專利名稱：電力變換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行電機(jī)可變速驅(qū)動的逆變器、伺服驅(qū)動器或系統(tǒng)連接的電力變換裝置。
背景技術(shù)：
三相中性點(diǎn)箝位式逆變器如圖10所示具有這樣的結(jié)構(gòu)使用每相具有4個開關(guān)元件和2個箝位二極管的橋式逆變器，并能把中間電壓輸出到各相輸出端子，該中間電壓是由串聯(lián)的電容將直流母線電壓均等分壓后得到的。在串聯(lián)連接的4個開關(guān)元件中，當(dāng)S1、S2導(dǎo)通而S3、S4截止時，相輸出端子的電壓為正，當(dāng)S3、S4導(dǎo)通而S1、S2截止時，相輸出端子的電壓為負(fù)，當(dāng)S2、S3導(dǎo)通，S1、S4截止時，相輸出端子的電壓為中間電壓。從而，由于S1、S3和S2、S4一定不同時導(dǎo)通，因此S2的導(dǎo)通/截止信號大多是將S1信號反轉(zhuǎn)所得，S4的導(dǎo)通/截止信號大多是將S2信號反轉(zhuǎn)所得。
但是，由于在開關(guān)元件或驅(qū)動電路中具有延時，延時會引起各開關(guān)同時導(dǎo)通，從而存在著在開關(guān)元件中流過很大的短路電流而導(dǎo)致元件損壞的危險，因此考慮該延時量，把如圖11所示的死區(qū)時間(dead time)發(fā)生電路內(nèi)設(shè)于控制器中，在實(shí)際的開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止信號中，必須設(shè)置如圖12所示的作為同時截止時段的死區(qū)時間時段。圖11的PWM(脈沖寬度調(diào)制)發(fā)生器根據(jù)控制器內(nèi)部所作出的輸出電壓指令，產(chǎn)生各相的PWM脈沖信號(U1、U2、V1、V2、W1、W2)。由于三相中性點(diǎn)箝位式逆變器必須以S1和S3為一組以及S2和S4為一組來產(chǎn)生PWM脈沖信號，因此各PWM脈沖信號通過反轉(zhuǎn)電路、延時電路和與門，作出使S1和S3以及S2和S4不會同時導(dǎo)通的信號，通過用該導(dǎo)通/截止信號驅(qū)動各開關(guān)，以防止開關(guān)元件的短路。此外，由于當(dāng)負(fù)荷電流變?yōu)槌^開關(guān)元件允許流過的電流時，也會存在損壞開關(guān)元件的危險，因此必須具有檢測開關(guān)元件中流過的電流并截止、停止開關(guān)的保護(hù)裝置。
作為這樣的保護(hù)方法，有特開平10-164854，特開平11-32426等項(xiàng)提案。
圖13是特開平10-164854號所公開的電力變換器的結(jié)構(gòu)圖，其分別用短路檢測/切斷電路5A、5B和短路檢測電路6A、6B來監(jiān)視流過開關(guān)元件3A～3D的電流，對電源短路或負(fù)載電流異常等進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測出異常時，根據(jù)短路檢測/切斷電路5A、5B的切斷動作以及來自柵極控制部16的柵極信號，在比通常定時遲的定時，截止開關(guān)元件3A、3D，其后，使開關(guān)元件3B或3C中的一方導(dǎo)通，在比通常的定時遲的定時使另一方截止。
但是，一般來說，由于在控制逆變器的控制器中使用處理器，用軟件來進(jìn)行控制，在負(fù)載電流在PWM周期內(nèi)那樣的短時間內(nèi)急劇變?yōu)檫^電流的條件下，不能由控制器的軟件進(jìn)行負(fù)載電流的抑制控制。因此，對于該負(fù)載電流的急劇增加，必須不使用處理器，而高速地抑制負(fù)載電流或者停止逆變器的開關(guān)動作。
當(dāng)這樣產(chǎn)生過電流時，作為不損壞逆變器的開關(guān)元件而又安全地停止開關(guān)動作的方法，雖有特開平10-164854以及特開平11-32426等提案，但其存在不能控制急增的負(fù)載電流這一問題，以及必須在開關(guān)元件的驅(qū)動信號系統(tǒng)中具有特別的延時電路或必須具有進(jìn)行復(fù)雜的導(dǎo)通/截止動作的電路這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種廉價而安全的電力變換裝置，其無需特別的延時電路或復(fù)雜的電路，利用切換器和PWM波形發(fā)生器這一簡單的結(jié)構(gòu)，便可在瞬間可靠地抑制激增的電流。
為達(dá)到上述目的，權(quán)利要求1所述發(fā)明是一種電力變換裝置，其具有用于分壓直流電壓的串聯(lián)電容器以及多相的PWM橋式逆變器，該P(yáng)WM橋式逆變器利用所述電容器的連接點(diǎn)，把所述直流電壓作成正電壓、負(fù)電壓及其中間電壓3個電位，并將所述直流電壓變換為3個電位的交流相電壓，并具有正側(cè)主開關(guān)元件和正側(cè)輔助開關(guān)元件，其插入到上述正電壓側(cè)和連接于負(fù)載的輸出端子之間并相互串聯(lián)；負(fù)側(cè)主開關(guān)元件和負(fù)側(cè)輔助開關(guān)元件，其插入到上述負(fù)電壓側(cè)和上述輸出端子之間并相互串聯(lián)；箝位二極管，其連接于上述中間電壓點(diǎn)和上述正側(cè)主開關(guān)元件與正側(cè)輔助開關(guān)元件的連接點(diǎn)之間，以及連接于上述中間電壓點(diǎn)和上述負(fù)側(cè)主開關(guān)元件與負(fù)側(cè)輔助開關(guān)元件的連接點(diǎn)之間；續(xù)流二極管，其與上述各開關(guān)元件并聯(lián)，該電力變換裝置的特征在于，當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到第1過電流級時，設(shè)置使上述電力變換裝置的所有相的輸出相電壓均為上述中間電壓的中間電壓零電壓時段。
此外，權(quán)利要求2所述發(fā)明是如權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于，在上述零電壓時段之后，選擇下述3個時段輪流進(jìn)行輸出上述電力變換裝置的所有相的輸出相電壓都為上述正電壓的正零電壓時段；上述電力變換裝置的所有相的輸出相電壓都為上述負(fù)電壓的負(fù)零電壓時段；上述中間電壓零電壓時段。
此外，權(quán)利要求3所述發(fā)明是如權(quán)利要求2所述的電力變換裝置，其特征在于，禁止從上述正零電壓時段轉(zhuǎn)移到上述負(fù)零電壓時段，以及禁止從上述負(fù)零電壓時段轉(zhuǎn)移到上述正零電壓時段。此外，權(quán)利要求4所述發(fā)明的特征在于，在如權(quán)利要求1所述的電力變換裝置中，當(dāng)負(fù)載電流超過上述第1過電流級后，又低于上述第1過電流級時，恢復(fù)到通常的PWM脈沖。
此外，權(quán)利要求5所述發(fā)明是如權(quán)利要求4所述的電力變換裝置，其特征在于，在輸出上述通常的PWM脈沖之前一定輸出為上述中間電壓的零電壓時段。
此外，權(quán)利要求6所述發(fā)明是如權(quán)利要求5所述的電力變換裝置，其特征在于，使在輸出上述通常脈沖之前輸出的為上述中間電壓的零電壓時段的時間等于死區(qū)時間或短于死區(qū)時間。
此外，權(quán)利要求7所述發(fā)明是如權(quán)利要求4～6所述的電力變換裝置，其特征在于，根據(jù)上述負(fù)載電流達(dá)到上述第1過電流級時的PWM脈沖，切換恢復(fù)后的上述通常的PWM脈沖的波形。
對這樣的電力變換裝置，首先，以一般的3相2級的PWM逆變器為例，對PWM脈沖加以說明。通常，如作為零電壓向量的說明圖所表示的圖8、圖9中的圖8所示，PWM脈沖是把一個三角波載波與3相(U、V、W)的指令電壓ABC相比較來生成各相的PWM脈沖。并且，圖中的On、Op、a、b表示輸出電壓向量的名字。
另一方面，P、N、O表示將各向量變換為開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止的開關(guān)狀態(tài)，P表示逆變器的相輸出端子連接到正母線的開關(guān)狀態(tài)，N表示連接到負(fù)母線的開關(guān)狀態(tài)，O表示連接到中性線的開關(guān)狀態(tài)，PA、PB、PC表示各相(U、V、W)的PWM脈沖輸出。
此外，向量On、Op表示輸出U、V、W相被短路的線間電壓為零的電壓向量(零電壓向量)的狀態(tài)，Op表示正母線側(cè)的3個開關(guān)為導(dǎo)通的狀態(tài)，On表示負(fù)母線側(cè)的3個開關(guān)為導(dǎo)通的狀態(tài)。
零電壓向量輸出時，施加到負(fù)載上的電壓為零，負(fù)載電流減小。從而，在產(chǎn)生過電流時，若強(qiáng)制使各相間的電位差為零的話，便會使電機(jī)電流減小，可實(shí)施輸出電流的電流限制。
以上，說明了3相2級逆變器的例子，在3相3級逆變器中，當(dāng)檢測出逆變器的過電流時，若零電壓時段發(fā)生器瞬間使各相的S1全部截止，使S2的開關(guān)狀態(tài)全部成為O狀態(tài)并導(dǎo)通，使各相(U、V、W)間的電位差為零，使施加到負(fù)載上的電壓為零的話，則由開關(guān)動作引起的浪涌電壓小，使負(fù)載電流減小，可瞬間抑制過電流。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電力變換裝置的方框圖。
圖2是圖1所示的PWM脈沖的示意圖。
圖3是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的PWM脈沖的示意圖。
圖4是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的PWM脈沖的示意圖。
圖5是圖4所示的PWM脈沖的電流限制動作點(diǎn)不同時的圖。
圖6是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的PWM脈沖的示意圖。
圖7是圖6所示的PWM脈沖的電流限制動作點(diǎn)不同時的圖。
圖8是本發(fā)明的PWM脈沖的說明圖。
圖9是改變了圖8所示的PWM脈沖的電壓指令時的圖。
圖10是現(xiàn)有的3相中性點(diǎn)箝位式逆變器的電路圖。
圖11是圖10所示的逆變器的死區(qū)時間發(fā)生電路的方框圖。
圖12是圖11所示的死區(qū)時間的概念說明圖。
圖13是公知的電力變換器的結(jié)構(gòu)圖。
并且，圖中的符號1是PWM脈沖發(fā)生器，2～4是死區(qū)時間發(fā)生電路塊，5～10是切換器，11是零電壓時段發(fā)生器，12是過電流檢測器。
具體實(shí)施例方式
其次，對本發(fā)明的第1實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說明。
圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電力變換裝置的方框圖。
圖2是圖1所示的PWM脈沖的示意圖。
在圖1中，1是PWM信號發(fā)生器，通過三角波載波和電壓指令的比較或運(yùn)算生成PWM脈沖。
2～4是與以往相同的死區(qū)時間發(fā)生器，其將PWM脈沖(U1、U2、V1、V2、W1、W2)反轉(zhuǎn)，通過延時電路及與門，將開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止信號S1u～S4w輸出到各開關(guān)元件。5～10是PWM信號發(fā)生器1和零電壓時段發(fā)生器的信號切換器，其通過PWM波形切換信號切換PWM脈沖信號。11是零電壓時段發(fā)生器，其替換PWM脈沖，輸出中間電壓的零電壓。12是由電流檢測器等構(gòu)成的過電流檢測器。
過電流檢測器12取入逆變器輸出U、V、W相的各電流，逆變器的電流監(jiān)視過電流級1(被預(yù)先設(shè)定)，將來自比較器(圖中未示)的超過或未超過過電流級1的信號，發(fā)送到零電壓時段發(fā)生器11。零電壓時段發(fā)生器11使U1、V1、W1信號為截止，使U2、V2、W2信號為導(dǎo)通，產(chǎn)生使各相電壓為中間電壓的零電壓信號。
其次，對動作進(jìn)行說明。
第1實(shí)施方式中，零電壓時段發(fā)生器11預(yù)先輸出中間電壓的零電壓信號，當(dāng)接收到來自過電流檢測器12的信號時，把信號切換器5～10瞬間從PWM信號發(fā)生器1的信號切換為零電壓時段發(fā)生器11的信號。由于零電壓時段使各相電壓相同，因此零電壓時段發(fā)生器11只要輸出各相的S1、S2信號即可。這樣一來，在逆變器流過的電流很大的情況下，當(dāng)由硬件瞬間使輸出線間電壓為零電壓時，由于施加到逆變器的電壓為零，因此負(fù)載電流減小，可以抑制過電流。
加之，由于輸出的零電位各相均為中間電壓，因此不會把開關(guān)元件S1和S2從同時導(dǎo)通的狀態(tài)切換到同時截止的狀態(tài)，不會把S3和S4從同時導(dǎo)通的狀態(tài)切換到同時截止的狀態(tài)，具有使施加到開關(guān)元件和負(fù)載的浪涌電壓變小的優(yōu)點(diǎn)。
此外，在進(jìn)行了該過電流抑制動作之后，當(dāng)電流減小到低于過電流級1時，零電壓時段發(fā)生器11監(jiān)視PWM發(fā)生器1的載波信號發(fā)生器的信號和過電流檢測器12的信號，在下次的PWM波形更新時，解除過電流抑制動作，輸出通常的PWM波形繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，由此可以減小由于PWM波形的切換引起的沖擊或浪涌電壓，實(shí)現(xiàn)安全的負(fù)載驅(qū)動。
用圖2來具體說明以上的動作。圖2的PWM波形是將通常的PWM波形的圖2(a)和第1實(shí)施方式的過電流抑制動作時的PWM波形例的圖2(b)進(jìn)行比較的圖。在圖2中雖然只描述了1個相的PWM波形，但在電流限制中，所有的相都輸出同樣的電壓。此處，作為內(nèi)設(shè)于PWM發(fā)生器1內(nèi)的載波信號發(fā)生器的PWM載波，以一般使用的三角波為例。此外，還概念性地表示出PWM載波的頂點(diǎn)和最低點(diǎn)的周期是PWM周期的半周期和PWM波形的更新點(diǎn)的情況。
并且，PWM脈沖用向量方式的N、O、P來表示，S1、S2為導(dǎo)通，S3、S4為截止時表示為P；S3、S4為導(dǎo)通，S1、S2為截止時表示為N，S2、S3為導(dǎo)通，S1、S4為截止時表示為O。在電流限制中，S1各相均為截止，S2各相均為導(dǎo)通，為開關(guān)狀態(tài)各相均為O狀態(tài)的零電壓輸出。此外，在電流限制被解除的時間點(diǎn)，恢復(fù)到與圖2(a)相同(NOPPON)的通常的PWM波形輸出。
其次，對本發(fā)明的第2實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說明。
圖3是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的PWM脈沖的示意圖。
第2實(shí)施方式與前一實(shí)施方式共用圖1的方框圖，零電壓時段發(fā)生器11先使各相的電壓為中間電壓，從下次的PWM波形的更新起，在電流限制中，把所有的相按中間電壓—正電壓—中間電壓、中間電壓—負(fù)電壓—中間電壓的順序(OPO、ONO)依次切換輸出。這樣作，由于不存在正電壓—負(fù)電壓(PN)的切換和負(fù)電壓—正電壓(NP)的切換，因此不會把開關(guān)元件S1和S2從同時導(dǎo)通的狀態(tài)切換為同時截止的狀態(tài)，不會把S3和S4從同時導(dǎo)通的狀態(tài)切換為同時截止的狀態(tài)，從而具有減小施加到開關(guān)元件和負(fù)載的浪涌電壓的優(yōu)點(diǎn)。
在圖3中表示出PWM波形的例子(一個相)。雖然在圖3中只描述了一個相的PWM波形，但在電流限制中，所有的相都輸出同樣的電壓。前一實(shí)施方式中，由于在電流限制中使所有的相為中間電壓(S1、S4截止、S2、S3導(dǎo)通)，因此超過過電流級1的負(fù)載電流繼續(xù)流過開關(guān)元件S2或S3，存在由于導(dǎo)通損耗所產(chǎn)生的熱會破壞S2、S3的危險，通過如第2實(shí)施方式那樣作，由于在切換S2、S3時負(fù)載電流流過，使導(dǎo)通損耗減小，可防止開關(guān)元件的破壞。
此外，在從緊接電流限制開始之后到下次的PWM波形的更新之間輸出中間電壓的零電壓時段的情況下，從緊接電流限制開始之后起到下次的PWM波形更新之間，也可以按中間電壓—正電壓—中間電壓或中間電壓—負(fù)電壓—中間電壓的順序進(jìn)行切換動作。
其次，對本發(fā)明的第3實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說明。
圖4是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的PWM脈沖的示意圖。
圖5是與圖4所示的PWM脈沖的電流限制動作點(diǎn)不同時的圖。
在圖4、圖5中，表示第3實(shí)施方式的PWM波形(一個相)。在圖4、圖5中雖然只描述了一個相的PWM波形，但在電流限制中，所有的相都輸出同樣的電壓。并且，圖1作為公用圖。
圖4所示的第3實(shí)施方式的例子中，表示出在PWM載波的三角波從最低點(diǎn)向頂點(diǎn)上升的情況下，當(dāng)負(fù)載電流進(jìn)入電流限制動作時，一定在PWM載波的頂點(diǎn)解除電流限制動作(圖4(a)與圖3相同)的情況。
并且，圖4(b)和圖4(a)中，從過電流檢測器12恢復(fù)到正常值的時間點(diǎn)起到電流限制解除為止的時間是不同的。
在圖5的例子中，表示出在PWM載波的三角波從頂點(diǎn)下降的情況下，當(dāng)負(fù)載電流進(jìn)入電流限制動作時，一定在PWM載波的最低點(diǎn)解除電流限制動作的情況。
例如，假定電流限制動作的解除只在例如PWM載波的最低點(diǎn)解除的話，則在電流限制動作及其解除重復(fù)發(fā)生的條件下，所輸出的PWM脈沖從PWM載波的最低點(diǎn)起到向頂點(diǎn)上升的途中為止的PWM波形具有最大的輸出概率，引起PWM脈沖的不均勻，在3相中性點(diǎn)箝位式逆變器的情況下，在電容器的分壓點(diǎn)流過的電流(圖10的in)變得不平衡，存在電容器的中間電位大，所以極大地偏離直流母線電壓的1/2的問題，但通過這樣作，由于在所輸出的PWM脈沖在PWM載波正在下降時進(jìn)入電流限制動作的情況下，在解除時從PWM載波上升的波形開始，一定輸出相反的PWM波形，在PWM載波正在上升時進(jìn)入電流限制動作的情況下，在解除時從PWM載波下降的波形開始，一定輸出相反的PWM波形，因此，即使在電流限制動作及其解除重復(fù)發(fā)生的條件下，所輸出的PWM脈沖也被均勻化，使電容器分壓點(diǎn)的電壓不會大幅變動。
并且，圖5(a)和圖5(b)中，從過電流檢測器12恢復(fù)到正常值的時間點(diǎn)起到電流限制解除為止的時間并不相同。
其次，對本發(fā)明的第4實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說明。
圖6是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的PWM脈沖的示意圖。
圖7是圖6所示的PWM脈沖的電流限制動作點(diǎn)不同的例子的圖。
在圖6(a)、圖7(a)中表示第4實(shí)施方式的PWM波形(一個相)，以及圖6(b)、圖7(b)中表示S1～S4的實(shí)際開關(guān)驅(qū)動信號波形。
在圖6、圖7中雖然只描述了一個相的PWM波形，但在電流限制中，所有的相都輸出同樣的電壓。在圖6中，進(jìn)入電流限制動作，首先輸出中間電壓的零電壓時段，從其次的PWM更新時起，在PWM載波下降的情況下，輸出“等于死區(qū)時間或比死區(qū)時間短的中間電壓的零電壓時段”—“正的零電壓時段”—“等于死區(qū)時間或比死區(qū)時間短的中間電壓的零電壓時段”，如圖7所示，在PWM載波上升的情況下，輸出“等于死區(qū)時間或比死區(qū)時間短的中間電壓的零電壓時段”—“負(fù)的零電壓時段”—“等于死區(qū)時間或比死區(qū)時間短的中間電壓的零電壓時段”。這樣一來，在電流限制時段中，由于S1和S2以及S3和S4的導(dǎo)通/截止時間僅有死區(qū)時間的大約2倍的差，大致相等，因此從S1到S4的開關(guān)元件的導(dǎo)通損耗大致相等，可以防止由S2、S3的發(fā)熱而引起的破壞。
此外，由于中間電壓的零電壓時段與死區(qū)時間相等或稍短于死區(qū)時間，所以與在電流限制動作被解除時發(fā)生的死區(qū)時間相同的時間較短的脈沖通過死區(qū)時間發(fā)生電路的動作而被抑制。這樣一來，如果等于死區(qū)時間或稍短于死區(qū)時間的脈沖被抑制，在電流限制動作和解除重復(fù)發(fā)生的條件下，就可以抑制一部分開關(guān)元件的開關(guān)次數(shù)的極端增加，可以抑制伴隨開關(guān)損耗的發(fā)熱引起的開關(guān)元件的破壞。
并且，即使與該例相反，首先輸出中間電壓的零電壓時段，從其次的PWM更新時起，在PWM載波上升的情況下，輸出“等于死區(qū)時間或比死區(qū)時間短的中間電壓的零電壓時段”—“正的零電壓時段”—“等于死區(qū)時間或比死區(qū)時間短的中間電壓的零電壓時段”，在PWM載波下降的情況下，輸出“等于死區(qū)時間或比死區(qū)時間短的中間電壓的零電壓時段”—“負(fù)的零電壓時段”—“等于死區(qū)時間或比死區(qū)時間短的中間電壓的零電壓時段”，其效果也相同。
以上，由于進(jìn)行本發(fā)明的動作的零電壓時段發(fā)生器11等效于輸出3相相同的PWM脈沖的PWM發(fā)生器1，可以比較容易地使PWM發(fā)生器1具有該功能。在該情況下，可省略零電壓時段發(fā)生器，可以用更簡單的電路來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
已詳細(xì)地參考特定的實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但對業(yè)內(nèi)人士來說，在不違背本發(fā)明的精神和范圍之下，顯然可以加入各種各樣的變更或修正。
本專利申請系根據(jù)2001年7月2日提出申請的日本專利申請(特愿2001-200843)作出，其內(nèi)容在此處作為參考被引入。
如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，利用采用在產(chǎn)生過電流時設(shè)置零電壓時段的逆變器的PWM脈沖發(fā)生方式的電力變換裝置，只要用單純的切換器和PWM波形發(fā)生器，便可使瞬間抑制急增的電流，使逆變器的控制電路的成本降低，而且，具有可以使安全性提高的效果。
加之，由于在PWM載波的三角波從頂點(diǎn)下降的情況下，進(jìn)入電流限制動作時，一定在PWM載波的最低點(diǎn)解除電流限制動作，在三角波從最低點(diǎn)上升時進(jìn)入電流限制動作的情況下，一定在PWM載波的頂點(diǎn)解除，根據(jù)進(jìn)入電流限制動作的PWM波形來切換電流限制動作解除時的PWM波形，因此具有抑制由PWM脈沖的不均勻引起的中性點(diǎn)電位變動的效果。
加之，由于使在即將輸出通常的PWM脈沖之前輸出的中間電壓的零電壓時段的時間等于死區(qū)時間或比死區(qū)時間短，因此各開關(guān)元件的導(dǎo)通損耗相等，可以防止由發(fā)熱引起的開關(guān)元件的損壞。
權(quán)利要求
1.一種電力變換裝置，其具有用于分壓直流電壓的串聯(lián)電容器以及多相的PWM橋式逆變器，該P(yáng)WM橋式逆變器利用所述電容器的連接點(diǎn)，把所述直流電壓作成正電壓、負(fù)電壓及其中間電壓3個電位，并將所述直流電壓變換為3個電位的交流相電壓，并具有正側(cè)主開關(guān)元件和正側(cè)輔助開關(guān)元件，其插入到所述正電壓側(cè)和連接于負(fù)載的輸出端子之間并相互串聯(lián)；負(fù)側(cè)主開關(guān)元件和負(fù)側(cè)輔助開關(guān)元件，其插入到所述負(fù)電壓側(cè)和所述輸出端子之間并相互串聯(lián)；箝位二極管，其連接于所述中間電壓點(diǎn)和所述正側(cè)主開關(guān)元件與正側(cè)輔助開關(guān)元件的連接點(diǎn)之間以及所述中間電壓點(diǎn)和所述負(fù)側(cè)主開關(guān)元件與負(fù)側(cè)輔助開關(guān)元件的連接點(diǎn)之間；多個續(xù)流二極管，其與所述各開關(guān)元件并聯(lián)，該電力變換裝置的特征在于，當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到第1過電流級時，設(shè)置使所述電力變換裝置的所有相的輸出相電壓均成為所述中間電壓的中間電壓零電壓時段。
2.如權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于，在所述零電壓時段之后，選擇下述3個時段輪流進(jìn)行輸出所述電力變換裝置的所有相的輸出相電壓都為所述正電壓的正零電壓時段；所述電力變換裝置的所有相的輸出相電壓都為所述負(fù)電壓的負(fù)零電壓時段；所述中間電壓零電壓時段。
3.如權(quán)利要求2所述的電力變換裝置，其特征在于，禁止從所述正零電壓時段轉(zhuǎn)移到所述負(fù)零電壓時段，以及禁止從所述負(fù)零電壓時段轉(zhuǎn)移到所述正零電壓時段。
4.如權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于，當(dāng)負(fù)載電流超過所述第1過電流級后，又低于所述第1過電流級時，恢復(fù)到通常的PWM脈沖。
5.如權(quán)利要求4所述的電力變換裝置，其特征在于，在輸出所述通常的PWM脈沖之前一定輸出所述中間電壓的零電壓時段。
6.如權(quán)利要求5所述的電力變換裝置，其特征在于，使在輸出所述通常脈沖之前輸出的所述中間電壓的零電壓時段的時間等于死區(qū)時間或短于死區(qū)時間。
7.如權(quán)利要求4～6的任何一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于，根據(jù)所述負(fù)載電流達(dá)到所述第1過電流級時的PWM脈沖，切換恢復(fù)后的所述通常的PWM脈沖的波形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電力變換裝置，其具有用于分壓直流電壓的串聯(lián)電容器和多相的PWM橋式逆變器，該P(yáng)WM橋式逆變器利用該電容器的連接點(diǎn)，將直流電壓變換為具有正電壓、負(fù)電壓及其中間電壓的3個電位的交流相電壓，當(dāng)過電流檢測器(12)檢測出負(fù)載電流達(dá)到第1過電流級時，由信號切換器(5～10)切換到零電壓時段發(fā)生器(11)，設(shè)置使所述電力變換裝置的所有相的輸出相電壓都變?yōu)橹虚g電壓的中間電壓零電壓時段，進(jìn)行電流限制，從而以廉價的結(jié)構(gòu)，可在瞬間抑制過電流檢測時的逆變器激增的電流。
文檔編號H02M7/48GK1522486SQ0281334
公開日2004年8月18日 申請日期2002年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月2日
發(fā)明者山中克利, 古賀宣考, 善家充彥, 彥, 考 申請人:株式會社安川電機(jī)