电力变换装置、电动机驱动装置及空气调节机制造方法及图纸

提供减少PWM控制时的开关损耗的高效率的电力变换装置、电动机驱动装置以及空气调节机。矢量控制部(8)将基于来自相电流检测部(6)的相电流信息(6A)而算出的电流的相位信息(8A)输出给脉冲停止控制部(9)。脉冲停止控制部(9)将基于电流的相位信息(8A)而生成的相脉冲停止控制信号(9A)输出给脉冲宽度判定部(12)。脉冲宽度判定部(12)将脉冲宽度不会成为一定的值以下的脉冲起动/停止指令(12A)输出给脉冲控制部(7)。由此，脉冲控制部(7)以电力变换电路(4)的规定的相的电流相位的零交叉为基准来停止规定区间的脉冲信号(7A)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换装置、电动机驱动装置及空气调节机
本专利技术涉及使用了 PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制方式的电力变换装置的控制技术。
技术介绍
在空气调节机等中使用的电动机驱动装置强烈要求基于零件件数削减的小型化和高效率、高输出化，开发了用于实现这些要求的各种技术。作为在这样的电动机驱动装置中使用的电力变换装置、以及高效率驱动成为其负载的电动机的手法，例如公开了如下所示的技术。即，公开了 180度/120度通电切换方式的技术，将从电力变换装置流向电动机的电流PWM控制为:正弦波状的180度通电方式、和以感应电压的相位为基准，每120度进行PWM控制来进行开关动作的120度通电方式。记载了通过使用该方式，能对应于电动机的负载条件和驱动条件来进行高效率的驱动，并能在宽范围的旋转速度下，使电动机的驱动稳定化(参考专利文献I)。另外，作为进行PWM控制的电力变换装置的120度通电时减少电动机的损耗的手法，公开了 120度/150度通电切换方式的技术，用转矩指令将120度通电时的通电角扩展为150度通电，来使在电动机流过的电流接近正弦波，从而减少转矩的脉动。记载了通过使用该方式，在电动机的起动时，以及从重负载直至轻负载为止，能以噪声和振动少的旋转力，高性能地进行电动机的驱动(参考专利文献2)。另外，还公开了 2相调制方式的技术，在使用进行PWM控制的三相的电力变换装置来运转电动机时对电力变换装置进行矢量控制的情况下，仅在电流值接近零的相不进行开关地进行2臂调制(2相调制)。根据该技术，在无位置传感器地进行矢量控制的情况下，通过在每隔一定的电气度的定时进行2相调制，能避免电动机的定子电流零钳位的零钳位现象。其结果，能在全负载范围的矢量控制中提升控制系统的稳定性(参考专利文献3)。先行技术文献专利文献专利文献I JP特开2008 - 172948号公报专利文献2 JP特开2003 — 169491号公报专利文献3 JP特开平11 — 164597号公报专利技术的概要专利技术要解决的课题所述的专利文献I以及专利文献2记载的120度通电方式以及150度通电方式由于与180度通电方式相比缩窄了 I周期的开关动作区域，因此能减少电力变换装置的开关损耗。但是，为了不使用磁铁位置传感器地检测电动机的磁铁位置(即，位置检测)，而需要设置感应电压检测电路来在开关动作的停止期间取得感应电压的相位信息，基于这些相位信息来切换进行开关动作的相。换言之，无磁铁位置传感器方式的120度通电方式以及150度通电方式必须在电动机的感应电压的零交叉点附近设置停止开关动作的期间。因而，难以将开关动作期间扩展到电气度150度以上。另外，开关动作的停止期间必须与感应电压相位同步进行。然而，由于因负载条件和驱动条件不同而会在感应电压相位和电动机的电流相位发生偏离，因此即使使用150度通电方式也不一定能得到转矩脉动的减少效果。进而，若要防止上述感应电压的相位和电动机的电流相位的偏离，则150度通电的动作自身就会变得不可能。S卩，由于120度通电方式或150度通电方式以感应电压的相位为基准来决定通电区间和开路相区间(使逆变器的同相的上下臂的开关元件两者都停止的区间)，因此为了在无磁铁位置传感器方式下取得位置信号，需要使开路相区间包括感应电压的零交叉点。然而，由于因负载条件和驱动条件不同而会在感应电压的相位和电动机的电流相位中发生偏离，因此也有开路相区间中未包括感应电压的零交叉点的情况。其结果，在无磁铁位置传感器而基于感应电压的相位来进行矢量控制的情况下有时不能正确进行位置检测。换言之，即使能通过规定区间的开关动作的停止来减少开关损耗也不能进行基于正确的位置检测的矢量控制。如此，在专利文献I以及专利文献2的方式中，通过在120度通电方式以及150度通电方式的驱动时设置使开关停止的区间，能减少电力变换电路的开关次数。但是，由于使用感应电压检测电路等取得感应电压的相位信息，基于该感应电压的相位信息来切换进行开关的相，因此在电压和电流的相位不同的情况下不能进行正确的位置检测。其结果，有电流失真变大而电动机的转矩脉动增加之可能性。另外，在专利文献I的180度通电方式的驱动中，虽然能不使用感应电压检测电路等而将流过电动机的电流控制为正弦波状，但由于必须在电压、电流的I周期之间总是进行开关动作，因此开关损耗增加从而电力变换电路的效率降低。另外，专利文献3中公开的技术在使用进行PWM控制的三相的电力变换装置来进行矢量控制的情况下仅在电流值接近于零的相，使开关休止来进行2相调制。但是，由于未出现电流的休止期间，因此会发生电动机的铜损。S卩，即使使用专利文献3记载的2相调制方式也不能减少PWM控制的开关损耗来提升电力变换装置的效率。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的状况而提出，目的在于提供PWM控制时的开关损耗的高效率的电力变换装置。用于解决课题的手段为了解决所述课题，本专利技术的电力变换装置是使用矢量控制方式、通过PWM控制进行电力变换的电力变换装置，具备:脉冲控制部，其输出用于进行所述PWM控制的脉冲信号；电力变换电路，其使用从所述脉冲控制部输出的脉冲信号来将直流电变换为交流电；电流检测部，其检测所述电力变换电路的电流；矢量控制部，其基于由所述电流检测部检测出的电流进行矢量控制，生成给所述脉冲控制部的指令电压；和脉冲停止控制部，其在以所述电力变换电路的电流相位为基准的脉冲停止区间生成使所述脉冲信号停止的脉冲停止控制信号，并将所述脉冲停止控制信号输出给所述脉冲控制部，所述脉冲控制部输出能保障栅极驱动器的动作的时间宽度的脉冲信号。专利技术的效果根据本专利技术，提供满足了栅极驱动器的规格并减少了 PWM控制时的开关损耗的高效率的电力变换装置等。【附图说明】图1是表示第I实施方式所涉及的PWM控制方式的电力变换装置的电路构成的框图。图2是表示比较例中的流过电动机的交流电压、交流电流以及脉冲信号的关系的波形图，(a)表征PWM载波信号和施加电压指令，(b)表征U相交流电流，(c)表征脉冲信号。图3是表示第I实施方式中的流过电动机的交流电压、交流电流以及脉冲信号与相脉冲停止控制信号的关系的波形图，(a)表征PWM载波信号和施加电压指令，(b)表征U相交流电流，(c)表征脉冲信号，(d)表征开路相控制信号(相脉冲停止控制信号)。图4是取得具备第I实施方式的电力变换装置的实际设备的情况下的U相电压、U相电流以及脉冲信号的关系的波形图，(a)表征U相端子电压，(b)表征U相电流，(C)表征脉冲信号。图5是表示第I实施方式的电力变换装置的相对于相脉冲停止区间(开路相区间)的电力变换电路损耗、电动机损耗以及将它们相加的综合损耗的关系的特性图。图6是表示比较例的PWM控制方式的电力变换装置的电路构成的框图。图7是表示第I实施方式所涉及的电力变换装置的变形例中的流过电动机的交流电压、交流电流以及脉冲信号与相脉冲停止控制信号的关系的波形图，(a)表征PWM载波信号和施加电压指令，(b)表征U相交流电流，(C)表征脉冲信号，(d)表征开路相控制信号(相脉冲停止控制信号)。图8是表示第2实施方式所涉及的PWM控制方式的电力变换装置的电路构成的框图。图9是表示第2实施方式的电力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换装置，其使用矢量控制方式，通过PWM控制来进行电力变换，所述电力变换装置的特征在于，具备：脉冲控制部，其输出用于进行所述PWM控制的脉冲信号；电力变换电路，其使用从所述脉冲控制部输出的脉冲信号来将直流电变换为交流电；电流检测部，其检测所述电力变换电路的电流；矢量控制部，其基于所述电流检测部检测出的电流，进行矢量控制，生成提供给所述脉冲控制部的指令电压；和脉冲停止控制部，其生成在以所述电力变换电路的电流相位为基准的脉冲停止区间使所述脉冲信号停止的脉冲停止控制信号，并将所述脉冲停止控制信号输出给所述脉冲控制部，所述脉冲控制部输出能保障栅极驱动器的动作的时间宽度的脉冲信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.30 JP 2011-2611791.一种电力变换装置，其使用矢量控制方式，通过PWM控制来进行电力变换，所述电力变换装置的特征在于，具备: 脉冲控制部，其输出用于进行所述PWM控制的脉冲信号； 电力变换电路，其使用从所述脉冲控制部输出的脉冲信号来将直流电变换为交流电； 电流检测部，其检测所述电力变换电路的电流； 矢量控制部，其基于所述电流检测部检测出的电流，进行矢量控制，生成提供给所述脉冲控制部的指令电压；和 脉冲停止控制部，其生成在以所述电力变换电路的电流相位为基准的脉冲停止区间使所述脉冲信号停止的脉冲停止控制信号，并将所述脉冲停止控制信号输出给所述脉冲控制部， 所述脉冲控制部输出能保障栅极驱动器的动作的时间宽度的脉冲信号。2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于， 所述电力变换装置还具备脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：右之子知惠，田村建司，田村正博，初濑涉，
申请(专利权)人：日立空调·家用电器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP