JP2011050235A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換装置において、複数のスイッチング素子(Sp,Sn)を制御することで可変電圧可変周波数の交流電圧を出力する電力変換部(インバータ回路)(4)を設ける。また、インバータ回路(4)の出力電圧の指令に応じて各スイッチング素子(Sp,Sn)のオン時間を定め、各スイッチング素子(Sp,Sn)をスイッチングする制御部(10)を設ける。そして、制御部(10)では、前記出力電圧から定まる各スイッチング素子(Sp,Sn)のオン時間に基づいて推定した出力電圧を、スイッチング素子(Sp,Sn)のオン電圧降下に基づいて補正する。
【選択図】図1
Description
複数のスイッチング素子(Sp,Sn)を制御することで可変電圧可変周波数の交流電圧を出力する電力変換部(4)と、
前記電力変換部(4)の出力電圧の指令に応じて各スイッチング素子(Sp,Sn)のオン時間を定め、各スイッチング素子(Sp,Sn)をスイッチングする制御部(10)と、
を備え、
前記制御部(10)は、各スイッチング素子(Sp,Sn)のオン時間に基づいて推定した出力電圧を、前記スイッチング素子(Sp,Sn)のオン電圧降下に基づいて補正を行うことを特徴とする。
第1の発明の電力変換装置において、
上記電力変換部(4)は、入力された交流電圧を直接スイッチングすることで、可変電圧可変周波数の交流電圧へ変換するマトリックスコンバータであることを特徴とする。
第1又は第2の発明の電力変換装置において、
それぞれのスイッチング素子(Sp,Sn)は、逆導通可能であり、
前記制御部(10)は、前記スイッチングによって、前記電力変換部(4)に同期整流を行わせることを特徴とする。
第3の発明の電力変換装置において、
上記スイッチング素子(Sp,Sn)は、ユニポーラ素子からなることを特徴とする。
第1から第4の発明うちの何れか1つの電力変換装置において、
前記制御部(10)は、前記電力変換部(4)の出力電流と、該出力電流に応じた前記オン電圧降下とを対応させたテーブルに基づいて、前記補正を行うことを特徴とする。
第1から第5の発明うちの何れか1つの電力変換装置において、
それぞれのスイッチング素子(Sp,Sn)は、ワイドバンドギャップ半導体で形成されていることを特徴とする。
まず、本発明に関連する技術(電力変換装置)について説明する。
図1に本発明の関連技術に係る電力変換装置(1)を示す。この電力変換装置(1)は、コンバータ回路(2)とコンデンサ回路(3)とインバータ回路(4)とを備えている。なお、上記電力変換装置(1)は、例えば空気調和装置の冷媒回路に設けられた圧縮機の電動機(5)(以下、モータともいう)を駆動するために用いられる。ここで、空気調和装置の冷媒回路は、特に図示しないが、圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とが閉回路を構成するように接続されてなり、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うように構成されている。この冷媒回路によって、冷房運転では、蒸発器で冷却された空気が室内へ供給され、暖房運転では、凝縮器で加熱された空気が室内へ供給される。
次に、インバータ回路(4)の出力電圧に対するオン電圧降下の補償(オン電圧補償)について説明する。なお、以下の説明では、説明簡略化のために、図2に示すように、直流電源としてのコンデンサ(3a)と、直列に接続された2つのスイッチング素子とからなる回路を用いて説明する。なお、2つのスイッチング素子を区別するために、以下の説明において、各スイッチング素子の符号はSp,Snとする。
以上のように、本関連技術では、インバータ回路(4)の出力電圧から決まる各スイッチング素子(Sp,Sn)のオン時間を、スイッチング素子(Sp,Sn)のオン電圧降下に基づいて補正するようにした。具体的には、スイッチング制御部(11)において、電圧指令を決定する際に、上記オン電圧降下を考慮する。これにより、平均出力電圧Vを電圧指令Vo*における平均電圧と一致させることができ、上記スイッチング素子(Sp,Sn)のオン電圧降下による出力電圧の誤差を低減することができる。すなわち、本関連技術では、出力電圧の推定精度を向上させることが可能になる。そして、これにより、出力電圧の推定値に基づいた、センサレス制御をより高精度に行うことが可能になる。
以下で、本発明の実施形態について説明する。この実施形態は、インバータ制御部(15)の出力電圧演算部(16)の構成及びオン電圧補償の方法が上記関連技術とは異なる。以下の説明において、関連技術と同一の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ説明する。
以上より、この実施形態によれば、出力電圧を計算によって求める際に、スイッチング素子(Sp,Sn)のオン電圧降下分Vsを考慮することにより、実際の平均出力電圧Vと同じ出力電圧演算値V’を求めることができ、出力電圧の計算精度の向上を図れる。
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
3 コンデンサ回路
3a コンデンサ
4 インバータ回路
4a スイッチング部
5 電動機
10 制御部
11 スイッチング制御部
15 インバータ制御部
16 出力電圧演算部
S、Sp、Sn スイッチング素子
D、Dp、Dn ダイオード
gp、gn ゲート端子
Claims (6)
- 複数のスイッチング素子(Sp,Sn)を制御することで可変電圧可変周波数の交流電圧を出力する電力変換部(4)と、
前記電力変換部(4)の出力電圧の指令に応じて各スイッチング素子(Sp,Sn)のオン時間を定め、各スイッチング素子(Sp,Sn)をスイッチングする制御部(10)と、
を備え、
前記制御部(10)は、各スイッチング素子(Sp,Sn)のオン時間に基づいて推定した出力電圧を、前記スイッチング素子(Sp,Sn)のオン電圧降下に基づいて補正を行うことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1の電力変換装置において、
上記電力変換部(4)は、入力された交流電圧を直接スイッチングすることで、可変電圧可変周波数の交流電圧へ変換するマトリックスコンバータであることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1又は2の電力変換装置において、
それぞれのスイッチング素子(Sp,Sn)は、逆導通可能であり、
前記制御部(10)は、前記スイッチングによって、前記電力変換部(4)に同期整流を行わせることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項3の電力変換装置において、
上記スイッチング素子(Sp,Sn)は、ユニポーラ素子からなることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1から請求項4のうちの何れか1つの電力変換装置において、
前記制御部(10)は、前記電力変換部(4)の出力電流と、該出力電流に応じた前記オン電圧降下とを対応させたテーブルに基づいて、前記補正を行うことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1から請求項5のうちの何れか1つの電力変換装置において、
それぞれのスイッチング素子(Sp,Sn)は、ワイドバンドギャップ半導体で形成されていることを特徴とする電力変換装置。
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