[发明专利]变换器控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及变换器控制装置，例如是适合应用到将单相交流电力变换成直流电力来向搭载于铁道车辆的设备进行供电的铁道车辆用的变换器控制装置。

背景技术

以往，作为行驶于交流馈电区间的铁道车辆的驱动方式，广泛利用的是经由变压器从单相交流架线接受单相交流电压，将所接受的单相交流电压通过变换器装置以及逆变器装置变换成所期望的频率、大小的电压来驱动交流电动机等设备的方式。

在该驱动方式中，变换器装置按照如下方式进行驱动，即，基于脉冲宽度调制(PWM：Pulse Width Modulation)对多个开关元件进行接通断开控制来控制变换器装置的交流侧的电流(以下称作次级电流)，从而使变换器装置的直流侧的电压(以下称作直流阶段(stage)电压)成为规定的值。

另外，作为变换器装置的控制方式，例如采用了专利文献1～3那样的控制方式。具体而言，按照使直流阶段电压追随其目标值的方式运算次级电流的目标值，按照使次级电流追随其目标值的方式由电流控制器运算交流电压指令。而且，基于交流电压指令和次级电压的检测值或者相当于次级电压的正弦波状的电压来运算变换器装置的输出电压，基于输出电压对开关元件进行接通断开控制，从而获得所期望的直流阶段电压。

然而，在考虑了单相交流架线中流动的电流(以下称作初级电流)的高次谐波应对策略的情况下，期望次级电流为正弦波状。因此，在现有技术中，基于与次级电压的基波分量同步的正弦波信号来运算次级电流的目标值，从而抑制次级电压和次级电流的相位偏移所伴随的高次谐波电流。

通常，单相交流架线的电压(以下称作初级电压)为正弦波状，通过由变压器将初级电压降压而获得的次级电压也为正弦波状。因此，通过如现有技术那样基于与次级电压的基波分量同步的正弦波信号来运算次级电流指令，能够使初级电流为正弦波状。

但是，如果因与架线系统连接的发电设备或者其他车辆的影响而使得初级电压发生失真，则初级电压成为不仅有基波分量还叠加有高次谐波分量的状态。在这样的情况下，只是使次级电流的目标值与次级电压的基波分量同步并不能将次级电流确保为正弦波状，初级电流的高次谐波分量会增加。

例如，在国外的交流馈电区间中，也有规定成初级电压的基波分量上有时叠加3次、5次、7次的高次谐波分量的区间，作为铁道车辆用的变换器装置，期望即便在初级电压上叠加了高次谐波分量的情况下也能够将初级电流抑制为正弦波状。

专利文献

专利文献1：日本特开平6-197402号公报

专利文献2：日本特开2005-304156号公报

专利文献3：日本特开2010-115018号公报

叠加于初级电压上的高次谐波分量因产生源的状态而时时刻刻发生变化，因此其大小、与基波分量之间的相位关系并不唯一确定。因此，为了不依赖于初级电压的状态地使次级电流为正弦波状，需要不仅包含次级电压的基波分量还包含高次谐波分量地设定变换器装置的输出电压。

对此，在专利文献1～3的控制方式中，并未考虑初级电压上叠加了高次谐波分量的情况，根据初级电压的状态而初级电流的高次谐波分量会增加。尤其是，在专利文献2的方法中，由于生成与次级电压的基波分量同步的正弦波信号来运算相当于次级电压的信号，因此难以重现叠加于初级电压上的高次谐波分量。此外，在专利文献3的方法中，对所检测出的次级电压实施滤波处理，因此无法准确地获得初级电压所含的高次谐波分量。

发明内容

本发明是考虑以上情况而完成的，提出一种即便在初级电压发生失真而叠加了高次谐波分量的情况下也能够抑制初级电流的高次谐波分量的变换器控制装置。

为了解决上述课题，在本发明中构成为，在变换器控制装置中，基于包含次级电压的基波分量和高次谐波分量在内的电压值来设定变换器装置的输出电压。

(发明效果)

根据本发明，即便在初级电压上叠加了高次谐波分量的情况下也能够使次级电流为正弦波状，能够抑制叠加于初级电流上的高次谐波分量。

附图说明

图1是表示基于第1实施方式的变换器控制装置的整体构成的框图。

图2是表示滤波器部的构成例的框图。

图3是表示滤波器部的构成例的框图。

图4是表示滤波器部的构成例的框图。

图5是表示基于第2实施方式的变换器控制装置的整体构成的框图。

图6是表示高频分量提取部的构成例的框图。

图7是表示高频分量提取部的构成例的框图。

标号说明