[发明专利]AC-AC电力变换装置

说明书

本发明提供一种AC‑AC电力变换装置，不需要追加部件就能实现AC‑AC电力变换装置的小型化和成本削减。AC‑AC电力变换装置(100)将第一交流电压变换为第二交流电压。PFC整流电路(10)对交流电压(v_G)进行整流来生成整流电压。逆变器(30)基于整流电压来生成第二交流电压。控制部(40)对PFC整流电路(10)和逆变器(30)进行控制，使得将产生第一交流电压的电力和产生整流电压的电力所具有的脉动输出到外部设备(400)。

技术领域

本发明涉及一种将来自单相交流电源的电力变换为三相交流电力的AC-AC电力变换装置。

背景技术

作为将来自单相交流电源的电力变换为三相交流电力的AC-AC电力变换装置，公开有具备整流电路、平滑电容器以及逆变器电路的AC-AC电力变换装置(例如，参考专利文献1)。

专利文献1：日本特开平11-289769号公报

专利文献2：日本特开平2003-284387号公报

发明内容

发明要解决的问题

供给数千瓦级的交流电力的电源装置大多是将从单相电源输入的交流电力变换为三相交流电力后输出。这样的AC-AC电力变换装置通常构成为包括：整流电路，其将来自交流电源的电力变换为直流电力；以及逆变器电路，其将整流后的直流电力变换为期望规格的交流电力。

然而，当进行单相-三相电力变换时，在输入电力与输出电力之间必然产生差，因此电力产生脉动。为了对该脉动进行吸收以及补偿，需要缓冲器(Buffer)。以往，该缓冲器一般由大容量的直流环节电容器构成。在AC-AC电力变换装置以数千瓦及数百伏进行动作的情况下，要求直流环节电容器的容量为毫法级。为了实现这一点，需要使用大容量的电解电容器。然而，电解电容器的体积大且寿命短，因此在尺寸、成本以及装置寿命等方面都存在大的缺点。因而，寻求一种不需要电解电容器的AC-AC电力变换装置。

作为实现这样的无电解电容器的AC-AC电力变换装置的现有技术的一例，存在如下技术：对直流环节部分追加由小型的电容器、电感器及开关元件构成的部件，利用追加电路仅仅对电力脉动进行补偿。通过该追加电路，将直流环节电容器的主要作用限定为去除开关噪声等，因此不需要大容量的电解电容器。然而，该技术存在伴随追加电路而产生的部件成本增加、控制变复杂之类的问题。

作为现有技术的另一例，存在如下技术(例如，参考专利文献2)：将输入电力的脉动直接供给到直流环节电压，即使直流环节的直流电压具有脉动，也通过对逆变器的开关进行控制来实现适当的电动机控制。换言之，在该技术中，利用电动机或电动机的负载的惯性来作为电力脉动的补偿单元。根据该技术，不需要特别的附加部件，能够省略电解电容器。然而，在该技术中，由于直流环节的直流电压的脉动大，因此无法应用直流升压电路。因此，存在无法获得比输入电压高的输出电压、电动机的应用性受到限制的问题。

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于无需追加部件就使AC-AC电力变换装置的直流环节电容器的容量降低。

用于解决问题的方案

为了解决所述问题，本发明的某个方式的AC-AC电力变换装置将第一交流电压变换为第二交流电压，该AC-AC电力变换装置具备：整流电路，其对第一交流电压进行整流来生成整流电压；逆变器，其基于整流电压来生成所述第二交流电压；以及控制部，其对整流电路和所述逆变器进行控制，其中，控制部对整流电路和逆变器进行控制，使得将产生第一交流电压的电力和产生整流电压的电力所具有的脉动输出到外部设备。

此外，以上的构成要素的任意组合以及将本发明的构成要素和表达在方法、装置、程序、记录有程序的暂时或非暂时性的存储介质、系统等之间相互替换得到的方式作为本发明的方式也是有效的。