專利名稱：電力變換裝置以及電力變換方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力變換裝置以及電力變換方法，尤其涉及在所謂的3電 平電力變換中最適于對直流中性點電壓的變動進行抑制的電力變換裝置 以及電力變換方法。
背景技術：
一般，為了驅動交流電動機等而使用電力變換裝置。作為該電力變換 裝置，尤其在大容量的用途中使用了 3電平電力變換裝置。3電平電力變 換裝置通過轉換器將交流電源的電力變換為直流，通過逆變器將直流變換 為交流，轉換器與逆變器通過直流母線連接。
這里，轉換器側與逆變器側的直流部分別具有平滑電容器，在通過直 流母線連接時，因平滑電容器與直流母線的電感成分會發(fā)生諧振現象，由 此存在著因諧振電流而導致直流母線以及平滑電容器溫度上升的問題。
作為解決該問題的方法，例如在特開2001-238461號公報所示的3電 平電力變換裝置中，對正極電位母線、負極電位母線、中間電位母線中的 該中間電位母線，為了抑制諧振而夾設電阻器，以便抑制諧振電流。
專利文獻l:特開2001-238461號公報
當在逆變器、尤其是3電平逆變器中進行了開關控制時，在逆變器的 直流中性點流過電流，使得直流中性點電壓發(fā)生變動，存在著對開關元件 施加過大電壓的問題、和由輸出電壓失真引起的電動機輸出轉矩中發(fā)生脈 動的問題。尤其是，當電動機以高速運轉且負載電流大時，直流中性點電 壓的變動增大，并且，在中間電位母線中設置了電阻器的情況下，因直流 中性點電壓的變動會在電阻兩端產生電位差，由此還存在電阻中流動過大 電流的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能可靠抑制直流中性點電壓變動的電力 變換裝置以及電力變換方法。
為了實現上述目的，在本發(fā)明中提供一種電力變換裝置，包括轉換 器，其將交流變換為低電位、比所述低電位高的高電位、以及比所述低電 位高且比所述高電位低的中間電位；以及逆變器，其將經由被施加成為所
述低電位的電壓的低電位導電體、被施加成為所述高電位的電壓的高電位 導電體、以及被施加成為所述中間電位的電壓的中間電位導電體而供給的
電壓變換為交流；該電力變換裝置還包括按照所述中間電位導電體的電
壓保持為規(guī)定的方式對所述轉換器進行控制的控制系統(tǒng)；以及按照所述中 間電位導電體的電壓保持為規(guī)定的方式對所述逆變器進行控制的控制系
統(tǒng)。或者，電力變換裝置包括轉換器，其將交流變換為低電位、比所述
低電位高的高電位、以及比所述低電位高且比所述高電位低的中間電位； 以及逆變器，其將經由被施加成為所述低電位的電壓的低電位導電體、被 施加成為所述高電位的電壓的高電位導電體、以及被施加成為所述中間電 位的電壓的中間電位導電體而供給的電壓變換為交流；所述轉換器和逆變 器均構成為可按照將所述中間電位導電體的電壓保持為規(guī)定的方式進行 控制。
或者，在轉換器側和逆變器側雙方設置直流中性點電壓控制系統(tǒng)，根 據運轉狀態(tài)來切換轉換器側與逆變器側的中性點電壓控制。而且，作為其 他方法，在中間電位母線中將諧振抑制用的電阻分別設置到轉換器側和逆 變器側，并且，在轉換器側電阻與逆變器側電阻之間再設置一個中間電阻， 使得可同時并用利用了轉換器側電阻與中間電阻之間的中性點電壓的轉 換器側中性點控制系統(tǒng)、和利用了逆變器側電阻與中間電阻之間的中性點 電壓的逆變器側中性點電壓控制系統(tǒng)。
根據本發(fā)明，能可靠抑制直流中性點電壓的變動。


圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的電力變換裝置的構成圖； 圖2是第一實施方式中的直流中性點電壓的動作圖3是與第一實施方式中的直流中性點電壓控制系統(tǒng)的切換相關的流
程圖4是表示本發(fā)明第二實施方式的電力變換裝置的構成圖； 圖5是第二實施方式中的直流中性點電壓的動作圖； 圖6是表示本發(fā)明第二實施方式的電力變換裝置的另一構成圖； 圖7是表示本發(fā)明第二實施方式的電力變換裝置的又一構成圖； 圖8是表示本發(fā)明第三實施方式的電力變換裝置的構成圖； 圖9是表示本發(fā)明第四實施方式的電力變換裝置的構成圖； 圖IO是表示本發(fā)明第五實施方式的電力變換裝置的構成圖； 圖11是表示本發(fā)明第六實施方式的電力變換裝置的構成圖。 圖中1 —交流電源；2 —轉換器單元；3 —逆變器單元；4一電動機； 5 —轉換器控制裝置；6 —逆變器控制裝置；7、 9一電流檢測器；8 —速度 檢測器；21—轉換器部；22、 23、 32、 33 —平滑電容器；24、 34 —諧振抑 制用電阻器；25、 26、 35、 36 —直流電壓檢測器；27、 37、 71 —中間電阻 器；28、 29、 38、 39 —直流電壓檢測用電阻器；31 —逆變器部；41 —轉換 器盤；42 —逆變器盤；43 —公共盤；51—直流電壓指令發(fā)生器；52 —直流 電壓控制器；53、 63 —電流控制器；54、 64—脈沖生成器；55、 65—直流 中性點電壓控制器；56、 66—切換器；61—速度指令發(fā)生器；62—速度控 制器；67—切換判斷部；72 —兼作諧振抑制用和檢測點分離用的電阻器。
具體實施例方式
下面，利用附圖，對用于實施發(fā)明的最佳方式進行說明。 (實施例1)
圖1是本發(fā)明的整體構成圖。1是交流電源，2是將所述交流電源1 的交流電力轉換為直流電力的轉換器單元，3是將所述轉換器單元2輸出 的直流電力變換為所希望的電力的逆變器單元，4是由所述逆變器單元3 輸出的電力驅動的電動機。所述轉換器單元2由轉換器部21、設置在轉換 器側的平滑電容器22、 23、諧振抑制用的電阻器24、以及對直流電壓進 行檢測并輸出的直流電壓檢測器25、 26構成。并且，所述逆變器單元3 由逆變器部31、設置在逆變器側的平滑電容器32、 33、諧振抑制用的電 阻器34、以及對直流電壓進行檢測并輸出的直流電壓檢測器35、 36構成。 5是按照直流電力成為所希望的值的方式對所述轉換器部21進行操作的 轉換器控制裝置，6是按照所述電動機4的輸出轉矩或速度滿足所希望的 特性的方式對所述逆變器部31進行操作的逆變器控制裝置。7是電流檢測 器，對所述轉換器單元2的輸出電流進行檢測并輸出。8是與電動機4直 接連結的速度檢測器，對電動機的速度進行檢測并輸出。9是電流檢測器， 對所述逆變器單元3的輸出電流進行檢測并輸出。所述電流檢測器7、直 流電壓檢測器25、 26的輸出信號被輸入到轉換器控制裝置5，轉換器控制 裝置5進行各種運算處理，輸出對所述轉換器部21進行操作的信號。所 述速度檢測器8、電流檢測器9、直流電壓檢測器35、 36的輸出信號被輸 入到逆變器控制裝置6，逆變器控制裝置6進行各種運算處理，輸出對所 述逆變器部31進行操作的信號。
下面，對各控制裝置的主要動作進行說明。首先，在轉換器控制裝置 5中，從直流電壓指令發(fā)生器51輸出的直流電壓指令值和從直流電壓檢測 器25、 26輸出的直流電壓檢測值被輸入到直流電壓控制器52，在直流電 壓控制器52中，按照直流電壓檢測值與直流電壓指令值一致的方式，對 轉換器輸出電流指令值進行運算并輸出。然后，所述轉換器輸出電流指令 值和從電流檢測器7輸出的轉換器輸出電流檢測值被輸入到電流控制器 53，在電流控制器53中，按照轉換器輸出電流檢測值與轉換器輸出電流 指令值一致的方式，對轉換器電壓指令值進行運算并輸出。然后，所述轉 換器電壓指令值被輸入到脈沖生成器54，在脈沖生成器54中，按照轉換 器部21的轉換器輸出電壓與轉換器輸出電壓指令值一致的方式，運算并 輸出對使轉換器部21的開關元件接通/斷開的脈沖信號。在逆變器控制裝 置6中，從速度指令發(fā)生器61輸出的速度指令值和從速度檢測器8輸出 的速度檢測值被輸入到速度控制器62，在速度控制器62中，按照速度檢 測值與速度指令值一致的方式運算并輸出逆變器輸出電流指令值。然后， 所述逆變器輸出電流指令值和從電流檢測器9輸出的逆變器輸出電流檢測 值被輸入到電流控制器63，在電流控制器63中，按照逆變器輸出電流檢 測值與逆變器輸出電流檢測值一致的方式運算并輸出逆變器電壓指令值。 然后，所述逆變器電壓指令值被輸入到脈沖生成器64，在脈沖生成器64
