特表 2022-507388 電力変換器の制御方法、関連するシステムおよび装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-18

(54)【発明の名称】電力変換器の制御方法、関連するシステムおよび装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20220111BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 F

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021526265

(86)(22)【出願日】2019-11-12

(85)【翻訳文提出日】2021-07-08

(86)【国際出願番号】 EP2019080981

(87)【国際公開番号】W WO2020099377

(87)【国際公開日】2020-05-22

(31)【優先権主張番号】1860477

(32)【優先日】2018-11-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513132966

【氏名又は名称】ジーイー エナジー パワー コンバージョン テクノロジー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＧＥ Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】Ｂｏｕｇｈｔｏｎ Ｒｏａｄ，Ｒｕｇｂｙ，Ｗａｒｗｉｃｋｓｈｉｒｅ ＣＶ２１ １ＢＵ，Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(72)【発明者】

【氏名】エル・ジハッド，ハムザ

(72)【発明者】

【氏名】サヴァリット，エリーゼ

(72)【発明者】

【氏名】シアラ，サミ

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770AA05

5H770BA01

5H770CA02

5H770DA03

5H770EA01

5H770EA25

(57)【要約】

パルス幅変調タイプのアルゴリズムによって駆動される多相電力変換器の制御方法であって、チャートの非線形ゾーンに位置する少なくとも１つの相の駆動設定値または駆動設定値に関連付けられたパルス持続時間を含む制御パラメータが、それがチャートの線形ゾーンにあるように先のパラメータの値を変更することによって変更される（４２，４５，４６）。各相の制御パラメータは同様に変更される。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルス幅変調タイプのアルゴリズムによって駆動される多相電力変換器（２）の制御方法であって、チャート（ＡＢＱ、ＡＢＱ１）の非線形ゾーンにある少なくとも１つの相（７，８，９）の駆動設定値または駆動設定値に関連付けられたパルス持続時間を含む制御パラメータが、それが前記チャートの線形ゾーンにあるように前記パラメータの値を変更することによって変更され、各前記相（７，８，９）の前記制御パラメータが同様に変更され、前記方法が
ａ）前記チャート（ＡＢＱ、ＡＢＱ１）により前記制御パラメータに関連付けられた少なくとも１つの補正値が決定される第１のステップ（４０）と、
ｂ）各前記補正値と前記制御パラメータとの間の差のセットが決定される第２のステップ（４１）と、
ｃ）その最小の差に関連付けられた前記補正値が選択され、前記補正値が非線形ゾーンに位置する前記制御パラメータより小さい場合前記補正値に関連付けられた前記差を前記制御パラメータから減算することにより、または前記補正値が非線形ゾーンに位置する前記制御パラメータよりも大きい場合前記補正値に関連付けられた前記差を前記制御パラメータに加算することにより駆動値が各相（７，８，９）について決定され、各制御パラメータが前記チャート（ＡＢＱ、ＡＢＱ１）の非線形ゾーンに位置するかどうかを判定することを含む第３のステップ（４２）と
を含むこと特徴とする。

【請求項2】

すべての前記相（７，８，９）の前記駆動値が前記チャート（ＡＢＱ、ＡＢＱ１）の線形ゾーンに位置する場合、ステップ（４３）中に前記駆動値を含む新規制御パラメータが、前記多相変換器（２）を制御することができる駆動装置に送信される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

少なくとも１つの相（７，８，９）の前記駆動値が前記チャート（ＡＢＱ、ＡＢＱ１）の非線形ゾーンに位置する場合で、さらに複数の値がすべての前記差の中に存在する場合、ステップ（４４）中に、以前に選択された前記差が削除され、前記ステップｃ）が繰り返される、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

１つの相（７，８，９）の前記駆動値が前記チャート（ＡＢＱ、ＡＢＱ１）の非線形ゾーンに位置する場合で、さらにすべての前記差が空の場合、ステップ（４５）中に、前記制御パラメータが選択され、前記最小の差に関連付けられた前記補正値が前記相（７，８，９）の前記制御パラメータよりも小さい場合、前記相（７，８，９）の前記制御パラメータから前記最小の差を減算することにより、または前記最小の差に関連付けられた前記補正値が前記相（７，８，９）の前記制御パラメータよりも大きい場合、前記相（７，８，９）の前記制御パラメータに前記最小の差を加算することにより非線形ゾーン内の前記相（７，８，９）の前記駆動値が計算され、前記駆動値および他の相（７，８，９）の各制御パラメータを含む前記新規制御パラメータが、前記多相変換器（２）を制御することができる駆動装置に送信される、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

少なくとも２つの相（７，８，９）のうちの１つの制御パラメータが前記チャート（ＡＢＱ、ＡＢＱ１）の非線形ゾーンに位置する場合で、さらにすべての前記差が空の場合、補正値の異なる組み合わせが決定され、それぞれが駆動ベクトルを形成し、各駆動ベクトルが二次元駆動ベクトルに変換され、各前記相（７，８，９）の前記制御パラメータを含む制御パラメータベクトルが二次元基準ベクトルに変換され、各二次元駆動ベクトルの２次誤差が前記二次元基準ベクトルに対して決定され、最小誤差に関連付けられた前記二次元駆動ベクトルが決定される、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記最小誤差に関連付けられた前記二次元駆動ベクトルが制御パラメータベクトルに変換され、制御パラメータの組み合わせが前記３相変換器（２）を制御することができる駆動装置に送信されるステップ（４７）を含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

多相電力変換器（２）の制御を最適化するシステム（１１）であって、前記多相電力変換器（２）が実質的にバランスがとれた電圧システムを提供するように、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御の方法の実施のための手段を備えることを特徴とする、多相電力変換器（２）の制御を最適化するシステム（１１）。

【請求項8】

請求項７に記載の方法の前記実施のための多相電力変換器（２）の電圧制御システム（１）であって、駆動設定値を相（７，８，９）毎に生成することができる調整装置（１０）と、前記調整装置（１０）によって送信される駆動設定値を受信し、前記変換器（２）を制御することができる制御最適化システム（１１）とを備え、前記多相電力変換器（２）が実質的にバランスがとれた電圧システムを提供するように、前記最適化システム（１１）が前記駆動設定値から生成された駆動値を送信することを特徴とする、多相電力変換器（２）の電圧制御システム（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換器の電圧制御に関し、より詳細には、多相電力変換器の制御を最適化するための方法、その方法を実施するための装置、およびその装置を含む電圧制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

電力変換器は、パワー半導体構成部品、通常電界効果トランジスタを備える。

【0003】

半導体に固有の物理的特性により、パワー半導体は、その破壊を防止するためにオンまたはオフ状態に保持しなければならない伝導または遮断の最小持続時間が課せられる。

【0004】

例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）の場合、伝導または遮断の最小持続時間は５から３０μｓまで変わる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００９／１７９６０８号明細書

【発明の概要】

【0006】

電圧で電力変換器を制御するための現行のアルゴリズム、具体的にはパルス幅変調（ＰＷＭ）タイプの制御アルゴリズムは、例えば、関連するパルスの幅を変更するようにして半導体の切り替え持続時間が最小持続時間未満の相の制御値を変更することによって、切り替え持続時間を最小持続時間未満にならないようにする。

【0007】

半導体の伝導の持続時間を取り消しまたは増加させるように、既定の値から計算された値を、相の駆動設定値または駆動設定値に関連付けられたパルスの持続時間に加算するまたはそれから減算する。

【0008】

実際、半導体構成部品は、その最小伝導持続時間よりも短い持続時間で伝導するのではなく遮断されることが好ましい。

【0009】

半導体技術に応じたチャートを使用して、駆動値または関連付けられたパルスの持続時間に従った既定の値を決定することができる。

【0010】

しかし、制御アルゴリズムを介さずに、相の電圧駆動設定値から既定の値を加算または減算すると、通常基準電圧に対して電力変換器の出力電圧に歪みが起きる。

【0011】

図１および図２を参照すると、相の制御基準信号の値を補正するためのチャートＡＢＱの一例、および変調率に応じた変換器の出力での相の電圧の基本波の振幅の一例がそれぞれ示されている。

【0012】

図１をより詳細に参照する。

【0013】

相の制御値は、正規化曲線Ｃ１に従って初期駆動設定値により決定される。

【0014】

曲線Ｃ１は、制御信号の０値に対して対称である。基準信号の正の値に注目する。

【0015】

駆動設定値が区間［０、Ｖ２］（ゾーンＺ１）または［Ｖ３、１］（ゾーンＺ２）内にある場合、制御値は、もはや初期駆動設定値に比例しない。

【0016】

非線形ゾーンＺ１およびＺ２のため、これら２つの制御値区間で電力変換器の動作は最適ではなくなる。

【0017】

駆動設定値がこれらの区間の外側に位置する場合、制御値は基準信号に比例する。この制御は線形である。

【0018】

対称性により、区間［Ｖ６、０］および［－１，Ｖ７］によって定められるゾーンＺ３およびＺ４は、非線形ゾーンである。

【0019】

ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ、曲線Ｃ１が段を有する場合、中間点Ｖ１、Ｖ４、Ｖ５およびＶ８を含む。

【0020】

値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４は正であり、値Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７およびＶ８は負である。

【0021】

例えば、Ｖ２は－Ｖ６に等しく、Ｖ３は－Ｖ７に等しく、Ｖ１はＶ２／２に等しく、Ｖ４は１－Ｖ２／２に等しく、Ｖ５はＶ６／２に等しく、Ｖ８は－１＋Ｖ６／２に等しい。

【0022】

もちろん、特定の用途、具体的にはマルチレベルの用途では、チャートＡＢＱは、曲線Ｃ１上に分布する３つを越える非線形ゾーンを含むことができる。

【0023】

上記非線形ゾーンにおける曲線Ｃ１の形状および勾配は、ゾーン毎に異なってもよい。

【0024】

図２では、直線Ｄ１は、基本波の振幅が変調率に比例する場合である、駆動設定値がゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４のいずれの中にも含まれない場合に、電力変換器の動作が最適であることを表す。

【0025】

しかし、非線形ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４は、基本波の振幅がもはや変調率の設定値に比例しない所にある。

【0026】

これらの非線形ゾーンの１つでの変換器の動作により、変換器の性能の低下がもたらされる。

【0027】

非線形ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４において、相の出力電圧が変更されるため、変換器によって発生する電源電圧に歪みが現れる。

【0028】

相間の電圧値が一定でなくなる。その結果、変換器の出力電圧システムは、もはやバランスがとれず、高調波が現れる。

【0029】

図３は、駆動設定値に関連付けられたパルスの持続時間に応じた相の制御チャートＡＢＱ１の一例を示す。

【0030】

相の制御パルスの持続時間は、正規化曲線Ｃ２に従った初期駆動設定値パルスの持続時間によって決定される。

【0031】

駆動設定値パルスの持続時間が区間［０，Ｖ１２］（ゾーンＺ５）内にある場合、制御パルスの持続時間は、もはや初期駆動設定値パルスの持続時間に比例しない。

【0032】

前述したように、変換器によって発生する電源電圧には歪みが現れる。

【0033】

したがって、特に電力変換器の非線形で動作するゾーンを削減することにより、また変換器の出力において電圧システムが実質的にバランスがとれるように変換器の出力電圧のパルスの幅を調整することにより、従来技術による電圧制御の電力変換器の制御に関連した欠点を克服することを提案する。

【0034】

上記の観点から、第１の態様に従って、パルス幅変調タイプのアルゴリズムによって駆動される多相電力変換器の制御方法を提案するが、ここでチャートの非線形ゾーンに位置する少なくとも１つの相の駆動設定値または駆動設定値に関連付けられたパルス持続時間を含む制御パラメータを、それがチャートの線形ゾーンにあるように上記パラメータの値を変更することによって変更する。

【0035】

各相の制御パラメータは同様に変更される。

【0036】

本方法は、
ａ）チャートによって制御パラメータに関連付けられた少なくとも１つの補正値が決定される第１のステップと、
ｂ）補正値の各々と制御パラメータとの間の差のセットが決定される第２のステップと、
ｃ）最小の差に関連付けられた補正値が選択され、補正値が非線形ゾーンに位置する制御パラメータよりも小さい場合には、先の補正値に関連付けられた差を制御パラメータから減算することにより、または補正値が非線形ゾーンに位置する制御パラメータよりも大きい場合には、先の補正値に関連付けられた差を制御パラメータに加算することにより、駆動値が各相について決定され、各制御パラメータがチャートの非線形ゾーンに位置するかどうかが判定される、第３のステップ（４２）と
を含む。

【0037】

すべての相の駆動値がチャートの線形ゾーンに位置する場合、ステップ中に、先の駆動値を含む新規制御パラメータが、多相変換器を制御することができる駆動装置に送信される。

【0038】

少なくとも１つの相の駆動値がチャートの非線形ゾーンに位置する場合で、さらに複数の値がすべての差の中に存在する場合、ステップ中に、以前に選択された差が削除され、先の第３のステップが繰り返される。

【0039】

相の駆動値がチャートの非線形ゾーンに位置する場合で、さらにすべての差が空の場合、ステップ中に、制御パラメータが選択され、非線形ゾーン内の相の駆動値は、最小の差に関連付けられた補正値が相の制御パラメータよりも小さい場合、相の制御パラメータから最小の差を減算することにより、または最小の差に関連付けられた補正値が相の制御パラメータよりも大きい場合、相の制御パラメータに最小の差を加算することによって計算され、先の駆動値および他の相の各制御パラメータを含む新規制御パラメータは、多相変換器を制御することができる駆動装置に送信される。

【0040】

少なくとも２つの相のうちの１つの制御パラメータがチャートの非線形ゾーンに位置する場合で、さらにすべての差が空の場合、補正値の異なる組み合わせが決定され、それぞれが駆動ベクトルを形成し、各駆動ベクトルが二次元駆動ベクトルに変換され、各相の制御パラメータを含む制御パラメータベクトルが二次元基準ベクトルに変換され、各二次元駆動ベクトルの２次誤差が二次元基準ベクトルに対して決定され、最小誤差に関連付けられた二次元駆動ベクトルが決定される。

【0041】

有利なことには、方法は、最小誤差に関連付けられた二次元駆動ベクトルが制御パラメータベクトルに変換され、制御パラメータの組み合わせが３相変換器を制御することができる駆動装置に送信されるステップを含む。

【0042】

別の態様によれば、多相電力変換器の制御を最適化するためのシステムが提案される。

【0043】

このシステムは、多相電力変換器が実質的にバランスがとれた電圧システムを提供するように、上記で定義したような制御方法を実施するための手段を備える。

【0044】

さらに別の態様によれば、上記で定義したような方法を実施するための多相電力変換器の電圧制御システムが提案される。

【0045】

このシステムは、駆動設定値を相毎に生成することができる調整装置と、この調整装置によって送信される駆動設定値を受信し、変換器を制御することができる制御最適化システムとを備え、この最適化システムは、多相電力変換器が実質的にバランスがとれた電圧システムを提供するように駆動設定値から生成された駆動値を送信する。

【0046】

本発明の他の特徴および利点は、単に非限定的な例として与えられた本発明の実施形態の以下の説明を読み、次の図面を参照すると明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】既述で、相の制御基準信号の値の補正チャートの一例を示す図である。

【図2】既述で、変調率に応じた変換器の出力での相の電圧の基本波の振幅の一例を示す図である。

【図3】既述で、相の制御基準信号に関連付けられたパルスの持続時間の補正チャートの一例を示す図である。

【図4】多相電力変換器の電圧制御システムの一実施形態を示す図である。

【図5】最適化装置の第１の実施形態を示す図である。

【図6】最適化装置の第２の実施形態を示す図である。

【図7】多相電力変換器の電圧制御アルゴリズムの例示的な実施形態を示す図である。

【図8】本発明によって提案されるアルゴリズムによる変調率に応じた変換器の出力での相の電圧の基本波の振幅を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0048】

図４を参照すると、電圧制御システム１とその制御システムにより電圧制御され負荷３に電力を供給する多相電力変換器とを備えた、ここでは電動機で形成された負荷の電力供給の一実施形態が示されている。

【0049】

電力変換器２は、例えば３相変換器である。

【0050】

電力変換器２は、３相電力供給ネットワークＲに接続された電源回路を備える。

【0051】

変換器２は、有利なことに、半導体スイッチング構成部品、例えばＩＧＢＴトランジスタを備える。

【0052】

変換器２は、半導体構成部品のスイッチングの制御を提供する３つの制御入力４、５および６を備える。これらの入力は、制御システム１に接続され、電動機３に接続された変換器２のそれぞれの出力７、８、および９を駆動し、各出力は、変換器の出力電圧システムの相に対応する。

【0053】

制御システム１は、最適化システム１１に接続された調整装置１０を備える。

【0054】

調整装置１０は、最適化システム１１のそれぞれの入力１５、１６および１７に接続された３つの出力１２、１３および１４を備える。

【0055】

最適化システム１１の出力１８、１９、および２０は、変換器２の制御入力４、５、および６にそれぞれ接続されている。

【0056】

調整装置１０は、第１の入力２１で受信した設定値および第２の入力２２で受信した測定値から、変換器２の相７、８、および９の各々の駆動設定値を作成する。この調整装置は、設定点、例えばトルクとしての設定点から電動機３を駆動することができる調整ループを備える。

【0057】

この装置の入力として受信される測定値は、電動機３に装備された測定手段２３からもたらされる。

【0058】

図５は、最適化システム１１の第１の実施形態を示す。

【0059】

最適化システム１１は、変換器の駆動装置２４、および最適化装置３４を備える。

【0060】

駆動装置２４は、最適化システム１１の出力１８、１９、および２０にそれぞれ接続された３つの出力２５、２６、および２７、ならびに最適化装置３４の出力３１、３２、および３３にそれぞれ接続された３つの入力２８、２９、および３０を備える。

【0061】

最適化装置３４は、最適化システム１１の入力１５、１６、および１７にそれぞれ接続された３つの入力３５、３６、および３７を備える。

【0062】

駆動装置２４は、最適化装置３４がパルス幅変調（ＰＷＭ）方式で決定した駆動値から、各相７，８，９の制御値を生成する。したがって、駆動装置２４の入力２８、２９、および３０で受信される信号は、変換器２の制御変調信号である。

【0063】

最適化装置３４は、最適化アルゴリズムＡＬＧを実装し、その機能は、電力変換器２の電圧制御を最適化することだが、それは変換器２が実質的にバランスがとれた電圧システムを提供するような駆動値を最適化装置の出力３１、３２、および３３の各々が送信するからである。

【0064】

「実質的にバランスがとれた」とは、３相電圧システムの相間の３つの電圧の値が公差の程度に等しく、それらの間で２π／３だけ位相がずれていることを意味する。

【0065】

これを行うために、アルゴリズムＡＬＧは、チャートＡＢＱの非線形ゾーンに位置する少なくとも１つの相の駆動設定値を含む制御パラメータを、それがチャートＡＢＱの線形ゾーンに位置するように先のパラメータの値を変更することによって変更し、同様にして各相の駆動設定値を変更する。

【0066】

最適化装置３４は、例えば、マイクロプロセッサを備える処理ユニットから実行される。しかし、それはアルゴリズムＡＬＧを実装することができる任意の装置でもよい。

【0067】

以下では、上記で説明したものと同一の要素は、同じ数字の参照によって示される。

【0068】

図６を参照すると、最適化システム１１の第２の実施形態が記載されている。

【0069】

変換器を駆動するための装置２４、および最適化するための装置３４がある。

【0070】

最適化装置３４の出力３１、３２、および３３は、最適化システム１１の出力１８、１９、および２０にそれぞれ接続され、最適化装置３４の入力３５、３６、および３７は、駆動装置２４の出力２５、２６、および２７にそれぞれ接続されている。

【0071】

駆動装置２４の入力２８、２９、および３０は、最適化システム１１の入力１５、１６、および１７にそれぞれ接続されている。

【0072】

最適化装置３４は、電力変換器２の電圧制御を最適化する機能を有する最適化アルゴリズムＡＬＧ１を実装し、それにより最適化装置の出力３１、３２、および３３の各々は、変換器２が実質的にバランスがとれた電圧システムを提供するような駆動値を供給する。

【0073】

これを行うために、アルゴリズムＡＬＧ１は、チャートＡＢＱ１の非線形ゾーンに位置する少なくとも１つの相の駆動設定値に関連付けられたパルス持続時間を含む制御パラメータを、それがチャートＡＢＱ１の線形ゾーンにあるように先のパラメータの値を変更することによって変更し、同様にして各相の駆動設定値に関連付けられたパルス持続時間を変更する。

【0074】

アルゴリズムＡＬＧとＡＬＧ１は、アルゴリズムＡＬＧがチャートＡＢＱの非線形領域に位置する少なくとも１つの駆動設定値を変更し、アルゴリズムＡＬＧ１がチャートＡＢＱ１の非線形領域に位置する駆動設定値に関連付けられた少なくとも１つのパルス持続時間を変更する点で異なる。

【0075】

アルゴリズムＡＬＧとＡＬＧ１は、変換器の異なる制御パラメータをそれぞれ処理し、異なるチャートを使用することにより同様に動作する。

【0076】

図７を参照すると、多相電力変換器の電圧制御を最適化するためのアルゴリズムＡＬＧの実施例が示されている。

【0077】

アルゴリズムＡＬＧ１の実施態様は、駆動設定値をその駆動設定値に関連付けられたパルスの持続時間で置き換えること、またチャートＡＢＱをチャートＡＢＱ１で置き換えることにより、アルゴリズムＡＬＧの実施態様と同じになる。

【0078】

相７、８、および９のうちの少なくとも１つの駆動設定値が、チャートＡＢＱの非線形ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、またはＺ４に位置すると仮定する。

【0079】

ここでは、相７の駆動設定値が非線形ゾーンＺ２に位置すると仮定する。

【0080】

第１のステップ４０の間に、最適化装置３４は、チャートによって駆動設定値に関連付けられた２つの補正値のセットを決定する。

【0081】

相７については、最適化装置３４は、補正値Ｖ３および１を保持する。

【0082】

しかし、３つの相の各相の駆動設定値が非線形ゾーンに位置する場合、各相に２つの制御値が関連付けられ、最適化装置３４は、６つの制御値を決定する。

【0083】

第２のステップ４１の間に、最適化装置３４は、補正値Ｖ３および１の各々と駆動設定値との間の差のセットを決定する。

【0084】

ステップ４２で、最適化装置は、最小の差に関連付けられた補正値を選択する。

【0085】

次いで、最適化装置は、補正値が非線形ゾーンに位置する駆動設定値よりも小さい場合には、先の補正値からの関連する差を駆動設定値から減算することにより、または補正値が非線形ゾーンに位置する駆動設定値よりも大きい場合には、先の補正値に関連する差を駆動設定値に加算することにより、各相の駆動値を決定する。

【0086】

最後に、最適化装置は、各駆動値がチャートＡＢＱの非線形ゾーンに位置するかどうかを判定する。

【0087】

すべての駆動値がチャートＡＢＱの線形ゾーンに位置する場合、ステップ４３の間に、最適化装置３４は、駆動値を含む新規制御パラメータを駆動装置２４に送信する。

【0088】

アルゴリズムＡＬＧ１の実施中、駆動値は、駆動装置を備える電力変換器２の入力４、５、および６に直接送信される。

【0089】

相の駆動値がチャートＡＢＱの非線形ゾーンに位置する場合で、さらに複数の値がすべての差の中に存在する場合、ステップ４４の間に、最適化装置３４は、ステップ４２で以前に選択された差を削除する。

【0090】

次いで、第３のステップ４２に戻る。

【0091】

相の駆動値がチャートＡＢＱの非線形ゾーンに位置する場合で、さらにすべての差が空の場合、以下のステップ４５の間に、最適化装置３４は、制御パラメータを選択し、最小の差に関連付けられた補正値が相の駆動設定値よりも小さい場合、相の駆動設定値から最小の差を減算することにより、または最小の差に関連付けられた補正値が相の駆動設定値よりも大きい場合、相の駆動設定値に最小の差を加算することにより、非線形ゾーンの相の駆動値を計算する。

【0092】

次いで、最適化装置３４は、先の駆動値および調整装置１０から受信した他の各相の駆動設定値を含む新規制御パラメータの値を駆動装置２４に送信する。

【0093】

アルゴリズムＡＬＧ１の実施中、最適化装置３４は、駆動装置を備える電力変換器２の入力４、５、および６に駆動値を直接送信する。

【0094】

少なくとも２つの相のうちの少なくとも１つの駆動値がチャートＡＢＱの非線形ゾーンに位置する場合で、さらにすべての差が空の場合、ステップ４６の間に、最適化装置３４は、補正値の４つの異なる組み合わせを決定する。

【0095】

各組み合わせは駆動ベクトルを形成する。

【0096】

最適化装置３４は、例えばクラーク変換を用いて、各駆動ベクトルを二次元駆動ベクトルに変換し、各位相の駆動設定値を含む制御パラメータベクトルを二次元基準ベクトルに変換する。

【0097】

最適化装置３４は、二次元基準ベクトルに対する各二次元駆動ベクトルの２次誤差を決定し、最小誤差に関連付けられた二次元駆動ベクトルを決定する。

【0098】

次に、ステップ４７で、最適化装置３４は、最小誤差に関連付けられた二次元駆動ベクトルを制御パラメータベクトルに変換し、駆動設定値の組み合わせを駆動装置２４に送信する。

【0099】

アルゴリズムＡＬＧおよびＡＬＧ１は、相の制御値の１つまたは駆動値の１つが非線形ゾーンに位置するたびに実施される。

【0100】

図８を参照すると、変調率に応じた変換器の出力における相７、８、および９の電圧の基本波の振幅の一例が示されている。

【0101】

相の電圧の基本波の振幅は、追加の範囲Ｚ５およびＺ６上の変調率に比例している。

【0102】

有利なことに、電力変換器の線形動作区間が拡張された。

【0103】

電力変換器は、変換器の出力電圧が変換器の出力においてバランスがとれたまたは実質的にバランスがとれた電圧システムを形成するように駆動されている。

【0104】

例えば、変調率の線形ゾーンは、４～９％増加している。

【0105】

その結果、変換器の出力電圧の値は、変調率の線形ゾーンに含まれた領域で高くなる。

【0106】

電力と強度の係数が等しいと、変換器によって伝送される電力の値は、最適化装置の使用中高くなる。

【0107】

さらに、最適化装置は、電力が電気負荷からネットワークに伝送される場合、例えば電動機３が発電モードで動作している場合にも動作する。

【0108】

変調率が０値付近に位置する非線形ゾーン内にある場合、制御パラメータが線形ゾーン内にあるように、ほぼ正方形の単極信号が変調信号に加えられ、各相の制御パラメータが、０変調率まで線形性を保証するように同様に変更されることが好ましい。

【0109】

この技術は、「トグルＰＷＭ（Ｔｏｇｇｌｅ ＰＷＭ）」として知られている。

【符号の説明】

【0110】

１ 電圧制御システム
２ 電力変換器
３ 負荷、電動機
４ 制御入力
５ 制御入力
６ 制御入力
７ 相、出力
８ 相、出力
９ 相、出力
１０ 調整装置
１１ 最適化システム
１２ 出力
１３ 出力
１４ 出力
１５ 入力
１６ 入力
１７ 入力
１８ 出力
１９ 出力
２０ 出力
２１ 第１の入力
２２ 第２の入力
２３ 測定手段
２４ 駆動装置
２５ 出力
２６ 出力
２７ 出力
２８ 入力
２９ 入力
３０ 入力
３１ 出力
３２ 出力
３３ 出力
３４ 最適化装置
３５ 入力
３６ 入力
３７ 入力
４０ 第１のステップ
４１ 第２のステップ
４２ 第３のステップ
ＡＢＱ チャート
ＡＢＱ１ 制御チャート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】