功率转换装置制造方法及图纸

使电源电流中的起因于电机旋转的高次谐波减少。功率转换装置具有补偿电流生成部(52)和补偿控制部(60、260)。该补偿电流生成部(52)对在它和交流电源(12)之间流动的补偿电流(Icr、Ics、Ict)进行控制。该补偿控制部(60、260)求出输出电压指令值(Vid、Viq)，以便由所述补偿电流(Icr、Ics、Ict)抵消从所述交流电源(12)流入所述整流电路(22)的负荷电流(Ir、Is、It)中包括的、起因于所述电机(16)旋转的高次谐波成分和起因于所述交流电源(12)的电压周期(Ts)的高次谐波成分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种将交流电压转换为各种频率的交流电压的功率转换装置，特别涉及如何减少高次谐波。
技术介绍
具有将交流电源的交流电压转换为直流电压的整流电路、使直流电压平滑的电解电容器以及将直流电压转换为交流电压的电压型逆变器的功率转换装置应用广泛。例如专利文献I中记载了电源高次谐波抑制装置，该电源高次谐波抑制装置对从电源到上述普通的功率转换装置的高次谐波电流进行补偿。该电源高次谐波抑制装置着眼于高次谐波电流具有与电源频率相对应的周期这样的周期性，而针对电源电压的每个相位对补偿指令和实际的补偿输出之间的误差量进行积分。利用该积分结果对电源高次谐波抑制装置的补偿输出进行控制。专利文献I:日本公开专利公报特开2001-186752号公报
技术实现思路
—专利技术要解决的技术问题一不使用电解电容器，让从整流电路输出的直流电压具有与电源频率相对应的脉动这样的功率转换装置也为众人所知。这样的功率转换装置因为不需要较大的电解电容器、电抗器而可以实现装置的小型化。但是，在这样的功率转换装置中，因为不使用作为能量储蓄要素的电解电容器，仅使用电容较小的电容器，所以直流电压、有效功率会产生脉动。特别是，在功率转换装置驱动集中绕组电机的情况下，来自交流电源的电流中包括大量的起因于电机旋转的高次谐波。专利文献I中的电源高次谐波抑制装置能够对具有与电源频率相对应的周期的高次谐波进行补偿，让电源电流的高次谐波减少。但是，起因于以各种速度旋转的电机的高次谐波其频率与电源频率不同。因此，专利文献I中的电源高次谐波抑制装置不能对这样的高次谐波进行补偿。本专利技术的目的在于:让电源电流中的起因于电机旋转的高次谐波减少。—用于解决技术问题的技术方案一第一方面的功率转换装置包括:功率转换部20和电流补偿部40。所述功率转换部20具有:整流电路22、逆变器28以及小电容电容器26。所述整流电路22对从交流电源12输出的交流进行整流并输出脉动的直流;所述逆变器28将所述直流转换为交流，对电机16进行驱动;所述小电容电容器26连接在所述逆变器28的输入节点之间。所述电流补偿部40具有:电流补偿电容器54、补偿电流生成部52、补偿控制部60、260以及驱动信号生成部56。在所述补偿电流生成部52的输入端连接有所述交流电源12，在所述补偿电流生成部52的输出端连接有所述电流补偿电容器54，所述补偿电流生成部52根据驱动信号Scd进行开关操作而对在该补偿电流生成部52和所述交流电源12之间流动的补偿电流Icr、Ics、Ict进行控制;所述补偿控制部60、260求出输出电压指令值Vid、Viq，以便由所述补偿电流Icr、Ics、Ict将从所述交流电源12流入所述整流电路22的负荷电流Ir、Is、It中所包括的、起因于所述电机16旋转的高次谐波成分和起因于所述交流电源12的电压周期Ts的高次谐波成分抵消;所述驱动信号生成部56基于所述输出电压指令值VicUViq生成所述驱动信号Scd。 据此，补偿控制部60求出输出电压指令值Vid、Viq，以便由补偿电流Icr、Ics、Ict的无效成分抵消起因于电机16旋转的高次谐波成分、起因于交流电源12的电压周期Ts的高次谐波成分。因此，能够减少电源电流中的让电机16旋转而产生的高次谐波。特别是，对于让从整流电路输出的直流电压具有与电源频率相对应的脉动的、仅使用电容较小的电容器的功率转换装置来说，能够减少电源电流中的高次谐波。第二方面的功率转换装置是这样的，在第一方面的功率转换装置中，该功率转换装置进一步具有:连接在所述整流电路22的输出节点和所述逆变器28的所述输入节点中的一个节点之间的电抗器24，所述电抗器24的电感和所述小电容电容器26的电容被设定为:保证由所述电抗器24和所述小电容电容器26构成的滤波器让频率与用于生成所述逆变器28的控制信号的载波频率相同的电流成分衰减。据此，能够抑制频率与生成逆变器28的控制信号所用的载波频率相同的电流成分朝着交流电源12流出。第三方面的功率转换装置是这样的，在第一方面的功率转换装置中，所述输出电压指令值VicUViq包括有效电压指令值Vid和无效电压指令值Viq。