中，按照逆變器部31的逆變器輸出電壓與逆變器輸出電壓指令值一致的
方式，運算并輸出使逆變器部31的開關元件接通/斷開的脈沖信號。
接著，對本發(fā)明中的控制動作進行說明。首先，在轉換器側設置直流 中性點電壓控制器55，在直流中性點電壓控制器55中，根據從直流電壓 檢測器25、 26輸出的直流電壓檢測值來運算直流中性點電壓檢測值，對 所述直流中性點電壓檢測值為零的補償量進行運算并輸出。所述補償量經 由使得到電流控制器53的輸入接通/斷開的切換器56而輸入到電流控制器 53，在電流控制器53中與運算的轉換器電壓指令值進行合成。另一方面， 在逆變器側也同樣設置直流中性點電壓控制器65，在直流中性點電壓控制 器65中，根據從直流電壓檢測器35、 36輸出的直流電壓檢測值來運算直 流中性點電壓檢測值，對所述直流中性點電壓檢測值為零的補償量進行運 算并輸出。所述補償量經由使得到電流控制器63的輸入接通/斷開的切換 器66而輸入到電流控制器63，在電流控制器63中與運算的逆變器電壓指 令值進行合成。67是切換判斷部，其對是否將轉換器側和逆變器側的直流 中性點電壓控制器所運算并輸出的補償量輸入到電流控制器進行切換。對 切換判斷部例如輸入電動機的速度檢測值或電流檢測值，根據判斷條件輸 出切換信號。
接著，利用附圖，對切換的必要性和方法進行說明。圖2是表示電路 構成與直流中性點電壓的動作的圖。圖2所示的轉換器側的中性點電壓 Vzc和逆變器側的中性點電壓Vzi，基于通過各變換器的開關控制而流動 的中性點電流Izc、 Izi和電容器容量Cfc、 Cfi，由(1)、 (2)式表示。數式1<formula>formula see original document page 11</formula>2)
并且，諧振抑制用的轉換器側電阻器24中流動的電流Ircc和諧振抑 制用的逆變器側電阻器34中流動的電流Irci，基于所述直流中性點電壓 Vzc、 Vzi與直流中性點電壓公共的測定電Vzd的差電壓流動，用(3)、 (4)
式表示。
數式2
<formula>formula see original document page 12</formula> …(3)
<formula>formula see original document page 12</formula> …(4)
這里，如果根據Ircc+Irci-0的關系，由(3)、 (4)式求取公共的測定 點Vzd，則成為(5)式，為了簡化，使Rcc-Rci，則成為(6)式。數式3<formula>formula see original document page 12</formula>5)
<formula>formula see original document page 12</formula> …(6)
根據(6)式可知，Vzd-O成立的條件是VzcK)且Vzi=0、和Vzc=— Vzi這兩條。即，在通過按照直流中性點電壓的公共測定點Vzd為零的方 式，操作各變換器的電壓指令來使中性點電流Izc、 Izi變化，并且在轉換 器側和逆變器側雙方進行控制使Vzc、 Vzi變化時，如圖2所示，雖然測 定點控制為零，但逆變器側的直流中性點電壓Vzi、轉換器側的直流中性 點電壓Vzc可能會變動，此時存在著對轉換器側和逆變器側的元件施加過 電壓、或因轉換器側與逆變器側的電位差而在諧振抑制用的電阻器24、 34 中流動過大電流的問題。因此，由于無法同時并用直流中性點電壓控制系 統(tǒng)，因此需要進行切換。圖3是表示了在切換判斷部67中進行的切換方 法的一例的流程圖。由于相對逆變器側為了電動機控制而進行可變電壓、 可變頻率的控制，轉換器側是一定頻率控制，因此進行直流中性點控制時 的影響比較小。另一方面，根據逆變器側的開關頻率與電動機頻率的關系 或負載電流的大小等，在逆變器側的特定條件或范圍內，直流中性點電壓 有時會變動，該情況下，在成為變動要因的逆變器側的直流中性點控制中 希望抑制變動。因此，如圖3所示，通常使用轉換器側的直流中性點電壓控制系統(tǒng)，由判斷部102判斷直流中性點電壓的變動增大的特定范圍、例 如速度(頻率)是否大于某設定等級(levd)，并且由判斷部103判斷負 載電流是否大于設定等級，當在102和103的判斷部中滿足了條件時，在 處理部104中輸出對逆變器側的直流中性點電壓控制系統(tǒng)進行使用的信 號，在處理部105中輸出當使用逆變器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)時，不 使用轉換器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)的信號。當在判斷部102和103中 不滿足條件時，在處理部106中輸出不使用逆變器側的直流中性點電壓控 制系統(tǒng)的信號，在處理部107中輸出當不使用逆變器側直流中性點電壓控 制系統(tǒng)時，使用轉換器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)的信號。通過按照3的 流程圖，在使逆變器側的直流中性點電壓變動的特定條件或范圍內，可使 用逆變器側的中性點電壓控制系統(tǒng)，且可防止與轉換器側直流中性點電壓 控制系統(tǒng)同時并用。
通過使用這樣的電力變換裝置，可靠地抑制了直流中性點電壓的變 動，可防止向開關元件施加過大電壓、或由輸出電壓失真引起的電動機輸 出轉矩發(fā)生脈動、或諧振抑制電阻器中流動過大電流。
(實施例2)
圖4是本發(fā)明裝置的另一個實施例，與圖l的不同之處在于在中間 電位母線的諧振抑制用的轉換器側電阻器24與逆變器側電阻器34之間設 置中間電阻器27、 37，并去掉了轉換器側的切換器56，以便能同時并用 利用了轉換器側電阻器24與中間電阻器27之間的直流中性點電壓的轉換 器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)、和利用了逆變器側電阻器34與中間電阻 器37之間的直流中性點電壓的逆變器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)。在圖1 中，為了切換轉換器側與逆變器側，需要從逆變器控制裝置6向轉換器控 制裝置5進行數據傳輸，而且切換時的條件設定與傳輸延遲的影響等的檢 查繁雜，從而并不優(yōu)選。因此，在圖4中，通過新添加中間電阻器，使轉 換器側與逆變器側進行控制的直流中性點電壓分離而獨立，從而能同時并 用。接著，利用附圖，對同時并用的可能性進行說明。圖5是表示電路構 成與直流中性點電壓的動作的圖。圖5所示的諧振抑制用的轉換器側電阻 器24以及中間電阻器27中流動的電流Ircc，利用所述直流中性點電壓Vzc
和直流中性點電壓的轉換器側測定點Vzcd、公共的中性點電壓Vzh，由(7)
式表示，同樣，諧振抑制用的逆變器側電阻器34以及中間電阻器37中流
動的電流Ird，利用所述直流中性點電壓Vzi和直流中性點電壓的逆變器
側測定點Vzid、公共的中性點電壓Vzh，由(8)式表示。
數式4
<formula>formula see original document page 14</formula>這里，如果根據Ircc+Irci-0的關系，由(7)、 (8)式求取公共的測定 點Vzh，則成為(9)式，為了簡化，使Rhc-Rhi，則成為(10)式。數式5
