电流型逆变器的开关元件的控制中，不需要特别的控制，为了换流动作而通过通常的开关动作来防止开关元件的开关损失。在电流型逆变器装置的换流动作中，控制开关元件的驱动定时，使得生成换流源的开关元件和换流目标的开关元件都成为接通状态的重叠区间，基于具有该重叠区间的开关元件的控制来控制共振电路，通过共振电路的共振电流来降低开关元件的换流动作时的开关损失。利用具有重叠区间的开关元件的控制来控制共振电路的共振电流的生成，通过由该控制生成的共振电流，在换流时将换流源的开关元件的电流和电压设为零，降低换流动作时的开关损失。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】电流型逆变器的开关元件的控制中，不需要特别的控制，为了换流动作而通过通常的开关动作来防止开关元件的开关损失。在电流型逆变器装置的换流动作中，控制开关元件的驱动定时，使得生成换流源的开关元件和换流目标的开关元件都成为接通状态的重叠区间，基于具有该重叠区间的开关元件的控制来控制共振电路，通过共振电路的共振电流来降低开关元件的换流动作时的开关损失。利用具有重叠区间的开关元件的控制来控制共振电路的共振电流的生成，通过由该控制生成的共振电流，在换流时将换流源的开关元件的电流和电压设为零，降低换流动作时的开关损失。【专利说明】
本专利技术涉及一种向例如等离子体负载等负载供给电流的电流型逆变器装置、以及电流型逆变器装置的控制方法。
技术介绍
电流型逆变器装置具备与直流源连接的直流电抗器、将来自直流电抗器的直流电力变换为交流电力的变换部、对变换部的开关元件进行驱动控制的控制部，如果从负载侧看，则可以作为电流源来处理，因此具有针对负载短路等负载的阻抗变动，向抑制方向对变动产生作用的特征。例如，在等离子体负载的情况下，向维持等离子体的方向产生作用。电流型逆变器装置，由于即使在负载如上述那样变动的情况下也能够稳定地进行向负载的电流供给的优点，适合于向阻抗根据状况而变化的等离子体负载的电力供给。例如，在等离子体消弧，等离子体负载向开路状态的方向变动的情况下，电流型逆变器装置的对等离子体负载的电压上升。该电压上升是促使等离子体着火的方向，使得容易着火。相反，在等离子体负载侧产生电弧，等离子体负载向短路状态的方向变动的情况下，电流型逆变器装置向负载供给恒定电流，因此抑制过剩地向等离子体负载供给电流的情况，因此能够降低对等离子体负载的损害。图15是用于说明电流型逆变器装置的一个结构例子的图。在图15中，电流型逆变器装置100具备电流型降压斩波器电路101、三相逆变器电路102、三相变压器103。电流型降压斩波器电路101对开关元件Ql进行斩波控制，由此对从未图示的交流源和整流电路输入的直流进行降压，通过直流电抗器LFl进行电流平滑，输入到三相逆变器电路102。进行正交变换的斩波器电路，也可以使用电流型升降压斩波器电路来代替上述的电流降压斩波器电路101。三相逆变器电路102通过按照预定的定时控制开关元件QK、Qs> Qt> Qx> QY、Qz的点弧、消弧，来在元件间进行换流，向三相变压器103供给交流电力。电流型逆变器装置存在以下问题，S卩，在全部开关元件切断通电电流时，通过直流电抗器的电流向开关元件施加过电压，由此有可能产生元件损坏，另外，在换流时在开关元件中产生电流、电压，由此产生元件损坏。为了防止这样的负载短路事故造成的开关元件的损坏，已知检测负载电流来求出通电期间并在该通电期间内控制开关元件的技术、检测流过开关元件的电流并根据检测电流控制开关元件的技术(参照专利文献I)。除此以外，针对因电流切断造成的电涌电压的产生、开关损失的问题，已知以下技术，即在负载电压的过零点求出换流源的开关元件的电流成为零的电流重叠时间，在比负载电压的过零点提早了求出的电流重叠时间的时刻使换流目标的开关元件开始换流(参照专利文献2)。图16和图17是用于说明在图15的电路动作中换流时的开关损失的图。图16表示出换流源和换流目标的开关元件的接通状态不重叠而换流的情况。在该例子中，将开关元件Qk设为换流源，将开关元件Qs设为换流目标，分别根据选通脉冲信号Gk和Gs成为接通状态(图16(a)、(b))。