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公開番号2025158585
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024061271
出願日2024-04-05
発明の名称電力変換装置及び電力変換装置の制御方法
出願人新電元工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H02M 7/493 20070101AFI20251009BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】高周波横流を抑制するための構成を追加することなく、複数の電源装置間に流れる横流を抑制すること。
【解決手段】電力変換装置は、複数のスイッチング素子を含み、出力端子が並列に接続された複数の電源装置を含む。電源装置は、それぞれ、複数のスイッチング素子を制御する制御装置を含む。制御装置は、スイッチング素子のスイッチング周期内に電源装置の出力電流を複数回サンプリングして複数のサンプリング信号を算出し、複数のサンプリング信号間の差分信号を算出し、差分信号に基づいて、複数の電源装置のうち、自電源装置と、他電源装置との間を流れる高周波横流信号を算出し、高周波横流信号に基づいて、自電源装置のスイッチング素子を制御して、自電源装置の動作と、他電源装置の動作とを同期させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数のスイッチング素子を含み、出力端子が並列に接続された複数の電源装置を含み、
前記電源装置は、それぞれ、複数の前記スイッチング素子を制御する制御装置を含み、
前記制御装置は、
前記スイッチング素子のスイッチング周期内に前記電源装置の出力電流を複数回サンプリングして複数のサンプリング信号を算出し、
複数の前記サンプリング信号間の差分信号を算出し、
前記差分信号に基づいて、複数の前記電源装置のうち、自電源装置と、他電源装置との間を流れる高周波横流信号を算出し、
前記高周波横流信号に基づいて、前記自電源装置の前記スイッチング素子を制御して、前記自電源装置の動作と、前記他電源装置の動作とを同期させる、
電力変換装置。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記制御装置は、
前記差分信号に対して、三相／二相変換及び回転座標変換を行い、前記高周波横流信号を算出する、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記高周波横流信号に対して所定のゲインをかけて、複数の前記スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング周期の少なくとも一方を調整する、
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記高周波横流信号に所定のローパスフィルタをかけて、比例積分演算を行って、複数の前記スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング周期の少なくとも一方を調整する、
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記スイッチング周期を調整する場合、前記スイッチング周期の調整量の小数点部を記録し、次の前記スイッチング周期の調整量に前記小数点部を加算して、前記スイッチング周期を制御する、
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項６】
複数のスイッチング素子を含み、出力端子が並列に接続された複数の電源装置を含む電力変換装置の制御方法であって、
前記スイッチング素子のスイッチング周期内に前記電源装置の出力電流を複数回サンプリングして複数のサンプリング信号を算出するステップと、
複数の前記サンプリング信号間の差分信号を算出するステップと、
前記差分信号に基づいて、複数の前記電源装置のうち、自電源装置と、他電源装置との間を流れる高周波横流信号を算出するステップと、
前記高周波横流信号に基づいて、前記自電源装置の前記スイッチング素子を制御して、前記自電源装置の動作と、前記他電源装置の動作とを同期させるステップと、
を含む、電力変換装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換装置及び電力変換装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数のインバータを並列運転する際に、仮想インピーダンス制御を行うことで、複数のインバータ間に流れる横流を抑制する技術が開示されている。特許文献２には、並列に接続されたインバータの同期制御を、複数のインバータに共通の専用回路で行う技術が開示されている。特許文献３には、インバータからの出力電流の高周波成分をバイパスフィルタで検出し、複数のインバータ間に流れる横流の発生を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－２２５２１４号公報
米国特許第９８００１８７号明細書
特開２０１９－６８５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の技術は、低周波の横流の発生を抑制することはできるが、複数のインバータ間でＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号が同期していない場合は、複数のインバータ間に高周波の横流が流れてしまう可能性がある。特許文献２に開示の技術は、複数のインバータ間でＰＷＭ信号を同期させることができるが、ＰＷＭ信号を同期させるための専用の回路を追加する必要があるため、コストが高くなったり、装置が大型化したりする可能性がある。特許文献３に開示の技術は、今回のスイッチング周波数の調整量を判定するためには、出力電流の高周波成分の今回の検出値、前回の検出値及び前回のスイッチング周波数の調整量に基づく必要がある。このとき、高周波の検出結果に有意な変化を発生させるために、スイッチング周波数を大きく変化させる必要があるので、スイッチング周波数の安定化に課題がある。また、複数のインバータにおいて負荷変動がある場合に、複数のインバータ間で同じ方向のスイッチング周波数を増減させてしまう可能性があり、スイッチング周波数の制御が不安定になってしまう可能性もある。
【０００５】
本開示は、高周波横流を抑制するための構成を追加することなく、複数の電源装置間に流れる高周波横流を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様の電力変換装置は、複数のスイッチング素子を含み、出力端子が並列に接続された複数の電源装置を含み、前記電源装置は、それぞれ、複数の前記スイッチング素子を制御する制御装置を含み、前記制御装置は、前記スイッチング素子のスイッチング周期内に前記電源装置の出力電流を複数回サンプリングして複数のサンプリング信号を算出し、複数の前記サンプリング信号間の差分信号を算出し、前記差分信号に基づいて、複数の前記電源装置のうち、自電源装置と、他電源装置との間を流れる高周波横流信号を算出し、前記高周波横流信号に基づいて、前記自電源装置の前記スイッチング素子を制御して、前記自電源装置の動作と、前記他電源装置の動作とを同期させる。
【０００７】
本開示の電力変換装置において、前記制御装置は、前記差分信号に対して、三相／二相変換及び回転座標変換を行い、前記高周波横流信号を算出する。
【０００８】
本開示の電力変換装置において、前記制御装置は、前記高周波横流信号に対して所定のゲインをかけて、複数の前記スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング周期の少なくとも一方を調整する。
【０００９】
本開示の電力変換装置において、前記制御装置は、前記高周波横流信号に所定のローパスフィルタをかけて、比例積分演算を行って、複数の前記スイッチング素子のスイッチング周波数及びスイッチング周期の少なくとも一方を調整する。
【００１０】
本開示の電力変換装置において、前記制御装置は、前記スイッチング周期を調整する場合、前記スイッチング周期の調整量の小数点部を記録し、次の前記スイッチング周期の調整量に前記小数点部を加算して、前記スイッチング周期を制御する。
（【００１１】以降は省略されています）

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