(57)【要約】【課題】本発明の目的は、直流中性点電圧の変動を確実に抑制できる３レベル電力変換装置を提供することにある。【解決手段】中間電位母線に共振抑制用の抵抗器をコンバータ側とインバータ側に各々設置した３レベル電力変換器装置において、中間抵抗器をコンバータ側とインバータ側に別々に設置し、コンバータ側共振抑制用抵抗器２４とコンバータ側中間抵抗器２７の間の直流中性点電圧を用いた直流中性点電圧制御器５５と制御するコンバータ側直流中性点電圧制御器とインバータ側共振抑制用抵抗器３４とインバータ側中間抵抗器３７の間の直流中性点電圧を用いた直流中性点電圧制御器６５を設置し、切替判断部６７にて運転状態によりコンバータとインバータ側の直流中性点電圧制御の切替や同時併用を行う。【選択図】図４
2008011606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流を低電位、前記低電位よりも高い高電位、及び、前記低電位よりも高く前記高電位よりも低い中間電位に変換するコンバータと、前記低電位となるような電圧が印加される低電位導電体、前記高電位となるような電圧が印加される高電位導電体、及び、前記中間電位となるような電圧が印加される中間電位導電体を介して供給される電圧を交流に変換するインバータを有する電力変換装置において、前記中間電位導電体の電圧を所定に保つように前記コンバータを制御する制御系と、前記中間電位導電体の電圧を所定に保つように前記インバータを制御する制御系とを有する、ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
交流を低電位、前記低電位よりも高い高電位、及び、前記低電位よりも高く前記高電位よりも低い中間電位に変換するコンバータと、前記低電位となるような電圧が印加される低電位導電体、前記高電位となるような電圧が印加される高電位導電体、及び、前記中間電位となるような電圧が印加される中間電位導電体を介して供給される電圧を交流に変換するインバータを有する電力変換装置において、前記コンバータとインバータのいずれもが、前記中間電位導電体の電圧を所定に保つように、制御可能に構成されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１或いは２のいずれかにおいて、中間電位導電体に抵抗器を設置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項２において、中間電位導電体に抵抗器を設置し、運転状態によりコンバータ側の中間電圧制御系とインバータ側の中間電圧制御系を切替ることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１において、中間電位導電体にあるコンバータ側の電圧制御系で制御する中間電位導電体の第１の電圧と、インバータ側の制御系で制御する中間電位導電体の第２の電圧の間に、抵抗器を少なくとも１個設置することを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
交流を低電位、前記低電位よりも高い高電位、及び、前記低電位よりも高く前記高電位よりも低い中間電位に変換するコンバータと、前記低電位となるような電圧が印加される低電位導電体、前記高電位となるような電圧が印加される高電位導電体、及び、前記中間電位となるような電圧が印加される中間電位導電体を介して供給される電圧を交流に変換するインバータを有する電力変換装置において、共振抑制用の抵抗器をコンバータ側とインバータ側に各々コンバータ側共振抑制用抵抗器とインバータ側共振抑制用抵抗器として設置し、前記コンバータ側共振抑制用抵抗器と前記インバータ側共振抑制用抵抗器の間に中間抵抗器を設置し、前記コンバータ側共振抑制用抵抗器と前記中間抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するコンバータ側直流中性点電圧制御系と、前記インバータ側共振抑制用抵抗器と前記中間抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するインバータ側直流中性点電圧制御系を設置することを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項６において、中間抵抗器をコンバータ側とインバータ側に別々に設置し、コンバータ側共振抑制用抵抗器とコンバータ側中間抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するコンバータ側直流中性点電圧制御系と、インバータ側共振抑制用抵抗器とインバータ側中間抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するインバータ側直流中性点電圧制御系を設置することを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
