JP6514362B2 - アクティブコンバータを有する可変速駆動装置 - Google Patents
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Description
[0012]代替の例示的な実施形態は、特許請求の範囲に全体が列挙され得るような、他の特徴および特徴の組み合わせに関する。
本願発明の実施例には、以下の態様が含まれるが、これに限定されない:
[発明1]
電源から入力交流電力を受電するためのアクティブコンバータであって、前記入力交流電力を昇圧された調整DC電圧へと変換するように構成されたアクティブコンバータと、
前記コンバータにつなげられたDCリンクであって、前記DCリンクが前記DC電圧を受電しかつフィルタ処理するように、および前記コンバータからのエネルギーを蓄えるように構成されたDCリンクと、
前記DCリンク電圧を検知するため、および所定のDCリンク電圧を超えないように前記DC電圧を制御するために前記コンバータへ制御信号を与えるためのコントローラであって、前記コントローラが前記DCリンク電圧のリップルに応じてゼロでない無効入力電流値を加え、所定のDCリンク電圧を超えないように前記DC電圧を制御することが前記コンバータ内の固体デバイスの定格電圧を超えることを防止する、コントローラと、
前記電源と前記コンバータとの間につなげられたインダクタであって、前記入力電力が前記インダクタを通過し、位相電流が前記インダクタのコンバータ端のところで前記コントローラにより検知され、前記インダクタをまたぐ電圧降下がインダクタンス、前記位相電流および前記入力電源の周波数に基づいて前記コントローラにより決定される、インダクタと、
前記DCリンクに接続されたインバータであって、前記DCリンクからのDC電圧を出力電力へと変換するように構成されたインバータと
を備える、可変速駆動装置。
[発明2]
前記可変速駆動装置の負荷が減少し、かつ前記DCリンク電圧のリップルが所定のしきい値リップルを超えると、制御システムが、前記DCリンク電圧を安定化させるために前記DCリンクに加えられる無効電流の値を増加させる、発明1に記載の可変速駆動装置。
[発明3]
前記可変速駆動装置の負荷が増加し、かつ前記DCリンク電圧のリップルが第2の所定のしきい値リップルよりも下に減少すると、制御システムが、前記DCリンク電圧を安定化させるために前記DCリンクに加えられる無効電流の値を減少させる、発明1に記載の可変速駆動装置。
[発明4]
前記コンバータが、850ボルトDCを超えない前記DCリンク電圧を調整するように制御される、発明1に記載の可変速駆動装置。
[発明5]
前記コンバータが、パルス幅変調型整流器として実装される、発明1に記載の可変速駆動装置。
[発明6]
前記コンバータが、過変調モードで動作する、発明5に記載の可変速駆動装置。
[発明7]
前記出力電力の形態が、交流電圧である、発明1に記載の可変速駆動装置。
[発明8]
前記出力電力の形態が、直流電圧である、発明1に記載の可変速駆動装置。
[発明9]
閉冷却剤ループにおいて接続された圧縮機、凝縮器、および蒸発器、ならびに制御システムと、
前記圧縮機に動力を与えるために前記圧縮機に接続されたモータと、
前記モータに接続された可変速駆動装置であって、電源から入力交流電力を受電するためのアクティブコンバータを備え、前記コンバータが前記入力交流電力を昇圧された調整DC電圧へと変換するように構成された可変速駆動装置と、
前記コンバータにつなげられたDCリンクであって、前記DC電圧を受電しかつフィルタ処理するように、および前記コンバータからのエネルギーを蓄えるように構成されたDCリンクと、
前記DCリンク電圧を検知するため、および所定のDCリンク電圧を超えないように前記DC電圧を制御するために前記コンバータへ制御信号を与えるためのコントローラであって、前記コントローラが前記DCリンク電圧のリップルに応じてゼロでない無効入力電流値を加え、所定のDCリンク電圧を超えないように前記DC電圧を制御することが前記コンバータ内の固体デバイスの定格電圧を超えることを防止する、コントローラと、
