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公開番号2024164998
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023080795
出願日2023-05-16
発明の名称電力変換装置
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20241121BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】高調波規制を満足させることができるとともにモータの振動の増加を抑制することができる電力変換装置を提案する。
【解決手段】電力変換装置1は、三相入力交流電圧を全波整流するコンバータ回路10と、コンバータ回路10の出力に並列接続されたコンデンサ20を有し直流電圧Vdcを生成する直流リンク部30と、直流リンク部30によって生成された直流電圧Vdcをスイッチング動作により交流電圧に変換してモータ1100に供給するインバータ回路40と、インバータ回路40を制御する制御部100と、を備え、制御部100は、コンデンサ20が充放電する電流の逆位相の第1補正値、及び、電源周波数の6倍に同期して脈動させる第2補正値を用いて、モータ1100の駆動に関わる制御値を脈動させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
三相入力交流電圧を全波整流するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路の出力に並列接続されたコンデンサを有し直流電圧を生成する直流リンク部と、
前記直流リンク部によって生成された前記直流電圧をスイッチング動作により交流電圧に変換してモータに供給するインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記コンデンサが充放電する電流の逆位相の第１補正値、及び、電源周波数の６倍に同期して脈動させる第２補正値を用いて、前記モータの駆動に関わる制御値を脈動させる、
電力変換装置。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記第１補正値と前記第２補正値とを用いて、前記モータの回転速度を制御する前記制御値を脈動させる、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１補正値と前記第２補正値とを用いて、前記モータのトルクを制御する前記制御値を脈動させる、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１補正値と前記第２補正値とを用いて、前記モータに供給する電流を制御する前記制御値を脈動させる、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１補正値と前記第２補正値とを用いて、前記モータに印加する電圧を制御する前記制御値を脈動させる、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第２補正値を、前記直流電圧による直流リンク電流における６次高調波の割合が目標割合となるように制御する、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記制御部は、電源の系統インピーダンスに応じて、前記目標割合を変化させる、
請求項６に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電解コンデンサレスインバータの構成において、大容量のリアクトルを設けること無く、電源高調波規制を満足することができる電力変換装置が提案されている。
例えば、特許文献１に記載された電力変換装置は、入力交流を全波整流するコンバータ回路と、該コンバータ回路の出力に並列接続されたコンデンサを有し、直流電圧を出力する直流リンク部と、該直流リンク部の出力をスイッチングして交流に変換し、前記モータに供給するインバータ回路と、前記スイッチングを制御する制御部とを備える。そして、該制御部は、前記モータの速度を制御する操作量を求める速度制御部と、前記インバータ回路の出力トルクを制御する操作量を求めるトルク制御部と、前記モータのα軸電流及びβ軸電流を制御する操作量を求める電圧制御部とを備える。前記速度制御部は、前記モータの速度を制御する操作量を、前記入力交流の電源周波数の２倍に同期して脈動させ、前記トルク制御部は、前記モータの速度を制御する操作量から前記インバータ回路の出力トルク指令値を生成し、当該出力トルク指令値に基づいて、前記インバータ回路の出力トルクを制御する操作量を求める。前記電圧制御部は、前記インバータ回路の出力トルクを制御する操作量に基づき、静止座標系上で前記モータのα軸電流指令値及びβ軸電流指令値を生成し、これらα軸電流指令値及びβ軸電流指令値とα軸電流及びβ軸電流との偏差が小さくなるように前記モータのα軸電圧指令値及びβ軸電圧指令値を生成し、且つ、前記モータの速度を制御する操作量に基づいて、前記インバータ回路に流れる直流リンク電流指令値を生成し、直流リンク電流が前記直流リンク電流指令値と等しくなるように前記α軸電圧指令値及び前記β軸電圧指令値を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－４１５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
三相電源を用いる電力変換装置において、制御指令値を電源周波数の６倍で脈動させることで、高調波を低減することが可能であるが、コンデンサの充放電電流によって入力電流に歪みが発生し、十分な低減効果が得られない。そのため、電源高調波規制を満足させるためには、大きな脈動が必要となる。その結果、負荷となるモータの回転速度の変動が増加し、振動が増加するおそれがある。
本発明は、高調波規制を満足させることができるとともにモータの振動の増加を抑制することができる電力変換装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的のもと完成させた本発明は、三相入力交流電圧を全波整流するコンバータ回路と、前記コンバータ回路の出力に並列接続されたコンデンサを有し直流電圧を生成する直流リンク部と、前記直流リンク部によって生成された前記直流電圧をスイッチング動作により交流電圧に変換してモータに供給するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記コンデンサが充放電する電流の逆位相の第１補正値、及び、電源周波数の６倍に同期して脈動させる第２補正値を用いて、前記モータの駆動に関わる制御値を脈動させる、電力変換装置である。
ここで、前記制御部は、前記第１補正値と前記第２補正値とを用いて、前記モータの回転速度を制御する前記制御値を脈動させても良い。
また、前記制御部は、前記第１補正値と前記第２補正値とを用いて、前記モータのトルクを制御する前記制御値を脈動させても良い。
また、前記制御部は、前記第１補正値と前記第２補正値とを用いて、前記モータに供給する電流を制御する前記制御値を脈動させても良い。
また、前記制御部は、前記第１補正値と前記第２補正値とを用いて、前記モータに印加する電圧を制御する前記制御値を脈動させても良い。
また、前記制御部は、前記第２補正値を、前記直流電圧による直流リンク電流における６次高調波の割合が目標割合となるように制御しても良い。
また、前記制御部は、電源の系統インピーダンスに応じて、前記目標割合を変化させても良い。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高調波規制を満足させることができるとともにモータの振動の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係る電力変換装置の概略構成の一例を示す図である。
速度制御部、トルク制御部、電流制御部、電圧制御部、信号出力部の概略構成の一例を示す図である。
補正部の概略構成の一例を示す図である。
振幅調整部の概略構成の一例を示す図である。
第２実施形態に係る電力変換装置の概略構成の一例を示す図である。
第３実施形態に係る電力変換装置の概略構成の一例を示す図である。
第４実施形態に係る電力変換装置の概略構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る電力変換装置１の概略構成の一例を示す図である。
電力変換装置１は、三相の交流電源１０００から供給された交流の電力を所定の周波数の電力に変換してモータ１１００に供給する装置である。モータ１１００は、例えば冷蔵庫（不図示）や空調機器（不図示）に用いられる圧縮機を駆動するモータであり、埋込磁石型同期型モータ（ＩＰＭＳＭ（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor））であることを例示することができる。
【０００９】
電力変換装置１は、三相入力交流電圧を全波整流するコンバータ回路１０と、コンバータ回路１０の出力に並列接続されたコンデンサ２０を備え直流電圧Ｖｄｃを生成する直流リンク部３０とを備える。また、電力変換装置１は、直流リンク部３０によって生成された直流電圧Ｖｄｃをスイッチング動作により出力交流電圧に変換してモータ１１００に供給するインバータ回路４０と、インバータ回路４０の作動を制御する制御部１００とを備える。
【００１０】
コンバータ回路１０は、交流電源１０００に接続され、交流電源１０００からの交流を直流に整流する。この実施形態では、コンバータ回路１０は６個のダイオードがブリッジ状に結線されたダイオードブリッジ回路から構成されている。コンバータ回路１０は、６個のダイオードにより、交流電源１０００の交流電圧を全波整流して直流電圧Ｖｄｃに変換する。
（【００１１】以降は省略されています）

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