[发明专利]电力转换装置和电力转换装置的控制方法

说明书

一种电力转换装置，包括：整流器，其被配置为将交流电转换为恒流直流电；谐振逆变器，其将直流电转换为向负载输出的交流电；以及控制单元，其接收逆变器的输出电流值、逆变器的电流供应时间、操作率和负载的谐振频率的设定，操作率通过将电流供应时间除以电流供应时间与非电流供应时间的和来定义。仅当基于数据判定能够根据设定条件操作以进行输出时，控制单元才操作整流器和逆变器，在所述数据中，输出频率、电流供应时间和操作率与在等于或低于开关装置的最大可操作温度的温度下的逆变器的容许输出电流值相关联。

技术领域

本发明涉及一种电力转换装置和电力转换装置的控制方法。

背景技术

感应加热是一种用于对钢等制成的工件进行热处理而使用的加热方法。淬火是使用感应加热的热处理实例。当进行淬火时，依据淬火深度选择频率。

现有技术的电力转换装置被配置为使用功率半导体器件作为开关装置来将直流电转换为高频交流电(见例如Neturen有限公司的MK16A晶体管逆变器手册，www.k-neturen.co.jp/Portals/0/images/products/ihsystem/pdf/MK16Aengli sh.pdf)。功率半导体器件例如可以是输出频率低于10kHz的晶闸管器件、输出频率从10kHz到100kHz的绝缘栅双极晶体管(IGBT)或输出频率超过100kHz的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

当100kHz的输出频率与10kHz的输出频率相比时，功率半导体器件的开关损耗大十倍，功率半导体器件的温升也显著不同。因此，如果基于装置的操作范围的最大频率以及连续输出的假设来确定和固定电力转换装置的逆变器的最大额定值，则虽然功率半导体器件展现出小的温升并且能够提供更高的输出，但是由于最大额定值所带来的限制，低输出频率和/或短时间输出的操作将是不经济的。

因此，根据另一现有技术，一种电力转换装置包括：整流器，其配置为将交流电转换为直流电；平滑滤波器，其被配置为将通过整流器转换的直流电平滑化；逆变器，其被配置为通过开关装置的开和关而将通过平滑滤波器平滑化的直流电转换为高频交流电；以及控制单元，其被配置为操作整流器和逆变器。控制单元被配置为依据诸如输出频率这样的装置操作条件在能够使用开关装置的温度范围内改变逆变器的最大额定值(见例如专利文献JP2015-117425A和JP2017-011835A)。

具体地，控制单元使用数据集，其中在所述数据集中，输出频率、电流供应时间、操作率(电流供应时间除以电流供应时间与非电流供应时间之和)和能够使用开关装置的温度下的功率彼此关联，使得当设定电流供应时间和操作率时，控制单元基于数据集计算在设定的条件下并且依据输出频率能够通过开关装置的最大容许电流。

现有技术的电流转换装置基于如下假定：负载包括并联谐振电路，并且整流器被配置为将交流电转换为恒压直流电。由于进行了恒压控制，所以难以在不实际施加电流的情况下就得知将有多大电流通过开关装置。因此，在现有技术的电力转换装置中，控制单元基于来自整流器的电流反馈信号检测整流器的输出电流，并且当检测到的电流超过最大允许电流时停止输出或者降低输出。然后重设电流供应时间和操作率的条件，然而重复条件设定，导致要花费时间设定输出条件。

发明内容

本发明的示例性方面提供一种电力转换装置，其能够减少设定输出条件所需的时间，并且提供一种电流转换装置的控制方法。