Dispositivo de conversión de energía de tipo de control de corriente.

Un convertidor de energía controlado por corriente, que comprende:

una parte de conversión

(3) que tiene seis elementos de conmutación que constituyen un circuito de puente trifásico y que convierte una tensión de CA trifásica en una tensión de CC o convierte una tensión de CC en una tensión de CA trifásica;

unas porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) que detectan una corriente del lado de CA de la parte de conversión (3);

unas porciones de detección de corriente del lado de CC (6, 7) que detectan una corriente del lado de CC de la parte de la conversión (3); y

caracterizado por

una sección de control (11, 11A, 11B) que controla la parte de conversión (3) mediante la modulación de ancho de pulso usando un método de modulación de vector espacial sobre la base de la corriente del lado de CA detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) y la corriente del lado de CC detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC (6, 7), donde la sección de control (11, 11A, 11B) corrige la amplitud y el desplazamiento de la corriente del lado de CA detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) sobre la base de componentes de corriente, correspondientes a componentes de corriente de fases prescritas de la corriente del lado de CA, de la corriente del lado de CC detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC (6, 7); donde la sección de control (11, 11A, 11B) controla la parte de conversión (3) mediante la modulación de ancho de pulso utilizando el método de modulación de vector espacial para la selección de seis vectores de tensión variados cada 60 grados, de modo que uno de elementos de conmutación en un lado del brazo superior y elementos de conmutación en un lado del brazo inferior de un par conectado a cada fase de la tensión alterna trifásica está activado y el otro está desactivado en la parte de conversión (3) con la combinación de un primer estado de conmutación donde uno de los elementos de conmutación en la parte del brazo superior esté encendido y los otros dos están apagados, un segundo estado de conmutación donde dos de los elementos de conmutación en la parte del brazo superior están encendidos y el otro está apagado, y un tercer estado de conmutación donde tres de los elementos de conmutación en la parte del brazo superior está conectado o desconectado, y comprende:

una parte de corrección de desplazamiento (25a) que corrige un desplazamiento de la corriente del lado de CC detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC (6, 7) en el primer y segundo estados de conmutación mediante el uso de la corriente del lado de CC detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC (6, 7) en el tercer estado de conmutación como un componente de desplazamiento;

una parte de cálculo del valor de corrección de amplitud (25b) que calcula un valor de corrección de amplitud para corregir las amplitudes de componentes de corriente de fases prescritas de la corriente del lado de CA sobre la base de los componentes de corriente, correspondientes a los componentes de la corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA, de la corriente del lado de CC cuyo desplazamiento es corregido por la parte de corrección de desplazamiento (25a) y los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA detectados por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2);

una parte de cálculo de componente de desplazamiento de corriente del lado de CC (25c) que calcula un componente de desplazamiento de corriente del lado de CC sobre la base del componente de corriente, correspondiente a los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA, de la corriente del lado de CC cuyo desplazamiento es corregido por la parte de corrección de desplazamiento (25a); y

una parte de cálculo del componente de desplazamiento de corriente del lado de CA (25d) que calcula un omponente de desplazamiento de corriente del lado de CA sobre la base de los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA detectadas por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2), donde

las amplitudes y los desplazamientos de los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA detectados por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) se corrigen utilizando el valor de corrección de amplitud calculado por la parte de cálculo del valor de corrección de amplitud (25b), el componente de desplazamiento de corriente del lado CA calculado por la parte de cálculo del componente de desplazamiento de la corriente del lado de CA (25d) y el componente de desplazamiento de corriente del lado de CC calculado por la parte de cálculo del componente de desplazamiento de la corriente del lado de CC (25c).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2007/066608.

Solicitante: DAIKIN INDUSTRIES, LTD..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: UMEDA CENTER BUILDING 4-12, NAKAZAKI-NISHI 2-CHOME KITA-KU OSAKA-SHI OSAKA 530-8323 JAPON.

Inventor/es: SAKAKIBARA, KENICHI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA... > Transformación de una potencia de entrada en corriente... > H02M7/12 (utilizando tubos de descarga con electrodo de control o dispositivos semiconductores con electrodo de control)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA... > Transformación de una potencia de entrada en corriente... > H02M7/797 (utilizando solamente dispositivos semiconductores)

PDF original: ES-2535297_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de conversión de energía de tipo de control de corriente

Campo técnico

La presente invención se refiere a un convertidor de energía de control de corriente.

Antecedentes de la técnica

En el documento US-A-6.154.379 se describe un dispositivo de conversión de energía eléctrica. El dispositivo de conversión de energía eléctrica incluye una sección de CA, una sección de CC, una sección de conmutación conectada entre la sección de CA y la sección de CC para hacer la conversión de energía mediante la operación de conmutación, y una sección de control para controlar la sección de conmutación. En la sección de CC está instalado 15 un dispositivo de detección de ondulación para detectar un componente de ondulación emergente en el lado de CC y para generar una señal de detección de ondulación. Cuando el componente de CC está incluido en la corriente de salida de la sección de CA, un componente de ondulación con la misma frecuencia que la frecuencia de CA de la corriente de la sección de salida CA está superpuesta en la sección de CC. El dispositivo de detección de ondulación está instalado en la sección de CC, y de ese modo el componente de ondulación emergente en la sección de CC es detectado por el dispositivo de detección de ondulación como un reflejo del desplazamiento de CC incluido en la corriente de salida. La sección de control recibe la señal de detección de ondulación desde el dispositivo de detección de ondulación, genera la señal de compensación del componente CC para controlar el componente de CC incluido en la corriente del lado de CA en base a la señal de detección de ondulación, y controla la sección de conmutación mediante la señal de control que incluye la señal de compensación del componente de CC para compensar el desplazamiento de CC.

En el documento EP 1 591 300 A1 se describe un dispositivo de control de un aparato de dirección de energía eléctrica. Cuando un circuito de accionamiento de motor comprende una fuente de alimentación de CC que es una batería y un inversor de tres fases, mediante el uso de un hecho que un nivel de una corriente de CC suministrada desde la fuente de alimentación de CC es siempre igual a un nivel de una corriente de una fase cualquiera de las corrientes de salida del inversor trifásico en una condición que el circuito de accionamiento del motor funciona normalmente, un fallo de un sensor de detección de corriente puede detectarse mediante la comparación de las corrientes respectivas medidas por el sensor de detección de corriente entre sí.

Además, convencionalmente, hay uno que detecta una corriente de línea mediante un sensor de corriente en el lado de CC como un convertidor de energía controlado por corriente (véase, por ejemplo, el documento JP 2004-282974 A) .

El convertidor de energía controlado por corriente tiene teóricamente una fase cuya corriente de línea no puede ser detectada y necesita tener un sensor de corriente proporcionado para la detección de un valor instantáneo de la corriente trifásica en el lado de CA para obtener una corriente del eje dq mediante la transformación de coordenadas.

Un convertidor de energía controlado por corriente de este tipo, donde el sensor de corriente se proporciona en el 45 lado de CA, tiene un problema que, cuando fluye una corriente que contiene un componente de CC, después de la conexión a un sistema de energía eléctrica, a través de un convertidor en el lado del sistema, se produce un magnetismo de empuje del convertidor. De acuerdo con la "directriz de requerimientos técnicos de interconexión de sistemas" de la Agencia de Recursos Naturales y Energía, el nivel de CC en el lado de CA se debe ajustar a no más de aproximadamente el 1 % de la corriente nominal de CA.

Por lo tanto, un DCCT capaz de detectar el componente de CC tiene que proporcionarse en el lado de CA para el control de corriente del convertidor de energía controlado por corriente donde se proporciona el sensor de corriente en el lado de CA, y una señal de baja tensión generada a través de un elemento Hall de DCCT, como se describió anteriormente, debe ser amplificada mediante un amplificador. Por lo tanto, es necesario emplear un DCCT cuya 55 amplitud, desplazamiento y deriva de temperatura se compensen con gran precisión, y esto lleva a un problema de aumento de los costes.

Sumario de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un convertidor de energía controlado por corriente capaz de compensar la amplitud, el desplazamiento y la deriva de temperatura de un sensor de corriente empleado en el lado de CA con una construcción simple y reduciendo el coste mediante el empleo de un sensor de corriente de bajo coste.

Para resolver el problema anterior, el convertidor de energía controlado por corriente de la presente invención comprende las características de la reivindicación 1.

Según el convertidor de energía controlado por corriente de la construcción anterior, con la modulación de ancho de pulso mediante el método de modulación de vector espacial, una corriente correspondiente a los componentes de la corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA de la parte de la conversión fluye en los intervalos de fase prescritos de la corriente de CC de la parte de conversión detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC. Por otra parte, los errores de amplitud, desplazamiento y deriva de temperatura son pequeños en la corriente del lado de CC detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC, para las que se emplea normalmente una resistencia de derivación, y se hace posible corregir la amplitud y el desplazamiento de los componentes de la corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA detectada por las porciones de detección de la corriente del lado de CA mediante el uso de la corriente del lado de CC correspondiente a los componentes de la corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA como referencia. Por lo tanto, la amplitud, el desplazamiento y la deriva de temperatura de los sensores de corriente utilizados en el lado de CA pueden compensarse con una construcción simple, y el coste se puede reducir mediante el empleo de sensores de corriente de bajo coste.

