电力转换装置和控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力转换装置和控制方法。
【背景技术】
[0002] 作为本技术领域的【背景技术】，有日本特开平9-84351号公报(专利文献1)。该公报 中记载了以下内容(参见摘要），"一种电力转换装置，其特征在于，包括:判别所述半导体元 件的故障并联数(并联支路数）的元件故障判别电路6;响应该元件故障判别电路6,根据所 述半导体元件的故障并联数而减小所述电力转换装置的电流基准值的电流基准变更电路 13;和响应所述元件故障判别电路6,根据所述半导体元件的故障并联数而减小用于保护所 述电力转换装置不被过流破坏的过流保护电路的保护水平的过流水平变更电路11-3,其 中，根据所述半导体元件的故障并联数而降低所述电力转换装置的输出电流，并且也降低 过流保护水平。"
[0003] 另外，还有日本特开2012-125092号公报（专利文献2)。该公报中记载了以下内容 (参见摘要），"一种过流保护装置，通过对构成逆变器1的主电路的各半导体开关元件 (IGBT)进行接通/关断(0N/0FF)控制而对负载2供给经控制的电力/电流，利用电流检测器6 在IGBT中流动的电流的检测值超过IGBT的过流判定水平时保护IGBT不受过流破坏，过流判 定水平变更电路3A在主电路的直流电压Ed越低时将过流判定水平Ij设定/调节为越高的 值。比较器3B在判断为检测电流Idet超过经设定/调节后的过流判定水平Ij时，通过对驱动 电路4的栅极电压输出进行关断(OFF)控制等而截断负载和IGBT的电流。"
[0004] 另外，还有日本特开平6-105562号公报（专利文献3)。该公报中记载了以下内容 (参见摘要），"运算装置在初始状态下设定频率Π 模式(SI)。按合适的运算周期对电流检测 值IP与阈值Kl进行比较(S4)。在稳定时维持频率Π 模式(S4: "否"）。在过流时从频率Π 模式 切换为频率f2模式(S5)。开关损耗降低。开关元件的发热受到抑制。运算装置在切换到频率 f2模式后监视IP是否恢复到稳定范围（S6)。在成为稳定状态时(S6: "是"），切换到频率Π 模 式返回稳定运行(S7)。"
[0005] 另外，还有日本特开平11-69830号公报（专利文献4)。该公报中记载了以下内容 (参见摘要），"控制装置10包括振荡器1、将振荡器1的输出频率降频为1/N1或1/N2的分频装 置2、载波生成电路3和过载检测器4等。在负载为额定以内时，过载检测器4对分频装置2发 送关断(OFF)用的信号b，分频装置2将振荡器1的信号a降频为1/N1而输出信号d，载波生成 电路3生成三角波开关频率而输出信号e。在过载的情况下，过载检测器4对分频装置2发送 接通(ON)用的信号b，分频装置2将振荡器1的信号a降频为1/N2而输出信号d，载波生成电路 3输出信号e。其中，N1<N2,通过降低开关频率来减小开关损耗。"
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开平9-84351号公报
[0009] 专利文献2:日本特开2012-125092号公报
[0010] 专利文献3:日本特开平6-105562号公报 [0011] 专利文献4:日本特开平11-69830号公报
【发明内容】
[0012] 发明要解决的技术问题
[0013] 上述专利文献1记载了这样的技术，即，一种各桥臂至少由多个并联连接的半导体 元件构成的电力转换装置，其包括:判别所述半导体元件的故障并联数的元件故障判别电 路；响应该元件故障判别电路，根据所述半导体元件的故障并联数而减小所述电力转换装 置的电流基准值的电流基准变更电路;和响应所述元件故障判别电路，根据所述半导体元 件的故障并联数而减小用于保护所述电力转换装置不被过流破坏的过流保护电路的保护 水平的过流水平变更电路，其中，根据所述半导体元件的故障并联数而降低所述电力转换 装置的输出电流，并且也降低过流保护水平。
