[发明专利]变换器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种变换器装置，该变换器装置通过整流电路对交流输入电源的三相交流电压进行整流，通过根据输出电压指令信号被脉宽调制控制的变换器电路将该整流的电压变换为所期望的频率和振幅的三相交流电压并提供给负载。

背景技术

图9示出现有的变换器装置的电路结构图，该变换器装置将来自工业电源等交流输入电源1的三相交流电压变换为所期望的频率的三相交流电压并提供给作为负载的交流电动机2。

在图9所示的变换器装置10中，附图标记11是将用于对交流输入电源1的三相交流电压进行整流的二极管进行三相桥式连接而构成的整流电路。附图标记12是由用于使整流电路11整流的电压平滑的电解电容器构成的电容器。附图标记13是将晶体管和二极管的反并联电路进行三相桥式连接而构成的变换器电路，其中，所述晶体管和二极管的反并联电路用于通过后述的脉宽调制(PWM)控制将电解电容器12的两端电压变换为具有所期望的频率和振幅的三相交流电压。附图标记14是指定变换器电路13输出的三相交流电压的频率的频率设定器。附图标记15是产生具有由频率设定器14中设定的频率指令值fi指定的频率和与该频率对应的大小的电压振幅的三相正弦波状的输出电压指令信号vi的电压指令产生单元。附图标记16是PWM控制器，该PWM控制器将电压指令产生单元15的输出电压指令信号vi例如与三角波状的载波信号之间进行比较运算，来产生进行了脉宽调制(PWM)的变换器控制信号，进行变换器电路13的上述晶体管的导通控制。

如图10所示，上述的电压指令产生单元15由三相正弦波振荡器51、乘法器52～54、电压模式产生器55构成。该电压指令产生单元15中的三相正弦波振荡器51生成由频率设定器14中设定的频率指令值fi所指定的频率的电压振幅为固定的三相正弦波电压。另外，电压模式产生器55按照电压模式输出对于从频率设定器14输入的频率指令值fi的电压振幅指令值va，其中，所述电压模式例如根据使交流电动机2的一次电压(V)与一次频率(f)成比例地进行控制(V/f固定控制)的情况、通过该V/f固定控制来附加交流电动机2的低速区的转矩提升补偿的情况、以及对驱动平方递减转矩负载特性的负载的交流电动机2进行控制的情况等而被预先设定，表示变换器电路的输出频率fo与输出电压Vo之间的关系。

电压指令产生单元15通过乘法器52～54将指定三相正弦波振荡器51所输出的三相正弦波状的频率的电压vf与电压模式产生器55所输出的电压振幅指令值va相乘，由此形成具有与由频率设定器14设定的频率指令值fi以及由电压模式产生器55产生的电压振幅指令值va对应的频率以及电压振幅的三相正弦波电压指令信号vi，并提供给PWM控制器16。

在图9的这种现有的变换器装置10中，使由整流电路11进行整流得到的电压平滑的电容器12，在使该整流后的电压为足够平滑的直流电压时需要将容量设为足够大，因此作为该平滑用电容器12使用电解电容器。

然而，众所周知电解电容器是经时耗损的部件，因此与其它结构要素相比寿命短，在长期使用变换器装置10的情况下，必需维护或更换由电解电容器构成的平滑用电容器12，为此存在需要很多的劳力和费用的问题。

为了处理这种问题，在专利文献1所示的变换器装置中，在电解电容器的外部附加吸收伴随变换器电路的开关动作而产生的噪声电流的电容器，从而使该噪声电流不流过电解电容器。根据该专利文献1的变换器装置，由于流过电解电容器的电流减少，因此与图9的现有装置相比，电解电容器的负担变轻，能够相应地延长寿命。但是在这种情况下，产生由于附加了用于吸收噪声电流的电容器而使整个变换器装置大型化的问题。

另外，在专利文献2中示出了一种不增加整流电路的平滑用电容器的容量而设为小容量的变换器装置，可不使用上述的电解电容器。

该专利文献2的现有变换器装置由于不增加平滑用电容器的容量而设为小容量，因此在直流中间电路中的整流后的直流电压中包含的脉动电压变大。当直流电压根据这种脉动电压等而发生变动时，随着该变动在变换器装置的输出电流中产生拍频(beat)现象。

在该专利文献2的现有的变换器装置中，为了抑制伴随这种直流中间电路的直流电压的变动而产生的输出电流的拍频现象，检测平滑用电容器的端子电压，根据该检测电压对提供给变换器电路的电压振幅指令信号或频率指令信号进行校正，来抑制拍频现象。

然而，在该专利文献2的变换器装置中，变换器可输出的最大电压被直流中间电路的直流电压中包含的脉动电压限制，从而产生在输出电压变高的区域中成为不足状态的问题。