[发明专利]矩阵变换器以及矩阵变换器的控制方法

说明书

技术领域

公开的实施方式涉及矩阵变换器。

背景技术

矩阵变换器因为能够进行高次谐波电流的抑制或再生电力的有效利用，所以作为新的电力变换装置而受到关注。该矩阵变换器具有连接交流电源的各相与旋转电机的各相的多个双向开关，并控制这些双向开关进行电力变换。

在该矩阵变换器中，已知当交流电源由于某些原因而成为低电压时停止电力变换动作的技术。例如，具有如下这样的技术：在通过双向开关控制交流电源的各相电压来驱动发动机的状态下，当交流电源成为低电压时，停止向发动机供电（例如，参照日本特开2005-287200号公报）。

但是，在将旋转电机作为负载的矩阵变换器中，希望即使在交流电源成为低电压时，也不停止电力变换动作而继续进行。

发明内容

实施方式的一方式是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供即使在交流电源成为低电压时也能够继续进行电力变换动作的矩阵变换器以及矩阵变换器的控制方法。

实施方式中的一方式的矩阵变换器具备多个双向开关和控制部。多个双向开关连接交流电源的各相与旋转电机的各相。控制部控制上述多个双向开关进行上述交流电源与上述旋转电机之间的电力变换控制。另外，上述控制部具备：第1驱动控制部，其使分别构成上述多个双向开关的多个单向开关元件共同接通，进行上述电力变换控制；以及第2驱动控制部，其使构成上述多个双向开关的单向开关元件中的在上述交流电源侧的任意2相之间流过电流的单向开关元件始终接通，而且切换是使在上述旋转电机侧的任意1组的2相之间流过电流的单向开关元件始终接通、还是使在任意2组的2相之间流过电流的单向开关元件接通，来进行上述电力变换控制。

实施方式中的另一方式的矩阵变换器的控制方法包括以下步骤：检测交流电源的电压；判断所述交流电源的电压是否为预定值以下；在所述交流电源的电压超过预定值的情况下，使分别构成连接所述交流电源的各相与旋转电机的各相的多个双向开关的多个单向开关元件共同接通而进行电力变换控制；以及在所述交流电源的电压为预定值以下的情况下，使构成所述多个双向开关的单向开关元件中的在所述交流电源侧的任意2相之间流过电流的单向开关元件始终接通，而且切换是使在所述旋转电机侧的任意1组的2相之间流过电流的单向开关元件始终接通还是使在任意2组的2相之间流过电流的单向开关元件接通，来进行电力变换控制。

根据实施方式，可提供即使在交流电源为低电压时也能够继续电力变换动作的矩阵变换器以及矩阵变换器的控制方法。

附图说明

关于对本发明更完全的认识及与其相伴的优点，只要对照附图阅读以下发明的详细说明，就能够容易地理解。

图1是示出实施方式的矩阵变换器的结构例的图。

图2是示出图1所示的双向开关的结构例的图。

图3是示出图1所示的第2驱动控制部的具体结构的一例的图。

图4是示出系统无功电流指令与系统电压值的关系的一例的图。

图5是示出电流形逆变器模型的图。

图6是示出系统相位与变换器的开关驱动信号的关系的图。

图7是示出实施方式的发电机脉冲模式生成器的具体结构的一例的图。

图8是示出实施方式的中间信号与发电机相位的关系的图。

图9是示出实施方式的发电机脉冲模式生成器的动作的一例的图。

图10是示出由实施方式的发电机脉冲模式生成器生成的开关驱动信号的脉冲模式的图。

图11是示出图1所示的电力变换部的结构例的图。

图12是示出变形例1的第2驱动控制部的结构的图。

图13是示出变形例1的发电机脉冲模式生成器的结构的图。

图14是示出变形例1的发电机脉冲模式生成器的动作的一例的图。

图15是示出由变形例1的发电机脉冲模式生成器生成的开关驱动信号的脉冲模式的图。

图16是示出变形例2的发电机脉冲模式生成器的结构的图。

图17是示出变形例2的脉冲模式表的图。

图18是示出由变形例2的发电机脉冲模式生成器生成的开关驱动信号的脉冲模式的图。

图19是示出实施方式的串联多重矩阵变换器的结构例的图。

图20是示出图19所示的电力变换单元的具体结构的一例的图。

图21是示出串联多重矩阵变换器中的系统脉冲模式生成器、GeGr开关驱动信号生成器以及GrGe开关驱动信号生成器的结构的图。

图22是示出实施方式的控制部执行的处理的流程图。