[发明专利]逆变器装置

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器装置，具体涉及在二极管电桥与逆变器部之间的直流环节(DC link)部中具有LC滤波器的逆变器装置，该LC滤波器只抑制逆变器的载波电流分量。

背景技术

以往，作为逆变器的代表性主电路结构，一般采用通过整流电路、平滑电路把商用交流电压暂时转换为直流电压、并通过电压式逆变器部获得交流电压的结构。这里，在平滑电路中为了平滑商用频率引起的电压脉动而需要大型电容器和电抗器，所以导致逆变器部的体积增大和成本升高。因此，提出了使LC滤波器小型化且只抑制逆变器的载波电流分量的主电路结构(例如参照“電気学会技術報告第998号「3.直流リンク付き直接形交流電力変換回路(直接形交流電力変換回路技術とその関連技術の現状と課題)(带直流环节的直接式交流电力转换电路(直接式交流电力转换技术及其关联技术的现状与课题))」(文献1)”)。

另一方面，众所周知，在直流环节部具有LC滤波器的逆变器装置中，针对负载变动、输出频率变动，有时在LC滤波器的谐振频率下直流电压会发生脉动，为此提出一种逆变器装置(例如参照日本特开平9-172783号公报(文献2))，其利用HPF(高通滤波器)检测直流电压的振动分量，利用逆变器侧的电流控制系统来抑制振动。

在上述直流环节部具有小型化LC滤波器的逆变器装置中，以在电源频率的6倍下使直流电压脉动为前提，在上述振动抑制方法中存在如下的问题，电源脉动分量的高次谐波频率与滤波器的谐振频率接近，所以难以将两者分离，由于直流电压被平滑化，从而在输入电流中产生低次畸变。

发明内容

因此，本发明的课题是提供一种在直流环节部具有LC滤波器的逆变器装置中，能够抑制振动、并且抑制输入电流的畸变的逆变器装置。

为了解决上述问题，本发明的逆变器装置的特征在于，该逆变器装置具有：二极管电桥，其将输入的三相交流电压整流为直流电压；逆变器部，其将经上述二极管电桥转换后的上述直流电压转换为交流电压并输出；LC滤波器，其具有电感元件和连接在上述逆变器部的输入端之间的电容元件，其中，所述电感元件连接于上述二极管电桥的一方输出端与上述逆变器部的一方输入端之间；电压检测部，其检测上述LC滤波器的上述电感元件的两端电压；以及控制部，其根据由上述电压检测部检测出的上述电感元件的两端电压，通过与LC滤波器的电抗元件的常数对应的增益设定，来控制上述逆变器部，以使上述逆变器部的输入输出电压的传递特性成为接近一阶延迟系统的特性。

根据上述结构，在直流环节部具有LC滤波器的逆变器装置中，上述控制部控制逆变器部，以使逆变器部的输入输出电压的传递特性成为接近一阶延迟系统的特性，由此能够抑制振动，并且抑制输入电流的畸变。另外，根据电感元件的两端电压进行振动抑制，所以能够实现使二极管电桥的输出电流目标值成为直流，且能够进行不与LC滤波器的谐振频率干扰的控制。

此外，在一个实施方式的逆变器装置中，上述控制部根据由上述电压检测部检测出的上述电感元件的两端电压，控制上述逆变器部的输入电流，以使上述逆变器部的输入输出电压的传递特性成为接近一阶延迟系统的特性。

根据上述实施方式，上述控制部根据由上述电压检测部检测出的电感元件的两端电压，来控制逆变器部的输入电流，由此提高衰减系数，并且通过与LC滤波器的电抗元件的常数对应的增益设定，使控制系统成为接近一阶延迟系统的特性，而改善稳定性。

此外，在一个实施方式的逆变器装置中，上述控制部根据由上述电压检测部检测的上述电感元件的两端电压，控制上述逆变器部的电压控 制率D，使上述逆变器部的输入输出电压的传递特性成为接近一阶延迟系统的特性，所述电压控制率D＝D^*-kV_L，其中，V_L是所述电感元件的两端电压，D^*是电压控制率的初值，k是增益。

根据上述实施方式，上述控制部根据由上述电压检测部检测出的电感元件的两端电压，控制逆变器部的电压控制率，由此提高衰减系数，并且通过与LC滤波器的电抗元件的常数对应的增益设定，使控制系统成为接近一阶延迟系统的特性，从而改善稳定性。并且，由于可以利用电压控制率直接控制交流负载电流和直流负载电流之间的关系，所以能够实现快速响应，能够实现更稳定的动作。

此外，在一个实施方式的逆变器装置中，上述逆变器部被上述控制部进行向量控制。

根据上述实施方式，由控制部对上述逆变器部进行向量控制，所以能够以稳定的动作来容易地实现速度控制。