[发明专利]三相整流器、逆变器以及模块

说明书

技术领域

本发明涉及将交流变换为直流的整流器装置、将直流变换为交流的逆变器装置以及模块。

背景技术

作为可以令用于将交流变换为直流的电力变换器所产生的高次谐波电流非常小的电力变换器，正弦波PWM整流器(Converter)装置得到了广泛普及。

PWM整流器装置在与输入侧的交流电源之间连接了电抗线圈，在输出侧的直流端子之间连接了平滑电容器和负载。因此，在从电源侧向负载侧供电时，为了以与电源电压相同的相位流入正弦波形的输入电流，控制PWM整流器。此外，在从负载侧对电源侧再生电力时，为了以与电源电压相反的相位流入正弦波形的输入电流，控制PWM整流器。

具体地说，提供输入电流的振幅指令以使平滑电容器的直流电压成为预定值，作为与电源电压相位同步的电流指令值，为使输入电流检测值与该指令值一致，控制PWM整流器的交流输入电压。

为了如此控制PWM整流器，必须检测电源电压相位以及向整流器的输入电流。

早已进行了上述正弦波PWM整流器的开发，提出了多种方式。

在此，作为不使用电源电压传感器而检测电源电压相位的方式，提出了平成6年电气学会论文志D部门114卷12号记载的“无电源电压传感器的三相PWM整流器的一种方式”。本方式无需检测电源电压相位，便可以流动与电源电压相位同步的正弦波电流。

另一方面，作为在电动机驱动用逆变器装置中，根据电动机空转状态下产生的感应电压推测电动机转子位置的方法，有特开2006-25587号公报和平成17年电气学会产业应用部门大会论文集记载的“可应用于相电流以及直流母线电流检测方式的无传感器PM电动机驱动系统的空转启动法”。特开2006-25587号公报记载了以下的方法：在多相交流电动机空转时，使多相中的一部分相的线圈短路，根据流动的电流推测转子的位置。平成17年电气学会产业应用部门大会论文集记载的“可应用于相电流以及直流母线电流检测方式的无传感器PM电动机驱动系统的空转启动法”叙述了以下方式：使逆变电路的一个开关元件进行接通·断开动作，此时根据1相电流或母线直流电流的流通状况推测感应电压相位。

【专利文献1】特开2006-25587号公报

【非专利文献1】平成6年电气学会论文志D部门114卷12号记载的“无电源电压传感器的三相PWM整流器的一种方式”

【非专利文献2】平成17年电气学会产业应用部门大会论文集记载的“可应用于相电流以及直流母线电流检测方式的无传感器PM电动机驱动系统的空转启动法”

发明内容

如上所述，在背景技术中提出了各种方式，但平成6年电气学会论文志D部门114卷12号记载的“无电源电压传感器的三相PWM整流器的一种方式”为了检测PWM整流器启动时的电源电压初始相位，PWM整流器以恰当的相位进行开关动作，因此需要使用得到的电压、电流信息来推测电源电压相位。

因此，需要考虑在上述开关动作时不产生过电流，根据使用的用途(产品)有时无法应用上述方法。

此外，为了进行上述电流信息的检测和处理，需要至少两个高性能电流传感器和高性能数字控制器，导致成本升高。

而且，在启动PWM整流器时，在有负载的情况下需要从二极管整流模式切换为PWM控制模式，因为二极管整流电压仅可以充电到电源电压的峰值，所以在启动时整流器的输入电压指令较大时，产生过调制，在较小时，向交流电抗线圈的施加电压差变大，发生出现过电流的现象。

作为现有的对策，具有通过其他电源在到达升压电压之前进行初始充电的方式，和从二极管整流电压到升压电压为止缓缓地提高启动时的直流电压指令的方式，在直流侧具有负载时，因为理论上二极管整流电压为较低的状态，所以整流器可以输出的电压较小，因此认为抑制冲击电流的效果不明显。

另一方面，作为在电动机空转时推测转子位置的方法，在特开2006-25587号公报中公开了推测多相交流电动机空转时的转子位置的方法，但没有针对母线直流电流检测方式的考虑。

平成17年电气学会产业应用部门大会论文集记载的“可以应用于相电流以及直流母线电流检测方式的无传感器PM电动机驱动系统的空转启动法”可以应用于母线直流电流检测方式，但是没有考虑以下问题：由于电动机常数或旋转速度的影响而导致检测误差变大的问题，和对再生运转模式以及整流器装置的应用。