CN102208879B - 直流至三相交流的逆变器系统 - Google Patents

直流至三相交流的逆变器系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102208879B
CN102208879B CN201110083680.4A CN201110083680A CN102208879B CN 102208879 B CN102208879 B CN 102208879B CN 201110083680 A CN201110083680 A CN 201110083680A CN 102208879 B CN102208879 B CN 102208879B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
switch element
current
signal generator
drive signal
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110083680.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102208879A (zh
Inventor
成瀬拓也
名嶋一记
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.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works 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 Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Publication of CN102208879A publication Critical patent/CN102208879A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102208879B publication Critical patent/CN102208879B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53873—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with digital control
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53875—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output
    • 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
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

一种直流至三相交流逆变器系统包括三相电机、多个开关元件，用于三相电机的逆变器电路、电容器、直流电源和控制电路。布置在逆变器电路中的开关元件分别用作三相电机的相应三相的上臂和下臂。电容器与相应成对上臂和下臂并联连接。直流电源布置在三相电机的中性点和相应下臂或相应上臂之间。控制电路控制开关元件的开关操作，使得至少有用于至少一相的下述开关元件的开关频率低于用于其它相的其它成对开关元件的开关频率：具有最大值的电流流过所述用于至少一相的开关元件。控制电路包括转换器、第一驱动信号发生器和第二驱动信号发生器。

Description

直流至三相交流的逆变器系统
技术领域
本发明涉及一种直流至三相交流的逆变器系统(此后称为DC至三相AC的逆变器系统)，其中直流电源(此后称为DC电源)在中性点连接到三相电机。
背景技术
在用于三相电机的逆变器电路中当直流电压(此后称为DC电压)降低时，逆变器电路需要大电流来获得与在DC电压降低之前输出的电压相同的输出电压。为了满足这一要求，具有大额定电流的开关元件或升压器电路可以设置在逆变器电路中。如果采用这样的措施，增大了开关元件的尺寸，并且要求升压器电路被增加到逆变器电路中，所以逆变器电路的尺寸变大由此增加了逆变器电路的成本。
为了解决这一问题，例如在日本专利申请公布No.10-337047中公开了一种DC至三相AC逆变器，其中，对连接到三相电机的中性点的DC电源的电压进行增压以便对电容器进行充电，并且将电容器的DC电转换成三相AC电以便提供给三相电机。在上述公布中公开的DC至三相AC逆变器系统中，可以通过在逆变器操作的零电压矢量区域中执行升压操作来完成逆变器操作和升压操作。由此，该逆变器电路不再需要针对大电流应用的大尺寸的开关元件。在DC至三相AC逆变器系统中，三相电机的零相位电感可以用作升压操作的反应器，以便在DC至三相AC逆变器系统中除了逆变器电路以外不需要增加升压器电路。
为了减少DC至三相AC逆变器系统中的开关损耗，需要减少开关元件针对每相的开关频率。
在DC至三相AC逆变器系统中，当开关元件针对每相的开关频率降低时，增大了电流纹波，所述电流纹波是通过组合各相的开关纹波而形成的零相位电流纹波或在三相电机的中性点流动的电流的纹波，所以担心恶化升压操作的可控性。因此，本发明涉及提供一种DC至三相AC逆变器系统，其中DC电源在三相电机中性点连接到三相电机并且该DC至三相AC逆变器系统可以减少开关损耗和零相位电流纹波。
发明内容
根据本发明，一种DC至三相AC逆变器系统包括三相电机、用于三相电机的逆变器电路、多个开关元件、电容器、直流电源和控制电路。三相电机具有三个相。开关元件布置在逆变器电路中。开关元件分别用作三相电机的相应三个相的上臂和下臂。电容器与相应成对上臂和下臂并联连接。直流电源布置在三相电机的中性点和相应下臂或相应上臂之间。控制电路控制开关元件的开关操作，使得至少有用于至少一相的下述开关元件的开关频率低于用于其它相的其它成对开关元件的开关频率：具有最大值的电流流过所述用于至少一相的开关元件，其中，控制电路包括转换器、第一驱动信号发生器和第二驱动信号发生器，转换器选择电流中具有最大负值的一个电流，并且转换器向第一驱动信号发生器输出电压命令中用于所选电流所流过的一相的一个电压命令并向第二驱动信号发生器输出用于其他相的电压命令，第一驱动信号发生器通过比较来自转换器的电压命令之一与第一三角波来给驱动电路产生驱动信号，第二驱动信号发生器通过比较来自转换器的电压命令中的其他两个电压命令与第二三角波来给驱动电路产生两个驱动信号，并且第一三角波的频率低于第二三角波的频率。
通过以下结合附图借助于实施例来说明本发明的原理的描述，本发明的其它方面和优势将变得明显。
附图说明
通过参考以下描述的当前的优选实施例以及附图，本发明及其目的和优势可以得到最佳理解，在附图中：
图1是示出根据本发明优选实施例的DC至三相AC逆变器系统的电路图；
图2是示出图1的DC至三相AC逆变器系统中的电流Iu、Iv、Iw的时序图；以及
图3是示出图1的DC至三相AC逆变器系统中三角波T1的频率n和组合波Y的幅度之间的关系的曲线图。
具体实施方式
以下将参考图1至3描述根据本发明优选实施例的DC至三相AC逆变器系统。DC至三相AC逆变器系统总体由附图标记1来表示，包括电容器2、逆变器电路3、三相电机4(如用于压缩机的一种)、DC电源5、转动角度传感器6(如分解器或编码器)、电流传感器7、控制电路8(诸如中央处理单元(CPU))以及驱动电路9。DC至三相AC逆变器系统1可以省去转动角度传感器6，而可以被配置成通过计算来确定转动角度，即“无传感器控制”。
用于三相电机4(具有U相、V相和W相的三个相)的逆变器电路3包括六个开关元件10至15(如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或与二极管并联的双极晶体管)。开关元件10、11彼此串联，并且分别用作三相电机4的U相的上臂和下臂。开关元件12、13彼此串联，并且分别用作三相电机4的V相的上臂和下臂。开关元件14、15彼此串联，并且分别用作三相电机4的W相的上臂和下臂。开关元件对10、11、开关元件对12、13、开关元件对14、15相互并联并且连接到电容器2。换句话说，电容器2与开关元件对10、11、开关元件对12、13、开关元件对14、15中的各个对并联。用作各个相的下臂的开关元件11、13、15的低电压端连接到DC电源5的负极端，而DC电源5的正极端连接到三相电机4的中性点。
当根据来自驱动电路9的驱动信号S1至S6而导通和关断相应的开关元件10至15时，来自电容器2的DC电被转换成三相AC电，其中三个相彼此相差120°，然后该三相AC电被供给并驱动三相电机4。当在三相电机4的中性点流动的电流与DC电源5的DC电的放电方向相同并且用作一相的下臂的开关元件11、13、15中的任意一个接通时，来自DC电源5的能量存储在与处于接通状态的下臂的开关元件相连的三相电机4的反应器中。然后，当处于接通状态的下臂的开关元件关断时，存储在反应器中的能量通过与处于关断状态的下臂的开关元件配对的上臂的开关元件供给到电容器2，并存储在电容器2中。因此，除了来自DC电源5的DC电分量以外，还通过从逆变器电路3供给的三相AC电来驱动三相电机4，以便在三相电机4的中性点处的电势低于DC电源5的电势。因此，电流在三相电机4的中性点处以与DC电源5的放电方向相同的方向流动，并且利用来自DC电源5的能量对电容器2充电。另外，除了来自DC电源5的DC电分量以外，还通过从逆变器电路3供给的三相AC电来驱动三相电机4，以便在三相电机4的中性点处的电势高于DC电源5的电势。在这种情况下，在三相电机4的中性点处，电流以与DC电源5的充电方向相同的方向流动，并且DC电源5利用来自电容器2的能量充电。
本发明优选实施例的DC至三相AC逆变器系统1可以将来自电容器2的DC电转换成三相AC电，并且将三相AC电供给到三相电机4同时提高DC电源5的电压以便对电容器2进行充电。由此，在DC至三相AC逆变器系统1中除了逆变器电路3之外无需提供升压电路或降压电路，由此可以使DC至三相AC逆变器1尺寸减小。
随后详细描述控制电路8。控制电路8包括转动速度计算器16、3-2轴转换器17、电压命令发生器18、转换器19以及驱动信号发生器20、21。控制电路8生成驱动信号Su、Sv、Sw的周期基本上等于或长于生成驱动信号Su、Sv、Sw的三角波的半周期。旋转角度传感器6检测三相电机4的转子的转动角度θ。电流传感器7检测流过三相电机4的U相、V相和W相的电流Iu、Iv和Iw以及流过三相电机4的中性点的电流Idc。电流传感器7可以被配置成检测四个电流Iu、Iv、Iw、Idc中的三个，而可以通过计算来确定第四个电流。
转动速度计算器16基于三相电机4的转子的转动角度θ和驱动三相电机4的时间来计算三相电机4的转子的转动速度ω。3-2轴转换器17将电流Iu、Iv、Iw转换成两个电流分量，包括：在与三相电机4的磁场方向相同的方向流动的电流Id以及在与三相电机4的磁场方向正交的方向流动的电流Iq。
电压命令发生器18包括电流控制器22和2-3轴转换器23。电流控制器22基于转动速度ω、电流Id、Iq和来自外部电路(如在DC至三相AC逆变器系统1的上侧的控制电路)的扭矩命令T生成电压命令Vd、Vq。
具体来说，使用存储了表示电流命令Id＊、Iq＊和扭矩命令T之间关系的数据的表，电流控制器22根据扭矩命令T来确定电流命令Id＊、Iq＊。电流控制器22确定电流命令Id＊和电流Id之间的差ΔId以及电流命令Iq＊和电流Iq之间的差ΔId。
然后，电流控制器22通过比例积分(PI)控制来确定使得差ΔId、ΔIq中的每个值都为零的电压命令Vd、Vq。例如，电压命令Vd、Vq根据以下公式1、2来确定。
公式1：
Vd＝Kp×ΔId+∫(Ki×ΔId)-ωLqIq
公式2：
Vq＝Kp×ΔIq+∫(Ki×ΔIq)-ωLdId+ωKe
在上述的公式1和2中，Kp表示比例常数，Ki表示积分常数，Ld表示d轴电感，Lq表示q轴电感，Id表示d轴电流，Iq表示q轴电流，Ke表示常数的感应电压。2-3轴转换器23将电压命令Vd、Vq转换成分别用于U相、V相、W相的电压命令Vu、Vv、Vw。
转换器19基于升压命令V＊和电压命令Vu、Vv、Vw来确定电压命令Vu＊、Vv＊、Vw＊。升压命令V＊是用于使从外部电路输入的电容器2的期望电压与电容器2的测量电压之间的差为零的电压命令。转换器19选择电流Iu、Iv、1w中具有最大负值的一个，并向驱动信号发生器20输出用于所选电流这一相的电压命令Vu＊、Vv＊、Vw＊中的一个，而向驱动信号发生器21输出用于其它相的电压命令。例如，参见图2，在电流Iu具有最大负值的三相电机4的角位置θ的区域E1中，电压命令Vu＊输出到驱动信号发生器20，而电压命令Vv＊、Vw＊输出到驱动信号发生器21。在电流Iv具有最大负值的所示区域E2中，电压命令Vv＊输出到驱动信号发生器20，而电压命令Vu＊、Vw＊输出到驱动信号发生器21。在电流Iw有最大负值的区域E3中，电压命令Vw＊输出到驱动信号发生器20，而电压命令Vu＊、Vv＊输出到驱动信号发生器21。
驱动信号发生器20通过将来自转换器19的电压命令之一与三角波T1(作为用于来自转换器19的被比较的电压命令的那个相的驱动信号)进行比较，来给驱动电路9生成驱动信号。例如，当电压命令Vu＊高于三角波T1时，驱动信号发生器20向驱动电路9生成高电平的驱动信号作为用于U相的驱动信号Su，当电压命令Vu＊低于三角波T1时，驱动信号发生器20向驱动电路9生成低电平的驱动信号作为用于U相的驱动信号Su。
驱动信号发生器21通过将来自转换器19的电压命令中的其余两个与三角波T2(作为用于来自转换器19的电压命令的所述两相中的每个的驱动信号)进行比较，来给驱动电路9生成两个驱动信号。例如，当电压命令Vv＊高于三角波T2时，驱动信号发生器21生成高电平的驱动信号，而当电压命令Vv＊小于三角波T2时生成低电平的驱动信号。然后，生成的驱动信号输出至驱动电路9作为用于V相的驱动信号Sv。当电压命令Vw＊高于三角波T2时，驱动信号发生器21生成高电平的驱动信号，而当电压命令Vw＊小于三角波T2时生成低电平的驱动信号。然后，生成的驱动信号输出至驱动电路9作为用于W相的驱动信号Sw。
