CN101188388A - 功率转换设备 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

功率转换设备
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
图7是示出根据本发明第四实施例的第二例子的波形图，其中改变了PWM载波三角波中的峰值的位置。
具体实施方式
现在，将通过参照附图来说明本发明的所选实施例。本领域的技术人员将从此公开中清楚，仅为了说明、而不是为了限制如由所附权利要求及其等价物定义的本发明的目的，提供了下面的本发明的实施例的描述。
首先参照图1，图解了根据本发明的第一实施例的功率转换设备。在本发明的第一实施例中，将功率转换设备布置为逆变器10。图1是根据本发明的第一实施例的逆变器10的示意图。如图1所示，优选地，逆变器10为多支路逆变器设备，其被提供有多个支路11。每个支路11被形成为具有串联连接的一对双向开关(半导体开关)11a和11b的串联开关电路。在本发明的第一实施例中，逆变器10还包括分别连接到支路11的多个选通信号生成器(可变选通信号生成器)12。逆变器10的输入端经由平滑电容器13(在图2中示出)而连接到直流电源(未示出)，并且，逆变器10的输出端连接到与多相交流电机16(在图2和3中示出)的每相相对应的相绕组(相线圈)14。
如图1所示，在本发明的第一实施例中，针对于每个支路11而独立地提供每个选通信号生成器12。此外，对每个选通信号生成器12提供PWM载波信号生成器19。每个PWM载波信号生成器19被配置为将PWM载波信号输出到对应的选通信号生成器12。
逆变器10可操作地连接到逆变器控制单元40(图3)，逆变器控制单元40被配置为：将与用于多相交流电机16的每相的电流命令值相对应的生成电压命令或电流命令a(被称为“相电压命令a”)输入到逆变器10。使用比较器等(未示出)将来自PWM载波信号生成器19的PWM载波信号与对应的相电压命令a相比较。结果，生成、并从选通信号生成器12输出可变PWM选通信号b。在本发明的第一实施例中，优选地，将PWM载波信号生成器19配置和布置为：输出具有相互不同的参考频率的PWM载波信号。
与连接到逆变器10的支路11的末端相对的相绕组14的末端的连接不限于任何特定的连接配置。例如，在图1中，当连接了左侧的第一至第三绕组14(绕组负载)时，所连接的相绕组14形成用于驱动Y连接三相电机的绕组连接。类似地，分别连接第四至第六绕组14、以及第七至第九绕组14，以形成用于驱动Y连接三相电机的逆变器。这九个绕组14被插入到电机槽(motorslot)，以形成用于三相电机16的三个并联驱动器。
典型地，用于驱动三相电机的公知逆变器具有三个逆变器支路，并且，将连接到支路的绕组并联连接。换句话说，逆变器可根据并联绕组的数目而适应于多槽电机(multi-slot motor)。
另一方面，在根据本发明的第一实施例的逆变器10中，向每个绕组14提供一个支路11。例如，如图2所示，第一实施例的逆变器10可被应用于作为配备有逆变器10的电-机型电机的电机16。如图2所示，通过向每个绕组14分配支路11，可减小绕组14和支路11之间的距离。因此，可减小布线中的损耗。此外，与使用一个支路来并联连接绕组14时相比，分散用于每个支路11的转换电流(transit current)。因此，可分散焦耳热，并且，可简化管理在支路11中生成的热量所需的对策。
如图2中的电机16的截面图所示，将逆变器10安装在多相交流电机16上。逆变器10包括多个开关元件30(对应于支路11)、以及被配置和布置为平滑提供到开关元件30的直流的平滑电容器13。
如图2所示，多相交流电机16具有由柱面电机外壳3 1形成的外部电机机架、以及覆盖电机外壳31的两个轴向开口的主电机盖32a和副电机盖32b。电机外壳31包括在附接了主电机盖32a的轴向开口之一上形成的内面凸缘31a。将开关元件30安装在内面凸缘31a的轴向末端表面上。将开关元件30圆周向地布置在内面凸缘31a的轴向末端表面上的多个位置中，并且，每个开关元件30连接到多相交流电机16的绕组14。开关元件30的开关操作(接通/关断操作)被选通信号生成器12控制。电机16包括：定子35，在其上以同心缠绕布置的方式缠绕了绕组；以及转子36。
