電力變換裝置的制造方法
【專利摘要】電阻器配置在變壓器和濾波電容器的電路之間，用于防止浪涌電流，所述電阻器與繼電器的接觸點并聯(lián)排列。于是，當(dāng)濾波電容器的電壓上升并超過規(guī)定值時，控制方法使繼電器做關(guān)閉操作；當(dāng)濾波電容器的電壓下降并低于規(guī)定值時，控制方法使繼電器做打開操作。為了使流過所述變壓器的電流不超過所述變壓器的最大允許電流，所述設(shè)定值比所述濾波電容器的最小電壓值高。
【專利說明】
電力變換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明的實施例涉及電力變換裝置，所述電力變換設(shè)備將交流電源的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?，在將所述直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹付l率的交流電壓。
【背景技術(shù)】
[0002]電力變換裝置包括整流電路、濾波電容器和逆變器。整流電路將商用交流電源的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?濾波電容器將所述整流電路的輸出電壓作濾波處理;逆變器將濾波電容器的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹付l率的交流電壓。商用交流電源和整流電路的電源線之間配置PTC熱敏電阻(一種電阻器，隨著溫度上升，電阻也會增大)WTC熱敏電阻用于防止浪涌電流。PTC熱敏電阻與繼電器接觸點并聯(lián)排列。
[0003]所述電力變換裝置中，事先將繼電器接觸點打開，使PTC熱敏電阻參與通電電路。這樣，電源打開后能夠浪涌電流。
[0004]接著，隨著濾波電容器的電壓上升，不用擔(dān)心浪涌電流。此時將繼電器接觸點關(guān)閉，使PTC熱敏電阻短路，PTC熱敏電阻斷開。當(dāng)商用電流電源的電壓暫時降低，濾波電容器的電壓低于整流電路的輸出電壓時，打開繼電器接觸點，使PTC熱敏電阻再次參與通電電路，即可防止浪涌電流。
[0005]【已有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0006]【專利文獻(xiàn)】
[0007]【專利文獻(xiàn)I】日本專利申請公開第2011-182568號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]【發(fā)明擬解決的問題】
[0009]上述的電力變換裝置中，電源線流過的電流較大，并且半導(dǎo)體開關(guān)打開關(guān)閉時也會產(chǎn)生電力損失，因此投入了 PTC熱敏電阻和可以分離的繼電器。然而，繼電器根據(jù)電力信號機(jī)械性的改變接觸點動作，從接收電力信號到接觸點實際打開關(guān)閉會有數(shù)msec時間的延遲。因為所述的時間延遲，可能不能防止浪涌電流。
[0010]本發(fā)明的實施例的目的是提供一種電力變換裝置，所述電力變換裝置能夠確實地防止浪涌電流。
[0011]【解決問題的方式】
[0012]權(quán)利要求1的電力變換裝置包括變壓器、濾波電容器、逆變器、電阻器、繼電器和控制手段。所述變壓器將商用交流電源的電壓變換為直流;所述濾波電容器與所述變壓器的輸出端連接;所述逆變器將所述濾波電容器的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷?，轉(zhuǎn)變后的交流電壓作為驅(qū)動電力輸出至負(fù)荷；電阻器配置在所述變壓器和所述濾波電容器的通電電路之間的電路，防止浪涌電流;繼電器與所述電阻器并聯(lián)連接，并且含有接觸點；所述濾波電容器的電壓上升至規(guī)定值以上時，控制手段使所述繼電器作關(guān)閉動作，所述濾波電容器的電壓低于設(shè)定值時，控制手段使所述繼電器作打開動作。為了使流過所述變壓器的電流不超過變壓器的最大限定電流值，所述設(shè)定值要高于所述濾波電容器的最小電壓值。
【附圖說明】
[0013]圖1為模塊圖，顯示了各實施例的構(gòu)成。
[0014]圖2為流程圖，顯示了第I實施例的控制方法。
[0015]圖3為流程圖，顯示了第I實施例中濾波電容器的電壓變化、繼電器驅(qū)動信號的變化和常開接觸點的變化。
[0016]圖4為流程圖，顯示了第2實施例的控制方法。
[0017]圖5為流程圖，顯示了第2實施例中濾波電容器的電壓變化、繼電器驅(qū)動信號的變化和常開接觸點的變化。
[0018]圖6為流程圖，顯示了第3實施例的控制方法。
[0019]圖7為流程圖，顯示了第3實施例中濾波電容器的電壓變化、繼電器驅(qū)動信號的變化和常開接觸點的變化。
[0020]圖8為流程圖，顯示了第4實施例的控制方法。
