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DE10356086A1 - Umrichtergericht, Antriebssteuerungsgerät und Antriebssteuerungsverfahren - Google Patents

Umrichtergericht, Antriebssteuerungsgerät und Antriebssteuerungsverfahren Download PDF

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DE10356086A1
DE10356086A1 DE10356086A DE10356086A DE10356086A1 DE 10356086 A1 DE10356086 A1 DE 10356086A1 DE 10356086 A DE10356086 A DE 10356086A DE 10356086 A DE10356086 A DE 10356086A DE 10356086 A1 DE10356086 A1 DE 10356086A1
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DE
Germany
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phase
switching element
control signal
control
smoothing capacitor
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Withdrawn
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DE10356086A
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English (en)
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Shigeki Kariya Ikeda
Seiki Kariya Sakata
Satoshi Kariya Watanabe
Masanori Kariya Tsuzuki
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
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Publication date
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    • H02MAPPARATUS 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
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
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    • H02M7/53871Conversion of DC power input into AC 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, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
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Abstract

Ein Umrichtergerät (10) weist einen Umrichter zum Antrieb eines Drei-Phasen-Motors, eine Energieversorgungsschaltung (32) zum Anlegen einer Gleichspannung an den Umrichter, ein Schaltelement (33), das in jedem Phasenzweig oben und unten angebracht ist, einen Glättungskondensator (34), um eine an den Umrichter angelegte Spannung davor zu schützen, dass sie einen Wert erreicht, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und eine Steuerungsschaltung (11) auf, um ein Steuerungssignal zur Steuerung eines Ein-Aus-Schaltvorgangs jedes Schaltelementes (33) zu steuern. Das Steuerungssignal wird durch die Steuerungsschaltung (11) derart erzeugt, dass die Einschaltzeitpunkte jedes Schaltelementes (33) jeder Phase gegeneinander verschoben werden können.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Umrichtergerät und genauer ein Umrichtergerät, ein Antriebssteuerungsgerät und ein Antriebssteuerungsverfahren für einen Motor, der in einem Verdichter (Kompressor) usw. angebracht ist.
  • 1A zeigt ein Beispiel für eine Schaltung eines vorhandenen Umrichtergeräts.
  • Ein Umrichtergerät 30 gemäß 1A steuert beispielsweise den Antrieb eines Drei-Phasen-Motors (mit U-Phase, V-Phase und W-Phase), der in einem Verdichter (Kompressor) usw. untergebracht ist.
  • Das Umrichtergerät 30 weist einen Umrichter 31 zum Antrieb eines Drei-Phasen-Motors durch Erzeugung von Wechselstrom mit einer Phasendifferenz von 120°, eine Energiezufuhrschaltung 32 zur Zufuhr von Energie zu Schaltelementen 33 (SW1–SW6), die jeweils vor und nach jeder Phase des Umrichters 31 vorgesehen sind, einen Glättungskondensator 34 zur Beschränkung der aus der Energieversorgungsschaltung 32 an jedes Schaltelement 33 angelegten Spannung und eine Steuerungsschaltung 35 zur Erzeugung eines Steuerungssignals (Impulssignals) zur Steuerung eines Schaltvorgangs (Ein/Aus-Schaltvorgang) für jedes Schaltelement 33 auf.
  • Jedem Schaltelement 33 wird ein Steuerungssignal aus der Steuerungsschaltung 35 zugeführt, wobei jedes Schaltelement periodisch einen Schaltvorgang ausführt. Ein jeweils um 120° verschobener Wechselstrom fließt durch jede Phase, wobei ein in der Zeichnung nicht dargestellter Drei-Phasen-Motor angetrieben werden kann.
  • 1B zeigt einen Signalverlauf eines Steuerungssignals, das jedem Schaltelement 33 jeder Phase zugeführt wird.
  • Wie es in 1B gezeigt ist, wird jedem Schaltelement 33 jeder Phase in dem Umrichtergerät 30 derselbe Ein-Zeitverlauf eines Steuerungssignals zugeführt. Das heißt, dass, wenn beispielsweise SW2 (U-Phase), SW4 (V-Phase) und SW6 (W-Phase) eingeschaltet werden, dieselbe Phase des Steuerungssignals den drei Schaltelementen 33 zugeführt wird. Somit wird, da der Ein-Zeitverlauf des Schaltelementes 33 jeder Phase derselbe ist, ein Welligkeitsstrom (Ripple-Strom) in dem Glättungskondensator 34 mit dem Ein-Zeitverlauf erzeugt wird. Wenn der Glättungskondensator 34 ausgewählt wird, ist es notwendig, im Hinblick auf den Welligkeitsstrom einen Glättungskondensator 34 mit großer Kapazität vorzubereiten. Es gibt die Möglichkeit, dass der Welligkeitsstrom die Lebensdauer des Glättungskondensators 34 verringern kann.
  • Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-78850 beschreibt ein Verfahren zur Unterdrückung des in einem Glättungskondensator erzeugten Welligkeitsstroms, obwohl dieser im Hinblick auf den Aufbau sich von dem Umrichtergerät 30 gemäß 1A unterscheidet. Diese bezieht sich auf ein Verfahren zur Unterdrückung des Welligkeitsstroms, der in dem Glättungskondensator erzeugt wird, der gemeinsam in zwei Umrichtern verwendet wird, die eine Energieversorgungsschaltung in einem Umrichtergerät gemeinsam nutzen. Dieses Unterdrückungsverfahren wird durch Verschieben der Phase jedes Referenzsignals (Trägersignals), das in den zwei Umrichtern verwendet wird, um π verwirklicht, wodurch der durch die jeweiligen Umrichter fließende Welligkeitsstrom versetzt (verschoben, offset) wird und der Welligkeitsstrom unterdrückt wird, der in dem gemeinsam von den zwei Umrichtern verwendeten Glättungskondensator erzeugt wird.
  • Jedoch wird das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2000-78850 beschriebene Verfahren zur Unterdrückung des von zwei Umrichtern erzeugten Welligkeitsstroms verwendet. Daher ist in einem der zwei Umrichter der in dem Umrichter fließende Welligkeitsstrom derselbe wie der Welligkeitsstrom, der durch das Umrichtergerät 30 fließt. Somit wird gemäß der Technik der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2000-78850 der durch einen der Umrichter fließende Welligkeitsstrom nicht unterdrückt. Folglich ist es notwendig, die Kapazität des Glättungskondensators zu erhöhen, wodurch in nachteiliger Weise die Größe des gesamten Geräts erhöht wird. Weiterhin kann die Lebensdauer des Glättungskondensators als auch des Umrichtergeräts 30 verringert werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf die Bereitstellung eines Umrichtergeräts, eines Antriebssteuerungsgeräts und eines Antriebssteuerungsverfahrens gerichtet, die in der Lage sind, die Belastung eines Glättungskondensators durch einen Welligkeitsstrom selbst dann zu unterdrücken, wenn lediglich ein Umrichter mit einer Energieversorgung verwendet wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist wie nachstehend beschrieben aufgebaut.
  • Das heißt, dass in dem Umrichtergerät gemäß der vorliegenden Erfindung eine Brückenschaltung mit einer Vielzahl von Schaltelementen und ein Glättungskondensator parallel zu einer Gleichstromenergieversorgung geschaltet sind, und jedes aus der Vielzahl der Schaltelemente entsprechend einem Steuerungssignal ein- und ausgeschaltet wird, das aus der Steuerungsschaltung ausgegeben wird, wodurch der Gleichstrom aus der Gleichstromenergieversorgung in einen Mehrphasen-Wechselstrom umgewandelt wird. Die Steuerungsschaltung gibt das Steuerungssignal derart aus, dass der Einschaltzeitpunkt (Ein-Betrieb-Zeitverlauf) von jedem aus einer Vielzahl von Schaltelementen in jedem Steuerungszyklus verschoben wird.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, können durch gegenseitiges Verschieben des Einschaltzeitpunkts jedes der Schaltelemente Überlappungen der Ein-Zeitdauer (Ein-Periode) jedes Schaltelementes verringert werden, wodurch der in dem Glättungskondensator erzeugte Welligkeitsstrom unterdrückt wird, wobei eine geringere Kapazität eines Glättungskondensators erforderlich ist und die Größe des gesamten Geräts verkleinert wird. Weiterhin kann, da der Welligkeitsstrom unterdrückt werden kann, die Verringerung der Lebensdauer des Glättungskondensators unterdrückt werden.
