電流型電力變換裝置製造方法
2023-05-20 11:58:11
電流型電力變換裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供電流型電力變換裝置，具備：變換器部，其將從電源輸入的交流或直流的電壓變換為規定的直流電壓；逆變器部，其將從所述變換器部經由直流電抗器所供給的直流電壓變換為交流電壓並輸出；以及控制部，其以與升壓降壓比相應的調製率對所述逆變器部進行控制，該升壓降壓比基於從所述逆變器部輸出的輸出電壓相對於從所述電源輸入的輸入電壓的比。
【專利說明】電流型電力變換裝置
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本申請基於2012年11月8日向日本特許廳提交的日本專利申請2012-246751號，因此將所述日本專利申請的全部內容以引用的方式併入本文。
【技術領域】
[0003]本發明的實施方式涉及電流型電力變換裝置。
【背景技術】
[0004]以往，已知有向電機供給交流電力的電流型電力變換裝置。電流型電力變換裝置，例如，通過調整從變換器部輸出的直流電壓的大小來調整從逆變器部輸出的交流電壓的振幅。利用變換器部的調製率來調整變換器部的直流電壓。
[0005]例如，在日本特開平2-206385號公報中公開的電流型電力變換裝置中，通過將逆變器部的調製率設置為可變，來提高逆變器部的最大輸出電壓。
[0006]然而，該文獻中記載的電流型電力變換裝置中，使逆變器部的調製率基於對變換器部的直流電壓指令進行變化。因此，有時微調逆變器部的輸出電壓時的電壓響應性不良。
[0007]例如，若降低逆變器部的調製率，則輸出電流暫時減少，從而輸出電壓下降。之後，經過由於直流電抗器引起的延遲，直流電流增加，從而輸出電壓上升。如此，若使逆變器部的調製率基於直流電壓指令進行變化，則有時電壓的響應性不良。
【發明內容】
[0008]實施方式一形態的目的在於提供一種提高輸出電壓的控制響應性的電流型電力
變換裝置。
[0009]實施方式一形態的電流型電力變換裝置具備變換器部、逆變器部、以及控制部。所述變換器部將從電源輸入的交流或直流的電壓變換為規定的直流電壓。所述逆變器部將從所述變換器部經由直流電抗器所供給的直流電壓變換為交流電壓並輸出。所述控制部以與升壓降壓比相應的調製率對所述逆變器部進行控制，該升壓降壓比基於從所述逆變器部輸出的輸出電壓相對於從所述電源輸入的輸入電壓的比。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1表示第I實施方式的電流型電力變換裝置的構成。
[0011]圖2是表示逆變器調製率與升壓降壓比的關係的一例。
[0012]圖3是表示變換器調製率與升壓降壓比的關係的一例。
[0013]圖4是表示另一逆變器調製率與升壓降壓比的關係的圖。
[0014]圖5表示第2實施方式的電流型電力變換裝置的構成。
[0015]圖6表示第3實施方式的電流型電力變換裝置的構成。
[0016]圖7是在電動運行動作時所輸出的PWM信號的說明圖。[0017]圖8是在再生動作時所輸出的PWM信號的說明圖。
【具體實施方式】
[0018]在下面的詳細說明中，出於說明的目的，為了提供對所公開的實施方式的徹底的理解，提出了許多具體的細節。然而，顯然可以在沒有這些具體細節的前提下實施一個或更多的實施方式。在其它的情況下，為了簡化製圖，示意性地示出了公知的結構和裝置。
[0019]以下，參照附圖對本發明的電流型電力變換裝置的實施方式詳細地進行說明。此夕卜，本發明的電流型電力變換裝置不限定於以下所示的實施方式。
[0020](第I實施方式)
[0021]圖1表示第I實施方式的電流型電力變換裝置I。該電流型電力變換裝置I將從交流電源2供給的交流電力變換成所期望的交流電力，並向交流電機3輸出。交流電機3例如是感應電機或同步電機。
[0022]如圖1所示，電流型電力變換裝置I具備R相端子Tr、S相端子Ts以及T相端子Tt0這些輸入端子Tr、Ts以及Tt分別連接至交流電源2的R相、S相以及T相。另外，電流型電力變換裝置I具備U相端子Tu、V相端子Tv以及W相端子Tw。這些輸出端子TiuTv以及Tw分別連接至交流電機3的U相、V相以及W相。
[0023]而且，電流型電力變換裝置I具備電流型變換器部11、電流型逆變器部12、直流電抗器13、電壓檢測部14、電流檢測部15、以及控制部16。
[0024]電流型變換器部11將從交流電源2供給的交流電力變換為直流電力。該直流電力通過直流電抗器13輸出到電流型逆變器部12。電流型逆變器部12將該直流電力變換為交流電力，並向交流電機3輸出。此外，電流型變換器部11的輸出側電壓為直流電壓Vd。
[0025]電流型變換器部11具備濾波電路21以及橋電路22。濾波電路21具有電容器Cl?C3。R相端子Tr、S相端子Ts以及T相端子Tt分別連接電容器Cl?C3的一端。電容器Cl?C3的另一端相互連接。
[0026]橋電路22包含串聯電路，該串聯電路包含開關元件6a?6f (以下，有時總稱為開關元件6)以及二極體7a?7f (以下，有時總稱為二極體7)。這些串聯電路被連接成3相橋。由控制部16對開關元件6a?6f進行導通/截止控制。由此,從交流電源2輸出的3相交流電流被變換為直流電流。
[0027]直流電抗器13連接於電流型變換器部11與電流型逆變器部12之間。直流電抗器13將從電流型變換器部11輸出的電流進行平滑處理後向電流型逆變器部12輸出。
[0028]電流型逆變器部12具備橋電路23以及濾波電路24。橋電路23包含串聯電路，該串聯電路包含開關元件8a?8f (以下，有時總稱為開關元件8)以及二極體9a?9f (以下，有時總稱為二極體9)。這些串聯電路被連接成3相橋。由控制部16對各開關元件8a?8f進行導通/截止控制。由此，從直流電抗器13輸出的直流電流被變換為3相交流電流。
[0029]濾波電路24具有電容器C4?C6。U相端子Tu、V相端子Tv以及W相端子Tw分別連接電容器C4?C6的一端。電容器C4?C6的另一端相互連接。
[0030]作為開關兀件6 以及 8,例如使用 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型電力管)或者 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,MOS場效應電晶體)等半導體元件。此外，在開關元件6以及8是反向阻斷型的IGBT的情況下，也可以沒有二極體7以及9。
[0031]電壓檢測部14設置於交流電源2與電流型變換器部11之間。電壓檢測部14對交流電源2的R相、S相以及T相的電壓Vr、Vs以及Vt(以下，記載為輸入電壓Vr、Vs以及Vt)進行檢測。將檢測結果輸出到控制部16。
[0032]電流檢測部15對從直流電抗器13向電流型逆變器部12流動的電流(以下，記載為直流電流Id)進行檢測。電流檢測部15將檢測結果輸出至控制部16。電流檢測部15例如是利用作為磁電轉換元件的霍爾元件檢測電流的電流傳感器。
[0033]控制部16生成PWM信號Sla~Slf並向電流型變換器部11輸出。分別利用PWM信號Sla~Slf對電流型變換器部11的開關元件6a~6f進行導通/截止控制。另外,控制部16生成PWM信號S2a~S2f並向電流型逆變器部12輸出。分別利用PWM信號S2a~S2f對電流型逆變器部12的開關元件8a~8f進行導通/截止控制。
[0034]這裡，設為，由於功率平衡，向電流型變換器部11輸入的輸入功率與從電流型逆變器部12輸出的輸出功率相等。這種情況下，下述式(1)成立。
[0035]數式1
【權利要求】
1.一種電流型電力變換裝置，包括: 變換器部，其將從電源輸入的交流或直流的電壓變換為規定的直流電壓； 逆變器部，其將從所述變換器部經由直流電抗器所供給的直流電壓變換為交流電壓並輸出；以及 控制部，其以與升壓降壓比相應的調製率對所述逆變器部進行控制，該升壓降壓比基於從所述逆變器部輸出的輸出電壓相對於從所述電源輸入的輸入電壓的比。
2.根據權利要求1所述的電流型電力變換裝置，其中， 所述控制部以與直流電壓指令相應的調製率對所述變換器部進行控制，該直流電壓指令是基於從所述變換器部輸出的直流電流和直流電流指令之間的偏差而生成的。
3.根據權利要求1所述的電流型電力變換裝置，其中， 所述控制部根據所述升壓降壓比求所述變換器部的調製率，求與基於從所述變換器部輸出的直流電流和直流電流指令之間的偏差而生成的直流電壓指令相應的調製率修正值，利用該調製率修正值對所述變換器部的調製率進行修正。
4.根據權利要求2或3所述的電流型電力變換裝置，其中， 所述控制部對所述直流電流指令和所述直流電流之間的偏差進行比例積分，由此生成所述直流電壓指令。
5.根據權利要求2或3所述的電流型電力變換裝置，其中， 所述控制部將所述變換器部的調製率設定為小於I來對所述變換器部進行控制。
6.根據權利要求1所述的電流型電力變換裝置，其中， 所述控制部基於將所述升壓降壓比和所述逆變器部的調製率建立了關聯的表、或運算式求所述逆變器部的調製率。
7.根據權利要求2或3所述的電流型電力變換裝置，其中， 所述控制部基於將所述升壓降壓比和所述逆變器部的調製率建立了關聯的表、或運算式求所述逆變器部的調製率。
8.根據權利要求1所述的電流型電力變換裝置，其中， 所述控制部通過將所述輸出電壓相對於所述輸入電壓的比乘以所述逆變器部的功率因數來求所述升壓降壓比。
9.根據權利要求1所述的電流型電力變換裝置，其中， 所述控制部通過將所述輸出電壓相對於所述輸入電壓的比除以所述變換器部的功率因數來求所述升壓降壓比。
【文檔編號】H02M7/217GK103812363SQ201310545983
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2012年11月8日
【發明者】藤崎誠司, 山中克利 申請人:株式會社安川電機