应注意，三角波T1的频率低于三角波T2的频率。因此，用于流过具有最大负值的电流的一相的驱动信号的频率可以减少至低于用于其它相的驱动信号的频率的水平，以便流过具有最大负值的电流的一相的开关元件的开关频率可以减少。因此，可以减少DC至三相AC逆变器系统1的开关损耗。
驱动电路9通过使用由驱动信号发生器20、21生成的驱动信号Su、Sv、Sw，分别生成驱动信号S1至S6至对应的开关元件10至15。例如，驱动电路9向开关元件10输出等于驱动信号Su的驱动信号作为驱动信号S1，并且向开关元件11输出通过使驱动信号Su反相所生成的驱动信号作为驱动信号S2。驱动电路9向开关元件12输出等于驱动信号Sv的驱动信号作为驱动信号S3，并且向开关元件13输出通过使驱动信号Sv反相所生成的驱动信号作为驱动信号S4。驱动电路9向开关元件14输出等于驱动信号Sw的驱动信号作为驱动信号S5，并且向开关元件15输出通过使驱动信号Sw反相所生成的驱动信号作为驱动信号S6。
根据本发明的优选实施例，如前面所述，将三角波T1的频率设置成低于三角波T2的频率，并且因此可以减少开关损耗。此外，三角波T1的频率应当优选地设置成：使得通过组合各相的开关纹波得到的零相电流纹波被尽可能地最小化。通常，开关纹波通过公式(3)计算。
公式(3)：
x triangle ( t ) = 8 π 2 Σ k = 1 ∞ sin ( kπ 2 ) sin ( kt ) k 2
在其中不存在相移的基波的情况下，各相的开关纹波分别通过公式(4)至公式(6)计算。
公式(4)：
y1＝ASinωt
公式(5)：
y2＝Asinωt
公式(6)：
y 3 = A n sin ( nωt )
通过组合公式(4)至公式(6)的结果得到的合成波Y或零相电流纹波由公式(7)计算。在公式(6)中，n表示三角波T1的频率。
公式(7)：
Y = y 1 + y 2 + y 3 = 2 A sin ωt + A n sin ( nωt )
频率n与合成波Y的幅度之间的关系在图3中示出。如图3所示，在0.5和1之间的n的区域中，或者当三角波T2的频率为三角波T1的频率的一半时，合成波Y的幅度低至足以防止零相电流纹波增加。因而，可以防止升压操作的可控性恶化。在希望零相电流纹波减少同时防止开关损耗增加的情况下，应当将三角波T1的频率降低至三角波T2的频率的大约一半。
与其中降低所有三相的开关元件的开关频率的情况相比，根据本发明的优选实施例的DC到三相AC逆变器系统1，将一相的开关元件的开关频率降低至低于其它相的开关元件的开关频率的水平，使得减少开关损耗并且使得有效地防止零相电流纹波增加。因而，防止了升压操作的可控性恶化。由于将具有最大值的电流流过的一相的开关元件的开关频率设置成低于其它相的开关元件的开关频率，所以与其中其它相的开关元件的频率低于一相的开关元件的频率的情况相比，提高了减少开关损耗的效果。
根据本发明的优选实施例的转换器19配置成使得具有最大负值的电流流过的一相的开关元件的开关频率低于其它相的开关元件的开关频率。作为选择，可以将具有最大值和次大值的电流流过的两相的开关元件的开关频率设置成低于另一相的开关元件的开关频率。例如，在其中电流Iu具有最大负值且电流Iv具有次大负值的区域E1、E2中，转换器19分别将电压命令Vu＊、Vv＊输出到驱动信号发生器20并且将电压命令Vw＊输出到驱动信号发生器21。
在本发明的优选实施例中，DC电源5布置在三相电机4的中性点与开关元件11、13、15的下臂之间。作为选择，DC电源5可以布置在三相电机4的中性点与开关元件10、12、14的上臂之间。在这种结构中，控制电路8控制开关元件10至15的开关操作使得在三相电机4的中性点处流动的电流正向偏置。转换器19向驱动信号发生器20输出在电流Iu、Iv、Iw中具有最大值的电流流过的一相的电压命令并且向驱动信号发生器21生成用于其它相的电压命令，或者向驱动信号发生器20输出在电流Iu、Iv、Iw中具有最大值和次大值的电流流过的两相的电压命令并且向驱动信号发生器21生成用于另一相的电压命令。

Claims (3)

1.一种直流至三相交流逆变器系统(1)，包括：
三相电机(4)，其具有三个相；
逆变器电路(3)，其用于所述三相电机(4)；
多个开关元件(10，11，12，13，14，15)，布置在所述逆变器电路(3)中，所述开关元件(10，11，12，13，14，15)分别用作所述三相电机(4)的相应三个相的上臂和下臂；
电容器(2)，与相应成对上臂和下臂并联连接；
直流电源(5)，布置在所述三相电机(4)的中性点和相应下臂或相应上臂之间；以及
控制电路(8)，控制所述开关元件(10，11，12，13，14，15)的开关操作，使得至少有用于至少一相的下述开关元件的开关频率低于用于其它相的其它成对开关元件的开关频率：具有最大值的电流流过所述用于至少一相的开关元件，
其中，所述控制电路(8)包括转换器(19)、第一驱动信号发生器(20)和第二驱动信号发生器(21)，所述转换器(19)选择电流(Iu，Iv，Iw)中具有最大负值的一个电流，并且所述转换器(19)向所述第一驱动信号发生器(20)输出电压命令(Vu＊，Vv＊，Vw＊)中用于所选电流所流过的一相的一个电压命令，并向所述第二驱动信号发生器(21)输出用于其他相的电压命令，所述第一驱动信号发生器(20)通过比较来自所述转换器(19)的电压命令(Vu＊，Vv＊，Vw＊)之一与第一三角波(T1)来给驱动电路(9)产生驱动信号，所述第二驱动信号发生器(21)通过比较来自所述转换器(19)的电压命令(Vu＊，Vv＊，Vw＊)中的其他两个电压命令与第二三角波(T2)来给所述驱动电路(9)产生两个驱动信号，并且所述第一三角波(T1)的频率低于所述第二三角波(T2)的频率。
2.根据权利要求1所述的直流至三相交流逆变器系统(1)，其中所述控制电路(8)控制所述开关元件(10，11，12，13，14，15)的开关操作，使得用于具有最大值和次大值的电流所流过的两相的开关元件的开关频率低于用于另一相的开关元件的开关频率。
3.根据权利要求1所述的直流至三相交流逆变器系统(1)，其中所述控制电路控制所述开关元件(10，11，12，13，14，15)的开关操作，使得至少用于具有最大值电流所流过的一相的开关元件的开关频率是用于其它相的开关元件的开关频率的一半。
CN201110083680.4A 2010-03-31 2011-03-30 直流至三相交流的逆变器系统 Expired - Fee Related CN102208879B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010081483A JP5375715B2 (ja) 2010-03-31 2010-03-31 中性点昇圧方式の直流−三相変換装置
JP2010-081483 2010-03-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102208879A CN102208879A (zh) 2011-10-05
CN102208879B true CN102208879B (zh) 2015-01-21

Family

ID=44697572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110083680.4A Expired - Fee Related CN102208879B (zh) 2010-03-31 2011-03-30 直流至三相交流的逆变器系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8736221B2 (zh)
EP (1) EP2395650B1 (zh)
JP (1) JP5375715B2 (zh)
CN (1) CN102208879B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2011358803B2 (en) * 2011-02-07 2015-08-06 Mitsubishi Electric Corporation Heat pump device, heat pump system, and control method for three-phase inverter
KR101853785B1 (ko) * 2013-11-20 2018-05-02 주식회사 만도 3상모터 제어장치 및 그의 고토크 유지 방법
DE112016003958T5 (de) * 2015-11-16 2018-05-30 Aisin Aw Co., Ltd. Leistungsumwandlungsvorrichtung
JP6377297B2 (ja) * 2016-04-13 2018-08-22 三菱電機株式会社 電力変換装置およびその制御方法
