制御ユニットをグリッド周波数と同期させることで、AC と DC 間の電力変換を制御し、グリッドによって引き出される電流の振幅と位相を制御します。MCU をグリッドと同期させるため、グリッド電圧 (V_L1_A、V_L2_A、V_L3_A) は MCU によってサンプリングされ、フェーズ ロック ループ (PLL) に供給されます ₁₁。PLL の結果 (cos(φ)、sin(φ)) に Clarke 変換と Park 変換を加えることで、回転フレーム リファレンス技術 (dq フレーム制御) を使用して 3 相システムを制御することができ、これにより制御の簡素化と改善が実現できます。

図 2-2 は、回転フレームを使用して AC/DC に実装された電流制御ループの概略図です。測定された Id と Iq は、I_L1_A、I_L2_A、I_L3_A、I_L1_B、I_L2_B、I_L3_B のいずれかに Clarke 変換と Park の変換を適用することで、導き出すことができます。

図 2-2 dq 電流制御 (フィードフォワード、PI 比例積分制御)

図 2-2 は、2 つの PI コントローラを使用して電流を制御できることを示しています。

• 直流電流 (I_d*) と呼ばれるリファレンス電流を変更することで、3 相電流は対応するグリッド電圧に対して同位相で制御できます。この機能により、式 8 に示すように、AC/DC によって引き出されたリ供給されたりする有効電力を直接制御できます。ここで、P_Rec は 3 相有効電力です。リファレンス電流の符号を変更することで、対応するように電力を引き出したり供給したりすることが可能になります。
• 直交電流 (I_q*) と呼ばれるリファレンス電流を変更することで、3 相電流は対応するグリッド電圧に対して 90° 位相をシフトして制御できます。この値を変更することで、式 2 に示すように、無効電力を直接制御でき ます。ここで、Q は 3 相無効電力の合計です。リファレンス電流の符号を変更することで、機器によって引き出される容量性電力または電磁誘導電力を変更できます。

PI コントローラに加えて、フィードフォワード (FFW) は、システムで変数が変化したときの応答時間を短縮し、制御ループ帯域幅の依存性を取り除くために、電流ループに実装されるのが一般的です (たとえば、V_DC が補償されていない場合、V_DC が減少すると、制御ループ帯域幅が増加し、不安定になる可能性があります)。