串联多重电力变换装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于获取一种串联多重电力变换装置，其具有多重变压器及电压变换单元。多重变压器中，设置于同一输出相的n个单相电力变换器所分别连接的n个次级绕组的相位关系为依次相差60/n度；m个输出相之间，m个单相电力变换器所分别连接的m个次级绕组的电压相位关系为依次相差60/m度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术所揭示的实施方式涉及一种串联多重电力变换装置。
技术介绍
以往，作为电力变换装置，已知有将电力变换单元以串联方式进行多级连接，设有多个相位的串联多重(series-connected multi level)电力变换装置。串联多重电力变换装置具有:将输入至初级绕组的多相交流输入电压变压后输出至多个次级绕组的多重变压器(mult1-winding transformer),及连接于多重变压器的各次级绕组的多个单相电力变换器。在上述串联多重电力变换装置中，多重变压器的各次级绕组输出的电压之间相互具有相位差，以降低在初级绕组侧流过的谐波电流。具体而言，已提出有以下方案:在串联多重电力变换装置由9个单相电力变换器所组成的情况下，构成为使连接于组成U相、V相、W相中的I个相的3个单相电力变换器的次级绕组具有20度的电压相位，并使所有次级绕组的电压相位依次相差20/3度(例如参照日本专利特开2008-295149号公报)。本专利技术的目的在于，提供一种作为降低在初级绕组侧流过的谐波电流的技术，以代替以往技术的新技术。
技术实现思路
本专利技术的一种串联多重电力变换装置包括:多重变压器和电力变换单元。多重变压器将输入至初级绕组的交流电分配至mXn个(n、m是互为素数)次级绕组。电力变换单元具有分别连接于上述mXn个次级绕组的mXn个单相电力变换器，该单相电力变换器的输出按每η个串联连接而构成m个输出相。上述多重变压器中，设置于同一输出相的上述η个单相电力变换器所分别连接的η个上述次级绕组的电压相位关系为依次相差60/η度。并且，上述多重变压器，在上述m个输出相间，上述m个单相电力变换器所分别连接的m个上述次级绕组的电压相位关系为依次相差60/m度。根据本专利技术的一种形态的串联多重电力变换装置，能够降低在初级绕组侧流过的谐波电流。附图说明以下，通过对照附图来阅读本专利技术的详细说明，可更为完整地认识本专利技术及容易地理解其优点。图1是第I实施方式串联多重电力变换装置的示意图。图2是图1所示的单相电力变换器的电路块示意图。图3是多重变压器的次级绕组电压相位差的示意图。图4是多重变压器的次级绕组电压相位关系的示意图。图5是多重变压器的布线示意图。图6 图8是多重变压器初级绕组的线间电压矢量与次级绕组的线间电压矢量关系的不意图。图9是多重变压器各次级绕组的电流矢量示意图。图10是多重变压器各次级绕组的电流矢量示意图。图11是关于!■相，各次级绕组中流过的电流的说明图。图12是初级电压为正时·，由于次级绕组中流过的电流而在初级绕组中流过的电流矢量的示意图。图13是初级电压为负时，由于次级绕组中流过的电流而在初级绕组中流过的电流矢量的示意图。图14是多重变压器中次级绕组的另外的电压相位关系的示意图。图15是第2实施方式的串联多重电カ变换装置中，多重变压器的次级绕组电压相位差的示意图。具体实施例方式以下參照附图来详细说明本专利技术要掲示的串联多重电カ变换装置的几种实施方式。另外，本专利技术并不限定于以下所示的各实施方式。(第I实施方式) 首先，对第I实施方式的串联多重电カ变换装置的结构进行说明。图1是第I实施方式串联多重电カ变换装置的示意图。如图1所示，串联多重电カ变换装置I具有多重变压器10及电カ变换单元20，将自三相交流电源2的R相、S相及T相所供应的交流电变换后供应至交流负载3。此处举以下一例来进行说明:串联多重电カ变换装置I的输出相为三相(m=3)，各输出相具备2个2级(n=2)连接的单相电カ变换器，交流负载3为电动机。多重变压器10具备初级绕组11、及6个次级绕组12a 12f (以下有时总称为次级绕组12)，其将输入至初级绕组11的交流电变压后输出至6个次级绕组12a 12f。该多重变压器10是使初级绕组11与次级绕组12之间产生电压相位差的移相变压器。电カ变换单元20具备分别连接于6个次级绕组12a 12f的6个单相电カ变换器21a 21f (以下有时总称为单相电カ变换器21)。各单相电力变换器21将从各次级绕组12所供应的三相交流电变换为单相交流电后，从输出端子Ta、Tb输出。在该电カ变换单元20中，各输出相由串联连接的2个单相电カ变换器21的输出所组成。即U相输出的电カ变换单元由单相电力变换器21a、21d组成，V相输出的电カ变换单元由单相电力变换器21b、21e组成，W相输出的电カ变换单元由单相电力变换器21c、21f组成。具体而言，单相电力变换器21a的输出端子Tb连接于中性点N，单相电力变换器21a的输出端子Ta与単相电カ变换器21d的输出端子Tb相连接。据此，就组成了以单相电力变换器21d的输出端子Ta作为输出端子的U相的电カ变换单元。同样的，单相电力变换器21b、21c的输出端子Tb连接于中性点N，单相电カ变换器21b、21c的输出端子Ta分别与单相电カ变换器21e、21f的输出端子Tb相连接。据此，就组成了以单相电カ变换器21e、21f的输出端子Ta分别作为输出端子的V相及W相的电力变换单元。在此，对单相电力变换器21的结构进行说明。图2是单相电力变换器21电路块的示意图。如图2所示，单相电力变换器21具备整流滤波单元30、逆变器单元31和控制单元32。整流滤波单元30具备二极管DlO D15和电容器C10，其将从次级绕组12输入的r相、s相及t相的3相交流电变换为直流电。另外，二极管D10、D11全波整流r相的电流，二极管D12、D13全波整流s相的电流，二极管D14、D15全波整流t相的电流。且对二极管DlO D15所整流的电压通过电容器ClO进行滤波。逆变器单元31具备三极管Q20 Q23和二极管D20 D23。三极管Q20、Q21串联连接于整流滤波单元30的输出之间，同样的三极管Q22 Q23串联连接于整流滤波单元30的输出之间。另外，二极管D20 D23是续流二极管(freewheeling diode)。控制单元32通过控制逆变器单元31中三极管Q20 Q23的0N/0FF状态，使整流滤波单元30的直流电通过逆变器单元31变换为单相交流电。另外，作为三极管Q20 Q23，例如可采用IGBT或MOSFET等功率半导体元件。此外，逆变器单元31不限定于图2所示的二电平逆变器。例如，作为逆变器单元31，也可采用三电平逆变器等多电平逆变器，此外也可更改为许多其他种类。接着，对多重变压器10的结构进行说明。图3是次级绕组12a 12f电压相位差的示意图，图4是次级绕组12a 12f电压相位关系的示意图。另外，如上所述，单相电力变换器21a 21f分别位于U1、V1、W1、U2、V2、W2的位置，单相电力变换器21a 21f分别与次级绕组12a 12f连接(参照图1)。在此，从Ul至W2的符号中，U、V、W表示输出相，数字I和2表示级数的顺序，分别串联连接于同一输出相。因此，次级绕组12a对应Ul的位置，次级绕组12b对应Vl的位置，次级绕组12c对应Wl的位置，次级绕组12d对应U2的位置，次级绕组12e对应V2的位置，次级绕组12f对应W2的位置。如图3所示，在第I实施方式的多重变压器10中，同一输出相中的2个单相电力变换器21所分别连接的2个次级绕组12之间的电压相位相差30度。具体而言，在U相中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联多重电力变换装置，其特征在于包括:多重变压器,用于将输入至初级绕组的交流电分配至m×n个次级绕组，其中，n、m是互为素数；以及电力变换单元,具有分别连接于上述m×n个次级绕组的m×n个单相电力变换器，该单相电力变换器的输出按每n个串联连接而构成m个输出相，其中，上述多重变压器中，设置于同一输出相的上述n个单相电力变换器所分别连接的n个上述次级绕组的电压相位关系为依次相差60/n度，在上述m个输出相间，上述m个单相电力变换器所分别连接的m个上述次级绕组的电压相位关系为依次相差60/m度。

【技术特征摘要】
2011.10.28 JP 2011-237705;2012.03.19 JP 2012-06261.一种串联多重电カ变换装置，其特征在于包括: 多重变压器，用于将输入至初级绕组的交流电分配至mXn个次级绕组，其中，n、m是互为素数；以及 电カ变换单元，具有分别连接于上述mXn个次级绕组的mXn个单相电カ变换器,该单相电カ变换器的输出按每n个串联连接而构成m个输出相，其中， 上述多重变压器中， ...

【专利技术属性】
技术研发人员：片山泰辅，末永龙二，梅尾和博，山本荣治，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：