【具體實施方式】
[0021]下面參照圖對本發(fā)明的實施例1進(jìn)行說明。
[0022]如圖1所示，變壓器2連接商用三相交流電源I。變壓器2含有多個開關(guān)元件和多個二極管，將商用三相交流電源I的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。所述變壓器2的輸出端通過電阻器3和繼電器接觸點30a的并聯(lián)電路，與濾波電容器(電解電容器)4連接。電阻器3為PTC熱敏電阻，用于防止浪涌電流。繼電器接觸點30a是繼電器30的常開接觸點。
[0023]接著，逆變器10與濾波電容器4連接，無電刷DC電機(jī)(又稱為永磁同步電機(jī))M作為負(fù)荷與逆變器10的輸出端連接。逆變器10含有開關(guān)元件1132、了334、了5和了6。兩個開關(guān)元件T1、T2形成U形串聯(lián)電路，回流二極管分別與T1、T2反向并聯(lián)連接;兩個開關(guān)元件T3、T4形成V形串聯(lián)電路，回流二極管分別與Τ3、Τ4反向并聯(lián)連接;兩個開關(guān)元件Τ5、Τ6形成W行串聯(lián)電路，回流二極管分別與Τ5、Τ6反向并聯(lián)連接;濾波電容器4將電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹付l率的交流電壓，轉(zhuǎn)變后的交流電壓輸出至無電刷DC電機(jī)M，作為無電刷DC電機(jī)M的驅(qū)動電力。無電刷DC電機(jī)M的相卷線Lu、Lv、Lw分別與所述逆變器10的各串聯(lián)電路中兩個開關(guān)元件的相互接觸點連接。
[0024]通過NPN型晶體管22的集電極發(fā)射體，對上述繼電器30施加直流電壓Vd。NPN型晶體管22的基部與主控制部20連接。當(dāng)主控制部20提供高水平繼電器驅(qū)動信號時，NPN型驅(qū)動器22打開，當(dāng)主控制部20提供低水平繼電器驅(qū)動信號時，NPN型驅(qū)動器22關(guān)閉。NPN型晶體管22打開時，繼電器30的激磁線圈通電，繼電器接觸點30a關(guān)閉。也就是說，繼電器30為關(guān)閉動作。NPN型晶體管22關(guān)閉時，繼電器30的激磁線圈不通電，繼電器接觸點30a打開。也就是說，繼電器30為打開動作。
[0025]上述濾波電容器4的兩端連接電壓檢出部21。電壓檢出部21檢測出所述濾波電容器4產(chǎn)生的電壓Vdc。所述電壓檢出部21與主控制器20連接。
[0026]上述逆變器10的輸出端和無電刷DC電機(jī)M之間的各通電導(dǎo)線配置電流感應(yīng)器(電流變壓器)11、12、13。電流感應(yīng)器11、12、13分別檢測流過無電刷DC電機(jī)M的相卷線Lu、Lv、Lw的電流(相電流)。這些電流感應(yīng)器11、12、13與主控制部20連接。
[0027]主控制部20還與無傳感器.矢量控制部50連接。無傳感器.矢量控制部50含有電流檢出部51、速度推定運算部52、積分部53、減法部54、速度控制部55、運算部56、減法部57，58、電流控制部(第I電流控制部)61、電流控制部(第2電流控制部)62和PffM信號生成部。
[0028]電流檢出部51將電流感應(yīng)器11、12、13的檢測電流從3相轉(zhuǎn)變?yōu)?相，分別運算出無電刷DC電機(jī)M卷子軸上的磁場軸(d軸)坐標(biāo)和扭矩軸(q軸)坐標(biāo)，檢測出磁場成分電流(稱為d軸電流)ld和扭矩成分電流(q軸電流)lq。速度推定運算部52基于電流檢出部51檢測出的磁場成分電流Id和扭矩成分電流Iq，進(jìn)行運算推斷無電刷DC電機(jī)M的轉(zhuǎn)子速度coest。具體來說，使用磁場成分電流ld、扭矩成分電流lq、電流控制部61求得的磁場成分電壓Vd和電流控制部62求得的磁場成分電壓Vq進(jìn)行運算，推斷無電刷DC電機(jī)M中磁場成分速度發(fā)電力(又稱為d軸速度發(fā)電力)Ed，基于所述d軸速度發(fā)電力Ed的比例、積分控制(PI控制)運算，推斷轉(zhuǎn)子速度ω esto
[0029]積分部53將速度推定運算部52獲得的推斷轉(zhuǎn)子速度coest進(jìn)行積分，得到推斷轉(zhuǎn)子位置0est。所述推斷轉(zhuǎn)子位置0est被提供至電流檢測部51和PffM信號生成部63。減法部54將主控制部20傳來的目標(biāo)速度ω ref與轉(zhuǎn)子速度ω est作減法運算，得到目標(biāo)速度ω ref和推斷轉(zhuǎn)子速度ω ref之間的速度偏差。速度控制部55將減法部54獲得的速度偏差進(jìn)行比例、積分控制(PI控制)運算，獲得扭矩成分電流Iq的目標(biāo)值Iqref。運算部56從扭矩成分電流Iq的目標(biāo)值Iqref計算磁場成分電流Id的目標(biāo)值Idref。減法部57將目標(biāo)值Idref與磁場成分電流Id作減法，獲得目標(biāo)值Idref和磁場成分電流Id之間的偏差△ Id。運算部58將目標(biāo)值IqRef與扭矩成分電流Iq作減法，獲得目標(biāo)值Iqref和扭矩成分電流Iq之間的偏差Δ Iq。
[0030]電流控制部61根據(jù)偏差ΔId的比例、積分控制(PI控制)運算，將無電刷DC電機(jī)M中轉(zhuǎn)子軸上的d軸坐標(biāo)換算，得到磁場成分電壓Vd。電流控制部62根據(jù)偏差A(yù)Iq的比例、積分控制(PI控制)運算，將無電刷DC電機(jī)M中轉(zhuǎn)子軸上的q軸坐標(biāo)換算，得到磁場成分電壓Vq。PWM信號生成部根據(jù)磁場部分電壓Vd、扭矩成分電壓Vq和推定轉(zhuǎn)子位置0est，對逆變器10生成脈沖幅調(diào)制信號(又稱為PWM信號)。所述PffM信號使逆變器10的開關(guān)元件T1-T6打開或關(guān)閉，從逆變器10產(chǎn)生驅(qū)動電壓Vu、Vv、Vw，輸出至無電刷DC電子M的相卷線Lu、Lv、Lw。于是，能夠在短時間內(nèi)控制無電刷DC電機(jī)M的速度達(dá)到目標(biāo)速度。
[0031 ] 主控制部20通過下面(I) - (3)的方法發(fā)揮主要機(jī)能。
[0032](I)當(dāng)濾波電容器4的電壓(電壓檢出部21的檢出電壓)Vdc上升并高于規(guī)定值V2時，第I控制手段使繼電器產(chǎn)生關(guān)閉動作，關(guān)閉繼電器接觸點30a。
[0033](2)負(fù)荷大小未到指定值(輕負(fù)荷)，濾波電容器4的電壓Vdc下降并低于預(yù)先設(shè)定的第I設(shè)定值VI’(〈V2)時，第2控制手段使繼電器30產(chǎn)生打開動作，打開繼電器接觸點30a。由于第I設(shè)定值VI’低于規(guī)定值V2，為了使流過變壓器2的電流不超過變壓器2的容許最大電流，第I設(shè)定值VI’需要高于濾波電容器4的最小電壓值VI。變壓器2的容許最大電流是變壓器2內(nèi)開關(guān)元件或二極管的最大額定電流。
[0034](3)負(fù)荷大小超過指定值(中負(fù)荷或重負(fù)荷)，濾波電容器4的電壓Vdc下降并低于第2設(shè)定值(高于上述第I設(shè)定值VI’)，第3控制手段使繼電器30產(chǎn)生打開動作，打開繼電器接觸點30a。第2設(shè)定值使用規(guī)定值V2。下面將第2設(shè)定值設(shè)定為規(guī)定值符號“V2”。
[0035]下面，參照圖2的流程圖和圖3的時間圖對主控制部20的控制方式進(jìn)行說明。
[0036]如果使用商用三相交流電源I，所述商用三相交流電源I的電壓通過變壓器2轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷篤a。所述直流電壓Va施加至濾波電容器4。濾波電容器4被施加電壓后，其電壓Vdc上升。
[0037]所述電源投入時，變壓器2輸出電壓Va和濾波電容器4的電壓Vdc之間的差為“Va-￥如”，從商用三相交流電源1至濾波電容器4的線路阻抗為2，于是得出浪涌電流為11=(￥&-Vdc)/Z。浪涌電流從變壓器2流動至濾波電容器4?？墒?，當(dāng)變壓器2和濾波電容器4電路之間的繼電器接觸點30a開放，電阻器3投入時，實際流過的電流發(fā)生變化。此時電流為Iy =(Va — Vdc)/(Z+R)。所述電流Iy值不超過變壓器2的容許最大電流。這樣，能夠防止變壓器2的開關(guān)元件和二極管被破壞。
[0038]濾波電容器4的電壓Vdc上升時(步驟SI的YES)，主控制部20將濾波電容器4的電壓Vdc與規(guī)定值(=第2設(shè)定值)V2比較(步驟S2)。于是，當(dāng)電壓Vdc達(dá)到規(guī)定值V2時(步驟S2為YES)，主控制部20認(rèn)為不用擔(dān)心浪涌電流。主控制部20將繼電器的啟動信號設(shè)為高水平，打開晶體管22，于是繼電器30為通電狀態(tài)(關(guān)閉動作)(步驟S3)。繼電器30通電時繼電器接觸點30a關(guān)閉，使電阻器3短路。也就是說，變壓器2和濾波電容器4之間的電路與電阻器3分開。另外，繼電器接點30a為機(jī)械性可動，也就是機(jī)械接觸點。當(dāng)繼電器驅(qū)動信號D設(shè)定為高水平時，繼電器30接觸點30a的關(guān)閉時間會有ms ec的時間延遲12。
[0039]另一方面，商用三相交流電源I的電源低下時，伴隨著所述電源電壓的低下，變壓器2的輸出電壓也會變低。此時為了繼續(xù)給作為負(fù)荷的無電刷DC電機(jī)M提供電力，濾波電容器4的電壓Vdc下降。
[0040]濾波電容器4的電壓Vdc下降時(步驟SI的NO、步驟S4的YES)，主控制器20基于無感應(yīng).矢量控制部50中扭矩成分電流Iq，判定負(fù)荷的大小(步驟S5) ο具體來說，當(dāng)扭矩成分電流Iq未達(dá)到指定值時，主控制器20判定負(fù)荷的大小為未達(dá)到指定值，為輕負(fù)荷。當(dāng)扭矩成分電流Iq達(dá)到一定值時，主控制器20判定負(fù)荷的大小在指定值以上，為中負(fù)荷或重負(fù)荷。
[0041 ]當(dāng)負(fù)荷的大小判定為輕負(fù)荷(步驟S5中的YES)，主控制器20將濾波電容器4的電壓Vdc與第I設(shè)定值Vl，比較(步驟S6)。然后，當(dāng)濾波電容器4的電壓Vdc低于第I設(shè)定值Vl，(步驟S56的YES)，主控制器20將繼電器的驅(qū)動信號D設(shè)定為低水平，使二極管22為關(guān)閉的狀態(tài)，于是繼電器30不通電(打開動作)(步驟S7)。繼電器30不通電后，繼電器接觸點30a打開，電阻器3投入變壓器2和濾波電容器4之間的電路。
[0042]繼電器接點30a為機(jī)械性可動，即繼電器接點30a為機(jī)械接觸點。當(dāng)繼電器驅(qū)動信號D設(shè)定為低水平時，繼電器接觸點30a到打開前會有msec的時間tl延遲。然而繼電器30的不通電選擇的是第I設(shè)定值Vl，，第I設(shè)定值Vl，大于防止電流的最小電壓值Vl，電壓Vdc下降并低于最小電壓值Vl之前，繼電器接觸點30a打開，投入抵抗器3。因此，即使電壓Vdc低于最小電壓值VI，由于此時電阻器3已經(jīng)是投入狀態(tài)，不會產(chǎn)生浪涌電流。也就是說，能夠防止變壓器2的半導(dǎo)體開關(guān)和二極管被突然破壞。
[0043 ]另一方面，濾波電容器4的電壓Vdc下降時，負(fù)荷大小為中負(fù)荷或重負(fù)荷，濾波電容器4的電壓Vdc下降速度變快。
[0044]濾波電容器4的電壓Vdc下降(步驟SI的NO、步驟S4的YES)，并且負(fù)荷的大小判定為中負(fù)荷或重負(fù)荷(步驟S5的NO)時，主控制器20將濾波電容器4的電壓Vdc與第2設(shè)定值(=規(guī)定值)V2比較(步驟S8)。于是，當(dāng)濾波電容器4的電壓Vdc低于第2設(shè)定值V2(步驟S8的YES)時，主控制器20將繼電器驅(qū)動信號D設(shè)定為低水平，關(guān)閉二極管22，于是繼電器30不通電(步驟S7)。繼電器30不通電時，繼電器接觸點30a打開，電阻器3進(jìn)入變壓器2和濾波電容器4之間的電路。
[0045 ]此時，負(fù)荷的大小為中負(fù)荷或是重負(fù)荷，電壓Vdc下降速度變快，繼電器接觸點30a到打開前會有msec的時間tl延遲。但是此時選擇的是比第I設(shè)定值VI’高的第2設(shè)定值V2用于繼電器30不通電，電壓Vdc在下降至最小電壓值Vl之前，繼電器接觸點30a打開，電阻器3投入。也就是說，即使電壓Vdc下降至最小電壓值VI，此時電阻器3已經(jīng)投入，不會產(chǎn)生浪涌電流。因此，能夠防止變壓器2的半導(dǎo)體開關(guān)或二極管被突然破壞。
[0046]此外當(dāng)濾波電容器4的電壓Vdc下降至比用于防止浪涌電流的最小電壓值Vl還低的設(shè)定值VO時，主控制部20使逆變器10停止轉(zhuǎn)換。
[0047]如上所述，濾波電容器4的電壓Vdc下降至比第I設(shè)定值VI’或第2設(shè)定值V2低，但是比用于防止浪涌電流的最小電壓值Vl高時，通過晶體管使繼電器30不通電，即使繼電器接觸點30a的關(guān)閉時間產(chǎn)生延遲，也能夠確實的防止浪涌電流。
[0048]而且，輕電荷時將第I設(shè)定值VI’用于使繼電器30不通電，中負(fù)荷或重負(fù)荷時使用比第I設(shè)定值VI’高的第2設(shè)定值(=規(guī)定值)V2用于使繼電器30不通電，這樣不會受到負(fù)荷大小的影響，能夠確實的防止浪涌電流。
[0049]關(guān)于第I設(shè)定值VI’和用于防止浪涌電流的最小電壓值Vl之間的差值，重負(fù)荷時即使電壓Vdc急劇降低，繼電器接觸點30a的開閉的延遲時間t2之間，選擇用于防止浪涌電流的電壓Vdc的最小值。于是，電阻器3投入后，能夠延遲浪涌電流發(fā)生的時間。
[0050]電阻器3投入后，限制了輸入電力(電流)。當(dāng)輸入電力不能滿足逆變器10的驅(qū)動電力時，逆變器10不能被驅(qū)動。然而，如上文所述，電阻器3能夠推遲浪涌電流發(fā)生的時間，能夠推遲逆變器10由于受到輸入電流限制而停止。結(jié)果是逆變器10的運轉(zhuǎn)率能夠提高。此外，如果投入電阻器3，雖然電阻器3會消費電力，但是電阻器3的投入能夠使浪涌電流的發(fā)生時間推出，這樣看來是省能量的。
[0051 ] [2]第2實施例的說明
[0052]主控制器20使用下面(3a)的第3控制手段替換第I實施例的(3)的第3控制手段，發(fā)揮主要功能。
[0053](3a)負(fù)荷大小在指定值以上(中負(fù)荷或重負(fù)荷)，并且濾波電容器4的電壓Vdc下降并低于第2設(shè)定值(=規(guī)定值)V2時，為了使負(fù)荷的大小變?yōu)橹付ㄖ滴催_(dá)到水平，第3控制手段減少逆變器10的輸出扭矩。
[0054]其它的構(gòu)成與第I實施例相同。
[0055]參照圖4的流程圖和圖5的時間圖對主控制部在操作時的控制方法進(jìn)行說明。
[0056]濾波電容器4的電壓Vdc在上升時(步驟SI的YES)，主控制部20的處理方式同第I實施例的步驟S2和S3 ο相關(guān)的說明省略。
[0057]商用三相交流電源I的電壓較低時，隨著電源電壓的降低，變壓器2的輸出電壓Va也會降低。此時，為了給作為負(fù)荷的無電刷DC電機(jī)M持續(xù)供給電力，濾波電容器4的電壓Vdc下降，低于變壓器2的輸出電壓Va。
[0058]濾波電容器4的電壓Vdc下降時(步驟SI的NO、步驟S4的YES)，主控制部基于無感應(yīng).矢量控制部50中的扭矩成分電流lq，判定負(fù)荷的大小(步驟S5)。
[0059]當(dāng)負(fù)荷的大小判定為輕負(fù)荷時(步驟S5的YES)，主控制部20將濾波電容器4的電壓Vdc和第I設(shè)定值VI’比較(步驟S6)。濾波電容器4的電壓Vdc低于第I設(shè)定值VI’(步驟S6的YES)，主控制部20將繼電器驅(qū)動信號D設(shè)定為低水平，并關(guān)閉晶體管22，于是繼電器30不通電(打開動作)(步驟S7)。繼電器30不通電后，繼電器30接觸點30a打開，電阻器3投入變壓器2和濾波電容器4之間的電路。接著，主控制器20在后述輸出扭矩減少時解除(步驟S10)。
[0060 ]另一方面，濾波電容器4的電壓Vdc下降時，負(fù)荷的大小為中負(fù)荷或重負(fù)荷時，濾波電容器4的電壓Vdc下降速度變快。
[0061 ]濾波電容器4的電壓Vdc下降時(步驟SI的NO、步驟S4的YES )，并且當(dāng)負(fù)荷的大小判定為中負(fù)荷或重負(fù)荷時(步驟S5的NO)，主控制部20將濾波電容器4的電壓Vdc和第2設(shè)定值V2比較(步驟S8)。然后當(dāng)濾波電容器4的電壓Vdc低于第2設(shè)定值V2(步驟S8的YES)，為了使負(fù)荷的大小變?yōu)槲催_(dá)到指定值的輕負(fù)荷，主控制部20減少逆變器20的輸出扭矩(步驟S9)。具體來說，為了使負(fù)荷大小變?yōu)槲催_(dá)到指定值的輕負(fù)荷，主控制器20減少無感應(yīng).扭矩控制部50的扭矩成分電流lq。這樣逆變器10的輸出扭矩減少，電壓Vdc減少，使輕負(fù)荷的下降速度減少。
[0062 ]當(dāng)扭矩成分電流I q減少后，主控制部20的判定變回步驟SI。如果電壓Vdc持續(xù)減少(步驟SI的NO、步驟S4的YES)，主控制部20判定負(fù)荷的大小為輕負(fù)荷(步驟S5)。
[0063]負(fù)荷的大小減少為輕負(fù)荷時(步驟S5的YES)，主控制部20將濾波電容器4的電壓Vdc和第I設(shè)定值Vl，比較(步驟S6)。接著，當(dāng)濾波電容器4的電壓Vdc低于第I設(shè)定值Vl，時(步驟6的YES)，主控制部20將繼電器的驅(qū)動信號D設(shè)定為低水平，關(guān)閉晶體管22，這樣使繼電器30不通電(步驟S7)。繼電器30不通電后，繼電器接觸點30a打開，電阻器3投入變壓器2和濾波電容器4之間的電路。于是，主控制部20解除無感應(yīng)矢量控制部50中的扭矩成分電流I q(輸出扭矩減少)降低(步驟S10)。
[0064]如上所述，濾波電容器4的電壓Vdc下降時，并且負(fù)荷大小為達(dá)到指定值的輕負(fù)荷時，電壓Vdc低于第I設(shè)定值V’，高于防止浪涌電流用的最小電壓值VI，此時繼電器30補通電，即使繼電器接觸點的開閉時間推遲，也能確實地防止浪涌電流。
[0065]負(fù)荷大小為大于指定值的中負(fù)荷或重負(fù)荷時，為了使負(fù)荷大小變?yōu)橹付ㄖ滴礉M的輕負(fù)荷，逆變器10的輸出扭矩減少，這樣電壓Vdc的下降速度減少為輕負(fù)荷時的下降速度，能夠確實地捕獲電壓Vdc的下降。也就是說，不會受到負(fù)荷大小的影響，能夠確實地防止浪涌電流。
[0066]其它效果與第I實施例相同。
[0067][3]第3實施例的說明
[0068]主控制部通過以下(11) 一(13)的方法發(fā)揮主要功能。
[0069](11)濾波電容器4的電壓(電壓檢出部21的檢出電壓)Vdc超過第2設(shè)定值V2時，第I控制手段使繼電器30做關(guān)閉動作，繼電器接觸點30a關(guān)閉。
[0070](12)濾波電容器4的電壓Vdc低于第I設(shè)定值VI’時，第2控制手段使繼電器30做打開動作，繼電器接觸點30a打開。
[0071](13)濾波電容器4的電壓Vdc下降并低于第2設(shè)定值V2時，第3控制手段使逆變器10進(jìn)入再生模式。通過再生模式時，使逆變器10的輸出頻率F低于指定頻率(如容許最低工作頻率數(shù)Fmin) ο此時逆變器1的再生模式結(jié)束，第3控制手段控制逆變器1的輸出扭矩(扭矩成分電流lq)，使逆變器10的輸出頻率F維持在容許最低工作頻率Fmin。
[0072]其它的構(gòu)成與第I實施例相同。
[0073]參照圖6的流程圖和圖7的時間表對主控制部20的實施方式進(jìn)行說明。
[0074]濾波電容器4的電壓Vdc上升時(步驟SI的YES)，主控制部20為了維持后述容許最低運轉(zhuǎn)頻率Fmin，將其解除，并且將電壓Vdc與第2設(shè)定值V2比較(步驟S2)。于是，當(dāng)電壓Vdc到達(dá)第2設(shè)定值V2時(步驟S2)的YES)，主控制部認(rèn)定不用擔(dān)心浪涌電流，將繼電器驅(qū)動信號D設(shè)定為高水平，晶體管22打開，繼電器30通電(關(guān)閉動作)(步驟S3)。隨著繼電器30的通電，繼電器接觸點30a關(guān)閉，對電阻器3形成短路，將電阻器3從變壓器2和濾波電容器4之間的電路斷開。所述步驟S1-S3的處理流程中，僅增加了步驟Sla，此處與第I實施例和第2實施例不同。
[0075]商用三相交流電源I的電流低下時，變壓器2的輸出電壓Va也會變低。此時為了對作為負(fù)荷的無電刷DC電機(jī)M提供持久的電力，降低濾波電容器4的電壓Vdc，使濾波電容器4的電壓Vdc低于變壓器2的輸出電壓Va。
[0076]濾波電容器4的電壓Vdc下降時(步驟SI的NO、步驟S4的YES)，主控制部20比較濾波電容器4的電壓Vdc和第I設(shè)定值Vl，(步驟SI)。
[0077]濾波電容器4的電壓Vdc未達(dá)到第I設(shè)定值VI’時(步驟Sll的NO)，主控制部20比較濾波電容器4的電壓Vdc和第2設(shè)定值V2(步驟SI2)。
[0078]濾波電容器4的電壓Vdc低于第2設(shè)定值V2時(步驟S12的YES)，主控制部20將無感應(yīng).矢量控制部50中的扭矩成分電流Iq設(shè)定為負(fù)值，使逆變器10進(jìn)入再生模式(步驟S13)。逆變器10開始再生模式后，濾波電容器4的電壓Vdc上升，逆變器10的輸出頻率F慢慢降低。
[0079]逆變器10的輸出頻率F低于容許最低工作頻率Fmin時(步驟S14的YES)，主控制部20停止逆變器10的再生模式，使扭矩成分電流Iq變回正常值(步驟S15)，控制逆變器10的輸出扭矩(扭矩成分電流Iq)，使逆變器10的輸出頻率F維持在最低工作頻率Fmin(步驟S16)。接著，主控制部20—邊控制所述輸出扭矩，一邊回到步驟SI。
[0080]主控制部20持續(xù)控制逆變器10的輸出扭矩時，濾波電容器4的電壓Vdc下降并低于設(shè)定值VI’(步驟SI的NO、步驟S4的YES、步驟Sll的YES)。主控制部使繼電器30不通電(步驟S17 )，并且將輸出頻率F保持在容許最低工作頻率Fmin (控制逆變器1的輸出扭矩)(步驟S18)0
[0081]如上所述，濾波電容器4的電壓Vdc下降至第I設(shè)定值VI’，并且高于用于防止浪涌電流的最小電壓值VI，此時繼電器30不通電，即使繼電器接觸點30a的開閉時間延遲，也能完美的防止浪涌電流。
[0082]而且，濾波電容器4的電壓Vdc下降并低于第2規(guī)定值V2，但高于第I設(shè)定值VI’，逆變器10進(jìn)入再生模式，通過所述再生能量使濾波電容器4的電壓Vdc上升，基于設(shè)定值Vl ’盡可能的推遲電阻器3的投入。于是，能夠減少電阻器3中的電力損失，基于設(shè)定值VO盡可能的回避逆變器1的停止。
[0083]其它效果同第I實施例。
[0084][4]第4實施例的說明
[0085]本實施例中，通過濾波電容器4的電壓Vdc的變化大小來判斷無電刷DC電機(jī)M的負(fù)荷大小。
[0086]主控制部20通過下述(21) —(24)手段發(fā)揮功能。
[0087](21)商用三相交流電源I穩(wěn)定時，求得此時濾波電容器4的電壓，記為標(biāo)準(zhǔn)電壓。將所述標(biāo)準(zhǔn)電壓減去目前的濾波電容器4的電壓(電壓檢出部21的檢出電壓)Vdc，得到電壓變化量△ Vdc。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)電壓，求得濾波電容器4的電壓Vdc在指定時間內(nèi)的平均電壓Vdcx。平均值Vdcx為電壓Vdc在長時間的積分值，可以通過低通濾波器求得。
[0088](22)上述電壓變化量AVdc未達(dá)到制定量AVs時，認(rèn)為負(fù)荷大小未達(dá)到指定值，為輕負(fù)荷。上述電壓變化量A Vdc大于制定量△ Vs時，認(rèn)為負(fù)荷大小為超過指定值，為中負(fù)荷或重負(fù)荷。
[0089](23)濾波電容器4的電壓(電壓檢出部21的檢出電壓)Vdc大于第2設(shè)定值V2時，第I控制手段使繼電器30做關(guān)閉動作，關(guān)閉繼電器接觸點30a。
[0090](24)上述判定結(jié)果為輕負(fù)荷，并且濾波電容器4的電壓Vdc下降，低于第I設(shè)定值VI’(〈V2)時，第2控制手段使繼電器30做打開操作，并打開繼電器接觸點30a。
[0091](25)上述判斷結(jié)果為中負(fù)荷或重負(fù)荷，并且濾波電容器4的電壓下降并低于第2設(shè)定值V2的場合時，第3控制手段使繼電器30做打開動作，并打開繼電器接觸點30a。
[0092]其它的構(gòu)成與第I實施例相同。
[0093]參照圖8的流程圖對主控制部20的控制方法進(jìn)行說明。
[0094]濾波電容器4的電壓Vdc的平均值Vdcx根據(jù)一定時間內(nèi)的低通濾波器計算得到，計算所述平均值Vdcx和現(xiàn)在濾波電容器4的電壓Vdc之間的差值，得到電壓變化量AVdc(步驟S0) ο
[0095]接著，濾波電容器4的電壓Vdc上升時(步驟SI的YES)，主控制器20比較濾波電容器4的電壓Vdc和規(guī)定值V2(步驟S2)。濾波電容器4的電壓Vdc達(dá)到規(guī)定值V2時(步驟S2的YES)，主控制器20判斷不需要擔(dān)心浪涌電流，將繼電器驅(qū)動信號D設(shè)定為高水平，打開晶體管22，使繼電器接觸點30a關(guān)閉，對電阻器3形成短路，將電阻器3從變壓器2和濾波電容器4之間的電路切斷。
[0096]當(dāng)濾波電容器4的電壓Vdc下降時(步驟SI的NO、步驟S4的YES)，主控制器20將上述求得的電壓變化量A Vdc與指定量△ V比較(步驟S5a)。
[0097]電壓變化量AVdc很小，且未達(dá)到指定量AVs(步驟S5a的YES)時，主控制部20判斷負(fù)荷為未達(dá)到指定值的輕負(fù)荷，將濾波電容器4的電壓Vdc和第I設(shè)定值VI’比較(步驟S6)。于是，濾波電容器4的高壓Vdc低于設(shè)定值VI’時(步驟S6的Yes)，主控制部20將繼電器驅(qū)動信號D設(shè)定為低水平，關(guān)閉晶體管22，使繼電器30a不通電(步驟S7)。繼電器30不通電后，繼電器接觸點30a打開，電阻器3投入。
[0098]電壓變化量AVdc比指定量AVs高時(步驟S5a的NO)，主控制部20判斷負(fù)荷為大于指定值的中負(fù)荷和重負(fù)荷，主控制部20將濾波電容器4的電壓Vdc和第2設(shè)定值V2比較(步驟S8)。接著，濾波電容器4的電壓Vdc低于第2設(shè)定值V2時(步驟S8的YES)，主控制部20將繼電器驅(qū)動信號D設(shè)定為低水平，關(guān)閉晶體管22，于是將繼電器30去附著(步驟S7)。繼電器去附著使繼電器接觸點30a打開，電阻器3投入。
[0099]如上所述，將濾波電容器4的電壓Vdc的平均值Vdcx作為標(biāo)準(zhǔn)電壓，逐次求得，計算所述平均值Vdcx和現(xiàn)在的濾波電容器4的電壓Vdc的差電壓變化量AVdc，根據(jù)所述電壓變化量△ Vdc判斷負(fù)荷的大小，輕負(fù)荷時使用第I設(shè)定值VI’使繼電器30不通電，中負(fù)荷或重負(fù)荷時選用比第I設(shè)定值VI’高的第2設(shè)定值V2用于繼電器30不通電，這樣不會受到負(fù)荷大小的影響，能夠確實的防止浪涌電流。
[0100]其它效果與第I實施例相同，此外，所述第4實施例中，將濾波電容器4的電壓Vdc的平均值Vdcx作為標(biāo)準(zhǔn)電壓，將電源電壓降低發(fā)生前的電壓Vdc記憶，然后用作標(biāo)準(zhǔn)電壓也是可行的。
[0101][5]變形例
[0102]上述實施例中，下降時的電壓Vdc使用第2設(shè)定值，使繼電器不通電；上升時的電壓Vdc使用規(guī)定值V2，使繼電器通電。第2設(shè)定值不做限定也是可以的。也就是說，第2設(shè)定值只要高于設(shè)定值VI’，并根據(jù)繼電器30的打開關(guān)閉時間延遲或逆變器10的消費電力量合理設(shè)定即可。
[0103]此外，上述實施例和變形例只是舉例說明，并沒有限制實施例的使用范圍。這些新穎的實施例可以用于其他的實施例，只要不偏離本發(fā)明的原則，可以省略、替換和變更。這些實施例和他們的變形例，含有發(fā)明的要求和目的，也包含了本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍。
[0104]【符號說明】
[0105]I…三相交流電源、2…變壓器、3…防止浪涌電流的電阻器(負(fù)荷面的機(jī)器)、4...濾波電容器、10...逆變器、M…無電刷DC電機(jī)(負(fù)荷)、11，12，13…電流感應(yīng)器、20...主控制部、21…電壓檢出部、22...ΝΡΝ型晶體管、30...繼電器、30a…繼電器接觸點、50...無感應(yīng).矢量te制部。
【主權(quán)項】
1.一種電力變換裝置，其特征在于，包括變壓器、濾波電容器、逆變器、電阻器、繼電器和控制方法，變壓器將商用交流電源轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?濾波電容器與所述變壓器的輸出端連接；逆變器將所述濾波電容器的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷?，所述交流電壓作為?qū)動電力輸出至負(fù)荷；電阻器配置在所述變壓器和所述濾波電容器之間的電路，用于防止浪涌電流;繼電器與所述電阻器并聯(lián)排列，并含有接觸點;所述濾波電容器的電壓上升并超過規(guī)定值時，控制手段使所述繼電器做關(guān)閉操作，所述濾波電容器的電壓下降并低于設(shè)定值時，控制手段使所述繼電器做打開操作； 為了使流過所述變壓器的電流不超過所述變壓器的最大允許電流，所述設(shè)定值比所述濾波電容器的最小電壓值高。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于，所述設(shè)定值低于所述規(guī)定值，為了使流過所述變壓器的電流不超過所述變壓器的最大允許電流，所述設(shè)定值含有第I設(shè)定值和第2設(shè)定值，所述第I設(shè)定值高于所述濾波電容器的最小電壓值，所述第2設(shè)定值高于所述第I設(shè)定值。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力變換裝置，其特征在于，所述濾波電容器的電壓上升并超過所述規(guī)定值時，所述控制方法使所述繼電器做關(guān)閉操作； 所述負(fù)荷大小未達(dá)到規(guī)定值，并且所述濾波電容器的電壓下降并低于第I設(shè)定值，所述控制方法使所述繼電器做打開操作； 所述負(fù)荷大小超過規(guī)定值，并且所述濾波電容器的電壓下降并低于第2設(shè)定值，所述控制方法使所述繼電器做打開操作。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力變換裝置，其特征在于，所述濾波電容器的電壓上升并超過所述規(guī)定值時，所述控制方法使所述繼電器做關(guān)閉動作； 所述負(fù)荷大小未達(dá)到規(guī)定值，所述濾波電容器的電壓下降并低于第I設(shè)定值，所述控制方法使所述繼電器做打開操作； 所述負(fù)荷大小超過規(guī)定值，所述濾波電容器的電壓下降并低于第2設(shè)定值，所述逆變器的輸出扭矩變慢。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力變換裝置，其特征在于，所述濾波電容器的電壓上升并超過所述規(guī)定值時，所述控制方法使所述繼電器做關(guān)閉操作； 所述負(fù)荷大小超過規(guī)定值，并且所述濾波電容器的電壓下降并低于第2設(shè)定值時，所訴控制方法啟動所述逆變器的再生模式，當(dāng)啟動的再生模式使所述逆變器的輸出頻率低于指定頻率時，所述再生模式停止運作，同時所述控制方法控制所述逆變器的輸出扭矩，使所述逆變器的輸出頻率與所述指定頻率相同。 所述濾波電容器的電壓下降并低于第I設(shè)定值時，所述控制方法使所述繼電器做打開操作，并解除對所述輸出扭矩的控制。6.根據(jù)權(quán)利要求3和4所述的電力變換裝置，其特征在于，將所述商用交流電源穩(wěn)定時所述濾波電容器的電壓作為標(biāo)準(zhǔn)電壓，將所述標(biāo)準(zhǔn)電壓與現(xiàn)在的濾波電容器的電壓的差值作為電壓變化量； 當(dāng)所述電壓變化量低于指定量時，所述控制方法判定所述負(fù)荷大小未達(dá)到指定值； 當(dāng)所述電壓變化量高于指定量時，所述控制方法判定所述負(fù)荷大小超過指定值。
【文檔編號】H02M7/48GK105874702SQ201580003687
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年4月7日
【發(fā)明人】溫品治信, 久保田洋平, 石田圭, 石田圭一, 小川慧
【申請人】東芝開利株式會社