[发明专利]用于检测串联多重化逆变器的输出电流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测串联多重化(或多电平)逆变器的输出电流的方法，并且特别是，涉及一种通过对电流检测信号和其移动平均的采样来检测串联多电平逆变器的输出电流的方法。

背景技术

在图2中示出串联多电平逆变器的主电路的配置。图2作为例子示出了其中逆变器的级数是二的情形。然而，逆变器的级数被任意地设置，并且其级数是n(n是自然数)。

在下面描述中使用的附图全部都在采用例如双逆变器(逆变器的级数是二)的情况下示出。

串联多电平逆变器具有多相绕组变压器2和六个单相PWM逆变器3～8(U1、U2、V1、V2、W1、W2)，其中三相电源1作为电源。在输入中，通过多相绕组变压器2抑制电源侧高次谐波，并且其次级侧连接到单相PWM逆变器3～8中的每一个上。通过串联连接逆变器3～8的每一相U、V、W的同相输出，实现串联多电平逆变器，并且串联多电平逆变器将高三相电压Vu、Vv、Vw供给到负载9(例如，见非专利文献1)。

在以逆变器5作为逆变器代表的附图中所示的单相PWM逆变器的主电路的配置中，进行通过变换器部分(CNV)的三相交流(AC)-直流(DC)的正向变换和通过逆变器部分(INV)的直流-单相交流的反向变换。在附图中，逆变器部分的直流电压是V_DC。

在图3中示出以上串联多电平逆变器的电流控制块配置。通过使用计算机数字处理执行在这个块配置中的信号处理功能。电流控制器11(ACR：自动电流调节器)使用电流命令值I_ref＊与电流检测值I_det之差进行电流控制。该电流控制器11的输出变为串联多电平逆变器的电压命令值V_ref＊。PWM(脉宽调制)部分12通过将具有周期T_carry的三角形载波与电压命令值V_ref＊相比较产生PWM波形，并且产生串联多电平逆变器14(图2中的3～8)的每个选通命令INVgate，该三角形载波在载波产生部分13中产生。

为了检测串联多电平逆变器14的三相输出电流Iu、Iv、Iw，移动平均运算由移动平均运算部分15进行，并且提高了电流检测抗干扰的精度。在移动平均运算部分15中检测的移动平均电流在三相/两相变换部分16中变换成沿dq-轴的直角坐标的电流，并且这个电流作为电流控制器11的电流检测值I_det作为反馈返回。

在移动平均运算部分15的配置中，如图3所示，AD变换器(ADC)进行输出电流Iu、Iv、Iw的检测值中的每一个的采样和数字变换。这个数字值通过用于样本保持的D型触发器的级联连接电路(按位数的并行配置)而移位。此外，通过对ADC和每个触发器的数字输出求和得到的值通过除法器除以e，由此确定移动平均值。

这个移动平均运算的间隔T_smp在ADC触发器产生部分17中产生，并且使D型触发器与AD变换器的采样触发器同步，且也与ACR11的操作间隔同步。

图4示出通过移动平均的U相的电流检测计时。将移动平均宽度Tc设置为与载波频率Fc的周期T_carry相同的值。ACR的更新周期也与此同步。由于电流检测采样的数量和周期取决于AD变换器的性能，所以这些被任意地设置。图4作为例子示出其中在一个载波周期的八个点处进行采样的情形。这种情形的采样间隔是T_smp＝Tc/8，并且计时与载波信号同步。然后，通过如下表达式的运算，确定U相负载电流的检测值I_{det_U}。

[表达式1]

Idet_U=1eΣk=1eIdetk]]>

这里，e是在运动平均宽度Tc中采样的数量。(在这个例子中，e＝8)