CN103190061B

CN103190061B - 滤波电路以及具备该滤波电路的双向电力变换装置

Info

Publication number: CN103190061B
Application number: CN201180053410.7A
Authority: CN
Inventors: 樋口刚; 原英则
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: US20130241290A1; WO2012063573A1; JPWO2012063573A1; JP5522265B2; EP2639950A1; CN103190061A

Abstract

本发明提供滤波电路，其用于双向地交换电能的电力变换装置，与电能的移动方向无关地，降低传导噪声和高次谐波。本发明的滤波电路具备：第1滤波器（4），其具有串联连接的两个第1电容器（C1）、与两个第1电容器（C1）各自的一端连接的两个单相交流电抗器（L2）、一端与两个第1电容器（C1）的中性点连接的第2电容器（C2）、以及连接在两个单相交流电抗器（L2）的另一端之间的第3电容器（C3）；以及第2滤波器（2），其具有两个共模扼流圈（L3）、以及串联连接在两个共模扼流圈（L3）的一端之间的两个第4电容器（C4）。

Description

滤波电路以及具备该滤波电路的双向电力变换装置

技术领域

本发明涉及滤波电路以及具备该滤波电路的双向电力变换装置。

背景技术

关于双向地交换电能的电力变换装置，有以下这样的装置：具备将供给的电源变换为直流电力的变流器和将直流电力变换为交流电力的逆变器的电力变换装置、以及使用两个反向并联连接并能够在单向上分别独立地接通断开的双向半导体开关而构成的矩阵变流器装置等。

作为该电力变换装置的一例，可以举出专利文献1中记载的电流型逆变器。该专利文献1的电流型逆变器由在将交流变换为直流的同时控制直流电流的大小的变流器、与变流器的直流输出侧连接并使直流电流的波纹平滑的直流电抗器、与直流电抗器连接并将直流变换为电压可变且频率可变的交流电压的逆变器、以及与逆变器的输出侧连接的负载构成，在输入侧具备吸收高次谐波的滤波器交流电抗器和滤波器/电容器，在输出侧具备吸收高次谐波的滤波器/电容器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许2755609号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，所述电流型逆变器在输入侧和输出侧分别附加有滤波电路，如在输入侧附加有输入滤波器、在输出侧附加有输出滤波器。

因此，本发明的目的在于提供一种滤波电路以及具备该滤波电路的双向电力变换装置，该滤波电路被用于像力行动作和再生动作、或者放电动作和充电动作那样双向地交换电能的电力变换装置，与电能的移动方向无关地，降低传导噪声和高次谐波。

用于解决课题的手段

为了解决所述课题，根据本发明的一个观点，应用一种滤波电路，其特征在于，具备：第1滤波器，该第1滤波器具有串联连接的两个第1电容器、与该两个第1电容器各自的一端连接的两个单相交流电抗器、一端与所述两个第1电容器的中性点连接的第2电容器、以及连接在所述两个单相交流电抗器的另一端之间的第3电容器；以及第2滤波器，该第2滤波器具有两个共模扼流圈、以及串联连接在该两个共模扼流圈的一端之间的两个第4电容器，所述第2电容器的另一端与所述两个第4电容器的中性点连接。

另外，应用一种双向电力变换装置，其具备所述滤波电路和具有直流电压输入输出端子以及交流电压输入输出端子的双向电力变换部，其特征在于，所述双向电力变换部是将所述第1电容器用作平滑用电容器的能够双向进行电力变换的电流型逆变器，所述第1滤波器配置在所述交流电压输入输出端子与商用电源或者负载之间，所述第2滤波器配置在所述直流电压输入输出端子与直流电压源之间。

另外，应用如下的双向电力变换装置，所述双向电力变换装置还具备：控制部，其根据电压指令信号对所述双向电力变换部进行PWM控制；以及第1开关，其能够将所述第1滤波器选择连接到所述商用电源或者所述负载中的任意一方，所述第1开关将所述选择连接的状态信号输出到所述控制部。

另外，应用如下的双向电力变换装置，所述双向电力变换装置还具备：直流电压检测器，其对所述直流电压源的直流电压进行检测而将直流电压信号输出到所述控制部；以及交流电压检测器，其将单相交流电压信号输出到所述控制部，在所述第1开关将所述第1滤波器连接到所述商用电源的情况下，所述控制部对所述双向电力变换部进行PWM控制，使得所述电压指令信号与所述直流电压信号一致，在所述第1开关将所述第1滤波器连接到所述负载的情况下，所述控制部对所述双向电力变换部进行PWM控制，使得所述电压指令信号与所述单相交流电压信号一致。

另外，应用如下的双向电力变换装置，所述双向电力变换部具备直流电抗器和矩阵变流器电路，所述直流电抗器的一端连接到所述直流电压输入输出端子的正极侧，所述矩阵变流器电路具有一端连接到所述直流电抗器的另一端的第1、4双向开关、一端连接到所述直流电压输入输出端子的正极侧的第2、5双向开关、以及一端连接到所述直流电压输入输出端子的负极侧的第3、6双向开关，所述第1至3双向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的U端子侧，所述第4至6双向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的V端子侧。

另外，可以应用如下的双向电力变换装置，所述双向电力变换部具备直流电抗器和矩阵变流器电路，所述直流电抗器的一端连接到所述直流电压输入输出端子的正极侧，所述矩阵变流器电路具有一端连接到所述直流电抗器的另一端的第1、3双向开关、以及一端连接到所述直流电压输入输出端子的负极侧的第2、4双向开关，所述第1、2双向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的U端子侧，所述第3、4双向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的V端子侧。

另外，可以应用如下的双向电力变换装置，所述双向电力变换装置还具备进行所述直流电压源的极性选择并与第2滤波器连接的第2开关，所述双向电力变换部具备直流电抗器和矩阵变流器电路，所述直流电抗器的一端连接到所述直流电压输入输出端子的正极侧，所述第2开关将进行了所述极性选择后的状态信号输出到所述控制部，所述矩阵变流器电路具有：一端连接到所述直流电抗器的另一端，从所述直流电压输入输出端子侧向所述交流电压输入输出端子侧进行电力变换的第1、3单向开关；以及一端连接到所述直流电压输入输出端子的负极侧，从所述交流电压输入输出端子侧向所述直流电压输入输出端子侧进行电力变换的第2、4单向开关，所述第1、2单向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的U端子侧，所述第3、4单向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的V端子侧。

另外，应用如下的双向电力变换装置，在所述第2开关将所述直流电压源以正极性连接到所述第2滤波器，并且连接了所述负载的情况下，所述控制部对所述双向电力变换部进行如下这样的PWM控制：当所述交流电压输入输出端子的U端子的电位为V端子的电位以上时，接通所述第1、2单向开关，接着接通所述第4单向开关，接着断开所述第2单向开关，将所述直流电压源的电能供给到所述负载，当所述交流电压输入输出端子的U端子的电位小于V端子的电位时，接通所述第3、4单向开关，接着接通所述第2单向开关，接着断开所述第4单向开关，将所述直流电压源的电能供给到所述负载；在所述第2开关将所述直流电压源以相反极性连接到所述第2滤波器，并且连接了所述商用电源的情况下，所述控制部对所述双向电力变换部进行如下这样的PWM控制：当所述交流电压输入输出端子的U端子的电位为V端子的电位以上时，接通所述第2、3单向开关，接着接通所述第1单向开关，接着断开所述第 3单向开关，将所述商用电源的电能供给到所述直流电压源，当所述交流电压输入输出端子的U端子的电位小于V端子的电位时，接通所述第1、4单向开关，接着接通所述第3单向开关，接着断开所述第1单向开关，将所述商用电源的电能供给到所述直流电压源。

发明效果

根据本发明，滤波电路具有输入滤波器和输出滤波器这两者的功能，因此具备该滤波电路的双向电力变换装置能够降低针对电源侧的传导噪声、高次谐波、以及负载侧的传导噪声。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的双向电力变换装置的结构图。

图2是本发明的第2实施方式的双向电力变换装置的结构图。

图3是本发明的第3实施方式的双向电力变换装置的结构图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。另外，对于同一结构附上同一符号，从而适当省略重复说明。

<第1实施方式>

首先，参照图1，对本发明的第1实施方式的双向电力变换装置100的结构进行说明。

如图1所示，本发明的第1实施方式的双向电力变换装置100包括：直流电压源1；输入滤波器2（第2滤波器）；双向电力变换部3；输出滤波器4（第1滤波器）；直流电压检测器5；交流电压检测器6；开关7（第1开关）；控制部8；商用电源9；以及负载10。另外，为方便起见，以电能从直流电压源1向负载10移动时为基准，将双向电力变换部3的直流电压源1侧作为输入侧，将经由开关7连接的商用电源9、负载10侧作为输出侧进行说明。

直流电压源1使用了具有作为直流电压源的功能的电池。输入滤波器2为第2滤波器，具备共模扼流圈L3和串联连接的多个电容器C4。共模扼流圈L3以相同极性连接到直流电压源1的各端子。串联连接的多个电容器C4连接在直流电压源1的端子之间。而且，电容器C4的中性点n经由电容器C2连接到后述的串联连接的多个电容器C1的连接点（中性点n’）。

双向电力变换部3具有矩阵变流器电路31和直流电抗器L1，在输入侧具有P、N端子，在输出侧具有U、V端子。而且，矩阵变流器电路31在输入侧具有R、S、T端子，P端子与S端子连接，N端子与T端子连接。

矩阵变流器电路31具有作为半导体开关元件的IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管）（S1至S12）和二极管（D1至D12），针对作为单向开关发挥作用的各IGBT，将每两个IGBT反向并联连接，作为6个双向开关（以下，将6个双向开关分别称为第1至6双向开关）发挥作用，第1、4双向开关的一端通过R端子与直流电抗器L1连接，第2、5双向开关的一端通过S端子与直流电压输入输出端子（P、N）的正极侧（P）连接，第3、6双向开关的一端通过T端子与直流电压输入输出端子（P、N）的负极侧（N）连接。另外，第1至3双向开关的另一端与交流电压输入输出端子（U、V）的U端子连接，第4至6双向开关的另一端与交流电压输入输出端子（U、V）的V端子连接。

直流电抗器L1的一端经由共模扼流圈L3的一个线圈与直流电压源1的正极侧连接且与S端子连接，另一端通过R端子与第1、4双向开关的一端连接。

矩阵变流器电路31根据来自控制部8的选通信号进行切换，在连接于输入侧的直流电压源1与连接于输出侧的商用电源9或者负载10之间双向地进行电能的交换（电力变换）。

双向电力变换部3如上所述构成，进行与具有升压功能的可再生电力的电流型逆变器等效的动作。

输出滤波器4为第1滤波器，具备：串联连接的多个电容器C1；电容器C2；电容器C3；两个作为正常模式设备的单相交流电抗器L2。另外，在输出滤波器4中，串联连接的多个电容器C1的两端分别与端子U、V连接，电容器C3的两端分别与开关7的端子A、B连接。

单相交流电抗器L2中的一方与双向电力变换部3的U端子和电容器C3的一端连接，另一方与V端子和电容器C3的另一端连接。换言之，将单相交流电抗器L2的两个端子作为输入输出端子，在一端侧并联连接电容器C1和矩阵变流器电路31。

通过将作为正常模式设备的两个单相交流电抗器L2分别配置于U端子、V端子，从而对于共模路径，作为单相交流电抗器L2的电感的一半的电感发挥作用，因此能够减小共模扼流圈L3的电感，还能够获得降低传导噪声的效果。

串联连接的多个电容器C1并列连接在双向电力变换部3的输出U、V端子之间。电容器C1的连接点（中性点n’）经由电容器C2而与电容器C4的中性点n连接，因此，利用电容器C1，获得了作为双向电力变换部3的平滑用电容器的作用和降低传导噪声以及高次谐波的效果。

直流电压检测器5检测直流电压源1的电压，作为直流电压信号Vdc输出至控制部8。

交流电压检测器6检测电容器C3的两端的电压，作为单相交流电压信号Vuv输出至控制部8。

开关7具备端子A、B、S1至S4，具有如下功能：对商用电源9和负载10进行选择来进行连接，将其选择的状态信息作为切换信号SW1（状态信号）输出至控制部8。在选择商用电源9的情况下，开关7将A端子切换到S1，将B端子切换到S3，在选择负载10的情况下，开关7将A端子切换到S2，将B端子切换到S4。由未图示的上位装置提供对该开关7的切换指令。

控制部8利用电压指令信号Vref、直流电压信号Vdc、单相交流电压信号Vuv、切换信号SW1，进行PWM控制，向双向电力变换部3输出选通信号。电压指令信号Vref与切换信号SW1联动而通过未图示的上位装置向控制部8施加直流电压指令或单相交流电压指令。

通过这样的结构，根据来自上位装置的指令，对开关7进行切换，其状态信息作为切换信号SW1输入到控制部8。控制部8在根据切换信号SW1判定为选择了连接在开关7的端子S1-S3之间的商用电源9时，在对直流电压源1进行充电的方向上进行电力变换控制，使得电压指令信号Vref与直流电压信号Vdc一致，控制部8在判定为选择了连接在开关7的端子S2-S4之间的负载10时，在对直流电压源1进行放电的方向上进行电力变换控制，使得电压指令信号Vref与单相交流电压信号Vuv一致。

另外，在第1实施方式的双向电力变换装置100中，在图1中串联连接的多个电容器C4与共模扼流圈L3的正极侧连接，但也可以与负极侧连接，而且，也可以是去除了共模扼流圈L3的结构。

在该情况下，虽然在直流电压源1上形成的杂散电容、共模路径的电感会对谐振频率产生影响，但是对于传导噪声、高次谐波的降低具有同样的效果。

如上所述，本实施方式的双向电力变换装置100的输出滤波器4将电容器C1兼用于平滑的用途和降低传导噪声及高次谐波的用途这两个方面，从而实现了部件的通用化，并且，经由电容器C2连接中性点n与n’，从而减小了使传导噪声旁通的路径的阻抗。

这样，关于输出滤波器4，在电能从商用电源9移动至直流电压源1的充电时能够降低向商用电源9侧流出的传导噪声和高次谐波，并且在电能从直流电压源1移动至负载10的放电时，能够降低针对负载10的传导噪声。

<第2实施方式>

以上，对本发明的第1实施方式的双向电力变换装置100进行了说明。接着，参照图2，对本发明的第2实施方式的双向电力变换装置200进行说明。

该第2实施方式的双向电力变换装置200与第1实施方式的双向电力变换装置100的不同点在于，具有双向电力变换部3’来代替双向电力变换部3，而其他结构相同。因此，以下为了便于说明，适当省略重复说明，以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。

双向电力变换部3’具有矩阵变流器电路32和直流电抗器L1，在输入侧具有P、N端子，在输出侧具有U、V端子。而且，矩阵变流器电路32在输入侧具有R、S端子，P端子与R端子经由直流电抗器L1连接，N端子与S端子直接连接。

矩阵变流器电路32具有作为半导体开关元件的IGBT（S1至S8）和二极管（D1至D8），针对作为单向开关发挥作用的各IGBT，将每两个IGBT反向并联连接，作为4个双向开关（以下，也将4个双向开关分别称为第1至4双向开关）发挥作用，第1、3双向开关的一端通过R端子与直流电抗器L1连接，第2、4双向开关的一端通过S端子与直流电压输入输出端子（P、N）的负极侧（N）连接。另外，第1、2双向开关的另一端与交流电压输入输出端子（U、V）的U端子连接，第3、4双向开关的另一端与交流电压输入输出端子（U、V）的V端子连接。

直流电抗器L1的一端经由共模扼流圈L3的1个线圈与直流电压源1的正极侧连接，另一端通过R端子与第1、3双向开关的一端连接。

矩阵变流器电路32根据来自控制部8的选通信号进行切换，在连接于输入侧的直流电压源1与连接于输出侧的商用电源9或者负载10之间，双向地进行电能的交换（电力变换）。

本实施方式的双向电力变换装置200虽然在上述方面不同，但与第1实施方式的双向电力变换装置100同样地进行与具有升压功能的可再生电力的电流型逆变器等效的动作，并起到相同的效果。

<第3实施方式>

接着，参照图3，对本发明的第3实施方式的双向电力变换装置300进行说明。

该第3实施方式的双向电力变换装置300与第1实施方式的双向电力变换装置100的不同点在于具有双向电力变换部3’’来代替双向电力变换部3，与此相伴，构成为还具备开关11（第2开关），而其他结构相同。因此，以下为了便于说明，适当省略重复说明，以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。

双向电力变换部3’’具备矩阵变流器电路33和直流电抗器L1，在输入侧具有P、N端子，在输出侧具有U、V端子。而且，矩阵变流器电路33在输入侧具有R、S端子，P端子与R端子经由直流电抗器L1连接，N端子与S端子直接连接。

矩阵变流器电路33是将具备IGBT（S1至S4）和二极管（D1至D4）的4个单向开关（以下，也将4个单向开关分别称为第1至4单向开关）进行桥接而构成的，第1、3单向开关的一端通过R端子与直流电抗器L1连接，第2、4单向开关的一端通过S端子与直流电压输入输出端子（P、N）的负极侧（N）连接。另外，第1、2单向开关的另一端与交流电压输入输出端子（U、V）的U端子连接，第3、4单向开关的另一端与交流电压输入输出端子（U、V）的V端子连接。

直流电抗器L1的一端通过P端子与共模扼流圈L3的一个线圈连接，另一端通过R端子与第1、3单向开关的一端连接。

开关11具备端子A、B、S1至S4，并设置于直流电压源1与输入滤波器2之间，该开关11具有如下功能：使直流电压源1成为相反极性，进行极性选择而与输入滤波器2连接，将其极性选择的状态信息作为切换信号SW2（状态信号）输出至控制部8。开关11的端子A连接到直流电压源1的正极侧，端子B连接到负极侧，在将直流电压源1以正极性连接到输入滤波器2的情况下，将A端子切换到S1、将B端子切换到S3，在以相反极性进行连接的情况下，将A端子切换到S2、将B端子切换到S4。由未图示的上位装置施加对该开关11的切换指令。

控制部8利用电压指令信号Vref、直流电压信号Vdc、单相交流电压信号Vuv、切换信号SW1以及SW2，进行PWM控制，向双向电力变换部3’’输出选通信号。电压指令信号Vref与切换信号SW1和SW2联动而通过未图示的上位装置向控制部8施加直流电压指令或单相交流电压指令。

接着，对控制部8中进行的选通信号的运算进行简单说明。

控制部8在根据切换信号SW1、SW2以及单相交流电压信号Vuv，判定为负载10、直流电压源1以正极性连接（U端子的电位VU≧V端子的电位VV）的情况下，通过下述动作，向负载10供给直流电压源1的电能。

即，控制部8接通第1、2单向开关，按照直流电压源1的正极侧→直流电抗器L1→二极管（D1）→IGBT（S1）→二极管（D2）→IGBT（S2）→直流电压源1的负极侧这一路径流过电流，在直流电抗器L1中储备能量。

接着，控制部8接通第4单向开关。在此，二极管（D4）处于反向偏置状态，因此不导通，电流路径也没有变化。

接着，控制部8断开第2单向开关，接通二极管（D4），将直流电抗器L1作为电流源，按照直流电压源1的正极侧→直流电抗器L1→二极管（D1）→IGBT（S1）→电容器C1以及负载10→二极管（D4）→IGBT（S4）→直流电压源1的负极侧这一路径流过电流，将直流电抗器L1的电能放出到电容器C1和负载10。

这样地向负载10供给直流电压源1的电能。

在（U端子的电位VU<V端子的电位VV）的情况下，接通第3、4单向开关，接着，接通第2单向开关，接着，断开第4单向开关，将直流电压源1的电能供给到负载10。

另外，控制部8在根据切换信号SW1和SW2、以及单相交流电压信号Vuv，判定为商用电源9、直流电压源1以相反极性连接（U端子的电位VU≧V端子的电位VV）的情况下，接通第2、3单向开关，接着，接通第1单向开关，接着，断开第3单向开关，将商用电源9的电能供给到直流电压源1。

而且，在（U端子的电位VU<V端子的电位VV）的情况下，接通第1、4单向开关，接着，接通第3单向开关，接着，断开第1单向开关，将商用电源9的电能供给到直流电压源1。

因此，即使双向电力变换部3’’具备桥接地构成的4个单向开关，通过使控制部8 与开关7、开关11取得同步而进行控制，也能够在双向上控制电能，以将对直流电压源1的电压进行升压而实施电力变换后的单相交流电压供给到负载10，或者，将对商用电源9的电压进行降圧而实施电力变换后的直流电压供给到直流电压源1。

本实施方式的双向电力变换装置300虽然在上述方面不同，但与第1实施方式的双向电力变换装置100同样地进行与具有升压功能的可再生电力的电流型逆变器等效的动作，并起到相同的效果。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本领域技术人员可以在不脱离本发明的主旨的范围内，从上述实施方式进行适当变更，另外，也可以将上述实施方式和变更例的手法适当组合而进行利用。即，不言而喻，进行了这样的变更等的技术也包含在本发明的技术范围内。

例如，虽然说明了使用由IGBT和二极管串联连接而成的元件作为单向开关元件的例子，但是作为单向开关元件，也可以使用反向导通阻止型的IGBT（RB-IGBT：Reverse Blocking-Insulated Gate Bipolar Transistor），并省略二极管。另外，当将RB-IGBT应用于双向性开关时，无需使用IGBT中所需的反向耐压保护用的二极管，即可构成双向模块。

标号说明

1：直流电压源

2：输入滤波器（第2滤波器）

3、3’、3’’：双向电力变换部

4：输出滤波器（第1滤波器）

5：直流电压检测器

6：交流电压检测器

7、11：开关

8：控制部

9：商用电源

10：负载

31、32、33：矩阵变流器电路

100、200、300：双向电力变换装置

Claims

1.一种双向电力变换装置，其特征在于，

该双向电力变换装置具备：

具有直流电压输入输出端子及交流电压输入输出端子的双向电力变换部；以及

滤波电路，

该滤波电路具备：

配置在所述交流电压输入输出端子与商用电源或者负载之间的第1滤波器；以及

配置在所述直流电压输入输出端子与直流电压源之间的第2滤波器，

所述第1滤波器具有：串联连接的两个第1电容器，该两个第1电容器各自的一端连接在所述交流电压输入输出端子之间，各自的另一端彼此连接；一端与该两个第1电容器各自的一端连接的两个单相交流电抗器；一端与所述两个第1电容器的中性点连接的第2电容器；以及连接在所述两个单相交流电抗器的另一端之间的第3电容器，

所述第2滤波器具有两个共模扼流圈、以及串联连接在该两个共模扼流圈的一端之间的两个第4电容器，所述两个共模扼流圈的另一端与所述直流电压源或者所述直流电压输入输出端子连接，

所述第2电容器的另一端与所述两个第4电容器的中性点连接。

2.根据权利要求1所述的双向电力变换装置，该双向电力变换装置的特征在于，

所述双向电力变换部是将所述第1电容器用作平滑用电容器的能够双向进行电力变换的电流型逆变器。

3.根据权利要求2所述的双向电力变换装置，其特征在于，

所述双向电力变换装置还具备：控制部，其根据电压指令信号对所述双向电力变换部进行PWM控制；以及第1开关，其能够将所述第1滤波器选择连接到所述商用电源或者所述负载中的任意一方，

所述第1开关将所述选择连接的状态信号输出到所述控制部。

4.根据权利要求3所述的双向电力变换装置，其特征在于，

所述双向电力变换装置还具备：直流电压检测器，其对所述直流电压源的直流电压进行检测而将直流电压信号输出到所述控制部；以及交流电压检测器，其将单相交流电压信号输出到所述控制部，

在所述第1开关将所述第1滤波器连接到所述商用电源的情况下，所述控制部对所述双向电力变换部进行PWM控制，使得所述电压指令信号与所述直流电压信号一致，

在所述第1开关将所述第1滤波器连接到所述负载的情况下，所述控制部对所述双向电力变换部进行PWM控制，使得所述电压指令信号与所述单相交流电压信号一致。

5.根据权利要求2～4中的任一项所述的双向电力变换装置，其特征在于，

所述双向电力变换部具备直流电抗器和矩阵变流器电路，

所述直流电抗器的一端连接到所述直流电压输入输出端子的正极侧，

所述矩阵变流器电路具有一端连接到所述直流电抗器的另一端的第1、4双向开关、一端连接到所述直流电压输入输出端子的正极侧的第2、5双向开关、以及一端连接到所述直流电压输入输出端子的负极侧的第3、6双向开关，

所述第1至3双向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的U端子侧，

所述第4至6双向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的V端子侧。

6.根据权利要求2～4中的任一项所述的双向电力变换装置，其特征在于，

所述双向电力变换部具备直流电抗器和矩阵变流器电路，

所述矩阵变流器电路具有一端连接到所述直流电抗器的另一端的第1、3双向开关、以及一端连接到所述直流电压输入输出端子的负极侧的第2、4双向开关，

所述第1、2双向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的U端子侧，

所述第3、4双向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的V端子侧。

7.根据权利要求2所述的双向电力变换装置，其特征在于，

所述双向电力变换装置具备：

控制部，其对所述双向电力变换部进行PWM控制；以及

进行所述直流电压源的极性选择并与第2滤波器连接的第2开关，

所述双向电力变换部具备直流电抗器和矩阵变流器电路，

所述第2开关将进行了所述极性选择后的状态信号输出到所述控制部，

所述矩阵变流器电路具有：一端连接到所述直流电抗器的另一端，从所述直流电压输入输出端子侧向所述交流电压输入输出端子侧进行电力变换的第1、3单向开关；以及一端连接到所述直流电压输入输出端子的负极侧，从所述交流电压输入输出端子侧向所述直流电压输入输出端子侧进行电力变换的第2、4单向开关，

所述第1、2单向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的U端子侧，

所述第3、4单向开关的另一端连接到所述交流电压输入输出端子的V端子侧。

8.根据权利要求7所述的双向电力变换装置，其特征在于，

在所述第2开关将所述直流电压源以正极性连接到所述第2滤波器，并且连接了所述负载的情况下，所述控制部对所述双向电力变换部进行如下这样的PWM控制：

当所述交流电压输入输出端子的U端子的电位为V端子的电位以上时，接通所述第1、2单向开关，接着接通所述第4单向开关，接着断开所述第2单向开关，将所述直流电压源的电能供给到所述负载，

当所述交流电压输入输出端子的U端子的电位小于V端子的电位时，接通所述第3、4单向开关，接着接通所述第2单向开关，接着断开所述第4单向开关，将所述直流电压源的电能供给到所述负载；

在所述第2开关将所述直流电压源以相反极性连接到所述第2滤波器，并且连接了所述商用电源的情况下，所述控制部对所述双向电力变换部进行如下这样的PWM控制：

当所述交流电压输入输出端子的U端子的电位为V端子的电位以上时，接通所述第2、3单向开关，接着接通所述第1单向开关，接着断开所述第3单向开关，将所述商用电源的电能供给到所述直流电压源，

当所述交流电压输入输出端子的U端子的电位小于V端子的电位时，接通所述第1、4单向开关，接着接通所述第3单向开关，接着断开所述第1单向开关，将所述商用电源的电能供给到所述直流电压源。