[發明專利]串聯多重電力變換裝置

有效

• 申請號: 201210248140.1
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN103095147A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 片山泰輔;末永龍二;梅尾和博;山本榮治
• 申請（專利權）人: 株式會社安川電機
• 主分類號: H02M5/44
• 分類號: H02M5/44;H01F27/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明所揭示的實施方式涉及一種串聯多重電力變換裝置。

背景技術

以往，作為電力變換裝置，已知有將電力變換單元以串聯方式進行多級連接，設有多個相位的串聯多重（series-connected?multi?level）電力變換裝置。串聯多重電力變換裝置具有：將輸入至初級繞組的多相交流輸入電壓變壓后輸出至多個次級繞組的多重變壓器(multi-winding?transformer)，及連接于多重變壓器的各次級繞組的多個單相電力變換器。

在上述串聯多重電力變換裝置中，多重變壓器的各次級繞組輸出的電壓之間相互具有相位差，以降低在初級繞組側流過的諧波電流。具體而言，已提出有以下方案：在串聯多重電力變換裝置由9個單相電力變換器所組成的情況下，構成為使連接于組成U相、V相、W相中的1個相的3個單相電力變換器的次級繞組具有20度的電壓相位，并使所有次級繞組的電壓相位依次相差20/3度（例如參照日本專利特開2008-295149號公報）。

本發明的目的在于，提供一種作為降低在初級繞組側流過的諧波電流的技術，以代替以往技術的新技術。

發明內容

本發明的一種串聯多重電力變換裝置包括:多重變壓器和電力變換單元。多重變壓器將輸入至初級繞組的交流電分配至m×n個（n、m是互為素數）次級繞組。電力變換單元具有分別連接于上述m×n個次級繞組的m×n個單相電力變換器，該單相電力變換器的輸出按每n個串聯連接而構成m個輸出相。上述多重變壓器中，設置于同一輸出相的上述n個單相電力變換器所分別連接的n個上述次級繞組的電壓相位關系為依次相差60/n度。并且，上述多重變壓器，在上述m個輸出相間，上述m個單相電力變換器所分別連接的m個上述次級繞組的電壓相位關系為依次相差60/m度。

根據本發明的一種形態的串聯多重電力變換裝置，能夠降低在初級繞組側流過的諧波電流。

附圖說明

以下，通過對照附圖來閱讀本發明的詳細說明，可更為完整地認識本發明及容易地理解其優點。

圖1是第1實施方式串聯多重電力變換裝置的示意圖。

圖2是圖1所示的單相電力變換器的電路塊示意圖。

圖3是多重變壓器的次級繞組電壓相位差的示意圖。

圖4是多重變壓器的次級繞組電壓相位關系的示意圖。

圖5是多重變壓器的布線示意圖。

圖6～圖8是多重變壓器初級繞組的線間電壓矢量與次級繞組的線間電壓矢量關系的示意圖。

圖9是多重變壓器各次級繞組的電流矢量示意圖。

圖10是多重變壓器各次級繞組的電流矢量示意圖。

圖11是關于r相，各次級繞組中流過的電流的說明圖。

圖12是初級電壓為正時，由于次級繞組中流過的電流而在初級繞組中流過的電流矢量的示意圖。

圖13是初級電壓為負時，由于次級繞組中流過的電流而在初級繞組中流過的電流矢量的示意圖。

圖14是多重變壓器中次級繞組的另外的電壓相位關系的示意圖。

圖15是第2實施方式的串聯多重電力變換裝置中，多重變壓器的次級繞組電壓相位差的示意圖。

具體實施方式

以下參照附圖來詳細說明本發明要揭示的串聯多重電力變換裝置的幾種實施方式。另外，本發明并不限定于以下所示的各實施方式。

（第1實施方式）

首先，對第1實施方式的串聯多重電力變換裝置的結構進行說明。圖1是第1實施方式串聯多重電力變換裝置的示意圖。

如圖1所示，串聯多重電力變換裝置1具有多重變壓器10及電力變換單元20，將自三相交流電源2的R相、S相及T相所供應的交流電變換后供應至交流負載3。此處舉以下一例來進行說明：串聯多重電力變換裝置1的輸出相為三相（m=3），各輸出相具備2個2級（n=2）連接的單相電力變換器，交流負載3為電動機。

多重變壓器10具備初級繞組11、及6個次級繞組12a～12f（以下有時總稱為次級繞組12），其將輸入至初級繞組11的交流電變壓后輸出至6個次級繞組12a～12f。該多重變壓器10是使初級繞組11與次級繞組12之間產生電壓相位差的移相變壓器。

電力變換單元20具備分別連接于6個次級繞組12a～12f的6個單相電力變換器21a～21f（以下有時總稱為單相電力變換器21）。各單相電力變換器21將從各次級繞組12所供應的三相交流電變換為單相交流電后，從輸出端子Ta、Tb輸出。