电力变换装置及电力变换方法制造方法及图纸

技术编号:9938229 阅读:91 留言:0更新日期:2014-04-19 02:30
一种电力变换装置,其特征在于,具有:多个相的开关元件,它们与公用母线连接;以及控制部,其对所述各开关元件进行控制,所述控制部包含:驱动指令生成部,其生成各开关元件的驱动指令信号,该驱动指令信号用于进行断开/接通控制,以使得在所述多个相的开关元件中,由一个开关元件的断开/接通动作引起的电流变化的方向与另一个开关元件的断开/接通动作引起的电流变化的方向相反;以及延迟校正部,其对向所述各开关元件输出的驱动指令信号的输出定时进行校正,以使得所述各开关元件的断开/接通定时一致。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种电力变换装置(100),其生成各开关元件的驱动指令信号,该各开关元件的驱动指令信号用于进行断开/接通控制,以使得在多个相的开关元件(S1~S6)中,由一个开关元件的断开/接通动作引起的电流变化的方向与由另一个开关元件的断开/接通动作引起的电流变化的方向相反。而且,电力变换装置对向各关元件输出的驱动指令信号的输出定时进行校正,以使得各开关元件的断开/接通动作的定时一致。【专利说明】
本专利技术涉及将直流电力变换为交流电力的,特别涉及抑制急剧的电流变动而防止对开关元件施加较高的冲击电压的技术。
技术介绍
在供给电力的电力变换装置中,对多个开关元件进行接通、断开控制,该电力用于驱动在车辆上搭载的电动机。因此,在与直流电源连接的公用母线中会发生急剧的电流变化,会产生由寄生电感(L)引起的较高的冲击电压(LXdi/dt)。为了抑制该电流变化,例如在专利文献I (国际公开W02005/081389号公报)中公开有下述技术:使多个相(例如,U相、V相、W相)的开关元件的驱动定时变化,防止各开关元件同时接通,从而抑制急剧的电流变化。专利文献1:国际公开W02005/081389号公报
技术实现思路
然而,在上述专利文献I中,虽然能够抑制电流流向相同且同时接通的情况下的电流变化率(di/dt)的增加,但存在不能抑制在开关元件单独地接通或断开时产生的急剧的电流变化的课题。本专利技术就是为了解决上述现有的课题而提出的,其目的在于提供一种电流变换装置及电力变换方法,其能够抑制与各开关元件的接通、断开相伴的急剧的电流变化。为了实现上述目的,本专利技术的一个方式是电力变换装置,具有:多个相的开关元件,它们连接在公用母线上;以及控制部,其对所述各开关元件进行控制。所述控制部包含:驱动指令生成部,其生成各开关元件的驱动指令信号,该各开关元件的驱动指令信号用于进行断开/接通控制,以使得在所述多个相的开关元件中,由一个开关元件的断开/接通动作引起的电流变化的方向与另一个开关元件的断开/接通动作引起的电流变化的方向相反;以及延迟校正部,其对向所述各开关元件输出的驱动指令信号的输出定时进行校正,以使得所述各开关元件的断开/接通定时一致。【专利附图】【附图说明】图1是表示本专利技术的实施方式涉及的电力变换装置的结构的电路图。图2是表示包含本专利技术的实施方式涉及的电力变换装置在内的电动机控制装置的结构的框图。图3是表示由本专利技术的实施方式涉及的电力变换装置生成的驱动脉冲以及对该驱动脉冲进行移位而得到的脉冲的时序图。(a)表示载波信号Si及电压指令值vu、vv,(b)表示驱动脉冲Dup, (C)表示驱动脉冲Dvp, (d)表示通过第I步骤生成的驱动脉冲Tvp, (e)表示通过第2步骤生成的驱动脉冲Tvp。图4 (a)、(b)、(C)分别表示由本专利技术的实施方式涉及的电力变换装置生成的U相、V相、W相的各相电流的变化的时序图。图5是表示在通常的电力变换装置中V相的开关元件刚要从接通转到断开之前的电流的说明图。图6是表示在通常的电力变换装置中V相的开关元件刚从接通转到断开之后的电流的说明图。图7是表示在通常的电力变换装置中V相的开关元件从接通转到断开时发生的电流变化的说明图。图8是表示在通常的电力变换装置中V相的开关元件从接通转到断开时流向电容器的电流的变化的特性图。图9是表示在通常的电力变换装置中U相的开关元件从接通转到断开时在电容器中流过的电流的方向及大小的特性图。(a)表示在U相中正电流流经电动机13,上侧的开关元件SI从接通转到断开的瞬间的电流变化,(b)表示在U相中负电流流经电动机13,下侧的开关元件S2从接通转到断开的瞬间的电流变化。 图10是在通常的电力变换装置中U相的开关元件从断开转到接通时在电容器中流过的电流的方向及大小的特性图。(a)表示在U相中正电流流经电动机13,上侧的开关元件SI从断开转到接通的瞬间的电流变化,(b)表示在U相中负电流流经电动机13,下侧的开关元件SI从断开转到接通的瞬间的电流变化。图11是在本专利技术的实施方式涉及的电力变换装置中根据载波信号和电压指令值的关系生成驱动脉冲时的说明图。图12是在本专利技术的实施方式涉及的电力变换装置中对基于载波信号和电压指令值生成的驱动脉冲进行移位时的说明图。图13是表示在电容器流过的电流的变化的说明图。(a)表示开关元件SI为接通状态且开关元件S3为断开状态,(b)表示开关元件SI为断开状态且开关元件S3为断开状态,(c)表示开关元件SI为接通状态且开关元件S3为接通状态。图14表示在向开关元件输出了驱动指令时在开关元件中流过的电流以及在开关元件中产生的电压的变化的特性图。图15是表示本专利技术的第I实施方式涉及的延迟校正部的详细结构的框图。图16是表示断开U相上桥臂的开关元件的定时、和接通V相下桥臂的开关元件的定时的说明图。(a)表示对延迟时间进行校正之前,(b)表示对延迟时间校正之后。图17是表示开关元件的开启时相对于电流、周围温度的延迟时间的变化的特性图。图18是表示开关元件的关闭时相对于电流、周围温度的延迟时间的变化的特性图。图19是表示本专利技术的第2实施方式涉及的延迟校正部的详细结构的框图。【具体实施方式】以下,参照附图,说明本专利技术的实施方式。【第I实施方式的说明】图1是表示本专利技术的实施方式涉及的电力变换装置100及由该电力变换装置100供给电力而驱动的电动机13的结构的电路图。此外,在本实施方式中示出电力变换装置100将直流变换为3相交流的例子,但进行变换的电流并不限定于3相,也可以是大于或等于4相的多相交流。如图1所示,电力变换装置100具有逆变器装置11及电动机控制装置(控制部)14。逆变器装置11具有供给直流电压Ed的直流电源12、和与该直流电源12连接的电容器Cl,而且,具有使用了 IGBT (绝缘栅双极型晶体管)的开关元件31、52、53、54、55、56,和相对于各开关元件SI?S6反向并联连接的二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6。而且,彼此串联连接的开关元件对即SI和S2、S3和S4、S5和S6,分别构成逆变器装置11的各相的上桥臂和下桥臂。此外,开关元件并不限定于IGBT。开关元件SI的发射极与开关元件S2的集电极连接,其连接点成为3相交流U相的输出点,与电动机13的U相连接。同样地,开关元件S3的发射极和开关元件S4的集电极连接,其连接点成为3相交流V相的输出点,并与电动机13的V相连接。同样地,开关元件S5的发射极与开关元件S6的集电极连接,其连接点成为3相交流W相的输出点,并与电动机13的W相连接。开关元件S1、S3、S5的各集电极经由公用母线与直流电源12的正极连接,开关元件S2、S4、S6的各发射极经由公用母线与直流电源12的负极连接。通过由电动机控制装置14输出的控制信号驱动开关元件SI?S6的各栅极。电动机控制装置14基于由电流传感器(图2中的标号19)检测的流向电动机13的各相的负载电流Iu、Iv、Iw、和由转速传感器(图2中的标号18)检测的电动机13的旋转位置、以及由省略图示的上位装置施加的扭矩指令值,生成对各开关元件SI?S6进行PMW控制的控制信号,并向各开关元件SI?S6的栅极输出。虽然并不特别地限定,但在本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换装置,其特征在于,具有:多个相的开关元件,它们与公用母线连接;以及控制部,其对所述各开关元件进行控制,所述控制部包含:驱动指令生成部,其生成各开关元件的驱动指令信号,该驱动指令信号用于进行断开/接通控制,以使得在所述多个相的开关元件中,由一个开关元件的断开/接通动作引起的电流变化的方向与另一个开关元件的断开/接通动作引起的电流变化的方向相反;以及延迟校正部,其对向所述各开关元件输出的驱动指令信号的输出定时进行校正,以使得所述各开关元件的断开/接通定时一致。

【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:佐佐木健介水越幸雄长井纯之
申请(专利权)人:日产自动车株式会社
类型:
国别省市:

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