[發(fā)明專利]直接型交流功率轉(zhuǎn)換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780014916.0
• 申請日: 2007-04-20
• 公開（公告）號: CN101432958A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 榊原憲一
• 申請（專利權(quán)）人: 大金工業(yè)株式會社
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/12
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃綸偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直接型交流功率轉(zhuǎn)換裝置，具體涉及在直流連接部上設(shè) 置有鉗位電路的直接型交流功率轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)

作為以逆變器為代表的主要的電路結(jié)構(gòu)，一般采用通過整流電路和 平滑電路將商用交流轉(zhuǎn)換為直流，并利用電壓型轉(zhuǎn)換器獲得交流輸出的 間接型交流功率轉(zhuǎn)換電路。另一方面，作為直接從交流電壓獲得交流輸 出的方式，公知有以矩陣轉(zhuǎn)換器為代表的直接型交流功率轉(zhuǎn)換裝置，由 于使商用頻率引起的電壓脈動平滑的大型電容器和電抗器已經(jīng)無法滿足 需要，因此，近年來，作為能夠期待轉(zhuǎn)換器的小型化的下一代的功率轉(zhuǎn) 換器不斷受到注目。

并且，在文獻1(Lixiang.Wei和Thomas.A.Lipo著，“針對9—開關(guān) 雙橋矩陣轉(zhuǎn)換器在低輸出功率因數(shù)下的動作的研究(Investigation?of 9-switch?Dual-bridge?Matrix?Converter?Operating?under?Low?Output?Power Factor)”，美國IEEE，ISA2003，vol.1，pp.176-181)和文獻2(美國專 利第6995992號說明書)中，作為帶有直流連接的直接轉(zhuǎn)換電路，提出 了在現(xiàn)有形式的逆變器的直流連接上去除了平滑電路的電路方式和調(diào)制 原理。在該文獻1和文獻2中，示出了如下情況，即：將直流連接部的 平均電流(電壓)控制為脈流狀，將轉(zhuǎn)換器側(cè)的電流控制為梯形波狀， 并且使逆變器側(cè)的PWM調(diào)制與轉(zhuǎn)換器側(cè)同步，從而能夠直接從商用交 流轉(zhuǎn)換交流輸出，而不需要產(chǎn)生恒定的直流電壓。

在上述帶有直流連接的直接轉(zhuǎn)換電路的電路中，由于在轉(zhuǎn)換器側(cè)不 具有再生功能，因此在直流連接部中需要吸收功率的鉗位電路。

在上述帶有直流連接的直接轉(zhuǎn)換電路中，由于一個交流電容器與直 流連接部相連，所以要對輸入側(cè)的LC濾波電路所使用的電容器施加倍 左右的電壓，因此存在這樣的問題：由于要使用耐壓性能較高的電容器， 所以會提高成本。

而且，在上述帶有直流連接的直接轉(zhuǎn)換電路中，為了進行鉗位電路 的電容器的放電，需要有源元件和控制電路，從而電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的課題在于提供一種能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)來降低用于 鉗位電路的電容器的耐壓的直接型交流功率轉(zhuǎn)換裝置。

為了解決上述課題，本發(fā)明的直接型交流功率轉(zhuǎn)換裝置的特征在于， 該直接型交流功率轉(zhuǎn)換裝置具有：轉(zhuǎn)換器部，其將三相交流輸入電壓轉(zhuǎn) 換為直流電壓；逆變器部，其將所述轉(zhuǎn)換器部所轉(zhuǎn)換的所述直流電壓轉(zhuǎn) 換為預(yù)定的三相交流輸出電壓；連接所述轉(zhuǎn)換器部與所述逆變器部的正 極側(cè)的第1直流連接部和負極側(cè)的第2直流連接部；以及鉗位電路，其 連接在所述第1直流連接部和所述第2直流連接部之間，并且至少具有 兩個電容元件，在將所述各電容元件串聯(lián)地連接在所述第1直流連接部 和所述第2直流連接部之間的狀態(tài)下，所述鉗位電路通過來自所述逆變 器部的再生電流向所述各電容元件充電，另一方面，在將所述各電容元 件并聯(lián)地連接在所述第1直流連接部和所述第2直流連接部之間的狀態(tài) 下，所述鉗位電路由所述電容元件來放電。

這里，所謂直流電壓還包括在直流電壓分量上疊加了交流電壓分量 的電壓。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在將各電容元件串聯(lián)地連接在所述第1直流連接部 和所述第2直流連接部之間的狀態(tài)下，通過來自逆變器部的再生電流來 向各電容元件充電，另一方面，在將各電容元件并聯(lián)地連接在第1直流 連接部和第2直流連接部之間的狀態(tài)下，從電容元件放電。當(dāng)通過來自 所述逆變器部的再生電流來向各電容元件充電時，在各電容元件處于串 聯(lián)連接的狀態(tài)下，對第1直流連接部與第2直流連接部之間的電壓進行 分壓。因此，通過使用這樣的非線性電容電路，能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)來 降低用于鉗位電路的電容器的耐壓。