[发明专利]电力变换装置的控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及具备例如电动机驱动用逆变器、大功率因素变换器、有源滤波器、LC滤波器的正弦波电压输出型逆变器等电力变换装置，即对输出电流的瞬时值进行控制的瞬时波形控制型的电力变换装置的控制电路。特别是涉及由在1周期内进行多次开关动作的开关元件构成的控制电路。

背景技术

下面参照附图对已有的电力变换装置的控制电路进行说明。图17是在例如“电气学会论文志Vol.12B、No.2(昭61)、P.9～16、‘能够抑制高次谐波和响应高速电流的电流控制型PWM逆变器’”所示的已有的电力变换装置的控制电路的结构图。还有，该图17是将上述文献上所示的已有的逆变器的控制电路改写为与本发明同样形式的图。

在图17中，1是三相逆变器主电路，2是电动机等的负载，4是直流电源，10U、V、W是检测逆变器电流的电流传感器，801是三相正弦波电流指令发生电路，802是电流偏差矢量检测电路，803是推定在负载端发生的反电动势VBOU、VBOV、VBOW的反电动势推定电路，804是PWM模式表电路，851U、V、W是加减法运算器。

又，在该图中21U、V、W是负载2的电感，22U、V、W是负载2的内部感应电动势。

图18是三相逆变器主电路1的结构图。

如图18所示，由例如开关元件S1～S6构成全电桥。

下面参照附图对已有的电力变换装置的控制电路的动作进行说明。

在图17中，控制电路构成为进行瞬时电流控制的电流控制回路。加减法运算器851U、V、M求作为三相正弦波电流指令发生电路801的输出的逆变器能够流出的电流指令值IAU*、V*、W*与电流传感器10U、V、W检测出的逆变器电流IAU、V、W的电流差ΔiU、V、W。反电动势推定电路803根据上述电流差ΔiU、V、W推定负载端的反电动势VBOU、V、W，求反电动势矢量VB，检测该反电动势矢量VB是处于图19所示的区域[I]～[VI]中的哪一个区域。

图19表示根据逆变器1的开关元件的状态输出的8种电压矢量V0～V7与利用电压矢量V0～V7区分的6个区域[I]～[VI]。

电流偏差矢量检测电路802根据上述电流偏差ΔiU、V、W求电流偏差矢量ΔI，检测该电流偏差矢量ΔI处于图20所示的区域(1)～(7)的哪一个区域。

在本说明书中，附图上的带圆圈的数字为了方便使用带刮号的(1)、(2)、(3)等记述。

对于电流偏差矢量ΔI，设定相应于电流控制的精度决定的规定允许范围，表示电流偏差矢量ΔI是在允许范围内的是区域(7)，表示电流偏差矢量ΔI是在允许范围外的是其周围的区域(1)～(6)。

PWM模式表电路804从上述反电动势矢量VB的区域与电流偏差矢量ΔI的区域，按照图22选择开关模式k0～k7，根据该开关模式k0～k7决定图21所示的三相逆变器1的6个开关元件的开关状态。

例如，假如反电动势矢量VB处于区域[I]，在这种情况下，电流偏差矢量ΔI处于区域(1)或区域(5)时选择k1，ΔI处于区域(2)或区域(3)时选择k3，ΔI处于区域(4)或区域(6)时选择k0或k7。又，在电流偏差矢量ΔI处于区域(7)时，选择开关模式以使其开关模式保持原样。

三相逆变器1依据上述PWM模式表电路804的开关指令使开关元件导通或截止，对逆变器电流IAU、V、W进行控制。

下面对利用上述控制使电流偏差矢量ΔI如何随着数据而变化进行说明。

例如，考虑在图19中反电动势矢量VB处于区域[I]内的VL，又，在图20中电流偏差矢量ΔI处于区域[I]内的ΔIa的情况。

从图22，在该状态下选择k1，电流偏差矢量ΔI向图19所示的VL与V1的差即VL1的方向移动，从图20的ΔIa进入允许范围内即区域(7)。

但是，在电流偏差矢量ΔI处于图20的ΔIb的情况下，同样选择开关模式k1，但是，电流偏差矢量ΔI不进入允许范围内，一旦向区域(3)移动，接着就根据区域[I]与区域(3)的条件选择开关模式k3，以此使电流偏差矢量ΔI向VL3的方向移动，进入作为允许范围的区域(7)。

在这种情况下，在电流偏差矢量ΔI处于ΔIb的时刻，如果选择开关模式k3，则电流偏差矢量ΔI沿着图20的虚线移动，因此利用一次开关模式变更，理应能够使电流偏差矢量ΔI进入允许范围内即区域(7)。