电力变换器制造技术

电力变换器有直流电源和共同接直流电源的中性点箝位逆变器，将直流电源的直流电变成交流电，把逆变器的交流电加到负荷上。有第一基准电压发生装置产生第一基准电压的及根据逆变器数和每个逆变器的相数测定其间相位差的。还有根据第一基准电压发生装置的第一基准电压和相位差测定装置的相位差产生第二基准电压的第二基准电压发生装置，及将基准电压与载波信号分别比较，根据比较结果产生送到逆变器的门信号的比较装置。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力变换器，更具体地说，涉及一种其多个中性点箝位(NPC)的逆变器共同接一个直流电压源并将这些逆变器获得的交流电供应给负荷的电力变换器。在现有技术中，有一些系统是由两个具有公用直流电源的NPC逆变器组成的，如图11的实例所示。也就是说，整流器2接三相交流电源1，由正侧平滑电容器3和负侧平滑电容器4组成的直流平滑电容器15则接整流器2。此外，第一NPC逆变器5和第二NPC逆变器6还与直流平滑电容器15并联连接。NPC逆变器5和6的输出端接电动机91，电动机91有两组极数相同的三相绕组，如图10中所示。NPC逆变器5和6所获得的交流电供给电动机91。具体地说，第一NPC逆变器5的U、V和W相输出端分别接电动机91的绕组U1、V1和W1。此外，第二NPC逆变器6的U、V和W相输出端分别接电动机91的绕组U2、V2和W2。门信号从由控制器10、第一和第二比较器12和13以及载波发生电路14所组成的门信号发生系统加到NPC逆变器5和6的控制极。测速器8检测出的电动机91的转速反馈到控制器10，控制器10则构成三相基准电压发生系统92。转速控制就是用该反馈数据和输入的转速基准值在系统92中进行的。由接NPC逆变器5输出端的电流检测器9检测的电动机电流也反馈到控制器10，电流控制即在控制器10中进行。三相基准电压Vrefl(图中只示出一个相的分量)，即电流控制的输出，从控制器10输出。该三相基准电压Vrefl输入各比较器12和13中，其幅值在比较器12和13中与载波发生电路14产生的载波相比较。这样，NPC逆变器5的门信号和NPC逆变器6的门信号分别在比较器12和13中产生。1993年12月28日颁发的美国专利5，274，542介绍了图11所示系统的细节。如图11中所示，NPC逆变器5和6与整流器2相连接。因此，与一个NPC逆变器接整流器2的方案相比，这种系统的电流容量增加了一倍。但这种系统中有一个问题，即中性点(即直流平滑电容器15的中点)的电位波动也加倍了。因此，本专利技术的一个目的是提供一种多个NPC逆变器接公用的直流电源、因而能抑制因各NPC逆变器的电流而产生的中性点电位波动的电力变换器。本专利技术的上述和其它目的可以通过提供这样一种电力变换器而加以实现，该电力变换器有直流电源和一些共同与直流电源相连接的中性点箝位的逆变器，从而将直流电源的直流电变换成交流电并将来自逆变器的交流电供应给负荷。电力变换器包括第一基准电压发生装置，用以产生第一基准电压;以及相位差测定装置，用以根据逆变器数量和每个逆变器的相数来测定各逆变器之间的相位差。电力变换器还包括第二基准电压发生装置和比较装置，第二基准电压发生装置用以根据第一基准电压发生装置的第一基准电压和相位差测定装置的相位差产生第二基准电压，比较装置用以将各基准电压与载波信号分别加以比较并根据比较结果产生加到各逆变器上的门信号。按照本专利技术的一个方面，本专利技术提供的电力变换器包括一个直流电压源;多个共同接该直流电压源的中性点箝位的逆变器;和一个基准电压发生装置，用以产生原基准电压，以及根据基准电压产生多个彼此之间有相位差的基准电压。各基准电压之间的相位差由逆变器数量确定。各基准电压是正基准电压和负基准电压，正基准电压是通过在正态下使原基准电压偏移预定的正直流偏压值而产生的，负基准电压则是通过在负态下使原基准电压偏移预定的负直流偏压值而产生的。正态和负态按预定周期交替切换。正态与负态之间的切换时间偏移对应于相位差的时差。电力变换器还包括一个门信号发生装置，该装置连接成接收多个基准电压，从而产生多个门信号，每个门信号分别加到其中一个逆变器上。每个逆变器分别根据其中一个门信号输出交流电。交流电加到负荷上，从而抑制了各逆变器的中性点因逆变器的输出电流所引起的电位波动。按照本专利技术的另一个方面，本专利技术提供的电力变换器有一个直流电源和一些共同连接直流电源的中性点箝位的逆变器，以便将直流电源的直流电变换成交流电，并将各逆变器的交流电供应给负荷。该电力变换器包括第一基准电压发生装置，用以产生第一基准电压;和一个极性发生装置，用以产生极性信号。电力变换器还包括极性测定装置和第二基准电压发生装置，极性测定装置用以根据极性发生装置的极性信号测定第一基准电压的极性，第二基准电压发生装置用以根据第一基准电压发生装置的第一基准电压和极性测定装置测出的第一基准电压的极性而产生第二基准电压。结合附图参看下面的详细说明可以更好地理解本专利技术的内容，从而不难更全面地理解本专利技术及其伴随的优点。附图中图1是本专利技术第一实施例的电力变换器的原理方框图;图1A是基准电压和中性点电位的波形图，举例说明了图1所示第一实施例的工作情况;图2是图1实施例中使用的电动机的绕组配置图;图3是电动机和负荷的组合图，说明了本专利技术第二实施例的电力变换器的各主要方面;图4是三相基准电压发生系统41的原理方框图，说明了本专利技术第三实施例的电力变换器的各主要方面;图5是基准电压和中性点电位的波形图，说明了图4所示第三实施例的工作情况;图6是本专利技术第四实施例的电力变换器的原理方框图;图7是说明图6所示的三相基准电压发生系统41A的方框图;图8是基准电压和中性点电位的波形图;说明了图6所示实施例的工作情况;图9是直流平滑电容器15的组成图，说明了本专利技术第五实施例的电力变换器的各主要方面;图10是具有两组接现有技术的两个NPC逆变器的电动机的绕组组成图;图11是现有技术由两个NPC逆变器组成的电力变换器的原理图。下面参看附图说明本专利技术的一些实施例，附图中，同样的编号表示若干视图中相同或相应的各部件。图1是本专利技术第一实施例的电力变换器的原理方框图。这里谈一下与图11中现有技术实例的主要不同点。与图11的不同点在于电动机7和三相基准电压发生系统16。电动机7有两组三相绕组。两组三相绕组中，一组三相绕组由相绕组U1、V1和N1组成，另一组三相绕组由相绕组U2、V2和W2组成。从图2中可以看到，U相绕组U1和U2、V相绕组V1和V2和W相绕组W1和W2绕制的方面彼此相反。第一NPC逆变器5的输出端接相绕组U1、V1和W1，第二NPC逆变器6的输出端接相绕组U2、V2和W2。三相基准电压发生系统16由控制器10和调相器11组成。控制器10将测速器8的转速检测信号和电流检测器9的电流检测信号连同基准转速一起输入。这里，和图11中所示的现有技术的系统一样，输出三相基准电压Vrefl，即电流控制输出信号。此外，调相器11输入三相基准电压Vref1及输出三相基准电压Vref2，三相基准Vref2的相位与三相基准电压Vref1相移180度，如图1A所示。本
的技术人员对相位调制器11的电路结构是熟悉的，因此这里不再详加说明。三相基准电压发生系统16的三相基准电压Vref1输入第一比较器12中，在比较器12中其幅值与载波发生电路14产生的载波相比较。第一比较器12根据比较结果产生给第一NPC逆变器5的门信号。此外，三相基准电压发生系统16的三相基准电压Vref2输入第二比较器13中，在比较器13中其幅值与载波发生电路14产生的载波相比较。第二比较器13根据比较结果产生给NPC逆变器6的门信号。NPC逆变器5和6根据门信号分别将输入的直流电变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换器，具有一个直流电源和若干共同接所述直流电源的中性点箝位的逆变器，该电力变换器用以将所述直流电源的直流电变换成交流电，并将所述各逆变器的交流电提供给负荷，其特征在于，它包括：第一基准电压发生装置，用以产生第一基准电压；相 位差测定装置，用以根据所述逆变器的数量和每个所述逆变器的相数测定所述各逆变器之间的相位差；第二基准电压发生装置，用以根据所述第一基准电压发生装置的所述第一基准电压和所述相位差测定装置的所述相位差产生第二基准电压；和比较装置，用以将所 述基准电压分别与载波信号相比较，并用以根据比较结果产生传送给所述各逆变器的门信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫崎圣，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]