[发明专利]功率变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种由开关元件构成的功率变换装置，尤其是涉及对由PWM整流器和PWM逆变器构成的功率变换装置进行控制的技术。

背景技术

图12是功率变换装置的结构的一例。在电动机的可变速驱动中，如图12所示，一般的方法是通过变换器11将交流的电源21变换为直流，将进一步通过平滑电容器41平滑后的直流电通过逆变器12变换为可变频变压的交流，并将经变换得到的交流电供应给电动机22以对其进行驱动。变换器11和逆变器12的各相分别由上下一对的开关元件(在此以IGBT(绝缘栅双极型晶体管)为例进行说明)构成，通过使上下的开关元件交替进行开关动作来进行功率变换。

这里，IGBT中会产生进行开关动作时产生的开关损耗以及在导通期间产生的导通损耗。其中，开关损耗随着开关动作的次数增加而增加。另一方面，例如为了降低因开关动作而产生的噪音而避开人的音感强烈的频率等原因，开关频率通常设定为10kHz左右。如上所述，开关频率通常设定为高于人的音感强烈的频率，在降低开关损耗方面，作为能够在抑制噪音的不愉快感的同时降低开关频率的方法，可以列举出以下方法。

首先，在专利文献1中，通过向载波频率赋予1/f波动来降低从PWM逆变器产生的噪音的不愉快感。同样，在专利文献2中，通过使载波频率扩展来降低噪音的不愉快感。与在上述示例中使载波变形的方法不同，在专利文献3中，通过在各相的调制波上叠加共同的分量来使开关动作分散。使调制波变形的方法的优点在于能够方便地应用于逆变器控制用的微型计算机等中。

上述噪音抑制方法用于逆变器的抑制方法，没有涉及到同时设置有PWM整流器和逆变器的场合。在同时设置有变换器和逆变器的场合，存在以下问题。如图12所示，由于有电源21的对地杂散电容91和电动机22的对地杂散电容92存在，所以在零相电压因变换器11和逆变器12的开关动作而发生了变化时，会产生零相电流。该零相电流导致在控制电路中产生杂波。为了避免出现这种情况，如图12所示，通常的方法是在电源21与变换器11之间连接具有电抗器51，52和对地电容器53的滤波电路5，使因电动机的对地杂散电容92引起的零相电流经由对地电容器53循环一周，以此来避免该零相电流流入电源21。但是，零相电流的增大会导致滤波电路大型化，因此并不理想。

图13示出了不设置滤波电路5的对地电容器53时的零相电路的大致结构。在变换器侧零相电压的变动分量ΔVz_c与逆变器侧零相电压的变动分量ΔVz_i之间存在差值ΔVz时，因零相阻抗Zz和电源21的对地杂散电容91以及电动机22的对地杂散电容92而产生零相电流。

因此，在专利文献4中，通过使变换器和逆变器的开关动作同步来抑制两者的零相电压的变化，由此来降低零相电流。

专利文献4的方式具有降低零相电流的效果，但是，由于逆变器的开关定时受到变换器的开关定时的制约，所以噪音的抑制效果并不理想。

在先技术文献

专利文献

专利文献1日本特开平6-14557号公报

专利文献2日本特开2010-259326号公报

专利文献3日本特开2011-211777号公报

专利文献4日本特开2012-80765号公报

发明内容

本发明所要解决的课题是在功率变换装置中，在降低因开关动作而产生的零相电流的同时，抑制同样由开关动作引起的不愉快的噪音。

解决方案

为了解决上述课题，本发明的功率变换装置例如具有：具有第一电位和第二电位的直流电路；第一变换电路，其连接在第一多相交流与所述直流电路之间，通过开关元件在直流与交流之间进行功率变换；第二变换电路，其连接在第二多相交流与所述直流电路之间，通过开关元件在直流与交流之间进行功率变换；以及用于控制所述第一变换电路和所述第二变换电路的控制器，所述功率变换装置的特征在于，所述控制器进行控制，使得在所述第一变换电路的两个以上的相同时从所述第一电位变为所述第二电位的定时，所述第二变换电路的至少一个相也从所述第一电位变为所述第二电位。

发明效果

根据上述结构，能够在降低因开关动作产生的噪音引起的不愉快感的同时降低零相电流。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施例的结构的结构图。

图2是表示现有技术中的一般的控制方法的场合的波形的波形图。

图3是表示现有技术中的一般的控制方法的场合的动作的波形图。

图4是表示第一实施例的波形的波形图。