axis threshold, as described in the above embodiment.
前記実施形態では、電力変換装置1は、電圧変化検出装置50によって三相の入力電圧Vr,Vs,Vtの急激な位相変化が検出された場合に、複数のスイッチング素子SW1~SW6のスイッチング動作を停止する。しかしながら、電圧変化検出装置は、電力変換装置以外で且つ入力電圧の急激な位相変化に影響を受ける装置に対して、入力電圧の急激な位相変化の検出結果を出力してもよい。 In the above embodiment, the power converter 1 stops the switching operation of the multiple switching elements SW1 to SW6 when a rapid phase change in the three-phase input voltages Vr, Vs, and Vt is detected by the voltage change detection device 50. However, the voltage change detection device may also output the detection result of a rapid phase change in the input voltage to devices other than the power converter that are affected by rapid phase changes in the input voltage.
例えば、電圧変化検出装置によって三相の入力電圧の急激な位相変化が検出された場合に、制御系のゲイン(例えば比例ゲイン、積分ゲインなど)を前記位相変化に応じて補正してもよい。これにより、前記制御系において、前記入力電圧に急激な位相変化が生じた場合の制御応答を高速にすることができる。すなわち、図5に示すVd/Vpp及び図6に示すVq/Vppが収束する時間を短縮することができる。よって、入力電圧とPWM信号とがずれている状態の時間を短縮できる。ところで、前記入力電圧と前記PWM信号とがずれている際にスイッチング素子に流れる電流は、所定の勾配で増加する。そのため、前記スイッチング素子に流れる電流が、前記スイッチング素子が破損する電流になるまでに、Vd/Vpp及びVq/Vppを収束させることにより、前記スイッチング素子を停止させることなく、装置からの出力を継続することができる。 For example, if a rapid phase change in the three-phase input voltage is detected by a voltage change detection device, the control system gain (e.g., proportional gain, integral gain, etc.) may be corrected according to the phase change. This allows for a faster control response in the control system when a rapid phase change occurs in the input voltage. Specifically, the time it takes for Vd/Vpp (shown in Figure 5) and Vq/Vpp (shown in Figure 6) to converge can be shortened. Therefore, the time during which the input voltage and the PWM signal are out of sync can be reduced. Incidentally, when the input voltage and the PWM signal are out of sync, the current flowing through the switching element increases at a predetermined gradient. Therefore, by converging Vd/Vpp and Vq/Vpp before the current flowing through the switching element reaches a level that would damage the switching element, the output from the device can be continued without stopping the switching element.
また、例えば、電圧変化検出装置によって位相変化が検出された場合に、位相変化量を推定して、図2における周波数Freqや位相角θを補正する(例えば、位相変化量に応じて周波数Freqや位相角θを所定値に決める)ことにより、入力電圧の変化に対して制御内の周波数Freqや位相角θを迅速に合わせることができる。これにより、スイッチング素子を停止させることなく、装置からの出力を継続することができる。 Furthermore, for example, when a phase change is detected by a voltage change detection device, the amount of phase change is estimated, and the frequency Freq and phase angle θ in Figure 2 are corrected (for example, the frequency Freq and phase angle θ are set to predetermined values according to the amount of phase change). This allows the frequency Freq and phase angle θ within the control to be quickly adjusted to changes in the input voltage. As a result, the output from the device can be continued without stopping the switching elements.
前記実施形態では、電圧変化検出装置50は、電力変換装置1の位相角算出部23の一部によって構成されている。しかしながら、電圧変化検出装置は、電力変換装置とは別の装置として設けられていてもよい。また、電圧変化検出装置は、電力変換装置以外の装置に設けられていてもよい。 In the above embodiment, the voltage change detection device 50 is composed of a part of the phase angle calculation unit 23 of the power conversion device 1. However, the voltage change detection device may be provided as a separate device from the power conversion device. Furthermore, the voltage change detection device may be provided in a device other than the power conversion device.
本発明は、三相の入力電圧の変化を検出する電圧変化検出装置に利用可能である。 This invention can be used in a voltage change detection device that detects changes in three-phase input voltage.
1 電力変換装置
2 交流電源
3 コンデンサ
10 スイッチング回路
20 制御部
21 電圧制御部
22 電流制御部
23 位相角算出部
24 PWM信号生成部
31 3相2相変換部(変換部)
32 実効値算出部
33 換算値算出部
34 PI制御部
35 位相角変換部
36 位相変化検出部
40 駆動制御部
50 電圧変化検出装置
SW1~SW6 スイッチング素子
Vr、Vs、Vt 入力電圧
1 Power conversion device 2 AC power supply 3 Capacitor 10 Switching circuit 20 Control unit 21 Voltage control unit 22 Current control unit 23 Phase angle calculation unit 24 PWM signal generation unit 31 3-phase 2-phase conversion unit (conversion unit)
32 Effective value calculation unit 33 Conversion value calculation unit 34 PI control unit 35 Phase angle conversion unit 36 Phase change detection unit 40 Drive control unit 50 Voltage change detection device SW1 to SW6 Switching elements Vr, Vs, Vt Input voltage
Claims (2)
前記三相の入力電圧をd軸電圧及びq軸電圧に変換する変換部と、
前記d軸電圧及び前記q軸電圧をそれぞれ前記入力電圧の実効値で除して規格化することにより、d軸換算値及びq軸換算値を得る換算値算出部と、
前記d軸換算値がd軸閾値以上の場合、または、前記q軸換算値がq軸閾値以上の場合に、前記三相の入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であると検出する位相変化検出部と、
を有し、
前記位相変化検出部は、前記d軸換算値がd軸閾値以上の場合に、前記三相の入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であると検出し、前記d軸換算値がd軸閾値以上に達するタイミングよりも前に前記q軸換算値がq軸閾値以上に達した場合に、前記三相の入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であると検出する、
電圧変化検出装置。 A voltage change detection device for detecting changes in three-phase input voltage,
A conversion unit that converts the three-phase input voltage into d-axis voltage and q-axis voltage,
A conversion value calculation unit that obtains a d-axis converted value and a q-axis converted value by normalizing the d-axis voltage and the q-axis voltage by dividing them by the effective value of the input voltage, respectively.
A phase change detection unit detects that the phase change amount of the three-phase input voltage is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the d-axis converted value is greater than or equal to the d-axis threshold, or when the q-axis converted value is greater than or equal to the q-axis threshold.
It has ,
The phase change detection unit detects that the amount of phase change in the three-phase input voltage is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the d-axis converted value is greater than or equal to the d-axis threshold, and detects that the amount of phase change in the three-phase input voltage is greater than or equal to a predetermined phase change amount when the q-axis converted value reaches greater than or equal to the q-axis threshold before the timing when the d-axis converted value reaches greater than or equal to the d-axis threshold.
Voltage change detection device .
複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、
前記複数のスイッチング素子をスイッチング駆動させることによって、三相の入力電圧を所定の直流電圧に変換するとともに、前記電圧変化検出装置によって三相の入力電圧の位相変化量が所定位相変化量以上であると検出された場合に、前記複数のスイッチング素子の駆動を停止する駆動制御部と、
を有する、
電力変換装置。 A voltage change detection device according to claim 1 ,
A switching circuit having multiple switching elements,
A drive control unit that drives the plurality of switching elements to convert the three-phase input voltage into a predetermined DC voltage, and stops driving the plurality of switching elements when the voltage change detection device detects that the amount of phase change in the three-phase input voltage is greater than or equal to a predetermined phase change,
Having,
Power converter.
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