CN111052578B - 输出电流合成器和电力供给设备 - Google Patents
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Abstract
一种输出电流合成器，其将从多个电力逆变器电路输出的输出电流合成，并且将合成的输出电流作为具有预定频率的合成电流输出，该多个电力逆变器电路将直流电转换为交流电，所述输出电流合成器包括：导体对，其对于每个电力逆变器电路而设置，并且电力逆变器电路的输出电流流向所述导体对；电抗器，其设置在每个导体对上，并且生成与流向导体对的电流的值之间的差相对应的磁通，以减小电流的值之间的差；一对导电部件，导体对并联连接到所述一对导电部件；以及一对输出端子，其设置在一对导电部件上，并且输出合成电流。
Description
技术领域
本发明涉及一种输出电流合成器，其将多个电力逆变器电路的输出电流合成，并且涉及具有该输出电流合成器的电力供给设备。
背景技术
现有技术的电力供给设备被配置为当诸如感应电动机或者感应加热器这样的具有电感元件的负载受到容量控制时，该电力供给设备能够调整供给到所述负载的交流电力的频率。这些电力供给设备通常被配置为使得通过如下过程而获得具有期望频率的交流电力：首先利用电力整流电路将从商用电源供给的交流电力转换为直流电力，而后利用作为逆变器的电力逆变器电路将该直流电力转换为交流电力。
电力供给设备的电力逆变器电路的最大输出由控制该电力逆变器电路主要采用的开关元件的电力的容量决定。因此，电力供给设备被配置为简单的电路结构，其中，当在开关元件的电力允许范围内输出是小的时，通过例如图11所示的一种桥型，即，四个开关元件Q形成一对臂U和V。
根据第一现有技术，当获得较大的输出容量时，通过将多个开关元件Q并联连接到一对臂U和V，例如图12所示，而形成电力逆变器电路(参见例如专利文献1：JP2816692)。然而，在如图12所示的电力逆变器电路中，在广泛使用的电路结构中，特别是低频区中，当频率增大至例如几十kHz以上时，由于并联的开关元件Q之间的电感的微小差异而导致在各个开关元件Q中流通的电流产生变化。
具体地，在图12中，由于输出端子t与臂之间的距离关系导致电感以从臂U4(V1)到臂U1(V4)顺序增大，因此流经各个开关元件Q的电流也以该顺序减小。因此，产生在电感的差最大的臂U4(V1)与臂U1(V4)之间的大约20％至30％的范围内的电流值的变化。以这种方式，在图12所示的配置的实例中，如图13的电流波形图所示，当变化增大时，基于变化的下降率以各个开关元件的额定电力的大约30％降低并使用。因此，针对恒定的输出容量，需要更多切换元件，并且电路结构复杂，使得担心导致可制造性下降或者设备成本增加。
因此，第二现有技术的电力供给设备被配置为例如使用由诸如铁芯这样的磁性材料形成的平衡器防止流经各个开关元件的电流的变化(参见例如专利文献2：JPH11-299252A)。
例如，如图14所示，通过在电流的方向变为反向的状态下与其他导线L组合，与例如四个系统的电力逆变器电路连接的两条导线L插入到形成为筒状的多个磁体的芯T中。即，任意一条导线L在轴向上从芯T的一端侧插入，并且另一条导线L在轴向上从芯T的另一端侧插入。利用该配置，当流向两条导线L的电流的值相同时，由电流的流通产生的磁通处于相互抵消状态，并且芯T不用作电感。同时，当电流的值不同时(在变化的情况下)，与电流值之间的差的大小相应地在芯T处生成磁通，并且在芯T的两端处产生该生成的磁通的电感。该电感在分别流经两条导线L的电流的变化减小的方向上作用。电流的变化通过多个芯T而有效地减小，并且不平衡率被抑制到5％以下。
在第三现有技术中，例如图15所示，四个系统的电力逆变器电路(区块1至4)通过臂对U1-V1至U4-V4并联连接到一对导电部件，其中，输出端子设置在导电部件的长度方向上的一端处(参见例如专利文献3：JP4445216)。将连接在距离一对输出端子最远的位置处的臂U4-V4的连接位置与一对输出端子之间的电感用作基准，并且使臂U1-V1之间的导体间距增大为例如等同于臂U1-V1的连接位置与一对输出端子之间的电感同基准之间的差的电感。类似的，臂U2-V2之间的导体间距和臂U3-V3之间的导体间距分别依据臂U2-V2和臂U3-V3的连接位置而增大。利用该配置，抑制了由于电感的差而导致产生四个系统的各个电力逆变器电路的输出电流的变化。
此外，臂对U1-V1至U4-V4插入到形成为筒状的磁体的芯T1至T4中。利用该配置，当流向臂U1的电流的值和流向臂V1的电流的值不同时，例如，通过将臂U1-V1插入到芯T1内而形成的电抗器产生了减小电流值之差的电抗。因此，获得了从四个系统的电力逆变器电路输出的输出电流的额外平衡。
专利文献1：JP2816692
专利文献2：JPH11-299252A
专利文献3：JP4445216
在第二现有技术的电力供给设备中，受限于电力逆变器电路设置在偶数的系统中的电路结构，并且难以提高通用性。性比之下，在第三现有技术的电力供给设备中，不限于电力逆变器电路设置在偶数系统中的电路结构，并且提高了通用性。
同时，近来已经开发了诸如SiC-MOSFET这样的具有比较大的容量的开关元件，并且随着开关元件的容量的增大，电力逆变器电路的一个系统的输出电流也已经增大。随着一个系统的输出电流的增大，在第三现有技术的电力供给设备中，大的开关元件也使用在臂对U1-V1至U4-V4中。
在第三现有技术的电力供给设备中，依据各个臂U1-V1至U4-V4的连接位置与一对输出端子之间的电感，各个臂U1-V1至U4-V4的导体间距加宽，并且伴随臂U1-V1至U4-V4的扩大，臂U1-V1至U4-V4所插入的筒状芯T1至T4需要扩大。
然而，通常分配的筒状芯的直径受限。当依据要插入的臂的尺寸和导体间距而制造标准直径之中的大直径的芯时，存在难以实现可制造性的提高以及设备成本的降低的问题。AL值是芯的一个特性，通常，大径的芯具有低的AL值，并且由于电抗器减小了流向要插入的臂的电流值之差，因此存在性能降低的担忧。
发明内容
一个以上的实施例提供了一种输出电流合成器和电力供给设备，其能够以简单的配置抑制多个系统的电力逆变器电路的输出电流的变化，并且能够实现可制造性的提高和设备成本的降低。
在方面(1)中，一种输出电流合成器，其将从多个电力逆变器电路输出的输出电流合成，并且将合成的所述输出电流作为具有预定频率的合成电流输出，所述电力逆变器电路将直流电转换为交流电，所述输出电流合成器包括：导体对，其设置为与每个所述电力逆变器电路连接，并且所述电力逆变器电路的输出电流流向所述导体对；电抗器，其设置在每个所述导体对上，并且生成与流向导体对的电流的值之间的差相对应的磁通，以减小电流的值之间的差；一对导电部件，导体对并联连接到所述一对导电部件；以及一对输出端子，其设置在一对导电部件上，并且输出合成电流。在所述一对导电部件中距离所述一对输出端子最远的位置处连接的所述导体对的连接位置与所述一对输出端子之间的电感被定义为基准电感。所述导体对中的一个导体对的导体间距关联于该一个导体对的连接位置与所述一对输出端子之间的电感同所述基准电感的差。每个所述电抗器均具有第一芯部件和第二芯部件，所述第一芯部件和所述第二芯部件互相组合，并且形成能够被所述导体对插入的环。所述环在其周向上包括在所述导体对的分离方向上延伸的两个弧。所述第一芯部件和所述第二芯部件以与所述弧交叉的面作为边界而在所述分离方向上在所述两个弧中的每个弧处能够分离。
在方面(2)中，一种电力供给设备包括：多个电力逆变器电路，该多个电力逆变器电路被配置为将直流电转换为交流电；以及根据方面(1)所述的输出电流合成器。
根据方面(1)和(2)，输出电流合成器和电力供给设备能够以简单的配置抑制多个系统的电力逆变器电路的输出电流的变化，并且能够实现可制造性的提高和设备成本的降低。
附图说明
图1是图示出根据本发明的实施例的电力供给设备的示意性电路结构的简单连接图。
图2是图示出实施例中的电力逆变器电路的电路图。
图3是图示出实施例中的电力逆变器电路与输出电流合成单元之间的关系框图。
图4是图示出实施例中的臂V1与V4的电流值之间的关系的波形图。
图5A是图示出实施例中的电抗器的配置实例的示意图。
图5B是图示出实施例中的电抗器的配置实例的示意图。
图5C是图示出实施例中的电抗器的配置实例的示意图。
