BR112013012205B1

BR112013012205B1 - Aparelho de conversão de energia

Info

Publication number: BR112013012205B1
Application number: BR112013012205-6A
Authority: BR
Inventors: Takeshi Ashida; Hiroshi Hibino; Naoto Kobayashi; Michihiro Nakagawa; Nobuki Kitano; Masaki Kouno
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2020-03-24
Also published as: AU2011330467A1; US20130221884A1; JP2012110088A; KR20130056353A; AU2011330467A8; ES2925310T3; BR112013012205A2; WO2012066914A1; AU2011330467B8; JP4911241B1; AU2011330467B2; EP2642655A4; EP2642655B1; KR101422427B1; US9018871B2; CN103222179B; CN103222179A; EP2642655A1

Abstract

aparelho de conversão de energia a presente invenção refere-se a um aparelho de conversão de energia que pode reduzir um número de tempos de comutação. uma unidade de geração de portadora aplica uma portadora (c1) que diminui monotonicamente a uma unidade de controle de comutação, quer durante um primeiro período (t10), que é o período imediatamente após um período em que um valor de comando de tensão (v**) é um valor não mais do que um valor mínimo da portadora, o valor de comando de tensão a um primeiro valor predeterminado maior do que o valor mínimo da portadora no primeiro período, e um segundo período (t10), que é um período imediatamente anterior a um período em que o valor de comando de tensão não é inferior a um valor máximo da portadora, o valor de comando de tensão que assume um segundo valor predeterminado menor que o valor máximo no segundo período, e aplica uma portadora (c2), que aumenta monotonicamente à unidade de controle de comutação durante qualquer um de um terceiro período (t13), que é o período imediatamente após um período em que o valor de comando de tensão é um valor não inferior ao valor máximo, o valor de comando de tensão que assume um terceiro valor predeterminado menor que o valor máximo no terceiro período, e um quarto período (t13) que é um período imediatamente após um período em que o valor de comando de tensão não é maior que o valor mínimo, o valor de comando de tensão que assume um quarto valor predeterminado maior que o valor mínimo no quarto período.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO DE CONVERSÃO DE ENERGIA.

Campo técnico [0001] A presente invenção refere-se a um aparelho de conversão de energia, e, mais particularmente, a uma técnica para a redução de um número de ciclos de comutação de um elemento de comutação previstos em um aparelho de conversão de energia.

Antecedentes da Técnica [0002] Um inversor é utilizado como um aparelho que aplica a tensão CA a um motor. O inversor converte a tensão CC introduzida em tensão CA, e emite a tensão CA para o motor. O inversor descrito acima é controlado com base em uma comparação entre uma portadora e um comando de valor. O comando de valor é um valor de comando envolvido com a tensão de emissão do inversor. Um primeiro valor de comando V* é, em primeiro lugar, gerado com base em um ângulo de posição de rotação do motor ou dum comando de velocidade. Um segundo valor de comando V** que é gerado com base no primeiro valor de comando V* é utilizado para a comparação com a portadora. O segundo valor de comando V** assume um valor fixo para cada tempo periódico predeterminado (por exemplo, um tempo periódico da portadora).

[0003] Quando uma tensão de fase com uma onda retângula é transmitida a partir do inversor descrito acima, o valor de comando V* é uma onda retangular e tem um tempo periódico igual ao tempo periódico da tensão de fase. Por outro lado, uma vez que o valor do comando V* não tem sempre um valor fixo para cada tempo periódico predeterminado, o valor de comando V* é atualizado a cada tempo periódico predeterminado para gerar o valor de comando V** que deve ser comparado com a portadora. Por exemplo, a figura 14 ilustra o tempo periódico da portadora por uma linha quebrada, e como

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2/32 ilustrado nessa figura, o valor do comando V* em cada início do tempo periódico é utilizado como o valor de comando V** para cada tempo periódico da portadora.

[0004] O inversor é controlado com base na comparação entre o valor de comando V** e a portadora ilustrada na figura 14, de modo que o inversor emite a tensão de fase V. Na tensão de fase V descrita acima, o período durante o qual a tensão de fase V assume o valor máximo e o período em que a tensão de fase assume o valor mínimo são diferentes uns dos outros. Em outras palavras, a tensão da fase V tem desequilíbrio. Um assim chamado deslocamento é gerado em uma corrente de fase transmitida a partir do inversor devido à diferença acima descrita. Em outras palavras, a média em um tempo periódico da corrente de fase não se torna zero.

[0005] Como um meio para solucionar o problema acima descrito, a técnica descrita no Documento de Patente 1 pode ser utilizada. No Documento de Patente 1, em que o equilíbrio da tensão de emissão é destruído, o tempo periódico da portadora é sincronizado com o valor de comando V*.

[0006] O documento de patente 2 é descrito como uma técnica envolvida com a presente invenção.

[0007] Documento da Técnica Anterior [0008] Documento de Patente [0009] Documento de Patente 1: patente japonesa N° 4.205.157 [00010] Documento de Patente 2: pedido de patente japonesa aberta à inspeção pública N° 9-308256

Sumário da Invenção

Problema a ser Solucionado pela Invenção [00011] No entanto, na técnica descrita no documento de patente 1, é necessário tornar o tempo periódico da portadora igual a uma fração inteira do tempo periódico da tensão de emissão para permitir que a

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3/32 portadora e a tensão de emissão sejam sincronizadas uma com a outra, de modo que o tempo periódico da portadora precisa ser alterado. Portanto, o controle é complicado.

[00012] Assim, considera-se que um valor de comando de tensão V** na figura 2 seja gerado mediante a correção do valor do comando V*. O valor do comando V** na figura 2 assume um valor predeterminado, durante o período entre o período em que ele assume o valor máximo V1 e o período em que ele assume o valor mínimo V2. Assim, a média do valor de comando V** no tempo periódico T2 pode ficar próximo da média do valor de comando V* no tempo periódico T2, e, além disso, pode ficar próximo da média da tensão de emissão no tempo periódico T2. Com isso, o desequilíbrio na tensão de emissão pode ser reduzido.

[00013] Por outro lado, se o elemento de comutação for controlada através da comparação entre o valor do comando V** descrito acima e a portadora C com uma onda de um triângulo isóscele, a tensão da fase V transmitida a partir do inversor tem três pulsos no período T2, tal como ilustrado na figura 15. Um dos impulsos é formado mediante a alteração do padrão de comutação do elemento de comutação do inversor duas vezes. Portanto, três pulsos significam que os tempos de comutação do elemento de comutação são seis. A perda de comutação aumenta em proporção com os tempos de comutação descrito acima.

[00014] Levando isso em consideração, a presente invenção pretende fornecer um aparelho de conversão de energia que pode suprimir os tempos de comutação de um controle simples.

Meios para Solucionar os Problemas [00015] O aparelho de conversão de energia de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção inclui: um primeiro terminal de entrada (P1) e um segundo terminal de entrada (P2), ao qual um

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4/32 potencial mais baixo do que um potencial do primeiro terminal de entrada é aplicado; um terminal de emissão (Pu, PV, Pw); um conversor de energia (1), que inclui um elemento de comutação superior (S1 a S3) conectado entre o primeiro terminal de entrada e o terminal de emissão, e um elemento de comutação inferior (S4 a S6) conectado entre o segundo terminal de entrada e o terminal de emissão; uma unidade de controle de comutação (33) que controla o elemento de comutação superior e o elemento de comutação inferior com base em uma comparação entre um valor de comando de tensão para uma tensão de emissão transmitida a partir do conversor de energia e de uma portadora que tem um tempo periódico predeterminado; e uma unidade de geração de portadora (32), que resulta na portadora (C1) que diminui monotonicamente para a unidade de controle de comutação, durante qualquer um de um primeiro período (T11), que é o período imediatamente após um período em que o valor de comando de tensão é um valor não superior a um valor mínimo da portadora, o valor de comando de tensão que assume um primeiro valor predeterminado maior do que o valor mínimo da portadora no primeiro período, e um segundo período (T13) que é um período imediatamente anterior a um período em que o valor de comando de tensão não é menor do que um valor máximo da portadora, o valor de comando de tensão que assume um segundo valor predeterminado menor do que o valor máximo no segundo tempo periódico; o primeiro período e o segundo período que têm o tempo periódico predeterminado, e que resultam na portadora (C2) que aumenta monotonicamente para a unidade de controle de comutação, quer durante um de um terceiro período (T16), que é o período imediatamente após um período em que o valor de comando de tensão é um valor não inferior ao limite máximo, o valor de comando de tensão que assume um terceiro valor predeterminado menor do que

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5/32 o valor máximo no terceiro período e um quarto período (T18), que é um período imediatamente anterior a um período durante o qual o valor de comando de tensão não é maior do que o valor mínimo, o valor de comando de tensão que assume um quarto valor predeterminado maior do que o valor mínimo no quarto período, o terceiro período e o quarto período que têm um período predeterminado.

[00016] O aparelho de conversão de energia de acordo com um segundo aspecto da presente invenção é o aparelho de conversão de energia de acordo com o primeiro aspecto, em que o valor de comando de tensão tem um valor não inferior ao valor máximo da portadora durante o período imediatamente após o primeiro período, e assume um valor não maior do que o valor mínimo da portadora durante o período imediatamente após o terceiro período.

[00017] O aparelho de conversão de energia de acordo com um terceiro aspecto da presente invenção é o aparelho de conversão de energia de acordo com o primeiro ou com o segundo aspecto, que inclui ainda: uma unidade de geração de comando de tensão (31) que gera o valor de comando de tensão (V**) mediante a correção de um valor de comando de tensão não corrigido retangular (V*), em que a unidade de geração de comando de tensão gera o valor de comando de tensão, mediante a correção do valor do comando de tensão não corrigido durante o período que tem o período predeterminado para um valor intermédio entre o valor máximo e o valor mínimo do valor de comando de tensão não corrigido no período.

[00018] O aparelho de conversão de energia de acordo com um quarto aspecto da presente invenção é o aparelho de conversão de energia de acordo com o terceiro aspecto, em que a unidade de geração de comando de tensão (31) gera o valor de comando de tensão (V**) mediante a correção do valor do comando de tensão não

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6/32 corrigido (V*) para a sua média a cada período predeterminado.

Efeitos da Invenção [00019] De acordo com os primeiro e segundo aspectos da presente invenção, o aparelho de conversão de energia, os padrões de comutação do elemento de comutação superior e do elemento de comutação inferior não são alterados antes e após o limite dos dois períodos, quando o valor de comando de tensão reduz a partir do valor máximo. O padrão de comutação também não é alterado, antes e após o limite dos dois períodos, quando o valor de comando de tensão aumenta para o valor máximo. Portanto, os tempos de comutação podem ser reduzidos.

[00020] De acordo com o terceiro aspecto da presente invenção, a média do valor de comando de tensão pode ficar próxima da média do valor de comando de tensão não corrigido, em comparação com o caso em que o valor de comando de tensão é gerado mediante a correção, a cada período predeterminado, do valor do comando de tensão não corrigido para o seu valor máximo ou para o seu valor mínimo em cada período.

[00021] De acordo com o quarto aspecto do aparelho de conversão de energia da presente invenção, a média do valor de comando de tensão pode ser feita igual à média do valor de comando de tensão não corrigido, em teoria.

[00022] Estes e outros objetivos, características, aspectos e vantagens da presente invenção ficarão mais evidentes a partir da descrição detalhada a seguir da presente invenção, quando considerada em conjunto com os desenhos anexos.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista que ilustra uma configuração conceitual de um inversor;

a figura 2 é uma vista que ilustra um exemplo de um valor

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7/32 uma uma uma vista que ilustra um exemplo do valor de portadora e de uma tensão de emissão;

vista que ilustra um exemplo do valor de de comando de tensão;

a figura 3 é comando de tensão, de a figura 4 é comando de tensão, da portadora e da tensão de emissão;

a figura 5 é uma vista que ilustra um exemplo do valor de comando de tensão, da portadora e da tensão de emissão;

a figura 6 é uma vista que ilustra um exemplo do valor de comando de tensão, da portadora e da tensão de emissão;

a figura 7 é i comando de tensão;

a figura 8 é i comando de tensão;

a figura 9 é i comando de tensão;

a figura 10 é comando de tensão;

a figura 11 é comando de tensão;

a figura 12 é comando de tensão, da portadora e da tensão de emissão;

a figura 13 é uma vista que ilustra um exemplo do valor de comando de tensão, da portadora e da tensão de emissão;

a figura 14 é uma vista que ilustra um exemplo de um valor de comando de tensão convencional; e a figura 15 é uma vista que ilustra um exemplo do valor de comando de tensão, da portadora e da tensão de emissão.

Modalidade para Realizar a Invenção

Primeira Modalidade uma uma uma vista vista vista uma uma uma que que que vista vista vista ilustra ilustra ilustra que que que ilustra ilustra ilustra um um um um um um exemplo do valor de exemplo do valor de exemplo do valor de exemplo do valor de exemplo do valor de exemplo do valor de [00023] Tal como ilustrado na figura 1, um inversor 1 é conectado

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8/32 aos terminais de entrada P1 e P2, e aos terminais de emissão Pu, PV e Pw. A tensão CC é aplicada aos terminais de entrada P1 e P2. Neste caso, o potencial aplicado ao terminal de entrada P2 é menor do que o potencial aplicado ao terminal de entrada P1.

[00024] O inversor converte uma tensão CC em tensão CA, e emite a tensão CA nos terminais de emissão Pu, PV e Pw. Como um exemplo de uma configuração mais detalhada, o inversor 1 inclui os elementos de comutação S1 a S6, e os díodos D1 a D6. Os elementos de comutação S1 a S6 são transistores bipolares de porta isolantes ou transistores de efeito de campo, etc., por exemplo. Cada um dos elementos de comutação S1 a S3 é fornecido entre cada um dos terminais de emissão Pu, PV e Pw, e o terminal de entrada P1. Cada um dos elementos de comutação S1 a S3 também é referido como um elemento de comutação superior abaixo. Os ânodos dos díodos D1 a D3 são, respectivamente, conectados aos terminais de emissão Pu, PV e Pw, e os díodos D1 a D3 são, respectivamente, conectados aos elementos de comutação S1 para S3, em paralelo. Cada um dos elementos de comutação S4 a S6 é fornecido entre cada um dos terminais de emissão Pu, PV e Pw, e o terminal de entrada P2. Cada um dos elementos de comutação S4 a S6 também é referido como um elemento de comutação inferior abaixo. Os ânodos dos díodos D4 a D6 estão conectados ao terminal de entrada P2, e os díodos D4 a D6 são, respectivamente, conectados aos elementos de comutação S4 a S6, em paralelo.

[00025] Um sinal de comutação é aplicado a cada um dos elementos de comutação S1 a S6 a partir de uma unidade de controle

3. Cada um dos elementos de comutação S1 a S6 é condutor do sinal de comutação acima descrito. O inversor 1 converte a tensão CC em tensão CA mediante o envido do sinal de comutação para cada um dos elementos de comutação S1 a S6 a partir da unidade de controle 3

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9/32 em um momento apropriado. De acordo com o controle por parte da unidade de controle 3, os elementos de comutação S1 e S4 são condutores mutuamente de modo exclusivo, os elementos de comutação S2 e S5 são condutores mutuamente de modo exclusivo, e os elementos interruptores S3 e S6 são condutores mutuamente de modo exclusivo Isto é para evitar que a alta corrente flua através do elemento de comutação, devido ao curto-circuito dos terminais de entrada P1 e P2.

[00026] O inversor 1 pode conduzir uma carga induzida 2, por exemplo. A carga induzida 2 é conectada aos terminais de emissão Pu, PV e Pw. A carga induzida 2 é um motor, por exemplo, e gira de acordo com a tensão aplicada pelo inversor 1.

[00027] No exemplo da figura 1, o conversor 1 é conectado a três terminais de emissão Pu, PV e Pw. De maneira específica, o inversor trifásico 1 que emite uma tensão CA trifásica é ilustrado na figura 1. No entanto, o inversor 1 não é limitado ao inversor trifásico, e pode ser um inversor monofásico ou inversor de três ou mais fases. Aqui, o caso em que o conversor 1 é um inversor trifásico é descrito a seguir.

[00028] A unidade de controle 3 compreende uma unidade de geração de comando de tensão 31, uma unidade de geração de portadora 32, e uma unidade de controle de comutação 33. Cada uma destas unidades vai ser descrita de maneira resumida em primeiro lugar, e, em seguida, cada uma destas unidades será descrita em mais detalhe.

[00029] A unidade de geração de comando de tensão 31 gera um valor de comando de tensão V** para a tensão de fase (daqui em diante também referida como uma voltagem de emissão), transmitida a partir do conversor 1, e emite o resultante para a unidade de controle de comutação 33. No exemplo da figura 1, o inversor 1 emite uma tensão CA trifásica, de modo que o valor de comando de tensão V**

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10/32 inclui três valores de comando de tensão trifásica Vu**, Vv** e Vw**. O valor de comando de tensão V** específico será descrito em mais detalhes adiante.

[00030] A unidade de geração de portadora 32 gera diferentes portadoras C1 e C2, cada uma que tem um tempo periódico predeterminado, e dá qualquer uma das portadoras C1 a C2 para a unidade de controle de comutação 33.

[00031] A unidade de controle de comutação 33 gera os sinais de comutação para os elementos de comutação S1 a S6 com base na comparação entre o segundo valor do comando de tensão V** a partir da unidade de geração de comando de tensão 31 e a portadora da unidade de geração de portadora 32.

[00032] Aqui, a unidade de controle 3 é configurada para incluir um microcomputador e um dispositivo de armazenamento. O microcomputador executa cada etapa de processamento (em outras palavras, o procedimento) gravada em um programa. O dispositivo de armazenamento pode ser configurado por um ou por uma pluralidade de dispositivos de armazenamento, incluindo uma ROM (memória somente para a leitura), uma RAM (memória de acesso aleatório), uma memória regravável não volátil (EPROM (ROM programável e que pode ser apagada), etc.), e uma unidade de disco rígido, por exemplo. O dispositivo de armazenamento armazena as informações e os dados, e um programa executado pelo microcomputador, e proporciona uma área de trabalho para a execução do programa. O microcomputador pode ser considerado para funcionar como vários meios que correspondem às respectivas etapas gravadas no programa, ou pode ser considerado para realizar várias funções que correspondem às respectivas etapas de processamento. A unidade de controle 3 não se limita a isso, e não é um problema que vários procedimentos sejam executados pela unidade de controle 3, vários

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11/32 meios a serem realizados, ou algumas ou todas as várias funções são realizadas por hardware.

[00033] Um exemplo do funcionamento específico da unidade de geração de comando de tensão 31 será descrito com referência à figura 2. A unidade de geração de comando de tensão 31 gera o valor de comando de tensão V**. No exemplo da figura 2, o período entre as duas linhas quebradas adjacentes de muitas linhas rompidas tem um tempo periódico predeterminado T1. O valor de comando de tensão V** sobe a partir do seu valor mínimo V2 (por exemplo, zero) no início de um período T10 para assumir um valor predeterminado e se eleva no final do período T10 para assumir o seu valor máximo V1. O valor de comando de tensão V** converte o valor máximo V1 a partir de um período de T11 após o período T10 até que o período T12 cai no início de um período T13 após o período T12 para assumir um valor predeterminado, e cai no fim do período T13 para assumir um valor mínimo V2. O valor de comando de tensão V** assume o valor mínimo V2 a partir do período após o período T13 até um período T14, aumenta novamente a partir do valor mínimo V2 no início de um período T15 após o período T14 para assumir um valor predeterminado, e sobe para o máximo valor V1 no final do período T15.

[00034] No exemplo da figura 2, a forma do valor de comando de tensão V** é ilustrado de maneira representativa. Na verdade, o valor de comando de tensão V** contém os valores de comando fase de tensão Vu**, Vv** e Vw**, e a fase destes valores é alterada por 120 graus um a partir do outro.

[00035] O valor de comando de tensão V** ilustrado na figura 2 é gerado, tal como descrito abaixo, por exemplo. De maneira específica, um valor de comando de tensão não corrigido V* (daqui em diante simplesmente referido como o valor de comando de tensão V*) é

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12/32 introduzido na unidade de geração de comando de tensão 31, e o valor de comando de tensão V* é corrigido para gerar o valor de comando de tensão V**. No exemplo da figura 1, o inversor 1 emite a tensão CA trifásica, de modo que o valor de comando de tensão V* inclui valores de comando fase de tensão trifásica Vu**, Vv** e Vw**. As fases dos valores de comando fase de tensão Vu**, Vv** e Vw** são alteradas por 120 graus um a partir do outro.

[00036] O valor de comando de tensão V* é uma onda retangular e, de maneira alternada, assume o máximo valor V1 e o valor mínimo V2. Aqui, o período em que o valor de comando de tensão V* assume o valor máximo V1 é igual ao período em que o valor de comando de tensão V* assume o valor mínimo V2. No exemplo da figura 2, o valor de comando de tensão V* sobe a partir do valor mínimo V2 no período T10 para assumir o valor máximo V1, e cai a partir do valor máximo V1 para assumir o valor mínimo V2 no período T13. Em seguida, o valor de comando de tensão V* sobe novamente a partir do valor mínimo V2 no período T15 para assumir o máximo valor V1.

[00037] A unidade de geração de comando de tensão 31 não corrige o valor do comando de tensão V* quando o valor do comando de tensão V* não é alterado em cada período. De maneira específica, o valor de comando de tensão V** é gerado através da utilização do valor do valor de comando de tensão V* tal como é. Por exemplo, o valor de comando de tensão V* assume o valor fixo nos períodos T11, T12 e T14, como ilustrado na figura 2. Portanto, o valor do comando de tensão V** concorda com o valor do comando de tensão V* nestes períodos. Quando o valor de comando de tensão V* é alterado em cada período, por exemplo, a unidade de geração de comando de tensão 31 corrige o valor de comando de tensão V* neste período para um valor intermédio entre o valor máximo e o valor mínimo do valor de comando de tensão V* neste período para gerar o valor de comando

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13/32 de tensão V**. Por exemplo, o valor de comando de tensão V* é alterado nos períodos T10, T13 e T15, como ilustrado na figura 2. Portanto, o valor intermédio entre o valor máximo V1 e o valor mínimo V2 é utilizado como o valor de comando de tensão V** nestes períodos. O valor de comando de tensão V** ilustrado na figura 2 é gerado de acordo com a operação descrita acima.

[00038] De acordo com a operação descrita acima, o microcomputador que reconhece o valor para cada período predeterminado T1 é capaz de reconhecer o valor do comando de tensão V* como o valor de comando de tensão V**. Quando o valor de comando de tensão V** é gerado através da correção do valor do comando de tensão V*, a unidade de geração de comando de tensão 31 pode ser considerada como uma unidade de correção de valor de comando da tensão.

[00039] A unidade de geração de portadora 32 gera as portadoras C1 e C2 que têm o tempo periódico predeterminado T1. De maneira mais específica, a unidade de geração de portadora 32 gera a portadora que diminui monotonicamente C1 que diminui monotonicamente em cada período, e a portadora que aumenta monotonicamente C2 que aumenta monotonicamente em cada período, tal como ilustrado na figura 3. O tempo periódico de cada uma das portadoras C1 e C2 é igual ao tempo periódico predeterminado T1. A portadora C1 é uma forma de onda, cuja parte de inclinação é uma forma de onda negativa com um triângulo, por exemplo, e ela diminui de modo proporcional a partir do valor máximo V1 para o valor mínimo V2 em cada período de tempo. A portadora C2 é uma forma de onda, cuja parte de inclinação é uma forma de onda positiva com um triângulo, por exemplo, e que aumenta de maneira proporcional a partir do valor mínimo V2 para o valor máximo V1, em cada período de tempo. As operadoras C1 e C2 são referidas como onda de dente de

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14/32 serra. É desnecessário que a portadoras C1 e C2 sejam proporcionais ao tempo, e elas podem ser curvas, tal como ilustrado na figura 4. O mesmo se aplica às outras modalidades descritas mais adiante, a fim de que a descrição não seja repetida.

[00040] A unidade de geração de portadora 32 emite qualquer uma das portadoras C1 e C2 para a unidade de controle de comutação 33 com base nas informações (descritas mais adiante) a partir da unidade de geração de comando de tensão 31.

[00041] A unidade de geração de comando de tensão 31 gera o valor do comando de tensão V** no período anterior ao período em que este valor de comando de tensão V** é emitido. Por exemplo, o valor de comando de tensão V** transmitido durante o período T11 é gerado no período T10 ou nos períodos anteriores. Assim, a unidade de geração de comando de tensão 31 é capaz de reconhecer o valor do comando de tensão V** emitido em um determinado período e o valor do comando de tensão V** emitido no próximo período. Quando o próximo período é o período (por exemplo, o período T13) no qual o valor de comando de tensão V** cai a partir de seu máximo valor V1 para assumir um primeiro valor predeterminado, a unidade de geração de comando de tensão 31 notifica a unidade de geração de portadora 32 dessa situação.

[00042] Se não houver nenhuma notificação da unidade de geração de comando de tensão 31, a unidade de geração de portadora 32 emite a portadora C1 para a unidade de controle de comutação 33. Por outro lado, a notificação é emitida a partir da unidade de geração de comando de tensão 31, a unidade de geração de portadora 32 gera a portadora C2 para a unidade de controle de comutação 33, no período seguinte. Deste modo, nos exemplos nas figuras 3 e 4, a portadora C2 é utilizada durante o período T13.

[00043] A unidade de controle de comutação 33 controla os

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15/32 elementos de comutação S1 a S6 com base na comparação entre o valor de comando de tensão V** e a portadora. Por exemplo, quando o valor de comando de tensão V** não é menor do que a portadora, a unidade de controle de comutação 33 permite que o elemento de comutação superior seja condutor, e o elemento de comutação inferior seja não condutor, enquanto que permite que o elemento de comutação superior seja não condutor, e o elemento de comutação inferior seja condutor, quando o valor de comando de tensão V** não é maior do que a portadora.

[00044] A portadora C2 é utilizada pela operação da unidade de geração de comando de tensão 31 e a unidade de geração de portadora 32 descritas acima no período (por exemplo, o período T13) no qual o valor de comando de tensão V** cai a partir do valor máximo V1 para um valor predeterminado. Uma vez que a portadora C2 aumenta monotonicamente neste período, o valor do comando de tensão V** torna-se não menos do que a portadora C2 na primeira metade deste período. Portanto, o elemento de comutação superior torna-se condutor e o elemento de comutação inferior torna-se não condutor, na primeira metade do período. Por outro lado, o valor de comando de tensão V** V1 assume o valor máximo em um período imediatamente anterior a este período (por exemplo, o período T12), de modo que o valor de comando de tensão torna-se não menos do que a portadora C1. Portanto, neste período, o elemento de comutação superior torna-se condutor, enquanto o elemento de comutação inferior torna-se não condutor. De maneira específica, o padrão de comutação do elemento de comutação superior e do elemento de comutação inferior não é alterado antes e após o limite dos dois períodos (por exemplo, os períodos T12 e T13). Em outras palavras, a tensão de emissão V mantém o potencial elevado sem cair antes e após o limite dos dois períodos.

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16/32 [00045] A portadora C1 é utilizada no período diferente do período em que o valor de comando de tensão V** V1 cai a partir do valor máximo para um valor predeterminado. Portanto, a portadora C1 também é utilizada no período (por exemplo, os períodos T10 e T15) no qual o valor de comando de tensão V** sobe a partir do valor mínimo V2 para o valor predeterminado. Uma vez que a portadora C1 diminui monotonicamente nesses períodos, o valor de comando de tensão V** torna-se não menos do que a portadora C1 na segunda metade desses períodos. Portanto, o elemento de comutação superior torna-se condutor, e o elemento de comutação inferior torna-se não condutor, na segunda metade deste período. Por outro lado, o valor de comando de tensão V** assume o valor máximo V1, no período (por exemplo, o período que se segue ao período T11 ou T15) após este período, de modo que o elemento de comutação superior torna-se condutor, enquanto o elemento de comutação inferior torna-se não condutor. De maneira específica, o padrão de comutação do elemento de comutação superior e do elemento de comutação inferior não é alterado antes e após o limite dos dois períodos (por exemplo, os períodos T10 e T11, T15 e do período e do período seguinte). Em outras palavras, a tensão de emissão V mantém o potencial elevado sem cair antes e após o limite dos dois períodos.

[00046] Uma vez que o valor do comando de tensão V** assume valor mínimo V2 no período após o período T13, o elemento de comutação superior torna-se não condutor, enquanto o elemento de comutação inferior torna-se condutor. Uma vez que a portadora C2 é utilizada no período T13, conforme descrito acima, o elemento de comutação superior torna-se não condutor, enquanto que o elemento de comutação inferior torna-se condutor, na última metade do período. Por conseguinte, o padrão de comutação do elemento de comutação superior e do elemento de comutação inferior não é alterado antes e

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17/32 depois do limite do período T13 e no período seguinte. Em outras palavras, a tensão de emissão V mantém o potencial baixo antes e após o limite dos dois períodos.

[00047] Uma vez que o valor de comando de tensão V** também assume o valor mínimo V2 no período T14, o elemento de comutação superior torna-se não condutor, enquanto que o elemento de comutação inferior torna-se condutor. Uma vez que a portadora C1 é utilizada no período a seguir ao período T15 T14, conforme descrito acima, o elemento de comutação superior torna-se não condutor, enquanto que o elemento de comutação inferior torna-se condutor, na primeira metade do período T15. Por conseguinte, o padrão de comutação do elemento de comutação superior e inferior do elemento de comutação não é alterado antes e depois o limite dos períodos T14 e T15. Em outras palavras, a tensão de emissão V mantém o potencial baixo antes e após o limite dos dois períodos.

[00048] Por conseguinte, o inversor 1 emite a tensão de emissão V que tem apenas um pulso em um tempo periódico (ou seja, no tempo periódico T2), tal como ilustrado nas figuras 3 e 4. Em outras palavras, a tensão CA pode ser transmitida com os tempos mínimos de comutação.

[00049] Pelo contrário, tal como descrito no Documento de Patente 1, quando cada um dos pontos em que o valor de comando de tensão V* cai e o ponto onde o valor de comando de tensão V* aumenta está localizado em qualquer um dos limites dos períodos, o valor de comando de tensão V** tem a mesma forma que a do valor de comando de tensão V*. Neste caso, o inversor pode produzir uma tensão de emissão V com apenas um pulso em um tempo periódico, mesmo se for utilizado qualquer portadora da onda triangular e com a onda de triângulo retângulo. No entanto, é necessário que o tempo periódico predeterminado T1 seja igual a uma fração inteira do tempo

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18/32 periódico T2 do valor de comando de tensão V*, a fim de realizar esta operação. Portanto, o tempo periódico predeterminado T1 tem que ser alterado, cada vez que o período T2 é alterado, o que torna o controle difícil. Por outro lado, na presente modalidade, não é necessário que o tempo periódico predeterminado T1 seja igual a uma fração inteira do tempo periódico T2, de modo que o controle é fácil.

[00050] Nos exemplos das figuras 3 e 4, o máximo valor V1 e o valor mínimo V2 do valor de comando de tensão V** concordam com o valor máximo e o valor mínimo das portadoras C1 e C2, respectivamente, mas a presente invenção não é limitada aos mesmos. De maneira resumida, é necessário apenas que o valor de comando de tensão V** não seja menor do que o valor máximo da portadora durante o período em que o valor de comando de tensão V** nas figuras 3 e 4 assume o valor máximo V1, e o valor de comando de tensão V** não seja maior do que o valor mínimo da portadora C, no período em que o valor de comando de tensão V** nas figuras 3 e 4 assume o V2 valor mínimo.

[00051] Isto pode ser expresso como da seguinte forma. O valor de comando de tensão V** não é maior do que o valor mínimo da portadora em, pelo menos, um ou mais períodos (por exemplo, o período antes do período T10), e no início do período subsequente a esse período (por exemplo, o período T10), que sobe a partir de um valor de não mais do que o valor mínimo da portadora para assumir o valor predeterminado. O valor predeterminado é maior que o valor mínimo da portadora, e menor do que o valor máximo da portadora. O valor de comando de tensão V** sobe no final desse período para assumir o valor não inferior ao valor máximo do portadora, e em pelo menos um dos períodos subsequentes a este período (por exemplo, os períodos de T11 a T12), ele mantém o valor não inferior ao valor máximo da portadora. No início do período subsequente a esse

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19/32 período (por exemplo, o período T13), o valor de comando de tensão V** cai para o valor predeterminado a partir do valor não inferior ao valor máximo da portadora C. O valor predeterminado é também maior do que o valor mínimo da portadora, e menor do que o valor máximo da portadora. O valor de comando de tensão V** cai no final desse período para assumir o valor não maior do que o valor mínimo da portadora C, e em, pelo menos, um ou mais períodos mantêm o valor não maior do que o valor mínimo da portadora.

[00052] De acordo com isto, o inversor 1 emite a tensão de emissão V que tem apenas um pulso em um tempo periódico (ou seja, o tempo periódico T2), como nas figuras 3 e 4. Em outras palavras, a tensão alternada pode ser transmitida com os tempos mínimos de comutação. O mesmo se aplica a outras modalidades descritas mais adiante, a fim de que a descrição não seja repetida.

[00053] Se não houver nenhum comando de notificação da unidade de geração de tensão 31, a unidade de geração de portadora 32 pode emitir a portadora C2 para a unidade de controle de comutação 33. Neste caso, a unidade de geração de comando de tensão 31, notifica a unidade de geração de portadora 32, como descrito abaixo. De maneira específica, quando o seguinte é o período (por exemplo, o período T10) no qual o segundo valor de comando voltagem V** sobe a partir do valor mínimo V2 para o valor predeterminado, a unidade de geração de comando de tensão 31 notifica a unidade de geração de portadora 32 com relação a essa esta situação. Ao receber a notificação, a unidade de geração de portadora 32 emite a portadora C1 para a unidade de controle de comutação 33 neste período seguinte. De acordo com isso, um inversor também pode gerar a tensão de emissão V igual a das figuras 3 e 4.

[00054] A tensão de emissão V mantém a um potencial elevado, independente da portadora, no período (por exemplo, os períodos de

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T11 a T12) no qual o valor de comando de tensão V** assume o valor máximo V1, e a tensão de emissão V mantém o potencial baixo, independente da portadora, durante o período em que o valor de comando de tensão V** assume o valor mínimo V2. Por conseguinte, como ilustrado na figura 5, uma portadora C3 com onda de um triângulo isóscele que tem o mesmo período que o período de controle T1 e que aumenta e diminui em cada período pode ser utilizada, por exemplo, no período em que o valor de comando de tensão V** assume o valor máximo V1 ou o valor mínimo V2.

[00055] Essencialmente, é apenas necessário que a portadora C1 que diminui monotonicamente seja utilizada durante os períodos de T10 e T15, enquanto que a portadora C2 que aumenta monotonicamente seja utilizada durante o período T13. Assim, o inversor pode produzir uma tensão CA com os tempos mínimos de comutação.

[00056] A unidade de controle de comutação 33 pode permitir que o elemento de comutação superior seja condutora, e o elemento de comutação ser mais baixa seja não condutor, quando o valor de comando de tensão V** não é maior do que a portadora. A figura 6 ilustra o valor de comando de tensão V**, a portadora e a tensão de emissão V nesse caso.

[00057] O valor de comando de tensão V** na figura 6 é formado mediante a alteração do valor de comando de tensão V** na figura 2 para ser simétrico de modo vertical. A portadora C1 que diminui monotonicamente é utilizada no período (por exemplo, o período T13) no qual o valor de comando de tensão V** sobe a partir do valor mínimo V2 para o valor predeterminado. Uma vez que a portadora C1 diminui monotonicamente durante este período, a tensão de emissão V mantém o potencial elevado na primeira metade do período. Por outro lado, o valor de comando de tensão V** assume o valor mínimo

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V2 em um período imediatamente anterior a este período (por exemplo, o período T12), de modo que a tensão de emissão V mantém o potencial elevado. Portanto, a tensão de emissão V mantém o potencial elevado sem cair antes e após o limite dos dois períodos de tempo (por exemplo, os períodos T12 e T13).

[00058] A portadora C2 que aumenta monotonicamente é utilizada no período (por exemplo, o período T10) no qual o valor de comando de tensão V** V1 cai a partir do valor máximo. Uma vez que a portadora C2 aumenta monotonicamente neste período, a tensão de emissão V sobe na segunda metade deste período. Por outro lado, o valor de comando de tensão V** assume o valor mínimo V2 no período após esse período (por exemplo, o período T11), de modo que a tensão de emissão V mantém o potencial elevado. Portanto, a tensão de emissão V mantém o potencial elevado sem cair antes e após o limite dos dois períodos de tempo (por exemplo, os períodos de T10 e T11).

[00059] Por conseguinte, o conversor 1 emite a tensão de emissão V que tem apenas um pulso no tempo periódico como ilustrado na figura 6. Em outras palavras, a tensão CA pode ser transmitida com os tempos mínimos de comutação, e o efeito descrito, com referência às figuras 3 e 4, pode ser gerado.

[00060] Se a unidade de geração de comando de tensão 31 gera o valor de comando de tensão V** a partir do valor de comando de tensão V*, o inversor 1 pode produzir a tensão próxima ao valor de comando de tensão V*, em comparação com o valor do comando de tensão V* * na figura 14. Em outras palavras, a média do valor de comando de tensão V** no tempo periódico T2 pode ficar próxima da média do valor de comando de tensão V* no tempo periódico T2. Com isso, o desequilíbrio na tensão de emissão pode ser reduzido.

[00061] É desejável que o valor de comando de tensão V** assuma

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22/32 o valor médio de comando de tensão V* em cada um dos períodos T10, T13 e T15. Em outras palavras, o valor intermédio descrito acima é a média do valor de comando de tensão V* em cada período. A média descrita acima pode ser obtida tal como descrito abaixo. De maneira específica, supõe-se que, a partir destes períodos, o período em que o valor de comando de tensão V* assume o máximo valor V1 é definido como Tv1, e, destes períodos, o período em que o valor de comando de tensão V* assume o mínimo valor V2 é definido como TV2 (= T1 - Tv1). Neste caso, o valor de comando de tensão V** em cada período satisfaz as equações abaixo.

V** = (V1 · Tv1 + V2 · Tv2)/T1 ··· (1) [00062] Se o valor de comando de tensão V** descrito acima for utilizado, a média do valor de comando de tensão V** no tempo periódico T2 pode ser igual à média do valor de comando de tensão V* no tempo periódico T2, em teoria.

[00063] Além disso, uma vez que a média do valor de comando de tensão V** no tempo periódico T2 pode ser próxima da média do valor de comando de tensão V* no tempo periódico T2, a média da tensão de emissão V no tempo periódico T2 também pode ficar próxima da média do valor de comando de tensão V*. Em outras palavras, a diferença (desequilíbrio), entre o período em que a tensão de emissão V assume o valor máximo e o período em que a tensão de emissão V assume o valor mínimo pode ser reduzido. No exemplo da figura 2, a média do valor de comando de tensão V** é igual à média dos valores de comando de tensão V*, em teoria, o desequilíbrio da tensão de emissão V pode, teoricamente, ser eliminado.

[00064] Quando o tempo periódico predeterminado T1 é definido para ser uma fração inteira do tempo periódico T2, o mesmo efeito pode correr pelo controle com base na comparação entre o valor do comando de tensão V* e a portadora. No entanto, o tempo periódico

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23/32 predeterminado T1 precisa ser alterado com base no tempo periódico T2 e, portanto, um processo oi cálculo para alterar o tempo periódico predeterminado T1 é necessário. Por conseguinte, o controle se torna complicado. Por outro lado, de acordo com a presente modalidade, não é necessário definir o tempo periódico predeterminado T1 como uma fração inteira do tempo periódico T2 do valor de comando de tensão V*. Assim, o controle pode ser simplificado.

[00065] Quando o tempo periódico predeterminado T1 é diminuído, o desequilíbrio pode ser reduzido ainda pelo controle com base na comparação entre o valor de comando de tensão V* e a portadora. No entanto, a diminuição do tempo periódico predeterminado T1 aumenta a capacidade de processamento de cálculo que será necessário e, por conseguinte, implica em um aumento dos custos de produção. Por outro lado, de acordo com a presente modalidade, não é necessário diminuir o período predeterminado T1, de modo que o aumento do custo de produção pode ser evitado.

[00066] Exemplo de Método Específico de Geração de Segundo Valor de Comando de Tensão [00067] Supõe-se que o primeiro valor de comando de tensão V* seja uma onda retangular, cai em um ângulo elétrico de 30 graus, e sobe em um ângulo elétrico de 210 graus. A figura 7 ilustra um exemplo do valor de comando de tensão V* e o valor de comando de tensão V** já ampliado. A figura 7 ilustra a proximidade da parte onde o valor do comando de tensão V* cai. O valor de comando de tensão V* cai para o valor mínimo V2 a partir do valor máximo V1 no ângulo elétrico de 30 graus.

[00068] A unidade de geração comando de tensão 31 gera o valor de comando de tensão V** mediante a correção do valor do comando de tensão V* para cada controle periódico tempo T1. Por exemplo, no meio de cada período, o valor de comando de tensão V** durante o

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24/32 período que segue esse período é gerado.

[00069] Quando o ângulo elétrico do comando do valor de tensão V* no meio de cada período é definido como δ [N] (n é um número inteiro), a equação descrita abaixo é satisfeita geometricamente.

δ [n + 1] - δ [n] : 30° - δ [n] = T1 : Tv1 - T1/2 -(2)

Quando a equação (2) é modificada, o período Tv1 é derivado, e quando TV2 = T1 - Tv1 também é considerado, o período TV2 é derivado.

Tv1 = T1 · (1/2 + (30° - δ [n])/( δ [n + 1] - δ [n])) -(3)

Tv2 = T1 · (1/2 - (30° - δ [n])/( δ [n + 1] - δ [n])) —(4) [00070] Aqui, quando se supõe que o tempo periódico de controle T1 é constante, e o tempo periódico T2 do valor de comando de tensão V* é constante, δ [n + 1] - δ [n] = δ [n] - δ [n - 1] = k (constante) (n é um número inteiro) é estabelecida. Esta suposição significa que o motor, que é um exemplo da carga induzida 2, é acionado com uma velocidade de rotação constante, por exemplo. Quando as equações (3) e (4) são modificadas em consideração δ [n + 1] - δ [n] = δ [n] - δ [n - 1] = k, a equação descrita abaixo é derivada.

Tv1 = T1 · (1/2 + (30° - δ [n - 1] - k)/k) ··· (5)

Tv2 = T1 · (1/2 - (30° - δ [n - 1] - k)/k) ··· (6) [00071] O comando de tensão unidade de geração de 31 pode obter o valor do comando de tensão V** durante o período T11 substituindo esses períodos Tv1 e TV2 na equação (1). Quando δ [n] and δ [n + 1] são conhecidos no ponto de calcular o valor de comando de tensão V** durante o período T11, o valor de comando de tensão V** pode ser calculado com o uso das equações (3) e ( 4).

[00072] A figura 8 ilustra um exemplo do valor do comando de tensão V* e o valor de comando de tensão V** como ampliados. A figura 8 ilustra a proximidade da parte onde o valor do comando de tensão V* cai. O valor de comando de tensão V* cai para o valor

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25/32 mínimo V2 a partir do valor máximo V1 no ângulo elétrico de 30 graus, por exemplo. Comparado com o exemplo da figura 7, o ângulo elétrico δ [n] é maior do que o ângulo elétrico (por exemplo, 30 graus), quando o valor de comando de tensão V* cai. Neste caso, a equação descrita acima é satisfeita geometricamente, por exemplo.

δ [n] - δ [n - 1] : δ [n] - 30° = T1 : T1/2 - Tv1 ··· (7) [00073] A equação (7) é expressa com o uso dos ângulos elétricos de δ [n] e δ [n - 1]. De maneira específica, os ângulos elétricos δ [n] e δ [n - 1] que estão próximos do ponto em que o valor de comando de tensão V* aumenta são utilizados. Quando a equação (7) é modificada, o período Tv1 é derivado, e quando TV2 = T1 -Tv1 também é considerado, o período TV2 é derivado.

Tv1 = T1 · (1/2 + (30° - δ [n])/( δ [n] - δ [n - 1])) ···(8)

Tv2 = T1 · (1/2 - (30° - δ [n])/( δ [n] - δ [n - 1])) ···(9) [00074] Quando se supõe que a velocidade do ângulo elétrico não é acentuadamente alterada, δ [n + 1] - δ [n] = δ [n] - δ [n - 1] = k é estabelecida. Quando as equações (8) e (9) são modificados com o uso desta equação, as equações (5) e (6) são derivadas.

[00075] A unidade de geração de comando de tensão 31 pode obter o valor do comando de tensão V** durante o período T11 mediante a substituição desses períodos Tv1 e TV2 na equação (1). Quando δ [n - 1] e δ [n] são conhecidos no ponto de cálculo do valor de comando de tensão V** durante o período T11, o valor de comando de tensão V** pode ser calculada com o uso das equações (8) e ( 9).

[00076] Embora suponha-se que o valor do comando de tensão V* caia no ângulo elétrico de 30 graus, ele pode cair em qualquer ângulo elétrico. Nas equações (2) a (9), 30° pode ser substituído por qualquer ângulo elétrico.

[00077] O valor de comando de tensão V* no ponto δ é utilizado no exemplo mencionado acima, no entanto, quando o valor de comando

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26/32 de tensão V* assume um valor para cada controle periódico tempo T1, este valor pode ser usado. Quando o valor de comando de tensão V* é gerado no programa executado pelo microcomputador da unidade de controle 3, por exemplo, um valor de comando de tensão V* é gerado para cada tempo periódico de controle T1, por exemplo.

[00078] As equações mencionadas acima não são necessariamente usadas, e o valor de comando de tensão V** pode ser gerado com base em qualquer um dos dois ou da totalidade do valor de comando de tensão V* durante o período de controle atual T1 e s valores de comando de tensão V* durante os períodos de controle, antes e após o período de controle atual.

Segunda Modalidade [00079] A configuração de um inversor de acordo com uma segunda modalidade é a mesma que a ilustrada na figura 1. Na segunda modalidade, o valor de comando de tensão V** é gerado tal como ilustrado na figura 9 ou na figura 10. O valor de comando de tensão V** tem um par de seções planas, que assume um valor fixo, e as seções como etapa que tem uma forma de etapas (os períodos de T11 a T13, e os períodos T16 a T18) que ligam o par de secções planas. No exemplo da figura 9, o valor máximo de V1 e o valor mínimo V2 do valor de comando de tensão V** concordam com o valor máximo Vc1 e o valor mínimo Vc2 da portadora, respectivamente. Por outro lado, no exemplo da figura 10, o valor máximo V1 é maior que o valor máximo Vc1, e o valor mínimo V2 é menor do que o valor mínimo Vc2. De maneira específica, o V1 máximo valor pode ser menor do que o valor máximo Vc1 e o valor mínimo V2 pode não ser maior do que o valor mínimo Vc2.

[00080] O valor de comando de tensão V** descrito acima pode ser gerado através da correção do valor do comando de tensão V* que tem uma onda trapezoidal, por exemplo. Um exemplo disto será

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27/32 descrito abaixo em mais detalhes. Tal como na primeira modalidade, quando o valor de comando de tensão V* é constante em cada período com o tempo periódico de controle T1, a unidade de geração de comando de tensão 31 utiliza o valor de comando de tensão V*, uma vez que deve gerar o valor de comando de tensão V**. Portanto, o valor do comando de tensão V** concorda com o valor do comando de tensão V* nestes períodos.

[00081] Quando o valor de comando de tensão V* não é menor do que o valor máximo Vc1 ou não maior do que o valor mínimo Vc2 da portadora C em cada período, o valor de comando de tensão V** pode ser gerado através da utilização do valor de comando de tensão V* como ele é. De maneira alternativa, o processo descrito abaixo pode ser realizado. No exemplo da figura 9, o valor de comando de tensão V* não é menor do que o valor máximo Vc1 da portadora durante o período T14, por exemplo. Portanto, o valor de comando de tensão V** durante o período T14 pode ser qualquer valor não inferior ao valor máximo Vc1. Do mesmo modo, o valor de comando de tensão V** pode ser qualquer valor não superior ao valor mínimo Vc2 durante o período em que o valor de comando de tensão V* não é maior do que o valor mínimo Vc2 da portadora. Quando o valor do comando de tensão V* cruza o valor máximo Vc1 durante o período, ou quando o valor do comando de tensão V* cruza o valor mínimo Vc2 durante o período, um valor maior do que o valor mínimo do valor do comando de tensão V* e menor do que o valor máximo durante este período (por exemplo, os períodos de T13 e T16) pode ser utilizado como o valor de comando de tensão V** nos períodos. Quando a média do valor de comando de tensão V* nesse período exceder o valor máximo Vc1, o valor de comando de tensão V** neste período pode assumir qualquer valor não inferior ao valor máximo Vc1. Quando a média do valor de comando de tensão V* durante este período é menor do que o

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28/32 valor mínimo Vc2, o valor de comando de tensão V** neste período pode assumir qualquer valor não superior ao valor mínimo Vc2.

[00082] Quando o valor do comando de tensão V* é alterado em cada período entre o valor não inferior ao valor mínimo Vc2 e o valor não maior do que o Vc1 valor máximo, a unidade de geração de comando de tensão 31 corrige o valor do comando de tensão V* neste período para um valor intermédio entre o valor máximo e o valor mínimo do valor de comando de tensão V* neste período para gerar o valor de comando de tensão V**. Por exemplo, o valor de comando de tensão V** durante o período T12 na figura 9 é o valor intermédio entre o valor máximo V11 e o valor mínimo V112 do valor de comando de tensão V* durante o período T12, por exemplo.

[00083] De acordo com o valor de comando de tensão V** descrito acima, a média do valor de comando de tensão V** no período T2 pode ficar perto da média do valor de comando de tensão V* no período T2 como na primeira modalidade e, portanto, o mesmo efeito que o da primeira modalidade pode ser obtido.

[00084] O valor de comando de tensão V** pode ser gerado mediante a correção do valor do comando de tensão senoidal V*, como ilustrado na figura. 11. Na figura 11, cada período é exagerado em relação ao tempo periódico da onda senoidal. Tal como ilustrado na FIGURA 11, pelo menos um dos períodos em que o valor de comando de tensão V* não se torna inferior ao valor máximo Vc1 da portadora está presente, e pelo menos um dos períodos em que o valor de comando de tensão V* se torna não mais do que o valor mínimo Vc2 da portadora está presente. O valor de comando de tensão V** ilustrado na figura 11 pode ser gerado mediante a correção do valor do comando de tensão de onda senoidal V*, tal como descrito acima, por exemplo.

[00085] A figura 12 é uma vista que ilustra um exemplo do valor de

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29/32 comando de tensão, a portadora, e a tensão de emissão. Embora o caso em que o valor de comando de tensão V** na figura 9 é utilizado seja descrito a seguir, o conteúdo descrito a seguir pode ser aplicado ao caso em que o valor de comando de tensão V** ilustrado nas figuras 10 e 11 é utilizado. Tal como ilustrado na figura 12, a unidade de geração de portadora 32 emite a portadora C1 para a unidade de controle de comutação 33, em geral.

[00086] Quando o valor de comando de tensão V** assume o valor não inferior ao valor máximo Vc1 durante um determinado período (por exemplo, durante o período T15), e o valor de comando de tensão V** tem um valor menor do que o valor máximo Vc1 e maior do que o valor mínimo Vc2, durante o período seguinte (por exemplo, o período T16), a unidade de geração de comando de tensão 31 notifica a unidade de geração de portadora 32 desta situação. Em outras palavras, durante o período no qual o valor de comando de tensão V** cai a partir do valor não inferior ao valor máximo Vc1 para o valor, e assume este valor, a unidade de geração de comando de tensão 31 notifica a unidade de geração de portadora 32 dessa situação. De modo alternativo, quando o valor do comando de tensão V** assume o valor não mais do que o valor mínimo Vc2 durante um determinado período (por exemplo, durante o período de T19), e o valor de comando de tensão V** assume um valor menor do que o valor máximo Vc1 e maior do que o valor mínimo Vc2 durante um período (por exemplo, o período T18) imediatamente anterior a este período, a unidade de geração de comando de tensão 31 notifica a unidade de geração de portadora 32 desta situação.

[00087] A unidade de geração de portadora 32 que recebe esta notificação emite a portadora C2 à unidade de controle de comutação 33, durante o período seguinte (por exemplo, o período T16) ou o período anterior (o período T18).

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30/32 [00088] No exemplo da figura 12, se a portadora C2 for utilizada durante o período T16, a tensão da fase V mantém um potencial elevado antes e após o limite dos períodos de T15 e T16. Por conseguinte, o padrão de comutação não é alterado antes e após esse limite. Por conseguinte, o número de ciclos de comutação pode ser reduzido. No exemplo da figura 12, mesmo no período (por exemplo, períodos de T17 e T18) na qual o valor de comando de tensão V** tende a diminuir, e assume o valor intermédio, a unidade de geração de portadora 32 emite a portadora C2 para a unidade de controle de comutação 33. Se a portadora C2 for utilizada durante o período T16, por exemplo, a portadora durante os períodos T17 e T18, pode ser qualquer onda triangular. Se a portadora C2 for utilizada durante o período T18, a tensão da fase V mantém um baixo potencial antes e depois do limite dos períodos de T18 e T19. Por conseguinte, o padrão de comutação não é alterado antes e após esse limite. Por conseguinte, o número de ciclos de comutação pode ser reduzido. Se a portadora C2 for utilizada durante o período T18, a portadora durante os períodos T16 e T17 pode ser qualquer onda triangular.

[00089] De acordo com o controle descrito acima, o número de pulsos pode ser reduzido por um, antes e depois do pulso mais longo que tem os períodos em que o valor de comando de tensão V** assume o valor não inferior ao valor máximo Vc1. A razão disso pode ser compreendida a partir da descrição para figura 3, de modo que a descrição detalhada será omitida. Por conseguinte, o número de ciclos de comutação pode ser reduzido.

[00090] Tal como na primeira modalidade, a unidade de geração de portadora 32 pode, em geral, emitir a portadora C2 para a unidade de controle de comutação 33, e pode emitir a portadora C1 para a unidade de controle de comutação 33 durante o período (por exemplo, o período T13) que é o período imediatamente a seguir ao período

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31/32 (por exemplo, o período T14) no qual o valor de comando de tensão V** assume o valor não inferior ao valor máximo VC1, o valor de comando de tensão V** assume o valor não menor que o valor máximo Vc1 e maior que o valor mínimo Vc2 no período (por exemplo, o período T13), ou durante o período (por exemplo, o período T11) no qual o valor de comando de tensão V** sobe a partir do valor não maior do que o valor mínimo Vc2 para o valor menor do que o valor máximo Vc1 e maior do que o valor mínimo Vc2, e assume este valor.

[00091] No exemplo da figura 12, se a portadora C1 for utilizada durante o período T13, a tensão da fase V mantém um potencial elevado, antes e após o limite dos períodos T13 e T14. Por conseguinte, o padrão de comutação não é alterado antes e após esse limite. Por conseguinte, o número de ciclos de comutação pode ser reduzido. No exemplo da figura 12, mesmo no período (por exemplo, períodos T11 e T12) no qual o valor de comando de tensão V** tende a aumentar, e assume o valor intermédio, a unidade de geração de portador 32 emite a portadora C1 para a unidade de controle de comutação 33. Se a portadora C1 for utilizada durante o período T13, a portadora durante os períodos T11 e T12 pode ser qualquer de onda triangular. Se a portadora C1 for utilizada durante o período T11, a tensão da fase V mantém um baixo potencial antes e depois do limite dos períodos T10 e T11. Por conseguinte, o padrão de comutação não é alterado antes e após esse limite. Por conseguinte, o número de ciclos de comutação pode ser reduzido. Se a portadora C1 for utilizada durante o período T11, o portadora durante os períodos T12 e T13, pode ser qualquer onda triangular.

[00092] Tal como na primeira modalidade, a tensão da fase V mantém a um potencial elevado, independente da forma da portadora durante o período em que o valor de comando de tensão V** assume o valor não inferior ao valor máximo Vc1, e a tensão da fase V mantém o

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32/32 potencial baixo, independente da forma da portadora, durante o período em que o valor de comando de tensão V** assume o valor de não mais do que o valor mínimo Vc2. Por conseguinte, como ilustrado na figura 13, uma portadora C3 com uma onda de um triângulo isósceles, que aumenta e diminui em cada período, pode ser utilizada, por exemplo, nos períodos acima descritos.

[00093] Quando a portadora C não é menos do que o valor de comando de tensão V**, o elemento de comutação superior pode ser feito condutor. Mesmo neste caso, o número de ciclos de comutação pode ser reduzido, se a portadoraes C1 e C2 são utilizados sob a condição descrita acima.

[00094] Embora a invenção tenha sido mostrada e descrita em detalhes, a descrição anterior é em todos os aspectos ilustrativa e não restritiva. É, portanto, entendido que em numerosas modificações e variações podem ser feitas sem se afastar do âmbito da invenção.

Lista de Referência

Inversor

C, C1, C2 Portadora

P1, P2 Terminal de Entrada

Pu, Pv, Pw Terminal de Emissão

S1 ~ S6 Elemento de Comutação

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de conversão de energia, que compreende:

um primeiro terminal de entrada (P1);

um segundo terminal de entrada (P2) ao qual um potencial mais baixo do que um potencial do dito primeiro terminal de entrada é aplicado;

um terminal de emissão (Pu, Pv, Pw);

um conversor de energia (1), que inclui um elemento de comutação superior (S1 a S3) conectado entre o dito primeiro terminal de entrada e o dito terminal de emissão, e um elemento de comutação inferior (S4 a S6) conectado entre o dito segundo terminal de entrada e o dito terminal de emissão;

uma unidade de controle de comutação (33) que controla o dito elemento de comutação superior (S1 a S3) e o dito elemento de comutação inferior (S4 a S6) com base em uma comparação entre o valor de comando de tensão (V**) para uma tensão de emissão transmitida a partir do dito conversor de energia (1) e uma portadora que tem um tempo periódico predeterminado; caracterizado pelo fato de que:

uma unidade de geração de portadora (32) que resulta na dita portadora (C1) que diminui monotonicamente à dita unidade de controle de comutação (33), durante qualquer um do primeiro período (T11) que é um período imediatamente após um período em que o dito valor de comando de tensão (V**) é um valor de não mais do que o valor mínimo (Vc2) da dita portadora (C1), o dito valor de comando de tensão (V**) que assume um primeiro valor predeterminado maior do que o valor mínimo (Vc2) do dita portadora (C1) no primeiro período (T11), e um segundo período (T13) que é um período imediatamente anterior a um período em que o dito valor de comando de tensão (V**) não é menor do que um valor máximo (Vc1) da dita portadora, o dito

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2/3 valor de comando de tensão (V**) que assume um segundo valor predeterminado menor do que o dito valor máximo (Vc1) no segundo período (T13), o dito primeiro período e o dito segundo período que têm o dito tempo periódico predeterminado, e que resulta a dita portadora (C2) que aumenta monotonicamente à dita unidade de controle de comutação (33) durante um de um terceiro período (T16) que é um período imediatamente após um período em que o dito valor de comando de tensão (V**) é um valor não inferior ao dito valor mínimo (Vc2), o dito valor de comando de tensão (V**) que assume um terceiro valor predeterminado menor do que o dito valor máximo (Vc1) no terceiro período (T16), e quarto período (T18) que é um período que precede imediatamente um período no qual o dito valor de comando de tensão (V**) não é mais do que o dito valor mínimo (Vc2), o dito valor de comando de tensão (V**) que assume um quarto valor predeterminado maior do que o dito valor mínimo (Vc2) no quarto período (T18), o dito terceiro período e o dito quarto período que têm um tempo periódico predeterminado.

2. Aparelho de conversão de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito valor de comando de tensão (V**) assume um valor não inferior ao dito valor máximo (Vc1) da dita portadora durante o período imediatamente após o dito primeiro período (T11), e assume um valor não superior ao dito valor mínimo (Vc2) da dita portadora durante um período imediatamente seguinte ao dito terceiro período (T16).
3. Aparelho de conversão de energia, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

uma unidade de geração de comando de tensão (31) que gera o dito valor de comando de tensão (V**) mediante a correção de um valor de comando de tensão não corrigido (V*), em que

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3/3 a dita unidade de geração de comando de tensão gera o dito valor de comando de tensão mediante a correção do dito valor de comando de tensão não corrigido durante o dito período que tem o dito tempo periódico predeterminado para um valor intermediário entre o dito valor máximo e o dito valor mínimo da dita portadora no dito período.
4. Aparelho de conversão de energia, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de geração de comando de tensão (31) gera o dito valor de comando de tensão (V**) mediante a correção do dito valor de comando de tensão não corrigido (V*) para a sua média a cada dito tempo periódico predeterminado.