[发明专利]功率变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电车用的功率变换装置(逆变器装置)，特别是涉及一种能够有效地降低以逆变器调制方式驱动电车时的高次谐波电流所引起的6次的高次谐波噪音(以下称为「6次高次谐波噪音」)的功率变换装置。

背景技术

目前，作为已揭示了驱动电车用的典型的逆变器调制方式的文献，有例如下述非专利文献1等。在此非专利文献1所揭示的逆变器调制方式中，揭示了如下的控制方式，即当逆变器频率较小时，使用多脉冲的非同步调制，当逆变器频率变大时，使用3脉冲的同步调制，更进一步地当输出电压达到最终电压(额定输出：100％)以后，使用单脉冲的同步调制。

非专利文献1：「逆变器控制电车概论」饭田秀树、加我敦著、电车研究会

发明内容

这里，在上述以往的逆变器调制方式中，特别是当输出电压达到最终电压前后时通过所使用的3脉冲以及单脉冲的同步调制时，会有如下问题，即电流波形中所包含的5次及7次的高次谐波电流所引起发生的相当于6次的频率的转矩脉动分量会与车体的结构物产生共振，有时因该共振会发生较大噪音。

本发明是鉴于上述问题所进行的，其目的在于，通过抑制相当于逆变器频率的6次的频率的转矩脉动分量，提供能够降低由此转矩脉动分量所引起发生的6次高次谐波噪音的功率变换装置。

为了解决上述课题，达到目的，本发明涉及的功率变换装置，其特征在于，功率变换装置具备：将所输入的直流电压或交流电压变换成直流电压的输入电路部、将来自前述输入电路部的直流电压变换成任意的频率的交流电压从而驱动交流电动机的逆变器部、和生成输出对前述逆变器部所具备的开关元件进行开关控制用的PWM波形的PWM波形生成部，在前述功率变换装置中，以3脉冲模式驱动前述交流电动机时，将前述PWM波形生成部输出的PWM波形中的逆变器频率的1/2周期内所包含的3个脉冲，按照其生成顺序分别作为第1脉冲、第2脉冲、第3脉冲，设该第1脉冲的脉冲宽度为Tp，该第2脉冲的脉冲宽度的1/2(脉冲半值宽度)为Tq，该第3脉冲的脉冲宽度为Tr，前述逆变器频率的周期为T，这时，前述第1脉冲的脉冲宽度Tp、前述第2脉冲的脉冲半值宽度Tq、前述第3脉冲的脉冲宽度Tr、和前述逆变器频率的周期T之间，被设定为满足Tq≥T/8、且Tp≤Tq/2、且Tr≤Tq/2的关系。

利用本发明涉及的功率变换装置，由于在以3脉冲模式驱动交流电动机时，将对驱动交流电动机的逆变器部进行控制用的PWM波形中的逆变器频率的1/2周期内所包含的3个脉冲，按照其生成顺序分别作为第1脉冲、第2脉冲、第3脉冲，设第1脉冲的脉冲宽度为Tp，第2脉冲的脉冲宽度的1/2(脉冲半值宽度)为Tq，第3脉冲的脉冲宽度为Tr，逆变器频率的周期为T，这时，第1脉冲的脉冲宽度Tp、第2脉冲的脉冲半值宽度Tq、第3脉冲的脉冲宽度Tr、和逆变器频率的周期T之间，被设定为满足Tq≥T/8、且Tp≤Tq/2、且Tr≤Tq/2的关系，因此能够抑制相当于逆变器频率的6次的频率的转矩脉动分量，起到能够降低此转矩脉动分量所引起发生的6次高次谐波噪音的效果。

附图说明

图1所示为本发明的优选的实施方式涉及的功率变换装置的构成例的构成图。

图2所示为以往型3脉冲模式时所生成的开关波形(线电压波形)图。

图3所示为本发明的优选的实施方式涉及的功率变换装置所采用的改进型3脉冲模式时所生成的开关波形(线电压波形)图。

图4所示为与以往型3脉冲模式相比较的根据改进型3脉冲模式所得到的高次谐波电流的降低效果图。

图5所示为与以往型3脉冲模式相比较的根据改进型3脉冲模式所得到的高次谐波转矩分量的降低效果图。

图6所示为与单脉冲模式相比较的根据改进型3脉冲模式所得到的高次谐波电流的降低效果图。

图7所示为与单脉冲模式相比较的根据改进型3脉冲模式所得到的高次谐波转矩分量的降低效果图。

标号说明

1功率变换装置

2输入电路

3逆变器部

4a，5a，6a，4b，5b，6b开关元件

7PWM波形生成部

8电动机

10架空线

11集电装置

12轨道

13车轮

具体实施方式

以下，基于附图详细说明本发明的优选的实施涉及的功率变换装置。此外，本发明并不限定于以下的实施方式。

(功率变换装置的构成)