[发明专利]电力转换器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及在所谓的交流电力转换器中降低负载电流的谐波的技术。

背景技术

作为驱动电机等多相交流负载的电路可列举出逆变器。关于该逆变器，作为实现高效率化和小型化的电路方式，已知具有矩阵换流器、直流环节而省去了基于大型的电容器和/或电抗器的平滑电路的结构(以下，称为“无电容器逆变器”)。

关于矩阵换流器，存在未设置直流环节的直接型矩阵换流器以及设置有直流环节的间接型矩阵换流器。但即使是直接型矩阵换流器，也如专利文献3所介绍的那样，可根据不带有平滑电路而经由虚拟的直流环节使虚拟的交流-直流转换器和虚拟的直流-交流转换器相结合而得到的结构的动作进行控制。

另外，在专利文献4中还介绍了一种上述的无电容逆变器，即使在直流环节设置有电容器，也将该电容器的电容选择为比作为平滑电路发挥功能的电容小。在该技术中是以直流环节的电压进行脉动为前提的。

由此，无论在形式上是否具有直流环节或者是否设置有电容器，在本申请中将进行交流电力转换而不经由实质的平滑电路的电路称为直接型交流电力转换器。

因为直接型交流电力转换不具有能量缓存器，所以在多相交流负载产生的谐波成分向电源侧传递，电源电流的谐波增大。为了避免电源电流的谐波对周边环境的不利影响，而要求降低该谐波。作为该要求的具体示例，例如有IEC61000-3-2的规定。在该规定中限制关于电源频率的40次为止的谐波成分。

例如，在专利文献1中指出了当采用电机作为多相交流负载、采用集中式绕组作为该电机的电枢绕组的缠绕方式时，在流过电枢绕组的电流(电枢电流)中包含由从逆变器输出的电压和旋转电机的感应电动势的电压差引起的谐波成分特别是5次成分、7次成分。该谐波成分(与从逆变器输出的电压的基波成分相对的成分)导致电源电流的谐波的增大。

在专利文献5中介绍了降低该5次成分、7次成分的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-27422号公报

专利文献2：日本特开2007-312589号公报

专利文献3：日本特开2004-222338号公报

专利文献4：日本专利第4067021号公报

专利文献5：日本专利第4488122号公报

非专利文献

非专利文献1：Lixiang Wei，Thomas.A Lipo，“A Novel Matrix Converter Topology With Simple Commutation，IEEE IAS2001，vol.3，2001，pp1749-1754.

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在专利文献5所介绍的技术中，为了简单而没有考虑谐波成分的相位差，所以还存在对效果进行改善的余地。

因此，本申请的目的是当对以电机进行了例示的感性负载输出交流电压时，降低由流过该负载的电流的奇数次谐波成分引起的有效功率的脉动。这与即使在具有直流环节的情况下而不具有平滑电容器的直接型电力转换器中也能够抑制直流环节的有效功率的脉动的情况相关联，进而能够抑制电源谐波。

解决问题的手段

本发明的电力转换器控制方法是控制直接型交流电力转换器(9)的方法，该直接型交流电力转换器(9)具备：整流电路(3)，其输入第1交流电压(Vr、Vs、Vt)，输出整流电压(Vdc)；以及电压型逆变器(4)，其输入上述整流电压，并对负载施加三相的第2交流电压(Vu、Vv、Vw)以对上述负载输出三相的负载电流(Iu、Iv、Iw)。

然后，在其第1方式中，上述电压型逆变器的调制率(k)具有直流成分(k₀)和交流成分该交流成分的角频率(6n·ω_L)是上述第2交流电压的基本角频率(ω_L)的6n倍。

另外，在其第2方式中，针对上述电压型逆变器的电压指令(Vd**、Vq**)具有直流成分(Vd*、Vq*)和交流成分该交流成分的角频率(6n·ω_L)是上述第2交流电压的基本角频率(ω_L)的6n倍。