图6A是图示出实施例中的电抗器的另一个配置实例的示意图。
图6B是图示出实施例中的电抗器的另一个配置实例的示意图。
图6C是图示出实施例中的电抗器的另一个配置实例的示意图。
图7是图示出实施例中的电抗器的再一个配置实例的示意图。
图8是图示出实施例中的电抗器的又一个配置实例的示意图。
图9是图示出实施例中的电抗器的又一个配置实例的示意图。
图10是图示出根据本发明的另一个实施例的电力供给设备的示意性电路结构的简单连接图。
图11是图示出现有技术的电力供给设备中的电力逆变器电路的电路图。
图12是图示出第一现有技术的电力供给设备中的电力逆变器电路的电路图。
图13是图示出图12的电力供给设备的臂V1与V4的电流值之间的关系的波形图。
图14是图示出用于实现第二现有技术中的电力供给设备的电力逆变器电路的输出电流的平衡的配置的说明图。
图15是第三现有技术的电力供给设备的框图。
具体实施方式
后文中，将参考附图描述本发明的实施例。在本实施例中，将以实例的方式描述在感应加热器等中使用的、用于转换到高频电力的电压型电力供给设备，但是本实施例不限于此，并且可以应用到将电力供给到任意负载的配置。将给出使四个系统的电力逆变器电路的输出电流平衡这样的配置作为实例，然而电力逆变器电路不限于四个系统，并且可以对应于多个系统。图1是图示出根据本实施例的电力供给设备的示意性电路结构的简单连接图。图2是图示出电力逆变器电路的电路图。图3是图示出电力逆变器电路与输出电流合成单元之间的关系的框图。
(电力供给设备的配置)
在图1中，100表示电力供给设备，并且该电力供给设备100将从例如三相交流电源供给的交流(AC)电转换为具有所需频率的交流电。电力供给设备包括电力转换电路200和用作输出电流合成器的输出电流合成单元300。
电力转换电路200将例如作为商用交流电源的三相交流电转换为具有预定频率的交流电。电力转换电路200具有一个电力整流器电路210以及作为例如四个系统的逆变器的电力逆变器电路220(区块1至4)。
电力整流器电路210将作为商用交流电源的三相交流电转换为直流(DC)电。电力整流器电路210具有：例如作为主动整流装置的晶闸管，其具有门极作为控制极；以及例如平滑装置的电容，其使所述晶闸管整流的具有脉动的直流电平滑。晶闸管被控制为使得在运行期间其输出电压变为预定的电压。平滑装置不限于电容，并且可以是使用电抗器等的装置。即，可以使用电流型或者电压型平滑装置。作为诸如晶闸管这样的主动整流装置的替代，可以使用例如作为被动整流装置的二极管进行整流。
例如，如图2和3所示，四个系统的电力逆变器电路220具有一对输入端221，通过电力整流器电路210转换的直流电施加到该输入端。多个串联电路并联连接在这些输入端221之间，诸如由例如Si或者SiC形成的金属氧化物半导体场效应晶体管这样的一对开关元件222串联连接到各个串联电路。即，配置如下的串联电路：在每个串联电路中，一个开关元件222的源极连接到另一个开关元件222的漏极。由锁相环电路(未示出)发送的控制电压信号同时输入到各个开关元件222的栅极。锁相环电路被控制为使得从电力供给设备输出的交流电的频率变为负载的谐振频率。
作为导体的臂U1至U4和V1至V4设置在串联电路中的开关元件222的连接点处。对于这些臂U1至U4和V1至V4，使用由例如具有良好的导通性的铜形成的汇流条。如图2所示，第一电力逆变器电路220(区块1)由开关元件222A1、222B1、222C1和222D1组成。第二电力逆变器电路220(区块2)由开关元件222A2、222B2、222C2和222D2组成。第三电力逆变器电路220(区块3)由开关元件222A3、222B3、222C3和222D3组成。第四电力逆变器电路220(区块4)由开关元件222A4、222B4、222C4和222D4组成。臂对U1-V1设置在区块1中。臂对U2-V2设置在区块2中。臂对U3-V3设置在区块3中。臂对U4-V4设置在区块4中。
电容(未示出)在各个区块1至4中设置在四个系统的电力逆变器电路220(区块1至4)的各自的正极侧与负极侧之间。在图2和3中，设置在各个区块1至4中的电容被示出为连接在输入端221之间的等效电容C。在本实施例中，已经描述了如下情况：其中，用作开关元件222的串联电路的八个串联电路并联连接以形成四个区块1至4，然而串联电路的数量以及区块的数量不限于此。
输出电流合成单元300通过使从四个系统的电力逆变器电路220输出的电流的大小相等而保持四个系统的输出电流的平衡。该输出电流合成单元300具有多个电抗器310、一对导电部件320以及一对合成电流输出端子330。
例如，分别由磁性材料形成的环状芯用作电抗器310。例如，四个电抗器310设置为对应于四个系统(区块1至4)的电力逆变器电路220。这些电抗器310被布置为使得区块1至4的臂对U1-V1至U4-V4插入到电抗器310的内周侧中。具体地，从区块1引出的臂U1-V1插入到电抗器310T1中，从区块2引出的臂U2-V2插入到电抗器310T2中，从区块3引出的臂U3-V3插入到电抗器310T3中，并且从区块4引出的臂U4-V4插入到电抗器310T4中。
一对导电部件320用作汇流条，连接到臂对U1-V1至U4-V4，并且将从四个系统的电力逆变器电路220输出的输出电流合成。例如，铜板被用作导电部件320，该铜板分别由具有良好的导通性的铜形成并且具有大约3mm至4mm的厚度尺寸。合成电流输出端子330连接到导电部件320的长度方向上的一端。一对合成电流输出端子330输出由一对导电部件320合成的合成电流。例如，一对合成电流输出端子330连接到未示出的诸如感应电机或者感应加热线圈这样的负载，将由一对导电部件320合成的合成电流供给到负载，并且例如通过驱动感应电机或者使用感应加热线圈感应加热待被加热的对象而激活负载。
一对导电部件320在预定的条件下连接臂对U1-V1至U4-V4。即，导电部件320与臂对连接为使得四个系统(区块1至4)的电力逆变器电路220处于并联状态，并且使得在一对导电部件320与臂对U1-V1至U4-V4的连接位置之间的关系中，区块1至4的电感具有相同的值。具体地，以连接在距离一对合成电流输出端子330最远处并且在一对导电部件320中产生的电感最大的区块4为基准，导电部件320与臂U1-V1至U4-V4连接为使得臂U1-V1至U4-V4的间隔(导体间距)随着连接位置接近一对合成电流输出端子330而加宽，并且增大了在臂对的间隔中产生的电感。
例如，一对导电部件320的铜板具有100mm的宽度尺寸和2mm的间隔，并且当臂对U1至U4-V1至V4在一对导电部件320的长度方向上以160mm的间距以并联状态连接时，臂U1-V1至U4-V4的连接位置中的相邻两个连接位置之间的一对导电部件320的电感为大约50nH。当区块4的臂U4-V4之间的间隔为1mm时，通过将在一对导电部件320中产生的电感减小50nH的位置处的区块3的臂U3-V3之间的间隔设定为1+Δmm，使臂U3-V3之间的间隔中产生的电感增大50nH，通过将在一对导电部件320中产生的电感进一步减小50nH(总共100nH)的位置处的区块2的臂U2-V2之间的间隔设定为1+2Δmm，使臂U2-V2之间的间隔中产生的电感增大100nH，并且通过将在一对导电部件320中产生的电感进一步减小50nH(总共150nH)的位置处的区块1的臂U1-V1之间的间隔设定为1+3Δmm，使臂U1-V1之间的间隔中产生的电感增大150nH。Δ的值与每个臂对U1-V1至U4-V4的形状等相关。例如，当使用一条边为25mm的具有矩形截面的铜管作为各个臂U1-V1至U4-V4时，Δ的值为大约6mm。
(电力供给设备的操作)
接着，将参考附图描述以上实施例的电力供给设备的操作。图4是图示出臂V1与V4的电流值之间的关系的波形图。
首先，利用电力转换电路200的电力整流器电路210，将商用交流电转换为预定的直流电。利用电力转换电路200的四个系统(区块1至4)的电力逆变器电路220将转换后的直流电转换为具有预定频率(高频)的交流电，并且将转换后的交流电经由臂对U1-V1至U4-V4输出到输出电流合成单元300。
在交流电输出到输出电流合成单元300时，当输出电流流向臂对U1-V1至U4-V4时，在电抗器310处产生与流向这些臂对U1-V1至U4-V4的电流相对应的磁通。由于电流在彼此相反的方向上流向臂对U1-V1至U4-V4，所以臂对U1-V1至U4-V4和电抗器构成了差动电抗器。例如，差动电抗器被配置为使得如果在彼此相反的方向上流向臂U1和臂V1的电流相等，则彼此的磁通抵消，合成的磁通变为零，并且电抗变为零。同时，当流向臂U1和臂V1的输出电流不相等时，由于差动电抗器的作用而产生电抗用以针对大输出电流的臂抑制输出电流。因此，在各个臂对U1-V1至U4-V4处获得臂U-V之间的输出电流的平衡。
此外，由于平衡的并且流向输出电流合成单元300的一对导电部件320的区块1至4的输出电流成为一对导电部件320中的臂对U1-V1至U4-V4的连接位置处的值相同的电感，因此输出电流优化地由一对导电部件320合成，并且作为合成电流从一对合成电流输出端子330输出。具体地，如图4所示，向最靠近一对合成电流输出端子330的连接位置的臂V1流动的电流的值与向最远离一对合成电流输出端子330的连接位置的臂V4流动的电流的值几乎是相同的值。输出合成的具有预定频率的交流电被供给到负载，并且负载被适当地激活。例如，感应加热线圈将待加热的对象感应加热。
(实施例的操作和效果)
如上所述，在以上实施例中，臂对U1-V1至U4-V4连接为如下状态：其中，基于到一对合成电流输出端子330的距离，传导从四个系统(区块1至4)的电力逆变器电路220输出的输出电流的臂对U1-V1至U4-V4与一对导电部件320的连接位置处的电感具有相同的值。具体地，臂U1-V1、U2-V2和U3-V3的间隔在如下状态加宽：其中，在最远离一对合成电流输出端子330的位置处连接到一对导电部件320的区块4的臂对U4-V4的连接位置的电感被设定为基准，并且该基准成为与其他区块1至3的臂U1-V1至U3-V3的连接位置处的电感之差相同的电感，并且臂U1-V1至U3-V3连接。因此，能够防止由于四个系统的电力逆变器电路220之间的电感的差而导致各个输出电流中的变化的产生，并且能够优化地合成输出电流，并且能够输出稳定和优化的合成电流。由于四个系统(区块1至4)的电力逆变器电路220的各个臂对U1-V1至U4-V4连接到一对导电部件320，所以能够容易地增加/减少用于连接的电力逆变器电路220的系统的数量，并且还能够以通用性强并且连接到各个系统的简单结构提高可制造性。由于能够输出稳定且优化的合成电流，所以能够以稳定优化的方式激活负载。
通过各个电抗器310在各个臂对U1-V1至U4-V4处产生与向各个臂对U1-V1至U4-V4流动的电流值之差对应的磁通，并且在减小臂之间的电流差的方向上产生电感。因此，能够在各个臂对U1-V1至U4-V4处防止臂U-V之间的输出电流的变化，能够获得待合成的输出电流的平衡，并且因为仅需要考虑在一对导电部件320的连接位置处的电感的差而进行制造，所以能够容易地提高可制造性。
分别由磁性材料形成的环状芯用作电抗器310，并且臂对U1-V1至U4-V4插入到芯的内周侧中。因此，能够在各个臂对U1-V1至U4-V4处防止臂U-V之间的输出电流的变化，能够容易地增加/减少用于连接的电力逆变器电路220的系统的数量，并且能够以简单的结构容易地获得通用性强并且能够提高可制造性的配置。
导电部件320形成为长的形状，并且合成电流输出端子330设置在导电部件320的长度方向上的一端处。因此，能够容易地得到基于距离的电感的差，所述距离为臂对U1-V1至U4-V4从自四个系统(区块1至4)的电力逆变器电路220到一对导电部件320的连接位置距一对合成电流输出端子330的距离，能够容易地设置各个连接位置处的差分电感以防止从四个系统(区块1至4)的电力逆变器电路220输出的输出电流的变化，能够提高可制造性，并且能够容易地获得稳定且优化的合成电流。
此外，臂对U1-V1至U4-V4连接到一对导电部件320，使得四个系统(区块1至4)的电力逆变器电路220在形成为长的形状的导电部件320的长度方向上基本处于并联状态下。因此，能够通过防止输出电流的变化而容易地获得稳定且优化的合成电流，能够容易地增加/减少用于连接的电力逆变器电路220的系统的数量，并且能够以简单的结构容易地获得通用性强并且能够提高可制造型的配置。
多个开关元件222连接为桥型以构成电力逆变器电路220(区块1至4)。因此，能够以简单的结构获得如下的配置：其中，一对导电部件320连接到传导从四个系统(区块1至4)的电力逆变器电路220输出的输出电流的各个臂对U1-V1至U4-V4，并且能够容易地增加/减少用于连接的电力逆变器电路220的系统的数量。
电力逆变器电路220被配置为将来自电力整流器电路210的直流电转换为高频的交流电。因此，即使在由于并联连接到电力逆变器电路220的开关元件222之间的电感的微小差异而导致高频对流向各个开关元件222的电流值产生巨大影响的情况下，尤其如图2所示，也能够防止电流的变化，并且能够以简单的结构容易地获得稳定的合成电流。
接着，将描述电抗器310的配置实例。
图5A和5B所示的电抗器310A具有第一芯部件401和第二芯部件402。如图5A所示，第一芯部件401和第二芯部件402互相组合，从而形成臂对U-V能够插入其中的大致圆环。
在图5A和5B所示的实例中，臂U和V分别由以下部件构成：金属管404，该金属管404由诸如具有良好的导通性的铜这样的金属材料形成，并且具有大致圆形的截面；以及金属板405，在该金属板405以通过钎焊等电连接到金属管404的状态结合到金属管404的外周表面。臂对U-V被布置为处于两个臂的金属板405带有间隔地互相面对的状态，并且绝缘板406设置在该间隔中。由于集肤效应和邻近效应而引起流向臂对U-V的开关电路的输出电流的电流密度，并且该电流密度在两个臂之间的面对部处增大。面对部由金属板405界定，使得阻抗减小，并且损耗也减小。
由第一芯部件401和第二芯部件402的组合形成的大致圆环在其周向上包括两个弧Arc1和Arc2，该两个弧Arc1和Arc2在臂对U与V之间在分离方向X上，即，在两个臂的金属板405的面对方向上延伸。如图5B所示，第一芯部件401和第二芯部件402能够以与弧交叉的面S1作为边界而在分离方向X上分别在弧Arc1和弧Arc2处分离。面S1是包括环的中心轴的面，并且通过作为边界的该面S1分开第一芯部件401和第二芯部件402两者形成为半圆形状，并且具有彼此相同的形状。
由于第一芯部件401与第二芯部件402在分离方向X上分开，因此它们的由臂对U-V插入其中的内周之间在分离方向上的尺寸H扩大，并且臂对U-V之间的间隔能够扩大。例如，如上所述，当臂对U4-V4之间的间隔被设定为1mm时，臂对U3-V3之间的间隔被设定为1+Δmm，臂对U2-V2之间的间隔被设定为1+2Δmm，臂对U1-V1之间的间隔被设定为1+3Δmm，并且插入到电抗器310A中的臂U-V是臂U4-V4，第一芯部件401与第二芯部件402如图5A所示地互相组合。当臂对U-V是臂U1-V1、臂U2-V2或者臂U3-V3时，第一芯部件401与第二芯部件402依据分离方向X上的间隔如图5B所示地分离。
以这种方式，由于电抗器310A具有能够在臂对U-V之间在分离方向X上分离的第一芯部件401和第二芯部件402，所以单个电抗器310A能够处理各种臂间间隔，并且具有比较大的间隔的臂也能够插入。从而，能够提高可制造性，并且能力降低设备成本。
如图5C所示，在分离方向X上分离的且面对表面在分离方向X上互相面对的第一芯部件401与第二芯部件402的面对表面401a-402a和/或面对表面401b-402b之间，电抗器310A可以还具有一个以上的杆状的第三芯部件。设置第三芯部件403，并且该第三芯部件403填充面对表面401a-402a之间的空间和/或面对表面401b-402b之间的空间，从而能够抑制电抗器310A的磁阻值的上升，并且能够维持电抗器310A的性能。作为填充面对表面401b-402b之间的空间的材料，可以列举磁性材料作为实例，然而材料不限于磁性材料。
图6A和6B所示的电抗器310B具有第一芯部件411和第二芯部件412。如图6A所示，第一芯部件411和第二芯部件412互相组合，从而形成臂对U-V能够插入其中的大致矩形环。
在图6A和6B所示的实例中，各个臂U和V由具有大致矩形截面的金属管414构成。臂对U-V布置为两个臂的金属管414的一个表面有间隔地互相面对的状态，并且绝缘板416设置在该间隔中。具有大致矩形截面的金属管414的一个表面界定两个臂之间的面对部，其中流向臂对U-V的输出电流的电流密度在该面对部之间增大，从而不需要与具有大致圆形截面并且如图5A等所示的金属管404结合的金属板405。从而，能够提高可制造性，并且能够降低设备成本。电抗器310B也被配置为大致矩形环，用于具有大致矩形截面的金属管414制成的臂U和V，并从而能够有效地利用插入有臂对U-V的电抗器310B的内周侧的空间。
由第一芯部件411和第二芯部件412的组合形成的大致矩形环在其周向上包括两个弧Arc1和Arc2，该两个弧在臂对U与V之间在分离方向X上延伸。如图6B所示，第一芯部件411和第二芯部件412能够以与弧交叉的面S2作为边界在分离方向X上分别在弧Arc1和弧Arc2处分离。面S2是与分离方向X垂直的面，并且通过作为边界的该面S2分离的第一芯部件411和第二芯部件412形成为大致U形。
由于第一芯部件411与第二芯部件412在分离方向X方向上分开，因此它们的由臂对U-V插入其中的内周之间的在分离方向上的尺寸H扩大，并且臂对U-V之间的间隔能够扩大。因此，单个电抗器310B能够处理各种臂间间隔，并且具有比较大的间隔的臂也能够插入。从而，能够提高可制造性，并且能力降低设备成本。
如图6C所示，电抗器310B可以还具有一个以上的杆状的第三芯部件413，该第三芯部件413布置在于分离方向X上分离的第一芯部件411与第二芯部件412的面对表面411a-412a和/或面对表面411b-412b之间，其中，所述面对表面在分离方向X上互相面对。设置第三芯部件413，并且该第三芯部件413填充面对表面411a-412a之间的空间和/或面对表面411b-412b之间的空间，从而能够抑制电抗器310B的磁阻值的上升，并且能够维持电抗器310B的性能。作为填充面对表面411b-412b之间的空间的材料，可以列举磁性材料作为实例，然而材料不限于磁性材料。
图7所示的电抗器310C具有第一芯部件421和第二芯部件422，并且第一芯部件421与第二芯部件422互相组合，从而形成臂对U-V能够插入其中的大致矩形环。环在其周向上包括在臂对U和V之间在分离方向X上延伸的两个弧Arc1和Arc2，并且第一芯部件421和第二芯部件422能够以与所述弧交叉的面S3为边界在分离方向X上在各个弧Arc1和Arc2处分离。面S3是与分离方向垂直并且包括环的中心轴的面。通过作为边界的该面S3分离的第一芯部件421和第二芯部件422两者均形成为大致U状，并且具有彼此相同的形状。
图8所示的电抗器310D具有第一芯部件431和第二芯部件432，并且第一芯部件431与第二芯部件432互相组合，从而形成臂对U-V能够插入其中的大致矩形环。环在其周向上包括在臂对U和V之间在分离方向X上延伸的两个弧Arc1和Arc2，并且第一芯部件431和第二芯部件432能够以与所述弧交叉的面S4为边界在分离方向X上在各个弧Arc1和Arc2处分离。面S4是相对于分离方向X倾斜并且包括环的中心轴的面。通过作为边界的该面S4分离的第一芯部件431和第二芯部件432两者均形成为大致J状，并且具有彼此相同的形状。
图9所示的电抗器310E具有第一芯部件441和第二芯部件442，并且第一芯部件441与第二芯部件442互相组合，从而形成臂对U-V能够插入其中的大致矩形环。环在其周向上包括在臂对U和V之间在分离方向X上延伸的两个弧Arc1和Arc2，并且第一芯部件441和第二芯部件442能够以与弧Arc1交叉的面S5为边界并且以与弧Arc2交叉的面S6为边界而在分离方向X上分离。面S5和S6是相对于环的中心轴对称的面。通过作为边界的面S5和S6分离的第一芯部件441和第二芯部件442两者均形成为大致J状，并且具有彼此相同的形状。
如图7至9所示的实例，第一芯部件和第二芯部件形成为相同的形状，从而能够提高可制造型，并且能够降低设备成本。在图7至9所示的实例中，电抗器可以还具有一个以上的杆状的第三芯部件，该第三芯部件布置在分离方向X上分离的第一芯部件与第二芯部件的面对表面之间，其中，所述面对表面在分离方向X上互相面对。
虽然已经参考优选实施例描述了本发明，但是本发明不限于实施例，并且能够在不背离本发明的原理和范围的情况下对设计进行各种改进和变化。
即，如上所述，本发明不限于转换后的交流电供给到负载的配置，并且能够应用于任何配置。供给的交流电不限于高频交流电。
电力转换电路200不限于一个系统，并且可以是多个系统。如图10所示，电力转换电路200可以被配置为例如多个电力转化电路，每个所述电力转换电路均被配置为连接电力整流器电路210与电力逆变器电路220。在图10所示的配置中，平滑电容等可以设置在电力整流器电路210与电力逆变器电路220之间。
臂U1至U4以及V1至V4不限于金属管，而可以使用线、条或板。
此外，导电部件320不限于铜管，并且可以使用用作汇流条的任意部件。本发明不限于合成电流输出端子330设置在导电部件320的一端处的情况。
电力逆变器电路220的开关元件222不限于晶体管，并且可以使用诸如晶闸管这样的任意开关元件。
另外，实施本发明的具体结果和顺序可以修改为能够实现本发明的目的的范围内的其他配置。
本申请基于2017年9月11日提交的日本专利申请No.2017-174055，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
Claims (8)
1.一种输出电流合成器，该输出电流合成器将从多个电力逆变器电路输出的输出电流合成，并且将合成的所述输出电流作为具有预定频率的合成电流输出，所述电力逆变器电路将直流电转换为交流电，所述输出电流合成器包括：
多个导体对，每个所述导体对具有如下配置：包括一个导体和另一个导体的相应的导体对连接到所述多个电力逆变器电路的每个电力逆变器电路，并且从所述多个电力逆变器电路的每个电力逆变器电路输出的所述输出电流流向所述导体对；
设置在所述多个导体对的每个导体对上的相应的电抗器，多个所述电抗器的每个电抗器具有如下配置：该配置生成与流向相应的所述导体对中的一个导体的电流的值和流向相应的所述导体对中的另一个导体的电流的值之间的差相对应的磁通，以减小流向所述一个导体的所述电流的值与流向所述另一个导体的所述电流的值之间的差；
一对导电部件，所述多个导体对并联连接到所述一对导电部件；以及
一对输出端子，所述一对输出端子设置在所述一对导电部件上，并且被配置为输出所述合成电流，
其中，在所述一对导电部件中所述多个导体对之中的距离所述一对输出端子最远的位置处连接的所述导体对的连接位置与所述一对输出端子之间的电感被定义为基准电感，
其中，距离所述一对输出端子最远的位置处连接的所述导体对的导体间距关联于该导体对的所述连接位置与所述一对输出端子之间的电感同所述基准电感的差，
其中，每个所述电抗器均具有第一芯部件和第二芯部件，所述第一芯部件和所述第二芯部件互相组合，并且形成能够被所述导体对插入的环，
其中，所述环在所述环的周向上包括在所述导体对的分离方向上延伸的两个弧，并且
其中，所述第一芯部件和所述第二芯部件以与所述弧交叉的面作为边界而在所述分离方向上在所述两个弧中的每个弧处能够分离。
2.根据权利要求1所述的输出电流合成器，其中，所述第一芯部件与所述第二芯部件具有相同的形状。
3.根据权利要求1所述的输出电流合成器，其中，每个所述电抗器均具有设置在分离的所述第一芯部件和所述第二芯部件的面对表面之间的第三芯部件，所述面对表面在所述分离方向上互相面对。
4.根据权利要求1所述的输出电流合成器，其中，所述导体对具有矩形截面，并且所述环的内周具有矩形截面。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的输出电流合成器，其中，所述一对输出端子设置在所述一对导电部件的长度方向上的一端处。
6.根据权利要求5所述的输出电流合成器，其中，所述导体对在所述一对导电部件的所述长度方向上成间隔地并联连接到所述一对导电部件。
7.一种电力供给设备，包括：
多个电力逆变器电路，该多个电力逆变器电路被配置为将直流电转换为交流电；以及
根据权利要求1所述的输出电流合成器。
8.根据权利要求7所述的电力供给设备，其中，每个所述电力逆变器电路均为桥型，在所述电力逆变器电路中，多个开关元件以桥状连接。
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