JP5675567B2 - 電力変換装置、電動機駆動装置及び空気調和機 - Google Patents
電力変換装置、電動機駆動装置及び空気調和機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5675567B2 JP5675567B2 JP2011261179A JP2011261179A JP5675567B2 JP 5675567 B2 JP5675567 B2 JP 5675567B2 JP 2011261179 A JP2011261179 A JP 2011261179A JP 2011261179 A JP2011261179 A JP 2011261179A JP 5675567 B2 JP5675567 B2 JP 5675567B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- phase
- current
- power conversion
- stop
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
-
- 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
- H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
-
- 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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
Description
本実施形態に係る電力変換装置は、PWM制御のパルス信号を用いて直流電力を交流電力に変換する電力変換回路(インバータ)と、電力変換回路に流れる電流を検出してその電力変換回路をベクトル制御するベクトル制御部とを備えている。さらに、電力変換回路に流れる電流位相のゼロクロス点を基準として定められた区間のパルス信号を停止させて、同相の上下アームのスイッチ素子を停止させる開放相区間を設けている。これにより、PWM制御時のスイッチング回数を低減させてスイッチング損失を低下させることができると共に、開放相区間を設けることで電流位相のゼロクロス点によって、電動機の磁石位置の正確な位置情報を取得することができる。その結果、安定したベクトル制御を行って、電力変換回路(インバータ)および電動機の効率を向上させることが可能となる。
図1は、第1実施形態に係るPWM制御方式の電力変換装置1aの回路構成を示している。第1実施形態の電力変換装置1aでは、図1に示すように、PWM制御で駆動する三相インバータからなる電力変換回路4によって、永久磁石同期電動機である交流電動機3をベクトル制御で駆動する場合において、電力変換回路4のパルス信号に相パルス停止区間(すなわち、開放相区間)を設けたときの制御方法について説明する。
図1に示すように、電力変換装置1aは、直流電力を交流電力に変換する3相インバータからなる電力変換回路4と、電力変換回路4に接続された交流電動機(電動機)3に流れる電動機電流を検出する相電流検出部6と、相電流検出部6で検出された相電流情報(電流)6Aに基づいてPWM制御を行うパルス信号を用いてベクトル制御を行う制御装置5aとを備えて構成される。また、電力変換回路4は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)とダイオードとが逆並列された三相構成の半導体スイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnから構成された電力変換主回路41と、パルス制御部7からのパルス信号7Aに基づいて電力変換主回路41のIGBTへ供給されるゲート信号を発生するゲート・ドライバ42とを備えて構成される。
ここで、第1実施形態の電力変換装置1aにおけるPWM制御時のスイッチング動作を明確化するため、従来方式を用いた比較例の電力変換装置1b(図6参照)におけるPWM制御について、図2および図6を用いて説明する。図2は、比較例における、交流電動機3に流れる交流電圧、交流電流およびパルス信号の関係を示す波形図であり、横軸に電圧位相、縦軸に電圧,電流およびパルス信号の各レベルを示している。また、図6は、比較例のPWM制御方式の電力変換装置1bの回路構成を示している。なお、図6において、図1と同じ符号の要素は同じ機能を有している。また、ベクトル制御部8が行うベクトル制御は図1の場合と同様の制御方法である。
以下の説明においては、PWM制御を行うパルス信号のスイッチング動作を一時停止させるパルス停止制御部9(図1参照)の動作について、図1と図3を用いて説明する。したがって、比較例で述べたPWM制御の基本的な動作については、重複を避けるために説明を省略する。
図4は、第1実施形態の電力変換装置1aを備える実機を駆動した場合の、U相電圧,U相電流、およびパルス信号の関係を示す波形図であり、横軸に電圧位相、縦軸に電圧,電流、およびパルス信号の各レベルを示している。すなわち、図4は、第1実施形態による電流のゼロクロス点を含んだ近傍に相パルス停止区間を設けた手法で、二相変調型PWM制御方式において相パルス停止区間を設定して実機を駆動した場合の電圧,電流およびパルス信号を示している。
図5は、第1実施形態の電力変換装置1aによる、相パルス停止区間(開放相区間)δに対する電力変換回路損失,電動機損失およびそれらを足し合わせた総合損失の関係を示す特性図であり、横軸に相パルス停止区間(開放相区間)δ、縦軸に損失を表わしている。すなわち、図5は、パルス停止制御部9で設定する相パルス停止区間δと電力変換回路4の損失,交流電動機3の損失およびこれらの二つの損失を合わせた総合損失の特性を示している。
ここで、第1実施形態の変形例として、相パルス停止区間δを1サイクル区間の片方のみとする場合と、相パルス停止区間の位相を固定の状態にする場合とについて説明する。図7は、第1実施形態の変形例に係る電力変換装置における、電動機に流れる交流電圧,交流電流およびパルス信号と、相パルス停止制御信号との関係を示す波形図であり、横軸に電圧位相θv、縦軸に電圧,電流,パルス信号および開放相制御信号の各レベルを表している。
第2実施形態では、第1実施形態のように相パルス停止区間δを設けたPWM制御方式と、相パルス停止区間δを設けない通常のPWM制御方式との切り替えについて説明する。
第3実施形態では、第1実施形態の電力変換装置1aおよび第2実施形態の電力変換装置11を空気調和機の圧縮機駆動に適用した場合について、説明する。
図12は、第1実施形態における、交流電動機3に流れる交流電圧,交流電流およびパルス信号と、相パルス停止制御信号との関係を示す波形図を拡大して示したものである。図12における相パルス停止制御信号は、常に1となっている。また、指令電圧を生成するベクトル制御部8はパルス幅が極小とならない指令を生成するため、図12においてパルス信号GPU+,GPU-のパルス幅が極小となることはない。
第5実施形態は、第4実施形態におけるパルス幅判定部12が、相パルス起動/停止指令12Aを第4実施形態とは別の方法で生成する。図18は、PWMキャリア信号と印加電圧指令V*とを示しており、代表としてU相印加電圧指令Vu*を示している。図18に示すデッドタイム区間Eはパルス信号GPU+とGPU-が同時にオンとなる(上下アーム短絡する)区間がないようにするために設けられる区間である。第5実施形態では、パルス幅判定部12は、パルス停止制御部9が出力する相パルス停止制御信号9Aをデッドタイム区間E内にパルス制御部7へ伝える役割を持つ。パルス制御部7は、相パルス起動/停止指令12Aに従ってPWMスイッチング状態とパルス停止状態との切り替えを行うが、このとき、パルス信号GPU+とGPU-は共にオフとなっているタイミングであるため、相パルスの切り替えを行っても極小幅パルスが出ることはない。
2 直流電源
3 交流電動機(電動機)
4 電力変換回路
5,5a,5b 制御装置
6 相電流検出部(電流検出部)
6A 相電流情報(電流)
7 パルス制御部
7A パルス信号
8 ベクトル制御部
8A 位相情報(電流位相)
8B 回転速度情報
9,91 パルス停止制御部
9A,91A 相パルス停止制御信号(パルス停止制御信号)
10 直流母線電流検出部(電流検出部)
10A 直流母線電流情報(電流)
12 パルス幅判定部
12A パルス起動/停止指令
41 電力変換主回路
42 ゲート・ドライバ
100 空気調和機
101 室外機
102 室内機
103 配管
104 圧縮機
105 圧縮機駆動電動機
106 電動機駆動装置
107,108 熱交換器
109 送風機
V* 印加電圧指令(指令電圧)
δ 相パルス停止区間
P1,P2,P3,P4 開放相制御信号切替時のパルス
C,D 相パルス停止制御信号切替禁止区間
E デッドタイム区間
Claims (4)
- ベクトル制御方式を用いて、PWM制御によって電力変換を行う電力変換装置であって、
前記PWM制御を行うためのパルス信号を出力するパルス制御部と、
前記パルス制御部から出力されたパルス信号を用いて、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された電流に基づいてベクトル制御を行い、前記パルス制御部への指令電圧を生成するベクトル制御部と、
前記電力変換回路の電流位相を基準とするパルス停止区間で前記パルス信号を停止させるパルス停止制御信号を生成し、前記パルス停止制御信号を前記パルス制御部へ出力するパルス停止制御部と、を具備し、
前記パルス制御部はゲート・ドライバの動作が保障される時間幅のパルス信号を出力し、
前記パルス信号が設定した時間幅以下のパルスを発生させる信号である場合、前記PWM制御を行う区間と前記パルス停止区間との切り替えを遅延させることを特徴とする電力変換装置。 - 同相の上下アームのスイッチング素子が共に停止するデッドタイム区間で、前記PWM制御を行う区間と前記パルス停止区間との切り替えを行うことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記電力変換回路から出力された交流電力によって駆動される電動機を具備し、
前記電動機の回転数が設定値以上である場合、前記パルス制御部は前記パルス停止区間を設けないことを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置を備える電動機駆動装置。 - 前記電力変換回路から出力された交流電力によって駆動される圧縮機を具備し、
前記圧縮機の回転数が所定値以上である場合、前記パルス制御部は前記パルス停止区間を設けないことを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置を備える空気調和機。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011261179A JP5675567B2 (ja) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 電力変換装置、電動機駆動装置及び空気調和機 |
CN201280058552.7A CN103959637B (zh) | 2011-11-30 | 2012-08-08 | 电力变换装置、电动机驱动装置及空气调节机 |
PCT/JP2012/070182 WO2013080610A1 (ja) | 2011-11-30 | 2012-08-08 | 電力変換装置、電動機駆動装置及び空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011261179A JP5675567B2 (ja) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 電力変換装置、電動機駆動装置及び空気調和機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013115955A JP2013115955A (ja) | 2013-06-10 |
JP5675567B2 true JP5675567B2 (ja) | 2015-02-25 |
Family
ID=48535087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011261179A Active JP5675567B2 (ja) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 電力変換装置、電動機駆動装置及び空気調和機 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5675567B2 (ja) |
CN (1) | CN103959637B (ja) |
WO (1) | WO2013080610A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3379718A1 (en) | 2017-03-24 | 2018-09-26 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Inverter apparatus, air conditioner, method of controlling inverter apparatus, and program |
EP3382870A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-10-03 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Inverter apparatus, air conditioner, method of controlling inverter apparatus, and program |
EP3416281A1 (en) | 2017-06-15 | 2018-12-19 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Inverter apparatus, air conditioner, method of controlling inverter apparatus, and program |
EP3416280A1 (en) | 2017-06-15 | 2018-12-19 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Inverter apparatus, air conditioner, method of controlling inverter apparatus, and program |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI511437B (zh) * | 2013-12-27 | 2015-12-01 | Ind Tech Res Inst | 功率元件驅動器失效檢測裝置及其檢測方法 |
JP6425898B2 (ja) * | 2014-03-03 | 2018-11-21 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | インバータ制御装置及びその方法 |
WO2018091682A1 (en) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | Abb Schweiz Ag | Switching an electrical voltage source converter |
CN110326210B (zh) * | 2017-10-17 | 2021-03-05 | 日立江森自控空调有限公司 | 空调机 |
JP7211179B2 (ja) * | 2019-03-15 | 2023-01-24 | 株式会社Ihi | モータシステム |
CN115699560A (zh) * | 2020-06-03 | 2023-02-03 | 伍德沃德有限公司 | 减少基于pwm的驱动器中由于mosfet开关延迟而导致的电流纹波 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08228489A (ja) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Hitachi Ltd | 電力変換器の制御装置 |
JPH11164597A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Meidensha Corp | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
JP2000188876A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | コンバータ |
JP3699663B2 (ja) * | 2001-05-24 | 2005-09-28 | 勲 高橋 | インバータ制御方法およびその装置 |
JP2009055748A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 電流検出ユニット及びモータ制御装置 |
JP4500857B2 (ja) * | 2008-02-28 | 2010-07-14 | 株式会社日立製作所 | 電源回路及び、それを用いたモータ駆動装置,空調機 |
CN100586003C (zh) * | 2008-10-17 | 2010-01-27 | 清华大学 | 一种用于交流异步电机的无速度传感器的矢量控制方法 |
JP5366634B2 (ja) * | 2009-04-23 | 2013-12-11 | 本田技研工業株式会社 | 電動機の制御装置 |
JP2012023885A (ja) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Toyota Motor Corp | 交流電動機の制御装置および制御方法 |
-
2011
- 2011-11-30 JP JP2011261179A patent/JP5675567B2/ja active Active
-
2012
- 2012-08-08 WO PCT/JP2012/070182 patent/WO2013080610A1/ja active Application Filing
- 2012-08-08 CN CN201280058552.7A patent/CN103959637B/zh active Active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3379718A1 (en) | 2017-03-24 | 2018-09-26 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Inverter apparatus, air conditioner, method of controlling inverter apparatus, and program |
EP3382870A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-10-03 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Inverter apparatus, air conditioner, method of controlling inverter apparatus, and program |
EP3416281A1 (en) | 2017-06-15 | 2018-12-19 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Inverter apparatus, air conditioner, method of controlling inverter apparatus, and program |
EP3416280A1 (en) | 2017-06-15 | 2018-12-19 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Inverter apparatus, air conditioner, method of controlling inverter apparatus, and program |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103959637B (zh) | 2016-08-24 |
JP2013115955A (ja) | 2013-06-10 |
WO2013080610A1 (ja) | 2013-06-06 |
CN103959637A (zh) | 2014-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5718474B2 (ja) | 電力変換装置、電動機駆動装置および空調機 | |
JP5675567B2 (ja) | 電力変換装置、電動機駆動装置及び空気調和機 | |
US9998049B2 (en) | Inverter control device and air conditioner | |
TWI664802B (zh) | 電力轉換裝置及冷凍空調機器 | |
JP5047582B2 (ja) | インバータ装置 | |
JP6151034B2 (ja) | コンバータ装置及び空気調和機 | |
JP5364138B2 (ja) | モータ駆動制御装置および空調機器 | |
JP5825945B2 (ja) | インバータ制御装置、インバータ装置、及び空気調和機 | |
JP6847774B2 (ja) | インバータ装置、空気調和機、インバータ装置の制御方法及びプログラム | |
JP6046446B2 (ja) | ベクトル制御装置、およびそれを用いたモータ制御装置、空調機 | |
JP5813934B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2008220117A (ja) | 交流電動機の制御装置 | |
JP6000801B2 (ja) | モータ制御装置、およびそれを用いた空気調和機 | |
JP6826928B2 (ja) | インバータ装置、空気調和機、インバータ装置の制御方法及びプログラム | |
JP6847775B2 (ja) | インバータ装置、空気調和機、インバータ装置の制御方法及びプログラム | |
JP6087167B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP6364573B1 (ja) | 空気調和機 | |
JP5785780B2 (ja) | 電力変換装置、および、それを用いた空調機,洗濯機 | |
JP6234776B2 (ja) | コンバータの制御装置及び制御方法並びに空気調和機 | |
JP2024047610A (ja) | モータ駆動用インバータの制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140226 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140805 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140912 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141125 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5675567 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |