CN105099227A - 三相半波倍电压整流装置及电机驱动装置和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种三相半波倍电压整流装置、一种电机驱动装置以及一种空调器，其中，装置包括：三相电源；整流器，整流器具有输入端、第一输出端和第二输出端，整流器的输入端与三相电源相连；第一电容，第一电容的一端与整流器的第一输出端相连；第二电容，第二电容的一端与第一电容的另一端相连，第二电容的另一端与整流器的第二输出端相连，其中，第一电容和第二电容之间的连接点与三相电源的中性点端子相连，整流器的第一输出端和第二输出端为三相半波倍电压整流装置的输出端。由此，本发明的装置避免了电容两端的电压超过耐压值的情况发生，安全可靠。而且，不需要分压电阻，没有电阻消耗电能，减少了能量损失。

Description

三相半波倍电压整流装置及电机驱动装置和空调器

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种三相半波倍电压整流装置，一种电机驱动装置以及一种空调器。

背景技术

将三相交流电源变换成直流电压的整流电路一般包括二极管和电解电容。其中，三相电源的相间电压的有效值是380Vrms，设计时考虑的直流电压为800Vdc，即电解电容的耐压需要在800V以上，由于电解电容的原理问题，电解电容的耐压无法在500Vdc以上，一个电解电容的耐压不足。

相关技术提出一种三相全波整流装置，如图1所示，将两个耐压为500V的电解电容串联连接，从而得到1000Vdc的耐压。如果两个电解电容的电容值C1’和C2’完全相等且泄漏电流也完全相等，则每个电解电容的分压是直流电压V0’的一半。但是，在电解电容的泄漏电流的会随着时间发生变化的，假设电解电容的电容值的增加幅度是±20％，泄漏电流的增加幅度是±20％，这样，在最恶劣的情况下，即第一电解电容C1’的泄漏电流增加20％，第二电解电容C2’的泄漏电流减少20％’，V1’与V2’相对直流电压V0’的比分别变为40％与60％。由此，在电解电容的泄漏电流的随着时间发生变化的情况下，分压V1’和V2’会发生很大变化，并且存在超过电解电容的耐压的可能性，存在安全隐患。

相关技术还提出一种三相全波整流装置，如图2所示，在图1所示的第一电解电容C1’的两端并联第一电阻R1’，以及在图1所示的第二电解电容C2’的两端并联第二电阻R2’电解电容的分担电压V1’和V2’由第一电阻R1’和第二电阻R2’的阻值比决定，而不是由泄漏电流比决定。但是，其存在的缺点是，电阻R1’和R2’会损耗电能，并且电阻因电能流过会发热还需对其散热，另外，电阻占用的位置也较大。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种三相半波倍电压整流装置，该装置能够解决相关技术中两个电容的分压随着泄漏电流的变化而变化的问题，避免了电容两端的电压超过耐压值的情况发生。

本发明的另一个目的在于提出一种电机驱动装置。本发明的又一个目的在于提出一种空调器。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种三相半波倍电压整流装置，包括：三相电源；整流器，所述整流器具有输入端、第一输出端和第二输出端，所述整流器的输入端与所述三相电源相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述整流器的第一输出端相连；第二电容，所述第二电容的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第二电容的另一端与所述整流器的第二输出端相连，其中，所述第一电容和所述第二电容之间的连接点与所述三相电源的中性点端子相连，所述整流器的第一输出端和第二输出端为所述三相半波倍电压整流装置的输出端。

根据本发明实施例提出的三相半波倍电压整流装置，将整流器的输入端与三相电源相连，并将第一电容的一端与整流器的第一输出端相连，第二电容的一端与第一电容的另一端相连，第二电容的另一端与整流器的第二输出端相连，且第一电容和第二电容之间的连接点与三相电源的中性点端子相连，整流器的第一输出端和第二输出端为三相半波倍电压整流装置的输出端。由此，将第一电容和第二电容之间的连接点与三相电源的中性点端子相连，从而由三相电源决定第一电容的分压和第二电容的分压，解决相关技术中两个电容的分压随着泄漏电流的变化而变化的问题，避免了电容两端的电压超过耐压值的情况发生，安全可靠。与相关技术中采用并联分压电阻的阻值比决定第一电容和第二电容的分压相比，本发明的装置不需要分压电阻，没有电阻消耗电能，减少了能量损失。

在本发明的实施例中，所述第一电容和第二电容可为电解电容。

在本发明的实施例中，所述第一电容和第二电容的电容值可相等。

在本发明的一个实施例中，所述的三相半波倍电压整流装置还包括：第一电感，所述第一电感连接在所述整流器的第一输出端和所述第一电容之间；第二电感，所述第二电感连接在所述整流器的第二输出端和所述第二电容之间。

具体地，可根据所述第一电感和第二电感的电感值调整所述三相半波倍电压整流装置的功率因数或直流电压。并且，还可根据所述第一电感的电感值与所述第二电感的电感值的乘积调整所述三相半波倍电压整流装置的中性点电流。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出一种电机驱动装置，包括：所述的三相半波倍电压整流装置；驱动器，所述驱动器与所述三相半波倍电压整流装置相连，所述驱动器用于根据所述三相半波倍电压整流装置的输出驱动电机。

根据本发明实施例提出的电机驱动装置，驱动器根据三相半波倍电压整流装置的输出驱动电机，从而避免了三相半波倍电压整流装置中电容两端的电压超过耐压值的情况发生，安全可靠。

为达到上述目的，本发明又一方面实施例提出一种空调器，包括：所述的三相半波倍电压整流装置。

根据本发明实施例提出的空调器，采用三相半波倍电压整流装置，能够避免三相半波倍电压整流装置中电容两端的电压超过耐压值的情况发生，安全可靠。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为一种相关技术中的三相全波整流装置的电路原理图；

图2为另一种相关技术中的三相全波整流装置的电路原理图；

图3为根据本发明实施例的三相半波倍电压整流装置的电路原理图；

图4为根据本发明一个实施例的三相半波倍电压整流装置的电路原理图；

图5为根据本发明一个实施例的三相半波倍电压整流装置分解后的电路原理图；

图6为根据本发明另一个实施例的三相半波倍电压整流装置的电路原理图；

图7为根据本发明另一个实施例的三相半波倍电压整流装置分解后的电路原理图；

图8为根据本发明一个实施例的三相半波倍电压整流装置中三相电源端子与中性点的端子之间的电压的波形示意图；

图9为根据本发明一个实施例的三相半波倍电压整流装置中第一电感和第二电感两端的电压的波形示意图；

图10为根据本发明一个实施例的三相半波倍电压整流装置中电感值与直流电压和功率因数之间的关系曲线图；

图11为根据本发明一个实施例的三相半波倍电压整流装置中流过第一电感的电流之间的波形示意图；

图12为根据本发明一个实施例的三相半波倍电压整流装置中流过第二电感的电流之间的波形示意图；

图13为根据本发明一个实施例的三相半波倍电压整流装置中相电流Ia的波形示意图；

图14为根据本发明一个具体实施例的三相半波倍电压整流装置中电感值等于30mH时中性点电流的波形示意图；

图15为根据本发明一个实施例的三相半波倍电压整流装置中中性点电流的波形示意图；

图16为根据本发明一个实施例的三相半波倍电压整流装置中相电流Ia和中性点电流与电感值之间的关系曲线示意图；

图17为根据本发明一个实施例的三相半波倍电压整流装置中中性点电流等于三相电源的相电流时电容值与电感值的关系曲线示意图；以及

图18为根据本发明实施例的电机驱动装置的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在参照附图来描述根据本发明实施例提出的三相半波倍电压整流装置及具有其的电机驱动装置之前，先来简单介绍一下相关技术中的三相全波整流电路。

我国的三相电源的相间电压的有效值是380Vrms，将三相电源经过半波整流或者全波整流，则整流后的直流电压为537.4Vdc，即380Vrms乘以并且，由于三相电源的电压会有一定的变动，考虑三相电源的相间电压的最低变化范围为±10％，即380Vrms提高10％为418Vrms，则整流后的直流电压变为591Vdc。另外，采用此直流电压对电机进行变频控制的过程中，由于电机在刹车或开关电机内的元件时最高会产生的一倍电压过冲，即591Vdc×2，因此设计电路元件时需要采取过电压对策，预留一定的设计余量，由于电机一般配备吸收元件，最合适的过电压对策是预留30％以上的余量设计电路元件，因而，在设计电路时需假设直流电压在770Vdc以上。此外，由于欧洲的三相电源的相间电压的有效值是415V，因而，在设计电路时需假设直流电压在840Vdc以上，北美的三相电源的相间电压的有效值是460Vrms，因而，在设计电路时需假设直流电压在930Vdc以上。

以三相电源的相间电压的有效值是380Vrms为例，假设直流电压为800Vdc，那么，电解电容的耐压需要在800V以上，但是，由于电解电容的原理问题，电解电容的耐压无法在500Vdc以上，这样，一个电解电容的耐压不足。

由此，相关技术提出一种三相全波整流装置，如图1所示，假设第一电解电容的电容值是C1’、第二电解电容的电容值是C2’，第一电解电容的分压是V1’、第二电解电容的分压是V2，直流电压为V0’。则第一电解电容的电压V1’＝C2’/(C1’+C2’)×V0’、第二电解电容的电压V2’＝C1’/(C1’+C2’)×V0’。需要说明的是，第一电解电容和第二电解电容的泄漏电流比决定分担电压V1’和V2’，上述针对V1’和V2’的计算仅适用于泄漏电流基本为零的电容。但是，电解电容的泄漏电流会因为电压、温度、未施加电压的时间的不同而不同，而且电解电容的泄漏电流也会随着使用时间的增加而增加，即电解电容的泄漏电流经过几年后会有很大的变化。。

如果两个电解电容的电容值C1’和C2’完全相等且泄漏电流也完全相等，则每个电解电容的分压是直流电压V0’的一半。即言，如果直流电压V0’是800V，则分担电压V1’是400V，分担电压V2’也是400V。假设电解电容的电容值的增加幅度是±20％，泄漏电流的增加幅度是±20％，这样，在最恶劣的情况下，即第一电解电容C1’的泄漏电流增加20％，第二电解电容C2’的泄漏电流减少20％’，V1’与V2’相对直流电压V0’的比分别变为40％与60％，即言，如果直流电压V0’是800Vdc，则分担电压V1’为320Vdc，分担电压V2’为480Vdc，其中，480Vdc相对电解电容的耐压500V只有一点点余量。由此，在电解电容的泄漏电流的随着时间发生变化的情况下，分压V1’和V2’会发生很大变化，并且存在超过电解电容的耐压的可能性，存在安全隐患。

相关技术还提出一种三相全波整流电流，如图2所示，在图1所示的第一电解电容C1’的两端并联第一电阻R1’，以及在图1所示的第二电解电容C2’的两端并联第二电阻R2’。这样，设计第一电阻R1’和第二电阻R2’的阻值，使流过电阻的电流远大于泄漏电流，从而能够忽视泄漏电流的影响，电解电容的分担电压V1’和V2’由第一电阻R1’和第二电阻R2’的阻值比决定，而不是由泄漏电流比决定。也就是说，泄漏电流的变化不对分担电压V1与V2产生很大影响。但是，相关技术存在的缺点是，电阻R1’和R2’会损耗电能，并且电阻因电能流过会发热还需对其散热，另外，电阻占用的位置也较大。

基于上述的问题，本发明提出了一种三相半波倍电压整流装置及具有其的电机驱动装置。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的三相半波倍电压整流装置及具有其的电机驱动装置。

图3为根据本发明实施例的三相半波倍电压整流装置的电路原理图。如图3所示，该三相半波倍电压整流装置包括：三相电源10、整流器20、第一电容C1和第二电容C2。在本发明的实施例中，三相电源10输出三相交流电给整流器20，整流器20对三相交流电进行整流，并输出直流电压。

如图3所示，整流器20具有输入端、第一输出端和第二输出端，整流器20的输入端与三相电源10相连；第一电容C1的一端与整流器20的第一输出端相连；第二电容C2的一端与第一电容C1的另一端相连，第二电容C2的另一端与整流器20的第二输出端相连，其中，第一电容C1和第二电容C2之间的连接点与三相电源10的中性点端子N相连，整流器20的第一输出端和第二输出端为三相半波倍电压整流装置的输出端。

也就是说，三相电源10采用三相四线制，提供三相的三相电源端子A、B、C以及中性点端子N，三相电源10的三相电源端子A、B、C与整流器20的输入端相连，中性点端子N与第一电容C1和第二电容C2相连，其中，中性点端子N可以接地。由此，由三相电源决定第一电容的分压和第二电容的分压，解决两个电容的分压随着泄漏电流的变化而变化的问题，避免了电容两端的电压超过耐压值的情况发生，安全可靠。与相关技术中采用并联分压电阻的阻值比决定第一电容和第二电容的分压相比，本发明的装置不需要分压电阻，没有电阻消耗电能，减少了能量损失。

在本发明实施例中，第一电容C1和第二电容C2可为电解电容。

在本发明实施例中，第一电容C1和第二电容C2的电容值可相等。

具体地，在本发明一个实施例中，如图4所示，整流器20包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6。其中，第一二极管D1的阴极与第一电容C1的一端相连，第二二极管D2的阴极与第一二极管D1的阳极相连，第二二极管D2的阳极与第二电容C2的另一端相连，第三二极管D3的阴极与第一二极管D1的阴极相连，第四二极管D4的阴极与第三二极管D3的阳极相连，第四二极管D4的阳极与第二二极管D2的阳极相连，第五二极管D5的阴极与第一二极管D1的阴极相连，第六二极管D6的阴极与第五二极管D5的阳极相连，第六二极管D6的阳极与第二二极管D2的阳极相连，其中，第一二极管D1和第二二极管D2之间的连接点与三相电源10的三相电源端子A相连，第三二极管D3和第四二极管D4之间的连接点与三相电源10的三相电源端子B相连，第五二极管D5和第六二极管D6之间的连接点与三相电源10的三相电源端子C相连。

进一步地，在本发明的一个实施例，对图4所示的电路原理图进行分解，得到如图5所示的分解后的电路原理图，也就是说，将图4所示的电路原理图变成正电压的三相半波整流电路100与负电压的三相半波整流电路200的串联电路的组合，其中，图5中的虚线为实际连接。

这样，只对正电压三相半波整流电路100或者负电压三相半波整流电路200进行分析即可。只是，流过中性点端子N的电流是流过正电压三相半波整流电路100的电流和流过负电压三相半波整流电路200的电流的累加电流。

在本发明的另一个实施例中，如图6和图7所示，三相半波倍电压整流装置还包括：第一电感L1和第二电感L2。其中，第一电感L1连接在整流器20的第一输出端和第一电容C1之间；第二电感L2连接在整流器20的第二输出端和第二电容C2之间。也就是说，第一电感L1的一端与第五二极管D5的阴极相连，第一电感L1的另一端与第一电容C1的一端相连；第二电感L2的一端与第六二极管D6的阳极相连，第二电感L2的另一端与第二电容C2的另一端相连。

具体地，在本发明的另一个实施例中，如图6和图7所示，三相电源10的三相电源端子A、B、C的电压分别为Va、Vb、Vc，三相电源10的三相电源端子A、B、C的电流分别为Ia、Ib、Ic，电流Ia、Ib、Ic的流动方向如图6和图7中对应的箭头方向所示，中性点的端子N的电压为E，中性点电流为Ie，电流Ie的流动方向如图6和图7中对应的箭头方向所示，第一电感L1的电源侧电压为Vp1，第一电感L1的电容侧电压为Vp、流过第一电感L1的电流为IL1、第二电感L2的电源侧电压为Vn1、第二电感L2的电容侧为Vn、流过第二电感L2的电流为IL2，电流IL1、IL2的流动方向如图6和图7中对应的箭头方向所示。三相半波倍电压整流装置得到的直流电压V0＝Vp-Vn。

在本发明的另一个实施例，对图6所示的电路原理图进行分解，得到如图7所示的分解后的电路原理图，也就是说，将图6所示的电路原理图变成正电压的三相半波整流电路101与负电压的三相半波整流电路201的串联电路的组合，其中，图7中的虚线为实际连接。下面参照图6和图7对三相半波倍电压整流装置进行分析。

以A相电压的相位为基准，三相电源端子A、B、C与中性点的端子N之间的电压Va-E、Vb-E、Vc-E的波形示意图如图8所示。三相电源10的三相电源端子A、B、C之间的相间电压的有效值均为380Vrms，从中性点端子N观测，三相电源端子A、B、C的电压有效值均为220Vrms，即380Vrms除以得到的值，更准确地，从中性点端子N观测，三相电源端子A、B、C的电压有效值均为380V按照分割得到的值219.3Vrms，也就是说，三相电源端子A、B、C与中性点的端子N之间的电压Va-E、Vb-E、Vc-E的有效值均为220Vrms。并且，电压Va-E、Vb-E、Vc-E的最高电压和最低电压分别是311Vdc和-311Vdc，即±220Vrms乘以得到的值，三相电源端子A、B、C的电压的大小相等、相位是各偏离120°。

进一步地，将图8所示的三相电源10的电压输入到整流器20，整流器20对三相电源10的电压进行整流，得到第一电感L1和第二电感L2的电源侧电压Vp1、Vn1，之后第一电感L1、第一电容C1和第二电感L2、第二电容C2对Vp1、Vn1进行滤波，从而得到第一电感L1和第二电感L2电容侧电压Vp、Vn，其中，Vp1、Vn1的波形可以看做是整流器20对三相电源10的电压进行三相半波整流后的波形，Vp、Vn的波形是平滑稳定的电压波形，Vp1、Vn1、Vp、Vn的波形示意图如图9所示。

具体而言，以图7中的正电压三相半波整流电路101为例，三相电源10的电压输入到第一二极管D1、第三二极管D3和第五二极管D5构成的部分整流器，部分整流器对有效值为220Vrms的正弦电压进行三相半波整流，得到三相半波整流后的直流电压Vp1，之后第一电感L1和第一电容C1对Vp1进行滤波，从而在第一电感L1的电容侧，得到稳定的直流电压Vp。具体地，Vp的平均电压是256.6V，是由有效值为220Vrms的正弦电压的最大电压值310.3V乘以得到的值，即另外，对有效值为220Vrms的正弦电压进行三相全波整流后，得到的直流电压的平均电压是310.3V乘以3÷π(即95.5％)得到的值，而进行单相全波整流后，得到的直流电压的平均电压是310.3V乘以2÷π(即63.7％)得到的值。这样，三相半波整流后得到的平均电压是三相全波整流后得到的平均电压的86.6％，与单相全波整流后得到的平均电压是三相全波整流后得到的平均电压的66.7％相比较，三相半波整流后得到的平均电压降低的较小。

以图7中的负电压三相半波整流电路201为例，三相电源10的电压输入到第二二极管D2、第四二极管D4和第六二极管D6构成的部分整流器，部分整流器对有效值为220Vrms的正弦电压进行三相半波整流，得到三相半波整流后的直流电压Vn1，之后第二电感L2和第二电容C2对Vn1进行滤波，从而在第二电感L2的电容侧，得到稳定的直流电压Vn。具体地，Vn的平均电压是-256.6V，是由有效值为220Vrms的正弦电压的最小电压值-310.3V乘以 $1.5\×\sqrt{3}\÷\mathrm{\π}(=82.7\%)$ 得到的值，即 $-256.6V=-310.3V$ $\×1.5\×\sqrt{3}\÷\mathrm{\π}.$

由此，Vp为256.6Vdc、Vn为-256.6Vdc，则三相半波倍电压整流装置得到的直流电压V0＝Vp-Vn＝256.6-(-256.6)＝513.2Vdc。

另外，相关技术中的三相全波整流电路时对有效值为380Vrms的正弦电压进行三相全波整流，得到的直流电压的平均值可以根据下式获得， $=513.2\mathrm{Vdc}.$

由此，本发明实施例的三相半波倍电压整流装置得到的直流电压的平均值与相关技术中的三相全波整流电路得到的直流电压的平均值完全一致。也就是说，本发明实施例的三相半波倍电压整流装置与相关技术中的三相全波整流电路具有相同的整流效果，即直流电压的平均值完全一致。

在本发明的一个实施例中，可根据第一电感L1和第二电感L2的电感值调整三相半波倍电压整流装置的功率因数或直流电压V0。其中，可同时调整第一电感L1的电感值与第二电感L2的电感值以使第一电感L1的电感值与第二电感L2的电感值一直相等。

也就是说，在三相半波倍电压整流装置中加入第一电感L1和第二电感L2后，构成无源PFC(功率因数校正)电路，从而改善电源功率因数，有效提高能量利用率。

具体地，如图6所示，在三相半波倍电压整流装置的输出端之间可连接串联的负载R，即负载R的一端与第一电感L1的另一端相连，负载R的另一端与第二电感L2的另一端相连。在本发明的一个具体示例中，三相电源10的三相电源端子A、B、C之间可输出有效值为380Vrms、频率为50Hz的正弦电压，负载R的功率可为1kW，第一电容C1和第二电容C2的电容值可为470μF。

在上述参数条件下，可获得图10所示的第一电感L1的电感值与第一电感L1的电容侧直流电压Vp和功率因数之间的关系曲线图。根据图10可知，在电感值大于0小于37.053mH时，直流电压随着电感值的增加而减小，在电感值大于等于37.053mH时，直流电压Vp的平均值基本维持在256.6Vdc不变，其中，电感值接近于0，直流电压Vp的平均值越接近于310.3V，即有效值为220Vrms的正弦电压的最大电压。另外，功率因数随着电感值的增加而增加，其中，在电感值为37.053mH时，功率因数是77.6％。

同样地，在上述参数条件下，可第二电感L2的电感值与第二电感L2的电容侧直流电压Vn和功率因数之间的关系曲线。即在电感值大于0小于37.053mH时，直流电压随着电感值的增加而增加，在电感值大于等于37.053mH时，直流电压Vn的平均值基本维持在-256.6Vdc不变，其中，电感值接近于0，直流电压Vn的平均值越接近于-310.3V，即有效值为220Vrms的正弦电压的最小电压。另外，功率因数随着电感值的增加而增加，其中，在电感值为37.053mH时，功率因数是77.6％。

这样，根据直流电压V0的平均值＝Vp-Vn，可得到第一电感L1和第二电感L2的电感值调整直流电压V0。

由此，即根据第一电感L1和第二电感L2的电感值调整三相半波倍电压整流装置的功率因数或直流电压，从而改善电源功率因数，有效提高能量利用率。

另外，在本发明的一个实施例中，还可根据第一电感L1的电感值与第二电感L2的电感值调整三相半波倍电压整流装置的中性点电流Ie。具体地，可根据第一电感L1的电感值与第二电感L2的电感值的矢量运算调整三相半波倍电压整流装置的中性点电流Ie。其中，可同时调整第一电感L1的电感值与第二电感L2的电感值以使第一电感L1的电感值与第二电感L2的电感值一直相等。

具体地，如图11所示为流过第一电感L1的电流IL1的波形示意图，以及图12所示为流过第二电感L2的电流IL2的波形示意图。在三相电源10的三相电源端子A、B、C之间输出有效值为380Vrms、频率为50Hz的正弦电压，负载R的功率为1kW，第一电容C1和第二电容C2的电容值为470μF的参数条件下，在第一电感L1和第二电感L2的电感值为3mH、10mH、30mH、36.052mH、50mH和200mH时，获得了图11所示的流过第一电感L1的电流IL1的波形示意图，以及图12所示的流过第二电感L2的电流IL2的波形示意图。

具体来说，假设第一电感L1的电感值与第二电感L2的电感值一直相等，由图11可知，在L1的电感值大于37.053mH时，流过第一电感L1的电流IL1为直流电流，且电流值不变为0，流过第一电感L1的直流电流IL1的平均值保持不变。例如，L1的电感值大于37.053mH时，流过第一电感L1的直流电流IL1的平均值是1.949Adc，即言，由图10可知在负载R的功率P为1kW、L1的电感值大于37.053mH时，直流电压V0的平均值是513.2V，可根据IL1＝P/V0＝1000W/513.2V计算出IL1的平均值等于1.949A。而在L1的电感值大于0小于37.053mH时，直流电压V0将增加，直流电流IL1的平均值减小，例如，L1的电感值为3mH时，流过第一电感L1的直流电流IL1的平均值是1.67Adc，例如，由图10可知，在负载R的功率P为1kW、L1的电感值大于3mH时，直流电压V0的平均值是Vp-Vn＝296.14Vdc-(-296.14Vdc)＝592.28Vdc，可根据IL1＝P/V0＝1000W/592.28计算出IL1的平均值等于1.67Adc。由此可知，可通过调整第一电感L1的电感值调整流过第一电感L1的电流IL1。

同样地，由图12所示的流过第二电感L2的电流IL2的波形示意图可知，在L2的电感值大于37.053mH时，流过第二电感L2的电流IL2为直流电流，且电流值不变为0，流过第二电感L2的直流电流IL2的平均值保持不变，而在L2的电感值大于0小于37.053mH时，直流电压V0将增加，直流电流IL2的平均值减小。这样，可通过调整第二电感L2的电感值调整流过第二电感L2的电流IL2。

另外，可以理解的是，图11和图12的电流IL1和电流IL2的波形示意图是三相电流Ia、Ib、Ic混合流过第一电感L1和第二电感L2时产生的波形图，其中，参照图8以A相电压相位为参考相位，相位在0度到30度之间时，相电流Ia为0，相电流Ic流过第一电感L1和第二电感L2并流入电源端子B；相位在30度到90度之间时，相电流Ic为0，相电流Ia流过第一电感L1和第二电感L2并流入电源端子B；相位在90度到150度之间时，相电流Ib为0，相电流Ia流过第一电感L1和第二电感L2并流入电源端子C；相位在150度到210度之间时，相电流Ia为0，相电流Ib流过第一电感L1和第二电感L2并流入电源端子C；相位在210度到270度之间时，相电流Ic为0，相电流Ib流过第一电感L1和第二电感L2并流入电源端子A；相位在270度到330度之间时，相电流Ib为0，相电流Ic流过第一电感L1和第二电感L2并流入电源端子A；相位在330度到360度之间时，相电流Ia为0，相电流Ic流过第一电感L1和第二电感L2并流入电源端子B。

这样，在本发明的一个实施例中，相电流Ia的波形示意图如图13所示。相位在0度到30度之间时，相电流Ia为0；相位在30度到150度之间时，相电流Ia与流过第一电感L1的电流IL1一致；相位在150度到210度之间时，相电流Ia为0；相位在210度到330度之间时，相电流Ia与流过第二电感L2的电流IL2一致；相位在330度到360度之间时，相电流Ia为0。由图13可知，第一电感L1和第二电感L2的电感值越大，相电流Ia越小。

进一步地，由于中性点电流Ie是IL1与IL2进行矢量运算后得到，这样，可根据图11和图12获得流过中性点端子N的电流Ie。

具体地，在电感值等于30mH时，中性点电流Ie的波形示意图如图14所示。从图13和图14可知，电感值等于30mH时，IL1与IL2是直流电流与150Hz交流电流的叠加、Ie只是150Hz的交流电流。并且，相电流Ia、Ib以及Ic的有效值均为2.007Arms、IL1·IL2的有效值是2.458Arms、IL1·IL2的平均值是1.9045Amean，中性点电流Ie的有效值是3.071Arms，其中，“·”表示矢量运算，例如矢量叠加运算。

在第一电感L1和第二电感L2的电感值为3mH、30mH、37.053mH、57.6mH、100mH、200mH时，中性点电流Ie的波形示意图如图15所示。由图15可知，第一电感L1和第二电感L2的电感值越大，中性点电流Ie越小。

另外，在第一电感L1和第二电感L2的电感值为3mH、30mH、37.053mH、57.6mH、100mH、200mH时，可分别计算相电流Ia的有效值和中性点电流Ie的有效值，从而得到图16所示的相电流Ia和中性点电流与电感值之间的关系曲线示意图。根据图16可知，在电感值小于57.58mH时，中性点电流Ie的有效值一直大于相电流Ia的有效值；在L等于57.58mH时，中性点电流的有效值Ie等于相电流Ia的有效值，例如1.745Arms；在电感值大于57.58mH时，中性点电流Ie的有效值一直小于相电流Ia的有效值。另外，相电流Ib和相电流Ic与电感值之间的关系和相电流Ia与电感值之间的关系基本相同，这里不再赘述。因此、在电感值大于57.58mH时，中性点电流Ie不会出现大于三相电源10的三相电流Ia、Ib、Ic的情况。

具体地，在电感值是60mH时，功率因数是87.6％、三相电流的有效值是1.733Arms、中性点电流Ie的有效值是1.672Arms。

另外，在本发明的一个实施例中，在三相电源10的三相电源端子A、B、C之间可输出有效值为380Vrms、频率为50Hz的正弦电压，负载R的功率为1kW，第一电容C1的电容值为470μF的参数条件下，可调整第二电容C2的电容值，以使电容值从220μF到1000μF进行变化，并在第二电容C2的电容值分别为220μF、330μF、660μF、820μF和1000μF时，分别获取中性点电流Ie等于三相电源的相电流时的第一电感L1、第二电感L2的电感值。如图17所示，在电容值为220μF时，中性点电流Ie等于三相电源的相电流时的电感值为60.33mH；在电容值为220μF时，中性点电流Ie等于三相电源的相电流时的电感值为60.33mH；在电容值为330μF时，中性点电流Ie等于三相电源的相电流时的电感值为58.6mH；在电容值为660μF时，中性点电流Ie等于三相电源的相电流时的电感值为56.89mH；在电容值为820μF时，中性点电流Ie等于三相电源的相电流时的电感值为56.56mH；在电容值为1000μF时，中性点电流Ie等于三相电源的相电流时的电感值为56.31mH。

并且，根据图16可知，在电容值为470μF时，中性点电流Ie等于三相电源的相电流时的电感值为57.58mH。由此，与图16的470μF相比，图17中的电容值的增长幅度为46.8％到213％；与图16的57.58mH相比，图17中的电感值的增长幅度为+4.8％到-2.2％。由此，电容值的变化对中性点电流Ie等于三相电源的相电流时的电感值基本没有影响。

这样，可仅调整第一电感L1的电感值与第二电感L2的电感值以使中性点电流Ie等于三相电源的相电流。

需要说明的是，图11和图16是在三相电源10的三相电源端子A、B、C之间输出有效值为380Vrms、频率为50Hz的正弦电压，负载R的功率为1kW，第一电容C1和第二电容C2的电容值为470μF的参数条件下获得。即，在上述参数条件下，为了使得直流电流IL1、IL2连续，需要保证第一电感L1与第二电感L2的电感值大于等于37.053mH；为了使得中性点电流Ie小于或等于三相电源的相电流，需要保证第一电感L1与第二电感L2的电感值大于等于57.58mH。

在上述实施例中，以三相电源10输出的正弦电压的有效值为380Vrms、负载R的功率为1kW的参数条件为基准，来获取使直流电流IL1、IL2连续的电感值Lr和使中性点电流Ie小于或等于三相电源的相电流的电感值Le。这样，在负载R的功率仍然为1kW，三相电源10输出的正弦电压进行调整，例如正弦电压的有效值为220Vrms时，电感值Lr是从37.053mH变为12.42mH，即37.053×(220/380)2＝12.42；在负载R的功率仍然为1kW，三相电源10输出的正弦电压的有效值仍然为380Vrms，负载R的功率为5kW时，电感值Lr从37.053mH变为7.41mH，即37.053×(1000/5000)＝7.41。

由此，可总结出，电感值Lr、Le是三相电源电压的有效值的二次方成正比、跟负载的功率成反比。这样，在三相电源10输出的正弦电压和负载R调整时，可根据以下公式计算使直流电流IL1、IL2连续的电感值Lr和使中性点电流Ie小于或等于三相电源的相电流的电感值Le：

Lr＝0.2566×Vx2/Wx，Le＝0.3988×Vx2/Wx

其中，Vx为三相电源输出的正弦电压的有效值，Wx为负载R的功率，Lr和Le的单位为mH。

综上，根据本发明实施例提出的三相半波倍电压整流装置，将整流器的输入端与三相电源相连，并将第一电容的一端与整流器的第一输出端相连，第二电容的一端与第一电容的另一端相连，第二电容的另一端与整流器的第二输出端相连，且第一电容和第二电容之间的连接点与三相电源的中性点端子相连，整流器的第一输出端和第二输出端为三相半波倍电压整流装置的输出端。由此，将第一电容和第二电容之间的连接点与三相电源的中性点端子相连，从而由三相电源决定第一电容的分压和第二电容的分压，解决相关技术中两个电容的分压随着泄漏电流的变化而变化的问题，避免了电容两端的电压超过耐压值的情况发生，安全可靠。与相关技术中采用并联分压电阻的阻值比决定第一电容和第二电容的分压相比，本发明的装置不需要分压电阻，没有电阻消耗电能，减少了能量损失。并且，可根据第一电感和第二电感调节三相半波倍电压整流装置的直流电压、功率因数和

图18为根据本发明实施例的电机驱动装置的电路原理图。如图18所示，电机驱动装置包括：三相半波倍电压整流装置1和驱动器2。其中，驱动器2与三相半波倍电压整流装置1相连，驱动器2用于根据三相半波倍电压整流装置1的输出驱动电机3。

根据本发明实施例提出的电机驱动装置，驱动器根据三相半波倍电压整流装置的输出驱动电机，从而避免了三相半波倍电压整流装置中电容两端的电压超过耐压值的情况发生，安全可靠。

本发明实施例还提出一种空调器，空调器包括：三相半波倍电压整流装置。

根据本发明实施例提出的空调器，采用三相半波倍电压整流装置，能够避免三相半波倍电压整流装置中电容两端的电压超过耐压值的情况发生，安全可靠。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种三相半波倍电压整流装置，其特征在于，包括：

三相电源；

整流器，所述整流器具有输入端、第一输出端和第二输出端，所述整流器的输入端与所述三相电源相连；

第一电容，所述第一电容的一端与所述整流器的第一输出端相连；

第二电容，所述第二电容的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第二电容的另一端与所述整流器的第二输出端相连，其中，所述第一电容和所述第二电容之间的连接点与所述三相电源的中性点端子相连，所述整流器的第一输出端和第二输出端为所述三相半波倍电压整流装置的输出端。

2.如权利要求1所述的三相半波倍电压整流装置，其特征在于，所述第一电容和第二电容为电解电容。

3.如权利要求2所述的三相半波倍电压整流装置，其特征在于，所述第一电容和第二电容的电容值相等。

4.如权利要求1所述的三相半波倍电压整流装置，其特征在于，还包括：

第一电感，所述第一电感连接在所述整流器的第一输出端和所述第一电容之间；以及

第二电感，所述第二电感连接在所述整流器的第二输出端和所述第二电容之间。

5.如权利要求4所述的三相半波倍电压整流装置，其特征在于，根据所述第一电感和第二电感的电感值调整所述三相半波倍电压整流装置的功率因数或直流电压。

6.如权利要求4所述的三相半波倍电压整流装置，其特征在于，根据所述第一电感的电感值与所述第二电感的电感值调整所述三相半波倍电压整流装置的中性点电流。

7.一种电机驱动装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-5任一项所述的三相半波倍电压整流装置；

驱动器，所述驱动器与所述三相半波倍电压整流装置相连，所述驱动器用于根据所述三相半波倍电压整流装置的输出驱动电机。

8.一种空调器，其特征在于，包括：

如权利要求1-5任一项所述的三相半波倍电压整流装置。