逆变器控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及逆变器控制装置，尤其涉及借助逆变器控制电机的逆变器控制装置。
【背景技术】
[0002]按照逆变器控制方式，利用逆变器将直流电转换为期望的频率的交流电，并利用所述交流电使电机以期望的转速旋转驱动。电机的耗电根据转速而变化，所以在冰箱的压缩机这种要求节能的产品中采用逆变器控制方式。此外在由太阳能电池这种供给电量变化的电源驱动的电机、例如非电化地区的抽水栗等中也采用逆变器控制方式。
[0003]例如日本专利公开公报特开2003-195957号(专利文献1)中公开了一种逆变器控制装置，检测从太阳能电池输出的直流功率和直流电压，并根据功率-电压坐标系中的直流功率的变化，控制逆变器的输出频率，从而以和太阳能电池的最大功率点随动的方式对电机进行可变速驱动。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利公开公报特开2003-195957号
[0007]在这种逆变器控制方式中，当对电机供给的电力不足而导致电机临时停止时，为了使该电机重新启动，需要比持续运转时更大的电力，所以需要以使电机不停止的方式进行控制。
[0008]专利文献1中公开了在日照量降低时通过减小逆变器频率使电机减速，但是对于以使电机不停止的方式进行控制，没有任何记载。
【发明内容】
[0009]本发明的主要目的是提供一种能避免电机停止的逆变器控制装置。
[0010]本发明的逆变器控制装置，在利用逆变器将来自直流电源的直流电转换为交流电并由所述交流电驱动电机的电力转换系统中借助所述逆变器控制所述电机，所述逆变器控制装置的特征在于，包括:稳定控制模式，以预先设定的多个档的转速中的被选择的第一目标档的转速旋转驱动所述电机；加速控制模式，使所述电机的转速向比所述第一目标档高一档的第二目标档的转速增大；以及减速控制模式，在所述加速控制模式时使所述电机的转速向比所述第二目标档低的第三目标档的转速减小，所述加速控制模式时，根据所述直流电源的输出电压的变化量超过预定的阈值电压，从所述加速控制模式向所述减速控制模式转换。
[0011 ] 优选所述第三目标档比所述第二目标档低二档。
[0012]优选所述直流电源的输出电压的变化量超过所述预定的阈值电压时的所述电机的转速，低于所述第一目标档的转速和所述第二目标档的转速之间的预定的阈值转速的情况下，所述第三目标档比所述第二目标档低二档，所述直流电源的输出电压的变化量超过所述预定的阈值电压时的所述电机的转速在所述预定的阈值转速以上的情况下，所述第三目标档比所述第二目标档低一档。
[0013]优选所述加速控制模式中使所述电机的转速每次以预定的转速增加，所述直流电源的输出电压的变化量是增加所述预定的转速时的变化量。
[0014]优选所述直流电源为太阳能电池，以所述太阳能电池的输出电压达到所述太阳能电池的最大功率点的电压以上的方式设定所述预定的阈值电压。
[0015]按照本发明的逆变器控制装置，通过在加速控制模式时直流电源的输出电压的变化量超过规定的阈值电压的情况下从加速控制模式向减速控制模式转换来降低电机的耗电，所以能够避免因为供电不足而使电机停止。
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明实施方式的电力转换系统的构成的框图。
[0017]图2是表示太阳能电池的输出电压与输出功率的关系的图。
[0018]图3是用于说明电机的转速的控制方法的图。
[0019]图4是表示本发明的实施方式1的电力转换系统中包含的逆变器控制装置的动作的时序图。
[0020]图5是用于说明电机的控制范围的图。
[0021]图6是表示图4中说明的逆变器控制装置的动作的流程图。
[0022]图7是例示日照强度增大期间的电机的转速的时间变化的时序图。
[0023]图8是例示日照强度减小期间的电机的转速的时间变化的时序图。
[0024]图9是表示本发明的实施方式2的电力转换系统中包含的逆变器控制装置的动作的时序图。
[0025]图10是表示图9中说明的逆变器控制装置的动作的另一时序图。
[0026]图11是表示图9和图10中说明的逆变器控制装置的动作的流程图。
[0027]图12是例示日照强度增大期间的电机的转速的时间变化的时序图。
[0028]图13是例示日照强度减小期间的电机的转速的时间变化的时序图。
[0029]图14是用于说明实施方式1?3的电压变化量的计算方法的图。
[0030]图15是用于说明实施方式4的电压变化量的计算方法的图。
【具体实施方式】
[0031][实施方式1]
[0032]作为本发明的实施方式1的电力转换系统的一例，如图1所示，具备太阳能电池1、逆变器2、电机5和逆变器控制装置6。太阳能电池1作为发电元件将太阳能转换为直流电。逆变器2由逆变器控制装置6控制，把太阳能电池1生成的直流电转换为频率和电压可调的交流电。逆变器2包括:使太阳能电池1的输出电压V平滑化的平滑电容器3 ;以及由逆变器控制装置6进行接通/断开控制的开关元件4。
[0033]电机5由在逆变器2生成的交流电驱动，用于驱动例如冰箱的压缩机和栗。电机5可以采用以和交流电的频率对应的转速进行旋转驱动的同步电机。电机5的耗电根据所述转速而变化。逆变器控制装置6测量太阳能电池1的输出电流I和输出电压V，根据测量出的电流I和电压V计算太阳能电池1的输出功率P，并以根据计算出的功率P设定的转速R旋转驱动电机5。
[0034]图2是表示太阳能电池1的输出电压V与输出功率P的关系的图。太阳能电池1在输出电流I为0A时输出电压V达到最大，随着输出电流I的增加、输出电压V降低，并且在输出电压V为0V时输出电流I达到最大值。因此如图2所示，表示太阳能电池1的输出电压V和输出功率P的关系的曲线，成为带有峰值的、平缓的山型。曲线的峰值称为最大输出点。
[0035]此外，日照强度变弱时，输出电压V和输出电流I的最大值降低，山的峰值向图2中的左斜下方移动。曲线PV1表示日照强度强时的特性，曲线PV2表示日照强度弱时的特性。增大电机5的转速时，功率P仅增大△ P，电压V仅变化△ V。日照强度强时的电压变化量△ VI，小于日照强度弱时的电压变化量AV2。在本实施方式1中，根据电压变化量AV判断太阳能电池1的电力供给能力有无富裕。
[0036]此外，在所述电力转换系统中，如图3所示，预先设定有从最小转速R1至最大转速RN为止的Ν档转速，对电机5进行控制使其稳定在从Ν档的转速R1?RN中选择的一个转速。Ν为3以上的整数。例如，Ν为13，R1为1250rpm，R13为4250rpm，一档相差250rpm。
[0037]此外，逆变器控制装置6具有稳定控制模式、加速控制模式和减速控制模式。在稳定控制模式中，以在N档的转速R1?RN中选择的转速Rn旋转驱动电机5。在加速控制模式中，使电机5的转速向比稳定控制模式的转速Rn高一档的目标档的转速R(n+1)增加。在减速控制模式中，在加速控制模式时使电机5的转速向比目标档(n+1)低二档的档(n-1)的转速R(n-l)减小。逆变器控制装置6在加速控制模式时，根据太阳能电池1的输出电压V的变化量A V超过预定的阈值电压VTH，从加速控制模式向减速控制模式转换。
[0038]图4是表示逆变器控制装置6的动作的时序图。在时刻t0?tl中执行前次的稳定控制模式，电机5以某个固定的转速Rn旋转驱动。在时刻tl，逆变器控制装置6检测太阳能电池1的输出电压V0，并根据当前的转速Rn (例如2000rpm)决定下一目标转速R (n+1)(例如2250rpm)，并且向加速控制模式转换。
[0039]在加速控制模式时，逆变器控制装置6边使电机5的转速从Rn向R(n+1)增加，边随时检测太阳能电池1的输出电压VI，求出电压变化量AV = V0-V1，并比较AV与阈值电压VTH的大小。在Δ V f VTH时(图2的Δ VI