專利名稱：電力轉(zhuǎn)換裝置及電力轉(zhuǎn)換裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力轉(zhuǎn)換裝置及電力轉(zhuǎn)換裝置的控制方法。
背景技術(shù)：
作為逆變器的代表性電路結(jié)構(gòu)，一般采用間接式交流電力轉(zhuǎn)換電路，其通過整流電路和平滑電路把商用交流轉(zhuǎn)換為直流，并通過電壓式轉(zhuǎn)換器輸出所期望的交流。另一方面，作為從交流電壓直接獲得交流輸出的方式，已經(jīng)公知以矩陣轉(zhuǎn)換器為代表的直接式電力轉(zhuǎn)換裝置，由于不需要對(duì)商用頻率引起的電壓脈動(dòng)進(jìn)行平滑的大型電容器和電抗器，因此可以有望實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換裝置的小型化，作為下一代的電力轉(zhuǎn)換裝置在近年來受到關(guān)注。作為以往的直接式電力轉(zhuǎn)換裝置，其具有把三相交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的 PWM整流器和把經(jīng)上述PWM整流器轉(zhuǎn)換后的直流電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定的三相交流輸出電壓的 PWM逆變器(例如，參照日本特開2004-266972號(hào)公報(bào))。該直接式電力轉(zhuǎn)換裝置根據(jù)輸入電流指令生成梯形波指令信號(hào)，并比較梯形波指令信號(hào)和載波信號(hào)，生成使PWM整流器的開關(guān)電路接通斷開的PWM調(diào)制信號(hào)。并且，對(duì)使上述載波信號(hào)變形后的三角波和輸出電壓指令進(jìn)行比較，生成使PWM逆變器的開關(guān)電路接通斷開的PWM調(diào)制信號(hào)。但是，在上述直接式電力轉(zhuǎn)換裝置中，根據(jù)輸入電流指令通過運(yùn)算生成梯形波指令信號(hào)，所以存在控制部的運(yùn)算負(fù)荷增大的問題。并且，在上述直接式電力轉(zhuǎn)換裝置中，需要使PWM逆變器側(cè)的載波波形變形，所以存在調(diào)制波形的生成變復(fù)雜，控制電路變復(fù)雜的問題。并且，對(duì)于PWM整流器和PWM逆變器， 在采用獨(dú)立的提供載波信號(hào)的載波生成電路時(shí)，存在控制部的電路變復(fù)雜的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供一種可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低控制部的運(yùn)算負(fù)荷的電力轉(zhuǎn)換裝置及電力轉(zhuǎn)換裝置的控制方法。此外，本發(fā)明的另一個(gè)課題是提供一種可以簡(jiǎn)化控制部電路的電力轉(zhuǎn)換裝置及電力轉(zhuǎn)換裝置的控制方法。為了解決上述課題，第一發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，其具有轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部，其生成與三相交流輸入電壓同步的轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)；逆變器部用指令信號(hào)生成部，其生成用于輸出預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部用指令信號(hào)；生成載波信號(hào)的載波信號(hào)生成部；轉(zhuǎn)換器部，其根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部的上述轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)和由上述載波信號(hào)生成部生成的上述載波信號(hào)，把上述三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓；以及逆變器部，其根據(jù)來自上述逆變器部用指令信號(hào)生成部的上述逆變器部用指令信號(hào)和與上述轉(zhuǎn)換器部使用的信號(hào)相同的上述載波信號(hào)，把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為上述預(yù)定的三相交流輸出電壓。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述轉(zhuǎn)換器部和逆變器部可以利用共同的一個(gè)載波信號(hào)進(jìn)行PWM 調(diào)制，由此可以簡(jiǎn)化控制部的電路。此外，在一個(gè)實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述載波信號(hào)是三角波狀的信號(hào)。根據(jù)上述實(shí)施方式，載波信號(hào)采用適合于PWM調(diào)制的三角波狀的信號(hào)，由此可以簡(jiǎn)化脈沖寬度調(diào)制用的電路。此外，在一個(gè)實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述載波信號(hào)是鋸齒波狀的信號(hào)。根據(jù)上述實(shí)施方式，載波信號(hào)采用鋸齒波狀的信號(hào)，由此可以簡(jiǎn)化載波生成和調(diào)制處理。此外，第二發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制方法的特征在于，其包括以下步驟由轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部生成與三相交流輸入電壓同步的轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)的步驟；由逆變器部用指令信號(hào)生成部生成用于輸出預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部用指令信號(hào)的步驟；由載波信號(hào)生成部生成載波信號(hào)的步驟；由轉(zhuǎn)換器部根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部的上述轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)和由上述載波信號(hào)生成部生成的上述載波信號(hào)， 把上述三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的步驟；以及由逆變器部根據(jù)來自上述逆變器部用指令信號(hào)生成部的上述逆變器部用指令信號(hào)和與上述轉(zhuǎn)換器部使用的信號(hào)相同的上述載波信號(hào)，把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為上述預(yù)定的三相交流輸出電壓的步驟。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述轉(zhuǎn)換器部和逆變器部可以利用共同的一個(gè)載波信號(hào)進(jìn)行PWM 調(diào)制，由此可以簡(jiǎn)化控制部的電路。此外，第三發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，其具有PWM調(diào)制信號(hào)生成部，其根據(jù)空間向量調(diào)制方式生成PWM調(diào)制信號(hào)；以及轉(zhuǎn)換部，其根據(jù)來自上述PWM調(diào)制信號(hào)生成部的上述PWM調(diào)制信號(hào)，把三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓或者把直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流輸出電壓，上述PWM調(diào)制信號(hào)生成部使用根據(jù)上述空間向量調(diào)制方式應(yīng)輸出的電壓向量，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τ4、τ6的電壓向量，生成上述PWM調(diào)制信號(hào)，r4 =r0(l-V3tan(^-^-/6))/2τ6 =T0(\ +^ tan(於— π 16))11(其中，0彡 φ 彡 Ji/3)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述指令信號(hào)生成部使用根據(jù)空間向量調(diào)制方式應(yīng)輸出的電壓向量，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τ4、τ6的電壓向量，生成PWM調(diào)制信號(hào)，由此不需要通過復(fù)雜的運(yùn)算來生成指令信號(hào)，可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低控制部的運(yùn)算負(fù)荷，r4 =Γ0(1-λ/3 tan(於-πΙ6))Ι2T6 =T0O- +λ/3 tan(於— π 16))11(其中，0彡 Φ 彡 π/3)。
此外，第四發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置具有把三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的轉(zhuǎn)換器部、以及把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部，在將上述轉(zhuǎn)換器部和上述逆變器部連接的直流環(huán)節(jié)部中不具有平滑用濾波器， 所述電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，其具有轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部，其根據(jù)空間向量調(diào)制方式生成與上述三相交流輸入電壓同步的轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)；逆變器部用PWM 調(diào)制信號(hào)生成部，其生成用于輸出上述預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)；以及PWM調(diào)制信號(hào)校正部，其根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部的上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，校正由上述逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部生成的上述逆變器部用 PWM調(diào)制信號(hào)，上述轉(zhuǎn)換器部根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部的上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，把上述三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為上述直流電壓，上述逆變器部根據(jù)由上述PWM調(diào)制信號(hào)校正部校正后的上述逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)，把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為上述預(yù)定的三相交流輸出電壓，上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部使用電壓向量，該電壓向量應(yīng)輸出基于上述空間向量調(diào)制方式的上述直流電壓，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τ4、τ 6的電壓向量， 生成上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，r4 =Γ0(1-√3 tan(φ-π/6))/2T6 =T0(1- +√3 tan(φ-π/6))/2(其中，0≤ Φ ≤ π/3)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，對(duì)于經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓的脈動(dòng)電流狀的電壓 (電流)波形，根據(jù)由指令信號(hào)校正部校正后的逆變器部用指令信號(hào)，以使三相交流輸出電壓(電流)不產(chǎn)生畸變，把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定的三相交流輸出電壓。此時(shí)，上述轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部使用電壓向量，該電壓向量應(yīng)輸出基于空間向量調(diào)制方式的上述直流電壓，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τ4、、的電壓向量，生成轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，由此不需要通過復(fù)雜的運(yùn)算來生成指令信號(hào)，可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低控制部的運(yùn)算負(fù)荷，τ4/T0 =(l-√3tan(φ-π/6))/2τ6/Γ0 =(1 + √3 tan(φ-π/6))/2(其中，0 ≤ φ ≤ π/3)。此外，第五發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，其具有pwm調(diào)制信號(hào)生成部，其根據(jù)空間向量調(diào)制方式生成pwm調(diào)制信號(hào)；以及轉(zhuǎn)換部，其根據(jù)來自上述pwm調(diào)制信號(hào)生成部的上述pwm調(diào)制信號(hào)，把三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓或者把直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流輸出電壓，上述pwm調(diào)制信號(hào)生成部使用根據(jù)上述空間向量調(diào)制方式應(yīng)輸出的電壓向量，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τκ、
電流向量，生成上述PWM調(diào)制信號(hào)，τrs =T0(1-√3tan(φ-π/6))/2τrt =T0(1 + √3 tan(φ-π/6))/2(其中，0≤ Φ ≤ π/3)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述指令信號(hào)生成部使用根據(jù)空間向量調(diào)制方式應(yīng)輸出的電壓向量，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τκ、1“的電流向量，生成PWM調(diào)制信號(hào)，由此不需要通過復(fù)雜的運(yùn)算來生成指令信號(hào)，可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低控制部的運(yùn)算負(fù)荷，Trs = T0 (1 - V3tan(^ — π 16))11Trt =T0(\ +^3 tan(^-π/6))/2(其中，0彡 φ 彡 Ji/3)。此外，第六發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置具有把三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的轉(zhuǎn)換器部、以及把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部，在將上述轉(zhuǎn)換器部和上述逆變器部連接的直流環(huán)節(jié)部中不具有平滑用濾波器， 所述電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，其具有轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部，其根據(jù)空間向量調(diào)制方式生成與上述三相交流輸入電壓同步的轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)；逆變器部用PWM 調(diào)制信號(hào)生成部，其生成用于輸出上述預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)；以及PWM調(diào)制信號(hào)校正部，其根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部的上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，校正由上述逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部生成的上述逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)，上述轉(zhuǎn)換器部根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部的上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，把上述三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為上述直流電壓，上述逆變器部根據(jù)由上述PWM調(diào)制信號(hào)校正部校正后的上述逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)，把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為上述預(yù)定的三相交流輸出電壓，上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部使用電壓向量，該電壓向量應(yīng)輸出基于上述空間向量調(diào)制方式的上述直流電壓，在把載波周期設(shè)為Το、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τκ、電流向量，生成上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，Trs =Γ0(1-λ/3 tan(沴-π/6))/2τΗ =Γ0(1 + λ/3 tan(^-πΙ6))Ι2(其中，0彡 Φ 彡 π/3)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，對(duì)于經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓的脈動(dòng)電流狀的電壓 (電流)波形，根據(jù)由指令信號(hào)校正部校正后的逆變器部用指令信號(hào)，以使三相交流輸出電壓(電流)不產(chǎn)生畸變，并把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定的三相交流輸出電壓。此時(shí)，上述轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部使用電壓向量，該電壓向量應(yīng)輸出基于空間向量調(diào)制方式的上述直流電壓，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τ 、電流向量，生成轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，由此不需要通過復(fù)雜的運(yùn)算來生成指令信號(hào)，可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低控制部的運(yùn)算負(fù)荷，Trs =r0(l-V3 tan(於— π 16))11Trt =Γ0(1 + λ/3 tan(^-πΙ6))Ι2(其中，0彡 Φ 彡 π/3)。通過以上所述可以明確，根據(jù)本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置和電力轉(zhuǎn)換裝置的控制方法，使用預(yù)定的表或預(yù)定的公式生成在轉(zhuǎn)換器部或逆變器部的PWM調(diào)制中使用的梯形波狀的指令信號(hào)的傾斜區(qū)域，由此可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低控制部的運(yùn)算負(fù)荷。此外，根據(jù)本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置，轉(zhuǎn)換器部和逆變器部可以利用共同的一個(gè)載波信號(hào)進(jìn)行PWM調(diào)制，由此可以簡(jiǎn)化控制部的電路。此外，根據(jù)本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置，使用電壓向量，該電壓向量應(yīng)輸出基于空間向量調(diào)制方式的直流電壓，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τ4、、的電壓向量，生成轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，由此可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低控制部的運(yùn)算負(fù)荷， zj T0= (I-S tan(於-πΙ6))Ι2τ6/T0= (1 + ^/3 tan(於-π/6))/2(其中，0 彡 φ 彡 Ji/3)。此外，根據(jù)本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置和電力轉(zhuǎn)換裝置的控制方法，根據(jù)下式生成在轉(zhuǎn)換器部或逆變器部的PWM調(diào)制中使用的梯形波狀的指令信號(hào)的傾斜區(qū)域，由此可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低控制部的運(yùn)算負(fù)荷，|<| = (l-V3tan(^-^-/6))/2|<I = (1 + V3 tan(^-π/6))/2(其中，<、<表示線電流通流比，相位角Φ為0彡Φ彡π/3)。此外，根據(jù)本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置，使用電壓向量，該電壓向量應(yīng)輸出基于空間向量調(diào)制方式的直流電壓，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間、s、電流向量，生成轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，由此可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低控制部的運(yùn)算負(fù)荷， Trs = T0 (1 - V3tan(^-π/6))/2τΗ =Γ0(1 + λ/3 tan(^-πΙ6))Ι2(其中，0 彡 φ 彡 Ji/3)。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的直接式電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的直接式電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖3是帶直流環(huán)節(jié)的直接轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)圖。圖4是表示用于說明帶直流環(huán)節(jié)的直接轉(zhuǎn)換電路的控制原理的各個(gè)部分波形的圖。圖5Α是表示線電壓控制波形的圖。圖5Β是表示梯形波調(diào)制波形(相電壓)的圖。圖5C是表示梯形波調(diào)制波形(線電壓)的圖。
圖6Α是用于說明空間向量調(diào)制的圖。圖6Β是表示空間向量調(diào)制中的梯形波調(diào)制波形(相電壓)的圖。圖6C是表示空間向量調(diào)制中的梯形波調(diào)制波形(線電壓)的圖。圖7是表示比較用的同步PWM調(diào)制方式的圖。圖8是表示使用了本發(fā)明的直接式電力轉(zhuǎn)換裝置的三角波狀載波信號(hào)的PWM調(diào)制方式的圖。圖9是表示使用了本發(fā)明的直接式電力轉(zhuǎn)換裝置的鋸齒波狀載波信號(hào)的PWM調(diào)制方式的圖O
圖10是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是表示上述電力轉(zhuǎn)換裝置的指令波形的圖。
圖13是表示使用了載波比較時(shí)的線電流通流比的圖。
圖14是用于說明表1的調(diào)制方式的圖。
圖15是表示使用了空間向量調(diào)制時(shí)的線電流通流比的圖。
圖16是用于說明空間向量調(diào)制的圖。
圖17是本發(fā)明的第5實(shí)施方式的帶直流環(huán)節(jié)的直接式電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖18是作為本發(fā)明的第6實(shí)施方式的直接式電力轉(zhuǎn)換裝置的一例的矩陣轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖O
具體實(shí)施例方式關(guān)于本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置及電力轉(zhuǎn)換裝置的控制方法，在說明圖示的實(shí)施方式之前，說明本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置及電力轉(zhuǎn)換裝置的控制方法的特征。首先，說明在進(jìn)行直流/交流轉(zhuǎn)換的電力轉(zhuǎn)換裝置中，與針對(duì)恒定的直流電壓能夠獲得正弦波狀的線電壓的相電壓波形的生成法相同，針對(duì)脈動(dòng)電流狀的電壓波形也能夠獲得正弦波輸出的相電壓信號(hào)波的導(dǎo)出。在技術(shù)文獻(xiàn)1( 1J 廿 4 7 > 夕’·々工 4 (Lixiang.Wei)、卜一 7 ·工一 · 'J 水。 (Thomass. A. Lipo)著，“簡(jiǎn)單夂耘流方式奩用…亡新L· 7卜丨J夕夕7 - > K—夕 卜水?？谙σ?采用簡(jiǎn)單的換流方式的新型矩陣轉(zhuǎn)換器布局)(ANovel Matrix Converter Topology with Simple Commutation)”，IEEE IAS2001, vol. 3, pp. 1749-1754. 2001)披露的帶直流環(huán)節(jié)的直接轉(zhuǎn)換電路中，由于是電流式轉(zhuǎn)換器，所以把線電流的通流比控制為梯形波狀。在該說明書中，以電壓式為基礎(chǔ)進(jìn)行研究，并考慮電流式與電壓式的對(duì)偶性(與線電流線電壓、相電流相電壓對(duì)應(yīng))，把線電壓控制為梯形波狀。該技術(shù)文獻(xiàn)1涉及直流環(huán)節(jié)部中不具有平滑和整流電路的、帶直流環(huán)節(jié)的直接轉(zhuǎn)換電路的調(diào)制方式。該技術(shù)文獻(xiàn)1的帶直流環(huán)節(jié)的直接轉(zhuǎn)換電路如圖3所示，具有包括構(gòu)成三相電橋電路的6個(gè)開關(guān)電路Sap、Sbp, Scp, San, Sbn, Scn的轉(zhuǎn)換器部，和包括構(gòu)成三相電橋電路的6個(gè)開關(guān)電路Sup.SfSw^ Su^Sf Swn的逆變器部。上述轉(zhuǎn)換器部把來自三相交流電源Vsa、Vsb> Vsc的三相交流輸入電壓Va、\、Vc轉(zhuǎn)換為直流。并且，上述逆變器部把由轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換的直流電壓Vd。轉(zhuǎn)換為三相交流輸出電壓Vsu、Vsv, Vsw。圖4(a) (d)表示基于上述技術(shù)文獻(xiàn)1的帶直流環(huán)節(jié)的直接轉(zhuǎn)換電路的控制原理的各個(gè)部分的波形。如圖4(a)所示，相電壓相當(dāng)于[二相正，一相負(fù)]和[二相負(fù)， 一相正]這兩種狀態(tài)中的任一種，所以能夠分割為以60度為單位的6個(gè)區(qū)域。在此，敘述以c相為基準(zhǔn)的區(qū)域1、區(qū)域2。在此，在區(qū)域1中，利用開關(guān)電路S。n使最小相的c相導(dǎo)通， 利用開關(guān)電路Sap、Sbp按照以下的通流比da。、dbc切換最大或中間相的a相、b相。同樣，在區(qū)域2中，利用開關(guān)電路S。p使最大相的c相導(dǎo)通，利用開關(guān)電路San、Sbn按照以下的通流比 da。、dbc切換中間或最小相的a相、b相。
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權(quán)利要求
1.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該電力轉(zhuǎn)換裝置具有轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部(11、31)，其生成與三相交流輸入電壓同步的轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)；逆變器部用指令信號(hào)生成部01、41)，其生成用于輸出預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部用指令信號(hào)；生成載波信號(hào)的載波信號(hào)生成部(15、35)；轉(zhuǎn)換器部(1)，其根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部(11、31)的上述轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)和由上述載波信號(hào)生成部(15、3幻生成的上述載波信號(hào)，把上述三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓；以及逆變器部O)，其根據(jù)來自上述逆變器部用指令信號(hào)生成部01、41)的上述逆變器部用指令信號(hào)和與上述轉(zhuǎn)換器部(1)使用的信號(hào)相同的上述載波信號(hào)，把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部 (1)轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為上述預(yù)定的三相交流輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，上述載波信號(hào)是三角波狀的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，上述載波信號(hào)是鋸齒波狀的信號(hào)。
4.一種電力轉(zhuǎn)換裝置的控制方法，其特征在于，該控制方法包括以下步驟由轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部(11、31)生成與三相交流輸入電壓同步的轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)的步驟；由逆變器部用指令信號(hào)生成部01、41)生成用于輸出預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部用指令信號(hào)的步驟；由載波信號(hào)生成部(15、3幻生成載波信號(hào)的步驟；由轉(zhuǎn)換器部(1)根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部(11、31)的上述轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)和由上述載波信號(hào)生成部(15、3幻生成的上述載波信號(hào)，把上述三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的步驟；以及由逆變器部( 根據(jù)來自上述逆變器部用指令信號(hào)生成部01、41)的上述逆變器部用指令信號(hào)和與上述轉(zhuǎn)換器部(1)使用的信號(hào)相同的上述載波信號(hào)，把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部(1) 轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為上述預(yù)定的三相交流輸出電壓的步驟。
5.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該電力轉(zhuǎn)換裝置具有PWM調(diào)制信號(hào)生成部，其根據(jù)空間向量調(diào)制方式生成PWM調(diào)制信號(hào)；以及轉(zhuǎn)換部，其根據(jù)來自上述PWM調(diào)制信號(hào)生成部的上述PWM調(diào)制信號(hào)，把三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓或者把直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流輸出電壓，上述PWM調(diào)制信號(hào)生成部使用根據(jù)上述空間向量調(diào)制方式應(yīng)輸出的電壓向量，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τ4、、的電壓向量，生成上述PWM調(diào)制信號(hào)，τ4=Τ0(\-^ η(φ-π/6))/2 r6 =Γ0(1 +λ/3 tan(^-^-/6))/2 其中，0彡Φ彡π/3。
6.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其具有把三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的轉(zhuǎn)換器部，和把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部，在將上述轉(zhuǎn)換器部和上述逆變器部連接的直流環(huán)節(jié)部中不具有平滑用濾波器，其特征在于， 該電力轉(zhuǎn)換裝置具有轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部，其通過空間向量調(diào)制方式生成與上述三相交流輸入電壓同步的轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)；逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部，其生成用于輸出上述預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)；以及PWM調(diào)制信號(hào)校正部，其根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部的上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，校正由上述逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部生成的上述逆變器部用PWM 調(diào)制信號(hào)，上述轉(zhuǎn)換器部根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部的上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，把上述三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為上述直流電壓，上述逆變器部根據(jù)經(jīng)上述PWM調(diào)制信號(hào)校正部校正后的上述逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)，把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為上述預(yù)定的三相交流輸出電壓，上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部使用電壓向量，該電壓向量應(yīng)輸出基于上述空間向量調(diào)制方式的上述直流電壓，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τ4、τ6的電壓向量，生成上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)， r4 =r0(l-V3tan(^-^-/6))/2 τ6=Τ0(\ + ^ η(φ-π/6))/2 其中，
7.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該電力轉(zhuǎn)換裝置具有PWM調(diào)制信號(hào)生成部，其通過空間向量調(diào)制方式生成PWM調(diào)制信號(hào)；以及轉(zhuǎn)換部，其根據(jù)來自上述PWM調(diào)制信號(hào)生成部的上述PWM調(diào)制信號(hào)，把三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓或者把直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流輸出電壓，上述PWM調(diào)制信號(hào)生成部使用根據(jù)上述空間向量調(diào)制方式應(yīng)輸出的電流向量，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τ” τ rt的電流向量， 生成上述PWM調(diào)制信號(hào)，
8.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其具有把三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的轉(zhuǎn)換器部，和把由上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部，在將上述轉(zhuǎn)換器部和上述逆變器部連接的直流環(huán)節(jié)部中不具有平滑用濾波器，其特征在于， 該電力轉(zhuǎn)換裝置具有轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部，其根據(jù)空間向量調(diào)制方式生成與上述三相交流輸入電壓同步的轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)；逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部，其生成用于輸出上述預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)；以及PWM調(diào)制信號(hào)校正部，其根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部的上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，校正由上述逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部生成的上述逆變器部用PWM 調(diào)制信號(hào)，上述轉(zhuǎn)換器部根據(jù)來自上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部的上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，把上述三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為上述直流電壓，上述逆變器部根據(jù)由上述PWM調(diào)制信號(hào)校正部校正后的上述逆變器部用PWM調(diào)制信號(hào)，把經(jīng)上述轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的上述直流電壓轉(zhuǎn)換為上述預(yù)定的三相交流輸出電壓，上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)生成部使用電流向量，該電流向量應(yīng)輸出基于上述空間向量調(diào)制方式的上述直流電壓，在把載波周期設(shè)為Ttl、把相位角設(shè)為Φ時(shí)，根據(jù)利用下式表示的輸出時(shí)間τ 、τ rt的電流向量，生成上述轉(zhuǎn)換器部用PWM調(diào)制信號(hào)，rri =r0(l + V3tan(^-^-/6))/2其中，O≤Φ≤π/3。
全文摘要
一種電力轉(zhuǎn)換裝置及電力轉(zhuǎn)換裝置的控制方法。該電力轉(zhuǎn)換裝置具有轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部，其生成與三相交流輸入電壓同步的轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)；逆變器部用指令信號(hào)生成部，其生成用于輸出預(yù)定的三相交流輸出電壓的逆變器部用指令信號(hào)；生成載波信號(hào)的載波信號(hào)生成部；轉(zhuǎn)換器部，其根據(jù)來自轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)生成部的轉(zhuǎn)換器部用指令信號(hào)和由載波信號(hào)生成部生成的載波信號(hào)，把三相交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓；以及逆變器部，其根據(jù)來自逆變器部用指令信號(hào)生成部的逆變器部用指令信號(hào)和與轉(zhuǎn)換器部使用的信號(hào)相同的載波信號(hào)，把經(jīng)轉(zhuǎn)換器部轉(zhuǎn)換后的直流電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定的三相交流輸出電壓。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK102170236SQ20111011276
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2007年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月20日
發(fā)明者榊原憲一 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社