[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用三相交流电源和直流电源的电压来产生规定的三相交流电压的电力转换装置。更详细地说，本发明涉及一种即使发生三相交流电源的电压变动和三相交流电源的停电也能够向负载提供稳定的电压的瞬时电压降低补偿装置和无停电电源装置。

背景技术

作为这种电力转换装置，已知图18所示的装置。该电力转换装置是对三相交流电源的电压变动进行补偿来向负载提供稳定的三相交流电压的装置。该电力转换装置将三相交流电源和负载进行V接线连接，使用三相交流电源的电压以及基于该电压生成的直流电压来生成规定的三相交流电压。

在图中，1是三相交流电源，21、22是电容器，3u、3w是转换器电路，4u、4w是逆变器电路，5是滤波器电路，6是三相负载，K1～K3是开闭单元。

三相交流电源1具备输出R相、S相、T相的各相电压的端子R、S、T。在三相交流电源1的端子R与端子S之间连接有电容器21。在三相交流电源1的端子S与端子T之间连接有电容器22。

转换器电路3u以将开关元件Qu、Qx串联连接所得的电路、将电容器Cpu、Cnu串联连接所得的电路、双向开关元件Su以及电抗器Lu为主要的结构要素。开关元件Qu、Qx的串联电路与电容器Cpu、Cnu的串联电路并联连接。电容器Cpu与电容器Cnu的连接点经由开闭单元K1连接于三相交流电源1的端子R。电容器Cnu的另一端经由开闭单元K3连接于三相交流电源1的端子S。双向开关元件Su连接于开关元件Qu、Qx的连接点与电容器Cpu、Cnu的连接点之间。电抗器Lu的一端连接于开关元件Qu、Qx的连接点，另一端经由开闭单元K3连接于三相交流电源1的端子S。

电容器Cpu、Cnu的串联电路的正侧端子连接于转换器电路3u的输出正电压的端子Pu。电容器Cpu、Cnu的串联电路的负侧端子连接于转换器电路3u的输出负电压的端子Nu。电容器Cpu与电容器Cnu的连接点连接于转换器电路3u的输出中性点电压的端子Ou。

逆变器电路4u以将开关元件Q1、Q2串联连接所得的电路以及双向开关元件S1为主要的结构要素。开关元件Q1、Q2的串联电路连接于转换器电路3u的端子Pu和端子Nu。双向开关元件S1连接于开关元件Q1、Q2的连接点与转换器电路3u的端子Ou之间。开关元件Q1、Q2的连接点连接于逆变器电路4u用于输出交流电压的端子U。

此外，开关元件Q1、Q2和双向开关元件S1由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等能够以相对于三相交流电源1的频率而言足够高的频率进行导通关断(ON/OFF)动作的半导体元件构成。

转换器电路3w以将开关元件Qw、Qz串联连接所得的电路、将电容器Cpw、Cnw串联连接所得的电路、双向开关元件Sw以及电抗器Lw为主要的结构要素。转换器电路3w采用相对于将三相交流电源1的端子S和交流输出端子V进行连接的线而与转换器电路3u对称的电路结构，因此省略各结构要素的连接关系的说明。

逆变器电路4w以将开关元件Q3、Q4串联连接所得的电路以及双向开关元件S4为主要的结构要素。逆变器电路4w也同样地采用相对于将三相交流电源1的端子S和交流输出端子V进行连接的线而与逆变器电路4u对称的电路结构，因此省略各结构要素的连接关系的说明。此外，开关元件Q3、Q4的连接点连接于逆变器电路4w用于输出交流电压的端子W。

通过上述电路结构，转换器电路3u使用三相交流电源1的端子R与端子S之间的线间电压Vrs来将电容器Cpu、Cnu分别充电至相等的电压。而且，转换器电路3u将电容器Cpu、Cnu的电压维持为比线间电压Vrs的振幅值高的规定的电压。

转换器电路3u使用电容器Cpu、Cnu串联电路的正负的电压和中性点电压来在交流输出端子U-V间输出线间电压Vuv。线间电压Vuv是将电容器Cpu、Cnu串联电路的正负的电压叠加到线间电压Vrs上所得的电压。线间电压Vuv的基波具有与电压指令相应的规定的电压振幅。

同样地，转换器电路3w使用三相交流电源1的端子S与端子T之间的线间电压Vts来将电容器Cpw、Cnw分别充电至相等的电压。而且，转换器电路3w将电容器Cpw、Cnw的电压维持为比线间电压Vts的振幅值高的电压。