特開2020-178425IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

半導体スイッチを備えた電力変換装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】本発明は、停電や周辺機器の破損を防止できる電力変換装置を提供することを目的とする。
【解決手段】電力変換装置1は、直流電圧が大きい直流コンデンサを有するコンバータセルよりも直流電圧が小さい直流コンデンサを有するコンバータセルに設けられた半導体スイッチのオンディレイ時間が長くなるように設定するオンディレイ時間設定部と、オンディレイ時間設定部で設定されたオンディレイ時間に基づくコンバータセルの出力電圧の誤差を補償するための電圧補償量を、コンバータセルのそれぞれについて設定する電圧補償量設定部と、電圧補償量設定部で設定されてコンバータセルのそれぞれに配分された電圧補償量を用いて算出したオンディレイ補償電圧指令値に基づいて半導体スイッチを駆動するゲートパルス信号を生成するゲートパルス信号生成部とを備えている。
【選択図】図9

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、特許文献2に開示された方式を用いた電力変換器は、各コンバータセルに設けられた半導体スイッチのオンディレイ時間の変動に伴って、各コンバータセルが接続された電力系統に系統擾乱が生じ、停電や周辺機器が破損する可能性があるという問題を有している。 本発明の目的は、停電や周辺機器の破損を防止できる電力変換装置を提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

目的を達成するために、本発明の一態様による電力変換装置は、直列接続された2個の半導体スイッチ及び前記2個の半導体スイッチに並列接続された直流コンデンサを少なくともそれぞれ有し、直列接続された複数のコンバータセルと、複数の前記コンバータセルごとに設けられて前記直流コンデンサの直流電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部で検出された直流電圧が大きい前記直流コンデンサを有する前記コンバータセ・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明の一態様によれば、停電や周辺機器の破損を防止できる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の第1実施形態による電力変換装置1が用いられる電力制御システムPSの概略構成を示す回路ブロック図である。

【図2】本発明の第1実施形態による電力変換装置1に備えられた制御装置5の概略構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の第1実施形態による電力変換装置1を説明する図であって、コンバータセル31u−1〜31w−3にそれぞれ設けられた半導体スイッチQ1〜Q4のオンディレイ時間を用いる直流電圧段間バランス制御を説明する図である。

【図4】本発明の第1実施形態による電力変換装置1の制御装置5に設けられた直流電圧平均値演算部54の構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の第1実施形態による電力変換装置1の制御装置5に設けられた直流電圧相間バランス制御部51の構成を示すブロック図である。

【図6】本発明の第1実施形態による電力変換装置1の制御装置5に設けられた電力制御部52の構成を示すブロック図である。

【図7】本発明の第1実施形態による電力変換装置1の制御装置5に設けられた直流電圧段間バランス制御部53の構成を示すブロック図である。

【図8】本発明の第1実施形態による電力変換装置1に備えられた制御装置5の直流電圧段間バランス制御部53のU相用の構成を示すブロック図である。

【図9】本発明の第2実施形態による電力変換装置1に備えられた制御装置5の直流電圧段間バランス制御部53のU相用の構成を示すブロック図である。

選択図 図9出願人が指定した本件の代表的な図

1 電力変換装置   2 三相電力系統   3 コンバータ部   5 制御装置   21 ケーブル   31u U相クラスタ部   31u−1,31u−2,31u−3,31v−1,31v−2,31v−3,31w−1,31w−2,31w−3 コンバータセル   31uL,31vL,31wL リアクトル   31v V相クラスタ部   31w W相クラスタ部   32u,32v,32w 結線部   33 電圧検出部   51 直流電圧相間バランス制御部   52 電力制御部   53 直流電圧段間バランス制御部   54 直流電圧平均値演算部   211 U相ケーブル   212 V相ケーブル   213 W相ケーブル   511 偏差演算部   511u,511v,511w,521,527a,531ua1,531ua2,531ua3 減算部   512,527b ゲイン乗算部   512u,512v,512w,523,531ub1,531ub2,531ub3 PI制御部   513 位相成分乗算部   513u,513v,513w,515a,515b,533ub1,533ub2,533ub3,533uh 乗算部   514,524,524d,528,529 座標変換部   515 電流指令値補正部   516b 第二加算部   520 電流指令値演算部   520a 第一除算部   520b 第二除算部   521a 第一減算部   521b 第二減算部   522,531ud1,531ud2,531ud3,533ug1,541a,542a,543a 加算部   522a 第一加算部   522b 第二加算部   523a 第一PI制御部   523b 第二PI制御部   525 電圧降下演算部   525a,532u1 第一演算部   525b,532u2 第二演算部   526 加減算部   526a 第一加算部   531 オンディレイ時間設定部   531u,532u U相用設定部   531uc1,531uc2,531uc3 下限リミッタ部   531v,532v V相用設定部   531w,532w W相用設定部   532 電圧補償量設定部   532u3 第三演算部   533 ゲートパルス信号生成部   533u U相用生成部   533ua 極性判別部   533uc1,533uc2,533uc3,533ui1,533ui2,533ui3 算出部   533ud パルス幅変調部   533ue,533uf1,533uf2,533uf3,533ug2,541b,542b,543b 除算部   533uj1,533uj2,533uj3 リミッタ部   533v V相用生成部   533w W相用生成部   541,533ug U相用平均値演算部   542 V相用平均値演算部   543 W相用平均値演算部   C 直流コンデンサ   D1,D2,D3,D4 還流用ダイオード   M1,M2,M3,M4 半導体モジュール   Q1,Q2,Q3,Q4 半導体スイッチ

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