矩阵变换器及输出电压误差的补偿方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种矩阵变换器及输出电压误差的补偿方法。
【背景技术】
[0002] 矩阵变换器具有连接交流电源的各相与负载的各相的多个双向开关，通过控制该 些双向开关直接对交流电源的各相电压进行开关来向负载输出任意的电压和频率。
[0003] 所述矩阵变换器在通过双向开关切换与负载连接的交流电源的相时，进行对构成 双向开关的多个开关元件分别W规定的顺序各自进行接通/断开控制的换流控制。通过该 种换流控制，防止交流电源的线间短路或者矩阵变换器的输出开路等，然而输出电压会产 生误差。
[0004] 因此，提出一种技术方案；基于交流电源的线间电压对电压指令进行修正，由此补 偿输出电压的误差（例如，参照专利文件1、2)。
[0005] 现有技术文献 [000引专利文献
[0007] 专利文献1 ;日本特开2004-7929号公报
[0008] 专利文献2 ;日本特开2007-82286号公报
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的问题
[0010] 然而，在补偿输出电压的误差的现有技术中，由于根据交流电源的线间电压对电 压指令进行修正，因此需要修正电压指令的修正部，另外，根据线间电压的检测精度有可能 不能高精度地抑制输出电压误差。
[0011] 本实施方式的一个方式是鉴于上述问题而做出的，目的是提供一种不对电压指令 进行修正而能够高精度地抑制由换流控制产生的输出电压误差的矩阵变换器W及输出电 压误差的补偿方法。
[0012] 用于解决问题的手段
[0013] 本实施方式的一个方式涉及的矩阵变换器具有电力转换部、指令生成部、W及换 流控制部。所述电力转换部具有能够通过多个开关元件控制导通方向的多个双向开关，并 且在与交流电源的各相连接的多个输入端子和与负载的各相连接的多个输出端子之间设 置有所述多个双向开关。所述指令生成部根据电压指令生成规定PWM控制的脉冲宽度的控 制指令。所述换流控制部根据所述控制指令，W规定的换流方式控制所述开关元件来进行 换流控制。所述指令生成部具有修正部，所述修正部W使由所述换流控制产生的输出电压 的误差减小的方式，对根据所述电压指令求出的所述脉冲宽度进行修正并生成所述控制指 令。
[0014] 发明效果
[0015] 根据本实施方式的一个方式，能够提供一种不对电压指令进行修正而能够高精度 地抑制由换流控制产生的输出电压误差的矩阵变换器w及输出电压误差的补偿方法。
【附图说明】
[0016] 图1是表示本实施方式的矩阵变换器的结构例的图。
[0017] 图2是表示图1所示的双向开关的结构例的图。
[0018] 图3是表示图1所示的控制部的结构例的图。
[0019] 图4是表不输出电压空间矢量的一例的图。
[0020] 图5是表示输出电压指令与空间矢量的对应例的图。
[0021] 图6是表示当1〇 > 0时通过四步电流换流法进行的开关元件的接通/断开的转 变的图。
[0022] 图7是表示当1〇 > 0时通过四步电流换流法进行的PWM控制指令与输出相电压 与载波之间的关系的图。
[0023] 图8是表示当1〇 < 0时通过四步电流换流法进行的开关元件的接通/断开的转 变的图。
[0024] 图9是表示当1〇 < 0时通过四步电流换流法进行的PWM控制指令与输出相电压 与载波之间的关系的图。
[0025] 图10是表示当1〇 > 0时通过四步电压换流法进行的开关元件的接通/断开的转 变的图。
[0026] 图11是表示当1〇 < 0时通过四步电压换流法进行的开关元件的接通/断开的转 变的图。
[0027] 图12是表示化ase =化时的开关模式的一例的图（之一）。
[0028] 图13是表示化ase =化时的开关模式的一例的图（之二）。
[0029] 图14是表示化ase =化时的开关模式的一例的图（之一）。
[0030] 图15是表示化ase =化时的开关模式的一例的图（之二）。
[0031] 图16是表示H相调制法中载波与输出相电压之间的关系的一例的图。
[0032] 图17是表示PWM指令生成部的结构的一例的图。
[0033] 图18是表示通过补偿量计算部执行的补偿量计算处理的一例的流程图。
[0034] 图19是表示载波与修正量计算周期的关系例的图。
[00巧]附图标记说明
[0036] 1 ;矩阵变换器
[0037] 2 ;交流电源
[003引 3 ;负载
[00測 10;电力转换部
[0040] 11;LC 滤波器
[0041] 12;输入电压检测部
[0042] 13;输出电流检测部
[0043] 14 ;控制部
[0044] 30 ;参数存储部
[0045] 31;电压指令运算部
[004引 32 ;PWM指令生成部
[0047] 33 ;换流控制部
[004引 41 ;脉冲宽度运算部
[0049] 42 ;修正部
[0050] 43 ;补偿量计算部
[005。 44;脉冲宽度调整部
[0052] Swa、Swb;开关元件
【具体实施方式】
[0053] W下，参照附图详细说明本申请公开的矩阵变换器的实施方式。另外，本发明不限 于W下所示的实施方式。
[0054] [1.矩阵变换器的结构]
[0055] 图1是表示实施方式涉及的矩阵变换器的结构例的图。如图1所示，本实施方式 涉及的矩阵变换器1设置在H相交流电源2 ( W下，简单记作交流电源2)与负载3之间。 负载3例如为交流电动机或发电机。W下，将交流电源2的R相、S相W及T相记载为输入 相，将负载3的U相、V相W及W相记载为输出相。
[0056] 矩阵变换器1具有；输入端子Tr、Ts、Tt ;输出端子化、Tv、Tw ;电力转换部10 ;LC 滤波器11 ;输入电压检测部12 ;输出电流检测部13 及控制部14。矩阵变换器1将从交 流电源2经由输入端子Tr、Ts、Tt供给的H相交流电转换为任意电压及频率的H相交流电， 然后从输出端子化、Tv、Tw向负载3输出。
[0057] 电力转换部10具有连接交流电源2的各相与负载3的各相的多个双向开关Sru、 Ssu、S1：U、Srv、Ssv、Stv、Srw、Ssw、Stw( W下，有时统称为双向开关 Sw)。
[005引双向开关Sru、Ssu、S化分别连接交流电源2的R相、S相、T相与负载3的U相。 双向开关Srv、Ssv、Stv分别连接交流电源2的R相、S相、T相与负载3的V相。双向开关 Srw、Ssw、Stw分别连接交流电源2的R相、S相、T相与负载3的W相。
[0059] 图2是表示双向开关Sw的结构例的图。如图2所示，双向开关Sw具有开关元件 Swa与二极管化的串联连接电路、W及开关元件Swb与二极管化的串联连接电路，该些串 联连接电路反向并联连接。在图2中，将输入相电压标记为Vi,将输出相电压标记为Vo。
[0060] 另外，双向开关Sw具有多个开关元件并且为能够控制导通方向的结构即可，不限 于图2所示的结构。例如，在图2所示的例子中，二极管Da、化的阴极彼此连接，然而双向 开关Sw也可W为二极管化、Db的阴极彼此没有连接的结构。
[0061] 另夕b 开关元件 Swa、Swb 例如为 M0S阳T (Metal-Oxide-Semi conductor Field-Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应管）或 IGBT (In