直接型电力变换装置的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及控制直接型电力变换装置的方法。
【背景技术】
[0002] 在专利文献1中，对直接型电力变换装置作了记载。直接型电力变换装置具有：二 极管整流器、逆变器以及充放电电路。二极管整流器对单相交流电压进行全波整流而输出 到直流链路。二极管整流器对单相交流电压进行全波整流而输出到一对直流电源线（直流 链路）。充放电电路设置在直流链路内，具有缓冲电路和升压电路。缓冲电路具有在一对直 流电源线之间相互串联连接的开关和电容器。开关相对于电容器位于直流链路的正极侧。 通过开关的导通使电容器放电并向直流链路给予电力。升压电路使来自二极管整流器的整 流电压升压而给电容器充电。由此，充放电电路从直流链路接受电力。逆变器输入直流链 路的直流电压，将其变换成交流电压并输出。
[0003] 另外，作为本发明关联的技术，公开了专利文献2~4和非专利文献1~3。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开2011-193678号公报
[0007] 专利文献2:日本专利第4135026号公报
[0008] 专利文献3:日本专利第4718041号公报
[0009] 专利文献4:日本专利第3070598号公报 [0010] 非专利文献
[0011] 非专利文献1 :大沼喜也、伊东淳一，"使用新型单相交流电力变换器的电容器电容 的降低法及其基础验证"，电气学会半导体电力变换研资，SPC- 08 - 162 (2008)(大沼喜 也、伊東淳一、「新L〇単相三相電力变換器(乙A§ 3yry寸容量?低減法t子?基礎検 証」、電気学会半導体電力变換研資、SPC-08-162 (2008))
[0012] 非专利文献2 :大沼喜也、伊东淳一，"附加了充电电路的带有有源缓冲器的单相三 相电力变换器的电路结构和控制法"，平成22年电气学会全大，4 一 057(2010)(大沼喜也、 伊東淳一、「充電回路爸付加Lfc7夕亍4 7 7 7付各単相三相電力变換器?回路構 成匕制御法」、平成22年電気学会全大、4-057 (2010))
[0013] 非专利文献3:大沼喜也、伊东淳一，"附加了充电电路的带有有源缓冲器的单相三 相电力变换器的实机验证"，平成22年电气学会产业应用部门大会，1 一 124 (2010)(大沼喜 也、伊東淳一、「充電回路爸付加Lfc7夕亍4 7 7 7付§単相三相電力变換器?実機 検証」、平成22年電気学会産業応用部門大会、1-124(2010))
【发明内容】
[0014] 发明所要解决的课题
[0015] 如后面详述，在专利文献1中，直流电压与二极管整流器的输入电压的振幅之比 (输入振幅调制率）最大是l/V^。
[0016] 因此，本发明的目的是提供有助于提高输入振幅调制率的直接型电力变换装置的 控制方法。
[0017] 用于解决课题的手段
[0018] 本发明的直接型电力变换装置的控制方法的第1方式是这样一种直接型电力变 换装置的控制方法，所述方法是控制直接型电力变换装置的方法，所述直接型电力变换装 置具有：第1电源线（LH);第2电源线（LL)，其被施加比所述第1电源线低的电位；二极管 整流器（3)，其具有与单相交流电源（1、2)连接的输入侧、和与所述第1电源线和所述第2 电源线连接的输出侧，并进行单相全波整流；充放电电路（4)，其设置在所述第1电源线与 所述第2电源线之间；以及逆变器（5)，其将所述第1电源线与所述第2电源线之间的直流 电压（Vdc)变换成交流电压，所述充放电电路具有：缓冲电路（4a)，其包括：电容器（C4)、 和与所述电容器串联地在所述第1电源线侧连接于所述第1电源线与所述第2电源线之 间的第1开关（Sc、D42)，所述缓冲电路（4a)在所述第1电源线与所述第2电源线之间进 行电力的授受；以及升压电路（4b)，其使来自所述二极管整流器（3)的整流电压升压而给 所述电容器充电，在所述方法中，在将所述单相交流电源（1、2)输出的交流波形当作该交 流波形的相位角（《t)的正弦值时的与该相位角（《t)的二倍值（2 ?t)相对应的余弦值 (C〇S(2〇n))为正的第1期间（T1)中，从所述缓冲电路（4a)向所述第1电源线和所述第2 电源线给予电力，在所述余弦值为负的第2期间（T2)中，所述缓冲电路（4a)从所述第1电 源线和所述第2电源线接受电力，在所述第1期间中，所述第1开关（Sc、D42)导通的占空比 即放电占空比（dc)被设定成大于将所述单相交流电源的交流电压的振幅（Vm)与所述余弦 值之积除以所述电容器的两端电压（vc)与W之积得到的第1值（Vmmos(2 ?t) / ( ▲-vc) )，并且/或者在所述第2期间中，所述二极管整流器导通的整流占空比（dree)被设定成大 于所述正弦值的绝对值与万之积的倒数即第2值（1八VI|sin(如）|))。
[0019] 本发明的直接型电力变换装置的控制方法的第2方式是第1方式的直接型电力变 换装置的控制方法，其中，所述第2期间（T2)中的所述整流占空比（dree)被设定成比所述 第2值大，所述第1期间（T1)中的所述放电占空比（dc)被设定成将所述第1值乘以系数 (>1)得到的值，使得由所述放电占空比（dc)与所述两端电压（vc)之积（dc?vc)、同所述 整流占空比（dree)与所述交流电压的整流电压（Vrec)之积（dree?Vrec)的和表示的假 想直流链路电压的、由所述整流占空比产生的脉动的最大值、与由所述放电占空比产生的 所述假想直流链路电压的脉动的最大值互为相等。
[0020] 本发明的直接型电力变换装置的控制方法的第3方式是第1或第2方式的直接型 电力变换装置的控制方法，其中，所述第2期间（T2)中的所述整流占空比（dree)是1。 [0021 ] 本发明的直接型电力变换装置的控制方法的第4方式是第3方式的直接型电力变 换装置的控制方法，其中，所述第1期间（T1)中的所述放电占空比（dc)是使所述第1值乘 以作为系数的VI得到的值。
[0022] 本发明的直接型电力变换装置的控制方法的第5方式是第2至第4方式中任一方 式的直接型电力变换装置的控制方法，其中，所述升压电路（4b)具有：二极管（D40)，其具 有：阴极、和连接在所述第1开关（Sc、D42)与所述电容器（C4)之间的阳极；电抗器（L4)， 其连接在所述第1电源线（LH)与所述阴极之间；以及第2开关（SI、D41)，其连接在所述第 2电源线（LL)与所述阴极之间，将所述升压电路的所述第2开关控制成，在所述第2期间 (T2)中，流过所述电抗器（L4)的电流（il)为如下值：该值是使从所述正弦值的绝对值中 减去所述正弦值的绝对值的倒数的半值得到的值（|sin(?t) | -lA2|sin(?t) |))乘以 在所述第1期间与所述第2期间的边界输入到所述二极管整流器（3)的输入电流的值的万 倍即第3值（Im)、所述系数、以及输入到所述逆变器的直流电流的平均值与对所述第3值求 1/W倍得到的第4值（Idc"）之比得到的值。
[0023] 本发明的直接型电力变换装置的控制方法的第6方式是第2至第5方式中任一方 式的直接型电力变换装置的控制方法，其中，所述假想直流链路电压越是因脉动而增大，则 越是使所述逆变器（5)的输出电压的振幅（Vm'）相对于所述假想直流链路电压之比即振幅 调制率（D)降低，根据所述振幅调制率控制所述逆变器。
[0024] 本发明的直接型电力变换装置的控制方法的第7方式是第1至第6方式中任一方 式的直接型电力变换装置的控制方法，其中，在使载波的周期（ts)与所述放电占空比相乘 得到的期间（tc)中，使所述第1开关导通，而且将脉宽调制后的开关信号提供给所述逆变 器，当由1减去所述整流占空比（dree)与所述放电占空比（dc)之和得到的值表示的零占 空比（dz)大于零时，在使载波的周期与所述整流占空比相乘得到的期间（ts?dree)中，将 脉宽调制后的开关信号提供给所述逆变器，在使所述载波的周期与所述零占空比相乘得到 的期间（tz)中使所述逆变器采用零电压矢量，当所述零占空比小于零时，在使所述载波的 周期乘以所述整流占空比与所述零占空比之和（drec+dz)得到的期间（ts? (drec+dz))中， 将脉宽调制后的开关信号提供给所述逆