JP6341165B2 - 電力変換装置、相電流検出装置および相電流検出方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態に係る電力変換装置1の構成例を示す図である。図1に示す電力変換装置1は、直流電源2と電動機3との間に配置される。かかる電力変換装置1は、電力変換部10と、制御部20とを備える。
図4は、図1に示す制御部20の構成例を示す図である。上述したように、制御部20は、相電流検出部31、指令生成部32およびPWM制御部33を備える。以下、相電流検出部31、指令生成部32およびPWM制御部33の構成例を、指令生成部32、PWM制御部33、相電流検出部31の順に説明する。
図4に示すように、指令生成部32は、加算部51と、積分部52と、3相2相変換部53と、回転座標変換部54と、電流指令出力部55と、電流制御部56と、回転座標変換部57とを備える。
PWM制御部33は、電力変換部10から出力される複数種類の電圧ベクトルの出力順番がキャリア周期Tの前半と後半とで逆になるように電力変換部10に設けられた複数のスイッチング素子Swを制御する。
図4に示すように、相電流検出部31は、領域判定部40と、タイミング切替部41と、タイミング判定部42と、取得部43と、U相電流検出部44と、V相電流検出部45と、W相電流検出部46とを備える。
図11は、制御部20による処理の流れを示すフローチャートである。図11に示す処理は、例えば、繰り返し実行される処理である。
2 直流電源
3 電動機
10 電力変換部
11 コンデンサ
12 スイッチング部
13 母線電流検出部
15、15a、15b 直流母線
20 制御部
31 相電流検出部
32 指令生成部
33 PWM制御部
40 領域判定部
41 タイミング切替部
42 タイミング判定部
43 取得部
44 U相電流検出部
45 V相電流検出部
46 W相電流検出部
51 加算部
52 積分部
54 回転座標変換部
55 電流指令出力部
56 電流制御部
57 回転座標変換部
Claims (13)
- 複数のスイッチング素子を有し、直流電力と3相交流電力との間の電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部から出力される複数種類の電圧ベクトルの出力順番がキャリア周期の前半と後半とで逆になるように前記複数のスイッチング素子を制御するスイッチ制御部と、
前記電力変換部の直流側電流を検出する直流側電流検出部と、
前記複数種類の電圧ベクトルのうち同一種類の電圧ベクトルが出力される前記キャリア周期の前半のタイミングと後半のタイミングのうちのいずれか一方のタイミングにおいて前記直流側電流検出部により検出された前記直流側電流に基づき、3相の相電流のうち1相の相電流を検出する相電流検出部と、を備え、
前記相電流検出部は、
前記一方のタイミングとするタイミングを前記前半のタイミングと前記後半のタイミングとで交互に切り替えるタイミング切替部を備え、
前記タイミング切替部は、
前記前半のタイミングと前記後半のタイミングの中から前記一方のタイミングとするタイミングを前記キャリア周期のn倍(nは自然数)の周期で交互に切り替える
ことを特徴とする電力変換装置。 - 複数のスイッチング素子を有し、直流電力と3相交流電力との間の電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部から出力される複数種類の電圧ベクトルの出力順番がキャリア周期の前半と後半とで逆になるように前記複数のスイッチング素子を制御するスイッチ制御部と、
前記電力変換部の直流側電流を検出する直流側電流検出部と、
前記複数種類の電圧ベクトルのうち同一種類の電圧ベクトルが出力される前記キャリア周期の前半のタイミングと後半のタイミングのうちのいずれか一方のタイミングにおいて前記直流側電流検出部により検出された前記直流側電流に基づき、3相の相電流のうち1相の相電流を検出する相電流検出部と、を備え、
前記相電流検出部は、
前記一方のタイミングとするタイミングを前記前半のタイミングと前記後半のタイミングとで交互に切り替えるタイミング切替部と、
前記一方のタイミングのうち前記電圧ベクトルが出力される期間の中央タイミングを判定するタイミング判定部と、
前記タイミング判定部によって判定された前記中央タイミングで前記直流側電流検出部の検出結果を取得する取得部と、を備える
ことを特徴とする電力変換装置。 - 複数のスイッチング素子を有し、直流電力と3相交流電力との間の電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部から出力される複数種類の電圧ベクトルの出力順番がキャリア周期の前半と後半とで逆になるように前記複数のスイッチング素子を制御するスイッチ制御部と、
前記電力変換部の直流側電流を検出する直流側電流検出部と、
前記複数種類の電圧ベクトルのうち同一種類の電圧ベクトルが出力される前記キャリア周期の前半のタイミングと後半のタイミングのうちのいずれか一方のタイミングにおいて前記直流側電流検出部により検出された前記直流側電流に基づき、3相の相電流のうち1相の相電流を検出する相電流検出部と、を備え、
前記相電流検出部は、
前記一方のタイミングとするタイミングを前記前半のタイミングと前記後半のタイミングとで交互に切り替えるタイミング切替部と、
前記一方のタイミングにおいて前記キャリア周期毎に前記直流側電流検出部で検出された前記直流側電流に基づき、前記3相の相電流のうち前記1相の相電流を検出する第1検出部と、
前記キャリア周期におけるキャリアの山および谷の少なくとも一方に対応するタイミングで前記直流側電流検出部によって検出される前記直流側電流に基づき、前記3相の相電流のうち前記第1検出部によって検出される相電流とは異なる1相の相電流を検出する第2検出部と、
前記第1検出部の検出結果と前記第2検出部の検出結果に基づいて、前記3相の相電流のうち前記第1検出部および前記第2検出部によって検出される相電流とは異なる1相の相電流を検出する第3検出部と、を備える
ことを特徴とする電力変換装置。 - 前記相電流検出部は、
前記キャリア周期毎に前記一方のタイミングにおいて前記直流側電流検出部により検出された前記直流側電流に基づき、前記3相の相電流のうち前記1相の相電流を検出する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の電力変換装置。 - 前記相電流検出部は、
前記直流側電流検出部により検出された前記直流側電流を、前記電力変換部から出力されている前記電圧ベクトルの種類に対応する前記1相の相電流の検出値または当該検出値の極性反転値として検出する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の電力変換装置。 - 電圧指令ベクトルを生成する指令生成部を備え、
前記タイミング切替部は、
前記電圧指令ベクトルに基づいて決定される領域が切り替わる場合に、当該切り替わり前後の領域の関係に基づき、当該切り替わり前後での前記一方のタイミングとするタイミングの切り替えを停止する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記相電流検出部は、
前記電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を有する2種類の基本電圧ベクトルで挟まれる領域を判定する領域判定部を備え、
前記タイミング切替部は、
前記領域判定部によって判定される領域が切り替わる場合に、当該切り替わり前後の領域の関係に基づき、当該切り替わり前後での前記一方のタイミングとするタイミングの切り替えを停止する
ことを特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力と3相交流電力との間の電力変換を行う電力変換部から出力される複数種類の電圧ベクトルの出力順番がキャリア周期の前半と後半とで逆になるように前記複数のスイッチング素子を制御するスイッチ制御部と、
前記複数種類の電圧ベクトルのうち同一種類の電圧ベクトルが出力される前記キャリア周期の前半のタイミングと後半のタイミングのうちのいずれか一方のタイミングにおいて検出された前記電力変換部の直流側電流に基づき、3相の相電流のうち1相の相電流を検出する相電流検出部と、
前記前半のタイミングと前記後半のタイミングの中から前記一方のタイミングとするタイミングを交互に切り替えるタイミング切替部と、を備え、
前記タイミング切替部は、
前記前半のタイミングと前記後半のタイミングの中から前記一方のタイミングとするタイミングを前記キャリア周期のn倍(nは自然数)の周期で交互に切り替える
ことを特徴とする相電流検出装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力と3相交流電力との間の電力変換を行う電力変換部から出力される複数種類の電圧ベクトルの出力順番がキャリア周期の前半と後半とで逆になるように前記複数のスイッチング素子を制御するスイッチ制御部と、
前記複数種類の電圧ベクトルのうち同一種類の電圧ベクトルが出力される前記キャリア周期の前半のタイミングと後半のタイミングのうちのいずれか一方のタイミングにおいて検出された前記電力変換部の直流側電流に基づき、3相の相電流のうち1相の相電流を検出する相電流検出部と、
前記前半のタイミングと前記後半のタイミングの中から前記一方のタイミングとするタイミングを交互に切り替えるタイミング切替部と、を備え、
前記相電流検出部は、
前記一方のタイミングのうち前記電圧ベクトルが出力される期間の中央タイミングを判定するタイミング判定部と、
前記タイミング判定部によって判定された前記中央タイミングで前記電力変換部の直流側電流を検出する直流側電流検出部の検出結果を取得する取得部と、を備える
ことを特徴とする相電流検出装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力と3相交流電力との間の電力変換を行う電力変換部から出力される複数種類の電圧ベクトルの出力順番がキャリア周期の前半と後半とで逆になるように前記複数のスイッチング素子を制御するスイッチ制御部と、
前記複数種類の電圧ベクトルのうち同一種類の電圧ベクトルが出力される前記キャリア周期の前半のタイミングと後半のタイミングのうちのいずれか一方のタイミングにおいて検出された前記電力変換部の直流側電流に基づき、3相の相電流のうち1相の相電流を検出する相電流検出部と、
前記前半のタイミングと前記後半のタイミングの中から前記一方のタイミングとするタイミングを交互に切り替えるタイミング切替部と、を備え
前記相電流検出部は、
前記一方のタイミングにおいて前記キャリア周期毎に前記電力変換部の直流側電流を検出する直流側電流検出部で検出された前記直流側電流に基づき、前記3相の相電流のうち前記1相の相電流を検出する第1検出部と、
前記キャリア周期におけるキャリアの山および谷の少なくとも一方に対応するタイミングで前記直流側電流検出部によって検出される前記直流側電流に基づき、前記3相の相電流のうち前記第1検出部によって検出される相電流とは異なる1相の相電流を検出する第2検出部と、
前記第1検出部の検出結果と前記第2検出部の検出結果に基づいて、前記3相の相電流のうち前記第1検出部および前記第2検出部によって検出される相電流とは異なる1相の相電流を検出する第3検出部と、を備える
ことを特徴とする相電流検出装置。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力と3相交流電力との間の電力変換を行う電力変換部から出力される複数種類の電圧ベクトルの出力順番がキャリア周期の前半と後半とで逆になるように前記複数のスイッチング素子を制御することと、
前記複数種類の電圧ベクトルのうち同一種類の電圧ベクトルが出力される前記キャリア周期の前半のタイミングと後半のタイミングのうちのいずれか一方のタイミングにおいて前記キャリア周期毎に前記電力変換部の直流側電流を検出することと、
前記検出された前記直流側電流に基づき、3相の相電流のうち1相の相電流を検出することと、
前記前半のタイミングと前記後半のタイミングの中から前記一方のタイミングとするタイミングを交互に切り替えることと、を含み、
前記タイミングを交互に切り替えることは、
前記前半のタイミングと前記後半のタイミングの中から前記一方のタイミングとするタイミングを前記キャリア周期のn倍(nは自然数)の周期で交互に切り替える
ことを特徴とする相電流検出方法。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力と3相交流電力との間の電力変換を行う電力変換部から出力される複数種類の電圧ベクトルの出力順番がキャリア周期の前半と後半とで逆になるように前記複数のスイッチング素子を制御することと、
前記複数種類の電圧ベクトルのうち同一種類の電圧ベクトルが出力される前記キャリア周期の前半のタイミングと後半のタイミングのうちのいずれか一方のタイミングにおいて前記キャリア周期毎に前記電力変換部の直流側電流を検出することと、
前記検出された前記直流側電流に基づき、3相の相電流のうち1相の相電流を検出することと、
前記前半のタイミングと前記後半のタイミングの中から前記一方のタイミングとするタイミングを交互に切り替えることと、を含み、
前記3相の相電流のうち1相の相電流を検出することは、
前記一方のタイミングのうち前記電圧ベクトルが出力される期間の中央タイミングを判定することと、
判定された前記中央タイミングで前記直流側電流を検出することでの検出結果を取得することと、を含む
ことを特徴とする相電流検出方法。 - 複数のスイッチング素子を有して直流電力と3相交流電力との間の電力変換を行う電力変換部から出力される複数種類の電圧ベクトルの出力順番がキャリア周期の前半と後半とで逆になるように前記複数のスイッチング素子を制御することと、
前記複数種類の電圧ベクトルのうち同一種類の電圧ベクトルが出力される前記キャリア周期の前半のタイミングと後半のタイミングのうちのいずれか一方のタイミングにおいて前記キャリア周期毎に前記電力変換部の直流側電流を検出することと、
前記検出された前記直流側電流に基づき、3相の相電流のうち1相の相電流を検出することと、
前記前半のタイミングと前記後半のタイミングの中から前記一方のタイミングとするタイミングを交互に切り替えることと、を含み、
前記3相の相電流のうち1相の相電流を検出することは、
前記一方のタイミングにおいて前記キャリア周期毎に前記直流側電流を検出することで検出された前記直流側電流に基づき、前記3相の相電流のうち前記1相の第1相電流を検出することと、
前記キャリア周期におけるキャリアの山および谷の少なくとも一方に対応するタイミングで前記直流側電流を検出することによって検出される前記直流側電流に基づき、前記3相の相電流のうち前記第1相電流として検出される相電流とは異なる1相の第2相電流を検出することと、
前記第1相電流の検出結果と前記第2相電流の検出結果に基づいて、前記3相の相電流のうち前記第1相電流および前記第2相電流として検出される相電流とは異なる1相の第3相電流を検出すること、とを含む
ことを特徴とする相電流検出方法。
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