电力转换装置、电动机驱动装置以及使用这些的冷冻设备制造方法及图纸

在电力转换装置、电动机驱动装置中，抑制由负载侧的交流电压、电动机的磁饱和(非线性)特性等引起的电流畸变。在交流电源与直流负载或者直流电源之间进行电力转换的电力转换装置中，该电力转换装置具备：逆变电路；电流检测单元，其检测交流电源的交流电流；电压控制器，其根据由电流检测单元检测出的交流电流信号，生成逆变电路的指令电压；以及校正部，其对特定的频率具有增益，根据交流电流信号来校正指令电压，校正部校正从电压控制器输出之后的指令电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置、电动机驱动装置以及使用这些的冷冻设备
本专利技术涉及一种电力转换装置、电动机驱动装置以及使用这些的冷冻设备，尤其，涉及在具有逆变电路的电力转换装置、电动机驱动装置中降低由交流电压的畸变、逆变电路的非线性特性等引起的电流畸变的技术。
技术介绍
所谓将直流电压转换为交流电压的逆变电路广泛应用于不间断电源装置、系统连结电力转换装置、交流电动机驱动装置中。通常，使用于这些应用的逆变电路为电压型，调整输出电压而控制输出电流。因此，如果负载侧的交流电压(系统电压、电动机感应电压)存在畸变成分，则在交流电流中也产生相同成分的畸变。并且，在交流电流的峰附近，由于电抗器、电动机的磁饱和(非线性)特性的影响而易于产生畸变。另外，逆变电路本身也存在死区时间的校正误差、半导体功率元件的电压下降等非线性特性，从而引起电流畸变。当产生逆变电路的输出电流的畸变时，存在电抗器的损耗增加、产生电动机转矩的脉动以及电源高次谐波增加等问题。如果检测交流电压的畸变而进行适当的控制，则能够改进由交流电压畸变引起的电流畸变，但是需要高精度的电压检测单元，导致成本增加。另外，在电动机驱动中难以检测感应电压。作为本
中的
技术介绍
，存在日本专利第5049707号公报(专利文献1)。在专利文献1中公开了以下方法：提高逆变电路的死区时间校正精度以减小电流畸变。现有技术文献专利文献：专利文献1：日本专利第5049707号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1所记载的方法中，使用专用电压检测电路和特定的半导体集成电路(微型计算机)功能，能够实现高精度的死区时间校正，但是存在需要具备专用功能的微型计算机和追加电路的缺点。因此，本专利技术提供一种不需要追加电路而能够抑制电流畸变的电力转换装置、电动机驱动装置以及使用该这些的冷冻设备。解决课题的手段为了解决上述课题，如果例举其一例，则本专利技术的电力转换装置在交流电源与直流负载或者直流电源之间进行电力转换，该电力转换装置具备：逆变电路；电流检测单元，其检测交流电源的交流电流；电压控制器，其根据由电流检测单元检测出的交流电流信号，生成逆变电路的指令电压；以及校正部，其对特定的频率具有增益，根据交流电流信号来校正指令电压，其中，校正部校正从电压控制器输出之后的指令电压。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种能够抑制电流畸变的电力转换装置、电动机驱动装置以及使用这些的冷冻设备。附图说明图1是实施例1中的电力转换装置的结构图。图2是实施例1中的电力转换装置的控制功能模块结构图。图3是实施例1中的电力转换装置的电压控制器的功能框图。图4是实施例1中的电力转换装置的高次谐波抑制器的功能框图。图5是表示实施例1中的S控制器的传递函数和增益特性的图。图6是实施例1中的电力转换装置的电流波形和指令电压波形。图7是实施例2中的电动机驱动装置的结构图。图8是实施例2中的电动机驱动装置的控制功能模块结构图。图9是实施例2中的电动机驱动装置的控制轴、电动机旋转轴。图10是实施例2中的电动机驱动装置的速度&相位推定器的功能框图。图11是实施例2中的电动机驱动装置的电流波形。图12是实施例3中的冷冻设备的结构图。具体实施方式以下，使用附图说明本专利技术的实施例。实施例1在本实施例中，对电力转换装置进行说明。图1是本实施例所涉及的电力转换装置的整体结构图。如图1所示，电力转换装置具备与交流电源1串联连接的噪声滤波器2、电抗器3、由半导体开关元件构成的逆变电路4、连接在逆变电路4的直流侧的正极/负极之间的平滑电容器5、检测交流电压的电压检测单元6、检测直流电压的分压电阻(电压检测单元)7、对逆变电路4进行PWM(Pulsewidthmodulation：脉宽调制)控制的控制装置8、以及检测交流电流的电流检测单元9。此外，电力转换装置的交流侧与交流电源1相连接，电力转换装置的直流侧与直流负载或者直流电源(直流负载/直流电源)10相连接。接着，说明逆变电路4的动作模式。作为动作模式，存在从交流电源1接受交流电力并将直流电力提供给直流负载/直流电源10的整流模式(交流/直流转换模式)以及对来自直流负载/直流电源10的直流电力进行逆转换并向交流电源1输出交流电力的再生模式(直流/交流转换模式)。根据来自控制装置8的控制信号来实现整流模式与再生模式(逆变模式)的动作模式的切换。此外，作为提供直流负载/直流电源10中的直流电源的单元，例如适当地使用未图示的太阳能发电设备、蓄电池等。逆变电路4通过6个半导体开关元件(在本实施例中IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管))以及与各半导体开关元件反并联连接的二极管构成三相桥电路。该三相桥电路与三相交流电源1对应。此外，与各半导体开关元件反并联连接的二极管为各半导体开关元件关闭时的换向用二极管，属于逆变电路的公知的基本结构。因此，省略二极管的详细的说明。平滑电容器5是用于抑制逆变电路4的直流侧直流电压的纹波和浪涌电压的要素。作为控制装置8，优选使用微型计算机、DSP(DigitalSignalProcessor：数字信号处理器)等运算处理装置。通过内置于控制装置8的采样保持电路和A/D(Analog/Digital(模拟/数字))转换部等，将各电压/电流的检测信号转换为数字信号。图2是表示图1示出的控制装置8的控制结构的框图。图2所例示的控制装置8进行如下动作：运算处理装置执行预定的程序，来运算逆变电路4的电压指令，生成用于将逆变电路4的各半导体开关元件进行开关(打开/关闭)控制的PWM控制信号。详细而言，如图2所示，控制装置8具备电源相位运算器11、电压控制器12、3相/2轴转换器13、2轴/3相转换器14、高次谐波抑制器15以及PWM控制器16。电源相位运算器11输入交流电压检测信号，运算电源电压相位(θs)，分别输出到3相/2轴转换器13和2轴/3相转换器14。3相/2轴转换器13根据由对三相交流系统的2相量电流进行检测的电流检测单元9检测出的交流电流检测信号(Iu、Iv)以及由电源相位运算器11运算出的电源电压相位(θs)，使用以下式(1)和式(2)运算d轴电流Id和q轴电流Iq。式(1)表示3相/2轴转换的运算式，式(2)表示向旋转坐标系的转换的运算式。[数学式1][数学式2]电压控制器12使用比例积分(PI)控制器等来运算d轴电压指令值Vd和q轴电压指令值Vq，以便消除d轴电流指令值Id*和q轴电流指令值Iq*与由3相/2轴转换器13求出的d轴电流检测值Id和q轴电流检测值Iq的误差。图3示出了电压控制器12的内部结构的一例。使用PI控制器17对电流误差进行处理来调整电压指令。另外，为了改进控制响应性和稳定性，将向各电压指令加上(减去)前馈项(2πfs×L×Id*、2πfs×L×Iq*和Es)。在此，fs为电源频率，L为电抗器3的电感值，Es为交流电源电压的有效值。但是，在图3示出的控制结构中，为了保持控制系统的稳定性，PI控制器的响应频率为数十Hz左右，相对于数百Hz高的频率的干扰成分，抑制效果并不充分。例如在三相电源的情况下，主要电源电压的畸变为5次成分(频率为250Hz(50Hz电源)/300Hz(60Hz电源))以及7次成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力转换装置，在交流电源与直流负载或直流电源之间进行电力转换，其特征在于，该电力转换装置具备：逆变电路；电流检测单元，其对上述交流电源的交流电流进行检测；电压控制器，其根据由上述电流检测单元检测到的交流电流信号，生成上述逆变电路的指令电压；以及校正部，其对特定的频率具有增益，且根据上述交流电流信号对上述指令电压进行校正，上述校正部对从上述电压控制器输出之后的上述指令电压进行校正。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.29 JP 2016-0655241.一种电力转换装置，在交流电源与直流负载或直流电源之间进行电力转换，其特征在于，该电力转换装置具备：逆变电路；电流检测单元，其对上述交流电源的交流电流进行检测；电压控制器，其根据由上述电流检测单元检测到的交流电流信号，生成上述逆变电路的指令电压；以及校正部，其对特定的频率具有增益，且根据上述交流电流信号对上述指令电压进行校正，上述校正部对从上述电压控制器输出之后的上述指令电压进行校正。2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，上述校正部使用下式所示的传递函数：[数学式1]其中，s为拉普拉斯算子，ω0为中心频率、K1、K2、K3为控制增益。3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，根据由上述电流检测单元检测到的交流电流信号的高次成分，设定上述校正部的中心频率。4.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，在由上述电流检测单元检测到的交流电流信号中存在多个高次成分的情况下，并用多个上述校正部。5.一种电动机驱动装置，具备：逆变电路，其从直流电压转换为交流电压；以及电流检测单元，其对作为上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东升，岩路善尚，能登原保夫，山本裕二，
申请(专利权)人：日立江森自控空调有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP