[发明专利]直流到三相交流逆变器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流到三相交流逆变器系统(下文中称为“DC到三相AC逆变器系统”)，其中直流电源(下文中称为“DC电源”)在三相电动机的中性点处连接到三相电动机。

背景技术

当在三相电动机的逆变器电路中直流电压(下文中称为“DC电压”)下降时，逆变器电路需要大电流以获得与DC电压下降之前输出的电压相同的输出电压。为了满足该需要，可在逆变器电路中布置具有高额定电流的开关元件或升压电路。如果采取了这样的措施，则增大了开关元件的尺寸，以及需要将升压电路添加到逆变器电路中，使得逆变器电路的尺寸变大，从而增加了逆变器电路的成本。

为了解决该问题，例如，由日本专利申请公开第10-337047号提出了一种DC到三相AC逆变器，其中，连接到三相电动机的中性点的DC电源的电压被升压从而对电容器充电，电容器的DC电力转换为要提供到三相电动机的三相AC电力。在以上公开中公开的DC到三相AC逆变器系统中，可通过在逆变操作的零电压矢量区域中执行升压操作来实现逆变操作和升压操作两者。因此，逆变器电路不需要用于大电流应用的大尺寸开关元件。在DC到三相AC逆变器系统中，三相电动机的零相电感可作为升压操作的电抗器，使得除逆变器电路之外不需要将升压电路添加在DC到三相AC逆变器系统中。

在上述DC到三相AC逆变器系统中，如果电压不足以驱动升压比为2或更小的三相电动机，当电压命令的幅度变得大于电容器的电压的幅度时，通过过调制脉冲宽度调制控制(下文中称为“PWM控制”)执行逆变操作。参见图3，在过调制区域T1中，用于U相上臂的开关元件的驱动信号S1持续处于高电平，并且当通过过调制PWM控制执行逆变操作时，U相上臂的开关元件持续接通。在过调制区域T2中，驱动信号S1持续处于低电平并且U相上臂的开关元件持续关断。在U相下臂的开关元件不接通的过调制区域T1中，在三相电动机的电感中不充电，使得不能执行升压操作。在U相上臂的开关元件不接通的过调制区域T2中，对电容器不释放三相电动机的电感中存储的能量，使得不执行升压操作。V相和W相的情况也是一样的。在上述DC到三相AC逆变器系统中，当通过过调制PWM控制执行逆变操作时，可能无法执行升压操作，因此在受限范围内执行三相电动机的操作。

本发明旨在提供一种DC到三相AC逆变器系统，其中，DC电源在三相电动机的中性点处连接到三相电动机，所述DC到三相AC逆变器系统防止当通过过调制PWM控制执行逆变器系统的逆变操作时在受限范围内执行三相电动机的操作。

发明内容

结合附图，根据示例地描述本发明原理的以下说明，本发明的其它方面和优点将变得明显。

一种直流到三相交流逆变器系统，包括三相电动机、逆变器电路、多个开关元件、电容器、直流电源和控制电路。三相电动机具有第一到第三相。逆变器电路用于三相电动机。在逆变器电路中布置开关元件。每个开关元件执行切换操作。开关元件分别作为三相电动机的相应的三个相的上臂和下臂。电容器并联连接到各对上臂和下臂。在三相电动机的中性点与各上臂之间或在三相电动机的中性点与各下臂之间布置直流电源。控制电路计算用于驱动三相电动机的电压命令，通过对用于使电容器的电压为特定值的升压命令分压来计算第一到第三分压升压命令，以及基于电压命令和第一到第三分压升压命令计算用于控制第一到第三相的开关元件的切换操作的第一到第三驱动信号。当在第一相的开关元件持续接通或关断的同时通过接通和关断第二和第三相的开关元件来执行脉冲宽度调制控制时所使用的第二和第三分压升压命令被设置为大于当通过接通和关断第一到第三相的开关元件来执行脉冲宽度调制控制时所使用的第二和第三分压升压命令。

附图说明

结合附图，参考当前优选实施例的以下说明，可以最佳地理解本发明及其目的和优点。

图1是表示根据本发明的优选实施例的DC到三相AC逆变器系统的电路图；

图2是表示图1中DC到三相AC逆变器系统的比较元件的操作的流程图；以及

图3是表示当通过根据图1的DC到三相AC逆变器系统的过调制PWM控制来执行逆变操作时用于U相上臂的开关元件的驱动信号的波形图。

具体实施方式