電力轉換裝置、具備其的電動機驅動裝置、具備其的鼓風機、壓縮機、以及具備這些的空調 ...的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力轉換裝置、具備其的電動機驅動裝置、具備其的鼓風機、壓縮機、以及具備這些的空調機、冰箱和制冷機。
【背景技術】
[0002]在電力轉換裝置中，例如對流入電動機等的3相負載的各相電流進行檢測，并基于該各相電流來控制負載，其中，該電力轉換裝置是通過將構成PWM調制方式的3相逆變器的開關元件的導通/斷開(0N/0FF)狀態組合來生成3相交流電壓并供給負載的。
[0003]作為檢測流入3相負載的各相電流的方法，存在有設置與構成逆變器的開關元件串聯連接的電流傳感器或分流電阻的方式。作為設置分流電阻的結構存在:設置對直流電源與逆變器裝置間的電流進行檢測的電源分流電阻的結構；以及在下橋臂開關元件與直流電源的負極側之間，設置檢測該相的相電流的下橋臂分流電阻的結構。在設置電源分流電阻或下橋臂分流電阻的結構中，由于需要按各相位確定檢測的相電流，而使得控制軟件復雜化。此外，在設置有電源分流電阻的結構中，在僅能夠檢測一相電流的情況下，為了檢測兩相電流而需要進行通電調節。也就是說，在I個開關周期內，將檢測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無法由下橋臂分流電阻檢測的相電流進行檢測”，從而不需要進行各相位的檢測電流的確定、通電調節、時間序列的電流檢測，而以簡單的控制軟件就能夠檢測相電流(例如專利文獻I)。
[0004]專利文獻1:日本特開2006 - 67747號公報
【發明內容】
[0005]在設置分流電阻的結構中，為了不影響逆變器的動作，且不消耗額外的電力，需要將分流電阻的電阻值設定得足夠小。為了對流入該分流電阻的電流進行檢測，需要對分流電阻的兩端電壓進行放大后輸入控制單元，因此需要在控制單元的前級設置放大單元。
[0006]在上述專利文獻I所述的技術中，需要將下橋臂分流電阻的兩端電壓和電源分流電阻的兩端電壓輸入控制單元，因此在設置2相的下橋臂分流電阻和電源分流電阻的結構中，至少需要三個放大單元，在設置3相的下橋臂分流電阻和電源分流電阻的結構中，至少需要4個放大單元。
[0007]此外，在下橋臂分流電阻和電源分流電阻的電阻值不同的情況下，對下橋臂分流電阻的兩端電壓進行放大的放大單元和對電源分流電阻的兩端電壓進行放大的放大單元的增益也不同，因此因硬件所引發的檢測值的偏差增大。
[0008]進而，因為要通過電源分流電阻來對無法由下橋臂分流電阻檢測出的相電流進行檢測，因此控制步驟變得復雜。
[0009]因此，在上述專利文獻I所述的技術中，存在如下問題，由于放大單元的增加、對檢測值的偏差的抑制、以及控制步驟的復雜化等，可能會導致裝置的大型化、高成本化。
[0010]本發明鑒于上述問題而完成，其目的在于，提供一種不會導致裝置的大型化、高成本化，并能夠擴大各相電流的檢測期間，實現基于各相電流的控制的高精度化的電力轉換
目.0
[0011]為了解決上述問題并達到目的，本發明涉及的一種電力轉換裝置，其將從直流電源供給的直流電轉換為對負載裝置供給的3相交流電，上述電力轉換裝置包括:逆變器，將由上橋臂開關元件以及下橋臂開關元件構成的橋臂以3相并聯連接而構成；電源分流電阻，其設置于上述直流電源的負電壓側與上述逆變器之間；各相下橋臂分流電阻，其分別設置于3相之中的至少2相的上述各相下橋臂開關元件與上述電源分流電阻之間；各相下橋臂電壓檢測部，其對上述各相下橋臂開關元件和上述各相下橋臂分流電阻的各連接點與上述直流電源的負電壓側之間的電壓進行檢測；以及控制部，其基于上述各相下橋臂電壓檢測部的各檢測值，計算流入上述負載裝置的各相電流，并基于該各相電流，生成與上述各相上橋臂開關元件以及上述各相下橋臂開關元件對應的6個驅動信號。
[0012]根據本發明，具有如下效果，不會導致裝置的大型化、高成本化，并能夠擴大各相電流的檢測期間，實現基于各相電流的控制的高精度化。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示實施方式I涉及的電力轉換裝置的一個結構示例的圖。
[0014]圖2是表示實施方式I涉及的電力轉換裝置的控制部的一個結構示例的圖。
[0015]圖3是表示空間矢量調制方式下的各相上橋臂開關元件的導通/斷開(0N/0FF)狀態與逆變器的輸出電壓矢量的關系的圖。
[0016]圖4是表示逆變器的輸出電壓矢量為實矢量Vl (100)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0017]圖5是表示逆變器的輸出電壓矢量為實矢量V2 (010)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0018]圖6是表示逆變器的輸出電壓矢量為實矢量V3 (001)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0019]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。
[0020]圖8是表示逆變器的輸出電壓矢量為實矢量V4 (110)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0021]圖9是表示逆變器的輸出電壓矢量為實矢量V5(011)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0022]圖10是表示逆變器的輸出電壓矢量為實矢量V6 (101)的情況下流入逆變器的各部的電流的圖。
[0023]圖11是表示實施方式2涉及的電力轉換裝置的一個結構示例的圖。
[0024]圖12是表示實施方式I涉及的電力轉換裝置的控制部的一個結構示例的圖。
[0025]圖13是表示在逆變器的輸出電壓矢量為實矢量Vl (100)的情況下，流入逆變器的各部的電流的圖。
[0026]圖14是表示在逆變器的輸出電壓矢量為實矢量V2 (010)的情況下，流入逆變器的各部的電流的圖。
[0027]圖15是表示在逆變器的輸出電壓矢量為實矢量V3 (001)的情況下，流入逆變器的各部的電流的圖。
[0028]圖16是表示在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。
[0029]圖17是表示在逆變器的輸出電壓矢量為實矢量V4(110)的情況下，流入逆變器的各部的電流的圖。
[0030]圖18是表示在逆變器的輸出電壓矢量為實矢量V5(011)的情況下，流入逆變器的各部的電流的圖。
[0031]圖19是表示在逆變器的輸出電壓矢量為實矢量V6 (101)的情況下，流入逆變器的各部的電流的圖。
[0032]符號的說明
[0033]I直流電源
[0034]2逆變器
[0035]3a U相上橋臂開關元件
[0036]3b V相上橋臂開關元件
[0037]3c W相上橋臂開關元件
[0038]3d U相下橋臂開關元件
[0039]3e V相下橋臂開關元件
[0040]3f W相下橋臂開關元件
[0041]4a至4f續流二極管
[0042]5電源分流電阻
[0043]6a U相下橋臂分流電阻
[0044]6b V相下橋臂分流電阻
[0045]6c W相下橋臂分流電阻
[0046]7、7a 控制部
[0047]8a U相下橋臂電壓檢測部
[0048]8b V相下橋臂電壓檢測部
[0049]8c W相下橋臂電壓檢測部
[0050]9負載裝置(電動機)
[0051]1UOa電流運算部
[0052]11電壓指令值計算部
[0053]12驅動信號生成部
[0054]13載波信號生成部
[0055]10UOOa電力轉換裝置
【具體實施方式】
[0056]下面，參照附圖，對本發明的實施方式涉及的電力轉換裝置進行說明。此外，本發明并不由以下所示的實施方式限定。
[0057]實施方式I
[0058]圖1是表示實施方式I涉及的電力轉換裝置的一個結構示例的圖。在圖1所示的示例中，實施方式I涉及的電力轉換裝置100構成為，將由直流電源I供給的直流電轉換為對負載裝置(在圖1所示的示例中為電動機)9供給的3相交流電。
[0059]如圖1所示，電力轉換裝置100具有以下用于向電動機9供給3相交流電的主要構成要素:逆變器2，其由3個橋臂構成，該3個橋臂包括:上橋臂開關元件3a至3c (這里，3a:U相，3b:V相，3c:ff相)以及下橋臂開關元件3d至3f (這里，3d:U相，3e:V相，3f:ff相);以及控制部7，其生成與各相上橋臂開關元件3a至3c以及各相下橋臂開關元件3d至3f對應的6個驅動信號，并分別輸出到各相上橋臂開關元件3a至3c以及各相下橋臂開關元件3d至3