[發(fā)明專利]電力變換裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610843596.0
• 申請(qǐng)日: 2016-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106877779B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 兒島徹郎;杉浦徹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類號(hào): H02P27/08
• 分類號(hào): H02P27/08
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 柯瑞京

使電動(dòng)機(jī)動(dòng)作停止時(shí)使磁通量充分衰減，防止下次起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生過(guò)大電流和轉(zhuǎn)矩，電力變換裝置停止前使磁通量衰減時(shí)不產(chǎn)生過(guò)大電流和轉(zhuǎn)矩，另外不需要磁傳感器，即使發(fā)生了電動(dòng)機(jī)的溫度變動(dòng)或常數(shù)變化也能充分衰減磁通量。電力變換裝置的控制裝置具有基于電流指令生成驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電壓指令的電壓運(yùn)算部；基于電壓指令輸出電力變換電路的選通脈沖信號(hào)的PWM運(yùn)算部，控制裝置在從勵(lì)磁電流指令及轉(zhuǎn)矩電流指令的下降起直至達(dá)到零為止的阻斷時(shí)，將在勵(lì)磁電流指令上加上對(duì)應(yīng)于勵(lì)磁電流指令的時(shí)間變化量算出的勵(lì)磁電流指令補(bǔ)正量后求得的阻斷時(shí)勵(lì)磁電流指令、在勵(lì)磁電流指令上乘以增益后得到的阻斷時(shí)磁通量指令及轉(zhuǎn)矩電流指令作為針對(duì)電壓運(yùn)算部的電流指令。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電力變換裝置。

背景技術(shù)

在鐵道車輛的領(lǐng)域，作為驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)，一般使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。在鐵道車輛中，在編組內(nèi)搭載多個(gè)電動(dòng)機(jī)，即使車輛整體以相同速度行駛，也由于車輪旋轉(zhuǎn)半徑的差異而使得這些電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度并不一定相同。在使用同步電動(dòng)機(jī)的情況下，由于需要使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)頻率和電力變換裝置的驅(qū)動(dòng)頻率同步，因此每個(gè)電動(dòng)機(jī)中分別需要電力變換裝置。另一方面，在使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的情況下，由于對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度之差而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，因此能在轉(zhuǎn)矩誤差的允許范圍內(nèi)允許電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度差。為此，在鐵道車輛的領(lǐng)域中，一般采用以1臺(tái)電力變換裝置驅(qū)動(dòng)多臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的方式，能以低成本來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)。

一般產(chǎn)業(yè)用途中所使用的電動(dòng)機(jī)多以固定的旋轉(zhuǎn)速度連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但在鐵道車輛中，在從停車狀態(tài)起動(dòng)電力變換裝置并加速后，停止電力變換裝置的動(dòng)作而移轉(zhuǎn)到以慣性行進(jìn)的狀態(tài)，之后，再起動(dòng)電力變換裝置進(jìn)行減速或再加速等，如這樣頻繁地重復(fù)車輛的加減速以及電力變換裝置的起動(dòng)、停止。在使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的情況下，即使停止電力變換裝置而阻斷一次電流，在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部也會(huì)暫時(shí)繼續(xù)流過(guò)電流。該電流由電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的電阻消耗，逐漸衰減，但在直到消失為止的期間，因流過(guò)內(nèi)部的電流而繼續(xù)產(chǎn)生磁通量。這時(shí)，若殘留的磁通量保持較大不變地即電動(dòng)機(jī)內(nèi)部殘留的磁能保持較大不變地再起動(dòng)電力變換裝置，則有時(shí)會(huì)流過(guò)過(guò)大的電流。這時(shí)，會(huì)存在使電力變換裝置遭到破壞的情況、產(chǎn)生過(guò)大的轉(zhuǎn)矩而使乘坐體驗(yàn)變差的情況。

該殘留磁通量所引起的再起動(dòng)時(shí)的問(wèn)題過(guò)去以來(lái)就是已知的，作為該問(wèn)題的對(duì)策，已知專利文獻(xiàn)1以及2所記載的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，通過(guò)使電力變換裝置停止前成為輸出電壓零，從而使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的一次側(cè)短路，將電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的殘留磁能引出到一次側(cè)。在專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，在使電力變換裝置停止前控制勵(lì)磁電流來(lái)使電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的磁通量衰減，從而使電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的殘留磁能充分降低。

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：JP特開(kāi)2013-207954號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：JP特開(kāi)2008-113501號(hào)公報(bào)

在專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，通過(guò)在電力變換裝置停止前以輸出電壓零的狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)作，從而使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的一次側(cè)短路來(lái)將電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的殘留磁能引出到一次側(cè)，這時(shí)，若殘留磁能較大，則流向一次側(cè)的電流也變大，從而存在會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的轉(zhuǎn)矩的情況。

在專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，為了在電力變換裝置停止前使電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的磁通量衰減而對(duì)勵(lì)磁電流進(jìn)行控制，由此充分降低電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的殘留磁能。這時(shí)，不設(shè)置磁通量傳感器，是無(wú)傳感器的情況，但由于使用根據(jù)電動(dòng)機(jī)常數(shù)等估計(jì)出的值，因此在常數(shù)因電動(dòng)機(jī)的溫度變動(dòng)而發(fā)生了變化的情況下，估計(jì)誤差變大，從而有時(shí)無(wú)法使磁通量得到充分衰減。

根據(jù)以上，本發(fā)明的課題是以下3點(diǎn)。

(1)下次起動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生過(guò)大的電流和轉(zhuǎn)矩；

(2)當(dāng)在電力變換裝置停止前使磁通量充分衰減時(shí)，不產(chǎn)生過(guò)大的電流和轉(zhuǎn)矩；

(3)不需要磁傳感器，即使發(fā)生了電動(dòng)機(jī)的溫度變動(dòng)或常數(shù)變化也能充分衰減磁通量。

發(fā)明內(nèi)容