矩阵变换器及输出电压误差的补偿方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种矩阵变换器及输出电压误差的补偿方法。
【背景技术】
[0002] 矩阵变换器具有用于连接交流电源的各相与负载的各相的多个双向开关，通过控 巧赔些双向开关并对交流电源的各相电压直接进行开关，W向负载输出任意的电压、频率。
[0003] 该种矩阵变换器在由双向开关对与负载连接的交流电源的相进行切换时，按照规 定顺序对构成双向开关的多个开关元件分别进行接通/断开控制该样的换流控制。通过所 述换流控制，虽能防止交流电源的线间短路、矩阵变换器的输出开路等，但是输出电压产生 误差。
[0004] 因此，提出了 W下一种技术；通过基于交流电源的线间电压来修正电压指令W补 偿电压误差（例如，参照专利文献1、2)。
[0005] 现有技术文献 [000引专利文献
[0007] 专利文献1 ;日本特开2004-7929号公报
[0008] 专利文献2 ;日本特开2007-82286号公报
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的问题
[0010] 然而，在W往的补偿输出电压误差的技术中，是W单一的换流方式、调制方式为对 象，例如，不能对换流方式的种类进行切换，或者不能对调制方式的种类进行切换。
[0011] 本发明是鉴于上述情形而做出的，其目的在于提供一种矩阵变换器及输出电压误 差的补偿方法，例如即使对换流方式的种类、调制方式的种类等进行切换时，也能高精度地 控制因换流控制导致的输出电压误差。
[001引为解决问题的方法
[0013] 本发明的一个方式涉及的矩阵变换器具有电力转换部、控制信息生成部、换流控 制部、存储部及误差补偿部。所述电力转换部具有能够通过多个开关元件控制导通方向的 多个双向开关，并在与交流电源的各相连接的多个输入端子和与负载的各相连接的多个输 出端子之间设有所述多个双向开关。所述控制信息生成部用于生成对所述双向开关进行控 制的控制信息。所述换流控制部基于所述控制信息单独控制所述开关元件W进行换流控 巧||。所述存储部用于存储所述换流控制的方式和/或电力转换的调制方式的设定信息。所 述误差补偿部基于所述设定信息进行输出电压的误差补偿。
[0014] 发明效果
[0015] 根据本发明，能提供如下一种矩阵变换器及输出电压误差的补偿方法；例如，即使 对换流方式的种类或调制方式的种类等进行切换时，也能高精度地控制输出电压误差。
【附图说明】
[0016] 图1是表示本发明实施方式涉及的矩阵变换器的结构例的图。
[0017] 图2是表示图1所示的双向开关的结构例的图。
[0018] 图3是表示图1所示的控制部的第一结构例的图。
[0019] 图4是表示在1〇〉0时，由四步电流换流法进行的开关元件的接通/断开的转变的 图。
[0020] 图5是表示在1〇〉0时，由四步电流换流法进行的PWM控制指令、输出相电压与载 波之间的关系的图。
[0021] 图6是表示在1〇<0时，由四步电流换流法进行的开关元件的接通/断开的转变的 图。
[0022] 图7是表示在1〇<0时，由四步电流换流法进行的PWM控制指令、输出相电压与载 波之间的关系的图。
[0023] 图8是表示在1〇〉0时，由四步电压换流法进行的开关元件的接通/断开的转变的 图。
[0024] 图9是表示在1〇<0时，由四步电压换流法进行的开关元件的接通/断开的转变的 图。
[00巧]图10是表不输出电压空间矢量的一例的图。
[0026] 图11是表示输出电压指令与空间矢量之间的对应例的图。
[0027] 图12是表示化ase =化时开关模式的一例的图（之1)。
[002引图13是表示甜ase =化时开关模式的一例的图（之2)。
[0029] 图14是表示化ase =化时开关模式的一例的图（之1)。
[0030] 图15是表示化ase =化时开关模式的一例的图（之2)。
[0031] 图16是表示在H相调制法中载波与输出相电压之间的关系的一例的图。
[0032] 图17是表示由补偿量计算部执行的补偿量计算处理的一例的流程图。
[0033] 图18是表示载波与修正量计算周期之间的关系的一例的图。
[0034] 图19是表示图1所示的控制部的第二结构例的图。
[00巧]附图标记说明
[003引1 ;矩阵变换器；2 ;交流电源；3 ;负载；10 ;电力转换部；11 ;LC滤波器；12 ;输入电 压检测部；13 ;输出电流检测部；14、14A ;控制部；20 ;设定f旨息存储部；21 ;电压指令生成 部；22、22A ;控制信息生成部；23 ;换流控制部；24、24A ;误差补偿部；3U31A ;补偿量计算 部；32 ;脉冲宽度调整部；32A ;修正指令部；Swa、Swb ;开关元件。
【具体实施方式】
[0037] 下面，参照附图详细说明本申请公开的矩阵变换器的实施方式。此外，本发明并不 限定于W下所示的实施方式。
[0038] [1、矩阵变换器的结构]
[0039] 图1是表示实施方式涉及的矩阵变换器的结构例的图。如图1所示，实施方式涉 及的矩阵变换器1设在H相交流电源2(下面简称为交流电源2)与负载3之间。负载3例 如为交流电动机、发电机。下面，将交流电源2的R相、S相及T相记为输入相，将负载3的 u相、V相及w相记为输出相。
[0040] 矩阵变换器1具有；输入端子Tr、Ts、Tt ;输出端子化、Tv、Tw ;电力转换部10 ;LC 滤波器11 ;输入电压检测部12 ;输出电流检测部13 ;及控制部14。矩阵变换器1将从交流 电源2经由输入端子Tr、Ts、Tt供给的H相交流电转换为任意电压及频率的H相交流电并 从输出端子化、Tv、Tw输出到负载3。
[0041] 电力转换部10具有用于连接交流电源2的各相与负载3的各相的多个双向开关 Sru、Ssu、S1：U、Srv、Ssv、Stv、Srw、Ssw、Stw(下面有时统称为双向开关 Sw)。
[004引双向开关Sru、Ssu、S化分别连接交流电源2的R相、S相、T相与负载3的U相。 双向开关Srv、Ssv、Stv分别连接交流电源2的R相、S相、T相与负载3的V相。双向开关 Srw、Ssw、Stw分别连接交流电源2的R相、S相、T相与负载3的W相。
[0043] 图2是表示双向开关Sw的结构例的图。如图2所示，双向开关Sw具有开关元件 Swa与二极管化的串联连接电路、W及开关元件Swb与二极管化的串联连接电路，该些串 联连接电路被反向并联连接。在图2中，输入相电压记为Vi，输出相电压记为Vo。
[0044] 此外，双向开关Sw采用具有多个开关元件并能控制导通方向的结构即可，并不限 定于图2所示的结构。例如，在图2所示的例子中，二极管Da、化的阴极相互连接，但是双 向开关Sw也可W采用二极管化、Db的阴极不相互连接的结构。
[0045] 另夕h,开关兀件 Swa、Swb 例如为 M0S阳T(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor;金属氧化物半导体场效应晶体管）、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor ;绝缘栅双极型晶体管）等半导体开关元件。另外，也可W为下一代半 导体开关元件SiC、GaN。此外，在开关元件Swa、Swb为反向阻断IGBT时，也可W不设二极 管 Da、Db。
[004引返回图1继续说明矩阵变换器1。LC滤波器11设在交流电源2的R相、S相及T 相与电力转换部10之间。该LC滤波器11包含H个电抗器Lr、Ls、Lt及H个电容器化S、 Cst、Ctr，用于去除对双向开关Sw进行开关而产生的高频成分。
[0047] 输入电压检测部12用于检测出交流电源2的R相、S相、T相的各相电压。具体而 言，输入电压检测部12用于检测出交流电源2的R相、S相、T相的各相电压的瞬时值