交流を低電位、前記低電位よりも高い高電位、及び、前記低電位よりも高く前記高電位よりも低い中間電位を出力する共通のコンバータと、前記コンバータの出力が、前記低電位となるような電圧が印加される低電位導電体、前記高電位となるような電圧が印加される高電位導電体、及び、前記中間電位となるような電圧が印加される中間電位導電体を介して供給される電圧を変換する複数のインバータを有する電力変換装置において、前記それぞれの中間電位導電体の電圧を所定に保つように前記コンバータを制御する制御系と、前記それぞれの中間電位導電体の電圧を所定に保つように前記インバータを制御する制御系とを有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
共通のコンバータで変換した電圧を、複数のインバータで交流に電力変換する電力変換装置において、前記コンバータと前記インバータとを接続する中間電位母線にコンバータ側共振抑制用抵抗器とインバータ側共振抑制用抵抗器を別々に設置し、さらに、前記中間電位母線にコンバータ側中間抵抗器とインバータ側中間抵抗器を別々に設置し、前記コンバータ側共振抑制用抵抗器と前記コンバータ側中間抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するコンバータ側直流中性点電圧制御系と、前記インバータ側共振抑制用抵抗器と前記インバータ側中間抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するインバータ側直流中性点電圧制御系を各々のインバータに対して設けることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
コンバータで変換した電圧を、インバータで交流に電力変換する電力変換装置において、前記コンバータとインバータとを接続する中間電位母線にコンバータ側共振抑制用抵抗器とインバータ側共振抑制用抵抗器を設置し、前記コンバータ側共振抑制用抵抗器と並列に、コンバータ側直流中性点電圧を検出するための、コンバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器とコンバータ中間側直流中性点電圧検出用抵抗器を設置し、インバータ側共振抑制用抵抗器と並列に、インバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器とインバータ中間側直流中性点電圧検出用抵抗器を設置し、前記コンバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器と前記コンバータ中間側直流中性点電圧検出用抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するコンバータ側直流中性点電圧制御系と、前記インバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器と前記インバータ中間側直流中性点電圧検出用抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するインバータ側直流中性点電圧制御系を有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
共通のコンバータで変換した電圧を、複数のインバータで交流に電力変換する電力変換装置において、前記コンバータと前記インバータとを接続する中間電位母線に抵抗器を設置した電力変換装置において、コンバータ側共振抑制用抵抗器と並列に、コンバータ側直流中性点電圧を検出するため、コンバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器とコンバータ中間側抵抗器を設置し、各インバータ側共振抑制用抵抗器と並列に、インバータ側直流中性点電圧を検出するために、インバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器とインバータ中間側直流中性点電圧検出用抵抗器を