專(zhuān)利名稱(chēng)：電力轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力轉(zhuǎn)換裝置。更詳細(xì)而言，涉及在用于可變速控制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換裝置中，用于對(duì)逆變器中包含的平滑電容器進(jìn)行安全地充電，有效地降低在連接高電壓的主電源時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流的技術(shù)。
背景技術(shù)：
眾所周知，在資源貧乏的我國(guó)(日本國(guó))，節(jié)能是至高課題。尤其，在大型的電動(dòng)機(jī)中要求嚴(yán)格的節(jié)能化。例如，火力發(fā)電廠的IDF(Induced Draft Fan :從鍋爐火爐中吸出燃燒廢氣的風(fēng)·扇)或者通風(fēng)機(jī)(取入用于燃燒燃料的外部氣體的風(fēng)扇)使用幾千kw規(guī)模的三相交流電動(dòng)機(jī)。作為使已有的高壓三相交流電動(dòng)機(jī)(3. 3kV、6. 6kV等)節(jié)能化的代表性技術(shù)，舉出采用多重逆變器方式的多重電力轉(zhuǎn)換裝置的可變速控制。例如以IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor :絕緣柵型雙極性晶體管)為代表的構(gòu)成逆變器的半導(dǎo)體元件難以實(shí)現(xiàn)高耐壓化，所以通過(guò)串聯(lián)連接低電壓輸出的逆變器來(lái)多重化，由此對(duì)應(yīng)于高電壓輸出。另外，多重逆變器方式因?yàn)槎嘀鼗说蛪旱哪孀兤?，所以也具有降低逆變器的輸出電壓的失真，防止因電?dòng)機(jī)線圈的高次諧波引起的絕緣劣化的效果。這種的構(gòu)成多重電力轉(zhuǎn)換裝置的各個(gè)低壓逆變器，因?yàn)樾枰嗷ソ^緣的電源，所以大多數(shù)情況都在輸入側(cè)設(shè)置將二次線圈分割相應(yīng)低壓逆變器的個(gè)數(shù)份后的變壓器。當(dāng)從變壓器的二次線圈供給三相交流電源時(shí)，各個(gè)低壓逆變器通過(guò)二極管電橋等的整流電路暫且將其整流成直流。此時(shí)，在整流電路的輸出側(cè)并聯(lián)連接著公知的平滑電容器。即便是低壓逆變器，也是輸入了幾百V的電壓的電容器，故平滑電容器中蓄積的電荷是相當(dāng)大的電荷量。因?yàn)樵O(shè)置多個(gè)這種的低壓逆變器來(lái)多重化，所以組合到所有的低壓逆變器中的平滑電容器的總靜電容量變得巨大，并且在這些平滑電容器組中蓄積的總電荷量變得巨大。為此，針對(duì)于包含平滑電容器的低壓逆變器與多個(gè)二次線圈連接的變壓器，若突然向一次線圈供給高壓三相交流電力，則為了充電平滑電容器，而產(chǎn)生巨大的沖擊電流。該沖擊電流從變壓器等的構(gòu)成部件的額定電流的幾倍到幾十倍，恐怕會(huì)破壞電路元件。為了防止這種的電路元件的破壞，有下述方法在向一次線圈供給高壓三相交流電力之前，預(yù)先充電平滑電容器。為了一并對(duì)平滑電容器進(jìn)行初始充電，應(yīng)用了在電源變壓器中追加初始充電用的線圈的方式。該方法在各個(gè)低壓逆變器中不設(shè)置初始充電電路的方面，在低成本化方面，是有用的。專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特昭59-11730號(hào)公報(bào)
以往的高壓電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的多重逆變器，為了降低在向輸入變壓器的一次線圈施加高電壓之際產(chǎn)生的沖擊電流，對(duì)多個(gè)低壓逆變器中包含的平滑電容器進(jìn)行在施加高電壓的前階段的初始充電。由此，能夠有效地抑制沖擊電流之中的相對(duì)于平滑電容器的充電電流。該初始充電的順序是按照〈1>、〈2>、<3>的順序?qū)嵤┑?，其中?>通過(guò)阻抗進(jìn)行初始充電，<2>停止初始充電，<3>向一次線圈施加高電壓?？墒?，即便在該現(xiàn)有例中，在輸入變壓器的勵(lì)磁電路中，在施加高壓時(shí)也流動(dòng)基于磁通飽和的沖擊電流。針對(duì)將變壓器與高壓交流電源直接連結(jié)時(shí)的勵(lì)磁沖擊電流，在各種文獻(xiàn)中被廣泛地解說(shuō)。由于該勵(lì)磁沖擊電流有時(shí)也達(dá)到額定電流的5倍 10倍，所以伴隨著沖擊電流的產(chǎn)生，恐怕會(huì)引起電源電壓的變動(dòng)，對(duì)與同一系統(tǒng)連接的其他設(shè)備也會(huì)帶來(lái)不良影響。針對(duì)該問(wèn)題，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中提出了下述方式具備用于在從其他電源經(jīng)由阻抗·對(duì)二次側(cè)進(jìn)行勵(lì)磁，并且向一次側(cè)施加電源的輔助勵(lì)磁裝置。可是，這種情況下，輔助勵(lì)磁裝置被作為追加部件而構(gòu)成，成本變高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決相應(yīng)技術(shù)問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種不追加復(fù)雜構(gòu)成的電路，可以有效地降低沖擊電流，安全且穩(wěn)定的電力轉(zhuǎn)換裝置。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置具備輸入變壓器，其一次線圈與交流的主電源連接，并且該輸入變壓器具有多個(gè)二次線圈和與輔助電源連接的一組三次線圈；主開(kāi)關(guān)，其連接在主電源與一次線圈之間；輔助開(kāi)關(guān)，其連接在輔助電源與三次線圈之間；限流部，其連接在輔助電源與輔助開(kāi)關(guān)之間；第一單元逆變器，其在將由二次線圈供給的交流電源暫且轉(zhuǎn)換成直流之后，通過(guò)第一選通脈沖信號(hào)的控制將該直流轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流，并且一端與負(fù)載連接；第二單元逆變器，其與第一單元逆變器串聯(lián)連接，并通過(guò)第一選通脈沖信號(hào)的控制轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流；和控制裝置，其控制為閉合輔助開(kāi)關(guān)，并在經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間之后閉合主開(kāi)關(guān)，在經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間之后斷開(kāi)輔助開(kāi)關(guān)。電力轉(zhuǎn)換裝置預(yù)先對(duì)于三次線圈的線圈，在按照輔助電源的相位與主電源的相位一致的方式制作了輸入變壓器的基礎(chǔ)上，在連接有主電源的主開(kāi)關(guān)接通之后斷開(kāi)連接在輔助電源與輸入變壓器的三次線圈之間的輔助開(kāi)關(guān)，從而能夠有效地抑制輸入變壓器的勵(lì)磁沖擊電流。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明能夠提供一種不用追加復(fù)雜構(gòu)成的電路，有效地降低沖擊電流，安全且穩(wěn)定的電力轉(zhuǎn)換裝置。


圖I是作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的框圖。圖2是說(shuō)明單元逆變器的連接形式的圖和單元逆變器的電路圖。圖3是控制裝置的框圖。圖4是表示控制裝置的動(dòng)作流程的流程圖。
圖5是現(xiàn)有例的電力轉(zhuǎn)換裝置中的各部分的電流波形的說(shuō)明圖。圖6是現(xiàn)有例的電力轉(zhuǎn)換裝置中的輸入變壓器的一次線圈的電壓波形和在輸入變壓器產(chǎn)生的磁通的說(shuō)明圖。圖7是作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中的各部分的電流波形的說(shuō)明圖。圖8是作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中的輸入變壓器的一次線圈的電壓波形和在輸入變壓器產(chǎn)生的磁通的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式[系統(tǒng)構(gòu)成]圖I是作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的框圖?！