[0014] 上述专利文献1的技术的目的在于，在发生元件故障时，整流器的故障桥臂上的并 联数(并联支路数)减小，所以发生元件故障的桥臂的正常半导体元件的电流分担值增大， 仅靠正常元件难以输出整流器的额定输出，因此，设置冗余(通常冗余数为1)而使得即使在 1个并联数的元件发生故障时，也能够使额定输出持续。不过，在专利文献1的方法中，若要 在元件正常的情况下保护元件，需要进行在运行期间降低上述电流基准值和过流水平 (over current I eve 1，过电流水平）的控制，而这会限制电动机驱动的电流特性，所以可能 会引起电动机扭矩特性不足或变得容易跳闸。因此，在不同于专利文献1所记载的目的之情 况下，即，在以正常状态的电力转换装置的元件为对象的情况下，需要采用其它方法。
[0015] 上述专利文献2中记载了这样的技术，即，一种电力转换装置的过流保护装置，通 过对构成主电路的各半导体开关元件进行开关控制而对负载供给经控制的电力/电流，直 接或间接地检测上述半导体开关元件中流动的电流，在该电流值超过上述半导体开关元件 的过流判定水平时保护上述半导体开关元件不受过流破坏，其特征在于，包括过流判定水 平设定/调节单元，在上述主电路的直流电压越低时，将上述过流判定水平设定/调节为越 高的值。
[0016] 上述专利文献2的技术中，由于电力转换装置的主电路的直流电压越低，将过流判 定水平设定/调节为越高的值，所以能够在最大限度地利用电力转换装置的电力转换性能 的同时，防止错误的过流判定和保护动作。不过，专利文献2的方法没有考虑元件的温度变 化，而为了防止元件被破坏，过流水平需要确定为对可能的环境温度都安全的水平。因此， 可能需要将过流水平设定得较低以成为对可能的温度都安全的水平，而这会限制电动机驱 动的电流特性，所以可能会引起电动机扭矩特性不足或变得容易跳闸(开路）。
[0017] 上述专利文献3通过在识别到过流状态后降低载波频率来防止元件发热。不过，在 专利文献3的技术中，虽然记载了通过降低载波频率来减小元件的损耗的方法，但却没有记 载用于防止元件被破坏的过流水平。在电力转换装置对电动机进行驱动的情况下，即使降 低载波频率，也要有这样的前提，即，流动的电流最多只能是不会破坏开关元件的水平的电 流，需要在该电流以下对电动机进行驱动。因此，在电力转换装置中流动的电流急剧增大的 情况下，可能会导致开关元件被破坏。为此，即使在载波频率降低的情况下，若存在恢复的 可能，则最大载波频率越高就越要使用过高耐久性的开关元件，所以产品成本可能会上升。
[0018] 上述专利文献4的逆变器装置具有对脉冲宽度调制(PWM)进行控制的控制装置，上 述控制装置包括振荡器，对振荡器的输出进行分频的分频装置，生成开关元件的开关频率 的载波生成电路，和检测逆变器装置的过流的过载检测装置，在过载检测器不存在输出的 通常期间，分频装置输出预先决定的规定频率，在过载检测器存在输出的过载期间，分频装 置输出低于所述规定频率的频率。不过，在专利文献4的技术中，虽然记载了通过降低载波 频率来减小元件的损耗的方法，但却没有记载用于防止元件被破坏的过流水平。在电力转 换装置对电动机进行驱动的情况下，即使降低载波频率，也要有这样的前提，即，流动的电 流最多只能是不会破坏开关元件的水平的电流，需要在该电流以下对电动机进行驱动。因 此，在电力转换装置中流动的电流急剧增大的情况下，可能会导致开关元件被破坏。为此， 即使在载波频率降低的情况下，若存在恢复的可能，则最大载波频率越高就越要使用过高 耐久性的开关元件，所以产品成本可能会上升。
[0019] 本发明的目的在于，提供一种在抑制通常运行期间的电动机的电磁噪声的同时， 在利用廉价的开关元件的情况下防止元件被破坏并且不跳闸地进行驱动的技术，或者，若 利用存在冗余的开关元