专利名称：直交流转换器控制装置及功率转换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制驱动交流电动机的直交流转换器的技术。
背景技术：
一般而言，在直流连接部具有滤波电容器的电压型直交流转换装置中，进行抑 制由于直流输入电压的变动引起的输出电压之变动的输出电压一定控制。
图1示出了进 行该输出电压一定控制的现有技术中的直交流转换装置的概略构成。另外，图1中，简 略地示出了控制系，将输出电流检测部160配置在直交流转换部140和电动机150之间， 但是，只要是能够检测到输出给电动机150的电流的构成即可，例如还可以是在直流连 接部分配置分流电阻检测电流的构成。图1中的直交流转换装置包括是控制部的直交流转换控制部200。该直交流转换 控制部200，由电压补正部202进行补正使得输出电压不受输入直交流转换器140的直流 电压的变动的影响。具体地讲，由直流电压检测部201检测到输入给直交流转换器140 的直流电压值，并提供给电压补正部202。电压补正部202，进行用电压指令值除以该直 流电压值的电压补正(例如参照专利文献1、2中的现有技术例)。脉宽调制算出部203，基于来自电压补正部202的电压指令值算出用以脉宽调制 控制直交流转换器140的控制信号，响应该控制信号控制直交流转换器140的切换元件的 开与关。图1中，示出了假定以同步电动机作电动机150的控制系。同步电动机的控制 一般是基于在d_q座标上进行了座标转换的电动机模型进行。在d_q座标上进行了座标 转换的同步电动机的状态方程式由[数式1]表示。[数式1]vd = (R+sLd)id-coLqiqvq = (R+sLd) iq+ ω Ldid+ ω φ a速度控制器204及电流控制器206进行例如PI控制。进行PI控制时的电流控制 器206的传递函数由[数式2]表示。[数式2]
权利要求
1.一种直交流转换器控制装置，是控制直交流转换器(140)的装置，该直交流转换器 (140)将通过由电抗器(120)和电容器(130)构成的电感电容滤波器供给的直流电转换成 任意频率、任意电压值的交流电后，供给交流电动机(150)，其特征在于在供给所述直交流转换器(140)的直流电压变动的规定频率带域下，当直流电压 增加时，增加从所述直交流转换器(140)供给电动机的直交流转换器输出电压，而当直 流电压减少时，减少所述直交流转换器输出电压，且在直流电压的所述规定频率带域以 外，抑制由于直流电压的变动引起的直交流转换器输出电压的变动。
2.根据权利要求1所述的直交流转换器控制装置，其特征在于所述直流电压变动的规定频率带域至少包括所述电感电容滤波器的共振频率。
3.根据权利要求2所述的直交流转换器控制装置，其特征在于所述直流电压变动的规定频率带域在控制供给交流电动机(150)的电流追随指令值 的反馈控制的频率带域以下。
4.根据权利要求2或3所述的直交流转换器控制装置，其特征在于规定频率带域设定为比由交流电源(100)引起的电压脉动的频率小。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的直交流转换器控制装置，其特征在于根据所述直流电压的规定频率带域成份的变动量的大小，变动量越大，使从所述直 交流转换器(140)供给电动机的直交流转换器输出电压相对于直流电压的增加量而增加 的百分比越小，并且使相对于直流电压的减少量而让所述直交流转换器输出电压减少的 百分比越小。
6. —种直交流转换器控制装置，是控制直交流转换器(140)的装置，该直交流转换器 (140)将通过由电抗器(120)和电容器(130)构成的电感电容滤波器供给的直流电转换成 任意频率、任意电压值的交流电后，供给交流电动机(150)，其特征在于该直交流转换器控制装置包括算出输出电压指令的控制演算部(204 208)，直接输入来自检测供给所述直交流转换器(140)的直流电的电压的直流电压检测部 (201)的直流电压值，基于该直流电压值对来自所述控制演算部(204 208)的输出电压 指令进行补正的输出电压补正部(202)，基于来自所述输出电压补正部(202)的输出电压指令算出用以对所述直交流转换器 (140)进行脉宽调制控制的控制信号的脉宽调制算出部(203)，检测由所述直流电压检测部(201)检测到的直流电压的变动成份的变动成份检测部 (211)，该变动成份至少不包含直流成份且包含所述电感电容滤波器的共振频率(fO)成 份，基于由所述变动成份检测部(211)检测到的变动成份算出用以抑制所述电感电容滤 波器引起的连接部共振的补偿量的连接部共振补偿部(213)，该补偿量是连接部共振补偿 量，将所述连接部共振补偿量限制在规定范围的限制部(212)，根据已由所述限制部(212)限制的连接部共振补偿量对输入所述控制演算部内的补 偿器(204 208)中具有能够控制所述电感电容滤波器的共振频率(fO)的控制带域的任 一补偿器(206)的输入指令进行补正的补正部(214)。
7.根据权利要求6所述的直交流转换器控制装置，其特征在于输入所述控制演算部内的任一补偿器的输入指令是扭矩指令或电流指令。
8.根据权利要求6或7所述的直交流转换器控制装置，其特征在于所述限制部(212)的限制值设定为比不利用所述连接部共振补偿量进行补正时由所 述电感电容滤波器引起的共振成份的振幅小的值。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的直交流转换器控制装置，其特征在于供给所述直交流转换器(140)的直流电由将来自交流电源(100)的交流电转换成直流 电的交直流转换器(110)供给，所述变动成份检测部(211)，包括检测由所述直流电压检测部(201)检测到的直流电 压的由所述交流电源(100)引起的脉动成份的电压脉动检测部(500)，所述变动成份检测 部(211)从所述变动成份去除由所述电压脉动检测部(500)检测到的脉动成份。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的直交流转换器控制装置，其特征在于供给所述直交流转换器(140)的直流电由将来自交流电源(100)的交流电转换成直流 电的交直流转换器(110)供给，所述电感电容滤波器选定电阻器(120)及电容器(130)，使得该电感电容滤波器的共 振频率(fO)成为供给所述直交流转换器(140)的直流电压的由所述交流电源(100)引起 的脉动成份的整数倍频率及该整数倍频率附近频率以外的频率。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的直交流转换器控制装置，其特征在于 还包括检测由所述直流电压检测部(201)检测的直流电压的电压异常的电压异常检测部(215)，所述限制部(212)根据所述电压异常检测部(215)的检测结果调整所述限制范围。
12.根据权利要求6至10中任一项所述的直交流转换器控制装置，其特征在于 还包括检测由所述直流电压检测部(201)检测的直流电压的电压异常的电压异常检测部(215)，所述连接部共振补偿部(213)，根据所述电压异常检测部(215)的检测结果调整所述 连接部共振补偿量。
13.—种功率转换装置，包括将来自交流电源(100)的交流电转换成直流电的交直流转换部(110)， 由电抗器(120)和电容器(130)构成的电感电容滤波器，来自所述交直流转换部(110)的直流电通过所述电感电容滤波器供来，将该直流 电转换为任意频率、任意电压值的交流电后，供给交流电动机(150)的直交流转换部 (140)，以及控制所述直交流转换部(140)的直交流转换控制部(200)，其特征在于 所述直交流转换控制部(200)，在供给所述直交流转换器(140)的直流电压变动的规 定频率带域下，当直流电压增加时，增加从所述直交流转换器(140)供给电动机的直交 流转换器输出电压，而当直流电压减少时，则减少所述直交流转换器输出电压，并且， 在直流电压的所述规定频率带域以外，抑制直流电压变动引起的直交流转换器输出电压 的变动。
14.根据权利要求13所述的功率转换装置，其特征在于所述直流电压变动的规定频率带域至少包含所述电感电容滤波器的共振频率。
15.根据权利要求14所述的功率转换装置，其特征在于所述直流电压变动的规定频率带域，在以供给交流电动机(150)的电流追随指令值 的方式进行控制的反馈控制频率带域以下。
16.根据权利要求14或15所述的功率转换装置，其特征在于规定频率带域设定为未达到由交流电源(100)引起的电压脉动的频率。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的功率转换装置，其特征在于根据所述直流电压的规定频率带域成份的变动量的大小，变动量越大，使从所述直 交流转换器(140)供给电动机的直交流转换器输出电压相对于直流电压的增加量而增加 的百分比越小，并且使相对于直流电压的减少量而让所述直交流转换器输出电压减少的 百分比越小。
18.—种功率转换装置，包括将来自交流电源(100)的交流电转换成直流电的交直流转换部(110)，由电抗器(120)和电容器(130)构成的电感电容滤波器，来自所述交直流转换部(110)的直流电通过所述电感电容滤波器供来，将该直流 电转换为任意频率、任意电压值的交流电后，供给交流电动机(150)的直交流转换部 (140)，以及控制所述直交流转换部(140)的直交流转换控制部(200)，其特征在于所述直交流转换控制部(200)包括检测供给所述直交流转换部(140)的直流电的电压的直流电压检测部(201)，算出输出电压指令的控制演算部(204 208)，直接输入由所述直流电压检测部(201)检测到的直流电压值，基于该直流电压值对 来自所述控制演算部(204 208)的输出电压指令进行补正的输出电压补正部(202)，基于来自所述输出电压补正部(202)的输出电压指令算出用以对所述直交流转换器 (140)进行脉宽调制控制的控制信号的脉宽调制算出部(203)，检测由所述直流电压检测部(201)检测到的直流电压的变动成份的变动成份检测部 (211)，该变动成份至少不包含直流成份且包含所述电感电容滤波器的共振频率(fO)，基于由所述变动成份检测部(211)检测到的变动成份算出用以抑制所述电感电容滤 波器引起的连接部共振的补偿量的连接部共振补偿部(213)，该补偿量是连接部共振补偿 量，将所述连接部共振补偿量限制在规定范围的限制部(212)，根据已由所述限制部(212)限制的连接部共振补偿量对输入所述控制演算部内的补 偿器(204 208)中具有能够控制所述电感电容滤波器的共振频率(fO)的控制带域的任 一补偿器(206)的输入指令进行补正的补正部(214)。
19.根据权利要求18所述的功率转换装置，其特征在于输入所述控制演算部内的任一补偿器的输入指令是扭矩指令或电流指令。
20.根据权利要求18或19所述的功率转换装置，其特征在于所述限制部(212)的限制值设定为比不利用所述连接部共振补偿量进行补正时由所 述电感电容滤波器引起的共振成份的振幅小的值。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的功率转换装置，其特征在于所述变动成份检测部(211)包括检测由所述直流电压检测部(201)检测到的直流电压 的由所述交流电源(100)引起的脉动成份的电压脉动检测部(500)，所述变动成份检测部 (211)从所述变动成份去除由所述电压脉动检测部(500)检测到的脉动成份。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的功率转换装置，其特征在于所述电感电容滤波器选定电阻器(120)及电容器(130)，使得该电感电容滤波器的共 振频率(fO)成为供给所述直交流转换器(140)的直流电压的由所述交流电源(100)引起 的脉动成份的整数倍频率及该整数倍频率附近频率以外的频率。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的功率转换装置，其特征在于还包括检测由所述直流电压检测部(201)检测的直流电压的电压异常的电压异常检 测部(215)，所述限制部(212)根据所述电压异常检测部(215)的检测结果调整所述限制范围。
24.根据权利要求18至22中任一项所述的功率转换装置，其特征在于还包括检测由所述直流电压检测部(201)检测的直流电压的电压异常的电压异常检 测部(215)，所述连接部共振补偿部(213)，根据所述电压异常检测部(215)的检测结果调整所述 连接部共振补偿量。
25.—种空调装置，其特征在于包括权利要求18至24中任一项所述的功率转换装置。
全文摘要
本发明公开了一种直交流转换器控制装置及功率转换装置。将来自直流电压检测部(201)的直流电压值不经过补偿器或滤波器地直接输入电压补正部(202)。因此，即便是在瞬时停电、瞬时电压降低、从瞬时电压降低复原时等电压骤变时，电压补正部(202)也能够应对此骤变进行高速补正处理。因为将限制部(212)的连接部共振补偿量限制在一定的范围内，所以能够防止电压骤变时连接部共振补偿量过度变动。因为将由限制部(212)限制在一定范围内的连接部共振补偿量输入控制演算部(204～208)内的适合控制带域的补偿器(206)，所以无需进行超出需要的高速应答，控制稳定。
文档编号H02P21/00GK102017395SQ200980114829
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月28日 优先权日2008年4月28日
发明者小川卓郎, 巴正信, 日比野宽 申请人:大金工业株式会社