电力变换器的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电力变换器的控制装置。在具备由多个半导体开关元件构成的逆变器部的电力变换器的控制装置中，抑制电压指令与逆变器输出电压之间的误差，并且对电压指令高速地进行响应。具备：生成电压指令信号（５２、５３）的电压指令产生部（５１）；以及根据电压指令信号（５２、５３），计算并输出使逆变器输出电压的平均值与电压指令信号一致那样的同步ＰＷＭ方式的开关样式的开关样式计算部（５４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由多个半导体开关元件构成的电力变换器的控制装置，特别涉及取得 针对使用脉冲宽度调制(以下称为“PWM”)来控制的PWM逆变器的电压指令与开关样式之 间的同步的同步PWM控制。
技术介绍
在同步PWM控制中，计算用于控制PWM逆变器的开关样式(switching pattern) 0 此处，作为计算开关样式的方式，作为代表性的方式例如可以举出使三角波等载波与电压 指令的相位角同步的方式(以下称为“载波比较方式”)、直接参照电压指令的相位的方式 (以下称为“相位参照方式”)等。在这些方式中，载波比较方式具有可以简易地构成控制 系统，且对电压指令的响应性优良这样的特征，相对于此，相位参照方式具有可以高效地抑 制包含在逆变器输出电压中的高次谐波分量这样的特征。另外，关于载波比较方式，目前存 在许多技术文献。另外，关于相位参照方式，作为代表性的技术文献有下述非专利文献1、2 以及专利文献1等。但是，在进行同步PWM控制时，在大多数情况下，可以掌握开关样式的大致的形 状。其意味着在同步PWM控制中，可以预先掌握逆变器输出电压的形状。所以在同步PWM 控制中，可以预先得到针对电压指令一周期量的逆变器输出电压波形得到期望的特性这样 的切换相位。另外，在非专利文献1、2中，公开了可以实现逆变器输出电压中包含的高次谐波 分量的抑制、以及任意的基波分量的指定的切换相位的设定方法。另外，在专利文献1中， 公开了使逆变器输出电压波形中包含的基波分量与电压指令一致这样的切换相位的设定 方法。专利文献1 日本特开平6-253546号公报非专利文献 1 :IEEE Transactions On Industry Applications (1973, Vol. IA-9, No. 3)、Generalized Techniques of HarmonicElimination and Voltage Control in Thyristor Inverters PartI-Harmonic Elimination非专利文献 2:IEEE Transactions On Industry Applications (1974, Vol, 10, No. 5)、Generalized Techniques of HarmonicElimination and Voltage Control in Thyristor InvertersPartII—Voltage Control Techniques
技术实现思路
以上，虽然简单地说明了代表性的同步PWM控制方式即载波比较方式以及相位参 照方式的特征，但在这些控制方式中，存在如下所述的技术性的课题。首先，在载波比较方式中，在关注逆变器输出电压的基波分量中的振幅与相位的 情况下，存在如下问题虽然在相位方面与电压指令的相位一致，但关于振幅，在与电压指 令之间产生比较大的误差。另外，对于该误差的问题，担心如下那样的影响。3(1)例如在应用V/f控制等开环控制方式来控制负载即电动机的情况下，由于逆 变器电压输出的过度或不足而使电动机扭矩精度降低。(2)例如在进行负载即电动机的电流控制的情况下，电流控制增益等价地变动。(3)在进行用电压指令来代替逆变器输出电压的控制的情况下，例如电压限制处 理等受到影响，从而电流控制系统变得不稳定。因此，在载波比较方式中，采用对电压指令进行增益补偿等的对策。相对于此，在上述非专利文献1、2以及专利文献1等所示的相位参照方式中，存在 相对电压指令的响应性降低这样的问题。例如在进行负载即电动机的电流控制的情况下， 电压指令细致地变动，以流过规定的电流。另一方面，在非专利文献1、2以及专利文献1等 的相位参照方式中，用于得到期望的特性的开关样式的切换相位是使用傅立叶解析等而计 算的。因此，控制系统中的开关样式的切换相位一般是用相对电压指令振幅的函数或者表 来表示。另一方面，伴随电压指令的变动，上述切换相位也细致地变动，无法再现设定成能 够得到期望的特性的切换相位，需要进行与切换相位相关的优先控制。但是，如果进行使预 先设定的切换相位优先的控制，则相对电压指令振幅变化的切换相位的反映受到在电压指 令一周期或者半周期中被限制为一次这样的制约，所以产生相对电压指令的响应性降低这 样的问题。综上所述，在载波比较方式中，存在如下问题虽然比较快地追踪电压指令的变 化，但在电压指令与逆变器输出电压的基波分量之间产生比较大的误差。另一方面，在相位 参照方式中，存在如下问题特别在通过使用傅立叶解析设定的切换相位得到期望的特性 时，相对电压指令的响应性降低。本专利技术是鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种电力变换器的控制装置，即使 在应用了相位参照方式的情况下，也可以抑制电压指令与逆变器输出电压之间的误差，并 且可以对电压指令高速地进行响应。为了解决上述课题，并达成目的，本专利技术提供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部的电力变换器中，使用脉冲宽度调制来控制该 逆变器部的半导体开关元件，该电力变换器的控制装置的特征在于，具备电压指令信号产生部，生成电压指令信号；以及开关样式计算部，根据上述电压指令信号，计算用于控制上述逆变器部的半导体 开关元件的开关样式，上述开关样式计算部进行同步PWM方式的开关样式计算，输出使从上述逆变器部 输出的输出电压的平均值即输出电压平均值与上述电压指令信号一致那样的开关样式。根据本专利技术的电力变换器的控制装置，开关样式计算部进行同步PWM方式的开关 样式计算，输出使逆变器输出电压的平均值与电压指令一致那样的开关样式，所以具有如 下效果即使在应用了相位参照方式的情况下，也可以抑制电压指令与逆变器输出电压之 间的误差，并且可以对电压指令高速地进行响应。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式1的电力变换器的基本结构的图。图2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功能结构的框图。图3是示出输入到开关样式计算部的电压指令矢量以及由开关样式计算部处理 的各信号在dq坐标系中的关系的图。图4是用于说明实施方式1的控制装置的动作的图。图5是按照相位定时分类了由实施方式1的控制装置控制的逆变器部的开关动作 的图表。图6是用于说明实施方式2的控制装置的动作的图。图7是将图6所示的区间A G放大示出的图。图8是按照相位定时分类了同步5脉冲模式下的开关动作的图表。图9是用于说明实施方式4的控制装置的动作的图。(标号说明)10 电力变换器；21 直流电源部；22 逆变器部；221 半导体开关元件(U相P 侧)；222 半导体开关元件(V相P侧)；223 半导体开关元件(W相P侧)；224 半导体开 关元件(U相N侧)；225 半导体开关元件(V相N侧)；226 半导体开关元件(W相N侧)； 23 负载；50 控制部；51 电压指令产生部；52 电压指令信号(2轴正交旋转坐标上的d 轴)；53 电压指令信号(2轴正交旋转坐标上的q轴)；54 开关样式计算部；541 相位计算 部；542 相位信号(dq坐标系上)；544 电压指令相位信号(U相)；546 电压指令向量长度 (NORM)信号；548 被采样保持的电压指令向量长度信号；54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部的电力变换器中，使用脉冲宽度调制来控制该逆变器部的半导体开关元件，该电力变换器的控制装置的特征在于，具备：电压指令信号产生部，生成电压指令信号；以及开关样式计算部，根据上述电压指令信号，计算用于控制上述逆变器部的半导体开关元件的开关样式，其中，上述开关样式计算部进行同步ＰＷＭ方式的开关样式计算，输出使从上述逆变器部输出的输出电压的平均值即输出电压平均值与上述电压指令信号一致的开关样式。

【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[日本]