电力转换装置、具有该电力转换装置的电动机驱动控制装置、具有该电动机驱动控制装置 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力转换装置、具有该电力转换装置的电动机驱动控制装置、具有该电动机驱动控制装置的压缩机和鼓风机、以及具有该压缩机或鼓风机的空调机。
【背景技术】
[0002]以往，为了抑制由电源电流中含有的谐波分量引起的故障，对产生谐波电流的电子设备设定有国际性制约。为了符合该制约而采取下述对策:利用转换器通过AC或DC斩波进行电源短路，来抑制电源电流中含有的谐波电流。
[0003]进行DC斩波的转换器中存在交织式转换器，其将多个斩波电路部并联连接，各自以不同的切换相位进行切换，在作为流过各斩波电路部的电流之和的输入电流中，通过抵消由于切换而产生的脉动来抑制谐波电流。关于这种方式，公开了通过继电器绕过斩波电路部来实现减少损耗的技术(例如参照下述专利文献1、2)。
[0004]专利文献1:日本特开2011-45218号公报
[0005]专利文献2:日本特开2009-60705号公报
【发明内容】
[0006]然而，根据上述现有技术(专利文献I)，在绕过斩波电路部的情况下，在从电源至平滑电容器之间连接的电抗器也被绕过。因此，存在难以获得抑制谐波电流的效果的问题。此外，根据上述现有技术(专利文献2)，通常需要使用2个价格比交流开关高的直流开关。因此，存在花费的成本比使用交流开关的情况高的问题。
[0007]本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种能够以简单的结构抑制谐波电流且损耗低的电力转换装置、具有该电力转换装置的电动机驱动控制装置、具有该电动机驱动控制装置的压缩机和鼓风机、以及具有该压缩机或鼓风机的空调机。
[0008]为了解决上述问题、实现发明目的，本发明的电力转换装置，其具有斩波电路部，该斩波电路部包括直流电抗器、开关元件和防逆流元件，将用于对来自交流电源的交流电压进行整流的整流器的输出斩波后进行升压，上述电力转换装置的特征在于，包括:开关，其配置在与上述斩波电路部相比靠上述交流电源一侧；电抗器，其配置在与上述斩波电路部相比靠上述交流电源一侧，与上述开关并联连接；以及控制单元，其控制上述开关元件和上述开关的动作，上述控制单元在上述开关的触点断开时使上述开关元件的开关停止。
[0009]本发明涉及的电力转换装置、具有该电力转换装置的电动机驱动控制装置、具有该电动机驱动控制装置的压缩机和鼓风机、以及具有该压缩机或鼓风机的空调机，具有能够以简单的结构实现抑制谐波电流且损耗低的效果。
【附图说明】
[0010]图1是表示实施方式I涉及的电力转换装置的结构示例的图。
[0011]图2是表示实施方式I涉及的电力转换装置的开关控制部的结构示例的图。
[0012]图3是表示实施方式I涉及的电力转换装置的载波信号与定时器值的关系以及各驱动脉冲的各波形的图。
[0013]图4是表示使用3相逆变器的互补PffM生成功能时的载波信号与定时器值的关系以及各驱动脉冲的各波形的图。
[0014]图5是表示具有实施方式I涉及的电力转换装置的电动机驱动控制装置的结构示例的图。
[0015]图6是表示具有电动机驱动控制装置的空调机的结构示例的图。
[0016]图7是表示实施方式2涉及的电力转换装置的结构示例的图。
[0017]图8是表示实施方式3涉及的电力转换装置的结构示例的图。
[0018]符号说明
[0019]I交流电源(单相交流电源)
[0020]2整流器(单相整流器)
[0021]2a?2d整流二极管
[0022]3a、3b斩波电路部
[0023]4a、4b 电抗器
[0024]5a、5b开关元件
[0025]6a、6b防逆流元件
[0026]7平滑电容器
[0027]8母线电流检测部
[0028]9母线电压检测部
[0029]10开关控制部
[0030]11整流电压检测部
[0031]12交流开关
[0032]13交流电抗器
[0033]14直流开关
[0034]15交流电抗器
[0035]16交流开关
[0036]17整流器
[0037]18交流开关
[0038]20导通占空比计算部
[0039]21母线电流指令值控制部
[0040]22导通占空比控制部
[0041]23导通占空比校正部
[0042]24驱动脉冲生成部
[0043]30电力转换装置
[0044]31逆变器
[0045]32电动机
[0046]33逆变器控制部
[0047]34电动机电流检测部
[0048]40室外单元
[0049]41电动机驱动控制装置
[0050]42鼓风机
[0051]43压缩机
[0052]50室内单元
【具体实施方式】
[0053]下面，参照附图，对本发明涉及的电力转换装置、具有该电力转换装置的电动机驱动控制装置、具有该电动机驱动控制装置的压缩机和鼓风机、以及具有该压缩机或鼓风机的空调机的实施方式进行详细说明。另外，本发明并非由下述实施方式所限定。
[0054]实施方式I
[0055]图1是表示本实施方式涉及的电力转换装置的结构示例的图。如图1所示，电力转换装置具有单相整流器2、斩波电路部3a、3b、平滑电容器7、母线电流检测部8、母线电压检测部9、开关控制部10、整流电压检测部11、交流开关12和交流电抗器13。
[0056]单相整流器(以下简称为“整流器”)2是通过将4个整流二极管2a?2d进行桥式连接而构成的，对单相交流电源(以下简称为“交流电源”)I的交流电压进行整流。斩波电路部3a由电抗器4a、开关元件5a和防逆流元件6a构成。斩波电路部3b由电抗器4b、开关元件5b和防逆流元件6b构成。如图1所示，斩波电路部3a和斩波电路部3b并联连接。各开关元件5a、5b例如由IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)构成。此外，各防逆流元件6a、6b例如由快恢复二极管构成。平滑电容器7使斩波电路部3a、3b的输出平滑。
[0057]母线电流检测部8检测从整流器2流向负载(未图示)并从负载流向整流器2的电流即母线电流(Idc)，将其输出到开关控制部10。母线电压检测部9检测通过平滑电容器7使斩波电路部3a、3b的输出电压平滑而得到的电压即母线电压(Vo)，将其输出到开关控制部10。开关控制部10是基于母线电流检测部8和母线电压检测部9的各输出信号，生成使开关元件5a、5b动作的驱动脉冲的控制单元。整流电压检测部11检测通过整流器2整流而得到的整流电压(Vds)，将其输出到开关控制部10。
[0058]交流开关12是对使来自交流电源I的电源电流经过交流电抗器13还是绕过交流电抗器13进行切换的开关。交流电抗器13是用于抑制来自交流电源I的谐波电流的电抗器。如图1所示，交流开关12和交流电抗器13配置在交流电源I与整流器2之间，并联地连接。
[0059]另外，在图1所示的示例中，示出了交流电源I为单相交流电源、整流器2为单相整流器的结构示例作为一个示例，不过也可以是交流电源I为3相交流电源、整流器2为3相整流器的结构。此外，在图1所示的示例中示出了将2个斩波电路部并联连接的结构示例作为一个示例，不过也可以是将3个以上的斩波电路部并联连接的结构。
[0060]另外，对于斩波电路部，不局限于将多个斩波电路部并联连接的结构，也可以采用仅有I个斩波电路部的结构。在以下的实施方式中也同样如此，斩波电路部为I个以上即可。
[0061]图2是表示本实施方式涉及的电力转换装置的开关控制部的结构示例的图。如图2所示，开关控制部10包括:具有母线电流指令值控制部21及导通占空比控制部22的导通占空比计算部20、导通占空比校正部23和驱动脉冲生成部24。该开关控制部10例如使用如微处理器这样的运算单元而构成。
[0062]母线电流指令值控制部21基于作为母线电压检测部9的输出信号的母线电压(Vo)和例如预先设定的母线电压指令值(Vo*)计算母线电流指令值(Idc*)。该母线电流指令值(Idc*)的计算例如是通过对作为母线电压检测部9的输出信号的母线电压(Vo)和母线电压指令值(Vo*)的差分进行比例积分控制来进行的。
[0063]导通占空比控制部22基于由母线电流指令值控制部21计算出的母线电流指令值(Idc*)和由母线电流检测部8检测出的母线电流(Idc)，计算各开关元件5a、5b的基准导通占空比(duty)。该基准导通占空比(duty)的计算例如是通过对作为母线电流指令值控制部21的输出的母线电流指令值(Idc*)和作为母线电流检测部8的输出信号的母线电流(Idc)的差分进行比例积分控制来进行的。
[0064]导通占空比校正部23对由导通占空比控制部22计算出的各开关元件5a、5b的基准导通占空比(duty)进行校正，生成开关元件5a的导通占空比(Daon)和开关元件5b的导通占空比(Dbon)。
[0065]驱动脉冲生成部24基于由导通占空比校正部23生成的各导通占空比(Daon，Dbon)，分别生成并输出使各开关元件5a、5b动作的驱动脉冲(pulse_a，pulse_b)。
[0066]这里