[发明专利]电力变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及将直流电力变换为交流电力、反过来将交流电力变换为直流电力的电力变换装置，特别涉及应用了三电平电力变换电路的电力变换装置。

背景技术

以往，已知具备具有多个半导体开关元件的逆变器电路、和控制这些半导体开关元件的驱动的开关控制部的电力变换装置。这样的电力变换装置广泛应用于需要控制例如马达的转速、转矩的家电机器、工业机器等。

另外，为了使这些马达高效地运转，期望实施根据马达的速度·转子位置来控制电压·电流的所谓矢量控制。在实施该矢量控制时，对于马达的速度·转子位置的检测，通过设置规定的传感器而能够检测，但导致电力变换装置的成本上升。

因此，广泛应用不通过传感器来检测马达的速度·转子位置而进行马达控制的所谓无传感器矢量控制。在该无传感器矢量控制中，进行根据对马达施加的电压和在马达中流过的电流来推侧马达的速度·转子位置。另外，在一般的电力变换装置中，使用电压指令作为此时对马达施加的电压。

但是，在上述电力变换装置中，一般地，相对半导体开关元件，逆并联地连接了续流二极管。由于在这些半导体开关元件、续流二极管中流过电流时的通态(ON)压降，实际的对马达施加的电压相对于上述电压指令产生误差。其结果是，在输出电流、转矩中产生失真。而且，由于这样实际的对马达施加的电压相对于电压指令产生误差，所以还导致无传感器矢量控制的不稳定等。

相对于此，考虑例如如下述专利文献1那样的方法：考虑在半导体开关元件、续流二极管中流过电流时的通态压降，来校正电压指令。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－154726号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，专利文献1记载的以往技术是针对二电平逆变器的电压指令的校正方法，没有进行适用于三电平逆变器时的详细记述。

二电平逆变器是如上述专利文献1记载的那样，将两个电压电平选择性地导出到逆变器的输出端子来控制输出电压的结构，逆变器的主电路具备6个开关元件，在对这些各开关元件进行PWM调制控制(以下称为PWM控制)时使用的载波也是单一的。

相对于此，三电平逆变器将直流电源电压通过串联连接的电容器分压为两个直流电压，形成正(高电位)、零(中间电位)、负(低电位)这3个电压电平(电位)，通过构成逆变器的主电路的开关元件的接通·断开动作，将这3个电压电平选择性地导出到逆变器输出端子来控制输出电压。在该情况下，三电平逆变器的主电路具备12个开关元件，在对这些各开关元件进行PWM控制时使用的载波也是两个。

像这样，在二电平逆变器和三电平逆变器中，不仅主电路结构不同，而且输出电压也不同，进而在PWM控制时使用的载波的数量也不同。因此，在考虑在半导体开关元件、续流二极管中流过电流时的通态压降来校正电压指令的情况下，难以将专利文献1记载那样的针对二电平逆变器的技术直接地应用于三电平逆变器。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种在应用了生成三电平的电压的三电平电力变换电路的电力变换装置中，能够正确地补偿在半导体开关元件、续流二极管中流过电流时的通态压降的电力变换装置。

解决技术问题的技术方案

本发明的第1电力变换装置具有：三电平电力变换电路，具有多个半导体开关元件和多个续流二极管，将直流电压变换为具有正电压和负电压及零电压这3个电位的电压；电流检测部，检测对具有所述三电平电力变换电路的3个电位的端子输入输出的电流值；电压检测部，检测所述直流电压；以及控制部，根据电压指令值，对所述三电平电力变换电路的半导体开关元件进行接通/断开控制，该第1电力变换装置的特征在于，所述控制部根据预先设定的一定期间内的所述3个电位的时间比率和来自所述电流检测部的电流值，对伴随在所述半导体开关元件和所述二极管中流过电流时的通态压降而产生的通态电压误差进行运算，用校正所述通态电压误差的电压校正量来校正所述电压指令值，根据校正后的所述电压指令值，对所述三电平电力变换电路的半导体开关元件进行接通/断开控制。