矩阵变换器、矩阵变换器的控制装置及矩阵变换器的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式涉及的矩阵变换器具备选择部、换流控制部、判定部、以及条件变更部。选择部基于交流电源的相电压的状态和负载的相电流的状态中的至少任一者，从多种换流模式之中选择一个换流模式。换流控制部利用由选择部选择出的换流模式控制双向开关来进行切换交流电源和负载的连接状态的换流控制。判定部判定由换流控制产生的双向开关的电力损耗。条件变更部基于由判定部判定出的电力损耗来变更成为选择部的选择对象的换流模式或该换流模式的选择条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矩阵变换器、矩阵变换器的控制装置及矩阵变换器的控制方法。
技术介绍
矩阵变换器具有连接交流电源和负载的多个双向开关，通过控制这些双向开关直接切换交流电源的各相电压，从而向负载输出任意的电压、频率。该矩阵变换器通过按照规定的顺序对构成双向开关的开关元件独立进行接通、断开控制，来进行切换负载的相和交流电源的相的连接状态的换流控制。由此，防止例如交流电源的相间短路、输出相的开路等。作为用于换流控制的换流法，提出有以四步电压换流法、四步电流换流法为首的各种换流法，进而，还提出有将多个换流法组合并根据交流电源的相电压、负载的相电流的状态来切换用于换流控制的换流法的方法(例如，参考专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010－246174号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，由于例如换流法的组合方式、换流法的切换条件的不同，在双向开关上产生的电力损耗有增大的风险。本专利技术的实施方式的一个方案就是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供能够抑制在双向开关上产生的电力损耗的增加的矩阵变换器、矩阵变换器的控制装置以及矩阵变换器的控制方法。用于解决问题的技术方案本专利技术的实施方式的一个方式所涉及的矩阵变换器具备电力转换部、选择部、换流控制部、判定部、以及条件变更部。所述电力转换部具有多个双向开关，并在交流电源的各相和负载的各相之间设有所述多个双向开关。所述选择部基于所述交流电源的相电压的状态和所述负载的相电流的状态中的至少任一者，从多种换流模式之中选择一个换流模式。所述换流控制部利用由所述选择部选择出的换流模式控制所述双向开关来进行切换所述交流电源和所述负载的连接状态的换流控制。所述判定部判定由所述换流控制产生的所述双向开关的电力损耗。所述条件变更部基于由所述判定部判定出的所述电力损耗，来变更成为所述选择部的选择对象的所述换流模式或该换流模式的选择条件。专利技术效果根据本专利技术的实施方式的一个方式，可以提供能够抑制在双向开关上产生的电力损耗的增加的矩阵变换器、矩阵变换器的控制装置及矩阵变换器的控制方法。附图说明图1是表示实施方式所涉及的矩阵变换器的结构例的图。图2是表示双向开关的结构例的图。图3是表示向各输出相输出的输入相电压的切换的一例的图。图4是表示多个双向开关的单向开关和门信号的对应关系的图。图5A是表示在四步电流换流法中输出相电流为正时的、输出相电压及门信号的关系的图。图5B是表示在四步电流换流法中输出相电流为负时的、输出相电压及门信号的关系的图。图6是表示图5A所示的四步电流换流法中的单向开关的状态的图。图7是表示四步电压换流法中的输出相电压、门信号、以及与换流动作的各步骤之间的关系的图。图8是表示图7所示的四步电压换流法中的单向开关的状态的图。图9A是表示三步电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图9B是表示三步电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图10A是表示三步电压换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图10B是表示三步电压换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图11A是表示模拟三步电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图11B是表示模拟三步电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图12A是表示三步电压电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图12B是表示三步电压电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图13A是表示二步电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图13B是表示二步电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图14是表示第一二步电压换流法中的输出相电压、门信号、以及换流动作的各步骤之间的关系的图。图15A是表示第二二步电压换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图15B是表示第二二步电压换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图16A是表示第三二步电压换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图16B是表示第三二步电压换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图17A是表示一步电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图17B是表示一步电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图18A是表示模拟一步电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图18B是表示模拟一步电流换流法中的输出相电压及门信号的关系的图。图19A是表示两个单向开关接通时的输出相电流的流动的图。图19B是表示一个单向开关接通、另一个单向开关断开时的输出相电流的流动的图。图20是表示各换流法中的开关损耗和导通损耗的关系的图。图21是表示控制部的结构例的图。图22是表示基于换流部的换流法的选择例的图。图23是表示换流部的结构的一例的图。图24是表示输出相电流和规定范围的关系的图。图25是表示输入相电压和规定范围的关系的图。图26是表示换流部的结构的另一例的图。图27是表示选择比例相对于电力损耗的变化例的图。图28是表示控制部的控制处理的流程的一例的流程图。附图标记说明1矩阵变换器2三相交流电源3负载10电力转换部11LC滤波器12输入电压检测部13输出电流检测部20控制部30电压指令运算部31PWM占空比运算部32换流部41电压判定部42电流判定部43换流控制部44选择部45导通损耗判定部46、48比较部47开关损耗判定部49换流法选择部(条件变更部的一例)65阈值调整部(条件变更部的一例)71第一换流法组72第二换流法组73第三换流法组74第四换流法组具体实施方式以下，参考附图对本申请公开的矩阵变换器、矩阵变换器的控制装置以及矩阵变换器的控制方法的实施方式进行详细说明。此外，本专利技术不限于以下所示的实施方式。[1.矩阵变换器的结构]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设置于三相交流电源2(以下，仅记为交流电源2)和负载3之间。交流电源2例如是电力系统。另外，负载3例如是交流电动机或交流发电机。以下，将交流电源2的R相、S相和T相记载为输入相，将负载3的U相、V相和W相记载为输出相。矩阵变换器1具备：输入端子Tr、Ts、Tt；输出端子Tu、Tv、Tw；电力转换部10；LC滤波器11；输入电压检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矩阵变换器，其特征在于，具备：电力转换部，其具有多个双向开关，并在交流电源的各相和负载的各相之间设有所述多个双向开关；选择部，其基于所述交流电源的相电压的状态和所述负载的相电流的状态中的至少任一者，从多种换流模式之中选择一个换流模式；换流控制部，其利用由所述选择部选择出的换流模式控制所述双向开关来进行切换所述交流电源和所述负载的连接状态的换流控制；判定部，其判定由所述换流控制产生的所述双向开关的电力损耗；以及条件变更部，其基于由所述判定部判定出的所述电力损耗，来变更成为所述选择部的选择对象的所述换流模式或该换流模式的选择条件。

【技术特征摘要】
2014.08.25 JP 2014-1709421.一种矩阵变换器，其特征在于，具备：
电力转换部，其具有多个双向开关，并在交流电源的各相和负载的各相之
间设有所述多个双向开关；
选择部，其基于所述交流电源的相电压的状态和所述负载的相电流的状态
中的至少任一者，从多种换流模式之中选择一个换流模式；
换流控制部，其利用由所述选择部选择出的换流模式控制所述双向开关来
进行切换所述交流电源和所述负载的连接状态的换流控制；
判定部，其判定由所述换流控制产生的所述双向开关的电力损耗；以及
条件变更部，其基于由所述判定部判定出的所述电力损耗，来变更成为所
述选择部的选择对象的所述换流模式或该换流模式的选择条件。
2.根据权利要求1所述的矩阵变换器，其特征在于，
所述条件变更部变更所述多种换流模式中的成为所述选择部的选择对象的
所述换流模式的组。
3.根据权利要求2所述的矩阵变换器，其特征在于，
所述判定部将由所述换流控制产生的所述双向开关的导通损耗和开关损耗
中的至少任一者判定为所述电力损耗，
所述条件变更部在所述电力损耗为预先设定的限制值以下的情况下，将所
述电力损耗的发生相对较大的所述换流模式的组作为所述选择对象，在所述电
力损耗超过所述限制值的情况下，将所述电力损耗的发生相对较小的所述换流
模式的组作为所述选择对象。
4.根据权利要求1所述的矩阵变换器，其特征在于，
所述条件变更部基于由所述判定部判定出的所述电力损耗，来变更相对于
所述相电压的状态和所述相电流的状态中的至少任一者的所述换流模式的选择
条件。
5.根据权利要求4所述的矩阵变换器，其特征在于，
所述判定部将由所述换流控制产生的所述双向开关的导通损...

【专利技术属性】
技术研发人员：猪又健太朗，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本;JP