[发明专利]交流－交流直接变换器的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用半导体开关元件的通断将多相交流电压直接变换成任意的振幅、频率的多相交流电压的交流-交流直接变换器的控制装置。

背景技术

作为这种的交流-交流直接变换器，公知有矩阵变换器(matrixconverter)，下面，以矩阵变换器作为例子对它的控制装置的结构以及动作进行说明。

首先，开始，图8是矩阵变换器的主电路结构图。在图8中，R、S、T是连接到三相电力系统等的交流输入端(用同一记号表示输入相)，U、V、W是连接负荷的交流输出端(用同一记号表示输出相)，在这些输入输出端之间连接有能够在双方向控制电流的双方向开关S_ru、S_su、S_tu、S_rv、S_sv、S_tv、S_rw、S_sw、S_tw。矩阵变换器不具有大容量的能量缓冲器(energy buffer)，通过对构成双方向开关S_ru、S_su、S_tu、S_rv、S_sv、S_tv、S_rw、S_sw、S_tw的半导体开关元件进行通断(开关)控制来直接切出交流输入电压，得到具有任意的振幅、频率的交流输出电压。

图9是上述矩阵变换器的控制装置的框图。

虽然存在多种矩阵变换器的控制方式，但是，在这里，考虑如图11中所表示的通过假想直流中间电容300对PWM控制的假想的整流器100以及反相器200进行组合的系统，以做成构成矩阵变换器的各半导体开关元件的接通·关闭(on·off)指令的方式为例进行说明。另外，在图11中，S_1r～S_6r是构成假想整流器100的半导体开关元件，S₁～S₆是构成假想反相器200的半导体开关元件。

在图9中，首先，假想整流器指令运算单元21以及假想反相器指令运算单元23分别用与现有技术的整流器、反相器完全相同的方法对假想整流器100的输入电流指令i_r^*、i_s^*、i_t^*以及假想反相器200的输出电压指令v_u^*、v_v^*、v_w^*进行运算。开关模式运算单元部(switching patterncalculation means)22、24根据上述输入电流指令i_r^*、i_s^*、i_t^*以及输出电压指令v_u^*、v_v^*、v_w^*，分别对构成假想整流器100以及假想反相器200的各开关单元S_1r～S_6r和S₁～S₆的开关模式(通断指令)进行运算。

另外，图10是表示假想反相器指令运算单元23的结构的框图，这里，是适用于一般的V/f一定控制的情况的结构例。

在图10中，如果输入频率指令f^*，则d-q旋转坐标系的d轴电压指令v_d^*以及q轴电压指令v_q^*由V/f恒定控制单元(V/F constant controlmeans)231进行运算并输出。旋转坐标变换单元232通过用由相位运算单元233对频率指令f^*进行积分而得到的相位指令θ^*对两电压指令v_d^*、v_q^*进行旋转坐标变换来输出三相电压指令v_u^*、v_v^*、v_w^*。