[发明专利]电力转换机装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力转换装置以及电力转换方法，特别涉及适用于具备滤波电容器并进行电力转换的电力转换装置以及电力转换方法。

背景技术

大多进行以下的电力转换，即通过转换器将工业用电源等的交流转换为直流，进一步经由逆变器从通过滤波电容器而被滤波的直流电转换为交流并提供给负荷。如果负荷是电动机，则将可变电压可变频率的电力提供给电动机并进行驱动。转换器以及逆变器使用半导体元件。在处理多相电力时，由各相上下一对的开关元件构成并通过上下交互进行开关来进行电力转换。

作为构成转换器以及逆变器的开关元件，例如在各个领域使用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等高速半导体开关元件。近年来，由于半导体技术的进步实现了大容量的半导体模块，在转换器或逆变器中广泛普及一种将半导体开关元件一体化的半导体模块。

例如在日本特开2015-23641号公报中记载了这种由开关元件构成转换器以及逆变器并进行电力转换的技术。

专利文献1：日本特开2015-23641号公报

发明内容

在电力转换时，在通过转换器将交流转换为直流的过程中需要使用滤波电容器进行滤波。该滤波电容器一般使用电解电容器等单位体积的静电容量高且容易达成需要的静电容量的电容器。特别在因高电压要求高电流的规格的设备中并联连接多个电解电容器来使用。

但是，这些电解电容器等单位体积的静电容量高的电容器一般由于电容器的内部电阻值大，因此脉动电流的容许值低。另外，特别是电解电容器产生元件内部的电解液的枯竭现象，静电容量下降，由于电容器内部电阻的增大而阻抗变得极端地大，与其他部件相比有寿命短的趋势。

进一步，在通过并列连接多个电容器而使静电容量增大时，有可能由于电容器的静电容量和电容器间的配线电感以及电容器的内部电感而产生LC共振现象。当共振频率和开关元件的开关频率和其整数倍的频率一致时，共振路径的阻抗变小，电容器电流大幅增大。当电容器电流增大时，原件发热变高，元件寿命有可能降低。

为了解决上述问题点的任意一个，本发明的目的在于提供电力转换装置以及电力转换方法，至少削减滤波电容器占有的体积并实现小型化，而且脉动电流的容许值高。

为了达成上述目的，本发明具有：转换器部，其通过开关将交流转换为直流；滤波电容器部，其将通过上述转换器转换后的直流进行滤波；以及逆变器部，其通过开关元件将上述滤波后的直流转换为交流，上述滤波电容器部由转换器侧滤波电容器、逆变器侧滤波电容器以及夹在上述转换器侧电容器和上述逆变器侧电容器之间的中央侧滤波电容器组成。上述转换器侧滤波电容器构成为具有比上述中央侧滤波电容器大的脉动耐量，上述逆变器侧滤波电容器构成为具有比上述中央侧滤波电容器要大的脉动耐量。

根据本发明，一边削减在电力转换装置中滤波电容器所占的体积，一边能够提高脉动电流的容许值。

附图说明

图1是表示本发明实施例1的电力转换装置结构的图。

图2是表示本发明实施例1的电力转换装置结构的图。

图3是表示本发明实施例2的电力转换装置结构的图。

图4是表示电容器的元件寿命的温度特性的图。

图5是表示本发明实施例3的结构中的LC共振路径的图。

图6是表示本发明实施例3的结构中的LC共振路径的共振峰值的图。

图7是表示频率的共振特性的图。

图8是表示本发明实施例3的变形例的图。

图9是表示变形例的LC共振的路径的图。

图10是表示频率的共振特性的图。

图11是表示本发明实施例4的结构的图。

图12是表示包括共振路径抑制用阻尼电阻的滤波电容器的结构的图。

附图的标记说明