[发明专利]电力变换装置无效

专利信息
申请号: 201110036411.2 申请日: 2011-02-10
公开(公告)号: CN102148582A 公开(公告)日: 2011-08-10
发明(设计)人: 大山和人;三井利贞;西口慎吾;古川公久 申请(专利权)人: 株式会社日立制作所
主分类号: H02M7/48 分类号: H02M7/48;H02M7/5387;H02M1/12;H02P27/06
代理公司: 北京尚诚知识产权代理有限公司 11322 代理人: 龙淳
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 电力 变换 装置
【说明书】:

下面的优先权基础申请的公开内容在此作为引文被编入。国际专利申请PCT/JP2010/051963(2010年2月10日)

技术领域

本发明涉及将直流电力变换为交流电力、或将交流电力变换为直流电力的电力变换装置。

背景技术

接受直流电力且变换为用于将上述直流电力供给旋转电机的交流电力的电力变换装置具备多个开关元件。通过上述开关元件反复开关动作,所供给的直流电力被变换为交流电力。上述电力变换装置大部分还为通过上述开关元件的开关动作将感应于旋转电机的交流电力变换为直流电力而使用。上述的开关元件通常是基于使用以规定频率进行变化的载波的脉冲宽度调制方式(下记为PWM方式)进行控制的。通过提高载波的频率,控制精度提高,而且具有使旋转电机的产生转矩趋于平稳的倾向。

但是,上述开关元件在从切断状态向导通状态的切换时、或从导通状态向切断状态的切换时,电力损失增大,发热量增大。

电力变换装置的一个例子公开于特开昭63-234878号公报。

在上述的开关元件从切断状态向导通状态、或从导通状态向切断状态的开关动作的切换时,优选降低产生于开关元件的电力损失。通过降低电力损失,可以降低开关元件的发热量。因此,优选降低上述开关元件的开关次数。如上所述,在通常使用的PWM方式中,为了降低上述开关元件的每单位时间的开关动作的次数,需要降低载波的频率。但是,当降低载波的频率时,从电力变换装置输出的交流电流的失真增大。这会导致基于该交流电流的供给而三相交流电动机产生的转矩的波动增大。

发明内容

本发明的目的在于,提供一种电力变换装置,其可实现交流电力的供给,所述交流电力可以尽可能地抑制接受来自电力变换装置的交流电力产生转矩的三相交流电动机的输出转矩的波动增大,并且能够实现开关损失的降低。下面说明的实施方式反映了作为产品而优选的研究成果,解决了作为产品而优选的更具体的各种课题。通过下面的实施方式的具体构成及作用解决的具体课题用下面的实施方式一栏进行说明。

本发明至少具备一个以下记述的特征。

根据本发明的特征之一,电力变换装置具有:为接收直流电力的供给并变换为向三相交流电动机等电感负荷供给的交流电力而具有多个开关元件的逆变电路、和用于控制上述开关元件的导通及切断的控制电路。控制电路基于即将变换的交流电力的角度即相位,控制上述开关元件的导通动作或切断动作。通过这种构成,能够降低上述开关元件的开关次数。

根据本发明的另一特征之一,在具有上述特征说明的构成的电力变换装置中,控制电路控制逆变电路具有的开关元件的导通开始时刻,以使其与要输出的交流电力的相位同步。另外,以开关元件的导通状态持续的角度(下记为导通持续角)以调制度比调制度小的第一调制度大的调制度大的第二调制度增大,且开关元件的切断状态持续的角度(下记为切断持续角)以比上述第一调制度使第二调制度减小的方式进行控制。另外,在调制度比上述第二调制度还大的调制度大的第三调制度,当上述切断持续角减小到比上述开关元件可以动作的角度小的规定的角度时,失去切断期间,以延续下一导通持续角的方式进行控制。通过这样控制,除能够降低上述开关元件的开关次数以外,还能够提高可靠性。

根据本发明的再另一特征之一,电力变换装置具有:具有用于接收直流电力的供给并变换为向三相交流电动机等电感负荷供给的交流电力的多个开关元件的逆变电路、和输出用于控制上述开关元件的导通动作及切断动作的控制信号的控制电路。上述控制电路基于要输出的交流电力的相位,控制上述开关元件的导通动作或切断动作。上述控制电路在大致相同的调制度的状态下,例如,在作为电感负荷而动作的永久磁铁式同步旋转电机或感应旋转电机那样的旋转电机的转速增大的情况下,或者,在上述旋转电机的转矩指令值增大的情况下,以上述开关元件的开关动作的时间间隔缩短的方式控制上述开关元件。即,在大致相同的调制度的状态下,在用于向电感负荷供给的交流电力的频率在比第一频率高出1.5倍或2倍程度的范围内进行变化的情况下,或者,在转矩指令值在所定范围内即增加宽度小的情况下,以用于产生上述交流电力的每一循环的逆变电路的开关动作次数不变的方式,控制开关元件。通过将上述逆变电路导通并将基于直流电力的电流供给于负荷的导通动作位置设为适合抑制谐波的相位位置,可以抑制谐波。这样,既能够尽可能地抑制要变换的交流电力的失真,又能够实现开关损失的降低。

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