ぷ鳛槿嘟涣麟娫吹闹麟娫?02供給用于驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)103的電力。通過(guò)主開(kāi)關(guān)104，輸入變壓器105的一次線圈106與主電源102連接。在輸入變壓器105中設(shè)置有多個(gè)二次線圈107a、107b、107c、107d、107e及107f，各個(gè)二次線圈107a 107f分別連接單元逆變器108a、108b、108c、108d、108e及108f。在圖I的電力轉(zhuǎn)換裝置101中，每一相串聯(lián)連接兩個(gè)單元逆變器，兩個(gè)單元逆變器以三組星形的形式連接，并輸出三相交流電壓。另一方面，不同于主電源102的作為三相交流電源的輔助電源109，經(jīng)由初始充電用電阻器110、輔助開(kāi)關(guān)111和線圈連接部112而與輸入變壓器105的三次線圈113連接。輔助電源109與主電源102相比，供給低壓的三相交流電力。初始充電用電阻器110是用于限制在單元逆變器108a 108f的內(nèi)部所設(shè)置的平滑電容器中流過(guò)的電流的限流電阻。線圈連接部112是用于使從主電源102輸出的三相交流電壓和從輔助電源109輸出的三相交流電壓的相位匹配的開(kāi)關(guān)，根據(jù)需要也進(jìn)行三角形/星形轉(zhuǎn)換。單元逆變器108a是第一單元逆變器的一例，將一端與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)103這一負(fù)載連接,并生成可變頻率的單相交流電壓。單元逆變器108b是第二單元逆變器的一例，與單元逆變器108a串聯(lián)連接，并生成頻率及相位與單元逆變器108a相等的單相交流電壓。單元逆變器108c是第三單元逆變器的一例，將一端與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)103這一負(fù)載連接，并生成頻率與單元逆變器108a相等且相位與單元逆變器108a不同的單相交流電壓。單元逆變器108d是第四單元逆變器的一例，與單元逆變器108c串聯(lián)連接，并生成頻率及相位與單元逆變器108c相等的單相交流電壓。單元逆變器IOSe是第五單元逆變器的一例，將一端與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)103這一負(fù)載連接，并生成頻率與單元逆變器108a及單元逆變器108c相等且相位與單元逆變器108a及單元逆變器108c不同的單相交流電壓。單元逆變器108f是第六單元逆變器的一例，與單元逆變器IOSe串聯(lián)連接，并生成頻率及相位與單元逆變器108e相等的單相交流電壓。第一相位檢測(cè)器116連接在主電源102與主開(kāi)關(guān)104之間。同樣地，第二相位檢測(cè)器114也連接在輔助電源109與初始充電用電阻器110之間。第一相位檢測(cè)器116及第二相位檢測(cè)器114與控制裝置115連接?？刂蒲b置115控制主開(kāi)關(guān)104、輔助開(kāi)關(guān)111、線圈連接部112和單元逆變器108a 108f。在穩(wěn)定狀態(tài)下，電力轉(zhuǎn)換裝置101的主開(kāi)關(guān)104閉合，輔助開(kāi)關(guān)111斷開(kāi)。并且，控制裝置115通過(guò)向單元逆變器108a 108f供給選通脈沖信號(hào)，由此向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)103施加三相交流電壓,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)103被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。圖2(a)及(b)是說(shuō)明單元逆變器的連接形式的圖和單元逆變器的電路圖。如圖2(a)所示，輸出相同相位的交流電壓的單元逆變器108h、108i、......108n被
串聯(lián)連接，由此作為整體能夠輸出高電壓的交流電壓。此時(shí)，某一單元逆變器的第一輸出端子201和相鄰的單元逆變器的第二輸出端子202連接。正好與輸出直流電壓的電池的極性匹配是相同意義。在被串聯(lián)連接的各個(gè)單元逆變器108h、108i、......108n中，為使各個(gè)單元逆變器
