一种电力变换器的控制装置，适合于具备逆变器的电力变换器，利用脉宽调制来控制逆变器的开关元件，可以实现稳定的载波频率的变更，进一步同时实现电流控制响应性与逆变器损失抑制。设置有根据电流指令（２）以及电流指令变化率（１１ｂ）来设定逆变器（８）的脉宽调制中使用的载波频率指令的载波频率设定部（１１）。载波频率设定部（１１）具有将与纵轴表示的电流指令与横轴表示的电流指令变化率相应的载波频率的信息进行了映射的载波频率映射图（Ａ），将输入的电流指令（２）以及与该输入的电流指令变化率（１１ｂ）对应的载波频率映射图（Ａ）上的载波频率的信息输出到开关模式运算部（６）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及应用于具备由多个半导体开关元件构成的逆变器的电力变换器，利用 脉宽调制(以下记载为“PWM”)对该逆变器的开关元件进行控制的电力变换器的控制装置。
技术介绍
在电力变换器中，作为计算用于对构成逆变器的半导体开关元件进行PWM控制的 开关模式的代表性的方法之一，有载波比较法。在该载波比较法中，比较向逆变器输入的电 压指令与载波的大小，决定用于开关控制的接通(ON)/断开(OFF)的模式。另外，作为载波， 使用三角波的情况较多。在使用了载波比较法的电力变换器中，载波的频率(以下记载为“载波频率”)是 左右电力变换器特性的重要的参数。例如，在将载波频率设定得较高的情况下具有如下效 果逆变器输出电压的精度/响应特性提高，从负载产生的电磁噪音减少。另一方面，如果 将载波频率设定得较高，还会产生如下问题半导体开关元件的开关损失增加，电磁噪声增 加。因此，需要与连接到逆变器的负载的种类、运转条件对应地设定适合的载波频率。在进行与逆变器连接的负载的电流控制的情况下，通过提高载波频率并加快输出 电压的更新周期，从而实现较高的电流控制响应。另一方面，如果以高载波频率继续进行电 流控制，则逆变器的开关损失会增加。即，电流控制的高响应化与逆变器的损失抑制具有折 衷的关系，需要使某一方优先来决定载波频率。作为针对这样的问题的技术，例如有下述专利文献1公开的技术。在该专利文献1 中，公开了根据电流指令与检测电流的偏差(控制偏差)来变更载波频率的技术。具体而 言，在控制偏差大的情况下，进行提高载波频率来提高响应特性的控制。相反，在控制偏差 小、或者为零的情况下，基于良好地进行着控制这样的想法，进行降低载波频率的控制。即， 具有仅在需要控制响应的情况下提高载波频率这样的技术思想。另外，在该专利文献1中， 还公开了根据检测电流的变化率以及电流指令的变化率而与电流偏差的变化率相应地变 更载波频率的技术，但其目的相同。专利文献1 日本特开2001-37248号公报
技术实现思路
如上所述，在所述专利文献1中示出的技术(以下称为“现有技术”)中，可以同时 实现逆变器的损失抑制与电流控制响应。但是，在该现有技术中，存在以下课题。第1，在现有技术中，存在没有充分达成同时实现电流控制响应与逆变器开关损失 这样的课题。可以如下说明该课题。关于逆变器开关损失，值根据电流而发生变化，所以如 果电流的绝对值小，则损失也变小，可以提高载波频率来提高电流控制响应。但是，在现有 技术的方法中，在根据电流的控制偏差来变更了载波频率的情况下，不存在电流大小的信 息，所以无法高效地运用该特征。另外，在现有技术中，在变更载波频率时，虽然参照电流指 令及其变换率、检测电流及其变换率这样的信号，但独立地参照各个信号来求出载波频率，并将它们进行相加来决定实际所使用的载波频率，所以不能说充分考虑了电力变换器的运 转状况。第2，在现有技术中，由于参照检测电流及其变换率，所以在对检测电流进行采样 的定时不与载波(三角波)的顶点同步的电流控制系统中，存在如下课题受电流脉动、噪 声的影响，无法设定稳定的载波频率。其结果，存在如下问题不仅无法实现目的的性能，而 且载波频率的设定本身发生变动，在最坏的情况下，电流控制系统变得不稳定。本专利技术是鉴于所述情形而完成的，目的在于提供一种电力变换器的控制装置，可 以稳定地进行载波频率的变更，可以进一步同时实现电流控制响应性与逆变器损失抑制。为了解决所述课题并达成目的，本专利技术的电力变换器的控制装置应用于具备由多 个半导体开关元件构成的逆变器的电力变换器，利用脉宽调制来控制所述逆变器的开关元 件，所述电力变换器的控制装置的特征在于，具备电流指令产生部，产生电流指令；电流 控制器，根据所述电流指令，生成用于使期望的电流流过与所述逆变器连接的负载的电压 指令；载波频率设定部，根据所述电流指令以及所述电流指令的变化率，设定所述逆变器的 脉宽调制中使用的载波频率指令；以及开关模式运算部，根据所述电压指令以及所述载波 频率指令进行所述脉宽调制，运算开关模式指令，所述载波频率设定部具有将与正交轴的 一方所表示的所述电流指令及正交轴的另一方所表示的所述电流指令的变化率相应的载 波频率的信息进行了映射的第1 二维映射图，将与所输入的电流指令以及该输入的电流指 令的变化率对应的所述第1二维映射图上的载波频率的信息输出到所述开关模式运算部。根据本专利技术的电力变换器的控制装置，在对逆变器的脉宽调制中使用的载波频率 指令进行设定的载波频率设定部中，设置有将与正交轴的一方所表示的电流指令及正交轴 的另一方所表示的电流指令的变化率相应的载波频率的信息进行了映射的第1二维映射 图，载波频率设定部将与所输入的电流指令以及该输入的电流指令的变化率对应的第1二 维映射图上的载波频率的信息输出到开关模式运算部，开关模式运算部根据电压指令以及 从载波频率设定部输出的载波频率指令来运算用于进行脉宽调制的开关模式指令并输出 到逆变器，所以起到如下效果可以稳定地进行载波频率的变更，可以进一步同时实现电流 控制响应性提高与逆变器损失抑制。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式1的电力变换器的控制装置的结构的图。图2是示出电流指令变化率运算部Ila的一个例子及其输出特性的图。图3是示出电流指令变化率运算部Ila的与图2不同的一个例子及其输出特性的 图。图4是使用与电流指令变化率的轨迹之间的关系来说明载波频率映射图所具有 的意义的图。图5是示出载波频率映射图的与图4不同的例子的图。图6是示出本专利技术的实施方式2的电力变换器的控制装置的结构的图。图7是示出本专利技术的实施方式3的电力变换器的控制装置的结构的图。图8是示出本专利技术的实施方式4的电力变换器的控制装置的结构的图。图9是示出本专利技术的实施方式5的电力变换器的控制装置的结构的图。图10是示出轨迹记录映射图的一个例子的图。图11是示出通过调整轨迹记录映射图而生成的载波频率映射图的一个例子的 图。图12是使用了电流指令以及电流指令变化率的轨迹记录映射图的动作说明图。附图标记说明1 电流指令产生部；2 电流指令；3 检测电流信号；4 电流控制部；5 电压指令； 6 开关模式运算部；7 开关模式指令；8 电力变换器(逆变器)；9 电流检测器；10 负载； 11 载波频率设定部；Ila 电流指令变化率运算部；lib 电流指令变化率；Ilc 载波频率 映射图㈧；Ild 载波频率映射图⑶；lie 载波频率更新信号；Ilf 载波频率映射图(C)； Ilg 电流控制响应指令校正信号设定部；Ilh 电流控制响应指令校正信号；Ili 载波频率 映射图(D) ；Ilj 轨迹记录映射图；Ilk 轨迹信息分析部；12 载波频率指令；13 坐标变换 部(从旋转坐标向静止坐标的变换)；14 电压指令(交流)；15 坐标变换部(从静止坐标 向旋转坐标的变换)；16 检测电流信号(坐标变换后)；17 相位/频率产生部；18 相位信 号；19 频率信号；20 电流控制响应设定部；21 电流控制响应指令；22 电流控制响应指 令(校正后)；112:变化率运算滤波器；113:绝对值运算部；115:低通滤波器(LPF)。具体实施例方式以下，参照附图，对本专利技术的电力变换器的控制装置的实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电力变换器的控制装置，应用于具备由多个半导体开关元件构成的逆变器的电力变换器，利用脉宽调制来控制所述逆变器的开关元件，所述电力变换器的控制装置的特征在于，具备：电流指令产生部，产生电流指令；电流控制器，根据所述电流指令，生成用于使期望的电流流过与所述逆变器连接的负载的电压指令；载波频率设定部，根据所述电流指令以及所述电流指令的变化率，设定所述逆变器的脉宽调制中使用的载波频率指令；以及开关模式运算部，根据所述电压指令以及所述载波频率指令进行所述脉宽调制，运算开关模式指令，所述载波频率设定部具有将与正交轴的一方所表示的所述电流指令及正交轴的另一方所表示的所述电流指令的变化率相应的载波频率的信息进行了映射的第１二维映射图，将与所输入的电流指令以及该输入的电流指令的变化率对应的所述第１二维映射图上的载波频率的信息输出到所述开关模式运算部。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：古谷真一，佐竹彰，泽木润，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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