电力变换装置及旋转电机驱动装置制造方法及图纸

技术编号:19127193 阅读:22 留言:0更新日期:2018-10-10 08:31
在将三角载波分为单调增加区间及单调减少区间这两个区间的情况下,直流母线电流检测部(2)在连续的2个三角载波周期内的第1周期,在单调增加区间或单调减少区间内的一个区间对直流母线电流值进行检测,且在第2周期,在没有在第1周期进行检测的区间对直流母线电流值进行检测,相电流运算部(4)基于在紧之前的连续的2个三角载波周期中的单调增加区间及单调减少区间由直流母线电流检测部(2)分别检测出的两相的直流母线电流值,对三相交流电流值进行计算。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换装置及旋转电机驱动装置
本专利技术涉及旋转电机的电力变换装置及使用了该电力变换装置的旋转电机驱动装置。
技术介绍
就通过使用了相电流的反馈控制对电动机进行驱动的电力变换装置而言,需要相电流的检测单元。为了减少成本,以往存在下述方法,即,不在电力变换装置和电动机之间设置电流传感器,而是根据逆变器的直流母线电流对电动机电流进行计算。例如在专利文献1中公开了下述内容,即,将伴随各相开关元件的通断而在电力变换部主电路的直流母线中流动的相当于相电流的脉冲状电流由电流检测单元进行检测,将得到的电流检测值根据检测时的通断状态而分配给各相,由此通过一个电流检测单元检测及再现3相的相电流。但是,在上述方法中,难以对相电流的电流脉动的中心进行检测,因此存在电流检测精度降低这样的问题。因此,例如在专利文献2、3中公开了下述内容,即,交替地进行三角载波1个周期的前半的半周期中的电流检测和后半的半周期中的电流检测,根据各自得到的电流检测值对电流检测误差进行补偿,由此在阻抗小、电流脉动大的电动机中也能够实现适当的电流检测。专利文献1:日本特开平11-004594专利文献2:日本特开2010-11639专利文献3:日本特开2013-55772
技术实现思路
为了实现前述的现有方法,在专利文献2中,在三角载波1个周期前半的半周期中的电流检测和三角载波1个周期后半的半周期中的电流检测之间,设置有以三角载波周期的整数倍的区间暂停电流检测的电流检测暂停区间。另外,在专利文献3中,在载波信号2个周期中的第1周期的后半、第2周期的前半进行检测。其结果,电流检测周期和与其相伴的电压指令更新周期在专利文献2中是载波周期的大于或等于1.5倍,在专利文献3中是2倍。因此,在低载波驱动时,在进行高频的电压输出等情况下电压更新的时间分辨率降低,输出电压精度降低。另外,在专利文献2中,通过在相对于控制周期开始部位而对称的位置进行三角载波1个周期前半的电流检测和三角载波1个周期后半的电流检测,由此实现了检测精度提高,但在如上所述的方法中,电流脉动周期性地发生在相同的场所,集中地发生同一频率的噪音。本专利技术就是为了解决上述这样的课题而提出的,其提供即使在阻抗小的电动机中也能够进行高精度的电流检测,且通过在三角载波每1个周期进行电流检测、电压更新,由此在低载波驱动时也能够将输出电压精度的降低抑制为最小限度的电力变换装置。本专利技术所涉及的电力变换装置具有:PWM变换部,其将三相电压指令与三角载波相比较而变换为PWM脉冲;电力变换部主电路,其基于PWM脉冲,对开关元件进行驱动,将直流电压变换为三相交流电压;直流母线电流检测部,其对在电力变换部主电路的直流母线中流动的电流进行检测;定时决定部,其基于开关元件的通断定时,在三角载波的1个周期至少设定一次由直流母线电流检测部对两相的电流进行检测的两次的检测定时;相电流运算部,其基于在由定时决定部决定的定时检测出的两相的直流母线电流值,在三角载波的1个周期对三相交流电流值进行一次计算;以及电压指令生成部,其在三角载波的1个周期基于三相交流电流值对三相电压指令进行一次更新,在将三角载波分为单调增加区间及单调减少区间这两个区间的情况下,直流母线电流检测部在连续的2个三角载波周期内的第1周期,在单调增加区间或单调减少区间内的一个区间对直流母线电流值进行检测,且在连续的2个三角载波周期内的第2周期,在单调增加区间或单调减少区间内的没有在第1周期进行检测的区间对直流母线电流值进行检测,相电流运算部基于在紧之前的连续的2个三角载波周期中的单调增加区间及单调减少区间由直流母线电流检测部分别检测出的两相的直流母线电流值,对三相交流电流值进行计算。专利技术的效果根据如上所述构成的电力变换装置,在三角载波周期的每1个周期进行电压更新,此外,在单调增加区间和单调减少区间彼此交替地进行电流检测,由此与以往相比能够缩短电压更新周期。并且,在低载波驱动时也能够高精度地进行根据直流母线的电流检测,且使输出电压精度的降低为最小限度。另外,将单调增加区间和单调减少区间中的电流检测位置相对于位于其间的控制周期开始时刻而设定为非对称,由此电流脉动的位置在控制周期内分散开,成为噪音的原因的频率也能够得到分散。附图说明图1是表示实施方式1所涉及的电力变换装置的硬件结构的结构框图。图2是表示实施方式1所涉及的电力变换装置的具体结构的结构框图。图3是表示定时(timing)决定部的动作的流程图。图4是用于对由定时决定部实施的决定电流检测定时的动作进行说明的线图。图5是表示对电流进行检测时的电流的流动状态的电路图。图6是表示对电流进行检测时的电流的流动状态的电路图。图7是图4所示的直流母线电流波形图的局部放大图。图8是对用于确保电流检测可行区间的一个例子进行说明的线图(A)、(B)。图9是表示相对于三角载波周期的电流检测处理、电流计算处理、电压生成处理的时序图的图。图10是表示相对于三角载波周期的电流检测处理、电流计算处理的时序图的图。图11是用于对实施方式2所涉及的电力变换装置的动作进行说明的线图。具体实施方式实施方式1.下面,基于附图对实施方式1所涉及的电力变换装置详细地进行说明。图1是表示实施方式1所涉及的电力变换装置的硬件结构的结构框图。在图中,在电力变换装置10中作为硬件而具有:处理器100、存储装置101、电力变换部主电路1、对在直流母线102中流动的电流进行检测的直流母线电流检测部2。虽未图示,但存储装置101具有随机访问存储器等易失性存储装置和闪存存储器等非易失性的辅助存储装置。另外,虽未图示,但存储装置101也可以具有硬盘等辅助存储装置来取代非易失性的辅助存储装置。处理器100执行从存储装置101输入的程序。存储装置101具有辅助存储装置和易失性存储装置,因此,向处理器100从辅助存储装置经由易失性存储装置而输入程序。另外,处理器100既可以将运算结果等数据输出至存储装置101的易失性存储装置,也可以经由易失性存储装置而将数据保存于辅助存储装置。图2是表示电力变换装置10的具体结构的结构框图。如图2所示,本实施方式的电力变换装置10具有控制部6,控制部6具有:PWM变换部,其将三相电压指令与三角载波TW相比较而变换为PWM脉冲;以及栅极通断定时及电流检测定时决定部(以下简称为定时决定部),其将三相电压指令与三角载波TW相比较而变换为栅极通断定时Sup~Swn,并且还起到根据这些栅极通断定时Sup~Swn而将直流母线电流检测定时TA~TD输出的电流检测点决定单元的作用。另外,PWM变换部具有电流检测区间生成部,该电流检测区间生成部在判定为难以进行直流母线电流检测时,为了能够检测而向单调增加区间和单调减少区间中的进行电流检测侧的电压指令加上校正量,从另一侧的电压指令减去校正量。并且,电力变换装置10具有:电力变换部主电路1、直流母线电流检测部2、检测电流储存部3、相电流运算部4、电压指令生成部5。在这里,电力变换部主电路1基于栅极通断定时Sup~Swn对开关元件SW1~SW6进行驱动,将直流电压变换为三相交流电压。直流母线电流检测部2对在直流母线102中流动的电流进行检测。检测电流储存部3使用直流母线电流检测定时TA~TD而取得、保存由直流母线电流检测本文档来自技高网...
电力变换装置及旋转电机驱动装置

【技术保护点】
1.一种电力变换装置,其具有:PWM变换部,其将三相电压指令与三角载波相比较而变换为PWM脉冲;电力变换部主电路,其基于所述PWM脉冲,对开关元件进行驱动,将直流电压变换为三相交流电压;直流母线电流检测部,其对在所述电力变换部主电路的直流母线中流动的电流进行检测;定时决定部,其基于所述开关元件的通断定时,在所述三角载波的1个周期至少设定一次由所述直流母线电流检测部对两相的电流进行检测的两次的检测定时;相电流运算部,其基于在由所述定时决定部决定的定时检测出的所述两相的所述直流母线的电流值,在所述三角载波的1个周期对三相交流电流值进行一次计算;以及电压指令生成部,其在所述三角载波的1个周期基于所述三相交流电流值对所述三相电压指令进行一次更新,在将所述三角载波分为单调增加区间及单调减少区间这两个区间的情况下,所述直流母线电流检测部在连续的2个三角载波周期内的第1周期,在所述单调增加区间或所述单调减少区间内的一个区间对所述直流母线的电流值进行检测,且在所述连续的2个三角载波周期内的第2周期,在所述单调增加区间或所述单调减少区间内的没有在所述第1周期进行检测的区间对所述直流母线的电流值进行检测,所述相电流运算部基于在紧之前的所述连续的2个三角载波周期中的所述单调增加区间及所述单调减少区间由所述直流母线电流检测部分别检测出的两相的所述直流母线的电流值,对所述三相交流电流值进行计算。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.28 JP 2016-0138921.一种电力变换装置,其具有:PWM变换部,其将三相电压指令与三角载波相比较而变换为PWM脉冲;电力变换部主电路,其基于所述PWM脉冲,对开关元件进行驱动,将直流电压变换为三相交流电压;直流母线电流检测部,其对在所述电力变换部主电路的直流母线中流动的电流进行检测;定时决定部,其基于所述开关元件的通断定时,在所述三角载波的1个周期至少设定一次由所述直流母线电流检测部对两相的电流进行检测的两次的检测定时;相电流运算部,其基于在由所述定时决定部决定的定时检测出的所述两相的所述直流母线的电流值,在所述三角载波的1个周期对三相交流电流值进行一次计算;以及电压指令生成部,其在所述三角载波的1个周期基于所述三相交流电流值对所述三相电压指令进行一次更新,在将所述三角载波分为单调增加区间及单调减少区间这两个区间的情况下,所述直流母线电流检测部在连续的2个三角载波周期内的第1周期,在所述单调增加区间或所述单调减少区间内的一个区间对所述直流母线的电流值进行检测,且在所述连续的2个三角载波周期内的第2周期,在所述单调增加区间或所述单调减少区间内的没有在所述第1周期进行检测的区间对所述直流母线的电流值进行检测,所述相电流运算部基于在紧之前的所述连续的2个三角载波周期中的所述单调增加区间及所述单调减少区间由所述直流母线电流检测部分别检测出的两相的所述直流母线的电流值,对所述三相交流电流值进行计算。2.根据权利要求1所述的电力变换装置,其中,所述直流母线电流检测部在所述三角载波周期的所述单调增加区间和所述单调减少区间各区间对所述两相的电流进行检测,所述相电流运算部求出所述两相的电流的各相电流平均。3.根据权利要求1或2所述的电力变换装置,其中,具有电流检测区间生成部,该电流检测区间生成部向所述三角载波周期的所述单调增加区间和所述单调减少区间中的进行电流检测侧的区间的所述三相电压指令加上校正量,确保所述检测定时,从不进行电流检测侧的区间的所述三相电压指令减...

【专利技术属性】
技术研发人员:佐野壮太寺岛觉福冈弘淳佐竹彰古谷真一
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

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