电力变换装置制造方法及图纸

提供一种在逆变器并联连接的电动机驱动系统中、根据测试脉冲确定铺设电缆阻抗、通过将环流抑制控制增益优化而不需要耦合电抗器的电力变换装置。在A及B组逆变器(20A)及(20B)的输出并联连接的电动机驱动系统(1)中，在运转前，从具备PWM控制器(33)的驱动控制部(30)向该A及B组逆变器输出测试脉冲，根据测试脉冲输出时的直流电压(Vdc)及响应电流(IA)及(IB)确定铺设电缆阻抗，根据铺设电缆阻抗相对于规格电缆阻抗的比例计算调整增益，乘以比例增益(KP)而进行优化；在运转时，计算基于已优化的调整增益(GL×KP)的导通延迟值，对于对应的逆变器栅极输出通过计算出的导通延迟值修正后的栅极信号。

Electric Power Converter

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换装置
本专利技术涉及具备将PWM电力变换器的输出并联连接的大容量逆变器(inverter)的环流抑制控制机构的电力变换装置。
技术介绍
在将大容量的电动机驱动的情况下，对其速度及转矩进行控制的PWM电力变换器(以下称作逆变器)也需要大容量化。作为使逆变器大容量化的方法之一，有将多个逆变器的输出并联连接而使输出电流增加的方法。在单绕线电动机的情况下，将各逆变器经由耦合电抗器连接到电动机上而驱动，但根据逆变器元件的开关延迟的个体差异、电缆阻抗的偏差等而在输出电流中发生不平衡。通过该不平衡，在逆变器间流过被称作环流的不需要的循环电流。作为抑制该环流的控制方法，有专利文献1、电气学会半导体电力变换研究会资料SPC－00－45(2000年6月)第47项至53项、专利文献2等。这些技术是以适当地设定环流抑制控制增益为前提而将耦合电抗器小型化，不是能够进行通过无电抗器下的逆变器并联连接进行的电动机驱动的方法。在上述以外，作为能够在无电抗器下进行逆变器并联运转的环流抑制控制法，有富士电机技报资料<高性能矢量控制型逆变器“FRENIC－VG”>(2012VoL.85No.3)的第200项至201项、专利文献3所记载的方法。前者是代替耦合电抗器而利用马达配线的技术，存在将电缆配线长设为10m以上的制约。后者在驱动对象是复绕线电动机的情况下，通过代替电抗器而利用固定子绕线间的磁耦合，得到由无电抗器带来的装置的小型化、成本减少效果。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第2515903号公报专利文献2：日本特开2003－134832号公报专利文献3：日本特开2002－10684号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在上述的现有技术文献中，环流抑制控制性能优化、即适当地设定环流抑制控制增益是前提。增益的决定方法有以经验法则或从传递函数的稳定条件导出等各种，但都以导出的增益为基准，实际上需要实机中的调试。如果在环流抑制控制中没有适当地设定增益，则不能期待抑制效果，存在因增益不适合而电流不平衡增大的问题。特别是在借助电缆阻抗的通过无电抗器下的逆变器(inverter)并联连接进行的电动机驱动中，为了反映按铺设而不同的电缆长的差异，在有效的环流抑制控制中要求实机中的增益调整。本专利技术是为了解决上述课题而做出的，目的是提供一种在无电抗器的逆变器并联连接的电动机驱动系统中、在该电动机的运转前向构成该系统的逆变器输出测试脉冲、通过根据此时的逆变器直流电压及响应电流来事前确定铺设的电缆阻抗从而调整环流抑制控制增益、具备不受铺设状况影响的环流抑制控制机构的电力变换装置。