頻率設(shè)定范圍的范圍內(nèi)存在交流電壓輸出基波頻率的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí) 選擇過調(diào)制模式，在選擇了該過調(diào)制模式的情況下，輸出通過根據(jù)交流電壓輸出振幅指令、 調(diào)制系數(shù)指令、交流電壓輸出基波頻率來設(shè)定第1至第4期間（X1、X2、Y1、Y2)而得到的選 通脈沖信號。根據(jù)這樣構(gòu)成的電力變換裝置，在不需要過調(diào)制運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下進(jìn)行基于 以往技術(shù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，在適合過調(diào)制運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下選擇過調(diào)制模式來進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，從而能夠 在各運(yùn)轉(zhuǎn)條件下抑制負(fù)載的高次諧波損耗的同時(shí)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0190] 另外，根據(jù)本實(shí)施方式的電力變換裝置，能夠構(gòu)成以如下方式動作的電力變換裝 置：在逆變器電路是2電平逆變器的情況下，在判定為調(diào)制系數(shù)是95%以上之后，選擇第3 以及第4期間（Yl、Υ2)中的轉(zhuǎn)換次數(shù)僅成為3次的3沖擊脈沖模式，在選擇了該3沖擊脈 沖模式的情況下，針對交流電壓輸出指令的每1個(gè)周期，輸出進(jìn)行第1以及第3期間（XI、 Yl)的邊界、第3以及第2期間（Υ2、Χ2)的邊界、第2以及第4期間（Χ2、Υ2)的邊界、第4 以及第1期間（Υ2、Χ1)的邊界、第2期間（Yl)的中心、和第4期間（Υ2)的中心中的合計(jì)6 次的轉(zhuǎn)換控制的選通信號。根據(jù)這樣構(gòu)成的電力變換裝置，能夠防止陷入到過調(diào)制模式中 的脈沖寬度變得極窄而超過逆變器部的控制分辨率的控制，并且可迀移到不會使電壓的失 真率極端地變化而能夠抑制轉(zhuǎn)換損耗的3沖擊脈沖模式。
[0191] 另外，能夠構(gòu)成以如下方式動作的電力變換裝置：在本實(shí)施方式的電力變換裝置 構(gòu)成為除了過調(diào)制模式以外還能夠選擇同步PWM模式的情況下，在低于預(yù)先設(shè)定的電壓振 幅設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在交流電壓輸出振幅指令的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)、在低于預(yù)先設(shè)定的調(diào)制系 數(shù)設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在調(diào)制系數(shù)指令的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)、或者在低于預(yù)先設(shè)定的交流電壓輸 出基波頻率設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在交流電壓輸出基波頻率的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)選擇同步PffM模 式，在選擇了該同步PWM模式的情況下，與交流電壓輸出相位角指令同步地，輸出交流電壓 輸出指令的1個(gè)周期中的轉(zhuǎn)換次數(shù)成為固定的選通信號。根據(jù)這樣構(gòu)成的電力變換裝置， 可得到如下效果：在不需要過調(diào)制的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中，進(jìn)行以往技術(shù)的同步PWM，從而能夠?qū)?yīng) 于實(shí)用上所需的寬的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。
[0192] 另外，能夠構(gòu)成以如下方式動作的電力變換裝置：在本實(shí)施方式的電力變換裝置 構(gòu)成為除了過調(diào)制模式以外還能夠選擇非同步PWM模式的情況下，在低于預(yù)先設(shè)定的電壓 振幅設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在交流電壓輸出振幅指令的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)、在低于預(yù)先設(shè)定的調(diào)制 系數(shù)設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在調(diào)制系數(shù)指令的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)、或者在低于預(yù)先設(shè)定的交流電壓 輸出基波頻率設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在交流電壓輸出基波頻率的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)選擇非同步PWM 模式，在選擇了該非同步PWM模式的情況下，輸出單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)換次數(shù)成為預(yù)先決定的 值的選通信號。根據(jù)這樣構(gòu)成的電力變換裝置，可得到如下效果：在不需要過調(diào)制的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū) 域中，進(jìn)行以往技術(shù)的非同步PWM，從而能夠包括實(shí)用上所需的寬的運(yùn)轉(zhuǎn)條件、特別是包含 基波頻率0的低頻率域而進(jìn)行對應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0193] 另外，以上的實(shí)施方式1~7所示的結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，當(dāng)然還能夠 與上述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)以外的公知技術(shù)組合，也能夠在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)省略一 部分等進(jìn)行變更來構(gòu)成。
[0194] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0195] 如以上那樣，本發(fā)明適用于能夠一邊抑制逆變器輸出電流的急劇變動以及脈動、 一邊在寬的電壓操作范圍內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定的負(fù)載的運(yùn)轉(zhuǎn)的電力變換裝置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電力變換裝置，其特征在于，具備： 逆變器電路，將直流電壓變換為多相的交流電壓而輸出；以及 轉(zhuǎn)換信號生成部，根據(jù)交流電壓輸出振幅指令值和交流電壓輸出相位角指令值來計(jì)算 用于驅(qū)動所述逆變器電路的選通信號，并輸出到所述逆變器電路， 在所述轉(zhuǎn)換信號生成部中， 在交流電壓輸出指令的1個(gè)周期中，在以成為上側(cè)電位的第1相位角（9 1)為中心的 第1期間（Xl)中，為了始終輸出所述逆變器電路的直流輸入正側(cè)端子電壓值而使選通信號 固定，在以成為下側(cè)電位的第2相位角（ 0 2: 0 2>0 1)為中心的第2期間（X2)中，為了始 終輸出所述逆變器電路的直流輸入負(fù)側(cè)端子電壓值而使選通信號固定，并生成根據(jù)調(diào)制系 數(shù)指令或者所述交流電壓輸出振幅指令值來設(shè)定了第1比值以及第2比值的選通信號，其 中，所述第1比值是從所述第1相位角（9 1)與所述第2相位角（0 2)之間的期間除去所 述第1以及第2期間（XI、X2)得到的第3期間（Yl)和所述第1期間（Xl)的比值，所述第 2比值是從所述第2相位角（0 2)與使所述第1相位角（0 1)在正方向上偏移360度得到 的相位角（9 1+360)之間的期間除去所述第1以及第2期間（X1、X2)得到的第4期間（Y2) 和所述第2期間X2的比值，并且， 作為所述第3以及第4期間（Y1、Y2)中的選通信號的相位角指令條件， 在所述第3期間（Yl)中，維持使所述選通信號接通和斷開的相位角、與所述第1以及 第2相位角（0 1、0 2)的平均值（（0 1+ 0 2)/2)的比值， 在所述第4期間（Y2)中，維持使所述選通信號接通和斷開的相位角、與使所述平均值 的相位角偏移180度得到的相位角（（0 1+ 0 2)/2+180)的比。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 在所述轉(zhuǎn)換信號生成部中設(shè)置了調(diào)制系數(shù)運(yùn)算部，該調(diào)制系數(shù)運(yùn)算部將所述交流電壓 輸出振幅指令值除以所述直流電壓而計(jì)算調(diào)制系數(shù)指令， 所述轉(zhuǎn)換信號生成部輸出根據(jù)所述調(diào)制系數(shù)運(yùn)算部所輸出的調(diào)制系數(shù)指令來設(shè)定了 所述第1以及第2比值的選通信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)換信號生成部具備： 調(diào)制波生成部，根據(jù)所述交流電壓輸出振幅指令值以及所述交流電壓輸出相位角指令 值，計(jì)算調(diào)制波；以及 載波生成部，根據(jù)所述交流電壓輸出相位角指令，計(jì)算載波， 在所述第1期間（Xl)中，將從所述調(diào)制波生成部輸出的調(diào)制波的大小固定為從所述載 波生成部輸出的載波的上限值以上， 在所述第2期間（X2)中，將從所述調(diào)制波生成部輸出的調(diào)制波的大小固定為從所述載 波生成部輸出的載波的下限值以下， 在所述第3以及第4期間（Y1、Y2)中，輸出通過根據(jù)所述交流電壓輸出振幅指令值或 者調(diào)制系數(shù)指令對從所述載波生成部輸出的載波、以及所述上限值以上的從調(diào)制波生成部 輸出的調(diào)制波及從所述調(diào)制波生成部輸出的調(diào)制波在相位角方向上分別以相同的比值進(jìn) 行縮小或者擴(kuò)大操作而設(shè)定了的選通信號。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力變換裝置，其特征在于， 在所述調(diào)制波生成部中，輸出正弦波作為所述第3以及第4期間（Y1、Y2)的調(diào)制波。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力變換裝置，其特征在于， 在所述調(diào)制波生成部中，作為所述第3以及第4期間（Y1、Y2)的調(diào)制波，除了正弦波以 外還重疊三相共同的信號。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述載波生成部將所述第1至第4期間（XI、X2、Yl、Y2)各自的邊界相位角條件下的 載波的值作為上限值或者下限值，生成并非不連續(xù)的載波并輸出。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電力變換裝置，其特征在于， 具備調(diào)制模式選擇部，該調(diào)制模式選擇部根據(jù)所述交流電壓輸出振幅指令值或者所述 調(diào)制系數(shù)指令，選擇調(diào)制模式， 在該調(diào)制模式選擇部中， 在預(yù)先設(shè)定的電壓振幅設(shè)定范圍的范圍內(nèi)存在交流電壓輸出振幅指令值的運(yùn)轉(zhuǎn)條件 時(shí)、在預(yù)先設(shè)定的調(diào)制系數(shù)設(shè)定范圍的范圍內(nèi)存在調(diào)制系數(shù)指令的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)、或者在預(yù) 先設(shè)定的交流電壓輸出基波頻率設(shè)定范圍的范圍內(nèi)存在交流電壓輸出基波頻率的運(yùn)轉(zhuǎn)條 件時(shí)，選擇過調(diào)制模式， 在選擇了該過調(diào)制模式的情況下，所述轉(zhuǎn)換信號生成部輸出通過根據(jù)所述交流電壓輸 出振幅指令值、所述調(diào)制系數(shù)指令、所述交流電壓輸出基波頻率來設(shè)定所述第1至第4期間 (X1、X2、Y1、Y2)而得到的選通信號。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述逆變器電路是2電平逆變器， 所述調(diào)制模式選擇部在判定為調(diào)制系數(shù)是95%以上之后，選擇所述第3以及第4期間 (Yl、Y2)中的轉(zhuǎn)換次數(shù)僅成為3次的3沖擊脈沖模式， 在選擇了該3沖擊脈沖模式的情況下，所述轉(zhuǎn)換信號生成部針對所述交流電壓輸出指 令的每1個(gè)周期，輸出進(jìn)行 所述第1以及第3期間（XI、Yl)的邊界、 所述第3以及第2期間（Yl、X2)的邊界、 所述第2以及第4期間（X2、Y2)的邊界、 所述第4以及第1期間（Y2、XI)的邊界、 所述第3期間（Yl)的中心、以及 所述第4期間（Y2)的中心 中的合計(jì)6次的轉(zhuǎn)換控制的選通信號。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述調(diào)制模式選擇部構(gòu)成為除了所述過調(diào)制模式以外還能夠選擇過調(diào)制準(zhǔn)備模式， 在低于預(yù)先設(shè)定的電壓振幅設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在交流電壓輸出振幅指令值的運(yùn)轉(zhuǎn) 條件時(shí)、在低于預(yù)先設(shè)定的調(diào)制系數(shù)設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在調(diào)制系數(shù)指令的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)、 或者在低于預(yù)先設(shè)定的交流電壓輸出基波頻率設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在交流電壓輸出基波 頻率的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)，選擇過調(diào)制準(zhǔn)備模式， 在選擇了該過調(diào)制準(zhǔn)備模式的情況下，所述轉(zhuǎn)換信號生成部與交流電壓輸出相位角指 令同步地，輸出所述交流電壓輸出指令的1個(gè)周期中的轉(zhuǎn)換次數(shù)成為固定的選通信號。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述載波生成部在從所述調(diào)制模式選擇部輸出的調(diào)制模式信號是過調(diào)制模式的情況 下生成過調(diào)制用載波，在所述調(diào)制模式信號是過調(diào)制準(zhǔn)備模式的情況下生成過調(diào)制準(zhǔn)備用 載波， 所述調(diào)制波生成部在所述調(diào)制模式信號是過調(diào)制模式的情況下生成過調(diào)制用調(diào)制波， 在所述調(diào)制模式信號是過調(diào)制準(zhǔn)備模式的情況下生成過調(diào)制準(zhǔn)備用調(diào)制波。11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述調(diào)制模式選擇部構(gòu)成為除了所述過調(diào)制模式以外還能夠選擇非同步PWM模式， 在低于預(yù)先設(shè)定的電壓振幅設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在交流電壓輸出振幅指令值的運(yùn)轉(zhuǎn) 條件時(shí)、在低于預(yù)先設(shè)定的調(diào)制系數(shù)設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在調(diào)制系數(shù)指令的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)、 或者在低于預(yù)先設(shè)定的交流電壓輸出基波頻率設(shè)定閾值的范圍內(nèi)存在交流電壓輸出基波 頻率的運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)，選擇非同步PffM模式， 在選擇了該非同步PWM模式的情況下，所述轉(zhuǎn)換信號生成部輸出單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)換次 數(shù)成為預(yù)先決定的值的選通信號。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述載波生成部在從所述調(diào)制模式選擇部輸出的調(diào)制模式信號是過調(diào)制模式的情況 下生成過調(diào)制用載波，在所述調(diào)制模式信號是非同步PWM模式的情況下生成非同步PWM用 載波， 所述調(diào)制波生成部在所述調(diào)制模式信號是過調(diào)制模式的情況下生成過調(diào)制用調(diào)制波， 在所述調(diào)制模式信號是非同步PWM模式的情況下生成非同步PWM用調(diào)制波。
【專利摘要】在交流電壓輸出指令的1個(gè)周期中，在以成為上側(cè)電位的相位角θ1為中心的期間X1中，為了始終輸出逆變器電路的直流輸入正側(cè)端子電壓值而使選通脈沖信號固定，在以成為下側(cè)電位的相位角θ2為中心的期間X2中，為了始終輸出逆變器電路的直流輸入負(fù)側(cè)端子電壓值而使選通脈沖信號固定，輸出根據(jù)調(diào)制系數(shù)指令或者交流電壓輸出振幅指令值對從相位角θ1與相位角θ2之間的期間除去期間X1、X2得到的期間Y1與期間X1的比值、以及從相位角θ2與相位角θ1+360[度]之間的期間除去期間X1、X2得到的期間Y2與期間X2的比值進(jìn)行了設(shè)定的選通脈沖信號。
【IPC分類】H02M7/48
【公開號】CN105075097
【申請?zhí)枴緾N201380075285
【發(fā)明人】山崎尚德, 加藤將, 岡田萬基, 橫堤良
【申請人】三菱電機(jī)株式會社
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2013年9月2日
【公告號】US20150357938, WO2014174697A1