本发明专利技术的逆变器装置在直流电源（１）的正负端子之间具有三组串联连接两个开关元件（２）而构成的串联电路，并将这两个开关元件的连接点连接到电动机（１１），将直流电源的直流电压由ＰＷＭ三相调制进行转换，由此，将正弦波状的交流电流向电动机输出。连接在直流电源的正端子的上臂开关元件对每个ＰＷＭ三相调制的载波周期，在所有的相中，添加或削减相同的导通期间，并使载波周期内的通电期间为两次。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过由脉冲宽度调制(以下称PWM)产生的三相调制、即PWM三相调制驱动电动机的转换(inverter)装置。
技术介绍
以往，作为这种逆变器装置有由PWM二相调制产生的正弦波驱动方式。例如，公开于日本专利申请特开2003-189670号公报。以下说明该方式。图23是正弦波驱动用逆变器装置的电路图，表示逆变器装置和其周围的电路。逆变器装置121的控制电路107通过运算来自电流传感器106的电流，进行构成无传感器DC无电刷电动机111的磁铁转子105的位置检测。并且，基于转数指令信号(未图示)等，控制构成转换电路110的开关(switching)元件102，将来自电池101的直流电压由PWM调制进行转换，由此，将正弦波状的交流电流输出到构成无传感器DC无电刷电动机111(以后称电动机)的定子线圈104。构成转换电路110的二极管103为来自定子线圈104的电流的回流路径。关于开关元件102，将上臂开关元件定义为2U、2V、2W，将下臂开关元件定义为2X、2Y、2Z，并且，将与各开关元件2U、2V、2W、2X、2Y、2Z对应的二极管定义为3U、3V、3W、3X、3Y、3Z。电流传感器106的检测电流值用于计算消耗功率或为了保护开关元件102等的判断。在图23中，电流传感器106被插入到电源线的负侧，但是因为电流相同，所以也可以是正侧。表示两相调制的波形的特性图。图24是表示50％调制、图25是表示100％调制中的各相波形的调制的特性图，表示U相端子电压141、V相端子电压142、W相端子电压143以及中性点电压129。这些端子电压由PWM调制以纵轴表示的占空比(％)来实现。中性点电压129是求出各相的端子电压之和并除以3后的值。而且，相电压是从端子电压中减去中性点电压后的值，为正弦波。-->图26是两相调制的一载波内(载波周期)的时序图，表示上臂开关元件2U、2V、2W，下臂开关元件2X、2Y、2Z的导通/截止的一例。此时，在图24的50％调制中，是相位大约为135度的时序图。各开关元件的开关有(a)、(b)、(c)三种，示出各个图27A、27B、图27C中表示电流路径的电路图。在期间(a)，上臂开关元件2U、2V、2W都截止，下臂开关元件2X、2Y、2Z都导通。U相电流、V相电流分别从与下臂开关元件2X、2Y并联的二极管流向定子线圈104，W相电流从定子线圈104流出到下臂开关元件2Z。在下臂和电动机111之间，电流循环着。因此，处于从电池101到转换电路110及电动机111不供电的非通电状态。在期间(b)，上臂开关元件2U导通，下臂开关元件2Y、2Z导通。U相电流从上臂开关元件2U流向定子线圈104，V相电流从与下臂开关元件2Y并联的二极管流向定子线圈104，W相电流从定子线圈104流出到下臂开关元件2Z。因此，处于从电池101向转换电路110及电动机111供电的通电状态。此时，电源线(电流传感器106)上流过U相的相电流。在期间(c)，上臂开关元件2U、2V导通，下臂开关元件2Z导通。U相电流、V相电流分别从上臂开关元件2U、2V流向定子线圈104，W相电流从定子线圈104流出到下臂开关元件2Z。所以，处于从电池101向转换电路110及电动机111供电的通电状态。此时，电源线(电流传感器106)上流过W相的相电流。由上臂开关元件2U、2V、2W的导通/截止状态，能获知电源线(电源传感器106)中流过的电流的有无、流过的相电流。没有导通的相时不流过电流(非通电)，仅一相导通时，流过该相的电流(通电)，两相导通时，流过剩余的相的电流(通电)。图28中从中央均等地分开表示图24的50％调制的两相调制的相位90度、105度、120度、135度、150度中的一载波内(载波周期)内的上臂开关元件2U、2V、2W的导通期间(占空比)。用细实线表示U相的导通期间，用较粗实线表示V相的导通期间，用粗实线表示W相的导通期间。在导通期间的下方，用实线箭头表示从电池101对定子线圈104供电的通电期间，以U、V、W表示流过的相电流。并且，以虚线箭头表示非通电期间。