[发明专利]电力变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力变换装置。

背景技术

作为电力变换装置的代表性主电路结构，一般采用借助于整流电路和平滑电路将商用交流电压变换为直流电压并利用电压型变换器获得交流输出的间接型交流电力变换装置。另一方面，作为从交流电压直接获得交流输出的方式，公知有三相无电容器逆变器，因为无需设置对商用频率带来的电压脉动进行平滑的大型电容器或电抗器，所以能够使电力变换装置小型化。

作为现有的第1电力变换装置，存在在直接型交流电力变换电路中，抑制向电源侧的6倍谐波电流的装置(例如，参照日本专利第4488122号(专利文献1))。

另外，作为现有的第2电力变换装置，存在检测脉动电压，为了补偿电压脉动而对电压型逆变器进行调制，由此获得与现有的逆变器同等的输出电压的装置(例如，参照日本特公昭61-48356号(专利文献2))。

在所述现有的第2电力变换装置中，当在电机负载中电机槽（motor slot）的谐波较大时，可以考虑通过增大电抗器容量、降低LC滤波器的谐振频率，来抑制电源谐波，但是这样将不能体现无电容器方式的特征。因此，在所述现有的第1电力变换装置中，存在如下这样的问题，当在电机负载下在高次中广泛产生谐波成分时，需要多个控制电路，而且从严格意义上说，如果不考虑相位特性则将无法完全消除谐波成分，控制电路会变得复杂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4488122号

专利文献2：日本特公昭61-48356号

发明内容

发明所要解决的问题

因此，本发明的课题是提供如下的电力变换装置：既能够抑制LC滤波器导致的谐振又能够抑制感性负载的谐波，能够实现针对感性负载响应性良好的最优控制。

解决问题的手段

为了解决所述课题，本发明的电力变换装置的特征在于，具备：整流部，其将单相或多相的交流电压整流为直流电压；PWM控制的逆变器部，其将从所述整流部输出的所述直流电压变换为交流电压进行输出；电容元件，其连接在所述逆变器部的输入端之间；电感元件，其与所述电容元件构成LC滤波器；电压检测部，其检测所述电感元件的两端电压；以及控制部，其根据由所述电压检测部检测到的所述电感元件的两端电压，来控制所述逆变器部，所述LC滤波器的谐振频率被设定为，使得从所述整流部输出的所述直流电流中包含的脉动电流成分通过且使得频率与所述逆变器部的载波频率相同的电流成分衰减，并且，所述控制部以使得所述逆变器部的输入电压相对于来自所述整流部的所述直流电压的传递特性成为基于串联连接的相位超前要素和二阶延迟要素的衰减特性的方式，控制所述逆变器部，并且所述逆变器部的所述输入电压相对于来自所述整流部的所述直流电压的传递特性的衰减系数被设定为大于1。

根据所述结构，利用控制部来控制逆变器部，使得逆变器部的输入电压相对于来自整流部的直流电压的传递特性成为串联连接的基于相位超前要素与二阶延迟要素的衰减特性，并且逆变器部的输入电压相对于来自整流部的直流电压的传递特性的衰减系数被设定为大于1，由此既能够抑制由LC滤波器引起的谐振又能够有效地抑制感性负载带来的谐波，并能够对电机等感性负载进行响应性良好的最优控制。

另外，在一个实施方式的电力变换装置中，所述控制部在所述逆变器部的所述输入电压相对于来自所述整流部的所述直流电压的传递特性中具有第1反馈回路和第2反馈回路，该第1反馈回路通过将由所述电压检测部检测到的所述电感元件的两端电压针对所述逆变器部的输入电流进行负反馈，来控制流过所述电感元件的电流，该第2反馈回路通过将所述逆变器部的所述输入电压针对所述逆变器部的输入电流进行正反馈，来控制流过所述电容元件的电流，所述第1反馈回路的增益k₁和所述第2反馈回路的增益k₂被设定为，所述逆变器部的所述输入电压相对于来自所述整流部的所述直流电压的传递特性和流过所述电感元件的直流电流相对于所述逆变器部的所述输入电流的传递特性分别成为预先确定的传递特性。