[发明专利]转换器·逆变器装置

说明书

技术领域

本发明涉及转换器·逆变器装置。

背景技术

目前，具有用于从三相交流变换为直流的PWM转换器装置和为了驱动三相交流电动机而将直流变换为交流的逆变器装置的电动机驱动系统得到广泛普及。

在这种系统中，为了抑制中间直流电压的变动，通常设置大电容的平滑电容器。作为平滑电容器使用的电解电容器的体积大，故成为装置小型化的障碍。另外，电解电容器的充放电电流大时，存在内部发热等现象，从而影响装置的使用寿命。

目前，为了实现平滑电容器的小电容化，例如象在专利文献1中记载的那样，提出了如下方法：通过检测来自转换器电路的直流电流和流向逆变器电路的直流电流、或者流向平滑电容器的电流，将电容器电流控制为0。

另外，专利文献2公开了如下方式：作为减小平滑电容器的瞬时充放电电流的方法，使转换器电路和逆变器电路的PWM载波同步。

专利文献1：日本特开2006-67754号公报

专利文献2：日本特开平4-121065号公报

发明内容

采用专利文献1的方式，可以降低流经平滑电容器的电流的平均值，但是无法减少脉冲状的瞬时充放电电流。换句话说，若采用上述方法，则在使平滑电容器小电容化的同时，虽然可以抑制平均的直流电压变动，但是无法解决由于瞬时充放电电流而导致的电容器的发热或寿命缩短等问题。

另外，采用专利文献2的方式可以减少平滑电容器的瞬时充放电电流，但是需要将转换器电路的PWM频率设定成与逆变器电路相同。

一般来讲，希望与转换器电路的交流侧连接的电抗器尽可能小，从而该电抗器被设计成比与逆变器连接的电动机的线圈电感还小。因此，为了减少纹波电流成分，需要将转换器电路的PWM频率设定成比逆变器电路的PWM频率高。

另外，在空调机的压缩机驱动中使用转换器·逆变器系统时，作为压缩机的电动机控制，希望通过降低PWM载波频率来提高效率，同时转换器侧为了实现AC电抗器的小型化，希望较高地设定载波频率。

另外，在交流电源电压高时(例如400V的电源)，希望将输出直流电压抑制得较低，为此作为PWM方式希望使用动作范围宽的2相调制方式。

如上所述，要求在转换器和逆变器之间设定成使载波频率不同，并且要求在转换器侧采用2相调制方式，同时，还非常期望可以减小平滑电容器的电容的技术。而对比文件2的方式无法应对这些需求。

本发明的目的在于实现如下的转换器·逆变器装置：通过减少流向平滑电容器的瞬时充放电电流，可以实现直流部分的平滑电容器的小电容化和低发热化，并且可以将转换器部分和逆变器部分的载波频率设定为不同的值。

本发明的一种转换器·逆变器装置具有：

将交流变换为直流的转换器电路，其结构为：输入侧经由电抗器与三相交流电源相连接，且输出侧的直流端子之间连接有平滑电容器；

连接在所述直流端子之间、并将直流变换为三相交流的逆变器电路；以及

控制所述转换器电路和逆变器电路的控制单元，

其中，通过PWM(脉宽调制)驱动所述转换器电路和所述逆变器电路，并在所述转换器电路和逆变器电路之间使所述PWM频率同步，将所述转换器或所述逆变器中的一方的PWM频率设定成另一方的PWM频率的2倍，并且使设定成2倍的电路的PWM调制方式为2相调制方式。

通过采用本发明，可以实现如下的转换器·逆变器装置：可以实现直流部分的平滑电容器的小电容化和低发热化，并且可以将转换器部分和逆变器部分的载波频率设置成不同的值。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施例的转换器·逆变器装置的构成图。

图2是本发明的第一实施例的转换器控制框图。

图3是本发明的第一实施例的逆变器控制框图。

图4是逆变器和转换器的电压指令和载波波形。

图5是逆变器和转换器的电压指令、载波和电流波形。

图6是逆变器和转换器的电压指令、载波和电流波形。

图7是逆变器和转换器的电压指令、载波和电流波形。

图8是将转换器的载波相位转换180°的方法的说明图。

图9是示出本发明的第二实施例的转换器·逆变器装置的构成图。

图10是示出本发明的第二实施例的转换器·逆变器模块的构成图。

符号说明

1交流电源

2纹波滤波器

3电抗器

4转换器电路

5平滑电容器

6逆变器电路

7电动机