逆变器装置制造方法及图纸

逆变器装置具有：变流器部(21)，其对三相交流电压进行全波整流，输出包含三相交流电压的频率的6倍频率的脉动成分在内的直流电压；逆变器部(22)，其将来自变流器部(21)的包含脉动成分的直流电压转换成交流电压输出给电机(23)；以及控制装置(100)，其控制逆变器部(22)，使得在将被嵌装于电机(23)的转子的永磁铁的N极方向设为d轴、将相位与d轴正交的方向设为q轴的旋转坐标中，直流电压中包含的脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前。由此，提供不需降低电压利用率即可抑制电机电流的脉动或差拍的逆变器装置。

Inverter Device

Inverter device has: converter unit (21), which rectifies three-phase AC voltage in full wave and outputs DC voltage including six times frequency fluctuation component of three-phase AC voltage; inverter unit (22), which converts DC voltage from converter unit (21) containing fluctuation component into AC voltage output to motor (23); and control device (100), which controls the inverter. The part (22) enables the d-axis voltage Vd of the pulsating component in the DC voltage to be ahead of the q-axis voltage Vq phase in the rotating coordinates of the N-pole direction of the permanent magnet embedded in the rotor of the motor (23) and the direction orthogonal to the d-axis. Thus, an inverter device is provided which can suppress the current ripple or beat of the motor without reducing the voltage utilization ratio.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】逆变器装置
本专利技术涉及逆变器装置。
技术介绍
通常的三相逆变器装置通过在平滑电路中设置电容器或电抗器而对在二极管桥中产生的电压脉动进行平滑处理。但是，平滑处理需要使用大型的电容器或电抗器，成本上升或体积增大成为问题。在这样的逆变器装置中，虽然使电容器和电抗器小型化可以解决上述问题，但是直流电压发生脉动，并产生因该脉动引起的电机电流的脉动或差拍(beat)。如图4所示，已知的是，当在直流链路电压中存在脉动的情况下，在逆变器的指令频率是特定的频率时，电机相电流中产生低频成分的起伏(差拍)。在不使用平滑用的电解电容器的逆变器装置中，在直流链路电压产生的最大的频率成分是电源频率的6倍(如果50Hz则是300Hz，如果60Hz则是360Hz)，在电机极对数是3的情况下，在100rps(300Hz)或者120rps(360Hz)附近差拍现象最明显。在产生这样的差拍现象时，有效值或峰值电流的增加、电机的振动成为问题，因而需要抑制差拍的技术。作为以往的逆变器装置，已有检测直流链路电压的脉动，并进行校正使从逆变器装置对电机施加基于电压指令的电压，从而抑制差拍的技术(例如，日本特开昭61－48356号公报(专利文献1))。由此，抑制电机的施加电压的脉动，抑制电机电流的脉动或差拍。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭61－48356号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在上述以往的逆变器装置中，为了消除电机输出电压的脉动而校正调制率，因而相对于直流链路电压的最大值只能利用86.6％(参照图4)的电压，电压利用率降低，电机电流有效值增加。因此，为了扩大电压利用率，考虑将调制率设为可以设定的最大调制率。在这种情况下，虽然电压利用率增加，但是电机输出电压脉动，因而产生电机电流的脉动或差拍的问题。为了提高不使用平滑用的电解电容器的逆变器装置的电压利用率，将调制率设为可以设定的最大调制率，由此使对电机的施加电压根据直流电压而脉动。但是，根据该电机的电压脉动，产生电机电流的脉动或差拍。因此，本专利技术的课题是提供一种逆变器装置，不需降低电压利用率，即可抑制电机电流的脉动或差拍。用于解决问题的手段为了解决上述问题，本专利技术的逆变器装置的特征在于，该逆变器装置具有：变流器部，其对三相交流电压进行全波整流，输出包含所述三相交流电压的频率的6倍频率的脉动成分在内的直流电压；逆变器部，其将来自所述变流器部的包含所述脉动成分的直流电压转换成交流电压输出给电机；以及控制装置，其控制所述逆变器部，使得在将被嵌装于所述电机的转子的永磁铁的N极方向设为d轴、将相位与所述d轴正交的方向设为q轴的旋转坐标中，所述直流电压中包含的脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前。根据上述结构，通过控制装置控制逆变器部，使得在将被嵌装于电机的转子的永磁铁的N极方向设为d轴、将相位与d轴正交的方向设为q轴的旋转坐标中，来自变流器部的直流电压中包含的脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前，由此不需降低电压利用率，即可根据对电机的输出电压的脉动控制对电机的输出电压的相位，抑制电机电流的脉动或差拍。并且，在一个实施方式的逆变器装置中，所述控制装置(100)控制所述逆变器部(22)，使得在所述旋转坐标中，所述直流电压中包含的脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前90度。根据所述实施方式，通过控制装置控制逆变器部，使得在旋转坐标中，来自变流器部的直流电压中包含的脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前90度，由此有效地抑制电机电流的脉动或差拍。并且，在一个实施方式的逆变器装置中，所述控制装置具有：相位检测部，其检测所述三相交流电压的相位；脉动成分相位决定部，其根据由所述相位检测部检测出的所述三相交流电压的相位，决定所述直流电压中包含的脉动成分的相位；输出电压相位校正部，其根据由所述脉动成分相位决定部决定出的所述直流电压中包含的脉动成分的相位，校正从所述逆变器部输出的输出电压的相位，使得所述直流电压中包含的脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前90度。根据所述实施方式，根据由相位检测部检测出的三相交流电压的相位，由脉动成分相位决定部决定直流电压中包含的脉动成分的相位，因而能够以简单的结构检测脉动成分的相位。根据该决定的直流电压中包含的脉动成分的相位，由输出电压相位校正部校正从逆变器部输出的输出电压的相位，使得直流电压中包含的脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前90度，因而能够可靠地抑制电机电流的脉动或差拍。并且，在一个实施方式的逆变器装置中，所述控制装置控制所述逆变器部，使得从所述逆变器部(22)输出的输出电压在所述旋转坐标的dq轴上的电压矢量的轨迹成为圆形。根据所述实施方式，通过控制装置控制逆变器部，使得从逆变器部输出的输出电压在旋转坐标的dq轴上的电压矢量的轨迹成为圆形，由此能够可靠地抑制电机电流的脉动或差拍。并且，在一个实施方式的逆变器装置中，所述输出电压相位校正部具有：第1输出电压相位校正部，其校正从所述逆变器部(22)输出的输出电压的相位，使得所述三相交流电压的频率的6倍频率的所述脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前90度；以及第2～第N输出电压相位校正部，其校正从所述逆变器部(22)输出的输出电压的相位，使得所述三相交流电压的频率的6N倍(N＝2、3、…、m，(m为正整数))频率的所述脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前90度。根据所述实施方式，通过控制从逆变器部输出的输出电压的相位，使得不仅三相交流电压的频率的6倍频率的脉动成分，而且该6倍频率的脉动成分的整数倍的高次谐波成分，在以相位与d轴正交的方向为q轴的旋转坐标中，6倍频率的脉动成分的整数倍的高次谐波成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前90度，由此对于这些高次谐波成分，同样能够抑制电机电流的脉动或差拍。并且，在一个实施方式的逆变器装置中，所述逆变器装置具有LC滤波器，该LC滤波器具有连接于所述变流器部的一个输出端与所述逆变器部的一个输入端之间的电抗器、和连接于所述逆变器部的输入端之间的电容器，所述LC滤波器的特性被设定成：所述LC滤波器的谐振频率为输入到所述变流器部的所述三相交流电压的商用频率的6倍以上的频率，而且成为使具有与所述逆变器部的载波频率相同的频率的电流衰减的频率。根据所述实施方式，直流链路部不需要使用平滑用的大型的电容器或电抗器，能够降低各构成部件的电流容量，能够降低成本。专利技术效果根据以上所述可以明确，根据本专利技术能够实现一种逆变器装置，可以降低因电源频率引起的直流链路电压脉动时的电机电流的脉动。由此，能够最大限度地利用电压，电压利用率提高，电机电流减小。并且，抑制电流脉动或电流的差拍，降低峰值电流或电流有效值。另外，直流链路部不需要使用平滑用的大型的电容器或电抗器，能够降低各构成部件的电流容量，削减成本。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式的逆变器装置的结构图。图2是所述逆变器装置的Vdc脉动成分相位检测部的结构图。图3是所述逆变器装置的补偿信号生成部的结构图。图4是示出所述逆变器装置的直流链路电压的脉动波形的图。图5是示出过零检测信号和直流链路电压和直流链路电压的脉动成分和补偿信号的波形的图。图6是说明dq坐标系中的电压矢量的补偿相位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变器装置，其特征在于，该逆变器装置具有：变流器部(21)，其对三相交流电压进行全波整流，输出包含所述三相交流电压的频率的6倍频率的脉动成分在内的直流电压；逆变器部(22)，其将来自所述变流器部(21)的包含所述脉动成分的直流电压转换成交流电压输出给电机(23)；以及控制装置(100)，其控制所述逆变器部(22)，使得在将被嵌装于所述电机(23)的转子的永磁铁的N极方向设为d轴、将相位与所述d轴正交的方向设为q轴的旋转坐标中，所述直流电压中包含的脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.30 JP 2016-1926561.一种逆变器装置，其特征在于，该逆变器装置具有：变流器部(21)，其对三相交流电压进行全波整流，输出包含所述三相交流电压的频率的6倍频率的脉动成分在内的直流电压；逆变器部(22)，其将来自所述变流器部(21)的包含所述脉动成分的直流电压转换成交流电压输出给电机(23)；以及控制装置(100)，其控制所述逆变器部(22)，使得在将被嵌装于所述电机(23)的转子的永磁铁的N极方向设为d轴、将相位与所述d轴正交的方向设为q轴的旋转坐标中，所述直流电压中包含的脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前。2.根据权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，所述控制装置(100)控制所述逆变器部(22)，使得在所述旋转坐标中，所述直流电压中包含的脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前90度。3.根据权利要求1或2所述的逆变器装置，其特征在于，所述控制装置(100)具有：相位检测部(101)，其检测所述三相交流电压的相位；脉动成分相位决定部(102)，其根据由所述相位检测部(101)检测出的所述三相交流电压的相位，决定所述直流电压中包含的脉动成分的相位；以及输出电压相位校正部(103、210)，其根据由所述脉动成分相位决定部(102)决定出的所述直流电压中包含的脉动成分的相位，校正从所述逆变器部(22)输出的输出电压的相位，使得所述直流电压中包含的脉动成分的d轴电压Vd比q轴电压Vq相位超前90度。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：北野伸起，井上达贵，
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