[发明专利]电力变换装置以及电力变换方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力变换装置以及电力变换方法，尤其涉及在所谓的3电 平电力变换中最适于对直流中性点电压的变动进行抑制的电力变换装置 以及电力变换方法。

背景技术

一般，为了驱动交流电动机等而使用电力变换装置。作为该电力变换 装置，尤其在大容量的用途中使用了3电平电力变换装置。3电平电力变 换装置通过转换器将交流电源的电力变换为直流，通过逆变器将直流变换 为交流，转换器与逆变器通过直流母线连接。

这里，转换器侧与逆变器侧的直流部分别具有平滑电容器，在通过直 流母线连接时，因平滑电容器与直流母线的电感成分会发生谐振现象，由 此存在着因谐振电流而导致直流母线以及平滑电容器温度上升的问题。

作为解决该问题的方法，例如在特开2001-238461号公报所示的3电 平电力变换装置中，对正极电位母线、负极电位母线、中间电位母线中的 该中间电位母线，为了抑制谐振而夹设电阻器，以便抑制谐振电流。

专利文献1：特开2001-238461号公报

当在逆变器、尤其是3电平逆变器中进行了开关控制时，在逆变器的 直流中性点流过电流，使得直流中性点电压发生变动，存在着对开关元件 施加过大电压的问题、和由输出电压失真引起的电动机输出转矩中发生脉 动的问题。尤其是，当电动机以高速运转且负载电流大时，直流中性点电 压的变动增大，并且，在中间电位母线中设置了电阻器的情况下，因直流 中性点电压的变动会在电阻两端产生电位差，由此还存在电阻中流动过大 电流的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能可靠抑制直流中性点电压变动的电力 变换装置以及电力变换方法。

为了实现上述目的，在本发明中提供一种电力变换装置，包括：转换 器，其将交流变换为低电位、比所述低电位高的高电位、以及比所述低电 位高且比所述高电位低的中间电位；以及逆变器，其将经由被施加成为所 述低电位的电压的低电位导电体、被施加成为所述高电位的电压的高电位 导电体、以及被施加成为所述中间电位的电压的中间电位导电体而供给的 电压变换为交流；该电力变换装置还包括：按照所述中间电位导电体的电 压保持为规定的方式对所述转换器进行控制的控制系统；以及按照所述中 间电位导电体的电压保持为规定的方式对所述逆变器进行控制的控制系 统。或者，电力变换装置包括：转换器，其将交流变换为低电位、比所述 低电位高的高电位、以及比所述低电位高且比所述高电位低的中间电位； 以及逆变器，其将经由被施加成为所述低电位的电压的低电位导电体、被 施加成为所述高电位的电压的高电位导电体、以及被施加成为所述中间电 位的电压的中间电位导电体而供给的电压变换为交流；所述转换器和逆变 器均构成为可按照将所述中间电位导电体的电压保持为规定的方式进行 控制。

或者，在转换器侧和逆变器侧双方设置直流中性点电压控制系统，根 据运转状态来切换转换器侧与逆变器侧的中性点电压控制。而且，作为其 他方法，在中间电位母线中将谐振抑制用的电阻分别设置到转换器侧和逆 变器侧，并且，在转换器侧电阻与逆变器侧电阻之间再设置一个中间电阻， 使得可同时并用利用了转换器侧电阻与中间电阻之间的中性点电压的转 换器侧中性点控制系统、和利用了逆变器侧电阻与中间电阻之间的中性点 电压的逆变器侧中性点电压控制系统。

根据本发明，能可靠抑制直流中性点电压的变动。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的电力变换装置的构成图；

图2是第一实施方式中的直流中性点电压的动作图；

图3是与第一实施方式中的直流中性点电压控制系统的切换相关的流 程图；

图4是表示本发明第二实施方式的电力变换装置的构成图；

图5是第二实施方式中的直流中性点电压的动作图；

图6是表示本发明第二实施方式的电力变换装置的另一构成图；

图7是表示本发明第二实施方式的电力变换装置的又一构成图；

图8是表示本发明第三实施方式的电力变换装置的构成图；

图9是表示本发明第四实施方式的电力变换装置的构成图；

图10是表示本发明第五实施方式的电力变换装置的构成图；

图11是表示本发明第六实施方式的电力变换装置的构成图。