控制单元（７）根据由旋转信息检测单元（６）检测的同步机（５）的旋转信息，在转移到惯性运转时，通过转换器（２）升压，以使电容器（３）的充电电压（Ｖｃ）成为同步机（５）产生的感应电压（Ｖｍ）以上，在惯性运动中维持所述充电电压（Ｖｃ），并且在从惯性运转转移到牵引运转或者再生运转时，进行弱磁场控制，以使同步机（５）产生的感应电压（Ｖｍ）成为比直流电压（Ｖｄｃ）低的值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如以在铁路车辆、电动汽车等电车中使用的同步机的驱动为对象的 电力转换装置，特别涉及可以应对高速运转时的同步机的感应电压的电力转换装置。
技术介绍
以往，在电动车辆等中使用的电力转换装置中，从架线经由动臂装置集电的交流 电力通过转换器转换为直流电力。或者，从动臂装置直接集电直流电力。该直流电力通过 用于抑制电源电压的变动的能量积蓄用的电容器而输入到逆变器。然后，输入到该逆变器 的直流电力转换为可变电压/可变频率的交流电力，而供给到永久磁铁型的同步机。此处，所述同步机内置了永久磁铁，所以在旋转中也始终感应出电动势。该感应电 压与速度成比例地变大，在电车高速行驶中的情况下，产生超过电源电压的感应电压。因 此，通过在牵引时用逆变器一起控制该感应电压和同步机的电流、即进行所谓弱磁场控制， 控制同步机的驱动扭矩，并且在再生时控制同步机的制动扭矩。但是，在使用了永久磁铁型的同步机的电车的控制中，通常，在惯性运动中使逆变 器停止。但是，如果使逆变器停止，则同步机作为发电机发挥作用，再生能量通过逆变器内 的二极管流入到电源侧，其结果，不是惯性运动而变成制动动作。为了防止这样的现象，在以往技术中，在同步机与逆变器之间设置负载接触器，在 惯性运转中，以不使同步机的再生能量流入到逆变器侧的方式，断开(OFF)处于同步机与 逆变器之间的负载接触器而切断电源线路。另外，即使在从惯性运转向牵引运转再起动时， 也防止再生能量不需要地流入到逆变器侧而使逆变器的开关元件破损，所以在使负载接触 器导通(ON)之前，预先控制转换器，以使逆变器的直流侧的电路的电压成为同步机的端子 之间的感应电压的最高值以上的方式升压，之后导通(ON)负载接触器(例如，参照下述专 利文献1)。专利文献1 日本特开2007-28852号公报(第68页、第63图)
技术实现思路
在以往的电力转换装置中，在如上所述从牵引运转或者再生运转转移到惯性运转 时，通过连接在同步机与逆变器之间的负载接触器，切断路径。另外，即使在从惯性运转转 移到牵引运转或者再生运转的再起动时，也接通连接在同步机与逆变器之间的负载接触 器。因此，以往，存在如下课题如果如从牵引运转或者再生运转转移到惯性运转、或者相反 地从惯性运转转移到牵引运转或者再生运转那样，频繁地引起向各运转模式的转移，则相 伴于此负载接触器的开闭动作次数变多，负载接触器的动作寿命变短。另外，设置在同步机与逆变器之间的负载接触器由于需要切断大的电流而变得大 型。因此，存在小型、轻量化被阻碍，并且成本增加这样的课题。另外，以往存在如下课题在从惯性运转转移到牵引运转时，需要防止从同步机 向逆变器侧流入电流，并且需要在使逆变器的直流侧的电路电压充分地上升之后起动逆变器，从发出逆变器的运转指令到逆变器实际上再起动为止的时滞变大。本专利技术是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种电力转换装 置，即使在运转模式频繁地切换的情况下，也无需如以往那样在同步机与逆变器之间设置 负载接触器，可以实现小型、轻量化以及成本降低。本专利技术提供一种电力转换装置，其中，具备第1电力转换器，从电源得到直流电压；电容器，与所述第1电力转换器的输出侧连接；第2电力转换器，将该电容器的直流电压转换为交流电压而输出到同步机；旋转信息检测单元，对所述同步机的旋转信息进行检测；以及控制单元，根据由该旋转信息检测单元检测出的旋转信息，对所述第1电力转换 器以及所述第2电力转换器进行控制，所述控制单元在从惯性运转的起动开始时，根据由所述旋转信息检测单元检测出 的同步机的旋转信息，控制所述第2电力转换器，以使所述同步机产生的电压成为所述电 容器的充电电压以下，并且对所述第1电力转换器进行控制，以使所述电容器的充电电压 成为同步机产生的电压以上。根据本专利技术的电力转换装置，即使在如从牵引运转或者再生运转转移到惯性运 转、或者相反地从惯性运转转移到牵引运转或者再生运转那样，频繁地引起向各运转模式 的转移的情况下，也可以可靠地抑制从同步机向电源侧电力不需要地逆流的现象，并且可 以防止产生不需要的制动扭矩。因此，可以去除以往设置在同步机与第2电力转换器之间 的负载接触器，起到可以实现电力转换装置的小型、轻量化、以及成本降低这样的显著的效果。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式1中的电力转换装置的结构图。图2是详细示出该装置的电压指令运算单元的结构图。图3是用于说明本专利技术的实施方式1中的动作的时序图。图4是示出用于本专利技术的实施方式1中的电力转换装置的动作确认的仿真结果的 特性图。图5是示出本专利技术的实施方式2中的电力转换装置的结构图。图6是示出本专利技术的实施方式3中的电力转换装置的结构图。图7是示出本专利技术的实施方式3中的同步3脉冲的三相电压指令和载波频率以及 线间电压的关系的一个例子的图。图8是示出本专利技术的实施方式4中的电力转换装置的结构图。图9是示出本专利技术的实施方式5中的电力转换装置的结构图。图10是示出3相交流坐标系与2相交流坐标的关系的图。图11是详细示出本专利技术的实施方式5中的电压指令运算单元的结构图。图12是示出本专利技术的实施方式6中的电力转换装置的结构图。图13是用于说明本专利技术的实施方式6中的动作的时序图。图14是用于说明本专利技术的实施方式6中的动作的时序图。具体实施例方式实施方式1.图1是示出本专利技术的实施方式1的电力转换装置的结构图。本实施方式的电力转换装置具备作为第1电力转换器的DC/DC型的转换器2，从 直流电源1得到具有规定电压值的直流电压；能量积蓄用的电容器3，与该转换器2的输出 侧连接；作为第2电力转换器的逆变器4，将该电容器3的直流电压转换为交流电压而输出 到同步机5 ；旋转信息检测单元6，检测同步机5的旋转信息(此处为转速ω)；直流电压检 测单元8，检测直流电源1的直流电源电压Vdc ；以及控制单元7，根据由旋转信息检测单元 6检测出的同步机5的转速ω以及由直流电压检测单元8检测出的直流电源电压Vdc控制 转换器2以及逆变器4。所述转换器2在本例中是升压斩波电路，包括对IGBT等各开关元件Q1、Q2分别逆 并联连接二极管D1、D2而成的第1、第2开关单元21、22、以及电抗器(reactor) 23。另外， 同步机2是通过转子中安装的永久磁铁制作磁场的永久磁铁型同步机(以下，简称为同步 机)。所述控制单元7例如由微型计算机构成，所以通过安装规定的运算程序，具备电 压指令运算单元71、电压控制单元72、d轴电流指令运算单元73、dq轴电压指令运算单元 74、积分单元75、三相电压指令运算单元76、以及栅极脉冲运算单元77。此处，控制单元7的电压指令运算单元71根据由旋转信息检测单元6检测出的同 步机5的转速ω分别运算用于控制电容器3的充电电压Vc的充电电压指令Vc *、以及用于 控制同步机5产生的电压(此处为线间电压峰值)Vm的电压指令(VmV"2)并将其输出。电压控制单元72根据电压指令运算单元71输出的充电电压指令Vc *和由直流电 压检测单元8检测的直流电源电压Vdc控制转换器2。d轴电流指令运算单元73根据从电 压指令运算单元71提供的电压指令(Vm*/co2)和同步机5的转速ω运算d轴电流指令id *并将其输出。dq轴电压指令运算本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电力转换装置，其中，具备：第１电力转换器，从电源得到直流电压；电容器，与所述第１电力转换器的输出侧连接；第２电力转换器，将该电容器的直流电压转换为交流电压而输出到同步机；旋转信息检测单元，对所述同步机的旋转信息进行检测；以及控制单元，根据由该旋转信息检测单元检测出的旋转信息，对所述第１电力转换器以及所述第２电力转换器进行控制，所述控制单元在从惯性运转的起动开始时，根据由所述旋转信息检测单元检测出的同步机的旋转信息，控制所述第２电力转换器，以使所述同步机产生的电压成为所述电容器的充电电压以下，并且控制所述第１电力转换器，以使所述电容器的充电电压成为同步机产生的电压以上。
【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：河野雅树，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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