[其他]脉宽调制变换器的控制装置

说明书

本发明涉及脉宽调制变换器的控制装置，尤其涉及在转换器的输出电压的三脉冲方式与单脉冲方式之间具有改进的转换功能的控制装置。

尽管详细情况将在下面描述，但在脉冲宽度调制变换器中，在脉宽调制变换器工作周期的半周期内的电压脉冲数目在它的输出交流电压的控制过程中是变化的。当必须增加变换器输出交流电压时，在控制的最后过程中，变换器工作周期的半周期内的输出电压脉冲数目必须从三脉冲形式转变到单脉冲形式，以此获得可能的最高输出电压，这就是说，变换器的工作必须从三脉冲形式转变到单脉冲形式。

这种脉宽调制变换器的一种控制技术已在例如日本专利第57-132772号中揭示，根据上述专利，一个控制系统企图用来解决可调电压/可调频率的脉宽调制变换器的下述问题，即在三个脉冲方式与单脉冲方式之间的变换过程中存在的变换器输出电压的不希望的变化，以及此时在变换器输出电压的基波分量的相位偏移。然而这个控制系统还没有克服控制复杂和在相位控制过程中变换器输出电压基波分量的相位仍然变化等问题，所述相位控制是由从三脉冲形式转换到单脉冲形式的三个脉冲来实现的，反之亦然。

在日本公开专利第57-85583中，揭示了一种通过比较一个作为载波的三角波和作为调制信号的相互之间有120°相位差的二个正弦波以获得脉宽调制变换器门电路的控制方法，然而同样在该方法中，当从三脉冲形式转变到单脉冲形式时，在变换器输出电压的基波分量中还是发生相位偏移，此外，在该方法中，由于变换器供电的马达电感，很难预先确定单脉冲形式中的变换器输出电压，并使其等于三脉冲形式的最大变换器输出电压，所以变换器输出电压的不希望的变化并没有被消除。

在另一方面，日本公开专利第60-24670号揭示了一种在电流源变换器的输出电流基波分量的每半个周期内产生多脉冲电流的方法，然而，这种已有技术只是关心减少在输出电流中的高次谐波成份，而没有揭示控制变换器输出电流的电流脉冲数目的变化。所以尽管示出了类似本发明的门信号的波形，但是在已有技术中没有描述在脉宽调制变换器的输出电压或电流的三脉冲方式和单脉冲方式之间实现转换时在输出电压或电流方面发生的变化和出现的相位偏差。

所以，本发明的目的在于提供一种脉宽调制变换器的控制装置，在三脉冲方式和单脉冲方式之间转换时，该装置能减少变换器输出电压的变化量，并且不引起变换器电压输出中的基波成份的相位偏移。

本发明的一个特征在于，在脉宽调制变换器中，变换器交流输出电压的每个半周期的线电压（以下称为线电压脉冲）的脉冲数目是随交流输出电压的频率而变化的，并且，对于线电压脉冲在每个方式中的各自数目，控制线电压脉冲的间隔，第一个三脉冲方式，在输出交流电压中的120°电角度（electic    angle）之内存有三个线电压脉冲的第一个三脉冲方式，被转变成线电压的宽度等于120°的电角度的单脉冲方式，是通过第二个三脉冲方式来实现的，第二个三脉冲方式是由二个位于120°电角度两边的线电压脉冲和一个位于二个线电压脉冲之间的中心电压脉冲所组成。

根据本发明，通过适当控制位于两边的线电压脉冲宽度与中心线电压脉冲及两个线电压脉冲之间的间隔，可使第二个三脉冲方式的最大交流电压输出大致上等于单脉冲方式的最大交流电压输出。所以在三脉冲方式和单脉冲方式之间进行转变时，在一般装置中经常发生的输出交流电压跳变和输出交流电压的相位偏移，在此可以避免。

图1根据本发明实施例用于控制感应电动机的脉宽调制变换器控制装置的总结构方框图;

图2a到图2e说明在第一个三脉冲方式中变换器门信号和变换器的交流输出电压的线电压波形产生;

图3是线电压脉冲数目和交流输出电压对于交流输出电压频率的关系图;

图4a到图4f是当线电压脉冲间隔最小时，在第一个三脉冲方式和单脉冲方式中的门信号和线电压之间的关系示意图;

图5a到5g说明是在第二个三脉冲方式的变换器门信号和交流电压输出的线电压波形的产生;

图6a到6f是第二个三脉冲方式和单脉冲方式中的线电压脉冲之间的间隔最小时，门信号和线电压之间的关系说明图;

图7是根据在第一个和第二个三脉冲方式时变换器输出电压相对线电压脉冲间的间隔的特性示意图;

图8是用于图1所示的控制装置中的调制装置的具体排列方框图;

图9a到图9l是由如图8所示调制装置产生的变换器的门信号的说明图;

图10a到图10d是说明变换器门信号产生的一种变化形式示意图;