同样地，图29中表示图25的100％调制的两相-->调制。根据上述，在两相调制中，在一载波内(载波周期)中，流过的相电流变化，但是，对转换电路110以及电动机111供电的通电期间为1次。即使相位变化也一样。接着，说明三相调制。图30是表示50％调制、图31是表示100％调制中的各相波形的调制的特性图，与两相调制一样，表示U相端子电压141、V相端子电压142、W相端子电压143以及中性点电压129。这些端子电压由PWM调制以纵轴表示的占空比(％)来实现。中性点电压129是求出各相的端子电压之和并除以3后的值。而且，相电压是从端子电压中减去中性点电压后的值，为正弦波。图32是三相调制的时序图，表示一载波内(载波周期)的上臂开关元件2U、2V、2W，下臂开关元件2X、2Y、2Z的导通/截止的一例。此时，在图30的50％调制中，是相位大约为120度的时序图。在各开关元件的开关中，有在两相调制的情况的(a)、(b)、(c)加上(d)4种。关于期间(a)、(b)、(c)，与所述两相调制的图27A、图27B、图27C一样，因此说明期间(d)。在期间(d)中，如图33所示，上臂开关元件2U、2V、2W都导通，下臂开关元件2X、2Y、2Z都截止。U相电流、V相电流分别从上臂开关元件2U、2V流向定子线圈104，W相电流从定子线圈104流向与上臂开关元件2W并联的二极管。在上臂和电动机111之间，电流循环着。因此，处于从电池101向转换电路110及电动机111不供电的非通电状态。由上臂开关元件2U、2V、2W的导通/截止状态，能获知电源线(电源传感器106)中有无电流流过、流过的相电流。没有导通的相时不流过(非通电)，仅一相导通时，流过电流该相(通电)，两相导通时，流过剩余的相的电流(通电)，三相全导通时不流过(非通电)。图34中从中央均等地分开表示图30的50％调制的三相调制的相位30度、45度、60度、75度、90度中的一载波内(载波周期)的上臂开关元件2U、2V、2W的导通期间(占空比)。用细实线表示U相的导通期间，用较粗实线表示V相的导通期间，用粗实线表示W相的导通期间。用实线箭头表示从电池101对定子线圈104供电的通电期间，以U、V、W表示电源线中流过的相电流。并且，以虚线箭头-->表示非通电期间。同样地，图35中表示图31的100％调制的三相调制。如图34、图35所示，在三相调制中，载波周期内中央的期间(d)为非通电期间。而且，在载波周期内的前端、后端也分别有非通电期间。因此，在载波周期内的前半和后半分别有通电期间。这与两相调制是一次的情况相比，载波周期等于其一半(载波频率为2倍)(以下称为载波周期缩短效果)，PWM调制变得极细。由此，三相调制与两相调制相比，电流脉动(ripple)、转矩脉动变小，变为低振动低噪音。但是，在图35的100％调制中，在相位30度，载波周期内的通电期间仅为一次，得不到载波周期缩短效果。而且，在相位90度，在载波周期内的前端、后端没有非通电期间，所以与前后的载波周期内的通电期间连续。所以，载波周期内的通电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种逆变器装置，在直流电源的正负端子之间具有三组串联连接两个开关元件而构成的串联电路，并将这两个所述开关元件的连接点连接到电动机，将所述直流电源的直流电压由ＰＷＭ三相调制进行转换，由此，将正弦波状的交流电流向所述电动机输出，连接在所述直流电源的正端子的上臂开关元件对每个所述ＰＷＭ三相调制的载波周期，在所有的相中，添加或削减相同的导通期间，并使所述载波周期内的通电时间为两次。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-6-25 187352/2004;JP 2005-3-14 070677/20051、一种逆变器装置，在直流电源的正负端子之间具有三组串联连接两个开关元件而构成的串联电路，并将这两个所述开关元件的连接点连接到电动机，将所述直流电源的直流电压由PWM三相调制进行转换，由此，将正弦波状的交流电流向所述电动机输出，连接在所述直流电源的正端子的上臂开关元件对每个所述PWM三相调制的载波周期，在所有的相中，添加或削减相同的导通期间，并使所述载波周期内的通电时间为两次。2、如权利要求1所述的逆变器装置，在所述上臂开关元件的导通期间有为0％或者所述载波周期的5％以下的相的情况下，在所有的...
【专利技术属性】
技术研发人员：后藤尚美，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。