[发明专利]功率变换装置和功率变换方法

权利要求书

1.一种功率变换装置，由具有自我消弧能力的双向开关来连接交流电源的各相和输出侧的各相，对交流电源电压进行PWM控制，从而输出任意电压，其特征在于，具备：

在PWM周期中对输出相的1相不进行转换，而是以给定的状态将其固定，对其他相进行转换的1相固定转换模式；以及

在PWM周期中全相进行转换的全相转换模式，

具有切换上述全相转换模式和上述1相固定转换模式的模式切换部。

2.根据权利要求1所述的功率变换装置，其特征在于，上述模式切换部在输出脉冲宽度为给定值以下的场合从上述1相固定转换模式切换到上述全相转换模式。

3.根据权利要求1所述的功率变换装置，其特征在于，上述模式切换部在输出电压相位为给定范围的场合，从上述1相固定转换模式切换到上述全相转换模式。

4.根据权利要求1所述的功率变换装置，其特征在于，上述模式切换部在上述交流电源电压相位为给定范围，且输出电压相位为给定范围的场合，从上述1相固定转换模式切换到上述全相转换模式。

5.根据权利要求1所述的功率变换装置，其特征在于，上述模式切换部在上述交流电源电压为给定范围的场合，且输出电压相位为给定范围的场合，从上述1相固定转换模式切换到上述全相转换模式。

6.根据权利要求1所述的功率变换装置，其特征在于，上述模式切换部在输出电压为给定范围的场合，从上述1相固定转换模式切换到上述全相转换模式。

7.一种功率变换方法，由具有自我消弧能力的双向开关来连接3相交流电源的各相和3相输出侧的各相，对上述3相交流电源的电压进行PWM控制，从而输出任意电压，其特征在于，具备：

按每个控制采样周期，检出上述3交流电源的3相电源电压的步骤；

把上述3相电源电压分配为从假想中性点电压看去的最大电压、中间电压和最小电压的步骤；

根据输出电压指令和上述3相电源电压，决定是在PWM周期中对输出相的1相不进行转换，而是以给定的状态将其固定，对其他相进行转换的1相固定转换模式，还是在PWM周期中全相进行转换的全相转换模式的步骤；

根据选择了的转换模式、上述输出电压指令和上述3相电源电压，决定双向开关的接通切断图形的步骤；以及

基于上述接通切断图形而使双向开关接通切断的步骤。

8.一种功率变换装置，由具有自我消弧能力的双向开关来连接交流电源的各相和输出侧的各相，对交流电源电压按上述开关的接通切断状态进行控制，从而输出任意电压，其特征在于，具备：

基于从交流电源的中性点看去的各相的电压值，按具有交流电源的最高电压值的P相、具有中间电压值的M相和具有最低电压值的N相进行分类，使由输出侧的相和交流电源的连接状态决定的电压矢量与六角形空间矢量图对应，根据上述六角形空间矢量图来选择与应该输出的瞬时电压矢量相同的电压矢量，运算上述瞬时电压矢量的矢量成分的矢量成分运算器；以及

根据上述矢量成分来运算电压矢量的输出时间的输出时间运算器，

基于上述时间运算装置的运算结果，对功率变换装置的开关进行接通切断控制。

9.根据权利要求8所述的功率变换装置，其特征在于，上述矢量成分运算器及上述输出时间运算器按每个一定周期重复进行运算。

10.根据权利要求8所述的功率变换装置，其特征在于，在具有相同矢量成分的电压矢量有多个存在的场合，按每个给定的时间依次选择多个电压矢量，使交流电源的输入电流成为正弦波。

11.根据权利要求8所述的功率变换装置，其特征在于，具备：对输出通过把3相交流输出的各相与3相交流电源的P相、N相、M相电连接而获得的cm矢量的PWM脉冲图形和不输出它的PWM脉冲图形进行切换的PWM脉冲图形切换器。

12.根据权利要求11所述的功率变换装置，其特征在于，上述PWM脉冲图形切换器基于输入电流的相位和输出电压的相位而动作。

13.根据权利要求8所述的功率变换装置，其特征在于，只使用把3相交流输出的各相与3相交流电源的M相及P相或N相的任意一方连接的ap、an、bp、bn矢量和零矢量的PWM脉冲图形。

14.根据权利要求8所述的功率变换装置，其特征在于，在输出电压是取输入电源的线间电压最大值的1/3的程度以下的值的第1设定值以下时，只使用把3相交流输出的各相与3相交流电源的M相及P相或N相的任意一方连接的ap、an、bp、bn矢量和零矢量的PWM脉冲图形。