一种电力变换控制装置，根据电流检测器对流经交流电路的电流进行检测的检测信号来控制连接于直流电路和包含交流电动势源的所述交流电路之间、具有开关元件并在直流交流间进行电力授受的电力变换单元，其特征在于，包括： 决定所述电力变换单元的运转频率输出运转频率信号的频率运算单元； 根据所述频率运算单元的输出通过积分求出相位角信号并输出的积分运算单元； 根据所述电流检测器的检测信号和所述积分运算单元的相位角信号，利用正交双轴变换运算进而输出有功成分和无功成分的双轴电流的正交双轴变换单元； 决定进而输出双轴电流的指令值的双轴电流设定单元； 根据所述正交双轴变换单元的输出和所述双轴电流设定单元的输出的差值运算误差量，对于每一双轴成分输出与误差量相应的振幅指令值的双轴电流调节单元；以及 根据所述双轴电流调节单元的输出和积分运算单元的相位角信号生成控制所述电力变换单元的ＰＷＭ信号的ＰＷＭ信号发生单元， 所述频率运算单元决定所述电力变换单元的运转频率，以便将所述双轴电流调节单元的输出即振幅指令值当中与无功成分电流对应的振幅指令值引导为零。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电力变换控制装置、电力变换控制方法、以及电力变换控制用程序，具体 来说，涉及根据流经交流电路的电流的检测信号来控制连接于直流电路和包含交流电动势 源的交流电路之间、并具有开关元件在直流交流间进行电力授受的电力变换单元的电力变 换控制装置、电力变换控制方法、以及电力变换控制用程序。
技术介绍
采用逆变器的电力变换控制装置极其广泛地应用于电动机控制领域至发电机控制领域 等的交流电动发电机，或应用于进行交流电源和直流电源间的电力授受的整流电路或系统 串接逆变器等。上述应用通常在交流电路中具有电动势源，逆变器需要与这些电动势源保 持同步来进行控制。因此，为了使逆变器动作，利用某些传感器得到交流电动势源的相位信息，或者基于 根据逆变器的输出电压或电流和交流电路的电路常数推定的相位信息产生开关控制信号。作为交流电路一侧的电动势负载，代表性的有同步电动机，尤其在永磁同步电动机、 DC无刷电动机的逆变器驱动中，为了得到电动势的相位信息而采用霍耳元件、编码器、旋 转变压器等作为磁极位置传感器。检测这些磁极位置信息的控制方式可较容易地适应高效 运转或高速响应控制等，但由于需要磁极位置传感器，所以在可靠性、操作性、价格等方 面存在问题。对此，提出了不用上述磁极位置传感器，而是通过根据电动机的电压或电流的信息运 算转子位置来进行间接控制的种种方法。举例来说，提出了利用矩形波电流驱动检测电动 机的感应电动势的方法、利用正弦波电流驱动检测电流过零点并检测此时刻电压的方法 (参照例如专利文献l)、基于V/f恒定控制的方法(参照例如专利文献2)、对其附加振 动抑制功能的方法(参照例如专利文献3、 4)并付诸实用。尽管可取消上述位置传感器， 但现有的控制方式存在这样的问题需要将电动机的电路常数纳入控制系统中，而且应对过渡变化的能力弱，控制系统变得复杂。感应电动机也可视作为具有电动势的负载，但感应电动机与同步电动机相比，即便不 检测电动势的相位信息仍能运转，所以利用V/f恒定控制等进行速度控制相对较容易。但 由于V/f恒定控制并非E/f恒定控制，因而低速运转时转矩降低、响应特性在本质上存在 问题。为了使其具有高速响应特性，可采用差频控制形式的矢量控制等，但存在的问题是， 控制系统的构成纳入了电路常数，感应电动机和控制装置成为一体，系统构成变得复杂， 同时其响应特性受到电路常数的影响。另一方面，交流电路一侧连接有交流发电机或工业电源，并用逆变器进行整流动作或 进行直流电源至交流系统的串接运转的情况下，通常需要电源电压的相位检测器以便与电 源电压保持同步来产生控制信号。这造成交流电源电压检测器成为必需的构成，控制系统 变得复杂，可靠性降低。对此，所知道的还有不用电源电压的相位检测器，而是通过检测逆变器的电压、电流， 依靠运算进行整流动作或逆变换动作的控制方法，但由于使用电路常数(电动机的阻抗、 磁通密度等)，因而要求较为复杂的运算处理。此外，还存在着难以应对电源频率大幅度 变动的问题。专利文献l:日本专利公开平5-236789号公报专利文献2:日本专利公开2000-232800号公报专利文献3:日本专利公开2000-236694号公报专利文献4:日本专利公开2003—204694号公报
技术实现思路
本专利技术正是鉴于上述问题，其目的在于提供一种能够简单且高精度地对逆变器等电力 变换单元进行控制，并且使用范围较广的电力变换控制装置、电力变换控制方法、以及电 力变换控制用程序。为了解决上述问题，达成本专利技术目的，本专利技术的电力变换控制装置，根据电流检测器 对流经交流电路的电流进行检测的检测信号来控制连接于直流电路和包含交流电动势源 的所述交流电路之间、并具有开关元件在直流交流间进行电力授受的电力变换单元，其特征在于，包括决定所述电力变换单元的运转频率输出运转频率信号的频率运算单元；根据所述频率运算单元的输出通过积分求出相位角信号并输出的积分运算单元；根据所述电 流检测器的检测信号和所述积分运算单元的相位角信号，利用正交双轴变换运算进而输出有功成分和无功成分的双轴电流的正交双轴变换单元；决定进而输出双轴电流的指令值的 双轴电流设定单元；根据所述正交双轴变换单元的输出和所述双轴电流设定单元的输出之 差运算误差量，并对于每一双轴成分输出与误差量相应的振幅指令值的双轴电流调节单 元；以及根据所述双轴电流调节单元的输出和积分运算单元的相位角信号生成控制所述电 力变换单元的P丽信号的PWM信号发生单元，所述频率运算单元决定所述电力变换单元的 运转频率，以便将所述双轴电流调节单元的输出即振幅指令值当中与无功成分电流对应的振幅指令值引导为零。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是所述频率运算单元将所述双轴电流调节单元的 输出即振幅指令值当中与有功成分电流对应的振幅指令值放大数倍后的值、使与有功成分 电流对应的振幅指令值的时间变动缓和的值放大数倍后的值、或者使上述放大数倍后的值 的时间变动缓和的值设定为所述电力变换单元的运转频率。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是所述频率运算单元包括在所述双轴电流调节单 元的输出即振幅指令值当中与有功成分电流对应的振幅指令值变化时输出对线路阻抗部 分的稳恒和过渡的电压降进行补偿的补偿值的阻抗补偿单元，将有功成分电流所对应的振 幅指令值、或者使阻抗补偿单元的输出与缓和了该振幅指令值的时间变动的值结合在一 起，从而将该结合在一起的值放大数倍后的值、或者使该放大数倍后的值的时间变动缓和 的值设定为所述电力变换单元的运转频率。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是所述阻抗补偿单元根据有功成分电流或有功成 分电流的指令值，运算补偿值。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是所述阻抗补偿单元使有功成分电流或有功成分 电流的指令值的时间变动缓和来运算补偿值。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是所述阻抗补偿单元用双轴电流调节单元的输出 即振幅指令值当中与无功成分电流对应的振幅指令值来运算补偿值。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是所述频率运算单元将常数放大数倍后的值设定 为所述电力变换单元的运转频率。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是还包括根据所述电力变换单元的输出电压和积 分运算单元的相位角信号利用正交双轴变换运算双轴电压，对于每一双轴成分输出与所述双轴电流调节单元的输出即振幅指令值对应的信号的输出电压正交双轴变换单元，所述频 率运算单元对于每一双轴成分将振幅指令值置换为输出电压正交双轴变换单元的信号值。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是所述双轴电流设定单元用所述频率运算单元输出的所述电力变换单元的运转频率运算有功成分电流的指令值。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是所述双轴电流设定单元用所述电力变换单元的 直流侧电压值运算有功成分电流的指令值。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是通过调整所述双轴电流设定单元的无功成分电 流的指令值来任意设定功率因数。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是所述双轴电流设定单元将无功成分电流的指令 值决定为电力变换单元输出端的功率因数为1的值。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是所述双轴电流设定单元将无功成分电流的指令 值决定为所述交流电路的交流电动势源端的功率因数为1的值。另外，按照本专利技术的优选方式，最好是所述交流电路为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：大西德生，山中建二，合田英治，
申请(专利权)人：国立大学法人德岛大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。