[发明专利]中性点箝位型电力转换装置以及其控制方法

说明书

本发明涉及中性点箝位型电力转换装置的控制装置及其控制方法。该控制装置具有：3相2相转换单元，将由中性点箝位型的电力转换装置驱动的3相负载中流动的3相电流转换成旋转坐标系的d轴电流及q轴电流，中性点箝位型的电力转换装置与具有3个电位的直流电源连接而能进行3个等级的电压输出；2相3相电流转换单元，将使d轴电流及q轴电流经过比3相电流的基波频率的倒数大的时间常数的滤波器后的d轴滤波电流及q轴滤波电流转换成3相电流；运算单元，基于由2相3相电流转换单元转换后的3相电流，运算作为向针对电力转换装置的3相电压指令值叠加的指令值的、对将直流输入电压以电力转换装置的中性点分割后的电压进行控制的零相电压指令值。

技术领域

本发明的实施方式涉及中性点箝位型电力转换装置以及其控制方法。

背景技术

中性点箝位型(NPC(Neutral-Point-Clamped))电力转换装置通过将至少4个切换(switching)元件串联连接而构成，能够输出几kV～几十kV的高电压。另外，由于中性点箝位型电力转换装置输出3个等级的相电压，所以高次谐波较小。因此，能够向负载供给波形的波动(ripple)小、并且波形顺畅的电流。另外，由于上述的4个切换元件中的以相同的定时进行切换的元件为2个，剩余2个不进行切换，所以可使装置整体的切换损失小。因此，中性点箝位型电力转换装置大多被用于铁道车辆、工业用驱动装置、电力系统电压稳定化装置等。

在使用具有上述那样的特征的中性点箝位型电力转换装置的情况下，需要通过高电位侧以及低电位侧的电容器将直流输入电压均等地分割为两份，并均等地保持高电位侧直流电压和低电位侧直流电压的中性点电位控制。在将中性点箝位型电力转换装置应用于2相或者3相输出的情况下，存在对各相施加根据各相的电压指令值和负载电流运算出的同一电压(零相电压)来实施中性点电位控制的方案。作为这样的方案，有日本国的公开专利公报、特开2011－239564号公报(以下称为专利文献1)、以及同样是日本国的公开专利公报、特开2013－255317号公报(以下称为专利文献2)。

然而，由于在负载电流小、例如是接近于零的值时与基波电流相比高次谐波电流相对较大，所以存在有助于中性点电位变动的基波电流的符号与检测出的负载电流的符号不同的情况。结果，有时运算出的零相电压的符号与本来应该施加的符号相反，存在高电位侧直流电压与低电位侧直流电压不平衡的问题。

发明内容

本发明想要解决的课题在于，提供一种能够在负载电流从零到最大电流为止的区域中使中性点电位稳定的中性点箝位型电力转换装置以及其控制方法。

实施方式中的中性点箝位型电力转换装置的控制装置具有：3相2相转换单元，将由中性点箝位型的电力转换装置驱动的3相负载中流动的3相电流转换成旋转坐标系的d轴电流以及q轴电流，所述中性点箝位型的电力转换装置与具有3个电位的直流电源连接而能够进行3个等级的电压输出；2相3相电流转换单元，将使所述d轴电流以及所述q轴电流经过比所述3相电流的基波频率的倒数大的时间常数的滤波器后的d轴滤波电流以及q轴滤波电流转换成3相电流；以及运算单元，基于由所述2相3相电流转换单元转换后的3相电流，来运算作为向针对所述电力转换装置的3相电压指令值叠加的指令值的零相电压指令值，该零相电压指令值对将直流输入电压以所述电力转换装置的中性点分割后的电压进行控制。