WO2017168522A1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、出力電圧の歪み率を低減するとともに、騒音、振動を低減することができる。
図1は、この発明の実施の形態1に係る電力変換装置を示す全体構成図である。図1において、交流回転機1は、3相巻線U、V、Wを有する交流回転機であり、例えば、永久磁石同期回転機、巻線界磁同期回転機、誘導回転機、シンクロナスリラクタンスモータ等である。
これにより、3相変調の利用範囲を増大することができるとともに、変調方式を切り替える際に、不連続な電圧変化が生じることがない。そのため、出力電圧の歪み率を低減するとともに、騒音、振動を低減することができる。
上記実施の形態1において、3相電圧指令の振幅値が4.33Vである図4に比べ、3相電圧指令の振幅値を5.48Vに増大させた場合における3相電圧指令Vub、Vvb、Vwb、第1オフセット電圧Voffset1’、第1オフセット電圧Voffset1および修正3相電圧指令Vu、Vv、Vwを図5に示す。
以下、実施の形態3について述べるが、実施の形態1、2と重複する箇所については説明を省略する。実施の形態3が実施の形態2と異なるのは、第2オフセット電圧演算部6bである。
以下、実施の形態4について述べるが、実施の形態1~3と重複する箇所については説明を省略する。実施の形態4が実施の形態2と異なるのは、第2オフセット電圧演算部6bである。
以下、実施の形態5について述べるが、実施の形態1と重複する箇所については説明を省略する。図14は、この発明の実施の形態5に係る電力変換装置を示す全体構成図である。実施の形態5が実施の形態1と異なるのは、出力電圧検出回路501、502、503およびインバータ故障検出部504である。
以下、実施の形態6について述べるが、実施の形態1と重複する箇所については説明を省略する。図17は、この発明の実施の形態6に係る電力変換装置を示す全体構成図である。実施の形態6が実施の形態1と異なるのは、出力電圧検出回路601、602、603およびインバータ故障検出部604である。
以下、実施の形態7について述べるが、実施の形態1と重複する箇所については説明を省略する。図20は、この発明の実施の形態7に係る電力変換装置を示す全体構成図である。実施の形態7が実施の形態1と異なるのは、出力電圧検出回路701およびインバータ故障検出部702である。
Claims (18)
- それぞれ正弦波となる3相電圧指令に基づいて直流電圧を3相電圧に変換して出力する電力変換装置であって、
前記3相電圧指令を大きい順に最大相、中間相、最小相としたとき、前記直流電圧に第1定数を乗算した第1直流電圧を、前記最大相から減算して第1オフセット電圧を演算するとともに、前記第1オフセット電圧の符号が負の場合に、前記第1オフセット電圧を0に設定する第1オフセット電圧演算部と、
前記3相電圧指令の各相から前記第1オフセット電圧を減算して、修正3相電圧指令を出力する修正3相電圧指令演算部と、
前記修正3相電圧指令に基づいて、前記3相電圧を出力するインバータと、
を備えた電力変換装置。 - 前記インバータは、下側アームスイッチング素子に直列接続された電流検出用抵抗素子の電圧降下によって、インバータの各相を流れる電流を検出する電流検出部を備え、
前記第1オフセット電圧演算部は、前記下側アームスイッチング素子の通電時間が前記電流検出用抵抗素子で前記電流の検出が可能な下限値となるように前記第1定数を設定する
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、前記最大相、前記最小相、前記直流電圧の少なくとも2つに基づいて第2オフセット電圧を演算する第2オフセット電圧演算部を備え、
前記修正3相電圧指令部は、前記3相電圧指令の振幅があらかじめ設定された閾値よりも大きい場合に、前記3相電圧指令から前記第2オフセット電圧を減算することで、前記修正3相電圧指令を出力する
請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記第2オフセット電圧演算部は、前記最大相から前記直流電圧に第2定数を乗算した第2直流電圧を減算することで、前記第2オフセット電圧を演算するものであって、前記第2定数は、前記インバータから出力される電圧のうち、最も大きい相の電圧があらかじめ設定された上限値となるように設定される
請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記第2オフセット電圧演算部は、前記最小相と前記直流電圧に第3定数を乗算した第3直流電圧とを加算することで、前記第2オフセット電圧を演算するものであって、前記第3定数は、前記インバータから出力される電圧のうち、最も小さい相の電圧があらかじめ設定された下限値となるように設定される
請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記第2オフセット電圧演算部は、前記最大相と前記最小相との平均値を第2オフセット電圧とする
請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、前記インバータから出力される前記3相電圧を検出する出力電圧検出回路を各相に備え、前記3相電圧に基づいて前記インバータの故障を判定する
請求項1から請求項6までの何れか1項に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、前記出力電圧検出回路により検出された前記3相電圧から、その搬送波成分を除去した前記3相電圧に基づいて、前記インバータの故障を判定する
請求項7に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、前記出力電圧検出回路により検出された前記3相電圧から、その搬送波成分を除去した前記3相電圧の各相の加算値があらかじめ設定された閾値から逸脱した場合に、前記インバータの故障を判定する
請求項7に記載の電力変換装置。 - それぞれ正弦波となる3相電圧指令に基づいて直流電圧を3相電圧に変換して出力する電力変換装置であって、
前記3相電圧指令を大きい順に最大相、中間相、最小相としたとき、前記最小相と前記直流電圧に第4定数を乗算した第4直流電圧とを加算することで、第3オフセット電圧を演算し、前記第3オフセット電圧の符号が正の場合に前記第3オフセット電圧を0に修正する第3オフセット電圧演算部と、
前記3相電圧指令の各相から前記第3オフセット電圧で減算して、修正3相電圧指令を出力する修正3相電圧指令演算部と、
前記修正3相電圧指令に基づいて、前記3相電圧を出力するインバータと、
を備えた電力変換装置。 - 前記インバータは、上側アームスイッチング素子に直列接続された電流検出用抵抗素子の電圧降下によって、インバータの各相を流れる電流を検出する電流検出部を備え、
前記第3オフセット電圧演算部は、前記上側アームスイッチング素子の通電時間が前記電流検出用抵抗素子で前記電流の検出が可能な下限値となるように前記第4定数を設定する
請求項10に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、前記最大相、前記最小相、前記直流電圧の少なくとも2つに基づいて第4オフセット電圧を演算する第4オフセット電圧演算部を備え、
前記修正3相電圧指令部は、前記3相電圧指令の振幅があらかじめ設定された閾値よりも大きい場合に、前記3相電圧指令から前記第4オフセット電圧を減算することで、前記修正3相電圧指令を出力する
請求項10または請求項11に記載の電力変換装置。 - 前記第4オフセット電圧演算部は、前記最大相から前記直流電圧に第5定数を乗算した第5直流電圧を減算することで、前記第4オフセット電圧を演算するものであって、前記第5定数は、前記インバータから出力される電圧のうち、最も大きい相の電圧があらかじめ設定された上限値となるように設定される
請求項12に記載の電力変換装置。 - 前記第4オフセット電圧演算部は、前記最小相と前記直流電圧に第6定数を乗算した第6直流電圧とを加算することで、前記第4オフセット電圧を演算するものであって、前記第6定数は、前記インバータから出力される電圧のうち、最も小さい相の電圧があらかじめ設定された下限値となるように設定される
請求項12に記載の電力変換装置。 - 前記第4オフセット電圧演算部は、前記最大相と前記最小相との平均値を第2オフセット電圧とする
請求項12に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、前記インバータから出力される前記3相電圧を検出する出力電圧検出回路を各相に備え、前記3相電圧に基づいて前記インバータの故障を判定する
請求項10から請求項15までの何れか1項に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、前記出力電圧検出回路により検出された前記3相電圧から、その搬送波成分を除去した前記3相電圧に基づいて、前記インバータの故障を判定する
請求項16に記載の電力変換装置。 - 前記電力変換装置は、前記出力電圧検出回路により検出された前記3相電圧から、その搬送波成分を除去した前記3相電圧の各相の加算値があらかじめ設定された閾値から逸脱した場合に、前記インバータの故障を判定する
請求項16に記載の電力変換装置。
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