[發明專利]電源裝置和電力系統

在審

• 申請號: 202010139737.7
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111669047A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 田邊義清;松元智志
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M7/48;H02M7/68
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本公開的課題在于提供一種能夠輸出任意的電壓且任意的頻率的交流的電源裝置。本公開所涉及的電源裝置具備：降壓電路，其具有至少一對正負的降壓開關元件、經由所述降壓開關元件來被施加電壓的至少一對正負的電感器及被串聯連接且利用經過所述電感器的電流來被充電的一對正負的輸出電容器，該降壓電路將輸入電壓進行降壓并輸出；逆變換電路，其具有多個逆變換開關元件，將所述降壓電路的輸出電壓逆變換為交流；以及控制電路，其對所述多個降壓開關元件的開關動作進行控制以使所述降壓電路的輸出電壓成為期望的電壓。

技術領域

本發明涉及一種電源裝置和電力系統。

背景技術

自以往以來，在工業用途中廣泛地利用著一種使用通過交流電源來驅動的電動機的裝置(工業機械)。用戶能夠利用的交流電源的電壓、也就是說內部配電系統的電壓有時根據用戶而不同。一般地，在日本，多數情況是利用AC200V的三相交流進行內部配電，但是在其他國家，例如采用AC380V至AC480V左右的配電系統的例子較多。另外，即使在同一國家，也存在根據受電設備的結構而內部配電系統的電壓不同的情況。

例如，在工業用機器人等中，存在各種各樣的尺寸、軸數量、系統結構，用戶能夠利用的電源電壓也是各種各樣的，與個別的電壓相應地變更裝置的設計并不容易。另外，當針對各電壓來變更裝置的設計時，也產生維護變得復雜這樣的問題。因此，在用戶能夠利用的電源的電壓與現有裝置的電壓不同的情況下，通過在電源與裝置之間配設變壓器來進行對應的情況不少。然而，當利用變壓器時，裝置的大小及重量增大，并且成本增大。

另外，在工業用機器人等中，存在如下情況：為了驅動伺服電動機，例如使用專利文獻1所記載的那樣將交流正變換為直流后逆變換為期望頻率的交流的電源裝置。在該情況下，認為通過對直流進行變壓能夠與電源電壓無關地獲得最適合于電動機的輸出電壓。也就是說，只要在專利文獻1所記載的電源裝置的直流部分中追加斬波電路，就能夠對輸出的交流的電壓進行調整。

另外，近年來，太陽能發電等可再生能源的利用正在擴大，存在提供直流電源的可能性。直流電源的電壓也是針對各系統設定。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2018-74794號公報

發明內容

發明要解決的問題

為了以海外常用的中性點被接地的AC380V～AC480V電源為基礎，將其變換為能夠控制AC200V用的電動機的交流電源，而通過由斬波電路對電壓進行變換來得到AC200V。在該情況下，當通過逆變換電路再次變換為三相交流時，導致輸出的三相交流電源的中性點成為與地電位不同的電位。

當輸出的交流的中性點與地電位相差大時，在伺服電動機等負載電路中需要相對于地具有較高的絕緣耐壓，有時由于絕緣耐壓不足而導致伺服電動機等負載電路無法使用。另外，當中性點電位與地電位相差大時，開關動作噪聲變大，從而誤動作的危險性增加。

另外，在用于驅動伺服電動機的電源裝置中，由于向大容量的電容器流入電流，因此在伺服電動機加速時流動含有高次諧波的大的峰值電流，從而需要設備電源大容量化。作為解決措施，開發出了功率因數改善、抑制峰值電流的方法，但是為了實現該方法而招致高成本化、大型化，因此無法容易地進行應用。

鑒于以上那樣的實際情況，期望一種能夠輸出任意的電壓且任意的頻率的交流的電源裝置。

用于解決問題的方案