电力变换装置以及使用该装置的电动机驱动装置
2020-01-07

电力变换装置以及使用该装置的电动机驱动装置

本发明的目的在于提供一种提高了停歇时间补偿的精度的电力变换装置以及使用该装置的电动机驱动装置。功率模块(100B),具有多个串联连接的开关元件,将直流电变换成交流电。控制电路(100A),根据来自外部的控制指令,生成电压指令值,根据对该电压指令值实施停歇时间补偿所得到的最终电压指令值,生成用来驱动构成功率模块的开关元件的门信号。停歇时间补偿逻辑电路(160),根据电压指令值(V<sup>*</sup>)的变化率,由提供给电力变换装置的直流电压值(Vdc)、停歇时间(Td)、以及开关频率(fc)所计算出的增益(ΔV),以及电流的极性(A),计算出停歇时间补偿电压(ΔV’)。

另外,以上的说明中,根据开关频率fc、停歇时间Td、以及直流电源电压值Vdc计算出增益运算值AV,但只要直流电源电压Vdc或开关频率fc在电动机全动作区域中一定,停歇时间Td便是一定值,通过这样能够将增益运算值自身设为一定值,从而能够降低控制装置中的运算装置的负荷。

最终输出电压中,停歇时间Td部分的电压变得无效。停歇时间的无效电压的平均值AV,表示为AV=VdcXTdXfc。这里,Vdc是直流电源10的直流电压,Td是短路防止时间(停歇时间),fc是PWM开关频率。

加法器169中,给电压指令vln上最终的停歇时间补偿电压AV,,通过这样计算出最终的电压指令值VFL*。这里,使用图5与图6,对通过本实施方式的电力变换装置所生成的最终电压指令值进行说明。

但是,通过设置停歇时间,最终输出电压中停歇时间部分的电压变得无效。该无效电压与电流极性相反,导致逆变器的输出电压下降,主力电压下降,从而在低速区电动机的电流中产生脉动,电流的脉动使得转矩发生变动。

另外,例如特开2002—218794号公报中所述的那样,公知有:用将电压指令(V*)移动平均得到的值与电流指令(i*)推测电动机的电阻值(R),将推定电阻值(R)与电流指令(i*)相乘作为补偿电压(AV),给电压指令(V*)加上补偿电压(AV)作为最终电压指令值。【专利文献1】特开平5_64457号公报【专利文献2】特开2002—218794号公报

另外,本发明的另一方案中,提供一种电力变换装置,具备:具有多个串联连接的开关元件,并将直流电变换成交流电的功率模块;以及,根据来自外部的控制指令生成电压指令值,根据对该电压指令值实施加上停歇时间补偿电压所得到的最终电压指令值,生成用来驱动构成上述功率模块的上述开关元件的门信号的控制机构,其特征在于:上述控制机构具有停歇时间补偿机构,其根据上述电压指令值的变化率、由提供给上述电力变换装置的直流电压值与停歇时间以及开关频率所计算出的增益、以及从上述功率模块输出的电流的极性,计算出上述停歇时间补偿电压。

3/2变换器130,将电流传感器SI所检测出的三相电动机电流i,变换成矢量变换后的两相电流值id、iq。减法器120中,计算出电流指令1(1*、iqf与所检测出的电流值id、iq之差。

逆变器100,将直流电源10所输出的直流电变换成交流电,提供给同步电动机(交流电动机)20,驱动同步电动机20。逆变器IOO,具有控制电路IOOA与功率模块(powermodule)100B。控制电路100A中,被输入由电压传感器SV所检测出的直流电源10的输出电压Vdc、由电流传感器SI所检测出的供给同步电动机20的电枢绕组的电动机电流i、以及由

停歇时间补偿逻辑电路160具有微分器161、增益运算器163、极性判断器165、乘法器167、以及加法器169。

前后取最大值,在37T/2前后取最小值。