整流电路装置制造方法及图纸

本发明专利技术的特征在于，使任意相的半导体开关(4rSL、4rSH)总是成为断开状态，并且以电抗器的电流成为所希望的值的方式调节其它2个相的半导体开关(4sSH、4tSH；4sSL、4tSL)的导通断开比率，并且，以一边将总是成为断开状态的相按电相位角每60度区间或者每120度区间依次地切换，一边使直流电压(Vdc)成为所希望的直流电压值(Vdc*)的方式，调节来自三相交流电源的电流的所希望的值(Id*、Iq*)。并且，调节所希望的直流电压值(Vdc*)使得半导体开关(4rSL；4rSH)成为断开状态的区间宽度在电相位角度60度以上或者120度以上成为一定的。由此，能够将交流电流波形维持低畸变、并且实现低直流电压(Vdc)，能够维持较高的电力转换效率、抑制轻负载时的电动机电流的畸变的增加，降低电动机的损失。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】整流电路装置
本专利技术是涉及整流电路装置的专利技术，尤其是在空气调节设备等中，输入三相交流电源，对交流电力进行整流的电路装置，并且再次转换为其它频率的交流电力，用所转换的交流驱动压缩机等，由此对于变动的空调负载总是高效地产生空调能力的专利技术。
技术介绍
现有技术中，这种整流电路装置代表性的例如是在专利文献1中作为现有例子所介绍的装置。作为在该例子中的直流负载的具体例子，在图13中表示通过逆变电路对压缩机电动机进行可变速驱动的例子。在图13中，使三相交流电源1经由电抗器3r、3s、3t、相对于一方向的电流具有导通·断开的功能的单方向的半导体开关元件、和相对于该半导体开关元件反向并联连接的二极管形成的半导体开关组(4rSH、4sSH、4tSH、4rSL、4sSL、4tSL)构成的整流电路，在平滑电容器5中变成直流。并且，在逆变电路7中再次转换为交流，以驱动压缩机用的电动机8的方式构成。再次转换后的交流的频率能够任意地改变，因此能够使电动机8的转速可变。通过使电动机8的转速可变，相对于变动的空调负载，能够总是高效地产生空调能力。此外，公知利用单方向的半导体开关元件，有时不需要另外配置反向并联连接的二极管而寄生地构成二极管，在该情况下也能够同样地实现。在整流电路中，以来自交流电源的电流波形的畸变变少的方式对半导体开关组进行导通断开控制。其基本原理是，相对于三相交流电源1利用半导体开关和电抗器进行短路，由此即使在电源电压的绝对值低的区间中也向电抗器中流通电流，开放半导体开关，由此电路的连接状况发生变化，积蓄在电抗器中的电流向直流侧流入，由此控制交流电源的电流，使电源功率因数提高。结果是，平滑电容器中的直流电压变成比交流电源的电压高的电压。此外，提案有在交流电源的电压高的情况下，在直流输出侧设置中性点，将电抗器输出与直流中性点之间，以通过将双方向的半导体开关短路开放，使来自交流电源的电流波形畸变变少的方式构成(例如，参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-32760号公报专利文献2：日本特开平9-182441号公报
技术实现思路
但是，在现有的结构中，相对于与变动的空调负载对应的空调能力发生，使电动机8的转速变化的情况下，不能使由电抗器3r、3s、3t和半导体开关组(4rSH、4sSH、4tSH、4rSL、4sSL、4tSL)构成的整流电路、逆变电路7、电动机8的效率总是适当。例如，空调负载如果较轻，在压缩机用的电动机8以低速进行旋转，这时，电动机8所需要的电压是较低电压。相反，如果空调负载较重，则电动机8以高速旋转，这时，电动机8所需的电压成为较高电压。另一方面，逆变电路7中，虽然能够产生比被输入的直流电压低的任意的交流电压，但输入输出的电压的差越大其电力转换效率越降低。同样地，对于电动机8，需要的电压与逆变输入的直流电压的差越大，由于逆变电路7的半导体开关的导通断开而产生的电流畸变，电动机的效率也越降低。另一方面，由电抗器3r、3s、3t和半导体开关组(4rSH、4sSH、4tSH、4rSL、4sSL、4tSL)构成的整流电路，通过使直流电压比输入交流线间电压的峰值高而控制输入电流，使电源电流畸变减少，减轻对电力输电系统的负担。但是，输入交流电压与直流电压的差越大，其电力转换效率越降低。另外，为了减少半导体开关组的频繁的导通断开动作导致的损失，有时使用所谓的2相调制方法，即将3个相中至少1个相对应的壁的导通断开动作停止，用其它2个相将半导体开关进行导通断开。2相调制中，在导通断开动作停止期间，按每120度相位期间或者每60度相位期间变更停止的相。其结果是，各相的导通断开动作具有电源周期的1/3期间的停止期间。图14是表示按每60度相位期间将经由电抗器使电源短路的状态停止的情况下，r相的电压波形与和r相连接的半导体开关4rSL以及4rSH的导通宽度(占空比)相关联的波形图。占空比波形中，用虚线表示的是由于电流在并联二极管中流动，对应的半导体开关可以断开的波形。从相位60deg至120deg的区间，r相电压Vr变成最高，在该区间中，使与经由电抗器短路相关联的半导体开关4rSL的占空比为零。这时，因为其它相的半导体开关4sSH和4tSH正在进行导通断开动作，r相-s相和r相-t相的线间电压能够进一步升压，能够利用在经由电抗器短路中没有使用的4rSH的并联连接的二极管对直流部供给电流。在相位240deg至300deg的区间，r相电压Vr变成最低，在该区间中，使与经由电抗器短路相关联的半导体开关4rSH的占空比为零。这时因为其它的相的半导体开关正在进行导通断开动作，能够利用这时经由电抗器短路4rSL的并联连接的二极管对直流部供给电流。这时，直流电压成为比交流侧的线间电压高的电压。同样地，在专利文献2中公开了能够实现与2相调制相同的方法。尤其是，在空调用的压缩机驱动中，由于没有从电动机向电源侧的能量返回的再生动作，所以也不需要设置在导通断开动作停止时能量返回时通过的半导体开关，专利文献2的电路中能够使积蓄在电抗器中的电流通过二极管向直流侧流动。图11是表示在专利文献2的电路的情况下，每60度相位区间停止经由电抗器将电源短路的情况的图，表示了r相的电压波形和与r相连接的半导体开关4rS的导通宽度(占空比)相关联的波形图。在该情况下也与图14同样地，从相位60deg至120deg的区间，r相电压Vr变成最高，在该区间中，使与经由电抗器短路相关联的半导体开关4rSL的占空比为零。这时，因为其它相的半导体开关正在进行导通断开动作，r相-s相和r相-t相的线间电压能够进一步升压，基于在电抗器中的电流能够通过二极管向直流部供给电流。从相位240deg至300deg的区间，r相电压Vr变成最低，在该区间中，使实现经由电抗器短路的半导体开关4rSH的占空比为零。因为这时其它相的半导体开关正在进行导通断开动作，所以这时能够通过另一个二极管向直流部供给电流。这时，直流电压成为比交流侧的线间电压高的电压。即，优选根据空调负载的轻重，使直流电压联动地工作，而且优选在运转时间比率较高的轻负载下的高效率的整流和高效率的电动机驱动电路。但是，没有公开当与空调负载的轻重的幅度同程度地使直流电压可变时，使三相用的整流电路中直流电压降低的方法，以在空调负载较重时也能够工作的方式设定直流电压，使用与其相应的高电压的压缩机电动机的话，变成非常高的直流电压，存在对平滑电容器5和逆变电路7要求高耐电压的问题。本专利技术提供一种整流电路装置，在根据空调负载的轻重使直流电压可变的整流电路中，使交流电流波形的畸变的增加减少，并且产生比交流电压低的直流电压，即使以较轻的空调负载也能够高效地驱动压缩机电动机。第1专利技术的整流电路装置，对于三相交流电源的各相输出线，利用电抗器，通过由单方向的半导体开关元件和相对于该半导体开关元件反向并联连接的二极管构成的半导体开关的导通，使电抗器的电流增加。另外，通过半导体开关的断开，将电抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种整流电路装置，其特征在于：/n对于三相交流电源的各相输出线，利用电抗器，通过由单方向的半导体开关元件和与该半导体开关元件反向并联连接的二极管构成的半导体开关的导通，使电抗器的电流增加，通过所述半导体开关的断开，将所述电抗器中所积蓄的电流由二极管进行整流而能够调节电抗器的电流值，并且，/n在任一相中，以通过使其导通而连接的电抗器的电流增加的方式而进行作用的半导体开关的导通断开状态总是成为断开状态，以电抗器的电流成为所希望的值的方式调节与其它2个相连接的半导体开关的导通断开比率，并且，调节来自三相交流电源的电流的所希望的值，以使得一边将总是成为断开状态的相按电相位角每60度区间或者每120度区间依次切换，一边使直流电压成为所希望的直流电压值，/n调节所述所希望的直流电压值，以使得所述设定有总是成为断开状态的区间的半导体开关的成为断开状态的区间宽度，在电相位角60度以上或者120度以上成为一定。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种整流电路装置，其特征在于：
对于三相交流电源的各相输出线，利用电抗器，通过由单方向的半导体开关元件和与该半导体开关元件反向并联连接的二极管构成的半导体开关的导通，使电抗器的电流增加，通过所述半导体开关的断开，将所述电抗器中所积蓄的电流由二极管进行整流而能够调节电抗器的电流值，并且，
在任一相中，以通过使其导通而连接的电抗器的电流增加的方式而进行作用的半导体开关的导通断开状态总是成为断开状态，以电抗器的电流成为所希望的值的方式调节与其它2个相连接的半导体开关的导通断开比率，并且，调节来自三相交流电源的电流的所希望的值，以使得一边将总是成为断开状态的相按电相位角每60度区间或者每120度区间依次切换，一边使直流电压成为所希望的直流电压值，
调节所述所希望的直流电压值，以使得所述设定有总是成为断开状态的区间的半导体开关的成为断开状态的区间宽度，在电相位角60度以上或者120度以上成为一定。


