[發(fā)明專利]電力變換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980159942.1
• 申請日: 2009-11-26
• 公開（公告）號: CN102460932A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 奧田達(dá)也;巖田明彥;藤原賢司;泉喜久夫
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會社
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 許海蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將直流電力變換為交流電力的電力變換裝置。

背景技術(shù)

作為以往的電力變換裝置，如專利文獻(xiàn)1所示，連接了三電平逆變器和單相逆變器。該電力變換裝置具備：三電平逆變器，與共用的直流電源連接，并且具有3相的可以輸出3個電平來作為每1相的輸出電壓的開關(guān)部；以及單相逆變器，與獨立的直流電源連接，并且對應(yīng)于三電平逆變器的各相。并且，將三電平逆變器的輸出端子連接到對應(yīng)的單相逆變器的一方的交流輸出端子，并且將這些單相逆變器的另一方的交流輸出端子連接到交流電動機(jī)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2000-166251號公報

發(fā)明內(nèi)容

在上述以往的電力變換裝置中，使用了用二極管將三電平逆變器的開關(guān)部的中性點夾緊的中性點夾緊型的三電平逆變器。在該結(jié)構(gòu)中，針對三電平逆變器的每1相，電流一定會流過2個半導(dǎo)體元件，所以難以降低導(dǎo)通損失，成為電力變換效率變差的主要原因。

本發(fā)明是為了解決上述那樣的問題而完成的，其目的在于，在組合三電平逆變器和單相逆變器而構(gòu)成的電力變換裝置中，降低導(dǎo)通損失而提高電力變換效率。

本發(fā)明的電力變換裝置具備三電平逆變器和單相逆變器，三電平逆變器具有：將第1以及第2半導(dǎo)體開關(guān)元件進(jìn)行串聯(lián)連接而成的橋電路，該橋電路連接到直流電源的正負(fù)端子間；以及開關(guān)電路，該開關(guān)電路連接到作為第1以及第2半導(dǎo)體開關(guān)元件的連接點的橋電路的交流輸出端子與直流電源的中間電位點之間，并具有雙向特性。另外，單相逆變器包括多個半導(dǎo)體開關(guān)元件而成，并與所述橋電路的交流輸出端子串聯(lián)連接。并且，電力變換裝置對負(fù)載供給三電平逆變器的輸出電壓與單相逆變器的輸出電壓的總和。

根據(jù)本發(fā)明的電力變換裝置，在三電平逆變器為正或者負(fù)的電壓輸出時，針對三電平逆變器的每1相可以使流過電流的半導(dǎo)體開關(guān)元件數(shù)為1個，可以降低導(dǎo)通損失。因此，可以提高電力變換裝置的電力變換效率，另外可以削減二氧化碳排放量，可以通過簡化冷卻器而實現(xiàn)低成本化、小型化。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的實施方式1的電力變換裝置的電路結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是本發(fā)明的實施方式1的電力變換裝置的U相部分的整體動作說明圖。

圖3是示出本發(fā)明的實施方式1的另一例子的電力變換裝置的電路結(jié)構(gòu)的圖。

圖4是示出本發(fā)明的實施方式2的電力變換裝置的電路結(jié)構(gòu)的圖。

圖5是本發(fā)明的實施方式2的電力變換裝置的U相部分的整體動作說明圖。

具體實施方式

實施方式1.

圖1是示出本發(fā)明的實施方式1的電力變換裝置的電路結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示，電力變換裝置10具備三電平逆變器1、單相逆變器2a、2b、2c、以及三相濾波器3，將來自直流電源4的直流電力變換為交流電力，供給到三相負(fù)載5。另外，電力變換裝置10不僅具有將輸入到正極端子VH-負(fù)極端子VL間的直流電壓變換為三相交流電壓并輸出到U端子、V端子、W端子間的直流/交流變換功能，而且還具有將輸入到U端子、V端子、W端子間的三相交流電壓變換為直流電壓并輸出到正極端子VH-負(fù)極端子VL間的交流/直流變換功能。這2個功能的基本的動作相同，所以省略關(guān)于交流/直流變換的說明。

首先，說明三電平逆變器1的結(jié)構(gòu)。三電平逆變器1的正極端子VH以及負(fù)極端子VL分別與直流電源4的正負(fù)端子連接。并且，三電平逆變器1具備平滑電容器CH以及CL、U相橋電路(SuH、SuL)、V相橋電路(SvH、SvL)、W相橋電路(SwH、SwL)、U相開關(guān)電路(SuMH、SuML)、V相開關(guān)電路(SvMH、SvML)、以及W相開關(guān)電路(SwMH、SwML)。

平滑電容器CH、CL(以下，稱為電容器CH、CL)被串聯(lián)連接，將電容器CH的高壓側(cè)端子連接到正極端子VH，將電容器CL的低壓側(cè)端子連接到負(fù)極端子VL。另外，對電容器CL與電容器CH的連接點，連接成為直流電源4的中間電位點的中間電壓端子VM。