第 5 章 三相 4 線式マトリクスコンバータの負荷電圧一定制御
5.1 モデルに基づいた負荷電圧一定制御系の構築
第 5 章 三相 4 線式マトリクスコンバータの負荷電
ここでvdL0’，vqL0’はフィードフォワード制御を付加した出力電圧dq値である。(5.1.1)，
(5.1.2)式を(4.1.8)，(4.1.9)式の出力電圧に代入すると，次式となる。
2 0
2 1
1
dL
out out L out out
out out
dL v
L s C
L s R
L v C
... (5.1.3)
0 2
2 1
1
qL out out L out out
out out
qL v
L s C
L s R
L v C
... (5.1.4)
(5.1.1)，(5.1.2)式のように出力電圧を制御することで(5.1.3)，(5.1.4)式のように負荷，
dq 軸干渉の影響を受けずに，負荷電圧を単なる二次系伝達関数として扱える。(5.1.1)，
(5.1.2)式による制御ブロックをFig. 5.1に示す。ここでAd’ ，Aq’はフィードフォワード
制御を施した後の負荷電圧d軸，q軸振幅変調率である。不平衡負荷時に発生する負荷 電圧逆相成分は，正相成分の2倍周波数としてdq座標に現われるが，これについても
Fig. 5.1の制御により抑制が可能であり，次節で示す零相制御と併せて不平衡負荷時に
おいても負荷電圧を一定化可能とする。なお，Fig. 5.1のフィードフォワード制御部に は微分器があり，スイッチングノイズ等による影響を避けるため，カットオフ1800Hz，
減衰比0.7の二次ローパスフィルタを直前に導入している。
sLout outLL
outLL + - ++ ++++'dAdLv )cos( 23 SSV 'qA )cos( 23 SSV
0dLv 0qLv outout
L out
out
outout LCs LR s LC 1 1 22
outout
L out
out
outout LCs LR s LC 1 1 22
outout
L out
out
outout
out out LCs LR s
LCR s C 1
1 22
dL
i
qLi
outoutL out
out
outL LCs LR s
C 122
outoutL outout
outL LCs LR s
C 122
outout
L out
out
out
out LL LCs LR s
LR s 1
2 22
qLv Load currents Interference
outoutL out
out
outout
out out LCs LR s
LC
R s C 1 1 22
outoutL outout
outout LL LCs LR s
L
R s 1
2 22
Load voltages Interference through dqaxis
+ + +-
+-+ + +- +
--+ Load currents Interference through dqaxis
Model of Load voltages in dqaxis Fig. 5.1負荷電圧dq軸コントローラ
LPF outR outRsLout LPF
)cos(3
2 SSV )cos(3
2 SSV )cos(3
2 SSV
)cos(3
2 SSV
5.1.2 零相制御
負荷不平衡時には負荷電圧に零相成分が発生し，負荷電圧を不平衡化するのでこれに ついても抑制制御を行う。(4.1.14)式において，出力電圧零相成分v0L0を(5.1.5)式のよう におく。
L out out L
L v L s R i
v0 0' 0 0( )0 ... (5.1.5)
ここでv0L0’はフィードフォワード制御を付加した出力電圧零相成分値である。(5.1.5)
式を(4.1.14)式の出力電圧零相成分に代入すると，次式となる。
0 0 2
0 1
1
L out out out out
out out
L v
L s C L s R
L v C
... (5.1.6)
(5.1.5)式のように出力電圧を制御することで(5.1.6)式のように負荷の影響を受けずに，
負荷電圧を単なる二次系伝達関数として扱える。(5.1.5)式による制御ブロックをFig. 5.2 に示す。ここで，Azero’はフィードフォワード制御を施した後の振幅変調率である。不平 衡負荷時に発生する零相成分をFig. 5.2の制御により抑制することで，不平衡負荷時に おいても負荷電圧を一定化可能とする。なお，Fig. 5.2についてもフィードフォワード 制御部には微分器があり，スイッチングノイズ等による影響を避けるため，カットオフ
1800Hz，減衰比0.7の二次ローパスフィルタを直前に導入している。
zero' A
) 2 cos(
3VS S v0L0
i
0L+ -Model of Zero phase load voltage
out out out out
out out
L s C L s R
L C
1 1
2
out out out out
out out
L s C L s R
R C s
1 1
2
* +
Azero
Feed Forward Controller
s Lout
+ +
LPF Rout