功率轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【專利摘要】設(shè)置有存儲部(62),該存儲部(62)存儲多個值,該值是與使對功率轉(zhuǎn)換部(13)的電流(Iin)失真的干擾相關(guān)的值且與交流電源(30)的電壓(Vin)的相位角(θin)相關(guān)聯(lián)。設(shè)置有功率轉(zhuǎn)換控制部(50、60),該功率轉(zhuǎn)換控制部(50、60)讓存儲在存儲部(62)的值與交流電源(30)的電壓(Vin)的相位角(θin)相關(guān)聯(lián),并用來對與功率轉(zhuǎn)換部(13)的控制相關(guān)的操作量(iT*)進(jìn)行補(bǔ)償,由此對開關(guān)動作進(jìn)行控制。
【專利說明】
功率轉(zhuǎn)換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種功率轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]例如,在空調(diào)裝置等中,為了將功率供向壓縮機(jī)中的電機(jī)而使用了具有交直流轉(zhuǎn)換電路和直交流轉(zhuǎn)換電路的功率轉(zhuǎn)換裝置。這樣的功率轉(zhuǎn)換裝置之例如下:作為設(shè)置在交直流轉(zhuǎn)換電路和直交流轉(zhuǎn)換電路之間的電容器(稱為直流鏈電容器),采用了電容為通常的平滑電容器的1/100左右的小電容電容器,以謀求增大功率因數(shù)等(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]專利文獻(xiàn)I:日本公開專利公報特開2002-51589號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]—發(fā)明要解決的技術(shù)問題一
[0005]話說回來,很多情況下,所述功率轉(zhuǎn)換裝置在交直流轉(zhuǎn)換電路的輸入側(cè)(AC側(cè))和輸出側(cè)(DC側(cè))設(shè)置有電抗線圈。該電抗線圈與直流鏈電容器一起構(gòu)成LC諧振電路,該諧振可能成為交直流轉(zhuǎn)換電路的輸出電流的波形、輸出電壓的波形失真的原因。也就是說,可能成為高次諧波成分增加的原因。而且,就是在不存在電抗線圈的情況下也有可能出現(xiàn)以下情況:由電源系統(tǒng)所具有的電感和功率轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的電容器構(gòu)成LC諧振電路,該LC諧振電路成為電流波形失真的原因。也就是說,電流與其指令值之間的偏差變大。
[0006]然而,雖然需要抑制這樣的高次諧波成分,但是措施卻不容易想到。特別是,構(gòu)成所述LC諧振電路的電容器的電容越小,LC諧振頻率越高,就更難以采取措施。
[0007]本發(fā)明正是為解決上述問題而完成的,其目的在于:減少功率轉(zhuǎn)換裝置中電流與其指令值之間的偏差。
[0008]一用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案一
[0009]為解決上述問題,第一方面的發(fā)明具有:功率轉(zhuǎn)換部13、電容器12a、存儲部62以及功率轉(zhuǎn)換控制部50、60。
[00?0]所述功率轉(zhuǎn)換部13利用多個開關(guān)元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz的開關(guān)動作將交流電源30輸出的交流或者從該交流轉(zhuǎn)換成的直流轉(zhuǎn)換為具有規(guī)定頻率和電壓的交流,
[0011]所述電容器12a將伴隨著所述開關(guān)動作而產(chǎn)生的脈動電壓平滑化;
[0012]所述存儲部62存儲多個值,所述值是與使對所述功率轉(zhuǎn)換部13的電流1^失真的干擾相關(guān)的值且與所述交流電源30的電壓Vin的相位角θιη相關(guān)聯(lián),
[0013]所述功率轉(zhuǎn)換控制部50、60讓存儲在所述存儲部62的值與所述交流電源30的電壓Vin的相位角θιη相關(guān)聯(lián),并用來對與所述功率轉(zhuǎn)換部13的控制相關(guān)的操作量i/進(jìn)行補(bǔ)償,由此對所述開關(guān)動作進(jìn)行控制。
[0014]在該結(jié)構(gòu)下,功率轉(zhuǎn)換部13的開關(guān)動作基于存儲部62所存儲的值進(jìn)行。
[0015]第二方面的發(fā)明的特征在于:在第一方面的發(fā)明的基礎(chǔ)上,所述與干擾相關(guān)的值是以下任意一個值:
[0016]對所述功率轉(zhuǎn)換部13的電流、
[0017]將所述交流電源30的輸出轉(zhuǎn)換為直流的交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流值IIin|、
[0018]所述電容器12a的電壓vdc、
[0019]所述電容器12a的能量Ce、
[0020]對所述功率轉(zhuǎn)換部13的電流和對該功率轉(zhuǎn)換部13的電流的指令值之間的偏差、
[0021]將所述交流電源30的輸出轉(zhuǎn)換為直流的交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流值II in I和指示該輸出電流值I IinI的電流指令11:1之間的偏差、
[0022]所述電容器12a的電壓vdc和該電容器12a的電壓vdc的指令值vdc*之間的偏差、以及
[0023]所述電容器12a的能量Ce和該能量Ce的指令值Ce*之間的偏差。
[0024]第三方面的發(fā)明的特征在于:在第一或第二方面的發(fā)明的基礎(chǔ)上,所述功率轉(zhuǎn)換控制部50、60根據(jù)存儲在所述存儲部62的值控制所述功率轉(zhuǎn)換部13的功率。
[0025]在該結(jié)構(gòu)下,基于所存儲的值控制功率轉(zhuǎn)換部13的功率。
[0026]第四方面的發(fā)明的特征在于:第一或第二方面的發(fā)明的基礎(chǔ)上,所述功率轉(zhuǎn)換控制部50、60根據(jù)存儲在所述存儲部62的值控制所述功率轉(zhuǎn)換部13的電流。
[0027]在該結(jié)構(gòu)下,基于所存儲的值控制功率轉(zhuǎn)換部13的電流。
[0028]第五方面的發(fā)明的特征在于:在第一到第四方面任一方面的發(fā)明的基礎(chǔ)上,所述功率轉(zhuǎn)換控制部50、60使用多種所述與干擾相關(guān)的值對所述操作量i/進(jìn)行補(bǔ)償。
[0029]在該結(jié)構(gòu)下,基于所存儲的多種值控制功率轉(zhuǎn)換部13的功率或電流。
[0030]第六方面的發(fā)明的特征在于:在第一到第五方面任一方面的發(fā)明的基礎(chǔ)上,在存儲在所述存儲部62的值不連續(xù)的情況下,所述功率轉(zhuǎn)換控制部50、60利用所述存儲部62內(nèi)的數(shù)據(jù)對不連續(xù)的地方進(jìn)行插補(bǔ)。
[0031]一發(fā)明的效果一
[0032]根據(jù)上述各方面的發(fā)明,在功率轉(zhuǎn)換裝置中能夠減少電流與其指令值之間的偏差。
【附圖說明】
[0033]圖1示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)。
[0034]圖2示例出交流電源的電流、交流電源的電壓以及直流鏈電壓的波形。
[0035]圖3示出第一實(shí)施方式所涉及的直交流轉(zhuǎn)換電路的控制系。
[0036]圖4示出補(bǔ)償部的結(jié)構(gòu)。
[0037]圖5是說明補(bǔ)償部進(jìn)行的補(bǔ)償動作的圖。
[0038]圖6示例出電源電壓、相位角、電流指令、輸出電流值、偏差、第二電流指令值以及驅(qū)動電流指令值的波形。
[0039]圖7示出第一實(shí)施方式的變形例所涉及的補(bǔ)償部的結(jié)構(gòu)。
[0040]圖8是說明在存儲周期比載波周期短的情況下如何對偏差存儲部進(jìn)行更新的圖。
[0041]圖9示出第二實(shí)施方式所涉及的直交流轉(zhuǎn)換電路的控制系。
[0042 ]圖1O示出第三實(shí)施方式所涉及的直交流轉(zhuǎn)換電路的控制系。
[0043I圖11示出反饋控制部的結(jié)構(gòu)例。
[0044]圖12示出第四實(shí)施方式所涉及的直交流轉(zhuǎn)換電路的控制系。
[0045]圖13示出第五實(shí)施方式所涉及的直交流轉(zhuǎn)換電路的控制系。
[0046]圖14是說明如何對第六實(shí)施方式所涉及的偏差存儲部進(jìn)行更新的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面,參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。需要說明的是,以下實(shí)施方式是從本質(zhì)上說明本發(fā)明的示例,并沒有限制本發(fā)明、其適用對象或者其用途的范圍的意圖。
[0048](發(fā)明的第一實(shí)施方式)
[0049]圖1示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置10的結(jié)構(gòu)。該功率轉(zhuǎn)換裝置10例如用于將功率供向驅(qū)動空調(diào)裝置(省略圖示)的壓縮機(jī)中的電機(jī)等。
[0050]如圖1所示,功率轉(zhuǎn)換裝置10包括交直流轉(zhuǎn)換電路11、直流部12、直交流轉(zhuǎn)換電路
13、控制部50以及補(bǔ)償部60。該功率轉(zhuǎn)換裝置10將從單相交流電源30供來的交流功率轉(zhuǎn)換為具有規(guī)定頻率和電壓的交流功率后,供向電機(jī)20。電機(jī)20驅(qū)動所述壓縮機(jī),例如能夠采用所謂的IPM(內(nèi)部永久磁鐵:Inter1r Permanent Magnet)電機(jī)。
[0051 ]〈交直流轉(zhuǎn)換電路〉
[0052]交直流轉(zhuǎn)換電路11經(jīng)電抗線圈LI與交流電源30相連接,將來自交流電源30的交流整流為直流。該例中,交直流轉(zhuǎn)換電路11是四個二極管DI?D4橋狀連接而成的二極管橋電路。由這些二極管Dl?D4對交流電源30的交流電壓進(jìn)行全波整流而將該交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。
[0053]〈直流部〉
[0054]直流部12包括電容器12a。電容器12a連接在交直流轉(zhuǎn)換電路11的正輸出節(jié)點(diǎn)和負(fù)輸出節(jié)點(diǎn)之間。這樣一來,產(chǎn)生于該電容器12a兩端的直流電壓(以下,直流鏈電壓vdc)就施加在直交流轉(zhuǎn)換電路13的輸入節(jié)點(diǎn)上。需要說明的是,在不將電抗線圈LI設(shè)置在交直流轉(zhuǎn)換電路11的交流電源側(cè)的情況下,電容器12a就經(jīng)電抗線圈(定為電抗線圈L2)連接在交直流轉(zhuǎn)換電路11的正極側(cè)輸出節(jié)點(diǎn)上。電抗線圈LI與電容器12a—起構(gòu)成LC諧振電路;電抗線圈L2也和電容器12a—起構(gòu)成LC諧振電路。在假設(shè)不設(shè)置電抗線圈L1、L2的情況下,也會由電源系統(tǒng)所具有的電感和電容器12a—起構(gòu)成LC諧振電路。因?yàn)樵谠揕C諧振電路產(chǎn)生的LC諧振有可能成為交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流的波形失真的原因,所以在本實(shí)施方式中,利用后面詳細(xì)敘述的補(bǔ)償部60,采取措施來減少輸出電流的波形失真。
[0055]該電容器12a具有靜電電容,利用該靜電電容僅能夠?qū)⒅苯涣鬓D(zhuǎn)換電路13的開關(guān)元件(后述)進(jìn)行開關(guān)動作之際所產(chǎn)生的脈動電壓(電壓變化)平滑化。也就是說,電容器12a是小電容電容器,即,電容器12a不具有將由交直流轉(zhuǎn)換電路11整流后的電壓(根據(jù)電源電壓變化的電壓)平滑化那樣的靜電電容。電容器12a可以采用例如薄膜電容器。
[0056]因?yàn)殡娙萜?2a采用了小電容電容器,所以直流鏈電壓vdc會在電源電壓的兩倍頻率下發(fā)生脈動。圖2示例出交流電源30的電流、交流電源30的電壓Vin以及直流鏈電壓vdc的波形。在該例中,直流鏈電壓vdc具有大脈動,即直流鏈電壓vdc的最大值Vmax在其最小值Vmin的兩倍以上。
[0057]〈直交流轉(zhuǎn)換電路〉
[0058]直交流轉(zhuǎn)換電路13的輸入節(jié)點(diǎn)與電容器12a相連接,脈動的直流電壓(直流鏈電壓vdc)供向該直交流轉(zhuǎn)換電路13。直交流轉(zhuǎn)換電路13利用多個開關(guān)元件(后述)的開關(guān)動作將直流部12的輸出轉(zhuǎn)換為三相交流U、V、W后,供向電機(jī)20。也就是說,電機(jī)20是直交流轉(zhuǎn)換電路13的負(fù)載。
[0059]本實(shí)施方式中的直交流轉(zhuǎn)換電路13是通過將多個開關(guān)元件橋式連接起來而構(gòu)成的。該直交流轉(zhuǎn)換電路13為了將三相交流輸出給電機(jī)20而包括六個開關(guān)元件Su、SV、SW、Sx、Sy、Sz。詳細(xì)而言,直交流轉(zhuǎn)換電路13包括三個讓兩個開關(guān)元件彼此串聯(lián)的開關(guān)臂,各開關(guān)臂的上臂中的開關(guān)元件Su、Sv、Sw和下臂中的開關(guān)元件Sx、Sy、Sz的中點(diǎn)分別連接在電機(jī)20的各相的線圈上。而且,在各開關(guān)元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz上逆向并聯(lián)有回流二極管Du、Dv、Dw、Dx、Dy、Dz0
[0060]直交流轉(zhuǎn)換電路13利用這些開關(guān)元件Su、Sv、SW、SX、Sy、Sz的開關(guān)動作對從直流部12輸入的直流鏈電壓vdc進(jìn)行切換,將它轉(zhuǎn)換成具有規(guī)定頻率和電壓的三相交流電壓后供向電機(jī)20 ο由控制部50對該開關(guān)動作進(jìn)行控制。也就是說,直交流轉(zhuǎn)換電路13將直流轉(zhuǎn)換成具有規(guī)定頻率和電壓的交流,其中,該直流是對從交流電源30輸出的交流進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得到的。該直交流轉(zhuǎn)換電路13是本發(fā)明中的功率轉(zhuǎn)換部之一例。
[0061]〈控制部〉
[0062]圖3示出第一實(shí)施方式所涉及的直交流轉(zhuǎn)換電路13的控制系??刂撇?0包括微計算機(jī)(省略圖示)和讓該微計算機(jī)工作的程序。該控制部50伴隨著控制開關(guān)元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz的開關(guān)動作來控制直交流轉(zhuǎn)換電路13的電流。也就是說,由控制部50控制直交流轉(zhuǎn)換電路13的輸出,從而控制電機(jī)20工作。作為控制電機(jī)20工作的控制方式例如有d-q軸矢量控$1」。本實(shí)施方式中的控制部50包括:速度控制部51、乘法器52、加法器53、dq軸電流指令值生成部54、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部55、dq軸電流控制部56以及PffM運(yùn)算部57。
[0063]由速度控制部51求電機(jī)20的機(jī)械角的轉(zhuǎn)角頻率ω和機(jī)械角的指令值ω*之間的偏差。速度控制部51還對該偏差進(jìn)行比例積分(PI)運(yùn)算,并將運(yùn)算結(jié)果作為第一電流指令值i/輸出給乘法器52。
[0064]乘法器52將交流電源30的電壓相位角0in的正弦值的絕對值|sin0in |和第一電流指令值i/相乘,并將相乘的結(jié)果作為第二電流指令值i/輸出。該第二電流指令值i/是電機(jī)電流振幅的指令值,是本發(fā)明中的、與功率轉(zhuǎn)換部的控制相關(guān)的操作量之一例。
[0065]加法器53將第二電流指令值i/和在補(bǔ)償部60生成的補(bǔ)償電流指令值^_*(后述)相加,將相加的結(jié)果(以下,稱為驅(qū)動電流指令值idq*)輸出給dq軸電流指令值生成部54。
[0066]dq軸電流指令值生成部54從驅(qū)動電流指令值idq*和流向電機(jī)20的電流的相位β的指令值礦求d軸電流指令值i d*和q軸電流指令值i q*,并將該d軸電流指令值i d*和q軸電流指令值iq*輸出給dq軸電流控制部56。具體而言,dq軸電流指令值生成部54將指令值礦的正弦值-sin^與驅(qū)動電流指令值idq*相乘以生成d軸電流指令值i/;將指令值礦的余弦值cosf與驅(qū)動電流指令值idq*相乘以生成q軸電流指令值iq*。
[0067]坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部55從電機(jī)20的轉(zhuǎn)子(省略圖示)的轉(zhuǎn)角(電角)0e和直交流轉(zhuǎn)換電路13的相電流iu、i V、i w計算d軸電流值id和q軸電流值i q。
[0068]q軸電流控制部56生成d軸的電壓指令值V/和q軸的電壓指令值Vq%以便d軸電流指令值i/和d軸電流值id之間的偏差、以及q軸電流指令值iq*和q軸電流值iq之間的偏差分別變小,并將所述d軸的電壓指令值V/和q軸的電壓指令值Vq*輸出給PffM運(yùn)算部57。
[0069]d軸、q軸的電壓指令值Vd'Vq'直流鏈電壓vdc、電角Θ4俞入PWM運(yùn)算部57中。P麗運(yùn)算部57基于這些值生成控制直交流轉(zhuǎn)換電路13中的各開關(guān)元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz的開關(guān)動作的控制信號G(以下,也稱為PWM輸出)并將該輸出信號G輸出給直交流轉(zhuǎn)換電路13。PffM輸出G的更新在規(guī)定的周期(以下,稱為載波周期Tc或更新周期Tc)下進(jìn)行。
[0070]〈補(bǔ)償部〉
[0071]補(bǔ)償部60生成用于補(bǔ)償?shù)诙娏髦噶钪礽/(后述)的補(bǔ)償電流指令值i。-'該例中,由控制部50和補(bǔ)償部60構(gòu)成本發(fā)明中的功率轉(zhuǎn)換控制部之一例。補(bǔ)償部60包括微計算機(jī)(省略圖示)和讓該微計算機(jī)工作的程序。圖4示出補(bǔ)償部60的結(jié)構(gòu)例。如圖4所示,補(bǔ)償部60包括:減法器61、偏差存儲部62、第一索引生成部63、電源相位運(yùn)算部64、第二索引生成部65以及補(bǔ)償量運(yùn)算部66。
[0072]一減法器 61 —
[0073]由減法器61求交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流值IIin|和指示該輸出電流值I Iin|的電流指令I(lǐng) I in* I之間的偏差。該偏差與使對直交流轉(zhuǎn)換電路13的電流(S卩,輸出電流值I I in I )失真的干擾相關(guān)。也就是說,該偏差是本發(fā)明中的、與使對功率轉(zhuǎn)換部的電流Iin失真的干擾相關(guān)的值之一例。需要說明的是,電流值I IinI是測量值。而且,例如用I Sin0in|乘以交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸入電流值Iin的主波成分的振幅來生成電流指令I(lǐng) Iin* I。
[0074]—偏差存儲部62 —
[0075]偏差存儲部62包括多個存儲區(qū)域(排列),該偏差存儲部62存儲由減法器61求出的偏差。該偏差存儲部62是本發(fā)明中的存儲部之一例。設(shè)定偏差存儲部62的存儲區(qū)域的數(shù)量(設(shè)為K),以便相當(dāng)于交流電源30的電壓的周期(以下,電源周期)的VK[rad]的期間(以下,稱為存儲周期Tm)成為載波周期Tc以下的期間。通過如上所述地設(shè)定K,偏差存儲部62就能夠在電源周期的一半周期(以下,稱為電源半周期)內(nèi)存儲K個偏差。需要說明的是,在本實(shí)施方式中,存儲周期Tm和載波周期Tc一致。
[0076]一第一索引生成部63 一
[0077]第一索引生成部63基于開始進(jìn)行控制處理(電流控制等)時的相位角θιη=θιη1計算確定偏差存儲部62的存儲區(qū)域的索引idx。該例中,idx=0inl/(ji/K)。因此,索引idx的范圍為O?K-1。
[0078]讓偏差存儲部62將相位角θιη1下的所述偏差存儲在與已計算出的索引idx相對應(yīng)的存儲區(qū)域內(nèi)。也就是說,偏差存儲部62存儲多個偏差,所述偏差是電流指令I(lǐng) Ιιη*|和輸出電流值I IinI之間的偏差且與交流電源30的電壓Vin的相位角θιη相關(guān)聯(lián)。需要說明的是,通過如上所述地讓索引idx與相位角θιη相對應(yīng),與存儲周期Tm的干擾相關(guān)的值(偏差)就會排列著存儲在偏差存儲部62中。
[0079]一電源相位運(yùn)算部64 —
[0080]由電源相位運(yùn)算部64求對第二電流指令值i/進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臅r刻下的相位角θιη2。該例中,電源相位運(yùn)算部64根據(jù)開始進(jìn)行控制處理(電流控制等)時的相位角θιη1輸出更新周期Tc終點(diǎn)的相位角0in2,在該更新周期Tc下,控制處理的輸出作為PffM信號使用。
[0081 ] 一第二索引生成部65 一
[0082]第二索引生成部65基于由電源相位運(yùn)算部64求出的相位角0in=0in2計算確定偏差存儲部62的存儲區(qū)域的索引idx。索引idx的計算方法與第一索引生成部63中的計算方法相同,idx = 0in2/(jt/K) ο
[0083]—補(bǔ)償量運(yùn)算部66 —
[0084]由補(bǔ)償量運(yùn)算部66計算補(bǔ)償電流指令值具體而言,補(bǔ)償量運(yùn)算部66首先利用在第二索引生成部65計算出的索引idx從偏差存儲部62的存儲區(qū)域中讀出偏差。下面,將該已讀出的偏差設(shè)定為Iin—err。補(bǔ)償量運(yùn)算部66然后用icW^Gp X Iin—err計算補(bǔ)償電流指令值1。_'該&是增益,例如只要通過實(shí)驗(yàn)等適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該&即可。已計算出的補(bǔ)償電流指令值icomp*輸出給控制部50中的加法器53。在本實(shí)施方式中,補(bǔ)償量運(yùn)算部66和加法器53構(gòu)成電流指令補(bǔ)償部。
[0085]〈功率轉(zhuǎn)換裝置的工作情況〉
[0086]圖5是說明補(bǔ)償部60進(jìn)行的補(bǔ)償動作的圖。圖5中,示出了從第m個到第m+2個載波周期Tc(不過,m是O以上的整數(shù))。圖6示例出電源電壓Vin、相位角θιη、電流指令|lin*|、輸出電流值I Iin1、偏差I(lǐng)in—m、第二電流指令值i/以及驅(qū)動電流指令值idq*的波形。圖6中示出了三個電源半周期(從第η-1個到第n+1個電源半周期)的波形。
[0087]載波周期Tc一開始,控制部50就開始進(jìn)行控制處理。例如,第m個載波周期Tc下的控制處理一開始,控制部50就測量輸出電流值I Iin I和相位角Qin。在控制部50的速度控制部51中基于轉(zhuǎn)角頻率ω和指令值ω *之間的偏差生成第一電流指令值i/。第一電流指令值i/在乘法器52中被調(diào)制后,作為第二電流指令值i/輸出。
[0088]另一方面,在補(bǔ)償部60,由第二索引生成部65基于已檢測到的相位角θιη1計算索引idx。這里,已計算出的值是idx = j2。補(bǔ)償量運(yùn)算部66從偏差存儲部62讀出與已計算出的索弓丨1辦=」2相對應(yīng)的偏差1_:出2)。在補(bǔ)償量運(yùn)算部66使用已讀出的偏差1_的2)計算補(bǔ)償電流指令值itXMl/。
[0089]在加法器53中將該補(bǔ)償電流指令值i。-*與第二電流指令值i/相加(補(bǔ)償)。這樣一來,第二電流指令值i/就得到補(bǔ)償,以便輸出電流Iin的、由電流指令I(lǐng) Iin* I和輸出電流值
IinI之間的偏差(與干擾相關(guān)的值)引起的失真減少。補(bǔ)償后的第二電流指令值i/被作為驅(qū)動電流指令值idq*輸出給dq軸電流指令值生成部54。
[0090]這里,用于計算補(bǔ)償電流指令值的偏差I(lǐng)in—err是現(xiàn)在的電源半周期η以前的電源半周期η-1下的偏差。也就是說,使用在相當(dāng)于第η-1個電源半周期的索引idx = j2的相位下存儲的偏差I(lǐng)1UrrG2)對相當(dāng)于第η個電源半周期的索引idx = j2的相位下的第二電流指令值i/進(jìn)行補(bǔ)償(參照圖6)。圖6中示例出增益Gp = I的情況。
[0091]就這樣,在控制部50中,由dq軸電流指令值生成部54利用補(bǔ)償后的第二電流指令值i/即驅(qū)動電流指令值idq*生成d軸電流指令值i/和q軸電流指令值iq%由dq軸電流控制部56生成d軸的電壓指令值V/和q軸的電壓指令值Vq'—生成d軸的電壓指令值V/和q軸的電壓指令值Vq*,就由PffM運(yùn)算部57將控制信號G輸出給直交流轉(zhuǎn)換電路13。這樣一來,直交流轉(zhuǎn)換電路13工作,以便交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流波形的失真減少。之所以利用這樣存儲起來的偏差(與干擾相關(guān)的值)能夠減少電容器12a和電抗線圈L1、L2引起的LC諧振,是因?yàn)樵揕C諧振是穩(wěn)定的重復(fù)波形之故。
[0092]另一方面,在補(bǔ)償部60,由偏差存儲部62基于在每一個載波周期Tc下檢測到的干擾更新應(yīng)該存儲該干擾的存儲區(qū)域。例如在第m個載波周期Tc下,補(bǔ)償部60—結(jié)束輸出補(bǔ)償電流指令值就基于在第m個載波周期Tc開始時檢測到的輸出電流值I Ιιη|和相位角Θιη1對偏差存儲部62的內(nèi)容進(jìn)行更新。具體而言,由第一索引生成部63從該相位角θιη1計算索弓丨。該例中,idx = jI。因此,在補(bǔ)償部60,第jI個偏差I(lǐng)in—err(切被更新。
[0093]在第m+1個載波周期Tc下也進(jìn)行同樣的動作。在第m+1個載波周期Tc下,idx= jl +I,這是因?yàn)榇鎯χ芷赥m和載波周期Tc一致之故。在第m+1個載波周期Tc下,如果現(xiàn)在處于第η個電源半周期,就使用在相當(dāng)于第η-1個電源半周期的索引idx= j2+l的相位下存儲的偏差I(lǐng)in—errW+l),對相當(dāng)于第η個電源半周期的索引idx= j2+l的相位下的第二電流指令值i/進(jìn)行補(bǔ)償。而且,在第m+1個載波周期Tc下,第j2+l個偏差I(lǐng)in—errG2+1)被更新。
[0094]需要說明的是,在本實(shí)施方式中,從各載波周期Tc下的開始進(jìn)行控制處理的那一時刻的相位角θιη求索引idx。而且,在開始進(jìn)行控制處理的那一時刻也對輸出電流值I Iin進(jìn)行檢測。像本實(shí)施方式那樣,在載波周期Tc與存儲周期Tm相等的情況下,索引idx的更新時刻和開始進(jìn)行控制處理的時刻同步,在每一個控制周期索引增加一個。因此,在每一個電源半周期,偏差存儲部62的數(shù)據(jù)全都被更新,沒有遺漏。
[0095]〈本實(shí)施方式的效果〉
[0096]在本實(shí)施方式中,對偏差(與干擾相關(guān)的值)進(jìn)行存儲,基于在電源半周期前已存儲的值對與直交流轉(zhuǎn)換電路13的電流控制相關(guān)的操作量i/進(jìn)行了補(bǔ)償。因此,在本實(shí)施方式中,能夠減少電流與其指令值之間的偏差。更具體而言,很容易地就能夠減少交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流的失真(也就是說,對直交流轉(zhuǎn)換電路13的輸入電流的失真),該失真是由于LC諧振那樣的重復(fù)波形的干擾引起的。而且,形成LC諧振電路的電容器的電容越小,該方式就越有用。如果形成LC諧振電路的電容器的電容小,所述LC諧振的頻率就高,則要求補(bǔ)償動作的速度更高。在本實(shí)施方式中,因?yàn)槔靡汛鎯Φ钠钋笱a(bǔ)償值,所以補(bǔ)償能夠?qū)崿F(xiàn)高速。
[0097](第一實(shí)施方式的變形例)
[0098]在第一實(shí)施方式的變形例中,說明將存儲周期Tm設(shè)定得比載波周期Tc短之例。圖7示出第一實(shí)施方式的變形例所涉及的補(bǔ)償部60的結(jié)構(gòu)。如圖7所示,本變形例中的補(bǔ)償部60在第一實(shí)施方式的補(bǔ)償部60中新增加了數(shù)據(jù)插補(bǔ)部68。
[0099]圖8是說明在存儲周期Tm比載波周期Tc短的情況下如何對偏差存儲部62進(jìn)行更新的圖。圖8中,示出了第m個到第m+1個載波周期Tc(不過,m是O以上的整數(shù))。如圖8所示,在存儲周期Tm比載波周期Tc短的情況下,更新索引idx的時刻和開始進(jìn)行控制處理的時刻不同步。
[0100]因此,在連續(xù)的載波周期Tc下有可能出現(xiàn)索引idx增加兩個這樣的情況。在圖8之例中,第m個載波周期Tc開始時的索引idx為j I,第m+1個載波周期Tc開始時的索引idx為j 1+
2。如果用在每一個載波周期Tc下檢測到的干擾對存儲區(qū)域進(jìn)行更新,那么,在這樣索引idx增加了兩個的情況下,與索引idx = jl + 1相對應(yīng)的存儲區(qū)域的數(shù)據(jù)就不會被更新。也就是說,存在偏差存儲部62的存儲區(qū)域不被從頭開始依次連續(xù)地更新的情況。換句話說,存在出現(xiàn)更新被遺漏的存儲區(qū)域這樣的情況。因此,在本變形例中,由數(shù)據(jù)插補(bǔ)部68將索引增加了兩個以上這一情況檢測出來,根據(jù)上次求出的偏差和這次求出的偏差將未被更新的存儲區(qū)域的數(shù)據(jù)插補(bǔ)進(jìn)來。
[0101]圖8之例中,在第m個載波周期Tc下,應(yīng)該存儲在該載波周期Tc檢測到的干擾的存儲區(qū)域(idx = j I)被更新。接下來,一開始進(jìn)行第m+1個載波周期Tc下的控制處理,第一索引生成部63就計算索引idx = j 1+2。于是,偏差I(lǐng)in—erru.1+2)即被存儲到與該索引idx = j 1+2相對應(yīng)的存儲區(qū)域內(nèi)(參照圖8)。
[0102]數(shù)據(jù)插補(bǔ)部68對現(xiàn)在的索引idx= jl+2和在前一個載波周期Tc即第m個載波周期Tc下計算出來的索引idx = jl進(jìn)行比較。該例中,與前一個載波周期Tc相比,索引idx增加了兩個,故可知索引idx = j 1+1下的數(shù)據(jù)未被更新。于是,數(shù)據(jù)插補(bǔ)部68根據(jù)索引idx = j I下的數(shù)據(jù)和索引idx = jl+2下的數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ),并生成索引idx = jl+1下的數(shù)據(jù),再將該索引idx=jl+1下的數(shù)據(jù)存儲到偏差存儲部62中。這樣一來,在本變形例中,在存儲在存儲部62的值不連續(xù)的情況下(存在數(shù)據(jù)未被更新的存儲區(qū)域的情況下),利用存儲部62內(nèi)的數(shù)據(jù)對不連續(xù)的地方(數(shù)據(jù)未被更新的存儲區(qū)域)進(jìn)行插補(bǔ)。
[0103]在本變形例中,根據(jù)上述插補(bǔ)處理,能夠防止在偏差存儲部62產(chǎn)生長期未被更新的存儲區(qū)域。也就是說,根據(jù)本變形例,即使存儲周期Tm和載波周期Tc不同步,也能夠更可靠地減少交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流的失真。也就是說,本變形例也能夠減少電流與其指令值之間的偏差。
[0104]需要說明的是,在連續(xù)的載波周期Tc下索引idx增加了三個以上那樣的情況下,也能夠如上所述,用已更新完的存儲區(qū)域的數(shù)據(jù)對未更新的存儲區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。
[0105](發(fā)明的第二實(shí)施方式)
[0106]圖9示出第二實(shí)施方式所涉及的直交流轉(zhuǎn)換電路13的控制系。在本實(shí)施方式中,如圖9所示,在第一實(shí)施方式的控制系中進(jìn)一步新增加了一個補(bǔ)償部60和一個減法器67。新增加的補(bǔ)償部60的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式中的補(bǔ)償部60相同,但輸入的信號與第一實(shí)施方式中的補(bǔ)償部60不同。需要說明的是,為識別兩個補(bǔ)償部60,圖9中對該參考符號加了分支號-1、-2。該例中,補(bǔ)償部60-1是一開始就有的;補(bǔ)償部60-2是新增加的。
[0107]在新增加的補(bǔ)償部60-2中,由減法器61求電容器能量Ce和該電容器能量Ce的指令值Ce*之間的偏差。詳細(xì)而言,減法器61將從指令值Ce*減去電容器能量Ce后得到的值作為偏差輸出。這里,電容器能量Ce是累積在直流部12的電容器12a內(nèi)的能量。電容器能量Ce的值能夠從直流鏈電壓vdc計算出來。指令值Ce*是該電容器能量Ce的指令值,從直流鏈電壓vdc的目標(biāo)值計算出來。確定直流鏈電壓vdc的目標(biāo)值,以便該直流鏈電壓vdc的波形大致為正弦波。
[0108]電容器能量Ce和指令值Ce*之間的偏差與交流電源30的電壓Vir^相位角0in相關(guān)聯(lián)后,存儲在新增加的補(bǔ)償部60-2的偏差存儲部62中。該偏差也是本發(fā)明中的、與讓對功率轉(zhuǎn)換部的電流1^失真的干擾相關(guān)的值之一例。
[0109]減法器67從一開始就有的補(bǔ)償部60-1的輸出中減去由新增加的補(bǔ)償部60-2求出的補(bǔ)償電流指令值i。-#。減法器67的輸出被作為第二電流指令值i/的補(bǔ)償值輸出給加法器53ο該例中,由兩個補(bǔ)償部60-1、60-2和加法器53構(gòu)成電流指令補(bǔ)償部。
[0110]在本實(shí)施方式中,根據(jù)上述結(jié)構(gòu),除了根據(jù)交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流值IIin進(jìn)行補(bǔ)償以外,還根據(jù)累積在直流部12的電容器12a內(nèi)的電容器能量Ce進(jìn)行補(bǔ)償。通過根據(jù)電容器能量Ce進(jìn)行補(bǔ)償,能夠減少進(jìn)出于直流部的電容器12a的電流引起的干擾,從而能夠讓交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流值I Iin I更接近電流指令I(lǐng) IiA。
[0111]具體而言,在本實(shí)施方式中,在直流部12的電容器能量Ce比電容器能量的指令值Ce*多的情況下,對第二電流指令值i/進(jìn)行補(bǔ)償,以便直交流轉(zhuǎn)換電路13的輸出功率進(jìn)一步增加;而在電容器能量Ce比電容器能量的指令值Ce*少的情況下,對第二電流指令值i/進(jìn)行補(bǔ)償,以便直交流轉(zhuǎn)換電路13的輸出功率進(jìn)一步減少。
[0112]就這樣,在本實(shí)施方式中,也能夠使用已存儲的偏差(與干擾相關(guān)的值)求補(bǔ)償值,故能夠?qū)崿F(xiàn)高速的補(bǔ)償。
[0113](發(fā)明的第三實(shí)施方式)
[0114]圖10示出第三實(shí)施方式所涉及的直交流轉(zhuǎn)換電路13的控制系。該例是在第一實(shí)施方式的控制系中新增加了反饋控制部80而得到的。反饋控制部80利用反饋控制對電流指令
Iin* I進(jìn)行補(bǔ)償,以便輸出電流值I Iin I和電流指令11:1之間的偏差減少。
[0?15]圖11示出反饋控制部80的結(jié)構(gòu)例。如圖11所示,反饋控制部80包括減法器81和PI運(yùn)算器82。由減法器81求輸出電流值I Im I與其電流指令I(lǐng) Iin* I之間的偏差。PI運(yùn)算器82對減法器81的輸出進(jìn)行比例積分(PI)運(yùn)算,并將運(yùn)算后得到的值作為補(bǔ)償電流指令值1_廣輸出。補(bǔ)償電流指令值與補(bǔ)償部60的輸出相加后被輸入控制部50的加法器53中。
[0116]通過這樣設(shè)置反饋控制部80,就能夠減少交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流的失真,該失真的原因除了所述LC諧振那樣的穩(wěn)定的干擾以外,還有不穩(wěn)定的干擾。需要說明的是,通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)補(bǔ)償部60的增益Gp和反饋控制部80的增益之間的平衡,就能夠使反饋控制部80進(jìn)行的控制不對補(bǔ)償部60進(jìn)行的控制造成過多的影響。
[0117](發(fā)明的第四實(shí)施方式)
[0118]圖12示出第四實(shí)施方式所涉及的直交流轉(zhuǎn)換電路13的控制系。本實(shí)施方式中的控制部50包括速度控制部51、乘法器52、加法器53、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部55、功率控制部58、dq軸電流控制部56以及PffM運(yùn)算部57。
[0119]由速度控制部51求電機(jī)20的機(jī)械角的轉(zhuǎn)角頻率ω和機(jī)械角的指令值ω*之間的偏差。速度控制部51還對該偏差進(jìn)行比例積分(PI)運(yùn)算,并將該運(yùn)算結(jié)果作為第一功率指令值P*輸出給乘法器5 2。
[0120]乘法器52例如將交流電源30的電壓Vin的相位角θιη的正弦值的平方Sin2(0in)和第一功率指令值P*相乘,并將相乘的結(jié)果作為第二功率指令值P#輸出。該第二功率指令值P#是由直交流轉(zhuǎn)換電路13 (功率轉(zhuǎn)換部)輸出的功率的指令值,是本發(fā)明中的、與功率轉(zhuǎn)換部的控制相關(guān)的操作量之一例。
[0121]加法器53將第二功率指令值P**和在補(bǔ)償部60生成的補(bǔ)償功率指令值?。?"后述)相加,并將相加的結(jié)果(以下,稱為驅(qū)動功率指令值P-)輸出給功率控制部58。
[0122]功率控制部58從驅(qū)動功率指令值p*#和電機(jī)轉(zhuǎn)速ω求電機(jī)扭矩指令值,生成與該電機(jī)扭矩指令值相對應(yīng)的d軸電流指令值和q軸電流指令值,并將該d軸電流指令值和q軸電流指令值輸出給dq軸電流控制部56。具體而言,由d軸電感、q軸電感、交鏈數(shù)、繞線電阻、磁極對數(shù)等電機(jī)常數(shù)生成與電機(jī)扭矩指令相對應(yīng)的d軸電流指令值和q軸電流指令值。
[0123]坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部55從電機(jī)20的轉(zhuǎn)子(省略圖示)的轉(zhuǎn)角(電角)0e和直交流轉(zhuǎn)換電路13的相電流iu、i V、i w計算d軸電流值id和q軸電流值i q。
[0124]dq軸電流控制部56生成d軸的電壓指令值V/和q軸的電壓指令值Vq'以便d軸電流指令值i/和d軸電流值id之間的偏差、以及q軸電流指令值iq*和q軸電流值iq之間的偏差分別變小,并將該d軸的電壓指令值V/和q軸的電壓指令值Vq*輸出給PffM運(yùn)算部57。
[0125]d軸的電壓指令值V/、q軸的電壓指令值Vq'直流鏈電壓vdc、電角Θ4俞入PWM運(yùn)算部57中。P麗運(yùn)算部57基于這些值生成控制直交流轉(zhuǎn)換電路13中的各開關(guān)元件Su、SV、Sw、Sx、Sy、Sz的開關(guān)動作的控制信號G(以下,也稱為PWM輸出),并將該控制信號G輸出給直交流轉(zhuǎn)換電路131WM輸出G的更新在規(guī)定的周期(以下,稱為載波周期Tc或更新周期Tc)下進(jìn)行。
[0126]〈補(bǔ)償部〉
[0127]補(bǔ)償部60生成用于補(bǔ)償?shù)诙β手噶钪礟**(后述)的補(bǔ)償功率指令值P。-'補(bǔ)償部60包括微計算機(jī)(省略圖示)和讓該微計算機(jī)工作的程序。本實(shí)施方式中的補(bǔ)償部60也和圖4所示之例一樣,包括:減法器61、偏差存儲部62、第一索引生成部63、電源相位運(yùn)算部64、第二索引生成部65以及補(bǔ)償量運(yùn)算部66。
[0128]一減法器 61 —
[0129]由減法器61求交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流值IIin|和指示該輸出電流值I Iin|的電流指令I(lǐng) Ιιη*|之間的偏差。該偏差是本發(fā)明中的、與使對功率轉(zhuǎn)換部的電流Iin失真的干擾相關(guān)的值之一例。需要說明的是,電流值I IinI是測量值。而且,例如用I Sin0in|乘以交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸入電流值Iin的主波成分的振幅來生成電流指令I(lǐng) Iin* I。
[0130]一偏差存儲部62 —
[0131]偏差存儲部62包括多個存儲區(qū)域(排列),存儲由減法器61求出的偏差。該偏差存儲部62是本發(fā)明中的存儲部之一例。設(shè)定偏差存儲部62的存儲區(qū)域的數(shù)量(設(shè)為K),以便相當(dāng)于交流電源30的電壓周期(以下,電源周期)的VK[rad]的期間(以下,稱為存儲周期Tm)成為載波周期Tc以下的期間。通過如上所述地設(shè)定K,偏差存儲部62就能夠在電源周期的一半周期(以下,電源半周期)內(nèi)存儲K個偏差。需要說明的是,在本實(shí)施方式中,存儲周期Tm和載波周期Tc 一致。
[0132]一第一索引生成部63 一
[0133]第一索引生成部63基于開始進(jìn)行控制處理(電流控制等)時的相位角θιη=θιη1,計算出確定偏差存儲部62的存儲區(qū)域的索引idx。該例中,idx = 0inl/(ji/K)。因此,索引idx的范圍為O?K-1。
[0134]讓偏差存儲部62將相位角θιη1下的所述偏差存儲在與已計算出的索引idx相對應(yīng)的存儲區(qū)域內(nèi)。也就是說,偏差存儲部62存儲多個偏差,所述偏差是電流指令I(lǐng) Ιιη*|和輸出電流值I IinI之間的偏差且與交流電源30的電壓Vin的相位角θιη相關(guān)聯(lián)。需要說明的是,通過如上所述讓索引idx與相位角θιη相對應(yīng),存儲周期Tm下的與干擾相關(guān)的值(偏差)就會排列著存儲在偏差存儲部62中。
[0135]一電源相位運(yùn)算部64 —
[0136]由電源相位運(yùn)算部64求對第二電流指令值i/進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臅r刻下的相位角θιη2。該例中,電源相位運(yùn)算部64根據(jù)開始進(jìn)行控制處理(電流控制等)時的相位角θιη1輸出更新周期Tc終點(diǎn)的相位角0in2,在該更新周期Tc下,控制處理的輸出作為PffM信號使用。
[0137]一第二索引生成部65 一
[0138]第二索引生成部65基于由電源相位運(yùn)算部64求出的相位角0in2計算確定偏差存儲部62的存儲區(qū)域的索引idx。索引idx的計算方法與第一索引生成部63中的計算方法相同,idx = 0inl/(jt/K) ο
[ΟΙ39] —補(bǔ)償量運(yùn)算部66 —
[0140]由補(bǔ)償量運(yùn)算部66計算補(bǔ)償功率指令值pc?P*ο具體而言,補(bǔ)償量運(yùn)算部66首先利用在第二索引生成部65計算出的索引idx從偏差存儲部62的存儲區(qū)域中讀出偏差。下面,將該已讀出的偏差設(shè)定為Iin—err。補(bǔ)償量運(yùn)算部66然后用Pccimp* = -1 Vin.sin(0in2) | X Iin—err計算補(bǔ)償功率指令值Pcxmp*。已計算出的補(bǔ)償功率指令值Pcomp*輸出給控制部50的加法器53。
[0141]〈功率轉(zhuǎn)換裝置的工作情況〉
[0142]借用圖5說明本實(shí)施方式中的功率轉(zhuǎn)換裝置的工作情況。圖5中示出了從第m個到第m+2個載波周期Tc(不過,m是O以上的整數(shù))。
[0143]載波周期Tc一開始,控制部50就開始進(jìn)行控制處理。例如,第m個載波周期Tc下的控制處理一開始,控制部50就測量輸出電流值I IinI和相位角0inl。在控制部50的速度控制部51中基于轉(zhuǎn)角頻率ω和指令值ω*之間的偏差生成第一功率指令值p*。第一功率指令值p*在乘法器52中與sin2(0in)相乘而被調(diào)制后,作為第二功率指令值p#輸出。
[0144]另一方面,在補(bǔ)償部60,由第二索引生成部65基于已檢測到的相位角θιη1計算索引idx。這里,已計算出的值為idx = j2。補(bǔ)償量運(yùn)算部66從偏差存儲部62讀出與已計算出的索弓丨1辦=」2相對應(yīng)的偏差1_:出2)。在補(bǔ)償量運(yùn)算部66使用已讀出的偏差1_的2)計算補(bǔ)償功率指令值p_P*。
[0145]在加法器53中將該補(bǔ)償功率指令值P。-*與第二功率指令值p#相加(補(bǔ)償)。這樣一來,第二功率指令值P**就得到補(bǔ)償,以便輸出電流Iin的、由電流指令I(lǐng) Ij I和輸出電流值
ιιη|之間的偏差(與干擾相關(guān)的值)引起的失真減少。補(bǔ)償后的第二功率指令值P#被作為驅(qū)動功率指令值P—輸出給功率控制部58。
[0146]這里,用于計算補(bǔ)償功率指令值p。-*的偏差I(lǐng)in—err是現(xiàn)在的電源半周期η以前的電源半周期η-1下的偏差。也就是說,使用在相當(dāng)于第η-1個電源半周期的索引idx = j2的相位下存儲的偏差I(lǐng)1UrrG2)對相當(dāng)于第η個電源半周期的索引idx = j2的相位下的第二功率指令值P#進(jìn)行補(bǔ)償。
[0147]就這樣,在控制部50中,利用補(bǔ)償后的第二功率指令值pi卩驅(qū)動功率指令值p.生成d軸電流指令值i/和q軸電流指令值iq%由dq軸電流控制部56生成d軸的電壓指令值V/和q軸的電壓指令值Vq'—生成d軸的電壓指令值V/和q軸的電壓指令值Vq'就由PffM運(yùn)算部57將控制信號G輸出給直交流轉(zhuǎn)換電路13。這樣一來,直交流轉(zhuǎn)換電路13工作,以便交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流波形的失真減少。之所以利用這樣存儲起來的偏差(與干擾相關(guān)的值)能夠減少電容器12a和電抗線圈L1、L2引起的LC諧振,是因?yàn)樵揕C諧振是穩(wěn)定的重復(fù)波形之故。
