[其他]脈寬調(diào)制控制型電力轉(zhuǎn)換器控制裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87100105
• 申請(qǐng)日: 1987-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87100105A
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 稻葉博美;島清哉;保苅定夫;飛田敏光;高橋秀明;上田茂太
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類(lèi)號(hào): H02M7/12
• 分類(lèi)號(hào): H02M7/12
• 代理公司: 上海專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 魏文忠

本發(fā)明涉及一種脈沖寬度調(diào)制（下稱(chēng)PWM）控制型電力轉(zhuǎn)換器控制裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種能極大地改善轉(zhuǎn)換器的交流（AC）輸入和/或輸出電壓或電流的波形的控制裝置。

在現(xiàn)有技術(shù)中，諸如將交流電源轉(zhuǎn)換成直流（DC）電源的變換器以及將直流電源轉(zhuǎn)換成交流電源的逆變器等電力轉(zhuǎn)換器，被廣泛使用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。下面是一個(gè)典型的例子：在一個(gè)電力轉(zhuǎn)換器中，同時(shí)安裝有一個(gè)將交流電源提供的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓的變換器和一個(gè)將上述變換器提供的直流電壓重新轉(zhuǎn)換成交流電壓的逆變器，然后將逆變器輸出的交流電壓加在諸如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流負(fù)載上。

在這種類(lèi)型的電力轉(zhuǎn)換器中，所述變換器和逆變器通常是用人所共知的PWM控制技術(shù)進(jìn)行控制的。因而，人們希望變換器具有它的交流輸入電壓的波形，即波形盡可能接近正弦波形。而在逆變器中，它的輸出電壓或電流要盡可能地接近正弦波的形狀。為滿足這一點(diǎn)，尤其要求PWM控制所產(chǎn)生的最小輸入和/或輸出電壓或電流脈沖的脈沖寬度應(yīng)足夠地窄。

下面將以逆變器為例描述一下這種類(lèi)型的電力轉(zhuǎn)換器的PWM控制中所存在的問(wèn)題。誠(chéng)如人所共知的那樣，在逆變器的典型結(jié)構(gòu)中，包括一個(gè)主開(kāi)關(guān)電路，該主開(kāi)關(guān)電路由六個(gè)諸如晶體管或柵控閘流晶體管的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件組成，它們接成三相橋式電路，并通過(guò)一直流電抗器接在一直流電源上，上述六個(gè)開(kāi)關(guān)元件按照PWM控制饋以門(mén)信號(hào)以便以預(yù)定方式重復(fù)接通和斷開(kāi)操作。這樣，輸出電壓或電流以及它們的頻率就可以受到控制。

因此，在現(xiàn)有技術(shù)的這種人所共知的逆變器的PWM控制系統(tǒng)中，一個(gè)三角載波和一個(gè)正弦調(diào)制波互相比較，并按照比較結(jié)果獲得開(kāi)關(guān)元件的門(mén)信號(hào)。

如果這種PWM控制的裝置是通過(guò)采用模擬電路部件得以實(shí)現(xiàn)的，則將產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，即電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜：這種電路需要一個(gè)載波發(fā)生器，一個(gè)調(diào)制波發(fā)生器，一個(gè)比較器，等等。此外，用這種模擬電路部件做成的裝置還存在另一個(gè)問(wèn)題，即這種裝置的性能受環(huán)境溫度變化及老化的影響很大，因而難以從中獲得穩(wěn)定的工作性能。

因而，有人提出采用數(shù)字電路部件來(lái)制造這種裝置，公開(kāi)號(hào)為第57-3392號(hào)，于1982年1月8日公布的日本實(shí)用新型就是一個(gè)例子。據(jù)該實(shí)用新型所述，載波和調(diào)制波均以數(shù)字信號(hào)的形式產(chǎn)生，開(kāi)關(guān)元件的門(mén)信號(hào)是通過(guò)比較數(shù)字載波和數(shù)字調(diào)制波而產(chǎn)生的。如果控制操作（即，上述門(mén)信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程）是通過(guò)一個(gè)編有這種程序的微機(jī)實(shí)現(xiàn)的，則它幾乎全部被各種波的產(chǎn)生及這些波的比較所占用，因此，微機(jī)幾乎不可能再執(zhí)行其他程序。

更有甚者，在此情形中，上述裝置為了儲(chǔ)存各種載波和各種調(diào)制波的數(shù)據(jù)以便在交流輸出電壓的較寬的頻率范圍內(nèi)獲得具有良好的正弦波形的交流輸出電壓，因而所需要的儲(chǔ)存容量非常之巨，而這由于受到數(shù)據(jù)儲(chǔ)存裝置的制造方法的局限，因而是不現(xiàn)實(shí)的。如果逆變器的畸變的交流輸出電壓加在作為逆變器的負(fù)載的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)上，則還會(huì)產(chǎn)生另一問(wèn)題，即，包含在畸變波形中的諧振分量所產(chǎn)生的噪聲和轉(zhuǎn)矩波紋（torque????ripple）將無(wú)法避免。

因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是要解決現(xiàn)存的上述問(wèn)題，并且提供一種用于控制受PWM技術(shù)控制的電力轉(zhuǎn)換器的裝置，憑藉此裝置，電力轉(zhuǎn)換器的交流輸入和/或輸出電壓或電流的波形將得到極大的改善。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，在受PWM控制的電力轉(zhuǎn)換器的控制裝置中，包括一個(gè)處理器，該處理器使用至少一個(gè)頻率指令來(lái)計(jì)算一個(gè)總相位，并且根據(jù)運(yùn)算得到的總相位來(lái)決定電力轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)（on-off）狀態(tài)模式中的一個(gè)模式。相應(yīng)的模式包括多個(gè)事件，每個(gè)事件包括有關(guān)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)-關(guān)（on-off）狀態(tài)圖形（型式）的信息，一個(gè)模式的多個(gè)事件具有特定的起動(dòng)時(shí)間，每當(dāng)某一個(gè)時(shí)間到來(lái)時(shí)，其中其起動(dòng)時(shí)間與所述某一時(shí)間相同的事件即被選出。按此方式，在此模式期間一個(gè)模式中的多個(gè)事件在每一預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)重復(fù)一次，而在起動(dòng)時(shí)間時(shí)轉(zhuǎn)換，開(kāi)關(guān)元件的門(mén)信號(hào)則根據(jù)那一時(shí)間被選出的事件而產(chǎn)生。起動(dòng)時(shí)間是通過(guò)根據(jù)交流電源中的三相電壓或電流中的至少兩相的量值的大小來(lái)劃分預(yù)定的時(shí)間間隔而確定的，上述交流電源是供應(yīng)給電力轉(zhuǎn)換器或是從電力轉(zhuǎn)換器中取得的。

因此，門(mén)信號(hào)的脈沖寬度是按下述方式變化的，即當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器用這些門(mén)脈沖控制時(shí)，提供給電力轉(zhuǎn)換器的交流電源或從電力轉(zhuǎn)換器取得的交流電源的電流或電壓波形是正弦形的。

圖1a和1b為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括用于控制受PWM控制的電力轉(zhuǎn)換器的裝置的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制裝置的示意圖;

圖2為確定事件和相應(yīng)事件被起動(dòng)的起動(dòng)時(shí)間的過(guò)程的流程圖;