电力转换装置制造方法及图纸

具备：转换器(31)，以三相的交流电源(1)作为输入，输出直流电压；逆变器(32)，连接于转换器(31)的输出，经由输出开闭器(4)对交流电动机(5)进行驱动；电源开闭器(6)，用于通过交流电源(1)直接驱动交流电动机(5)；电流检测器(12)，检测逆变器(32)的输出电流；电压检测器(14)及电流检测器(13)，分别检测转换器(3)的输入侧的电源系统的电压及电流；以及控制部(7)，用于基于三相的电压指令控制逆变器(32)的三相的输出电压。控制部(7)具有对交流电动机(5)进行矢量控制的矢量控制部和同步并入控制(83)，同步并入控制(83)在接通电源开闭器(6)而使交流电动机(5)同步并入交流电源(1)后，切换控制系统而使逆变器(32)作为电源系统的无效电力控制装置进行动作。

Power conversion device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置
本专利技术涉及电力转换装置，特别是涉及同时具备同步并入功能与无效电力控制功能的电力转换装置。
技术介绍
作为驱动交流电动机的方式，有基于工业的交流电源的固定频率驱动和基于逆变器装置的可变频率驱动这两种。前者虽然难以使交流电动机的运转速度变化，但能够无转换器损失地以规定的速度运转。相反，后者虽然能够对交流电动机进行可变速驱动，但会产生转换器损失。另外，在前者的情况下，在驱动大容量的交流电动机时，起动时的浪涌电流变大，因此为了防止这一点需要采取某些措施。因此，作为发挥两者的优点的构成，根据需要而切换工业的交流电源驱动与逆变器装置的驱动、这样的驱动方式被实用化。而且，为了采用这种驱动方式，需要有使逆变器装置在短时间内与工业的交流电源无冲击地并行运转这一所谓的同步并入的功能。而且，提出了简单且合理地进行该同步并入的功能的方法(例如参照专利文献1。)。另外，关于同步并入时所需的交流电源与逆变器装置的同步控制，提出了使交流电源与逆变器装置的电压、频率一致、进而使相位一致的各种方法(例如参照专利文献2、专利文献3。)。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2015/173892号(全文)专利文献2:日本特开平8－182386号公报(全文)专利文献3:日本特开2001－197683号公报(全文)
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献1所示的电力转换装置将交流电动机的速度基准作为触发信号而进行同步并入，但存在在进行同步并入而从基于逆变器装置的驱动切换为基于工业的交流电源的驱动之后逆变器装置未被进行任何运用这一问题。该问题对于专利文献2、专利文献3也相同。本专利技术鉴于上述问题而完成，目的在于提供在进行同步并入而从基于逆变器装置的驱动切换为基于工业的交流电源的驱动之后也有效地运用逆变器装置的电力转换装置。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术的电力转换装置的特征在于，具备：转换器，以三相交流电源作为输入，输出直流电压；逆变器，连接于所述转换器的输出，经由输出开闭器对交流电动机进行驱动；电源开闭器，用于通过所述交流电源直接驱动所述交流电动机；第1电流检测器，检测所述逆变器的输出电流；电压检测器及第2电流检测器，分别检测所述转换器的输入侧的电源系统的电压及电流；以及控制部，用于基于第1三相的电压指令控制所述逆变器的三相的输出电压，所述控制部具有：速度控制器，以使被提供的速度基准与所述交流电动机的直接或者间接地求出的速度反馈的偏差成为最小的方式进行控制，并输出第1Q轴电流基准；第1三相―二相转换器，基于第1基准相位将由所述第1电流检测器检测出的三相电流转换为第1Q轴电流反馈与第1D轴电流反馈；第1Q轴电流控制器，经由第1切换器将所述第1Q轴电流基准与所述第1Q轴电流反馈比较，以使其偏差成为最小的方式进行控制，并输出第1Q轴电压基准；第1D轴电流控制器，经由第2切换器将与被提供磁通基准相应的第1D轴电流基准与所述第1D轴电流反馈比较，以使其偏差成为最小的方式进行控制，并输出第1D轴电压基准；第1二相―三相转换器，基于所述第1基准相位将所述第1Q轴电压基准及第1D轴电压基准转换为所述第1三相的电压指令；运算单元，通过运算根据所述速度反馈、所述第1Q轴电流基准及所述磁通基准求出所述逆变器的输出频率，对求出的输出频率进行积分而求出所述第1基准相位；相位同步电路，以所述电压检测器的输出作为输入而获得第2基准相位；第3切换器，切换所述第1基准相位与所述第2基准相位；无效电力检测单元，从所述电压检测器及所述第2电流检测器中检测系统的无效电力；无效电力控制器，将该无效电力与规定的无效电力基准比较，以使其偏差成为最小的方式进行控制，并输出第2D轴电流基准；以及同步并入控制器，用于将所述交流电动机从基于所述逆变器的驱动切换为基于所述交流电源的驱动，所述同步并入控制器在调整所述交流电动机的速度以及所述逆变器的输出电压而使所述交流电源与所述逆变器的电压、输出频率以及相位一致后，接通所述电源开闭器而进行同步并入，之后切换所述第1至第3切换器而利用所述逆变器进行包含所述交流电动机的驱动系统在内的电力系统的无效电力控制。专利技术效果根据本专利技术，能够提供在进行同步并入而从基于逆变器装置的驱动切换为基于工业的交流电源的驱动之后也有效地运用逆变器装置的电力转换装置。附图说明图1是表示本专利技术的电力转换装置的实施例1的电路构成图。图2是表示本专利技术的电力转换装置的实施例2的电路构成图。图3是表示本专利技术的电力转换装置的实施例3的电路构成图。图4是表示本专利技术的电力转换装置的实施例4的电路构成图。图5是表示本专利技术的电力转换装置的实施例5的电路构成图。图6是表示本专利技术的电力转换装置的实施例6的电路构成图。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是本专利技术的实施例1的电力转换装置的电路构成图。工业的三相的交流电源1经由电流检测器13连接于输入开闭器2的交流电源侧。而且，输入开闭器2的电力转换器侧连接于电力转换器3的二极管转换器31。电力转换器3由二极管转换器31、直流电容器33以及逆变器32构成。二极管转换器31的直流输出被直流电容器33平滑化并输入到逆变器32。逆变器32的交流输出经过电流检测器12、进一步经由输出开闭器4而驱动交流电动机5。另外，以能够从交流电源1直接驱动交流电动机5的方式设置有开闭器6。即，开闭器6的交流电源侧连接于输入开闭器2的交流电源侧，开闭器6的交流电动机侧连接于输出开闭器4的交流电动机侧。逆变器32是电压型的PWM转换器。构成逆变器32的功率器件通过从控制部7提供的栅极信号被进行接通断开控制。在交流电动机5安装有速度检测器11，其输出被提供到控制部7。另外，在逆变器32的输出侧设置电流检测器12，其输出也被提供到控制部7。输入开闭器2的交流电源侧设有电压检测器14。电流检测器13与电压检测器14的输出也被提供到控制部7。接着，对控制部7的内部构成进行说明。首先，说明以将开闭器6断开、将输入开闭器2以及输出开闭器4接通的状态对交流电动机5进行可变速驱动的情况。这里，开闭器6的操作信号S6由后述的同步并入控制器83操作。这里，将对交流电动机5进行可变速驱动的情况称作电动机驱动模式。从外部提供的速度基准被连接于加减法器71的第1输入。加减法器71的第2输入被输入有后述的同步并入控制器83的输出即速度微调信号Δωs。起动交流电动机5而进行可变速驱动的期间被设定为，使同步并入控制器83的输出即速度微调信号Δωs成为0。由速度检测器11获得的速度反馈被连接于加减法器71的第3输入。在加减法器71中，根据第1输入与第2输入之和运算出第3输入的差分，并提供到速度控制器72。速度控制器72例如是PI控制器。然后，速度控制器72以使被提供的差分成为最小的方式进行调节控制并输出转矩基准。该转矩基准由除法器73除以另外设定的磁通基准而成为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力转换装置，其特征在于，具备：/n转换器，以三相交流电源作为输入，输出直流电压；/n逆变器，连接于所述转换器的输出，经由输出开闭器对交流电动机进行驱动；/n电源开闭器，用于通过所述交流电源直接驱动所述交流电动机；/n第1电流检测器，检测所述逆变器的输出电流；/n电压检测器及第2电流检测器，分别检测所述转换器的输入侧的电源系统的电压及电流；以及/n控制部，用于基于第1三相的电压指令控制所述逆变器的三相的输出电压，/n所述控制部具有：/n速度控制器，以使被提供的速度基准与所述交流电动机的直接或者间接地求出的速度反馈的偏差成为最小的方式进行控制，输出第1Q轴电流基准；/n第1三相―二相转换器，基于第1基准相位将由所述第1电流检测器检测出的三相电流转换为第1Q轴电流反馈及第1D轴电流反馈；/n第1Q轴电流控制器，经由第1切换器将所述第1Q轴电流基准与所述第1Q轴电流反馈比较，以使其偏差成为最小的方式进行控制，并输出第1Q轴电压基准；/n第1D轴电流控制器，经由第2切换器将与被提供的磁通基准相应的第1D轴电流基准与所述第1D轴电流反馈比较，以使其偏差成为最小的方式进行控制，并输出第1D轴电压基准；/n第1二相―三相转换器，基于所述第1基准相位将所述第1Q轴电压基准及第1D轴电压基准转换为所述第1三相的电压指令；/n运算单元，通过运算根据所述速度反馈、所述第1Q轴电流基准及所述磁通基准求出所述逆变器的输出频率，对求出的输出频率进行积分而求出所述第1基准相位；/n相位同步电路，以所述电压检测器的输出作为输入而获得第2基准相位；/n第3切换器，切换所述第1基准相位与所述第2基准相位；/n无效电力检测单元，从所述电压检测器及所述第2电流检测器中检测系统的无效电力；/n无效电力控制器，将该无效电力与规定的无效电力基准比较，以使其偏差成为最小的方式进行控制，并输出第2D轴电流基准；以及/n同步并入控制器，用于将所述交流电动机从基于所述逆变器的驱动切换为基于所述交流电源的驱动，/n所述同步并入控制器在调整所述交流电动机的速度以及所述逆变器的输出电压而使所述交流电源与所述逆变器的电压、输出频率及相位一致后，接通所述电源开闭器而进行同步并入，之后切换所述第1至第3切换器而利用所述逆变器进行包含所述交流电动机的驱动系统在内的电力系统的无效电力控制。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力转换装置，其特征在于，具备：
转换器，以三相交流电源作为输入，输出直流电压；
逆变器，连接于所述转换器的输出，经由输出开闭器对交流电动机进行驱动；
电源开闭器，用于通过所述交流电源直接驱动所述交流电动机；
第1电流检测器，检测所述逆变器的输出电流；
电压检测器及第2电流检测器，分别检测所述转换器的输入侧的电源系统的电压及电流；以及
控制部，用于基于第1三相的电压指令控制所述逆变器的三相的输出电压，
所述控制部具有：
速度控制器，以使被提供的速度基准与所述交流电动机的直接或者间接地求出的速度反馈的偏差成为最小的方式进行控制，输出第1Q轴电流基准；
第1三相―二相转换器，基于第1基准相位将由所述第1电流检测器检测出的三相电流转换为第1Q轴电流反馈及第1D轴电流反馈；
第1Q轴电流控制器，经由第1切换器将所述第1Q轴电流基准与所述第1Q轴电流反馈比较，以使其偏差成为最小的方式进行控制，并输出第1Q轴电压基准；
第1D轴电流控制器，经由第2切换器将与被提供的磁通基准相应的第1D轴电流基准与所述第1D轴电流反馈比较，以使其偏差成为最小的方式进行控制，并输出第1D轴电压基准；
第1二相―三相转换器，基于所述第1基准相位将所述第1Q轴电压基准及第1D轴电压基准转换为所述第1三相的电压指令；
运算单元，通过运算根据所述速度反馈、所述第1Q轴电流基准及所述磁通基准求出所述逆变器的输出频率，对求出的输出频率进行积分而求出所述第1基准相位；
相位同步电路，以所述电压检测器的输出作为输入而获得第2基准相位；
第3切换器，切换所述第1基准相位与所述第2基准相位；
无效电力检测单元，从所述电压检测器及所述第2电流检测器中检测系统的无效电力；
无效电力控制器，将该无效电力与规定的无效电力基准比较，以使其偏差成为最小的方式进行控制，并输出第2D轴电流基准；以及
同步并入控制器，用于将所述交流电动机从基于所述逆变器的驱动切换为基于所述交流电源的驱动，
所述同步并入控制器在调整所述交流电动机的速度以及所述逆变器的输出电压而使所述交流电源与所述逆变器的电压、输出频率及相位一致后，接通所述电源开闭器而进行同步并入，之后切换所述第1至第3切换器而利用所述逆变器进行包含所述交流电动机的驱动系统在内的电力系统的无效电力控制。


2.一种电力转换装置，其特征在于，具备：
转换器，以三相交流电源作为输入，输出直流电压；
逆变器，连接于所述转换器的输出，经由输出开闭器对交流电动机进行驱动；
电源开闭器，用于通过所述交流电源直接驱动所述交流电动机；
第1电流检测器，检测所述逆变器的输出电流；
电压检测器，检测所述转换器的输入侧的电源系统的电压；以及
控制部，用于基于第1三相的电压指令控制所述逆变器的三相的输出电压，
所述控制部具有：
速度控制器，以使被提供的速度基准与所述交流电动机的直接或者间接地求出的速度反馈的偏差成为最小的方式进行控制，并输出第1Q轴电流基准；
第1三相―二相转换器，基于第1基准相位将由所述第1电流检测器检测出的三相电流转换为第1Q轴电流反馈及第1D轴电流反馈；
第1Q轴电流控制器，经由第1切换器将所述第1Q轴电流基准与所述第1Q轴电流反馈比较，以使其偏差成为最小的方式进行控制，并输出第1Q轴电压基准；
第1D轴电流控制器，经由第2切换器将与被提供的磁通基准相应的第1D轴电流基准与所述第1D轴电流反馈比较，以使其偏差成为最小的方式进行控制，并输出第1D轴电压基准；
第1二相―三相转换器，基于所述第1基准相位将所述第1Q轴电压基准及第1D轴电压基准转换为所述第1三相的电压指令；
运算单元，通过运算根据所述速度反馈、所述第1Q轴电流基准及所述磁通基准求出所述逆变器的输出频率，对求出的输出频率进行积分而求出所述第1基准相位；
相位同步电路，以所述电压检测器的输出作为输入而获得第2基准相位；
第3切换器，切换所述第1基准相位与所述第2基准相位；
保持单元，在规定的定时保持所述第1D轴电流反馈，并输出第3D轴电流基准；以及
同步并入控制器，用于将所述交流电动机从基于所述逆变器的驱动切换为基于所述交流电源的驱动，
所述同步并入控制器在调整所述交流电动机的速度以及所述逆变器的输出电压而使所述交流电源与所述逆变器的电压、输出频率及相位一致后，接通所述电源开闭器而进行同步并入，之后切换所述第1至第3切换器而利用所述逆变器进行补偿所述交流电动机的励磁电流的无效电力控制，并且，所述规定的定时设为即将进行所述同步并入时的定时。


3.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述转换器是二极管转换器，
所述同步并入控制器在所述同步并入之后，
将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：户林俊介，冈利明，
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