[go: up one dir, main page]

CN112242793A - 电力转换装置及其控制方法 - Google Patents

电力转换装置及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112242793A
CN112242793A CN202010651235.2A CN202010651235A CN112242793A CN 112242793 A CN112242793 A CN 112242793A CN 202010651235 A CN202010651235 A CN 202010651235A CN 112242793 A CN112242793 A CN 112242793A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
switch
smoothing capacitor
converter
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010651235.2A
Other languages
English (en)
Inventor
堀越真一
酒井幸次郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN112242793A publication Critical patent/CN112242793A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/1555—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with control circuit
    • H02M7/1557—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with control circuit with automatic control of the output voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/125—Avoiding or suppressing excessive transient voltages or currents
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • H02M1/348—Passive dissipative snubbers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明提供电力转换装置及其控制方法。电力转换装置(10)，具备：转换器(12)，将从交流电源(14)经由开闭器(16)供给的交流电压转换为直流电压；平滑电容器(18)，使从转换器输出的直流电压平滑化；电阻器(20)，抑制流入平滑电容器的电流；开关(22)，能使电阻器两端短路；滤波器(24)，包括电抗器(46U、46V、46W、48U、48V、48W)及电容器(54U、54V、54W)，除去噪声；以及控制部(64)，控制开闭器及开关的开闭，在平滑电容器电压小于电压阈值时，控制部在打开开关的状态下使开闭器从打开状态转变为闭合状态，在平滑电容器电压为电压阈值以上时，控制部在闭合开关的状态下使开闭器从打开状态转变为闭合状态。

Description

电力转换装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及电力转换装置及其控制方法。
背景技术
在日本特开2019-013148号公报中，公开了在转换器的输入电压为设定值以上的情况下停止该转换器的开关的电力转换装置。根据日本特开2019-013148号公报，能够有助于防止电气部件的损坏。
发明内容
但是，在日本特开2019-013148号公报所记载的技术中，未必能够良好地防止转换器所具备的开关元件等的损坏。
本发明的目的在于提供一种能够良好地防止开关元件等损坏的电力转换装置及其控制方法。
本发明的一个方式的电力转换装置具备：转换器，其将从交流电源经由开闭器供给的交流电压转换为直流电压；平滑电容器，其使从所述转换器输出的所述直流电压平滑化；电阻器，其设置在所述转换器与所述平滑电容器之间，抑制流入所述平滑电容器的电流；开关，其与所述电阻器并联连接，能够使所述电阻器的两端短路；滤波器，其设置在所述开闭器与所述转换器之间，包括电抗器及电容器，用于除去噪声；以及控制部，其控制所述开闭器及所述开关的开闭，在所述平滑电容器的电压小于电压阈值的情况下，所述控制部在打开所述开关的状态下使所述开闭器从打开状态转变为闭合状态，在所述平滑电容器的所述电压为所述电压阈值以上的情况下，所述控制部在闭合所述开关的状态下使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态。
本发明的其他方式的电力转换装置的控制方法中，该电力转换装置具备：转换器，其将从交流电源经由开闭器供给的交流电压转换为直流电压；平滑电容器，其使从所述转换器输出的所述直流电压平滑化；电阻器，其设置在所述转换器与所述平滑电容器之间，抑制流入所述平滑电容器的电流；开关，其与所述电阻器并联连接，能够使所述电阻器的两端短路；滤波器，其设置在所述开闭器与所述转换器之间，包括电抗器及电容器，用于除去噪声；以及控制部，其控制所述开闭器及所述开关的开闭，该电力转换装置的控制方法具有如下步骤：判定所述平滑电容器的电压是否为电压阈值以上的步骤；以及使所述开闭器从打开状态转变为闭合状态的步骤，在使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态的步骤中，在所述平滑电容器的电压小于电压阈值的情况下，在打开所述开关的状态下使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态，在所述平滑电容器的所述电压为所述电压阈值以上的情况下，在闭合所述开关的状态下使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态。
根据本发明，能够提供一种能够良好地防止开关元件等损坏的电力转换装置及其控制方法。
根据参照附图说明的以下实施方式的描述，能够容易地理解上述目的、特征和优点。
附图说明
图1是表示一个实施方式的电力转换装置的结构的图。
图2A和图2B是表示使开闭器从打开状态转变为闭合状态时的各部的电压的变化的例子的图。
图3是表示一个实施方式的电力转换装置的动作的流程图。
图4是表示一个实施方式的变形例的电力转换装置的结构的图。
具体实施方式
以下，列举优选的实施方式，参照附图详细说明本发明的电力转换装置及其控制方法。
[一个实施方式]
使用图1～图3说明一个实施方式的电力转换装置及其控制方法。图1是表示本实施方式的电力转换装置的结构的图。
如图1所示，本实施方式的电力转换装置10具备转换器12。转换器12将从交流电源14经由开闭器16供给的交流电压转换为直流电压。转换器12例如是公知的脉冲宽度调制(PWM：Pulse Width Modulation)转换器，但不限定于此。
交流电源14例如是供给多相的相电压的多相交流电源，更具体地说，是三相交流电源，但不限定于此。交流电源14例如可以供给相位相差120度的U相、V相和W相的电压。
开闭器16用于接通/断开从交流电源14向电力转换装置10的交流电压的供给。作为开闭器16，例如可以使用电磁接触器、断路器等，但不限定于此。
电力转换装置10还具备滤波器24。滤波器24设置在开闭器16和转换器12之间。滤波器24能够除去从转换器12侧向交流电源14侧传递的噪声，并且能够除去从交流电源14侧向转换器12侧传递的噪声。
转换器12具备整流电路30。整流电路30将从交流电源14经由开闭器16供给的交流电压整流为直流电压。
在整流电路30中，对应于交流电源14的各相，具备功率元件部32U、32V、32W。
与U相对应的功率元件部32U具备上臂侧的二极管36Uu、下臂侧的二极管36Ud、上臂侧的开关元件(半导体开关元件)34Uu、下臂侧的开关元件34Ud。
与V相对应的功率元件部32V具备上臂侧的二极管36Vu、下臂侧的二极管36Vd、上臂侧的开关元件34Vu、下臂侧的开关元件34Vd。
与W相对应的功率元件部32W具备上臂侧的二极管36Wu、下臂侧的二极管36Wd、上臂侧的开关元件34Wu、下臂侧的开关元件34Wd。
在对上臂侧的二极管进行一般说明时，使用符号36u，在对各个上臂侧的二极管进行说明时，使用符号36Uu、36Vu、36Wu。另外，在对下臂侧的二极管进行一般说明时，使用符号36d，在对各个下臂侧的二极管进行说明时，使用符号36Ud、36Vd、36Wd。
在对开关元件进行一般说明时，使用符号34，在对各个开关元件进行说明时，使用符号34Uu、34Ud、34Vu、34Vd、34Wu、34Wd。另外，在对上臂侧的开关元件进行一般说明时，使用符号34u，在对各个上臂侧的开关元件进行说明时，使用符号34Uu、34Vu、34Wu。另外，在对下臂侧的开关元件进行一般说明时，使用符号34d，在对各个下臂侧的开关元件进行说明时，使用符号34Ud、34Vd、34Wd。开关元件34例如可以使用绝缘栅双极晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)，但不限定于此。也可以使用FET(Field EffectTransistor，场效应晶体管)作为开关元件34。
上臂侧的二极管36u和下臂侧的二极管36d相互串联连接。上臂侧的二极管36u的阴极与一个输出线42u连接。上臂侧的二极管36u的阳极与下臂侧的二极管36d的阴极连接。下臂侧的二极管36d的阳极与另一个输出线42d连接。
上臂侧的开关元件34u和下臂侧的开关元件34d相互串联连接。上臂侧的开关元件34u的第一端子与上臂侧的二极管36u的阴极连接。在开关元件34例如是IGBT的情况下，第一端子是集电极，在开关元件34例如是FET的情况下，第一端子是源极、漏极中的一个。上臂侧的开关元件34u的第二端子与上臂侧的二极管36u的阳极连接。在开关元件34例如是IGBT的情况下，第二端子是发射极，在开关元件34例如是FET的情况下，第二端子是源极、漏极的另一个。下臂侧的开关元件34d的第一端子与下臂侧的二极管36d的阴极连接。下臂侧的开关元件34d的第二端子与下臂侧的二极管36d的阳极连接。
向节点38U供给U相的电压，即U相电压，该节点38U与上臂侧的二极管36Uu的阳极、上臂侧的开关元件34Uu的第二端子、下臂侧的二极管36Ud的阴极、下臂侧的开关元件34Ud的第一端子连接。
向节点38V供给V相的电压，即V相电压，该节点38V与上臂侧的二极管36Vu的阳极、上臂侧的开关元件34Vu的第二端子、下臂侧的二极管36Vd的阴极、下臂侧的开关元件34Vd的第一端子连接。
向节点38W供给W相的电压，即W相电压，该节点38W与上臂侧的二极管36Wu的阳极、上臂侧的开关元件34Wu的第二端子、下臂侧的二极管36Wd的阴极、下臂侧的开关元件34Wd的第一端子连接。
电力转换装置10还具备平滑电容器18。平滑电容器18设置在转换器12的后级。平滑电容器18的一端与一个输出线42u连接。平滑电容器18的另一端与另一个输出线42d连接。平滑电容器18使从转换器12输出的直流电压，即由整流电路30整流后的直流电压平滑化。
电力转换装置10还具备电阻器20。电阻器20设置在一个输出线42u上。电阻器20位于转换器12与平滑电容器18之间。电阻器20的一端经由一个输出线42u与上臂侧的二极管36u和上臂侧的开关元件34u电连接。电阻器20的另一端经由一个输出线42u与平滑电容器18的一端连接。
电力转换装置10还具备开关22。开关22与电阻器20并联连接。开关22能够将电阻器20的两端短路。当开关22闭合时，电阻器20的两端成为短路状态。当开关22打开时，电阻器20的两端成为未短路状态。
在开关22打开的状态下，由转换器12开始从交流电压向直流电压的转换。因此，在通过转换器12开始从交流电压向直流电压的转换时，能够通过电阻器20抑制大的冲击电流流入平滑电容器18。在对平滑电容器18充电了足够的电荷之后，开关22闭合。
滤波器24具备电抗器46U、46V、46W。电抗器46U、46V、46W的一端分别与滤波器24的一端的输入输出端子44U、44V、44W连接。通过开闭器16将来自交流电源14的交流电压分别供给至滤波器24的一端的输入输出端子44U、44V、44W。
滤波器24还具备电抗器48U、48V、48W。电抗器46U、46V、46W的另一端分别与电抗器48U、48V、48W的一端连接。电抗器48U、48V、48W的另一端分别与滤波器24的另一端的输入输出端子50U、50V、50W连接。滤波器24的另一端的输入输出端子50U、50V、50W分别与节点38U、38V、38W连接。
滤波器24还具备电阻器52U、52V、52W。电阻器52U、52V、52W是用于抑制谐振现象的电阻器，即阻尼电阻器。与电抗器46U、46V、46W的另一端和电抗器48U、48V、48W的一端连接的节点53U、53V、53W分别与电阻器52U、52V、52W的一端连接。
滤波器24还具备电容器54U、54V、54W。在对电容器进行一般说明时，使用符号54，在对各个电容器进行说明时，使用符号54U、54V、54W。电容器54U、54V、54W的一端分别与电阻器52U、52V、52W的另一端连接。
滤波器24还具备电阻器56U、56V、56W。在对电阻器进行一般说明时，使用符号56，在对各个电阻器进行说明时，使用符号56U、56V、56W。电阻器56U、56V、56W分别与电容器54U、54V、54W并联连接。电阻器56U、56V、56W用于使蓄积在电容器54U、54V、54W中的电荷放电。
电容器54U、54V、54W的另一端相互连接。
电力转换装置10还具备电压传感器(检测部)28。电压传感器28的一个输入端子与平滑电容器18的一端连接。电压传感器28的另一个输入端子与平滑电容器18的另一端连接。电压传感器28能够检测平滑电容器18的电压，即平滑电容器18两端的电压。
电力转换装置10还具备PWM控制电路29。PWM控制电路29用于对转换器12进行PWM控制。具体而言，PWM控制电路29基于从控制部64供给的信号(指令)，对开关元件34的第三端子(栅极)施加电压，由此对开关元件34进行开关。PWM控制电路29通过对开关元件34进行适当的开关，能够进行输出电压的调整，即平滑电容器18的两端的电压的调整等。
电力转换装置10还具备控制装置26。控制装置26负责电力转换装置10的整体控制。控制装置26具备运算部58和存储部60。运算部58例如可由CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)等构成，但不限定于此。在存储部60中例如具备未图示的易失性存储器和未图示的非易失性存储器。作为易失性存储器，例如可举出RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)。作为非易失性存储器，例如可举出ROM(Read Only Memory，只读存储器)、闪存等。程序、数据、表格等可以存储在存储部60中。
运算部58具备判定部62和控制部64。判定部62和控制部64可以通过由运算部58执行存储在存储部60中的程序来实现。
判定部62判定平滑电容器18的两端的电压是否为电压阈值以上。具体而言，判定部62基于从电压传感器28供给的信息来判定平滑电容器18的两端的电压。电压阈值是用于判定平滑电容器18的电压是否为充分大的状态的阈值。
控制部64能够控制开闭器16的开闭。当开闭器16闭合时，成为从交流电源14供给的交流电压经由开闭器16和滤波器24供给到转换器12的状态。当开闭器16打开时，成为未向滤波器24和转换器12供给交流电压的状态。
控制部64能够控制开关22的开闭。如上所述，当开关22闭合时，电阻器20的两端处于短路状态。如上所述，当开关22打开时，电阻器20的两端成为未被短路的状态。
控制部64例如能够根据由未图示的电压传感器、电流传感器等取得的信息等，生成供给至PWM控制电路29的信号(指令)。控制部64通过使用PWM控制电路29对开关元件34进行适当的开关，能够进行输出电压的调整，即平滑电容器18的两端的电压的调整等。
在电容器54的两端施加与三相交流的线电压相应的电压。在电容器54中蓄积与所施加的该电压相应的电荷。当开闭器16从闭合状态转变为打开状态时，在该时刻蓄积在电容器54中的电荷经由电阻器56开始放电。在从开闭器16由闭合状态转变为打开状态的时刻起的经过时间比较短的阶段，电容器54中蓄积的电荷未完全放电，电容器54的两端的电压仍为大的状态。当开闭器16从打开状态转变为闭合状态时，在滤波器24中可能产生谐振电压。在转变到打开状态的开闭器16再次返回到闭合状态的期间比较短，而且使开闭器16转变到打开状态时的线电压的相位与使开闭器16返回到闭合状态时的线电压的相位相反的情况下，谐振电压的峰值可能显著变大。在对开关元件34施加峰值显著较大的谐振电压的情况下，该开关元件34有可能受损。
可是，在使转变到打开状态的开闭器16再次返回到闭合状态的期间比较短的情况下，平滑电容器18的电压仍然是大的状态。如果通过开关22使电阻器20短路，则谐振电压的峰值被钳位在平滑电容器18的电压，因此不会显著变大。因此，在本实施方式中，在使转变到打开状态的开闭器16再次返回到闭合状态的期间比较短的情况下，即，在平滑电容器18的电压为电压阈值以上的情况下，在闭合开关22的状态下使开闭器16从打开状态转变为闭合状态。另外，即使在闭合了开关22的状态下使开闭器16从打开状态转变为闭合状态，由于平滑电容器18的电压大，所以也不会有大的冲击电流流入平滑电容器18。
图2A及图2B是表示使开闭器从打开状态转变为闭合状态时各部的电压的变化的例子的图。在图2A中，示出了比较例的情况，即电阻器20未被开关22短路的情况的例子。在图2B中示出了本实施方式的情况，即电阻器20被开关22短路的情况的例子。在图2A和图2B的左侧示出了开闭器16的输出侧的电压的例子。在图2A及图2B的右侧示出了谐振电压的例子。另外，在此，为了简化说明，示出了经由开闭器16向滤波器24施加直流电压的情况的例子。在图2A及图2B中示出了平滑电容器18的电压变得充分大的情况的例子。
当在电阻器20未被开关22短路的状态下使开闭器16从打开状态转变为闭合状态时，即，在比较例的情况下，如图2A所示，谐振电压的峰值显著变大。
另一方面，当在电阻器20被开关22短路的状态下使开闭器16从打开状态转变为闭合状态时，即，在本实施方式的情况下，如图2B所示，谐振电压的峰值被钳位为平滑电容器18的电压。