輸出的交流電壓的頻率及相位一致，由控制裝置115供給共同的選通脈沖信號(hào)。圖2(b)是單元逆變器108的電路圖。由輸入變壓器105的二次線圈107供給的三相交流電壓被施加至由二極管D203a、D203b、D203c、D203d、D203e及D203f構(gòu)成的橋式整流電路，從而被轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)電流的直流電壓。橋式整流電路與平滑電容器C204并聯(lián)連接。由此獲得的直流電壓被供給至由IGBT205a、205b、205c及205d構(gòu)成的全橋逆變器。從控制裝置115向IGBT的柵極供給選通脈沖信號(hào)，并輸出PWM控制的交流電壓。此外，在IGBT的集電極-發(fā)射極之間，為了防止由感應(yīng)電動(dòng)機(jī)103產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)而導(dǎo)致的電路元件的破壞事故，并聯(lián)連接了被稱(chēng)為續(xù)流二極管或回流二極管的二極管D206a、D206b、D206c及 D206d。這樣，從第一輸出端子201和第二輸出端子202生成通過(guò)選通脈沖信號(hào)控制了輸出電壓及頻率的單相交流電壓。由以上說(shuō)明可知，向被串聯(lián)連接的單元逆變器供給相同相位的選通脈沖信號(hào)。返回到圖I來(lái)看，單元逆變器108a和單元逆變器108b被串聯(lián)連接，形成了星型三相交流電源的第一個(gè)相。同樣地，單元逆變器108c和單元逆變器108d被串聯(lián)連接，形成了星型三相交流電源的第二個(gè)相。同樣地，單元逆變器IOSe和單元逆變器108f被串聯(lián)連接，形成了星型三相交流電源的第三個(gè)相。為了形成三相交流的各個(gè)相，不同相位的選通脈沖信號(hào)被給予至形成相的單元逆變器。S卩、向單元逆變器108a和單元逆變器108b供給的第一選通脈沖信號(hào)、向單元逆變器108c和單元逆變器108d供給的第二選通脈沖信號(hào)、以及向單元逆變器IOSe和單元逆變器108f供給的第三選通脈沖信號(hào)，相位分別不同。圖3是控制裝置115的框圖。第一相位檢測(cè)器116和第二相位檢測(cè)器114的輸出信號(hào)分別被供給至相位差檢測(cè)部301。相位差檢測(cè)部301檢測(cè)主電源102輸出的三相交流電壓與輔助電源109輸出的三相交流電壓之間的相位差。連接控制部302輸出對(duì)線圈連接部112的連接狀態(tài)進(jìn)行控制的控制信號(hào)。
控制部303接受相位差檢測(cè)部301輸出的相位差檢測(cè)信號(hào)，并向連接控制部302輸出最佳的連接圖案的信息。另外，一邊由計(jì)時(shí)器304進(jìn)行計(jì)時(shí)，一邊進(jìn)行輔助開(kāi)關(guān)111及主開(kāi)關(guān)104的接通/斷開(kāi)控制。并且，在閉合主開(kāi)關(guān)104之后，向選通脈沖生成部305輸出用于生成適當(dāng)電力的控制指令信息。選通脈沖生成部305生成PWM控制信號(hào)并輸出至構(gòu)成單元逆變器108a 108f的IGBT205a、205b、205c 及 205d?？刂撇?03通過(guò)操作部306接受操作命令,通過(guò)顯示部307顯示動(dòng)作狀態(tài)。[控制裝置115的主電源102接通處理的流程]圖4是表示控制裝置115的動(dòng)作流程的流程圖。控制部303由操作者通過(guò)操作部306接受啟動(dòng)指令，開(kāi)始處理(S401)，然后控制部303通過(guò)相位差檢測(cè)部301檢測(cè)當(dāng)前的主電源102輸出的三相交流電壓與輔助電源109輸·出的三相交流電壓之間的相位差，并將該相位差信息提供給控制部303(S402)?？刂撇?03基于相位差信息，通過(guò)連接控制部302控制線圈連接部112，進(jìn)行輸入變壓器105中的相位匹配(S403)。若相位匹配完成，則控制部303接著對(duì)輔助開(kāi)關(guān)111進(jìn)行接通控制(S404)。然后啟動(dòng)計(jì)時(shí)器304 (S405)，確認(rèn)是否經(jīng)過(guò)了從輔助電源109流出的電流變得充分小所需的規(guī)定時(shí)間(例如lsec) (S406)。若在步驟S406中確認(rèn)出經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間(S406的“是”)，則控制部303復(fù)位計(jì)時(shí)器304，進(jìn)行斷開(kāi)控制(S407)，接著對(duì)主開(kāi)關(guān)104進(jìn)行接通控制(S408)。然后，再次啟動(dòng)計(jì)時(shí)器304(S409)，確認(rèn)是否經(jīng)過(guò)了輸入變壓器105同時(shí)連接(重疊)主電源102和輔助電源109所需的規(guī)定時(shí)間(例如20msec) (S410)。若在步驟S410中確認(rèn)出經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間(S410的“是”)，則控制部303對(duì)輔助開(kāi)關(guān)111進(jìn)行斷開(kāi)控制(S411)，接著復(fù)位計(jì)時(shí)器304，進(jìn)行斷開(kāi)控制(S412)。然后，控制選通脈沖生成部305，開(kāi)始電動(dòng)機(jī)的控制(S413)，從而結(jié)束一系列的處理(S414)。S卩、本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置101將輔助電源109與輸入變壓器105連接起來(lái)(S404)，在對(duì)單元逆變器108a 108f內(nèi)的平滑電容器C204進(jìn)行了充電(S406的“是”)之后，不切斷輔助電源109，將主電源102與輸入變壓器105連接起來(lái)(S408)，若經(jīng)過(guò)了重疊所需的規(guī)定時(shí)間(S410的“是”)，則切斷輔助電源109(S411)。[電力轉(zhuǎn)換裝置101的動(dòng)作]圖5是現(xiàn)有例的電力轉(zhuǎn)換裝置101中的各部分的電流波形的說(shuō)明圖。圖6是現(xiàn)有例的電力轉(zhuǎn)換裝置101中的輸入變壓器105的一次線圈106的電壓波形和在輸入變壓器105中產(chǎn)生的磁通的說(shuō)明圖。在現(xiàn)有例的電力轉(zhuǎn)換裝置101中，在斷開(kāi)輔助開(kāi)關(guān)111之后，直至主開(kāi)關(guān)104閉合為止留有時(shí)間(P501)。為此，在閉合主開(kāi)關(guān)104時(shí)，瞬間在輸入變壓器105中流動(dòng)較大的勵(lì)磁沖擊電流(P502)。流動(dòng)該勵(lì)磁沖擊電流的原因在于，輸入變壓器105的磁通飽和。參照?qǐng)D6說(shuō)明該原理。圖6的上半部分是在輸入變壓器105的一次線圈106中出現(xiàn)的電壓波形，下半部分是在輸入變壓器105中產(chǎn)生的磁通的波形。在輔助開(kāi)關(guān)111閉合的期間，由于經(jīng)由初始充電用電阻器110勵(lì)磁，所以輔助電源109的電壓(P601)被設(shè)定得比主電源102的電壓(P602)略低。磁通波形比電壓波形延90。。若輔助開(kāi)關(guān)111斷開(kāi)(P603)，則磁通在因內(nèi)部時(shí)間常數(shù)而略有下降之后被保持，而維持固定值(P604)。若以殘留該磁通的狀態(tài)閉合主開(kāi)關(guān)104(P605)，則從此時(shí)刻起產(chǎn)生基于主電源102的電壓的磁通(P606)，與殘留的磁通(P604)進(jìn)行相加運(yùn)算。通過(guò)殘留磁通與基于主電源102的電壓的磁通的相加運(yùn)算所產(chǎn)生的合成磁通，在以主電源102的電壓為零的定時(shí)接通了主開(kāi)關(guān)104之時(shí)，表示最大值(P607)。在圖6的例子中，為正常時(shí)的2倍以上。這樣一來(lái)，若磁通變大，則在由通常設(shè)計(jì)作成的輸入變壓器105中引起磁通飽和。于是，勵(lì)磁電路的阻抗急劇減少，因而結(jié)果沖擊電流變大。圖7是本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置101中的各部的電流波形的說(shuō)明圖。
·
圖8是本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置101中的輸入變壓器105的一次線圈106的電壓波形和在輸入變壓器105產(chǎn)生的磁通的說(shuō)明圖。本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置101與現(xiàn)有例的不同點(diǎn)在于，將斷開(kāi)輔助開(kāi)關(guān)111的定時(shí)設(shè)定在閉合主開(kāi)關(guān)104之后(P701)。這樣一來(lái)，能夠降低閉合主開(kāi)關(guān)104之后的磁通增加。參照?qǐng)D8說(shuō)明該原理。本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置101在閉合主開(kāi)關(guān)104的時(shí)刻(P801)，有相位與主電源102的電壓同步的輔助電源109所引起的磁通(負(fù)值)(P802)。因此，即便產(chǎn)生了基于主電源102的磁通(P803)，也能將合成磁通(P804)抑制得比現(xiàn)有例低。因此，沖擊電流也變小(P702)。在本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置101中，在向三次線圈113施加了輔助電源109時(shí)，需要使在一次線圈106中出現(xiàn)的電壓相位與主電源102的電壓的相位一致。若預(yù)先調(diào)查設(shè)備側(cè)的輔助電源109與主電源102之間的相位關(guān)系，則可以通過(guò)三次線圈113的線圈構(gòu)成使兩者一致。因此，設(shè)置了第一相位檢測(cè)器116、第二相位檢測(cè)器114和線圈連接部112，在預(yù)先將輔助電源109與輸入變壓器105連接起來(lái)之前，通過(guò)控制裝置115實(shí)施相位匹配。另夕卜，在使相位匹配這一觀點(diǎn)下，作為其前提條件而言需要使頻率也一致。在本實(shí)施方式中可實(shí)現(xiàn)以下的應(yīng)用例。(I)主電源102也可以是單相交流。這種情況下，在輔助電源109與輸入變壓器105之間，除了線圈連接部112之外，還可以通過(guò)公知的斯科特變壓器等進(jìn)行三相二相轉(zhuǎn)換
或者三相單相轉(zhuǎn)換。(2)也能由主電源102生成輔助電源109。不同于輸入變壓器105，另行準(zhǔn)備輸出電壓低的輔助變壓器，經(jīng)由初始充電用電阻器110將輸入變壓器105的三次線圈113與輔助變壓器的二次線圈連接。(3)在前述的實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置101中，在將輔助電源109與輸入變壓器105的三次線圈113連接起來(lái)之前，通過(guò)第一相位檢測(cè)器116及第二相位檢測(cè)器114檢測(cè)主電源102與輔助電源109之間的相位差，為了使主電源102與輔助電源109之間的相位差在輸入變壓器105匹配，控制了線圈連接部112。由共同的電源生成主電源102和輔助電源109，在直到達(dá)到輸入變壓器105為止介于之間的負(fù)載沒(méi)有大幅度變動(dòng)的情況下，能夠期待主電源102與輔助電源109之間的相位差始終固定。這種情況下，不需要根據(jù)相位差來(lái)變更三次線圈113的連接狀態(tài)的線圈連接部112，也可以利用與預(yù)先判明的相位差匹配的接線圖案，連接輔助電源109和三次線圈113。這種情況下，圖I的線圈連接部112、圖3的相位差檢測(cè)部301及連接控制部302、并且圖4的步驟S402及步驟S403變得不需要了(圖I的省略對(duì)象A120、圖3的省略對(duì)象A320及圖4的省略對(duì)象A420)。(4)也能夠取代初始充電用電阻器110而設(shè)置基于斬波控制的限流電路。初始充電用電阻器110和基于斬波控制的限流電路也被稱(chēng)為限流部。(5)如至今為止所說(shuō)明的那樣，可知條件是輔助電源109相對(duì)于主電源102而言位相幾乎一致。只要滿(mǎn)足該條件，就可根據(jù)單相交流電源或直流電源作成輔助電源109。若是單相交流電源，則能夠直接使用圖2(b)的單元逆變器108。若是直流電源，則能夠使用圖2(b)的單元逆變器108的省略了橋式整流電路及平滑電容器C204的構(gòu)成。此時(shí)，基于從第一相位檢測(cè)器116獲得的輸出信號(hào)，作成相位與主電源102相等的三相交流電源、即輔 助電源109。在本實(shí)施方式中公開(kāi)了電力轉(zhuǎn)換裝置101。本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置101預(yù)先在使輔助電源109的相位與主電源102匹配的基礎(chǔ)上，通過(guò)在連接了主開(kāi)關(guān)104之后斷開(kāi)與輸入變壓器105連接的輔助開(kāi)關(guān)111，由此能夠有效地抑制輸入變壓器105的勵(lì)磁沖擊電流。以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式例進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式例，只要不脫離權(quán)利要求書(shū)記載的本發(fā)明的主旨，就包括其他變形例及應(yīng)用例。符號(hào)說(shuō)明101…電力轉(zhuǎn)換裝置、102…主電源、103…感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、104…主開(kāi)關(guān)、105…輸入變
壓器、106----次線圈、107 …二次線圈、107a...二次線圈、108、108a、108b、108c、108d、108e、
108f、108h…單元逆變器、109…輔助電源、110…初始充電用電阻器、111…輔助開(kāi)關(guān)、112…線圈連接部、113…三次線圈、114…第二相位檢測(cè)器、115…控制裝置、116…第一相位檢測(cè)器、201…第一輸出端子、202…第二輸出端子、205a、205b、205c、205d…IGBT、301...相位差檢測(cè)部、302…連接控制部、303…控制部、304…計(jì)時(shí)器、305…選通脈沖生成部、306…操作部、307…顯示部、C204…平滑電容器、D203a、D203b、D203c、D203d、D203e、D203f、D206a、D206b、D206c、D206d...二極管。
權(quán)利要求
1.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，具備 輸入變壓器，其一次線圈與交流的主電源連接，并且該輸入變壓器具有多個(gè)二次線圈和與輔助電源連接的一組三次線圈； 主開(kāi)關(guān)，其連接在所述主電源與所述一次線圈之間； 輔助開(kāi)關(guān)，其連接在所述輔助電源與所述三次線圈之間； 限流部，其連接在所述輔助電源與所述輔助開(kāi)關(guān)之間； 第一單元逆變器，其在將由所述二次線圈供給的交流電源暫且轉(zhuǎn)換成直流之后，通過(guò)第一選通脈沖信號(hào)的控制將該直流轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流，并且一端與負(fù)載連接；第二單元逆變器，其與所述第一單元逆變器串聯(lián)連接，并通過(guò)所述第一選通脈沖信號(hào)的控制轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流；和 控制裝置，其控制為閉合所述輔助開(kāi)關(guān)，并在經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間之后閉合所述主開(kāi)關(guān)，在經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間之后斷開(kāi)所述輔助開(kāi)關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述主電源及所述輔助電源是三相交流電源， 所述輸入變壓器的所述三次線圈利用相位與連接到所述一次線圈的所述主電源一致的接線圖案來(lái)與所述輔助電源連接， 所述限流部是初始充電用電阻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述電力轉(zhuǎn)換裝置還具備 第三單元逆變器，其在將由所述二次線圈供給的交流電源暫且轉(zhuǎn)換成直流之后，通過(guò)不同于所述第一選通脈沖信號(hào)的第二選通脈沖信號(hào)的控制將該直流轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流，并且一端與負(fù)載連接； 第四單元逆變器，其與所述第三單元逆變器串聯(lián)連接，并通過(guò)所述第二選通脈沖信號(hào)的控制轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流； 第五單元逆變器，其在將由所述二次線圈供給的交流電源暫且轉(zhuǎn)換成直流之后，通過(guò)不同于所述第一選通脈沖信號(hào)及所述第二選通脈沖信號(hào)的第三選通脈沖信號(hào)的控制將該直流轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流，并且一端與負(fù)載連接；和 第六單元逆變器，其與所述第五單元逆變器串聯(lián)連接，并通過(guò)所述第三選通脈沖信號(hào)的控制轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述電力轉(zhuǎn)換裝置還具備 線圈連接部，其連接在所述輔助開(kāi)關(guān)與所述三次線圈之間，并使所述主電源和所述輔助電源的相位一致； 第一相位檢測(cè)器,其檢測(cè)所述主電源的相位；和 第二相位檢測(cè)器，其檢測(cè)所述輔助電源的相位， 所述主電源及所述輔助電源是三相交流電源， 所述限流部是初始充電用電阻器， 所述第二單元逆變器是與第一單元逆變器相同的構(gòu)成，并且輸出與所述第一單元逆變器相等的頻率及相位的單相交流，所述控制裝置控制為基于從所述第一相位檢測(cè)器和所述第二相位檢測(cè)器得到的相位比較信號(hào)，在按照所述主電源和所述輔助電源的相位在所述一次線圈中一致的方式控制了所述線圈連接部之后閉合所述輔助開(kāi)關(guān)，在經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間之后閉合所述主開(kāi)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述電力轉(zhuǎn)換裝置還具備 第三單元逆變器，其在將由所述二次線圈供給的交流電源暫且轉(zhuǎn)換成直流之后，通過(guò)不同于所述第一選通脈沖信號(hào)的第二選通脈沖信號(hào)的控制將該直流轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流，并且一端與負(fù)載連接； 第四單元逆變器，其與所述第三單元逆變器串聯(lián)連接，并通過(guò)所述第二選通脈沖信號(hào)的控制轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流； 第五單元逆變器，其在將由所述第二線圈供給的交流電源暫且轉(zhuǎn)換成直流之后，通過(guò)不同于所述第一選通脈沖信號(hào)及所述第二選通脈沖信號(hào)的第三選通脈沖信號(hào)的控制將直流轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流，并且一端與負(fù)載連接；和 第六單元逆變器，其與所述第五單元逆變器串聯(lián)連接，并通過(guò)所述第三選通脈沖信號(hào)的控制轉(zhuǎn)換成可變頻率的單相交流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中， 所述輔助電源基于所述第一相位檢測(cè)器的輸出信號(hào)，由單相交流電源或直流電源作成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電力轉(zhuǎn)換裝置，不用追加復(fù)雜構(gòu)成的電路，可有效地降低沖擊電流，安全且穩(wěn)定。本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置(101)在預(yù)先按照輔助電源(109)的相位與主電源(102)一致的方式?jīng)Q定并制作三次線圈的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，在接通主開(kāi)關(guān)(104)之后斷開(kāi)與輸入變壓器(105)連接的輔助開(kāi)關(guān)(111)，從而能夠有效地抑制輸入變壓器(105)的勵(lì)磁沖擊電流。
文檔編號(hào)H02P27/06GK102790517SQ20121014837
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者岡松茂俊, 千葉浩, 鈴木弘二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所