逆变器装置制造方法及图纸

一种使用多对开关元件构成逆变器电路，对该逆变器电路的各相的准交流 电压利用PWM发生器进行的脉冲调制进行控制，并施加在供电对象的逆变器 装置，通过检测将在逆变器电路和供电对象之间设置的电压检测电路的各相连 接的公共点的电压，检测提供给供电对象的输出电压的各相平均电压，作为与 供电对象的中性点电压对应的虚拟中性点电压，通过将检测出的虚拟中性点电 压反馈至所述PWM发生器进行的各相的输出占空比控制，将来自所述逆变器 电路的各相的输出电压控制为目标输出电压。能够使作为目标的输出电压经常 保持稳定，得到高精度的输出电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及逆变器装置，尤其涉及在使用多个开关元件将车用的直流电源 的直流电压转换为脉冲序列状的准交流电压时，即使电源电压变动也能使输出 电压不变地，使逆变器电路的输出稳定的逆变器装置。
技术介绍
例如在汽车上搭载直流电源(电池)，该直流电源的直流电压被用于各种 动力和控制。而且，使用具有多个开关元件的逆变器电路，将该直流电源的直 流电压转换为脉冲序列状的准交流电压，将其使用作为例如向车用空调装置的 压縮机驱动用电动机(例如电动压縮机的无刷电动机等)、其他电动机(例如 磁阻电动机或感应电动机)或者变压器等的输出电压。在用于车用空调装置的压縮机(制冷压縮机)中，也有只将发动机的旋转 力作为其驱动动力源的压縮机，但在电动压縮机或混合压縮机中，通常使用内置无刷电动机的压縮机。该无刷电动机被由逆变器电路转换为脉冲序列状的准 交流电压驱动，其旋转速度利用改变上述准交流电压的占空比以使提供的有效电压改变的方法、即PWM (脉宽调制)方法控制。然而，搭载在车辆上的电池等直流电源由于与电负载的关系而容易产生电 压变动，例如，在具备行驶用电动机的电力汽车或混合动力车等车辆中，会产 生由于加速时在行驶用电动机中会流过较大的负载电流而导致直流电源电压 急剧下降，反之，在减速时由于来自行驶用电动机的再生电流而导致直流电源 电压急剧上升的现象。另外，在通常的发动机驱动的车辆中，若直流电源消耗 大量电力，则直流电源电压也会急剧下降。若产生这样的直流电源电压的变动，则输出电压会与其成比例地变动。例 如驱动上述的无刷电动机时，随着其电压变动，电动机转速会急加速或急减速。 另外，减速等情况下流过过电流等，在最差的情况下保护电路会工作，电动机会停止。为处理这样的问题，在专利文献l披露了一种检测直流电源电压，根据该 检测电压值使占空比改变的技术。另外，在专利文献2披露了一种检测从逆变 器电路向电动机输出的电压，根据检测的电压值使占空比改变的技术。专利文献1:日本专利3084941号公报 专利文献2:日本专利特开2005 — 57974号公报
技术实现思路
然而，在以上述专利文献l所记载的方法进行控制时，有时难以使期望的 输出始终稳定，难以高精度地得到期望的输出。S卩，在上述控制中，从识别出 直流电源电压的变动到校正占空比，会产生取决于控制装置的处理速度等的时 间延迟，因此，会产生无法迅速且适当地对占空比进行校正的情况，结果无刷 电动机有可能发生转速变动、过电流、转矩不足等不理想的情况。另夕卜，检测 的电源电压不是可以施加在电动机端子上的电压，所以不能考虑逆变器电路的 开关元件的电压降分量，由于该影响，会产生无法得知三相低时的电压被施加 到何种程度这样的问题，且也有控制精度恶化这样的问题。另外，在以上述专利文献2所记载的方法进行控制时，在只检测到向电动 机的输出侧l相的电压时，无法得知在其余2相检测到何种程度的电压，因此 控制精度有可能相应恶化。另外，若想要检测所有三相的电压，则必须对三相 都进行检测处理，会带来电压检测的处理量增大这样的问题。另外，存在由此 带来电路、控制都会复杂化这样的问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种逆变器装置，即在使用包括多个开关元 件的逆变器电路将直流电源电压转换为脉冲序列状的准交流电压时，即使电源 电压变动也能使期望的输出电压始终稳定，可以高精度地得到期望的输出电 压，且能以简单的电路结构容易且可靠地对其进行控制的逆变器装置。为解决上述问题，本专利技术所涉及的逆变器装置，将串联连接的一对开关元 件的元件组，相对于直流电源并联连接为多组，构成将上述直流电源的直流电 压转换为脉冲序列状的多相的准交流电压并输出的逆变器电路，在该逆变器电 路连接输出控制电路，上述输出控制电路包括可将各相的上述准交流电压通过5脉冲调制调整的PWM发生器，将来自上述逆变器电路的输出电压施加在供电 对象，其特征是，通过检测将在逆变器电路和供电对象之间设置的电压检测电 路的各相连接的公共点的电压，检测提供给所述供电对象的输出电压的各相平 均电压，作为与所述供电对象的中性点电压对应的虚拟中性点电压，通过将检测出的虚拟中性点电压反馈至所述PWM发生器进行的各相的输出占空比的控制，将来自上述逆变器电路的各相的输出电压控制为目标输出电压。即在本专利技术所涉及的逆变器装置中，检测的不是电源电压，而是实际从逆 变器电路输出的电压，且不是检测每相，而是检测各相的平均输出电压，将其 作为与供电对象的中性点电压对应的虚拟中性点电压检测。所以，在解决检测 电源电压的上述专利文献1的控制精度恶化等问题的同时，还解决了为提高控制精度而需要检测每相的输出电压的上述专利文献2的电路、控制复杂化等问 题，其结构简单，且能以高精度控制，并能实施迅速的反馈控制。在本专利技术的逆变器装置中，较为理想的是，在逆变器电路的输出的所有各 相为高电平的期间检测虚拟中性点电压(高)。以此在下一定时的高电平时可 以极其迅速地反馈检测结果，提高控制精度。各相的输出占空比利用基于下式 的计算实施可变控制即可。输出占空比=目标输出电压/检测出的虚拟中性点电压(高) 此处，输出为高电平的状态是表示上述脉冲序列状的准交流电压为最高电 压值的状态。另外，为进一步提高控制精度，较为理想的是，还检测低电平时的输出。 即较为理想的是，还在逆变器电路的输出的所有各相为低电平的期间检测虚拟 中性点电压(低)，对各相的输出占空比利用基于下式的计算实施可变控制。 输出占空比=目标输出电压/ (检测出的虚拟中性点电压(高)一检测出的虚 拟中性点电压(低))此处，输出为低电平的状态是表示上述脉冲序列状的准交流电压为最低电 压值的状态。本专利技术中，对上述供电对象没有特别限定，只要是使用来自逆变器电路的 输出的电气设备即可，特别是，在供电对象是需要进行转速控制的电动机时， 由于通过高精度控制输出电压可以高精度控制转速，所以本专利技术特别合适。其中，在上述电动机是压縮机驱动用电动机时，特别是设置在车用空调装 置的制冷剂回路中的压縮机的驱动用电动机时，本专利技术特别理想。在这样的压 縮机的驱动用电动机中，电动机被装入压縮机内，电动机往往暴露在制冷剂中， 往往无法检测出电动机本身的中性点电压。但是，如本专利技术所述，通过检测虚 拟中性点电压，可以将该虚拟中性点电压作为实际平均输出电压检测，而不必 检测所有各相的输出电压，可以简便且高精度地检测控制所需的实际输出电 压，可以将其用作各相的输出占空比控制。这样，如果采用本专利技术所涉及的逆变器装置，实际输出的电压被检测作为虚拟中性点电压，基于该电压计算各相的输出占空比，进行PWM控制，使其为该计算出的输出占空比。从而能够与功率元件的电压降和电源电压的变动无 关地，始终稳定地得到作为目标的所希望的输出电压。附图说明图1是本专利技术的一实施方式所涉及的逆变器装置的概略结构图。图2是表示图1的逆变器装置的电压检测的定时例的时序图。图3是表示图1的逆变器装置的控制的一个例子的流程图。标号说明1逆变器装置2a、 2b、 2c、 2d、 2e、 2f开关元件3直流电源4逆变器电路5 PWM发生器6电动机三相输出控制电路7作为供电对象的电动机8电压检测电路9虚拟中性点IO计算装置具体实施方式下面参照附图说明本专利技术的理想的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器装置，在该逆变器装置中，将串联连接一对开关元件的元件组，相对于直流电源并联连接为多组，构成将所述直流电源的直流电压转换为脉冲序列状的多相的准交流电压并输出的逆变器电路，在该逆变器电路连接输出控制电路，所述输出控制电路包括能够通过脉冲调制来调整各相的所述准交流电压的ＰＷＭ发生器，将来自所述逆变器电路的输出电压施加在供电对象，其特征在于，　通过检测连接设置于逆变器电路和供电对象之间的电压检测电路的各相的公共点的电压，检测提供给所述供电对象的输出电压的各相平均电压， 以作为与所述供电对象的中性点电压对应的虚拟中性点电压，通过将检测出的虚拟中性点电压反馈至由所述ＰＷＭ发生器进行的各相的输出占空比的控制，将来自所述逆变器电路的各相的输出电压控制为目标输出电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.22 JP 256891/20061.一种逆变器装置，在该逆变器装置中，将串联连接一对开关元件的元件组，相对于直流电源并联连接为多组，构成将所述直流电源的直流电压转换为脉冲序列状的多相的准交流电压并输出的逆变器电路，在该逆变器电路连接输出控制电路，所述输出控制电路包括能够通过脉冲调制来调整各相的所述准交流电压的PWM发生器，将来自所述逆变器电路的输出电压施加在供电对象，其特征在于，通过检测连接设置于逆变器电路和供电对象之间的电压检测电路的各相的公共点的电压，检测提供给所述供电对象的输出电压的各相平均电压，以作为与所述供电对象的中性点电压对应的虚拟中性点电压，通过将检测出的虚拟中性点电压反馈至由所述PWM发生器进行的各相的输出占空比的控制，将来自所述逆变器电路的各相的输出电压控制为目标输出电压。2. 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，在逆变器电路的输出的所有各相...

【专利技术属性】
技术研发人员：广野大辅，
申请(专利权)人：三电有限公司，
类型：发明
国别省市：JP