逆变器装置、电动机驱动制冷空调以及发电系统

(19)民(19)民国家知局CN102396144申请日PCT/JP2009/057589WO2010/119526JA

JP特开2007-209166A,2007.08.16,JP2008-259267A,2008.10.23,JP2007-288941A,2007.11.01,JP2006-101686A,2006.04.13,员地址东(72)发明人有泽浩一中林下麦卓也篠本洋介晴和(74)专利机构中国国际贸易促进利商标人H02M7/5387H02P27/06JPJP2008-193839权利要求书2页说明书14页附图15(57)电流导通及切断的多个臂(4多个臂(4)中的至二极管9该多个开关元件具有寄生二极管，该CN102396144CN102396144CN102396144权利要求CN102396144逆变器装置；备：除此以外的臂具备： 所述第一开关元件是MOSFET。多个所述MOSFET中的至少一个是超结构造的MOSFET。所述第二开关元件是或MOSFET。 CN102396144权利要求CN102396144根据所述各相电压指令值对所述逆变器装置进行控制， [0004]专利文献1开平10-327585号公报(权利要求 [0005][0006]dv/dt[0010][0011]本发明所涉及的逆变器装置具备使电流导通及切断的多个臂，所述多个臂中的至[0012]本发明所涉及的电驱动装置是驱动电的电驱动装置，具备上述逆变[0013]本发明所涉及的制冷空调装置具备上述电驱动装置以及由上述电驱动 111 two-phasemodulation)中的开关模式的一例的图。 器U相电位的一例的图。5 671 ：415a16232425pn：单相工业电力系53系统连结6162波电63连结继电64101关元件；101a～101f102102a～6 成的下侧开关元件6串联连接。 的MOSFET串联连接。[0053]另外nMOSFET的上侧开5与由n沟道MOSFET6(commonsource)方式反向串联连接。的MOSFET反向串联连接。 224a～4f16 载装置16。 9f 生二极管8a～8f。 造的MOSFET的以往的逆变器电路的问题。 供给例如电1。 个开关元件101a～101f的电路。 元件101a～101f附带的寄生二极管102a～102f的恢复损失。[0092]20MOSFET[0093]UU101a和U101d都处于断开状态。而且在负载电流(回流电流)流过U相下侧的寄生二极管102d时将U相上侧的开关元件101a接通的情况。[0095]102d[0096]因此20U上侧的开关元101a接通生二极102d反向恢复时间的期间形成使直流电压源12短路的电路。也就是说，在该期间内，U相上侧101aU102d[0097]MOSFET102使用于开关元件101关的切换时由于寄生二极管102的存在而形成等效短路电路[0102]2 [0106]例如U相。U相上侧的4a和U相下侧的4d都处于断开状态。因此通过寄生二极管8d堵上负载电流流向上侧开关元件5的导通路径。负载电流不会流过反向恢复时间长的寄生二极管7d。负载电流也不会流过寄生二极管7d时恢复电流流过上侧开关元件5和下侧开关元件6。 向恢复时间堵上在臂4的切换时负载电流流向上侧开关元件5的导通路径，能够 另外4具备与上侧开关元件5及下侧开关元件6并联连接的续流二极管9。因 另外当对下侧开关元件6使用低耐压的MOS-FET时不仅沟道电阻低而且内建电势(built-inpotential)(由耗尽层区域内的电场产生的电位差)低因此能够将导通电 此外在本实施方式中示出了使用SJ构造的MOSFET的逆变器电路2的情况但 步防止因臂4内的上侧开关元件5与下侧开关元件6的反向恢复时间的特性差异引起的短[0123] [0133]102元10例如由包括电阻·电容器等的分压电路、A/D转换放大器等构成。电压检测单元将检测到的电压输入到控制部11。11对逆变器电路2进行(PulseWidthModulation脉宽调制)控制驱动电1。后[0136]11A/D10[0139][0140]在此说明使用(PulseWidthModulation脉宽调制)的电驱动运转。[0141]的数据(信息)等来对电1进行驱动运转。得到电电流的数据。另控制部11经由电压检测单元10还能够得到母线电压的数据。控制部11根据这些数据进行运算来生成占空信号(dutysignals以下称为信号)，使臂4内的上侧开关元件5a～5f和下侧开关元件6a～6f进行动作来对电1施加电压，从而进行电1的驱动运转控制。[0143]在此说明控制部11根据电电流Iu和Iw生成输出到逆变器电路2的信[0146]Iw[0148][0149]11值进行坐标转出励磁电流成γIγ和转矩电流δ轴电)Iδ。具体地说如下进行通过将电电流Iu～Iw代入如下式(1)所示的转换矩阵[C1]并进行来算出励磁电流Iγ和转矩电流Iδ。其中(1)式中的θ为逆变器旋转角且旋 标系一般称为dq坐标系。 γ和δ Iγ转矩电流Iδ和频率指令f＊进行包括速度控制的各种矢量控制，求出下一次的γ轴电压指令Vγ＊和δV＊。[0156] [0160] 接着通过控制部11所具有的信号占空生成单元根据逆变器电路2的各相电压指令Vu＊～Vv＊与从电压检测单元10得到的母线电压Vdc的比率(各相电压指令相对于Vdc的比率)运算各臂4内的开关元件的ON时间(或者OFF时间)Tup～Twn。 [0163]此外，各4内的开ONOFF)Tup～Twn的计算并不限定[0164]间得到的信号作为信号Up～Wn发送到逆变器电路2。电流对逆变器电路2进行控制来驱动电1。 [0171]于上述实施方式2。此结构与上述实施方式2相同一部分附加同一标记。[0174]本实施方式中的逆变器2的下4d～4f分别由一个开13d～13f13d～13f9d～9f 此外逆变器电路2的上臂(臂4a～4c)的结构与上述实施方式2相同。 (载波频率开关速度恢复损失的程度获取性等)而也可以使用MOSFET。[0177]13d～13f[0178]9d～9f[0179]接着说明本实施方式中的电驱动装置的动作。[0182]2的下臂接通中的某一三相部逻辑状态存在8种(23＝8)。即，输出状态(8种。在作为各臂4的开关动作的状态表关于上臂的逻辑，将ON状态设“1”，将OFF状态设“0如下定义具有矢量长度1)0)1)00)1)10)的情况称为矢量V6。W相上臂逻辑V相上臂逻辑U相上臂逻辑状态)＝(000)的情况称为矢1 成上臂。在这种情况下控制部11通过高电平固定两相调制对逆变器电路2进行控制。 13a～13c9a～9c 此外逆变器电路2的下臂(臂4d～4f)的结构与上述实施方式2相同。 (载波频率开关速度恢复损失的程度获取性等)而也可以使用MOSFET。[0202]13a～13c[0203]9a～9c[0204]接着说明本实施方式中的控制部11的控制。[0205]图13是表示实施方式3所涉及的逆变器电路的高电平固定两相调制中的开 臂4模块化为一个去除引线电感增加等的噪声因素。能够减小安装面 2a(主控侧)和逆变器电路2b(从动侧)、电1用于检测流过电1的电电流的电流检测单元3a和3b电压检测单元10用于对逆变器电路2a和2b进行控制并驱动电1的例如控制部11。[0220]2b15a～15f14a～14f14a～14f9a～9f 此外本实施方式中的逆变器电路2b相当于本发明中“第二逆变器装置。 在本实施方式中由控制部11进行的主控侧的逆变器电路2a的控制是通上述实施方式1示出的方法进行输出。[0224]2b2a极性相应地进行将输出固定为P侧电位的运转(以下还称为“跟随P侧”。)、或将输出固定为[0225]图15是表示实施方式4所涉及的电驱动装置的U相电压指令和从动侧逆变器U相电位的一例的图。电路2b的上臂始终设为OFF(跟随N侧)。另外当主控侧的逆变器电路2a的指令电压为[0227]2a02bN侧中的某一个。 2b 用SJ构造的MOSFET但是在使用了存在寄生二极管或寄生电感的任意的开关元件 载装置16用于检测流过负载装置16的负载电流的电流检测单元3电压检测单元10、对逆变器电路2进行控制并控制负载装置16的控制部11。[0240]4a～4e4构成的情况。本发明并也可以将各臂4中的至少一个臂4由一个开关元件以及[0241]245[0243][0246]如图17所示，系统连结型能发电系统具备由多个能电池模块构成的能电池阵列51以及将能电池阵列51所产生的直流电力转换为交流电力并与单相工业电力系统52连结而进行电力提供的系统连结逆变器装置53。 继电器63将滤波电路62的输出电压连接到单相工业电力系统52或切断。电流检测单元3a检测逆变器电路2的输出电流。电流检测单元3c检测滤波电路62的输出电流。运算处理装置64根据电流检测单元3a3b的信息输出用于驱动逆变器电路2的信号。 具有各臂4a～4d。[0251]4内的上侧开关元5a～5d中使SJ构造MOSFET。在4内的下侧开关元件6a～6d中使用低耐压的MOSFET。在续流二极管9a～9f中使用反向恢复时间短的2 另外在能发电系统中逆变器电路2中的电力转换效率的增加与发电电力量的增加有关。因此通过电力转换效率的增加使用者能够得到的发电电力量。 如上所述本发明不仅能够使用于如实施方式1～5那样的与电1负载装[0257] 此外在本实施方