電力變換裝置以及使用電力變換裝置的空氣調(diào)節(jié)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備開關(guān)元件的電力變換裝置、以及使用電力變換裝置的空氣調(diào)節(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在以往的空氣調(diào)節(jié)裝置中，為了高效地使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能，使用逆變器電路來(lái)驅(qū)動(dòng)在壓縮機(jī)或者風(fēng)扇等中使用的電動(dòng)機(jī)的方式成為了主流。在該方式中，從商用電源供給的交流電力通過(guò)AC - DC轉(zhuǎn)換器被臨時(shí)變換為直流，變換后的直流通過(guò)逆變器變換為具有任意的電壓以及頻率的交流而供給到電動(dòng)機(jī)。近年來(lái)，追求更進(jìn)一步的節(jié)能性而已知在逆變器的輸入側(cè)設(shè)置了 DC — DC轉(zhuǎn)換器(升壓電路)的電力變換裝置。該升壓電路通過(guò)半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)而控制輸入電流。而且，已知如下方式:AC - DC轉(zhuǎn)換器的整流輸出在升壓電路中升壓而輸入到逆變器的方式、或者使用PWM轉(zhuǎn)換器將交流電壓變換為直流電壓的方式。
[0003]但是，在與電力系統(tǒng)連接的負(fù)載急劇變化、或者在電力系統(tǒng)中發(fā)生了雷擊等時(shí)，有時(shí)發(fā)生被稱為瞬時(shí)停電的短時(shí)間的系統(tǒng)切斷。進(jìn)而，有時(shí)起因于雷擊等而發(fā)生電壓瞬時(shí)地降低的瞬時(shí)電壓降低。升壓電路通過(guò)半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止動(dòng)作而控制輸入電流，所以在發(fā)生了瞬時(shí)停電或者瞬時(shí)電壓降低所致的電源電壓的急劇變動(dòng)的情況下，有時(shí)半導(dǎo)體開關(guān)元件成為過(guò)電流，來(lái)自轉(zhuǎn)換器部的輸出電壓急劇變動(dòng)。此時(shí)，位于轉(zhuǎn)換器部的后級(jí)的逆變器的動(dòng)作變得不穩(wěn)定，而存在電動(dòng)機(jī)等負(fù)載的運(yùn)轉(zhuǎn)由于失步而停止的可能性。
[0004]因此，以往以來(lái)，為了防止瞬時(shí)停電或者瞬時(shí)電壓降低所致的問題，提出了各種手法(例如參照專利文獻(xiàn)1、2)。在專利文獻(xiàn)1中，公開了一種穩(wěn)定化電源裝置，該穩(wěn)定化電源裝置具有檢測(cè)輸入電壓的異常的異常檢測(cè)電路，在異常檢測(cè)電路中檢測(cè)到異常時(shí)使轉(zhuǎn)換器部異常停止。在專利文獻(xiàn)2中，公開了一種電力變換裝置，該電力變換裝置根據(jù)電流值的變動(dòng)量來(lái)判斷電源電壓臨時(shí)地上升的異常的發(fā)生。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開平10 - 146045號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本專利第5063379號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]但是，除了瞬間停電或者瞬時(shí)電壓降低以外，還存在在系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)或者停止時(shí)等電壓的變化量變大的狀況。因此，在如專利文獻(xiàn)1、2那樣通過(guò)電流的探測(cè)或者電壓的探測(cè)來(lái)進(jìn)行瞬間停電或者瞬時(shí)電壓降低的異常檢測(cè)的情況下，難以與啟動(dòng)時(shí)等區(qū)分地檢測(cè)瞬間停電或者瞬時(shí)電壓降低的發(fā)生。進(jìn)而，如果未準(zhǔn)確地設(shè)定判定值，則會(huì)頻繁地檢測(cè)到異常。另一方面，為了在不會(huì)由于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電流或者電壓的變化而誤探測(cè)的情況下檢測(cè)瞬間停電或者瞬時(shí)電壓降低的發(fā)生，需要每個(gè)機(jī)種的調(diào)整，設(shè)計(jì)負(fù)荷變大。
[0008]本發(fā)明是為了解決如上所述的課題而完成的，其目的在于提供一種電力變換裝置、以及使用電力變換裝置的空氣調(diào)節(jié)裝置，能夠簡(jiǎn)便地精度良好地檢測(cè)瞬間停電或者瞬時(shí)電壓降低的發(fā)生。
[0009]本發(fā)明的電力變換裝置具備:整流器，對(duì)從交流電源供給的交流電壓進(jìn)行整流；轉(zhuǎn)換器部，具有與整流器的輸出端連接的電抗器、與電抗器串聯(lián)連接的逆流防止元件以及連接在電抗器與逆流防止元件之間的開關(guān)元件，對(duì)由整流器整流的整流電壓進(jìn)行升壓并輸出為輸出電壓；平滑電容器，對(duì)從轉(zhuǎn)換器部輸出的輸出電壓進(jìn)行平滑化；電流檢測(cè)部，檢測(cè)在電抗器中流過(guò)的電抗器電流；電壓檢測(cè)部，檢測(cè)從轉(zhuǎn)換器部輸出的輸出電壓；以及轉(zhuǎn)換器控制單元，控制轉(zhuǎn)換器部的開關(guān)元件的動(dòng)作，轉(zhuǎn)換器控制單元具有:開關(guān)指令運(yùn)算單元，根據(jù)由電壓檢測(cè)部檢測(cè)到的輸出電壓和由電流檢測(cè)部檢測(cè)到的電抗器電流，運(yùn)算與整流電壓相對(duì)輸出電壓的比例相應(yīng)的開關(guān)指令值；開關(guān)控制單元，根據(jù)由開關(guān)指令運(yùn)算單元運(yùn)算出的開關(guān)指令值，控制開關(guān)元件的動(dòng)作；以及供給異常判定單元，根據(jù)開關(guān)指令值，判定瞬時(shí)停電或者瞬時(shí)電壓降低的發(fā)生。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的電力變換裝置，通過(guò)根據(jù)開關(guān)指令值來(lái)檢測(cè)瞬時(shí)停電或者瞬時(shí)電壓降低，從而基于在瞬時(shí)停電時(shí)或者瞬時(shí)電壓降低時(shí)開關(guān)指令值變高的知識(shí)，無(wú)需追加用于判定瞬時(shí)停電或者瞬時(shí)電壓降低的新的結(jié)構(gòu)，就能夠簡(jiǎn)便地精度良好地檢測(cè)瞬時(shí)停電或者瞬時(shí)電壓降低。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是示出本發(fā)明的電力變換裝置的實(shí)施方式1的電路圖。
[0012]圖2是示出圖1的電力變換裝置中的轉(zhuǎn)換器控制單元的一個(gè)例子的框圖。
[0013]圖3是示出圖2的開關(guān)控制單元的動(dòng)作例的圖表。
[0014]圖4是示出圖1的電力變換裝置的瞬時(shí)停電時(shí)的動(dòng)作波形的圖表。
[0015]圖5是示出圖1的電力變換裝置的瞬時(shí)電壓降低時(shí)的動(dòng)作波形的圖表。
[0016]圖6是示出圖1的電力變換裝置的瞬時(shí)電壓降低時(shí)的動(dòng)作波形的圖表。
[0017]圖7是示出圖1的電力變換裝置的動(dòng)作例的流程圖。
[0018]符號(hào)說(shuō)明
[0019]1:電力變換裝置；2:整流器；10:轉(zhuǎn)換器部；11:電抗器；12:逆流防止二極管；13:開關(guān)元件；20:平滑電容器；30:逆變器部；31:逆變器控制單元；40:轉(zhuǎn)換器控制單元；41:開關(guān)指令運(yùn)算單元；41a:電壓指令運(yùn)算單元；41b:電流指令運(yùn)算單元；41c:限定指令輸出單元；41x、41y:濾波器單元；42:開關(guān)控制單元；43:供給異常判定單元；51:輸出電壓檢測(cè)傳感器；52:電流檢測(cè)傳感器；53:電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)傳感器；100:三相交流電源；D:開關(guān)指令值；Dr:限制開關(guān)指令值；Dref:設(shè)定閾值；fs、fsl、fs2:開關(guān)頻率；IL:電抗器電流；ILref:電流閾值;M:負(fù)載(電動(dòng)機(jī))；SS:開關(guān)信號(hào)；Ton:導(dǎo)通時(shí)間；V0:目標(biāo)指令電壓；Vd:整流電壓；VL:輸出電壓；Vs:電源電壓；ΔΙ:電流增長(zhǎng)量。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的電力變換裝置的實(shí)施方式。圖1是示出本發(fā)明的電力變換裝置的實(shí)施方式1的電路圖，參照?qǐng)D1，說(shuō)明電力變換裝置1。圖1的電力變換裝置1與例如空氣調(diào)節(jié)裝置中的壓縮機(jī)或者送風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)等負(fù)載Μ連接，針對(duì)負(fù)載Μ供給規(guī)定的頻率的交流電流。電力變換裝置1具備整流器2、轉(zhuǎn)換器部10、平滑電容器20、逆變器部30。整流器2是將3相交流電源100的交流電壓(例如AC200V)變換為直流電壓的AC —DC轉(zhuǎn)換器，例如由橋連接了 6個(gè)二極管的3相全波整流器構(gòu)成。
[0021]轉(zhuǎn)換器部10是將從整流器2輸出的直流電壓升壓為任意的電壓(例如DC365V等)的DC — DC轉(zhuǎn)換器(升壓斬波電路)，具備升壓用的電抗器11、逆流防止元件(逆流防止二極管)12、開關(guān)元件13。電抗器11與整流器2的輸出端連接，逆流防止元件12與電抗器串聯(lián)連接。而且，開關(guān)元件13連接于電抗器11與逆流防止元件12之間。開關(guān)元件13依照開關(guān)信號(hào)SS的輸入進(jìn)行導(dǎo)通/截止動(dòng)作，該開關(guān)信號(hào)SS是從轉(zhuǎn)換器控制單元40送來(lái)的。特別是，通過(guò)轉(zhuǎn)換器控制單元40將轉(zhuǎn)換器部10的輸出電壓VL控制成為目標(biāo)指令電壓V0。開關(guān)元件13由例如MOFET、IGBT等半導(dǎo)體元件、或者例如帶隙比娃(Si)元件大的碳化娃(SiC)元件、氮化鎵(GaN)、金剛石元件等寬帶隙半導(dǎo)體構(gòu)成。
[0022]而且，在開關(guān)元件13導(dǎo)通的情況下，由整流器2整流的電壓被施加到電抗器11，通過(guò)逆流防止元件12阻止導(dǎo)通。另一方面，在開關(guān)元件13截止的情況下，逆流防止元件12導(dǎo)通，在電抗器11中感應(yīng)出與開關(guān)元件