CN101981800B - 功率转换装置 - Google Patents

功率转换装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101981800B
CN101981800B CN2009801114064A CN200980111406A CN101981800B CN 101981800 B CN101981800 B CN 101981800B CN 2009801114064 A CN2009801114064 A CN 2009801114064A CN 200980111406 A CN200980111406 A CN 200980111406A CN 101981800 B CN101981800 B CN 101981800B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
performance number
droop control
current
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2009801114064A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101981800A (zh
Inventor
猿渡博孝
小仓健
嶋谷圭介
吉坂圭一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Publication of CN101981800A publication Critical patent/CN101981800A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101981800B publication Critical patent/CN101981800B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具备交直流转换电路和直交流转换电路的功率转换装置，与仅由电流值控制该直交流转换电路的输出的情况相比，该功率转换装置可以精度良好地控制输出，由此得到可实现提高工作效率的结构。由电流传感器对直交流转换电路(3)的输入电流进行检测，并且由电压传感器(15)对上述直交流转换电路(3)的输入电压进行检测。利用直交流转换用微型电子计算机(30)内的功率值计算部(33)从上述输入电流和输入电压求功率值。利用直交流转换用微型电子计算机(30)和控制微型电子计算机(40)进行抑制直交流转换电路(3)的输出的下垂控制以使上述功率值小于规定功率值。

Description

功率转换装置
技术领域
本发明涉及一种功率转换装置，特别是关于直交流转换电路的输出控制的功率转换装置。
背景技术
以往，已知有包括将交流电源的交流电转换成直流电的交直流转换电路、将该交直流转换电路的直流电转换成规定频率的交流电的直交流转换电路的功率转换装置。在这种功率转换装置中，例如，如专利文献1公开的内容所示，将多个二极管连接成桥状构成交直流转换电路，并将多个开关元件连接成桥状构成直交流转换电路的功率转换装置广为人知。
另一方面，作为对电动机等进行驱动控制的直交流转换电路的输出控制方法，例如，如专利文献2公开的内容所示，已知检测直交流转换电路输入侧的电流，并进行让直交流转换电路的输出频率下垂的下垂控制以使该电流值不超过规定值的功率转换装置。
专利文献1：日本公开特许公报特开2004-222421号公报
专利文献2：日本公开特许公报特开昭60-228840号公报
但是，像专利文献2的现有例那样，在根据直交流转换电路输入侧的电流来控制该直交流转换电路的输出的情况下，没有考虑到电压的变化，因此作为直交流转换电路的输出控制，精度不太高。即，例如为了防止功率转换装置内的构成部件过热而对直交流转换电路进行输出控制时，在构成部件中产生的热量根据由电流和电压求出的功率而变化，因此在像专利文献2的现有例那样仅根据电流来对直交流转换电路进行输出控制的结构中，还需要考虑电压的变化量而将阈值设定在安全范围内，相应地，会产生限制直交流转换电路的输出、工作效率降低的问题。
发明内容
本发明是有鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在具备交直流转换电路和直交流转换电路的功率转换装置中，得到与仅利用电流值控制该直交流转换电路的输出的情况相比，可以精度良好地进行输出控制，并由此实现工作效率之提高的结构。
为了实现所述目的，在本发明涉及的功率转换装置（1）中，对直交流转换电路（3）的输入电流和输入电压进行检测，从这些值求功率值，再根据该功率值对直交流转换电路（3）的输出进行下垂控制。
具体而言，第一方面的发明以功率转换装置为对象，该功率转换装置包括：与交流电源（5）连接并将交流电转换成直流电的交直流转换电路（2）、将由该交直流转换电路（2）转换成的直流电再转换成规定频率的交流电的直交流转换电路（3）。所述交直流转换电路（2）包括：构成对三相交流电进行整流的整流电路的多个开关元件。在所述交流电源（5）与所述交直流转换电路（2）之间设置有电抗线圈（7）。
所述功率转换装置包括：对从所述交直流转换电路（2）输入所述直交流转换电路（3）的输入电流进行检测的电流检测部件（17）；对从所述交直流转换电路（2）输入所述直交流转换电路（3）的输入电压进行检测的电压检测部件（15）；功率值计算部件（33），其从由所述电流检测部件（17）检测出的输入电流以及由所述电压检测部件（15）检测出的输入电压求功率值；下垂控制部件（30,40），其抑制所述直交流转换电路（3）的输出以使由所述功率值计算部件（33）求出的功率值小于规定功率值，其中，该规定功率值是使设于所述电抗线圈（7）的绝缘材料不会由于该电抗线圈（7）产生的热量而受到损伤的值。
在以上结构下，可以根据由电流检测部件（17）检测出的直交流转换电路（3）的输入电流以及由电压检测部件（15）检测出的该直交流转换电路（3）的输入电压，由功率值计算部件（33）求出功率值，再利用下垂控制部件（30,40）对直交流转换电路（3）进行输出控制以使该功率值小于规定功率值，并且与只利用电流值来进行输出控制的情况相比，可以精度良好地进行输出控制。即，不但检测电流还检测电压，由这些值求出功率值，从而可以正确把握与装置（1）内构成部件的发热量直接相关的功率值，并可以消除在直交流转换电路（3）的输出控制方面不必要的余裕（将电流的阈值设定得很低等）。
