[其他]具有過電壓保護的電流源功率轉換裝置

無效

• 申請號: 88102486
• 申請日: 1988-04-22
• 公開（公告）號: CN88102486A
• 公開（公告）日: 1988-11-02
• 發明（設計）人: 安藤武喜;中村清;三根俊介;稻葉博美;黑沢俊明;中里真朗;坂井吉男
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H02M5/42
• 分類號: H02M5/42;H02H7/12
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 傅遠

本發明涉及一種具有改進的過電壓保護的電流源功率轉換裝置，特別是涉及這樣一種電流源功率轉換裝置過電壓保護的改進，這種電流源功率轉換裝置具有交流-直流轉換器和通過一個直流電抗器與該轉換器耦合的直流-交流逆變器。

近年來，電流源功率轉換裝置已被廣泛地用來控制交流負載，例如，控制感應電動機。眾所周知，電流源功率轉換裝置具有交流-直流轉換器和直流-交流逆變器，其中，交流-直流轉換器由許多半導體開關器件組成，這些器件反復地導通或關斷，把交流電源提供的交流功率轉換成直流功率，直流-交流轉換器也由許多反復導通或關斷的半導體開關器件組成，把直流功率轉換成交流功率，提供給交流負載，例如供給感應電動機。而且，在上述轉換器和逆變器之間具有一電抗器，為逆變器提供恒定的電流。

在這種電流源功率轉換裝置中，當轉換器或逆變器的開關器件在開關操作的過程中關斷時，或當其中任何一個有電流通過的開關器件，突然異常地斷開時，通過這一功率轉換裝置電路中的電流突然中斷，由于電路中存在電感，感應出很高的電壓，這一電感包括存在于電路交流側中的電感，即交流電源中的電感和交流負載以及直流電抗器中的電感。由此感應出的高電壓加到各個電路元件上，特別是，當這一高電壓成為開關器件的過電壓時，會導致器件的擊穿。

通常，對如上所述的這種電流源功率轉換裝置并未采取適當的保護以有效地防止半導體開關器件由于這種過電壓而被破壞，例如，在由伊瀨敏史（Ise）等人題為“采用反饋電壓限幅電路的GTO轉換器的結構和性能”一文中（《日本電氣工程師學會》雜志，106卷，1986年第9期，第25至32頁），揭示了一種轉換器的控制極關斷可控硅（閘門電路斷開晶閘管）的過電壓保護，用以控制供給超導電磁線圈的電流，電流本身則是由交流功率轉換成直流功率而得的。

在這一轉換器中，由于交流側或上述線圈的漏感，在GTO關斷時感應出高電壓。按照如前所述的已有技術，這一高電壓的感應通過用連接至轉換器直流側的能量吸收電路吸收儲存在這些電感內的能量而加以消除。當GTO關斷時，存儲在這些電感內的能量釋放出來，形成在能量吸收電路、線圈（負載）、轉換器和交流電源中環流的電流，結果是在電流的循環流動中，能量被這一能量吸收電路所吸收。

正如上面的已有技術所揭示的，在線圈等負載連接至轉換器的情形下，當GTO被關斷或異常地斷開時，釋放儲存在電路電感中能量的電流總是能夠自動地通過負載環流，但是，如果逆變器作為負載連接該轉換器，這一電流僅能在逆變器正常工作時環流，假如轉換器和逆變器的GTO同時異常地斷開，則無法形成釋放存儲能量的循環電路，假如存儲能量不能釋放，會感應出高電壓并加到GTO上，這樣，GTO就會由于過電壓而損壞，上述已有技術對此并未提供任何有效的防范措施。

本發明的目的是在電流源功率轉換裝置中提供一種改進的過電壓保護，該轉換裝置包括：一個用于把交流電源提供的交流功率轉換成直流功率的轉換器，一個用于把轉換后得到直流功率逆變成提供交流負載的逆變器，以及一個處于上述轉換器和逆變器之間的直流電抗器，逆變器經這一電抗器得到轉換后的直流功率。

本發明的特點在于，在這種電流源功率轉換裝置中，有著兩組能量吸收裝置，每一組包括一個整流器和一個跨接在該整流器直流輸出端的能量吸收元件，一組能量吸收裝置的整流器的交流輸入端連接到轉換器的交流輸入端，其直流輸出端則通過二極管跨接到轉換器的直流輸出端，另一組能量吸收裝置的整流器的交流輸入端連接到逆變器的交流輸出端，其直流輸出端則通過二極管跨接到轉換器的直流輸入端，這樣就形成了包括兩組能量吸收裝置和上述直流電抗器的電路，當存在于這一功率轉換裝置電路中的電感感應出大于第一預定值的電壓時，電流可以經過一電路環流。

按照本發明，總是可以建立一個用于釋放功率轉換裝置電路中存在的電感所儲存的能量的電路，這樣，即使轉換器和逆變器的半導體開關器件同時異常地斷開，儲存在電感內的能量也能釋放，所以，沒有過電壓加到這些半導體開關器件上。

按照本發明的一個細節特征，設置了過電壓檢測裝置，用來檢測兩個能量吸收裝置中至少一個所包含的能量吸收元件兩端出現的電壓是否過第二預定值，利用這一過電壓檢測裝置的輸出，可以實現進一步確保如上所述的過電壓保護的各種保護。