<formula>formula see original document page 14</formula>根據(10)式可知，Vzh=0成立的條件是Vzcd=0且Vzid=0、和Vzcd= 一Vzid這兩條，但如圖5所示，由于通過對在轉換器側和逆變器側分離、 獨立的個別直流中性點電壓的測定點進行控制，使得中間電阻器27和37 的兩端電壓被控制為零，因此中間電阻器27和37中不流動電流，所以， 轉換器側的電阻器24與逆變器側電阻器34中也不流動電流，可將所有直 流中性點電壓控制為零，從而能同時并用，不需要轉換器側的切換器56。 另外，如上所述，還可以按照考慮對電動機控制的影響而僅在需要的范圍 內使用的方式，選擇逆變器側的直流中性點電壓。因此，在本實施例中， 不需要圖3的流程圖中的處理部105和107，只要使轉換器側的直流中性 點電壓控制系統(tǒng)始終接通，使逆變器側的直流中性點電壓控制系統(tǒng)在需要 的范圍內接通即可。
而且，如圖6所示，不按每個單元為單位配置中間電阻器27、 37，而 是配置整合為一個的中間電阻器71也能獲得同樣的效果。并且，進一步
使諧振抑制用的電阻器和中間電阻器通用，采用圖7所示的構成也能獲得 同等效果。該情況下，可減少電阻器的數量。
通過使用這樣的電力變換裝置，可避免切換的繁雜度，能簡單可靠地 抑制直流中性點電壓的變動，獲得與圖l同等的效果。
(實施例3 )
圖8是本發(fā)明的又一個實施例，與圖4的不同之處在于多個逆變器 與公共轉換器連接。另外，在這樣構成多個逆變器時，按各單元配置中間
電阻器。通過如圖8所示那樣配置，可使在轉換器側和各逆變器側進行控
制的直流中性點電壓分離、獨立，并且也能使在各逆變器與逆變器之間進 行控制的直流中性點電壓分離、獨立，因此能同時并用所有直流中性點電 壓控制系統(tǒng)。
通過使用這樣的電力變換裝置，在設置多個逆變器與公共轉換器連接 的系統(tǒng)構成中，也可避免切換的繁雜度，能簡單可靠地抑制直流中性點電 壓的變動，獲得與圖1同等的效果。
(實施例4)
圖9是本發(fā)明裝置的另一個實施例，與圖4的不同之處在于不設置
中間電阻器71或27、 37，而將直流電壓檢測用的電阻器28、 29與轉換器 側的諧振抑制用電阻器24并聯連接，將直流電壓檢測用的電阻器38、 39 與逆變器側的諧振抑制用電阻器34并聯連接，能同時并用利用了直流電 壓檢測用電阻器28與直流電壓檢測用電阻器29之間的直流中性點電壓的 轉換器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)、和利用了直流電壓檢測用電阻器38 與直流電壓檢測用電阻器39之間的直流中性點電壓的逆變器側直流中性 點電壓控制系統(tǒng)。通常，為了諧振抑制用而設置的電阻器24、 34由于被 設計成耐受通常時以及短路時的電流，因此容量大，尺寸和成本也大。所 以，由于在圖4中追加設置的中間電阻器也釆用同樣的設計，因此在設置 位置和成本方面并不優(yōu)選。鑒于此，在圖9中，將電壓檢測用的兩個電阻 器分別追加設置在轉換器側和逆變器側。通過增大所追加的電阻器的電阻 值，可減小追加電阻器中流動的電流，從而可解決在設置位置和成本方面
的問題。另一方面，對于電壓方面而言，在直流電壓檢測用電阻器28與
直流電壓檢測用電阻器38之間設置有中間電阻器(直流電壓檢測用電阻 器29與直流電壓檢測用電阻器39之和)，與圖4同樣，通過使轉換器側 和逆變器側進行控制的直流中性點電壓分離、獨立，從而可同時并用。
通過使用這樣的電力變換裝置，可解決電阻器的設置位置和成本方面 的問題，能簡單可靠地抑制直流中性點電壓的變動，獲得與圖l、圖4同 等的效果。
(實施例5 )
圖10是本發(fā)明的另一個實施例，與圖9的不同之處在于多個逆變 器與公共轉換器連接。通過如圖10所示那樣配置，可使轉換器側和各逆 變器側進行控制的直流中性點電壓分離、獨立，并且也能使在各逆變器與 逆變器之間控制的直流中性點電壓分離、獨立，因此能同時并用所有直流 中性點電壓控制系統(tǒng)。
通過使用這樣的電力變換裝置，在設置多個逆變器與公共轉換器連接 的系統(tǒng)構成中，也能解決電阻器的設置位置和成本方面的問題，從而能簡 單可靠地抑制直流中性點電壓的變動，獲得與圖9同等的效果。
(實施例6)
圖11是本發(fā)明的另一個實施例，轉換器盤41內的轉換器由多個轉換 器單元2-l、 2-2、 2-3構成，將換器側的直流電壓檢測用的電阻器28-l、 28-2、 28-3與各轉換器單元的諧振抑制用電阻器24-1、 24-2、 24-3并聯連 接，對所述電阻器的結點與電阻器29之間的直流中性點電壓進行測定。 并且，在逆變器側也同樣，逆變器盤42內的逆變器由多個逆變器單元3-1、 3-2、 3-3構成，將逆變器側的直流電壓檢測用的電阻器38-1、 38-2、 38-3 與各逆變器單元的諧振抑制用電阻器34-l、 34-2、 34-3并聯連接，對所述 電阻器的結點與電阻器39之間的直流中性點電壓進行測定。而且，與圖5 的不同之處在于:設置與轉換器盤41和逆變器盤42不同的例如公共盤43， 其中收納有轉換器側、逆變器側的直流電壓檢測用的電阻器和直流電壓檢 測器25、 26、 35、 36。通常，由于在轉換器盤41和逆變器盤42中，利用 開關元件來接通、斷開高電壓，由此進行電壓控制，因此可能會由開關噪 聲等引起測定環(huán)境的惡化，尤其是在使用了高電阻器的微小信號的測定電 路中，不希望在所述的環(huán)境下進行測定。所以，在圖11中，將測定電路
設置在與轉換器盤41和逆變器盤42不同的盤內。通過這樣設置，可防止
由測定環(huán)境的劣化引起的誤動作等。
通過使用這樣的電力變換裝置，可防止由開關噪聲等引起測定環(huán)境的 惡化，從而能簡單可靠地抑制直流中性點電壓的變動。另外，該方式還可
應用于如圖IO那樣的公共轉換器方式中。
權利要求
1.一種電力變換裝置，包括轉換器，其將交流變換為低電位、比所述低電位高的高電位、以及比所述低電位高且比所述高電位低的中間電位；以及逆變器，其將經由被施加成為所述低電位的電壓的低電位導電體、被施加成為所述高電位的電壓的高電位導電體、以及被施加成為所述中間電位的電壓的中間電位導電體而供給的電壓變換為交流；該電力變換裝置還包括按照所述中間電位導電體的電壓保持為規(guī)定的方式對所述轉換器進行控制的控制系統(tǒng)；以及按照將所述中間電位導電體的電壓保持為規(guī)定的方式對所述逆變器進行控制的控制系統(tǒng)。
2. —種電力變換裝置，包括轉換器，其將交流變換為低電位、比所 述低電位高的高電位、以及比所述低電位高且比所述高電位低的中間電 位；以及逆變器，其將經由被施加成為所述低電位的電壓的低電位導電體、 被施加成為所述高電位的電壓的高電位導電體、以及被施加成為所述中間 電位的電壓的中間電位導電體而供給的電壓變換為交流；所述轉換器和逆變器均構成為可按照將所述中間電位導電體的電壓 保持為規(guī)定的方式進行控制。
3. 根據權利要求l所述的電力變換裝置，其特征在于， 對中間電位導電體設置了電阻器。
4. 根據權利要求2所述的電力變換裝置，其特征在于，對中間電位導電體設置電阻器，根據運轉狀態(tài)切換轉換器側的中間電 壓控制系統(tǒng)和逆變器側的中間電壓控制系統(tǒng)。
5. 根據權利要求l所述的電力變換裝置，其特征在于， 在由位于中間電位導電體的轉換器側的電壓控制系統(tǒng)控制的中間電位導電體的第一電壓、與由逆變器側的控制系統(tǒng)控制的中間電位導電體的 第二電壓之間，至少設置一個電阻器。
6. —種電力變換裝置，包括轉換器，其將交流變換為低電位、比所 述低電位高的高電位、以及比所述低電位高且比所述高電位低的中間電 位；以及逆變器，其將經由被施加成為所述低電位的電壓的低電位導電體、被施加成為所述高電位的電壓的高電位導電體、以及被施加成為所述中間 電位的電壓的中間電位導電體而供給的電壓變換為交流；在轉換器側和逆變器側分別設置諧振抑制用的電阻器，作為轉換器側 諧振抑制用電阻器和逆變器側諧振抑制用電阻器，在所述轉換器側諧振抑制用電阻器和所述逆變器側諧振抑制用電阻 器之間設置中間電阻器，設置對所述轉換器側諧振抑制用電阻器與所述中間電阻器之間的直 流中性點電壓進行控制的轉換器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)、和對所述逆 變器側諧振抑制用電阻器與所述中間電阻器之間的直流中性點電壓進行 控制的逆變器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)。
7. 根據權利要求6所述的電力變換裝置，其特征在于， 在轉換器側與逆變器側分別設置中間電阻器，設置對轉換器側諧振抑制用電阻器與轉換器側中間電阻器之間的直 流中性點電壓進行控制的轉換器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)、和對逆變器 側諧振抑制用電阻器與逆變器側中間電阻器之間的直流中性點電壓進行 控制的逆變器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)。
8. —種電力變換裝置，包括公共轉換器，其將交流變換為低電位、 比所述低電位高的高電位、以及比所述低電位高且比所述高電位低的中間 電位進行輸出；以及多個逆變器，其對經由低電位導電體、高電位導電體、 以及中間電位導電體而供給的電壓進行變換，所述低電位導電體被施加所 述轉換器的輸出成為所述低電位的電壓，所述高電位導電體被施加成為所 述高電位的電壓，所述中間電位導電體被施加成為所述中間電位的電壓；該電力變換裝置還包括按照所述各個中間電位導電體的電壓保持為 規(guī)定的方式對所述轉換器進行控制的控制系統(tǒng)；以及按照使所述各個中間 電位導電體的電壓保持為規(guī)定的方式對所述逆變器進行控制的控制系統(tǒng)。
9. 一種電力變換裝置，將由公共轉換器變換后的電壓通過多個逆變器 電力變換為交流，在連接所述轉換器與所述逆變器的中間電位母線中分別設置轉換器 側諧振抑制用電阻器和逆變器側諧振抑制用電阻器，進而，在所述中間電位母線中分別設置轉換器側中間電阻器和逆變器 針對各個逆變器設置對所述轉換器側諧振抑制用電阻器與所述轉換 器側中間電阻器之間的直流中性點電壓進行控制的轉換器側直流中性點 電壓控制系統(tǒng)、和對所述逆變器側諧振抑制用電阻器與所述逆變器側中間 電阻器之間的直流中性點電壓進行控制的逆變器側直流中性點電壓控制 系統(tǒng)。
10. —種電力變換裝置，將由轉換器變換后的電壓通過逆變器電力變 換為交流，在連接所述轉換器與逆變器的中間電位母線中設置轉換器側諧振抑 制用電阻器和逆變器側諧振抑制用電阻器，與所述轉換器側諧振抑制用電阻器并聯設置用于檢測轉換器側直流 中性點電壓的轉換器側直流中性點電壓檢測用電阻器和轉換器中間側直 流中性點電壓檢測用電阻器，與逆變器側諧振抑制用電阻器并聯設置逆變器側直流中性點電壓檢 測用電阻器和逆變器中間側直流中性點電壓檢測用電阻器，該電力變換裝置具有對所述轉換器側直流中性點電壓檢測用電阻器 與所述轉換器中間側直流中性點電壓檢測用電阻器之間的直流中性點電 壓進行控制的轉換器側直流中性點電壓控制系統(tǒng) 、和對所述逆變器側直流 中性點電壓檢測用電阻器與所述逆變器中間側直流中性點電壓檢測用電 阻器之間的直流中性點電壓進行控制的逆變器側直流中性點電壓控制系 統(tǒng)。
11. 一種電力變換裝置，將由公共轉換器變換后的電壓通過多個逆變 器電力變換為交流，在連接所述轉換器與所述逆變器的中間電位母線中設 置有電阻器，與轉換器側諧振抑制用電阻器并聯設置用于檢測轉換器側直流中性 點電壓的轉換器側直流中性點電壓檢測用電阻器和轉換器中間側電阻器，為了檢測逆變器側直流中性點電壓，分別與各逆變器側諧振抑制用電 阻器并聯設置逆變器側直流中性點電壓檢測用電阻器和逆變器中間側直 流中性點電壓檢測用電阻器，該電力變換裝置分別具有對所述轉換器側直流中性點電壓檢測用電 阻器與所述轉換器中間側直流中性點電壓檢測用電阻器之間的直流中性 點電壓進行控制的轉換器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)、和對所述各個逆變 器側直流中性點電壓檢測用電阻器與所述各個逆變器中間側直流中性點 電壓檢測用電阻器之間的直流中性點電壓進行控制的逆變器側直流中性 點電壓控制系統(tǒng)。
12. —種電力變換裝置，其將多個電力變換器單元并聯連接構成轉換 器和逆變器，在各電力變換器單元的中間電位母線中設置有電阻器，在各單元的轉換器側與中間側，與轉換器側的各單元的諧振抑制用電 阻器并聯地設置用于檢測轉換器側直流中性點電壓的電阻器，在各單元的逆變器側與中間側，與逆變器側的各單元的諧振抑制用電 阻器并聯地設置用于檢測逆變器側直流中性點電壓的電阻器，設置對連接了各單元的轉換器側直流中性點電壓檢測用電阻器的點 與中間側直流中性點電壓檢測用電阻器之間的直流中性點電壓進行控制 的轉換器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)、和對連接了各單元的逆變器側直流 中性點電壓檢測用電阻器的點與中間側直流中性點電壓檢測用電阻器之 間的直流中性點電壓進行控制的逆變器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)。
13. 根據權利要求10所述的電力變換裝置，其特征在于， 在與轉換器盤不同的位置設置有轉換器側直流中性點電壓檢測用電阻器和轉換器側直流中性點電壓檢測器，在與逆變器盤不同的位置設置有 逆變器側直流中性點電壓檢測用電阻器和逆變器側直流中性點電壓檢測 器。
14. 根據權利要求6所述的電力變換裝置，其特征在于， 根據運轉狀態(tài)使逆變器側直流中性點電壓控制系統(tǒng)接通、斷開。
15. —種電力變換方法，由轉換器將交流變換為低電位、比所述低電 位高的高電位、以及比所述低電位高且比所述高電位低的中間電位，由逆 變器將經由被施加成為所述低電位的電壓的低電位導電體、被施加成為所 述高電位的電壓的高電位導電體、以及被施加成為所述中間電位的電壓的 中間電位導電體而供給的電壓變換為交流，按照所述中間電位導電體的電壓保持為規(guī)定的方式對所述轉換器進 行控制，按照所述中間電位導電體的電壓保持為規(guī)定的方式對所述逆變器 進行控制。
16. —種電力變換方法，由轉換器將交流變換為低電位、比所述低電 位高的高電位、以及比所述低電位高且比所述高電位低的中間電位，由逆 變器將經由被施加成為所述低電位的電壓的低電位導電體、被施加成為所 述高電位的電壓的高電位導電體、以及被施加成為所述中間電位的電壓的 中間電位導電體而供給的電壓變換為交流，所述轉換器和逆變器均按照所述中間電位導電體的電壓保持為規(guī)定 的方式動作。
全文摘要
一種3電平電力變換器裝置，在中間電位母線將諧振抑制用的電阻器分別設置到轉換器側和逆變器側，將中間電阻器分別設置到轉換器側和逆變器側，設置轉換器側直流中性點電壓控制器和直流中性點電壓控制器(65)，該轉換器側直流中性點電壓控制器利用了轉換器側諧振抑制用電阻器(24)與轉換器側中間電阻器(27)間的直流中性點電壓，該直流中性點電壓控制器利用了逆變器側諧振抑制用電阻器(34)與逆變器側中間電阻器(37)間的直流中性點電壓，由切換判斷部(67)根據運轉狀態(tài)進行轉換器與逆變器側的直流中性點控制的切換或同時并用。由此，本發(fā)明提供能可靠抑制直流中性點電壓的變動的3電平電力變換裝置。
文檔編號H02M7/5387GK101098108SQ200710126238
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權日2006年6月28日
發(fā)明者執(zhí)行正謙, 永田寬, 秋田佳稔 申請人:株式會社日立制作所