因此，与仅用电流值来对直交流转换电路（3）进行输出控制的现有技术下的结构相比，可以精度良好地对直交流转换电路（3）进行输出控制，从而使功率转换装置（1）可以高效率地工作。
并且，由多个开关元件构成对三相交流电进行整流的整流电路、并在交流电源(5）与交直流转换电路（2）之间配设有电抗线圈（7），在这样的结构中，如果使所述开关元件高频地进行开关动作，则所述电抗线圈（7）中流过高频电流，该电抗线圈（7）温度升高，因此所述电抗线圈（7）的绝缘由于热量受到损伤。此处，在该电抗线圈（7）产生的热量与功率转换装置（1）内的功率值相对应，因此通过抑制直交流转换电路（3）的输出以使该功率值小于电抗线圈（7）的绝缘不会因热量而损伤的那种程度的规定功率值，能够像所述第一发明那样可靠地保护所述电抗线圈（7）。而且，如上所述，与根据电流对直交流转换电路（3）进行输出控制的现有结构相比，通过根据直接与发热量相对应的功率值对直交流转换电路（3）进行输出控制，可以精度良好地进行控制，并且功率转换装置（1）可以效率良好地工作。在所述结构中，所述下垂控制部件（30,40）构成为：当所述功率值在小于所述规定功率值的下垂控制初始值（W_H）以上持续了规定时间以上时，抑制所述直交流转换电路（3）的输出（第二方面的发明）。
此处，所述规定时间设定为不因噪声等而产生错误检测的期间。
这样一来，利用由直交流转换电路（3）的输入电流和输入电压求出的功率值，能够可靠地进行抑制直交流转换电路（3）的输出的下垂控制。而且，如上所述，当所述功率值在下垂控制初始值（W_H）以上持续了规定时间以上时，开始下垂控制，从而可以不受电流或电压中所含的噪声的影响，只有当功率值确实在下垂控制初始值（W_H）以上而需要进行下垂控制时，才开始进行该下垂控制。
另外，所述下垂控制部件（30,40）构成为：在抑制所述直交流转换电路（3）的输出的控制过程中，所述功率值在小于所述下垂控制初始值（W_H）的下垂控制结束值（W_L）以下持续了规定时间以上时，结束所述控制（第三方面的发明）。
此处，所述规定时间设定为不因噪声等而产生错误检测的期间。
这样一来，当所述功率值降低而无需抑制直交流转换电路（3）的输出时，可以结束对该直交流转换电路（3）的输出进行抑制的下垂控制，从而恢复所需的输出。而且，如上所述，当所述功率值在下垂控制结束值（W_L）以上持续了规定时间以上时，结束下垂控制，从而可以不受电流或电压中所含的噪声的影响，只有在功率值确实在下垂控制结束值（W_L）以下而不需要下垂控制时，才结束该下垂控制。
如上所述，根据本发明涉及的功率转换装置（1），包括抑制直交流转换电路（3）的输出的下垂控制部件（30,40），以使从直交流转换电路（3）的输入电流和输入电压求出的功率值小于规定功率值，因此与根据电流对直交流转换电路（3）进行输出控制的现有结构相比，可以精度良好地进行输出控制，并功率转换装置（1）可以效率良好地工作。并且，能够可靠地保护所述电抗线圈（7），并实现功率转换装置（1）的效率良好的工作。
根据第二方面的发明，所述下垂控制部件（30,40）构成为：当功率值在下垂控制初始值（W_H）以上持续了规定时间以上时抑制所述直交流转换电路（3）的输出，因此不会误检测到噪声等，并且可以在需要功率值降低时可靠地抑制直交流转换电路（3）的输出。
根据第三方面的发明，所述下垂控制部件（30,40）构成为：当所述下垂控制中所述功率值在下垂控制结束值（W_L）以下持续了规定时间以上时结束下垂控制，因此可以防止因噪声等而产生的错误检测，并且功率转换装置（1）可以效率良好地工作。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的功率转换装置的概略结构的电路图。
图2是表示下垂控制的控制流程的流程图。
图3是表示根据直流部分的功率值而进行的下垂控制的一个例子的时序图。
－符号说明－
1      功率转换装置
2      交直流转换电路
3      直交流转换电路
4      电容电路
5      商用电源（交流电源）
6      电动机
7      电抗线圈
15     电压传感器（电压检测部件）
16     电流传感器
17     电流传感器（电流检测部件）
20     交直流转换用微型电子计算机
21     驱动信号生成部
22     信号生成部
30     直交流转换用微型电子计算机（下垂控制部件）
31     驱动信号生成部
32     异常信号生成部
33     功率值计算部（功率值计算部件）
34     下垂控制判断部
35     下垂要求信号生成部
40     控制微型电子计算机（下垂控制部件）
41     下垂控制信号生成部
W_H    下垂控制初始值
W_L    下垂控制结束值
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。应予说明，以下的实施方式是本质上优选的示例，并没有限制本发明、本发明的应用对象或本发明的用途范围等意图。
－整体结构－
对本发明的实施方式进行以下说明。如图1所示，本实施方式涉及的功率转换装置（1）包括：交直流转换电路（2）、直交流转换电路（3）以及电容电路（4）。该交直流转换电路（2）的输入侧与供给交流电的商用电源（5）连接，输出侧与上述电容电路（4）和直交流转换电路（3）并联。并且，上述直交流转换电路（3）与例如空调装置的压缩机的电动机（motor）（6）等连接。
上述交直流转换电路（2）是将从上述商用电源（5）输出的三相交流电转换成直流电的装置，即构成所谓的整流电路。一般而言，上述交直流转换电路（2）由二极管的桥电路构成，但在本实施方式中，为了降低高次谐波，该交直流转换电路（2）通过对绝缘栅双极型晶体管（IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor）等开关元件进行三相桥式连接而构成。应予说明，在上述图1中，为了简化说明，省略了开关元件的桥电路的记载。
