矩阵变换器及输出电压误差的补偿方法_2

文档序号:8321647阅读:来源:国知局
化、 Es、Et (下面记为输入相电压化、Es、化)。
[004引输出电流检测部13用于检测出在电力转换部10与负载3之间流动的电流。具体 而言,输出电流检测部13用于检测出在电力转换部10与负载3的U相、V相、W相之间分别 流动的电流的瞬时值lu、IV、Iw(下面记为输出相电流lu、IV、Iw)。此外,下面有时将输出 相电流lu、IV、Iw统称为输出相电流10。
[0049] 控制部14具有设定信息存储部20、控制信息生成部22、换流控制部23及误差补 偿部24。控制信息生成部22、换流控制部23及误差补偿部24获取存储在设定信息存储部 20中的设定信息,并基于获取到的设定信息进行动作。
[0050] 设定信息存储部20用于存储调制法参数Pm、换流法设定参数Pt及载波频率设定 参数Pf等设定信息。该些设定信息为使用者、设置者经由矩阵变换器1的输入部(未图 示)输入的信息。调制法参数Pm为表示对负载3进行调制的方式的参数,换流法设定参数 Pt为用于指定由换流控制部23进行的换流控制的方式的参数。另外,载波频率设定参数 Pf为用于指定控制信息生成部22的载波的频率等的参数。
[005。 控制信息生成部22基于输入相电压£1'、63、6*、输出相电流111、1乂、1巧、调制法参 数化及载波频率设定参数Pf,生成用于控制双向开关Sw的控制信息。具体而言,控制信息 生成部22 W对应于由载波频率设定参数Pf指定的载波的频率的周期来生成控制信息。控 制信息生成部22例如在化=0时,生成采用两相调制法的控制信息,在化=1时,生成采 用H相调制法的控制信息。
[005引该里,按照输入相电压Er、Es、化的大小由大到小的顺序设为输入相电压化、血、 化时,两相调制法为如下一种方式:将U相、V相及W相中的一个输出相固定为化或化,剩 余两个输出相在化、Em、化之间切换而输出。另外,H相调制法为如下一种PWM控制方式: U相、V相及W相中的任一输出相都在Ep、Em、化之间切换而输出。该样,调制法因从电力 转换部10输出的经PWM调制的电压的输出相的数量不同而不同。
[0053] 换流控制部23基于由控制信息生成部22生成的控制信息而生成驱动信号Sla~ S9a、S化~S9b (下面有时统称为驱动信号Sg),其中,所述驱动信号Sla~S9a、S化~S9b 执行由对应于换流法设定参数Pt的换流法进行的换流控制。
[0054] 驱动信号Sla~S9a分别被输入到构成双向开关Sru、Ssu、Stu、Srv、Ssv、Stv、 Srw、Ssw及Stw的开关元件Swa的栅极。驱动信号S化~S9b分别被输入到构成双向开关 Sru、Ssu、S1:U、Srv、Ssv、Stv、Srw、Ssw 及 Stw 的开关元件 Swb 的栅极。
[00巧]换流控制部23例如在Pt = 0时,选择电流换流法并执行换流控制,在Pt = 1时, 选择电压换流法并执行换流控制。换流控制时,在由双向开关Sw对与各输出相连接的负载 3的相进行切换时,单独对构成切换源及切换目标的双向开关Sw的开关元件Swa、Swb进行 接通/断开。根据所述换流控制,能防止输入相间短路和输出相开路。
[0056] 误差补偿部24基于存储在设定信息存储部20中的设定信息,求出对应于换流方 式、调制方式及载波等设定信息的补偿量,通过所述补偿量进行输出电压的误差补偿。
[0057] 例如,作为误差补偿的第一方式,误差补偿部24基于对应于换流方式、调制方式 及载波等设定信息的补偿量,对由控制信息生成部22生成的控制信息进行修正,并将经修 正的控制信息输出到换流控制部23。另外,作为误差补偿的第二方式,误差补偿部24基于 对应于换流方式、调制方式及载波等设定信息的补偿量,对输出电压指令进行修正并输出 到控制信息生成部22。
[005引该样,在实施方式涉及的矩阵变换器1中,求出对应于设定信息的补偿量,并通过 所述补偿量进行输出电压的误差补偿。因此,即使对换流方式的种类、调制方式的种类等设 定信息进行切换时,也能高精度地控制输出电压误差。下面,在使用控制部14的第一结构 例来具体说明误差补偿的第一方式之后,使用控制部14的第二结构例来具体说明误差补 偿的第二方式。此外,设定信息也可W为调制法参数Pm、换流法设定参数Pt及载波频率设 定参数Pf中的一个或者两个。
[0059] [2、控制部14的第一结构例]
[0060] 图3是表示控制部14的第一结构例的图。如图3所示,控制部14具有设定信息 存储部20、电压指令生成部21、控制信息生成部22、换流控制部23及误差补偿部24。误差 补偿部24具有补偿量计算部31和脉冲宽度调整部32。
[0061] 控制部14包含例如具有CPU (Central Processing化it ;中央处理器)、R0M化ead 化ly Memcxry ;只读存储器)、RAM(Random Access Memcxry ;随机存取存储器)及输入输出端 口等的微型计算机和各种电路。微型计算机的CPU通过读取并执行存储在ROM中的程序而 起到电压指令生成部21、控制信息生成部22、换流控制部23及误差补偿部24的功能。另 夕F,RAM通过由CPU执行程序而起到设定信息存储部20的功能。此外,有时控制部14不使 用程序而仅由硬件构成。
[0062] 设定信息存储部20例如用于存储调制法参数化、载波频率设定参数Pf、换流时间 参数Tdl~Td3及换流法设定参数Pt。该些信息例如为使用者或设置者经由矩阵变换器1 的输入部(未图示)输入的信息。
[0063] 电压指令生成部21例如基于频率指令r及输出相电流lu、IV、Iw,按规定的控制 周期生成并输出每个输出相的输出电压指令Vut、Vvt、Vwt (下面有时将该些记为输出电压指 令V〇t)。频率指令r为输出相电压化、Vv、Vw的频率的指令。
[0064] 控制信息生成部22基于输入相电压Er、Es、Et、输出相电流lu、IV、Iw及输出电 压指令化等,在载波Sc的每个半周期内使用空间矢量法,对用于规定PWM(Pulse Wi化h Mo化lation)控制的脉冲宽度的输出矢量的比率进行运算。控制信息生成部22将已 运算出的输出矢量的比率作为控制信息Tru、Trv、Trw通知给误差补偿部24。
[0065] 控制信息生成部22在载波Sc的波峰或波谷的时刻,切换用于运算控制信息Tru、 Trv、Trw的输出电压指令V〇t。例如,载波Sc的周期Tsc为输出电压指令V〇t的周期的两倍 时,控制信息生成部22在载波Sc的每两个周期内,在载波Sc的波峰或波谷的时刻,切换用 于运算控制信息Tru、Trv、Trw的输出电压指令Vc八
[0066] 误差补偿部24基于控制信息Tru、Trv、Trw、存储在设定信息存储部20中的设定 信息及输出相电流lu、IV、Iw,生成经输出电压误差补偿的PWM控制指令化r、Vvr、Vwf。
[0067] 输出电压误差补偿为对由控制信息生成部22运算出的输出矢量的比率与通过换 流控制部23的换流控制而设定的输出矢量的比率之间的偏差进行补偿的处理。误差补偿 部24向换流控制部23输出已生成的PWM控制指令化r、Vvl*、Vwl*(下面有时将它们记为 PWM控制指令V〇r)。PWM控制指令V〇r包含用于指定向输出相进行输出的输入相电压Vi 的信息(下面记为指定输入相信息)。
[006引换流控制部23在PWM控制指令V0r的指定输入相信息产生变化时,执行通过双 向开关Sw对与负载3连接的交流电源2的相进行切换的换流控制并生成驱动信号Sg。
[0069] 如上所述,由误差补偿部24进行的输出电压误差补偿根据换流法的种类、电力转 换的调制法的种类而进行。下面,按顺序具体说明换流法、调制方式和误差补偿。
[0070] [2. 1、换流控制法]
[0071] 如上所述,作为由换流控制部23执行的换流法,例如有电流换流法和电压换流 法。换流控制部23基于存储在设定信息存储部20中的换流法设定参数Pt,选择电流换流 法及电压换流法的一方,并按照所选择的换流法进行换流控制。
[0072] [2. 1. 1、电流换流法]
[0073] 电流换流法
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