功率转换装置的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术是能以较高效率对马达进行驱动的直接型功率转换装置的控制装置。对单相交流电压进行全波整流后的整流电压被施加于第一直流电源线和第二直流电源线之间。放电开关和电容器在第一直流电源线和第二直流电源线之间彼此串联连接。升压电路对整流电压进行升压，并且对电容器进行充电。逆变器在放电开关非导通时输入有整流电压以作为直流电压，在放电开关导通时输入有电容器的两端电压以作为直流电压，逆变器将输入后的直流电压转换成交流电压并且向马达输出。开关控制部在第一期间范围内将放电开关维持为非导通，在第一期间以外的第二期间内对放电开关的导通/非导通进行切换。充电放电期间设定部将马达的转速比速度阈值高时的第一期间设定得比转速比速度阈值低时的第一期间短。

Control device of power conversion device

The invention is a control device of a direct power conversion device capable of driving a motor with higher efficiency. The rectifier voltage after full-wave rectification of the single-phase AC voltage is applied between the first DC power line and the second DC power line. The discharge switch and the capacitor are connected in series with each other between the first DC power supply line and the second DC power supply line. The step-up circuit boosts the rectifier voltage and charges the capacitor. The inverter inputs rectifier voltage as DC voltage when the discharge switch is not on, and the capacitor voltage as DC voltage when the discharge switch is on. The inverter converts the input DC voltage into AC voltage and outputs it to the motor. The switch control unit maintains the discharge switch as non-conducting in the first period, and switches on/off the discharge switch in the second period other than the first period. During charging and discharging, the setting part sets the first period when the speed ratio threshold of the motor is high, to be shorter than the first period when the speed ratio threshold is low.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率转换装置的控制装置
本专利技术涉及一种对功率转换装置进行控制的装置。
技术介绍
专利文献1～3记载有直接型功率转换装置。上述直接型功率转换装置包括二极管整流器、逆变器以及充电放电电路。二极管整流器对单相交流电压进行全波整流，并且将整流后的整流电压输出于一对直流电源线(直流链路)之间。充电放电电路设置于直流链路，包括缓冲电路和升压电路。缓冲电路具有在一对直流电源线之间彼此串联连接的开关和电容器。通过对开关进行导通来使电容器放电从而将功率赋予直流链路。升压电路将来自二极管整流器的整流电压升压从而对电容器充电。藉此使充电放电电路从直流链路接受功率。逆变器的输入电压(直流链路的直流电压)在上述开关导通时与被升压后的电容器的电压一致，在上述开关未导通时与整流电压一致。逆变器输入有直流链路的直流电压，将该直流电压转换成交流电压，并且将上述交流电压输出。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2015-084637号公报专利文献2：日本专利特开2015-065731号公报专利文献3：日本专利特开2015－076921号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题期望以较高的效率对马达进行驱动。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够以较高的效率对马达进行驱动的直接型功率转换装置的控制装置。解决技术问题所使用的技术手段在本专利技术的功率转换装置的控制装置的第一形态中，上述功率转换装置包括：第一直流电源线和第二直流电源线(LH、LL)；整流电路(3)，上述整流电路(3)将单相交流电压全波整流为整流电压，并且将上述整流电压施加于上述第一直流电源线和上述第二直流电源线之间；放电开关(Sc)和电容器(C4)，上述放电开关(Sc)和上述电容器(C4)在上述第一直流电源线和上述第二直流电源线之间彼此串联连接；升压电路(4a)，上述升压电路(4a)对上述整流电压进行升压，并且对上述电容器进行充电；以及逆变器(5)，上述逆变器(5)在上述放电开关非导通时输入有上述整流电压以作为上述第一直流电源线和上述第二直流电源线之间的直流电压(Vdc1)，在上述放电开关导通时输入有上述电容器的两端电压以作为上述直流电压，上述逆变器(5)将输入后的上述直流电压转换成交流电压并且向马达(6)输出，上述功率转换装置的控制装置对上述放电开关进行控制，其中，上述控制装置包括：开关控制部(11)，上述开关控制部(11)在第一期间(T1)范围内将上述放电开关维持为非导通，在上述第一期间以外的第二期间(T2)内对上述放电开关的导通/非导通进行切换；以及充电放电期间设定部(12)，上述充电放电期间设定部(12)将上述马达的转速比速度阈值(ωref)高时的上述第一期间设定得比上述转速比上述速度阈值低时的上述第一期间短。在第一形态的功率转换装置的控制装置的基础上，在本专利技术的功率转换装置的控制装置的第二形态中，上述转速(ωm)比上述速度阈值(ωref)高时的上述第一期间(T1)的长度为零。在第一形态或第二形态的功率转换装置的控制装置的基础上，在本专利技术的功率转换装置的控制装置的第三形态中，上述转速(ωm)比上述速度阈值(ωref)低时的上述第一期间(T1)是上述整流电压比规定值大的期间。在第一形态至第三形态的任一形态的功率转换装置的控制装置的基础上，在本专利技术的功率转换装置的控制装置的第四形态中，上述充电放电期间设定部(12)的上述速度阈值是向上述马达(6)施加的上述交流电压的振幅达到上限值时的上述转速。专利技术效果根据本专利技术的功率转换装置的控制装置的第一形态和第四形态，由于电容器的两端电压比整流电压高，因此能够通过将放电开关导通来使直流电压高于整流电压。由于当转速较低时，放电开关在第二期间内导通，因此虽然能够使直流电压高于整流电压，但由于放电开关在第一期间内维持非导通，因而使直流电压与整流电压一致。也就是说，无法在第一期间内向逆变器输入比整流电压大的直流电压。另一方面，当转速较高时，在更长的第二期间内对放电开关的导通/非导通进行切换。因此，能够使转速较高时的直流电压高于转速较低时的直流电压。此外，若越增长第二期间，则越能够提高向马达所能够施加的电压的最大值(最大输出施加电压)，因此能够抑制马达的电流的增大，能够实现马达的高速旋转以及马达在高负载下的运转。另一方面，当转速较低时能够减小直流电压。为了减小直流电压，需要缩短放电开关的导通期间(也就是说，使电容器放电的期间)，因此也能够相应地减小升压电路的动作量。随着升压电路的动作量减小，在升压电路产生的损失降低。因此，能够提高转速较低时的效率。如上所述，能够在转速较低时提高效率，并且在转速较高时抑制马达的电流的增大，从而能够实现高负载下的运转。根据本专利技术的功率转换装置的控制装置的第二形态，能够最大限度地增大向马达输出的最大输出施加电压。根据本专利技术的功率转换装置的控制装置的第三形态，与采用整流电压比电压基准值小的期间作为第一期间的情况相比，能够增大直流电压。本专利技术的目的、特征、方面及优点通过以下详细的说明和附图会变得更为清楚。附图说明图1是表示应用了实施方式所示的控制方法的直接型功率转换装置的结构的框图。图2是示意性地表示第一方式的各种参数的一例的图。图3是示意性地表示第二方式的各种参数的一例的图。图4是表示控制部的动作的一例的流程图。图5是用于表示动作的一例的图。图6是表示等效电路的一例的图。具体实施方式(1.直接型功率转换装置的结构)图1是表示应用了本实施方式所示的控制方法的直接型功率转换装置的结构的框图。上述直接型功率转换装置包括转换器3、功率缓冲电路4以及逆变器5。转换器3是单相整流电路，例如经由滤波器2与单相交流电源1连接。滤波器2包括电抗器L2和电容器C2。电抗器L2连接在单相交流电源1的两个输出端中的一个和转换器3之间。电容器C2在单相交流电源1的两个输出端之间与电抗器L2串联连接。滤波器2除去电流的高频成分。也可省略滤波器2。为简单起见，以下忽略滤波器2的作用进行说明。转换器3例如采用二极管电桥，包括二极管D31～D34。二极管D31～D34构成桥式电路，对作为从单相交流电源1输入的输入电压的单相交流电压Vin进行单相全波整流而将其转换成整流电压Vrec，并且将该整流电压Vrec在直流电源线LH、LL(上述直流电源线LH、LL形成所谓的直流链路)之间输出。在直流电源线LH施加有比直流电源线LL高的电位。输入电流Iin从单相交流电源1流入转换器3。功率缓冲电路4是与直流链路进行功率交换的电路，具有升压电路4a、缓冲电路4b以及二极管D42。缓冲电路4b包括电容器C4。升压电路4a对整流电压Vrec进行升压而对电容器C4进行充电。缓冲电路4b还包括与二极管D42反向并联连接的晶体管(此处是绝缘栅型的双极型晶体管：以下略称“IGBT”)Sc。晶体管Sc相对于电容器C4在直流电源线LH侧以串联的方式连接于直流电源线LH、LL之间。此处，反向并联连接是指：A的正方向和B的正方向彼此相反，并且A与B并联连接。具体而言，晶体管Sc的正方向是从直流电源线LL朝向直流电源线LH的方向，二极管D42的正方向是从直流电源线LH朝向直流电源线LL的方向。晶体管Sc和二极管D42能够一起作为一个开关元件(第一开关)进行把握。升压电路4a例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率转换装置的控制装置，所述功率转换装置包括：第一直流电源线和第二直流电源线(LH、LL)；整流电路(3)，所述整流电路(3)将单相交流电压全波整流为整流电压，并且将所述整流电压施加于所述第一直流电源线和所述第二直流电源线之间；放电开关(Sc)和电容器(C4)，所述放电开关(Sc)和所述电容器(C4)在所述第一直流电源线和所述第二直流电源线之间彼此串联连接；升压电路(4a)，所述升压电路(4a)对所述整流电压进行升压，并且对所述电容器进行充电；以及逆变器(5)，所述逆变器(5)在所述放电开关非导通时输入有所述整流电压以作为所述第一直流电源线和所述第二直流电源线之间的直流电压(Vdc1)，在所述放电开关导通时输入有所述电容器的两端电压以作为所述直流电压，所述逆变器(5)将输入后的所述直流电压转换成交流电压并且向马达(6)输出，所述功率转换装置的控制装置对所述放电开关进行控制，其特征在于，包括：开关控制部(11)，所述开关控制部(11)在第一期间(T1)范围内将所述放电开关维持为非导通，在所述第一期间以外的第二期间(T2)内对所述放电开关的导通/非导通进行切换；以及充电放电期间设定部(12)，所述充电放电期间设定部(12)将所述马达的转速比速度阈值(ωref)高时的所述第一期间设定得比所述转速比所述速度阈值低时的所述第一期间短。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.28 JP 2015-2563501.一种功率转换装置的控制装置，所述功率转换装置包括：第一直流电源线和第二直流电源线(LH、LL)；整流电路(3)，所述整流电路(3)将单相交流电压全波整流为整流电压，并且将所述整流电压施加于所述第一直流电源线和所述第二直流电源线之间；放电开关(Sc)和电容器(C4)，所述放电开关(Sc)和所述电容器(C4)在所述第一直流电源线和所述第二直流电源线之间彼此串联连接；升压电路(4a)，所述升压电路(4a)对所述整流电压进行升压，并且对所述电容器进行充电；以及逆变器(5)，所述逆变器(5)在所述放电开关非导通时输入有所述整流电压以作为所述第一直流电源线和所述第二直流电源线之间的直流电压(Vdc1)，在所述放电开关导通时输入有所述电容器的两端电压以作为所述直流电压，所述逆变器(5)将输入后的所述直流电压转换成交流电压并且向马达(6)输出，所述功...

【专利技术属性】
技术研发人员：石関晋一，平冈诚康，
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