[发明专利]功率转换设备

说明书

对相关申请的交叉引用  此申请要求于2006年11月22日提交的日本专利申请第2006-315741号以及于2007年10月10日提交的日本专利申请第2007-264036号的优先权。在此通过引用而将日本专利申请第2006-315741号和第2007-264036号的全部公开合并于此。

技术领域

本发明涉及功率转换设备。更具体地，本发明涉及用于使用脉宽调制(PWM)来生成接通/关断(on/off)信号的功率转换设备。

背景技术

当前已知用来驱动交流电机的一些类型的电压型逆变器。在这些逆变器中，将三个单相半桥(single-phase half-bridge)电路并联连接，其中，每个单相半桥电路具有两个串联连接的电子开关，并且，通过脉宽调制(PWM)来生成这些开关的接通/关断信号。当导通和关断开关时，将根据PWM调制信号(载波)的频率、并根据电机电感，而生成纹波电流(ripple current)。由此，将平滑电容器插入该电路，以平滑该纹波电流。

日本公开专利申请公布第2000-78850号公开了逆变器装置的一个例子、以及用于控制逆变器装置的方法，该方法减小了纹波电流、以及平滑电容器的容量。在此文献中公开的逆变器装置中，两个逆变器共享公共的平滑电容器。此外，采用了这样的对策，如同步每个逆变器的载波、切换用于调制的逆变器的三角波的峰和谷(trough)(沟)、以及将一个逆变器的接通状态与另一个逆变器的关断状态同步。结果，纹波电流交替地流入该电容器，从而彼此抵消。

此外，日本公开专利申请公布第05-56653号公开了逆变器设备的另一个例子，其中，在交流源和直流总线之间布置转换器，并且，在直流总线和交流负载之间布置逆变器。在此文献中公开的逆变器设备中，将两个调制信号同步，并且，减小了到附连于直流总线的平滑电容器的电流的流入。由此，在此文献中公开的逆变器设备执行连接到共享电容器的两个功率转换装置(转换器和逆变器)的同步控制。

综上所述，本领域的技术人员将从此公开中清楚地理解，存在对于改进的功率转换系统的需要。此发明针对于现有技术中的此需要、以及本领域的技术人员将从此公开中清楚的其它需要。

发明内容

由于在上面的文献中公开的逆变器设备中，将不同逆变器之间的调制信号同步、或通过共享的调制信号来获得调制信号，所以，当将较大数目的逆变器和开关臂连接到共享的平滑电容器时，复杂度升高。此外，为了同步逆变器的调制信号，必须在每个逆变器之间来回发送同步信号，并且必须实现很高的通信速率，以同步由开关元件的操作速率所确定的很高的载波频率。由此，作为结果，系统成本增加。另外，该系统对于开关噪声敏感，并且由此，必须注意确保执行高质量的通信，这也导致成本增加。此外，随着用于必须同步的调制信号的逆变器或支路(leg)的数目增大，与同步相关联的成本以指数方式增大。

因而，本发明的一个目的在于，提供这样的功率转换设备：即使在逆变器或开关臂的数目增大时，也不会增大系统成本。

为了实现本发明的以上目的，用于将来自电源的直流转换为多相交流的功率转换设备包括多个载波信号生成器、多个选通信号生成器、以及多个支路。载波信号生成器被配置和布置为分别独立地生成并传送多个载波信号。选通信号生成器可操作地分别耦接到载波信号生成器，以接收载波信号，每个选通信号生成器被配置和布置为：通过比较多相交流的每相的命令值和载波信号中的对应一个，而生成接通/关断信号。支路连接到选通信号生成器。每个支路基于从选通信号生成器中的对应一个传送的接通/关断信号而操作，以将直流转换为多相交流的每相。

从下面结合附图而公开了本发明的优选实施例的详细描述中，本发明的这些和其它目的、特征、方面、以及优点对于本领域的技术人员来说将变得清楚。

附图说明

现在，参照形成此原始公开的一部分的附图：

图1是根据本发明第一实施例的功率转换设备的示意图；

图2是根据本发明第一实施例提供有功率转换设备的电机的简化示意性截面图；

图3是根据本发明第一实施例连接到图1中图解的功率转换设备的控制单元的框图；

图4是根据本发明第二实施例、其中多个功率转换单元并联连接的功率转换设备的框图；

图5是根据本发明第三实施例的功率转换设备的选通信号生成器的示意图；

图6是示出根据本发明第四实施例的第一例子的波形图，其中改变了PWM载波三角波中的峰值的位置；以及