电力变换装置制造方法及图纸

使电动机动作停止时使磁通量充分衰减，防止下次起动时产生过大电流和转矩，电力变换装置停止前使磁通量衰减时不产生过大电流和转矩，另外不需要磁传感器，即使发生了电动机的温度变动或常数变化也能充分衰减磁通量。电力变换装置的控制装置具有基于电流指令生成驱动感应电动机的电压指令的电压运算部；基于电压指令输出电力变换电路的选通脉冲信号的PWM运算部，控制装置在从励磁电流指令及转矩电流指令的下降起直至达到零为止的阻断时，将在励磁电流指令上加上对应于励磁电流指令的时间变化量算出的励磁电流指令补正量后求得的阻断时励磁电流指令、在励磁电流指令上乘以增益后得到的阻断时磁通量指令及转矩电流指令作为针对电压运算部的电流指令。

Power conversion device

The motor stops when the magnetic flux sufficient attenuation, to prevent the next start excessive current and torque, power conversion device stops before the magnetic flux decay does not produce excessive current and torque, also do not need to change the magnetic sensor, even if temperature changes or constant motor can also fully flux attenuation. Control device for power converter with voltage operation generates a voltage command driven induction motor based on the current instruction; a power conversion circuit output voltage command strobe signal PWM operation section based on the control unit in the excitation current and torque current command from the command of the drop until it reaches zero so far blocked when the excitation current command correction amount time variation in the calculated excitation current instruction with corresponding to the excitation current instruction after the block when the magnetic flux and torque current command command command, the excitation flow in the excitation current multiplied by the gain obtained after instruction as for current command voltage operation department.

【技术实现步骤摘要】
电力变换装置
本专利技术涉及驱动感应电动机的电力变换装置。
技术介绍
在铁道车辆的领域，作为驱动车辆的电动机，一般使用感应电动机。在铁道车辆中，在编组内搭载多个电动机，即使车辆整体以相同速度行驶，也由于车轮旋转半径的差异而使得这些电动机的旋转速度并不一定相同。在使用同步电动机的情况下，由于需要使转子的旋转频率和电力变换装置的驱动频率同步，因此每个电动机中分别需要电力变换装置。另一方面，在使用感应电动机的情况下，由于对应于驱动频率与转子的旋转速度之差而产生转矩，因此能在转矩误差的允许范围内允许电动机的旋转速度差。为此，在铁道车辆的领域中，一般采用以1台电力变换装置驱动多台感应电动机的方式，能以低成本来构建系统。一般产业用途中所使用的电动机多以固定的旋转速度连续运转，但在铁道车辆中，在从停车状态起动电力变换装置并加速后，停止电力变换装置的动作而移转到以惯性行进的状态，之后，再起动电力变换装置进行减速或再加速等，如这样频繁地重复车辆的加减速以及电力变换装置的起动、停止。在使用感应电动机的情况下，即使停止电力变换装置而阻断一次电流，在感应电动机内部也会暂时继续流过电流。该电流由电动机内部的电阻消耗，逐渐衰减，但在直到消失为止的期间，因流过内部的电流而继续产生磁通量。这时，若残留的磁通量保持较大不变地即电动机内部残留的磁能保持较大不变地再起动电力变换装置，则有时会流过过大的电流。这时，会存在使电力变换装置遭到破坏的情况、产生过大的转矩而使乘坐体验变差的情况。该残留磁通量所引起的再起动时的问题过去以来就是已知的，作为该问题的对策，已知专利文献1以及2所记载的技术。在专利文献1记载的技术中，通过使电力变换装置停止前成为输出电压零，从而使感应电动机的一次侧短路，将电动机内部的残留磁能引出到一次侧。在专利文献2记载的技术中，在使电力变换装置停止前控制励磁电流来使电动机内部的磁通量衰减，从而使电动机内部的残留磁能充分降低。专利文献专利文献1：JP特开2013-207954号公报专利文献2：JP特开2008-113501号公报在专利文献1记载的技术中，通过在电力变换装置停止前以输出电压零的状态进行动作，从而使感应电动机的一次侧短路来将电动机内部的残留磁能引出到一次侧，这时，若残留磁能较大，则流向一次侧的电流也变大，从而存在会产生过大的转矩的情况。在专利文献2记载的技术中，为了在电力变换装置停止前使电动机内部的磁通量衰减而对励磁电流进行控制，由此充分降低电动机内部的残留磁能。这时，不设置磁通量传感器，是无传感器的情况，但由于使用根据电动机常数等估计出的值，因此在常数因电动机的温度变动而发生了变化的情况下，估计误差变大，从而有时无法使磁通量得到充分衰减。根据以上，本专利技术的课题是以下3点。(1)下次起动时不产生过大的电流和转矩；(2)当在电力变换装置停止前使磁通量充分衰减时，不产生过大的电流和转矩；(3)不需要磁传感器，即使发生了电动机的温度变动或常数变化也能充分衰减磁通量。
技术实现思路
为了解决上述课题，本专利技术所涉及的电力变换装置的控制装置的特征在于，具有：电压运算部，其基于电流指令来生成驱动感应电动机的电压指令；和PWM运算部，其基于所述电压指令来输出电力变换电路的选通脉冲信号，该控制装置在从励磁电流指令以及转矩电流指令的下降起直至达到零为止的阻断时，将在励磁电流指令上加上对应于励磁电流指令的时间变化量而算出的励磁电流指令补正量后求得的阻断时励磁电流指令、在励磁电流指令上乘以增益后得到的阻断时磁通量指令以及转矩电流指令作为针对电压运算部的电流指令。专利技术效果根据本专利技术，能在使电动机的动作停止时使磁通量充分衰减，能防止在下次起动时产生过大的电流和转矩。另外，在电力变换装置停止前使磁通量衰减时，不会产生过大的电流和转矩。进而，不需要磁传感器，即使发生了电动机的温度变动或常数变化，也能使磁通量充分衰减。附图说明图1是表示本专利技术所涉及的电力变换装置的实施例的构成的图。图2是表示控制装置内的电压运算部的详细情况的图。图3是表示本专利技术所涉及的电力变换装置的各指令的动作波形的图。图4是表示电力变换器(一相份)的接通断开动作的详细情况的图。图5是表示现有技术中的一相份(U相)的电压/电流指令的动作波形的图。图6是表示控制装置内的电压运算部中的一相份(U相)的电压/电流指令的动作波形的图。图7是表示现有技术中的指令以及状态量的动作波形的图。图8是表示本专利技术所涉及的电力变换装置的指令以及状态量的动作波形的图。图9是对现有技术和本专利技术中的残留磁通量的大小与速度的关系进行比较的图。图10是对现有技术和本专利技术中的残留磁通量的大小与温度的关系进行比较的图。标号说明1平滑化电容器2直流电压传感器3电力变换器6交流电流传感器7感应电动机14控制装置15微分器16第一增益17加法器18第二增益19低通滤波器20第一选择开关21第二选择开关22旋转坐标变换部23速度估计部24电压运算部25PWM运算部26电压矢量运算部27第一静止坐标变换部28第二静止坐标变换部29电压补正部30、31、32加法器Ecf平滑化电容器电压Gpu1U相上臂选通脉冲指令Gpu2U相下臂选通脉冲指令Gpv1V相上臂选通脉冲指令Gpv2V相下臂选通脉冲指令Gpw1W相上臂选通脉冲指令Gpw2W相下臂选通脉冲指令Id*d轴电流指令Id**d轴电流指令(补正后)Iq*q轴电流指令iuU相电流检测值ivV相电流检测值iwW相电流检测值Lm励磁电感T2二次时间常数Phid*d轴磁通量指令Phidd轴磁通量Fr转子频率估计值Vd*d轴电压指令Vq*q轴电压指令Vu*U相电压指令ΔVuU相电压补正量Vu**U相电压指令(补正后)Vv*V相电压指令ΔVvV相电压补正量Vv**V相电压指令(补正后)Vw*W相电压指令ΔVwW相电压补正量Vw**W相电压指令(补正后)具体实施方式以下，作为本专利技术的实施方式，参考附图来特别说明适于铁道车辆领域的电力变换装置的实施例。当然，本专利技术所涉及的电力变换装置并不限定于铁道车辆的用途，还能运用在一般产业用途中，这点不言自明。实施例图1是表示本专利技术所涉及的电力变换装置的实施例的构成的图。本专利技术所涉及的电力变换装置由以下要素构成：平滑化电容器1，其将从外部的直流电源提供的直流电压平滑化；直流电压传感器2，其检测平滑化电容器1的直流电压Ecf；电力变换器3，其与平滑化电容器1并联连接，将平滑化电容器1的直流电压变换成交流电压；感应电动机7，其通过电力变换器3所提供的交流电压而被驱动；交流电流传感器6，其检测电力变换器3所输出的交流电流iu、iv以及iw；和控制装置14，其将直流电压传感器2的输出以及交流电流传感器6的输出作为输入信号，输出驱动电力变换器3的选通脉冲Gpu1以及2、Gpv1以及2和Gpw1以及2。控制装置14由如下要素构成：微分器15，其求取从外部给出的d轴电流指令Id*的时间微分值；第一增益16，其在微分器15的输出上乘以常数K；加法器17，其将d轴电流指令Id*和第一增益16的输出相加；第二增益18，其在d轴电流指令Id*上乘以常数(在此是励磁电感Lm)；低通滤波器19，其对第二增益18的输出实施一次延迟处理；第一选择开关20，其在稳定时选择d轴电流指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换装置，具备：电力变换电路，其将直流电力变换成交流电力来驱动感应电动机；和控制装置，其输出驱动所述电力变换电路的选通脉冲信号，所述电力变换装置的特征在于，所述控制装置具有：电压运算部，其基于电流指令来生成驱动所述感应电动机的电压指令；和PWM运算部，其基于所述电压指令来输出所述选通脉冲信号，所述控制装置在从励磁电流指令以及转矩电流指令的下降起直至达到零为止的阻断时，将在所述励磁电流指令上加上对应于所述励磁电流指令的时间变化量而算出的励磁电流指令补正量后求得的阻断时励磁电流指令、在所述励磁电流指令上乘以增益后得到的阻断时磁通量指令以及所述转矩电流指令作为针对所述电压运算部的所述电流指令。

【技术特征摘要】
2015.10.14 JP 2015-2028101.一种电力变换装置，具备：电力变换电路，其将直流电力变换成交流电力来驱动感应电动机；和控制装置，其输出驱动所述电力变换电路的选通脉冲信号，所述电力变换装置的特征在于，所述控制装置具有：电压运算部，其基于电流指令来生成驱动所述感应电动机的电压指令；和PWM运算部，其基于所述电压指令来输出所述选通脉冲信号，所述控制装置在从励磁电流指令以及转矩电流指令的下降起直至达到零为止的阻断时，将在所述励磁电流指令上加上对应于所述励磁电流指令的时间变化量而算出的励磁电流指令补正量后求得的阻断时励磁电流指令、在所述励磁电流指令上乘以增益后得到的阻断时磁通量指令以及所述转矩电流指令作为针对所述电压运算部的所述电流指令。2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述控制装置在从所述励磁电流指令以及所述转矩电流指令的上升起直至成为固定值的稳定状态为止的稳定时，将所述励磁电流指令、对所述励磁电流指令实施一次延迟处理而算出的磁通量指令以及所述转矩电流指令作为针对所述电压运算部的所述电流指令。3.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：儿岛彻郎，杉浦彻，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP