[发明专利]电力转换器

说明书

技术领域

本发明涉及向交流负载供给交流电力的电力转换器。

背景技术

在电力转换器中，构成设置在输出级上的电力转换单元的上下臂 的功率器件元件根据电压指令进行开关动作来生成交流电压，并向交 流负载输出，但以防止由于上下臂的功率器件元件同时导通而引起的 短路为目的，设置将上下臂的功率器件元件控制成同时断开动作状态 的期间。该期间被称为空载时间(dead time)，由于该空载时间，已 知在电力转换单元接受的电压指令与电压转换单元基于此而向负载 实际输出的电压之间会产生误差。该空载时间引起的误差电压是与电 压转换单元的输出相电流的极性相反极性的电压。

为了修正该空载时间引起的电压误差，已知有如下方法：利用电 力转换器中具备的电流检测单元检测电力转换单元的输出相电流，将 在电压指令上加上与检测出的上述输出相电流的极性相同极性的电 压而修正过的电压指令提供给电力转换单元(例如非专利文献1)。 另外，作为电流检测方法，除了直接检测电力转换单元的输出相电流 外，还已知根据从电力转换器的DC链电流来检测的方法(例如非专 利文献2)。

但是，在输出相电流的极性进行切换的电流零交叉点附近，输出 相电流的绝对值小，因此电流检测单元难以正确地检测出上述输出相 电流的极性。另外，在电流零交叉点附近，上述输出相电流引起抖动 (chattering)，因此在电压指令上加上与输出相电流的极性相同极 性的电压的上述修正方法会导致产生加在电压指令上的修正电压的 极性错误，或者产生修正电压的极性正负交替地连续切换的现象。

因此，以往为了避免在上述输出相电流的绝对值小的电流零交叉 点附近的空载时间修正的问题，提出过种种方案(例如专利文献1～4 等)。

即，在专利文献1中，公开了如下例子：由检测逆变器装置的输 出电流的电流检测单元、判别由该电流检测单元检测出的输出电流的 极性的电流极性判别单元、以及电压误差修正单元，构成用于修正逆 变器装置的输出电压的防止短路期间引起的输出电压误差的逆变器 装置的输出电压误差修正装置，其中，上述电压误差修正单元对于针 对输出电流设定的阈值，如果逆变器装置的输出电流在阈值外，则利 用所判别的输出电流的极性来进行输出电压误差的修正，如果在阈值 内，则利用电压指令的极性来进行输出电压修正。

另外，在专利文献2中，对作为半导体开关元件的臂进行桥连接， 构成将直流转换成交流的逆变器，将通过电压指令信号与载波信号的 大小关系的比较得到的、经过脉宽调制的电压信号提供给上述桥连接 的上侧臂元件或下侧臂元件，从而对上述逆变器进行控制时，由电流 极性判别单元、电压极性判别单元、第一补偿量运算单元、补偿量分 配单元和相加单元，构成设置有防止上侧臂元件和下侧臂元件同时接 通的接通延迟时间的脉宽调制控制逆变器的控制电路，其中，上述电 流极性判别单元在上述逆变器的输出电流超过正或负的预定值时输 出判别该输出电流的极性的信号，上述电压极性判别单元输出判别上 述电压指令信号的极性的信号，上述第一补偿量运算单元运算补偿由 于上述接通延迟时间而在该逆变器的输出电压中产生的误差电压的 量，上述补偿量分配单元对应于上述电流极性和电压极性地来输出该 第一补偿量运算值的极性，上述相加单元将在上述电压指令信号上加 上该补偿量分配单元的输出值后的值作为新的电压指令信号。

另外，专利文献3公开了如下例子：一种AC电机驱动装置，具 有：检测流向AC电机的电流的电流检测单元；根据指令电流和检测 电流计算偏差电流的偏差电流运算单元；根据上述偏差电流进行指令 电压的运算的电流控制部；具有决定电流极性的电流极性判断单元并 且输出空载时间补偿电压的空载时间补偿单元；在上述电流控制部计 算的指令电压上加上上述空载时间补偿电压，来运算最终指令电压的 电压相加运算单元；以及使用由上述电压相加运算单元得到的最终指 令电压的信息，进行从直流电压到交流电压的转换的PWM电力装置 装置，其中，上述空载时间补偿单元由根据指令电流判断指令电流极 性的指令电流极性判断单元、根据检测电流判断检测电流极性的检测 电流极性判断单元、根据上述指令电流极性和检测电流极性的信息判 断最终电流极性的最终电流极性判断单元构成。