具有电力回授控制功能的电力转换装置制造方法及图纸

带有回授控制功能的电力转换装置，包括有转换部分５１、滤波电容５３和倒相部分５２的倒相器５，检测回授电流的变流器４和将其与基准值相比较的比较器１０Ａ。转换部分５１与ＡＣ电源１相连并包括桥式连接的晶体管Ｔ↓［１］－Ｔ↓［６］及分别与之反并联的二极管Ｄ↓［１］－Ｄ↓［６］。本装置能防止电力转换装置和ＡＣ电源１之间连接点Ｃ和Ｄ处电压变动增大。（*该技术在2013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转换装置，它具有把电力回授给AC电源的电力回授(regeneration)控制功能。附图说明图1是一框图，显示了带有电力回授控制功能的传统电力转换装置(一种电压式三相倒相器)。在此图中，标号1代表一三相交流(AC)电源，2表示AC电源1的内电感，3表示AC电抗器，4表示变流器，5表示包括转换部分51、倒相部分52、和滤波电容器53的倒相器，6表示一感应电机，7表示电源电压检测器，8表示开启信号发生器，9表示设定单元，10表示比较器，11表示一锁存器，12表示一“与”门，而13表示一基极驱动电路。转换部分51分别电连成三相桥式结构的晶体管T1-T6(可由控制电压关闭的自闭式半导体开关)和与晶体管T1-T6反并联连接的二极管D1-D6(整流装置)组成。倒相部分52有类似的结构。以此结构，当电力被从AC电源1提供给倒相部分52时，来自电源1的AC电力由转换部分51中的二极管桥进行全波整流，并存储在滤波电容53中作为DC电力。存储的电力由倒相部分52转换成所需的三相AC电压，并被供给到感应电机6。另一方面，当把电力从感应电机6回授给电源1时，来自感应电机6的电力经倒相部分52而存在滤波电容53中，并经转换部分51中的晶体管T1-T6回授给电源1。转换部分51中的晶体管T1-T6的开启顺序将结合图2A-2H进行说明。图2A显示了电源1的三相R、S和T的相电压VR、VS、和VT，图2B-2G显示了加到晶体管T1-T6上的开启脉冲，而图2H显示了下列部分部分(1)执行对R-S相的回授(开启晶体管T1和T5);部分(2)执行对R-T相的回授(开启晶体管T1和T6);部分(3)执行对S-T相的回授(开启晶体管T2和T6);部分(4)执行对S-R相的回授(开启晶体管T2和T4);部分(5)执行对T-R相的回授(开启晶体管T3和T4);部分(6)执行对T-S相的回授(开启晶体管T3和T5)。这样，来自倒相部分52的电力被回授到各相位上，在这些相位之间电源的电压差为最大。开启信号发生器8根据电源电压检测器7的输出产生开启信号，而检测器7检测电源1的各相电压的相位。基极驱动电路13放大待分配到晶体管T1-T6中的每一个的开启信号，并驱动晶体管T1-T6中的每一个。晶体管T1-T6可以通常方式驱动，也可只在对电源1回授电力的期间驱动。在晶体管T1-T6仅在回授电力期间得到驱动的场合，需用图1中未显示的一电路来检测跨过滤波电容53上的电压，以确定是否需要回授。设置了AC电抗器3以便于AC电源1和倒相器5之间的配合。更具体地说，电抗器3减小了流过AC电源1的谐波成分，从而减小了转换部分51中的二极管D1-D6和晶体管T1-T6的电流容量。在上述传统装置中，当回授电力突然增大时，或当AC电源瞬间失效时，流过晶体管T1-T6的集电极的电流突然增大，从而对这些晶体管造成损坏。为防止这点，传统装置设置了监测电源电流(即回授电流)的变流器4。若回授电流超过设定单元9设定的基准值，具有滞后特性的比较器10的输出便从高电平转变到低电平。这关断了“与”门12，从而中断了来自开启信号发生器8的开启信号。因而，晶体管T1-T6被关闭，且回授操作被中断，从而防止了对晶体管的损坏。在该操作期间，比较器的输出被暂时保存在锁存器11中。回授电流的换向操作将结合图3和4进行描述。在此，假设R相电压为最高且S相电压为最低(见图2H的部分(1))。在此情况下，晶体管T1和T5导通，而其余的晶体管不导通。正常回授电流沿图3中实线R1所示的路径流动。它流径滤波电容53、晶体管T1、AC电抗器3、AC电源1、AC电抗器3、晶体管T5，并回到滤波电容53。若发生了过流，变流器4的输出信号与电流成正比地增加，且比较器10的输出从高电平转变到低电平。这样就检测到了过流。若给所有晶体管T1-T6提供了中断信号以限制过流，流径AC电抗器3的电流沿图4中虚线R2所示的方向流动。即它流经二极管D4、AC电抗器3、AC电源1、AC电抗器3、二极管D2，并使起DC电源作用的滤波电容53充电。在此情况下，由于导通的二极管D4和D2，转换部分51的输入点A和B之间的电压VAB从滤波电容53两端的电压Ed转变为一Ed。这将大大降低电源1与电力转换装置的连接点C和D之间的电压VCD。更具体地说，电压VCD取决于AC电抗器3的电感与电源1的内电感2的比值，并根据电感的比值可降至零以下(VCD＜0)。因此，AC电抗器3的电感必须被设置得足够大，以把电压变化控制在较小范围内，这造成装置的体积和成本的增大。因此，本专利技术的一个目的，是提供一种具有电力回授控制功能的电力转换装置，它即使在发生负载变动或瞬间中断的情况下，也能限制电力转换装置与AC电源的连接点之间的电压变化。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种电力回授控制装置，它控制一具有待与AC电源相连的转换部分的电力转换装置，且该转换部分包括以桥式连接的自关断式半导体器件，以及每一个均与该半导体器件中的每一个反并联地连接的二极管，该电力回授控制装置包括电流检测装置，用于检测从转换部分提供至AC电源的回授电流;第一比较装置，用于把来自电流检测装置的输出信号与一第一基准值相比较;信号发生装置，用于响应于比较装置的输出而产生一个信号，该信号把转换部分的上支路或下支路的半导体器件的运行中断一定时期;用于当回授电流超过第一基准值时响应于信号发生装置的输出而中断转换部分的上或下支路的半导体器件的运行的装置;在此，第一比较装置可以是一滞后比较器，且在其中转换部分的上或下支路的半导体器件的运行被中断的一定时期可以由该滞后比较器的滞后特性来确定。该电力回授控制装置可以进一步包括连在第一比较装置和信号发生装置之间的计时器，该计时器确定一特定时间时期，在此时期内转换部分的上或下支路的半导体器件的运行被中断。该电力回授控制装置可以还包括用于将电流检测装置的输出与大于第一基准值的第二基准值进行比较的第二比较装置，以及用于中断与响应于第一比较器的输出而被中断的支路相对的支路的半导体器件的运行的装置，其中当回授电流超过第二基准值时，上和下支路的所有半导体器件均响应于第二比较装置的输出而被暂时中断。各个半导体器件的每一个均可为一晶体管。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种电力转换装置，它包括一待与一AC电源连接的转换部分，它包括桥式连接的自关断式半导体器件和每个均与这些半导体器件的一个反并联地连接的二极管;电流检测装置，用于检测从转换部分提供到AC电源的回授电流;第一比较装置，用于把电流检测装置的输出信号与一第一基准值相比较;信号发生装置，用于响应于比较装置的输出而产生一个信号，该信号使转换部分的上或下支路的半导体器件的运行中断一定时期;用于当回授电流超过第一基准值时响应于信号发生装置的输出而中断转换部分的上或下支路的半导体器件的运行的装置。根据本专利技术，在来自负载的回授电流超过基准值时，转换部分的上(或)支路的自关断式半导体器件的运行被中断一预定时期。结果，可减小电力转换装置与AC电源之间的连接点两端的电压变动。这使得能够减小转换部分中的AC电抗器的电感，从而减小了电力转换装置的尺寸和成本。另外，由于设置了一电路以在关断了上或下支路的半导体器件之后仍继本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力回授控制装置，它控制带有待与一ＡＣ电源相连接的转换部分的电力转换装置，该转换部分包括桥式连接的自关断式半导体器件和二极管，每个所述二极管均与所述半导体器件中的一个反并联地连接，所述电力回授控制装置包括：电流检测装置，用于检测从所述转换部分提供到所述ＡＣ电源的回授电流；第一比较装置，用于把来自所述电流检测装置的输出信号与一第一基准值相比较；信号发生装置，用于响应于所述比较装置的输出而产生一个信号，该信号把所述转换部分的上支路或下支路的半导体器件的运行中断一定时期；用于当回授电流超过第一基准值时响应于所述信号发生输出而中断所述转换部分的上或下支路的所述半导体器件的运行的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田久保，吉田雅和，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]