电容器13被固定(anchor)到主电机盖32a的内表面，并被沿轴向方向与开关元件30相对地布置。电容器13具有圆盘形状，以便覆盖开关元件30。两个电极端子33a和33b以弹性负载方式从电容器13的一个表面(盘面)伸出。电极端子33a和33b与连接到直流(DC)电源的输入引脚34的P极和N极的位置对齐。
逆变器10的开关元件30沿圆周方向分布，并且，开关元件30的电极是暴露的。与每个开关元件30对应地布置盘形电容器13，并且，电容器13的电极端子33a和33b被暴露并连接到开关元件30的相应电极。沿与电容器13同心的圆周分布开关元件30。
由此，如上所述构造的多相交流电机16具有较少的部分，这有助于组装。并且，用于电容器13的电极端子33a和33b的引脚直接与开关元件30连接，从而允许减小电感。多相交流电机16中的电流平衡也是良好的，因为可将分布的开关元件30等距地连接到电容器13。电容器13具有异常(exceptional)的热耗散属性，因为电容器13被固定到主电机盖32a。此外，以圆周方式分散开关元件30，并且，将电容器13形成为圆盘，由此，可有利地使用与多相交流电机16轴向相邻的空间。这允许逆变器10被制造得更小、以及进一步减小多相交流电机16整体的尺寸。
图3是可操作地连接到图1中图解的逆变器10的逆变器控制单元40的框图。如图3所示，逆变器控制单元40包括扭矩控制部分41、一对减法器42a和42b、PI(比例/积分(proportion/integration))电流控制部分43、dq/三相转换器44、三相/dq转换器45、速度检测部分46、转角传感器(PS)47、U相电流传感器48a、以及W相电流传感器48b。
优选地，逆变器控制单元40包括具有如下讨论而控制逆变器10的功率转换控制程序的微计算机。逆变器控制单元40还可包括其它传统组件，如输入接口电路、输出接口电路、以及诸如ROM(只读存储器)装置和RAM(随机存取存储器)装置的存储装置。存储器电路存储处理结果、以及由处理器电路运行的控制程序。逆变器控制单元40以传统方式、可操作地耦接到逆变器10。逆变器控制单元40的内部RAM存储操作标志的状态、以及各种控制数据。逆变器控制单元40的内部ROM存储用于各种操作的映射(map)和数据。逆变器控制单元40能够根据控制程序、选择性地控制该控制系统的任意组件。本领域的技术人员从此公开可以清楚，用于逆变器控制单元40的精确结构和算法可以是将执行本发明的功能的硬件和软件的任意组合。换句话说，在说明书和权利要求书中利用的“装置加功能”的语句应包括可用来执行“装置加功能”语句的功能的任意结构或硬件、以及/或者算法或软件。
转角传感器47耦接到三相交流电机16，并且，将转角传感器47检测到的信息输入到dq/三相转换器44、三相/dq转换器45、以及速度检测部分46。U相电流传感器48a耦接到三相逆变器10的U相输出，而W相电流传感器48a耦接到三相逆变器10的W相输出。U相电流传感器48a和W相电流传感器48b被配置和布置为：检测检相电流(detection phase current)值(iu和iw)，并将检测的值输出到三相/dq转换器45。
扭矩控制部分41被配置为接收扭矩命令值(Te*)，并还被配置为从速度检测部分46接收转速(ω)。随后，扭矩控制部分41被配置为将扭矩控制值输出到减法器42a和42b。减法器42a和42b被配置为从扭矩控制部分41输出的扭矩控制值中减去三相/dq转换器45的输出值，并将计算的结果输出到PI电流控制部分43。PI电流控制部分43被配置为将PI电流控制值输出到dq/三相转换器44。dq/三相转换器44被配置为将三相转换信息输出到选通信号生成器12，作为相电压命令a。
随后，如上所述，每个选通信号生成器12被配置为将相电压命令a与从PWM载波信号生成器19获得的PWM载波相比较，并将对应的开关元件30的接通/关断信号输出到对应的支路11。
如上所述，根据本发明第一实施例的多层电流逆变器10中的支路11被对应的选通信号生成器12控制，并且，基于从相应的PWM载波信号生成器19输出的对应的PWM载波信号，独立地操作共享平滑电容器13(图2)的支路11。换句话说，共享平滑电容器13、且与多相交流电机16中的一相相关联的每个支路11被提供有一组选通信号生成器12和PWM载波信号生成器19。
因而，利用本发明的第一实施例，可独立地控制每个支路11，而不用使用从发送到支路11的公共载波信号生成的广域载波信号。此外，每个PWM载波信号生成器19是独立的，并且，不在其间执行同步。因此，设计用于执行同步的、面向广域的系统变得不必要，并且可使成本最小。因而，噪声不易于破坏接通/关断信号，并且，在逆变器支路11中较不易于出现短路。
具体地，配置逆变器，使得通过使用多个支路而分别驱动一些绕组，其中，一些支路基于相同的相电压命令值a而操作。由此，当使用公共载波信号来比较并生成接通/关断信号时，将更容易地同步每个支路所生成的纹波电流。纹波电流被叠加并增大，并且流入和流出电容器的电流不可避免地增大。
然而，在本发明的第一实施例中，向每个选通信号生成器12提供用于输出PWM载波信号的PWM载波信号生成器19，并且，不执行支路11之间的同步。因此，U相、V相、以及W相中的每个之间的PWM载波信号彼此不相关，并且由此，即使输入了相同的相电压命令值a，也存在较小的支路11的开关操作的定时将被同步的风险。因而，可防止纹波电流的叠加。
此外，在本发明的第一实施例中，优选地，PWM载波信号生成器19被配置为输出相互具有不同频率的PWM载波信号。由此，逆变器11的每个支路11所生成的纹波电流的参考频率甚至变得更不相关。因此，防止了纹波电流的叠加，纹波电流彼此抵消，并且，可减小共享的平滑电容器13的容量。
此外，在本发明的第一实施例中，来自PWM载波信号生成器19的PWM载波信号的那些频率之中的最低频率被设定为在可听见的声音(听得见的频带)的范围之上。结果，由于纹波电流彼此抵消，可减小共享的平滑电容器13的容量。将不会出现噪声的增大，因为来自逆变器10和电机16的噪声的谐波和最低频率落在可听见的范围(听得见的频带)之外。
因而，根据本发明第一实施例的逆变器10包括被PWM控制的支路11，并且，逆变器10在输入端上经由公共的平滑电容器13而连接到电源，并且，在输出端上连接到多相交流电机16。将PWM载波信号发送到为每个支路11(为所有支路11、或为连接到同一相的支路)独立地提供的选通信号生成器12。因此，即使支路11的数目增加，也可防止系统成本增加。
第二实施例
现在，参照图4，将说明根据第二实施例的功率转换设备。考虑到第一和第二实施例之间的相似性，将对与第一实施例的部分相同的第二实施例的部分赋予与第一实施例的部分相同的附图标记。此外，可能为了简明而省略与第一实施例的部分相同的第二实施例的部分的描述。将用单引号(′)来指示与第一实施例的部分不同的第二实施例的部分。
图4是根据本发明第二实施例、其中一些功率转换单元或三相逆变器15并联连接的功率转换设备(三相逆变器)的框图。在图4中图解的例子中，四个逆变器15并联连接，以形成第二实施例的功率转换设备。每个逆变器15包括单个选通信号生成器12a，其中，将图1中示出的三个选通信号生成器12整合在一起。在第二实施例中，向第一实施例中的电机16的那些槽添加三个槽，并且由此，通过针对于12槽三相交流电机16′的各个支路来驱动各个绕组。
如图4所示，并联连接的每个三相逆变器15具有经由平滑电容器13而连接到直流电源(未示出)的输入端、以及连接到三相交流电机16′的输出端。向每个逆变器15提供缓冲电容器(snubber capacitor)17和平滑电容器18。所连接的三相逆变器15的数目不限于四个，并且可为大于二的任意数目。此外，可省略附连到每个逆变器15的缓冲电容器17和平滑电容器18。
在第二实施例中，每组三个支路11共享相同的选通信号生成器12a。选通信号生成器12a被提供有公共的载波信号生成器19a，并被配置为基于三相相电压命令a的输入而生成用于三相的相接通/关断信号。
