电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电力转换装置。在该电力转换装置中，控制部基于用于从逆变器部输出期望的波形的电流的波形指令与从逆变器部输出到负载的输出电流之差、以及在输出电流为过电流的情况下的与过电流的大小相应的值，来调整用于接通断开开关元件的栅极信号。

【技术实现步骤摘要】
电力转换装置
本专利技术涉及一种电力转换装置，特别涉及一种具备对逆变器部进行控制的控制部的电力转换装置。
技术介绍
以往，已知一种具备对逆变器部进行控制的控制部的电力转换装置。这样的电力转换装置例如在日本特开2016-194993号公报中进行了公开。在日本特开2016-194993号公报中，公开了一种感应熔炼炉，该感应熔炼炉具备包括开关元件的电力转换部(逆变器部)、对电力转换部进行控制的控制电路(控制部)以及设置于电力转换部的输出侧的加热线圈。在该感应熔炼炉中，在电力转换部与加热线圈之间设置有电流检测器，通过电流检测器来检测从电力转换部提供给加热线圈的电流。另外，在控制电路中设置有电流恒定控制电路(AutomaticCurrentRegulator：ACR)。ACR基于通过电流检测器检测出的电流来进行比例积分反馈控制。然后，基于来自ACR的输出，生成用于对电力转换部的开关元件的接通断开进行控制的栅极信号。然后，基于生成的栅极信号，来驱动电力转换部的开关元件。由此，从电力转换部提供给加热线圈的电流被控制为恒定。在此，在如日本特开2016-194993号公报所记载的那样的感应熔炼炉中，在加热线圈的负载阻抗急剧变化的情况下，流过加热线圈的电流有时会急剧变化。也就是说，流过加热线圈的电流有时成为过电流。然而，一般来说ACR的响应速度比较慢。因此，在使用ACR进行的控制(比例积分反馈控制)中，存在以下问题：在流过加热线圈的电流成为过电流的情况下，难以迅速地使提供给加热线圈(负载)的电流恒定(收敛在规定的范围内)。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而完成的，本专利技术的一个目的在于提供一种即使在流过负载的电流成为过电流的情况下也能够迅速地使提供给负载的电流收敛在规定的范围内的电力转换装置。为了达到上述目的，本专利技术的一个方面的电力转换装置具备：整流部，其将从电源供给的交流电力整流为直流电力；平滑部，其设置于整流部的输出侧，使在整流部中整流后得到的直流电力平滑化；逆变器部，其将通过平滑部平滑化后的直流电力转换为交流电力；以及控制部，其对逆变器部的开关元件的接通断开进行控制，其中，控制部构成为基于用于从逆变器部输出期望的波形的电流的波形指令与从逆变器部输出到负载的输出电流之差、以及在输出电流为过电流的情况下的与过电流的大小相应的值，来调整用于接通断开开关元件的栅极信号。在本专利技术的一个方面的电力转换装置中，如上所述，控制部构成为基于用于从逆变器部输出期望的波形的电流的波形指令与从逆变器部输出到负载的输出电流之差、以及在输出电流为过电流的情况下的与过电流的大小相应的值，来调整用于接通断开开关元件的栅极信号。由此，不同于通过波形指令与反馈的输出电流之差(偏差)进行反馈控制的情况，除了考虑偏差以外，还考虑了与过电流的大小相应的值来调整栅极信号。即，能够使用与过电流的大小相应的值来调整用于反馈控制的偏差。其结果，即使在流过负载的电流成为过电流的情况下，也能够迅速地使提供给负载的电流收敛在规定的范围内。在上述一个方面的电力转换装置中，优选的是，控制部构成为：通过从基于波形指令与输出电流之差的值减去与过电流的大小相应的值，来调整栅极信号。如果这样构成，则从基于波形指令与输出电流之差(用于反馈控制的偏差)的值减去与过电流的大小相应的值，因此用于反馈控制的偏差立刻减少。由此，即使在流过负载的电流成为过电流的情况下，也能够更迅速地使提供给负载的电流收敛在规定的范围内。在这种情况下，优选的是，控制部构成为：在输出电流超过了规定的阈值的情况下，通过从基于波形指令与输出电流之差的值减去同输出电流与规定的阈值之差相应的量，来调整栅极信号。如果这样构成，则从基于波形指令与输出电流之差(用于反馈控制的偏差)的值减去与输出电流的大小(过电流的大小)相应的值。其结果，能够根据过电流的大小，迅速地使提供给负载的电流收敛在规定的范围内。在上述一个方面的电力转换装置中，优选的是，波形指令包括正弦波指令，该正弦波指令是基于栅极信号的频率、逆变器部的输出电流的相位以及用于从逆变器部输出期望的电流的电流指令的有效值计算出的、以逆变器部的输出电流的零交叉点的相位为起点的指令。在此，伴随负载的变动，适当的栅极信号的频率(载波频率)发生变化。因此，如上所述，基于栅极信号的频率、输出电流的相位以及电流指令的有效值，以输出电流的零交叉点的相位为起点来构成正弦波指令，由此能够与载波频率相匹配地设定正弦波指令。在这种情况下，优选的是，还具备第一滤波器，该第一滤波器用于使逆变器部的输出电流的期望的频率分量衰减，控制部构成为：基于借助第一滤波器获取到的逆变器部的输出电流，来获取输出电流的零交叉点的相位。在此，有时在输出电流的零交叉点的附近发生振荡(输出电流的振动)。因此，通过第一滤波器使逆变器部的输出电流的期望的频率分量衰减，由此能够适当地获取输出电流的零交叉点的相位。在具备上述第一滤波器的电力转换装置中，优选的是，还具备第二滤波器，该第二滤波器用于使波形指令与输出电流之差的期望的频率分量衰减，第一滤波器和第二滤波器构成为使同一频率分量衰减。如果这样构成，则用于获取零交叉点的相位的第一滤波器以及针对波形指令与输出电流之差(用于反馈控制的偏差)的第二滤波器具有相同的特性，因此能够高精度地进行用于使提供给负载的电流收敛在规定的范围内的控制。在上述一个方面的电力转换装置中，优选的是，控制部构成为：基于波形指令与输出电流之差、以及在输出电流为过电流的情况下的与过电流的大小相应的值，来调整栅极信号的频率。如果这样构成，则在通过改变栅极信号的频率来控制开关元件的接通断开的脉冲频率调制(PulseFrequencyModulation：PFM)控制中，即使在流过负载的电流成为过电流的情况下，也能够迅速地使提供给负载的电流收敛在规定的范围内。在上述一个方面的电力转换装置中，优选的是，负载包括加热线圈，该加热线圈设置于逆变器部的输出侧，对被加热物进行加热。在此，在对被加热物进行加热的加热线圈中，由于被加热而熔化的被加热物的形状的变化，加热线圈的负载阻抗容易急剧变化。因此，流过加热线圈的电流容易变为过电流。因此，在向对被加热物进行加热的加热线圈供给电力的电力转换装置中，通过如上述一个方面的电力转换装置那样构成来迅速地使提供给负载的电流收敛在规定的范围内是特别有效的。根据本专利技术，如上所述，即使流过负载的电流成为过电流的情况下，也能够迅速地使提供给负载的电流收敛在规定的范围内。附图说明图1是一个实施方式的感应加热装置(电力转换装置)的电路图。图2是用于说明一个实施方式的电力转换装置的基准波形的生成的框图。图3是一个实施方式的电力转换装置的控制部的控制框图。图4是示出栅极信号的频率与输出电流的关系的图。图5是示出频率与输出电流的关系的图。具体实施方式下面，基于附图来说明将本专利技术具体化的实施方式。参照图1～图5来说明本实施方式的感应加热装置1的结构。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力转换装置，具备：/n整流部，其将从电源供给的交流电力整流为直流电力；/n平滑部，其设置于所述整流部的输出侧，使在所述整流部中整流后得到的直流电力平滑化；/n逆变器部，其将通过所述平滑部平滑化后的直流电力转换为交流电力；以及/n控制部，其对所述逆变器部的开关元件的接通断开进行控制，/n其中，所述控制部构成为基于用于从所述逆变器部输出期望的波形的电流的波形指令与从所述逆变器部输出到负载的输出电流之差、以及在所述输出电流为过电流的情况下的与过电流的大小相应的值，来调整用于接通断开所述开关元件的栅极信号。/n

【技术特征摘要】
20200214 JP 2020-0235761.一种电力转换装置，具备：
整流部，其将从电源供给的交流电力整流为直流电力；
平滑部，其设置于所述整流部的输出侧，使在所述整流部中整流后得到的直流电力平滑化；
逆变器部，其将通过所述平滑部平滑化后的直流电力转换为交流电力；以及
控制部，其对所述逆变器部的开关元件的接通断开进行控制，
其中，所述控制部构成为基于用于从所述逆变器部输出期望的波形的电流的波形指令与从所述逆变器部输出到负载的输出电流之差、以及在所述输出电流为过电流的情况下的与过电流的大小相应的值，来调整用于接通断开所述开关元件的栅极信号。


2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述控制部构成为：通过从基于所述波形指令与所述输出电流之差的值减去所述与过电流的大小相应的值，来调整所述栅极信号。


3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述控制部构成为：在所述输出电流超过了规定的阈值的情况下，通过从基于所述波形指令与所述输出电流之差的值减去同所述输出电流与所述规定的阈值之差相应的量，来调整所述栅极信号。


4.根据权利要求1～3中的任一项所述的电力转换装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：松永和久，金子悟，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP