瞬時電壓下降補償電路和方法、以及電力變換裝置的制作方法

文檔序號：7452283閱讀：225來源：國知局

專利名稱：瞬時電壓下降補償電路和方法、以及電力變換裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種瞬時電壓下降補償電路、電力變換裝置、瞬時電壓下降補償方法以及瞬時電壓下降補償程序。
背景技術：
以往，實施了將3相交流電力變4灸為直流電力(交流-直流) 的電力變換裝置。另外，在該電力變換裝置中，實施了特別是在3相交流輸入電壓瞬時停止或者瞬時電壓下降的情況下能夠維持向負載的供電的瞬時電壓下降補償裝置(例如，參照專利文獻l)。
圖9示出了現(xiàn)有電力變換系統(tǒng)l;的結(jié)構(gòu)。如圖9所示，電力變換系統(tǒng)l;具備3相交流電源1 、電力變換裝置100B以及直流負載9。電力變換裝置100B具備將來自3相交流電源1的3相交流電力變換為直流電力并提供給直流負載9的整流器4 A 、以及連接在整流器4A和直流負載9之間的作為瞬時電壓下降補償裝置的蓄電設備即電容器單元8B 。作為蓄電設備還有使用2次電池的結(jié)構(gòu)。
在電力變換裝置100B中，在通常動作時由整流器4A將3相交流變換為直流電力。在該通常動作時，電容器單元8B^l充電。瞬時停止或者瞬時電壓下降時，通過從電容器單元8B放電的電力來維持恒定的輸出電壓，繼續(xù)向直流負載9供電。
3相交流不僅連接有3相均等負載，還連接有各種單相負載，但是受到這些負載的投入或者氣象/事故現(xiàn)象等各種影響，
專利文獻l:曰本特開2004—222447號,^凈艮

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
但是，如現(xiàn)有電力變換裝置100B那樣，在使用了電容器、 2次電池的蓄電設備的結(jié)構(gòu)中，蓄電設備是較大的設備，其成本也高。并且，在蓄電設備中還需要經(jīng)年劣化對策，裝置的壽命較短，維護負擔也大。
因此，要求不使用蓄電設備而利用始終對3相交流輸入電力進行變換的單元在瞬時電壓下降時也進行穩(wěn)定的供電。另外，要求不使用蓄電設備而實現(xiàn)功率因數(shù)改善功能。
本發(fā)明的課題是利用交流輸入電力本身的變換來進行瞬時電壓下降補償。
用于解決問題的方案
為了解決上述問題，發(fā)明1的瞬時電壓下降補償電路的特征在于，具備
第一電壓檢測單元，其檢測輸入到根據(jù)控制脈沖信號將3 相交流變換為直流的電力變換器中的3相電壓，輸出3相電壓信
第一3相2相變換單元，其將上述檢測出的3相電壓信號變換為2相電壓信號；
第一電流檢測單元，其檢測輸入到上述電力變換器中的3 相電流，輸出3相電流信號；
第二3相2相變換單元，其將上述檢測出的3相電流信號變換為2相電流信號；
第一減法運算單元，其生成輸入電流指令信號和上述2相電流信號的第一偏差信號；
輸入電流控制單元，其根據(jù)上述第一偏差信號生成輸入電
流控制信號；
第一加法運算單元，其將上述2相電壓信號與上述輸入電流控制信號相加；
第一2相3相變換單元，其將相加了上述2相電壓信號的輸入電流控制信號變換為3相控制信號；以及
控制脈沖信號生成單元，其根據(jù)上述3相控制信號生成上述電力變換器的控制脈沖信號，并輸出到上述電力變換器。
發(fā)明2的特征在于，在發(fā)明l所述的瞬時電壓下降補償電路中，具備
正相逆相分離單元，其將上述變換的2相電壓信號分離為正
相分量以及逆相分量；
第二2相3相變換單元，其將上述分離的2相電壓信號的逆相分量變換為3相電壓信號的逆相分量；
零相電壓提取單元，其從上述檢測出的3相電壓信號提取零相電壓信號；以及
第二加法運算單元，其將上述3相電壓信號的逆相分量以及上述零相電壓信號與上述3相控制信號相加，
上述第一加法運算單元將上述分離的2相電壓信號的正相分量與上述輸入電流控制信號相加，
上述控制脈沖信號生成單元根據(jù)相加了上述3相電壓信號的逆相分量以及上述零相電壓信號的3相控制信號，生成上述控制脈沖信號。
發(fā)明3的特征在于，在發(fā)明2所述的瞬時電壓下降補償電路中，具備
第二電壓檢測單元，其檢測從上述電力變換器輸出的直流電壓，輸出直流電壓信號；
第二減法運算單元，其生成電壓指令值信號和上述直流電壓信號的第二偏差信號；
直流電壓控制單元，其根據(jù)上述第二偏差信號生成直流電壓控制信號；以及
輸入電流指令變換單元，其根據(jù)上述直流電壓控制信號以
及上述2相電壓信號的正相分量，生成上述輸入電流指令信號。
發(fā)明4的特征在于，在發(fā)明3所述的瞬時電壓下降補償電路中，具備
第二電流檢測單元，其檢測從上述電力變換器輸出的直流
電流，#T出直流電流4言號；
乘法運算單元，其將上述直流電壓信號以及上述直流電流
信號相乘而生成直流電力信號；以及
第三加法運算單元，其將上述直流電力信號與上述直流電壓控制信號相加，
上述輸入電流指令變換單元根據(jù)相加了上述直流電力信號的直流電壓控制信號以及上述2相電壓信號的正相分量，生成上述輸入電流指令信號。
發(fā)明5的特征在于，在發(fā)明2所述的瞬時電壓下降補償電路中，具備
相電壓提取單元，其從上述3相電壓信號提取相電壓信號；
以及
同步信號生成單元，其從上述提取出的相電壓信號生成同步信號并輸出，
上述第一3相2相變換單元、上述第二3相2相變換單元、上述第一2相3相變換單元以及上述第二2相3相變換單元，與上述同步信號同步地進行動作。
發(fā)明6的特征在于，在發(fā)明1所述的瞬時電壓下降補償電路
中，
上述第一電壓檢測單元具備
線間電壓檢測單元，其檢測輸入到上述電力變換器中的3 相線間電壓，輸出3相線間電壓信號；以及
線間相電壓變換單元，其將上述檢測出的3相線間電壓信號變換為3相電壓信號。
發(fā)明7的電力變換裝置的特征在于，具備
發(fā)明1至6的任意一個所述的瞬時電壓下降補償電路；以及
上述電力變換器。
發(fā)明8的瞬時電壓下降補償方法的特征在于，包括
第一電壓檢測工序，檢測輸入到根據(jù)控制脈沖信號將3相交
流變換為直流的電力變換器中的3相電壓，輸出3相電壓信號；第一3相2相變換工序，將上述檢測出的3相電壓信號變換為
2相電壓信號；
第一電流檢測工序，檢測輸入到上迷電力變換器中的3相電流，輸出3相電流信號；
第二 3相2相變換工序，將上述檢測出的3相電流信號變換為 2相電流信號；
第一減法運算工序，生成輸入電流指令信號和上述2相電流
信號的第一偏差信號；
輸入電流控制工序，根據(jù)上述第一偏差信號生成輸入電流控制信號；
第一加法運算工序，將上述2相電壓信號與上述輸入電流控制信號相加；
第一2相3相變換工序，將相加了上述2相電壓信號的輸入電流控制信號變換為3相控制信號；以及
控制脈沖信號生成工序，根據(jù)上述3相控制信號生成上述電力變換器的控制脈沖信號，并輸出到上述電力變換器。
發(fā)明9的特征在于，在發(fā)明8所述的瞬時電壓下降補償方法
中，包括
正相逆相分離工序，將上述變換的2相電壓信號分離為正相分量以及逆相分量；
第二2相3相變換工序，將上述分離的2相電壓信號的逆相分量變換為3相電壓信號的逆相分量；
零相電壓提取工序，從上述檢測出的3相電壓信號提取零相電壓信號；以及
第二加法運算工序，將上述3相電壓信號的逆相分量以及上述零相電壓信號與上述3相控制信號相加，
在上述第一加法運算工序中，將上述分離的2相電壓信號的正相分量與上述輸入電流控制信號相加，
在上述控制脈沖信號生成工序中，根據(jù)相加了上述3相電壓信號的逆相分量以及上述零相電壓信號的3相控制信號，生成上述控制脈沖信號。
發(fā)明10的特征在于，在發(fā)明9所述的瞬時電壓下降補償方法中，包括
第二電壓檢測工序，檢測從上述電力變換器輸出的直流電壓，輸出直流電壓信號；
第二減法運算工序，生成電壓指令值信號和上述直流電壓信號的第二偏差信號；
直流電壓控制工序，根據(jù)上述第二偏差信號生成直流電壓控制信號；以及
輸入電流指令變換工序，根據(jù)上述直流電壓控制信號以及上述2相電壓信號的正相分量，生成上述輸入電流指令信號。
發(fā)明ll的特征在于，在發(fā)明IO所述的瞬時電壓下降補償方法中，包括
第二電流檢測工序，檢測從上述電力變換器輸出的直流電
流，輸出直流電流4言號；
乘法運算工序，將上述直流電壓信號以及上述直流電流信
號相乘而生成直流電力信號；以及
第三加法運算工序，將上述直流電力信號與上述直流電壓控制信號相加，
在上述輸入電流指令變換工序中，根據(jù)相加了上述直流電力信號的直流電壓控制信號以及上述2相電壓信號的正相分量，生成上述輸入電流指令信號。
發(fā)明12的特征在于，在發(fā)明9所述的瞬時電壓下降補償方法中，包括
相電壓提取工序，從上述3相電壓信號提取相電壓信號；以
及
同步信號生成工序，從上述提取出的相電壓信號生成同步信號并輸出，
在上述第一3相2相變換工序、上述第二3相2相變換工序、上述第一2相3相變換工序以及上述第二2相3相變換工序中，與上述同步信號同步地進行動作。
發(fā)明13的特征在于，在發(fā)明8 12任意一個所述的瞬時電壓下降補償方法中，包括
上述第一電壓檢測工序具備
線間電壓檢測工序，檢測輸入到上述電力變換器中的3相線間電壓，輸出3相線間電壓信號；以及
線間相電壓變換工序，將上述檢測出的3相線間電壓信號變換為3相電壓信號。
發(fā)明14的瞬時電壓下降補償程序的特征在于，使計算機作為如下單元而發(fā)揮功能
第一電壓檢測單元，其檢測輸入到根據(jù)控制脈沖信號將3 相交流變換為直流的電力變換器中的3相電壓，輸出3相電壓信
第一3相2相變換單元，其將上述檢測出的3相電壓信號變換為2相電壓信號；
第一電流檢測單元，其檢測輸入到上述電力變換器中的3 相電流，l命出3相電流4言號；
第二3相2相變換單元，其將上述檢測出的3相電流信號變換為2相電流信號；
第一減法運算單元，其生成輸入電流指令信號和上述2相電流信號的第一偏差信號；
輸入電流控制單元，其根據(jù)上述第一偏差信號生成輸入電流控制信號；
第一加法運算單元，其將上述2相電壓信號與上述輸入電流控制信號相加；
第一2相3相變換單元，其將相加了上述2相電壓信號的輸入電流控制信號變換為3相控制信號；
控制脈沖信號生成單元，其根據(jù)上述3相控制信號生成上述電力變換器的控制脈沖信號，并輸出到上述電力變換器。
發(fā)明15的特征在于，發(fā)明14所述的瞬時電壓下降補償程序使上述計算機作為正相逆相分離單元、第二2相3相變換單元、零相電壓提取單元、第二加法運算單元而發(fā)揮功能，其中，
上述正相逆相分離單元將上述變換的2相電壓信號分離為正相分量以及逆相分量；
上述第二2相3相變換單元將上述分離的2相電壓信號的逆相分量變換為3相電壓信號的逆相分量；
上述零相電壓提取單元從上述檢測出的3相電壓信號提取
零相電壓信號；
上述第二加法運算單元將上述3相電壓信號的逆相分量以及上述零相電壓信號與上述3相控制信號相加，
上述第一加法運算單元將上述分離的2相電壓信號的正相
分量與上述輸入電流控制信號相加，
上述控制脈沖信號生成單元根據(jù)相加了上述3相電壓信號的逆相分量以及上述零相電壓信號的3相控制信號，生成上述控
制脈沖信號。
發(fā)明16的特征在于，發(fā)明15所述的瞬時電壓下降補償程序使上述計算機作為如下單元而發(fā)揮功能
第二電壓檢測單元，其檢測從上述電力變換器輸出的直流電壓，輸出直流電壓信號；
第二減法運算單元，其生成電壓指令值信號和上述直流電壓信號的第二偏差信號；
直流電壓控制單元，其根據(jù)上述第二偏差信號生成直流電壓控制信號；以及
輸入電流指令變換單元，其根據(jù)上述直流電壓控制信號以及上述2相電壓信號的正相分量，生成上述輸入電流指令信號。
發(fā)明17的特征在于，發(fā)明16所述的瞬時電壓下降補償程序使上述計算機作為第二電流檢測單元、乘法運算單元、第三加法運算單元而發(fā)揮功能，其中，
上述第二電流檢測單元檢測從上述電力變換器輸出的直流電流，輸出直流電流信號；
上述乘法運算單元將上述直流電壓信號以及上述直流電流信號相乘而生成直流電力信號；
上述第三加法運算單元將上述直流電力信號與上述直流電壓控制信號相加，
上述輸入電流指令變換單元根據(jù)相加了上述直流電力信號的直流電壓控制信號以及上述2相電壓信號的正相分量，生成上述輸入電流指令信號。
發(fā)明18的特征在于，發(fā)明15所述的瞬時電壓下降補償程序使上述計算機作為相電壓提取單元、同步信號生成單元而發(fā)揮功能，其中，
上述相電壓提取單元從上述3相電壓信號提取相電壓信號；上述同步信號生成單元從上述提取出的相電壓信號生成同步信號并輸出，
上述第一3相2相變換單元、上述第二3相2相變換單元、上述第一2相3相變換單元以及上述第二2相3相變換單元，與上述同步信號同步地進行動作。
發(fā)明19的特征在于，在發(fā)明14 18任意一個所述的瞬時電壓下降補償程序中，
上述第一電壓檢測單元具備
線間電壓檢測單元，其檢測輸入到上述電力變換器中的3 相線間電壓，輸出3相線間電壓信號；以及
線間相電壓變換單元，其將上述檢測出的3相線間電壓信號變換為3相電壓信號。
發(fā)明的效果
根據(jù)發(fā)明l、 2、 7、 8、 9、 14、 15能夠利用交流輸入電力本身的變換進行瞬時電壓下降補償。因此，能夠?qū)⑦M行瞬時電壓下降補償?shù)慕Y(jié)構(gòu)小型化、長壽命化以及低成本化。另外，能夠使進行瞬時電壓下降補償?shù)慕Y(jié)構(gòu)的維護容易。另外，能夠改善功率因數(shù)，可通過改善功率因數(shù)來抑制高次諧波。
根據(jù)發(fā)明3、 10、 16,能夠加快輸入電流指令信號對交流輸入電壓變動的響應。因此，能夠抑制直流輸出電壓的過渡變
動。
根據(jù)發(fā)明4、 11、 17,能夠加快對輸出直流輸出電力的負載的負載量變動的響應。因此，能夠抑制直流輸出電壓的過渡變動。
根據(jù)發(fā)明5、 12、 18，能夠?qū)?相-2相變換以及2相-3相變換始終與交流輸入電壓的相位同步進行。因此，能夠與瞬時電
壓下降的產(chǎn)生無關地維持功率因數(shù)1 。
才艮據(jù)發(fā)明6、 13、 19, 3相交流電源的交流系統(tǒng)不管是3相3 線式還是3相4線式都能夠進行瞬時電壓下降補償。

圖l是表示與本發(fā)明有關的第一實施方式的電力變換系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示電力變換裝置的詳細結(jié)構(gòu)的圖。
圖3的(a)是表示瞬時電壓下降產(chǎn)生時的3相的輸入電壓和輸出電壓的圖。
(b)是表示瞬時電壓下降產(chǎn)生時的3相的輸入電流和輸出電壓的圖。
圖4是表示第二變形例的電力變換系統(tǒng)的圖。
圖5是表示第三變形例的電力變換系統(tǒng)的圖。
圖6是表示第四變形例的電力變換系統(tǒng)的圖。
圖7是表示與本發(fā)明有關的第二實施方式的電力變換系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是表示電力變換控制的流程圖。
圖9表示現(xiàn)有電力變換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
附圖標記說明
la、 l卩、ly、 1S、 ls、電力變換系統(tǒng)；1: 3相交流電
源；100、 100A、 100B:電力變換裝置；2:主電路部；3:交
流輸入部；3a:接點；3b:傳感器；3c:交流電抗器；4:電力變換器；4u、 4v、 4w、 4x、 4y、 4z:晶體管；5:直流輸出部； 5a:電容器；5b:傳感器；5c:接點；8、 8A:瞬時電壓下降補償電路；10a、 21:電壓檢測單元；10:線間電壓檢測單元； 11:線間相電壓變換單元；12、 14: 3相2相變換單元；13、 20: 電流檢測單元；15:零相電壓揭_取單元；16:相電壓提取單元； 17:同步信號生成單元；18:正相逆相分離單元；19、 30: 2 相3相變換單元；22、 27:減法運算單元；23:乘法運算單元； 24:直流電壓控制單元；25、 29、 31、 32:加法運算單元；26: 輸入電流指令變換單元；28:輸入電流控制單元；33:載波頻率產(chǎn)生單元；34:控制脈沖信號生成單元；200、 300: DC/AC 變換電路；201 206、 301 - 304:晶體管；400: DC/DC變換電路；9:直流負載；9A: 3相交流負載；9B:單相交流負載；41: CPU; 42: RAM; 43: ROM; 44: 1/0部；45: 總線；4A:整流器；8B:電容器單元。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的第一實施方式、第——第四的變形例以及第二實施方式。但是，發(fā)明的范圍不限于圖示例。 (第一實施方式)
參照圖1 ~圖3說明與本發(fā)明有關的第一實施方式。圖l表示本實施方式的電力變換系統(tǒng)la的結(jié)構(gòu)。
首先，參照圖l以及圖2說明本實施方式的裝置結(jié)構(gòu)。如圖 l所示，電力變換系統(tǒng)la具備3相交流電源l、電力變換裝置100 和直流負載9。
3相交流電源l是以角頻率co交變的3相交流輸入電源。直流負載9是直流用的負載。電力變換裝置100具備主電路部2和瞬時電壓下降補償電路8。主電路部2是將從3相哭〉克電源i專lr入的3
相交流電力變換為直流電力的電^各。主電if各部2具備哭流輸入部 3、電力變換器4和直流輸出部5。
乂人3相交流電源1向交流輸入部3豸lT入3相交流電力并輸出到電力變換器4。電力變換器4將從交流輸入部3輸入的3相交流電力變換為直流電力。直流輸出部5將由電力變換器4變換的直流電力輸出到直流負載9。在電力變換器4中產(chǎn)生了瞬時電壓下降的情況下，瞬時電壓下降補償電路8補償電力變換器4的直流電壓輸出。
圖2表示電力變換裝置100的詳細結(jié)構(gòu)。如圖2所示，3相交流電源1輸出電壓VR、 Vs、 VT的3相輸入電力。電壓VR、 Vs、 Vt分別是R相、S相、T相的相電壓。交流輸入部3具備接點3a、傳感器3b和交流電抗器3c。
接點3a具有與R相、S相、T相的線之間的各個接點。傳感器3b是設置在R相、T相的線上、并檢測從3相交流電源1輸入的交流輸入電流的電流傳感器。交流電抗器3c設置在R相、S相、 T相的線上，阻止高頻電流。
電力變換器4具有IGBT等晶體管4u、 4v、 4w、 4x、 4y、 4z。晶體管4u、 4v、 4w、 4x、 4y、 4z分別具有二極管。通過晶體管 4u、 4v、 4w、 4x、 4y、 4z的各柵極的導通截止控制，輸入的3 相交流電力變換為直流電力并輸出。
直流輸出部5具備電容器5a、傳感器5b和接點5c。電容器5a 將從電力變換器4輸出的直流電壓進行平滑化。傳感器5 b是檢測從電力變換器4輸出的直流輸出電流的電流傳感器。接點5c是與電力變換器4的直流輸出的線之間的接點。
瞬時電壓下降補償電路8具備電壓一企測單元10a、 3相2相變換單元12、電流才金測單元13、 3相2相變換單元14、零相電壓提取單元15、相電壓提取單元16、同步信號生成單元17、正相逆相分離單元18、 2相3相變換單元19、電流片企測單元20、電壓檢測單元21、減法運算單元22、乘法運算單元23、直流電壓控制單元24、加法運算單元25、輸入電流指令變換單元26、減法運算單元27、輸入電流控制單元28、加法運算單元29、 2相3相變換單元30、加法運算單元31、 32、載波頻率產(chǎn)生單元33和控制脈沖信號生成單元34。
電壓檢測單元10a具備線間電壓檢測單元IO和線間相電壓變換單元ll。線間電壓檢測單元10檢測接點3a中的3相交流輸入電壓的線間電壓來生成線間電壓信號。線間相電壓變換單元ll 將由線間電壓才全測單元104全測出的線間電壓信號變換為相電壓
信號Vr，、VS，、Vt，，生成零相電壓信號Vo以及相電壓信號VR、
vs、 vT。 3相2相變換單元12將由線間相電壓變換單元11變換的相電壓信號VR，、 vs，、 VT，變換為d軸、q軸的(2相的)電壓信號Vd、Vq。
電流檢測單元13獲取由傳感器3b4企測出的R相、T相的交流輸入電流的一全測信號來生成3相交流輸入電流信號 1r、 1s、 i"t。電流4全測單元13利用R相、S相、T相的交流^T入電流的總和為0 的情況，生成3相交流輸入電流信號。因此，如果是^r測R相、 S相、T相中的至少兩個交流輸入電流的結(jié)構(gòu)，則能夠獲取3相
的專lr入電流。
3相2相變換單元14將由電流檢測單元13沖企測出的3相交流輸入電流信號iio is、 i"r變換為d軸、q軸的電流信號id、 iq。零相電壓提取單元15從由線間相電壓變換單元ll變換的信號提取零相電壓信號vo。
相電壓提取單元16從由線間相電壓變換單元11變換的相電壓信號VR、 vs、 VT提取R相電壓信號VR。同步信號生成單元17
根據(jù)由相電壓提取單元16提取出的R相電壓信號生成交流電壓
的同步信號s,輸出到3相2相變換單元12、 14以及2相3相變換單元19、 30。此外，也可以是如下結(jié)構(gòu)相電壓拔:耳又單元16換_耳又 S相電壓信號Vs或T相電壓信號VT，同步信號生成單元17根據(jù)由相電壓提取單元16提取出的S相電壓信號Vs或者T相電壓信號VT 生成同步信號s。 3相2相變換單元12、 14以及2相3相變換單元19、 30與從同步信號生成單元17輸入的同步信號s同步地進行各信號變換處理。
正相逆相分離單元1 8將由3相2相變換單元12變換的d軸、q
軸的電壓信號Vd、Vq分離為正相分量Vdp、 Vqp以及逆相分量Vdn、
vqn。 2相3相變換單元19將由正相逆相分離單元18分離的d軸、q
軸的電壓信號的逆相分量Vdn、 Vqn變換為作為3相電壓信號逆相分量的相電壓信號VRn、VSn、 VTn。
電流檢測單元20獲取由傳感器5b檢測出的直流輸出電流的檢測信號而生成直流輸出電流信號I d e 。電壓測單元2 H全測接點5c中的直流輸出電壓來生成直流輸出電壓信號Vdc。減法運算單元22從表示作為電壓指令值而設定的固定電壓值的直流電壓指令值信號Vd/減去由電壓檢測單元21檢測出的直流輸出電壓信號Vdc,從而輸出其偏差信號。乘法運算單元23將由電流檢測單元20檢測出的直流輸出電流信號I&與由電壓4全測單元21檢
測出的直流輸出電壓信號Vdc相乘來算出瞬時電力信號Pdc。
直流電壓控制單元24根據(jù)由減法運算單元22算出的偏差信號，生成作為用于將直流輸出電壓信號Vdc控制為固定電壓值的PI(Proportional Integral:比例積分)控制結(jié)果的直流電壓控制
號Pde與由直流電壓控制單元24生成的直流電壓控制信號相加來生成有效電力信號Pin。輸入電流指令變換單元26根據(jù)由加法
運算單元25算出的有效電力信號Pin和由正相逆相分離單元18
分離的d軸、q軸的電壓信號的正相分量進行運算，來生成輸入
電流指令信號。
減法運算單元2 7從由輸入電流指令變換單元2 6運算的輸入電流指令信號減去由3相2相變換單元14變換的d軸、q軸的電流信號，來輸出其偏差信號。輸入電流控制單元28^f艮據(jù)由減法運算單元27算出的偏差信號，生成作為用于將輸入電流控制為固定電流值的PI控制結(jié)果的輸入電流控制信號。
加法運算單元29將由輸入電流控制單元28生成的輸入電流控制信號與由正相逆相分離單元18分離的d軸、q軸電壓信號的正相分量Vdp、 Vqp進行加法運算，來作為d軸、q軸的控制信號而輸出。2相3相變換單元30將由加法運算單元29算出的d軸、q
軸的控制信號Cd、Cq變換為3相的控制信號Cu、Cv、 Cw。
加法運算單元31將由零相電壓提取單元15提取出的相電壓信號的零相電壓信號v。與由2相3相變換單元19變換的3相電
壓信號的逆相分量VRn、VSn、 VTn相加，來輸出加法運算信號。
Cv、 Cw與由加法運算單元31算出的加法運算信號相加，作為柵極控制信號Gu，、 Gv，、 Gw，而輸出。
載波頻率產(chǎn)生單元33產(chǎn)生作為載波頻率的三角波信號并輸出?？刂泼}沖信號生成單元34將由加法運算單元32算出的柵極控制信號Gu，、 Gv，、 Gw，與由載波頻率產(chǎn)生單元33產(chǎn)生的三角波信號進行比較，生成作為PWM信號的柵極脈沖信號Gu、 Gv、 Gw、 Gx、 Gy、 Gz,輸出到晶體管4u、 4v、 4w、 4x、 4y、 4z的各柵極。
接著，說明電力變換裝置100的動作。首先，如下式(l)所
示，能夠使用利用對稱坐標法的正相電壓信號Vp、逆相電壓信
號Vn、零相電壓信號V()的各成分來表示從3相交流電源1產(chǎn)生的
相電壓vR、 vs、 VT。
<formula>complex formula see original document page 24</formula>其中，
<formula>complex formula see original document page 24</formula>在此，e=cot，①為角頻率，t為時間，ao為零相電壓相位角，
(Xp為正相電壓相位角，(Xn為逆相電壓相位角。
線間電壓檢測單元10從接點3 a將3相交流電源1的交流電壓作為線間電壓信號VRs、 vST、 Vtr^t測。線間相電壓變換單元ll
將線間電壓信號VRs、 VST、 VTR變換為如下式(2)所示的相電壓信號Vr，、 VS,、 VT,。<formula>complex formula see original document page 24</formula> (2)
相電壓信號VR，、VS，、VT，能夠表現(xiàn)為如下式(3),與式(l)
相比，可知不包4舌零相電壓信號v。。 [式3〗
<formula>complex formula see original document page 24</formula>
即，如果知道零相電壓信號vo,則能夠求出乂人3相交流電源 l產(chǎn)生的相電壓VR、 vs、 VT。零相電壓信號v。由線間相電壓變換
單元ll作為下式(4)所示的計算式的值而生成。因此，將式(3)
和下式(4)相加得到的結(jié)果變成式(l)。 [式4]
<formula>complex formula see original document page 25</formula>(4)
其中，kl、 k2、 k3是由VR，、 vs，、 Vt，決定的系數(shù)。
更具體地說，線間相電壓變換單元1 U企測相電壓信號V R ，、
vs，、 VT，的峰值，根據(jù)這三個峰值算出系數(shù)kl、 k2、 k3。線間相電壓變換單元ll根據(jù)系數(shù)kl、 k2、 k3生成零相電壓信號vo。另
外，線間相電壓變換單元11根據(jù)相電壓信號VR，、 VS，、 Vt，以及零相電壓信號V。生成相電壓信號VR、 Vs、 vT。零相電壓"R取單
元15從線間相電壓變換單元ll提取零相電壓信號vo。
通過相電壓拔:取單元16從線間相電壓變換單元11 <提取式(1) 的R相電壓信號VR。提取出的R相電壓信號VR通過同步信號生成單元17變換為同步信號s。由同步信號生成單元17變換的同步信號s用于3相2相變換單元12、 14的3相-2相變換和2相3相變換單元19、 30的2相一3相變&。
接著，對由線間相電壓變換單元11變換的式(1)的相電壓 vR、 vs、 VT進行3相-2相變換，因此如下式(5)那樣以sin成分表
<formula>complex formula see original document page 25</formula>(5)
式(5)所示的相電壓v[ vs、 VT通過3相2相變換單元12的3 相-2相變換，變換為下式(6)所示的d軸、q軸的電壓信號Vd、 vq。 [式6]
<formula>complex formula see original document page 26</formula>(6)
式(6)的右邊第一項表示d軸、q軸的電壓信號Vd、 Vq的正相分量Vdp、 vqp，同樣地第二項表示d軸、q軸的電壓信號Vd、 Vq的逆相分量Vdn、Vqn。d軸、q軸的電壓信號Vd、 Vq通過正相逆相分離單元18分離為d軸、q軸的電壓信號的正相分量Vdp、 vqp、以及相同地分離為逆相分量Vdn、 Vqn。由正相逆相分離單元18分離的 d軸、q軸的電壓信號Vd、Vq的逆相分量Vdn、 Vqn通過2相3相變換單元19以下式(7)所示的3相變換為逆相分量部分的相電壓信號Vr," VSn、 VTn。
<formula>complex formula see original document page 26</formula>(7)
如下式(8)所示，逆相分量的相電壓信號VRn、 VSn、 VTr過加法運算單元31與零相電壓信號vo相加。
<formula>complex formula see original document page 26</formula>(8 )
另外，對于輸入電力，作為d軸、q軸的電壓信號Vd、 Vq的正相分量Vdp、 Vqp和這里定義的輸入指令電流信號id/、 iq/的關系式，能夠利用下式(9)表示有效電力信號Ph以及無效電力信號Q。
<formula>complex formula see original document page 27</formula> (9)
電流檢測單元20通過傳感器5b檢測直流輸出電流信號Idc。電壓檢測單元21通過接點5 c檢測直流輸出電壓信號V d c 。該直流輸出電流信號Idc以及直流輸出電壓信號Vdc通過乘法運算單元23相乘并作為直流輸出電力信號P&而輸出。利用減法運算單元 22從直流電壓指令值信號Vd/減去直流輸出電壓信號V&而作為偏差信號。直流電壓控制單元24根據(jù)直流電壓指令值信號 Vj與直流輸出電壓信號Vde之間的偏差信號，生成作為用于將直流輸出電壓信號Vdc控制為固定電壓值的PI控制結(jié)果的直流電壓控制信號。
而且，從直流電壓控制單元24輸出的直流電壓控制信號通過加法運算單元2 5與直流輸出電力信號P d e相加而作為有效電力信號Pin輸出。因而，式(9)所示的有效電力信號Pin如下式(10) 所示，是將基于直流電壓指令值信號Vd/和直流輸出電壓信號 Vdc的偏差信號的直流電壓控制信號、與直流輸出電力信號Pdc 相加的信號。
<formula>complex formula see original document page 27</formula>
在此，kp為比例常數(shù)，ki為積分常數(shù)。
控制式(9)的無效電力Q使輸入功率因數(shù)變成1 ，因此設為零。根據(jù)以上的條件，式(9)變形為下式(11)所示的輸入指令電流信號idP*、 iqp*的式。<formula>complex formula see original document page 28</formula> (11)
輸入電流指令變換單元26根據(jù)由加法運算單元25算出的有效電力信號Pin和由正相逆相分離單元1 8分離的d軸、q軸的電
壓信號的正相分量 Vdp、 Vqp, 生成車敘入才旨令電；KT號idp承、iqp承并輸出。即，式(ll)所示的輸入指令電流信號id/、 iq/變成輸入電
流指令變換單元26的輸出信號。
接著，對于輸入電流，下式(12)中示出從3相交流電源1輸出的3相交流電力的3相交流輸入電流信號iR、 is、 iT,通過傳感器3b由電流檢測單元13檢測。
<formula>complex formula see original document page 28</formula> (12)
其中，ao'為零相電流相位角，(Xp'為正相電流相位角，ar 為逆相電流相^立角。
3相交流輸入電流信號iR、 is、 iT通過3相2相變換單元14, 變換為下式(13)所示的d軸、q軸的電流信號"、iq。
<formula>complex formula see original document page 28</formula> (13)
d軸、q軸的電流信號id、 iq變成輸入電流的反饋值，輸出到減法運算單元27。減法運算單元27從由輸入電流指令變換單元
26運算的輸入指令電流信號idp*、 iq/減去由3相2相變換單元14 變換的d軸、q軸的電流信號id、 iq來生成偏差信號。輸入電流控制單元28根據(jù)d軸、q軸的電流信號id、 iq以及輸入指令電流信號 idp*、 iq/的偏差信號，通過規(guī)定的運算生成用于將輸入電流控制為固定電流值的輸入電流控制信號。加法運算單元29將從輸入電流控制單元28輸出的輸入電流控制信號與由正相逆相分離單元18分離的d軸、q軸的電壓信號的正相分量Vdp、 Vqp相加，生
成下式(14)所示的控制信號Cd、 Cq。
<formula>complex formula see original document page 29</formula>
在此，kp'、 kp"為比例常數(shù)，k「、 ki"為積分常數(shù)。
式(14)的2相控制信號Cd、 Cq如下式(15)所示，通過2相3相變換單元30變換為3相的控制信號Cu、 Cv、 Cw。 [式15]<formula>complex formula see original document page 29</formula>
(15)
加法運算單元32如下式(16)所示，將控制信號Cu、 Cv、 Cw
與從加法運算單元31輸出的逆相分量的相電壓信號VRn、 vSn、 vTn
及零相電壓信號vo的加法運算值相加，作為柵極控制信號Gu'、 Gv'、 Gw'而專lT出。 [式16]<formula>complex formula see original document page 29</formula>(16)
控制脈沖信號生成單元34將柵極控制信號Gu'、 Gv'、 Gw與
從載波頻率產(chǎn)生單元33產(chǎn)生的三角波信號進行比較，生成作為
PWM(Pulse Width Modulation:脈寬調(diào)制)變換結(jié)果的斥冊極脈沖信號Gu、 Gv、 Gw、 Gx、 Gy、 Gz,豐lr出到晶體管4u、 4v、 4w、 4x、 4y、 4z的各4冊才及，進行各柵極的導通截止控制。
接著，說明電力變換裝置100的平tf狀態(tài)時以及瞬時電壓下降時的動作。將直流負載9的負載量假定為固定。在產(chǎn)生瞬時電壓下降以前，3相交流電源1的3相交流輸入電壓處于平#f狀態(tài)。式(l)所示的相電壓信號VR、 vs、 vW又成為正相電壓Vp，式
(2)所示的相電壓信號VR'、 Vs'、 VT二相電壓信號VR、 vs、 vT。此
時，式(6)所示的d軸、q軸的電壓信號Vd、 Vq變成下式(17), q軸的電壓成分變成零。<formula>complex formula see original document page 30</formula>
此時，將式(i7)代入式(n),如下式(i8)那樣表示輸入指令
電流信號idp 、iqp 。<formula>complex formula see original document page 30</formula>
從式(18)，輸入指令電流信號iqp是零，因此由輸入電流指令變換單元26控制輸入電流使得輸入功率因數(shù)變成1。另外，通過直流電壓控制單元24將直流輸出電壓控制為固定值，因此始終向直流負載9側(cè)送出恒定的直流電力。
接著，考慮3相交流電源l的3相交流輸入電壓的至少一相的交流輸入電壓變成瞬時電壓下降、交流輸入電壓變成不平#f 的不平衡狀態(tài)的情況。當交流輸入電壓變成瞬時電壓下降時，
正相逆相分離單元18的輸出中產(chǎn)生式(6)所示的d軸、q軸的電壓
信號的正相分量Vdp、Vqp、以及相同地產(chǎn)生逆相分量Vdn、 vqn,
并且在零相電壓提取單元15的輸出中產(chǎn)生式(4)所示的零相電
壓信號v0。
d軸、q軸的電壓信號的正相分量Vdp、 Vqp通過加法運算單元 29與輸入電流控制信號相加。另外，d軸、q軸的電壓信號的逆
相分量Vdn、 Vqn通過加法運算單元32與控制信號Cu、 Cv、 Cw相加。
由此，即使3相交流輸入電壓變成瞬時電壓下降，也可控制電力變換器4使得流過將直流輸出電力控制為固定且輸入功率因數(shù) 為l的輸入電流。
接著，參照圖3說明在電力變換裝置10 0中交流輸入電壓中產(chǎn)生了瞬時電壓下降時的波形的一例。圖3的(a)表示瞬時電壓下降產(chǎn)生時的3相輸入電壓和輸出電壓。圖3的(b)表示瞬時電壓下降產(chǎn)生時的3相輸入電流和輸出電壓。
在此，在電力變換裝置100中，作為瞬時電壓下降條件，考慮將3相交流輸入電壓的T相電壓瞬時電壓下降到額定電壓的30%為止的情況。另外，將交流輸入相電壓的額定電壓值設定為AC115[V]，將直流輸出電壓值設定為DC380[V]。
如圖3的(a)所示，可知在電力變換裝置100中即使交流輸入電壓被瞬時電壓下降，直流輸出電壓也維持定電壓。另外，如圖3的(b)所示，瞬時電壓下降時的交流輸入R、 S、 T相電流與交流輸入電壓的平衡時相比有增加。因為電力變換裝置100在瞬時電壓下降時也繼續(xù)向直流負載9提供相同的電流，因此使交流輸入電流增力口。
以上，根據(jù)本實施方式的電力變換裝置IOO,能夠通過交壓的瞬時電壓下降時也能夠向直流負載9穩(wěn)定地提供電力。因
此，與使用電容器、蓄電池等蓄電設備的瞬時電壓下降補償?shù)?結(jié)構(gòu)相比，能夠使進行瞬時電壓下降補償?shù)慕Y(jié)構(gòu)小型化、長壽命化以及低成本化。另外，由于沒有使用電容器、蓄電池的蓄電設備，因此能夠容易維護進行瞬時電壓下降補償?shù)慕Y(jié)構(gòu)。另外，能夠改善功率因數(shù)，能夠通過改善功率因數(shù)來抑制高次諧波。
另外，輸入電流指令變換單元26根據(jù)基于交流輸入電壓的 d軸、q軸的電壓信號的正相分量Vdp、 Vqp和基于直流輸出電壓的
直流電壓控制信號，生成輸入電流指令信號id/、 iqp*。因此，能夠加快輸入電流指令信號對交流輸入電壓變動的響應。因而，能夠抑制直流輸出電壓的過渡變動。
另外，電流檢測單元20、電壓檢測單元21以及乘法運算單元23檢測直流輸出電力信號，加法運算單元25將直流輸出電力信號與直流電壓控制信號相加。因此，能夠加快對輸出直流輸出電力的直流負載9的負載量變動的響應。因而，能夠抑制直流輸出電壓的過渡變動。
另外，同步信號生成單元生成同步信號s, 3相2相變換單元 12、 14以及2相3相變換單元19、 30根據(jù)同步信號s進行3相-2相變換以及2相-3相變換。因此，與交流輸入電壓的平衡、不平衡無關，而能夠始終將功率因數(shù)保持為1。
另外，線間電壓檢測單元10以及線間相電壓變換單元ll檢
測交流輸入電力的線間電壓信號vrs、 Vst、 vTR，變換為相電壓
信號Vr、 vs、 vt。因此，3相交流電源1的交流系統(tǒng)不管是3相3 線式還是3相4線式，都能夠進行瞬時電壓下降補償。
(第一變形例)
說明上述第一實施方式的第一變形例。
上述第一實施方式的電力變換裝置100在交流輸入電壓被瞬時電壓下降時，由于輸入電流增加，因此電力變換裝置100 的電力變換元件的發(fā)熱量增加。在通常定義的瞬時規(guī)定時間
(0.5 5秒)程度中沒有必要強化電力變換裝置10 0的冷卻功能。
但是，如果輸入電壓顯著下降的瞬時電壓下降持續(xù)長時間時，電力變換元件的發(fā)熱量增加相應的量。
因此，在本變形例中，在電力變換裝置100中設置冷卻電力變換元件的風扇等冷卻單元的結(jié)構(gòu)。能夠構(gòu)成如下的電力變換裝置通過該冷卻單元強化電力變換元件的冷卻功能，從而在輸入電壓顯著下降的長時間的瞬時電壓下降時，也能夠向直流負載9提供穩(wěn)定的電力并且具有改善功率因數(shù)(PFC: Power Factor Correction:功率因數(shù)校正)的功能。
以上，根據(jù)本變形例，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在輸入電壓顯著下降的長時間的瞬時電壓下降時也能夠向直流負載9提供穩(wěn)定的電力、并且具有功率因數(shù)改善功能的電力變換裝置。
(第二變形例)
參照圖4說明上述第一實施方式的第二變形例。圖4表示本變形例的電力變換系統(tǒng)1(3。
如圖4所示，本變形例的電力變換系統(tǒng)1(3具備3相交流電源 1、電力變換裝置100、 DC/AC變換電路200以及3相交流負載9A。 DC/AC變換電路200是變換器(inverter)等，具備具有二極管的晶體管201 206。 3相交流負載9A是輸入為3相交流用的負載。
DC/AC變換電路200是通過晶體管201 206的各柵極的導通截止控制，將從電力變換裝置10 0輸出的直流輸出電力變換為 3相交流輸出電力并提供給3相交流負載9A。
根據(jù)本變形例，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在輸入電壓的瞬時電壓下降時也能夠向3相交流負載9A提供穩(wěn)定的電力、并且具有功率因數(shù)改善功能的3相交流電源。
(第三變形例)
參照圖5說明上述第一實施方式的第三變形例。圖5表示本變形例的電力變換系統(tǒng)ly。
如圖5所示，本變形例的電力變換系統(tǒng)1 Y具備3相交流電源 1、電力變換裝置100、 DC/AC變換電路300以及單相交流負載 9B。 DC/AC變換電路300是變換器等，具備具有二極管的晶體管301~304。單相交流負載9B是輸入為單相交流用的負載。
DC/AC變換電路300通過晶體管301 304的各柵極的導通截止控制，將從電力變換裝置100輸出的直流輸出電力變換為單相交流輸出電力并提供給單相交流負載9B。
根據(jù)本變形例，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在輸入電壓的瞬時電壓下降時也能夠向單相交流負載9B提供穩(wěn)定的電力、并且具有功率因數(shù)改善功能的單相交流電源。
(第四變形例)
參照圖6說明上述第一實施方式的第四變形例。圖6表示本變形例的電力變換系統(tǒng)1S。
如圖6所示，本變形例的電力變換系統(tǒng)15具備3相交流電源 1、電力變換裝置IOO、 DC/DC變換電^各400以及直流負載9。
DC/DC變換電路400變換從電力變換裝置100輸出的直流輸出電力的電流值，并提供給直流負載9。
根據(jù)本變形例，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在輸入電壓的瞬時電壓下降時也能夠向直流負載9提供穩(wěn)定的電力、并且具有功率因數(shù)改善功能的直流電源。
(第二實施方式)
參照圖7以及圖8說明與本發(fā)明有關的第二實施方式。本實施方式存在具有與上述第一實施方式相同的結(jié)構(gòu)的部分，因此主要說明與第一實施方式不同的部分。
首先，參照圖7說明本實施方式的電力變換系統(tǒng)的裝置結(jié)
構(gòu)。圖7表示本實施方式的電力變換系統(tǒng)ls的結(jié)構(gòu)。
上述第一實施方式的電力變換系統(tǒng)la通過電^各結(jié)構(gòu)實現(xiàn) 了電力變換以及瞬時電壓下降補償功能。本實施方式的電力變功能。
如圖7所示，電力變換系統(tǒng)ls具備3相交流電源l、電力變換裝置100A以及直流負載9。電力變換裝置100A具備主電路部2 和瞬時電壓下降補償電^各8A。瞬時電壓下降補償電^各8A具備 CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)41、 RAM(Random Access Memory:隨機存取存儲器)42、 ROM(Read Only Memory: 只讀存儲器)43、以及1/0部44，各部連接到總線45。
CPU41將從保存在ROM43中的系統(tǒng)程序以及各種應用程序中指定的程序展開到RAM42,與展開到RAM42中的程序的協(xié)動地執(zhí)行各種處理。
C P U 41通過與電力變換控制程序的協(xié)動來控制主電路部2, 將從3相交流電源l輸入的3相交流輸入電力變換為直流輸出電力，并且進行交流輸入電壓的瞬時電壓下降時的直流輸出電力的補償。
RAM42是存儲各種信息的易失性存儲器，具有將各種數(shù)據(jù) 以及程序展開的工作區(qū)。ROM43是可讀出地存儲各種信息的存儲器。ROM43存儲電力變換控制程序。
與主電路部2的各種信號的輸入輸出通過I/0部44。從主電路部2向1/0部44輸入交流輸入部3的接點3a中的3相交流輸入電壓的線間電壓、傳感器3b中的R相、T相的交流輸入電流、直流輸出部5的傳感器5b中的直流輸出電流、以及接點5c中的直流輸出電壓。另外，1/0部44將對電力變換器4的晶體管4u、 4v、 4w、 4x、 4y、 4z進行控制的柵極脈沖信號Gu、 Gv、 Gw、 Gx、 Gy、 Gz輸出到主電i 各部2。
接著，參照圖8說明本實施方式的電力變換系統(tǒng)ls的動作。圖8表示電力變換控制的流程。
在瞬時電壓下降補償電3各8A中，例如將從3相交流電源l輸出3相交流電力的情形作為觸發(fā)，通過乂人ROM43中讀出并展開到RAM42中的電力變換控制程序與CPU41的協(xié)動來執(zhí)行電力變換控制處理。
如圖8所示，首先進行電壓檢測處理(步驟Sll)。在步驟Sll 中，通過I/0部44從主電路部2獲取3相交流電壓。然后，檢測獲
取的3相交流電壓的線間電壓信號VRS、 vST、 vTR。然后，線間電
圧信號vrs、 vST、 VTR變換為3相(R相、S相、T相)的相電壓信號
Vr 、 Vs 、 v丁。
然后，3相的相電壓信號VR、 vs'、 vt'變換為2相的d軸、q 軸的電壓信號Vd、 vq。然后，從d軸、q軸的電壓信號Vd、 Vq分離
正相分量Vdp、 Vqp以及逆相分量Vdn、 Vqn。然后，d軸、q軸的電壓信號Vd、Vq的逆相分量Vdn、 Vqn變換為3相的相電壓信號VRn、
vSn、 vTn。即，步驟S11對應于由電壓才全測單元10a、 3相2相變換單元12、正相逆相分離單元18以及2相3相變換單元19進行的處理。
此外，步驟Sll內(nèi)的各處理適當并行進行。該步驟內(nèi)的處理的并行在以下的步驟S12 S16中也相同。
然后，進行零相、同步計算處理(步驟S12)。在步驟S12中，使用3相的相電壓信號vr 、 vs'、 vt',利用式(4)提取出零相電壓
信號V。。然后，從3相的相電壓信號VR、 VS'、 VT'算出相電壓信號Vr、 Vs、 Vt,提取相電壓信號VR。然后，從R相電壓VR生成同步信號s。同步信號s使用于步驟Sll、 S13、 S16的2相-3相變換、 3相-2相變換的同步中。此時，使用緊接在之前執(zhí)行的步驟S12 的同步信號s(或者初始值的同步信號s)。因而，步驟S12對應于由線間相電壓變換單元ll、零相電壓提取單元15、相電壓提取單元16以及同步信號生成單元17進行的處理。
然后，進行電流檢測處理(步驟S13)。在步驟S13中，檢測通過I/0部44從主電路部2輸入的3相交流輸入電流信號"、is、 iT。然后，3相交流輸入電流信號in、 is、 iT變換為d軸、q軸的電流信號id、 iq。步驟S13對應于由電流檢測單元13以及3相2相變換單元14進行的處理。
然后，進行電壓控制處理(步驟S14)。在步驟S14中，通過 1/0部44從主電路部2檢測直流輸出電流信號Idc以及直流輸出電
壓信號Vdc。然后，將直流輸出電流信號Idc以及直流輸出電壓信號Vdc相乘，算出直流輸出電力信號Pdc。然后，從直流電壓指
令值信號Vd/減去直流輸出電壓信號Vdc,并設為偏差信號。然后，根據(jù)該偏差信號生成用于將直流輸出電壓信號V&控制為固定電壓值的直流電壓控制信號。然后，將直流電壓控制信號以
及直流輸出電力信號Pdc相加，生成有效電力信號Pin。步驟S14
對應于由電流檢測單元20、電壓檢測單元21、減法運算單元22、乘法運算單元23、直流電壓控制單元24以及加法運算單元25進行的處理。
然后，進行電流控制處理(步驟S15)。在步驟S15中，根據(jù) 步驟S14中生成的有效電力信號Pin和步驟Sll中分離的d軸、q軸
的電壓信號的正相分量Vdp、Vqp,生成輸入指令電流信號id/、iq/。然后，從輸入指令電流信號id/、iq/減去步驟S13中變換的d軸、
q軸的電流信號id、 iq,生成偏差信號。
然后，根據(jù)該偏差信號生成輸入電流控制信號。步驟S15對應于由輸入電流指令變換
單元26、減法運算單元27以及輸入電流控制單元28進行的處理。
然后，進行控制校正處理(步驟S16)。在步驟S16中，將步驟S15中生成的輸入電流控制信號和步驟S11中分離的d軸、q軸
的電壓信號的正相分量Vdp、 Vqp相加，生成式(14)所示的控制信號Cd、Cq。然后，2相的控制信號Cd、 Cq變換為3相的控制信號 Cu、 Cv、 Cw。然后，將步驟Sll中獲取的相電壓信號VRn、 vSn、 VTn與步驟S12中提取出的零相電壓信號V。相加。然后，將該加
法運算信號與控制信號Cu、 Cv、 Cw相加，生成柵極控制信號Gu'、 <3V 、 Gw 0
然后，生成三角波信號，通過三角波信號和柵極控制信號
Gu'、 Gv'、 Gw的比較，生成柵極脈沖信號Gu、 Gv、 Gw、 Gx、 Gy、 Gz。然后，柵極脈沖信號Gu、 Gv、 Gw、 Gx、 Gy、 Gz通過I/0部44輸出到電力變換器4的晶體管4u、 4v、 4w、 4x、 4y、 4z的各柵極。步驟S16對應于由加法運算單元29、 2相3相變換單元30、加法運算單元31、 32、載波頻率產(chǎn)生單元33以及控制脈沖信號生成單元34進行的處理。
而且，判別是否結(jié)束了電力變換控制處理(步驟S17)。在沒有結(jié)束電力變換控制處理的情況下(步驟S17;"否")，跳轉(zhuǎn)到步驟Sll。在結(jié)束電力變換控制處理的情況下(步驟S17;"是")，結(jié)束電力變換控制處理。
以上，根據(jù)本實施方式的電力變換裝置100A,具有與第一實施方式的電力變換裝置100相同的效果。
此外，上述實施方式以及變形例中的記述是與本發(fā)明有關的瞬時電壓下降電3各、瞬時電壓下降補償方法以及瞬時電壓下降補償程序的一例，并不限于此。
例如，也可以將上述各實施方式以及各變形例的至少兩個適當進行組合。例如，也可以是將第二實施方式應用于第一
第四變形例的結(jié)構(gòu)。
另外，在上述實施方式以及變形例中，將輸入電流控制信
號與d軸、q軸的電壓信號的正相分量Vdp、 Vqp相加來進行2相-3
相變換，并將相電壓信號VRn、 VSn、 VTn以及零相電壓信號Vo相加，但是并不限于此。例如，也可以是將輸入電流控制信號與d
軸、q軸的電壓信號的正相分量Vdp、 Vqp及逆相分量Vdn、 Vqn以及
零相電壓信號vo相加，從而進行2相-3相變換。
除此之外，在不超出本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，也可以適當變
更上述實施方式以及變形例中的電力變換系統(tǒng)la ls的細部結(jié) 構(gòu)以及i羊細動4乍。
權利要求
1.一種瞬時電壓下降補償電路，其特征在于，具備第一電壓檢測單元，其檢測輸入到根據(jù)控制脈沖信號將3相交流變換為直流的電力變換器中的3相電壓，輸出3相電壓信號；第一3相2相變換單元，其將上述檢測出的3相電壓信號變換為2相電壓信號；第一電流檢測單元，其檢測輸入到上述電力變換器中的3相電流，輸出3相電流信號；第二3相2相變換單元，其將上述檢測出的3相電流信號變換為2相電流信號；第一減法運算單元，其生成輸入電流指令信號和上述2相電流信號的第一偏差信號；輸入電流控制單元，其根據(jù)上述第一偏差信號生成輸入電流控制信號；第一加法運算單元，其將上述2相電壓信號與上述輸入電流控制信號相加；第一2相3相變換單元，其將相加了上述2相電壓信號的輸入電流控制信號變換為3相控制信號；以及控制脈沖信號生成單元，其根據(jù)上述3相控制信號生成上述電力變換器的控制脈沖信號，并輸出到上述電力變換器。
2. 根據(jù)權利要求l所述的瞬時電壓下降補償電路，其特征在于，具備正相逆相分離單元，其將上述變換的2相電壓信號分離為正相分量以及逆相分量；第二2相3相變換單元，其將上述分離的2相電壓信號的逆相分量變換為3相電壓信號的逆相分量；零相電壓提取單元，其從上述檢測出的3相電壓信號提取零相電壓信號；以及第二加法運算單元，其將上述3相電壓信號的逆相分量以及上述零相電壓信號與上述3相控制信號相加，上述第一加法運算單元將上述分離的2相電壓信號的正相分量與上述輸入電流控制信號相加，上述控制脈沖信號生成單元根據(jù)相加了上述3相電壓信號的逆相分量以及上述零相電壓信號的3相控制信號，生成上述控制脈沖信號。
3. 根據(jù)權利要求2所述的瞬時電壓下降補償電路，其特征在于，具備第二電壓檢測單元，其檢測從上述電力變換器輸出的直流電壓，輸出直流電壓信號；第二減法運算單元，其生成電壓指令值信號和上述直流電壓信號的第二偏差信號；直流電壓控制單元，其根據(jù)上述第二偏差信號生成直流電壓控制信號；以及輸入電流指令變換單元，其根據(jù)上述直流電壓控制信號以及上述2相電壓信號的正相分量，生成上述輸入電流指令信號。
4. 根據(jù)權利要求3所述的瞬時電壓下降補償電路，其特征在于，具備第二電流檢測單元，其檢測從上述電力變換器輸出的直流電流，輸出直流電流信號；乘法運算單元，其將上述直流電壓信號以及上述直流電流信號相乘而生成直流電力信號；以及第三加法運算單元，其將上述直流電力信號與上述直流電壓控制信號相加，上述輸入電流指令變換單元^^據(jù)相加了上述直流電力信號的直流電壓控制信號以及上述2相電壓信號的正相分量，生成上述輸入電流指令信號。
5. 根據(jù)權利要求2所述的瞬時電壓下降補償電路，其特征在于，具備相電壓提取單元，其從上述3相電壓信號提取相電壓信號；以及同步信號生成單元，其從上述提取出的相電壓信號生成同步信號并輸出，上述第一3相2相變換單元、上述第二3相2相變換單元、上述第一2相3相變換單元以及上述第二2相3相變換單元，與上述同步信號同步地進行動作。
6. 根據(jù)權利要求l所述的瞬時電壓下降補償電路，其特征在于，上述第一電壓檢測單元具備線間電壓檢測單元，其檢測輸入到上述電力變換器中的3 相線間電壓，輸出3相線間電壓信號；以及線間相電壓變換單元，其將上述檢測出的3相線間電壓信號變換為3相電壓信號。
7. —種電力變換裝置，其特征在于，具備權利要求1至6任意一項所述的瞬時電壓下降補償電路；以及上述電力變換器。
8. —種瞬時電壓下降補償方法，其特征在于，包括第一電壓檢測工序，檢測輸入到根據(jù)控制脈沖信號將3相交流變換為直流的電力變換器中的3相電壓，輸出3相電壓信號；第一3相2相變換工序，將上述檢測出的3相電壓信號變換為 2相電壓信號；第一電流檢測工序，檢測輸入到上述電力變換器中的3相電流，輸出3相電流信號；第二3相2相變換工序，將上述檢測出的3相電流信號變換為 2相電流信號；第一減法運算工序，生成輸入電流指令信號和上述2相電流信號的第一偏差信號；輸入電流控制工序，根據(jù)上述第一偏差信號生成輸入電流控制信號；第一加法運算工序，將上述2相電壓信號與上述輸入電流控制信號相加；第一2相3相變換工序，將相加了上述2相電壓信號的輸入電流控制信號變換為3相控制信號；以及控制脈沖信號生成工序，根據(jù)上述3相控制信號生成上述電力變換器的控制脈沖信號，并輸出到上述電力變換器。
9.根據(jù)權利要求8所述的瞬時電壓下降補償方法，其特征在于，包括正相逆相分離工序，將上述變換的2相電壓信號分離為正相分量以及逆相分量；第二2相3相變換工序，將上述分離的2相電壓信號的逆相分量變換為3相電壓信號的逆相分量；零相電壓提取工序，從上述檢測出的3相電壓信號提取零相電壓信號；以及第二加法運算工序，將上述3相電壓信號的逆相分量以及上述零相電壓信號與上述3相控制信號相加，在上述第一加法運算工序中，將上述分離的2相電壓信號的正相分量與上述輸入電流控制信號相加，在上述控制脈沖信號生成工序中，根據(jù)相加了上述3相電壓信號的逆相分量以及上述零相電壓信號的3相控制信號，生成上述控制脈沖信號。
10. 根據(jù)權利要求9所述的瞬時電壓下降補償方法，其特征在于，包括第二電壓檢測工序，檢測從上述電力變換器輸出的直流電壓，輸出直流電壓信號；第二減法運算工序，生成電壓指令值信號和上述直流電壓信號的第二偏差信號；直流電壓控制工序，根據(jù)上述第二偏差信號生成直流電壓控制信號；以及輸入電流指令變換工序，根據(jù)上述直流電壓控制信號以及上述2相電壓信號的正相分量，生成上述輸入電流指令信號。
11. 根據(jù)權利要求10所述的瞬時電壓下降補償方法，其特征在于，包括第二電流檢測工序，檢測從上述電力變換器輸出的直流電流，輸出直流電流信號；乘法運算工序，將上述直流電壓信號以及上述直流電流信號相乘而生成直流電力信號；以及第三加法運算工序，將上述直流電力信號與上述直流電壓控制信號相加，在上述輸入電流指令變換工序中，根據(jù)相加了上述直流電力信號的直流電壓控制信號以及上述2相電壓信號的正相分量，生成上述輸入電流指令信號。
12. 根據(jù)權利要求9所述的瞬時電壓下降補償方法，其特征在于，包括相電壓提取工序，從上述3相電壓信號^是取相電壓信號；以及同步信號生成工序，從上述提取出的相電壓信號生成同步信號并輸出，在上述第一3相2相變換工序、上述第二3相2相變換工序、上述第一2相3相變換工序以及上述第二2相3相變換工序中，與上述同步信號同步地進行動作。
13. #4居權利要求8至12任意一項所述的瞬時電壓下降補償方法，其特征在于，上述第一電壓檢測工序具備線間電壓檢測工序，檢測輸入到上述電力變換器中的3相線間電壓，輸出3相線間電壓信號；以及線間相電壓變換工序，將上述檢測出的3相線間電壓信號變換為3相電壓信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及瞬時電壓下降補償電路和方法、以及電力變換裝置，可利用交流輸入電力本身的變換進行瞬時電壓下降補償。具備檢測輸入到電力變換器中的3相電壓來生成3相電壓信號的單元；將3相電壓信號變換為2相電壓信號的單元；檢測輸入到電力變換器中的3相電流來生成3相電壓信號的單元；將3相電流信號變換為2相電流信號的單元；生成輸入電流指令信號和2相電流信號的第一偏差信號的單元；根據(jù)第一偏差信號生成輸入電流控制信號的單元；將2相電壓信號與輸入電流控制信號相加的單元；將進行了相加的輸入電流控制信號變換為3相控制信號的單元；和根據(jù)3相控制信號生成電力變換器的控制脈沖信號并輸出的單元。
文檔編號H02J9/06GK101197506SQ20071014768
公開日2008年6月11日申請日期2007年8月31日優(yōu)先權日2006年12月4日
發(fā)明者讓原逸男, 高村龍一, 高柳敦申請人:株式會社京三制作所

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