DE102017207300A1 (de) * 2017-05-02 2018-11-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ansteuerung eines Stromrichters, Steuervorrichtung für einen Stromrichter und Stromrichter
CN109428531B (zh) * 2017-08-24 2021-07-27 达明机器人股份有限公司 马达控制角度的决定方法
US12107513B2 (en) * 2020-03-27 2024-10-01 Mitsubishi Electric Corporation Three-level power converter and method of controlling intermediate potential of direct current power supply unit
CN117277852B (zh) * 2023-09-07 2024-04-12 浙江大学 一种三相混合器件叠加混合桥臂变换器及其电流控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1206242A (zh) * 1997-06-03 1999-01-27 富士电机株式会社 电力变换装置
CN101595632A (zh) * 2007-01-24 2009-12-02 通力股份公司 用于控制电动机的方法和设备

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02168895A (ja) * 1988-12-21 1990-06-28 Fuji Electric Co Ltd 電圧形パルス幅変調制御インバータの電流ピーク値低減方法
JP3250329B2 (ja) * 1993-08-02 2002-01-28 トヨタ自動車株式会社 インバータの二相ｐｗｍ制御装置
FR2743955B1 (fr) * 1996-01-22 1998-04-10 Moulinex Sa Procede pour alimenter un moteur a reluctance variable a commutation electronique et circuit d'alimentation pour sa mise en oeuvre
JP3223842B2 (ja) * 1997-06-03 2001-10-29 富士電機株式会社 多相出力電力変換回路
WO2002065628A1 (fr) * 2001-02-14 2002-08-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif de production de puissance et dispositif d'entrainement, vehicule sur lequel lesdits dispositifs sont montes, et procedes de commande, supports de stockage et programmes desdits dispositifs
JP4703018B2 (ja) 2001-03-15 2011-06-15 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびその制御方法
JP2005269722A (ja) 2004-03-17 2005-09-29 Nissan Motor Co Ltd 電動機駆動制御装置
JP4464175B2 (ja) * 2004-03-26 2010-05-19 株式会社ダイヘン パルスアーク溶接用インバータ制御溶接電源の出力制御方法
US7190143B2 (en) * 2005-05-27 2007-03-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Pulse width modulation (PWM) rectifier with variable switching frequency
JP4925181B2 (ja) 2006-03-09 2012-04-25 国立大学法人長岡技術科学大学 電力システム
BE1017382A3 (nl) * 2006-12-27 2008-07-01 Atlas Copco Airpower Nv Werkwijze voor het sturen van een belasting met een voornamelijk inductief karakter en een inrichting die zulke werkwijze toepast.
