[发明专利]逆变器的控制方法、控制装置及逆变器

说明书

一种以多个由两个开关元件构成的串联电路相对于与直流电压源并联的电容器互相并联、并将各开关元件之间的连接点作为各相的交流输出端子的逆变器为对象，并藉由通过比较各相的输出电压指令值和载波而获得的PWM脉冲来控制开关元件的控制方法。针对通过对相当于载波的一个周期或多个周期的期间内的各相输出电压的时间平均值和载波进行比较而获得的估计PWM脉冲，根据各相共用的计数单元的输出，生成所述期间内的各相的脉冲宽度的总和大致相等、且使至少一相的脉冲的生成时机和/或生成频度不同的变形PWM脉冲。据此，可降低电容器的纹波电流成分从而抑制发热，并可实现低成本化。

技术领域

本发明涉及可减少逆变器(inverter)主电路的直流部分的电容 器中流动的纹波电流(ripple current)成分、并可抑制电容器 (condenser)发热的逆变器的控制方法、控制装置及逆变器，例如涉 及一种以三相逆变器为对象的PWM脉冲的生成技术。

背景技术

图18是三相逆变器的主电路构成图。

图18中，直流电压源B上并联电容器C，电容器C的两端连接 有用于构成三相桥式电路的IGBT等的半导体开关元件U_P、V_P、 W_P、U_N、V_N、W_N。各相的两个开关元件的连接点经由交流输出端 子T_U、T_V、T_W连接于电动机等的三相交流负载M。

图18中，L是电抗器(reactor)(故意连接的电抗器或配线上 非故意存在的浮动电抗器)，P、N是直流电压源B的正极、负极。

另外，E_d是直流电压源B的电压，V_C是电容器C的电压，i_bat是直流电压源B的输出电流，i_C是电容器C中流动的电流，i_dc是主 电路中流动的直流电流，i_U、i_V、i_W是各相的输出电流。

该三相逆变器中，通过按照预定的时间比率使开关元件U_P、V_P、 W_P、U_N、V_N、W_N接通(on)·切断(off)，可将直流电压变换为具 有想要的频率和大小的三相交流电压，并供给至负载M。

作为使开关元件U_P、V_P、W_P、U_N、V_N、W_N接通·切断的方 法，换言之，作为逆变器的控制方法，例如周知有一种通过对作为载 波(carrier)三角波和三相各相的输出电压指令值(调制信号)进行 比较从而获得开关元件U_P、V_P、W_P、U_N、V_N、W_N的驱动脉冲(P WM脉冲)的方法。这种控制方法例如作为PWM控制方法公开于专 利文献1和非专利文献1。

图19示出了藉由通过对作为载波的三角波和各相的输出电压指 令值U、V、W进行比较而获得的PWM脉冲使图18的开关元件U_P～W_N接通·切断的情况下的动作波形的一例。该动作波形是各相的输 出电流i_U、i_V、i_W为正弦波且功率因数(power factor)为1的情 况下的动作波形。

图19的输出电压指令值U、V、W用于进行所谓的两相调制(二 臂调制)，该两相调制作为一种在固定(一定)期间内使三相中的一相 的开关元件的接通·切断状态固定从而对其余两相的开关元件的接 通·切断进行控制的调制方式广为所知。关于两相调制的详细内容， 例如记载于非专利文献1，所以这里省略其说明。