  • Das vorstehend beschriebene Umrichtergerät kann außerdem derart ausgelegt werden, dass der Steuerungsschaltung ermöglicht wird, für jedes Schaltelement ein Steuerungssignal mit einer vorbestimmten Phasendifferenz zu erzeugen.
  • Auf diese Weise wird der Einschaltzeitpunkt jedes Schaltelementes verschoben, und der in dem Glättungskondensator erzeugte Welligkeitsstrom kann unterdrückt werden, wodurch die Anforderung an die Kapazität des Glättungskondensators verringert wird, und das gesamte Gerät verkleinert werden kann. Weiterhin kann, da der Welligkeitsstrom unterdrückt werden kann, die Verringerung der Lebensdauer des Glättungskondensators unterdrückt werden.
  • Das Umrichtergerät kann ebenfalls derart ausgelegt werden, dass der Steuerungsschaltung ermöglicht wird, für jedes Schaltelement ein Steuerungssignal unter Verwendung eines Trägersignals mit einer vorbestimmten Phasendifferenz zu erzeugen.
  • Normalerweise ist das Trägersignal ein Referenzsignal zur Erzeugung des Steuerungssignals, und ein Steuerungssignal jeder Phase (jedes Schaltelementes) wird aus einem Trägersignal erzeugt. In dem Umrichtergerät gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Trägersignal für jede Phase vorbereitet, und die Phase jedes Trägersignals wird verschoben.
  • Somit wird der Einschaltzeitpunkt jedes Schaltelementes verschoben, wodurch der in einem Glättungskondensator erzeugte Welligkeitsstrom unterdrückt wird. Folglich kann die Anforderung an die Kapazität des Glättungskondensators verringert werden und kann das gesamte Gerät verkleinert werden. Da der Welligkeitsstrom unterdrückt werden kann, kann die Verringerung der Lebensdauer des Glättungskondensators unterdrückt werden.
  • Das vorstehend beschriebene Umrichtergerät kann außerdem dazu ausgelegt werden, dass der Steuerungsschaltung die Anweisung des Schaltelementes derart ermöglicht wird, dass sie ein Steuerungssignal unter Verwendung eines Trägersignals erzeugt, das in einem vorbestimmten Zyklus moduliert ist.
  • Somit wird der Einschaltzeitpunkt jedes Schaltelementes verschoben, wodurch der in einem Glättungskondensator erzeugte Welligkeitsstrom unterdrückt wird. Folglich kann die Anforderung in Bezug auf die Kapazität für den Glättungskondensator verringert werden und kann das gesamte Gerät verkleinert werden. Da der Welligkeitsstrom unterdrückt werden kann, kann die Verringerung der Lebensdauer des Glättungskondensators unterdrückt werden. Weiterhin kann, da die Reihenfolge der Änderung des Einschaltzeitpunkts jedes Schaltelementes geändert wird, die Reihenfolge des Einschaltzeitpunkts des Schaltelementes jeder Phase in einem Steuerungszyklus umgeschaltet werden. Somit kann das Steuerungssignal jeder Phase zeitlich in einem Steuerungszyklus gleichermaßen gesteuert werden, und die Variation einer Belastung mit dem Ein-/Aus-Zeitverlauf jedes Schaltelements kann verringert werden.
  • Zusätzlich kann das Umrichtergerät derart ausgelegt werden, dass der Antrieb eines in einem Verdichter (Kompressor) angebrachten Motors gesteuert wird.
  • Somit wird das im Welligkeitsstrom unterdrückte Umrichtergerät als Umrichtergerät zum Antrieb eines Motors eines Verdichters verwendet, so dass der Glättungskondensator verkleinert werden kann, wodurch das gesamte einen Kompressor bildende Gerät verkleinert wird.
  • Der Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst ein Antriebssteuerungsgerät zur Steuerung des Ein- oder Aus-Betriebs eines Schaltelementes, das für jede der vorstehend beschriebenen Phasen vorgesehen ist, und dessen Antriebssteuerungsverfahren.
  • 1A zeigt ein Beispiel für eine Schaltung eines existierenden Umrichtergeräts,
  • 1B zeigt einen Signalverlauf eines Steuerungssignals in dem existierenden Umrichtergerät,
  • 2A zeigt ein Beispiel für eine Schaltung des Umrichtergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 2B zeigt den Signalverlauf eines Steuerungssignals in dem Umrichtergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
  • 3 zeigt den Signalverlauf eines weiteren Steuerungssignals in dem Umrichtergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 2A zeigt ein Beispiel für eine Schaltung des Umrichtergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieselben Elemente wie bei dem Umrichtergerät 30 gemäß 1A sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, weshalb eine ausführliche Beschreibung dieses Aufbaus entfällt.
  • Das von einer Steuerungsschaltung 11 des Umrichtergeräts 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgegebenen Steuerungssignal unterscheidet sich von dem durch die Steuerungsschaltung 35 des Umrichtergeräts 30 ausgegebenen Steuerungssignals. Nachstehend ist das aus der Steuerungsschaltung 11 ausgegebene Steuerungssignal beschrieben.
  • 2B zeigt den Signalverlauf eines Steuerungssignals, das aus der Steuerungsschaltung 11 ausgegeben wird.
  • Der Signalverlauf des Steuerungssignals gemäß 2B ist der Signalverlauf des Steuerungssignals, das aus der Steuerungsschaltung 11 jedem Schaltelement 33 für jede Phase zugeführt wird, beispielsweise ein Signalverlauf eines Steuerungssignals, wenn SW2 (U-Phase), SW4 (V-Phase) und SW6 (W-Phase) der Schaltelemente 33 in den eingeschalteten Zustand gebracht wird. Wie es in 2B gezeigt ist, wird der Einschaltzeitpunkt des Schaltelementes 33 jeder Phase um ein vorbestimmtes Intervall in einen Steuerungszyklus verschoben. Das heißt, dass die jeweiligen Steuerungssignale für die Schaltelemente 33 jeder Phase voneinander um eine vorbestimmte Phasendifferenz verschoben werden.
  • In der Steuerungsschaltung 35 des Umrichtergeräts 30 gemäß 1A wird jedes Steuerungssignal für die Schaltelemente 33 jeder Phase entsprechend einem Referenzsignal (Trägersignal) erzeugt. Das heißt beispielsweise, dass die Steuerungsschaltung 35 den Spannungswert eines Referenzsignals mit dem Befehlswert (Spannungswert) zur Erzeugung eines gewünschten Wechselstroms für jede Phase vergleicht. Wenn der Spannungswert des Referenzsignals größer als der Befehlswert ist, wird ein Einschaltzeitpunkt bestimmt. Falls er kleiner ist, wird ein Ausschaltzeitpunkt bestimmt. Somit fällt jeder Einschaltzeitpunkt des Schaltelementes 33 jeder Phase in Synchronisation und wird ein Welligkeitsstrom in dem Glättungskondensator 34 erzeugt, in dem die Einschaltzeitpunkte einander überlappen. Dann verändert das Umrichtergerät 30 den Tastverhältniswert (Duty-Wert) jedes Steuerungssignals, wodurch in der Phase um 120° verschobene Wechselströme in den einzelnen Phasen erzeugt werden.
  • Demgegenüber wird bei dem Umrichtergerät 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Referenzsignal für jede Phase vorbereitet, und die Phase des Referenzsignals jeder Phase wird derart verschoben, dass die Ein-Zeitdauer jeder Phase (Ein-Periode jeder Phase) nicht jeweils andere auf der Grundlage des Tastverhältniswerts jeder Phase überlappen kann, wodurch der Einschaltzeitpunkt des Steuerungssignals verschoben wird.
  • Dann erzeugt das Umrichtergerät 10 für jede Phase einen Wechselstrom, der sich in der Phase um 120° unterscheidet. Der in 2B gezeigte Steuerungszyklus ist ein Ein-Aus-Betriebszyklus jedes Schaltelements 33 jeder Phase, und es ist möglich, die Phase des Referenzsignals in dem Steuerungszyklus zu verschieben. Das heißt, dass "A" gemäß 2B das Ausmaß der Phasendifferenz zwischen dem Referenzsignal der U-Phase und dem Referenzsignal der V-Phase angibt, und "B" das Ausmaß der Phasendifferenz zwischen dem Referenzsignal der V-Phase und dem Referenzsignal der W-Phase angibt. Jede Phase des Referenzsignals jeder Phase (U-Phase, V-Phase und W-Phase) kann innerhalb von 120° verschoben werden. Die Ein-Zeitdauern (Ein-Perioden) jedes Schaltelementes 33 jeder Phase können sich einander etwas überlappen (oder etwas voneinander getrennt sein), jedoch wird desto weniger Welligkeitsstrom in dem Glättungskondensator 34 erzeugt, je kleiner die Überlappungen sind.
  • Somit kann durch Verschieben des Einschaltzeitpunkts jedes Schaltelementes 33 jeder Phase in einem Steuerungszyklus der in dem Glättungskondensator 34 erzeugte Welligkeitsstrom unterdrückt werden, wodurch die Anforderung in Bezug auf die Kapazität des Glättungskondensators 34 verringert wird. Somit kann der Glättungskondensator 34 verkleinert werden. Daher kann das gesamte Umrichtergerät 10 verkleinert werden und kann die Flexibilität bei der Auslegung verbessert werden.
  • Weiterhin kann, da der in dem Glättungskondensator 34 erzeugte Welligkeitsstrom unterdrückt werden kann, die Verringerung der Lebensdauer des Glättungskondensators 34 verringert werden, und kann die Zuverlässigkeit des gesamten Umrichtergeräts 10 verbessert werden.
  • Das Geräusch (die Störung), die durch das Ein- oder Ausschalten des Schaltelementes 33 jeder Phase mit demselben Zeitverlauf erzeugt wird, kann durch Verschieben des Einschaltzeitpunkts verringert werden.
  • Zusätzlich kann das Umrichtergerät 10 mit der Steuerungsschaltung 11 zur Erzeugung des vorstehend beschriebenen Steuerungssignals bei einem Umrichtergerät zum Antrieb des Motors usw. eines Verdichters zur Verwendung in einem Auto angewendet werden. Somit kann der Glättungskondensator 34 verkleinert werden, wodurch das gesamte Gerät, das einen Kompressor bildet, verkleinert wird.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • 3 zeigt den Signalverlauf eines weiteren Steuerungssignals, das aus der Steuerungsschaltung 11 des Umrichtergeräts 10 ausgegeben wird.
  • Der in 3 gezeigte Signalverlauf des Steuerungssignals ist ein Signalverlauf des Steuerungssignals, das aus der Steuerungsschaltung 11 den Schaltelementen 33 jeder Phase zugeführt wird, wie es der Fall bei dem Steuersignal gemäß 2B ist. Beispielsweise wird der Steuerungssignalverlauf erzeugt, wenn SW2 (U-Phase), SW4 (V-Phase) und SW6 (W-Phase) der Schaltelemente 33 in den eingeschalteten Zustand versetzt sind.
  • Weiterhin wird bei dem Signalverlauf des Steuerungssignals gemäß 3, wie bei dem Signalverlauf des Steuerungssignals gemäß 2B, der Einschaltzeitpunkt jedes Schaltelementes 33 jeder Phase in einen Steuerungszyklus verschoben. Durch Versetzen jedes Schaltelementes 33 in den eingeschalteten Zustand unter Verwendung jedes Steuerungssignals wird in jeder Phase ein um 120° in der Phase verschobener Wechselstrom erzeugt.
  • Unter Verwendung des in 3 gezeigten Steuerungssignals wird der Einschaltzeitpunkt jedes Schaltelementes 33 jeder Phase verschoben, und die Reihenfolge jedes Einschaltzeitpunkts wird in dem Steuerungszyklus verändert. Beispielsweise wird in dem Steuerungszyklus auf der linken Seite gemäß 3 das Steuerungssignal derart erzeugt, dass die Schaltelemente 33 jeder Phase in der Reihenfolge von U-Phase, V-Phase und W-Phase in den eingeschalteten Zustand versetzt werden. In dem mittleren Steuerungszyklus gemäß 3 wird das Steuerungssignal derart erzeugt, dass die Schaltelemente 33 jeder Phase in der Reihenfolge V-Phase, W-Phase und U-Phase in den eingeschalteten Zustand versetzt werden. In dem rechten Steuerungszyklus gemäß 3 wird das Steuerungssignal derart erzeugt, dass die Schaltelemente 33 jeder Phase in der Reihenfolge W-Phase, U-Phase und V-Phase in den eingeschalteten Zustand versetzt werden. Somit ändert das Steuerungssignal gemäß 3 die Reihenfolge des Ein-Zeitverlaufs jedes Schaltelementes 33 jeder Phase in jedem Steuerungszyklus.
  • Das heißt, dass das Steuerungssignal gemäß 3 jedes Trägersignals für jede Phase derart vorbereitet, dass die Phasen des Trägersignals voneinander verschoben sind, und die Frequenzen jedes Trägersignals können voneinander unterschiedlich sein. Somit kann die Reihenfolge des Ein-Zeitverlaufs des Schaltelementes 33 jeder Phase verändert werden. Die Phase und die Frequenz eines Trägersignals kann entweder regelmäßig oder zufällig (beliebig) geändert werden.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann durch Verschieben des Einschaltzeitpunkts (Ein-Zeitverlaufs) jedes Schaltelementes 33 jeder Phase in einem Steuerungszyklus und Veränderung der Reihenfolge des Einschaltzeitpunkts der in dem Glättungskondensator 34 erzeugte Welligkeitsstrom unterdrückt werden. Daher kann der Glättungskondensator 34 verkleinert werden und kann das gesamte Umrichtergerät 10 ebenfalls verkleinert werden, wobei die Flexibilität beim Entwurf verbessert werden kann.
  • Zusätzlich kann durch Schalten der Reihenfolge der Einschaltzeitpunkte der Schaltelemente 33 jeder Phase das Steuerungssignal jeder Phase zeitlich in dem Steuerungszyklus gleichermaßen gesteuert werden. Dadurch kann die Variation der Belastung beim Ein- und Ausschalten jedes Schaltelementes 33 verringert werden.
  • Weiterhin kann, da der in dem Glättungskondensator 34 erzeugte Welligkeitsstrom unterdrückt werden kann, die Verringerung der Lebensdauer des Glättungskondensators 34 verringert werden, wobei die Zuverlässigkeit des gesamten Umrichtergeräts 10 verbessert werden kann.
  • Die beim Ein- oder Ausschalten mit denselben Zeitverlauf bei den Schaltelementen 33 der jeweiligen Phasen erzeugte Geräusch (Störung) kann durch Verschieben des Ein-Zeitverlaufs verringert werden.
  • Zusätzlich kann das Umrichtergerät 10 mit der Steuerungsschaltung 11 zur Erzeugung des vorstehend beschriebenen Steuerungssignals bei einem Umrichtergerät zum Antrieb des Motors usw. eines Verdichters zur Verwendung in einem Fahrzeug angewendet werden. Somit kann der Glättungskondensator 34 verkleinert werden, wodurch das gesamte, einen Verdichter bildende Gerät verkleinert wird.
