逆变器装置制造方法及图纸

提供一种在负荷变动的情况下追随性优异的逆变器装置。其具备逆变器电路(20)；d、q/u、v、w转换部(50)；线间电压有效值计算部(53)；以控制周期为单位将在线间电压有效值计算部(53)中转换后的线间电压有效值转换为调制电压的调制电压转换部(55)；以及在控制周期中比较与u、v、w相的电压指令值对应的波形的信号与调制电压，输出逆变器电路(20)中的上臂用开关元件的脉冲图案以及下臂用开关元件的脉冲图案的比较器(52)。

【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
逆变器装置具备逆变器电路，逆变器电路具有在正负的母线间构成u、v、w的每一相的上下臂的开关元件。作为逆变器电路的输出的控制使用矩形波驱动(也称为1脉冲驱动言)，根据角度信息决定u、v、w相的上臂用开关元件的脉冲图案以及下臂用开关元件的脉冲图案。作为相电压与上下臂用开关元件的脉冲图案的关系，相对于电气角2π[rad]，在0～π[rad]中为了作为相电压输出+E(E：直流电源电压)使u相的上臂用开关元件导通，在π～2π[rad]中为了作为相电压输出－E使u相的下臂用开关元件导通、v、w相也同样，以相对于u相偏离±2/3π的角度生成脉冲图案。另外，如专利文献1等所公开的那样，为了在矩形波控制时使电力转换电路的输出电压的调制率可变，也可以可变地设定对高电位侧开关元件以及低电位侧开关元件双方进行截止操作的期间亦即空载时间期间的时间间隔。专利文献1：日本特开2012-95412号公报然而，若如图18(a)所示较短地设定空载时间期间的时间间隔或如图18(b)所示较长地设定，则在负荷变动的情况下追随性变差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在负荷变动的情况下追随性优异的逆变器装置。在技术方案1所述的专利技术中，其宗旨是以下内容，具备：逆变器电路，其具有在正负的母线间构成u、v、w的每一相的上下臂的开关元件，伴随着上述开关元件的开关动作将直流电压转换为交流电压并向马达供给；信号生成机构，其基于角度信息和d、q轴电压指令值生成与u、v、w相的电压指令值对应的波形的信号；第一转换机构，其将d、q轴电压指令值转换为马达的线间电压有效值；第二转换机构，其以控制周期为单位将在上述第一转换机构中转换后的线间电压有效值转换为调制电压，以及比较机构，其在控制周期中对在上述信号生成机构中生成的与u、v、w相的电压指令值对应的波形的信号、和在上述第二转换机构中转换后的调制电压进行比较，输出上述逆变器电路中的上臂用开关元件的脉冲图案以及下臂用开关元件的脉冲图案。根据技术方案1所述的专利技术，通过信号生成机构，基于角度信息和d、q轴电压指令值生成与u、v、w相的电压指令值对应的波形的信号。通过第一转换机构，将d、q轴电压指令值转换为马达的线间电压有效值。通过第二转换机构，以控制周期为单位将在第一转换机构中转换后的线间电压有效值转换为调制电压。通过比较机构，在控制周期中对在信号生成机构中生成的与u、v、w相的电压指令值对应的波形的信号和在第二转换机构中转换后的调制电压进行比较，输出逆变器电路中的上臂用开关元件的脉冲图案以及下臂用开关元件的脉冲图案。因此，以控制周期为单位将被从d、q轴电压指令值转换来的线间电压有效值转换为调制电压，并以控制周期进行比较，所以在负荷变动的情况下追随性也变得优异。如技术方案2所述，在技术方案1所述的逆变器装置中，上述信号生成机构也可以具有：基于角度信息将d、q轴电压指令值转换为u、v、w相的电压指令值的机构、以及利用线间电压有效值的峰值将u、v、w相的电压指令值缩放为－1～+1的机构，上述第二转换机构也可以转换为±的0～1的调制电压，上述比较机构也可以对利用线间电压有效值的峰值缩放为－1～+1的u、v、w相的电压指令值、与±的0～1的调制电压进行比较，将缩放后的u、v、w相的电压指令值与+的0～1的调制电压的大小的比较结果作为上臂用开关元件的脉冲图案而输出，并且将缩放后的u、v、w相的电压指令值与－的0～1的调制电压的大小的比较结果作为下臂用开关元件的脉冲图案而输出。如技术方案3所述，在技术方案1所述的逆变器装置中，上述信号生成机构也可以根据角度信息和d、q轴电压指令值生成振幅为1的u、v、w相的三角波，上述第二转换机构也可以转换为±的0～1的调制电压，上述比较机构也可以对上述生成的三角波与±的0～1的调制电压进行比较，将生成的三角波与+的0～1的调制电压的大小的比较结果作为上臂用开关元件的脉冲图案而输出，并且将生成的三角波与－的0～1的调制电压的大小的比较结果作为下臂用开关元件的脉冲图案而输出。如技术方案4所述，在技术方案1所述的逆变器装置中，上述信号生成机构也可以根据角度信息和d、q轴电压指令值生成振幅为1的u、v、w相的正弦波，上述第二转换机构也可以转换为±的0～1的调制电压，上述比较机构也可以对上述生成的正弦波与±的0～1的调制电压进行比较，将生成的正弦波与+的0～1的调制电压的大小的比较结果作为上臂用开关元件的脉冲图案而输出，并且将生成的正弦波与－的0～1的调制电压的大小的比较结果作为下臂用开关元件的脉冲图案而输出。如技术方案5所述，在技术方案2～4中任一项所述的逆变器装置中，上述第二转换机构也可以具有：线间电压有效值/相电压有效值转换部，其从线间电压有效值转换为相电压有效值；以及调制电压运算部，其根据上述线间电压有效值/相电压有效值转换部的相电压有效值和上述直流电压，通过数学式运算上述调制电压。根据本专利技术，能够使在负荷变动的情况下追随性优异。附图说明图1是表示实施方式的逆变器装置的结构的框图。图2是表示第一实施方式的d、q/u、v、w转换电路的结构的框图。图3是表示线间电压有效值与调制电压的关系的图。图4的(a)、(b)、(c)是表示比较器中的比较处理、开关元件的脉冲图案的图。图5的(a)、(b)是表示负荷恒定时的波形的图。图6的(a)、(b)是表示负荷变动时的波形的图。图7是表示第二实施方式的d、q/u、v、w转换电路的结构的框图。图8是表示线间电压有效值与调制电压的关系的图。图9的(a)、(b)、(c)是表示比较器中的比较处理、开关元件的脉冲图案的图。图10是表示第三实施方式的d、q/u、v、w转换电路的结构的框图。图11是表示第四实施方式的d、q/u、v、w转换电路的结构的框图。图12是用于说明第四实施方式的波形图。图13的(a)、(b)是用于说明相电压的系数的波形图。图14是表示第五实施方式的d、q/u、v、w转换电路的结构的框图。图15是用于说明第五实施方式的波形图。图16的(a)、(b)是表示从电压指令值的输入到线间电压的输出为止的波形的图。图17是表示逆变器电路的输出波形的图。图18的(a)、(b)是用于说明课题的逆变器输出波形的图。具体实施方式以下，结合附图来说明将本专利技术具体化了的一实施方式。如图1所示，逆变器装置10具备逆变器电路20和逆变器控制装置30。逆变器控制装置30具备驱动电路31和控制部32。逆变器电路20具有六个开关元件Q1～Q6和六个二极管D1～D6。作为开关元件Q1～Q6使用IGBT。在正极母线Lp与负极母线Ln之间，构成u相上臂的开关元件Q1与构成u相下臂的开关元件Q2被串联。在正极母线Lp与负极母线Ln之间，构成v相上臂的开关元件Q3与构成v相下臂的开关元件Q4被串联。在正极母线Lp与负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变器装置，其特征在于，具备：/n逆变器电路，其具有在正负的母线间构成u、v、w的每一相的上下臂的开关元件，伴随着上述开关元件的开关动作将直流电压转换为交流电压并向马达供给；/n信号生成机构，其基于角度信息和d、q轴电压指令值生成与u、v、w相的电压指令值对应的波形的信号；/n第一转换机构，其将d、q轴电压指令值转换为马达的线间电压有效值；/n第二转换机构，其以控制周期为单位将在上述第一转换机构中转换后的线间电压有效值转换为调制电压，以及/n比较机构，其在控制周期中对在上述信号生成机构中生成的与u、v、w相的电压指令值对应的波形的信号、和在上述第二转换机构中转换后的调制电压进行比较，输出上述逆变器电路中的上臂用开关元件的脉冲图案以及下臂用开关元件的脉冲图案。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180125 JP 2018-010721;20180911 JP 2018-1696411.一种逆变器装置，其特征在于，具备：
逆变器电路，其具有在正负的母线间构成u、v、w的每一相的上下臂的开关元件，伴随着上述开关元件的开关动作将直流电压转换为交流电压并向马达供给；
信号生成机构，其基于角度信息和d、q轴电压指令值生成与u、v、w相的电压指令值对应的波形的信号；
第一转换机构，其将d、q轴电压指令值转换为马达的线间电压有效值；
第二转换机构，其以控制周期为单位将在上述第一转换机构中转换后的线间电压有效值转换为调制电压，以及
比较机构，其在控制周期中对在上述信号生成机构中生成的与u、v、w相的电压指令值对应的波形的信号、和在上述第二转换机构中转换后的调制电压进行比较，输出上述逆变器电路中的上臂用开关元件的脉冲图案以及下臂用开关元件的脉冲图案。


2.根据权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，
上述信号生成机构具有：基于角度信息将d、q轴电压指令值转换为u、v、w相的电压指令值的机构、以及利用线间电压有效值的峰值将u、v、w相的电压指令值缩放为－1～+1的机构，
上述第二转换机构转换为±的0～1的调制电压，
上述比较机构对利用线间电压有效值的峰值缩放为－1～+1的u、v、w相的电压指令值、与±的0～1的调制电压进行比较，将缩放后的u、v、w相的电压指令值与+的0～1的调制电压的大小的比较结果作为上臂用开关元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：山根和贵，名和政道，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：日本;JP