電力轉(zhuǎn)換裝置及其電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、空調(diào)機(jī)、冰箱、制冷的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種電力轉(zhuǎn)換裝置及其電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、空調(diào)機(jī)、冰箱、制冷機(jī)，上述電力轉(zhuǎn)換裝置能夠同時(shí)擴(kuò)大相電流的檢測(cè)期間并簡(jiǎn)化檢測(cè)步驟，并且控制載波頻率來提高設(shè)備和裝置的性能。在電力轉(zhuǎn)換裝置中，設(shè)置有分流電阻，其至少分別設(shè)置于直流電源的負(fù)電壓側(cè)與各相下橋臂開關(guān)元件之間，對(duì)各相下橋臂開關(guān)元件與直流電源的負(fù)電壓側(cè)之間的電壓進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的基準(zhǔn)頻率、即載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行變更，并基于各檢測(cè)值，生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
【專利說明】電力轉(zhuǎn)換裝置及其電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、空調(diào)機(jī)、冰箱、制冷機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力轉(zhuǎn)換裝置及其電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、空調(diào)機(jī)、冰箱、制冷機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]在電力轉(zhuǎn)換裝置中，例如對(duì)流入電動(dòng)機(jī)等的3相負(fù)載的各相電流進(jìn)行檢測(cè)，并基于該各相電流來控制負(fù)載，其中，該電力轉(zhuǎn)換裝置是通過將構(gòu)成PWM調(diào)制方式的3相逆變器的開關(guān)元件的導(dǎo)通/斷開(0N/0FF)狀態(tài)組合來生成3相交流電壓并供給負(fù)載的。
[0003]作為檢測(cè)流入3相負(fù)載的各相電流的方法，存在有設(shè)置與構(gòu)成逆變器的開關(guān)元件串聯(lián)連接的電流傳感器或分流電阻的方式。作為設(shè)置分流電阻的結(jié)構(gòu)存在:設(shè)置對(duì)直流電源與逆變器裝置間的電流進(jìn)行檢測(cè)的電源分流電阻的結(jié)構(gòu)；以及在下橋臂開關(guān)元件與直流電源的負(fù)極側(cè)之間，設(shè)置檢測(cè)該相的相電流的下橋臂分流電阻的結(jié)構(gòu)。在設(shè)置電源分流電阻或下橋臂分流電阻的結(jié)構(gòu)中，由于需要按各相位確定檢測(cè)的相電流，而使得控制軟件復(fù)雜化。此外，在設(shè)置有電源分流電阻的結(jié)構(gòu)中，在僅能夠檢測(cè)一相電流的情況下，為了檢測(cè)兩相電流而需要進(jìn)行通電調(diào)節(jié)。也就是說，在I個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，將檢測(cè)各相電流的期間限定為較窄的范圍。因此，例如公開了下述逆變器裝置:通過“設(shè)置電源分流電阻和至少兩相的下橋臂分流電阻，利用電源分流電阻對(duì)無法由下橋臂分流電阻檢測(cè)的相電流進(jìn)行檢測(cè)”，從而不需要進(jìn)行各相位的檢測(cè)電流的確定、通電調(diào)節(jié)、時(shí)間序列的電流檢測(cè)，而以簡(jiǎn)單的控制軟件就能夠檢測(cè)相電流(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-67747號(hào)公報(bào)實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]例如在使用微處理器這樣的數(shù)字控制裝置作為檢測(cè)相電流及進(jìn)行其后的控制的裝置的情況下，模擬值的各分流電阻的電壓的模/數(shù)轉(zhuǎn)換(AD轉(zhuǎn)換)、相電流的檢測(cè)及其后的控制方面要花費(fèi)一定的處理時(shí)間。在上述專利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)中，由下橋臂分流電阻進(jìn)行相電流的檢測(cè)，判斷是否能檢測(cè)出相電流之后，在無法由下橋臂分流電阻檢測(cè)出相電流的情況下，由電源分流電阻來檢測(cè)相電流，因此在載波頻率較高的情況下或者由于逆變器的調(diào)制度，而開關(guān)的導(dǎo)通/斷開(0N/0FF)狀態(tài)的變化變快，使得由控制裝置進(jìn)行的處理產(chǎn)生延遲，或者出現(xiàn)無法檢測(cè)出相電流的情況，而基于相電流的檢測(cè)值進(jìn)行的后級(jí)處理的精度下降。特別是，在使載波頻率變化來提高搭載電力轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)備和裝置的性能時(shí)，存在難以檢測(cè)相電流的問題。
[0006]本實(shí)用新型鑒于上述問題而完成，其目的在于提供一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其能夠同時(shí)擴(kuò)大相電流的檢測(cè)期間并簡(jiǎn)化檢測(cè)步驟，并且控制載波頻率來提高設(shè)備和裝置的性能。
[0007]為了解決上述問題實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置，其將由直流電源供給的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并供給到負(fù)載裝置，上述電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，包括:逆變器，將由上橋臂開關(guān)元件以及下橋臂開關(guān)元件構(gòu)成的橋臂并聯(lián)連接而構(gòu)成；分流電阻，其至少分別設(shè)置于上述直流電源的負(fù)電壓側(cè)與各相下橋臂開關(guān)元件之間；電壓檢測(cè)部，其對(duì)上述各相下橋臂開關(guān)元件與上述直流電源的負(fù)電壓側(cè)之間的電壓進(jìn)行檢測(cè)；以及控制部，其對(duì)與上述各相上橋臂開關(guān)元件及上述各相下橋臂開關(guān)元件對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的基準(zhǔn)頻率、即載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行變更，并基于上述載波信號(hào)和上述電壓檢測(cè)部的各檢測(cè)值，生成上述各驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0008]此外，本實(shí)用新型的第二形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述分流電阻是電源分流電阻和各相下橋臂分流電阻，該電源分流電阻設(shè)置于上述直流電源的負(fù)電壓側(cè)與上述逆變器之間，該各相下橋臂分流電阻分別設(shè)置于上述各相下橋臂開關(guān)元件與上述電源分流電阻之間。
[0009]此外，本實(shí)用新型的第三形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)上述載波頻率進(jìn)行控制，以使其在上述逆變器的輸出頻率較高時(shí)升高、上述逆變器的輸出頻率較低時(shí)降低。
[0010]此外，本實(shí)用新型的第四形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)上述載波頻率進(jìn)行控制，以使其在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高時(shí)升高、上述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較低時(shí)降低。
[0011]此外，本實(shí)用新型的第五形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其進(jìn)行控制，以使上述載波信號(hào)的載波頻率的周期與上述逆變器的輸出頻率的I個(gè)周期的比率不變。
[0012]此外，本實(shí)用新型的第六形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其保持有表示使上述載波信號(hào)的載波頻率的周期與上述逆變器的輸出頻率的I個(gè)周期的比率不變的關(guān)系的表，并根據(jù)上述輸出頻率，對(duì)上述載波頻率進(jìn)行控制以使其成為從上述表中讀取的上述載波頻率。
[0013]此外，本實(shí)用新型的第七形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其設(shè)定針對(duì)上述逆變器的輸出頻率的閾值和第一載波頻率及其頻率高于該第一載波頻率的第二載波頻率，在上述輸出頻率為上述閾值以下的情況下，將上述載波信號(hào)的載波頻率控制成上述第一載波頻率，在上述輸出頻率大于上述閾值的情況下，將上述載波頻率控制成上述第二載波頻率。
[0014]此外，本實(shí)用新型的第八形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其根據(jù)上述逆變器的輸入電力或輸出電力、或者上述負(fù)載裝置的消耗電力即逆變器電力的變化，對(duì)上述載波頻率進(jìn)行控制，以使其在上述逆變器電力較大時(shí)降低、上述逆變器電力較小時(shí)升高。
[0015]此外，本實(shí)用新型的第九形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)上述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使其隨著上述逆變器的輸入電力或輸出電力、或者上述負(fù)載裝置的消耗電力即逆變器電力的增大而降低。
[0016]此外，本實(shí)用新型的第十形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其保持有表示上述逆變器的輸入電力或輸出電力、或者上述負(fù)載裝置的消耗電力即逆變器電力與上述載波信號(hào)的載波頻率的關(guān)系的表，并根據(jù)上述逆變器電力，對(duì)上述載波頻率進(jìn)行控制以使其成為從上述表中讀取的上述載波頻率。
[0017]此外，本實(shí)用新型的第十一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其設(shè)定針對(duì)上述逆變器的輸入電力或輸出電力、或者上述負(fù)載裝置的消耗電力即逆變器電力的閾值和第一載波頻率及其頻率高于該第一載波頻率的第二載波頻率，在上述逆變器電力為上述閾值以下的情況下，將上述載波信號(hào)的載波頻率控制成上述第二載波頻率，在上述逆變器電力大于上述閾值的情況下，將上述載波頻率控制成上述第一載波頻率。
[0018]此外，本實(shí)用新型的第十二形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)上述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使其在上述逆變器的直流母線電壓較大時(shí)降低、上述直流母線電壓較小時(shí)升高。
[0019]此外，本實(shí)用新型的第十三形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)上述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使其在上述電動(dòng)機(jī)的調(diào)制率較大時(shí)降低、上述電動(dòng)機(jī)的調(diào)制率較小時(shí)升高。
[0020]此外，本實(shí)用新型的第十四形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)上述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使其隨著上述逆變器的直流母線電壓的增大而降低。
[0021]此外，本實(shí)用新型的第十五形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其保持有表示上述逆變器的直流母線電壓與上述載波信號(hào)的載波頻率的關(guān)系的表，并根據(jù)上述直流母線電壓，對(duì)上述載波頻率進(jìn)行控制以使其成為從上述表中讀取的上述載波頻率。
[0022]此外，本實(shí)用新型的第十六形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其預(yù)先設(shè)定針對(duì)上述逆變器的直流母線電壓的閾值和第一載波頻率及其頻率高于該第一載波頻率的第二載波頻率，在上述直流母線電壓為上述閾值以下的情況下，將上述載波信號(hào)的載波頻率控制成上述第二載波頻率，在上述直流母線電壓大于上述閾值的情況下，將上述載波頻率控制成上述第一載波頻率。
[0023]此外，本實(shí)用新型的第十七形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其在轉(zhuǎn)換器的工作時(shí)，對(duì)上述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使上述載波信號(hào)的載波頻率降低。
[0024]此外，本實(shí)用新型的第十八形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述控制部具備載波信號(hào)生成部，其在上述逆變器的啟動(dòng)時(shí)，對(duì)上述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使上述載波信號(hào)的載波頻率降低。
[0025]此外，本實(shí)用新型的第十九形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第一形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述各相上橋臂開關(guān)元件以及上述各相下橋臂開關(guān)元件中的至少I個(gè)由寬禁帶半導(dǎo)體形成。
[0026]此外，本實(shí)用新型的第二十形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第十九形態(tài)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中，上述寬禁帶半導(dǎo)體是碳化硅、氮化鎵類材料或金剛
O
[0027]此外，本實(shí)用新型的第二十一形態(tài)涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于，具有本實(shí)用新型的第一至第二十形態(tài)中的任一項(xiàng)涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置，上述電力轉(zhuǎn)換裝置的負(fù)載是電動(dòng)機(jī)負(fù)載。
[0028]此外，本實(shí)用新型的第二十二形態(tài)涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于，在本實(shí)用新型的第二十一形態(tài)涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，上述電動(dòng)機(jī)負(fù)載使用磁鐵，其中鏑含量為O以上0.5%以下，并且具有1700kA/m以下的矯頑力。
[0029]此外，本實(shí)用新型的第二十三形態(tài)涉及的鼓風(fēng)機(jī)的特征在于，具有本實(shí)用新型的第二 H^一或第二十二形態(tài)涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0030]此外，本實(shí)用新型的第二十四形態(tài)涉及的壓縮機(jī)的特征在于，具有本實(shí)用新型的第二 H^一或第二十二形態(tài)涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0031]此外，本實(shí)用新型的第二十五形態(tài)涉及的壓縮機(jī)的特征在于，在本實(shí)用新型的第二十四形態(tài)涉及的壓縮機(jī)中，以R32單體或包含R32作為制冷劑。
[0032]此外，本實(shí)用新型的第二十六形態(tài)涉及的空調(diào)機(jī)的特征在于，具有本實(shí)用新型的第二十三形態(tài)涉及的鼓風(fēng)機(jī)或本實(shí)用新型的第二十四形態(tài)涉及的壓縮機(jī)中的至少一方。
[0033]此外，本實(shí)用新型的第二十七形態(tài)涉及的冰箱的特征在于，具有本實(shí)用新型的第二十三形態(tài)涉及的鼓風(fēng)機(jī)或本實(shí)用新型的第二十四形態(tài)涉及的壓縮機(jī)中的至少一方。
[0034]此外，本實(shí)用新型的第二十八形態(tài)涉及的制冷機(jī)的特征在于，具有本實(shí)用新型的第二十三形態(tài)涉及的鼓風(fēng)機(jī)或本實(shí)用新型的第二十四形態(tài)涉及的壓縮機(jī)中的至少一方。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型，能夠同時(shí)擴(kuò)大相電流的檢測(cè)期間并簡(jiǎn)化檢測(cè)步驟，并且控制載波頻率來提高設(shè)備和裝置的性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是表示實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的圖。
[0037]圖2是表示實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的圖。
[0038]圖3是表示空間矢量調(diào)制方式下的各相上橋臂開關(guān)元件的導(dǎo)通/斷開(0N/0FF)W態(tài)與逆變器的輸出電壓矢量的關(guān)系的圖。
[0039]圖4是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量Vl (100)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0040]圖5是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V2 (010)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0041]圖6是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V3 (001)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0042]圖7是表示逆變器的輸出電壓矢量為零矢量VO (000)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0043]圖8是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V4 (110)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0044]圖9是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V5 (011)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0045]圖10是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V6 (101)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0046]圖11是表示實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中具備電力計(jì)算部的示例圖。
[0047]圖12是表示實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中具備直流母線電壓檢測(cè)部的示例圖。
[0048]圖13是表示采用對(duì)交流電源進(jìn)行整流來得到直流電源的結(jié)構(gòu)的示例圖。
[0049]圖14是表示在逆變器的前級(jí)設(shè)置有轉(zhuǎn)換器的示例圖。
[0050]圖15是表示壓縮機(jī)中使用的制冷劑的介電常數(shù)的溫度特性的一個(gè)示例的圖。
[0051]符號(hào)的說明
[0052]I直流電源
[0053]2逆變器
[0054]3a U相上橋臂開關(guān)元件
[0055]3b V相上橋臂開關(guān)元件
[0056]3c W相上橋臂開關(guān)元件
[0057]3d U相下橋臂開關(guān)元件
[0058]3e V相下橋臂開關(guān)元件
[0059]3f W相下橋臂開關(guān)元件
[0060]4a至4f 續(xù)流二極管
[0061]5 電源分流電阻
[0062]6a U相下橋臂分流電阻
[0063]6b V相下橋臂分流電阻
[0064]6c W相下橋臂分流電阻
[0065]7控制部
[0066]8a U相下橋臂電壓檢測(cè)部
[0067]Sb V相下橋臂電壓檢測(cè)部
[0068]8c W相下橋臂電壓檢測(cè)部
[0069]9負(fù)載裝置(電動(dòng)機(jī))
[0070]10電流運(yùn)算部
[0071]11電壓指令值計(jì)算部
[0072]12驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部
