电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术的电力转换装置包括：电力转换器，其将使电动机的输出频率、输出电压和输出电流可变的信号输出至电动机；和控制电力转换器的控制部，控制部，从输出电压和输出电流运算第一电功率，并从输出电流、电路参数和频率推算值运算第二电功率，以使第一电功率追随第二电功率的方式，在第一频率区间中运算第一相位误差推算值，在与第一频率区间不同的第二频率区间中运算第二相位误差推算值，以使第一相位误差推算值或第二相位误差推算值追随相位误差推算值的指令值的方式控制频率推算值。推算值的指令值的方式控制频率推算值。推算值的指令值的方式控制频率推算值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置


[0001]本专利技术涉及电力转换装置。

技术介绍

[0002]在无位置传感器控制的低速区间中，作为稳定且高精度的控制方法，存在如专利文献1所记载的，基于对电力转换器的电压指令值、电流检测值、磁体电动机的电路参数和频率推算值，来运算无功功率而推算磁体电动机的频率的技术。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2006
‑
197712号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的课题
[0007]专利文献1中记载的技术运算2种无功功率(Q和Qhat)，以使其偏差ΔQ成为零的方式运算逆变器的频率推算值。频率推算值能够对于磁体电动机的绕组电阻值的温度变化降低灵敏度，所以能够实现高精度的控制特性。
[0008]然而，存在在频率较高的情况(中高速)和频率较低的情况(低速)下用不同的技术进行速度控制的情况。这样的情况下，例如在低速区间中使用专利文献1的技术运算2种无功功率，以使其偏差ΔQ成为零的方式推算第一电动机频率。另一方面，对于中高速区间，例如作为其他技术根据扩展反电动势推算相位误差(控制的相位和磁体电动机的相位)，以追随零的方式用PI控制推算第二电动机频率。在低速区间和中高速区间中，切换第一电动机频率和第二电动机频率时，认为在2个频率存在差异时会发生电流变化引起的转矩冲击(转矩的变动)。
[0009]另外，通过对于磁体电动机的绕组电阻值的温度变化降低灵敏度而要求不需要电阻值等电路参数的调整的稳定并且高精度的控制特性。
[0010]本专利技术的目的在于提供一种能够防止电动机的频率改变时的转矩冲击、并且不需要电路参数的调整的稳定且高精度的控制特性的电力转换装置。
[0011]用于解决课题的技术方案
[0012]本专利技术是一种电力转换装置，其包括：
[0013]电力转换器，其将使电动机的输出频率、输出电压和输出电流可变的信号输出至所述电动机；和
[0014]控制所述电力转换器的控制部，
[0015]所述控制部，
[0016]从所述输出电压和所述输出电流运算第一电功率，并从所述输出电流、电路参数和频率推算值运算第二电功率，以使所述第一电功率追随所述第二电功率的方式，在第一频率区间中运算所述第一相位误差推算值，
[0017]在与所述第一频率区间不同的第二频率区间中运算第二相位误差推算值，
[0018]以使所述第一相位误差推算值或所述第二相位误差推算值追随相位误差推算值的指令值的方式控制频率推算值。
[0019]专利技术效果
[0020]根据本专利技术，能够实现能够防止电动机的频率改变时的转矩冲击、并且不需要电路参数的调整的稳定且高精度的控制特性。
附图说明
[0021]图1是实施例1的电力转换装置等的系统结构图。
[0022]图2是高速区间中的使用扩展反电动势的相位误差的推算运算部的结构图。
[0023]图3是实施例1的低速区间中的相位误差的推算运算部的结构图。
[0024]图4是实施例1的频率和相位的推算运算部的结构图。
[0025]图5是表示将中高速区间的扩展反电动势方式用于低速区间的情况下的控制特性的图。
[0026]图6是表示实施例1的控制特性的图。
[0027]图7是表示实施例1中进行低速区间/中高速区间的切换的情况下的控制特性的图。
[0028]图8是用于确认本专利技术的显现性的结构图。
[0029]图9是实施例2的电力转换装置等的系统结构图。
[0030]图10是实施例2的低速区间的相位误差推算运算部的结构图。
[0031]图11是实施例3的电力转换装置等的系统结构图。
[0032]图12是实施例3的中高速区间的相位误差推算运算部的结构图。
[0033]图13是实施例4的电力转换装置等的系统结构图。
[0034]图14是实施例4的中高速区间中的相位误差的推算运算部的结构图。
[0035]图15是实施例5的电力转换装置等的系统结构图。
[0036]图16是实施例6的电力转换装置等的系统结构图。
具体实施方式
[0037]以下，使用附图详细说明本实施例。另外，对于各图中的共通的结构附加了同一参考编号。另外，以下说明的各实施例并不限定于图示例。
[0038]实施例1
[0039]图1是实施例1的具有电力转换装置和磁体电动机的系统结构图。
[0040]本实施例的电力转换装置在省略了检测磁体电动机的磁体相位的编码器等的无位置传感器控制中，在从停止到基底频率的10％程度的低速区间中，实现稳定且高精度的控制特性。
[0041]磁体电动机1输出将永磁体的磁通引起的转矩成分与电枢绕组的电感引起的转矩成分合成得到的电动机转矩。
[0042]电力转换器2具有作为开关元件的半导体元件。电力转换器2输入三相交流的电压指令值v
u*
、v
v*
、v
w*
，输出与三相交流的电压指令值v
u*
、v
v*
、v
w*
成正比的电压值。基于电力转
换器2的输出，驱动磁体电动机1，可变地控制磁体电动机1的输出电压值、输出频率值和输出电流值。可以使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)作为开关元件。
[0043]直流电源3对电力转换器2提供直流电压和直流电流。
[0044]电流检测器4输出磁体电动机1的三相的交流电流i
u
、i
v
、i
w
的检测值即i
uc
、i
vc
、i
wc
。另外，该电流检测器4也可以检测磁体电动机1的三相中的两相、例如u相和w相的交流电流，根据交流条件(i
u
+i
v
+i
w
＝0)、按i
v
＝
‑
(i
u
+i
w
)求出v相的交流电流。
[0045]本实施例中，示出了电流检测器4设置在电力转换装置内的例子，但也可以设置在电力转换装置的外部。
[0046]控制部包括以下说明的坐标变换部5、速度控制运算部6、矢量控制运算部7、中高速区间的相位误差推算运算部8、低速区间的相位误差推算运算部9、频率和相位的推算运算部10、坐标变换部11。并且，控制部为了可变地控制磁体电动机1的输出电压值、输出频率值和输出电流而控制电力转换器2的输出。
[0047]控制部由微型计算机(Microcomputer)和DSP(Digital Signal Processor：数字信息处理器)等半导体集成电路(运算控制单元)构成。控制部能够用ASIC(Application S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】1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：电力转换器，其将使电动机的输出频率、输出电压和输出电流可变的信号输出至所述电动机；和控制所述电力转换器的控制部，所述控制部，从所述输出电压和所述输出电流运算第一电功率，并从所述输出电流、电路参数和频率推算值运算第二电功率，以使所述第一电功率追随所述第二电功率的方式，在第一频率区间中运算所述第一相位误差推算值，在与所述第一频率区间不同的第二频率区间中运算第二相位误差推算值，以使所述第一相位误差推算值或所述第二相位误差推算值追随相位误差推算值的指令值的方式控制频率推算值。2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：所述第一电功率和所述第二电功率分别是第一无功功率、第二无功功率。3.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于：所述控制部，基于d轴的电压指令值、q轴的电压指令值以及d轴的电流检测值、q轴的电流检测值，来运算所述第一无功功率，基于d轴的电流检测值或电流指令值、q轴的电流检测值或电流指令值、所述电动机的所述电路参数、以及所述频率推算值，来运算所述第二无功功率。4.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于：所述控制部，基于三相交流的1相的电压振幅值、电流振幅值以及电压指令值与电流检测值的相位差的正弦信号，来运算所述第一无功功率，基于所述电动机的所述电路参数、d轴和q轴的电流检测值或电流指令值、以及频率推算值，来运算所述第二无功功率。5.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：所述控制部，从所述电动机的所述输出电压和所述输出电流运算第一有功功率，从所述电动机的所述电路参数、所述输出电流和所述频率推算值运算第二有功功率，以使所述第一有功功率追随所述第二有功功率的方式运算所述第二相位误差推算值。6.如权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于：所述控制部，基于d轴的电压指令值、q轴的电压指令值以及d轴的电流检测值、q轴的电流检测值，来运算所述第一有功功率，从所述电动机的所述电路参数、d轴的电流检测值或电流指令值、q轴的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：户张和明，岩瀬裕太，田口义行，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：