电力转换装置及其控制方法_2

文档序号:8399455阅读:来源:国知局
026]另外,第二发明所涉及的电力转换装置是如下的电力转换装置:在第一发明中,上述旋转电机是交流发电机,在电力转换部的直流电压低于由驱动源驱动的发电机的感应电压时,在使电力转换部的多个半导体开关元件中的至少一个半导体开关元件断续地导通、截止来使电力转换部的直流电压上升到上述感应电压以上的状态下,执行交流发电机的速度检测动作。
[0027]第三发明所涉及的电力转换装置是如下的电力转换装置:在第一发明中,上述旋转电机是交流电动机,在电力转换部的直流电压低于电动机的感应电压时,在使电力转换部的多个半导体开关元件中的至少一个半导体开关元件断续地导通、截止来使电力转换部的直流电压上升到上述感应电压以上的状态下,执行交流电动机的速度检测动作。
[0028]第四发明所涉及的电力转换装置是如下的电力转换装置:在第一发明?第三发明中的任一项发明中,具备商用电源以及将商用电源的交流电力转换为直流电力的转换器部,将转换器部的正负输出端子分别连接于在电力转换部的直流端子之间连接的电容器的两端。
[0029]第五发明所涉及的电力转换装置是如下的电力转换装置:在第四发明中,在上述电容器的两端分别连接电源提供端子,从该电源提供端子对外部的负载提供电源。
[0030]第六发明所涉及的电力转换装置是如下的电力转换装置:在第二发明中,在电力转换部的直流端子之间连接电容器,并且在电容器的两端分别连接电源提供端子,从电源提供端子对外部的负载提供电源。
[0031]第七发明所涉及的电力转换装置的控制方法与第一发明?第三发明中的任一项发明所记载的电力转换装置的控制方法有关,用于使构成电力转换部的多个半导体开关元件中的构成电力转换部的上臂或下臂的全部半导体开关元件同时且断续地导通、截止,来进行使上述电力转换部的直流电压上升到规定值以上的动作。
[0032]第八发明所涉及的电力转换装置的控制方法与第一发明?第三发明中的任一项发明所记载的电力转换装置的控制方法有关,其特征在于,旋转电机的速度检测动作是基于使电力转换部的多个半导体开关元件中的至少一个半导体开关元件导通时在该开关元件和旋转电机的定子绕组中回流(日语:還流)的短路电流的流通期间来检测旋转速度的动作。
[0033]发明的效果
[0034]根据本发明,在逆变器部等电力转换部的直流电压低于旋转电机的感应电压而在直流电压不足的状态下启动旋转电机时,能够通过电力转换部的开关动作使上述直流电压上升,由此使得能够进行之后的速度检测动作来稳定地启动旋转电机。另外,不需要辅助电源、蓄电池等预备电源装置,因此能够使装置整体小型化、廉价化。
【附图说明】
[0035]图1是本发明的实施方式所涉及的电力转换装置的结构图。
[0036]图2是图1中的逆变器部的控制装置的功能框图。
[0037]图3是表示本发明的实施方式的动作的流程图。
[0038]图4是在本发明的实施方式中使上臂的开关元件导通、截止来升压时的动作说明图。
[0039]图5是专利文献I所记载的以往技术的整体结构图。
[0040]图6是专利文献2所记载的以往技术的整体结构图。
【具体实施方式】
[0041]下面,按照附图来说明本发明的实施方式。
[0042]图1是本发明的实施方式所涉及的电力转换装置的结构图。在图1中,10是三相的商用电源,该商用电源10与包括二极管21?26的作为桥式整流电路的转换器部20的交流输入端子连接。另外,充电电阻31与电容器33串联地连接在转换器部20的直流输出端子之间。并且,充电电阻31的两端能够通过开关32短路。在此,充电电阻31、开关32以及电容器33构成直流中间电路30。
[0043]此外,在电容器33的两端连接有电源提供端子70,该电源提供端子70用于根据需要对外部的负载(未图示)提供直流电源。