换句话说，在第二实施例中，连接到U相、V相、以及W相线圈的支路11共享单个选通信号生成器12a。当将连接到U相、V相、以及W相线圈的一组支路11被定义为支路组时，存在如图4所示的第二实施例中的功率转换设备中提供的四个支路组(第一至第四支路组)。
在第一支路组中的三相(U相、V相、以及W相)之中，U相的相电压命令a与V相的相电压命令a不同。因此，即使在三相(U相、V相、以及W相)共享单个载波信号生成器19a时，开关定时也不会在三相之间被同步。
另一方面，当将第一支路组的U相与第二支路组的U相比较时，载波信号将不同，因为第一支路组的U相连接到与连接到第二支路组的U相的选通信号生成器12a不同的一个选通信号生成器12a。因此，第一支路组的U相的开关定时将不会与第二支路组的U相的开关定时同步。针对于U相、V相、以及W相中的每个，在第一至第四支路组之间建立相同的关系。
在第二实施例中，将支路11分别提供给绕组，并且，逆变器15中的U相、V相、以及W相的支路11共享选通信号生成器12a，以便通过公共相电压命令a来驱动一个支路组的支路11。然而，由于PWM载波信号在U相、V相、以及W相之间不同，所以，即使接收到相同的相电压命令值a来驱动一个支路组的支路11，用于U相、V相、以及W相的支路11的开关操作定时也不同步，并且，可防止纹波电流的叠加。
第三实施例
现在，参照图5，将说明根据第三实施例的功率转换设备。考虑到第一和第三实施例之间的相似性，将对与第一实施例的部分相同的第三实施例的部分赋予与第一实施例的部分相同的附图标记。此外，可能为了简明而省略与第一实施例的部分相同的第三实施例的部分的描述。
第三实施例的功率转换设备与第一和第二实施例的功率转换设备的不同之处在于，提供了PWM载波信号生成器19b来替代第一实施例的PWM载波信号生成器19或第二实施例的PWM载波信号生成器19a。图5是示出根据第三实施例的PWM载波信号生成器19b的结构的例子的框图。由此，为了简明起见，省略了第三实施例的功率转换设备与第一或第二实施例相同的的结构的描述。
如图5所示，PWM载波信号生成器19b包括随机数表20、载波频率可允许偏差设置部分21、参考载波频率输出部分22、加法器23、锁存部分24、以及开关信号生成器25。
随机数表20被配置为生成具有在-0.5到+0.5范围中的值的随机信号c。生成的随机信号被输入到载波频率可允许偏差设置部分21。载波频率可允许偏差设置部分21被配置为：基于随机信号c，而设置载波频率的可允许偏差。加法器23将在载波频率可允许偏差设置部分21中获得的作为结果的可允许偏差加到从参考载波频率输出单元22输出的参考载波频率d。将可允许偏差加到参考载波频率d，在锁存部分24中锁存来自加法器23的输出信号，直到从开关信号生成器25输入了开关信号e为止，并且随后，从锁存部分24输出该输出信号，作为瞬时载波频率信号f。开关信号生成器25被配置为生成具有规定频率的开关信号e。
由此，在本发明的第三实施例中，向选通信号生成器12(第一实施例)或12a(第二实施例)中的每个独立地提供PWM载波信号生成器19b。因此，以规定的间隔，随机地改变输出到每相的支路11(图1)、逆变器15(图4)的支路组的支路11的PWM载波信号的频率。
因而，使用第三实施例的PWM载波信号生成器19b，用于支路11(图1)、或逆变器15(图4)的载波频率彼此不相关。因此，由此生成的纹波电流的频率也不相关。纹波电流彼此抵消，并且，可减小公共平滑电容器13的容量。此外，由载波之间的差拍(beat)产生(由最小公倍数的谐振频率的差产生)的容性纹波电流(其可能在设置PWM载波频率时被生成，以便在支路之间不重叠)快速地消失。因此，电容器将不会过热等。因而，载波频率将在固定的时间周期中不变，由此，消除了对重新配置依赖于电压输出控制周期的电流控制属性等的任何需要。
第四实施例
现在参照图6和7，将说明根据第四实施例的功率转换设备。考虑到第一、第二和第四实施例之间的相似性，将对与第一实施例的部分相同的第四实施例的部分赋予与第一或第二实施例的部分相同的附图标记。此外，可能为了简明而省略与第一或第二实施例部分相同的第四实施例的部分的描述。
根据本发明第四实施例的功率转换设备与第一或第二实施例的不同之处在于，在第四实施例中，将PWM载波信号生成器19或19a布置为：选择性地改变随之生成的PWM载波三角波的峰或谷的位置(相位)。由此，为了简明起见，省略了与第一、第二或第三实施例相同的第四实施例的功率转换设备的结构的描述。
图6和7示出了根据第四实施例的波形图，所述波形图示出了第一和第二例子，其中选择性地改变了PWM载波三角波中的峰值的位置。如图6和图7所示，将第四实施例中与PWM载波信号生成器19或19a(在第一和第二实施例的图3和图4中示出)一起提供的选通信号生成器12或12a(在第一和第二实施例的图3和图4中示出)配置为能够生成PWM载波信号三角波，其中PWM载波信号三角波的峰或谷(沟)的位置针对于每个支路11、或支路组(在第一和第二实施例的图3和图4中示出)而独立地改变。
根据第四实施例，可将每个支路11的相位设置为在支路11或支路组之中不相关，而不改变载波频率，由此，消除了对重新配置依赖于电压输出控制周期的电流控制属性等的需要。其它优点包括：不存在每个支路11中的控制能力的瞬时改变。结果，有助于数字型程序的实现。
图6是示出第一例子的波形图，其中以任意方式或随机地改变PWM载波三角波中的峰Pt的位置。如图6所示，例如，PWM载波三角波P(用于创建修改的PWM载波信号的相比较的三角波)中的谷Pb的位置是固定的，而峰Pt的位置被改变为先前和后续的谷之间的任意或随机的位置(相位)(如由白色箭头所示)。在图6中，图线g指示对应相的相电压参考信号，而图线h指示逆变器高端(high side)选通信号。
在第四实施例中、并参照第一和第二实施例的图3和图4，将向选通信号生成器(12或12a)提供的可变PWM载波信号生成器(19或19a)配置为能够在周期T内，单独或任意地改变PWM载波三角波P的峰的位置(时间或相位)(图6)。因此，不需要为每个支路11或每个支路组预先设置不同的峰和谷位置。由此，如果需要，可容易地将附加的支路11添加到逆变器。
图7是示出第二例子的波形图，其中，以任意方式或随机地改变PWM载波三角波P中的峰Pt的位置。如图7所示，例如，PWM载波三角波P中的谷Pb的位置是固定的，而峰Pt的位置(相位)的改变率v1、v2、v3......(度)对于每个支路11而变化(vn是第n支路的改变率)。例如，如果将初始相位设置为x(0)，则第i周期的峰的位置(相位)变为x(0)+(i-1)v。在相位x超过了360°的情况下，该过程在x-360度上重新开始。
换句话说，在图7中图解的第二例子中，通过任意且独立地改变PWM载波信号三角波的峰或谷的位置在PWM载波信号三角波的每个周期的变化的改变率，而将选通信号生成器(12或12a)布置为可变PMW选通信号生成器块。改变率(即，PWM载波信号三角波的峰或谷在每个周期的移动速率)对于每个支路11而改变。执行改变率变化操作，以便将不会在支路11之中或支路组之中的每个周期内占据相同的位置(相位)。因而，可使用较简单的方法来任意地改变PWM载波信号三角波的峰或谷的位置在每个周期内变化的速率。
尽管在图6和图7中，说明了峰Pt的位置改变、而谷Pb的位置固定的例子，然而，本领域的技术人员从此公开中清楚，可改变谷Pb的位置，或者可改变峰Pt和谷Pb两者的位置，以便实现根据本发明第四实施例的功率转换设备。
术语的一般性解释
在理解本发明的范围时，在这里使用的术语“包括”及其派生词意欲成为开放的术语，其指定所述特征、元素、组件、组、整体和/或步骤，但不排除其它未描述的特征、元素、组件、组、整体和/或步骤的存在。前面的描述还使用于具有类似含义的词，如术语“包含”、“具有”及其派生词。并且，术语“部分”、“部件”、“部”、“组件”或“元件”在以单数形式使用时可具有单个部分或多个部分的双重含义。在这里使用的用来描述由组件、部件、装置等执行的操作或功能的术语“检测”包括不需要物理检测的组件、部件、装置等，但还包括用来执行操作或功能的确定、测定、建模、预测或计算等。在这里使用的用来描述装置的组件、部件或部分的术语“被配置”包括被构造和/或编程来执行期望功能的硬件和/或软件。
