[发明专利]功率转换装置

权利要求书

1.一种功率转换装置，该功率转换装置包括：逆变器，该逆变器具有开关元件，输入直流电压源的直流电压，转换成可变电压可变频率的交流电压并输出到负载；及控制部，该控制部基于输出电压指令值和输出频率指令值，对所述开关元件的导通截止驱动进行PWM控制，其特征在于，

所述控制部包括：

调制率运算器，该调制率运算器基于所述直流电压源的直流电压和所述输出电压指令值，计算所述逆变器的调制率；

脉冲数决定部，该脉冲数决定部基于所述输出频率指令值，决定所述PWM控制中的每基波半周期的脉冲数；

开关模式决定部，该开关模式决定部根据所述调制率及所述脉冲数，预先通过运算求出确定对所述开关元件进行导通截止驱动的定时即开关相位的开关模式，并按照每一所述调制率及所述脉冲数进行存储；及

栅极信号生成部，该栅极信号生成部从所述开关模式决定部读取与来自所述调制率运算器的所述调制率和来自所述脉冲数决定部的所述脉冲数对应的所述开关模式，基于该开关模式，生成对所述开关元件进行导通截止驱动的栅极信号，

所述开关模式决定部包括：

调制率确保部，该调制率确保部生成用于确保所述调制率、将所述逆变器的输出波形的基波分量和所述调制率相关联且以所述开关相位为变量的第1函数；

谐波减少部，该谐波减少部生成用于减少所述逆变器的输出波形的谐波分量且以所述开关相位为变量的第2函数，该第2函数为由所述逆变器的输出波形的各次谐波分量决定的各次谐波要素的相加值；

函数合成部，该函数合成部设定由所述第1函数、所述第2函数及1个以上的追加变量构成且以所述开关相位及所述追加变量为变量的第3函数；

开关相位计算部，该开关相位计算部通过对所述开关相位及所述追加变量将所述第3函数最小化，从而计算出确保所述调制率且减少所述各次谐波要素的相加值的所述开关相位；及

开关模式存储部，该开关模式存储部按照各所述调制率及各所述脉冲数存储由开关相位计算部所计算出的所述开关相位确定的所述开关模式。

2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，

所述各次谐波要素为各次谐波电压分量或各次谐波电流分量，将该分量的各次平方值的相加值设为所述第2函数。

3.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，

所述各次谐波要素为各次谐波电压分量和各次谐波电流分量的相乘值，将该相乘值的各次相加值设为所述第2函数。

4.如权利要求1至3中任一项所述的功率转换装置，其特征在于，

若利用自然数n，则以所述PWM控制中的基波频率为基准的所述各次谐波要素的次数为6n±1次。

5.如权利要求1至3中任一项所述的功率转换装置，其特征在于，

将所述逆变器构成为按照各相将2个以上的两电平或三电平的开关支路串联连接，并输出所述调制率的电压。

6.如权利要求1至3中任一项所述的功率转换装置，其特征在于，

所述调制率确保部生成将所述逆变器的输出电压半周期的基波分量和所述调制率相关联的基本第1函数、将所述逆变器的输出电压半周期内的部分区间中的部分基波分量和所述调制率相关联的辅助第1函数，以作为所述第1函数。

7.如权利要求1至3中任一项所述的功率转换装置，其特征在于，

所述谐波减少部生成所述逆变器的输出电压半周期的所述各次谐波要素的相加值即基本第2函数、将所述逆变器的输出电压半周期内的部分区间中的所述各次谐波要素的相加值和谐波水平的阈值相关联的辅助第2函数，以作为所述第2函数。

8.如权利要求5所述的功率转换装置，其特征在于，

所述调制率确保部生成按照所述多个开关支路将输出电压半周期的基波分量和所述调制率相关联的多个基本第1函数、将所述多个开关支路中的输出电压半周期内的部分区间中的部分基波分量的振幅差和该振幅差的上限值相关联的平衡函数，以作为所述第1函数。