[0073]13載波信號(hào)生成部
[0074]31交流電源
[0075]32整流器
[0076]32a、32b、32c、32d 整流二極管
[0077]33轉(zhuǎn)換器
[0078]100電力轉(zhuǎn)換裝置

【具體實(shí)施方式】
[0079]下面，參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行說明。此外，本實(shí)用新型并不由以下所示的實(shí)施方式限定。
[0080]實(shí)施方式
[0081]圖1是表示實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的圖。在圖1所示的示例中，實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100構(gòu)成為，將由直流電源I供給的直流電轉(zhuǎn)換為對(duì)負(fù)載裝置(在圖1所示的示例中為電動(dòng)機(jī))9供給的3相交流電。
[0082]如圖1所示，電力轉(zhuǎn)換裝置100具有以下用于向負(fù)載裝置9供給3相交流電的主要構(gòu)成要素:逆變器2，其由3個(gè)橋臂構(gòu)成，該3個(gè)橋臂包括:上橋臂開關(guān)元件3a至3c (這里,3a:U相，3b:V相，3c:ff相)以及下橋臂開關(guān)元件3d至3f (這里,3d:U相，3e:V相，3f:W相)；以及控制部7，其生成與各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c以及各相下橋臂開關(guān)元件3d至3f對(duì)應(yīng)的6個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并分別輸出到各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c以及各相下橋臂開關(guān)元件3d至3f。各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c以及各相下橋臂開關(guān)元件3d至3f分別包括反向并聯(lián)連接的續(xù)流二極管4a至4f(這里，4a:U相上橋臂,4b:V相上橋臂,4c:ff相上橋臂，4d:U相下橋臂，4e:V相下橋臂，4f:W相下橋臂)。
[0083]控制部7是運(yùn)算/控制單元，例如由微處理器或CPU等構(gòu)成，將輸入的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并進(jìn)行與負(fù)載裝置9的控制應(yīng)用相對(duì)應(yīng)的運(yùn)算和控制。
[0084]此外，實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100包括:電源分流電阻5，其設(shè)置在直流電源I的負(fù)電壓側(cè)(在圖1所示的示例中為GND)與逆變器2之間；各相下橋臂分流電阻6a、6b,6c (這里，6a:U相，6b:V相，6c:W相)，其分別設(shè)置在各相下橋臂開關(guān)元件3d、3e、3f?與電源分流電阻5之間;以及各相下橋臂電壓檢測(cè)部8a、8b、8c (這里，8a:U相，8b:V相，8c:W相)，其檢測(cè)各相下橋臂開關(guān)元件3d、3e、3f和各相下橋臂分流電阻6a、6b、6c的各連接點(diǎn)與直流電源I的負(fù)電壓側(cè)(這里為GND)之間的各電壓(以下，稱為“各相下橋臂電壓”)Vu、Vv、Vw。此外，在圖1所示的示例中，設(shè)電源分流電阻5的電阻值為Rdc，各相下橋臂分流電阻6a、6b、6c的電阻值為Rsh。
[0085]各相下橋臂電壓檢測(cè)部8a、8b、8c例如由放大單元構(gòu)成，用于使各相下橋臂電壓Vu、Vv、Vw成為控制部7容易處理的電壓值。
[0086]圖2是表示實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的控制部的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例的圖。實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100的控制部7包括:電流運(yùn)算部10，其基于由各相下橋臂電壓檢測(cè)部8a、8b、8c檢測(cè)出的各相下橋臂電壓Vu、Vv, Vw，計(jì)算流入負(fù)載裝置9的各相繞組的各相電流iu、iv、iw ;電壓指令值計(jì)算部11，其基于電流運(yùn)算部10的輸出即各相電流iu、iv、iw，計(jì)算從逆變器2輸出到負(fù)載裝置9的各相繞組的各相電壓指令值VLu*、VLv*, VLw* ;驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部12，其基于從電壓指令值計(jì)算部11輸出的各相電壓指令值￥1^*、￥1^*、￥1^*，生成輸出到各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c以及各相下橋臂開關(guān)元件3d至3f的各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swn ;以及載波信號(hào)生成部13,其根據(jù)特定的控制參數(shù)(圖2中的A)的變化，生成作為各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swn的基準(zhǔn)頻率的三角波或鋸齒波等載波信號(hào)fc*。
[0087]電流運(yùn)算部10基于從電壓指令值計(jì)算部11輸出的各相電壓指令值VLu*、VLv*,VLw*以及從載波信號(hào)生成部13輸出的載波信號(hào)fc*，判斷后述的空間矢量調(diào)制方式的各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c的導(dǎo)通/斷開(ON/OFF)狀態(tài)，并計(jì)算與該各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c的導(dǎo)通/斷開(ON/OFF)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的各相電流iu、iv、iw。與該空間矢量調(diào)制方式的各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c的導(dǎo)通/斷開(ON/OFF)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的各相電流iu、iv、iw的計(jì)算方法，將在后面闡述。
[0088]電壓指令值計(jì)算部11根據(jù)從電流運(yùn)算部10輸出的各相電流iu、iv、iw,計(jì)算換算為從驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部12輸出的各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sup、Sun、Svp> Svn> Swp> Swn的導(dǎo)通占空比(也就是說，在I個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c以及各相下橋臂開關(guān)元件3d至3f的導(dǎo)通時(shí)間的比例)所得各相電壓指令值VLu*、VLv*, VLw*ο
[0089]驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部12對(duì)從電壓指令值計(jì)算部11輸出的各相電壓指令值VLu*、VLv*、VLw*與從載波信號(hào)生成部13輸出的載波信號(hào)fc*進(jìn)行比較，并根據(jù)各相電壓指令值VLu*、VLv*、VLw*與載波信號(hào)fc*的大小關(guān)系，生成輸出到各開關(guān)元件3a至3f的各驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sup、Sun、Svpλ Svnλ Swp、Swn0
[0090]此外，上述控制部7的結(jié)構(gòu)是用于控制作為負(fù)載裝置的負(fù)載裝置9的一個(gè)結(jié)構(gòu)示例，本實(shí)用新型并不局限于該控制部7的結(jié)構(gòu)和控制方法。此外，對(duì)于載波信號(hào)生成部13的根據(jù)控制參數(shù)A的變化來控制載波頻率，將在后面說明。
[0091]接著，對(duì)基于PWM調(diào)制而生成針對(duì)各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c以及各相下橋臂開關(guān)元件3d至3f的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的空間矢量調(diào)制方式進(jìn)行說明。圖3是表示空間矢量調(diào)制方式下的各相上橋臂開關(guān)元件的導(dǎo)通/斷開(0N/0FF)狀態(tài)與逆變器的輸出電壓矢量的關(guān)系的圖。圖3 (a)是表示各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c的導(dǎo)通/斷開(0N/0FF)狀態(tài)與逆變器2的輸出電壓矢量的關(guān)系的示意圖，圖3 (b)表示逆變器2的輸出電壓矢量的定義。此夕卜，在圖3所示的示例中，將各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c為導(dǎo)通(ON)狀態(tài)的情況定義為“1”，各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c為斷開(OFF)狀態(tài)的情況定義為“O”。
[0092]如圖3所示，作為各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c的導(dǎo)通/斷開(0N/0FF)狀態(tài)，存在導(dǎo)通(ON)狀態(tài)(即“I”)以及斷開(OFF)狀態(tài)(即“O”)這2種狀態(tài)，并且如果與各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c的導(dǎo)通/斷開(0N/0FF)狀態(tài)的組合相對(duì)應(yīng)地，將逆變器2的輸出電壓矢量以下述形式定義，即，((U相上橋臂開關(guān)元件3a的狀態(tài))(V相上橋臂開關(guān)元件3b的狀態(tài))(W相上橋臂開關(guān)元件3c的狀態(tài)))，則存在VO (000)、Vl (100)、V2 (010)、V3 (001)、V4 (110),V5 (Oil),V6 (101),V7 (111)這8種矢量。將上述逆變器的輸出電壓矢量中不具有大小的VO (000)以及V7 (111)稱為零矢量，將除此以外的大小相等且相互之間具有60 度相位差的 Vl (100),V2 (010),V3 (001)、V4 (110),V5 (Oil),V6 (101)稱為實(shí)矢量。
[0093]控制部7對(duì)上述各零矢量VO、V7以及各實(shí)矢量Vl至V6進(jìn)行任意組合并合成，由此生成與各相上橋臂開關(guān)元件3a至3c以及各相下橋臂開關(guān)元件3d至3f對(duì)應(yīng)的3相PWM電壓的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0094]接著，參照?qǐng)D4至圖10，對(duì)實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100的各相電流iu、iv、iw的計(jì)算方法進(jìn)行說明。
[0095]圖4是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量Vl (100)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。在圖4所示的示例中，設(shè)負(fù)載裝置(這里為電動(dòng)機(jī))9的從各相繞組的高電位側(cè)流向低電位側(cè)的各相電流iu、iv、iw為正值。此外,在以下各圖所示的示例中，也與圖4為相同的記載。
[0096]如圖4所示，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量Vl (100)的情況下，U相電流iu從直流電源I的正電壓側(cè)經(jīng)由U相上橋臂開關(guān)元件3a流向電動(dòng)機(jī)9, V相電流iv從電動(dòng)機(jī)9經(jīng)由V相下橋臂開關(guān)元件3e、V相下橋臂分流電阻6b、電源分流電阻5流向直流電源I的負(fù)電壓側(cè)，W相電流iw經(jīng)由W相下橋臂開關(guān)元件3f、電源分流電阻5流向直流電源I的負(fù)電壓側(cè)。此時(shí)，U相下橋臂電壓Vu、V相下橋臂電壓Vv以及W相下橋臂電壓Vw能夠用以下的式(1)、(2)、(3)表示。
[0097]Vu = iuXRdc...(I)
[0098]Vv = iuXRdc + ivXRsh...(2)
[0099]Vw = iuXRdc + iwXRsh...(3)
[0100]也就是說，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量Vl (100)的情況下，能夠使用上述式(I)、(2)、(3)計(jì)算各相電流iu、iv、iw。
[0101]圖5是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V2 (010)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0102]如圖5所示，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V2 (010)的情況下，V相電流iv從直流電源I的正電壓側(cè)經(jīng)由V相上橋臂開關(guān)元件3b流向電動(dòng)機(jī)9, U相電流iu從電動(dòng)機(jī)9經(jīng)由U相下橋臂開關(guān)元件3d、U相下橋臂分流電阻6a、電源分流電阻5流向直流電源I的負(fù)電壓側(cè)，W相電流iw經(jīng)由W相下橋臂開關(guān)元件3f、電源分流電阻5流向直流電源I的負(fù)電壓側(cè)。此時(shí)，U相下橋臂電壓Vu、V相下橋臂電壓Vv以及W相下橋臂電壓Vw能夠用以下的式(4)、(5)、(6)表示。
[0103]Vu = ivXRdc + iuXRsh...(4)
[0104]Vv = ivXRdc...(5)
[0105]Vw = ivXRdc + iwXRsh...(6)
[0106]也就是說，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V2 (010)的情況下，能夠使用上述式(4)、(5)、(6)計(jì)算各相電流iu、iv、iw。
[0107]圖6是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V3 (001)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0108]如圖6所示，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V3 (001)的情況下，W相電流iw從直流電源I的正電壓側(cè)經(jīng)由W相上橋臂開關(guān)元件3c流向電動(dòng)機(jī)9, U相電流iu從電動(dòng)機(jī)9經(jīng)由U相下橋臂開關(guān)元件3d、U相下橋臂分流電阻6a、電源分流電阻5流向直流電源I的負(fù)電壓側(cè)，V相電流iv經(jīng)由V相下橋臂開關(guān)元件3e、電源分流電阻5流向直流電源I的負(fù)電壓側(cè)。此時(shí)，U相下橋臂電壓Vu、V相下橋臂電壓Vv以及W相下橋臂電壓Vw能夠用以下的式(7)、(8)、(9)表示。
[0109]Vu = iwXRdc + iuXRsh...(7)
[0110]Vv = iwXRdc + ivXRsh...(8)
[0111]Vw = iwXRdc...(9)
[0112]也就是說，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V3 (001)的情況下，能夠使用上述式(7)、(8)、(9)計(jì)算各相電流iu、iv、iw。
[0113]圖7是表示逆變器的輸出電壓矢量為零矢量VO (000)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。在圖7所示的示例中，作為一個(gè)示例，示出了在從實(shí)矢量Vl (100)轉(zhuǎn)移為零矢量VO (000)的情況下流入逆變器2的電流。
[0114]如圖7所示，在逆變器2的輸出電壓矢量從實(shí)矢量Vl(10)轉(zhuǎn)移為零矢量VO(OOO)的情況下，電流幾乎不流入電源分流電阻5，X點(diǎn)的電壓幾乎為零。此時(shí)，U相電流iu從X點(diǎn)經(jīng)由續(xù)流二極管4d流向電動(dòng)機(jī)9，V相電流iv從電動(dòng)機(jī)9經(jīng)由V相下橋臂開關(guān)元件3e、V相下橋臂分流電阻6b流向X點(diǎn)，W相電流iw經(jīng)由W相下橋臂開關(guān)元件3f流向X點(diǎn)。此時(shí)，U相下橋臂電壓Vu、V相下橋臂電壓Vv以及W相下橋臂電壓Vw能夠用以下的式(10)、(11)、( 12)表示。
[0115]Vu = ( — iu) XRsh...(10)
[0116]Vv = ivXRsh...(11)
[0117]Vw = iwXRsh...(12)
[0118]也就是說，在逆變器2的輸出電壓矢量從實(shí)矢量Vl (100)轉(zhuǎn)移為零矢量VO (000)的情況下，能夠使用上述式(10)、(11)、(12)計(jì)算各相電流iu、iv、iw。
[0119]這樣，在本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100中，在為實(shí)矢量Vl (100)、V2 (010)、V3 (001)以及零矢量VO (000)的情況下，通過檢測(cè)U相下橋臂電壓Vu、V相下橋臂電壓Vv以及W相下橋臂電壓Vw,能夠計(jì)算流入電動(dòng)機(jī)9的各相繞組的各相電流iu、iv、iw。
[0120]此外，由于不使用基爾霍夫第一定律、相電流的平衡條件而得到各相電流iu、iv、iw，所以也能夠適用于電動(dòng)機(jī)9是不平衡負(fù)載的情況。
[0121]圖8是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V4 (110)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0122]如圖8所示，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V4 (110)的情況下，U相電流iu從直流電源I的正電壓側(cè)經(jīng)由U相上橋臂開關(guān)元件3a流向電動(dòng)機(jī)9, V相電流iv經(jīng)由V相上橋臂開關(guān)元件3b流向電動(dòng)機(jī)9，W相電流iw從電動(dòng)機(jī)9經(jīng)由W相下橋臂開關(guān)元件3f、W相下橋臂分流電阻6c、電源分流電阻5流向直流電源I的負(fù)電壓側(cè)。此時(shí)，U相下橋臂電壓Vu、V相下橋臂電壓Vv以及W相下橋臂電壓Vw能夠用以下的式(13)、( 14)、( 15)表示。
[0123]Vu = iwXRdc...(13)
[0124]Vv = iwXRdc...(14)
[0125]Vw = iwXRdc + iwXRsh...(15)
[0126]這里，在電動(dòng)機(jī)9是3相平衡負(fù)載的情況下，根據(jù)相電流的平衡條件，成立:
[0127]iu + iv = iw...(16)
[0128]iu = iv = (I / 2) iw...(17)
[0129]也就是說，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V4 (110)且電動(dòng)機(jī)9是3相平衡負(fù)載的情況下，能夠使用上述式(13)、(14)、(15)中的任一式以及式(17)計(jì)算各相電流iu、iv、iw。
[0130]圖9是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V5 (011)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0131]如圖9所示，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V5 (011)的情況下，V相電流iv從直流電源I的正電壓側(cè)經(jīng)由V相上橋臂開關(guān)元件3b流向電動(dòng)機(jī)9, W相電流iw經(jīng)由W相上橋臂開關(guān)元件3c流向電動(dòng)機(jī)9，U相電流iu從電動(dòng)機(jī)9經(jīng)由U相下橋臂開關(guān)元件3d、U相下橋臂分流電阻6a、電源分流電阻5流向直流電源I的負(fù)電壓側(cè)。此時(shí)，U相下橋臂電壓Vu、V相下橋臂電壓Vv以及W相下橋臂電壓Vw能夠用以下的式(18)、(19)、(20)表示。
[0132]Vu = iuXRdc + iuXRsh...(18)
[0133]Vv = iuXRdc...(19)
[0134]Vw= iuXRdc...(20)
[0135]這里，在電動(dòng)機(jī)9是3相平衡負(fù)載的情況下，根據(jù)相電流的平衡條件，成立:
[0136]iv + iw = iu...(21)
[0137]iv = iw = (I / 2) iu...(22)
[0138]也就是說，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V5 (011)且電動(dòng)機(jī)9是3相平衡負(fù)載的情況下，能夠使用上述式(18)、(19)、(20)中的任一式以及式(22)計(jì)算各相電流iu、iv、iw。
[0139]圖10是表示逆變器的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V6 (101)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0140]如圖10所示，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V6 (101)的情況下，U相電流iu從直流電源I的正電壓側(cè)經(jīng)由U相上橋臂開關(guān)元件3a流向電動(dòng)機(jī)9, W相電流iw經(jīng)由W相上橋臂開關(guān)元件3c流向電動(dòng)機(jī)9，V相電流iv從電動(dòng)機(jī)9經(jīng)由V相下橋臂開關(guān)元件3e、V相下橋臂分流電阻6b、電源分流電阻5流向直流電源I的負(fù)電壓側(cè)。此時(shí)，U相下橋臂電壓Vu、V相下橋臂電壓Vv以及W相下橋臂電壓Vw能夠用以下的式(23)、(24)、(25)表示。
[0141]Vu = ivXRdc...(23)
[0142]Vv = ivXRdc + ivXRsh...(24)
[0143]Vw = ivXRdc...(25)
[0144]這里，在電動(dòng)機(jī)9是3相平衡負(fù)載的情況下，根據(jù)相電流的平衡條件，成立:
[0145]iu + iw = iv...(26)
[0146]iu = iw = (I / 2) iv...(27)
[0147]也就是說，在逆變器2的輸出電壓矢量為實(shí)矢量V6 (101)且電動(dòng)機(jī)9是3相平衡負(fù)載的情況下，能夠使用上述式(23)、(24)、(25)中的任一式以及式(27)計(jì)算各相電流iu、iv、iw。
[0148]這樣，在本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100中，即使是為實(shí)矢量V4 (110)、V5
(011)、V6 (101)的情況下，在電動(dòng)機(jī)9是3相平衡負(fù)載時(shí)，通過檢測(cè)U相下橋臂電壓Vu、V相下橋臂電壓Vv以及W相下橋臂電壓Vw中的任一個(gè)，就能夠計(jì)算流入電動(dòng)機(jī)9的各相繞組的各相電流iu、iv、iw。
[0149]另外，在上述說明中，對(duì)將下橋臂電壓檢測(cè)部設(shè)置成3相的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但是在將該下橋臂電壓檢測(cè)部設(shè)置成兩相的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)負(fù)載裝置9是平衡負(fù)載時(shí)，通過使用基爾霍夫第一定律、相電流的平衡條件，也能夠計(jì)算各相電流iu、iv、iw,這里省略其詳細(xì)說明。
[0150]接著，參照?qǐng)D1、圖2、圖11至圖15，對(duì)本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100中載波信號(hào)生成部13根據(jù)特定的控制參數(shù)A的變化來控制載波頻率進(jìn)行說明。
[0151]在本實(shí)施方式中，作為逆變器2的控制參數(shù)包括:逆變器2的輸出頻率、逆變器2的輸入電力、逆變器2的輸出電力、負(fù)載裝置9的消耗電力、逆變器2的直流母線電壓、直流電源I是轉(zhuǎn)換器的情況下表不轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換器工作狀態(tài)信號(hào)、表不逆變器2的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信號(hào)。
[0152]首先，對(duì)控制參數(shù)A為逆變器2的輸出頻率的示例進(jìn)行說明。在控制參數(shù)A為逆變器2的輸出頻率的情況下，例如將由未圖示的上級(jí)控制單元輸出的輸出頻率指令作為控制參數(shù)A輸入到控制部7即可?；蛘撸部梢栽O(shè)置檢測(cè)逆變器2的輸出頻率的檢測(cè)部，將其檢測(cè)值作為控制參數(shù)A輸入到控制部7。進(jìn)而，也可以將根據(jù)逆變器2的輸出頻率而變化的電量、例如在負(fù)載裝置9是圖1所示的電動(dòng)機(jī)的情況下將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速作為控制參數(shù)A輸入到控制部7。
[0153]如圖2所示，例如與載波信號(hào)fc*的載波頻率同步地將各相下橋臂電壓檢測(cè)部8a、8b,8c的各檢測(cè)值輸入到電流運(yùn)算部10，并且將從電壓指令值計(jì)算部11輸出的各相電壓指令值VLu*、VLv*、VLw*輸入到驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部12，在這種情況下，如果逆變器2的輸出頻率升高，那么在逆變器2的輸出頻率的每個(gè)周期將各相下橋臂電壓檢測(cè)部8a、8b、8c的各檢測(cè)值輸入到控制部7的次數(shù)、以及更新各相電壓指令值VLu*、VLv*、VLw*的次數(shù)就減少，而電流運(yùn)算部10和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部12的可控制性變差。
[0154]另一方面，如果載波頻率升高，則構(gòu)成逆變器2的各開關(guān)元件3a至3f的開關(guān)次數(shù)增多，因此開關(guān)損耗增加，設(shè)備的效率變差。
[0155]也就是說，進(jìn)行下述控制即可:在逆變器2的輸出頻率較高時(shí)使載波頻率升高，在逆變器2的輸出頻率較低時(shí)使載波頻率降低。更具體而言，只要進(jìn)行控制以使載波頻率的周期與逆變器2的輸出頻率的I個(gè)周期的比率不變，就能夠在電流運(yùn)算部10和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部12的可控制性與開關(guān)損耗之間取得平衡。
[0156]因此，在本實(shí)施方式中，例如在載波信號(hào)生成部13預(yù)先設(shè)定表示逆變器2的輸出頻率與載波頻率的關(guān)系的表，并根據(jù)作為控制參數(shù)A而輸入的逆變器2的輸出頻率，對(duì)載波頻率進(jìn)行控制以使其成為從上述表中讀取的載波頻率。
[0157]更具體而言，以下述方式設(shè)定表，即，逆變器2的輸出頻率的I個(gè)周期的期間為載波頻率的10個(gè)周期的期間。
[0158]像這樣進(jìn)行控制，就能夠使載波頻率的周期與逆變器2的輸出頻率的I個(gè)周期的比率保持不變，能夠同時(shí)防止電流運(yùn)算部10和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部12的可控制性變差并抑制開關(guān)損耗。
[0159]或者，作為簡(jiǎn)單地得到上述效果的方法，例如在載波信號(hào)生成部13預(yù)先設(shè)定針對(duì)逆變器2的輸出頻率fo的閾值fa以及第一載波頻率fca及第二載波頻率fcb (這里，第一載波頻率fca <第二載波頻率fcb)，在作為控制參數(shù)A而輸入的逆變器2的輸出頻率fo為閾值fa以下的情況下(foSfa )，使載波頻率為第一載波頻率fca，在逆變器2的輸出頻率fo大于閾值fa的情況下(fo >fa )，使載波頻率為第二載波頻率fcb即可。
[0160]接著,對(duì)使控制參數(shù)A為逆變器2的輸入電力或輸出電力、或者為負(fù)載裝置9的消耗電力的例子進(jìn)行說明。圖11是表示實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中具備電力計(jì)算部的示例圖。
[0161]在使控制參數(shù)A為逆變器2的輸入電力或輸出電力、或者為負(fù)載裝置9的消耗電力的情況下，如圖11所示那樣設(shè)置電力計(jì)算部14，用于計(jì)算逆變器2的輸入電力或輸出電力、或者負(fù)載裝置9的消耗電力，將從該電力計(jì)算部14輸出的電力作為控制參數(shù)A輸入到控制部7即可。另外，該電力計(jì)算部14能夠使用公知技術(shù)構(gòu)成，本實(shí)用新型不由該電力計(jì)算部14的結(jié)構(gòu)限定。此外，在以下的說明中，將逆變器2的輸入電力或輸出電力、或者負(fù)載裝置9的消耗電力總稱為“逆變器電力”。
[0162]如果逆變器電力增大，則構(gòu)成逆變器2的各開關(guān)元件3a至3f的開關(guān)損耗相應(yīng)地增大。
[0163]也就是說，進(jìn)行下述控制即可:在逆變器電力較大時(shí)使載波頻率降低，在逆變器電力較小時(shí)使載波頻率升高。
[0164]因此，在本實(shí)施方式中，例如在載波信號(hào)生成部13預(yù)先設(shè)定表示逆變器電力與載波頻率的關(guān)系的表，并根據(jù)作為控制參數(shù)A而從電力計(jì)算部14輸入的逆變器電力，對(duì)載波頻率進(jìn)行控制以使其成為從上述表中讀取的載波頻率。
[0165]更具體而言，以下述方式設(shè)定表，即，載波頻率隨著逆變器電力增大而降低。
[0166]像這樣進(jìn)行控制，就能夠抑制隨著逆變器電力增大而增加的開關(guān)損耗。
[0167]或者，作為簡(jiǎn)單地得到上述效果的方法，例如在載波信號(hào)生成部13預(yù)先設(shè)定針對(duì)逆變器電力P的閾值P α以及第一載波頻率fca及第二載波頻率fcb (這里，第一載波頻率fca <第二載波頻率fcb)，在作為控制參數(shù)A而輸入的逆變器電力P為閾值P α以下的情況下(P ^Pa )，使載波頻率為第二載波頻率fcb，在逆變器電力P大于閾值P a的情況下(P > Pa )，使載波頻率為第一載波頻率fca即可。
[0168]接著，對(duì)控制參數(shù)A為逆變器2的直流母線電壓的例子進(jìn)行說明。圖12是表示實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置中具備直流母線電壓檢測(cè)部的示例圖。
[0169]在使控制參數(shù)A為逆變器2的直流母線電壓的情況下，如圖12所示那樣設(shè)置直流母線電壓檢測(cè)部15，用于檢測(cè)逆變器2的直流母線電壓，將從該直流母線電壓檢測(cè)部15輸出的直流母線電壓作為控制參數(shù)A輸入到控制部7即可。另外，該直流母線電壓檢測(cè)部15能夠使用公知技術(shù)構(gòu)成，本實(shí)用新型不由該直流母線電壓檢測(cè)部15的結(jié)構(gòu)限定。此外，也可以將根據(jù)直流母線電壓而變化的電量、例如在負(fù)載裝置9是圖1所示的電動(dòng)機(jī)的情況下將電動(dòng)機(jī)的調(diào)制率作為控制參數(shù)A輸入到控制部7。
[0170]如果直流母線電壓增大，則構(gòu)成逆變器2的各開關(guān)元件3a至3f的開關(guān)損耗相應(yīng)地增大。
[0171]也就是說，進(jìn)行下述控制即可:在直流母線電壓較大時(shí)使載波頻率降低，在直流母線電壓較小時(shí)使載波頻率升高。
[0172]因此，在本實(shí)施方式中，例如在載波信號(hào)生成部13預(yù)先設(shè)定表示直流母線電壓與載波頻率的關(guān)系的表，并根據(jù)作為控制參數(shù)A而從直流母線電壓檢測(cè)部15輸入的直流母線電壓，對(duì)載波頻率進(jìn)行控制以使其成為從上述表中讀取的載波頻率。
[0173]更具體而言，以下述方式設(shè)定表，即，載波頻率隨著直流母線電壓增大而降低。
[0174]像這樣進(jìn)行控制，就能夠抑制隨著直流母線電壓增大而增加的開關(guān)損耗。
[0175]或者，作為簡(jiǎn)單地得到上述效果的方法，例如在載波信號(hào)生成部13預(yù)先設(shè)定針對(duì)直流母線電壓V的閾值V α以及第一載波頻率fca及第二載波頻率fcb (這里，第一載波頻率fca <第二載波頻率fcb)，在作為控制參數(shù)A而輸入的直流母線電壓V為閾值Va以下的情況下(V SVa )，使載波頻率為第二載波頻率fcb，在直流母線電壓V大于閾值V α的情況下(V > Va )，使載波頻率為第一載波頻率fca即可。
[0176]在由直流電源I輸出的直流母線電壓不穩(wěn)定而產(chǎn)生變化的情況下，同一負(fù)載條件下的開關(guān)損耗增大，但是如上述那樣通過使載波頻率隨著從直流母線電壓檢測(cè)部15輸入的直流母線電壓的增大而降低，能夠減少開關(guān)損耗。
[0177]此外，一般而言，在逆變器電力或直流母線電壓較大的情況下，根據(jù)構(gòu)成逆變器2的各開關(guān)元件3a至3f產(chǎn)生的發(fā)熱量，有可能需要散熱片，但是在本實(shí)施方式中，通過使載波頻率隨著逆變器電力或直流母線電壓的上升而降低來抑制開關(guān)損耗，能夠使其不超過散熱片的熱容量，而且還能夠使該散熱片小型化。
[0178]而且，在作為構(gòu)成逆變器2的各開關(guān)元件3a至3f例如使用由碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)類材料或金剛石等寬禁帶(WBG)半導(dǎo)體形成的開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)中，能夠得到更大的效果。
[0179]由這種WBG半導(dǎo)體形成的開關(guān)元件因耐熱性高，所以能夠使散熱片小型化，通過如上述那樣以使載波頻率隨著逆變器電力或直流母線電壓的增大而降低的方式進(jìn)行控制，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)散熱片的小型化。
[0180]圖13是表示采用對(duì)交流電源進(jìn)行整流來得到直流電源的結(jié)構(gòu)的示例圖。此外，圖14是表示在逆變器的前級(jí)設(shè)置有轉(zhuǎn)換器的示例圖。
[0181]如圖13所示，也可以是如下結(jié)構(gòu):用由整流二極管32a至32d構(gòu)成的整流器32對(duì)由交流電源31供給的交流電壓進(jìn)行整流，來得到直流電源I。采用這樣的結(jié)構(gòu)，由交流電源31供給的交流電壓發(fā)生變化，其結(jié)果所得到的直流母線電壓也發(fā)生變化，在這種情況下，在直流母線電壓增大時(shí)，也能夠降低載波頻率來抑制開關(guān)損耗。
[0182]此外，在圖13所示的例子中，示出了交流電源31是單相交流電源，整流器32是單相整流器的例子，但是交流電源31以及整流器32的相數(shù)沒有限制，顯然只要能夠構(gòu)成直流電源I則可以是任何結(jié)構(gòu)。
[0183]此外，在使控制參數(shù)A為逆變器2的直流母線電壓的情況下，在如圖14所示那樣在逆變器2的前級(jí)設(shè)置使直流電源I輸出的直流電壓升壓、降壓或升降壓的轉(zhuǎn)換器33的結(jié)構(gòu)中，能夠得到更大的效果。
[0184]此外，在將本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100應(yīng)用于以電動(dòng)機(jī)作為負(fù)載的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的情況下，通過轉(zhuǎn)換器33使直流電源I輸出的直流電壓升壓而得到直流母線電壓，在這種結(jié)構(gòu)中，能夠擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍，并且能夠使電動(dòng)機(jī)繞組高匝數(shù)化，從而使電動(dòng)機(jī)高電壓化，減少電流并實(shí)現(xiàn)高效率化。
[0185]此外，在電動(dòng)機(jī)中，為了不產(chǎn)生因電流流入定子生成的退磁場(chǎng)所導(dǎo)致的磁鐵的退磁，而在電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)條件和驅(qū)動(dòng)條件上有限制。為了消除上述限制，存在添加作為稀土資源的鏑元素來提高矯頑力的情況。如果使用本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，則在鏑的使用量較少(例如鏑含量為O以上0.5%以下)且耐退磁力較小(例如矯頑力為1700kA/m以下)的電動(dòng)機(jī)中，提高直流母線電壓、減少定子中產(chǎn)生的退磁場(chǎng)以使其能夠在與鏑的使用量較多的電動(dòng)機(jī)同樣的溫度范圍、轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使用，在這種情況下，也能夠降低載波頻率來抑制開關(guān)損耗。
[0186]此外，在通過轉(zhuǎn)換器33使直流電源I輸出的直流電壓降壓來得到直流母線電壓的結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)機(jī)負(fù)載較小、逆變器2的輸出電壓比直流電源I輸出的直流電壓低的范圍內(nèi)，獲取降壓至與逆變器2的輸出電壓同等的電壓的直流母線電壓并施加于逆變器2，由此能夠?qū)崿F(xiàn)各開關(guān)元件3a至3f的低損耗化，另外在直流母線電壓升高的情況下，通過降低載波頻率，也能夠提高開關(guān)損耗的抑制效果。
[0187]另外，轉(zhuǎn)換器33可以僅由電抗器、電容器等無源元件構(gòu)成，也可以是具有電抗器、電容器、開關(guān)元件，通過開關(guān)元件的開閉控制對(duì)電抗器進(jìn)行能量的充放電的結(jié)構(gòu)。
[0188]進(jìn)而，在采用轉(zhuǎn)換器33由電抗器、電容器、開關(guān)元件構(gòu)成，并且如圖14所示那樣由控制逆變器2的控制部7對(duì)轉(zhuǎn)換器33內(nèi)的開關(guān)元件進(jìn)行開閉控制的結(jié)構(gòu)的情況下，也可以使控制參數(shù)A為表示轉(zhuǎn)換器33的工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換器工作狀態(tài)信號(hào)。
[0189]在使控制參數(shù)A為轉(zhuǎn)換器工作狀態(tài)信號(hào)的情況下，例如將轉(zhuǎn)換器工作狀態(tài)信號(hào)作為控制參數(shù)A從未圖示的上級(jí)控制單元輸入到控制部7即可。這里，轉(zhuǎn)換器工作狀態(tài)信號(hào)采用例如表示是否使轉(zhuǎn)換器33工作的電壓值等模擬電量或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等已知的信號(hào)，本實(shí)用新型不由該轉(zhuǎn)換器工作狀態(tài)信號(hào)的種類限定。
[0190]在同時(shí)控制逆變器2和轉(zhuǎn)換器33的情況下，控制部7的運(yùn)算負(fù)荷增大。例如如圖2所示那樣進(jìn)行下述控制，即，與載波信號(hào)fc*的載波頻率同步地將各相下橋臂電壓檢測(cè)部8a.8b.8c的各檢測(cè)值輸入到電流運(yùn)算部10，并且將從電壓指令值計(jì)算部11輸出的各相電壓指令值VLu*、VLv*、VLw*輸入到驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部12，在這種情況下，在載波信號(hào)fc*的頂峰或谷底的定時(shí)開始逆變器2的控制或轉(zhuǎn)換器33的控制涉及的運(yùn)算，在至少I個(gè)周期后的載波的頂峰或谷底的定時(shí)，更新、反映構(gòu)成逆變器2的各開關(guān)元件3a至3f的導(dǎo)通占空比即各相電壓指令值VLu*、VLv*、VLw*或構(gòu)成轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件的導(dǎo)通占空比。
[0191]也就是說，在控制部7，由于在以載波信號(hào)fc*的I個(gè)周期為基準(zhǔn)的預(yù)先決定的期間內(nèi)需要進(jìn)行逆變器2的控制或轉(zhuǎn)換器33的控制涉及的運(yùn)算，所以在使逆變器2和轉(zhuǎn)換器33同時(shí)工作的情況下，控制部7的運(yùn)算負(fù)荷增大，在載波頻率較高的情況下，能夠用于逆變器2的控制或轉(zhuǎn)換器33的控制涉及的運(yùn)算的時(shí)間變短。因此，可能導(dǎo)致來不及進(jìn)行控制的運(yùn)算而使得可控制性降低或者無法進(jìn)行控制而使設(shè)備停止。
[0192]因此，在本實(shí)施方式中，在使控制參數(shù)A為轉(zhuǎn)換器工作狀態(tài)信號(hào)并使逆變器2以及轉(zhuǎn)換器33同時(shí)工作的情況下，將載波頻率設(shè)定得較低，能夠避免來不及進(jìn)行控制的運(yùn)算而使得可控制性降低或者無法進(jìn)行控制而使設(shè)備停止的狀況。
[0193]接著，對(duì)使控制參數(shù)A為表示逆變器2的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信號(hào)的例子進(jìn)行說明。
[0194]在使控制參數(shù)A為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信號(hào)的情況下，例如將運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信號(hào)作為控制參數(shù)A從未圖示的上級(jí)控制單元輸入到控制部7即可。這里，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信號(hào)采用例如逆變器2在啟動(dòng)時(shí)、停止時(shí)、穩(wěn)定工作時(shí)等各種狀態(tài)下不同的電壓值等模擬電量或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等已知的信號(hào)，本實(shí)用新型不由該運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信號(hào)的種類限定。
[0195]參照?qǐng)D15，對(duì)將本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置100應(yīng)用于以電動(dòng)機(jī)作為負(fù)載的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，并且將該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用于空調(diào)機(jī)或冰箱、制冷機(jī)等的壓縮機(jī)的情況進(jìn)行說明。圖15是表示壓縮機(jī)中使用的制冷劑的介電常數(shù)的溫度特性的一個(gè)示例的圖。在圖15所示的示例中,橫軸表示溫度,縱軸表示制冷劑的介電常數(shù)。
[0196]一般而言，壓縮機(jī)使用的制冷劑如圖15所示那樣，具有低溫時(shí)介電常數(shù)較高、高溫時(shí)介電常數(shù)較低的溫度特性。也就是說，在使壓縮機(jī)在低溫下工作的情況下，從啟動(dòng)到壓縮機(jī)暖機(jī)為止的期間介電常數(shù)較高，可能導(dǎo)致壓縮機(jī)的漏電流增加。
[0197]一般而言，采用以下對(duì)策即通過改良構(gòu)成壓縮機(jī)的絕緣材料或電動(dòng)機(jī)構(gòu)造來降低靜電電容從而抑制漏電流，但是在本實(shí)施方式中，使控制參數(shù)A為逆變器2的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信號(hào)，在逆變器2啟動(dòng)時(shí)，將載波頻率設(shè)定得較低，能夠抑制漏電流。
[0198]特別是，由于R32與R410A等相比介電常數(shù)較大，所以在僅使用R32的壓縮機(jī)或R32的比率較高的壓縮機(jī)中，能夠得到較大的效果。
[0199]此外，不僅在逆變器2的啟動(dòng)時(shí)，而且在其停止時(shí)或穩(wěn)定工作等時(shí)，也能夠根據(jù)逆變器2的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定最佳的載波頻率。
[0200]如以上說明的那樣，本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置設(shè)置有:電源分流電阻，其設(shè)置在直流電源的負(fù)電壓側(cè)與逆變器之間；以及各相下橋臂分流電阻，其分別設(shè)置在各相下橋臂開關(guān)元件與電源分流電阻之間，在各相上橋臂開關(guān)元件的導(dǎo)通/斷開(0N/0FF)狀態(tài)即逆變器的輸出電壓矢量為零矢量VO的情況以及為實(shí)矢量Vl至V6的情況下，對(duì)各相下橋臂開關(guān)元件和各相下橋臂分流電阻的各連接點(diǎn)與直流電源的負(fù)電壓側(cè)之間的各電壓即各相下橋臂電壓進(jìn)行檢測(cè)，并基于其各檢測(cè)值，計(jì)算流入負(fù)載裝置的各相電流，因此能夠同時(shí)擴(kuò)大相電流的檢測(cè)期間并簡(jiǎn)化檢測(cè)步驟，另外根據(jù)特定的控制參數(shù)的變化，對(duì)作為各驅(qū)動(dòng)信號(hào)的基準(zhǔn)頻率的載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，因此能夠根據(jù)控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)載波頻率的最佳化，能夠提高設(shè)備和裝置的性能。
[0201]此外，在使控制參數(shù)為逆變器的輸出頻率的情況下，對(duì)載波頻率進(jìn)行控制以使其在逆變器的輸出頻率較高時(shí)升高，在逆變器的輸出頻率較低時(shí)降低，更具體而言，進(jìn)行控制以使載波頻率的周期與逆變器的輸出頻率的I個(gè)周期的比率不變，由此能夠同時(shí)防止電流運(yùn)算部和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部的可控制性變差并抑制開關(guān)損耗。
[0202]此外，在控制參數(shù)為逆變器的輸入電力或輸出電力、或者負(fù)載裝置的消耗電力即逆變器電力的情況下，設(shè)置用于計(jì)算逆變器電力的電力計(jì)算部，并且對(duì)載波頻率進(jìn)行控制以使其在逆變器電力較大時(shí)降低，逆變器電力較小時(shí)升高，更具體而言，對(duì)載波頻率進(jìn)行控制以使其隨著逆變器電力增大而降低，由此能夠抑制隨著逆變器電力增大而增加的開關(guān)損耗。
[0203]此外，在使控制參數(shù)為逆變器的直流母線電壓的情況下，設(shè)置用于檢測(cè)逆變器的直流母線電壓的直流母線電壓檢測(cè)部，并且對(duì)載波頻率進(jìn)行控制以使其在直流母線電壓較大時(shí)降低，直流母線電壓較小時(shí)升高，更具體而言，對(duì)載波頻率進(jìn)行控制以使其隨著直流母線電壓增大而降低，由此能夠抑制隨著直流母線電壓增大而增加的開關(guān)損耗。
[0204]由此，在由直流電源輸出的直流母線電壓不穩(wěn)定而產(chǎn)生變化的情況下，同一負(fù)載條件下的開關(guān)損耗增大，但是如上述那樣通過使載波頻率隨著直流母線電壓的增大而降低，能夠減少開關(guān)損耗。
[0205]此外，一般而言，在逆變器電力或直流母線電壓較大的情況下，根據(jù)構(gòu)成逆變器的各開關(guān)元件產(chǎn)生的發(fā)熱量，有可能需要散熱片，但是在本實(shí)施方式中，通過使載波頻率隨著逆變器電力或直流母線電壓的上升而降低來抑制開關(guān)損耗，從而能夠使其不超過散熱片的熱容量，并且還能夠使該散熱片小型化。
[0206]特別是，在使用由耐熱性較高的WBG半導(dǎo)體形成的開關(guān)元件構(gòu)成逆變器的情況下，通過對(duì)載波頻率進(jìn)行控制以使其隨著逆變器電力或直流母線電壓增大而降低，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)散熱片的小型化。
[0207]另外，由WBG半導(dǎo)體形成的開關(guān)元件的耐電壓性高且允許電流密度也高，因此能夠使開關(guān)元件小型化，通過使用該小型化了的開關(guān)元件，能夠使逆變器和電力轉(zhuǎn)換裝置小型化，進(jìn)而能夠使組裝有該電力轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)備和裝置小型化。
[0208]此外，由于電力損耗較低，所以能夠使開關(guān)元件高效率化，能夠進(jìn)一步使逆變器和電力轉(zhuǎn)換裝置小型化，進(jìn)而能夠進(jìn)一步使組裝有該電力轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)備和裝置小型化。
[0209]此外，也可以是用整流器對(duì)從交流電源供給的交流電壓進(jìn)行整流來得到直流電源的結(jié)構(gòu)，在由交流電源供給的交流電壓發(fā)生變化，其結(jié)果所得到的直流母線電壓也發(fā)生變化，在這種情況下，在直流母線電壓增大時(shí)也能夠降低載波頻率來抑制開關(guān)損耗。
[0210]此外，在使控制參數(shù)為逆變器的直流母線電壓的情況下，在逆變器的前級(jí)設(shè)置使直流電源輸出的直流電壓升壓、降壓或升降壓的轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)中，能夠得到更大的效果。
[0211]此外，在將本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于以電動(dòng)機(jī)作為負(fù)載的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的情況下，通過轉(zhuǎn)換器使直流電源輸出的直流電壓升壓而得到直流母線電壓，在這種結(jié)構(gòu)中，能夠擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍，并且能夠使電動(dòng)機(jī)繞組高匝數(shù)化，從而使電動(dòng)機(jī)高電壓化，減少電流并實(shí)現(xiàn)高效率化。
[0212]在鏑的使用量較少且耐退磁力較小的電動(dòng)機(jī)中，提高直流母線電壓、減少定子中產(chǎn)生的退磁場(chǎng)以使其能夠在與鏑的使用量較多的電動(dòng)機(jī)同樣的溫度范圍、轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使用，在這種情況下，也能夠降低載波頻率來抑制開關(guān)損耗。
[0213]此外，在通過轉(zhuǎn)換器使直流電源輸出的直流電壓降壓而得到直流母線電壓的結(jié)構(gòu)中，電動(dòng)機(jī)負(fù)載較小、逆變器的輸出電壓比直流電源輸出的直流電壓低的范圍內(nèi)，獲取降壓至與逆變器的輸出電壓同等的電壓的直流母線電壓并施加于逆變器，由此能夠?qū)崿F(xiàn)各開關(guān)元件的低損耗化，另外在直流母線電壓升高的情況下，通過降低載波頻率，也能夠提高開關(guān)損耗的抑制效果。
[0214]此外，轉(zhuǎn)換器可以僅由電抗器、電容器等無源元件構(gòu)成，也可以是具有電抗器、電容器、開關(guān)元件，通過開關(guān)元件的開閉控制對(duì)電抗器進(jìn)行能量的充放電的結(jié)構(gòu)，顯然無論在哪種結(jié)構(gòu)中，都能夠得到上述效果。
[0215]進(jìn)而，在采用轉(zhuǎn)換器由電抗器、電容器、開關(guān)元件構(gòu)成，并且由控制逆變器的控制部對(duì)轉(zhuǎn)換器內(nèi)的開關(guān)元件進(jìn)行開閉控制的結(jié)構(gòu)的情況下，也可以使控制參數(shù)為表示轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換器工作狀態(tài)信號(hào)，在這種情況下，通過在使逆變器和轉(zhuǎn)換器同時(shí)工作時(shí)將載波頻率設(shè)定得較低，能夠避免來不及進(jìn)行控制的運(yùn)算而使得可控制性降低或者無法進(jìn)行控制而使設(shè)備停止的狀況。
[0216]此外，在將本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于以電動(dòng)機(jī)作為負(fù)載的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，并且將該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用于空調(diào)機(jī)或冰箱、制冷機(jī)等的壓縮機(jī)的情況下，也可以使控制參數(shù)為表示逆變器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信號(hào)，在這種情況下，通過在逆變器啟動(dòng)時(shí)將載波頻率設(shè)定得較低，能夠抑制在從啟動(dòng)到壓縮機(jī)暖機(jī)為止的、制冷劑的介電常數(shù)較大的期間中增加的漏電流。
[0217]特別是，在僅使用與R410A等相比介電常數(shù)較大的R32的壓縮機(jī)或R32的比率較高的壓縮機(jī)中，能夠得到較大的效果。
[0218]此外，不僅在逆變器的啟動(dòng)時(shí)，而且在停止時(shí)或穩(wěn)定工作等時(shí)，也能夠根據(jù)逆變器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定最佳的載波頻率。
[0219]另外，在上述實(shí)施方式中，示出了將電力轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于以電動(dòng)機(jī)作為負(fù)載的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，并且將該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用于空調(diào)機(jī)或冰箱、制冷機(jī)等的壓縮機(jī)的例子，但是也能夠應(yīng)用于空調(diào)機(jī)或冰箱、制冷機(jī)等的鼓風(fēng)機(jī)中，在這種情況下，顯然也能夠得到實(shí)施方式中說明的效果。
[0220]此外，以上實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)是本實(shí)用新型的一個(gè)構(gòu)成示例，顯然還能夠與其它的公知技術(shù)組合，在不脫離本實(shí)用新型的要旨的范圍內(nèi)，還能夠進(jìn)行省略一部分等變更來構(gòu)成。
[0221]如上所述，本實(shí)用新型涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置及其電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、空調(diào)機(jī)、冰箱、制冷機(jī)，對(duì)于具備PWM調(diào)制方式的3相逆變器的結(jié)構(gòu)是有用的，特別是適于作為能夠同時(shí)擴(kuò)大相電流的檢測(cè)期間并簡(jiǎn)化檢測(cè)步驟，并且控制載波頻率來提高設(shè)備和裝置的性能的技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其將由直流電源供給的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并供給到負(fù)載裝置，所述電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，包括: 逆變器，將由上橋臂開關(guān)元件以及下橋臂開關(guān)元件構(gòu)成的橋臂并聯(lián)連接而構(gòu)成； 分流電阻，其至少分別設(shè)置于所述直流電源的負(fù)電壓側(cè)與各相下橋臂開關(guān)元件之間； 電壓檢測(cè)部，其對(duì)所述各相下橋臂開關(guān)元件與所述直流電源的負(fù)電壓側(cè)之間的電壓進(jìn)行檢測(cè)；以及 控制部，其對(duì)與所述各相上橋臂開關(guān)元件及所述各相下橋臂開關(guān)元件對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的基準(zhǔn)頻率、即載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行變更，并基于所述載波信號(hào)和所述電壓檢測(cè)部的各檢測(cè)值，生成所述各驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述分流電阻是電源分流電阻和各相下橋臂分流電阻，該電源分流電阻設(shè)置于所述直流電源的負(fù)電壓側(cè)與所述逆變器之間，該各相下橋臂分流電阻分別設(shè)置于所述各相下橋臂開關(guān)元件與所述電源分流電阻之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)所述載波頻率進(jìn)行控制，以使其在所述逆變器的輸出頻率較高時(shí)升高、所述逆變器的輸出頻率較低時(shí)降低。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)所述載波頻率進(jìn)行控制，以使其在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高時(shí)升高、所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較低時(shí)降低。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其進(jìn)行控制，以使所述載波信號(hào)的載波頻率的周期與所述逆變器的輸出頻率的1個(gè)周期的比率不變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其保持有表示使所述載波信號(hào)的載波頻率的周期與所述逆變器的輸出頻率的1個(gè)周期的比率不變的關(guān)系的表，并根據(jù)所述輸出頻率，對(duì)所述載波頻率進(jìn)行控制以使其成為從所述表中讀取的所述載波頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其設(shè)定針對(duì)所述逆變器的輸出頻率的閾值和第一載波頻率及其頻率高于該第一載波頻率的第二載波頻率，在所述輸出頻率為所述閾值以下的情況下，將所述載波信號(hào)的載波頻率控制成所述第一載波頻率，在所述輸出頻率大于所述閾值的情況下，將所述載波頻率控制成所述第二載波頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其根據(jù)所述逆變器的輸入電力或輸出電力、或者所述負(fù)載裝置的消耗電力即逆變器電力的變化，對(duì)所述載波頻率進(jìn)行控制，以使其在所述逆變器電力較大時(shí)降低、所述逆變器電力較小時(shí)升高。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)所述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使其隨著所述逆變器的輸入電力或輸出電力、或者所述負(fù)載裝置的消耗電力即逆變器電力的增大而降低。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其保持有表示所述逆變器的輸入電力或輸出電力、或者所述負(fù)載裝置的消耗電力即逆變器電力與所述載波信號(hào)的載波頻率的關(guān)系的表，并根據(jù)所述逆變器電力，對(duì)所述載波頻率進(jìn)行控制以使其成為從所述表中讀取的所述載波頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其設(shè)定針對(duì)所述逆變器的輸入電力或輸出電力、或者所述負(fù)載裝置的消耗電力即逆變器電力的閾值和第一載波頻率及其頻率高于該第一載波頻率的第二載波頻率，在所述逆變器電力為所述閾值以下的情況下，將所述載波信號(hào)的載波頻率控制成所述第二載波頻率，在所述逆變器電力大于所述閾值的情況下，將所述載波頻率控制成所述第一載波頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)所述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使其在所述逆變器的直流母線電壓較大時(shí)降低、所述直流母線電壓較小時(shí)升高。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)所述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使其在所述電動(dòng)機(jī)的調(diào)制率較大時(shí)降低、所述電動(dòng)機(jī)的調(diào)制率較小時(shí)升高。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其對(duì)所述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使其隨著所述逆變器的直流母線電壓的增大而降低。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其保持有表示所述逆變器的直流母線電壓與所述載波信號(hào)的載波頻率的關(guān)系的表，并根據(jù)所述直流母線電壓，對(duì)所述載波頻率進(jìn)行控制以使其成為從所述表中讀取的所述載波頻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其預(yù)先設(shè)定針對(duì)所述逆變器的直流母線電壓的閾值和第一載波頻率及其頻率高于該第一載波頻率的第二載波頻率，在所述直流母線電壓為所述閾值以下的情況下，將所述載波信號(hào)的載波頻率控制成所述第二載波頻率，在所述直流母線電壓大于所述閾值的情況下，將所述載波頻率控制成所述第一載波頻率。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其在轉(zhuǎn)換器的工作時(shí)，對(duì)所述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使所述載波信號(hào)的載波頻率降低。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述控制部具備載波信號(hào)生成部，其在所述逆變器的啟動(dòng)時(shí)，對(duì)所述載波信號(hào)的載波頻率進(jìn)行控制，以使所述載波信號(hào)的載波頻率降低。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述各相上橋臂開關(guān)元件以及所述各相下橋臂開關(guān)元件中的至少1個(gè)由寬禁帶半導(dǎo)體形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述寬禁帶半導(dǎo)體是碳化硅、氮化鎵類材料或金剛石。
21.—種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于:具有權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，所述電力轉(zhuǎn)換裝置的負(fù)載是電動(dòng)機(jī)負(fù)載。
22.一種鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于:具有權(quán)利要求21所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
23.一種壓縮機(jī)，其特征在于:具有權(quán)利要求21所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
24.一種空調(diào)機(jī)，其特征在于:具有權(quán)利要求22所述的鼓風(fēng)機(jī)或權(quán)利要求23所述的壓縮機(jī)中的至少一方。
25.—種冰箱,其特征在于:具有權(quán)利要求22所述的鼓風(fēng)機(jī)或權(quán)利要求23所述的壓縮機(jī)中的至少一方。
26.—種制冷機(jī)，其特征在于:具有權(quán)利要求22所述的鼓風(fēng)機(jī)或權(quán)利要求23所述的壓縮機(jī)中的至少一方。
【文檔編號(hào)】H02P27/06GK204046458SQ201420177174
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月12日
【發(fā)明者】下麥桌也, 植村啟介, 有澤浩一, 筱本洋介, 梅原成雄, 浦慎一郎, 谷川誠(chéng) 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社