用来解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术的技术方案1记载的电力变换装置，是将直流电路共通的多个PWM电力变换器、对上述多个PWM电力变换器进行控制的驱动控制部与上述多个PWM电力变换器的输出并联连接、将电动机驱动的电力变换装置，其特征在于，上述驱动控制部具备：PWM控制器，输出用来对构成上述PWM电力变换器的半导体元件的栅极进行控制的PWM指令；直流电压检测机构，检测向上述多组的PWM电力变换器供给的直流电压值；电流检测机构，分别检测上述多组的PWM电力变换器的输出电流；测试脉冲输出机构，输出根据并联连接台数设定的使正极侧半导体元件及负极侧半导体元件导通/断开的测试脉冲；阻抗确定机构，在该电动机运转前，由上述电流检测机构取得上述测试脉冲输出机构输出的测试脉冲发生时被输出的电流值，并且由上述直流电压检测机构取得上述PWM变换器的直流电压，根据所取得的电流值及电压值确定铺设电缆阻抗；调整增益计算机构，基于由上述阻抗确定机构确定出的铺设电缆阻抗相对于根据上述铺设电缆的规格计算的规格电缆阻抗的比例，计算环流抑制控制的调整增益；以及PWM指令修正机构，在该电动机运转时，根据在上述电动机运转前由上述调整增益计算机构计算出的调整增益，将从上述PWM控制器输出的PWM指令修正。这里所述的规格电缆阻抗，是用在电力变换装置的输出侧使用的电缆的规格上的每单位长的铺设电缆阻抗与各组的从上述PWM电力变换器到电动机的铺设电缆的长度的积表示的阻抗的值。专利技术效果根据该专利技术，在无电抗器的逆变器并联连接的电动机驱动系统中，通过基于电动机运转前的测试脉冲的各相的电缆阻抗确定及环流抑制控制调整增益的优化，能够不受铺设状况左右而将环流抑制控制的控制性能优化，并且能够进行能够将由调整员进行的环流抑制控制增益的实机下的调整省略的自动调节。附图说明图1是有关实施例1的以无电抗器将逆变器2台并联连接时的交流电动机驱动系统1的概略结构图。图2是说明图1所示的以无电抗器将逆变器2台并联连接时的R相中的环流抑制控制部36的动作的框图。图3是有关实施例1的将逆变器N台并联连接时的交流电动机驱动系统1A的概略结构图、以及说明对A组逆变器20A的U臂及X臂的半导体元件的栅极进行控制的环流抑制控制部36的动作的框图。图4是表示有关实施例1的逆变器的并联连接台数为2台的情况下的基于测试脉冲的R相的铺设电缆阻抗确定及调整增益计算方法的图。图5是表示有关实施例1的逆变器的并联连接台数为3台的情况下的基于测试脉冲的R相的铺设电缆阻抗确定及调整增益计算方法的图。图6是有关实施例1的环流抑制控制调整增益优化及运转时的动作流程图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施例进行说明。实施例1图1是有关实施例1的以无电抗器将逆变器(inverter)2台并联连接时(即2组结构)的电动机驱动系统1的结构图。电动机驱动系统1构成为，具有A组逆变器20A(PWM电力变换器)、B组逆变器20B(PWM电力变换器)及驱动控制部30。这里，A组20A及B组逆变器20B分别是6臂结构的3相PWM变换器。为将A组逆变器20A输出的A组电力线21A和B组逆变器20B输出的B组电力线21B在电动机40的端子侧并联连接的结构。A组逆变器20A及B组逆变器20B是各臂使用IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)等的半导体元件的电压型逆变器，输入侧连接在未图示的直流电源(P极、N极)上。另外，连接在P极－N极间的平滑电容器10将向A组逆变器20A及B组逆变器20B供给的直流中包含的脉动电流去除而使其成为平滑。从A组逆变器20A输出的A组电力线21A及B组逆变器20B输出的B组电力线21B输出由R相、S相、T相构成的3相交流电力。A组逆变器20A的3相交流输出(R相、S相、T相)及B组逆变器20B的3相交流输出(R相、S相、T相)按照R相、S相、T相与电动机40的3相输入端子41连接。此外，A组电力线21A的电流IA(R相电流IAR、S相电流IAS、T相电流IAT的总称)由A组电流传感器22A检测，被向A/D变换器(AnalogtoDigitalConversion)31b输入。同样，B组电力线21B的电流IB(R相电流IBR、S相电流IBS、T相电流IBT的总称)被B组电流传感器22B检测，被向A/D变换器31c输入。通过进行这样的连接，电动机40被并联连接的A组逆变器20A及B组逆变器20B驱动，驱动时的电流由A组电流传感器22A及B组电流传感器22B检测。上述驱动控制部30构成为，具有A/D变换器31a、31b、31c本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力变换装置，具有直流电路共通的多个PWM电力变换器、以及控制上述多个PWM电力变换器的驱动控制部，上述多个PWM电力变换器的输出并联连接，上述电力变换装置将电动机驱动，其特征在于，上述驱动控制部具备：PWM控制器，输出用来对构成上述PWM电力变换器的半导体元件的栅极进行控制的PWM指令；直流电压检测机构，检测向上述多组的PWM电力变换器供给的直流电压值；电流检测机构，分别检测上述多组的PWM电力变换器的输出电流；测试脉冲输出机构，输出根据并联连接台数设定的使正极侧半导体元件及负极侧半导体元件导通/断开的测试脉冲；阻抗确定机构，在该电动机运转前，通过上述电流检测机构取得上述测试脉冲输出机构输出的测试脉冲发生时被输出的电流值，并且通过上述直流电压检测机构取得上述PWM变换器的直流电压，根据所取得的电流值及电压值确定铺设电缆阻抗；调整增益计算机构，基于上述阻抗确定机构所确定的铺设电缆阻抗相对于根据上述铺设电缆的规格所计算的规格电缆阻抗的比例，计算环流抑制控制的调整增益；以及PWM指令修正机构，在该电动机运转时，根据在上述电动机运转前上述调整增益计算机构所计算出的调整增益，将从上述PWM控制器输出的PWM指令修正。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力变换装置，具有直流电路共通的多个PWM电力变换器、以及控制上述多个PWM电力变换器的驱动控制部，上述多个PWM电力变换器的输出并联连接，上述电力变换装置将电动机驱动，其特征在于，上述驱动控制部具备：PWM控制器，输出用来对构成上述PWM电力变换器的半导体元件的栅极进行控制的PWM指令；直流电压检测机构，检测向上述多组的PWM电力变换器供给的直流电压值；电流检测机构，分别检测上述多组的PWM电力变换器的输出电流；测试脉冲输出机构，输出根据并联连接台数设定的使正极侧半导体元件及负极侧半导体元件导通/断开的测试脉冲；阻抗确定机构，在该电动机运转前，通过上述电流检测机构取得上述测试脉冲输出机构输出的测试脉冲发生时被输出的电流值，并且通过上述直流电压检测机构取得上述PWM变换器的直流电压，根据所取得的电流值及电压值确定铺设电缆阻抗；调整增益计算机构，基于上述阻抗确定机构所确定的铺设电缆阻抗相对于根据上述铺设电缆的规格所计算的规格电缆阻抗的比例，计算环流抑制控制的调整增益；以及PWM指令修正机构，在该电动机运转时，根据在上述电动机运转前上述调整增益计算机构所计算出的调整增益，将从上述PWM控制器输出的PWM指令修正。2.如权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，上述阻抗确定机构，在上述多个PWM电力变换器由第1PWM电力变换器及第2PWM变换器构成、且并联连接台数为2台而构成的情况下，以使电流经由铺设电缆从上述第1PWM变换器向上述第2PWM变换器而流动的方式，输出将连接在上述第1PWM变换器的正极侧的半导体元件导通的上述测试脉冲指令，且向上述第2PWM变换器输出将连接在与赋予了上述测试脉冲指令的上述第1PWM变换器同相的负极侧的半导体元件导通的上述测试脉冲指令，通过上述电流检测机构取得在连接于上述第1PWM变换器输出的铺设电缆中流动的电流的电流值、以及在连接于上述第2PWM变...

【专利技术属性】
技术研发人员：森藤力，铃木宽充，
申请(专利权)人：东芝三菱电机产业系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP