[发明专利]电力转换系统及其控制方法

说明书

本发明的电力转换系统包括储存直流电的电容器(30)；逆变器(40)，在该逆变器(40)的两端连接一对直流端子且在其交流端子连接作为负载的交流电动机(50)；上下臂部(90)，该上下臂部(90)中串联连接的半导体开关(91、92)彼此的连接点与电动机(50)的中性点相连接；直流电源(10)，该直流电源(10)与该上下臂部(90)并联连接；以及开闭开关(100)，该开闭开关(100)连接在逆变器(40)的一个直流端子与上下臂部(90)的一端之间，将逆变器(40)的另一个直流端子与上下臂部(90)的另一端相连接。在使开闭开关(100)断开的状态下使逆变器(40)作为零相转换器进行动作并且使上下臂(90)进行开关，使得直流电源(10)的电压的升降压和通过逆变器(40)对于电动机(50)的驱动同时进行。由此，无需升压用的电抗器，可使装置整体小型化并可减少损耗，提高逆变器(40)的直流电压的自由度。

技术领域

本发明涉及用于驱动交流电动机等负载的电力转换系统及其控制方法。

背景技术

作为使直流电源电压进行升压以提供给逆变器，并通过该逆变器使交流电动机进行运行的电力转换系统，已知有例如图4所示的现有技术。

图4中，10是直流电源，20是电流可逆式升压转换器(DC/DC转换器)，21、22是半导体开关，23是电抗器、30是电容器，40是三相电压型逆变器，41至46是半导体开关，50是交流电动机。此外，如图4中括号所记载的那样，各半导体开关21、22、41至46由IGBT等半导体开关元件、以及与其逆并联连接的续流二极管构成。

简单地说明此现有技术的动作，通过升压转换器20的半导体开关20的导通、断开，对电抗器23反复进行能量的储存、释放，因此电容器30的电压对于直流电源10的电压进行升压。逆变器40例如通过PWM控制使半导体开关41至46导通、断开，将电容器30的直流电压转换成三相交流电压以提供给交流电动机50。

如图4所示的现有技术例如记载于专利文献1中。

此外，已知有图5的现有技术，其中通过逆变器对零相电压进行控制以作为所谓的零相转换器进行动作，从而使直流电源电压进行升压。

图5中，直流电源10连接在交流电动机50的中性点(定子绕组的中性点)50a与负侧直流母线之间，对其他的构成部件标记与图4相同的编号。

该现有技术中，例如通过反复进行使逆变器40的下臂的半导体开关42、44、46在同一时刻导通、断开的动作，从而由直流电源10、交流电动机50的漏电感(零相电感)以及逆变器40组成的零相等效电路与图4的升压转换器20成为实质上相同的电路结构，能够将电容器30的电压控制为比直流电源10的电压更高的值。此外，通过逆变器40对交流电动机50进行的驱动动作与图4相同。

如图5所示的现有技术例如记载于专利文献2中。

另一方面，图6是表示专利文献3所记载的现有技术的电路图。

图6中，70是作为升降压斩波器进行动作的DC/DC转换器，71至74是半导体开关，75是电抗器，半导体开关71、72的串联电路与直流电源10以及电容器31并联连接，半导体开关73、74的串联电路与电容器32以及逆变器40并联连接。11、62是电压检测器，61是电流检测器，80是控制电路。

该现有技术中，通过控制DC/DC转换器70的半导体开关71、74以及72、73的占空比，从而使电抗器75中储存的能量进行变化，将直流电源10的电压控制成所期望的大小并向电容器32一侧输出。

与图6几乎相同的电路记载于非专利文献1中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004-120844号公报(图2、图5、图6等)