[發(fā)明專利]三相逆變器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210354423.8
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN114696644A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊東淳一;西澤是呂久;鳥羽章夫;小高章弘
• 申請（專利權(quán)）人: 國立大學(xué)法人長岡技術(shù)科學(xué)大學(xué);富士電機(jī)株式會社
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

提供一種三相逆變器，其具備與直流電壓源并聯(lián)的電容器和由半導(dǎo)體開關(guān)元件構(gòu)成的三相橋式電路，將兩個(gè)開關(guān)元件之間的連接點(diǎn)作為各相的交流輸出端子，并生成一個(gè)開關(guān)動作周期內(nèi)的、包含三相的PWM脈沖中的除了正側(cè)脈沖的脈沖寬度為最大的相之外的其他兩相的正側(cè)脈沖的相互位置關(guān)系是與一相的正側(cè)脈沖包含了另一相的正側(cè)脈沖的狀態(tài)相比時(shí)間軸上的重復(fù)范圍較少的位置關(guān)系的其他兩相的PWM脈沖的三相的PWM脈沖。

本申請是申請日為2019年2月27日、國家申請?zhí)枮?01910147527.X、發(fā)明名稱為“三相逆變器”的申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過對用于驅(qū)動三相逆變器(inverter)的半導(dǎo)體開關(guān)元件的PWM(脈沖寬度調(diào)制)脈沖的生成時(shí)機(jī)(timing)進(jìn)行操作，以降低直流部的電容器中流動的高頻電流(紋波電流(ripple current))，從而對電容器的發(fā)熱進(jìn)行抑制的技術(shù)。

背景技術(shù)

圖10是對感應(yīng)電動機(jī)(induction motor)等的負(fù)載M進(jìn)行驅(qū)動的三相二級全橋(2level full-bridge)逆變器(下面稱“逆變器”)的主電路構(gòu)成圖。

圖10中，S_up、S_un、S_vp、S_vn、S_wp、及S_wn為IGBT(絕緣柵極雙極型晶體管)等的半導(dǎo)體開關(guān)元件，M為負(fù)載，C_DC為與逆變器的直流部連接的電容器，E_DC為逆變器的直流輸入電壓，i_DCin為直流母線電流，i_u、i_v、及i_w為各相的交流輸出電流，v_uv、v_vw、及v_wu為各線之間的電壓。

圖11示出了由逆變器輸出的電壓向量(瞬時(shí)空間向量)、與各電壓向量相對應(yīng)的U相、V相、及W相的開關(guān)動作模式(pattern)(S_u，S_v，S_w)、及i_DCin。

開關(guān)動作模式(S_u，S_v，S_w)中，「1」表示上臂的開關(guān)元件為ON(連通)的狀態(tài)，「0」表示下臂的開關(guān)元件為ON的狀態(tài)，例如，(1，0，0)表示U相的上臂的開關(guān)元件S_up為ON且V相和W相的下臂的開關(guān)元件S_vn和S_wn為ON的狀態(tài)。

由圖11顯然可知，就直流母線電流i_DCin的瞬時(shí)值而言，根據(jù)電壓向量即開關(guān)動作模式，其絕對值與逆變器的各相的輸出電流中的一個(gè)相等，并且其極性也唯一確定。

例如，在電壓向量V₁中，開關(guān)動作模式為上述的(1，0，0)，開關(guān)元件S_up、S_vn、及S_wn為ON，所以i_DCin與+i_u相等。

接著，對逆變器產(chǎn)生三相交流電壓，并向負(fù)載M供給三相交流電流的情況下的動作進(jìn)行說明。

圖12(a)是表示逆變器的各相的輸出電壓v_u、v_v、及v_w和電流i_u、i_v、及i_w的波形圖。這里，電壓和電流為三相正弦波，電壓振幅(相當(dāng)于調(diào)制率)＝0.7[pu]，電流振幅＝0.5[pu]，功率因數(shù)(power factor)＝1。需要說明的是，pu是“每單位”(per unit)的略稱，表示相對于基準(zhǔn)值(例如，最大值)的比率。