[发明专利]功率变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过将交流电变换为直流电的变换器（converter）和将该直流电变换为交流电的逆变器（inverter）对交流电动机进行驱动的电动车的功率变换装置（power），特别涉及减少在逆变器输出电压中包含的预定次数的谐波成分的功率变换装置。

背景技术

通常在功率变换装置中，为了以可变频率可变电压高效率地驱动感应电动机，已知以使晶体管模块的交流输出电压和交流输出频率的比V/F成为固定的方式进行控制。为了实现该V/F的固定控制，需要使PWM调制度与晶体管模块输出频率成比例地进行变化。可是，已知在通常的PWM控制方式的逆变器装置中，直流电压越高、调制系数越低，载波频率电压成分相对于基波电压成分变得越大，变形大，结果，在低频率区域中，有在感应电动机中流过大的谐波电流，振动等变大的问题。

作为消除这样的问题的方案，在下述专利文献1中示出的现有技术中，通过在逆变器输出频率低的区域中固定直流电压并使逆变器的调制系数为可变，从而控制逆变器输出电压，通过在逆变器输出频率高的区域中固定该调制系数并使该直流电压为可变，从而控制逆变器输出电压。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-28397号公报。

发明内容

发明要解决的问题

可是，在上述专利文献1中记载的现有技术中，如上述那样通过在逆变器输出频率高的区域中，固定逆变器的调制系数并使直流电压为可变，从而控制逆变器输出电压，但此时的调制系数的值没有设定为减少在逆变器输出电压中包含的预定次数的谐波的值，当由于上述预定次数的谐波成分而产生的交流电动机的转矩的频率与搭载功率变换装置的设备的谐振频率重叠时，有该设备的振动、噪音变大的课题。

本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于获得一种功率变换装置，能够减少在逆变器输出电压中包含的预定次数的谐波。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，实现目的，本发明的功率变换装置，具备：将交流电变换为直流电的变换器；将所述直流电变换为任意频率和任意电压的交流电并输出到交流电动机的逆变器；以及控制所述变换器和所述逆变器的控制部，该功率变换装置的特征在于，具备：电容器，在所述变换器和所述逆变器之间连接；以及电压检测器，对所述电容器的连接端的电容器电压进行检测，在所述控制部中，基于所述交流电动机的频率、所述电容器电压以及脉冲模式，进行对所述变换器的所述电容器电压的可变控制，在所述交流电动机的频率的预定范围中将所述逆变器的PWM调制系数固定为使所述逆变器的输出电压中包含的预定次数的谐波减少的值来对所述逆变器的工作进行控制。

发明的效果

根据本发明，在逆变器的同步脉冲模式PWM控制时，进行对变换器的直流电容器电压的可变控制，将调制系数的值固定为能够减少在逆变器输出电压中包含的预定次数的谐波的值，使逆变器进行可变电压可变频率运转，因此获得能够减少在逆变器输出电压中包含的预定次数的谐波的效果。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的功率变换装置的结构例的框图。

图2是表示实施方式1涉及的控制部的结构的框图。

图3是表示逆变器输出电压的5次/7次成分和转矩以及6次成分、与在控制部运算的调制系数的关系的图。

图4是用于说明直流电容器电压指令生成部的工作的图。

图5是用于说明调制系数运算部的工作的图。

具体实施方式

以下，基于附图详细地说明本发明涉及的功率变换装置的实施方式。再有，本发明并不被该实施方式限定。

实施方式

图1是表示实施方式1涉及的功率变换装置的结构例的框图。功率变换装置构成为作为主要结构具有：变换器1，将交流电变换为直流电；逆变器3，将直流电变换为交流电来使交流电动机2进行可变电压可变频率运转；直流电容器4，在变换器1的输出和逆变器3的输入之间连接；直流电容器电压检测器（以下仅称为“电压检测器”）5，检测直流电容器4的电压；变换器/逆变器控制装置（以下仅称为“控制部”）6，对变换器1和逆变器3进行控制。

控制部6基于直流电容器电压Efc和电动机频率，输出变换器栅极信号GS1和逆变器栅极信号GS2。以下，详细叙述控制部6的结构和工作。

图2是表示实施方式1涉及的控制部的结构的框图。控制部6构成为作为主要的结构具有：运算部61；变换器控制部10；以及逆变器PWM控制部9。