电力变换装置、控制装置以及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供电力变换装置、控制装置以及控制方法，恰当地控制电压矢量以便能够稳定地进行电流的检测。实施方式中的一个方式的电力变换装置具备：具有多个开关元件的电力变换部和控制多个开关元件的控制部。控制部具备指令生成部、合成部、调整部和校正矢量生成部。指令生成部生成电压指令矢量。合成部将电压指令矢量与校正矢量合成而生成合成矢量。调整部调整从电力变换部输出与合成矢量对应的多个电压矢量的输出时间，校正矢量生成部基于调整部的调整结果，生成校正矢量。

【技术实现步骤摘要】

所公开的实施方式涉及电力变换装置、控制装置以及控制方法。
技术介绍
以往，已知有如下电力变换装置：该电力变换装置控制多个开关元件以使从具有多个开关元件的电力变换部输出多个不同的电压矢量，来进行电力变换。该电力变换装置在电力变换部输出电压矢量的期间检测电力变换部的电流，因此，在电压矢量的输出时间微少的情况下，有时难以稳定地进行电流的检测。因此，提出了如下技术：在PWM信号的1个载波周期或半个载波周期中，将PWM信号的占空比校正成可进行电流检测的占空比值，且在下一个载波周期对占空比的增减量进行修正(例如参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2003－189670号公报然而，在专利文献1所记载的技术中，例如在轻负荷的情况下，在对PWM信号的占空比的增减量进行修正的期间，占空比过短而无法检测电流，从而有可能相对于电流的急剧变化而产生延迟。
技术实现思路
实施方式的一个方式的目的在于提供恰当地控制电压矢量以便能够稳定地进行电流的检测的电力变换装置、控制装置以及控制方法。实施方式中的一个方式的电力变换装置具备：具有多个开关元件的电力变换部和控制所述多个开关元件的控制部。所述控制部具备指令生成部、合成部、调整部和校正矢量生成部。所述指令生成部生成电压指令矢量。所述合成部将所述电压指令矢量与校正矢量进行合成而生成合成矢量。所述调整部调整从所述电力变换部输出与所述合成矢量对应的多个电压矢量的输出时间，所述校正矢量生成部基于所述调整部的调整结果，生成所述校正矢量。专利技术效果根据实施方式中的一个方式，可提供恰当地控制电压矢量以便能够稳定地进行电流的检测的电力变换装置、控制装置以及控制方法。附图说明图1是示出实施方式的电力变换装置的结构例的图。图2是示出合成矢量的相位、区域以及基本电压矢量之间的关系的图。图3是示出合成矢量的相位、区域以及基本电压矢量之间的关系的图。图4是示出图1所示的控制部的结构例的图。图5是示出区域与电压矢量模式之间的关系的图。图6是示出基本电压矢量、PWM信号以及母线电流之间的关系的图。图7是示出3相电压的调制率与区域之间的关系的图。图8是示出在区域1包含合成矢量的情况下从电力变换部输出的基本电压矢量、PWM信号以及检测电流之间的关系例的图。图9是在αβ轴坐标系中表示合成矢量存在于区域1中的情况下的合成矢量与输出时间比率之间的关系的图。图10是在αβ轴坐标系中表示由时间比率差分确定的校正矢量、在下一个运算周期中运算出的电压指令矢量以及合成矢量之间的关系的图。图11是在αβ轴坐标系中表示下一个运算周期中的合成矢量与输出时间比率之间的关系的图。图12是示出区域与电流极性之间的关系的图。图13是示出补偿系数表的一例的图。图14是示出由控制部进行的处理流程的流程图。标号说明1：电力变换装置；2：直流电源；3：电动机；10：电力变换部；11：电容器；12：开关部；13：电流检测部；14：电压检测部；15、15a、15b：直流母线；20：控制部；31：3相电流检测部；32：指令生成部；33：合成部；34：运算部；35：调整部；36：校正矢量生成部；37：PWM信号输出部；51、61、62：相加部；52：积分部；54、57：旋转坐标变换部；55：电流指令输出部；56：电流控制部；71：区域判定部；72：时间比率运算部；73：输出矢量通知部；81：相减部；82：校正矢量运算部；90：限制器。具体实施方式以下，参照附图，详细地说明本申请所公开的电力变换装置、控制装置以及控制方法的实施方式。此外，本专利技术不限定于以下所示的实施方式。[1.电力变换装置]图1是示出实施方式的电力变换装置1的结构例的图。图1所示的电力变换装置1配置在直流电源2与电动机3之间。该电力变换装置1具备电力变换部10和控制部20。电力变换部10具备电容器11、开关部12、电流检测部13和电压检测部14，且将从直流电源2供给的直流电变换成3相交流电而输出到电动机3。电容器11与直流电源2并联地连接。该电容器11是连接于直流母线15a、15b(以下有时记为直流母线15)之间的电容器，也被称作主电路电容器。开关部12例如是3相桥接电路，如图1所示，具有多个开关元件Swup、Swun、Swvp、Swvn、Swwp、Swwn(以下有时记为开关元件Sw)。由控制部20对这多个开关元件Sw进行接通/断开(ON/OFF)控制，由此，从直流电源2供给的直流电被变换成3相交流电而输出到电动机3。此外，电力变换装置1也可以取代电动机3而向电力系统输出3相交流电。开关元件Sw例如是MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)等半导体开关元件。另外，开关元件Sw也可以是下一代半导体开关元件SiC、GaN。此外，以下有时将开关元件Swup、Swvp、Swwp称作上臂、将开关元件Swun、Swvn、Swwn称作下臂。电流检测部13检测流过直流母线15的电流。该电流检测部13例如具有作为磁电变换元件的霍尔元件、分流电阻或电流互感器，检测流过直流母线15的电流的瞬时值Idc(以下记为母线电流Idc)。电压检测部14检测直流母线15a、15b之间的电压的瞬时值Vdc(以下记为母线电压Vdc)。控制部20具备3相电流检测部31、指令生成部32、合成部33、运算部34、调整部35、校正矢量生成部36和PWM信号输出部37。该控制部20例如包含具有CPU(CentralProcessingUnit：中央处理单元)、ROM(ReadOnlyMemory：只读存储器)、RAM(RandomAccessMemory：随机存取存储器)、输入输出端口等的微型计算机和各种电路。该微型计算机的CPU通过读出并执行ROM中存储的程序，来实现3相电流检测部31、指令生成部32、合成部33、运算部34、调整部35、校正矢量生成部36以及PWM信号输出部37的功能。另外，3相电流检测部31、指令生成部32、合成部33、运算部34、调整部35、校正矢量生成部36以及PWM信号输出部37各自一部或全部例如可以由ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit：专用集成电路)或FPGA(FieldProgrammableGateArray：现场可编程门阵列)等硬件构成。3相电流检测部31基于由电流检测部13检测出的母线电流Idc，检测流过电力变换部10与电动机3的U相、V相、W相之间的电流的瞬时值iu、iv、iw(以下记为相电流iu、iv、iw)。相电流iu是U相的电流，相电流iv是V相的电流，相电流iw是W相的电流。指令生成部32基于相电流iu、iv、iw，生成电压指令矢量vαβ*，例如使得相电流iu、iv、iw成为目标电流。电压指令矢量vαβ*例如包含固定坐标上的正交的2轴的作为αβ成分的α轴电压指令vα*和β轴电压指令vβ*。合成部33将电压指令矢量vαβ*与校正矢量Δvαβ合成而生成合成矢量vαβ**。该合成矢量vαβ**包含α轴电压指令vα**和β轴电压指令vβ**。运算部34运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换装置，其特征在于，所述电力变换装置具备：电力变换部，其具有多个开关元件；以及控制部，其控制所述多个开关元件，所述控制部具备：指令生成部，其生成电压指令矢量；合成部，其将所述电压指令矢量与校正矢量合成而生成合成矢量；调整部，其调整从所述电力变换部输出与所述合成矢量对应的多个电压矢量的输出时间；以及校正矢量生成部，其基于所述调整部的调整结果，生成所述校正矢量。

【技术特征摘要】
2015.09.01 JP 2015-1723431.一种电力变换装置，其特征在于，所述电力变换装置具备：电力变换部，其具有多个开关元件；以及控制部，其控制所述多个开关元件，所述控制部具备：指令生成部，其生成电压指令矢量；合成部，其将所述电压指令矢量与校正矢量合成而生成合成矢量；调整部，其调整从所述电力变换部输出与所述合成矢量对应的多个电压矢量的输出时间；以及校正矢量生成部，其基于所述调整部的调整结果，生成所述校正矢量。2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，所述校正矢量生成部将所述调整部的调整量作为所述调整结果，生成与所述调整量相应的所述校正矢量。3.根据权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，所述校正矢量生成部将所述调整部对所述多个电压矢量的调整前后的所述输出时间之差作为所述调整量，生成所述校正矢量。4.根据权利要求3所述的电力变换装置，其特征在于，所述电力变换装置具备运算部，所述运算部运算出从所述电力变换部输出与所述合成矢量对应的所述多个电压矢量的输出时间的信息，所述调整部具备限制器，所述限制器进行调整，使得所述运算部运算出的所述多个电压矢量的输出时间的信息各自为下限值以上。5.根据权利要求4所述的电力变换装置，其特征在于，所述校正矢量生成部将所述多个电压矢量的输出时间的信息各自经过所述限制器前后之差作为所述调整结果，生成所述校正矢量。6.根据权利要求5所述的电力变换装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：福丸伸吾，森本进也，井浦英昭，木野村浩史，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本;JP