[發明專利]電力變換裝置和馬達系統

在審

• 申請號: 202080093829.4
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN114982119A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 村上哲;竹島由浩;石黑義章;中川光;近藤亮太
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 金春實

本公開的電力變換裝置和馬達系統具備連接到馬達的逆變器電路、開關電路和控制電路。特征在于，逆變器電路和開關電路能夠進行2電平動作和3電平動作，控制電路基于馬達的轉矩指令和轉速指令，切換2電平動作和3電平動作。由此，能夠降低電力變換裝置和馬達中的合計損耗。

技術領域

本發明涉及對馬達提供電力的電力變換裝置以及使用了該電力變換裝置的馬達系統。

背景技術

作為將直流電力變換為交流電力并對馬達提供電力的逆變器裝置，提出有各種各樣的形式。例如，有如下電力變換裝置：為了使逆變器裝置低損耗化，關于逆變器的動作，將由半導體元件構成的至少2個閥器件串聯連接而構成1個臂，對此將至少3個臂并聯連接，在各個臂的閥器件相互的連接點與直流電源相互的連接點之間，分別連接由半導體元件和反并聯地連接到半導體元件的二極管構成的至少2個閥器件串聯連接而形成的交流開關，使各個交流開關導通或截止，由此使電力變換器能夠進行3電平運行或者2電平運行(例如，參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開2012/025978號

發明內容

發明要解決的課題

在專利文獻1所示的電力變換裝置中，由于僅使逆變器裝置低損耗化，因此將逆變器的動作電平切換為2/3電平而進行動作，然而未能考慮與連接到逆變器裝置的負載(例如馬達)的合計損耗降低。因此，即便在使逆變器裝置的損耗降低的情況下，也存在無法做到作為馬達等的負載的系統整體的低損耗化的課題。

本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于得到能夠降低電力變換裝置和馬達的合計損耗的電力變換裝置以及使用了該電力變換裝置的馬達系統。

用于解決課題的手段

本公開的電力變換裝置的特征在于，具備：電容器串聯電路，具有串聯連接的多個電容器，兩端連接到直流電壓源的兩端；逆變器電路，并聯連接多個串聯連接了多個開關元件的橋臂，直流輸入端連接到電容器串聯電路的兩端并且交流輸出端連接到馬達；開關電路，具有多個開關元件，一端連接到多個電容器的連接點，另一端連接到逆變器電路的開關元件的多個連接點；以及控制電路，控制逆變器電路和開關電路，逆變器電路通過將開關電路具有的開關元件設為截止而能夠進行2電平動作，通過使開關電路具有的開關元件導通截止而能夠進行3電平動作，控制電路基于馬達的轉矩指令和轉速指令，切換2電平動作和3電平動作。

另外，本公開的馬達系統的特征在于，具備電力變換裝置和連接到電力變換裝置的交流輸出端的馬達，電力變換裝置的控制電路基于馬達的轉矩指令和轉速指令，切換2電平動作和3電平動作。

發明效果

根據本公開的電力變換裝置和馬達系統，能夠降低電力變換裝置和馬達中的合計損耗。

附圖說明

圖1是實施方式1的馬達系統的結構圖。

圖2是說明實施方式1的馬達高次諧波鐵損的圖。

圖3是說明實施方式1的馬達和逆變器的損耗的關系的圖。

圖4是記載了確定實施方式1的逆變器的動作映射的次序的示意圖。

圖5是將實施方式1的逆變器的動作映射進行映射到馬達的轉速-轉矩特性之上的示意圖。

圖6是實施方式1的馬達系統的結構圖。

(附圖標記說明)

1：直流電壓源；2：電容器串聯電路；2a、2b：電容器；3：逆變器電路；3a～3f：開關元件；4：開關電路；4a～4f：開關元件；5：馬達；6：控制電路。

具體實施方式