[发明专利]电源装置和电力系统

说明书

本公开的课题在于提供一种能够输出任意的电压且任意的频率的交流的电源装置。本公开所涉及的电源装置具备：降压电路，其具有至少一对正负的降压开关元件、经由所述降压开关元件来被施加电压的至少一对正负的电感器及被串联连接且利用经过所述电感器的电流来被充电的一对正负的输出电容器，该降压电路将输入电压进行降压并输出；逆变换电路，其具有多个逆变换开关元件，将所述降压电路的输出电压逆变换为交流；以及控制电路，其对所述多个降压开关元件的开关动作进行控制以使所述降压电路的输出电压成为期望的电压。

技术领域

本发明涉及一种电源装置和电力系统。

背景技术

自以往以来，在工业用途中广泛地利用着一种使用通过交流电源来驱动的电动机的装置(工业机械)。用户能够利用的交流电源的电压、也就是说内部配电系统的电压有时根据用户而不同。一般地，在日本，多数情况是利用AC200V的三相交流进行内部配电，但是在其他国家，例如采用AC380V至AC480V左右的配电系统的例子较多。另外，即使在同一国家，也存在根据受电设备的结构而内部配电系统的电压不同的情况。

例如，在工业用机器人等中，存在各种各样的尺寸、轴数量、系统结构，用户能够利用的电源电压也是各种各样的，与个别的电压相应地变更装置的设计并不容易。另外，当针对各电压来变更装置的设计时，也产生维护变得复杂这样的问题。因此，在用户能够利用的电源的电压与现有装置的电压不同的情况下，通过在电源与装置之间配设变压器来进行对应的情况不少。然而，当利用变压器时，装置的大小及重量增大，并且成本增大。

另外，在工业用机器人等中，存在如下情况：为了驱动伺服电动机，例如使用专利文献1所记载的那样将交流正变换为直流后逆变换为期望频率的交流的电源装置。在该情况下，认为通过对直流进行变压能够与电源电压无关地获得最适合于电动机的输出电压。也就是说，只要在专利文献1所记载的电源装置的直流部分中追加斩波电路，就能够对输出的交流的电压进行调整。

另外，近年来，太阳能发电等可再生能源的利用正在扩大，存在提供直流电源的可能性。直流电源的电压也是针对各系统设定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-74794号公报

发明内容

发明要解决的问题

为了以海外常用的中性点被接地的AC380V～AC480V电源为基础，将其变换为能够控制AC200V用的电动机的交流电源，而通过由斩波电路对电压进行变换来得到AC200V。在该情况下，当通过逆变换电路再次变换为三相交流时，导致输出的三相交流电源的中性点成为与地电位不同的电位。

当输出的交流的中性点与地电位相差大时，在伺服电动机等负载电路中需要相对于地具有较高的绝缘耐压，有时由于绝缘耐压不足而导致伺服电动机等负载电路无法使用。另外，当中性点电位与地电位相差大时，开关动作噪声变大，从而误动作的危险性增加。

另外，在用于驱动伺服电动机的电源装置中，由于向大容量的电容器流入电流，因此在伺服电动机加速时流动含有高次谐波的大的峰值电流，从而需要设备电源大容量化。作为解决措施，开发出了功率因数改善、抑制峰值电流的方法，但是为了实现该方法而招致高成本化、大型化，因此无法容易地进行应用。

鉴于以上那样的实际情况，期望一种能够输出任意的电压且任意的频率的交流的电源装置。

用于解决问题的方案