[发明专利]直接型电力转换器用控制装置

说明书

在直接型电力转换器所具有的功率缓冲电路中，即使缓冲电容器的静电电容发生变化，也抑制其两端电压的变动。控制装置(10)具有充电控制部(103)。充电控制部(103)具有振幅确定部(103a)、充电指令生成部(103b)以及充电动作控制部(103c)。振幅确定部(103a)对针对缓冲电容器的两端电压(Vc)的平均值的指令值即平均电压指令值(Vc*)与两端电压(Vc)的偏差(ΔVc)至少进行比例积分控制，来确定输入到变流器的输入电流的振幅(Im)。充电指令生成部(103b)将根据放电占空比(dc)、整流占空比(drec)、功率的分配率而确定的函数(F(θ))乘以振幅(Im)，来确定充电指令(iL*)。充电动作控制部(103c)根据充电指令(iL*)控制缓冲电容器的充电动作。

技术领域

该发明涉及对具有经由直流链路而相互连接的变流器、逆变器、功率缓冲电路的直接型电力转换器进行控制的技术。

背景技术

为了根据从单相交流电源输入的单相交流电压得到直流电压，一般使用全波整流电路作为变流器。但是，在全波整流电路的输出中存在具有该单相交流电压的频率的2倍的频率的功率脉动。因而，为了降低该功率脉动，在全波整流电路的输出侧与负载之间需要缓冲功率的功率缓冲电路。

在后述的非专利文献1～3、专利文献1～4中，公开了使电容器经由开关元件与直流链路连接的技术。提出了如下技术：该电容器(以下也称为“缓冲电容器”)作为电压源而发挥功能，通过与电源电压一起驱动负载，来降低对缓冲电容器要求的静电电容(静電容量)并进行功率脉动的补偿。

特别地，在非专利文献1～2、专利文献1～4中，也提出了如下技术：使用电抗器和开关实现升压斩波器的功能，使在缓冲电容器的两端产生的电压(以下称为“两端电压”)升压。

在非专利文献2中示出了如下情况，为了实现上述升压斩波器的功能而导致流过电抗器的电抗器电流不连续(不连续模式)。电抗器电流的指令值(以下也称为“电抗器电流指令”)取决于输入至全波整流电路的输入电流。在非专利文献2中也示出了如下技术：得到两端电压的最大值与最小值来估计输入电流。

此外，在专利文献2中公开了将两端电压的平均值控制为恒定的技术。在专利文献3中示出了电抗器电流不仅在不连续模式下流通，还在临界模式下流通的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-193678号公报

专利文献2：日本特开2014-107935号公报

专利文献3：日本特许第5454732号公报

专利文献4：日本特开2014-96976号公报

非专利文献

非专利文献1：大沼、伊東、「充電回路付加アクティブバッファ付単相三相電力変換器の回路構成制御法」、平成22年電気学会全国大会、4-057(2010)(大沼、伊东、《增加了充电电路的具有活动缓冲区的单相三相电力转换器的电路结构控制方法》、2010年电气学会全国大会、4-057(2010))

非专利文献2：大沼、伊東、「充電回路付加アクティブバッファ付単相三相電力変換器の実機検証」、平成22年電気学会産業応用部門大会、1-124(2010)(大沼、伊东、《增加了充电电路的具有活动缓冲区的单相三相电力转换器的实际验证》、2010年电气学会产业应用部门大会、1-124(2010))

非专利文献3：大沼、伊東「新単相-三相電力変換器コンデンサ容量の低減法の基础検証」、電気学会半導体電力変換研資料、SPC-08-16(2008)(大沼、伊东《基于新的单相-三相电力转换器的电容器电容的降低方法及其验证、电气学会半导体电力转换研究资料、SPC-08-16(2008))

发明内容