[發明專利]電力轉換裝置

有效

• 申請號: 201680064209.1
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN108377666B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 小笠原悟司;小原峻介;竹本真紹;山本融真
• 申請（專利權）人: 國立大學法人北海道大學;東芝三菱電機產業系統株式會社
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02P27/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 戚宏梅

使電力用半導體元件進行開關動作來進行電力轉換的電力轉換裝置具備：電壓檢測機構，檢測在電力用半導體元件的開關動作時產生的共模電壓；電壓控制電源，通過對由電壓檢測機構檢測到的共模電壓進行電力放大的電路，產生與共模電壓相同大小且相反極性的電壓；以及電壓重疊單元，將由電壓控制電源產生的電壓重疊到電力轉換裝置的輸出，抵消在使電力用半導體元件進行開關動作時產生的開關頻率以上的共模電壓。

技術領域

本發明涉及將基于電力轉換裝置、例如以逆變器為代表的電力用半導體元件的開關動作進行電力轉換時產生的共模電壓抵消的方式。

背景技術

近年，例如在以馬達作為負載進行運轉控制的電壓型PWM逆變器等電力轉換裝置中，伴隨著適用范圍的擴大和電力用半導體元件的特性提高，電壓型PWM逆變器的載波頻率的高頻化得以發展。

然而，隨著該電壓型PWM逆變器的高頻化的發展，電壓型PWM逆變器所產生的電磁干擾(EMI：electromagnetic interference)成為較大的問題。

電壓型PWM逆變器所產生的電磁干擾的原因主要在于接地線中流動的電流。

關于該點，在日本特開平10－94244號公報中提出了使用有源元件抑制逆變器的輸出共模電壓以減少漏電流的方式。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平10－94244號公報

發明內容

發明所要解決的課題

然而，上述公報所記載的技術是以將逆變器的輸出共模電壓設為0的方式進行抑制的方式，因此需要非常大的共模變壓器。因此存在電路規模變大、難以小型化的課題。

本發明為了消除上述那樣的問題而做成，目的在于提供能夠縮小電路規模而小型化的電力轉換裝置。

用于解決課題的手段

根據本發明的某方面的電力轉換裝置，使電力用半導體元件進行開關動作來進行電力轉換，其中，具備：電壓檢測機構，檢測在電力用半導體元件的開關動作時產生的共模電壓；電壓控制電源，通過對由電壓檢測機構檢測到的共模電壓進行電力放大的電路，產生與共模電壓相同大小且相反極性的電壓；以及電壓重疊單元，將由電壓控制電源產生的電壓重疊到電力轉換裝置的輸出，抵消在使電力用半導體元件進行開關動作時產生的開關頻率以上的共模電壓。

優選的是，電壓重疊單元包括具有多個繞組的共模變壓器、以及電容器。電壓重疊單元的共模變壓器與電容器的共振頻率被設定在電力用半導體元件的零相電壓頻率與開關頻率之間。

優選的是，電力轉換裝置還具備殘留電壓檢測機構，該殘留電壓檢測機構檢測由電壓重疊單元重疊后的電力轉換裝置及電壓控制電源的共模電壓。電壓重疊單元將殘留電壓檢測機構檢測到的共模電壓加上并重疊到電力轉換裝置的輸出。

優選的是，還具備運算放大器，該運算放大器基于殘留電壓檢測機構檢測到的共模電壓與共模電壓的零相電壓之間的比較而進行反相放大，調整加上的電壓。

發明效果

本發明的電力轉換裝置能夠縮小電路規模而小型化。

附圖說明

圖1為說明基于實施方式1的馬達控制系統1的結構的圖。

圖2為說明針對基于實施方式1的共模抑制電路7的共模的等效電路的圖。

圖3為說明基于實施方式2的馬達控制系統1#的結構的圖。

圖4為基于實施方式2的共模抑制電路7#的電壓控制電源A#周邊的電路結構圖。