逆变器装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种逆变器装置，该逆变器装置以两相调制方式为基本，能够力图进一步降低共模噪声。控制装置(21)具有：相电压指令运算部(33)，其运算三相调制电压指令值；线间调制运算部(34)，其运算两相调制电压指令值,该两相调制电压指令值固定逆变器电路(28)的一相的开关元件的导通/截止状态，并且调制其他两相的开关元件的导通/截止状态；以及PWM信号生成部(36)，其对逆变器电路进行PWM控制，使调制导通/截止状态的所述两相的开关元件的开关定时同步，并且用其他相电压的变化来抵消施加于电动机(8)的相电压的变化。动机(8)的相电压的变化。动机(8)的相电压的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】逆变器装置


[0001]本专利技术涉及通过逆变器电路向三相交流输出电动机施加并驱动的逆变器装置。

技术介绍

[0002]以往，用于驱动电动机的逆变器装置中，利用多个开关元件来构成三相逆变器电路，并对UVW各相的开关元件进行PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)控制，将接近正弦波的电压波形施加到电动机来进行驱动，但因电动机的中性点电位的变动而产生的共模噪声成为问题。
[0003]例如，在构成电动压缩机的电动机的情况下，该共模噪声由通过压缩机的壳体与接地间的寄生电容而泄漏的共模电流所产生，但以往通过设置噪声滤波器来满足规格。然而，设置上述噪声滤波器将导致装置的大型化，也存在成本高涨的问题。
[0004]对此，还提出了下述方式，即通过校正三相调制电压指令值(U相电压指令值Vu
’
、V相电压指令值Vv
’
、W相电压指令值Vw
’
)来匹配各相的上下臂开关元件的开关定时，从而消除中性点电位的变动所引起的共模噪声的产生(例如，参见专利文献1)。
[0005]接着，图10是示出上述方式的逆变器装置中校正了U相电压指令值Vu'的U相电压指令校正值Cu'、校正了V相电压指令值Vv'的V相电压指令校正值Cv'、校正了W相电压指令值Vw'的W相电压指令校正值Cw'、载波信号(carrier)、U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw的各相电压(PWM信号)、电动机的中性点电位Vc的图。另外，图10的每个值是用直流电压Vdc归一化(校正为<br/>‑
1～1)后的值。
[0006]在这种情况下，由于使用锯齿波的载波信号(实线)，因此，U相电压指令校正值Cu'在一个载波周期内存在上升指令值Cu'up(细虚线。以下相同)和下降指令值Cu'down(宽虚线。以下相同)。同样地，V相电压指令校正值Cv'在1个载波周期内也存在上升指令值Cv'up和下降指令值Cv'down，W相电压指令校正值Cw'在1个载波周期内也存在上升指令值Cw'up和下降指令值Cw'down。
[0007]然后，通过比较U相电压指令校正值Cu'的上升指令值Cu'up、下降指令值Cu'down、V相电压指令校正值Cv'的上升指令值Cv'up、下降指令值Cv'down、W相电压指令校正值Cw'的上升指令值Cw'up、下降指令值Cw'down和载波信号的大小，从而生成成为逆变器电路的驱动指令信号的PWM信号。该PWM信号为归一化后的U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw的各相电压。
[0008]然后，电动机的中性点电位Vc是通过各相电压的平均值(Vu+Vv+Vw)/3来计算的，在专利文献1的方式中，如图11所示，通过电压指令校正值Cu
’
、Cv
’
、Cw
’
来同步各相的上下臂开关元件的开关定时，并用其他相电压的变化来抵消施加到电动机的相电压的变化，从而抑制中性点电位Vc的变动。另外，图11是图10的框Z1部分的放大图。另外，此时的条件例如是载波频率为20kHz、直流电压为350V的情况。而且，在各图中，为了用整数比较中性点电位Vc的变动幅度，用Vc＝(Vu+Vv+Vw)来表现，而不是用平均值来表现。
[0009]另外，如图11所示，从U相的上臂开关元件导通、V相和W相的下臂开关元件导通的
状态开始开关的规定区间。例如，在图11中45
°
的相位t9和52
°
稍过的相位t11生成上升指令值Cu
’
up，使得V相电压Vv与U相电压Vu下降的定时相匹配地上升，而在46.5
°
的相位t10和54
°
稍前的相位t12生成下降指令值Cw
’
down，使得W相电压Vw与U相电压Vu上升的定时相匹配地下降，由此，在各相位t9～t12的中性点电位Vc的变动被消除。另外，中性点电位Vc的变动幅度为
‑
1～1的2(图10、图11)。
[0010]因此，在一个载波周期中产生的共模噪声理论上可降低至1/3。图12示出上述方式的逆变器装置中的中性点电位的频谱(FFT结果)，图13示出一般的三相调制方式的逆变器装置中的中性点电位的频谱。从各图中可以明显看出，根据上述方式，与一般的三相调制相比，中性点电位Vc的变动得到了抑制。现有技术文献专利文献
[0011]专利文献1：WO2019/180763A1号公报专利文献2：日本专利特开2019
‑
115158号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0012]但是，如上述方式那样在分别与U相电压的下降定时(t9、t11)和上升定时(t10、t12)相匹配地来匹配V相电压的上升定时和W相电压的下降定时的情况下，调制幅度变窄，不能达到高调制率，从而存在电动机能够驱动的区域变得非常狭窄的问题。
[0013]另外，近年来，出于降低开关元件的损耗和发热的目的，还提出了一种应用被称为两相调制的方式的逆变器装置。该两相调制方式的逆变器装置通过固定UVW的各相中任意一相的导通/截止状态，在仅调制其他两相的导通/截止状态的同时进行控制，从而与三相调制方式相比，减少开关元件的开关次数，减少开关损耗和发热量，同时进行PWM控制(例如，参照专利文献2)。另外，由于开关次数减少，中性点电位变动的次数自然也会减少，因此能够可靠地将共模噪声降低为2/3。
[0014]图14用U、V、W分别表示在一般两相调制方式的逆变器装置中由三相调制电压指令值(U相电压指令值Vu
’
、V相电压指令值Vv
’
、W相电压指令值Vw
’
)生成的两相调制电压指令值即U相电压指令值、V相电压指令值、W相电压指令值。另外，在该情况下，每个值也是用直流电压Vdc归一化(校正为
‑
1～1)后的值。
[0015]另外，在这种情况下，由于也使用锯齿波的载波信号(实线)，因此，两相调制的U相电压指令值U在一个载波周期内存在上升指令值Uup和下降指令值Udown。同样地，两相调制的V相电压指令值V在一个载波周期内也存在上升指令值Vup和下降指令值Vdown，两相调制的W相电压指令校正值W在一个载波周期内也存在上升指令值Wup和下降指令值Wdown。
[0016]然后，通过比较U相电压指令值Cu的上升指令值Uup、下降指令值Udown、V相电压指令值V的上升指令值Vup、下降指令值Vdown、W相电压指令值W的上升指令值Wup、下降指令值Wdown和载波信号的大小，从而生成成为逆变器电路的驱动指令信号的PWM信号。该PWM信号为归一化后的U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw的各相电压。
[0017]如图14所示，在0
°
至120
°
的相位中W相的下臂开关元件固定为导通状态，而在120
°
至240
°
的相位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种逆变器装置，包括：逆变器电路，该逆变器电路在上臂电源线和下臂电源线之间将上臂开关元件和下臂开关元件按各相串联连接，并将这些各相的上下臂开关元件的连接点的相电压作为三相交流输出施加到电动机；以及控制装置，该控制装置控制该逆变器电路的所述各相的上下臂开关元件的开关，所述逆变器装置的特征在于，所述控制装置具有：相电压指令运算部，该相电压指令运算部运算并输出用于生成施加到所述电动机的各相的电压的三相调制电压指令值；线间调制运算部，该线间调制运算部基于所述三相调制电压指令值运算两相调制电压指令值，该两相调制电压指令值固定所述逆变器电路的一相的所述上下臂开关元件的导通/截止状态，并且调制其他两相的所述上下臂开关元件的导通/截止状态；以及PWM信号生成部，该PWM信号生成部基于所述两相调制电压指令值，生成对所述逆变器电路进行PWM控制的PWM信号，所述控制装置使导通/截止状态被调制的所述两相的上下臂开关元件的开关定时同步，并且用其他相电压的变化来抵消施加于所述电动机的相电压的变化。2.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，所述控制装置从导通/截止状态被调制的所述两相中的一方的上臂开关元件导通、另一方的下臂开关元件导通的状态开始开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏原辰树，荒木雄志，
申请(专利权)人：三电株式会社，
类型：发明
国别省市：