CN113906664A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

在该电力转换装置中，将由逆变器(1)及交流滤波器(2)生成的第1三相交流电压通过第1～第3分压器(21～23)分压而生成第2三相交流电压，检测作为第2三相交流电压的线间电压的第3三相交流电压和第1三相交流电压的中性点电压(VN)。并且，基于这些检测结果和存储部(15)的存储内容，求出第3三相交流电压中的由第1～第3分压器的分压比的误差(E1～E3)导致的直流成分，将该直流成分从第3三相交流电压中去除而生成第4三相交流电压，对逆变器进行控制以使第4三相交流电压的直流成分消失。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及电力转换装置，特别涉及具有将直流电压转换为三相交流电压的逆向变换器的电力转换装置。
背景技术
例如在专利文献1中，公开了一种电力转换装置，具有：逆向变换器，将直流电压转换为交流电压；变压器，将逆向变换器的交流输出电压传输给负载；以及控制装置，通过以使交流输出电压的直流成分消失的方式对逆向变换器进行控制，防止变压器的偏磁现象的发生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018－207785号公报
发明内容
发明要解决的课题
通常，对于这样的电力转换装置，将从逆向变换器输出的第1交流电压分压而生成第2交流电压，对逆向变换器进行控制以使该第2交流电压的直流成分消失。此外，在由逆向变换器生成第1三相交流电压的情况下，将第1三相交流电压用第1～第3分压器分压而生成第2三相交流电压，对逆向变换器进行控制以使作为该第2三相交流电压的线间电压的第3三相交流电压的直流成分消失。
但是，在第1～第3分压器的分压比不相同的情况下，由第1～第3分压器的分压比的误差导致的直流成分包含于第3三相交流电压，不再能够精度良好地控制逆向变换器。
所以，本发明的主要的目的是提供一种在第1～第3分压器的分压比不相同的情况下也能够精度良好地控制逆向变换器的电力转换装置。
用来解决课题的手段
有关本发明的电力转换装置具有逆向变换器、第1～第3分压器、第1～第3电压检测器、第4电压检测器、存储部、修正部和控制部。逆向变换器将直流电压转换为第1三相交流电压。第1～第3分压器将第1三相交流电压分压，生成第2三相交流电压。第1～第3电压检测器检测作为第2三相交流电压的线间电压的第3三相交流电压。第4电压检测器检测第1三相交流电压的中性点电压。存储部存储与第1～第3分压器的分压比的误差相关联的信息。修正部基于第1～第4电压检测器的检测结果和存储部的存储内容，求出第3三相交流电压中的由分压比的误差导致的直流成分。修正部将求出的直流成分从第3三相交流电压去除，生成第4三相交流电压。控制部以使第4三相交流电压的直流成分消失的方式对逆向变换器进行控制。
发明效果
对于有关本发明的电力转换装置，从逆向变换器输出的第1三相交流电压由第1～第3分压器分压而生成第2三相交流电压，检测作为第2三相交流电压的线间电压的第3三相交流电压和第1三相交流电压的中性点电压。并且，基于这些检测结果和存储部的存储内容，求出第3三相交流电压中的由分压比的误差导致的直流成分，将求出的直流成分从第3三相交流电压去除而生成第4三相交流电压，以使第4三相交流电压的直流成分消失的方式对逆向变换器进行控制。因而，在第1～第3分压器的分压比不相同的情况下也能够精度良好地对逆向变换器进行控制。
附图说明
图1是表示实施方式1的电力转换装置的结构的框图。
图2是表示图1所示的交流滤波器的结构的电路图。
图3是例示图1所示的负载的结构的电路框图。
图4是表示图1所示的控制装置的结构的框图。
图5是表示图4所示的三相分压器及线间电压检测部的结构的电路框图。
图6是表示图5所示的控制部的结构的框图。
图7是表示实施方式1的变更例的主要部的框图。
图8是表示实施方式2的电力转换装置的结构的框图。
图9是表示图8所示的控制装置的结构的框图。
图10是表示图5所示的控制部的结构的框图。
具体实施方式
[实施方式1]
图1是表示实施方式1的电力转换装置的结构的框图。在图1中，该电力转换装置具有逆变器1、交流滤波器2、操作部3、控制装置4及输出端子T1～T3。
逆变器1受从控制装置4供给的控制信号CNT控制。逆变器1例如包括6个IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)和分别与6个IGBT反向并联连接的6个二极管。控制信号CNT包括分别用来使6个IGBT接通及断开的6个栅极信号。6个栅极信号分别是PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号。
逆变器1将从直流电源5供给的直流电压VDC转换为商用频率的三相脉冲信号列Pu、Pv、Pw，向输出节点1a、1b、1c输出。直流电源5既可以是电池，也可以是将从商用交流电源供给的交流电压转换为直流电压的整流器。
图2是表示交流滤波器2的结构的电路图。在图2中，交流滤波器2包括电抗器L1～L3及电容器C1～C3。电抗器L1～L3的一个端子分别与逆变器1的输出节点1a～1c连接，它们的另一个端子分别与输出端子T1～T3连接。电容器C1～C3的一个电极分别与输出端子T1～T3连接，它们的另一个电极都与中性点端子T4连接。
在中性点端子T4与接地电压GND(基准电压)的线路之间，产生中性点电压VN。中性点电压VN是直流电压，根据设置电力转换装置的环境而变动。中性点电压VN由控制装置4检测。
交流滤波器2是低通滤波器，使从逆变器1输出的三相脉冲信号列Pu、Pv、Pw中的商用频率的交流成分通过，将开关频率的信号阻断。换言之，交流滤波器2将三相脉冲信号列Pu、Pv、Pw转换为商用频率的三相交流电压VU、VV、VW(第1三相交流电压)。
三相交流电压VU、VV、VW分别包括交流电压Vu、Vv、Vw和中性点电压VN。即，VU＝Vu+VN，VV＝Vv+VN，VW＝Vw+VN。交流电压Vu、Vv、Vw分别通过商用频率以正弦波状变化。交流电压Vu、Vv、Vw的相位各相差120度。三相交流电压VU、VV、VW的瞬时值由控制装置4检测。
回到图1，在输出端子T1～T3上连接负载6。负载6由从电力转换装置供给的三相交流电压VU、VV、VW驱动。图3是例示负载6的结构的电路框图。在图3中，负载6包括三相变压器7和负载主体部8。
三相变压器7可以是三角形—三角形方式、三角形—星形方式、星形—三角形方式及星形—星形方式中的任一个。在图3中表示了三角形—三角形方式的三相变压器7。
三相变压器7包括1次端子T11～T13、2次端子T14～T16、1次绕组7a～7c及2次绕组7d～7f。1次端子T11～T13分别接收通过交流滤波器2后的三相交流电压VU、VV、VW。2次端子T14～T16与负载主体部8连接。
1次绕组7a～7c的一个端子分别与1次端子T11、T12、T13连接，它们的另一个端子分别与1次端子T12、T13、T11连接。2次绕组7d～7f的一个端子分别与2次端子T14、T15、T16连接，它们的另一个端子分别与2次端子T15、T16、T14连接。
对于2次端子T14～T16，输出与三相交流电压VU、VV、VW的交流成分Vu、Vv、Vw对应的电平的三相交流电压Va、Vb、Vc。负载主体部8受从三相变压器7供给的三相交流电压Va～Vc驱动。
另外，如果对三相变压器7的1次绕组7a～7c施加三相交流电压VU、VV、VW而在绕组7a～7f中流过电流，则在铁芯(未图示)内产生磁通。将在铁芯内的磁通中产生直流成分称作偏磁。如果发生偏磁，则三相变压器7的励磁电流增大，有可能三相交流电压VU、VV、VW的波形劣化，或在三相变压器7流过过电流而使电力转换器损坏。因而，对于这样的电力转换装置，需要防止在三相变压器7发生偏磁现象。
回到图1，操作部3包括由电力转换装置的使用者操作的多个开关及多个按钮、显示各种信息的图像显示部等。电力转换装置的使用者能够通过对操作部3进行操作，从而将电力转换装置的电源接通及断开，或选择误差检测模式及运转模式中的某个模式。
在指定误差检测模式的执行的情况下操作部3输出误差检测信号S1，在指定负载6的运转的情况下操作部3输出运转指令信号S2，在指定负载6的运转的停止的情况下操作部3输出运转停止信号S3。控制装置4基于来自操作部3的信号S1～S3、三相交流电压VU、VV、VW、中性点电压VN等，生成控制信号CNT并向逆变器1给出。关于误差检测模式在后面叙述。
图4是表示控制装置4的结构的框图。在图4中，控制装置4包括三相分压器10、线间电压检测器11、电压检测器12、LPF(Low Pass Filter，低通滤波器)13、运算控制部14、存储部15、减法部16及控制部17。
三相分压器10将输出到输出端子T1～T3(图1)的三相交流电压VU、VV、VW分压，生成三相交流电压V1～V3(第2三相交流电压)。线间电压检测器11检测三相交流电压V1～V3的线间电压V12＝V1－V2、V23＝V2－V3、V31＝V3－V1，输出表示线间电压V12、V23、V31(第3三相交流电压)的检测值的三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu。
图5是表示三相分压器10及线间电压检测器11的结构的电路框图。在图5中，三相分压器10包括分压器21～23。分压器21包括电阻元件21a、21b及监视器端子21c。电阻元件21a的一个端子接收交流电压VU＝Vu+VN，其另一个端子与监视器端子21c连接。电阻元件21b的一个端子与监视器端子21c连接，其另一个端子接收接地电压GND(基准电压)。如果设电阻元件21a、21b的电阻值分别为R1、R2，则分压器21的分压比A成为A＝R2/(R1+R2)。从监视器端子21c输出交流电压V1＝(Vu+VN)A。
分压器22包括电阻元件22a、22b及监视器端子22c。电阻元件22a的一个端子接收交流电压VV＝Vv+VN，其另一个端子与监视器端子22c连接。电阻元件22b的一个端子与监视器端子22c连接，其另一个端子接收接地电压GND。如果设电阻元件22a、22b的电阻值分别为R3、R4，则分压器22的分压比B成为B＝R4/(R3+R4)。从监视器端子22c输出交流电压V2＝(Vv+VN)B。
分压器23包括电阻元件23a、23b及监视器端子23c。电阻元件23a的一个端子接收交流电压VW＝Vw+VN，其另一个端子与监视器端子23c连接。电阻元件23b的一个端子与监视器端子23c连接，其另一个端子接收接地电压GND。如果设电阻元件23a、23b的电阻值分别为R5、R6，则分压器23的分压比C成为C＝R6/(R5+R6)。从监视器端子23c输出交流电压V3＝(Vw+VN)C。
线间电压检测器11包括电压检测器24～26。电压检测器24检测分压器21的交流输出电压V1＝(Vu+VN)A与分压器22的交流输出电压V2＝(Vv+VN)B的差的电压V12＝V1－V2＝VuA－VvB+VN(A－B)，将表示检测到的线间电压V12的交流信号Vuv输出。
电压检测器25检测分压器22的交流输出电压V2＝(Vv+VN)B与分压器23的交流输出电压V3＝(Vw+VN)C的差的电压V23＝V2－V3＝VvB－VwC+VN(B－C)，将表示检测到的线间电压V23的交流信号Vvw输出。
电压检测器26检测分压器23的输出电压V3＝(Vw+VN)C与分压器21的输出电压V1＝(Vu+VN)A的差的电压V31＝V3－V1＝VwC－VuA+VN(C－A)，将表示检测到的线间电压V31的交流信号Vwu输出。
实际上，三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu的电压比线间电压V12、V23、V31小，但这里为了说明的简单化，假设三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu的电压与线间电压V12、V23、V31相同。
这样检测线间电压V12、V23、V31，是为了将中性点电压VN去除，由此使逆变器1的控制变得容易。这里，在分压器21、22、23的分压比A、B、C相同的情况下，线间电压V12、V23、V31的直流成分VN(A－B)、VN(B－C)、VN(C－A)都成为0，V12＝(Vu－Vv)A、V21＝(Vv－Vw)A、V31＝(Vw－Vu)A，V12、V23、V31各个只有交流成分。
但是，实际上因为电阻元件21a、21b、22a、22b、23a、23b的制造波动，分压器21、22、23的分压比A、B、C不一致，在分压比A、B、C中产生误差E1＝A－B、E2＝B－C、E3＝C－A。
因此，线间电压V12、V23、V31具有由分压比A、B、C的误差E1、E2、E3导致的直流成分VN×E1、VN×E2、VN×E3。如果基于这样的线间电压V12、V23、V31(即交流信号Vuv、Vvw、Vwu)对逆变器1进行控制，则不能精度良好地控制逆变器1，不能防止三相变压器7的偏磁现象的发生。
所以，在本实施方式1中，检测并存储分压比A、B、C的误差E1、E2、E3，对所存储的误差E1～E3乘以中性点电压VN而求出直流成分VN×E1、VN×E2、VN×E3，基于这些直流成分VN×E1、VN×E2、VN×E3修正线间电压V12、V23、V31(即交流信号Vuv、Vvw、Vwu)。
回到图4，电压检测器12检测中性点电压VN，输出表示其检测值的直流信号Vn。LPF13(直流检测器)从电压检测器24～26输出的三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu中提取直流成分VD1～VD3，向运算控制部14给出。
在检测分压比A、B、C的误差E1、E2、E3的误差检测模式时，电力转换装置的使用者不在输出端子T1～T3(图1)连接负载6，进行调整以使中性点电压VN变高，操作操作部3(图1)，向运算控制部14给出误差检测信号S1。作为使中性点电压VN变高的调整方法，例如存在在中性点端子T4(图2)与接地电压GND的线路之间连接具有高电阻值(例如10kΩ)的电阻器的方法。
在此情况下，在线间电压V12、V23、V31的直流成分中，由分压比A、B、C的误差E1、E2、E3导致的直流成分VN×E1、VN×E2、VN×E3为支配性的。如上所述，由于三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu和线间电压V12、V23、V31是相同的电压，所以能够将三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu的直流成分VD1～VD3看作由分压比A、B、C的误差E1、E2、E3导致的直流成分VN×E1、VN×E2、VN×E3。
运算控制部14响应误差检测信号S1，将信号EN设为激活电平的“H”电平，使控制部17激活，使逆变器1运转。此外，运算控制部14基于由电压检测器12的输出信号Vn表示的中性点电压VN和来自LPF13的直流电压VD1～VD3，求出误差E1＝VD1/VN、E2＝VD2/VN、E3＝VD3/VN，将求出的误差E1、E2、E3向存储部15保存。运算控制部14在将误差E1～E3保存到存储部15之后，将信号EN设为非激活电平的“L”电平，使控制部17非激活化，使逆变器1的运转停止。
在负载6运转的运转模式时，电力转换装置的使用者在输出端子T1～T3(图1)连接负载6，将中性点端子T4用通常的方法接地，操作操作部3(图1)，向运算控制部14给出运转指令信号S2。另外，将中性点端子T4用通常的方法接地，与在中性点端子T4和接地电压GND的线路之间连接具有低电阻值的电阻器等价。
运算控制部14响应运转指令信号S2，将信号EN设为激活电平的“H”电平，使控制部17激活，使逆变器1运转。此外，运算控制部14基于由电压检测器12的输出信号Vn表示的中性点电压VN和存储在存储部15中的误差E1、E2、E3，求出因误差E1、E2、E3导致的直流电压VD1＝VN×E1、VD2＝VN×E2、VD3＝VN×E3，将表示这些直流电压VD1～VD3的直流信号Vd1～Vd3向减法部16给出。
实际上直流信号Vd1～Vd3的电压比直流电压VD1～VD3小，但这里为了说明的简单化，假设直流信号Vd1～Vd3的电压与直流电压VD1～VD3相同。另外，在误差检测模式时，将直流信号Vd1～Vd3设为0V。
在将负载6的运转停止的情况下，电力转换装置的使用者操作操作部3(图1)，向运算控制部14给出运转停止信号S3。运算控制部14响应运转停止信号S3，将信号EN设为非激活电平的“L”电平，使控制部17非激活化，使逆变器1的运转停止。
减法部16从线间电压检测器11给出的三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu减去运算控制部14给出的直流信号Vd1～Vd3，生成三相交流信号Vuvc＝Vuv－Vd1、Vvwc＝Vvw－Vd2、Vwuc＝Vwu－Vd3。运算控制部14及减法部16构成对三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu进行修正而生成三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc(第4三相交流电压)的修正部。
控制部17在信号EN为激活电平的“H”电平的情况下激活，以使残留在从减法部16给出的三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc的直流成分消失的方式生成控制信号CNT，向逆变器1给出。在信号EN是非激活电平的“L”电平的情况下，控制部17非激活化，停止控制信号CNT的生成，停止逆变器1的运转。
图6是表示控制部17的结构的框图。在图6中，控制部17包括直流成分检测器30、电压指令部31及控制信号发生部32。直流成分检测器30分别检测从减法部16(图5)给出的三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc的直流成分Vdc1、Vdc2、Vdc3。
电压指令部31生成三相电压指令信号VC1、VC2、VC3。电压指令信号VC1～VC3分别是正弦波状。电压指令信号VC1～VC3的相位各相差120度。电压指令部31分别对电压指令信号VC1、VC2、VC3的波形进行控制，以使直流成分Vdc1、Vdc2、Vdc3消失。
控制信号发生部32在信号EN为激活电平的“H”电平的情况下激活，比较电压指令信号VC1～VC3与三角波信号的高低，基于比较结果生成多个(例如6个)PWM信号，将这些PWM信号作为控制信号CNT向逆变器1输出。在信号EN为非激活电平的“L”电平的情况下，控制信号发生部32非激活化，停止控制信号CNT的生成，停止逆变器1的运转。
接着，对该电力转换装置的使用方法及动作进行说明。对于该电力转换装置，首先执行误差检测模式，检测分压器21～23(图5)的分压比A～C的误差E1＝A－B、E2＝B－C、E3＝C－A并向存储部15(图4)保存。
电力转换装置的使用者不在输出端子T1～T3(图1)连接负载6，以使中性点电压VN变高的方式进行调整，操作操作部3而向运算控制部14给出误差检测信号S1，使控制部17使逆变器1运转。
从直流电源5供给的直流电压VDC被逆变器1及交流滤波器2转换为三相交流电压VU＝Vu+VN、VV＝Vv+VN、VW＝Vw+VN。三相交流电压VU、VV、VW被分压器21～23(图5)分压。
由分压器21～23生成的三相交流电压V1＝(Vu+VN)A、V2＝(Vv+VN)B、V3＝(Vw+VN)C的线间电压V12＝V1－V2、V23＝V2－V3、V31＝V3－V1由电压检测器24～26检测，生成表示线间电压V12、V23、V31的三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu。三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu分别为Vuv＝VuA－VvB+VN×E1，Vvw＝VvB－VwC+VN×E2，Vwu＝VwC－VuA+VN×E3。
三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu的直流成分VD1＝VN×E1、VD2＝VN×E2、VD3＝VN×E3由LPF13提取并向运算控制部14给出。由电压检测器12检测中性点电压VN，向运算控制部14给出表示中性点电压VN的信号Vn。
运算控制部14将直流成分VD1～VD3除以中性点电压VN而求出分压比A～C的误差E1～E3，将求出的误差E1～E3向存储部15(图4)保存。由此，能够进行负载6的运转。
在负载6运转的情况下，电力转换装置的使用者在输出端子T1～T3(图1)连接负载6，将中性点端子T4用通常的方法接地，操作操作部3(图1)，向运算控制部14给出运转指令信号S2，使控制部17使逆变器1运转。
从直流电源5供给的直流电压VDC被逆变器1及交流滤波器2转换为三相交流电压VU＝Vu+VN、VV＝Vv+VN、VW＝Vw+VN并向负载6供给，负载6运转。三相交流电压VU、VV、VW被分压器21～23(图5)分压。
由分压器21～23生成的三相交流电压V1＝(Vu+VN)A、V2＝(Vv+VN)B、V3＝(Vw+VN)C的线间电压V12＝V1－V2、V23＝V2－V3、V31＝V3－V1由电压检测器24～26检测，生成表示线间电压V12、V23、V31的三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu。
由电压检测器12检测中性点电压VN，向运算控制部14给出表示中性点电压VN的信号Vn。运算控制部14对存储在存储部15(图4)的分压比A～C的误差E1～E3乘以中性点电压VN，求出由分压比A～C的误差E1～E3导致的直流电压VD1～VD3(即直流信号Vd1～Vd3)。
通过减法部16从线间电压检测器11给出的三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu减去运算控制部14给出的直流信号Vd1～Vd3，生成三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc。控制部17通过以使残留在从减法部16给出的三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc的直流成分消失的方式生成控制信号CNT并向逆变器1给出，防止三相变压器7的偏磁现象的发生。
在停止负载6的运转的情况下，电力转换装置的使用者对操作部3(图1)进行操作，向运算控制部14给出运转停止信号S3，使控制部17非激活化，使逆变器1的运转停止。
如以上这样，在该实施方式1中，将分压器21～23的分压比A～C的误差E1～E3存储在存储部15中，将中性点电压VN与误差E1～E3相乘，求出因误差E1～E3导致的直流成分Vd1～Vd3，将该直流成分Vd1～Vd3从三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu去除而生成三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc，对逆变器1进行控制以使该三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc的直流成分消失。因而，在分压器21～23的分压比A～C不相同的情况下，也能够精度良好地控制逆变器1。
图7是表示作为实施方式1的变更例的电力转换装置的主要部的框图，是与图4进行对比的图。参照图7，该电力转换装置与实施方式1的电力转换装置不同的点是通过控制装置4A替换控制装置4。控制装置4A将控制装置4的LPF13去除，通过运算控制部14A替换运算控制部14。
对于该电力转换装置，预先求出分压器21～23的分压比A～C的误差E1～E3，保存在存储部15中。例如，检测分压器21～23中包括的电阻元件21a、21b、22a、22b、23a、23b的电阻值R1～R6，根据检测出的电阻值R1～R6求出分压器21～23的分压比A＝R2/(R1+R2)、B＝R4/(R3+R4)、C＝R6/(R5+R6)，根据求出的分压比A～C，求出误差E1＝A－B、E2＝B－C、E3＝C－A，将求出的误差E1～E3向存储部15写入。
因而，对于该电力转换装置，不执行检测分压比A～C的误差E1～E3而向存储部15保存的误差检测模式，不导入误差检测信号S1。运算控制部14A对存储在存储部15中的分压比A～C的误差E1～E3乘以中性点电压VN，求出因分压比A～C的误差E1～E3导致的直流电压Vd1～Vd3并向减法部16给出。在该变更例中，也能得到与实施方式1相同的效果。
[实施方式2]
图8是表示本发明的实施方式2的电力转换装置的结构的框图，是与图1进行对比的图。参照图8，该电力转换装置与实施方式1的电力转换装置不同的点是，追加了电流检测器41～43，将控制装置4替换为控制装置4B。
电流检测器41～43分别设置在交流滤波器2与输出端子T1～T3之间，分别检测从交流滤波器2向负载6流动的三相交流电流IU、IV、IW，将表示检测值的信号φ41～φ43向控制装置4B输出。
控制装置4B基于来自操作部3的信号S1～S3、三相交流电压VU、VV、VW、中性点电压VN、电流检测器41～43的输出信号φ41～φ43等，生成控制信号CNT，向逆变器1给出。
图9是表示控制装置4B的结构的框图，是与图4进行对比的图。参照图9，控制装置4B与控制装置4不同的点是，分别将运算控制部14及控制部17替换为运算控制部14B及控制部17A，追加了LPF44。LPF44(第1直流检测器)接收电流检测器41～43的输出信号φ41～φ43，使接收的信号φ41～φ43的直流成分ID1～ID3通过运算控制部14B。
在检测与分压比A、B、C的误差E1、E2、E3关联的信息的误差检测模式时，电力转换装置的使用者在输出端子T1～T3(图1)连接负载6，操作操作部3(图1)，向运算控制部14B给出误差检测信号S1。
运算控制部14响应误差检测信号S1，首先将信号EN设为激活电平的“H”电平，使控制部17A激活，使逆变器1运转。在此情况下，运算控制部14B不输出直流信号Vd1～Vd3。因而，三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu直接成为三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc。控制部17A以使三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc的直流成分VD1＝VN×E1、VD2＝VN×E2、VD3＝VN×E3消失的方式对逆变器1进行控制。
此外，由LPF44提取电流检测器41～43的输出信号φ41～φ43的直流成分ID1～ID3，向运算控制部14B给出。该直流成分ID1～ID3由以使三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc(即三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu)的直流成分VD1～VD3消失的方式对逆变器1进行控制而导致，由分压器21～23的分压比A～C的误差E1～E3导致。
误差E1～E3越大，三相交流信号φ41～φ43的直流成分ID1～ID3越大。因而，误差E1～E3由直流成分ID1～ID3的函数f1(ID1)、f2(ID2)、3(ID3)表示。
如果以E1＝K1×ID1、E2＝K2×ID2、E3＝K3×ID3进行近似，则成为K1＝E1/ID1＝VD1/(ID1×VN)，K2＝E2/ID2＝VD2/(ID2×VN)，K3＝E3/ID3＝VD3/(ID3×VN)。
接着，运算控制部14B向控制部17A输出指令信号S4。控制部17A响应指令信号S4，对逆变器1进行控制，使电流检测器41～43的输出信号φ41～φ43的直流成分ID1～ID3减少为规定比例(例如1/2)。如果信号φ41～φ43的直流成分ID1～ID3减少，则三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu的直流成分VD1～VD3显现。由LPF13(第2直流检测器)提取直流成分VD1～VD3，向运算控制部14B给出。
此外，由电压检测器12检测中性点电压VN，向运算控制部14B给出表示中性点电压VN的信号Vn。运算控制部14B基于直流成分VD1～VD3、直流成分ID1～ID3、中性点电压VN和上述数式，求出系数K1～K3，将这些系数K1～K3向存储部15保存。运算控制部14B在将系数K1～K3保存到存储部15之后，将信号EN设为非激活电平的“L”电平，使控制部17A非激活化，使逆变器1的运转停止。由此，能够进行负载6的运转。
图10是表示控制部17A的结构的框图，是与图6进行对比的图。参照图10，控制部17A与控制部17(图6)不同的点是通过电压指令部31A替换电压指令部31。
电压指令部31A与电压指令部31不同的点是，响应指令信号S4，以使电流检测器41～43的输出信号φ41～φ43的直流成分ID1～ID3减少到规定比例(例如1/2)的方式分别对电压指令信号VC1、VC2、VC3的波形进行控制。控制部17A的其他动作与控制部17相同，所以不重复该说明。
在负载6运转的情况下，电力转换装置的使用者操作操作部3(图1)，向运算控制部14B给出运转指令信号S2。运算控制部14B将信号EN设为激活电平的“H”电平，使控制部17A使逆变器1运转。
从直流电源5供给的直流电压VDC被逆变器1及交流滤波器2转换为三相交流电压VU＝Vu+VN、VV＝Vv+VN、VW＝Vw+VN并向负载6供给，负载6运转。三相交流电压VU、VV、VW被分压器21～23(图5)分压。
通过电压检测器24～26检测由分压器21～23生成的三相交流电压V1＝(Vu+VN)A、V2＝(Vv+VN)B、V3＝(Vw+VN)C的线间电压V12＝V1－V2、V23＝V2－V3、V31＝V3－V1，生成表示线间电压V12、V23、V31的三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu。
由电压检测器12检测中性点电压VN，向运算控制部14B给出表示中性点电压VN的信号Vn。运算控制部14B对存储在存储部15(图4)中的系数K1～K3乘以直流成分ID1～ID3，求出分压器21～23的分压比A～C的误差E1＝K1×ID1、E2＝K2×ID2、E3＝K3×ID3。进而，运算控制部14B对误差E1～E3乘以中性点电压VN，求出由分压比A～C的误差E1～E3导致的直流电压VD1～VD3(即直流信号Vd1～Vd3)。
通过减法部16从线间电压检测器11给出的三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu减去运算控制部14B给出的直流信号Vd1～Vd3，生成三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc。控制部17A通过以使残留在减法部16给出的三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc的直流成分消失的方式生成控制信号CNT并向逆变器1给出，从而防止三相变压器7的偏磁现象的发生。
如以上这样，在该实施方式2中，将系数K1～K3存储在存储部15中，基于存储的系数K1～K3、三相交流信号φ41～φ43的直流成分ID1～ID3和中性点电压VN，求出由误差E1～E3导致的直流信号Vd1～Vd3，将该直流信号Vd1～Vd3从三相交流信号Vuv、Vvw、Vwu中去除而生成三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc，以使该三相交流信号Vuvc、Vvwc、Vwuc的直流成分消失的方式对逆变器1进行控制。因而，在分压器21～23的分压比A～C不相同的情况下，也能够精度良好地对逆变器1进行控制。
另外，在该实施方式2中，将E1＝f1(ID1)、E2＝f2(ID2)、E3＝f3(ID3)近似为E1＝K1×ID1、E2＝K2×ID2、E3＝K3×ID3，将系数K1、K2、K3保存在存储部15，但并不限于此，也可以将函数f1(ID1)、f2(ID2)、f3(ID3)保存到存储部15。在此情况下，运算控制部14B基于存储在存储部15(图4)中的函数f1(ID1)、f2(ID2)、f3(ID3)和直流成分ID1～ID3，求出分压器21～23的分压比A～C的误差E1＝f1(ID1)、E2＝f2(ID2)、E3＝f3(ID3)。
此次公开的实施方式在全部的方面都是例示，而不应被认为是限制性的。本发明不是由上述的说明而是由权利要求书表示，意味着包含与权利要求书等价的意义及范围内的全部变更。
标号说明
1逆变器；2交流滤波器；3操作部；4、4A、4B控制装置；T1～T3输出端子；T4中性点端子；5直流电源；6负载；L1～L3电抗器；C1～C3电容器；7三相变压器；T11～T13 1次端子；T14～T16 2次端子；7a～7c 1次绕组；7d～7f 2次绕组；8负载主体部；10三相分压器；11线间电压检测器；12、24～26电压检测器；13、44LPF；14、14A、14B运算控制部；15存储部；16减法部；17、17A控制部；21～23分压器；21a～23a、21b～23b电阻元件；21c～23c监视器端子；30直流成分检测器；31、31A电压指令部；32控制信号发生部；41～43电流检测器。

Claims (8)

1.一种电力转换装置，其具有：
逆向变换器，将直流电压转换为第1三相交流电压；
第1～第3分压器，将所述第1三相交流电压分压，生成第2三相交流电压；
第1～第3电压检测器，检测作为所述第2三相交流电压的线间电压的第3三相交流电压；
第4电压检测器，检测所述第1三相交流电压的中性点电压；
存储部，存储有与所述第1～第3分压器的分压比的误差相关联的信息；
修正部，基于所述第1～第4电压检测器的检测结果和所述存储部的存储内容，求出所述第3三相交流电压中的由所述分压比的误差导致的直流成分，将求出的直流成分从所述第3三相交流电压中去除，生成第4三相交流电压；以及
控制部，以使所述第4三相交流电压的直流成分消失的方式对所述逆向变换器进行控制。
2.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
存储在所述存储部中的所述信息包括所述第1及第2分压器的分压比的第1误差、所述第2及第3分压器的分压比的第2误差和所述第3及第1分压器的分压比的第3误差；
所述修正部通过对由所述第4电压检测器检测出的所述中性点电压乘以存储在所述存储部中的所述第1～第3误差，从而求出所述第3三相交流电压中的由所述分压比的误差导致的直流成分。
3.如权利要求2所述的电力转换装置，其中，
还具有检测所述第3三相交流电压的直流成分的直流检测器；
所述第1～第3误差是通过在未在所述逆向变换器连接负载的状态下使所述逆向变换器运转、将由所述直流检测器检测出的所述第3三相交流电压的直流成分除以由所述第4电压检测器检测出的所述中性点电压而求出的。
4.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
向负载供给所述第1三相交流电压；
所述电力转换装置还具有：
第1～第3电流检测器，检测从所述逆向变换器流向所述负载的三相交流电流；以及
第1直流检测器，检测由所述第1～第3电流检测器检测出的所述三相交流电流的直流成分；
存储在所述存储部中的所述信息包含所述第1～第3系数；
所述修正部通过将由所述第4电压检测器检测出的所述中性点电压乘以所述第1～第3系数、再乘以由所述第1直流检测器检测出的所述三相交流电流的直流成分，从而求出所述第3三相交流电压中的由所述分压比的误差导致的直流成分。
5.如权利要求4所述的电力转换装置，其中，
所述电力转换装置还具有检测所述第3三相交流电压的直流成分的第2直流检测器；
所述第1～第3系数是通过以下方法求出的，即，在所述逆向变换器连接有负载的状态下，以使由所述第1～第3电压检测器检测出的所述第3三相交流电压的直流成分消失的方式对所述逆向变换器进行控制后，以使由所述第1直流检测器检测出的所述三相交流电流的直流成分减少的方式对所述逆向变换器进行控制，将由所述第2直流检测器检测出的所述第3三相交流电压的直流成分除以由所述第1直流检测器检测出的所述三相交流电流的直流成分，再除以由所述第4电压检测器检测出的所述中性点电压。
6.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述逆向变换器包括：
逆变器，将所述直流电压转换为三相脉冲信号列；以及
交流滤波器，将所述三相脉冲信号列转换为所述第1三相交流电压，向第1～第3输出端子输出；
所述交流滤波器包括第1～第3电抗器和第1～第3电容器；
所述第1～第3电抗器的一个端子分别接收所述三相脉冲信号列，它们的另一个端子分别与所述第1～第3输出端子连接；
所述第1～第3电容器的一个电极分别与所述第1～第3输出端子连接，它们的另一个电极都接收所述中性点电压。
7.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述第1分压器包括第1及第2电阻元件；
所述第2分压器包括第3及第4电阻元件；
所述第3分压器包括第5及第6电阻元件；
所述第1、第3及第5电阻元件的一个端子分别与所述逆向变换器的第1～第3输出端子连接，它们的另一个端子分别与第1～第3监视器端子连接；
所述第2、第4及第6电阻元件的一个端子分别与所述第1～第3监视器端子连接，它们的另一个端子都接收基准电压；
所述第1电压检测器检测所述第1及第2监视器端子间的电压；
所述第2电压检测器检测所述第2及第3监视器端子间的电压；
所述第3电压检测器检测所述第3及第1监视器端子间的电压。
8.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
向负载供给所述第1三相交流电压；
所述负载包括：
负载主体部；以及
三相变压器，将所述第1三相交流电压向所述负载主体部传输。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06133559A (ja) * 1992-10-16 1994-05-13 Mazda Motor Corp 電圧型ｐｗｍインバータ
US5450306A (en) * 1992-12-07 1995-09-12 Square D Company Closed loop pulse width modulator inverter with volt-seconds feedback control
US20050281067A1 (en) * 2004-06-21 2005-12-22 Ballard Power Systems Corporation System and method for unbalanced independent AC phase voltage control of a 3-phase, 4-wire output DC/AC inverter
US20170131340A1 (en) * 2013-10-08 2017-05-11 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for ground fault detection
JP2018207785A (ja) * 2018-10-04 2018-12-27 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換器
JP2019154181A (ja) * 2018-03-05 2019-09-12 株式会社デンソー モータ制御装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3341651B2 (ja) * 1997-10-27 2002-11-05 松下電器産業株式会社 三線電路電圧検出装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06133559A (ja) * 1992-10-16 1994-05-13 Mazda Motor Corp 電圧型ｐｗｍインバータ
US5450306A (en) * 1992-12-07 1995-09-12 Square D Company Closed loop pulse width modulator inverter with volt-seconds feedback control
US20050281067A1 (en) * 2004-06-21 2005-12-22 Ballard Power Systems Corporation System and method for unbalanced independent AC phase voltage control of a 3-phase, 4-wire output DC/AC inverter
US20170131340A1 (en) * 2013-10-08 2017-05-11 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for ground fault detection
JP2019154181A (ja) * 2018-03-05 2019-09-12 株式会社デンソー モータ制御装置
JP2018207785A (ja) * 2018-10-04 2018-12-27 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換器

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