[发明专利]电力变换装置

说明书

本发明涉及在交流电源与直流负载之间变换电力的电力变换装置。

图19是特开昭61-66569号公报中所示的历来的电力变换装置的结构图。图中，1是提供来自交流电源的交流电力的交流电源线；2、3是变压器；4是限制电流变化率的交流扼流圈；5是PWM变换器，它将交流电源所供给的交流电力变换成直流电力，提供给直流负载9，同时将直流负载9再生的直流电力变换成交流电力，回馈给交流电源；6是整流器，它与连接直流输出侧一个端子的直流扼流圈7串联后与PWM交换器5并联，将交流电源所供给的交流电力变换成直流电力，提供给直流负载9；7是直流扼流圈；8是接在PWM交换器5的直流输出端之间的滤波电容器；9是变流器之类的直流负载。

以下对其工作原理进行说明。

电力变换装置进行动力运转和再生运转，前者将通过交流电源线1由交流电源供给的交流电力变换成直流电力，提供给直流负载9；后者则将直流负载9再生的直流电力变换成交流电力，回馈给交流电源。首先对动力运转情况进行说明。

在动力运转时，受控制部件(未图示)控制的PWM变换器5将交流电源供给的交流电力变换成直流电力，提供给直流负载9。其时，供给的直流电力量对应于直流负载9的容量。亦即，当直流负载9的容量增加时，为了避免供电不足，而增加供给的直流电力量。当直流负载9的容量减少时，则减少供给的直流电力量，以避免直流电力过剩的状态。

在动力运转时，必须保证直流负载9稳定工作。为此，PWM变换器5在保持直流负载9上所施加的直流电压V_dc(与滤波电容器8上所施加的直流电压相等)不变的情况下提供直流电力。亦即，PWM变换器5是在保持直流负载9上所加直流电压值V_dc与作为直流负载9的额定电压的规定电压值V_dc^*相一致的情况下工作的。

若直流负载9的容量发生变动，则滤波电容器8上所加的直流电压值V_dc也将变动。例如，直流负载9的容量增加时，则直流负载9因必须弥补供电量的不足，而从滤波电容器8获得不足的部分，从而滤波电容器8上所施加的直流电压V_dc将降低。在这种情况下，控制部件根据直流电压值V_dc与规定电压值V_dc^*的差值控制PWM变换器5，使直流电压V_dc的值与规定电压值V_dc^*一致。

但是，PWM变换器5所能提供直流电力的容量是有限度的。当直流负载9的容量增大到必需值以上时，将得不到超过限度部分的直流电力的供给。PWM变换器5一旦过负载，则滤波电容器8上所施加的直流电压值V_dc便开始下降。

整流器6为消除PWM变换器5的过负载而设，只有当PWM变换器5进入过负载时才工作。

整流器6的直流输出电压的值V_dc设定成低于规定电压值V_dc^*。因而，在PWM变换器5未发生过负载的正常情况下，整流器6的二极管元件处于反偏置状态，整流器6并不作动力运转。但是，若滤波电容器8上所施加的直流电压的数值V_dc降低，一旦低于整流器6直流输出电压的数值V_dd，则反偏置状态被解除，进入正偏置状态。从而整流器6进行动力运转。

依靠整流器6的作用，过负载得以避免，滤波电容器8上所施加的直流电压的数值V_dc上升，与规定电压值V_dc^*达到一致。

在再生运转时，直流负载9再生出直流电力，因此，滤波电容器8上所施加的直流电压的值V_dc上升。控制部件与动力运转时一样控制PWM变换器5，使直流电压的值V_dc与规定电压值V_dc^*一致，在其控制下，PWM变换器5将直流负载9再生的直流电力变换成交流电力，回馈给交流电源。

作为在交流电源与直流负载之间变换电力的电力变换装置，有图20和21所示的特开昭59-70185号公报中所公开的装置。图中，10是高速熔断丝，11是开关器，12是初始充电时用的限流电阻。