[0148]另一方面,在補(bǔ)償部60,由偏差存儲部62基于在每一個載波周期Tc下檢測到的干擾更新應(yīng)該存儲該干擾的存儲區(qū)域。例如在第m個載波周期Tc下,補(bǔ)償部60—結(jié)束輸出補(bǔ)償功率指令值p?!?,就基于在第m個載波周期Tc開始時檢測到的輸出電流值I Iinl和相位角Θιη1對偏差存儲部62的內(nèi)容進(jìn)行更新。具體而言,由第一索引生成部63從該相位角θιη1計算索弓丨。該例中,idx = j I。因此,在補(bǔ)償部60,第j I個偏差I(lǐng)in—err(切被更新。
[0149]在第m+1個載波周期Tc下也進(jìn)行同樣的動作。在第m+1個載波周期Tc下,idx= jl +I。這是因?yàn)榇鎯χ芷赥m和載波周期Tc一致之故。在第m+1個載波周期Tc下,如果現(xiàn)在處于第η個電源半周期,就使用在相當(dāng)于第η-1個電源半周期的索引idx= j2+l的相位下存儲的偏差I(lǐng)in—Μ.ι.02+υ,對相當(dāng)于第η個電源半周期的索引idx = j2+l的相位下的、第二電流指令值i/進(jìn)行補(bǔ)償。而且,在第m+1個載波周期Tc下,第j2+l個偏差I(lǐng)in—errG2+1)被更新。
[0150]需要說明的是,在本實(shí)施方式中,從各載波周期Tc下的開始進(jìn)行控制處理的那一時刻的相位角θιη求索引idx。而且,在開始進(jìn)行控制處理的那一時刻也對輸出電流值I Iin進(jìn)行檢測。像本實(shí)施方式那樣,在載波周期Tc與存儲周期Tm相等的情況下,索引idx的更新時刻和開始進(jìn)行控制處理的時刻同步,在每一個控制周期增加一個。因此,在每一個電源半周期,偏差存儲部62的數(shù)據(jù)全都被更新,沒有遺漏。
[0151]〈本實(shí)施方式的效果〉
[0152]在本實(shí)施方式中,對與直交流轉(zhuǎn)換電路13的功率控制相關(guān)的操作量進(jìn)行了補(bǔ)償。在該情況下也能夠收到和第一實(shí)施方式一樣的效果。
[0153](發(fā)明的第五實(shí)施方式)
[0154]圖13示出第五實(shí)施方式所涉及的直交流轉(zhuǎn)換電路13的控制系。在本實(shí)施方式中,在第一實(shí)施方式的控制系中新增加了一個補(bǔ)償部60和一個減法器67。新增加的補(bǔ)償部60的結(jié)構(gòu)和第一實(shí)施方式中的補(bǔ)償部60相同,但是輸入的信號與第一實(shí)施方式中的補(bǔ)償部60不同。需要說明的是,為識別該兩個補(bǔ)償部60,在圖13中對該參考符號加了分支號-1、-2。該例中,補(bǔ)償部60-1是一開始就有的,補(bǔ)償部60-2是新增加的。
[0155]在新增加的補(bǔ)償部60-2中,由減法器61求直流鏈電壓vdc和該直流鏈電壓vdc的指令值vdc*之間的偏差。詳細(xì)而言,減法器61將從指令值vdc*中減去直流鏈電壓后得到的值作為偏差輸出。
[0156]直流鏈電壓vdc和指令值vdc*之間的偏差與交流電源30的電壓1?的相位角0in相關(guān)聯(lián)后,存儲在新增加的補(bǔ)償部60-2的偏差存儲部62中。該偏差也是本發(fā)明中的、與讓對功率轉(zhuǎn)換部的電流Iin失真的干擾相關(guān)的值之一例。
[0157]減法器67從一開始就有的補(bǔ)償部60-1的輸出中減去由新增加的補(bǔ)償部60-2求出的補(bǔ)償電流指令值i。-#。減法器67的輸出被作為第二電流指令值i/的補(bǔ)償值輸出給加法器53。
[0158]在本實(shí)施方式中,根據(jù)上述結(jié)構(gòu),除了根據(jù)交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流值IIin進(jìn)行補(bǔ)償以外,還根據(jù)直流鏈電壓vdc進(jìn)行補(bǔ)償。通過根據(jù)直流鏈電壓vdc進(jìn)行補(bǔ)償,能夠減少在電源電壓Vin和直流鏈電壓vdc之間產(chǎn)生的干擾,從而能夠讓交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流值I Im I更接近電流指令11:1。
[0159]具體而言,在本實(shí)施方式中,在直流部12的電壓(也就是說,直交流轉(zhuǎn)換電路13的輸入側(cè)電壓)比直流鏈電壓vdc的指令值vdc*大的情況下,對第二電流指令值i/進(jìn)行補(bǔ)償,以便直交流轉(zhuǎn)換電路13的輸出功率進(jìn)一步增加;而在直流鏈電壓vdc比指令值vdc*小的情況下,對第二電流指令值i/進(jìn)行補(bǔ)償,以便直交流轉(zhuǎn)換電路13的輸出功率進(jìn)一步減少。
[0160]就這樣,在本實(shí)施方式中,也能夠使用已存儲的偏差(與干擾相關(guān)的值)求補(bǔ)償值,故能夠?qū)崿F(xiàn)高速的補(bǔ)償。
[0161](發(fā)明的第六實(shí)施方式)
[0162]在本發(fā)明的第六實(shí)施方式中,用與上述實(shí)施方式不同之例說明偏差存儲部62的更新方法。圖14是說明對本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的偏差存儲部62進(jìn)行更新的流程圖。在本實(shí)施方式中,通過改變第一實(shí)施方式中的補(bǔ)償部60實(shí)現(xiàn)了圖14所示的流程。需要說明的是,在載波周期Tc內(nèi)求出電流指令I(lǐng) Ιιη*|和輸出電流值I Ιιη|以后進(jìn)行圖14所示的一系列流程,并且在每一個載波周期Tc下重復(fù)進(jìn)行圖14所示的一系列流程。
[0163]首先,在補(bǔ)償部60,由第一索引生成部63生成表示偏差存儲部62的、存儲這次的偏差的存儲位置的索引idx(步驟Sll)。第一索引生成部63基于相位角θιη1計算該索引idx。該例中,idx = 0inl/(π/Κ),相位角0inl在每一個Ji(也就是說,每一個電源半周期)下清零。因此,由第一索引生成部63生成的索引idx根據(jù)相位角θιη1的單調(diào)增加而一個一個地增加,在O?K-1這一范圍內(nèi)循環(huán)。
[0164]接下來,在補(bǔ)償部60中,由減法器61求電流指令I(lǐng)Iin* I和輸出電流值I Iin I之間的偏差(步驟SI 2)
[0165]補(bǔ)償部60將這次的偏差(在步驟S12中求得的偏差)存儲到與索引idx相對應(yīng)的偏差存儲部62的區(qū)域(步驟S13)。需要說明的是,存儲偏差之際,可以取代存儲這次的偏差這一做法,而是用存儲在偏差存儲部62的過去的值求該過去的值與這次的偏差的移動平均,并存儲該結(jié)果。
[0166]在每一個載波周期Tc重復(fù)進(jìn)行步驟Sll?步驟S13之流程,一直進(jìn)行到獲得偏差存儲部62應(yīng)該存儲的數(shù)量(該例中,為K個)的值為止。也就是說,在本實(shí)施方式中,通過跨越交流電源30的電壓Vin的多個周期對用于求與干擾相關(guān)的值的值(這里,為電流指令I(lǐng) Ιιη*|和輸出電流值I Iinl )取樣,來獲得偏差存儲部62應(yīng)該存儲的數(shù)量(K個)的值。
[0167]如上所述,在本實(shí)施方式中,也是與干擾相關(guān)的值被存儲到偏差存儲部62,從而能夠利用該與干擾相關(guān)的值生成用于對第二電流指令值i/進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電流指令值
i。-*。因此,在本實(shí)施方式中,也能夠容易且高速地減少交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流的失真(也就是說,對直交流轉(zhuǎn)換電路13的輸入電流的失真),該失真是由于LC諧振那樣的重復(fù)波形的干擾引起的。也就是說,在本實(shí)施方式中也能夠減少電流與其指令值之間的偏差。
[0168]尤其是,一般這樣認(rèn)為:在干擾的變化周期小的情況下(小到用每一個載波周期Tc下的取樣無法正確地表示干擾的變化那種程度的情況下),第六實(shí)施方式的偏差取得方法(參照圖14)是理想的方法,S卩,讓存儲周期Tm小于干擾的變化周期,故意不進(jìn)行插補(bǔ)。在該情況下,在電源半周期下所有的偏差存儲部62的數(shù)據(jù)都不被更新,偏差存儲部62的數(shù)據(jù)利用跨越多個電源半周期的取樣進(jìn)行更新。因此,只要干擾與電源半周期同步地重復(fù),就能夠利用第六實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)正確地存儲與干擾相關(guān)的值。
[0169](其它實(shí)施方式)
[0170]需要說明的是,因?yàn)橐话闱闆r下在功率轉(zhuǎn)換裝置的控制系中存在速度控制系,所以在該情況下只要在開始運(yùn)轉(zhuǎn)時將補(bǔ)償部60的補(bǔ)償量設(shè)定為O即可。
[0171]在事先已知道會發(fā)生例如電機(jī)20的加減速、與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)周期同步進(jìn)行的扭矩控制等與電源周期非同步的較大的負(fù)荷變化的情況下,只要將補(bǔ)償部60的補(bǔ)償量設(shè)定為OSP可。
[0172]在求輸出電流值IIin I和電流指令I(lǐng) Iin* I之間的偏差的情況下可以這樣做:在每一個索引idx下都跨越多個電源半周期對輸出電流值I Iin I進(jìn)行平均,求該平均值和電流指令I(lǐng)in* I之間的偏差。作為對輸出電流值I Iln I進(jìn)行平均的方法例如如下:在每一個索引idx下求輸出電流值I IinI的移動平均。需要說明的是,在像第一實(shí)施方式的變形例那樣對偏差存儲部62進(jìn)行插補(bǔ)的情況下,插補(bǔ)用數(shù)據(jù)優(yōu)選使用未平均的數(shù)據(jù)。
[0173]基于電容器能量Ce的補(bǔ)償(參照第二實(shí)施方式)并非一定要與基于輸出電流值IIin的補(bǔ)償(參照第一和第二實(shí)施方式)一起進(jìn)行。也就是說,在第二實(shí)施方式中,可以省略基于輸出電流值|ιιη|的補(bǔ)償。
[0174]功率轉(zhuǎn)換裝置10并不限于是具有交直流轉(zhuǎn)換電路11和直交流轉(zhuǎn)換電路13的裝置。功率轉(zhuǎn)換裝置10還可以構(gòu)成為將交流直接轉(zhuǎn)換為具有規(guī)定頻率和電壓的交流的、即所謂的矩陣轉(zhuǎn)換器。
[0175]作為與干擾相關(guān)的值并不限于上述實(shí)施方式、變形例中所示之例。例如,能夠列舉出的有:對功率轉(zhuǎn)換部(例如直交流轉(zhuǎn)換電路13、矩陣轉(zhuǎn)換器)的電流和對該功率轉(zhuǎn)換部的電流的指令值之間的偏差。而且,并不限于偏差,還可以是對功率轉(zhuǎn)換部(例如,對直交流轉(zhuǎn)換電路13、矩陣轉(zhuǎn)換器)的電流、交直流轉(zhuǎn)換電路11的輸出電流值11 in 1、電容器12a的電壓vdc、電容器12a的能量Ce等。
[0176]還可以在控制部50對q軸電流指令值iq*進(jìn)行補(bǔ)償,來取代對第二電流指令值i/進(jìn)行補(bǔ)償。
[0177]一產(chǎn)業(yè)實(shí)用性一
[0178]本發(fā)明作為功率轉(zhuǎn)換裝置很有用。
[0179]一符號說明一
[0180]10 功率轉(zhuǎn)換裝置
[0181]12a 電容器
[0182]13 直交流轉(zhuǎn)換電路(功率轉(zhuǎn)換部)
[0183]30 交流電源
[0184]50 控制部(功率轉(zhuǎn)換控制部)
[0185]60 補(bǔ)償部(功率轉(zhuǎn)換控制部)
[0186]62 偏差存儲部(存儲部)
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功率轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:具有功率轉(zhuǎn)換部(13)、電容器(12a)、存儲部(62)以及功率轉(zhuǎn)換控制部(50、60), 所述功率轉(zhuǎn)換部(13)利用多個開關(guān)元件(Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz)的開關(guān)動作將交流電源(30)輸出的交流或者從該交流轉(zhuǎn)換成的直流轉(zhuǎn)換為具有規(guī)定頻率和電壓的交流, 所述電容器(12a)將伴隨著所述開關(guān)動作而產(chǎn)生的脈動電壓平滑化, 所述存儲部(62)存儲多個值,所述值是與使對所述功率轉(zhuǎn)換部(13)的電流(Iin)失真的干擾相關(guān)的值且與所述交流電源(30)的電壓(Vin)的相位角(θιη)相關(guān)聯(lián), 所述功率轉(zhuǎn)換控制部(50、60)讓存儲在所述存儲部(62)的值與所述交流電源(30)的電壓(Vin)的相位角(θιη)相關(guān)聯(lián),并用來對與所述功率轉(zhuǎn)換部(13)的控制相關(guān)的操作量(i/)進(jìn)行補(bǔ)償,由此對所述開關(guān)動作進(jìn)行控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于: 所述與干擾相關(guān)的值是以下任意一個值: 對所述功率轉(zhuǎn)換部(13)的電流、 將所述交流電源(30)的輸出轉(zhuǎn)換為直流的交直流轉(zhuǎn)換電路(11)的輸出電流值(I Iin| )、 所述電容器(12a)的電壓(vdc)、 所述電容器(12a)的能量(Ce)、 對所述功率轉(zhuǎn)換部(13)的電流和對該功率轉(zhuǎn)換部(13)的電流的指令值之間的偏差、將所述交流電源(30)的輸出轉(zhuǎn)換為直流的交直流轉(zhuǎn)換電路(I I)的輸出電流值(11 in I )和指示該輸出電流值(I Iml )的電流指令(II1JI )之間的偏差、 所述電容器(12a)的電壓(vdc)和該電容器(12a)的電壓(vdc)的指令值(vdc*)之間的偏差、以及 所述電容器(12a)的能量(Ce)和該能量(Ce)的指令值(Ce*)之間的偏差。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于: 所述功率轉(zhuǎn)換控制部(50、60)根據(jù)存儲在所述存儲部(62)的值控制所述功率轉(zhuǎn)換部(13)的功率。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于: 所述功率轉(zhuǎn)換控制部(50、60)根據(jù)存儲在所述存儲部(62)的值控制所述功率轉(zhuǎn)換部(13)的電流。5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的功率轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于: 所述功率轉(zhuǎn)換控制部(50、60)使用多種所述與干擾相關(guān)的值對所述操作量(iT*)進(jìn)行補(bǔ)Iz? O6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的功率轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于: 在存儲在所述存儲部(62)的值不連續(xù)的情況下,所述功率轉(zhuǎn)換控制部(50、60)利用所述存儲部(62)內(nèi)的數(shù)據(jù)對不連續(xù)的地方進(jìn)行插補(bǔ)。
【文檔編號】H02M7/48GK105940600SQ201580006787
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年3月27日
【發(fā)明人】谷口智勇, 關(guān)本守滿, 小川卓郎, 遠(yuǎn)山瑛司, 林伸夫
【申請人】大金工業(yè)株式會社