各々設置し、前記コンバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器と前記コンバータ中間側直流中性点電圧検出用抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するコンバータ側直流中性点電圧制御系と、前記各々のインバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器と前記各々のインバータ中間側直流中性点電圧検出用抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するインバータ側直流中性点電圧制御系を各々に有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項１２】
複数の電力変換器ユニットを並列接続してコンバータとインバータを構成し、各電力変換器ユニットの中間電位母線に抵抗器を設置した電力変換装置において、コンバータ側の各ユニットの共振抑制用抵抗器と並列に、コンバータ側直流中性点電圧を検出するための抵抗器を、各ユニットのコンバータ側と中間側に設置し、インバータ側の各ユニットの共振抑制用抵抗器と並列に、インバータ側直流中性点電圧を検出するための抵抗器を、各ユニットのインバータ側と中間側に設置し、各ユニットのコンバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器を接続した点と中間側直流中性点電圧検出用抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するコンバータ側直流中性点電圧制御系と、各ユニットのインバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器を接続した点と中間側直流中性点電圧検出用抵抗器の間の直流中性点電圧を制御するインバータ側直流中性点電圧制御系を設置することを特徴とする電力変換装置。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれかにおいて、コンバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器とコンバータ側直流中性点電圧検出器をコンバータ盤とは異なる箇所に設置し、インバータ側直流中性点電圧検出用抵抗器とインバータ側直流中性点電圧検出器をインバータ盤とは異なる箇所に設置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１４】
請求項６乃１１のいずれかにおいて、運転状態によりインバータ側直流中性点電圧制御系をオン，オフすることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１５】
交流を低電位、前記低電位よりも高い高電位、及び、前記低電位よりも高く前記高電位よりも低い中間電位にコンバータで変換し、前記低電位となるような電圧が印加される低電位導電体、前記高電位となるような電圧が印加される高電位導電体、及び、前記中間電位となるような電圧が印加される中間電位導電体を介して供給される電圧をインバータで交流に変換し、前記中間電位導電体の電圧を所定に保つように前記コンバータを制御し、前記中間電位導電体の電圧を所定に保つように前記インバータを制御する電力変換方法。
【請求項１６】
交流を低電位、前記低電位よりも高い高電位、及び、前記低電位よりも高く前記高電位よりも低い中間電位にコンバータで変換し、前記低電位となるような電圧が印加される低電位導電体、前記高電位となるような電圧が印加される高電位導電体、及び、前記中間電位となるような電圧が印加される中間電位導電体を介して供給される電圧をインバータで交流に変換し、前記コンバータとインバータのいずれもが、前記中間電位導電体の電圧を所定に保つように動作する電力変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置及び電力変換方法に係り、特に、いわゆる３レベル電力変換において、直流中性点電圧の変動を抑制するのに最適な電力変換装置及び電力変換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電動機などを駆動するために電力変換装置が用いられる。この電力変換装置として、特に大容量の用途では３レベル電力変換装置が用いられている。３レベル電力変換装置は、コンバータにより交流電源の電力を直流に変換し、インバータにより直流を交流に変換し、コンバータとインバータは直流母線で接続されている。
【０００３】
ここで、コンバータ側とインバータ側の直流部に各々平滑コンデンサが有り、直流母線で接続された場合、平滑コンデンサと直流母線のインダクタンス成分により共振現象が発生し、共振電流により直流母線および平滑コンデンサが温度上昇するという問題があった。
【０００４】
この問題を解決する方法として、例えば特開２００１−２３８４６１号公報に示す３レベル電力変換装置では、正極電位母線，負極電位母線，中間電位母線の中で、該中間電位母線に共振を抑えるために抵抗器を介装し、共振電流を抑制するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３８４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インバータ、特に３レベルインバータでは、スイッチング制御をした場合、インバータの直流中性点に電流が流れ、直流中性点電圧に変動が発生し、スイッチング素子に過大な電圧が印加される問題や、出力電圧が歪むことによる電動機の出力トルクに脈動が発生する問題がある。特に、電動機が高速で負荷電流が大きい時に直流中性点電圧の変動が大きくなり、そして、中間電位母線に抵抗器を設置した場合は、直流中性点電圧の変動により抵抗両端に電位差が生じ、抵抗に過大な電流が流れる問題もある。
【０００７】
本発明の目的は、直流中性点電圧の変動を確実に抑制できる電力変換装置及び電力変換方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、交流を低電位、前記低電位よりも高い高電位、及び、前記低電位よりも高く前記高電位よりも低い中間電位に変換するコンバータと、前記低電位となるような電圧が印加される低電位導電体、前記高電位となるような電圧が印加される高電位導電体、及び、前記中間電位となるような電圧が印加される中間電位導電体を介して供給される電圧を交流に変換するインバータを有する電力変換装置において、前記中間電位導電体の電圧を所定に保つように前記コンバータを制御する制御系と、前記中間電位導電体の電圧を所定に保つように前記インバータを制御する制御系とを有するように構成した。あるいは、交流を低電位、前記低電位よりも高い高電位、及び、前記低電位よりも高く前記高電位よりも低い中間電位に変換するコンバータと、前記低電位となるような電圧が印加される低電位導電体、前記高電位となるような電圧が印加される高電位導電体、及び、前記中間電位となるような電圧が印加される中間電位導電体を介して供給される電圧を交流に変換するインバータを有する電力変換装置において、前記コンバータとインバータのいずれもが、前記中間電位導電体の電圧を所定に保つように、制御可能に構成される。
【０００９】
或いは、直流中性点電圧制御系をコンバータ側とインバータ側の両方に設置し、運転状態によりコンバータ側とインバータ側の中性点電圧制御を切替るようにした。また、別の手段として中間電位母線に共振抑制用の抵抗をコンバータ側とインバータ側に各々設置し、そしてコンバータ側抵抗とインバータ側抵抗の間にもう一つの中間抵抗を設置し、コンバータ側抵抗と中間抵抗の間の中性点電圧を用いたコンバータ側中性点電圧制御系とインバータ側抵抗と中間抵抗の間の中性点電圧を用いたインバータ側中性点電圧制御系を設置し、同時併用できるようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、直流中性点電圧の変動を確実に抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を用いて発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の全体構成図である。１は交流電源、２は前記交流電源１の交流電力を直流電力に変換するコンバータユニット、３は前記コンバータユニット２が出力する直流電力を所望の電力に変換するインバータユニット、４は前記インバータユニット３が出力する電力で駆動される電動機である。前記コンバータユニット２は、コンバータ部２１とコンバータ側に設置された平滑コンデンサ２２，２３と共振抑制用の抵抗器２４および直流電圧を検出し出力する直流電圧検出器２５，２６で構成されている。そして、前記インバータユニット３は、インバータ部３１とインバータ側に設置された平滑コンデンサ３２，３３と共振抑制用の抵抗器３４および直流電圧を検出し出力する直流電圧検出器３５，３６で構成されている。５は直流電力が所望の値となるように前記コンバータ部２１を操作するコンバータ制御装置、６は前記電動機４の出力トルクや速度が所望の特性を満たすように前記インバータ部３１を操作するインバータ制御装置である。７は電流検出器で前記コンバータユニット２の出力電流を検出し出力する。８は電動機４に直結された速度検出器で電動機の速度を検出し出力する。９は電流検出器で前記インバータユニット３の出力電流を検出し出力する。前記電流検出器７，直流電圧検出器２５，２６の出力信号は、コンバータ制御装置５に入力され、コンバータ制御装置５は、各種演算処理を行い、前記コンバータ部２１を操作する信号を出力する。前記速度検出器８，電流検出器９，直流電圧検出器３５，３６の出力信号は、インバータ制御装置６に入力され、インバータ制御装置６は、各種演算処理を行い、前記インバータ部３１を操作する信号を出力する。
【００１３】
次に、各制御装置の主要動作について説明する。先ず、コンバータ制御装置５では、直流電圧指令発生器５１から出力される直流電圧指令値と直流電圧検出器２５，２６から出力される直流電圧検出値が直流電圧制御器５２に入力され、直流電圧制御器５２では、直流電圧検出値が直流電圧指令値と一致するようにコンバータ出力電流指令値を演算し出力する。そして、前記コンバータ出力電流指令値と電流検出器７から出力されるコンバータ出力電流検出値が電流制御器５３に入力され、電流制御器５３では、コンバータ出力電流検出値がコンバータ出力電流指令値に一致するようにコンバータ電圧指令値を演算し出力する。そして、前記コンバータ電圧指令値はパルス生成器５４に入力され、パルス生成器５４では、コンバータ部２１のコンバータ出力電圧がコンバータ出力電圧指令値に一致するようにコンバータ部２１のスイッチング素子をオン・オフするパルス信号を演算し出力する。インバータ制御装置６では、速度指令発生器６１から出力される速度指令値と速度検出器８から出力される速度検出値が速度制御器６２に入力され、速度制御器６２では、速度検出値が速度指令値と一致するようにインバータ出力電流指令値を演算し出力する。そして、前記インバータ出力電流指令値と電流検出器９から出力されるインバータ出力電流検出値が電流制御器６３に入力され、電流制御器６３では、インバータ出力電流検出値がインバータ出力電流指令値に一致するようにインバータ電圧指令値を演算し出力する。そして、前記インバータ電圧指令値はパルス生成器６４に入力され、パルス生成器６４では、インバータ部３１のインバータ出力電圧がインバータ出力電圧指令値に一致するようにインバータ部３１のスイッチング素子をオン・オフするパルス信号を演算し出力する。
【００１４】
次に、本発明における制御動作について説明する。先ず、コンバータ側に直流中性点電圧制御器５５を設置し、直流中性点電圧制御器５５では、直流電圧検出器２５，２６から出力される直流電圧検出値から直流中性点電圧検出値を演算し、前記直流中性点電圧検出値が零となるような補償量を演算し出力する。前記補償量は、電流制御器５３への入力をオン・オフする切替器５６を介して、電流制御器５３に入力され、電流制御器５３で演算されるコンバータ電圧指令値と合成する。一方、インバータ側にも同様に直流中性点電圧制御器６５を設置し、直流中性点電圧制御器６５では、直流電圧検出器３５，３６から出力される直流電圧検出値から直流中性点電圧検出値を演算し、前記直流中性点電圧検出値が零となるような補償量を演算し出力する。前記補償量は、電流制御器６３への入力をオン・オフする切替器６６を介して、電流制御器６３に入力され、電流制御器６３で演算されるインバータ電圧指令値と合成する。６７は、コンバータ側とインバータ側の直流中性点電圧制御器が演算し出力する補償量を電流制御器に入力するか、しないかを切替える切替判断部である。切替判断部には、例えば電動機の速度検出値や電流検出値が入力され、判断条件に従って切替信号を出力する。
【００１５】
次に切替の必要性と方法について図を用いて説明する。図２は回路構成と直流中性点電圧の動作を示したものである。図２の中に示すコンバータ側の中性点電圧Ｖｚｃとインバータ側の中性点電圧Ｖｚｉは、各変換器のスイッチングによって流れる中性点電流Ｉｚｃ，Ｉｚｉとコンデンサ容量Ｃｆｃ，Ｃｆｉにより（１），（２）式で表される。
【００１６】
【数１】
2008011606.tif 000003
【００１７】
そして、共振抑制用のコンバータ側抵抗器２４に流れる電流Ｉｒｃｃと共振抑制用のインバータ側抵抗器３４に流れる電流Ｉｒｃｉは、前記直流中性点電圧Ｖｚｃ，Ｖｚｉと直流中性点電圧の共通の測定点Ｖｚｄの差電圧で流れ（３），（４）式で表される。
【００１８】
【数２】
2008011606.tif 000004
【００１９】
ここで、Ｉｒｃｃ＋Ｉｒｃｉ＝０の関係より共通の測定点Ｖｚｄを（３），（４）式より求めると（５）式となり、簡単のためＲｃｃ＝Ｒｃｉとすると（６）式となる。
【００２０】
【数３】
2008011606.tif 000005
【００２１】
（６）式より、Ｖｚｄ＝０が成立する条件は、Ｖｚｃ＝０かつＶｚｉ＝０とＶｚｃ＝
−Ｖｚｉの２通りあることがわかる。即ち、直流中性点電圧の共通の測定点Ｖｚｄが零となるように、各変換器の電圧指令を操作することで中性点電流Ｉｚｃ，Ｉｚｉを変化させ、そしてＶｚｃ，Ｖｚｉを変化させて制御することをコンバータ側とインバータ側の両方で行う場合、図２が示すように測定点は零に制御しているがインバータ側の直流中性点電圧Ｖｚｉ，コンバータ側の直流中性点電圧Ｖｚｃが変動してしまう恐れがあり、この時コンバータ側とインバータ側の素子に過電圧が印加されたり、コンバータ側とインバータ側の電位差により共振抑制用の抵抗器２４，３４に過大電流が流れてしまう問題がある。従って、直流中性点電圧制御系を同時に併用することができないため、切替えることが必要となる。図３は切替判断部６７で行われる切替方法の一例を示したフローチャート図である。インバータ側が電動機制御のため可変電圧，可変周波数の制御を行うのに対して、コンバータ側は一定周波数制御であるので、直流中性点制御を行う時の影響が比較的小さい。一方、インバータ側のスイッチング周波数と電動機周波数の関係や負荷電流の大きさなどにより、インバータ側の特定の条件や範囲において直流中性点電圧が変動することがあり、この場合は変動要因であるインバータ側の直流中性点制御で変動抑制することが望ましい。そこで、図３に示すように通常はコンバータ側の直流中性点電圧制御系を使用し、直流中性点電圧の変動が大きくなる特定の範囲、例えば速度（周波数）がある設定レベルより大きいかを判断部１０２で判断し、そして負荷電流が設定レベルより大きいかを判断部１０３で判断し、１０２と１０３の判断部で条件を満たした場合は、処理部１０４でインバータ側の直流中性点電圧制御系を使用する信号を出力し、処理部１０５でインバータ側直流中性点電圧制御系を使用中はコンバータ側直流中性点電圧制御系を不使用とする信号を出力する。判断部１０２と１０３で条件が満たされなかった場合は、処理部１０６でインバータ側の直流中性点電圧制御系を不使用とする信号を出力し、処理部１０７でインバータ側直流中性点電圧制御系を不使用中はコンバータ側直流中性点電圧制御系を使用する信号を出力する。図３のフロー図に従うことで、インバータ側の直流中性点電圧を変動させる特定の条件や範囲においてインバータ側の中性点電圧制御系を使用でき、かつコンバータ側直流中性点電圧制御系との同時併用を防止することができる。
【００２２】
このような電力変換装置を用いることで、直流中性点電圧の変動を確実に抑制し、スイッチング素子への過大な電圧印加や、出力電圧が歪むことによる電動機出力トルクの脈動発生や共振抑制用抵抗器へ過大電流が流れることを防止できる。
【実施例２】
【００２３】
図４は、本発明装置の他の実施例であって、中間電位母線の共振抑制用のコンバータ側抵抗器２４とインバータ側抵抗器３４の間に中間抵抗器２７，３７を設置し、コンバータ側抵抗器２４と中間抵抗器２７の間の直流中性点電圧を用いたコンバータ側直流中性点電圧制御系とインバータ側抵抗器３４と中間抵抗器３７の間の直流中性点電圧を用いたインバータ側直流中性点電圧制御系を同時併用できるようにし、コンバータ側の切替器５６を無くした点が図１と異なる。図１では、コンバータ側とインバータ側の切替のため、インバータ制御装置６からコンバータ制御装置５へのデータ伝送を行う必要が有り、また切替時の条件設定や伝送遅れの影響等の検討が煩雑で好ましくない。そこで、図４では、中間抵抗器を新たに付加し、コンバータ側とインバータ側で制御する直流中性点電圧を分離，独立することで、同時併用を可能とした。次に同時併用の可能性について図を用いて説明する。図５は回路構成と直流中性点電圧の動作を示したものである。図５の中に示す共振抑制用のコンバータ側抵抗器２４および中間抵抗器２７に流れる電流Ｉｒｃｃは、前記直流中性点電圧Ｖｚｃと直流中性点電圧のコンバータ側測定点Ｖｚｃｄ、共通の中性点電圧Ｖｚｈを用いて（７）式で表され、同様に共振抑制用のインバータ側抵抗器３４および中間抵抗器３７に流れる電流Ｉｒｃｉは、前記直流中性点電圧Ｖｚｉと直流中性点電圧のインバータ側測定点Ｖｚｉｄ、共通の中性点電圧Ｖｚｈを用いて（８）式で表される。
【００２４】
【数４】
2008011606.tif 000006
【００２５】
ここで、Ｉｒｃｃ＋Ｉｒｃｉ＝０の関係より共通の測定点Ｖｚｈを（７），（８）式より求めると（９）式となり、簡単のためＲｈｃ＝Ｒｈｉとすると（１０）式となる。
【００２６】
【数５】
2008011606.tif 000007
【００２７】
(１０)式より、Ｖｚｈ＝０が成立する条件は、Ｖｚｃｄ＝０かつＶｚｉｄ＝０とＶzcd＝−Ｖｚｉｄの２通りあるが、図５が示すようにコンバータ側とインバータ側で分離，独立した個別の直流中性点電圧の測定点を制御することで、中間抵抗器２７および３７の両端電圧が零に制御されるため、中間抵抗器２７および３７に電流は流れない、従ってコンバータ側の抵抗器２４とインバータ側抵抗器３４にも電流は流れず、全ての直流中性点電圧が零に制御可能となり、同時に併用することができ、コンバータ側の切替器５６を不要とできる。尚、前述のようにインバータ側の直流中性点電圧は、電動機制御への影響も考慮して必要な範囲のみ使用するように選択しても良い。従って、本実施例では、図３のフローチャート図において処理部１０５と１０７は不要となり、コンバータ側の直流中性点電圧制御系は常時オンとし、インバータ側直流中性点電圧制御系を必要な範囲でオンすればよい。
【００２８】
また、図６に示すように中間抵抗器２７，３７をユニット単位に配置せずに、ひとつにまとめた中間抵抗器７１としても同等の効果が得られる。また、さらに共振抑制用の抵抗器と中間抵抗器を兼用させ図７に示すような構成としても同等の効果が得られる。この場合、抵抗器の数を減らすことができる。
【００２９】
このような電力変換装置を用いることで、切替の煩雑さを取り除くことができ、簡単に確実に直流中性点電圧の変動を抑制でき、図１と同等の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３０】
図８は、本発明の他の実施例であって、共通コンバータに複数のインバータが接続している点が図４と異なる。尚、このように複数のインバータを構成する場合は、中間抵抗器を各ユニットに配置する。図８のようにすることでコンバータ側と各インバータ側で制御する直流中性点電圧を分離，独立でき、また各インバータとインバータの間でも制御する直流中性点電圧を分離，独立できるため、全ての直流中性点電圧制御系の同時併用を可能とした。
【００３１】
このような電力変換装置を用いることで、共通コンバータに複数インバータを設置するシステム構成においても、切替の煩雑さを取り除くことができ、簡単に確実に直流中性点電圧の変動を抑制でき、図１と同等の効果を得ることができる。
【実施例４】
【００３２】
図９は、本発明装置の他の実施例であって、中間抵抗器７１や２７，３７を設置せずに直流電圧検出用の抵抗器２８，２９をコンバータ側の共振抑制用抵抗器２４と並列に、そして直流電圧検出用の抵抗器３８，３９をインバータ側の共振抑制用抵抗器３４と並列に接続し、直流電圧検出用抵抗器２８と直流電圧検出用抵抗器２９の間の直流中性点電圧を用いたコンバータ側直流中性点電圧制御系と直流電圧検出用抵抗器３８と直流電圧検出用抵抗器３９の間の直流中性点電圧を用いたインバータ側直流中性点電圧制御系を同時併用できるようにした点が図４と異なる。通常、共振抑制用に設置する抵抗器２４，３４は、通常時および短絡時の電流に耐えるように設計されるため容量が大きく、寸法もコストも大きい。従って、図４で追加設置する中間抵抗器も同様の設計となるため、設置場所やコストの面で好ましくない。そこで、図９では、電圧検出用の２つの抵抗器をコンバータ側とインバータ側に各々追加設置した。追加した抵抗器の抵抗値を大きくすることで追加抵抗器に流れる電流を小さくでき、設置場所やコスト面での問題を解決できる。一方、電圧の面では直流電圧検出用抵抗器２８と直流電圧検出用抵抗器３８の間に中間抵抗器（直流電圧検出用抵抗器２９と直流電圧検出用抵抗器３９の和）が設置されており、図４と同様にコンバータ側とインバータ側で制御する直流中性点電圧を分離，独立することで、同時併用を可能とできる。
【００３３】
このような電力変換装置を用いることで、抵抗器の設置場所やコスト面での問題を解決でき、簡単に確実に直流中性点電圧の変動を抑制でき、図１，図４と同等の効果を得ることができる。
【実施例５】
【００３４】
図１０は、本発明の他の実施例であって、共通コンバータに複数のインバータが接続している点が図９と異なる。図１０のようにすることでコンバータ側と各インバータ側で制御する直流中性点電圧を分離，独立でき、また各インバータとインバータの間でも制御する直流中性点電圧を分離，独立できるため、全ての直流中性点電圧制御系の同時併用を可能とした。
【００３５】
このような電力変換装置を用いることで、共通コンバータに複数インバータを設置するシステム構成においても、抵抗器の設置場所やコスト面での問題を解決でき、簡単に確実に直流中性点電圧の変動を抑制でき、図９と同等の効果を得ることができる。
【実施例６】
【００３６】
図１１は、本発明の他の実施例であって、コンバータ盤４１内のコンバータが複数のコンバータユニット２−１，２−２，２−３で構成され、各コンバータユニットの共振抑制用抵抗器２４−１，２４−２，２４−３に並行にコンバータ側の直流電圧検出用の抵抗器２８−１，２８−２，２８−３を接続し、前記抵抗器の結節点と抵抗器２９の間の直流中性点電圧を測定する。また、インバータ側も同様に、インバータ盤４２内のインバータが複数のインバータユニット３−１，３−２，３−３で構成され、各インバータユニットの共振抑制用抵抗器３４−１，３４−２，３４−３に並行にインバータ側の直流電圧検出用の抵抗器３８−１，３８−２，３８−３を接続し、前記抵抗器の結節点と抵抗器３９の間の直流中性点電圧を測定する。そして、コンバータ側，インバータ側の直流電圧検出用の抵抗器と直流電圧検出器２５，２６，３５，３６をコンバータ盤４１とインバータ盤４２とは別の例えば共通盤４３を設置し、その中に収納している点が、図５と異なる。通常、コンバータ盤４１やインバータ盤４２においては高電圧をスイッチング素子を用いてオン，オフすることで電圧制御を行っているためスイッチングノイズ等による測定環境の劣化の恐れがあり、特に高抵抗器を用いた微小信号の測定回路においては前記のような環境下での測定は望ましくない。そこで、図１１では測定回路をコンバータ盤４１とインバータ盤４２とは別の盤内に設置した。このようにすることで測定環境の劣化による誤動作等を防止できる。
【００３７】
このような電力変換装置を用いることで、スイッチングノイズ等による測定環境の劣化を防止でき、簡単に確実に直流中性点電圧の変動を抑制できる。尚、この方式は図１０のような共通コンバータ方式においても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す電力変換装置の構成図。
【図２】第１の実施形態における直流中性点電圧の動作図。
【図３】第１の実施形態における直流中性点電圧制御系の切替に関するフローチャート図。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す電力変換装置の構成図。
【図５】第２の実施形態における直流中性点電圧の動作図。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す電力変換装置の別の構成図。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す電力変換装置の別の構成図。
【図８】本発明の第３の実施形態を示す電力変換装置の構成図。
【図９】本発明の第４の実施形態を示す電力変換装置の構成図。
【図１０】本発明の第５の実施形態を示す電力変換装置の構成図。
【図１１】本発明の第６の実施形態を示す電力変換装置の構成図。
【符号の説明】
【００３９】
１…交流電源、２…コンバータユニット、３…インバータユニット、４…電動機、５…コンバータ制御装置、６…インバータ制御装置、７，９…電流検出器、８…速度検出器、２１…コンバータ部、２２，２３，３２，３３…平滑コンデンサ、２４，３４…共振抑制用抵抗器、２５，２６，３５，３６…直流電圧検出器、２７，３７，７１…中間抵抗器、２８，２９，３８，３９…直流電圧検出用抵抗器、３１…インバータ部、４１…コンバータ盤、４２…インバータ盤、４３…共通盤、５１…直流電圧指令発生器、５２…直流電圧制御器、５３，６３…電流制御器、５４，６４…パルス生成器、５５，６５…直流中性点電圧制御器、５６，６６…切替器、６１…速度指令発生器、６２…速度制御器、６７…切替判断部、７２…共振抑制用と検出点分離用を兼用した抵抗器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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