矩陣變換器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種矩陣變換器。
【背景技術】
[0002] 矩陣變換器具有用于連接交流電源與負載的多個雙向開關，通過這些雙向開關對 交流電源的各相電壓直接進行開關，從而向負載輸出任意的電壓、頻率。已知在理論上所述 矩陣變換器只能輸出達到電源電壓的基波的〇. 866倍的無變形的正弦波電壓，從而在電壓 利用率方面存在技術問題。
[0003] 對此，提出一種如下技術：當輸出頻率與交流電源的頻率一致時，通過停止雙向開 關的PWM控制，并進行控制而經(jīng)由雙向開關直接連結交流電源的各相與負載的各相，從而 向負載直接輸出交流電源的電壓（例如，參照專利文獻1)。采用這種直接連結控制，能夠提 高矩陣變換器的電壓利用率，還能夠抑制雙向開關的開關損失。
[0004] 現(xiàn)有技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開平10-337025號公報

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術問題
[0008] 然而，在現(xiàn)有技術中，例如在PWM控制與直接連結控制之間進行切換時，由于電壓 利用率急劇變化，有可能會對輸出電流產(chǎn)生沖擊。
[0009] 本發(fā)明的一個技術方案是鑒于上述情況而做出的，其目的在于提供一種能夠抑制 對輸出電流產(chǎn)生沖擊并且能夠提高電壓利用率的矩陣變換器。
[0010] 為解決技術問題的方法
[0011] 本發(fā)明的一個技術方案涉及的矩陣變換器具有電力轉換部和控制部。所述電力轉 換部包含用于連接交流電源的各相和負載的各相的多個雙向開關。所述控制部選擇性地執(zhí) 行第一控制模式或第二控制模式，其中，第一控制模式是對所述雙向開關進行PWM控制以 進行所述交流電源與所述負載之間的電力轉換。第二控制模式是對所述雙向開關進行控制 以直接連結所述交流電源與所述負載。當從所述電力轉換部向所述負載的輸出電壓的頻 率與所述交流電源的頻率之差在規(guī)定范圍內時，所述控制部進行使所述輸出電壓上升的電 壓上升控制和使所述輸出電壓的相位與所述交流電源的電壓相位隨動的隨動控制，當這些 控制結束時，將用于驅動所述雙向開關的模式從所述第一控制模式轉換為所述第二控制模 式。
[0012] 發(fā)明效果
[0013] 采用本發(fā)明的一個技術方案，能夠提供一種能抑制對輸出電流產(chǎn)生沖擊且能提高 電壓利用率的矩陣變換器。
【附圖說明】
[0014] 圖1是表示實施方式的矩陣變換器的結構例的圖。
[0015] 圖2是表示圖1所示的電力轉換部和LC濾波器的結構的圖。
[0016] 圖3是表示圖1所示的雙向開關的結構例的圖。
[0017] 圖4是表示在直接連結控制模式下的交流電源、負載與雙向開關之間的關系的 圖。
[0018] 圖5是用于說明PWM控制模式與直接連結控制模式之間的切換的圖。
[0019] 圖6是表示圖1所示的控制部的結構例的圖。
[0020] 圖7是表示在直接連結控制模式下的輸入頻率《i的極性、輸出頻率指令的 極性與接通的雙向開關S之間的關系的圖。
[0021] 圖8是表示控制模式的轉換條件的圖。
[0022] 圖9是表示圖6所示的輸出相位運算器的結構例的圖。
[0023] 圖10是表示圖6所示的輸出頻率判定器的結構例的圖。
[0024] 圖11是表示頻率判定信號的狀態(tài)轉換的圖。
[0025] 圖12是表示圖6所示的輸出電壓判定器的結構例的圖。
[0026] 圖13是表示電壓振幅判定信號的狀態(tài)轉換的圖。
[0027] 圖14是表示圖6所示的輸出相位判定器的結構例的圖。
[0028] 圖15是表示圖6所示的模式切換判定器的結構例的圖。
[0029] 附圖標記說明
[0030] 1 :矩陣變換器
[0031] 2:三相交流電源
[0032] 3 :負載
[0033] 10:電力轉換部
[0034] 12:輸入電壓檢測部
[0035] 13:輸出電流檢測部
[0036] 14 :控制部
[0037] 20 :頻率指令生成器（頻率指令生成部的一例）
[0038] 21 :V/f控制器（電壓指令生成部的一例）
[0039] 24:限幅器
[0040] 25 :電壓限制解除器（電壓限制解除部的一例）
[0041] 27 :輸出相位運算器（相位運算部的一例）
[0042] 28 :驅動信號生成器（開關驅動部的一例）
[0043] 31 :積分器（相位檢測部的一例）
[0044] 34 :輸出頻率判定器（頻率判定部的一例）
[0045] 35 :輸出電壓判定器（電壓判定部的一例）
[0046] 36 :輸出相位判定器（相位判定部的一例）
[0047] 37 :模式切換判定器（模式切換判定部的一例）
[0048] 42 :乘法器（相位置換部的一例）
[0049] 44 :乘法器（相位反向置換部的一例）
[0050] 46 :第二相位運算器
[0051] 66 :隨動相位運算器（補償值運算部的一例）
[0052] 68 :加法器（相位補償部的一例）
【具體實施方式】
[0053] 下面，參照附圖詳細說明本申請的矩陣變換器的實施方式。此外，本發(fā)明并不限于 下面所示的實施方式。
[0054] [1.矩陣變換器的結構]
[0055] 圖1是表示實施方式的矩陣變換器的結構例的圖。如圖1所示，實施方式的矩陣 變換器1設在三相交流電源2(下面簡稱為交流電源2)與負載3之間。負載3例如為感應 電動機或永磁鐵同步電動機等的交流電動機。另外，下面將交流電源2的R相、S相以及T 相記為輸入相，將負載3的U相、V相以及W相記為輸出相。
[0056] 矩陣變換器1具有：輸入端子TK、Ts、Tt ;輸出端子VTv、Tw ;電力轉換部10 ;LC濾 波器11 ;輸入電壓檢測部12 ;輸出電流檢測部13 ;和控制部14。輸入端子Tk、Ts、Tt與交流 電源2的R相、S相、T相分別進行連接。輸出端子T。、Tv、Tw與負載3的U相、V相、W相分 別進行連接。
[0057] 電力轉換部10具有多個雙向開關，通過這些雙向開關對交流電源2的各相電壓直 接進行開關，從而向負載3輸出任意的電壓、頻率。LC濾波器11設在交流電源2的R相、S 相及T相與電力轉換部10之間，用于抑制從電力轉換部10流入交流電源2的高頻電流的 產(chǎn)生。
[0058] 圖2是表示電力轉換部10和LC濾波器11的結構的圖。如圖2所示，電力轉換部 10具有用于連接交流電源2的各相與負載3的各相的多個雙向開關Sku、Ssu、Stu、Skv、Ssv、Stv、 SKW、Ssw、STW(下面有時統(tǒng)稱為雙向開關S)。
[0059] 雙向開關SKU、Ssu、STU對交流電源2的R相、S相、T相與負載3的U相分別進行連 接。雙向開關SKV、Ssv、STV對交流電源2的R相、S相、T相與負載3的V相分別進行連接。 雙向開關SKW、Ssw、STW對交流電源2的R相、S相、T相與負載3的W相分別進行連接。
[