所述补偿控制部60、260求出所述有效电压指令值Vid，以便由所述补偿电流I cr、I Cs、I ct的有效成分将从所述交流电源12流入所述整流电路22的负荷电流Ir、I s、11的、起因于所述电机16旋转的高次谐波成分抵消，并且所述补偿控制部60、260求出所述无效电压指令值Viq，以便由所述补偿电流Icr、Ics、Ict的无效成分将所述负荷电流Ir、Is、It的、起因于所述交流电源12的电压周期Ts的高次谐波成分抵消。据此，能够利用有效电压指令值Vid抑制起因于电机16旋转的高次谐波成分，能够利用无效电压指令值Viq抑制起因于交流电源12的电压周期Ts的高次谐波成分。第四方面的功率转换装置是这样的，在第三方面的功率转换装置中，所述补偿控制部60具有高通滤波器71、加法器72、有效电流控制器76、276、376、476以及无效电流控制器78、278、378、478。所述高通滤波器71从所述负荷电流的有效成分中取出、输出高通成分imot;所述加法器72将电压补正值Vcn和所述高通滤波器71的输出相加，并输出加法运算结果id*，该电压补正值Vcn是根据从所述电流补偿电容器54的电压Vdc的指令值Vdc*中减去所述电流补偿电容器54的电压Vdc而得到的减法运算结果求出的；所述有效电流控制器76、276、376、476求出所述有效电压指令值Vid，以便由所述补偿电流的有效成分id抵消所述加法运算结果id%所述无效电流控制器78、278、378、478求出所述无效电压指令值Viq，以便由所述补偿电流的无效成分i q抵消所述负荷电流的无效成分i q *。据此，有效电流控制器76、276、376求出有效电压指令值Vid，以便由补偿电流的有效成分id抵消加法运算结果id*;无效电流控制器78、278、378求出无效电压指令值Viq，以便由补偿电流的无效成分i q抵消负荷电流的无效成分i q *。因此，能够减少电源电流中所包括的高次谐波成分。第五方面的功率转换装置是这样的，在第四方面的功率转换装置中，所述有效电流控制器76、376、476具有第一时间提前补偿器82。该第一时间提前补偿器82让所述加法运算结果id*迟延与所述电机16的旋转周期Tm相对应的时间，以便所述加法运算结果id*的相位看上去提前。所述有效电流控制器76、376、476根据在所述第一时间提前补偿器82迟延后得到的加法运算结果id2*求出所述有效电压指令值Vid;所述无效电流控制器78、378、478具有第二时间提前补偿器92，该第二时间提前补偿器92让所述负荷电流的无效成分iq*迟延与所述交流电源12的电压周期Ts相对应的时间，以便所述负荷电流的无效成分iq*的相位看上去提前。所述无效电流控制器78、378、478根据在所述第二时间提前补偿器92迟延后得到的所述负荷电流的无效成分i q2*求出所述无效电压指令值V i q。据此，有效电流控制器76让加法运算结果id*迟延与电机16的旋转周期Tm相对应的时间，以便稳定时重复具有相似波形的加法运算结果id*本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换装置,其特征在于:包括:功率转换部(20)和电流补偿部(40),所述功率转换部(20)具有:整流电路(22)、逆变器(28)以及小电容电容器(26)，所述整流电路(22)对从交流电源(12)输出的交流进行整流并输出脉动的直流，所述逆变器(28)将所述直流转换为交流，对电机(16)进行驱动，所述小电容电容器(26)连接在所述逆变器(28)的输入节点之间；所述电流补偿部(40)具有:电流补偿电容器(54)、补偿电流生成部(52)、补偿控制部(60、260)以及驱动信号生成部(56)，在所述补偿电流生成部(52)的输入端连接有所述交流电源(12)，在所述补偿电流生成部(52)的输出端连接有所述电流补偿电容器(54)，所述补偿电流生成部(52)根据驱动信号(Scd)进行开关操作而对在该补偿电流生成部(52)和所述交流电源(12)之间流动的补偿电流(Icr、Ics、Ict)进行控制，所述补偿控制部(60、260)求出输出电压指令值(Vid、Viq)，以便由所述补偿电流(Icr、Ics、Ict)将从所述交流电源(12)流入所述整流电路(22)的负荷电流(Ir、Is、It)中所包括的、起因于所述电机(16)旋转的高次谐波成分和起因于所述交流电源(12)的电压周期(Ts)的高次谐波成分抵消，所述驱动信号生成部(56)基于所述输出电压指令值(Vid、Viq)生成所述驱动信号(Scd)。...

【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：川嶋玲二，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP