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公開番号2025094680
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023210385
出願日2023-12-13
発明の名称制御装置および制御方法
出願人東洋電機製造株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250618BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】インバータ電源装置の出力電圧の高調波を抑制する。
【解決手段】制御装置100は、P番の第1のレジスタに記憶された値に(1-K1)を乗算した値と、コンデンサ電流誤差値に2πfL×K1を乗算した値と、を加算した値を、P番の前記第1のレジスタに書き込む加算部117と、P番の第2のレジスタに記憶された値に(1-K2)を乗算した値と、負荷電流微分値に2πfL×K2を乗算した値と、を加算した値を、P番の第2のレジスタに書き込む加算部121と、P+1番の第1のレジスタに記憶された値と、P+2番の第2のレジスタに記憶された値とを加算する加算部122と、インバータ電源装置の出力電圧指令値に加算部122の加算値を加算して、インバータ電圧指令値を生成する加算部108と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
インダクタおよびコンデンサからなるＬＣフィルタ回路を介して負荷に交流電圧を供給するインバータ電源装置の制御装置であって、
前記インバータ電源装置の出力周波数をｆとし、前記インバータ電源装置の制御周期をＴｃとすると、Ｎ＝（１／ｆＴｃ）×１／６を満たす、０番からＮ－１番までのＮ個の第１のレジスタからなる第１の記憶領域と、
０番からＮ－１番までのＮ個の第２のレジスタからなる第２の記憶領域と、
前記第１のレジスタの値を更新する第１の更新部と、
前記第２のレジスタの値を更新する第３の更新部と、
前記第１のレジスタに記憶された値と前記第２のレジスタに記憶された値とを加算した加算値を計算する第１の加算部と、
前記インバータ電源装置の出力電圧指令値に前記加算値を加算して、前記インバータ電源装置の出力電圧を指示するインバータ電圧指令値を生成する第２の加算部と、を備え、
前記０番からＮ－１番までのＮ個の第１のレジスタはそれぞれ、位相θｓ（＝２π／６÷Ｎ）ごとに対応付けられ、
前記０番からＮ－１番までのＮ個の第２のレジスタはそれぞれ、位相θｓごとに対応付けられ、
前記インバータ電源装置の出力電圧目標値の現在位相をπ／３で除算した余りを位相θｓで除算した整数部分をＰとすると、
前記第１の更新部は、Ｐ番の前記第１のレジスタに記憶された値に（１－Ｋ１）（Ｋ１は所定の第１の定数）を乗算した値と、前記コンデンサの電流目標値と前記コンデンサに流れる電流との誤差であるコンデンサ電流誤差値に２πｆＬ×Ｋ１（Ｌは前記コンデンサのインダクタンス値）を乗算した値と、を加算した値を、Ｐ番の前記第１のレジスタに書き込み、
前記第３の更新部は、Ｐ番の前記第２のレジスタに記憶された値に（１－Ｋ２）（Ｋ２は所定の第２の定数）を乗算した値と、前記負荷の負荷電流値を微分した負荷電流微分値に２πｆＬ×Ｋ２を乗算した値と、を加算した値を、Ｐ番の前記第２のレジスタに書き込み、
前記第１の加算部は、Ｐ＋１番の前記第１のレジスタに記憶された値と、Ｐ＋２番の前記第２のレジスタに記憶された値とを加算する、制御装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
前記Ｎ個の第１のレジスタの値を更新する第２の更新部と、
前記Ｎ個の第２のレジスタの値を更新する第４の更新部と、をさらに備え、
前記インバータ電源装置の出力電圧目標値の現在位相をπ／３で除算した余りをθｓで除算した小数部分をＷｇとすると、
前記第１の更新部は、Ｐ番の前記第１のレジスタに記憶された値に（１－Ｋ１）を乗算した値と、前記コンデンサ電流誤差値に２πｆＬ×Ｋ１および（１－Ｗｇ）を乗算した値と、を加算した値を、Ｐ番の前記第１のレジスタに書き込み、
前記第２の更新部は、Ｐ＋１番の前記第１のレジスタに記憶された値に（１－Ｋ１）を乗算した値と、前記コンデンサ電流誤差値に２πｆＬ×Ｋ１およびＷｇを乗算した値と、を加算した値を、Ｐ＋１番の前記第１のレジスタに書き込み、
前記第３の更新部は、Ｐ番の前記第２のレジスタに記憶された値に（１－Ｋ２）を乗算した値と、前記負荷電流微分値に２πｆＬ×Ｋ２および（１－Ｗｇ）を乗算した値と、を加算した値を、Ｐ番の前記第２のレジスタに書き込み、
前記第４の更新部は、Ｐ＋１番の前記第２のレジスタに記憶された値に（１－Ｋ２）を乗算した値と、前記負荷電流微分値に２πｆＬ×Ｋ２およびＷｇを乗算した値と、を加算した値を、Ｐ＋１番の前記第２のレジスタに書き込み、
前記第１の加算部は、Ｐ＋１番の前記第１のレジスタに記憶された値に（１－Ｗｇ）を乗算した値と、Ｐ＋２番の前記第１のレジスタに記憶された値にＷｇを乗算した値と、Ｐ＋２番の前記第２のレジスタに記憶された値に（１－Ｗｇ）を乗算した値と、Ｐ＋３番の前記第２のレジスタに記憶された値にＷｇを乗算した値と、を加算する、制御装置。
【請求項３】
インダクタおよびコンデンサからなるＬＣフィルタ回路を介して負荷に交流電圧を供給するインバータ電源装置の制御装置により実行される制御方法であって、
前記制御装置は、
前記インバータ電源装置の出力周波数をｆとし、前記インバータ電源装置の制御周期をＴｃとすると、Ｎ＝（１／ｆＴｃ）×１／６を満たす、０番からＮ－１番までのＮ個の第１のレジスタからなる第１の記憶領域と、
０番からＮ－１番までのＮ個の第２のレジスタからなる第２の記憶領域と、を備え、
前記０番からＮ－１番までのＮ個の第１のレジスタはそれぞれ、位相θｓ（＝２π／６÷Ｎ）°ごとに対応付けられ、
前記０番からＮ－１番までのＮ個の第２のレジスタはそれぞれ、位相θｓごとに対応付けられ、
前記インバータ電源装置の出力電圧目標値の現在位相をπ／３で除算した余りを位相θｓで除算した整数部分をＰとすると、
Ｐ番の前記第１のレジスタに記憶された値に（１－Ｋ１）（Ｋ１は所定の第１の定数）を乗算した値と、前記コンデンサの電流目標値と前記コンデンサに流れる電流との誤差であるコンデンサ電流誤差値に２πｆＬ×Ｋ１（Ｌは前記コンデンサのインダクタンス値）を乗算した値と、を加算した値を、Ｐ番の前記第１のレジスタに書き込むステップと、
Ｐ番の前記第２のレジスタに記憶された値に（１－Ｋ２）（Ｋ２は所定の第２の定数）を乗算した値と、前記負荷の負荷電流値を微分した負荷電流微分値に２πｆＬ×Ｋ２を乗算した値と、を加算した値を、Ｐ番の前記第２のレジスタに書き込むステップと、
Ｐ＋１番の前記第１のレジスタに記憶された値と、Ｐ＋２番の前記第２のレジスタに記憶された値とを加算した加算値を計算するステップと、
前記インバータ電源装置の出力電圧指令値に前記加算値を加算して、前記インバータ電源装置の出力電圧を指示するインバータ電圧指令値を生成するステップと、を含む制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電圧を出力するインバータ電源装置の制御装置および制御方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
インバータ電源装置は一般に、変動の少ない安定した交流電圧を負荷に出力することを要求される。従来のインバータ電源装置の制御では、出力目標電圧値および負荷電流値に基づき、インバータ電流および出力電圧を制御するフィードフォワード制御と、出力電圧値とインバータ電流値との誤差を比例積分制御により補正するフィードバック制御との組み合わせによる制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。また、交流電圧を取り扱う際に、電圧および電流を複素数として取り扱い、数学的な座標変換操作により回転座標形式あるいは極座標形式で表現することで、積分制御を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３１１５７９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４は、インバータ電源装置１０の構成例を示す図である。図４に示すように、インバータ電源装置１０は、三相インバータ回路部１１と、三相ＬＣフィルタ回路部１２とを備える。三相インバータ回路部１１は、後述する制御装置１００ａから出力されるインバータ電圧指令値に応じた交流電圧（三相交流電圧）を、三相ＬＣフィルタ回路部１２を介して、負荷２０に供給する。
【０００５】
三相ＬＣ回路フィルタ部１２は、各相に対応して設けられた、インダクタとコンデンサとがＬ字型に接続されたＬＣフィルタを備えており、三相インバータ回路部１１の出力電圧に含まれる高調波成分を除去して、負荷２０に供給する。
【０００６】
制御装置１００ａは、インバータ電源装置１０に流れる電流の電流値（インバータ電流値）、インバータ電源装置１０の出力電圧値および負荷２０に流れる電流の電流値（負荷電流値）に基づきインバータ電圧指令値を生成し、三相インバータ回路部１１に出力する。
【０００７】
図５は、従来の制御装置１００ａの構成例を示す図である。
【０００８】
図５に示すように、制御装置１００ａは、比例積分制御部１０１と、乗算部１０２と、加算部１０３と、比例積分制御部１０４と、加算部１０５と、乗算部１０６と、加算部１０７と、加算部１０８ａと、を備える。
【０００９】
比例積分制御部１０１は、インバータ電源装置１０の出力電圧値と、インバータ電源装置１０の出力電圧の目標値である出力電圧目標値とが入力される。比例積分制御部１０１は、比例積分制御により、出力電圧値と出力電圧目標値との誤差を補正する電圧誤差補正量を生成し、加算部１０８ａに出力する。
【００１０】
乗算部１０２は、出力電圧目標値が入力される。乗算部１０２は、入力された出力電圧目標値に１／２πｆＣを乗算する。ここで、ｆはインバータ電源装置１０の出力周波数である。また、Ｃは、三相ＬＣフィルタ回路部１２を構成するコンデンサのキャパシタンス値である。乗算部１０２の乗算値は、コンデンサに流れる電流の目標値（コンデンサ電流目標値）に相当する。乗算部１０２は、計算したコンデンサ電流目標値を加算部１０３に出力する。
（【００１１】以降は省略されています）

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