[发明专利]电力变换装置

说明书

具有：控制量运算部(13)，其根据电力变换器(11)的输出电流和通断状态对表示旋转电机(3)的驱动状态的大于或等于两个控制量进行计算；带限幅指令值生成部(15)，其以控制量的指令值为基准而生成带限幅指令值；以及通断状态决定部(16)，其以使得控制量收敛于带限幅指令值的限幅内的方式决定通断状态，针对至少一个带限幅指令值，使其限幅基于旋转电机(3)的驱动状态随时间变化。

技术领域

本发明涉及在旋转电机特别是电动机中使用的直接转矩控制方式的电力变换装置。

背景技术

以往，在多相交流旋转电机的驱动控制中，已知基于旋转电机的状态(电流、转矩、转速等)，对电力变换装置的通断状态进行直接运算的瞬时电流控制。作为瞬时电流控制之一，已知“直接转矩控制”，公开了使用通断(Switching)表而决定电力变换装置的通断状态的方式(例如，专利文献1)。

在该方式中，“直接转矩控制”的通断状态、即通断损耗由该表决定，但在如复杂的动作、或者对多个种类的旋转电机进行驱动的装置那样的情况下，存在该表的设计变得繁杂的问题。

为了解决该问题，公开了下述方式，即，使用模型预测对使用了各通断状态的情况下的电动机的状态进行预测，基于评价函数而决定最佳的通断状态(例如，专利文献2)。

在该方式中，能够以不进行表设计的方式进行控制，另外，也期待通断损耗的降低效果。

专利文献1：日本特开平8-33399号公报(第[0013]-[0018]段及图1)

专利文献2：日本特开2006-174697号(第[0023]-[0033]段及图2、3)

发明内容

这里，在专利文献1、2公开的直接转矩控制中，控制量为转矩、旋转电机的转子交链磁通。在与模型预测相组合的情况下，有时也将两轴正交旋转坐标上的电流等输出电流设为控制量。根据旋转电机的驱动状态，这些控制量所含有的脉动量大幅变动。

另外，大于或等于两个控制量的旋转电机的驱动状态和脉动量的变动的关系各自不同。此时，在直接转矩控制中，对指令值设置规定的脉动容许幅度，以使得控制量收敛于该范围内的方式进行通断控制。

通常，脉动容许范围越宽，则每单位时间的通断次数越少，能够对开关元件的通断损耗进行抑制。另一方面，由于控制量的脉动增加，因此成为旋转电机的转矩脉动、噪声的原因。因此，脉动容许幅度要考虑通断损耗和控制对象的脉动成分这两者而设定，处于折衷的关系。

但是，由于控制量所含有的脉动量不是恒定的，因此在一个控制量的脉动量小时，其他控制量先超过脉动容许幅度。因此，该一个控制量成为不满足脉动容许幅度的脉动。此时，该一个控制量有时会贴近容许幅度的上限或下限附近。其结果，产生该一个控制量输出与指令值不同的值的问题。

另外，如果为了避免该问题而减小脉动容许幅度，则在控制量的脉动量大时，存在通断次数极端地增加的问题。

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供能够对通断频率进行抑制，并且使控制量追随指令值的电力变换装置。

就本发明所涉及的电力变换装置而言，在通过开关元件的通断动作而供给对旋转电机进行驱动的电力的电力变换器的控制装置中具有：控制量运算部，其根据电力变换器的输出电流和电力变换器的开关元件的通断状态，对表示旋转电机的驱动状态的大于或等于两个控制量进行计算；带限幅指令值生成部，其以控制量的指令值为基准，生成具有控制量的脉动的限幅的带限幅指令值；以及通断状态决定部，其基于控制量和带限幅指令值，以使得控制量收敛于带限幅指令值的限幅内的方式决定通断状态，针对至少一个带限幅指令值，使该带限幅指令值的限幅基于旋转电机的驱动状态随时间变化。

发明的效果