前記電源と前記コンバータとの間につなげられたインダクタであって、前記入力電力が前記インダクタを通過し、位相電流が前記インダクタのコンバータ端のところで前記コントローラにより検知され、前記インダクタをまたぐ電圧降下がインダクタンス、前記位相電流および前記入力電源の周波数に基づいて前記コントローラにより決定される、インダクタと、
前記DCリンクに接続されたインバータであって、前記DCリンクからのDC電圧を前記モータに動力を与える出力へと変換するように構成されたインバータと
を備える、可変速駆動システム。
[発明10]
前記可変速駆動装置の負荷が減少し、かつ前記DCリンク電圧のリップルが所定のしきい値リップルを超えると、前記制御システムが、前記DCリンク電圧を安定化させるために注入される無効電流の大きさを増加させる、発明9に記載の可変速駆動システム。
[発明11]
前記可変速駆動装置の負荷が増加し、かつ前記DCリンク電圧のリップルが第2の所定のしきい値リップルよりも下に減少すると、前記制御システムが、前記DCリンク電圧を安定化させるために注入される無効電流の大きさを減少させる、発明9に記載の可変速駆動システム。
[発明12]
前記コンバータが、850ボルトDCを超えない前記DCリンク電圧を調整するように制御される、発明9に記載の可変速駆動システム。
[発明13]
前記コンバータが、パルス幅変調型整流器として実装される、発明9に記載の可変速駆動システム。
[発明14]
前記コンバータが、過変調モードで動作する、発明13に記載の可変速駆動システム。
[発明15]
前記出力電力の形態が、交流電圧および直流電圧から構成される群から選択される、発明9に記載の可変速駆動システム。
[発明16]
可変速駆動装置を制御する方法であって、
供給源から入力電力を受電するアクティブコンバータを用意するステップと、
前記入力電力が誘導部品を通過するステップと、
前記入力電力から昇圧された調整DC電圧を発生させるステップと、
前記DC電圧をフィルタ処理しかつエネルギーを蓄えるために、DCリンクへ前記DC電圧を給電するステップと、
前記DC電圧が所定の電圧を超えることを防止するために前記調整DC電圧発生を制御するステップと、
すべてのリップルを含め、前記DCリンクの前記電圧を検知するステップと、
前記リップルが所定のしきい値リップルを超える場合には、前記昇圧された調整DC電圧にゼロでない無効電流値を加えるステップと、
前記DCリンクからの前記DC電圧を出力電力へと変換するステップと
を含む、方法。
[発明17]
前記可変速駆動装置の負荷が減少し、かつ前記DCリンク電圧のリップルが所定のしきい値リップルを超えると、制御システムが、前記DCリンク電圧を安定化させるために注入される無効電流の大きさを増加させる、発明16に記載の方法。
[発明18]
前記可変速駆動装置の負荷が増加し、かつ前記DCリンク電圧のリップルが第2の所定のしきい値リップルよりも下に減少すると、制御システムが、前記DCリンク電圧を安定化させるために注入される無効電流の大きさを減少させる、発明16に記載の方法。
[発明19]
前記DC電圧が所定の電圧を超えることを防止するために前記調整DC電圧発生を制御するステップが、850ボルトDCを超えない前記DCリンク電圧を調整するように前記コンバータを制御するステップを含む、発明16に記載の方法。
[発明20]
昇圧された調整DC電圧を発生させるステップが、パルス幅変調型整流器として前記コンバータを実装するステップを含む、発明16に記載の方法。
Claims (19)
- 交流電源に電気的に結合されるように構成されるインダクタと、
前記インダクタに電気的につなげられたアクティブコンバータであって、前記アクティブコンバータが、前記インダクタから受け取った入力交流電力を、直流電圧を含む第1の直流電力に変換するように構成されるものと、
前記アクティブコンバータに電気的につなげられた直流(DC)リンクであって、前記DCリンクが:
前記アクティブコンバータから受け取った、少なくとも部分的に前記第1の直流電力に基づいて、電気エネルギーを蓄え、
前記DCリンクによって蓄えられた前記電気エネルギーを用いて、前記直流電圧をフィルタ処理することによって第2の直流電力を出力する、
ように構成されるものと、
前記DCリンクに電気的につなげられたインバータであって、前記インバータが、前記DCリンクから受け取った前記第2の直流電力を、電気的負荷に提供される出力交流電力に変換するように構成されるものと、
前記アクティブコンバータと通信可能につなげられた制御システムであって、前記制御システムが、
1)前記DCリンクに存在するDCリンク電圧を決定し、
2−1)前記DCリンク電圧を、DCリンク電圧しきい値より低く維持し、
2−2)前記制御システムが、前記DCリンク電圧のリップルの大きさが、第1のリップルしきい値を超えると判断するときに、第1のゼロでない無効電流を導入する、
2)ように前記アクティブコンバータの動作を制御する制御信号を出力する、
ように構成されるものと、
を備える、可変速駆動装置。 - 前記DCリンクに電気的につなげられ、前記制御システムに通信可能につなげられた、検知モジュールを備え、
前記検知モジュールが、前記DCリンク電圧を示す、検知されたデータを出力するように構成され、
前記制御システムが、少なくとも部分的に、前記検知されたデータに基づいて前記DCリンク電圧を決定するように構成される、
請求項1に記載の可変速駆動装置。 - 前記制御システムが、前記アクティブコンバータの動作を制御する制御信号を出力して、制御システムが、前記DCリンク電圧の前記リップルの大きさが、第2のリップルしきい値を超えると判断するときに、第2のゼロでない無効電流を導入するように構成され、
前記第2のリップルしきい値が、前記第1のリップルしきい値より大きいときに、前記第2のゼロでない無効電流の大きさが、前記第1のゼロでない無効電流の大きさより大きい、
請求項1に記載の可変速駆動装置。 - 前記DCリンク電圧しきい値が、850ボルトDCである、請求項1に記載の可変速駆動装置。
- 前記アクティブコンバータが、パルス幅変調型整流器として実装される、請求項1に記載の可変速駆動装置。
- 前記アクティブコンバータが、過変調モードで動作するように構成される、請求項5に記載の可変速駆動装置。
- 前記出力交流電力が、交流電圧を含む、請求項1に記載の可変速駆動装置。
- 前記アクティブコンバータが、複数の固体スイッチングデバイスを備える、請求項1に記載の可変速駆動装置。
- 閉冷却剤ループであって、前記閉冷却剤ループが、圧縮機、凝縮器、および蒸発器を備えるものと、
前記圧縮機に機械的に接続されたモータと、
前記モータに電気的につなげられた可変速駆動装置であって、前記可変速駆動装置が、
(1)交流電源に電気的につながれるように構成されるインダクタと、
(2)前記インダクタに電気的につなげられたアクティブコンバータであって、前記アクティブコンバータが、前記インダクタから受け取った入力交流電力を、直流電圧を含む第1の直流電力に変換するように構成されるものと、
(3)前記アクティブコンバータに電気的につなげられた直流(DC)リンクであって、前記DCリンクが、
少なくとも部分的に、前記アクティブコンバータから受け取った前記第1の直流電力に基づいて電気的エネルギーを蓄え、
前記DCリンクによって蓄えられた前記電気的エネルギーを用いて前記直流電圧をフィルタ処理することによって第2の直流電力を出力する、
ように構成されるものと、
(4)前記DCリンクに電気的につなげられたインバータであって、前記インバータが、前記DCリンクから受け取った前記第2の直流電力を、電気的負荷に提供される出力交流電力に変換するように構成されるものと、
(5)前記アクティブコンバータに通信可能につなげられたコントローラであって、前記コントローラが、
前記DCリンクに存在するDCリンク電圧を決定し、
前記アクティブコンバータの動作を制御する制御信号を出力することによって、
前記DCリンク電圧を、DCリンク電圧しきい値より低く維持し、
前記コントローラが、DCリンク電圧のリップルの大きさが、第1のリップルしきい値を超えると判断するときに、第1のゼロでない無効電流を導入する、
ように構成されるものと、
を備える可変速駆動装置と、
を備える、可変速駆動システム。 - 前記DCリンクに電気的につなげられ、前記コントローラに通信可能につなげられた、検知モジュールを備え、
前記検知モジュールが、前記DCリンク電圧を示す、検知されたデータを出力するように構成され、
前記コントローラが、少なくとも部分的に、前記検知されたデータに基づいて前記DCリンク電圧を決定するように構成される、
請求項9に記載の可変速駆動システム。 - 前記コントローラが、前記DCリンク電圧の前記リップルの大きさが、第2のリップルしきい値を超えると判断するときに、前記コントローラが、前記アクティブコンバータの動作を制御して、第2のゼロでない無効電流を導入する、制御信号を出力するように構成され、
前記第2のリップルしきい値が、前記第1のリップルしきい値より大きいときに、前記第2のゼロでない無効電流の大きさが、前記第1のゼロでない無効電流の大きさより大きい、
請求項9に記載の可変速駆動システム。 - 前記DCリンク電圧しきい値が、850ボルトDCである、請求項9に記載の可変速駆動システム。
- 前記アクティブコンバータが、パルス幅変調型整流器として実装される、請求項9に記載の可変速駆動システム。
- 前記アクティブコンバータが、過変調モードで動作するように構成される、請求項13に記載の可変速駆動システム。
- 前記出力交流電力が、交流電圧を含み、
前記アクティブコンバータが、複数の固体スイッチングデバイスを備える、
請求項9に記載の可変速駆動システム。 - 可変速駆動装置を動作させる方法であって、
少なくとも1つのプロセッサを用いて、アクティブコンバータに、前記アクティブコンバータと交流電源の間に電気的につなげられたインダクタから受け取った入力交流電力を、DCリンクに提供される第1の直流電力に変換するように指令するステップと、
少なくとも1つのプロセッサを用いて、前記DCリンクに電気的につなげられたインバータに、前記DCリンクから受け取った第2の直流電力を、電気的負荷に提供される出力交流電力に変換するように指令するステップと、
少なくとも1つのプロセッサを用いて、少なくとも部分的に、前記DCリンクと電気的につなげられた検知モジュールから受け取った検知されたデータに基づいて、DCリンク電圧を決定するステップと、
少なくとも1つのプロセッサを用いて、前記DCリンク電圧のリップルの大きさが、第1のリップルしきい値を超えるか否かを判断するステップと、
を含み、
前記アクティブコンバータに、前記入力交流電力を、前記第1の直流電力に変換するように指令するステップが、
前記アクティブコンバータに、前記DCリンク電圧を、DCリンク電圧しきい値より低く維持することを促進する、直流電圧を持つ前記第1の直流電力を生成するように指令するサブステップと、
前記DCリンク電圧の前記リップルの大きさが、第1のリップルしきい値を超えるときに、前記アクティブコンバータに、第1のゼロでない無効電流を導入するように指令するサブステップと、
を含む、
方法。 - 前記少なくとも1つのプロセッサを用いて、前記DCリンク電圧のリップルの大きさが、第2のリップルしきい値を超えるか否かを決定するステップ、
を含み、
前記アクティブコンバータに、前記入力交流電力を、前記第1の直流電力に変換するように指令するステップが、前記DCリンク電圧のリップルの大きさが、前記第2のリップルしきい値を超えるときに、前記アクティブコンバータに、第2のゼロでない無効電流を導入するように指令するサブステップを含む、
請求項16に記載の方法。 - 前記第2のリップルしきい値が、前記第1のリップルしきい値より大きいときに、前記第2のゼロでない無効電流の大きさが、前記第1のゼロでない無効電流の大きさより大きい、請求項17に記載の方法。
- 前記DCリンク電圧しきい値が、850ボルトDCである、請求項16に記載の方法。
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