[發(fā)明專利]電力轉(zhuǎn)換裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480051309.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105556817B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 榊原憲一;山下尚也
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大金工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02M1/15
• 分類號(hào): H02M1/15;H02M5/458
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 李輝,黃綸偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有功率緩沖電路的電力轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)

為了從由單相交流電源輸入的單相交流電壓得到直流電壓，通常使用全波整流電路。但是，在全波整流電路的輸出中存在具有該單相交流電壓的頻率的2倍頻率的功率脈動(dòng)。因此，為了降低該功率脈動(dòng)，在全波整流電路的輸出側(cè)和負(fù)載之間需要對(duì)功率進(jìn)行緩沖的功率緩沖電路。功率的緩沖需要例如被稱為平滑電容器的電容元件。

在非專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了平滑電容器經(jīng)由電流可逆斬波器與緩沖電容器連接并吸收脈動(dòng)功率的技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)，通過(guò)減小平滑電容器的靜電電容、并允許緩沖側(cè)的電壓紋波，由此進(jìn)行平滑所需要的靜電電容的總和大幅降低。

在非專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了削減非專利文獻(xiàn)1的平滑電容器、并且通過(guò)開(kāi)關(guān)元件將緩沖電容器與直流鏈路連接的技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)公開(kāi)了生成電壓源，并且同時(shí)生成電源電壓和高頻鏈路的直接轉(zhuǎn)換電路。

在非專利文獻(xiàn)3還公開(kāi)了將輸入波形設(shè)為正弦波狀、而且提高效率的技術(shù)。

另外，作為公開(kāi)與本申請(qǐng)相關(guān)的技術(shù)的文獻(xiàn)，可以舉出本申請(qǐng)人提交申請(qǐng)的專利文獻(xiàn)1、2。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2011－193678號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2012－135184號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：入江、山下、竹本、「2象限チョッパと付加コンデンサを用いた単相整流回路のリプル補(bǔ)償」電気學(xué)會(huì)論文集D、Vol.112、No.7、pp.623-629(1992)

非專利文獻(xiàn)2：大沼、伊東、「充電回路を付加したアクティブバッファ付き単相三相電力変換器の回路構(gòu)成と制御法」、平成22年電気學(xué)會(huì)全國(guó)大會(huì)、4-057、(2010)

非專利文獻(xiàn)3：大沼、伊東、「単相三相変換器における昇圧チョッパ回路とアクティブバッファ回路の比較」、平成23年電気學(xué)會(huì)全國(guó)大會(huì)、4-042、(2011)

非專利文獻(xiàn)4：芳賀、高橋、大石：「高入力力率を?qū)g現(xiàn)する?yún)g相―三相マトリクスコンバータの一製造法」電気學(xué)會(huì)論文集D、Vol.124、No.5、pp.510-516(2004)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問(wèn)題

在采用非專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的技術(shù)的電力轉(zhuǎn)換中，不需要將緩沖電容器的電壓控制為固定值，因而不論是直接轉(zhuǎn)換方式還是間接轉(zhuǎn)換方式，與通常的平滑電容器相比，都能夠?qū)⑺枰撵o電電容設(shè)定為較小的值。

但是，脈動(dòng)功率的振幅增大至與功率的固定分量相同的程度。因此，對(duì)緩沖電容器要求的允許紋波電流值也較高。另一方面，由于裝置的小型化和成本的制約，期望使用電解電容器作為緩沖電容器。因此，即使是緩沖電容器，在該緩沖電容器采用電解電容器時(shí)，從滿足允許紋波電流值的觀點(diǎn)考慮，不得不選擇大于實(shí)際需要的靜電電容的、通常的平滑電容器程度的靜電電容。

另一方面，在非專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了不具有能動(dòng)性的功率緩沖電路的單相三相直接轉(zhuǎn)換電路。其中，示出了輸入電流和輸出功率紋波之間的關(guān)系。并且，為了將輸入波形設(shè)為正弦波狀，示出了對(duì)輸出功率賦予具有電源頻率的2倍頻率的脈動(dòng)功率的必要性。

例如，在1.5kW級(jí)的家庭用空調(diào)機(jī)中，期望根據(jù)電機(jī)的慣性力矩將隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)而形成的速度紋波控制在10％左右。而且，隨著功率容量的增加，脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩也增加，因而壓縮機(jī)支撐系統(tǒng)的應(yīng)力增大。因此，顯然可以采用的功率容量也存在上限。

因此，本申請(qǐng)的目的在于，在具有能動(dòng)性的功率緩沖電路的電力轉(zhuǎn)換裝置中，使功率緩沖電路進(jìn)行緩沖的功率小于脈動(dòng)功率，由此降低功率緩沖電路的靜電電容和功率容量。由此，進(jìn)而有助于擴(kuò)大負(fù)載脈動(dòng)時(shí)的功率容量的范圍。

用于解決問(wèn)題的手段

本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置具有：直流鏈路(7)，其包括第1電源線(LH)和第2電源線(LL)；變流器(3)，其輸入單相交流電壓(Vin)，向所述直流鏈路輸出脈動(dòng)功率(Pin)；逆變器(5)，其從所述直流鏈路輸入功率，輸出交流電流(Iu、Iv、Iw)；以及功率緩沖電路(4)，其從所述直流鏈路輸入充電功率(PI)，向所述直流鏈路輸出放電功率(Pc)。

并且，在該電力轉(zhuǎn)換裝置的第一方式中，至少在所述脈動(dòng)功率超過(guò)規(guī)定值時(shí)，所述放電功率相對(duì)于所述充電功率的變動(dòng)量(Pc-PI)小于所述脈動(dòng)功率的交流成分(Pin^)。