[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力转换装置，特别是关于降低由于高频谐波引起的马达等的负荷中的损耗的对策。

背景技术

迄今为止，将直流电转换成交流电的电力转换装置已为所知。作为这样的电力转换装置，例如图1所示，包括具有四个半导体开关3a～3d的直交流转换电路3、以及串联多个电容器2a、2b而成的电容电路2的电力转换装置已为所知。

所述直交流转换电路3的半导体开关3a～3d，是由并联的晶体管和二极管构成的，所述图1所示的电力转换装置1中，串联两个半导体开关3a～3d而成的开关脚leg1、leg2(switching-leg leg1、leg2)并联于所述电容电路2。并且，所述各开关脚leg1、leg2中半导体开关3a～3d之间与负荷5连接，且所述电容电路2的中间电位点也连接于负荷5。即，所述图1所示的电力转换装置1中，所述直交流转换电路3的半导体开关3a～3d，与负荷5连接成V型接线。

这样，通过V型接线的所述直交流转换电路3，能够减少半导体开关的个数，也就可以减少这部分损耗。

并且，如上所述，具有所谓的V型接线直交流转换电路的电力转换装置中，如非专利文献1所揭示的那样，构成为通过与三角波信号的比较，向直交流转换电路的各开关输出控制信号(开关信号(PWM信号))。

详细地讲，使用例如图20所示的控制电路20向各开关输出开关信号。具体地讲，若向所述图20的控制电路20输入输出电压指令值k，则在乘法器21、21得到振幅为k的正弦波形，将它们在比较器22、22与规定的三角波比较，再将其结果作为控制信号S1～S4输出。

非专利文献1：加藤康司、伊藤淳一、“电压形全电桥/V型接线/电流形转换器杂音端子电压的比较”，平成18年电学会全国大会，4-054，p.82、83

然而，由V型接线构成所述那样的直交流转换电路的情况下，与一般的Y型接线直交流转换电路比较，开关元件的个数从六个减少到四个，为此能够降低开关损耗，但是与此同时也降低了输出电压接近正弦波的近似度。若这样，则输出电压中就会包含大量的高频谐波成分，所以马达等的负荷中产生的涡电流就会变大，该负荷的铁芯消耗就增大。

而且，如上所述的，若与三角波信号比较向各开关输出开关信号，则要使马达等的负荷输出的电压波形成为精度好的正弦波形就困难了，为此，V型接线直交流转换电路的输出电压中就会包含更多的高频谐波成分。这样，马达中产生的损耗就会更大。

发明内容

本发明是鉴于以上各点而发明的，其目的在于：在包括V型接线了的直交流转换电路的电力转换装置中，减少包含在输出电压中的高频谐波成分，降低马达等的负荷损耗。

为了达到所述目的，本发明所涉及的电力转换装置中，使用由直交流转换电路3的四个开关元件3a、3b、3c、3d的动作得到的电压矢量Vp，进行该开关元件3a、3b、3c、3d的动作控制，使得在复平面上描绘的磁通矢量λp的轨道接近于圆形。

具体地讲，第一方面的发明是以包括：具有相互串联的多个电容器2a、2b，能够充放直流电压的电容电路2，以及各自由两个开关元件3a、3b、3c、3d串联而成的两组开关脚leg1、leg2分别并联于所述电容电路2的直交流转换电路3；另外，所述直交流转换电路3的各开关脚leg1、leg2之间的中点分别连接于负荷5，并且所述电容电路2的中间电位点也连接于所述负荷5，将所述电容电路2的直流电转换成交流电供给所述负荷5的电力转换装置为对象。

并且，所述电力转换装置还包括：进行所述直交流转换电路3的各开关元件3a、3b、3c、3d的动作控制，使得用所述开关元件3a、3b、3c、3d的动作得到的电压矢量Vp在复平面上描绘的磁通矢量λp的轨迹接近圆形的开关控制机构4。

根据以上的构成，因为直交流转换电路3的磁通矢量λp在复平面上的轨迹接近圆形，所以就能够输出高频谐波成分少，接近规整的正弦波形的交流电压。即，时间积分电压矢量得到的磁通矢量λp，当能够在复平面上描绘出规整的圆形的情况下，由于输出的电压波形基本上不含有高频谐波成分，在V型接线直交流转换电路3中，通过使磁通矢量λp的轨迹接近圆形，就能够降低输出电压中包含的高频谐波成分。

因此，如上所述，通过使利用由开关动作得到的电压矢量描绘的磁通矢量λp的轨迹接近圆形，就能够降低输出电压的高频谐波成分，降低在马达等负荷5所产生的损耗。