[发明专利]电力变换器

说明书

本发明涉及一种电力变换器，更具体地说，涉及一种其多个中性点箝位(NPC)的逆变器共同接一个直流电压源并将这些逆变器获得的交流电供应给负荷的电力变换器。

在现有技术中，有一些系统是由两个具有公用直流电源的NPC逆变器组成的，如图11的实例所示。也就是说，整流器2接三相交流电源1，由正侧平滑电容器3和负侧平滑电容器4组成的直流平滑电容器15则接整流器2。此外，第一NPC逆变器5和第二NPC逆变器6还与直流平滑电容器15并联连接。

NPC逆变器5和6的输出端接电动机91，电动机91有两组极数相同的三相绕组，如图10中所示。NPC逆变器5和6所获得的交流电供给电动机91。具体地说，第一NPC逆变器5的U、V和W相输出端分别接电动机91的绕组U1、V1和W1。此外，第二NPC逆变器6的U、V和W相输出端分别接电动机91的绕组U2、V2和W2。

门信号从由控制器10、第一和第二比较器12和13以及载波发生电路14所组成的门信号发生系统加到NPC逆变器5和6的控制极。测速器8检测出的电动机91的转速反馈到控制器10，控制器10则构成三相基准电压发生系统92。转速控制就是用该反馈数据和输入的转速基准值在系统92中进行的。由接NPC逆变器5输出端的电流检测器9检测的电动机电流也反馈到控制器10，电流控制即在控制器10中进行。三相基准电压Vref1(图中只示出一个相的分量)，即电流控制的输出，从控制器10输出。该三相基准电压Vref1输入各比较器12和13中，其幅值在比较器12和13中与载波发生电路14产生的载波相比较。这样，NPC逆变器5的门信号和NPC逆变器6的门信号分别在比较器12和13中产生。1993年12月28日颁发的美国专利5,274,542介绍了图11所示系统的细节。

如图11中所示，NPC逆变器5和6与整流器2相连接。因此，与一个NPC逆变器接整流器2的方案相比，这种系统的电流容量增加了一倍。但这种系统中有一个问题，即中性点(即直流平滑电容器15的中点)的电位波动也加倍了。

因此，本发明的一个目的是提供一种多个NPC逆变器接公用的直流电源、因而能抑制因各NPC逆变器的电流而产生的中性点电位波动的电力变换器。

本发明的上述和其它目的可以通过提供这样一种电力变换器而加以实现，该电力变换器有直流电源和一些共同与直流电源相连接的中性点箝位的逆变器，从而将直流电源的直流电变换成交流电并将来自逆变器的交流电供应给负荷。电力变换器包括：第一基准电压发生装置，用以产生第一基准电压；以及相位差测定装置，用以根据逆变器数量和每个逆变器的相数来测定各逆变器之间的相位差。电力变换器还包括第二基准电压发生装置和比较装置，第二基准电压发生装置用以根据第一基准电压发生装置的第一基准电压和相位差测定装置的相位差产生第二基准电压，比较装置用以将各基准电压与载波信号分别加以比较并根据比较结果产生加到各逆变器上的门信号。

按照本发明的一个方面，本发明提供的电力变换器包括：一个直流电压源；多个中性点箝位的逆变器，共同接所述直流电压源；基准电压发生装置，用以产生原基准电压，以及产生多个彼此之间有相位差的基准电压；所述基准电压之间的所述相位差由所述逆变器的数量所确定。各所述基准电压是正基准电压和负基准电压，正基准电压是通过在正态下使原基准电压偏移预定的正直流偏压值而产生的，负基准电压则是通过在负态下使原基准电压偏移预定的负直流偏压值而产生。用以产生极性转换信号，使所述正态和所述负态以预定周期率转换的极性转换信号装置，以及电力变换器还包括一个门信号发生装置，连接成接收多个基准电压以产生所述多个门信号，每个门信号分别输送，以控制向负载提供交流电力的所述逆变器。

按照本发明的另一个方面，本发明提供的电力变换器有一个直流电源和一些共同连接在直流电源和交流负载之间的多个中性点逆变器；第一基准电压发生装置，用以产生第一基准电压；极性信号发生装置，用以产生极性信号；第二基准电压发生装置，用以根据所述第一基准电压和所述极性信号而产生第二基准电压；以及比较装置，用以分别将所述第一和第二基准电压的幅值与载波信号的幅值相比较，用以根据比较结果产生门信号作为输出，去控制所述逆变器。

结合附图参看下面的详细说明可以更好地理解本发明的内容，从而不难更全面地理解本发明及其伴随的优点。附图中：

图1是本发明第一实施例的电力变换器的原理方框图；

图1A是基准电压和中性点电位的波形图，举例说明了图1所示第一实施例的工作情况；