TWI327412B - Electrical power converter - Google Patents

Description

1327412 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 , 本發明係關於供應交流電力給交流負載之電力變換 ，器。 、 【先别技術】 在電力變換器中，構成設置在輸出段的電力變換手段 之上下臂的功率元件（power device)，係根據電壓指令進行 切=動作產生交流電壓，並輸出到交流負載，且以防止上 下=的功率元件的同時導通所引起之短路為目的而設置有 同時將上下臂的功率元件控制在關閉動作狀態的期間。此 ’月間雖被稱為空檔時間（dead time)，但因此空檔時間，而 在，力變換手段接收之電塵指令與根據該指令^力㈣ 段實際輸出到負载的電壓之間會產生誤差的情形已為人 知。起因於此空檀時間的誤差電壓係成為與電力變換 的輸出相電流的極性為相反極性之電壓。 、又 …:二：種為人熟知的方法’係為了補正起因於此空 虽τ 4的電壓誤差，而利用電力變換器且 手段來檢、、則雷* @ < 厅/、備之電流檢測

St: 的輸出相電流，並將與所檢測出 之别述輸出相電流的極性為相出 指令且將補正過的電好八福電£知加在電屢 專利文盧⑼予電力變換手段（例如非 寻矛j文獻1)。再者，以雷、4 4人 窀’现“測之方法而言，於首接;、B丨 電力變換手段的輸出相電流之外，由 (DC-〗inJc)電流進行檢 換”之直流鏈 獻2)。 ’方去亦為人热知(例如非專利文 319204 5 1327412

Cross)附、斤在ά輪出相電流的極性切換之電流零交越（Zero n广於輸出相電流的絕對值小，故難以藉著電 二二’以糾㈣前述輸出相電流的極性。此外， 在电流零交越附近，由 (chat，·, 、别述輸出相電流引起顫動 L之電㈣用施加與輸出相電流的極性相同的極 =⑽指令之前述的補正方法中，會發生施加於 二曰：：補正電星之極性錯誤，或發生補正電壓的極性 正負父替地連續切換之現象。 兩…向來$ 了規避別述輸出相電流之絕對值小的 父車之空播時間補正的問題，提議有種種的提 木（例如專利文獻1至4等）。 亦即’在專利文獻1中’揭示有一種例子，其係由下 列手段構成用以補正起因於反相器裝置的輸出電塵之防止 短路期間的輪出電壓誤差之反相器裝置的輸出電壓誤差補 正裝置，該等手段包含：檢測反相器裝置的輸出電流之電 流檢測手段；辨別利用此電流檢測手段所檢測之輸出電流 =極性之電流極性辨別手段；以及相對於針對輸出電流設 疋之閾值，若反相器裝置的輸出電流為閾值外，則依據所 辨別之輸出電流的極性進行輸出電壓誤差的補正，若為閾 值内便利用電壓指令的極性進行輸出電壓補正之電壓誤差 補正手段。 料，在專利文獻2中，揭示有一種由下列手段構成 之脈見調變控制反相器之控制電路例，橋接其乃為半導體 開關元件的臂以構成將直流變換成交流之反相器7並將比 319204 6 1327412 較電壓指令訊號與載波訊號之大小關係所 變的電壓訊號提供給前述橋接的上側臂 =見週 而控制前述反相器時，設置有防止上側臂元==件 件的同時導通（⑽)之導通延遲時間，而料手段 =器之輸出電流超過正或負的預定值時輪出又：二： 出电 的極性之訊號的電流極性辨別手段. ^ u 電壓指令訊號的極性之訊號的㈣極性辨別=辨=述 ==通延遲時間而導致在該反相器:輪 電壓的量之第i補償量運算手段；使此第U 貝里運异值的極性對應前述電流極性與電㈣性並予 的輸出值於前述_令：:=此補償量分配手段 之加算手段。 心以號之值设為新的電壓指令訊號 再者’在專利文獻3中， 置例，其且備.於制士、s , 種AC馬達驅動裝 段·由^Γ 到AC馬達的電流之電流檢測手 手严檢測電流計算偏差電流之偏差電流運算 手長，由爾差電流進行指令 部；具有決定電流 逆-之U制 時間靜士厂 極性判斷手段，並輪出空槽 間補償手段;將前述空檀時間補償 之職加算運算手段；以及使用由前述電壓: 壓變換成：：：二:之最終指令電壓的資訊來進行從直流電 調變)電 ' 上述AC馬達驅動裝置中，前述空 319204 7 1327412 棺時間補償手段由下列手段所構成：由指令電流來判斷指 令電流極性之指令電流極性判斷手段；從檢測電流判斷檢 測電流極性之檢測電流極性判斷手段；以及從前述指令電 流極性與檢測電流極性之資訊來判斷最終電流極性之最終 電流極性判斷手段。 此外在專利文獻4中，揭示有一種PWM控制反相 …裝置例#藉著使用上下臂防止短路期間、pwm載波頻 率以及直流電壓算出之誤差電壓來補正反相器輸出電壓之 電塵補正手段，係於反相器輸出電流的絕對值比預定值大 時因應反相器輸出電流的極性來補正反相器輸出電璧，而 於反相器輸出電流的絕對值比預定值小時因應反相器輸出 。電塵的極性來補正反相器輸出電壓，而在控制反相 裝置中卩下列方式來構成用以設定前述载波 率之PWM载波料手段，其係於誤差電壓比反相界輸出 電料時將PWM載波頻率保持於其值，而於誤差電壓比 反相器輸出電壓變大時以將誤差電麼與反相器輸出電壓的 比保持於ID疋之方式而使pWM載波頻率產生變化。 專利文獻1 :日本專利第2756049號公報（第Μ 第11圖） 只’ 專利文獻2 :日本專利第3245989號公報（第12百 第7圖） 只’ 專利文獻3 :日本特開2004-112879號公報（第6 第2圖） 兴， 專利文獻4 :日本專利第3287186號公報（第8頁，第 319204 8 1627412 3圖） 非專利文獻1 :杉本’小山’玉井：AC伺服系統之理 論與設計之實際：總合電子出版社（第55頁第9行至第57 頁第5行）

Detection on PWM Inverters from DC Link Curreent-Steps IPEC-Yokohama ' 95 p.p.271-275) 【發明内容】 鲁（發明所欲解決之課題） 但疋，在上述已知所提議之補 ------------田於在萠述 ㊉出相電流之零交越中無法確實地⑽補正㈣的極性， =極性反轉的瞬間會偏離於前述輸出相電流的零交越之 段之補正過的_令、亦;電力變換手 與來自電力變換手段的輸出電屋：電f之電物 尤其，此_差在由電差。 流電力時變得顯著。連接至旋轉電機日士又^出低頻率之交 得旋轉不均變大，且驅動性能：：機：，因此電壓誤差使 有旋轉不均變得顯著等之問題。牛-*外，於低速驅動時 本發明係鐘於上述問題而 種電力變換器，可對起因於 ’/、目的在於得到- 時間的電遷誤差精確度佳地進一^的零交越附近之空槽 因應電壓指令輸出交流電力/丁子正’且電力變換手段能 (解决課題之手段） 319204 9 1627412 為了達成上述目的，本發明係一種電力變換器，係具 備：依照輸入之交流電壓指令產生供應給交流負載之交流 電力的電力變換手段；運算應供應給前述電力變換手段的 頻率f之交流電壓指令的電壓指令運算手段；以及得到前 述電力變換手段供應給前述交流負載的交流電力中做為電 流成分的輸出電流之電流檢測手段；其中，於前述電力變 換手段與前述電壓指令運算手段之間，設置電壓指令補正 手段，用以根據前述輸出電流運算用以補正電壓指令運算 籲手段求得之交流電壓指令的補正電壓，並將前述補正電壓 加算到前述電壓指令運算手段求得之交流電壓指令且提供 給前述電力變換手段，而前述電壓指令補正手段係針對前 述輸出電流設置包含其零位準之預定的電流範圍，而於前 述輸出電流的值由前述電流範圍的外部進入到内部之第1 時刻，使用前述第1時刻與前述頻率f求取前述輸出電流 的零交越時序（timing)，且將切換前述補正電壓的極性之時 刻設定為所求得之前述零交越時序。 依據本發明，由於在所檢測之輸出電流變為零之瞬 間，可切換用以補正交流電壓指令之補正電壓的極性，亦 即，在輸出電流的零交越之前後藉著與輸出電流的極性為 相同極性之補正電壓來補正交流電壓指令，故可降低在輸 出電流的零交越附近起因於提供予電力變換手段之補正過 -的交流電壓指令與電力變換手段輸出的電壓之間的空檔時 .間之電壓誤差，而電力變換手段係依照交流電壓指令而形 成可輸出交流電力。因此，提供電力變換手段的輸出給旋 10 319204 1627412 轉電機時，可降低該旋轉電機的旋轉不均，且可提升運轉 性能。 (發明之功效） 依據本發明’由於可精確度佳地補正起因於輸出電流 的零交越附近之空檔時間的電壓誤差，故電力變換手段可 達到按照電壓指令輸出交流電力之效果。 【實施方式】 詳細說明本發明之電力變換器的較佳 以下參照圖式 的實施形態。 第1實施形態. 第1圖係表不本發明第i實施形態之電力變換器的構 成之=塊圖。此外，在此第1實施形態及以下所示之各實 施形：中’舉例說明輸出三相交流電力的電力變換器，而 該内容同樣亦可適用於輸出單相交流電力的電力變換器。 第！圖所示之電力變換器la係具備··連接三相的交流 ，負载^之電力變換手段3;電流檢測手段4; =換手段3减行從電力變換手段3到交流負載^ = 的供應控制之控制裝置5a;而控制裝置&係由電

Μ指令運算手段fA a以及電ϋ日令補正手段7a所構成。電 屋才日令補正手段7a孫士凡罢y* + r*、 a係6又置在電屋指令運算手段6a的輸出 側與电力變換手段3的輸入側之間。 電於力變換手段3’上下臂的功率元件係根據從控 之交指令(在第1圖中，電壓指令補 3出之父流電壓指令▽11**，”**，¥〜**)來進行 319204 11 1327412 切換動作而產生交流電壓，且予以輸出到交流負载 控制裝置、5a Y系以防止上下臂的功率元件之同時導 起的短路為目的，而在提供給電力變換手段3之 指令（在第】圖中，電壓指令補正手段7續輸出之 =旨令vu"，一，vw")中，包含有將下臂的功率元件： 控制在關閉（off)動作狀態之空檔時間電壓指令。 、 電流檢測手段4係在本發明中所稱的檢測手段之— ^係得到電力變換器la(控㈣置叫實 设要本祝明書中係以說明設置在控制 裝置a之電壓指令補正手段&為主要目的， 手段4之輸出（三相的⑽ 指令補正手段7a。 係认為緹供給電壓 以下描述用以得到電力變換器 發明時所需的電汽眘1 + I & 、制裒置5ah軛本 體内容。：第:Γ 發明所謂的電流檢測手段之具 換手段3直接檢測輸出電流之電流㈣二:有變 檢測時，在第〗图由 杈劂手& 4。而在直接 電力變換m I |〜1·檢測手段4係表示以檢測來自 而配置在:二相::三相的輸出電流―方式 配置在所有線且之:況’.但由於並不-定㈣ 可為在三相中的 ^lu+lu+lw=0之關係，故亦 二相的輸出電流，再：電流檢測手段4並檢測該 又，在第剩餘的一相之輸出電流的方法。 但除此之外， 、不直接檢測各相的電流之情況， '、可使用從在非專利文獻2所介紹的電 319204 12 1.327412 力變換手段3之直流鏈電流檢測前述輪出電流之方法。另 ! 變換器la(控制裝置5a)實施本發明時所需之電流 貝訊係與電壓指令運算手段6a的構成法有 的態樣，故予以說明。 有檀檀 首先’電壓指令運算手段6a雖運算原本應提供給電力 及、手段3之頻率f的（三相）交流電壓指令vw*， 但可採取將電流檢測手段4求得之三相的輸出電流 m，1V，lw和由電力變換手段3所欲輸出之電流 «m*之間的偏差予以放大而輸出此交流電壓指： “咖明時所需之電流資訊係可為輸出電流… 亦可為電流指令iu'iv'iw*。 〆 再者，電壓指令運算手段6a於交流負載2a為三相旋 電機時，亦可採用—種構成，亦即在内部構成磁通觀測 =:etlc flux observer)，並利用使用所推算的前述旋轉 1内部之磁通與前述旋轉電機的常數加以換 =，：，來運算交流電壓指令-*，—。二】 =— 之輸出電流lu，lv，iw亦包含在電力變換胃叫控制裝 置5a)貫施本發明時所需之電流資訊。 t ㈣之各種的方法所得到之輪出 流指令iuMv*，iw*’係表示電力變換手段3供岸 給父流負載2a的交流電力中之電流成分的資訊本； 明所稱的電流檢測手段係包含得到以上說”輸出2 叫―與電流指令iU*，iV*，一之所有手段。此種情形；： 319204 13 1327412 二广1&為輪出單相交流電力者亦相同。在以下 :谷易理解’依照第！圖所示之構成，传二為 手段4直接檢測之三相的輸出電流 田供^檢測 令補正手段7a之情形來加以說明。供給電壓指 其次，電壓指令運算手段6a使用之 指令vu*，vv* f 項率£仏乂流電壓 出之六Μ Γ 即’係從電力變換手段3徐 出之乂流電力的頻率。在穩定 3輪 心，一電流指令⑽*、及來自電力變;;流 :壓—的頻率相同。交流負載2&為同手二= 轉頻率（電角度）皆變為相同。 凝 3輸出之二載2&為感應電動機時，由電力變換手段 父:的頻率、與前述感應電動機的旋轉頻率 ^角度）’㈣轉差鮮（slip知㈣卿)之程度而產生差 ㈣=使用-般熟知的技術算出轉差頻率，並加上 差頻率到旋轉頻率且求取從電力變換手段3輸出之交 力的頻率，而將之設為頻率f。 L ” 接著，電壓指令補正手段7a係對補正電壓指令運算手 段6a求得之交流電壓指令μ»*的補正電壓^ △ ^，△赠進行運算，並將該補正電壓△%△”，△，對 與交流電壓指令vu*，vv*，vw*相對應之各相進行加算且將 經補正之交流電壓指令vu**，vv**，vw"輸出到電力=換手 段3。亦即交流電壓指令vu**，係νιι**= ，而六 流電壓指令νν**係νν**=νν*+Δνν，且交流電壓指令vw= 係 VW* * = VW* + △ VW。 319204 14 1327412 此時’電壓指令補正手段〜例 序，根據輸出電产丨„ . . + 糸以第2圖所示之程 差之處理，盆中二厭1V，1W來執行精確度佳地降低電屡誤 手段3的上;係起因於以防止構成電力變換 的―檔時間所引起之短路為目 電壓誤差。 電瓜1U，1V，1W之零交越附近的 以下’參照第1圖至第7圖，就 恶之電㈣令補正手段 ；此：1 一 補正動作加以說明。〇、圭么^間之電覆誤差的 相位來、二動作係因應各個U… 邳徂；貝她，故為容易說明 X加以H月-tr P ' ,V，W之各相標記為 :二。亦即’各相的電流標記為ίχ， 知5己為VX加以說明。 % 第2圖係說明電璧指令補正手段 流程圖。在第2圖中，表示#神” 輯紅序之 ^ , a ^ 、處理私序之步驟係縮寫為ST。 弟3圖係說明第2圖所示之於_至抓之處理内容的 ^弟4^係表示第2圖所示之於抓的處理使用之頻率 ”補正係數幻之關係特性表的—例之圖。第$圖係表 2圖所示之於STI6的處理’、'' Κ2的關係特性表之一例的圖。第6圖係表示第2圖所= 於ST16的處理中使用於負載為感應電動機時之頻率盘時 間變化量ta的關係特性表之一例的圖。第7圖係囊_兒明 j2圖所不之起因於藉著補正處理達成之空槽時間的電壓 誤差之補正動作的時間圖。 在第2圖中，於ST1〇中，電壓指令補正手段7a係於 319204 15 L327412 ^檢測手段4所檢測之三相的輸出電流中，選取 =電流.並檢測其電流值。在第3圖中，横轴表示時 目位Θ，絲係表示所檢測之—相的輸出電流^之 :補效值㈣，第3圖所示之符號”係表示以此方式 才双測之一相的輸出電流匕之丨週期的波形。 -相:二11中’電塵指令補正手段7a係在第3圖所示之 =輸出電流29的1週期中’藉由分別調整/設定從零 :準^^側之上限值ΔΙ1以及從零位準則極側之下限 來3丁定包含零位準之預定的電流範圍3〇。此外， ^艮值η及下限值·ΛΙ2的值（絕對值）亦可設定在相同的 值。又，餐於依據電流檢測手段4 (。轉在輸出電流ix而被檢測的情形，上限 限值的值（絕對值）亦可調整為各為不同的值。總之下 重要的疋將電流範圍30之上下限值調整成，不會有因為於 = 在輸出電流&而進行檢測 流的零交越附近之電流顫動現象，而 錯^測輸出電流ix的極性之情形。至於包含零位準之預 定的電流範圍30之具體性調整/ 、 法，故將其囊總而說明如後。疋方法，因有各種方 =了中’電壓指令補正手段7a係哉輸出電流ix 的值疋J為上限值仙以上，或是否為下限值_ΔΙ2以下， 亦即^定於該取樣時序所檢測之輸出電流ix的值是否在 電抓辄圍30之範圍外。結果’於輸出電流ix的值在電产 範圍川的範圍外時（ST12:Yes)，將該輪出電流匕的姉 319204 16 lOZ/412 '、在極丨生°又疋5孔號sign(ST13)，並執行ST21至ST23之 处里且藉由於該取樣時序所檢測之輸出電流ix的值 “更新於上:欠取樣時序所檢狀輸出電流k的值，再移到 下一個取樣時序之ST1〇的處理。

^之後之某一取樣時序之已執行過STI〇，STll的STU ;^取I 4序所檢測之輸出電流ίχ的值在電流範圍 3〇，之範圍内時（ST12 : N〇)，電壓指令補正手段以係在灯14 ’判定1取樣前之輪出電流ix的檢測值之值，是 否為上限值Δη以上’或者，是否為下限值-以下，亦 即，判定1取樣前之輸出電流ix的值是否在電流範圍 之範圍外。 亦即’在ST14中，電璧指令補正手段7a係調查於該 取序所檢測之輸出電流ix的值在電流範圍％之範圍 7 ( T12 No)，疋否思味著，檢測到該輸出電流值於該 取樣，序首次由電流範圍3〇之範圍外進入到範圍内，或 籲者，疋否意味著檢測到該輸出電流值於i取樣前之時序已 經從電流範圍3G之範圍外進人到範圍内，並於該取樣時序 維持著已進入到電流範圍30的範圍内之狀態。 ^然後，電壓指令補正手段7a在判定了於該取樣時序所 才双測之輸出電流ix的值係為於該取樣時序首次由電流範 圍30之範圍外進入到範圍内時（ST14 : Yes),將輸出電流 .值由電流範圍30之範圍外進入到範圍内之時刻予以檢測 •為第1時刻（第3圖所示之符號32,34)，且執行ST15，STi6 之各個處理。STi5與ST16之處理順序亦可更換，而在ST15 319204 中’將1取樣前之輪屮雷、、ώ · 在極性t. 机1X的檢測值ix[N_】]之極性記錄 牡拽汪„又疋訊唬Slgn，而 3〇之範15外進人職圍 巾，於做為從電流範圍 之胖32⑷，」 刻的第1時刻（第3圖所示 之補正電壓Λνχ的極性 ?a 7 vx τ到以如下方式設定。 起因於在輸出電流ix的 ΛΛ ^ r-, 、々父越附近發生之空槽時間 的父流電壓指令…與來自 Ά間 之雪懕喵ϋ ν ^ 电刀义換手段3的輸出電壓νχ 主要是發生在與因輸出電“的極性為 延極性的電壓，故為了要精 ^ 生马 名筮1闻士 要搰確度佳地進行電壓補正，只要 ^ 3圖中，於輸出電流&之零交_的前後，將 二I::的f性相同的極性之補正電編加算於 :二？“" VX即可。亦即，輸出電流ix之零交越31 係理4的補正電壓極性切換時刻。 於第1睹约丨3 ? ·3 /1 ▲ 中’根據上述’ 、 ，4中，根據第1時刻32與頻率f以及鈐屮 電流ix來求取輸出電流、：乂及輸出 電流“零交越3 i，且以配=:之時刻、亦即輸出 換之電法愛六M h D輸出電流ix的極性進行切 佚&电々丨L零：父越3 1的睹总 Μ的極性之時刻。 式’來設定切換補正電壓△ 弁：：換此補正電壓△-的極性之時刻的設定中，首 先，必須正確地求取從第！時刻32 性進行切換之電流零交越 出…X的極 變化I，# ^ m Λ* ” t T間叆化量乃至相位 化里故如下地作為理論值來求取。 在第3圖中，輸出電流ίχ為正極 —電流範圍3〇的範圍外進入到範圍内時:值第= 319204 18 1327412 32到輸出電流ix的極性切換之電流零 變化量Θ a，#將鈐屮+，ώ . 1為止的相位

An 係將輪出^ 1X的值（有效值Inns)盘上限值 △η相於式求得。再者，在士上限值 列私山^ *永取式⑴時，由第1時 " 輸出电流1X的極性切換之電流零交越31為上#划 間’係假設相對於交流的週期相當短。^31為止的期 【數式1】

△II

Ba = sin0a = …後’進彳τ從使用式⑴得到之相位變化量θα換笞為 =頻，之第W成輸出電流 二、31為止之時間變化量仏時，可得到式(2)。其 中 π心表示圓周率。 【數式2】 oa ta = -^L = _ 灿 Γ Ί 2πί* ~ 2V2TCfInns [S〇c] . · · (2) 由從取輸出電流ίΧ為負極性時其峨效值㈣ 的範圍外進人到範圍内時之第1時刻Μ =電…極性切換之電流零交越31為止的相位變 置之式子，係變為將式⑴中的上限 ::之式子，而求取從第㈣到輸出Si “生切換之電流零交越31為止的時間變化 變為分別替換式⑺中的“為以，且替換上限值^下 ，限值-ΔΙ2之式子。 值u為下 切換補正電愿Λνχ的極性之時刻的設定，係可使用式 319204 19 1*327412 ⑴或式（2)來進行。首先，說較用式⑺設定之方法 ::於輸出電流ix為正極性時將第1時刻32設為時刻二 為基準，並將以式⑺求得的時間 =時刻—定為切換補正電壓Δγχ的極性之時刻 且將為負極性時，將第1時刻34設為時刻tl， Λ B夂里tb之後的時刻iI+tab，設定為切換補正電 2的極性之時刻t2。若以此種方法設定切換補正電屢 VX的極性之時刻，則可精確度佳地使切換補正電乂 -=之::與輸出電流ix的極性切換之零交越： :號：f第1時刻只要不必區別，則僅以 第式⑴的Γ定方法加以說明。此時，將為 ± ' &刻U換异為任意的相位，且反覆執行蔣 %間經過設為相位變化之計算， 執仃將 的相位變化詈“ η 確5忍到由式⑴得到 …1 的時刻設定為切換補正電 、“生之蚪刻。使用相位變化量以時亦相同。 :二’輸出電流匕為正極性時，若將為 之的相位設定為〇,則與切 ^ 之時刻t2斟庙々如仏 m\vx的極性 心。因此，===為以式⑴得到之相位變化量 鄭時：=刻，2為止之間的任意之時刻 成為崎一)。” 來標記時’便 變化而反覆執將時間經過看作相位 後執仃到相㈣x與相位變化量“一致為止。若 319204 20 1327412 相位Θ X與相位變化量β 正電遷心的極性之時心致故則由於可判斷達到切換補 旦A A 性之S卞刻t2’故可將相位θχ與相位變化 刻。纟之時刻以定為切換補正電壓Λνχ的極性之時 如此，於使用式⑴之設定方法，便不需式⑺之換曾， 與使用式⑺的設定方法相同的精確度來設定切 =::ΪΓΓ性·此外，亦可將第1時刻％ .VX*的相二* ’、0 ’而设定為與輸出電流ix或電壓指令 .、目同的值。此時’便將時間變化看作輸出電产 U之相位的變化，或者，看作㈣指令^之相位的 气定=#'1刀換補正電屢Δνχ之極性的時刻之基本性的 例 ’ ^ ’說明2個使用式（2)時之具體的設定方法 :先，在式(2)的運算中’由於分母包含有頻率f、輸 :電“的值（有效值^)，故必須使用除法之運算。因 以降低在控制裝置化之運算量為目的，亦可使用一 照二亦圖即使因應頻㈠而變化之補正係數幻的特⑽ 化之、者θ m因應輸出電流ίΧ的值（有效值Irms)而變 正手=係數K2的特性表（參照第5圖）記憶在電屋指令補 一Γγ根據使雙方或一方的特性表適用於式⑺之下 〈（3)來設定切換補正電壓Λνχ的極性之時刻。 【數式3】 ta ξ ΔΙ1 2V2riKlK2 [sec] · .· (3) 弟4圖係因應頻率f而變化之補正係數K i的特性表 之 319204 21 -例。此外，第5圖係按照輸 而變化之補正係數K2的特性表之二=值（有效值 頻率f盘補正# # 例。彳< 式（2)與式（3)， 頸卞f與補正_K1之關係變為「κ 圖所示之理論值的曲線。又，輸出電流 =咖之關係變為「K2,輸出電:) 2mS)」，故描綠第5圖所示之理論值的曲線。缺後，亦 ^ 在電壓指令補正手段^之資料量為目的，亦可

如=正係數Κ1，Κ2有關之特性表予以簡單化，而替換為 如弟4圖或第5圖所示之近似直線。 、2次，說明將切換補正電壓Δνχ的極性之時刻的設定 予以簡化之方法。此係不將輸出電流ix的值（有*值工叫 使用在切換補正電壓Δνχ的極性之時刻的設定，而從頻率 f求取上述時間變化量ta之方法。 例如，使用一般熟知的向量運算將輸出電流ix(三相電 流lu，lv，iw)分割為：根據頻率f與對應於電壓指令 _ vu ’vv*，vw*之三相電流iu，iv，iw的相位而產生磁通所需之 勵磁電流id(d軸電流）、以及與交流負載2a為旋轉電機時 之負載轉矩成比例的轉矩電流iq(q軸電流）時，輸出電流 ix的值（實效值Irins)與勵磁電流id以及轉矩電流iq之關 係，係以式（4)表示。 【數式4】

[A] ⑷ 22 319204 1327412 父流負載2a為感應電動機時，勵磁電流id只要設定 為無負載運轉時流動之固定電流值（把此值設為id〇)即 可。此固定電流值idO係在各個旋轉電機（感應電動機）之 固有的值且為既知的常數。此時，由勵磁電流id成為固定 電流值id〇，可知輸出電流ix的值（有效值Irms)係依按照 由父流負載（感應電動機）2a產生的轉矩而流動之轉矩電流 iq而變化。但是，在此，係將轉矩電流的變化視為取決 鲁於頻率f的值’且不使用從輸出電流匕的值（有效值 勵磁電流id、轉矩電流iq等、由輸出電流ίχ求得之有關 電流的資訊，而根據頻率f求取前述時間變化量“的方法 表示於下。 第6圖係在額定容量為3.7kw，額定轉差頻率為3Hz 之感應電動機中，將對於以籲記號表示之無負載時 (idjdo，lq=：0)、以及以〇記號表示之額定負載時㈤=id〇，iq= 額疋轉矩電流（功率運轉，P〇wer running)的2種驅動條件 •之頻率f的時間變化量ta之值加以繪圖的圖。於繪製第6 ，寸上限值八叩下限值-Δ12)係設為額定電流之6%(固 )但並非一定得為固定值，上限值△ II (下限值_△ 12) =值因應交流負載（感應電動機）2a的輸出狀態逐次變化 了亦可將時間變化量ta的值因應上限值au、並將時 里tb的值因應下限值-ΛΙ2來分別進行調整。 •、、在第6圖以◦記號表示之額定負載時中，雖然頻率f 轉差頻率3HZ以下之範圍亦有纷圖，但在實際的 電動機中’若額定轉差頻率為3Hz ’則由於額定功率 319204 23 運轉負载時之頻率£成 頻率（3HZ)以下之 z以上，故頻率f在額定轉差 因此，頻率£在 ：法進行額定功率運轉負載驅動。 轉矩電a = 頻率（3HZ)以下之範圍，負載變小， 轉矩電机lq亦變得比額 動時，負载传比链―， 亦即，在負載驅 之額定負载時的η… 起在弟6圖以〇記號表示 只執时的4寸性，時間變 記號表示之無負載時的特性里^大’而更接近以· 輿額=載=的實施中’大體上係以來自無負载時 圖的各個特性之誤差變小的方式, ΰ 己號表不之近似折線，並使電 記憶相對於頻率f產生傲 7補正手《k 7a 由今特性 時間變化量ta之特性表，且 由該特性表按照頻率f求取時間變化量ta。 如此-來’不使用從輸出電流 勵磁電流id、轉矩雷& ;唆 (有效值Ims)、 電产的^ …從輸出電流^求得之有關 “的貝汛’而可使用頻率f求取 ， 定切換補正带颅Λ 欠化里ta，且可設 兴補正的極性之時刻。 此外，在第6圖以_句祙主_ 以·纪號矣-u 不之近似折線，係設為與 個特性的誤差變小之形印之額定負载時的各 美雇π 一 — 〇 〇又疋，但求取前述近似折線之 為無負載時、或額定負載時，而亦可因應 負載範圍改變求取前述近似折線的基準。… 折線亦可因應電壓指令補正手化乙似 料劻鉍二“乂 又/a的έ己憶谷量而增加資 科點數，而没為近似曲線。並且 化量“來設定切_正電^^ =似利用相位變 ^iZAVx的極性之時刻時，可由 319204 24 L327412 從前述近似折線求取之時間變化量ta使用0 a==2 7Γ fta的關 係來進行換算。 由於不使用從輸出電流ix的值（有效值Irms)、勵磁電 流id、轉矩電流iq等、輸出電流ix所求得之與電流有關 的資訊，而使用頻率f求取時間變化量ta，而可藉此降低 藉控制裝置5a進行之運算量，故可得到降低以儲存在控制 裝置5a之微電腦為首的計算機之負載的效果。以上係在 ST16之切換補正電壓△ vx的極性之時刻的設定方法。當結 束設定時，執行ST21至ST23之各項處理，並執行必要的 更新處理再轉移到下一個取樣時序之處理。 另一方面，在ST14中，當判定於該取樣時序所檢測之 輸出電流ix的值係維持著於該取樣時序進入到電流範圍 30之範圍内的狀態時（ST14 : No)，由於電壓指令補正手段 7a如上述已經設定切換補正電壓△ vx的極性之時刻，故係 判定是否經過切換該補正電壓△ vx的極性之時刻（ST17)。 結果，沒經過切換補正電麗△ vx的極性之時刻時 (ST17 : No)，由於不進行補正電壓Δνχ的極性切換，故使 補正電壓△ vx的極性為與第1時刻3 2以前一致的相同極 性。亦即，在ST15使記錄在極性設定訊號signx之極性與 此次的補正電壓△ vx之極性（ST20) —致。結束時，執行 ST21至ST23之各項處理，且執行必要的更新處理再轉移 到下一個取樣時序之處理。 然後，當在經過了由第1時刻32到經過切換補正電壓 △ vx之極性的時刻之瞬前為止的期間之ST17中，判定已 25 319204 1J2/412 ，過切換補正電ΜΛνχ的極性之時刻時（STi7:Yes)，電壓 指令補正手段7a係執行ST18與STi9之各項處理。⑽ 2 s™之處理順序雖亦可替換，但在ST18中，係作為輸 出電流ix的值（有效值Irms)超出到電流範圍3〇之外為止 之期間的處理，而將補正電壓Δνχ的極性設定為與在咖 中記錄在極性設定訊號sjgnx之極性為反轉之極性，並在 ST19中，重設(職〇先前所設^之對補正⑽^的極性 進行切換之時刻。結束時，執行ST2UST23之各項處理， 且執行必要的更新處理再轉移到下一個取樣時序之處理。 在ST21至ST23中，進行如下的處理。亦即，在ST21 中’設定補正電壓Λνχ的振幅丨Δν小在交流電壓指令 vx*與來自電力變換手段3的輸出電壓να間起因於空# 時間而產生之誤差的大小（絕對值），理論上，係可由載^ 頻率_與電力變換手段3的直流鏈電贿]以及空播時 ^sec]的積得到。根據此，將由上述3者的積得到之值設 :、，' Verr丨時，只要根據值丨Verr I來設定補正電屋的振 幅I △ vx |即可。 在ST22中，將具有設定在極性設定訊號signx之極性 的電f振巾田| Λνχ丨之補正電壓△ νχ加算於交流電壓指 令νχ* ’而求取交流電壓指令νχ“。然後在$⑶中，將 加算後的交流電壓指令νχ**輸出到電力變換手段3。 電壓指令補正手段7a係將以上說明的ST1〇至st23 之一系列的處理’因應u，v，w的各相逐次實施，且將補正 起因於空檔時間的電壓誤差之交流電壓指I 一,一' 319204 26 vw**分別輸出到電力變換手段3。 其次，參照第7圖JL <1# % nn + r 補正㈣的極性之狀況I:,補正手…換 電流檢測手段4接收之一相的二令，表示有於ST1”從 手段6a輸出之一相的一“輪出電流匕、電壓指令運算 正手段!壓指令vx*、以及電壓指令補 輸出電、”盥：：所°T疋之補正電壓的極性之關係。在 輸出：::與流電㈣令…之間，存在著某相… 圍3。，而在輸::、f.出電流ίΧ設定包含。位準之電流範 及下限值412-致之時刻3 ^限值ΔΙ1 靜屮 π 5,32,36,34,37 中’時刻 35,37 = 1::的值超過上限值ΔΙ1而出去到電流範圍3。 下限值-1夕12^之^刻’而時刻％係輸出電流匕的值超過 ( 而出去到電流範圍30的下方側外部之時刻。 又’時刻32係輸出電流ix的值從電流範圍30的上方側外 :進入到電流範圍30的内侧之第1時刻，而時刻％係輸 電〆瓜1X的值從電流範® 30白勺下方側外部進入到電流範 圍30的内側之第1時刻。 期間⑴係輸出電流ix的值位於電流範圍3〇的上限值 △ II及T*限值-外側之期間。此期間⑴係由根據在 stii設定之電流範圍3G的上限值διι及下限值·δι2、以 及在ST12使用之輪出電流的在此次取樣時之值所判斷 之時刻35,32,36,34所界定，而在此期間⑴之補正電壓△ vx的極性，係設定為與在ST13、及在灯12使用的輪出電 ix之於此次取樣時的值相同的極性。 319204 27 1-327412 心Λ 出電流^之於此次取樣時的值從第1時 :期門補正電壓Δνχ的極性之時刻38的瞬前為止 』間，且在到達切換補正電壓Δνχ的 ST12，ST14，ST15 及 ST16 之夂 考 τ田 + ^^trMAvx ,Λ T1i t 5 ^b#^(2) ^ . 7錄由於在ST12中係判斷為輸出電 之於此次取樣時的值進入到電流範_ tr中判斷為輸出電流ix之1取樣前的值係沒進^ 電机犯圍30的内側，故與期間⑴相同，設定為與在、ST12 ?之輸出電$ ix之於此次取樣時的值相同的極性 據:5;時:：切換補正電壓Λνχ的極性之時刻38’係根 刻(雖並非必要，但亦可另外再根據^ 出電々丨"X的在此次取樣時的值）而設定為極接近電流零交 越31之時刻（ST16)。於之前所示之專利文獻υ等中 於此期間（2)不存在而使誤差補正之精確度不佳。 、、期間（3)係為’輸出電流ix之於此次取樣時的 換補正電壓△ v x的極丧之時刻3 8後的電流零交越 超出到電流範圍3G外之時刻35,36,37為止之期間 此期間（3)’係在ST17確認期間⑺的經過後，將補正電壓 △ vx的極性設定為與期間（1)相反的極性（sti8)，同時， 設先前所訂定之對補正電壓Δνχ的極性已進行刀备 時刻38(ST19)。 吳之 如以上，依據第丨實施形態，設置在電力變換手 與運算輸出被傳送到此電力變換手段3之交流電壓指^的 319204 28

L JL 電塵#日令運异手段6a之間的雷厭杜、、 補正起因於提供給構成電力變換手二以 ㈣而發生的前_指令與== 手奴3之輸出電壓的誤差為目的 +目电刀文換 流設置包含零位準之預定的電流範圍：且 的值由前述電流範圍的外部進入到内部二：％ 前述第丨時刻與頻率f，將切換用以補正二、：= 盧 令㈣正電塵之極性的時刻設定為前 二：二： == 或相位P亦即’在前逑輸出電 施用以補正起因於空槽時間^ 切換’並在前述輸出電流的零交越之1=電屋之極性 :::極性為相同極—來; 低起因於前述_= _於電力方式，_ 附近之旋轉不均，故達到驅動性能出=的零交越 效果。 提升之以在沒有的顯著 然後，若將切換補正電屢的極 ::=:rr 話，—求= 流的零交越，且可得到更降低 也出電 的電壓誤差之效果。 粉出电冰的令父越附近 含零:==ΐ圍係針對所檢測的輸出電流設定包 車之預疋的電流範圍，亦即，設定為由從所檢測之 319204 29 L327412 輪出電流的零位準到正極侧的上限值及負極側的下限值所 包圍之電流範圍，故不受到在電流零交越附近產生的顫動 現象之電流極性檢測錯誤的影響，而可得到可正確設定前 述補正電壓的極性之效果。 弟2實施形態. 第8圖係說明本發明第2實施形態之電力變換器所具 備之電壓指令補正手段的補正動作程序之流裎圖。此外， 鲁在第8圖中，在為與第2圖所示之處理程序相相同或相等 的處理程序標示有相同的符號。在此，以與此第2實施形 態有關之部分為主加以說明。 如第8圖所示，此第2實施形態之電力變換器所具備 之電壓指令補正手段，係在第2圖所示之處理程序中，於 從STM到ST17之轉移過程中，在ST14之判定為否定（n〇) 時，貫施ST30的處理後，再前進到ST17。 在ST30中，參照第7圖說明時，從第1時刻32到補 鬌正電壓極性切換時刻38之期間（2)中，係因應輸出電流匕 的值而實施補正電壓極性切換時刻38的補正處理。其'中， 輸出電流ix的值係亦可使用有效值、振幅值、瞬時值之任 何一個。此外，亦可取代輸出電流ix而使用前述的電流指 令ix*。 瓜曰 輸出電流ix非—定而其值（有效值Irms)有變化時，其 值（有效值Inns)係成為時間t的函數。亦即，成為 Irms=Irms(t)。 因此，在此第2實施形態中，此時係取代式（2)而使用 319204 30 ^27412 式（5)，並對輪出電流ix的值（有效值Irms)從第丄時刻w =達切換補iL電壓Λνχ的極性之時刻38為止的時間變化 量仏，以在固定頻率f之下逐次乘算輸出電流“的值（有 效值Inns)的變化之形態來進行運算，且根據該運算結果來 補正切換補正電壓Λνχ的極性之時刻38。其中，式（5)所 :之時刻tx係存在於從時刻tl(第i時刻）到時刻U(補正 電壓極性切換時刻）間之任意的時刻。 【數式5】 ta =__All tx_ ~2^fJ；lrms(t)dt [sec] ---(5) 如以上，依據此第2實施形態，於切換補正電 所檢測之輸出電流的值逐次補正切換補正電壓 、…之時刻，並據此來切換補正電壓的極性，故 依負載變動、速度變動而輸出電流變動時，亦可更精戶 佳地切換補正電壓的極性，而可獲得更可： 的零交越附近之電壓誤差之效果。 _⑥電流 第3實施形態. 第9圖係說明本發明帛3實施形態之電力變換 借之電Μ指令補正手段賴正動伽序之流簡。、:，、 ，苐9。圖中’在為與第2圖所示之處理裎序相同或相 :理程序係標示有相同的符號。在此，以與此第3 、 態有關部分為主加以說明。 / 如第9圖所示，此第3實施形態之電力變換器所具備 3]9204 31 從補正手段，係在第2圖所示之處理程序中’於 栌於^ ST17之轉移過程_，在阳4之判定為否定（No、) 於貫施ST40的處理後，再前進到印7。 疋（） 到補=T「4G中’參照第7圖加以說明時，從第1時刻32 =:f極性切換時刻％之期間⑺中，係因應各個取 理。二項iff貫施補正電壓極性切換時刻％的補正處 么：在穩_T，與輪出電“、電流 可使用任何的頻率來補正。 "率相同’故亦 的函數，亦ί非:二二:有因變化時，頻率f係成為時間t 成為f f(t)。因此，在此第 此時，取代式⑺❹式⑹，並對輪出錢形悲中， 1衝）由第1時刻32到達切換補itt流ιχ的值（有效值 咖之時間變化tia，以輸:£Δνχ的極性之時刻 設為一定且 ^出電〜1 χ的值（有效值I r m s) 來進行=時序的頻率f之變化之形態 的極性之時刻=運：，正_ — 時刻叫第！時刻）到時和^ ^不之時刻&係存在於從 意的時刻。 . 電壓極性切換時刻）間之任 【數式6】

ta =____ΔΙ1 tx 2V27C

Innsj^fOdt [sec] ···⑹ 如以上 依據此第3實施形態 在切換補正電壓的極 319204 32 之：，係因應頻率的變化而逐次補正切換 ^時刻，並據此來切換補正電壓的極性，故即使因負載 度變動而頻率變動時’亦可更精確度佳地切換補 的極性，且可得到可更降低於輸出電流的 近之電壓誤差的效果。 $ 第4實施形態. 第10圖係表示本發明第4實施形態之電力變換器的構 :塊圖。再者’在第10圖中’在為與第1圖(第i實 = 1、）所不之構成要素相同或相等的構成要素標示有相 符號。在此，以與此第4實施形態有關之部分為主加 以說明。 伤户t第1〇圖所不’此第4實施形態之電力變換器lb， '、弟1圖（第1實施形態）所示之構成中，取代交流負載 而°又置旋轉電機2b作為其—例，此外，取代控制裝置 L而Γ置有控制裝置5b。在控制裝置5b中，設置有用以 矩指令Γ*給改變符號之電廢指令運算手段6b及電 i曰々補正手段7b之轉矩指令設定手段8 ^ ,雔在此第4實施形態中’電壓指令補正手段7b係進行下 又方或任何方之處理，亦即：作為相當於第2圖的ST16 之處理’而根據第i時刻32、頻率f以及轉矩指令”來 设定切換補正電壓Δνχ的極性之時刻％的處理⑴；以及 作為相當於第8圖的ST3G或第9圖的_之處理，而因 f省矩指令”來補正以第1實施形態（第2圖）所示的方法 叹心之切換補正電壓Δνχ的極性之時刻％的處理（2)。在 319204 33 L327412 此，就實施雙方之情況加以說明。 首先，就根據第"夺刻32、頻率f =設定切換心電壓Λνχ的極性之時刻％的處理⑴^以 :明。在第1貫施形態中，係已說明過以 的值(有效值1叫、勵磁電流w及轉矩電流iq = 係，而轉矩電流iq與旋轉電機2b 係以式⑺表示。其中，式⑺所示之轉兹矩r之關係則 的轉矩常數。 ），之叫糸旋轉電㈣固有 【數式7】 τ = Κί·ί(3 [N-m] ··.⑺ 旋轉電機2b為感應電動機時，如在第1實施形態說明 勵磁電流id地，對各個旋轉電機設定固有的固定值，或旋 轉電機2b為永久磁石同步機時，將勵磁電流记設定為〇， 且=一般熟知的最大效率控制方式等控制勵磁電流记在 φ固疋值。然後，在第丨〇圖所示之電力變換器lb中，設為 以令旋轉電機2b的負載轉矩與轉矩指令r *一致之方式進 行控制時，由式⑷與式⑺得知下一個式（8)的關係成立工。 【數式8】

Irmss

fA] …（8) 在式（8)中，由於變數僅有轉矩指令，故輸出電流 ix的值（有效值Irms)係因應轉矩指令r *而變化。由此可 319204 34 1-327412 夫 因應轉矩指令r *炎士凡—ι仏 時刻％時，刀換補正電壓^的極性之 出電流：來;;T，:广圖…說明過㈣ 流的零交越^Γ定相同的精確度來求取輸出電 在輪出電、L _ 38’故可精確度佳地降低 牡珣出電流的零交越附近之電壓誤差。 丨牛低 M —此外，在處理（1)中，雖係說明了因應 -疋切換補正電壓Λνχ的極性之時刻3 …來 地，亦可例如以某種方法來檢 ^但另外 『，且因雇έ # 疋得毛機2b的負載轉矩 應負载轉矩1行調整，或者，亦可為㈣〜、 或式（7)求取隸铝觉、* ·、， 」马根據式（4) 定之^ Μ，亚因應該轉矩電流~來進行設 其次，針對因應轉矩指令*來 (第2圖）所矛之方法不補正以第1實施形態 )厅' 之方法6又疋之切換補正電虔△ 刻38的處理⑺加以說明。由 ^的極性之時

Irms)将_輸出電流π的值（有效值 式⑻所示之關係因應轉矩指令内變化 ·:圖的STM之判定為否定(N〇)時，在因應轉矩指令二 ㈣用上述處理⑴說明過的此第4實施形態之方法 =對補正㈣Λνχ之極性進行切換的時刻進行補^ 刖進到ST17的處理。 依據此，於切換補正電壓的極性之前，因應轉矩指入 二而按各個取樣時序逐次補正切換補正電麼&的姉 之時刻，並根據此來切換補正電壓的極性，故與第2實施 形態、第3實施形態相同’即使因負載變動、速度變= 使輸出電流變動時’亦可更精確度佳地切換補正電堡的極 319204 35 1-327412 差。文了传到可更降低於輸出電流的零交越附近的電麗誤 再者，在處理（2)中，雖p本-士 正對補正雷汽Λ 有因應轉矩指令^補 補正電壓&的極性進行切換之補 亦可例如以某種方法檢測旋-外 亚因應負载轉矩1行補正，或者，負載轉矩Ρ ⑺求取轉矩電流iq，並因可為根據式⑷或式 =圖係說明將以上說明之處理⑴與 方二 引用到第2圖之此第3實施形態 又方 之補正動作程序的流程圖。在第u圖中，=正手；^ =咖的ST50中，利用在處理( =: 轉矩指令Γ *來芎宕+77從、士 、7万法而因應 W 換補正電壓ΔνΧ的極性之時刻38 二：設置在之間的― 祝明過的方法，因應轉矩指令”來補正 （） 的極性之時刻38。 轶補正電屋ΔνΧ 而以依:康ίΓ實施形態，由於可因應轉矩指令 ，、第1 η㈣悲相同的精確度來求取輸出電流的零交 ㈣差低輸咖之於零交越附近的電 审杜处貫施形態'第3實施形態相同，可 出換補的極性’故可得到更可降低輸 肌之於令父越附近的電壓誤差之效果。 弟5貫施形態. 第】2圖係說明本發明第5實施形態之電力變換器 備之電I指令補正手段的補正動作程序之流程圖。此外， 319204 36 ί327412 在第12圖中，於為與第2圖 處理程序係標示有相同的符號。、=理程序相同或相等之 形態的部分為主加以說明。U ，以有關此第5實施 圖(第二:f之電力變換器，其構成要素雖與第1 口（罘1只轭形態）所示之電力 ^ 施顺示之電力變換器lb相同：：:第 電力變換器所具備的電㈣ 车；施形態之 !正:…若干不同的動作。亦 第5貫施形態之電力變換 " ^ 係在第㈣η圖)所示之=;電， 的處理進行mo的處理，且^ 取代ST16(ST5〇) 並取代伽進行ST62的卢^代日ST17進行ST61的處理， 處理。 的處理，且取代ST19進行ST63的

以^二6() t ’係使用與第1實施形態所說明過之對用 ㈣正父流電璧指令νχ*的補正電屋Δνχ的極性進行切換 刻的设定方法為相同之方法來設定第2時刻。在抓工 :’判定是否經過第2時刻。在ST62中，將交流電麗指 7 vx*的極性記錄於極性設定訊號。在$加中 設第2時刻。 亦即，此第5實施形態之電壓指令補正手段係判定於 該取樣時序所檢測之輸出電流ix的值，於該取樣時序首次 由电流範圍3〇的範圍外進入到範圍内時（ST14 : Yes) ’執 仃ST15，ST60之各項處理，且前進到ST21。ST15與ST60 之處理順序係亦可調換，但在ST15中，係將1取樣前之輪 319204 37 1-327412 出電流ix的檢測值ix[N-l]之極性記錄在極性設定訊號 sign，而在ST60，於做為從電流範圍30的範圍外進入到 範圍内之時刻的第1時刻（第3圖所示之符號32,34)，利用 與在第1實施形態說明過之對用以補正交流電壓指令vx* 的補正電壓△ vx之極性進行切換的時刻（第7圖所示之符 號3 8)之設定方法為相同的方法來設定第2時刻。 此外，在ST14中，此第5實施形態之電壓指令補正手 段係在判定成於該取樣時序所檢測之輸出電流ix的值乃 ®於該取樣時序維持為進入到電流範圍3 0的範圍内之狀態 時（ST14 : No)，由於如上述因已設定有第2時刻，故判定 是否經過此第2時刻（ST61)。 結果，沒經過第2時刻時（ST61 : No)，因不進行補正 電壓△ vx的極性切換，故使補正電壓△ vx的極性與第1 時刻32以前相同的補正電壓△ vx之極性為一致。亦即， 使於ST15中記錄在極性設定訊號signx之極性與補正電壓 鲁Λνχ的極性一致（ST20)。 接著，第1時刻32之後，於經過直到經過第2時刻之 瞬前為止的期.間之ST61中，當判定為已經過第2時刻時 (ST61 : Yes)，此第5實施形態之電壓指令補正手段係將交 流電壓指令vx*的極性記錄在極性設定訊號signx(ST62)， 而作為輸出電流ix的值（有效值Irms)超出到電流範圍30 之外為止的期間之處理。亦即，使補正電壓△ vx的極性與 交流電壓指令VX*的極性一致。然後，重設先前所設定的 第2時刻（ST63)。 38 319204 1327412 具次，第 正處理實現的空檔時間之電壓誤差的補正動作之問·補 再者，在第13圖中，表示有與第7圖所示者相同的 不同之點係為：第7圖所示的補正電壓極性切換 在第"圖中係成為第2時刻40之點；以及在期間⑺ 正電壓Δνχ的極性在第7圖中為將期間（1)中所設定之 性予以反轉的極性，而相對於此，在第13圖中= 壓指令VX*的極性相同之點。 /、又々IL二 在此第5實施形態之處理程序中，於 的值是否已到達第2時刻40時，係比較第2時亥二：： j電壓Δνχ的極性及交流電壓指令νχ*的極性。結果，於 交流電塵指令vx*的極性係反轉時，於經過帛2時°刻4〇斤 :換補正電壓Δνχ的極性。另一方面，於相同極性心 廢指令vx*的極性進行切換時，補正電愿^的極性 :::切換:。因此，：換補正電壓Δνχ的極性之動作係落 入2時刻40。藉此方式’於輸出電流匕與交流電壓 曰:二*(輸出電壓vx)的相位差大時，能夠與第ι施形態 5 4實施形態相同地，於輸出電流&的零交越附近切換 補正電壓Δνχ的極性。 、 人因此，依據此第5實施形態，輸出電流與交流電壓指 以輸出电壓)之相位差大時’可降低在電流的零交越附近 =電昼誤i，故連接旋轉電機時，可降低旋轉不均，而可 知到提升驅動性能之效果。 第6實施形態. 319204 39 第14圖係說明本發明第6每 正手段之補正二二=圖=:具 在弟Μ圖中，在為盥第a圓如_ ^ 丹言 之處理程序^4 斤不的處理程序相同或相等 〈爽理私序“不有相同的符號 形態之部分為主加以說明。^以有關此弟6實施 如第14圖所示，此第6訾浐γ处 λ/, # ^ ,t . 、匕形恶之電力變換器所具備 的二指令補正手段係於第12圖所示之處理程序中，2 τ14到ST61之轉移過程中， - 時，每浐ςτ7π ΑΑ+ 於ST14之判定為否定（Ν〇) 才貝知ST70的處理後，再前進到st6卜 至丨4 ST?〇中’參照第13圖說明時，在由第1時刻32 時刻4〇之期間⑺中’因應輸出電流ix的值實施第 用有1 4〇的補正處理。此外’輸出電流ix的值係亦可使 时效值、振幅值、瞬時值之任何一個。又，亦可使用前 述的電流指令ix*來取代輸出電流ix。 因應輸出電流ix的值之第2時亥,J40的補正，係 • 8^ST3過的補正電壓切換時刻之補 方法相同的想法來實施。亦即，輸出電流ix非—定而其 =效值Irms)有變化時，同樣使用式⑺而對輸出電流;： 日士 從第，刻32到達第2時刻40為止的 :值二匕里ta’以在一定頻率f之下逐次乘算輪出電流ix 勺值（有效值Irms)之變化的方式進行運算，再根據盆運曾 、，，。：補正第2時刻40。其中，式(5)所示之時刻tx係存： =攸時刻tl(第1時刻）到時刻12(第2時刻）間之任意的時 319204 40 1327412 動=:广_二在= 補正電壓的極性，且可二=’亦可更精確度佳地切換 ，近的電㈣差之效^到可更降低於輪出電流之零交越 第7實施形態. •備之:壓：::：本發明第7實施形態的電力變換器所具 手段的補正動作程序之流程圖。此外， 弟15圖中，在為與第12圖所示之處 處理程序係標示有相 4 Π次相荨 形態之部分為主加：:號。在此’以有關此第7實施 的電所/，此第7實施形態之電力變換器所具備 二=令補正手段係在第12圖所示的處理程序中1 時，實施料料，在ST14之判定為否定⑽） 可貫％ ST80的處理後，再前進到ST61。 在ST80中，參照第13圖加以說明時，於由 32到第2時刻40之期間(2)中，因庫各個 以 f實施第2時购補正處理。再;各=時:的頻率 下係與輸出電流iX、電流指令^輸出電芦在穩定狀態 令vx*的頻率相同，故亦可使用任何的頻率ΙΓ正電壓指 因應頻率f之第2時刻40的補正，係可彻 圖之ST4G中說明過之補正電壓切換時刻 ^在弟 的想法來實施。亦即，頻率f非—定而其值有變二相同同 319204 1.327412 樣地使用式（6)，對輸出電流ix的值（有效值Irms)從第1時 刻32到達第2時刻4〇為止的時間變化量ta，以輸出電流 π的值（有效值Irms)設為一定而逐次乘算按各個取樣時序 之頻率f的變化之方式進行運算，並根據該運算結果來補 正第2日才刻40。其中，式（6)所示之時刻tx，係存在於從 叶刻tl(第1時刻）到時刻t2(第2時刻）間之任意的時刻。 如以上，依據此第7實施形態，在切換補正電壓的極 性前，因應頻率的變化逐次補正第2時刻，且根據該補正 來切換補正電壓的極性，故即使在因負载變動、速度變動 而頻率變料’亦可更精確度佳地切換補正電壓的極性， 且可得到可更降低於輸出電流之零交越附近的電壓誤 效果。 、 第8實施形態. 在此第8實施形態中，參照第16圖與第^圖，就以 上說明之電壓指令補正手段調整其產生的補正電廢之振巾5 的方法加以說明。再者，第16圖係以本發明第8實施形: 說明進行補正電Μ的振幅調整之必要性的圖。第17圖^ =正電麼的振幅調整使用之補正電壓的振 出電 流的值之關係特性表的一例之圖。 电 如於第1實施形態所說明過者’起因在電麗指令運曾 二又6a輸出之交流電壓指令νχ*與電力變換手段3的榦： -电壓νχ之間產生之空檔時間的誤 、則 上，可由藎欤嚙至m Μ絶對值），理論 了由餘料[Hz]與換切3的直 與空檔時間[sec]的積[Verr]而得 电i 疋 别述的理論之 319204 42 ΙΟΖ/412 前提’係有構成電力變換手 帆、#、s /π、曾β 于丰又3的上下臂之功率元件的實 際導通/不¥通動作之睹皮 、 序一致之假設。 守序、與驅動訊號所指定之所欲的時 在第16圖中，本丄 有為驅動訊號之上下臂導通_) Λ 5虎14貝際進仃之上下臂的 ^ ^ 〇i p, .0 #的ON動作之關係、及所設定之 二檔牯間42與實際發生办 生之二檔4間43的關係。如第16 圖所tf ’空檔時間42,43砗楣—达 τ& •糸規疋為上臂的不導通動作時與 下#的導通動作時之間的時間間隔。 2於構成電力變換手段3之上下臂的功率元件中有切 、延遲广如第16圖所示，相對於做為驅動訊號之上下臂 ON讯唬所指定之導通 際進行之上下臂的導通/不導二通（〇FF)的動作時序，實 不蜍通的動作時序係落後達切換 日寸間知。此切換延遲的時問 yen 如因導通動作時與不導通動 作％而多有不同，且，因輪出. _ -铷出電机1X的大小而變化。因此， 如弟16圖所不，於所号金 ^ ^ * 、 °之工檔怜間42與實際發生的空 φ槽％間43之間會發生誤差。 因此，當將補正電壓Δνχ的垢Α5 I Λ , |verr丨相…丨士 ΐΔνχ丨設定為與積 相同的大小時’相對於實際發生之電麼誤差會有 補正過剩或補正不足的情 门 旳料而產生電壓補正引起的誤差。 因此，為了降低_正引起的誤差，例 圖所示，預先將因痺輪出雷泣. 弟17 的^ I Λ 1Χ而變化之補正電虔△- 的振中田| △ νχ 之特性表 7fl 7K 衣。己隱在電壓指令補正手段 /a，7b，而可因應各個取樣時 Ανγ ^ 〈铷出電流lx對補正電壓 的振幅Ux|逐次進行運算而加以調整。 319204 43 丄 取_床 可對補正電磨Λνχ的振幅丨^丨按各個 ^序Μ㈣最適值，故可降低起因於構成電力變換 ^ 3之上下臂的功率元件之切換延遲的補正電廢之振幅 、’使電壓誤差的補正精確度更加提升。此外，亦可取 ::出電流ix使用電流指令ix*製作成如第Η圖所示之特 Λ、：而按照電流指令ix*來調整補正電壓Δνχ的振幅| Ανχ | 〇 1 八人第2圖、第8圖、第9圖、第11圖、第12圖， 士 14圖及第15圖之STn的處理中，可採用各種的態樣， 故苓照第3圖將該等態樣加以彙總說明。 (A)在ST11設定之電流範圍3〇的上限值μ及下限值 ^12λ係亦可按照輪出電流ix來進行調整/設^。在第1 貫施形態中，係說明了切換補正電壓Λνχ的極性之時刻38 可，據第、1時刻32與式⑴至式（3)之任—種式子來調整。 但疋’從適用式⑴或式⑺求取之第i時刻U到輸出電流 "㈣性切換之零交越31為止的期間，係如前述在假設 對又抓的週期為十分M之前提下所求取之理論時間。 由此付知’輸出電流ix小時，以減小電流範圍％的 上限值△ II及下限值-AT2 > ·*·斗、+ 々 丨良值A丨2之方式來進行調整/設定，且以不 使甴第1時刻32到切換補正電麈&的極性之時刻㈣ 止的期間長過於交流的週期之方式為俨。 因此’右因應各個取樣時序的輪出電流^而逐次運算 ^曾減調整電流範目30的上限值ΛΠ及下限值-ΔΙ2以設 疋電流㈣30，則不管輸出電流ix的值多少，從第i時 319204 44 ^27412 刻32到輪出電流ix的極性切換之時刻的零交越3】為止之 期間相對於交流的週期不會變得過長，而可調整/設定具有 取適的上限值及下限值_ΔΙ2之電流範圍3〇，以便可 將，換補正㈣Λίχ的極性之時刻38精確度佳地設定在

士再者，調整電流範圍30的上限值心與下限值-Μ #之輸出電流he的值’係可為有效值、振幅值、瞬時值之 任何一個。或者，亦可使用電流指令ix*。 ⑻在ST11設定之電流範圍％的上限值^ ，，係亦可因應頻率f來調整/設定。此時 值 在定常狀態中為與輸出電、電流指令W輸出電壓 VX、電壓指令VX*的頻率相同，故亦可使用任何-個頻率。 古二，以交_指令與頻率f之比成為固定之 方式來控制電壓指令琿曾主队^ 運异手段6a，6b時，隨著頻率f變大 輸出電1 vx亦變大。相蜚 ,. 無關，幾乎成為固定值狂電壓—係與頻率[ 電壓心變小。因此，於/對地對於輸出電壓VX之補正 38,補正電屍八 電屢AVX的極性切換之時刻 J，而在雷二 化量變小，且輸出電流ix的變化 小，而在電流的零交赭 ^ 傾向。 附近有容易產生電流顫動現象的 因此’若將雷、;ώ % 因應各個取樣時序Hi30的上限值ΔΙ1及下限值七12, 運算而增減調整來設壓指令的頻率f逐次 而擴大電流範圍3〇以圍3G’便可隨著頻率f變大 、订調整’故可抑制於電流的零交越 319204 45 1-327412 31產生之顫動現象。 (C)在ST11設定之電流範圍3〇的上限值及下限值 _ΔΙ2係亦可設定在固定值。此時，上限值διι及下限值_ △ 12的值可設定在相同的固定值，亦可鑑於會有因電流檢 測手奴4的性旎在輸出電流ίχ加上偏移值而被檢測的情 形，而將上限個A11與下限值-ΔΙ2之各值，分別設定為不 同的值。 取好是藉由利用電流檢測手段4來檢測在輸出電流ix 重ci：偏差值之現象，或者，藉由電流的零交越3丨附近之電 /瓜顏動現象’而藉由事先測定等來預先求取不會錯誤檢測 輸出電流ix的極性之電流範圍30,而設定上限值ΛΙ1及下 限值-ΛΙ2之各值。 此外’若知道不會有誤檢測輸出電流ix之極性的電流 辜巳圍3〇與電力變換器la，lb的額定或者交流負載2a,2b的 額定之關係’就亦可依上述額定為基準來設定上限值Λιι 籲及下限值-ΔΗ之各值。 如此將電流範圍3〇 0上限值及下限值_ΔΙ2設為 固定值時，只要一旦將上限值ΔΙ1及下限值_^12記憶在電 壓才曰令補正手段7a，7b，於電力變換器la,lb的動作中，便 不須常常運算電流範圍30的上限值△ II及下限值_AI2。因 此二可減低在電力變換器la，lb之控制裝置5a，5b所進行之 運才里，且可降低設在控制裝置5a，5b之微電腦等計算機 的負荷。 (D)在第4實施形態4中，已利用式（8)說明了輸出電 46 319204 1327412 ^ 的值（有效值Irms)因應轉矩指令τ *產生變化的情 由此彳于知，於第η圖（第4實施形態）之設定的電 流乾圍30之上限值Ali及下限值-μ，係亦可因應各個 取樣，序之轉矩指令”逐:域行運算來調整/設定。 藉由此方法，亦可調整/設定具有最適的上限值δι】 下限值/χη之電流範圍3〇，以便可設定成由第1時刻 细ρί /刀換為輸出電流iX的極性之時刻的零交越31為止之 ►目對於父流的週期不會變得太長，且可將切換補正電 =的極性之時刻38精確度佳地狀在零交越31附 亦^與第11圖（第4實施形態）之ST50，ST41相同， 2b的/載令Γ ^而利用某種方法進行檢測旋轉電機 亦可根據式⑷或式⑺求取^ 來進行調整，或者， 流~來調整電流範===:，且按照該轉矩電 (產業上之可運用性) △及下限值-ΔΙ2。 而有用於減j 2月之電力變換器係作為一種電力變換器 電壓誤差且電二:;出電流的零交越附近之空檔時間的 力。 換手段按照交流電壓指令輸出交流電 【圖式簡單說明】 構成之方塊圖表丁本發明的第1實施形態之電力變換器的 第2圖係說明第1圖所示之電壓指令補正手段的補正 319204 47

-L-JZ 動作程序之流程圖。 第3圖係說明第2圖所示之 容之圖。 ； 至STi6的處理内 第4圖係表示第2圖所示之於 率與補正係數κι的關係特性表、、處理所使用之頻 ^ 了丨衣之—例的圖。 第5圖係表示第2圖所示之於ST16的處理 出電流與補正係數K2的關係特性表之_例的圖。用之輪 载二圖第2圖所示之於ST16的處理中使用於負 戰為感應電動機時之頻率與時 員 之-例的圖。 k化里ta的關係特性表 、第7圖係彙總說明第2圖所示之起因於 運成之4k間的電壓誤差之補正動作的時間圖。 的電==說明本發明第2實施形態之電力變換器具傷 土才曰7補正手段之補正動作程序的流程圖。 第9圖係說明本發明第3實施形態之電力變換 鲁一壓指令補正手段之補正動作程序的流程圖。、’、 成之係表示本發明第4實施形態之電力變換器的構 第11圖係說明第1G圖所示之電壓指令補 正動作程序之流程圖。 于飯的補 第12圖係說明本發明第5實施形態之電力變換器具備 的電C7補正手段之補正動作程序的流程圖。 第13圖係彙總說明起因於在第12圖所示之補正處理 達成的空檔時間之電壓誤差的補正動作之時間圖。 319204 48 1327412 第14@絲料㈣以實施料 的電塵指令補正手段之補正動作程序的流程圖。… 第15圖係說明本發明第 的恭懕沪八姑τ主机 只鼽形4之電力變換器具備 电料令補正手段之補正動作㈣㈣㈣。 弟16圖係以本發明第8實 振幅調整之必要性的圖。、月進行補正電壓的 第圖係表示於補正電壓 壓的振幅Μ輸出雷、、α的伯 、丨田。周主使兩之補正電 。輸出電机的值之關係特性表 【主要7L件符號說明】 丨之圖。 2a 2b 3 4 5a、5b 6a、6b 7a、7b 8 29 30 la' lb 電力變換器 交流負載 作為父流負载的一例之旋轉電機 電力變換手段 電流檢測手段 控制裝置 電壓指令運算手段 電壓指令補正手段 轉矩指令設定手段 輪出電流 電流範圍 319204 49

Claims (1)

1327412 十、申請專利範圍： 1. 一種電力變換器，係具備： 依照輸入之交流電麗指令產生供應給交流負載之 交流電力的電力變換手段； 運算應供應給前述電力變換f 壓指令的電壓指令運算手段；以及 、 ；,L電 =前述電力變換手段供應給前述交流負載的交 &電力中：為電流成分的輸出電流之電流檢測手段； 而於珂述電力變換手段與前述 之間，設置電壓指令補正手段以 ： = ; = 指令運算手段所求得之交产雷芦，：用以補正别述㈣ —又机電壓指令的補正電壓，且將 該補正電屢加算在前述電墨指令運算手段所 流電愿指令並提供給前述電力變換手段， 乂 而前述電壓指令補正手 ^ 置包含苴灾彷進♦ — 又係針對刖述輸出電流設 二 的電流範圍，而於前述輸出電& 的值由_流範園的外部進入 ： 用前述第i時刻與前述 P 4 1時刻，使 越時序’且將切換前述補正 的零父 求得之前轉交越時序。 之㈣設定為該 2.::請專利範圍$1項之電力 段除了使用前述第1時刻、前:頻;::' 3 出電流來求取前述輪出電流的零交越時:m 3·如申4專·圍第】項之電力變換L \越¥序。 指令補正手段係 、…、中’ m述電壓 '机靶圍的前述零位準因應 319204 50 1327412 前述輸出電流來調整/設定正極側的上限值及負極側的 下限值。 4.如申請專利範圍第！項之電力變換器，其中，前述電壓 士曰々補正手#又係針對前述電流範圍的前述零位準因應 前述頻率f來調整緣定正極側的上限值及負極側的下 限值。 5. 如申請專利範圍第】項之電力變換器，其中，前述電壓 指令補正手段係針對前述電流範圍的前述零位準，將正 極侧的上限值及負極側的下限值，調整/設定在固定值。 6. 如申睛專利範圍第1項 扣“… K电力义換态，其中’前述電壓 \補正手段係在料第1日㈣後，❹m切換前述補 壓…“ 士 間中，將切換前述補正電 £的極性之時刻因應前述輸出電流來補正。 7·如申請專利範圍第1項之電力㈣m巾，n 指令補正手段係在前计筮1 ， /、中則述电壓 !正電壓的極性之時刻為止的细門士 ）違切換别述補 壓的極性之時刻因庫前、”§主 將切換前述補正電 丁 j U應别述頻率f來補正。 8.如申請專利範圍第】項之電力變換哭 指令補正手段俜於運瞀 ^ ，、中，别述電壓 段所求得之交流電壓指令 电反礼令運算手 輸出電流來調整前述；^ 电壓時，因應前述 正刖迷補正電壓的振幅。 9· 一種電力變換器，係具備： 依照輪入之交流電壓指 載之旋轉電機的交流電力之;^^做為交流負 5J 319204 算二::：2旋轉電機的控制參數之轉矩指令，運 變換手段的㈣之交流麵令 產生前述轉矩指令之轉矩指令設定手段；以及 流電力中做為電、^ 給前述旋轉電機的交 為電机成/刀的輸出電流之電流檢測手段，· 、别述電力變換手段與前述電壓指令運算手段 之間’設置電塵指令補正手段以運算用以補正 前述補正令的補增，並將 > V 在别述電虔指令運算手段所灰撂夕 乂冰電屡指令且提供給前述電力變換手段， 置包令補正手段係針對前述輸出電流設 的二前ΓΠ 的電流範圍，而於前述輸出電流 一十… 乾圍的外部進入内部之第1時刻，使用 别迷第1時刻、前述頻1 U使用 輸出電流的零交越時序 月1 W轉矩指令求取前述 之時刻設定為所曰 前述補正電屡的極性 疋為所求侍之前述零交越時序。 .一種電力變換器，係具備： 依照輸入之交流電壓指令 交流電力的電力變換手段；生供應…負荷之 ^應供應給前述電力變換手段的料f 壓才日令的電壓指令運算手段；以及 又"IL電 流雷前述電力變換手段供應給前述交流負载的交 做為電流成分的輸出電流之電流撿測手段’· 319204 52 1-327412 而於前述電力變換手段與前述電壓指令運算手段 之間，設置電壓指令補正手段以運算用以補正前述電壓 指令運算手段所求得之交流電壓指令的補正電壓，並將 該補正電壓加算在前述電壓指令運算手段所求得之交 流電壓指令且提供給前述電力變換手段， 而前述電壓指令補正手段係針對前述輸出電流設 置包含其零位準之預定的電流範圍，而於前述輸出電流 的值由前述電流範圍的外部進入内部之第1時刻，使用 前述第1時刻與前述頻率f求取前述輸出電流的零交越 時序，且將第2時刻設定為所求得之前述零交越時序， 於前述第2時刻之前述補正電壓的極性與前述電壓指令 運算手段所求得之交流電壓指令的極性不同時，於前述 第2時刻切換前述補正電壓的極性，另一方面，在前述 第2時刻之前述補正電壓的極性與前述電壓指令運算手 段求得之交流電壓指令的極性相同時，於前述電壓指令 運算手段求得之交流電壓指令的極性切換時切換前述 補正電壓的極性。 11. 如申請專利範圍第10項之電力變換器，其中，前述電 壓指令補正手段除了使用前述第1時刻、前述頻率f以 外還使用前述輸出電流來求取前述輸出電流的零交越 時序。 12. 如申請專利範圍第10項之電力變換器，其中，前述電 壓指令補正手段係針對前述電流範圍的前述零位準因 應前述輸出電流來調整/設定正極側的上限值及負極側 53 319204 1327412 的下限值。 請專利範圍第10項之電力變換器，其中，前述電 壓指令補正手段係針對前述電流範圍的前述零位準因 應則述頻率f來調整/設定正極側的上限值及負極側的 下限值。 14·=申請專利範圍第1()項之電力變換器，其中，前述電 壓指令補正手段係針對前述電流範圍之前述零位準將 •=極側的上限值及負極側的下限值，言周整/設定在固定 15·如申凊專利範圍第1〇項之電力變換器，其中，前述電 壓指令補正手段係在前述第1時刻後，到到達前述第2 止之期間，因應前述輸出電流來補正切換前述補 正電壓的極性之時刻。 16·如申睛專利範圍帛1()項之電力變換器，其中， 壓指令補正手段俜在前诚第卩士 d

在刖“ 1 %刻後，到到達前述第2 ' 之期間，按照前述頻率ί來補正切換前、f 電壓的極性之時刻。 換則述補正 319204 54