[其他]电源变换装置

说明书

本发明涉及一种将具有一频率的交流电源转换成具有另一频率的另一交流电源的变换装置。

在图1中，表示了作为电源变换装置的传统的用于驱动三相电动机6的环流型环式变换装置。环式变换装置包括三个流有正侧输出电流的正变换装置1;三个流有负侧输出电流的负变换装置2;三对三相变压器3，它的初级线圈联到交流电源（未图示），它的次级线圈联到正、负变换装置1和2;三个联到正、负变换装置1和2的输出端的电抗器4，这些电抗器用于限制在正、负变换装置1和2以及变压器3中流动的环流;及一联到变压器3的初级线圈的相位超前电容器5。电抗器4的中性点或中点被联到三相电动机6的三个线圈。每个正变换装置1包括一对互相串联接成两级的变换器7和8，及每个负变换装置2包括一对互相串接联接成两级的变换器9和10。一半导体元件或开关半导体元件如闸门电路断开元件或一可控硅可以适当地用作变换器。此外，配置有正变换装置1，负变换装置2和变压器3并与相应的三相U，V，和W相连接。

上述的环式变换器的作用原理将详细地进行描述。

每个正变换装置1和每个负变换装置2同时输出各自的电压，这两电压的平均电压通过每个电抗器4加到电动机6的每个线圈。具有某一频率的对称的三相正弦波电压通过电抗器4从三对变换装置1和2输出。三相电压的各相位相互移相120度。因而三相正弦电流被供给到电动机6的三个线圈以便驱动该电动机。此时，有电压差（正变换装置1的输出电压等于或大于负变换装置2的输出电压在正、负变换装置1和2的输出电压之间产生，所以有环流在由正变换装置1、电抗器4、负变换装置2和变压器3组成的闭合电路中流动。

在这环式变换器中，因为产生的无功功率很大，为了去补偿这无功功率，相位超前电容器5被联到变压器3的初级线圈，由此使输入的功率因数改善。然而在环式变换器中产生的无功功率随它的工作条件而变，因此不能在整个工作范围内用一具有某一值的相位超前电容器来维持高输入功率因数，那么为了解决这一问题，对电机输出有无益的环流和无功功率要被控制在某一值，以便使环流的无功功率和产生在环式变换器中的无功功率的总和可成为预定值。在这时候，对相位超前电容器5的电容量应选择成使被控制的整个无功功率变为零，从而导致有可能在整个工作范围内一直使环式变换器在高功率因数上。

接着，变压器3的导线连接间的关系和环式变换器的作用将参考图2和图3进行描述。

如图2所示，每个变压器3包括在一个次级线圈中的一个三角形联接和在初级线圈和另一次级线圈中的两个星形联接，供给联到星形联接的初级线圈的变换器8和9的电压的相位与星形联接的初级线圈的电压相位相同，而供给联到三角形联接的次级线圈的变换器7和10的电压的相位则相对于星形联接的初级线圈的电压相位移相到-30°，例如，供给变换器7，8，9和10的电压相位分别是-30°，0°，0°和-30°。

在图3中，表示出了在正变换装置1和负变换装置2的输出处和在电抗器4的中性点的三个电压波形。具有30°相位和12个脉冲的电压从正变换装置或负变换器装置1或2输出，这时，要供给电动机6的电压或在电抗器4的中性点的电压变成平均为零的电压，如图3所示，因此电动机6不能被驱动而只能停止，且只有对应于相位超前电容器5的环流在电路中循环。

在如上所述的已有的环式变换器中，由于当使电机停止时已没有电流会供给电动机，对应于相位超前电容器的无功功率全是由流动的环流产生的，在这种情况下，大电流仅在每个由正变换装置1，电抗器4，负变换装置2和变压器3组成的闭合电路中流动。产生了大量的（6n±1）次的高次谐波，其中n是整数。

通常，在图1所示的主电路的联接中，由于变压器3的一次级线圈的绕组相位移相到30°，就产生了（12n±1）次的高次谐波，其中n是整数。另外，众所周知产生的高次谐波的电流的量是基波电流的 1/(（6n±1）) 倍，其中n是整数。这高次谐波的电流引起电源的电压波形的变形或失真，结果是给联到同一电源的电子设备、装置或机器带来坏的影响。例如，十一次和十三次高次谐波的电流在电源系统中会引起电阻的额定电流的过电流，结果会产生过热。

因此，本发明的目的是提供一电源变换装置，以避免上述的已有技术的不足之处和缺点。该电源变换装置可控制成防止高次谐波的产生或减少高次谐波产生的量并能一直保持高输入功率因数。

按照本发明的一个方面，提供一电源变换装置，该装置包括将具有一频率的第一电源变换成具有第二频率的第二电源的多个变换装置，其第二电源供给负载;及改变参考电压以产生供给变换装置的点火相位角的校正控制装置。因而可防止第一电源的整数次的高次谐波的产生。