这样，在本实施方式中，在使转变到打开状态的开闭器16再次返回到闭合状态的期间比较短的情况下，即，在平滑电容器18的电压充分大的情况下，在闭合了开关22的状态下使开闭器16从打开状态转变为闭合状态。由于电阻器20被开关22短路，所以谐振电压的峰值被钳位在平滑电容器18的电压。由于谐振电压的峰值不会显著变大，所以根据本实施方式，能够良好地防止开关元件34等损坏。
另一方面，在转变到打开状态的开闭器16再次返回到闭合状态的期间充分长的情况下，蓄积在电容器54中的电荷经由电阻器56被充分地放电，因此电容器54的两端的电压变得充分小。平滑电容器18的两端的电压变得充分小意味着使转变到打开状态的开闭器16再次返回闭合状态的期间充分长，即，电容器54的两端的电压变得充分小。在电容器54的两端的电压变得充分小的情况下，即便使开闭器16转变为打开状态时的电压的相位与使开闭器16返回闭合状态时的电压的相位相反，谐振电压的峰值也不会显著变大。因此，在本实施方式中，在使转变到打开状态的开闭器16再次返回到闭合状态的期间比较长的情况下，即，在平滑电容器18的电压小于电压阈值的情况下，在打开开关22的状态下使开闭器16从打开状态转变为闭合状态。由于是在打开开关22的状态下使开闭器16从打开状态转变为闭合状态，所以能够通过电阻器20防止大的冲击电流流入平滑电容器18。
使用图3说明本实施方式的电力转换装置10的动作。图3是表示本实施方式的电力转换装置的动作的流程图。图3示出了开闭器16从闭合状态转变为打开状态后的动作。
在步骤S1中，控制部64判定是否使开闭器16从打开状态转变为闭合状态。在使开闭器16从打开状态转变为闭合状态的情况下(在步骤S1中为“是”)，转移到步骤S2。在不使开闭器16从打开状态转变为闭合状态的情况下(步骤S1中为“否”)，结束图3所示的处理。
在步骤S2中，判定部62判定平滑电容器18的电压，即平滑电容器18的两端的电压是否为电压阈值以上。在平滑电容器18的电压为电压阈值以上的情况下(在步骤S2中为“是”)，转移到步骤S3。在平滑电容器18的电压小于电压阈值的情况下(在步骤S2中为“否”)，转移到步骤S4。
在步骤S3中，控制部64闭合开关22。在开关22已经闭合的情况下，控制部64维持开关22闭合的状态。此后，转移到步骤S5。
在步骤S4中，控制部64打开开关22。在开关22已经打开的情况下，控制部64维持开关22打开的状态。此后，转移到步骤S5。
在步骤S5中，控制部64使开闭器16从打开状态转变为闭合状态。这样，图3所示的处理完成。
这样，根据本实施方式，在平滑电容器18的电压小于电压阈值的情况下，在打开开关22的状态下使开闭器16从打开状态转变为闭合状态，在平滑电容器18的电压为电压阈值以上的情况下，在闭合开关22的状态下使开闭器16从打开状态转变为闭合状态。根据本实施方式，在电容器54的两端的电压大的情况下，电阻器20被开关22短路，因此谐振电压的峰值被钳位在平滑电容器18的电压。由于谐振电压的峰值不会显著变大，因此根据本实施方式，能够良好地防止开关元件34等被损坏。
(变形例)
使用图4对本实施方式的变形例的电力转换装置10进行说明。图4是表示本变形例的电力转换装置的结构的图。
本变形例的电力转换装置10基于从开闭器16由闭合状态转变为打开状态的时刻开始的经过时间，判定平滑电容器18的电压是否为电压阈值以上。
如图4所示，在本变形例中，不具备电压传感器28(参照图1)。在本变形例中，运算部58还具备计时器66。计时器66可以通过由运算部58执行存储在存储部60中的程序来实现。
在使开闭器16从闭合状态转变为打开状态时，控制部64将表示使开闭器16从闭合状态转变为打开状态的信息提供给计时器66。计时器66对从开闭器16由闭合状态转变为打开状态的时刻开始的经过时间进行计数。由计时器66计数的经过时间被提供给判定部62。判定部62基于由计时器66计数的经过时间，判定平滑电容器18的电压是否为电压阈值以上。
本变形例的电力转换装置10的动作与使用图3的所述电力转换装置10的动作相同，因此省略说明。
这样，也可以根据从开闭器16由闭合状态转变为打开状态的时刻开始的经过时间，判定平滑电容器18的电压是否为电压阈值以上。
总结上述实施方式如下。
电力转换装置(10)具备：转换器(12)，其将从交流电源(14)经由开闭器(16)供给的交流电压转换为直流电压；平滑电容器(18)，其使从所述转换器输出的所述直流电压平滑化；电阻器(20)，其设置在所述转换器与所述平滑电容器之间，抑制流入所述平滑电容器的电流；开关(22)，其与所述电阻器并联连接，能够使所述电阻器的两端短路；滤波器(24)，其设置在所述开闭器与所述转换器之间，包括电抗器(46U、46V、46W、48U、48V、48W)及电容器(54U、54V、54W)，用于除去噪声；以及控制部(64)，其控制所述开闭器及所述开关的开闭，在所述平滑电容器的电压小于电压阈值的情况下，所述控制部在打开所述开关的状态下使所述开闭器从打开状态转变为闭合状态，在所述平滑电容器的所述电压为所述电压阈值以上的情况下，所述控制部在闭合所述开关的状态下使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态。根据这样的结构，在平滑电容器的电压充分大的情况下，即，在电容器的两端的电压较大时，电阻器被开关短路，因此谐振电压的峰值被钳位在平滑电容器的电压。谐振电压的峰值不会显著变大，因此根据这样的结构，能够良好地防止开关元件34等被损坏。
电力转换装置还具有检测所述平滑电容器的所述电压的检测部(28)，所述控制部基于由所述检测部检测出的所述电压，判定所述平滑电容器的所述电压是否为所述电压阈值以上。
所述控制部也可以基于从所述开闭器由所述闭合状态转变为所述打开状态的时刻开始的经过时间，判定所述平滑电容器的所述电压是否为所述电压阈值以上。根据这样的结构，不需要检测平滑电容器的电压的检测部，因此能够有助于低成本化等。
所述转换器可以是脉冲宽度调制转换器。
在电力转换装置的控制方法中，该电力转换装置具备：转换器，其将从交流电源经由开闭器供给的交流电压转换为直流电压；平滑电容器，其使从所述转换器输出的所述直流电压平滑化；电阻器，其设置在所述转换器与所述平滑电容器之间，抑制流入所述平滑电容器的电流；开关，其与所述电阻器并联连接，能够使所述电阻器的两端短路；滤波器，其设置在所述开闭器与所述转换器之间，包括电抗器及电容器，用于除去噪声；以及控制部，其控制所述开闭器及所述开关的开闭，该电力转换装置的控制方法具有如下步骤：判定所述平滑电容器的电压是否为电压阈值以上的步骤(S2)；以及使所述开闭器从打开状态转变为闭合状态的步骤(S5)，在使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态的步骤中，在所述平滑电容器的所述电压小于所述电压阈值的情况下，在打开所述开关的状态下使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态(S4、S5)，在所述平滑电容器的所述电压为所述电压阈值以上的情况下，在闭合所述开关的状态下使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态(S3、S5)。

Claims (5)

1.一种电力转换装置，其特征在于，具备：
转换器，其将从交流电源经由开闭器供给的交流电压转换为直流电压；
平滑电容器，其使从所述转换器输出的所述直流电压平滑化；
电阻器，其设置在所述转换器与所述平滑电容器之间，抑制流入所述平滑电容器的电流；
开关，其与所述电阻器并联连接，能够使所述电阻器的两端短路；
滤波器，其设置在所述开闭器与所述转换器之间，包括电抗器及电容器，用于除去噪声；以及
控制部，其控制所述开闭器及所述开关的开闭，
在所述平滑电容器的电压小于电压阈值的情况下，所述控制部在打开所述开关的状态下使所述开闭器从打开状态转变为闭合状态，在所述平滑电容器的所述电压为所述电压阈值以上的情况下，所述控制部在闭合所述开关的状态下使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述电力转换装置还具有检测所述平滑电容器的所述电压的检测部，
所述控制部基于由所述检测部检测出的所述电压，判定所述平滑电容器的所述电压是否为所述电压阈值以上。
3.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述控制部基于从所述开闭器由所述闭合状态转变为所述打开状态的时刻开始的经过时间，判定所述平滑电容器的所述电压是否为所述电压阈值以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述转换器是脉冲宽度调制转换器。
5.一种电力转换装置的控制方法，其特征在于，
所述电力转换装置具备：
转换器，其将从交流电源经由开闭器供给的交流电压转换为直流电压；
平滑电容器，其使从所述转换器输出的所述直流电压平滑化；
电阻器，其设置在所述转换器与所述平滑电容器之间，抑制流入所述平滑电容器的电流；
开关，其与所述电阻器并联连接，能够使所述电阻器的两端短路；
滤波器，其设置在所述开闭器与所述转换器之间，包括电抗器及电容器，用于除去噪声；以及
控制部，其控制所述开闭器及所述开关的开闭，
所述电力转换装置的控制方法具有如下步骤：
判定所述平滑电容器的电压是否为电压阈值以上的步骤；以及
使所述开闭器从打开状态转变为闭合状态的步骤，
在使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态的步骤中，在所述平滑电容器的所述电压小于所述电压阈值的情况下，在打开所述开关的状态下使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态，在所述平滑电容器的所述电压为所述电压阈值以上的情况下，在闭合所述开关的状态下使所述开闭器从所述打开状态转变为所述闭合状态。
CN202010651235.2A 2019-07-17 2020-07-08 电力转换装置及其控制方法 Pending CN112242793A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019132085A JP7244378B2 (ja) 2019-07-17 2019-07-17 電力変換装置及びその制御方法
JP2019-132085 2019-07-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112242793A true CN112242793A (zh) 2021-01-19

Family

ID=74093417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010651235.2A Pending CN112242793A (zh) 2019-07-17 2020-07-08 电力转换装置及其控制方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11171573B2 (zh)
JP (1) JP7244378B2 (zh)
CN (1) CN112242793A (zh)
DE (1) DE102020004166A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7311323B2 (ja) * 2019-06-26 2023-07-19 ファナック株式会社 整流装置及びモータ駆動装置
DE102019118927A1 (de) * 2019-07-12 2021-01-14 Vacon Oy Gleichstromzwischenkreisladeanordnung und Verfahren zum Laden eines Gleichstromzwischenkreiskondensators
JP7381236B2 (ja) * 2019-07-24 2023-11-15 ファナック株式会社 電力変換装置及びその制御方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995001670A1 (en) * 1993-06-29 1995-01-12 Square D Company Ac to dc power conversion system
US6038155A (en) * 1998-03-31 2000-03-14 International Rectifier Corporation Three phase SCR rectifier bridge with soft start control IC
JP2005117777A (ja) 2003-10-07 2005-04-28 Toshiba Elevator Co Ltd エレベータの電力変換装置
US7511976B2 (en) * 2006-06-27 2009-03-31 Rockwell Automation Technologies, Inc. Self powered supply for power converter switch driver
JP4955363B2 (ja) * 2006-10-18 2012-06-20 東芝シュネデール・インバータ株式会社 インバータ装置
US7929323B2 (en) * 2008-09-26 2011-04-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for pre-charging power converters and diagnosing pre-charge faults
JP5728914B2 (ja) * 2010-12-02 2015-06-03 富士電機株式会社 インバータ装置
WO2013102960A1 (ja) 2012-01-05 2013-07-11 株式会社 東芝 電気車制御装置及び電気車
JP6462407B2 (ja) 2014-06-23 2019-01-30 東芝キヤリア株式会社 電力変換装置及び電力変換システム
JP6247189B2 (ja) * 2014-10-02 2017-12-13 ファナック株式会社 直流リンク残留エネルギーの放電機能を有するモータ制御装置
JP2016152671A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 田淵電機株式会社 突入電流保護機能付電源装置
JP6010163B2 (ja) * 2015-03-10 2016-10-19 ファナック株式会社 順変換器の直流側に接続される直流コンデンサの寿命判定装置
JP6285475B2 (ja) * 2016-01-29 2018-02-28 ファナック株式会社 放電機能を有するモータ駆動装置
JP7381236B2 (ja) * 2019-07-24 2023-11-15 ファナック株式会社 電力変換装置及びその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7244378B2 (ja) 2023-03-22
US20210021205A1 (en) 2021-01-21
US11171573B2 (en) 2021-11-09
JP2021019377A (ja) 2021-02-15
DE102020004166A1 (de) 2021-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11837964B2 (en) Method for detecting low impedance condition at output of electrical converter, control unit, computer program product and electrical converter
CN106688183B (zh) 自灭弧式半导体元件的短路保护电路
CN112242793A (zh) 电力转换装置及其控制方法
KR101198566B1 (ko) 다상 인버터 및 그 제어 방법, 및 송풍기 및 다상 전류출력 시스템
EP0439586A1 (en) Switching circuit employing an inductor and igbt devices
KR101986475B1 (ko) 구동 장치
US20100148830A1 (en) Gate driver circuit, switch assembly and switch system
CN113711481B (zh) 驱动电路
US20190123732A1 (en) Drive circuit for switch
CN101933213B (zh) 电池充电电路
US11283367B2 (en) Power conversion apparatus and control method of the same
JP7595785B2 (ja) 電力用半導体素子の駆動回路、電力用半導体モジュール、および電力変換装置
US11296686B2 (en) Method for operating an electrical circuit, electrical circuit, and motor vehicle
JP2021035150A (ja) モータ駆動装置
CN108028612B (zh) 电动车用逆变器装置
CN118556365A (zh) 电力转换器
JP7515366B2 (ja) 電力変換装置
JP3356783B2 (ja) 電力変換装置及びモータ制御装置
CN112448603A (zh) 电力转换装置
US10033373B2 (en) Half bridge having two semiconductor switches for operating a load
KR101960610B1 (ko) 직류 배전 시스템 안정화 장치
US11863070B2 (en) DC/DC converter and network feedback unit
KR20000004448U (ko) 전력제어 시스템의 정류 회로
JP2022044244A (ja) モータ駆動装置、及びモータ駆動方法
CN119487742A (zh) 预备充电电路以及电动机驱动装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination