[发明专利]脉宽调制控制变换器的控制装置

说明书

本发明涉及将交流电源电压变换为直流电压的PWM控制变换器的控制装置。

近年，机器内部使用直流的装置不断增加，通过交流电源得到直流电压，从而使用直流电压，但是从交流电源得到直流电压时，产生了无功功率及高次谐波等问题。为了解决这些问题，将交流电源电压变换为直流的装置采用了PWM控制变换器的方案。

第28图所示为以往PWM控制变换器的控制装置方框图，与平成3年电气学会全国大会讲演论文集5-80页所示的“不需要隔离变压器的三相逆变器控制法”或特开平3-212162号公报所示的“PWM控制变换器的控制装置”等相同。

图中，1为三相电流电源，2为对三相交流电源1供给的交流输入电流进行控制、并变换成直流电压输出的PWM控制变换器，由201～206晶体管或IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等开关器件及207～212续流二极管构成。3为连接在三相交流电源1及PWM控制变换器2之间的电抗器，4为吸收PWM控制变换器2输出电流脉动分量的滤波电容器，5为逆变器或电阻性负载等负荷装置，6为产生PWM控制变换器2输出直流电压的电压设定信号的电压设定器，7b为检测PWM控制变换器2输出直流电压的电压检测电路，包含调节电压检测电路本身的失调及增益的电位器等。

8为将电压设定器6设定并输出的电压设定信号与电压检测电路7b检测并输出的电压检测信号之间的偏差输出的减法器，9d为由比例控制运算要素及比例积分运算要素构成的、对减法器8输出的电压设定信号与电压检测信号之偏差进行比例积分(PI)控制的电压控制器，10为检测三相交流电源1交流电压的交流电压检测器，11为根据交流电压检测器10检测的交流电压检测信号生成与R相电压及T相电压同步的R相及T相单位正弦波的单位正弦波发生器，12及13为将电压控制器9d输出的输入电流波峰值指令信号与单位正弦波发生器11输出的R相及T相的单位正弦波信号进行乘法运算后输出R相及T相输入电流指令信号的乘法器。

14及15为检测PWM控制变换器2的R相及T相输入电流的电流检测器，16及17为将乘法器12及13输出的R相及T相输入电流指令信号与电流检测器14及15检测输出的R相及T相输入电流检测信号之间的偏差输出的减法器，18b及19b为由比例控制运算要素及比例积分运算要素构成的、对减法器16及17输出的R相及T相输入电流指令信号与输入电流检测信号之间的偏差进行比例积分(PI)控制后输出R相控制信号及T相控制信号的R相及T相电流控制器，20为进行零减去R相及T相电流控制器18b及19b输出的R相控制信号及T相控制信号的减法运算后作为S相控制信号输出的减法器，21为输出三角波载波的载波振荡器，22、23及24为将R相、S相及T相控制信号与载波进行大小比较后输出脉宽调制信号的比较器，25为根据这些R相、S相及T相的脉宽调制信号、输出对PWM控制变换器2的开关器件201～206进行通断控制的信号的栅极电路。

下面就该以往装置的动作加以说明。首先，将通过电压检测电路7b检测的直流电压检测值VDC^与电压设定器6设定的电压设定信号VDC^*输入减法器8，求得偏差eV＝VDC^*-VDC^。该偏差eV输入电压控制器9d，进行比例积分控制，然后将输入电流波峰值指令信号I PEAK^*输出。该波峰值指令信号I PEAK^*输入乘法器12及13，与另一输入、即单位正弦波发生器11产生的R相及T相单元正弦波信号互相相乘。R相及T相单位正弦波信号是与三相交流电源1的R相及T相电压同步的交流基准信号，是将交流电压检测器10检测的三相交流电源1的交流电压作为输入构成单位正弦波发生器11的电流基准信号发生器的输出信号。由乘法器12及13输出R相输入电流指令信号iR^*及T相输入电流指令信号iT^*。

将乘法器12输出信号的R相输入电流指令信号iR^*及电流检测器14输出信号的R相输入电流检测信号iR输入减法器16，计算偏差eiR＝iR^*-iR并输出。同样，将乘法器13输出信号的T相输入电流指令信号iT^*及电流检测器15输出信号的T相输入电流检测信号iT输入减法器17，将偏差eiT＝iT^*-iT输。该电流偏差eiR及eiT分别输入R相电流控制器18b及T相电流控制器19d，分别进行比例积分控制后输出R相及T相控制信号SR^*及ST^*。