[发明专利]电力转换装置以及电动机驱动装置、制冷装置

说明书

本发明涉及电力转换装置以及电动机驱动装置、制冷装置，不需要追加电路，在过调制时也能够实现有效的电流差拍。该电动机驱动装置(50)具备：整流电路(2)，其将来自交流电源(1)的交流电压转换为直流电压；平滑电容器(3)，其将整流电路(2)的输出即直流电压进行平滑处理；逆变电路(4)，其将平滑电容器(3)的输出即直流电压转换为交流电压；以及控制器(6)，其通过PLL(Phase Locked Loop：锁相环)处理来推定逆变电路(4)的输出电流中的电流差拍成分的频率以及相位、振幅，并根据推定出的上述频率以及相位、振幅来修正对逆变电路(4)的电压指令，由此降低电流差拍成分。

技术领域

本发明涉及一种电力转换装置以及电动机驱动装置、具备电力转换装置以及电动机驱动装置的制冷装置。特别涉及以下技术，即在使用将直流电压转换为交流电压的逆变器来驱动电动机的电动机驱动装置中，抑制由于直流电压的电压纹波的影响而产生的低频电流差拍，并降低电动机的转矩纹波和振动/噪音。

背景技术

由将交流电源的交流电压转换为直流电压的整流电路、将直流电压转换为交流电压的逆变器构成的电动机驱动装置在空调等制冷设备和工业装置中广泛普及。

在通过二极管整流电路将单相或3相的交流电压转换为直流电压的情况下，在直流电压中产生对输入到整流电路中的交流电压的频率(fs)具有2倍或6倍频率成分的电压纹波。如果扩大与整流电路的输出侧连接的平滑电容器容量则能够降低该电压纹波，但是会有成本和体积增加的问题。

当直流电压存在电压纹波时，由于直流电压的检测延迟和逆变器控制器的运算延迟等的影响，逆变器的输出电压中除了逆变器的输出频率(f1)成分以外，还包括直流电压纹波频率(fr)成分和逆变器的输出频率成分之间的“差的频率成分”(|fr-f1|)。

如果逆变器的输出频率和直流电压纹波频率接近，则在通过逆变器驱动的电动机绕组的电阻值和电感小的情况下，通过上述的“差的频率成分”产生大的脉动电流，并产生电动机的输出扭矩脉动的差拍现象。特别是在逆变器的过调制区域中存在不能够调整输出电压幅度的区间，因此该差拍现象变得显著。

关于该差拍现象的抑制方式，例如在专利文献1(日本特开2004-104898号公报)中公开了以下方法，即检测旋转坐标系的γ-δ轴电流的高频成分，运算3相的相电流差拍成分，放大该运算值，并修正3相的电压指令值。

另外，在专利文献2(日本特开2008-167568号公报)中公开一种方法，即通过对电动机电流的检测值进行正弦(sin)信号和余弦(cos)信号的乘法运算等处理来修正逆变器的输出电压值，并抑制电流差拍。

在专利文献3(日本特开2015-42010号公报)中还公开一种方法，即通过将逆变器的各相输出电压进行周期积分处理来检测低频的脉动成分，并修正各相电压指令。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-104898号公报

专利文献2：日本特开2008-167568号公报

专利文献3：日本特开2015-42010号公报

发明内容

发明要解决的问题

上述专利文献1(日本特开2004-104898号公报)中记载的方法为，使用高通滤波器或低通滤波器从电动机电流的检测信号抽出电流差拍成分，通过放大器计算差拍补偿电压的简单控制结构，但是在电流检测信号中有噪音或失真的情况下，补偿电压也出现同样的噪音或失真，控制系统有可能变得不稳定。特别是针对由于负荷急剧变化引起的电动机电流急剧变化，有可能产生控制的错误动作。另外，该方法有以下缺点，即只要放大器的增益不是无限大，原理上会剩余电流差拍成分。