[發明專利]功率轉換設備

有效

• 申請號: 200710186976.2
• 申請日: 2007-11-15
• 公開（公告）號: CN101188388A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 今津知也;水越幸雄;中島佑樹
• 申請（專利權）人: 日產自動車株式會社
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/5387;H02P27/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 邸萬奎

對相關申請的交叉引用??此申請要求于2006年11月22日提交的日本專利申請第2006-315741號以及于2007年10月10日提交的日本專利申請第2007-264036號的優先權。在此通過引用而將日本專利申請第2006-315741號和第2007-264036號的全部公開合并于此。

技術領域

本發明涉及功率轉換設備。更具體地，本發明涉及用于使用脈寬調制(PWM)來生成接通/關斷(on/off)信號的功率轉換設備。

背景技術

當前已知用來驅動交流電機的一些類型的電壓型逆變器。在這些逆變器中，將三個單相半橋(single-phase?half-bridge)電路并聯連接，其中，每個單相半橋電路具有兩個串聯連接的電子開關，并且，通過脈寬調制(PWM)來生成這些開關的接通/關斷信號。當導通和關斷開關時，將根據PWM調制信號(載波)的頻率、并根據電機電感，而生成紋波電流(ripple?current)。由此，將平滑電容器插入該電路，以平滑該紋波電流。

日本公開專利申請公布第2000-78850號公開了逆變器裝置的一個例子、以及用于控制逆變器裝置的方法，該方法減小了紋波電流、以及平滑電容器的容量。在此文獻中公開的逆變器裝置中，兩個逆變器共享公共的平滑電容器。此外，采用了這樣的對策，如同步每個逆變器的載波、切換用于調制的逆變器的三角波的峰和谷(trough)(溝)、以及將一個逆變器的接通狀態與另一個逆變器的關斷狀態同步。結果，紋波電流交替地流入該電容器，從而彼此抵消。

此外，日本公開專利申請公布第05-56653號公開了逆變器設備的另一個例子，其中，在交流源和直流總線之間布置轉換器，并且，在直流總線和交流負載之間布置逆變器。在此文獻中公開的逆變器設備中，將兩個調制信號同步，并且，減小了到附連于直流總線的平滑電容器的電流的流入。由此，在此文獻中公開的逆變器設備執行連接到共享電容器的兩個功率轉換裝置(轉換器和逆變器)的同步控制。

綜上所述，本領域的技術人員將從此公開中清楚地理解，存在對于改進的功率轉換系統的需要。此發明針對于現有技術中的此需要、以及本領域的技術人員將從此公開中清楚的其它需要。

發明內容

由于在上面的文獻中公開的逆變器設備中，將不同逆變器之間的調制信號同步、或通過共享的調制信號來獲得調制信號，所以，當將較大數目的逆變器和開關臂連接到共享的平滑電容器時，復雜度升高。此外，為了同步逆變器的調制信號，必須在每個逆變器之間來回發送同步信號，并且必須實現很高的通信速率，以同步由開關元件的操作速率所確定的很高的載波頻率。由此，作為結果，系統成本增加。另外，該系統對于開關噪聲敏感，并且由此，必須注意確保執行高質量的通信，這也導致成本增加。此外，隨著用于必須同步的調制信號的逆變器或支路(leg)的數目增大，與同步相關聯的成本以指數方式增大。

因而，本發明的一個目的在于，提供這樣的功率轉換設備：即使在逆變器或開關臂的數目增大時，也不會增大系統成本。

為了實現本發明的以上目的，用于將來自電源的直流轉換為多相交流的功率轉換設備包括多個載波信號生成器、多個選通信號生成器、以及多個支路。載波信號生成器被配置和布置為分別獨立地生成并傳送多個載波信號。選通信號生成器可操作地分別耦接到載波信號生成器，以接收載波信號，每個選通信號生成器被配置和布置為：通過比較多相交流的每相的命令值和載波信號中的對應一個，而生成接通/關斷信號。支路連接到選通信號生成器。每個支路基于從選通信號生成器中的對應一個傳送的接通/關斷信號而操作，以將直流轉換為多相交流的每相。

從下面結合附圖而公開了本發明的優選實施例的詳細描述中，本發明的這些和其它目的、特征、方面、以及優點對于本領域的技術人員來說將變得清楚。

附圖說明

現在，參照形成此原始公開的一部分的附圖：

圖1是根據本發明第一實施例的功率轉換設備的示意圖；

圖2是根據本發明第一實施例提供有功率轉換設備的電機的簡化示意性截面圖；

圖3是根據本發明第一實施例連接到圖1中圖解的功率轉換設備的控制單元的框圖；

圖4是根據本發明第二實施例、其中多個功率轉換單元并聯連接的功率轉換設備的框圖；

圖5是根據本發明第三實施例的功率轉換設備的選通信號生成器的示意圖；

圖6是示出根據本發明第四實施例的第一例子的波形圖，其中改變了PWM載波三角波中的峰值的位置；以及