JP5125139B2 (ja) 2007-02-20 2013-01-23 株式会社豊田自動織機 モータインバータ制御装置及びモータ制御方法
JP5298452B2 (ja) 2007-04-04 2013-09-25 株式会社豊田自動織機 モータインバータ制御装置及びモータ制御方法
JP2009291019A (ja) 2008-05-30 2009-12-10 Toyota Motor Corp 交流モータ用インバータの制御装置
JP2010035260A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Honda Motor Co Ltd インバータ発電機
JP4591597B2 (ja) * 2008-08-01 2010-12-01 株式会社デンソー 多相交流同期電動機の駆動装置
US8120306B2 (en) * 2009-01-05 2012-02-21 GM Global Technology Operations LLC Voltage source inverter with a voltage offset
EP2413497B1 (en) * 2009-03-24 2019-06-19 IHI Corporation Device and method for power-saving driving of device having same load pattern
CN102113204B (zh) * 2009-04-13 2013-06-19 松下电器产业株式会社 同步电动机驱动系统
JP5553288B2 (ja) * 2011-03-15 2014-07-16 株式会社豊田自動織機 回転電機のインバータ装置、及び回転電機の駆動方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1206242A (zh) * 1997-06-03 1999-01-27 富士电机株式会社 电力变换装置
CN101595632A (zh) * 2007-01-24 2009-12-02 通力股份公司 用于控制电动机的方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP2395650A3 (en) 2016-06-29
JP2011217467A (ja) 2011-10-27
US8736221B2 (en) 2014-05-27
CN102208879A (zh) 2011-10-05
EP2395650A2 (en) 2011-12-14
US20110241587A1 (en) 2011-10-06
JP5375715B2 (ja) 2013-12-25
EP2395650B1 (en) 2018-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102208879B (zh) 直流至三相交流的逆变器系统
US8278865B2 (en) Control device
US8188695B2 (en) Motor control device and drive device for hybrid vehicle
US8232753B2 (en) Control device for electric motor drive apparatus
US8281886B2 (en) Electric motor control device, drive device and hybrid drive device
US9871483B2 (en) Controller for rotary electric machine drive apparatus
US8441225B2 (en) Direct-current to three-phase alternating-current inverter system
JP5862125B2 (ja) 電力変換装置の制御装置
CN102195550A (zh) 优化多相设备中第三次谐波电流引入的方法、系统和装置
CN113162481A (zh) 旋转电机装置的控制装置
JP2004304868A (ja) モーター制御装置
JP2011109803A (ja) 電動機の制御装置
CN116191980A (zh) 电机驱动装置
JP2009183051A (ja) 同期機の制御装置
CN110679080A (zh) 永磁体式旋转电机的控制装置
JP5923215B2 (ja) 回転機及び回転機ドライブシステム
JP5496231B2 (ja) 同期機の制御装置
Zhang et al. Neutral point supply scheme for PMSM drive to boost DC voltage
CN102160274B (zh) 电力变换器及其控制方法以及直接型矩阵变流器
JP2010207040A (ja) 電力変換装置
JP7377083B2 (ja) 制御装置、プログラム
US10951041B2 (en) Motor system
JP6203418B2 (ja) 電力変換装置およびその制御方法、電動パワーステアリングの制御装置
US12095373B2 (en) Power conversion apparatus
US20230412097A1 (en) Systems and methods for control of multi-phase machines

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150121

Termination date: 20160330