电流型电力变换装置制造方法
【专利摘要】本发明提供电流型电力变换装置，具备：变换器部，其将从电源输入的交流或直流的电压变换为规定的直流电压；逆变器部，其将从所述变换器部经由直流电抗器所供给的直流电压变换为交流电压并输出；以及控制部，其以与升压降压比相应的调制率对所述逆变器部进行控制，该升压降压比基于从所述逆变器部输出的输出电压相对于从所述电源输入的输入电压的比。
【专利说明】电流型电力变换装置
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请基于2012年11月8日向日本特许厅提交的日本专利申请2012-246751号，因此将所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明的实施方式涉及电流型电力变换装置。
【背景技术】
[0004]以往，已知有向电机供给交流电力的电流型电力变换装置。电流型电力变换装置，例如，通过调整从变换器部输出的直流电压的大小来调整从逆变器部输出的交流电压的振幅。利用变换器部的调制率来调整变换器部的直流电压。
[0005]例如，在日本特开平2-206385号公报中公开的电流型电力变换装置中，通过将逆变器部的调制率设置为可变，来提高逆变器部的最大输出电压。
[0006]然而，该文献中记载的电流型电力变换装置中，使逆变器部的调制率基于对变换器部的直流电压指令进行变化。因此，有时微调逆变器部的输出电压时的电压响应性不良。
[0007]例如，若降低逆变器部的调制率，则输出电流暂时减少，从而输出电压下降。之后，经过由于直流电抗器引起的延迟，直流电流增加，从而输出电压上升。如此，若使逆变器部的调制率基于直流电压指令进行变化，则有时电压的响应性不良。
【发明内容】
[0008]实施方式一形态的目的在于提供一种提高输出电压的控制响应性的电流型电力
变换装置。
[0009]实施方式一形态的电流型电力变换装置具备变换器部、逆变器部、以及控制部。所述变换器部将从电源输入的交流或直流的电压变换为规定的直流电压。所述逆变器部将从所述变换器部经由直流电抗器所供给的直流电压变换为交流电压并输出。所述控制部以与升压降压比相应的调制率对所述逆变器部进行控制，该升压降压比基于从所述逆变器部输出的输出电压相对于从所述电源输入的输入电压的比。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1表示第I实施方式的电流型电力变换装置的构成。
[0011]图2是表示逆变器调制率与升压降压比的关系的一例。
[0012]图3是表示变换器调制率与升压降压比的关系的一例。
[0013]图4是表示另一逆变器调制率与升压降压比的关系的图。
[0014]图5表示第2实施方式的电流型电力变换装置的构成。
[0015]图6表示第3实施方式的电流型电力变换装置的构成。
[0016]图7是在电动运行动作时所输出的PWM信号的说明图。[0017]图8是在再生动作时所输出的PWM信号的说明图。
【具体实施方式】
[0018]在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。
[0019]以下，参照附图对本发明的电流型电力变换装置的实施方式详细地进行说明。此夕卜，本发明的电流型电力变换装置不限定于以下所示的实施方式。
[0020](第I实施方式)
[0021]图1表示第I实施方式的电流型电力变换装置I。该电流型电力变换装置I将从交流电源2供给的交流电力变换成所期望的交流电力，并向交流电机3输出。交流电机3例如是感应电机或同步电机。
[0022]如图1所示，电流型电力变换装置I具备R相端子Tr、S相端子Ts以及T相端子Tt0这些输入端子Tr、Ts以及Tt分别连接至交流电源2的R相、S相以及T相。另外，电流型电力变换装置I具备U相端子Tu、V相端子Tv以及W相端子Tw。这些输出端子TiuTv以及Tw分别连接至交流电机3的U相、V相以及W相。
[0023]而且，电流型电力变换装置I具备电流型变换器部11、电流型逆变器部12、直流电抗器13、电压检测部14、电流检测部15、以及控制部16。
[0024]电流型变换器部11将从交流电源2供给的交流电力变换为直流电力。该直流电力通过直流电抗器13输出到电流型逆变器部12。电流型逆变器部12将该直流电力变换为交流电力，并向交流电机3输出。此外，电流型变换器部11的输出侧电压为直流电压Vd。
[0025]电流型变换器部11具备滤波电路21以及桥电路22。滤波电路21具有电容器Cl?C3。R相端子Tr、S相端子Ts以及T相端子Tt分别连接电容器Cl?C3的一端。电容器Cl?C3的另一端相互连接。
[0026]桥电路22包含串联电路，该串联电路包含开关元件6a?6f (以下，有时总称为开关元件6)以及二极管7a?7f (以下，有时总称为二极管7)。这些串联电路被连接成3相桥。由控制部16对开关元件6a?6f进行导通/截止控制。由此,从交流电源2输出的3相交流电流被变换为直流电流。
[0027]直流电抗器13连接于电流型变换器部11与电流型逆变器部12之间。直流电抗器13将从电流型变换器部11输出的电流进行平滑处理后向电流型逆变器部12输出。
[0028]电流型逆变器部12具备桥电路23以及滤波电路24。桥电路23包含串联电路，该串联电路包含开关元件8a?8f (以下，有时总称为开关元件8)以及二极管9a?9f (以下，有时总称为二极管9)。这些串联电路被连接成3相桥。由控制部16对各开关元件8a?8f进行导通/截止控制。由此，从直流电抗器13输出的直流电流被变换为3相交流电流。
[0029]滤波电路24具有电容器C4?C6。U相端子Tu、V相端子Tv以及W相端子Tw分别连接电容器C4?C6的一端。电容器C4?C6的另一端相互连接。
[0030]作为开关兀件6 以及 8,例如使用 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型电力管)或者 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,MOS场效应晶体管)等半导体元件。此外，在开关元件6以及8是反向阻断型的IGBT的情况下，也可以没有二极管7以及9。
[0031]电压检测部14设置于交流电源2与电流型变换器部11之间。电压检测部14对交流电源2的R相、S相以及T相的电压Vr、Vs以及Vt(以下，记载为输入电压Vr、Vs以及Vt)进行检测。将检测结果输出到控制部16。
[0032]电流检测部15对从直流电抗器13向电流型逆变器部12流动的电流(以下，记载为直流电流Id)进行检测。电流检测部15将检测结果输出至控制部16。电流检测部15例如是利用作为磁电转换元件的霍尔元件检测电流的电流传感器。
[0033]控制部16生成PWM信号Sla~Slf并向电流型变换器部11输出。分别利用PWM信号Sla~Slf对电流型变换器部11的开关元件6a~6f进行导通/截止控制。另外,控制部16生成PWM信号S2a~S2f并向电流型逆变器部12输出。分别利用PWM信号S2a~S2f对电流型逆变器部12的开关元件8a~8f进行导通/截止控制。
[0034]这里，设为，由于功率平衡，向电流型变换器部11输入的输入功率与从电流型逆变器部12输出的输出功率相等。这种情况下，下述式(1)成立。
[0035]数式1
【权利要求】
1.一种电流型电力变换装置，包括: 变换器部，其将从电源输入的交流或直流的电压变换为规定的直流电压； 逆变器部，其将从所述变换器部经由直流电抗器所供给的直流电压变换为交流电压并输出；以及 控制部，其以与升压降压比相应的调制率对所述逆变器部进行控制，该升压降压比基于从所述逆变器部输出的输出电压相对于从所述电源输入的输入电压的比。
2.根据权利要求1所述的电流型电力变换装置，其中， 所述控制部以与直流电压指令相应的调制率对所述变换器部进行控制，该直流电压指令是基于从所述变换器部输出的直流电流和直流电流指令之间的偏差而生成的。
3.根据权利要求1所述的电流型电力变换装置，其中， 所述控制部根据所述升压降压比求所述变换器部的调制率，求与基于从所述变换器部输出的直流电流和直流电流指令之间的偏差而生成的直流电压指令相应的调制率修正值，利用该调制率修正值对所述变换器部的调制率进行修正。
4.根据权利要求2或3所述的电流型电力变换装置，其中， 所述控制部对所述直流电流指令和所述直流电流之间的偏差进行比例积分，由此生成所述直流电压指令。
5.根据权利要求2或3所述的电流型电力变换装置，其中， 所述控制部将所述变换器部的调制率设定为小于I来对所述变换器部进行控制。
6.根据权利要求1所述的电流型电力变换装置，其中， 所述控制部基于将所述升压降压比和所述逆变器部的调制率建立了关联的表、或运算式求所述逆变器部的调制率。
7.根据权利要求2或3所述的电流型电力变换装置，其中， 所述控制部基于将所述升压降压比和所述逆变器部的调制率建立了关联的表、或运算式求所述逆变器部的调制率。
8.根据权利要求1所述的电流型电力变换装置，其中， 所述控制部通过将所述输出电压相对于所述输入电压的比乘以所述逆变器部的功率因数来求所述升压降压比。
9.根据权利要求1所述的电流型电力变换装置，其中， 所述控制部通过将所述输出电压相对于所述输入电压的比除以所述变换器部的功率因数来求所述升压降压比。
【文档编号】H02M7/217GK103812363SQ201310545983
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2012年11月8日
【发明者】藤崎诚司, 山中克利 申请人:株式会社安川电机