[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及将直流电力转换为交流电力或将交流电力转换为直流电力的电力转换装置。

背景技术

接受直流电力并将上述直流电力转换为用于供给旋转电机的交流电力的电力转换装置具有多个开关元件，通过上述开关元件反复进行开关动作，将供给的直流电力转换为交流电力。上述电力转换装置进而也多用于通过上述开关元件的开关动作，将旋转电机中感应生成的交流电力转换为直流电力。上述开关元件一般基于使用以一定的频率变化的载波的脉冲宽度调制方式（以下称为PWM方式）进行控制。存在着通过提高载波的频率，控制精度提高，而且旋转电机产生的转矩变得平滑的倾向。

电力转换装置的一例如日本特开昭63-234878号公报（参考专利文献1）所公开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-234878号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，采用一般的PWM方式的控制方式时，上述开关元件从断开状态切换到导通状态时，或从导通状态切换到断开状态时，电力损失增大，发热量增大。希望降低上述开关元件的电力损失，通过降低电力损失，能够减少开关元件的发热量。为此优选减少上述开关元件的开关次数。但是，如上所述，在一般的PWM方式中，为了减少上述开关元件的每单位时间的开关次数而降低载波的频率时，从电力转换装置输出的电流的畸变增大，导致电动机损失的增大。

于是，本发明鉴于上述课题提出，其目的在于，在与永磁式电动机连接的电力转换装置中，尽可能地抑制电动机损失的增大，实现开关损失的减少，并且提高安全性。以下说明的实施方式反映了作为产品优选的研究成果，解决了作为产品优选的更具体的各种课题。通过以下实施方式中的具体的结构和作用解决的具体课题，用以下的实施方式的内容来说明。

用于解决课题的技术方案

本发明的第一方式的电力转换装置与永磁式电动机连接，该电力转换装置包括：电源转换电路，其具有多个将上臂用的开关元件和下臂用的开关元件串联连接的串联电路，接受直流电力而产生交流电力，将产生的交流电力向永磁式电动机输出；控制电路，其基于输入信息按规定的控制周期反复运算开关元件的状态，根据该运算结果产生控制开关元件的导通或断开的控制信号；和驱动电路，其基于来自控制电路的控制信号产生使开关元件导通或断开的驱动信号。在该电力转换装置中，控制电路对永磁式电动机中产生的磁通的d轴成分即d轴磁通的轨迹、永磁式电动机中产生的磁通的q轴成分即q轴磁通的轨迹进行预测，基于该预测结果运算开关元件的状态，使得d轴磁通在规定的d轴磁通变动范围内，q轴磁通在规定的q轴磁通变动范围内。此外，d轴是沿着永磁式电动机的转子中配置的永磁体的主磁通方向定义的坐标轴，q轴是沿着与d轴正交的方向定义的坐标轴。

根据本发明的第二方式，优选在第一方式的电力转换装置中，控制电路包括：坐标变换器，其将基于输入信息的由d轴和q轴定义的旋转坐标系的电压指令信号变换为规定的静止坐标系的电压指令信号；电压矢量区域检索器，其基于由坐标变换器变换后的电压指令信号，检索与电压指令信号相应的电压矢量区域，决定与检索出的电压矢量区域对应的输出电压矢量；预测器，其基于由电压矢量区域检索器决定出的输出电压矢量，对d轴磁通的轨迹和q轴磁通的轨迹进行预测，将预测出的d轴磁通的轨迹与d轴磁通变动范围进行比较，将q轴磁通的轨迹与q轴磁通变动范围进行比较，运算开关元件的状态和开关时间；和信号输出器，其基于由预测器运算出的开关元件的状态和开关时间，输出控制信号。

根据本发明的第三方式，优选在第一或第二方式的电力转换装置中，永磁体的电阻值比转子的铁芯的电阻值小时，将d轴磁通变动范围设定为比q轴磁通变动范围小，永磁体的电阻值比转子的铁芯的电阻值大时，将d轴磁通变动范围设定为比q轴磁通变动范围大。