电力转换装置和控制方法_3

文档序号:9830103阅读:来源:国知局
况 下,为了防止元件的热击穿而进行断路。
[0000]图4表示由控制指令部109变更载波频率、进行过流判断的方法。控制指令部109首 先从电流检测部106获得电流数据(S201),判断是否需要变更载波频率(S202)。在判断为需 要变更载波频率的情况下,基于电流数据变更载波频率(S203),将其作为指令输出到电流 转换部102的开关元件,并根据变更后的载波频率和获得的直流电压数据变更过流水平 (S204)。由此,在降低开关元件的损耗,即抑制元件的温度上升的同时,使电流的控制范围 最大。作为根据电流数据变更载波频率,和根据载波频率变更过流水平的方法,可以例如准 备ROM等存储元件,将关于元件的寿命、击穿的损耗曲线作为转换表预先存储于其中,在变 更时参照表来进行变更,也可以使MCU等计算关于元件的寿命、击穿的损耗曲线。接着,控制 指令部109为了保护开关元件不被电流的瞬时激增破坏,并且防止开关元件因损耗急剧增 大而导致温度上升,对输出电流数据与变更后的过流水平进行比较(S205),若输出电流数 据超过过流水平则对电力转换部输出指令进行断路(S206)。
[0061] 图5表示控制指令部109在图4(S202)中进行判断的方法。控制指令部109首先从电 流检测部106获得电流数据(S301)。控制指令部109对获得的电流数据与载波频率f c判定水 平a进行比较(S302),若获得的电流数据超过载波频率fc判定水平a,则降低载波频率 (S303)。接着,对获得的电流数据与载波频率f c判定水平b进行比较(S304),若获得的电流 数据小于载波频率fc判定水平b,则提高载波频率(S305)。针对与电流数据进行比较的载波 频率fc判定水平a、b,可以将关于元件的寿命、击穿的损耗曲线作为转换表预先存储,在变 更时参照表来进行变更,也可以使MCU等计算关于元件的寿命、击穿的损耗曲线。另外,之所 以分成载波频率f c判定水平a、b,其意图是考虑到载波频率因输出电流的变动而变动的情 况下的影响,载波频率fc判定水平以a>b的方式设置滞后(Hysteresis)。载波频率fc判定 水平的关系也可以为a = b。
[0062] 图6是使直流电压数据大致一定,电流检测部106获得的电流数据1(此处例如为一 次电流)上升的情况下的动作。图中表示的是,控制指令部109根据预先计算的曲线数据一 边监视电流数据I 一边降低载波频率fc的状态(虚线),其中所述曲线数据能够在电流从关 于元件的寿命、击穿的损耗曲线发生瞬时的电流增大((1))和稳定的电流增大((2))的情况 下确保必要的寿命。这些关于元件的寿命、击穿的损耗曲线可以根据从开关元件制造商获 得的元件信息来计算,也可以使用实测的值。在电力转换装置中能够流动的最大电流为IOA 的情况下,当电流自载波频率设定为20kHz的状态起上升时,控制指令部109通过沿着虚线 降低载波频率,能够使用直至到达最大电流(到达图6中的(3))。另外,在载波频率的降低速 度与电流的增大相比较为缓慢一一例如MCU的计算能力较低等情况下,出于保护元件的目 的,控制指令部109在到达与此时的载波频率相应的过流水平的时刻判断为发生过流,对电 力转换部102发送断路指令(图6中的(4))。另外,若电流数据在到达过流水平前转为减小的 趋势,则控制指令部109相应地使载波频率恢复原来的值。
[0063] 如上所述,在电流增大的情况下降低载波频率来抑制元件的发热,同时变更过流 水平设定来最大限度发挥元件的使用范围,并且在发生瞬时过流的情况下,为防止元件被 破坏而进行断路。
[0064] 如以上说明,本发明获得了这样的效果,即,在本实施例的电力转换装置中,在电 力转换装置的检测出的电流或直流电压较低的状态下,通过将载波频率保持较高,能够将 电动机的电磁噪声抑制得较低,通过加快电动机控制的电压更新周期能够稳定电动机的控 制;而在电流或直流电压较高的状态下,通过降低载波频率并提高过流水平或过压水平,能 够在防止开关元件被破坏的同时扩大电力转换装置的使用范围。另外,能够最大限度地利 用廉价的开关元件,获得了能够抑制成本的效果。
[0065] 实施例2
[0066] 本实施例说明的是这样的例子,在电力转换装置检测出的电流或直流电压或者电 流与直流电压这两者增大的情况下,降低载波频率来抑制元件的发热,同时判断元件的损 耗而变更进行断路的水平来最大限度发挥元件的使用范围,并且在瞬时损耗增大的情况 下一一例如发生过流或过压的情况下,为防止元件被破坏而进行断路。另外,本实施例中, 对于与实施例1的图中标注相同标记的结构省略说明,仅针对具有与实施例1不同作用的结 构进行说明。
[0067] 实施例2采用与实施例1同样的--例如图1的--结构。
[0068] 本实施例中,对于与实施例1的图中标注相同标记的结构省略说明,仅针对具有与 实施例1不同作用的结构进行说明。
[0069 ]控制指令部108以来自电流检测部106的电流数据和来自电压检测部107的直流电 压数据作为输入,基于电流信息和电压信息决定载波频率,对电力转换部102输出元件的接 通/关断(0N/0FF)信息。并且,控制指令部108根据有选择地采用载波频率或电流数据或直 流电压数据的结果,决定过流水平或过压水平,对电流数据与过流水平以及直流电压数据 与过压水平进行比较,在电流数据超过过流水平的情况下或直流电压数据超过过压水平的 情况下截断元件的输出。
[0070] 本实施例中说明这样的方法,即,在电流或直流电压增大的情况下,通过降低载波 频率来抑制元件的开关损耗的增大,并按照载波频率的降低和所参照的数据而变更过流水 平或过压水平,在需要电流的流通的情况下一一例如需要交流电动机的转矩等的情况下, 或者直流电压上升的情况下一一例如从交流电动机反过来供给了再生电力的情况下,过流 水平或过压水平随着关于元件所能耐受的寿命、击穿的损耗曲线而上升,所以可最大限度 发挥元件的使用范围,并且在发生瞬时过流或瞬时过压的情况下,为了防止元件的热击穿 而进行断路。
[0071] 图7表示由控制指令部109变更载波频率、进行过流和过压判断的方法。控制指令 部109首先从电流检测部106获得电流数据,并从电压检测部107获得直流电压数据(S401), 判断是否需要变更载波频率(S402)。在例如RAM等存储元件中,存储载波频率之所以需要变 更的原因是电流数据、直流电压数据还是它们两者。接着,控制指令部109变更载波频率 (S403),并根据载波频率之所以需要变更的原因,例如在因电流数据导致载波频率变更的 情况下决定过压水平,而在因直流电压数据导致载波频率变更的情况下决定过流水平,或 者,以直流电压数据与电流数据的积作为负载电力(功率)数据,决定根据损耗曲线计算的 断路水平(S404)。或者,控制指令部109也可以根据载波频率以损耗增大的情况下能够断路 的方式决定各断路水平。控制指令部109对变更后的过流水平与电流数据进行比较,或者对 变更后的过压水平与直流电压数据进行比较,或者对负载电力与断路水平进行比较 (S405),在电流数据超过过流水平,或者直流电压数据超过过压水平,或者负载电力超过断 路水平的情况下,截断电力转换部102的输出(S406)。
[0072]在图8中,作为控制指令部109在图7(S402)中进行判断的方法,表示根据损耗数据 判断载波频率的例子。控制指令部109首先从电流检测部106获得电流数据,并从电压检测 部107获得直流电压数据,并作为负载电力数据计算电流数据与直流电压数据的积(S501)。 控制指令部109对计算出的负载电力数据与载波频率fc判定水平c进行比较(S502),若计算 出的负载电力数据超过载波频率f C判定水平C,则降低载波频率(S503)。接着,对计算出的 负载电力数据与载波频率fc判定水平d进行比较(S504),若计算出的负载电力数据小于载 波频率fc判定水
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