蓄电池与馈电电路之间绝缘的同时，实现小型的功率转换装置。根据实施方式的功率转换装置，具备：斩波器电路(5)，降压输出端子经由电抗器(8)电连接于直流电源(2)的正极端子；逆变器(INV1)，第一直流主电路电连接于直流电源(1)的正极端子和负极端子之间；逆变器(INV2)，第二直流主电路电连接于斩波器电路(5)的高压电路侧；变压器(15)，电连接于逆变器(INV1)的交流端和逆变器(INV2)的交流端之间；电容器(13)，相对于直流电源(1)并联连接；电容器(12)，在逆变器(INV2)和斩波器电路(5)之间连接于第二直流主电路间；以及控制电路(CTR)，以双方向地进行电力交换的方式控制逆变器(INV1)和逆变器(INV2)的输出电压相位。(INV1)和逆变器(INV2)的输出电压相位。(INV1)和逆变器(INV2)的输出电压相位。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率转换装置、变电所用电源装置以及再生电力储存装置
[0001]本专利技术的实施方式涉及功率转换装置、变电所用电源装置以及再生电力储存装置。
技术介绍
[0002]作为直流电气铁路的电力供给系统的直流馈电系统成为负荷变动激烈，馈电线电压变动大的特性。此外，由于一般使用二极管整流器生成直流，因此，如果不设置再生逆变器则不能实施对交流电源系统的电源再生，如果吸收再生车的再生电流的足够的负荷不存在于再生车周边，则再生车将陷入再生失效。为了应对这些电压变动、再生失效，进行设置蓄电装置。
[0003]例如，在导入高输出的电车的情况下，由于出现进行架线电压的降低、剩余再生电力的吸收的需要，因此，考虑设置蓄电装置。这样的蓄电装置具有用于将蓄电池电压转换为任意的电压并输出的转换器。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2018－98834号公报
技术实现思路
[0007]专利技术要解决的课题
[0008]在以往的蓄电装置中，例如，利用高频变压电路使馈电电路和电池电路绝缘，能够降低电池的对地绝缘耐压，能够将任意的电力在架线和蓄电池的之间充放电。另一方面，架线电压，例如为DC1500V馈电的情况下，一般在900V－1800V左右变动，若电池和架线电压之差大，则流过高频变压电路的峰电流值变大。其结果，将存在导致产生高频变压器的大型化、使用于功率转换装置的功率半导体元件的电流定格增大的必要性的导致蓄电装置的大型化、高成本化的可能性。
[0009]例如，也考虑通过在馈电电路侧从馈电电路侧观察设置升压斩波器，在电池侧和馈电侧的直流电路之间构成共振型的高频绝缘电路，从而将直流电路部的电压变动抑制为蓄电池的电压变动程度并实现小型化的方法。然而在该方法中，需要在共振电路设置共振电容器，难以实现装置的小型化。此外，由于在斩波器电路和共振电路部之间的直流电压是共振型电路，因此不能控制为任意的电压，存在在进一步考虑蓄电池的电压变动的情况、蓄电池的SOC较高的情况下等，直流电压变高，斩波器电路的开关浪涌变大的情况。
[0010]本专利技术的实施方式是鉴于上述情况而完成的，目的在于，在使蓄电池和馈电电路之间绝缘的同时，实现小型的功率转换装置、变电所用电源装置以及再生电力储存装置。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]根据实施方式的功率转换装置，是电连接于第一直流电源和第二直流电源之间的装置，其特征在于，具备：斩波器电路，降压输出端子经由电抗器电连接于所述第二直流电
源的正极端子；第一逆变器，第一直流主电路电连接于所述第一直流电源的正极端子和负极端子之间；第二逆变器，第二直流主电路电连接于所述斩波器电路的高压电路侧；变压器，电连接于所述第一逆变器的交流端和所述第二逆变器的交流端之间；第一电容器，相对于所述第一直流电源并联连接；第二电容器，在所述第二逆变器和所述斩波器电路之间连接于所述第二直流主电路间；以及控制电路，以双方向地进行电力交换的方式控制所述第一逆变器和所述第二逆变器的输出电压相位。
附图说明
[0013]图1是概略地表示第一实施方式的功率转换装置以及电源装置的一个构成例的图。
[0014]图2是用于说明在第一直流电源和第二直流电源中的电力供给的情形的图。
[0015]图3是概略地表示图1所示的控制电路的逆变器控制部的一个构成例的图。
[0016]图4是用于说明图1所示的控制电路的表的一个例子的图。
[0017]图5是概略地表示图1所示的控制电路的斩波器控制部的一个构成例的图。
[0018]图6是概略地表示第二实施方式的功率转换装置以及电源装置的一个构成例的图。
具体实施方式
[0019]以下，参照附图，对实施方式的功率转换装置、变电所用电源装置以及再生电力储存装置详细地进行说明。
[0020]图1是概略地表示第一实施方式的功率转换装置以及电源装置的一个构成例的图。
[0021]本实施方式的电源装置，例如是设置于变电所、再生电力储存装置(电池极柱)的装置，具备：第一直流电源1、电阻器R以及功率转换装置3，与第二直流电源2电连接。第二直流电源2是具备直流馈电电路的直流电源，例如是架线。第二直流电源2例如是DC1500V馈电。第二直流电源2的电压变动幅度的最大电压值为最低电压值的至少1.5倍以上。
[0022]功率转换装置3具备：至少一个功率转换单元4、电抗器6、8、电容器7以及控制电路CTR。此外，功率转换装置3可以具备各种的检测器，例如电压检测器24、25、26以及电流检测器27。
[0023]第一直流电源1例如是具备蓄电池的直流电源。另外，第一直流电源1也可以具备将交流功率转换为直流电力并输出的功率转换器。
[0024]在本实施方式中，第一直流电源1在高电位侧电源1P与低电位侧电源1N之间(中性点)经由电阻器R接地。由此，能够降低第一直流电源1的蓄电池的对地电位。通过这样的连接方法，除了能够进行高电压的输出以外，在第一直流电源1为蓄电池的情况下，能够降低对地电位并降低绝缘设计时的电压，使装置小型化。另外，在第一直流电源1的蓄电池的绝缘耐压充分时，也可以不是中性点接地，而是在第一直流电源1的低电位侧接地，也可以使比变压器15更靠近第一直流电源1侧的电路为电浮置状态。
[0025]功率转换单元4具备：斩波器电路5、第一电容器13、第二电容器12、第一逆变器INV1、变压器15以及第二逆变器INV2。
[0026]第一逆变器INV1是具备在高电位侧的第一直流主电路和低电位侧的第一直流主电路之间电连接的两个支路的全桥电路。第一逆变器INV1的各支路具备上臂和下臂。第一逆变器INV1的上臂和下臂分别具备绝缘栅极型双极性晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)等功率半导体元件10。通过使用IGBT等功率半导体元件10，能够抑制第一逆变器INV1中的导通损失。
[0027]第一电容器13连接在第一逆变器INV1的高电位侧的直流端和低电位侧的直流端之间。换言之，第一电容器13连接在第一直流主电路之间，与第一直流电源1并联连接。
[0028]第二逆变器INV2是具备电连接在第二直流主电路之间的两个支路的全桥电路。第二逆变器INV2的各支路具备上臂和下臂。第二逆变器INV2的上臂和下臂分别具备IGBT等功率半导体元件11。通过使用IGBT等功率半导体元件11，能够抑制第二逆变器INV2中的导通损失。
[0029]第二电容器12连接在第二逆变器INV2的高电位侧的直流端和低电位侧的直流端之间。换言之，第二电容器12连接在第二直流主电路之间。
[0030]变压器15连接在第一逆变器INV1的交流端和第二逆变器INV2的交流端之间。变压器15例如是高频变压电路，具备：第一绕组，连接在第一逆变器INV1的两个支路的交流端之间；以及第二绕组，连接在第二逆变器INV2的两个支路的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率转换装置，是电连接于第一直流电源和第二直流电源之间的装置，其特征在于，具备：斩波器电路，降压输出端子经由电抗器电连接于所述第二直流电源的正极端子；第一逆变器，第一直流主电路电连接于所述第一直流电源的正极端子和负极端子之间；第二逆变器，第二直流主电路电连接于所述斩波器电路的高压电路侧；变压器，电连接于所述第一逆变器的交流端和所述第二逆变器的交流端之间；第一电容器，相对于所述第一直流电源并联连接；第二电容器，在所述第二逆变器和所述斩波器电路之间连接于所述第二直流主电路间；以及控制电路，以双方向地进行电力交换的方式控制所述第一逆变器和所述第二逆变器的输出电压相位。2.根据权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，所述控制电路通过使所述第一逆变器和所述第二逆变器的输出电压的相位变化，来控制所述第二电容器的电压值成为目标值。3.根据权利要求1或者2所述的功率转换装置，其特征在于，具备第三电容器，所述第三电容器相对于所述第二直流电源并联连接。4.根据权利要求3所述的功率转换装置，其特征在于，具备多个功率转换单元，所述功率转换单元包含所述斩波器电路、所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述变压器、所述第一电容器以及所述第二电容器，所述控制电路通过控制所述斩波器电路，来将所述第三电容器的电压控制为目标电压。5.根据权利要求3或者4所述的功率转换装置，其特征在于，具备第二电抗器，所述第二电抗器连接于...
【专利技术属性】
技术研发人员：野木雅之，真木康次，
申请(专利权)人：东芝基础设施系统株式会社，
类型：发明
国别省市：
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