CN101356720B - 电流控制型电力转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电流控制型电力转换装置，该电流控制型电力转换装置具有：将直流电压转换为三相交流电压的功率模块(3)；检测功率模块(3)的交流侧电流的电流传感器(1、2)；检测功率模块(3)的直流侧电流的并联电阻(7)和放大器(6)；以及控制部(11)，其根据由电流传感器(1、2)检测出的交流侧电流、和由并联电阻(7)和放大器(6)检测出的直流侧电流，通过使用空间向量调制法的脉冲宽度调制来控制功率模块(3)。上述控制部(11)根据由并联电阻(7)和放大器(6)检测出的直流侧电流中与交流侧电流的规定相的电流量对应的电流量，校正由电流传感器(1、2)检测出的上述交流侧电流的振幅和偏移。

Description

电流控制型电力转换装置 

技术领域

本发明涉及电流控制型电力转换装置。 

背景技术

以往，作为电流控制型电力转换装置，具有利用一个直流侧的电流传感器来检测线电流的电流控制型电力转换装置(例如参照日本特开2004-282974号公报)。 

该电流控制型电力转换装置具有原理上无法检测线电流的相位，为了通过坐标变换来求出dq轴电流，需要在交流侧设置检测三相电流的瞬时值的电流传感器。 

在这种在交流侧设置电流传感器的电流控制型电力转换装置中，与电力***连接时，包含直流分量的电流流过***侧的变压器，具有导致变压器偏磁的问题。根据资源能源局的“***关联技术要件准则(系統連系技術要件ガイドライン)”，需要将交流侧的直流电平设为额定交流电流的1％左右以下。 

因此，在上述交流侧设置电流传感器的电流控制型电力转换装置的电流控制中，需要在交流侧设置可进行直流分量检测的DCCT，从这种DCCT的霍尔元件输出的低电压信号必须利用放大器进行放大，所以，需要使用能够高精度地对振幅、偏移、温度漂移进行补偿的DCCT，存在成本升高的问题。 

发明内容

因此，本发明的课题在于，提供一种能够以简单的结构对在交流侧使用的电流传感器的振幅、偏移、温度漂移进行补偿，且能够使用便宜的电流传感器以降低成本的电流控制型电力转换装置。 

为了解决上述课题，本发明的电流控制型电力转换装置的特征在于，该电流控制型电力转换装置具有：转换部，其具有构成三相电桥电路的6个开关元件，将三相交流电压转换为直流电压或者将直流电压转换为三相交流电压；交流侧电流检测部，其检测上述转换部的交流侧电流；直流侧电流检测部，其检测上述转换部的直流侧电流；以及控制部，其根据由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流和由上述直流侧电流检测部检测出的上述直流侧电流，通过使用空间向量调制法的脉冲宽度调制来控制上述转换部，上述控制部根据由上述直流侧电流检测部检测出的上述直流侧电流中与上述交流侧电流的规定相的电流量对应的电流量，校正由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流的振幅和偏移，上述控制部通过上述使用空间向量调制法的脉冲宽度调制来控制上述转换部，该空间向量调制法如下所示，即，在上述转换部中，使与上述三相交流电压的各相连接的成对的上臂侧的开关元件和下臂侧的开关元件的一方接通、另一方断开，对上述上臂侧的开关元件中的一个接通另两个断开的第1开关状态、上述上臂侧的开关元件中的两个接通另一个断开的第2开关状态、以及上述上臂侧的开关元件的三个接通或断开的第3开关状态进行组合，从而选择每60度不同的6个电压向量，并且，上述控制部具有：偏移校正部，其使用在上述第3开关状态时由上述直流侧电流检测部检测出的上述直流侧电流作为偏移分量，校正在上述第1开关状态和第2开关状态时由上述直流侧电流检测部检测出的上述直流侧电流的偏移；振幅校正值运算部，其根据由上述偏移校正部校正了偏移后的上述直流侧电流中与上述交流侧电流的规定相的电流量对应的电流量、和由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量，运算用于对上述交流侧电流的规定相的电流量的振幅进行校正的振幅校正值；直流侧电流偏移分量运算部，其根据由上述偏移校正部校正了偏移后的上述直流侧电流中与上述交流侧电流的规定相的电流量对应的电流量，运算直流侧电流偏移分量；以及交流侧电流偏移分量运算部，其根据由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量，运算交流侧电流偏移分量，使用由上述振幅校正值运算部运算出的 上述振幅校正值、由上述交流侧电流偏移分量运算部运算出的上述交流侧电流偏移分量、以及由上述直流侧电流偏移分量运算部运算出的上述直流侧电流偏移分量，校正由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量的振幅和偏移。 

根据上述结构的电流控制型电力转换装置，在基于空间向量调制法的脉冲宽度调制中，在由上述直流侧电流检测部检测出的转换部的直流侧电流的规定相位区间中，流过相当于转换部的交流侧电流的规定相的电流量的电流。并且，由使用了通常并联电阻的直流侧电流检测部检测出的上述直流侧电流的振幅误差、偏移或温度漂移少，通过将相当于上述交流侧电流的规定相的电流量的电流用作基准，能够针对由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量，校正振幅和偏移。因此，能够以简单的结构对在交流侧使用的电流传感器的振幅、偏移、温度漂移进行补偿，能够使用便宜的电流传感器以降低成本。 

根据上述实施方式，电流控制型电力转换装置构成为通过使用组合第1～第3开关状态来选择每60度不同的6个电压向量的空间向量调制法的脉冲宽度调制，控制转换部，在该电流控制型电力转换装置中，在第1开关状态和第2开关状态时由直流侧电流检测部检测出的直流侧电流具有与由交流侧电流检测部检测出的交流侧电流的规定相的电流量对应的电流量。可以利用该与交流侧电流的规定相的电流量对应的上述直流侧电流的电流量，来校正由交流侧电流检测部检测出的上述交流电流的偏移和振幅。详细地说，偏移校正部使用在第3开关状态时由直流侧电流检测部检测出的直流侧电流作为偏移分量，校正在第1开关状态和第2开关状态时由直流侧电流检测部检测出的上述直流侧电流的偏移，消除在直流侧电流检测部中使用的放大器的偏移误差，提高作为基准使用的上述直流侧电流的精度。这样，振幅校正值运算部根据由上述偏移校正部校正了偏移后的上述直流侧电流和由交流侧电流检测部检测出的 交流侧电流的规定相的电流量，来运算用于对交流侧电流的规定相的电流量的振幅进行校正的振幅校正值。并且，根据由上述偏移校正部校正了偏移后的上述直流侧电流，由直流侧电流偏移分量运算部运算直流侧电流偏移分量，并且，根据由交流侧电流检测部检测出的交流侧电流的规定相的电流量，由交流侧电流偏移分量运算部运算交流侧电流偏移分量。这样，能够获得用于对由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流的振幅和偏移进行校正的振幅校正值、交流侧电流偏移分量和直流侧电流偏移分量。 

并且，在一个实施方式的电流控制型电力转换装置中， 

上述控制部具有： 

交流侧电流偏移校正部，其使用由上述交流侧电流偏移分量运算部运算出的上述交流侧电流偏移分量，校正由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量的偏移； 

交流侧电流振幅校正部，其使用由上述振幅校正值运算部运算出的上述振幅校正值，校正由上述交流侧电流偏移校正部校正了偏移后的上述交流侧电流的规定相的电流量的振幅；以及 

交流侧电流偏移加法部，其将由上述直流侧电流偏移分量运算部运算出的上述直流侧电流偏移分量，与由上述交流侧电流振幅校正部校正了振幅后的上述交流侧电流的规定相的电流量相加。 

根据上述实施方式，交流侧电流偏移校正部使用由上述交流侧电流偏移分量运算部运算出的交流侧电流偏移分量，校正由交流侧电流检测部检测出的交流侧电流的规定相的电流量的偏移。而且，交流侧电流振幅校正部使用由上述振幅校正值运算部运算出的振幅校正值，校正由交流侧电流偏移校正部校正了偏移后的交流侧电流的规定相的电流量的振幅。这样，在使用交流侧电流偏移分量校正了交流侧电流的规定相的电流量的偏移后，使用振幅校正值来校正交流侧电流的规定相的电流量的振幅，由此，能够准确地校正振幅，获得不包含直流分量的交流侧电流的规定相的电流量。通过交流侧电流偏移加法部将由直流侧电流偏移分量运算部运算出的直流侧电流偏移分量，与这样获得的上述交流侧电流 的规定相的电流量相加。由此，能够校正难以分离放大器的偏移的由上述交流侧电流检测部检测出的交流侧电流的振幅和偏移。 

并且，在一个实施方式的电流控制型电力转换装置中， 

上述振幅校正值运算部根据由上述偏移校正部校正了偏移后的上述直流侧电流中隔着30度间隔而相邻的规定的120度区间的电流量、和与上述规定的120度区间对应的上述交流侧电流的规定相的电流量，运算上述振幅校正值， 

上述直流侧电流偏移分量运算部根据由上述偏移校正部校正了偏移后的上述直流侧电流中相邻的两个上述规定的120度区间的电流量，运算上述直流侧电流偏移分量， 

上述交流侧电流偏移分量运算部根据由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量中相邻的两个上述规定的120度区间的电流量，运算上述交流侧电流偏移分量。 

根据上述实施方式，在第1开关状态和第2开关状态时由直流侧电流检测部检测出的直流侧电流中相邻的两个上述规定的120度区间的电流量，对应于由交流侧电流检测部检测出的交流侧电流的规定相的电流量。由此，通过求出在上述规定的120度区间中相对应的直流侧电流的电流量和交流侧电流的规定相的电流量各自的平均值等，能够容易地运算振幅校正值。并且，能够容易地运算在上述规定的120度区间中相对应的直流侧电流的电流量和交流侧电流的规定相的电流量各自的偏移分量。 

并且，在一个实施方式的电流控制型电力转换装置中，上述振幅校正值运算部运算由上述偏移校正部校正了偏移后的上述直流侧电流中上述规定的120度区间的电流量的全波整流平均值，并且，运算与上述规定的120度区间对应的上述交流侧电流的规定相的电流量的全波整流平均值，根据上述直流侧电流的全波整流平均值和上述交流侧电流的规定相的电流量的全波整流平均值，运算上述振幅校正值。 

根据上述实施方式，如果由交流侧电流检测部检测出的交流侧电流中没有振幅误差，则上述直流侧电流中上述规定的120度区间的电流量的全波整流平均值和与上述规定的120度区间对应的上述交流侧电流的 规定相的电流量的全波整流平均值大致相等。因此，通过由振幅校正值运算部对上述交流侧电流的规定相的电流量的全波整流平均值和与该交流侧电流的规定相的电流量对应的直流侧电流的全波整流平均值相等的振幅校正值进行运算，由此，能够容易地获得用于对交流侧电流的规定相的电流量的振幅进行校正的振幅校正值。 

并且，在一个实施方式的电流控制型电力转换装置中， 

上述直流侧电流偏移分量运算部根据由上述偏移校正部校正了偏移后的上述直流侧电流中相邻的两个上述规定的120度区间各自的电流量的半波整流平均值，运算上述直流侧电流偏移分量， 

上述交流侧电流偏移分量运算部根据由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量中相邻的两个上述规定的120度区间各自的电流量的半波整流平均值，运算上述交流侧电流偏移分量。 

根据上述实施方式，上述直流侧电流中相邻的两个上述规定的120度区间各自的电流量的半波整流平均值之差，相当于该电流量中分别包含的偏移分量的2倍，所以，能够根据这两个上述规定的120度区间各自的电流量的半波整流平均值，通过直流侧电流偏移分量运算部容易地运算直流侧电流偏移分量。并且，上述交流侧电流的规定相的电流量中相邻的两个上述规定的120度区间各自的电流量的半波整流平均值之差，相当于该电流量中分别包含的偏移分量的2倍，所以，能够根据这两个上述规定的120度区间各自的电流量的半波整流平均值，通过交流侧电流偏移分量运算部容易地运算交流侧电流偏移分量。 

并且，在一个实施方式的电流控制型电力转换装置中，上述控制部在起动时，进行上述交流侧电流振幅的校正或上述交流侧电流偏移的校正的至少一方。 

根据上述实施方式，在起动时，控制部进行由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流振幅的校正或偏移的校正的至少一方，由此，能够消除上述交流侧电流的振幅、偏移的温度漂移。 

并且，在一个实施方式的电流控制型电力转换装置中，上述控制部在运转中，进行上述交流侧电流振幅的校正或上述交流侧电流偏移的校 正的至少一方。 

根据上述实施方式，在运转中，控制部进行由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流振幅的校正或偏移的校正的至少一方，由此，能够消除上述交流侧电流的振幅、偏移的温度漂移。 

由以上可知，根据本发明的电流控制型电力转换装置，能够以简单的结构对在交流侧使用的电流传感器的振幅、偏移、温度漂移进行补偿，能够使用便宜的电流传感器以降低成本。 

并且，根据一个实施方式的电流控制型电力转换装置，电流控制型电力转换装置通过使用选择每60度不同的6个电压向量的空间向量调制法的脉冲宽度调制来控制转换部，在该电流控制型电力转换装置中，可以利用在第1开关状态和第2开关状态时由直流侧电流检测部检测出的直流侧电流中包含的电流量(与交流侧电流的规定相的电流量对应)，来校正由交流侧电流检测部检测出的上述交流电流的偏移和振幅。 

并且，根据一个实施方式的电流控制型电力转换装置，在使用交流侧电流偏移分量校正了交流侧电流的规定相的电流量的偏移后，使用振幅校正值来校正交流侧电流的规定相的电流量的振幅，将直流侧电流偏移分量与校正了振幅后的上述交流侧电流的规定相的电流量相加，由此，能够校正难以分离放大器的偏移的由上述交流侧电流检测部检测出的交流侧电流的振幅和偏移。 

并且，根据一个实施方式的电流控制型电力转换装置，通过振幅校正值运算部根据由上述偏移校正部校正了偏移后的上述直流侧电流中隔着30度间隔而相邻的规定的120度区间的电流量、和与上述规定的120度区间对应的上述交流侧电流的规定相的电流量，来运算振幅校正值，由此，通过求出在上述规定的120度区间中相对应的直流侧电流的电流量和交流侧电流的规定相的电流量各自的平均值等，能够容易地运算振幅校正值。 

并且，通过直流侧电流偏移分量运算部根据由上述偏移校正部校正了偏移后的直流侧电流中相邻的两个上述规定的120度区间的电流量，来运算直流侧电流偏移分量，通过交流侧电流偏移分量运算部根据由上 述交流侧电流检测部检测出的交流侧电流的规定相的电流量中相邻的两个上述规定的120度区间的电流量，来运算交流侧电流偏移分量，由此，能够运算在上述规定的120度区间中相对应的直流侧电流的电流量和交流侧电流的规定相的电流量各自的偏移分量。 

并且，根据一个实施方式的电流控制型电力转换装置，通过振幅校正值运算部运算交流侧电流的规定相的电流量的全波整流平均值和与该交流侧电流的规定相的电流量对应的直流侧电流的全波整流平均值相等的振幅校正值，由此，能够容易地获得用于对交流侧电流的规定相的电流量的振幅进行校正的振幅校正值。 

并且，根据一个实施方式的电流控制型电力转换装置，通过使用由上述偏移校正部校正了偏移后的直流侧电流中相邻的两个上述规定的120度区间各自的电流量的半波整流平均值，直流侧电流偏移分量运算部能够容易地运算直流侧电流偏移分量。并且，通过使用由上述交流侧电流检测部检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量中相邻的两个上述规定的120度区间各自的电流量的半波整流平均值，交流侧电流偏移分量运算部能够容易地运算交流侧电流偏移分量。 

并且，根据一个实施方式的电流控制型电力转换装置，在起动时，进行上述交流侧电流振幅的校正或上述交流侧电流偏移的校正的至少一方，由此，能够消除上述交流侧电流检测部的振幅、偏移的偏差。 

并且，根据一个实施方式的电流控制型电力转换装置，在运转中，进行上述交流侧电流振幅的校正或上述交流侧电流偏移的校正的至少一方，由此，能够消除上述交流侧电流检测部的振幅、偏移的温度漂移。 

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的电流控制型电力转换装置的结构的图。 

图2是用于说明上述电流控制型电力转换装置的空间向量调制法的图。 

图3是示出上述电流控制型电力转换装置的各部的波形的图。 

图4是示出二相调制波形中的检测定时的图。 

图5是示出三相调制波形中的检测定时的图。 

图6是示出增益、偏移检测波形的图。 

图7A是示出逆变换时的电流控制型电力转换装置的结构的图。 

图7B是示出正变换时的电流控制型电力转换装置的结构的图。 

具体实施方式

下面，根据图示的实施方式详细说明本发明的电流控制型电力转换装置。 

图1示出本发明的一个实施方式的电流控制型电力转换装置的结构。关于该电流控制型电力转换装置，示出了构成为从直流侧向交流侧流过电流的逆变换器的例子，但是，如虚线所示，代替直流电源E而连接负载R，该电流控制型电力转换装置也可以作为从交流侧向直流侧流过电流的正变换器工作。 

该电流控制型电力转换装置如图1所示，将三相交流电源10的R相输出端子经由电抗器L_R连接在作为转换部的一例的功率模块3的第1交流侧端子上，将三相交流电源10的S相输出端子经由电抗器L_s连接在功率模块3的第2交流侧端子上，将三相交流电源10的T相输出端子经由电抗器L_T连接在功率模块3的第3交流侧端子上。在上述功率模块3的正极侧端子上连接电容器C的一端，电容器C的另一端经由并联电阻7连接在负极侧端子上。在上述电容器C上并联连接直流电源E。 

并且，上述电流控制型电力转换装置具有：检测三相交流电源10的R相电压的相位的相位检测部4；检测分别流过电抗器L_R和电抗器L_s的电流的作为交流侧电流检测部的一例的电流传感器1、2；对表示通过并联电阻7检测出的电流的信号进行放大的放大器6；以及控制电路5，其根据来自上述相位检测部4的信号、来自电流传感器1、2的信号和来自放大器6的信号，向功率模块3输出控制信号。由上述相位检测部4、放大器6和控制电路5构成控制部11。由上述并联电阻7和放大器6构成直流侧电流检测部。 

上述功率模块3通过作为开关元件的一例的6个晶体管Q1～Q6构成三相电桥电路。 

上述控制电路5通过图2所示的依次选择电压向量的空间向量调制法利用PWM调制来控制功率模块3。这里，根据每60度分割的6个模式区域内的相位角 

通过下面的(1)～(3)式，求出电压向量τ4、τ6、τ0的时间比率。 

τ₄/T₀＝k_s sin(π/3-φ)………(1) 

τ₆/T₀＝k_s sinφ………(2) 

τ₀/T₀＝1-k_s sin(φ+π/3)………(3) 

T₀：载波周期，ks：电压控制率 

并且，表1示出各模式区域的电压向量、直流电流、逆变换时直流侧表现出的线电流分量、正变换时直流侧表现出的线电流分量、以及电压向量的输出时间。 

【表1】 

例如，在模式1中，选择电压向量V4、V6，在电压向量V4中，R相上臂(晶体管Q1)导通，所以，R相电流流过直流侧的并联电阻7，在逆变换中检测为正的电压信号Ir，在正变换中检测为负的电压信号-Ir。并且，在电压向量V6中，T相下臂(晶体管Q6)导通，所以，T相电流流过直流侧的并联电阻7，在逆变换中检测为负的电压信号-It，在正变换中检测为正的电压信号It。这样，在电压向量V4、V6的输出时间内对在并联电阻7产生的电压信号进行取样，由此，能够检测交流侧的线电流。 

通过由触发信号起动控制电路5的A/D转换器，来进行在该并联电阻7产生的电压信号的取样。 

图4示出二相调制波形中的检测定时，图5示出三相调制波形中的检测定时。 

如图4、图5所示，通过在PWM计数器中比较由上述公式(1)～(3)求出的通电时间，来获得PWM输出，可检测的期间是从各电压向量的输出期间中除去停顿时间(dead time)后的图中的倾斜部。因此，通过使用与PWM计数器同步的其他A/D触发计数器来与由图中的公式获得的值进行比较，由此，能够在可检测期间的中间产生使A/D转换器起动的触发信号。 

在图4中，当A/D触发计数器对电压向量V0的输出时间τ0的中间τ0/2进行计数时，对直流电流i0进行取样，当A/D触发计数器对时间(τ0+τ4/2+td/2)进行计数时，对直流电流i1进行取样，当A/D触发计数器对时间(τ0+τ4+τ6/2+td/2)进行计数时，对直流电流i2进行取样。 

另一方面，在图5中，当A/D触发计数器对时间τ0/4进行计数时，对直流电流i0进行取样，当A/D触发计数器对时间(τ0/2+τ4/2+td/2)进行计数时，对直流电流i1进行取样，当A/D触发计数器对时间(τ0/2+τ4+τ6/2+td/2)进行计数时，对直流电流i2进行取样。 

另外，在选择电压向量V0、V7的零向量期间，在三相交流电源10和功率模块3之间环流，所以，电流不流过并联电阻7，但是，这里，为了首先校正对并联电阻7的信号进行放大的放大器6的偏移电平，与其他向量同样地进行取样，通过下面的公式(4)、公式(5)进行校正。 

i₁＝i₁-i₀  ………(4) 

i₂＝i₂-i₀  ………(5) 

另外，在二相调制波形、三相调制波形中，也可以选择图4、图5以外的向量图形，根据上述公式(1)～(3)的通电时间来设定对控制电路5的A/D转换器的触发定时即可，并且，也可以在电压向量V0、V7的任意一个定时进行偏移检测。 

图3示出基于表1和上述公式(1)～(3)的线电流、输出时间和直流电流的波形。从图中可发现电压向量V4的输出时间t4在相位角60度时最小，电压向量V6的输出时间t6在0度时输出时间最小，当伴随着输出时间t6到t4的模式转变，使用选择了相同向量的状态时，可以检测出120度期间的电流。 

例如，关于在模式1中可检测T相的电压向量V6，输出时间t6在相位角60度时最大，在接下来的模式2中为输出时间t4，所以在相位角0度时获得最大的输出时间，因此，能够通过两个模式连续120度期间检测电流。 

由图2的电压向量的图也可以明白以上的动作，可以在以各顶点为中心±60度的期间检测出相当于各电压向量的线电流。 

图6示出增益、偏移检测波形。 

由下面的公式(6)来表现正弦波的全波整流平均值(A为常数)。 

$A\frac{2}{\mathrm{\π}}\·\·\·\left(6\right)$

由直流侧的并联电阻7检测出的电流相当于除去线电流的120度期间后的全波整流波形，所以，求出全波整流平均值A_avg时，由下面的公式(7)来表现。 

$A_{\mathrm{avg}}=A\frac{\sqrt{3}}{\mathrm{\π}}\·\·\·\left(7\right)$

在上述公式(7)中，与公式(6)相比，获得0.87倍左右的平均值，作为交流侧的电流传感器1、2的振幅校正用的基准信号，能够确保充分电平的全波整流平均值A_avg(DC)。 

在以上的线电流的120度期间中，关于交流侧的电流传感器1、2，也通过同步取样求出全波整流平均值A_avg(AC)，利用下面的公式(8)获得作为振幅校正值的增益校正值ΔG。 

$\mathrm{\ΔG}=\frac{A_{\mathrm{avg}\left(\mathrm{DC}\right)}}{A_{\mathrm{avg}\left(\mathrm{AC}\right)}}\·\·\·\left(8\right)$

另一方面，关于偏移电压，通过下面的公式(9)、(10)，求出直流侧和交流侧的每半波的120度期间的半波整流平均值H_avg+、H_avg-，根据下面的公式(11)的关系，分别求出交流侧电流偏移分量V_offset(AC)和直流侧电流偏移分量V_offset(DC)(参照图3)。 

$H_{\mathrm{avg}+}=A\frac{3\sqrt{3}}{2\mathrm{\π}}+V_{\mathrm{offset}}\·\·\·\left(9\right)$

$H_{\mathrm{avg}-}=A\frac{3\sqrt{3}}{2\mathrm{\π}}-V_{\mathrm{offset}}\·\·\·\left(10\right)$

V_offset＝(H_avg+-H_avg-)………(11) 

另外，在交流侧，难以分离运转中的检测电流和放大器各自的偏移，所以，从信号中除去交流侧电流偏移分量V_offset(AC)，并加上直流侧电流偏移分量V_offset(DC)。 

图7A、图7B示出基于上述电流检测法的控制部的结构。图7A示出从直流侧向交流侧流过电流的逆变换时的具有控制部11A的电流控制型电力转换装置的结构，图7B示出从交流侧向直流侧流过电流的正变换时的具有控制部11B的电流控制型电力转换装置的结构。另外，在图7A、图7B中，对与图1所示的电流控制型电力转换装置相同的结构部附加相同的参考编号，(其中，将电抗器L_r、L_S、L_t省略成L)。并且，在图7A、图7B中，省略了对通过并联电阻7检测出的直流侧的电流I_dc进行放大的放大器6。 

如图7A所示，进行从直流侧向交流侧流过电流的逆变换的电流控制型电力转换装置的控制部11A具有：加减器20，其对有效电力指令值p^* 和有效电力p进行减法运算；电力控制器21，其对来自加减器20的输出进行比例积分，并输出有效电流指令值Iq^*；非干扰电流控制部22，其根据来自电力控制器21的有效电流指令值Iq^*和无效电流指令值Id^*＝0，输出电压指令值Vi^*；空间向量调制部23，其根据来自非干扰电流控制部22的电压指令值Vi^*，向功率模块3输出PWM控制信号；最小脉冲宽度限制部24，其根据来自空间向量调制部23的定时信号，来限制由交流侧的电流传感器DCCT(图1的1、2)检测出的电流I_r、I_s的校正处理；电流校正部25，其根据来自最小脉冲宽度限制部24的控制信号、通过并联电阻7检测出的直流侧的电流I_dc、和来自电流传感器DCCT的电流I_r、I_s，来运算增益校正值ΔG、交流侧电流偏移分量V_offset(AC)、和直流侧电流偏移分量V_offset(DC)；作为交流侧电流偏移校正部的一例的减法器26，其分别从电流I_r、I_s中减去来自电流校正部25的交流侧电流偏移分量V_offset(AC)；作为交流侧电流振幅校正部的一例的乘法器27，其将来自电流校正部25的增益校正值ΔG与减法器26的输出相乘；作为交流侧电流偏移加法部的一例的加法器28，其将来自电流校正部25的直流侧电流偏移分量V_offset(DC)与乘法器27的输出相加；以及坐标变换器29，其根 据来自加法器28的校正后的电流I_r、I_s，通过二相/三相变换，向非干扰电流控制部22输出有效电流Id和无效电流Id。 

上述电流校正部25具有：偏移校正部25a，其使用在第3开关状态时通过并联电阻7检测出的直流侧电流作为偏移分量，在第1开关状态和第2开关状态时校正上述直流侧电流的偏移；振幅校正值运算部25b，其根据由上述偏移校正部25a校正了偏移后的上述直流侧电流中与交流侧电流的规定相的电流量(电流I_r、I_s)对应的电流量、和上述交流侧电流的规定相的电流量(电流I_r、I_s)，来运算用于对上述交流侧电流的规定相的电流量(电流I_r、I_s)的振幅进行校正的作为振幅校正值的增益校正值ΔG；直流侧电流偏移分量运算部25c，其根据由上述偏移校正部25a校正了偏移后的上述直流侧电流中与上述交流侧电流的规定相的电流量(电流I_r、I_s)对应的电流量，来运算直流侧电流偏移分量V_offset(DC)；以及交流侧电流偏移分量运算部25d，其根据上述交流侧电流的规定相的电流量(电流I_r、I_s)，来运算交流侧电流偏移分量V_offset(AC)。 

另一方面，如图7B所示，在进行从交流侧向直流侧流过电流的正变换的电流控制型电力转换装置的控制部11B中，代替图7A所示的控制部11A的加减器20和电力控制器21，具有：加减器30，其对电压指令值V_dc ^*和电压值V_dc进行减法运算；以及电压控制器31，其对来自上述加减器30的输出进行比例积分，并输出有效电流指令值Iq^*。 

在上述图7A、图7B所示的电流控制型电力转换装置的检测定时中，由于电压控制率、载波频率、停顿时间，120度区间的两端的电压向量的输出时间变短，有时无法检测。因此，作为利用最小脉冲宽度进行限制的块，设置最小脉冲宽度限制部24，电压向量的输出时间比最小脉冲宽度短时，停止电流I_r、I_s的校正。 

根据上述结构的电流控制型电力转换装置，能够以简单的结构对交流侧的电流传感器1、2的振幅、偏移、温度漂移进行补偿，能够使用便宜的电流传感器以降低成本。 

并且，电流控制型电力转换装置通过使用选择每60度不同的6个电压向量的空间向量调制法的脉冲宽度调制来控制功率模块3，在该电流控 制型电力转换装置中，在第1开关状态和第2开关状态时通过并联电阻7和放大器6检测出的直流侧电流具有与交流侧电流的规定相的电流量对应的电流量。可以利用该直流侧电流中与交流侧电流的规定相的电流量对应的电流量，来校正由电流传感器1、2检测出的上述交流电流的偏移和振幅。 

并且，在使用交流侧电流偏移分量V_offset(AC)校正了交流侧电流的规定相的电流量的偏移后，使用增益校正值ΔG来校正交流侧电流的规定相的电流量即电流I_r、I_s的振幅，将直流侧电流偏移分量V_offset(DC)与校正了振幅后的电流I_r、I_s相加，由此，能够校正难以分离放大器的偏移的由电流传感器1、2检测出的交流侧电流I_r、I_s的振幅和偏移。 

并且，如表1所示，在第1开关状态和第2开关状态时由直流侧电流检测部(6、7)检测出的直流侧电流中相邻的两个上述规定的120度区间的电流量，对应于上述规定的120度区间的交流侧电流的规定相的电流量，由此，通过求出在上述规定的120度区间中相对应的直流侧电流的电流量和交流侧电流的规定相的电流量各自的平均值，能够容易地运算振幅校正值。并且，能够容易地运算在上述规定的120度区间中相对应的直流侧电流的电流量和交流侧电流的规定相的电流量各自的偏移分量。 

并且，在起动时，由上述交流侧电流振幅校正部即乘法器27校正交流侧电流的振幅、并由交流侧电流偏移校正部即减法器26和交流侧电流偏移加法部即加法器28校正交流侧电流的偏移，由此，能够消除交流侧电流的振幅、偏移的偏差。另外，在起动时，也可以仅进行交流侧电流振幅的校正或交流侧电流偏移的校正的任意一方。 

并且，在运转中，由上述交流侧电流振幅校正部即乘法器27校正交流侧电流的振幅、并由交流侧电流偏移校正部即减法器26和交流侧电流偏移加法部即加法器28校正交流侧电流的偏移，由此，能够消除交流侧电流的振幅、偏移的温度漂移。另外，在运转中，也可以仅进行交流侧电流振幅的校正或交流侧电流偏移的校正的任意一方。 

Claims (7)

1.一种电流控制型电力转换装置，其特征在于，该电流控制型电力转换装置具有：

转换部(3)，其具有构成三相电桥电路的6个开关元件，将三相交流电压转换为直流电压或者将直流电压转换为三相交流电压；

交流侧电流检测部(1、2)，其检测上述转换部(3)的交流侧电流；

直流侧电流检测部(6、7)，其检测上述转换部(3)的直流侧电流；以及

控制部(11、11A、11B)，其根据由上述交流侧电流检测部(1、2)检测出的上述交流侧电流和由上述直流侧电流检测部(6、7)检测出的上述直流侧电流，通过使用空间向量调制法的脉冲宽度调制来控制上述转换部(3)，

上述控制部(11、11A、11B)根据由上述直流侧电流检测部(6、7)检测出的上述直流侧电流中与上述交流侧电流的规定相的电流量对应的电流量，校正由上述交流侧电流检测部(1、2)检测出的上述交流侧电流的振幅和偏移，

上述控制部(11、11A、11B)通过上述使用空间向量调制法的脉冲宽度调制来控制上述转换部(3)，该空间向量调制法如下所示，即，在上述转换部(3)中，使与上述三相交流电压的各相连接的成对的上臂侧的开关元件和下臂侧的开关元件的一方接通、另一方断开，对上述上臂侧的开关元件中的一个接通另两个断开的第1开关状态、上述上臂侧的开关元件中的两个接通另一个断开的第2开关状态、以及上述上臂侧的开关元件的三个接通或断开的第3开关状态进行组合，从而选择每60度不同的6个电压向量，

并且，上述控制部(11、11A、11B)具有：

偏移校正部(25a)，其使用在上述第3开关状态时由上述直流侧电流检测部(6、7)检测出的上述直流侧电流作为偏移分量，校正在上述第1开关状态和第2开关状态时由上述直流侧电流检测部(6、7)检测出的上述直流侧电流的偏移；

振幅校正值运算部(25b)，其根据由上述偏移校正部(25a)校正了偏移后的上述直流侧电流中与上述交流侧电流的规定相的电流量对应的电流量、和由上述交流侧电流检测部(1、2)检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量，运算用于对上述交流侧电流的规定相的电流量的振幅进行校正的振幅校正值；

直流侧电流偏移分量运算部(25c)，其根据由上述偏移校正部(25a)校正了偏移后的上述直流侧电流中与上述交流侧电流的规定相的电流量对应的电流量，运算直流侧电流偏移分量；以及

交流侧电流偏移分量运算部(25d)，其根据由上述交流侧电流检测部(1、2)检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量，运算交流侧电流偏移分量，

使用由上述振幅校正值运算部(25b)运算出的上述振幅校正值、由上述交流侧电流偏移分量运算部(25d)运算出的上述交流侧电流偏移分量、以及由上述直流侧电流偏移分量运算部(25c)运算出的上述直流侧电流偏移分量，校正由上述交流侧电流检测部(1、2)检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量的振幅和偏移。

2.根据权利要求1所述的电流控制型电力转换装置，其特征在于，

上述控制部(11、11A、11B)具有：

交流侧电流偏移校正部(26)，其使用由上述交流侧电流偏移分量运算部(25d)运算出的上述交流侧电流偏移分量，校正由上述交流侧电流检测部(1、2)检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量的偏移；

交流侧电流振幅校正部(27)，其使用由上述振幅校正值运算部(25b)运算出的上述振幅校正值，校正由上述交流侧电流偏移校正部(26)校正了偏移后的上述交流侧电流的规定相的电流量的振幅；以及

交流侧电流偏移加法部(28)，其将由上述直流侧电流偏移分量运算部(25c)运算出的上述直流侧电流偏移分量，与由上述交流侧电流振幅校正部(27)校正了振幅后的上述交流侧电流的规定相的电流量相加。

3.根据权利要求2所述的电流控制型电力转换装置，其特征在于，

上述振幅校正值运算部(25b)根据由上述偏移校正部(25a)校正了偏移后的上述直流侧电流中隔着30度间隔而相邻的规定的120度区间的电流量、和与上述规定的120度区间对应的上述交流侧电流的规定相的电流量，运算上述振幅校正值，

上述直流侧电流偏移分量运算部(25c)根据由上述偏移校正部(25a)校正了偏移后的上述直流侧电流中相邻的两个上述规定的120度区间的电流量，运算上述直流侧电流偏移分量，

上述交流侧电流偏移分量运算部(25d)根据由上述交流侧电流检测部(1、2)检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量中相邻的两个上述规定的120度区间的电流量，运算上述交流侧电流偏移分量。

4.根据权利要求3所述的电流控制型电力转换装置，其特征在于，

上述振幅校正值运算部(25b)运算由上述偏移校正部(25a)校正了偏移后的上述直流侧电流中上述规定的120度区间的电流量的全波整流平均值，并且，运算与上述规定的120度区间对应的上述交流侧电流的规定相的电流量的全波整流平均值，根据上述直流侧电流的全波整流平均值和上述交流侧电流的规定相的电流量的全波整流平均值，运算上述振幅校正值。

5.根据权利要求3所述的电流控制型电力转换装置，其特征在于，

上述直流侧电流偏移分量运算部(25c)根据由上述偏移校正部(25a)校正了偏移后的上述直流侧电流中相邻的两个上述规定的120度区间各自的电流量的半波整流平均值，运算上述直流侧电流偏移分量，

上述交流侧电流偏移分量运算部(25d)根据由上述交流侧电流检测部(1、2)检测出的上述交流侧电流的规定相的电流量中相邻的两个上述规定的120度区间各自的电流量的半波整流平均值，运算上述交流侧电流偏移分量。

6.根据权利要求1所述的电流控制型电力转换装置，其特征在于，

上述控制部(11、11A、11B)在起动时，进行上述交流侧电流振幅的校正或上述交流侧电流偏移的校正的至少一方。

7.根据权利要求1所述的电流控制型电力转换装置，其特征在于，

上述控制部(11、11A、11B)在运转中，进行上述交流侧电流振幅的校正或上述交流侧电流偏移的校正的至少一方。

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