  • Das vorstehend beschriebene Schaltelement 33 kann ebenfalls unter Verwendung eines CMOSFET (komplementären Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistors) oder eines Bipolartransistors aufgebaut werden.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann durch Verwendung des Umrichtergeräts 10 durch Verschieben des Einschaltzeitpunkts jedes Schaltelementes 33 jeder Phase in einem Steuerungszyklus der in dem Glättungskondensator 34 erzeugte Welligkeitsstrom unterdrückt werden, wodurch die Anforderung in Bezug auf die Kapazität des Glättungskondensators 34 verringert wird. Somit kann der Glättungskondensator 34 verkleinert werden. Dadurch kann das gesamte Umrichtergerät 10 verkleinert werden. Weiterhin kann, da der in dem Glättungskondensator 34 erzeugte Welligkeitsstrom unterdrückt werden kann, die Verringerung der Lebensdauer des Glättungskondensators 34 reduziert werden. Zusätzlich kann das Umrichtergerät 10 mit der Steuerungsschaltung 11 zur Erzeugung des vorstehend beschriebenen Steuerungssignals bei einem Umrichtergerät zum Antrieb des Motors usw. eines Verdichters angewendet werden. Somit kann der Glättungskondensator 34 verkleinert werden, wodurch das gesamte, einen Verdichter bildende Gerät verkleinert wird.
  • Wie es vorstehend beschreiben worden ist, weist ein Umrichtergerät 10 einen Umrichter zum Antrieb eines Drei-Phasen-Motors, eine Energieversorgungsschaltung 32 zum Anlegen einer Gleichspannung an den Umrichter, ein Schaltelement 33, das in jedem Phasenzweig oben und unten angebracht ist, einen Glättungskondensator 34, um eine an den Umrichter angelegte Spannung davor zu schützen, dass sie einen Wert erreicht, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird, und eine Steuerungsschaltung 11 auf, um ein Steuerungssignal zur Steuerung eines Ein-Aus-Schaltvorgangs jedes Schaltelementes 33 zu erzeugen. Das Steuerungssignal wird durch die Steuerungsschaltung 11 derart erzeugt, dass die Einschaltzeitpunkte (Ein-Zeitverläufe) jedes Schaltelementes 33 jeder Phase gegeneinander verschoben werden können.

Claims (7)

  1. Umrichtergerät (10), in dem eine Brückenschaltung mit einer Vielzahl von Schaltelementen (33) und ein Glättungskondensator (34) parallel zu einer Gleichstromenergieversorgung (32) geschaltet sind, und jedes aus der Vielzahl der Schaltelemente (33) entsprechend einem aus einer Steuerungsschaltung (11) ausgegebenen Steuerungssignal ein- und ausgeschaltet werden, wodurch Gleichstrom aus der Gleichstromenergieversorgung (32) in einen Mehrphasen-Wechselstrom umgewandelt wird, wobei die Steuerungsschaltung (11) das Steuerungssignal derart ausgibt, dass die Einschaltzeitpunkte der Vielzahl der Schaltelemente (33) in jedem Steuerungszyklus gegeneinander verschoben werden.
  2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsschaltung (11) ein Steuerungssignal mit einer vorbestimmten Phasendifferenz für jedes Schaltelement (33) erzeugt.
  3. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsschaltung (11) ein Steuerungssignal für jedes Schaltelement (33) unter Verwendung eines Trägersignals mit einer vorbestimmten Phasendifferenz erzeugt.
  4. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsschaltung (11) ein Steuerungssignal für jedes Schaltelement (33) unter Verwendung eines Trägersignals erzeugt, das in jedem vorbestimmten Zyklus moduliert ist.
  5. Gerät nach Anspruch 1, wobei das Umrichtergerät (10) den Antrieb eines an einem Verdichter angebrachten Motors steuert.
  6. Antriebssteuerungsgerät, das für einen Umrichter (10) verwendet wird, und einen Wechselstrom mit einer vorbestimmten Phasendifferenz für jede aus einer Vielzahl von Phasen erzeugt und einen Motor antreibt, wobei der Einschaltzeitpunkt eines Schaltelementes (33), das für jede Phase vorgesehen ist, verschoben wird.
  7. Antriebssteuerungsverfahren, das für einen Umrichter (10) verwendet wird und einen Wechselstrom mit einer vorbestimmten Phasendifferenz erzeugt sowie einen Motor antreibt, wobei ein Einschaltzeitpunkt eines für jede Phase vorgesehenen Schaltelementes (33) verschoben wird.
DE10356086A 2002-12-02 2003-12-01 Umrichtergericht, Antriebssteuerungsgerät und Antriebssteuerungsverfahren Withdrawn DE10356086A1 (de)

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