逆变器控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够抑制电气负载的电流脉动引起的噪声及振动的逆变器控制装置。逆变器控制装置具有：二相调制模式设定单元(19)，其具有第1判定单元(19e)，并根据逆变器的输出频率(16)指定二相调制模式；以及二相调制处理单元(10)，其根据占空比指令(7)和二相调制模式实施二相调制。第1判定单元(19e)判定在设x为奇数时逆变器的输出频率(16)的3x倍频率是否包含在预先设定的频带中。二相调制模式设定单元(19)在判定为3x倍频率包含在频带中的情况下，将靠上模式或者靠下模式指定为二相调制模式，在判定为3x倍频率不包含在频带中的情况下，将按照占空比指令(7)的绝对值及极性切换靠上状态和靠下状态的双靠模式指定为二相调制模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及逆变器控制装置。
技术介绍
在下述专利文献1中记载了具有逆变器的电机控制装置。该电机控制装置通过二相调制对逆变器的开关进行控制。电机控制装置在以双靠模式实施二相调制时，每隔规定时间对靠上状态和靠下状态进行切换。在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4426433号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1所记载的电机控制装置中，由于通过逆变器进行驱动的电机的电流脉动而产生噪声及振动。本专利技术正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够抑制因电气负载的电流脉动而引起的噪声及振动的逆变器控制装置。用于解决问题的手段本专利技术的逆变器控制装置具有：二相调制模式设定单元，其具有第1判定单元，并根据逆变器的输出频率指定用于驱动逆变器的二相调制模式；以及二相调制处理单元，其根据电压指令和由二相调制模式设定单元指定的二相调制模式实施二相调制，第1判定单元判定在设x为奇数时逆变器的输出频率的3x倍频率是否包含在预先设定的频带中，二相调制模式设定单元在判定为逆变器的输出频率的3x倍频率包含在频带中的情况下，将靠上模式或者靠下模式指定为二相调制模式，在判定为逆变器的输出频率的3x倍频率不包含在频带中的情况下，将按照电压指令的绝对值及极性切换靠上状态和靠下状态的双靠模式指定为二相调制模式。专利技术效果根据本专利技术，能够抑制由于逆变器所驱动的电气负载的电流脉动而引起的噪声及振动。附图说明图1是PWM逆变器的开关电路图。图2是示出基于靠上模式的二相调制的占空比指令的变化的图。图3是示出基于靠下模式的二相调制的占空比指令的变化的图。图4是示出基于双靠模式的二相调制的占空比指令的变化的图。图5是用于说明死区导致的逆变器输出电压脉冲的延迟的图。图6是用于说明对负载电流叠加脉动成分的方式的图。图7是示出负载电流中产生逆变器输出频率的3倍的周期的电流脉动的仿真结果的一例的图。图8是本专利技术的实施方式1的逆变器控制装置的结构图。图9是用于说明本专利技术的实施方式1的死区补偿的图。图10是用于说明本专利技术的实施方式1的死区补偿的图。图11是本专利技术的实施方式3的逆变器控制装置的结构图。图12是本专利技术的实施方式3的逆变器输出电压估计用的表。图13是本专利技术的实施方式3的逆变器输出电压估计用的表。具体实施方式参照附图详细地说明本专利技术。在各个附图中对相同或者相当的部分标注相同的标号，并适当简化或者省略重复的说明。另外，本专利技术并不受以下的实施方式限定。实施方式1逆变器控制装置与PWM逆变器连接。PWM逆变器与电气负载连接。电气负载例如是交流电机。图1是PWM逆变器的开关电路图。图1示出了二电平三相逆变器的开关电路。开关电路从直流母线接受直流电的供给。两个开关元件串联连接于直流母线的高电位侧和低电位侧之间。开关电路具有3对串联连接的开关元件。3对开关元件并联连接。各个开关元件对与电气负载的U相、V相及W相中的任意一方对应。回流二极管并联连接于各开关元件。将与直流母线的高电位侧连接的开关元件称为上臂。将与直流母线的低电位侧连接的开关元件称为下臂。另外，将从开关电路朝向电气负载的电流的极性设为正。PWM逆变器通过切换多个开关元件的导通及截止，输出期望形态的电压。逆变器控制装置通过PWM(pulsewidthmodulation：脉宽调制)生成对PWM逆变器的开关指令。例如，在将直流电变换为交流电的情况下，逆变器控制装置根据电压指令及直流输入的电压值求出占空比指令。逆变器控制装置根据占空比指令和作为载波的三角波的比较结果，生成开关指令。另外，电压指令表示想要从PWM逆变器输出的电压。占空比指令表示开关指令的脉宽的比率。载波的频率相比占空比指令的频率足够高。在PWM逆变器的开关元件中产生导通损耗及伴随开关的开关损耗等。用于抑制这些损耗的控制技术中的一种就是二相调制。二相调制通过操作电压指令降低开关次数来实现开关损耗的削减。在二相调制中，与三相调制相比，开关次数被降低至2/3。下面，将二相调制的具体方式称为二相调制模式。参照图2～图4对多个二相调制模式进行说明。图2～图4示出基于二相调制的占空比指令的变化的图。在图2～图4中省略了载波波形的记载。另外，设PWM逆变器是二电平三相逆变器。逆变器控制装置根据电压指令生成占空比指令。逆变器控制装置根据占空比指令与载波的比较结果生成开关指令。PWM逆变器根据开关指令进行驱动。在逆变器输出电压中交替地出现了零电压矢量区间和非零电压矢量区间。此时，夹在载波的顶点之间的非零电压矢量是相同的。在二相调制中，通过利用该现象而连接非零电压矢量，来实现开关的省略。另外，零电压矢量区间是指逆变器输出线电压为零的区间。图2是示出基于靠上模式的二相调制时的占空比指令的变化的图。图2示出了在载波的峰进行非零电压矢量连接的二相调制处理。在这种情况下，逆变器控制装置将三相中为正值且绝对值为最大的相的电压指令固定为最大规定值。在电压指令为最大规定值的相中不产生开关。逆变器控制装置在维持线电压的状态下使剩余两相的电压指令向正方向滑动。以下，将这样使各相的电压指令或者占空比指令变化的情况称为“靠上”。将通过“靠上”而省略开关的二相调制模式称为“靠上模式”。另外，将以不产生开关的方式电压指令被固定的相称为“固定相”。将不是固定相的相称为“非固定相”。图3是示出基于靠下模式的二相调制时的占空比指令的变化的图。图3示出了在载波的谷进行非零电压矢量连接的二相调制处理。在这种情况下，逆变器控制装置将三相中为负值且绝对值为最大的相的电压指令固定为最小规定值。在电压指令为最小规定值的相中不产生开关。逆变器控制装置在维持线电压的状态下使剩余两相的电压指令向负方向滑动。以下，将这样使各相的电压指令或者占空比指令变化的情况称为“靠下”。将通过“靠下”而省略开关的二相调制模式称为“靠下模式”。图4是示出基于双靠模式的二相调制时的占空比指令的变化的图。图4示出了将靠上模式和靠下模式相结合的二相调制处理。在这种情况下，逆变器控制装置依次选择三相中电压指令的绝对值为最大的相作为固定相。逆变器控制装置在被选择为固定相的相的电压指令的符号为正时进行“靠上”。逆变器控制装置在被选择为固定相的相的电压指令的符号为负时进行“靠下”。以下，将这样切换靠上状态和靠下状态而省略开关的二相调制模式称为“双靠模式”。另外，双靠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器控制装置，其中，该逆变器控制装置具有：二相调制模式设定单元，其具有第1判定单元，并根据逆变器的输出频率来指定用于驱动所述逆变器的二相调制模式；以及二相调制处理单元，其根据电压指令和由所述二相调制模式设定单元指定的二相调制模式，实施二相调制，所述第1判定单元判定在设x为奇数时所述逆变器的输出频率的3x倍频率是否包含在预先设定的频带中，所述二相调制模式设定单元在判定为所述逆变器的输出频率的3x倍频率包含在所述频带中的情况下，将靠上模式或者靠下模式指定为二相调制模式，在判定为所述逆变器的输出频率的3x倍频率不包含在所述频带中的情况下，将按照电压指令的绝对值及极性切换靠上状态和靠下状态的双靠模式指定为二相调制模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种逆变器控制装置，其中，该逆变器控制装置具有：
二相调制模式设定单元，其具有第1判定单元，并根据逆变器的输出频率来指定
用于驱动所述逆变器的二相调制模式；以及
二相调制处理单元，其根据电压指令和由所述二相调制模式设定单元指定的二相
调制模式，实施二相调制，
所述第1判定单元判定在设x为奇数时所述逆变器的输出频率的3x倍频率是否
包含在预先设定的频带中，
所述二相调制模式设定单元在判定为所述逆变器的输出频率的3x倍频率包含在
所述频带中的情况下，将靠上模式或者靠下模式指定为二相调制模式，在判定为所述
逆变器的输出频率的3x倍频率不包含在所述频带中的情况下，将按照电压指令的绝
对值及极性切换靠上状态和靠下状态的双靠模式指定为二相调制模式。
2.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其中，
所述二相调制模式设定单元在判定为所述逆变器的输出频率的3x倍频率包含在
所述频带中的情况下，根据所述逆变器的开关元件的功率损耗，将靠上模式或者靠下
模式指定为二相调制模式。
3.根据权利要求1所述的逆变器控制装置，其中，
所述二相调制模式设定单元在判定为所述逆变器的输出频率的3x倍频率包含在
所述频带中的情况下，根据所述逆变器的开关元件的温度，将靠上模式或者靠下模式
指定为二相调制模式。
4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：古谷真一，平林一文，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP