专利名称：信号处理装置、滤波器、控制电路、逆变器和转换器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号处理装置、滤波器、用于控制电カ转换电路的输出或输入的控制电路、使用有该控制电路的系统连接(链接)逆变器系统和PWM转换器(converter)系统。
背景技术：
当前，正在开发将由太阳能电池等生成的直流电カ转换为交流电カ并供给到电力系统的系统连接逆变器系统(系統連系ィンバータシステム)。图36是用于说明现有的一般系统连接逆变器系统的框图。系统连接逆变器系统AlOO是将直流电源I生成的电カ转换后供给到三相电カ系统B的系统。另外，以下将3个相记设为U相、V相和W相。逆变器电路2通过开关元件(未图示)的开关，将从直流电源I输入的直流电压转换为交流电压。滤波器电路3去除包含于从逆变器电路2输出的交流电压中的开关频率成分。变压电路4将从滤波器电路3输出的交流电压升压(或者降压)到电カ系统B的系统电压。控制电路7被输入电流传感器5检测出的电流信号和电压传感器6检测出的电压信号，根据这些信号生成PWM信号并输出到逆变器电路2。逆变器电路2基于从控制电路7输入的PWM信号，进行开关元件的开关。图37是用于说明控制电路7的内部结构的框图。
从电流传感器5输入的各相的电流信号被输入到三相/ 二相转换部73。三相/ 二相转换部73进行所谓的三相/ 二相转换处理(a ^转换处理)。所谓三相/ 二相转换处理，是将三相的交流信号转换为与其等效的二相的交流信号的处理，通过将三相的交流信号分别分解成在静止的正交坐标系(以下，称为“静止坐标系”。)正交的a轴和3轴的成分并将各轴的成分相加，而转换为a轴成分的交流信号和3轴成分的交流信号。三相/二相转换部73将被输入的3个电流信号Iu、Iv、Iw转换为a轴电流信号I a和@轴电流信号I P，并输出到旋转坐标转换部78。在三相/ 二相转换部73进行的转换处理能够用下述(I)式所示的行列式表现。
权利要求
1.一种信号处理装置，其特征在于 通过利用第一传递函数对输入信号进行信号处理，生成输出信号， 在将表示规定的处理的传递函数设为F (S)，将规定的角频率设为COtl，将虚数单位设为j的情况下，所述第一传递函数为
2.一种信号处理装置，其特征在于 所述信号处理装置被输入第一输入信号和第二输入信号，输出第一输出信号和第二输出信号， 利用第一传递函数对所述第一输入信号进行信号处理，利用第二传递函数对所述第二输入信号进行信号处理，通过将这两个所述信号处理的结果相加而生成所述第一输出信号， 利用第三传递函数对所述第一输入信号进行信号处理，利用所述第一传递函数对所述第二输入信号进行信号处理，通过将这两个所述信号处理的结果相加而生成所述第二输出信号， 在将表示规定的处理的传递函数设为F (S)，将规定的角频率设为Oci，将虚数单位设为j的情况下，所述第一传递函数、所述第二传递函数和所述第三传递函数分别为
3.一种信号处理装置，其特征在于 所述信号处理装置被输入第一输入信号、第二输入信号和第三输入信号，输出第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号， 利用第一传递函数对所述第一输入信号进行信号处理，利用第二传递函数对所述第二输入信号进行信号处理，利用所述第二传递函数对所述第三输入信号进行信号处理，通过将这三个所述信号处理的结果相加而生成所述第一输出信号， 利用所述第二传递函数对所述第一输入信号进行信号处理，利用所述第一传递函数对所述第二输入信号进行信号处理，利用所述第二传递函数对所述第三输入信号进行信号处理，通过将这三个所述信号处理的结果相加而生成所述第二输出信号， 利用所述第二传递函数对所述第一输入信号进行信号处理，利用所述第二传递函数对所述第二输入信号进行信号处理，利用所述第一传递函数对所述第三输入信号进行信号处理，通过将这三个所述信号处理的结果相加而生成所述第三输出信号， 在将表示规定的处理的传递函数设为F (S)，将规定的角频率设为Oci，将虚数单位设为j的情况下，所述第一传递函数和所述第二传递函数分别为
4.一种信号处理装置，其特征在于 所述信号处理装置被输入第一输入信号、第二输入信号和第三输入信号，输出第一输出信号、第二输出信号和第三输出信号， 利用第一传递函数对所述第一输入信号进行信号处理，利用第二传递函数对所述第二输入信号进行信号处理，利用第三传递函数对所述第三输入信号进行信号处理，通过将这三个所述信号处理的结果相加而生成所述第一输出信号， 利用所述第三传递函数对所述第一输入信号进行信号处理，利用所述第一传递函数对所述第二输入信号进行信号处理，利用所述第二传递函数对所述第三输入信号进行信号处理，通过将这三个所述信号处理的结果相加而生成所述第二输出信号， 利用所述第二传递函数对所述第一输入信号进行信号处理，利用所述第三传递函数对所述第二输入信号进行信号处理，利用所述第一传递函数对所述第三输入信号进行信号处理，通过将这三个所述信号处理的结果相加而生成所述第三输出信号， 在将表示规定的处理的传递函数设为F (S)，将规定的角频率设为Oci，将虚数单位设为j的情况下，所述第一传递函数、所述第二传递函数和所述第三传递函数分别为
5.一种控制电路，其特征在于 所述控制电路利用PWM信号控制电力转换电路内的多个开关单元的驱动， 所述控制电路包括 权利要求1所述的信号处理装置；和 基于输出信号生成PWM信号的PWM信号生成单元，其中，所述输出信号为所述信号处理装置的在被输入基于所述电力转换电路的输出或者输入的信号后的输出信号。
6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于 所述控制电路还包括将基于所述电力转换电路的输出或者输入的信号转换为第一信号和第二信号的二相转换单元， 所述PWM信号生成单元，基于所述信号处理装置的在被输入所述第一信号后的输出信号和所述信号处理装置的在被输入所述第二信号后的输出信号，生成PWM信号。
7.—种控制电路，其特征在于 所述控制电路利用PWM信号控制电力转换电路内的多个开关单元的驱动， 所述控制电路包括 将基于所述电力转换电路的输出或者输入的信号转换为第一信号和第二信号的二相转换单元； 权利要求2所述的信号处理装置；和 基于输出信号生成PWM信号的PWM信号生成单元，其中，所述输出信号为所述信号处理装置的在被输入所述第一信号和所述第二信号后的输出信号。
8.根据权利要求6或7所述的控制电路，其特征在于 所述电力转换电路与三相交流相关， 所述二相转换单元将基于所述电力转换电路的三相的输出或者输入的信号转换为所述第一信号和所述第二信号。
9.根据权利要求6或7所述的控制电路，其特征在于， 所述电力转换电路与单相交流相关， 所述二相转换单元生成基于所述电力转换电路的单相的输出或者输入的信号作为所述第一信号，生成使所述第一信号的相位延迟90度的信号作为所述第二信号。
10.一种控制电路，其特征在于 所述控制电路利用PWM信号控制与三相交流相关的电力转换电路内的多个开关单元的驱动， 所述控制电路包括 权利要求3或4所述的信号处理装置；和 基于输出信号生成PWM信号的PWM信号生成单元，其中，所述输出信号为所述信号处理装置的在被输入基于所述电力转换电路的输出或者输入的信号后的输出信号。
11.根据权利要求6至9中任一项所述的控制电路，其特征在于 在所述信号处理装置中，代替所述第一信号和所述第二信号，输入所述第一信号和所述第二信号与各自的目标值的偏差信号。
12.根据权利要求5至10中任一项所述的控制电路，其特征在于 所述基于所述电力转换电路的输出或者输入的信号是从所述电力转换电路的输出或者输入检测出的信号与各自的目标值的偏差信号。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的控制电路，其特征在于 代替所述规定的角频率Otl，使用作为角频率COtl的自然数n倍的角频率的角频率ηω(ι。
14.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于，还包括 发散判别单元，其基于从所述信号处理装置输出的输出信号，判别是否控制存在发散倾向；和 停止单元，其在由所述发散判别单元判别为存在发散倾向的情况下，停止所述输出信号的输出。
15.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于，还包括 发散判别单元，其基于从所述信号处理装置输出的输出信号，判别是否控制存在发散倾向；和 相位变更单元，其在由所述发散判别单元判别为存在发散倾向的情况下，将所述输出信号的相位变更为控制不发散的相位。
16.根据权利要求14或15所述的控制电路，其特征在于 当所述输出信号超过规定的阈值时，所述发散判别单元判别为控制存在发散倾向。
17.根据权利要求5至16中任一项所述的控制电路，其特征在于 表示所述规定的处理的传递函数为F (S) = K1 / S，其中，K1为积分增益。
18.根据权利要求5至16中任一项所述的控制电路，其特征在于表示所述规定的处理的传递函数是F (s) = Kp+ K1 / S，其中，K1^PK1分别为比例增益和积分增益。
19.根据权利要求5至18中任一项所述的控制电路，其特征在于 所述基于所述电力转换电路的输出或者输入的信号是检测出输出电流或者输入电流的信号。
20.根据权利要求5至18中任一项所述的控制电路，其特征在于， 所述基于所述电力转换电路的输出或者输入的信号是检测出输出电压或者输入电压的信号。
21.根据权利要求5至20中任一项所述的控制电路，其特征在于 控制系统的设计使用H c 回路成形法进行。
22.根据权利要求5至21中任一项所述的控制电路，其特征在于 所述电力转换电路是用于生成向电力系统供给的交流电力的逆变器电路， 所述规定的角频率Oci为所述电力系统的基波的角频率。
23.根据权利要求5至21中任一项所述的控制电路，其特征在于 所述电力转换电路是用于驱动电动机的逆变器电路， 所述规定的角频率Otl为与所述电动机的旋转速度对应的角频率。
24.根据权利要求5至21中任一项所述的控制电路，其特征在于 所述电力转换电路是将从电力系统供给的交流电力转换为直流电力的转换器电路， 所述规定的角频率Oci为所述电力系统的基波的角频率。
25.—种系统连接逆变器系统，其特征在于，包括 逆变器电路；和 权利要求22所述的控制电路。
26.—种PWM转换器系统，其特征在于，包括 转换器电路；和 权利要求24所述的控制电路。
27.一种滤波器，其特征在于 所述滤波器包括权利要求1至4中任一项所述的信号处理装置， 表示所述规定的处理的传递函数为F (s) = I / (T · s + 1)，其中，T为时间常数。
28.一种滤波器，其特征在于 所述滤波器包括权利要求1至4中任一项所述的信号处理装置， 表示所述规定的处理的传递函数为F (s) = T*s/ (T*s+ 1)，其中，T为时间常数。
29.一种相位检测装置，其特征在于 所述相位检测装置检测交流信号的基波成分的相位， 所述相位检测装置包括权利要求27或28所述的滤波器， 所述规定的角频率Qci为所述交流信号的基波成分的角频率。
全文摘要
本发明提供一种信号处理装置，该信号处理装置能够进行与在进行旋转坐标转换后进行规定的处理、然后进行静止坐标转换的处理同样的处理，而且具有线性和时不变性。在将表示规定的处理的传递函数设为F(s)，将规定的角频率设为ω0，将虚数单位设为j的情况下，信号处理装置进行由下述的传递函数的矩阵G表示的处理。
文档编号H03H17/02GK103036529SQ20121036940
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月27日 优先权日2011年9月29日
发明者大堀彰大, 服部将之 申请人:株式会社大亨