[0044]在电容器33的两端连接有逆变器部40的直流端子,该逆变器部40包括反并联地连接有续流二极管且进行桥式连接的半导体开关元件41?46。在该逆变器部40中,40u是包括开关元件41、44的U相臂,40v是包括开关元件42、45的V相臂,40w是包括开关元件43、46的W相臂。
[0045]在各相臂40u、40v、40w的交流端子上连接有旋转电机50,旋转电机50的转子上连结有驱动源或负载60。旋转电机50例如是永磁体型同步电动机(发电机)等交流发电机或交流电动机,驱动源或负载60是发动机等驱动源、由旋转电机50驱动的旋转负载。下面,说明利用发动机等驱动源60使作为旋转电机50的永磁体型同步电动机进行发电机动作的情况。
[0046]此外,81是检测直流中间电压(电容器33的电压)的电压检测器,82是检测旋转电机50的定子绕组的电流的电流检测器。
[0047]图2是图1中的逆变器部40的控制装置的功能框图。
[0048]该控制装置90具备:电压比较单元92,其将由电压检测器81检测出的直流中间电压与规定值进行比较;电流比较单元93,其将由电流检测器82检测出的电流与规定值进行比较;运算控制单元91,其基于电压比较单元92和电流比较单元93的比较结果以及利用计时器得到的测量时间来执行速度检测处理等;以及栅极信号生成单元94,其按照运算控制单元91的运算结果来生成针对逆变器部40的规定的开关元件的栅极信号。
[0049]接着,按照图3的流程图来说明本实施方式中的旋转电机50启动时的动作。首先,为了防止启动时的涌流而断开图1的开关32来将充电电阻31插入到直流中间电路30,利用转换器部20的输出电压对电容器33充电。另一方面,利用驱动源60驱动旋转电机50,使旋转电机50的端子之间产生感应电压。
[0050]如图3所示,在启动时,利用电压检测器81检测直流中间电压(步骤SI),利用电压比较单元92将检测出的直流中间电压与规定值进行比较(步骤S2)。在此,上述规定值被设定为大于旋转电机50的感应电压的值。
[0051]在直流中间电压为规定值以上的情况下(步骤S2 “是”),不会由于旋转电机50的感应电压而流过经由逆变器部40内的续流二极管和电容器33的回流电流(旋转电机50的定子绕组的短路电流)。因而,运算控制单元91执行速度检测处理(步骤S3),检测旋转电机50的磁极位置和旋转速度。即,运算控制单元91决定逆变器部40内的应该导通的开关元件,栅极信号生成单元94按照该信息来生成栅极信号。由此,旋转电机50的定子绕组经由导通的相的开关元件和其它相的续流二极管而短路,因此能够通过前述的专利文献1、2等所记载的方法来基于短路电流流动的期间或没有流动的时间检测旋转速度。
[0052]另外,在由于商用电源10的停电等而直流中间电压小于规定值的情况下(步骤S2 “否”),运算控制单元91判断利用内部的计时器得到的测量时间是否从启动时起经过了第一规定时间T1 (步骤S4)。如果经过了规定时间T1 (步骤S4 “是”),则估计为在该期间通过后述的逆变器部40的升压动作而直流中间电压变为规定值以上,因此转移到速度检测处理(步骤S3) ο
[0053]在从启动时起未经过规定时间!\的情况下(步骤S4 “否”),使逆变器部40的U相臂40u、V相臂40v、W相臂40w的下臂的开关元件(与逆变器部40的负侧直流端子连接的开关元件)44、45、46全部导通(步骤S5)。然后,在经过了比第一规定时间!\短的第二规定时间T2之后(步骤S6),使开关元件44、45、46全部截止(步骤S7)。
[0054]通过如上所述那样使开关元件断续地导通、截止的动作,旋转电机50的电感成分中蓄积的能量经由上臂的续流二极管被放出到电容器33,因此电容器33被充电。由此,能够使直流中间电压上升。
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