直接型电力转换装置的控制方法制造方法及图纸

提供一种减小充放电电路(4)所要求的功率容量的技术。变流器(3)对单相交流电压(Vin)进行全波整流，向直流电源线(LL、LH)之间输出整流电压(Vrec)。逆变器(5)接受整流电压(Vrec)，向感性负载(6)提供三相的交流电流(Iu、Iv、Iw)。充放电电路(4)连接在直流电源线(LL、LH)之间。充放电电路(4)具有缓冲电路(4a)和升压电路(4b)。缓冲电路(4a)包括串联连接的电容器(C4)与开关(Sc)。升压电路(4b)例如由升压斩波器构成，包括开关(Sl)、电抗器(L4)以及二极管(D40)。充放电电路(4)在电源线(LL、LH)之间输送和接受输入至变流器(3)的电力的脉动的一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及控制直接型电力转换装置的方法。
技术介绍
专利文献1、2以及非专利文献1、2、3中记载了直接型电力转换装置。直接型电力转换装置具备二极管整流器、逆变器以及充放电电路。二极管整流器对单相交流电压进行全波整流而输出至一对直流电源线(直流链路)。充放电电路设置于直流链路，具备缓冲电路和升压电路。缓冲电路具有相互串联地连接于一对直流电源线之间的开关和电容器。电容器通过开关的导通进行放电，向直流链路输送电力。升压电路对来自二极管整流器的整流电压进行升压而使电容器充电。由此，充放电电路从直流链路接受电力。逆变器输入直流链路的直流电压，将其转换为交流电压输出。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-193678号公报专利文献2：日本特开2012-135184号公报非专利文献非专利文献1:大沼喜也、伊東淳一、「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成と制御法」、平成22年電気学会全国大会、4-057(2010)(大沼喜也、伊东淳一、《增加了充电电路的具有活动缓冲区的单相三相电力转换器的电路结构和控制方法》、2010年电气学会全国大会、4-057(2010))非专利文献2：大沼喜也、伊東淳一、「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実機検証」、平成22年電気学会産業応用部門大会、1-124(2010)(大沼喜也、伊东淳一、《增加了充电电路的具有活动缓冲区的单相三相电力转换器的实际验证》、2010年电气学会产业应用部门大会、1-124(2010))非专利文献3：大沼喜也、伊東淳一、「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年電気学会全国大会、4-042(2011)(大沼喜也、伊东淳一、《单相三相转换器中的升压斩波电路与活动缓冲电路的比较》、2011年电气学会全国大会、4-042(2011))
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，这些文献中提出的充放电电路中，为了补偿单相交流电压的脉动成分，要求大的功率容量。此外，一般来说电解电容器价格便宜，但其容许的纹波电流小。因此上述提出的充放电电路具有的电容器中，优选采用例如非专利文献3所述的薄膜电容器或层叠陶瓷电容器。基于该观点，难以低价地构成充放电电路。因此，本专利技术的目的在于提供一种减少在充放电电路与直流链路之间输送和接受的电力并减小充放电电路所要求的功率容量的技术。用于解决课题的手段本专利技术的直接型电力转换装置的控制方法是控制如下直接型电力转换装置的方法，所述直接型电力转换装置具备：第1电源线(LH)；第2电源线(LL)，其被施加比所述第1电源线的电位更低的电位；变流器(3)，其具有与单相交流电源(1)连接的输入侧和与所述第1电源线以及所述第2电源线连接的输出侧，且进行单相全波整流；充放电电路(4)，其设置于所述第1电源线与所述第2电源线之间；以及逆变器(5)，其将所述第1电源线与所述第2电源线之间的直流电压转换为交流电压。在该直接型电力转换装置中，所述充放电电路具有：缓冲电路(4a)，其包括电容器(C4)和第1开关(Sc、D42)，在所述第1电源线与所述第2电源线之间输送和接受电力，所述第1开关(Sc、D42)相对于所述电容器位于所述第1电源线侧且与所述电容器串联地连接于所述第1电源线与所述第2电源线之间；以及升压电路(4b)，其对来自所述变流器(3)的整流电压(Vrec)进行升压，使所述电容器充电。并且，所述缓冲电路(4a)在第1期间(T1)内向所述第1电源线和所述第2电源线输送电力，所述第1期间(T1)是将所述单相交流电源(1、2)输出的交流波形理解为该交流波形的相位角(ωt)的正弦值(sin(ωt))时的该相位角(ωt)的两倍的值(2ωt)的余弦值(cos(2ωt))为正的期间，所述缓冲电路(4a)在所述余弦值为负的第2期间(T2)内从所述第1电源线和所述第2电源线接受电力。在本专利技术的直接型电力转换装置的控制方法的第一方式，所述第1开关(Sc、D42)在所述第1期间内以放电占空比(dc)导通，使所述电容器(C4)放电，所述第1开关(Sc、D42)在所述第2期间(T2)内不导通(dc＝0)。并且，所述变流器(3)以整流占空比(drec)导通，在所述第1期间内，所述整流电压与所述整流占空比的乘积、以及所述电容器的两端电压(Vc)与所述放电占空比的乘积之和取值为所述单相交流电源的交流电压(Vin)的波高值(Vm)、第1值((1-k·cos(2ωt))/2)以及第2值(Im/Idc)的乘积，在所述第2期间内，所述整流电压与所述整流占空比的乘积取值为所述单相交流电源的交流电压(Vin)的波高值(Vm)、第1值((1-k·cos(2ωt))/2)以及第2值(Im/Idc)的乘积。此处，所述第1值是从1中减去小于1的正常数(k)与所述余弦值(cos(2ωt))的乘积而得的值的一半。所述第2值是用假想波高值(Im)除以输入至所述逆变器的第2电流(Idc)而得的值，所述假想波高值(Im)是输入至所述变流器的第1电流(Iin)的有效值的√2倍。本专利技术的直接型电力转换装置的控制方法的第二方式是在其第一方式中，在所述第1期间(T1)内，所述整流占空比(drec)取所述第2值(Im/Idc)与所述正弦值(sin(ωt))的绝对值的乘积((Im/Idc)·|sin(ωt)|)、以及从1减去所述放电占空比(dc)而得的值(1-dc)中较小的一方。本专利技术的直接型电力转换装置的控制方法的第三方式是在其第二方式中，在所述第2期间(T2)内，所述整流占空比(drec)取如下值：所述第2值(Im/Idc)与所述第1值((1-k·cos(2ωt))/2)的乘积除以所述正弦值的所述绝对值(|sin(ωt)|)而得的值((Im/Idc)·(1-k·cos(2ωt))/(2·|sin(ωt)|))。本专利技术的直接型电力转换装置的控制方法的第四方式是在其第二方式中，在所述第2期间(T2)内，所述整流占空比(drec)取值1，所述第2电流(Idc)取如下值：所述第1电流的所述假想波高值(Im)与所述第1值((1-k·cos(2ωt))/2)的乘积除以所述正弦值的所述绝对值(|sin(ωt)|)而得的值(Im·(1-k·cos(2ωt))/(2·|sin(ωt)|))。本专利技术的直接型电力转换装置的控制方法的第五方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接型电力转换装置的控制方法，其控制直接型电力转换装置，所述直接型电力转换装置具备：第1电源线(LH)；第2电源线(LL)，其被施加比所述第1电源线的电位更低的电位；变流器(3)，其具有与单相交流电源(1、2)连接的输入侧和与所述第1电源线以及所述第2电源线连接的输出侧，且进行单相全波整流；充放电电路(4)，其设置于所述第1电源线与所述第2电源线之间；以及逆变器(5)，其将所述第1电源线与所述第2电源线之间的直流电压转换为交流电压，所述充放电电路具有：缓冲电路(4a)，其包括电容器(C4)和第1开关(Sc、D42)，在所述第1电源线与所述第2电源线之间输送和接受电力，所述第1开关(Sc、D42)相对于所述电容器位于所述第1电源线侧且与所述电容器串联地连接于所述第1电源线与所述第2电源线之间；以及升压电路(4b)，其对来自所述变流器(3)的整流电压(Vrec)进行升压，使所述电容器充电，所述缓冲电路(4a)在第1期间(T1)内向所述第1电源线和所述第2电源线输送电力，所述第1期间(T1)是将所述单相交流电源(1、2)输出的交流波形理解为该交流波形的相位角(ωt)的正弦值(sin(ωt))时的该相位角(ωt)的两倍的值(2ωt)的余弦值(cos(2ωt))为正的期间，所述缓冲电路(4a)在所述余弦值为负的第2期间(T2)内从所述第1电源线和所述第2电源线接受电力，其中，使所述第1开关(Sc、D42)在所述第1期间内以放电占空比(dc)导通，使所述电容器(C4)放电，使所述第1开关(Sc、D42)在所述第2期间(T2)内不导通(dc＝0)，使所述变流器(3)以整流占空比(drec)导通，在所述第1期间内，使所述整流电压与所述整流占空比的乘积、以及所述电容器的两端电压(Vc)与所述放电占空比的乘积之和为所述单相交流电源的交流电压(Vin)的波高值(Vm)、第1值((1‑k·cos(2ωt))/2)以及第2值(Im/Idc)的乘积，在所述第2期间内，使所述整流电压与所述整流占空比的乘积为所述单相交流电源的交流电压(Vin)的波高值(Vm)、第1值((1‑k·cos(2ωt))/2)以及第2值(Im/Idc)的乘积，所述第1值是从1中减去小于1的正常数(k)与所述余弦值(cos(2ωt))的乘积而得的值的一半，所述第2值是用假想波高值(Im)除以输入至所述逆变器的第2电流(Idc)而得的值，所述假想波高值(Im)是输入至所述变流器的第1电流(Iin)的有效值的√2倍。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.07 JP 2013-2101921.一种直接型电力转换装置的控制方法，其控制直接型电力转换装置，所述直
接型电力转换装置具备：
第1电源线(LH)；
第2电源线(LL)，其被施加比所述第1电源线的电位更低的电位；
变流器(3)，其具有与单相交流电源(1、2)连接的输入侧和与所述第1电源线
以及所述第2电源线连接的输出侧，且进行单相全波整流；
充放电电路(4)，其设置于所述第1电源线与所述第2电源线之间；以及
逆变器(5)，其将所述第1电源线与所述第2电源线之间的直流电压转换为交流
电压，
所述充放电电路具有：
缓冲电路(4a)，其包括电容器(C4)和第1开关(Sc、D42)，在所述第1电源
线与所述第2电源线之间输送和接受电力，所述第1开关(Sc、D42)相对于所述电
容器位于所述第1电源线侧且与所述电容器串联地连接于所述第1电源线与所述第2
电源线之间；以及
升压电路(4b)，其对来自所述变流器(3)的整流电压(Vrec)进行升压，使所
述电容器充电，
所述缓冲电路(4a)在第1期间(T1)内向所述第1电源线和所述第2电源线输
送电力，所述第1期间(T1)是将所述单相交流电源(1、2)输出的交流波形理解为
该交流波形的相位角(ωt)的正弦值(sin(ωt))时的该相位角(ωt)的两倍的值(2ωt)
的余弦值(cos(2ωt))为正的期间，
所述缓冲电路(4a)在所述余弦值为负的第2期间(T2)内从所述第1电源线和
所述第2电源线接受电力，其中，
使所述第1开关(Sc、D42)在所述第1期间内以放电占空比(dc)导通，使所
述电容器(C4)放电，使所述第1开关(Sc、D42)在所述第2期间(T2)内不导通
(dc＝0)，
使所述变流器(3)以整流占空比(drec)导通，
在所述第1期间内，使所述整流电压与所述整流占空比的乘积、以及所述电容器

\t的两端电压(Vc)与所述放电占空比的乘积之和为所述单相交流电源的交流电压(Vin)
的波高值(Vm)、第1值((1-k·cos(2ωt))/2)以及第2值(Im/Idc)的乘积，在所
述第2期间内，使所述整流电压与所述整流占空比的乘积为所述单相交流电源的交流
电压(Vin)的波高值(Vm)、第1值((1-k·cos(2ωt))/2)以及第2值(Im/Idc)
的乘积，
所述第1值是从1中减去小于1的正常数(k)与所述余弦值(cos(2ωt))的乘
积而得的值的一半，
所述第2值是用假想波高值(Im)除以输入至所述逆变器的第2电流(Idc)而
得的值，所述假想波高值(Im)是输入至所述变流器的第1电流(Iin)的有效值的√2
倍。
2.根据权利要求1所述的直接型电力转换装置的控制方法，其中，
在所述第1期间(T1)内，所述整流占空比(drec)取所述第2值(Im/...

【专利技术属性】
技术研发人员：榊原宪一，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP