[發明專利]電力變換器控制裝置

有效

• 申請號: 201780097053.1
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN111373646B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 石冢充
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02P25/22;H02P27/08
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 李今子

其目的在于得到一種能夠控制對多重繞組型電動機供給電力的電力變換器，穩定地驅動多重繞組型電動機的電力變換器控制裝置。電力變換器控制裝置(10)針對對由多個繞組群構成的多重繞組型電動機(83)的多個繞組群分別供給電力的電力變換器(81A、81B)進行PWM控制，其中，具備PWM控制部(18)，該PWM控制部(18)選擇性地切換對針對各個繞組群的電壓指令使用與特定的繞組群的電壓指令同步的載波進行PWM控制的第1同步PWM控制模式以及對針對各個繞組群的電壓指令使用與各自的電壓指令同步的各自的載波進行PWM控制的第2同步PWM控制模式中的一方或者兩方和使用不與針對各個繞組群的電壓指令同步的載波的非同步PWM控制模式來進行控制。

技術領域

本發明涉及對使用多個半導體開關元件在直流電力與交流電力之間變換電力的電力變換器進行控制的電力變換器控制裝置，特別涉及控制為了驅動電樞繞組作為多個繞組群被多重化的多重繞組型電動機而對各繞組群供給交流電力的電力變換器的電力變換器控制裝置。

背景技術

電力變換器連接于交流電力系統與直流電力系統之間，被用作在直流－交流之間變換電力的裝置。在使用這樣的電力變換器來驅動電動機的情況下，作為控制方法，廣泛使用脈沖寬度調制(以下PWM)控制。PWM控制是通過針對驅動電動機的電壓指令進行基于載波信號的三角波比較處理來生成驅動電力變換器的開關元件的開關脈沖的控制，但在載波頻率為恒定的狀態下電動機的轉速成為高速時，1個周期的電壓指令中的開關次數變少，所以為了高速地驅動電動機，有時進行使電壓指令和載波信號的相位同步并將載波信號的頻率設定為電壓指令的頻率的整數倍(設為3倍、9倍等奇數倍的情況較多)的同步PWM控制。在應用同步PWM控制的情況下，能夠以少的脈沖數驅動電動機，所以還能夠降低電力變換器的開關損耗。

在同步PWM控制中更新電壓指令的情況下，其計算需要在載波信號的波峰與波峰之間、波谷與波谷之間、或者波峰與波谷之間進行，但在電壓指令變化時載波信號的相位也變化，所以電壓指令的計算時間變動。

在多重繞組型電動機的情況下，除了需要用于對各繞組群供給交流電力的多個電力變換器、與各繞組群對應的電壓指令以及載波信號以外，在某個繞組群中流過的電流的變化有時對在其他繞組群中流過的電流造成影響。因此，有時使用多個繞組群的電流來計算各電壓指令，但在使用2個載波信號進行同步PWM控制時，該電壓指令的計算的定時變得復雜。

關于如上述的多個繞組群的PWM控制，提出了如下電動機控制裝置，在驅動2基的三相交流電動機的情況下，將生成2組PWM波形的周期相等的2個載波信號的周期設定為時鐘數的計數值，在直至成為與預定的相位差對應的計數值為止的期間，針對一方的載波信號的周期的計數值累計相位差形成用周期設定值，從而以成為期望的相位差的方式錯開相互的相位關系(例如參照專利文獻1)。

另外，在逆變器(電力變換器)的同步運轉方式中，有如下方式，即，將由主逆變器運算出的PWM同步基準信號一并串行發送給從逆變器，在從逆變器側，與接收到的PWM同步基準信號同步地控制載波信號的振蕩頻率(例如參照專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-252138號公報

專利文獻2：日本特開2007-295647號公報

發明內容

然而，在專利文獻1記載的電動機控制裝置中，為了得到期望的相位差，使用PWM定時器控制載波信號的周期、相位，所以無法應對與繞組群的旋轉頻率同步的同步PWM控制，在高速旋轉時，有可能無法穩定地控制電動機。

另外，在專利文獻2記載的逆變器的同步運轉方式中，在如電動機的轉速成為更高速且每1個周期的電壓指令的開關脈沖為3脈沖的區域中，在不同的逆變器之間使載波信號同步，從而在包含于開關脈沖的基波的相位與電壓指令的相位之間產生偏移，控制有可能反而變得不穩定。