[發明專利]電功率控制裝置和電功率控制裝置中的電功率計算方法

有效

• 申請號: 201080030403.0
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN102474178A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 山口崇;只野裕吾;掛林徹
• 申請（專利權）人: 株式會社明電舍
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王朝輝

技術領域

本發明涉及一種在功率電子產品中在驅動/再生模式時輸入/輸出功率的計算方法，該功率電子產品包括斬波電路并且被配置為例如用來執行電動機控制。

背景技術

例如，非專利文獻1以及專利文獻1和2均提出了一種電動機驅動裝置，作為用于通過使用斬波電路將直流電源的電功率供應給負載和將負載的電功率再生到直流電源中的裝置。

引用列表

非專利文獻

非專利文獻1：日本電氣工程師學會的期刊-D中“220000r/min-2kW?PM?Motor?Drive?System?for?Turbocharger(用于渦輪增壓器的220000r/min-2kW?PM電動機驅動系統)”，2005年第125卷，第9期，第854-861頁

專利文獻

專利文獻1：日本專利第3278188號

專利文獻2：日本專利申請公布第2008-295280號

圖3表示了裝備有直流電源、斬波電路和逆變器的電動機驅動裝置的一個實例。

在圖3中，附圖標號10代表電池，并且附圖標號C1代表電容器。電容器C1與電池10并聯連接。附圖標號11代表通過電抗器L1與電池10并聯連接的開關元件。附圖標號12代表與開關元件11串聯連接的開關元件。

開關元件11與續流二極管(旁路二極管)13逆并聯(反并聯)連接。開關元件12與續流二極管(旁路二極管)14逆并聯連接。開關元件11和12的串聯組合體與電容器C2并聯連接。電容器C2與通過串聯連接開關元件15和16形成的串聯組合體連接。電容器C2與開關元件15和16的該串聯組合體并聯。開關元件15與續流二極管(旁路二極管)17逆并聯連接。開關元件16與續流二極管(旁路二極管)18逆并聯連接。

電抗器L2的一端與開關元件15和16的共同連接點連接。具有三相橋配置的逆變器19被布置在電抗器L2的另一端與電池10的負極端子之間并且與電抗器L2的所述另一端以及電池10的負極端子連接。逆變器19的三相輸出被供應給PM電動機20。

逆變器19和電抗器L2的共同連接點通過二極管D1的陽極和陰極與開關元件12和電容器C2的共同連接點(＝點P)連接。

逆變器19是120度導通型電流源逆變器。逆變器19由開關元件和續流二極管(旁路二極管)構成。逆變器19的各開關元件以三相橋的形式彼此連接。逆變器19的續流二極管中的每個都與逆變器19的相應開關元件逆并聯連接。

附圖的圖示中省略了逆變器19的門驅動電路、用于感測點P的電壓Vdc的檢測器和用于感測流入電抗器L2的電流Idc的檢測器。

現在將要說明如上配置的裝置的操作。首先，在驅動模式時，開關元件11被接通(開啟)，使得電流通過來自電池10并經由電容器C1平滑化(smoothed)的直流電壓而施加給電抗器L1。由此，能量被存儲在電抗器L1中。然后，開關元件11被關斷(斷開)，使得存儲在電抗器L1中的能量通過續流二極管14充電到電容器C2中。由此，電容器C2的電壓升高。

借助這樣的結構，即使電容器C2側的電壓高，也能夠對電容器C2充電。相應地，電抗器L1、開關元件11、二極管14和電容器C2構成第一升壓斬波電路。此時，開關元件11被重復地接通和關斷以便維持電容器C2的電壓Vdc在恒定的電平。通過改變電容器C2的該電壓控制或調節(AVR)的目標值，損失減少變為可能。

而且，當開關元件15被接通時，電流被施加于電抗器L2，使得能量被存儲在電抗器L2中。在這種情況下，除非電容器C2側的電壓Vdc高于電抗器L2側的電壓，否則不能進行驅動。接著，當開關元件15被關斷并且開關元件16被接通時，借助于存儲在電抗器L2中的能量，恒定的電流通過開關元件16和逆變器19的任意兩個現在導通的開關元件流入電抗器L2中。通過未示出的電流檢測器檢測該電流。可選擇地，從基于門信號的波形檢測或估計PM電動機20的旋轉速度。為了將該電流或旋轉速度置于其目標值，執行開關元件15和16的通/斷控制，從而執行電流控制(ACR)或速度控制(ASR)。此外，通過利用開關元件15和16的通/斷控制，使電動機20能夠通過低于電池電壓的電壓電平被旋轉。