2.如权利要求1所述的整流电路装置，其特征在于：
在所述所希望的电流的相电流波形中，在各相电压的每半周期的后半部分中存在指令电流为零的区间。


3.一种整流电路装置，其特征在于：
对于三相交流电源的各相输出线，利用电抗器经由二极管桥输入到直流平滑电路，并且在连接于各相的所述电抗器和所述二极管桥的连接点与直流中性点之间设置双方向的半导体开关，通过所述半导体开关的导通，使所述电抗器的电流增加，通过所述半导体开关的断开，将积蓄在所述电抗器中的电流由所述二极管进行整流而能够调节电抗器的电流值，并且，
使所述三相交流电源的任一相的所述半导体开关总是成为断开状态，并且以使来自所述交流电源的电流成为所希望的值的方式，调节与其它2个相连接的半导体开关的导通断开比率，并且，将总是成为断开状态的相按电相位角每60度区间依次切换，调节来自三相交流电源的电流的所希望的值，以使得直流电压成为所希望的直流电压值，
调节所希望的直流电压值，以使得所述三相交流电源的各相的所述半导体开关的导通断开比率成为100％断开状态的区间宽度为加上以总是成为断开状态的方式所设定的部分在电相位角60度以上成为一定，在所述所希望的电流的相电流波形中，在各相电压的每半周期的后半部分存在指令电流为零的区间。


4.一种整流电路装置，其特征在于：
对于具有中性相的三相交流电源，在所述三相交流电源的4线分别利用电抗器桥状地连接由单方向的半导体开关元件和与该半导体开关元件反向并联连接的二极管构成的半导体开关，
通过所述半导体开关的导通，使所述电抗器的电流增...

【专利技术属性】
技术研发人员：土山吉朗，梶原康平，福西孝浩，吉田泉，京极章弘，戴鑫徽，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP