[发明专利]功率转换装置

说明书

控制部(10)内的开关模式决定部(12)包括调制率确保部(121)、谐波减少部(122)及函数合成部(123)，设定规定了各开关相位thi和调制率m间的关系的函数f(thi)、规定了各开关相位thi和对各次谐波分量乘以各次加权系数w(k)后得到的值的平方和间的关系的函数Y(thi)、以及由函数Y(thi)、函数f(thi)及加权变量α形成的评价函数X(thi、α)。而且，利用开关相位计算部(124)及开关模式存储部(125)，求出并存储确保调制率并减少各次谐波分量的相加值的、与各调制率m及各脉冲数对应的各开关模式。

技术领域

本发明涉及利用PWM(脉冲宽度调制)控制将直流电压转换成可变电压可变频率的交流电压并输出的功率转换装置，尤其涉及减少输出电压中较宽范围的次数的谐波分量的技术。

背景技术

作为PWM控制方式，一般利用三角波比较PWM，但为了减少输出电压的谐波，需要增大PWM载波的频率。然而，在大容量逆变器中，用作为开关元件的GTO的开关速度较慢，因此，无法增大PWM载波的频率。其结果，存在输出电压中残留有低次谐波的问题。

因而，存在一种低次谐波消除PWM控制方式，有效利用较少的开关次数，在减少特定的低次谐波的定时进行开关(例如参照专利文献1、非专利文献1)。

此外，例如专利文献2中说明了在所谓多电平逆变器中采用低次谐波消除PWM的开关方式的技术。在专利文献2中，公开了一种将三电平开关作为1级的2级(2支路)串联结构的五电平逆变器，其采用低次谐波消除PWM的设计方法，防止在线间电压中产生2倍的开关电压，且在减少谐波的定时进行开关。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平8-256483号公报

专利文献2：日本专利特开2010-200537号公报

非专利文献

非专利文献1：“Generalized Techniques of Harmonic Elimination andVoltage Control in Thyristor Inverters：Part I-Harmonic Elimination”(IEEETRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS、VOL.IA-9、NO.3、MAY/JUNE 1973)

发明内容

发明所要解决的技术问题

根据确定构成逆变器的各开关元件的开关相位的开关模式的情况，在决定相当于输出电压与输入电压的比率的调制率的同时，还决定输出电压中包含的谐波分量。

而且，在存在多个满足所期望的调制率的开关模式的情况下，可从该多个开关模式中，选择能减少所期望的次数的谐波分量的开关模式。

该开关模式为以根据PWM控制中的开关的脉冲数决定的n个开关相位为变量的函数，但具体而言，例如像专利文献2的式(4)所示，可建立获得所期望的调制率m所需的方程式及分别减少所期望的次数(5、7、11、13次)的谐波分量所需的方程式所构成的总计n个的联立方程式，根据其解，求出n个开关相位，确定所期望的开关模式。

在以往的谐波减少方式中，由上可知，需要建立要减少的谐波的次数个的联立方程式，因此，自然该次数受到限制。特别是在大容量逆变器中，使用开关速度较慢的元件，以较少的脉冲数运转的情况下，该限制较严格，从而存在无法有效减少谐波分量的问题。

本发明为了解决以上那样的现有问题而完成，其目的在于获得一种功率转换装置，其不直接限制想要利用脉冲数减少的谐波的次数，因此，即使是较少的脉冲数，也可减少输出电压中的较宽范围的次数的谐波分量。

解决技术问题的技术方案