尽管仅选择了一些所选实施例来说明本发明，但本领域的技术人员从此公开中清楚，可在这里作出各种改变和修改，而不会背离在所附权利要求中定义的本发明的范围。例如，可根据需要和/或期望而改变各种组件的大小、形状、位置或朝向。被示出为直接连接或彼此接触的组件可具有被置于它们之间的中间结构。可通过两个元素来执行一个元素的功能，并且，反之亦然。可在另一个实施例中采用一个实施例的结构和功能。在特定实施例中，不需要同时呈现所有优点。与现有技术区别的每一个特征(单独或与其它特征组合)也应被视为申请人的进一步发明的独立描述，其包括通过这样的特征实现的结构和/或功能概念。由此，仅为了说明、而不是为了限制由所附权利要求及其等价物定义的本发明的目的，提供了根据本发明的实施例的以上描述。

Claims (14)

1.一种用于将来自电源的直流转换为多相交流的功率转换设备，该功率转换设备包括：
多个载波信号生成器，被配置和布置为分别独立地生成并传送多个载波信号；
多个选通信号生成器，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；以及
多个支路，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。
2.如权利要求1所述的功率转换设备，其中，
将支路分组为多个支路组，所述支路组包括与多相交流的每相相对应的支路，
每个选通信号生成器分别连接到每个支路组，并被配置和布置为将每相的命令值与载波信号中的对应一个相比较，以生成用于支路组中的对应一个的接通/关断信号。
3.如权利要求1所述的功率转换设备，其中，
载波信号生成器被配置和布置为产生具有相互不同频率的载波信号。
4.如权利要求3所述的功率转换设备，其中，
每个载波信号生成器被配置和布置为将载波信号的最低频率设定在可听见的频带以上。
5.如权利要求3所述的功率转换设备，其中，
每个载波信号生成器被配置和布置为：以与规定数目周期相对应的规定间隔，改变载波信号的频率。
6.如权利要求3所述的功率转换设备，其中，
每个载波信号生成器被配置和布置为：以固定的间隔随机地改变载波信号的频率。
7.如权利要求1所述的功率转换设备，其中，
每个载波信号生成器被配置和布置为：改变与载波信号相对应的载波的峰和谷中的至少一个的位置。
8.如权利要求7所述的功率转换设备，其中，
每个载波信号生成器被配置和布置为：在载波的一个周期内，改变载波的峰和谷中的至少一个的位置。
9.如权利要求7所述的功率转换设备，其中，
每个载波信号生成器被配置和布置为：使在载波的一个周期内改变载波的峰和谷中的至少一个的位置的改变率变化。
10.一种电机系统，包括：
输入引脚，连接到直流电源；
多个相线圈，对应于多相交流的每相；
多个支路，被置于输入引脚和相线圈之间；
电容器，被置于输入引脚和支路之间；
多个载波信号生成器，被配置和布置为分别独立地生成并传送多个载波信号；以及
多个选通信号生成器单元，被配置和布置为：生成并传送通过比较从载波信号生成器传送的载波信号中的对应一个和多相交流的每相的命令值而获得的接通/关断信号。
11.如权利要求10所述的电机系统，其中，
与多相交流的每相并联地安装相线圈，
将支路分组为多个支路组，所述支路组包括与多相交流的每相相对应的支路，
选通信号生成器单元包括分别连接到支路组的多个选通信号生成器，和
每个载波信号生成器被配置和布置为：独立地生成载波信号、并将载波信号传送到选通信号生成器中的对应一个。
12.如权利要求10所述的电机系统，还包括：
外壳，其整体地容纳相线圈、支路、电容器、载波信号生成器和选通信号生成器单元。
13.如权利要求12所述的电机系统，其中，
相线圈被布置为同心缠绕的线圈，并且
每个支路分别连接到同心缠绕的线圈中的每个。
14.一种用于将来自电源的直流转换为多相交流的功率转换设备，该功率转换设备包括：
载波信号生成装置，用于独立地生成并传送多个载波信号；
选通信号生成装置，用于通过比较多相交流的每相的命令值和从载波信号生成装置接收的载波信号中的对应一个，而生成多个接通/关断信号；以及
开关装置，用于基于从选通信号生成装置传送的接通/关断信号，将直流转换为多相交流的每相。
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