并且，如上述图1所示，在上述交直流转换电路（2）与商用电源（5）之间的各相上设置有电抗线圈（7、7、7）。并且，在上述商用电源（5）与电抗线圈（7、7、7）之间，以跨越三相中的两相的状态设置有后述零交检测电路（11）（图1中Z/C）。
在上述电抗线圈（7、7）与交直流转换电路（2）之间设置有用于检测三相电流中的两相电流i1的直流电流传感器（DCCT）（8、8）。将在该DCCT（8、8）检测出的各相电流转换成对应的信号，然后发送给后述交直流转换用微型电子计算机（10），作为驱动控制上述交直流转换电路（2）中的开关元件的参数之一来使用。
上述电容电路（4）由两个电容（4a、4b）串联而成，并与上述交直流转换电路（2）和直交流转换电路（3）并联。该电容电路（4）构成为：可对由上述交直流转换电路（2）转换成的直流电进行充放电，具有利用该直流电的放电而向上述直交流转换电路（3）供给直流电的作用。
上述直交流转换电路（3）用于将从上述电容电路（4）释放出的直流电转换成交流电。具体而言，上述直交流转换电路（3）是对多个开关元件进行三相桥式连接而构成的电路，其构成为将从上述电容电路（4）放出的直流电压转换成电动机（6）所要求的规定频率的交流电压。应予说明，上述直交流转换电路（3）中所用的开关元件也和上述交直流转换电路（2）一样，例如为IGBT等开关元件，在上述图1中，为了简化说明，省略了对开关元件的桥电路结构的记载。
并且，在上述电容电路（4）和直交流转换电路（3）之间串联的两个电阻（9、9），与该电容电路（4）和直交流转换电路（3）并联。通过对直流电压进行测量的电压传感器（15）（电压检测部件）检测这些电阻（9、9）间的电压ed，在转换成对应的信号后，再发送给后述交直流转换用微型电子计算机（20）或直交流转换用微型电子计算机（30）、过电压检测部件（12）（图1中的OVP）等。此外，上述电阻（9、9）设置成输入由上述电压传感器（15）所分出的电压。
上述功率转换装置（1）中，在上述交直流转换电路（2）的输出侧和上述直交流转换电路（3）的输入侧设置有用于通过电流传感器（16、17）（电流检测部件）检测电流的分流电阻（10a、10b）。用上述电流传感器（16）测出在设置于上述交直流转换电路（2）输出侧的分流电阻（10a）中流动的电流id，将电流id转换成对应的信号，然后再发送给后述交直流转换用微型电子计算机（20）或过电流检测部件（13）（图1中的OCP）等。另一方面，用上述电流传感器（17）测出在设置于上述直交流转换电路（3）输入侧的分流电阻（10b）中流动的电流i2，将i2转换成对应的信号，然后再发送给后述直交流转换用微型电子计算机（30）或过电流检测部件（14）等。
上述过电流检测部件（13、14）具有可以对过电流的状态进行检测的结构，并且其构成为如果检测到过电流状态，则分别输出强制信号以停止对上述交直流转换电路（2）和直交流转换电路（3）的开关元件的驱动。
上述功率转换装置（1）中，在与商用电源（5）连接的输入侧设置有零交检测电路（11）。该零交检测电路（11）设置成跨越三相中的两相，其构成为通过对两相间的电压差进行检测，可以检测出输入电压的零交点。根据用该零交检测电路（11）检测出的输入电压的零交点对上述交直流转换电路（2）的开关元件进行驱动控制。
具有上述电路结构的功率转换装置（1）包括：用于对上述交直流转换电路（2）的开关元件进行驱动控制的交直流转换用微型电子计算机（20）、用于对上述直交流转换电路（3）的开关元件进行驱动控制的直交流转换用微型电子计算机（30）以及将功率转换装置（1）整体的工作控制信号发送给这些微型电子计算机（20、30）的控制微型电子计算机（40）。
上述交直流转换用微型电子计算机（20）构成为：根据用上述零交检测电路（11）检测出的零交点、由上述DCCT（8）检测出的输入侧电流值i1、在上述分流电阻（10a）中由电流传感器检测出的输出侧电流值id或在上述电阻（9、9）间检测出的电压值ed等，对上述交直流转换电路（2）的开关元件的驱动进行控制。即，上述交直流转换用微型电子计算机（20）包括：根据上述零交点、输入侧和输出侧的电流值、电压值等而生成并输出对开关元件进行驱动的驱动信号的驱动信号生成部（21）。
上述交直流转换用微型电子计算机（20）构成为，可以根据在设置于上述交直流转换电路（2）的输出侧的分流电阻（10a）中测量的直流电流id对过电流进行检测。即，当通过上述过电流检测部件（13）对过电流进行检测，并由该过电流检测部件（13）检测到在上述分流电阻（10a）测出的直流电流id是过电流时，则从该过电流检测部件（13）对上述交直流转换电路（2）的开关元件发送停止驱动的强制信号。这样一来，在上述交直流转换用微型电子计算机（20）中，检测到上述交直流转换电路（2）的开关元件尚未工作，据此识别出该交直流转换用微型电子计算机（20）侧处于过电流状态。
上述交直流转换用微型电子计算机（20）构成为，如果根据用电压传感器（15）测量的上述电阻（9、9）间的电压ed而检测到过电压状态，则作为信号输入。即，将由上述电压传感器（15）测出的电压ed输入上述过电压检测部件（12），在该过电压检测部件（12）中对过电压状态进行检测。如果在该过电压检测部件（12）中检测到过电压状态，则将过电压信号发送给上述交直流转换用微型电子计算机（20），从而在该交直流转换用微型电子计算机（20）中对过电压进行检测。
并且，上述交直流转换用微型电子计算机（20）构成为，根据在上述交直流转换电路（2）内产生的异常而生成不同的信号。具体而言，上述交直流转换用微型电子计算机（20）包括根据异常生成信号的信号生成部（22）。此外，作为上述交直流转换用微型电子计算机（20）内的异常可列举：上述DCCT（8）或分流电阻（10a）中设置的电流传感器（16、17）等的异常；用过电压检测部件（12）检测过电压状态时，对上述电阻（9、9）间的电压ed进行检测的电压传感器（15）的异常；开关元件与通过上述过电流检测部件（13）的动作检测到的瞬时过电流状态、电源频率的同步不良（实际的零交点与在微型电子计算机（20）侧检测出的零交点的偏差）；检测到输入电压的逆相、缺相的情况；检测到零交信号的异常的情况；检测到开关元件的异常的情况等。
上述交直流转换用微型电子计算机（20）构成为：通过多个端口与上述直交流转换用微型电子计算机（30）连接，如果在上述信号生成部（22）中生成信号，则经由信号专用端口将信号发送给上述直交流转换用微型电子计算机（30）。并且，上述交直流转换用微型电子计算机（20）构成为：经由专用的端口将表示从交直流转换电路（2）输出的波形状态的波形输出状态信号发送给上述直交流转换用微型电子计算机（30），并且经由专用端口从上述直交流转换用微型电子计算机（30）接收工作许可信号（与是否可以驱动交直流转换电路（2）有关的信号）。
上述直交流转换用微型电子计算机（30）构成为：根据对上述电阻（9、9）间的电压ed进行检测的电压传感器（15）的输出以及在上述分流电阻（10b）中电流传感器（17）的输出、从上述交直流转换用微型电子计算机（20）发送来的波形输出状态信号等，来驱动控制上述直交流转换电路（3）的开关元件。即，上述直交流转换用微型电子计算机（30）包括：根据电压和电流的检测值等生成开关元件的驱动信号的驱动信号生成部（31）。
上述直交流转换用微型电子计算机（30）包括：当上述直交流转换电路（3）内发生异常时生成异常信号的异常信号生成部（32）。该异常信号生成部（32）构成为：例如当直交流转换电路（3）内的开关元件发生异常或者由上述过电流检测部件（14）检测到过电流等时，生成异常信号。如果在上述异常信号生成部（32）生成异常信号，则发送给上述控制微型电子计算机（40），从该控制微型电子计算机（40）向直交流转换用微型电子计算机（30）输出工作停止信号以指示停止对直交流转换电路（3）的驱动。
虽然未特别图示，上述直交流转换用微型电子计算机（30）构成为：当根据从上述交直流转换用微型电子计算机（20）发送出的信号而生成旗标（flag）或代码（code），需要停止对交直流转换电路（2）和直交流转换电路（3）的驱动时，生成待机要求信号。并且，如果生成了该待机要求信号，则上述直交流转换用微型电子计算机（30）将该信号发送给上述控制微型电子计算机（40），从该控制微型电子计算机（40）向直交流转换用微型电子计算机（30）输送工作停止信号以指示停止对交直流转换电路（2）和直交流转换电路（3）的驱动。
此处，上述直交流转换用微型电子计算机（30）和控制微型电子计算机（40）连接在一起，可通过串行通信或并行通信收发信号。
上述控制微型电子计算机（40）是用于对功率转换装置（1）的工作情况进行控制的部件，其构成为：向上述直交流转换用微型电子计算机（30）输出工作控制信号以控制交直流转换电路（2）或直交流转换电路（3）的工作。另外，如上所述，上述控制微型电子计算机（40）构成为：当从上述直交流转换用微型电子计算机（30）接收到异常信号或待机要求信号时输出工作停止信号。
－下垂控制－
如上所述，在由多个开关元件构成交直流转换电路（2）、且该交直流转换电路（2）与商用电源（5）之间设置有电抗线圈（7）的功率转换装置（1）中，如果使开关元件高频地进行开关动作，则上述电抗线圈（7）中流过高频电流，因此该电抗线圈（7）发热而成为高温。这样一来，上述电抗线圈（7）中设置的绝缘材料有可能因热量而受到损伤。
因此，本发明中，为了不让上述电抗线圈（7）的温度升高，根据由上述直交流转换电路（3）的一次侧电压和电流求出的功率值，进行抑制直交流转换电路（3）的输出的下垂控制。
具体而言，上述直交流转换用微型电子计算机（30）包括：由上述直交流转换电路（3）的一次侧电流和电压求功率值的功率值计算部（33）（功率值计算部件）、根据该功率值判断是否需要进行下垂控制的下垂控制判断部（34）以及当通过该下垂控制判断部（34）判断出需要进行下垂控制时生成下垂要求信号的下垂要求信号生成部（35）。
上述功率值计算部（33）构成为：从由上述电阻（9、9）间所设置的电压传感器（15）检测出的直流电压、在上述分流电阻（10b）部分由电流传感器（17）检测出的直流电流来计算功率值。
上述下垂控制判断部（34）是根据利用上述功率值计算部（33）计算出的功率值来判断是否要进行下垂控制的部件，其构成为将上述功率值与下垂控制初始值和下垂控制结束值相比较，根据其比较结果来对下垂控制的开始和结束进行判断。
详细而言，如果上述功率值在下垂控制初始值以上的状态下持续了规定时间（在本实施方式中为5秒）以上，则上述下垂控制判断部（34）判断为需要进行下垂控制，指示上述下垂要求信号生成部（35）生成下垂要求信号。另一方面，当进行下垂控制时，如果上述功率值在下垂控制结束值以下的状态下持续了规定时间（本实施方式中为5秒）以上，则判断为不需要进行下垂控制，上述下垂控制判断部（34）指示上述下垂要求信号生成部（35）停止生成下垂要求信号。
此处，上述下垂控制初始值是为了抑制上述电抗线圈（7）的发热量而需要进行下垂控制的功率值，该功率值设定为足够低于与上述电抗线圈（7）的绝缘不受到损伤的限度的发热量相对应的功率值（规定功率值）、且即使功率转换装置（1）在上述规定时间内持续工作也不会到达与上述限度的发热量相对应的功率值。此外，上述下垂控制结束值为上述电抗线圈（7）的发热量足够低从而不需要进行下垂控制的功率值，设定为低于上述下垂控制初始值的值。
上述规定时间设定为：即使检测出的电流或电压含有噪声也不会受到该噪声的影响，并且可以相对于上述下垂控制初始值和下垂控制结束值正确地判断出上述功率值的大小的时间。
此外，虽然未图示，上述下垂控制判断部（34）还包括计时部（timer），用于测量功率值在下垂控制初始值以上的时间或该功率值在下垂控制结束值以下的时间。
当上述下垂要求信号生成部（35）构成为：由上述下垂控制判断部（34）指示生成下垂要求信号时，生成下垂要求信号；而当指示中止生成下垂要求信号时，中止生成下垂要求信号。在上述下垂要求信号生成部（35）生成的下垂要求信号被发送给上述控制微型电子计算机（40）。
上述控制微型电子计算机（40）包括下垂控制信号生成部（41），该下垂控制信号生成部（41）如果接收到在上述下垂要求信号生成部（35）生成的下垂要求信号，则生成用于进行下垂控制的控制信号。该下垂控制信号生成部（41）构成为只在接收下垂要求信号期间生成控制信号。
在上述下垂控制信号生成部（41）生成的控制信号被发送到上述直交流转换用微型电子计算机（30）中。如果在该直交流转换用微型电子计算机（30）接收到上述控制信号，则降低上述直交流转换电路（3）的输出频率，以使电动机（6）的转数降低。另一方面，上述直交流转换用微型电子计算机（30）如果没有接收到上述控制信号，则改变上述直交流转换电路（3）的输出频率，以使上述电动机（6）的转数恢复所需转数。
因此，在本实施方式中，由上述直交流转换用微型电子计算机（30）和控制微型电子计算机（40）构成本发明涉及的下垂控制部件。
以下用图2的流程图和图3的时序图对具有上述结构的功率转换装置（1）的下垂控制动作进行说明。
首先，当上述图2的流程开始时，直交流转换用微型电子计算机（30）在步骤S1中分别从电流传感器（17）读取电流值以及从电压传感器（15）读取电压值，然后在步骤S2中利用功率值计算部（33）由这些电流值和电压值计算出功率值。
然后，在步骤S3中，利用下垂控制判断部（34）判断上述功率值是否在下垂控制初始值（W_H）以上持续了规定时间（例如5分钟）以上。在该步骤S3中当判断出上述功率值在下垂控制初始值（W_H）以上持续了规定时间以上时（“是”的情况），在下一个步骤S4中，将由下垂要求信号生成部（35）生成的下垂要求信号输出到控制微型电子计算机（40）中，并接收在该控制微型电子计算机（40）内生成的控制信号从而进行上述下垂控制。之后，结束该流程返回开始（返回）。
另一方面，在上述步骤S3中如果判断出上述功率值未在下垂控制初始值(W_H）以上持续规定时间以上时（“否”的情况），进入步骤S5，判断是否处于下垂控制中。此外，是否处于下垂控制中的判断可以通过下垂控制中这一旗标的“有”-“无”（ON-OFF）来进行，在上述步骤S4中进行下垂控制时该旗标为“有”。
当在上述步骤S5中判断出没有处于下垂控制中时（“否”的情况），直接结束该流程返回开始（返回）。当在上述步骤S5中判断出处于下垂控制中时（“是”的情况），在下一个步骤S6中，利用下垂控制判断部（34）判断上述功率值是否在垂控制结束值（W_L）以下持续了规定时间（例如5分钟）以上。
当在上述步骤S6中判断出上述功率值未在下垂控制结束值（W_L）以下持续了规定时间以上时（“否”的情况），进入上述步骤S4继续进行下垂控制，返回开始（返回）。另一方面，当上述步骤S6中判断出上述功率值在下垂控制结束值（W_L）以下持续了规定时间以上时（“是”的情况），判断为不需要进行下垂控制，在下一个步骤S7中中止由下垂要求信号生成部（35）生成的下垂要求信号并解除下垂控制。然后，结束该流程返回开始（返回）。
图3表示了进行上述下垂控制及其解除时的具体例。以下对该图3情况下的控制进行具体而详细的说明。
如上述图3所示，如果使压缩机的电动机（6）的转数增大，则利用上述功率值计算部（33）计算出的功率值也增大。并且，该功率值在t1内处于下垂控制初始值（W_H）以上，如果该状态持续5秒以上，则在t2时于上述下垂控制判断部（34）中指示下垂要求信号生成部（35）生成下垂要求信号，在该下垂要求信号生成部（35）中生成下垂要求信号（图3中的“有”状态）。另外，此时在上述图3的例子中，上述电动机（6）的转数达到最大转数。
如果在上述下垂要求信号生成部（35）生成下垂要求信号，则在上述控制微型电子计算机（40）的下垂控制信号生成部（41）中，生成用于进行下垂控制的控制信号，并输出到上述直交流转换用微型电子计算机（30）中。这样一来，在该直交流转换用微型电子计算机（30）中，进行使直交流转换电路（3）的输出降低的下垂控制，以使上述电动机（6）的转数缓慢降低。由此利用上述功率值计算部（33）计算出的功率值也减少。
在t3时上述功率值达到下垂控制结束值（W_L）以下，如果该状态持续5秒以上，则在t4时在上述下垂控制判断部（34）中指示下垂要求信号生成部（35）中止生成下垂要求信号，从而中止该下垂要求信号生成部（35）中下垂要求信号的生成。这样一来，在上述控制微型电子计算机（40）的下垂控制信号生成部（41）也中止生成控制信号，从而中止了利用上述直交流转换用微型电子计算机（30）进行的下垂控制。
这样一来，上述直交流转换用微型电子计算机（30）使上述直交流转换电路（3）的输出频率升高，以使上述电动机（6）的转数达到原本所要求的转数。
－实施方式的效果－
以上，根据本实施方式，由直交流转换电路（3）的一次侧直流电流和直流电压求功率值，对直交流转换电路（3）的输出（输出频率）进行下垂控制，以使该功率值达到不因发热而使设置在该交直流转换电路（2）和商用电源（5）之间的电抗线圈（7）的绝缘受到损伤的功率值，因此与仅由电流对直交流转换电路（3）进行输出控制的现有结构相比，不需要在阈值中设置不必要的余裕，即功率转换装置（1）可以效率良好地工作。
即，像现有技术那样，只由电流对直交流转换电路（3）进行输出控制时，还需要考虑到电压的变化量来决定电流的阈值，相应地，功率转换装置（1）在与电抗线圈（7）的极限温度相比低得超过需要的温度下工作，无法效率良好地工作，而如上所述通过根据与电抗线圈（7）的发热相对应的功率值对直交流转换电路（3）进行输出控制，可以在该电抗线圈（7）的温度不超过极限温度的范围内尽量扩大工作范围，从而能够效率良好地工作。
而且，上述功率转换装置（1）构成为：当上述功率值在下垂控制初始值（W_H）以上持续了规定时间以上时开始下垂控制，而当上述功率值在下垂控制结束值（W_L）以下持续了规定时间以上时结束下垂控制，因此能够可靠地防止功率值达到上述电抗线圈（7）超过极限温度的值，并且可以防止进行不必要的下垂控制。而且，如上所述，在判断垂控制的开始、结束时，通过判断功率值是否在下垂控制初始值（W_H）以上的状态或下垂控制结束值（W_L）以下的状态下持续规定时间以上，能够可靠地防止因噪声等而产生的错误检测。
《其它的实施方式》
对于上述实施方式，也可以采用以下结构。
在上述实施方式中，使用IGBT作为构成交直流转换电路（2）和直交流转换电路（3）的开关元件，但并不限于此，例如还可以是MOS-FET等其它结构的开关元件。
在上述实施方式中，为了保护电抗线圈（7），将下垂控制初始值设定为：与上述电抗线圈（7）的绝缘不受到损伤的限度的发热量对应的功率值（规定功率值）相比足够低、且即使在上述规定时间内持续工作功率转换装置（1）也不会到达与上述限度的发热量相对应的功率值，但并不限于此，还能够以其它构成部件的保护为对象进行设定。而且，上述下垂控制初始值并不限于以保护构成部件为目的而设定的值，也可以是为了节省能源等而设定的值。
在上述实施方式中，在控制微型电子计算机（40）侧设置了下垂控制信号生成部（41），并在该下垂控制信号生成部（41）生成用于进行下垂控制的控制信号，但并不限于此，也可以将上述下垂控制信号生成部设置在直交流转换用微型电子计算机（30）内，从而判断该直交流转换用微型电子计算机（30）本身进行下垂控制的必要性并发出控制指示。
－产业实用性－
综上所述，本发明对具备交直流转换电路和直交流转换电路的功率转换装置特别有用。

Claims (3)

1.一种功率转换装置，包括与交流电源（5）连接并将交流电转换成直流电的交直流转换电路（2）、将由该交直流转换电路（2）转换成的直流电再转换成规定频率的交流电的直交流转换电路（3），其特征在于：
所述交直流转换电路（2）包括：构成对三相交流电进行整流的整流电路的多个开关元件，
在所述交流电源（5）与所述交直流转换电路（2）之间设置有电抗线圈（7），
该功率转换装置还包括：
对从所述交直流转换电路（2）输入所述直交流转换电路（3）的输入电流进行检测的电流检测部件（17）；
对从所述交直流转换电路（2）输入所述直交流转换电路（3）的输入电压进行检测的电压检测部件（15）；
功率值计算部件（33），其从由所述电流检测部件（17）检测出的输入电流以及由所述电压检测部件（15）检测出的输入电压求功率值；
下垂控制部件（30,40），其抑制所述直交流转换电路（3）的输出以使由所述功率值计算部件（33）求出的功率值小于规定功率值，其中，该规定功率值是使设于所述电抗线圈（7）的绝缘材料不会由于该电抗线圈（7）产生的热量而受到损伤的值。
2.根据权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于：
所述下垂控制部件（30,40）构成为：当所述功率值在小于所述规定功率值的下垂控制初始值（W_H）以上持续了规定时间以上时，抑制所述直交流转换电路（3）的输出。
3.根据权利要求2所述的功率转换装置，其特征在于：
所述下垂控制部件（30,40）构成为：在抑制所述直交流转换电路（3）的输出的控制中，当所述功率值在小于所述下垂控制初始值（W_H）的下垂控制结束值（W_L）以下持续了规定时间以上时，结束所述控制。
CN2009801114064A 2008-03-28 2009-03-02 功率转换装置 Active CN101981800B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-088548 2008-03-28
JP2008088548A JP4349465B1 (ja) 2008-03-28 2008-03-28 電力変換装置
PCT/JP2009/000934 WO2009119010A1 (ja) 2008-03-28 2009-03-02 電力変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101981800A CN101981800A (zh) 2011-02-23
CN101981800B true CN101981800B (zh) 2013-04-17

Family

ID=41113223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801114064A Active CN101981800B (zh) 2008-03-28 2009-03-02 功率转换装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8305780B2 (zh)
EP (1) EP2273662B1 (zh)
JP (1) JP4349465B1 (zh)
KR (1) KR101198487B1 (zh)
CN (1) CN101981800B (zh)
AU (1) AU2009230596B2 (zh)
WO (1) WO2009119010A1 (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9030851B2 (en) * 2010-04-30 2015-05-12 Rockwell Automation Technologies, Inc. DC bus voltage control method and system
US20120146402A1 (en) * 2010-12-09 2012-06-14 Siemens Industry, Inc. Control system for regulating bus voltage for an electric shovel
JP5500141B2 (ja) * 2011-09-01 2014-05-21 株式会社安川電機 電力変換装置
US8860394B2 (en) * 2012-06-28 2014-10-14 Intersil Americas LLC Fast dynamic voltage response for voltage regulators with droop control
US8917066B2 (en) * 2012-08-08 2014-12-23 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus of shunt control for multiple power converters on a shared DC bus
JP5505528B1 (ja) * 2013-02-08 2014-05-28 ダイキン工業株式会社 消費電力削減装置
KR101473106B1 (ko) * 2013-07-09 2014-12-26 엘에스산전 주식회사 전력 변환 장치
JP6446855B2 (ja) * 2014-06-20 2019-01-09 株式会社安川電機 電力変換装置、状態検出装置および状態検出方法
KR101752532B1 (ko) * 2014-10-21 2017-06-29 엘에스산전 주식회사 인버터 제어방법
WO2016134319A1 (en) 2015-02-19 2016-08-25 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for time-domain droop control with integrated phasor current control
CN107231824B (zh) * 2015-02-19 2019-08-06 三菱电机株式会社 逆变器控制装置以及空气调节机
US10656026B2 (en) 2016-04-15 2020-05-19 Emerson Climate Technologies, Inc. Temperature sensing circuit for transmitting data across isolation barrier
US10277115B2 (en) 2016-04-15 2019-04-30 Emerson Climate Technologies, Inc. Filtering systems and methods for voltage control
US10305373B2 (en) 2016-04-15 2019-05-28 Emerson Climate Technologies, Inc. Input reference signal generation systems and methods
US9933842B2 (en) 2016-04-15 2018-04-03 Emerson Climate Technologies, Inc. Microcontroller architecture for power factor correction converter
US10284132B2 (en) 2016-04-15 2019-05-07 Emerson Climate Technologies, Inc. Driver for high-frequency switching voltage converters
US10763740B2 (en) 2016-04-15 2020-09-01 Emerson Climate Technologies, Inc. Switch off time control systems and methods
US11387729B2 (en) 2016-04-15 2022-07-12 Emerson Climate Technologies, Inc. Buck-converter-based drive circuits for driving motors of compressors and condenser fans
US10033298B1 (en) * 2017-01-20 2018-07-24 General Electric Company Automatic short circuit protection switching device systems and methods
JP7049770B2 (ja) * 2017-03-06 2022-04-07 ダイキン工業株式会社 電力変換装置ならびモータ駆動システム
JP6638746B2 (ja) * 2018-01-31 2020-01-29 ダイキン工業株式会社 インバータの制御方法、交流負荷駆動システム、冷凍回路
JP6729650B2 (ja) * 2018-09-14 2020-07-22 ダイキン工業株式会社 インバータの制御方法、交流負荷への電力供給システム、冷凍回路
CN112740529A (zh) * 2018-09-28 2021-04-30 三菱电机株式会社 马达驱动装置、送风机、压缩机以及空气调节器
CN114167873B (zh) * 2021-12-09 2024-03-01 展讯通信(天津)有限公司 一种迷宫循迹机器人和耗能调整方法
WO2024098233A1 (zh) * 2022-11-08 2024-05-16 深圳市正浩创新科技股份有限公司 功率转换电路的保护方法、功率转换装置及存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5272429A (en) * 1990-10-01 1993-12-21 Wisconsin Alumni Research Foundation Air gap flux measurement using stator third harmonic voltage and uses

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4026654A (en) * 1972-10-09 1977-05-31 Engins Matra System for detecting the presence of a possibly moving object
JPS60228840A (ja) 1984-04-26 1985-11-14 Tokyo Electric Power Co Inc:The インバ−タ駆動圧縮機搭載の給湯冷暖房機の電力デイマンドコントロ−ル方法
JPS62100177A (ja) * 1985-10-23 1987-05-09 Fuji Electric Co Ltd 電力変換器の過負荷保護回路
JP3606780B2 (ja) * 1999-12-24 2005-01-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
JP2002058166A (ja) * 2000-08-09 2002-02-22 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置の並列運転制御方法とその制御装置
US6472856B2 (en) * 2001-03-09 2002-10-29 Semtech Corporation Bounded power supply voltage positioning
US6611442B2 (en) * 2001-03-30 2003-08-26 Sanyo Denki Co., Ltd. Controlled rectifier equipment with sinusoidal waveform supply current
AU2002350428A1 (en) * 2001-11-23 2003-06-10 Danfoss Drives A/S Frequency converter for different mains voltages
JP4389446B2 (ja) 2003-01-15 2009-12-24 富士電機システムズ株式会社 電力変換装置
JP2004296119A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Tdk Corp 放電灯点灯装置
US7274181B2 (en) * 2004-06-25 2007-09-25 Intel Corporation Systems, multiphase power converters with droop-control circuitry and methods
JP4575876B2 (ja) * 2005-11-24 2010-11-04 新電元工業株式会社 インバータ装置及びインバータシステム
US7577006B2 (en) * 2006-05-25 2009-08-18 Azure Dynamics Corp. Non-linear droop control system and method for isochronous frequency operation
JP5069882B2 (ja) * 2006-08-30 2012-11-07 日立アプライアンス株式会社 三相コンバータ・インバータ装置及びモジュール

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5272429A (en) * 1990-10-01 1993-12-21 Wisconsin Alumni Research Foundation Air gap flux measurement using stator third harmonic voltage and uses

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP昭62-100177A 1987.05.09
JP特开2002-58166A 2002.02.22
JP特开2007-151230A 2007.06.14
JP特开2008-61322A 2008.03.13

Also Published As

Publication number Publication date
CN101981800A (zh) 2011-02-23
EP2273662A4 (en) 2017-05-31
WO2009119010A1 (ja) 2009-10-01
KR20100123921A (ko) 2010-11-25
AU2009230596B2 (en) 2013-02-07
JP4349465B1 (ja) 2009-10-21
KR101198487B1 (ko) 2012-11-06
US20110026280A1 (en) 2011-02-03
AU2009230596A1 (en) 2009-10-01
JP2009247064A (ja) 2009-10-22
EP2273662B1 (en) 2020-01-08
US8305780B2 (en) 2012-11-06
EP2273662A1 (en) 2011-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101981800B (zh) 功率转换装置
CN105406737B (zh) 具有静电电容计算部的pwm整流器
CN102470760B (zh) 二次电池升温控制装置和包括该装置的车辆以及二次电池升温控制方法
EP1835607B1 (en) Apparatus and method for supplying DC power source
US10166873B2 (en) Battery charger for electric vehicles
CN101374627B (zh) 使用电池焊接的方法和设备
US7446503B2 (en) Method and apparatus for charging batteries using a converter
EP2104217A2 (en) Motor controller
JP5577379B2 (ja) 充電装置
US20130093394A1 (en) Charging device for electromotive vehicle
CN104488157B (zh) 电源装置
CN107276141A (zh) 电源系统
CN103094825A (zh) 激光电源装置
KR20180103338A (ko) 삼상 모터의 상간 단락 검출 장치, 그 방법 및 이를 포함하는 공기 조화기
JP5569249B2 (ja) 無停電電源装置
KR20070020315A (ko) 풀 브릿지 인버터 방식을 이용한 충전 시스템
CN103959631A (zh) 车辆用辅助电源装置及其过电流保护方法
KR101506010B1 (ko) 무정전 전원장치의 직류단 전압 불평형 제어 장치
JP2009247063A (ja) 電力変換装置
CN113924709A (zh) 电源装置
CN101997424A (zh) 功率转换装置
JP7257311B2 (ja) 車両用充電装置
KR101873764B1 (ko) 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기
KR102053715B1 (ko) 전력 변환기의 입력결상 보호장치
JP2004325337A (ja) 蓄電池の内部インピーダンス測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant