电力转换系统技术方案

一种电力转换系统,其中换流器(10)和逆变器(20)通过具有电感成分的直流耦合部(30)连接,将被PWM控制的换流器(10)及逆变器(20)的开关频率设定为相等,并且将该开关频率设定为比包括第一电容器(C

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换系统


[0001]本专利技术涉及通过被PWM(脉冲宽度调制)控制的换流器以及逆变器进行交流/直流/交流转换而对交流电动机进行驱动的电力转换系统,详细而言,涉及用于降低流过换流器和逆变器之间的直流电路的电流的脉动的技术。

技术介绍

[0002]以往提供有各种此种电力转换系统。但是,若用于对换流器以及逆变器分别进行PWM控制的载波的频率不同,则流过换流器
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逆变器间的直流电路的电容器(电压型系统的情况)、电抗器(电流型系统的情况)的电流的脉动变大,从而控制不稳定。在该情况下,可知电容器、电抗器所需求的容量变大。
[0003]因此,例如在专利文献1中,将换流器侧的载波和逆变器侧的载波设定为相同的波形或反转的波形,或者设定为以相同频率具有规定的相位差的波形,从而降低直流电路的电流的脉动。
[0004]另外,在专利文献2中,记载有为了抑制流过换流器
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逆变器间的直流电路的共振电流,使换流器以及逆变器的载波的频率以及相位同步,并且在上述直流电路中,以两个载波的相位差为零的时候共振电流变小的方式附加直流电容器等。
[0005]需要说明的是,在专利文献3中,公开了在通过直流供电线连接的换流器以及逆变器的直流电压部中分别具有电压平滑用的电容器的直流送电系统。这里,上述电容器抑制起因于换流器以及逆变器的开关的直流电压的浪涌而防止元件的过电压破坏,并且起到了在交流电源、负载电力的变动时使直流电压稳定化的作用。
[0006]<现有技术文献>
[0007]<专利文献>
[0008]专利文献1:日本国特开平4
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121065号公报(第5页左上栏第20行～第6页左上栏第1行、图1、图8等)
[0009]专利文献2:日本国特开2017
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204976号公报([0017]、[0018]、图1～图3等)
[0010]专利文献3:日本国专利第4373040号公报([0013]、图1等)

技术实现思路

[0011]<专利技术要解决的问题>
[0012]在专利文献1中,未公开如专利文献3那样在直流电压部中包括电容器的换流器以及逆变器通过直流电路连接的系统。
[0013]另外,在专利文献2的现有技术中,以由直流电路的阻抗、两个电力系统的条件、换流器以及逆变器的电压、电流等决定的共振电流变小的方式进行模拟而构成直流电路。但是,未具体示出抑制该直流电路的共振电流的原理,也未明确公开在直流电路中连接的电容器、电抗器等的连接构成、作用。
[0014]而且,专利文献3的现有技术是通过使换流器以及逆变器的控制电路具备有源滤
波器功能而抑制向交流电源系统流出的低次谐波的专利技术,其并未将降低直流电路的电流的脉动作为课题。
[0015]本专利技术所解決的课题在于,提供一种能够降低流过直流电路的电流的脉动的电力转换系统,该电力转换系统具有共振电路,该共振电路由换流器和逆变器之间的直流电路(直流耦合单元的一个例子)、以及分别与换流器以及逆变器的直流电压部连接的电容器构成。
[0016]<用于解决问题的方法>
[0017]本专利技术涉及以下的方式。第一方式是电力转换系统,包括:
[0018]交流电源；
[0019]换流器,其通过PWM控制将上述交流电源的交流电力转换为直流电力；
[0020]逆变器,其通过PWM控制将自上述换流器输出的直流电力转换为交流电力并供给至交流电动机；
[0021]第一电容器,其与上述换流器的直流电压部连接；
[0022]第二电容器,其与上述逆变器的直流电压部连接；以及
[0023]直流耦合部,其将上述第一电容器和上述第二电容器连接,并且具有电感成分,
[0024]将上述换流器以及上述逆变器的开关频率设定为相等,并且将该开关频率设定为比包括上述第一电容器、上述第二电容器以及上述直流耦合部的共振电路的共振频率高,
[0025]以通过上述换流器以及上述逆变器的开关动作产生的上述第一电容器以及上述第二电容器的电压脉动的规定成分的相位成为大致同相的方式,对上述换流器以及上述逆变器的至少一者的开关动作进行控制。
[0026]对于第二方式,在第一方式中记载的电力转换系统中,通过电压指令值和载波的比较来生成分别给予上述换流器以及上述逆变器的PWM脉冲,将上述换流器侧以及上述逆变器侧的载波设定为相同频率,并且使两载波之间具有规定的相位关系。
[0027]对于第三方式,在第二方式中记载的电力转换系统中,将上述交流电源以及上述交流电动机的相数设定为相等,以上述交流电源以及上述交流电动机中的一相的电压的基波为相同频率且成为大致同相的方式对上述换流器以及上述逆变器的至少一者进行控制,并且使上述换流器侧以及上述逆变器侧的载波的相位彼此反转。
[0028]对于第四方式,在第二方式中记载的电力转换系统中,将上述交流电源以及上述交流电动机的相数设定为相等,以上述交流电源以及上述交流电动机中的一相的电压的基波为相同频率且成为大致反相的方式对上述换流器以及上述逆变器的至少一者进行控制,并且将上述换流器侧以及上述逆变器侧的载波的相位设定为同相。
[0029]对于第五方式,在第一方式至第四方式的任一方式中记载的电力转换系统中,上述换流器以及上述逆变器的至少一者具有直流电压部并联连接的多个电力转换部。
[0030]对于第六方式,在第五方式中记载的电力转换系统中,将上述多个电力转换部的开关频率设定为相同,并且使构成上述换流器或上述逆变器的上述多个电力转换部的直流母线电流的脉冲产生的定时错开。
[0031]对于第七方式,在第六方式中记载的电力转换系统中,使上述多个电力转换部的直流母线电流的脉冲产生的定时大致均等分布。
[0032]对于第八方式,在第六方式中记载的电力转换系统中,对于上述第一电容器或上
述第二电容器的电压脉动中的、开关频率成分,在上述换流器以及上述逆变器中设定为大致同相,对于开关频率的高次谐波成分,通过使上述多个电力转换部的直流母线电流的脉冲产生的定时错开,从而各自抵消。
[0033]对于第九方式,在第六方式中记载的电力转换系统中,对于上述第一电容器或上述第二电容器的电压脉动中的、开关频率成分,使上述多个电力转换部的直流母线电流的脉冲产生的定时错开,对于开关频率的高次谐波成分,通过在上述换流器以及上述逆变器中设定为大致同相,从而各自抵消。
[0034]对于第十方式,在第六方式至第九方式的任一方式中记载的电力转换系统中,通过电压指令值和载波的比较来生成分别给予上述多个电力转换部的PWM脉冲,将这些载波设定为相同频率且使各载波之间具有规定的相位关系,并且将在上述换流器以及上述逆变器中使用的载波设定为相同频率且使这些载波之间具有规定的相位关系。
[0035]对于第十一方式,在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力转换系统,包括:交流电源；换流器,其通过PWM控制将上述交流电源的交流电力转换为直流电力；逆变器,其通过PWM控制将自上述换流器输出的直流电力转换为交流电力并供给至交流电动机；第一电容器,其与上述换流器的直流电压部连接；第二电容器,其与上述逆变器的直流电压部连接；以及直流耦合部,其将上述第一电容器和上述第二电容器连接,并且具有电感成分,将上述换流器以及上述逆变器的开关频率设定为相等,并且将该开关频率设定为比包括上述第一电容器、上述第二电容器以及上述直流耦合部的共振电路的共振频率高,以由上述换流器以及上述逆变器的开关动作产生的上述第一电容器以及上述第二电容器的电压脉动的规定成分的相位成为大致同相的方式,对上述换流器以及上述逆变器的至少一者的开关动作进行控制。2.根据权利要求1所述的电力转换系统,其中,通过电压指令值和载波的比较来生成分别给予上述换流器以及上述逆变器的PWM脉冲,将上述换流器侧的载波以及上述逆变器侧的载波设定为相同频率,并且使两载波之间具有规定的相位关系。3.根据权利要求2所述的电力转换系统,其中，将上述交流电源以及上述交流电动机的相数设定为相等,以上述交流电源以及上述交流电动机中的一相的电压的基波成为相同频率且大致同相的方式对上述换流器以及上述逆变器的至少一者进行控制,并且使上述换流器侧以及上述逆变器侧的载波的相位彼此反转。4.根据权利要求2所述的电力转换系统,其中,将上述交流电源以及上述交流电动机的相数设定为相等,以上述交流电源以及上述交流电动机中的一相的电压的基波成为相同频率且大致反相的方式对上述换流器以及上述逆变器的至少一者进行控制,并且将上述换流器侧以及上述逆变器侧的载波的相位设定为同相。5.根据权利要求1所述的电力转换系统,其中,上述换流器以及上述逆变器的至少一者具有直流电压部被并联连接的多个电力转换部。6.根据权利要求5所述的电力转换系统,其中,将上述多个电力转换部的开关频率设定为相同,并且使构成上述换流器或上述逆变器的上述多个电力转换部的直流母线电流的脉冲产生的定时错开。7.根据权利要求6所述的电力转换系统,其中,使上述多个电力转换部的直流母线电流的脉冲产生的定时大致均等分布。8.根据权利要求6所述的电力转换系统,其中,通过对于上述第一电容器或上述第二电容器的电压脉动中的、开关频率成分,在上述换流器以及上述逆变器中设定为大致同相,对于开关频率的高次谐波成分,使上述多个电力转换部的直流母线电流的脉冲产生的定时错开,从而使其各自抵消。
9.根据权利要求6所述的电力转换系统,...

【专利技术属性】
技术研发人员：鸟羽章夫，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：