En una realización, la sección de control comprende:

una parte de corrección de desplazamiento que corrige un desplazamiento de la corriente del lado de CC detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC en el primer y segundo estados de conmutación mediante el uso de la corriente del lado de CC detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC en el tercer estado de conmutación como un componente de desplazamiento; una parte de cálculo del valor de corrección de amplitud que calcula un valor de corrección de amplitud para corregir las amplitudes de componentes de corriente de fases prescritas de la corriente del lado de CA sobre la base de los componentes de corriente, correspondientes a los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA, de la corriente del lado de CC, cuyo desplazamiento es corregido por la parte de corrección de desplazamiento y los componentes de la corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CA; una parte de cálculo de componente de desplazamiento de corriente del lado de CC que calcula un componente de desplazamiento sobre la base del componente de corriente de corriente del lado de CC, correspondiente a los componentes de corriente de las fases prescritas del lado de CA.

Además, de acuerdo con la construcción anterior, en el convertidor de energía controlado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un convertidor de energía controlado por corriente, que comprende:

una parte de conversión (3) que tiene seis elementos de conmutación que constituyen un circuito de puente trifásico y que convierte una tensión de CA trifásica en una tensión de CC o convierte una tensión de CC en una tensión de CA trifásica; unas porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) que detectan una corriente del lado de CA de la parte de conversión (3) ; unas porciones de detección de corriente del lado de CC (6, 7) que detectan una corriente del lado de CC de la parte de la conversión (3) ; y caracterizado por una sección de control (11, 11A, 11B) que controla la parte de conversión (3) mediante la modulación de ancho de pulso usando un método de modulación de vector espacial sobre la base de la corriente del lado de CA

detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) y la corriente del lado de CC detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC (6, 7) , donde la sección de control (11, 11A, 11B) corrige la amplitud y el desplazamiento de la corriente del lado de CA detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) sobre la base de componentes de corriente, correspondientes a componentes de corriente de fases prescritas de la corriente del lado de CA, de la corriente del lado de CC detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC (6, 7) ; donde la sección de control (11, 11A, 11B) controla la parte de conversión (3) mediante la modulación de ancho de pulso utilizando el método de modulación de vector espacial para la selección de seis vectores de tensión variados cada 60 grados, de modo que uno de elementos de conmutación en un lado del brazo superior y elementos de conmutación en un lado del brazo inferior de un par conectado a cada fase de la tensión alterna trifásica está activado y el otro está desactivado en la parte de conversión (3) con la combinación de un primer estado de conmutación donde uno de los elementos de conmutación en la parte del brazo superior esté encendido y los otros dos están apagados, un segundo estado de conmutación donde dos de los elementos de conmutación en la parte del brazo superior están encendidos y el otro está apagado, y un tercer estado de conmutación donde tres de los elementos de conmutación en la parte del brazo superior está conectado o desconectado, y comprende:

una parte de corrección de desplazamiento (25a) que corrige un desplazamiento de la corriente del lado de CC detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC (6, 7) en el primer y segundo estados de conmutación mediante el uso de la corriente del lado de CC detectada por las porciones de detección de corriente del lado de CC (6, 7) en el tercer estado de conmutación como un componente de desplazamiento; una parte de cálculo del valor de corrección de amplitud (25b) que calcula un valor de corrección de amplitud para corregir las amplitudes de componentes de corriente de fases prescritas de la corriente del lado de CA sobre la base de los componentes de corriente, correspondientes a los componentes de la corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA, de la corriente del lado de CC cuyo desplazamiento es corregido por la parte de corrección de desplazamiento (25a) y los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA detectados por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) ; una parte de cálculo de componente de desplazamiento de corriente del lado de CC (25c) que calcula un 45 componente de desplazamiento de corriente del lado de CC sobre la base del componente de corriente, correspondiente a los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA, de la corriente del lado de CC cuyo desplazamiento es corregido por la parte de corrección de desplazamiento (25a) ; y una parte de cálculo del componente de desplazamiento de corriente del lado de CA (25d) que calcula un componente de desplazamiento de corriente del lado de CA sobre la base de los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA detectadas por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) , donde las amplitudes y los desplazamientos de los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA detectados por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) se 55 corrigen utilizando el valor de corrección de amplitud calculado por la parte de cálculo del valor de corrección de amplitud (25b) , el componente de desplazamiento de corriente del lado CA calculado por la parte de cálculo del componente de desplazamiento de la corriente del lado de CA (25d) y el componente de desplazamiento de corriente del lado de CC calculado por la parte de cálculo del componente de desplazamiento de la corriente del lado de CC (25c) .

2. El convertidor de energía controlado por corriente de acuerdo con la reivindicación 1, donde la sección de control (11, 11A, 11B) comprende:

una parte de corrección de desplazamiento de corriente del lado de CA (26) , que corrige los desplazamientos 65 de los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA detectadas por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) utilizando el componente de desplazamiento de 12

corriente del lado de CA calculado por la parte de cálculo del componente de desplazamiento de corriente del lado de CA (25d) ; una parte de corrección de amplitud de corriente del lado de CA (27) que corrige las amplitudes de los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA cuyo desplazamiento es corregido por la parte de corrección de desplazamiento de corriente del lado de CA (26) utilizando el valor de corrección de amplitud calculado por la parte de cálculo del valor de corrección de amplitud (25b) ; y una parte de adición de desplazamiento de corriente del lado de CA (28) que añade el componente de desplazamiento de corriente del lado de CC calculado por la parte de cálculo del componente del desplazamiento de corriente del lado de CC (25c) a los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA cuyas amplitudes son corregidas por la parte de corrección de la amplitud de corriente del lado de CA (27) .

3. El convertidor de energía controlado por corriente de acuerdo con la reivindicación 2, donde la parte de cálculo del valor de corrección de amplitud (25b) calcula el valor de corrección de amplitud sobre la base de componentes de la corriente de intervalos de 120 grados prescritos, que se unen entre sí con la interposición de un intervalo de 30 grados, de la corriente del lado de CC cuyo desplazamiento es corregido por la parte de corrección de desplazamiento (25a) y los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA correspondiente a los intervalos de 120 grados, la parte cálculo del componente de desplazamiento de corriente del lado de CC (25c) calcula el componente de desplazamiento de corriente del lado de CC sobre la base de componentes de corriente, en los dos intervalos de 120 grados prescritos contiguos, de la corriente del lado de CC cuyo desplazamiento es corregido por la parte de corrección de desplazamiento (25a) , y la parte de cálculo del componente de desplazamiento de corriente del lado de CA (25d) calcula el componente de desplazamiento de corriente del lado de CA sobre la base de los componentes de corriente, en los dos intervalos de 120 grados prescritos contiguos, de los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA detectados por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) .

4. El convertidor de energía controlado por corriente de acuerdo con la reivindicación 3, donde la parte de cálculo del valor de corrección de amplitud (25b) calcula un valor medio de rectificación de onda completa de los componentes de corriente en los intervalos de 120 grados prescritos, de la corriente del lado de CC cuyo desplazamiento es corregido por la parte de corrección de desplazamiento (25a) y calcula un valor medio de rectificación de onda completa de los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA correspondiente a los intervalos de 120 grados, donde el valor de corrección de amplitud se calcula sobre la base del valor medio de rectificación de onda completa del lado de CC y el valor medio de rectificación de onda completa de los componentes de corriente de las fases prescritas de la corriente del lado de CA.

5. El convertidor de energía controlado por corriente de acuerdo con la reivindicación 3, donde la parte de cálculo de componente de desplazamiento de corriente del lado de CC (25c) calcula el componente de desplazamiento de corriente del lado de CC sobre la base de los valores promedio de rectificación de media onda de los componentes de corriente, en los dos intervalos de 120 grados prescritos contiguos, de la corriente del lado de CC cuyo desplazamiento es corregido por la parte de corrección de desplazamiento (25a) , y la parte de cálculo del componente de desplazamiento de corriente de lado de CA (25d) calcula el componente de desplazamiento de la corriente del lado CA sobre la base de los valores medios de rectificación de media onda de los componentes de corriente, en los dos intervalos de 120 grados prescritos contiguos, de los componentes de 45 corriente de las fases prescrita de la corriente del lado de CA detectados por las porciones de detección de corriente del lado de CA (1, 2) .

6. El convertidor de energía controlado por corriente de acuerdo con la reivindicación 1, donde la sección de control (11, 11A, 11B) realiza al menos una de corrección de la amplitud de la corriente del lado de CA 50 y corrección del desplazamiento de la corriente del lado de CA en un tiempo de inicio.

7. El convertidor de energía controlado por corriente de acuerdo con la reivindicación 1, donde la sección de control (11, 11A, 11B) realiza al menos una de corrección de la amplitud de la corriente de lado de CA y corrección de desplazamiento de la corriente del lado de CA en funcionamiento.