选通脉冲信号Gk的下降沿和选通脉冲信号Gs的上升沿一致，因此开关元件之间不重叠而进行换流。在此，流过换流源的开关元件Qk的电流Iqk和电压Vqk (开关元件的漏-源间电压)如图16 (c)、(e)所示那样，在关断时由于布线电感、元件电容、负载电感等的影响而使时间常数变化。因此，在换流时不为ZCS和ZVS而产生开关损失。另夕卜，产生电涌电压，会造成开关元件的损坏。另外，即使在设置了在换流时换流源和换流目标的开关元件的接通状态重叠的重叠区间的情况下，如图17 (c)、(e)所示那样，在换流时也不为ZCS和ZVS，因此产生开关损失。另外，作为降低开关损失的软开关逆变器，已知共振型逆变器。共振型逆变器将换流二极管和共振用电容器与开关元件并联连接，由该共振用电容器、共振用电感、以及与共振电路连接的开关元件构成共振电路。通过共振电路的共振电流造成的共振用电容器的充放电和换流二极管的导通，来实现开关元件的ZVS (零电压开关)、ZCS (零电流开关)(例如专利文献2)。另外，共振电路是将共振用电容器与开关元件并联连接的结构，因此存在由于电容器而使电容增加的问题。为了解决该问题，提出了通过由辅助开关元件构成的辅助电路形成共振电路的结构(专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1:特开平8-298777号公报专利文献2:特开2002-325464号公报专利文献3:特开2004-23881号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在以前提出的电流型逆变器中，为了控制开关元件的驱动时期来防止开关损失、元件损坏，例如必须检测负载电流、开关元件的电流。另外，在通过检测换流源的开关元件的电流成为零的电流重叠时间来控制开关元件的结构中，为了检测电流重叠时间，也必须检测负载电流和负载电压。因此，在任意一个结构中都必须设置检测电流、电压的检测器，除此以外，还存在以下的问题，即在控制通常的开关元件的动作的控制电路以外，还必须准备根据检测电流、检测电压形成控制开关元件的控制信号的控制电路。另外，在共振型逆变器的情况下存在以下问题，即除了必须将共振电容器与开关元件并联连接以外，还必须在控制通常的开关元件的动作的控制电路以外，准备形成用于共振电路用的开关元件的控制信号的控制电路。因此，在现有已知的电流型逆变器装置中存在以下的问题，即除了控制为了换流动作而通常进行的开关动作以外，还必须为了防止开关损失、元件损坏而控制开关元件，并且存在以下的问题，即除了控制在通常的换流动作中进行的开关元件的动作的控制电路以夕卜，还需要为了防止开关损失、元件损坏而控制开关元件的控制电路。本专利技术的目的在于:解决上述的现有的问题点，在电流型逆变器的开关元件的控制中不需要特别的控制，为了换流动作通过通常的开关动作来防止开关元件的开关损失。用于解决课题的手段本专利技术在电流型逆变器装置的换流动作中，在换流源的开关元件和换流目标的开关元件都成为接通状态的换流的重叠区间的生成中，设置预先设定了重叠的时间宽度(相位宽度)的固定的换流的重叠区间，使得能够得到对负载电流的变动充分的重叠时间。在此，固定是指换流的重叠区间的时间宽度(相位宽度)是与负载电流的变动无关地设定的宽度。换流的重叠区间的设定，控制开关元件的驱动定时。通过开关元件的换流的重叠区间中的驱动定时控制来控制共振电路，通过共振电路的共振电流来降低开关元件的换流动作时的开关损失。根据本专利技术的电流型逆变器装置和逆变器控制，只改变换流时的开关元件的驱动定时，在换流源和换流目标的开关元件都成为接通状态的换流的重叠区间的生成中，即使在负载电流变动的情况下，也预先设定为充分地得到重叠时间宽度(相位量)，并且通过换流的重叠区间中的开关元件的控制而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】
【专利技术属性】
技术研发人员：让原逸男，安达俊幸，小玉真一，
申请(专利权)人：株式会社京三制作所，
类型：
国别省市：
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