CN1416614A - Pwm周波变换器和电源失常检测电路 - Google Patents

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Abstract

公开了一种PWM周波变换器，当电源出现失常时，它可在不中断操作的情况下转换电源。当三相AC电源1中出现电源失常时，电源失常检测电路30输出电源失常检测信号120，然后电源开关20选择并输出非中断电源10的输出电压。相位检测电路开关43选择并输出非中断电源相位检测电路41输出的相位信息。非中断电源相位检测电路41检测电源出现失常前的非中断电源10的相位，这样就在相位检测电路开关43转换输出的相位信息之后，立即就可以输出精确的非中断电源10的相位信息。结果是，当转换电源时不用中断操作。

Description

PWM周波变换器和电源失常检测电路
技术领域
本发明涉及一种周波变换器(cycloconvert)，它是一可从固定频率的AC电源中直接产生任何频率的AC输出的电源变换器，特别是一种利用脉冲宽度调制(PWM)控制的PWM周波变换器。
背景技术
近来，利用周波变换器的电机等装置的控制得到了研究和发展，其中周波变换器是一种从固定频率的AC电源中直接产生不带DC输出的任何频率的AC输出的电源转换器，特别是，通过利用了脉冲宽度调制(PWM)控制的PWM周波变换器。PWM周波变换器也被称为“矩阵变换器”。
在这种PWM周波变换器中，输入电源和输出通过双向开关彼此直接连接，从而允许电流直接双向流动。结果是，当输入电源中出现失常，如开相、电源断电、或电源失衡，导致正常操作不能进行时，PWM周波变换器的操作必须被中断。图1示出一种已有技术的PWM周波变换器，其中当电源中出现失常时，操作必须中断。
已有技术的PWM周波变换器由三相AC电源1、输入滤波器2、电源失常检测电路30、输入电源相位检测电路40、输入电源电平检测电路50、控制器160、门驱动器70以及双向开关模块80组成。
三相AC电源1通过输入滤波器2与双向开关模块80连接。双向开关模块80由九个双向开关SUR-SWT组成，这九个开关用于连接输入滤波器2提供的三相AC电源1的三相(R、S、T)电压组合和输出的三相(U、V、W)输出电压。双向开关模块80的输出与负载R1-R3连接。
控制器160根据从输入电源电平检测电路50和输入电源相位检测电路40接收到的信息，向门驱动器70输出门信号。门驱动器70根据门信号驱动双向开关模块80的各双向开关SUR-SWT。输入电源电平检测电路检测三相AC电源1的电压。
输入电源相位检测电路40接收三相AC电源1中的两相作为输入，并检测三相AC电源1的相位。输入电源相位检测电路40由变压器100、比较器101、相位/频率检测器(PFD)102、滤波器103、压控振荡器(VCO)104、以及计数器105组成。
三相AC电源1的输入电压中的一两相部分通过变压器100输入到比较器101中，并且，输入到PFD102、滤波器103、VCO104以及计数器105中，最终形成相位信息。计数器105的最高有效位(MSB)被反馈到PFD102从而形成PLL电路。
除了图2所示的电路，检测输入电压相位的装置也可由一利用定时器测量从比较器101输出方波的边缘到边缘的电路构成。
当检测三相AC电源1中电源失常时，电源失常检测电路30向控制器160输出电源失常检测信号120。当接收电源失常检测信号120时，控制器160输出一提供给门驱动器70的门信号，以中断双向开关模块80。
下面将说明已有技术PWM周波变换器当发生电源失常时自动中断的操作。但是，根据电机的使用，即使当发生电源失常时，也可能需要继续操作。这种问题可以通过提供一应急电源，如一普通DC电源或一不中断电源，然后当发生电源失常时，从普通电源切换到应急电源以继续操作来实现。
下面将利用使用PWM变换器的情况对这种当电源失常的情况下实现电机的连续操作的方法作进一步说明。
如图3所示，PWM变换器由下述部分组成：AC电源111、二极管模块112、作为应急电源的DC电源113、三极管模块114、二极管115和116、控制器117以及滤波电容器118。
二极管模块112对AC电源1输出的电压进行整流并将其转换为DC电压。二极管115和116选择二极管模块112的输出电压和DC电流113的输出电压中的较高电压。控制器117输出对各三极管的控制信号，这些三极管组成三极管模块114从而将DC电压转换为三相AC电压，并输出至负载R1-R3。
当AC电源111的电压和滤波电容器118的电压在该PWM变换器中降低时，DC电源113自动向三极管模块114供电。这样，当AC电源111中出现失常和其输出电压降低时，可以在不中断工作的为负载的电机操作的情况下，实现向DC电源113，即应急电源的转换。
这样，由于PWM变换器包括一DC部分，因此它可以通过简单的提供DC电源113和二极管115和116的方法，实现当电源失常时进行连续操作。
但是，PWM周波变换器不包括可直接将一AC电源转换为任何频率的AC电源的一DC部分。这样，PWM周波变换器就不能像在PWM变换器中一样，利用如二极管等元件来实现供电电源的转换。
另外，除非输入电源的相位信息已知，否则不能控制PWM周波变换器的操作。相应的，如图1中所示的已有技术中的PWM周波变换器具有一作为应急电源的不中断三相AC电源，当电源失常时，简单的将电源从三相AC电源1转换为应急电源也需要电机操作中断，同样不能实现连续操作。
一AC/AC电源转换器，如上述的PWM周波变换器，可作为控制不同频率控制的电机的控制装置。作为一实际例子，下面将说明另一情况，其中AC/AC电源转换器用于构成一电梯驱动器，以控制电梯系统的操作。
在已有电梯系统中，电机的控制由一电梯驱动器装置执行，该驱动器利用一PWM变换器作为AC/AC电源变换器。在这种电梯系统中，提供有一应急电源，从而实现当电源失常时电梯的连续操作。
图4示出当三相AC电源用作应急电源时已有的电梯系统。已有电梯系统由下述部分组成：三相AC电源1、电源开关20、电源失常检测电路30、应急三相AC电源装置210、由PWM变换器组成的电梯驱动器6、制动单元7、制动电阻8、电机3以及电梯机械4。
电梯驱动器6还包括：二极管整流电路240、IGBT(绝缘栅极双极晶体管)(Insulated Gate Bipolar Transistor)241、门驱动器242、控制器243、滤波电容器244、突入电流控制电阻245和开关246。
三相AC电源1通过电源开关20与电梯驱动器6的二极管整流电路240的输入端连接。由二极管整流电路240整流后的DC电压通过突入电流控制电阻245或开关246，然后由滤波电容244滤波，最后提供给IGBT241。IGBT241根据门驱动器242输出的门信号，通过转换控制DC电压来控制电机3。
突入电流控制电阻245用于控制流向滤波电容244的突入电流，开关246用于在正常操作期间短路突入电流控制电阻245。
另外，制动单元7和制动电阻8连接在电梯驱动器6的正极线和负极线之间，用于消耗再生操作期间的再生能量。
另外，电源失常检测电路30接收三相AC电源1的三相电压作为输入，并当检测到三相AC电源1中出现任何电源失常时，输出电源失常检测信号120。
当没有接收到电源失常检测信号120时，电源开关20照常从三相AC电源1向二极管整流电路240输出三相(R、S、T)输出电压，但是当接收到电源失常检测信号120时，则向二极管整流电路240输出作为应急电源的应急三相AC电源装置210的电压。
当已有电梯驱动器中发生电源失常时，电源失常检测电路30输出电源失常检测信号120，这样电源开关20将作为电梯驱动器6的输入的电压由三相AC电源1转换为应急三相AC电压装置210。
相似的，图5示出一利用了电梯驱动器6的电梯系统，该驱动器由一PWM变换器组成，其中一单相AC电源被用作应急电源。在图5中，应急单相AC电源装置211的两相(R′和S′)输出电压输入到电源开关20。
图6示出当应急电源为一备用DC电源，即一电池时，利用由一PWM变换器组成的电梯驱动器6的电梯系统。
电池212通过二极管252和电池开关251与电梯驱动器6的正极线和负极线连接。另外，三相AC电源1通过三相AC电源开关250与二极管整流电路240连接。
在已有的电梯系统中，当电源失常检测电路30检测到三相AC电源1的失常时，输出电源失常检测信号120，三相AC电源开关250被切断，同时接通电池开关251。
图7示出当应急电源为一备用DC电源，如一大容量电容时，利用由一PWM变换器组成的电梯驱动器6的电梯系统。在该已有技术的电梯系统中，大容量电容14直接与电梯驱动器6的正极线和负极线连接，因此不再需要开关。
如图4-7所示的已有技术的利用由PWM变换器组成的电梯驱动器6的电梯系统需要制动单元7和制动电阻8以进行再生操作。因此该系统有结构大浪费再生能量的缺点。
另一缺点是需要根据应急电源修改系统结构的形式，例如采用三相AC电源装置210、单相AC电源装置211、或如电池212或大容量电容14的DC电源的形式。
已有技术的电梯驱动器6还具有系统结构复杂的缺点，这是因为电源开关20和电源失常检测电路30必须具有外部的用于应急操作的电梯驱动器6。图8示出利用了由上述PWM周波变换器组成的电梯驱动器5的电梯系统。
该电梯系统由下述部分组成：三相AC电源1、电梯驱动器5、电机3、和电梯机械4。
电梯驱动器5由下述部分组成：输入滤波器2、电源失常检测电路30、输入电源相位检测电路40、输入电源电平检测电路50、控制器160、门驱动器70、以及双向开关模块80。
三相AC电源1通过输入滤波器21与双向开关模块80连接。双向开关模块80由九个双向开关组成，这些开关用于将通过输入滤波器2作为输入被提供的三相AC电源1的三相(R、S、T)电压的组合与三相输出电压连接。双向开关模块80的输出与电机3的各相连接。
控制器160根据输入电源电平检测电路50和输入电源相位检测电路40提供的信息向门驱动器70输出门信号。门驱动器70根据从控制器160接收到的门信号驱动双向开关模块80的各双向开关。
输入电源电平检测电路50检测三相AC电源1的各相电压。输入电源相位检测电路40接收三相AC电源1的两相作为输入，并检测三相AC电源1的相位。当三相AC电源1中发生任何电源失常时，电源失常检测电路30向控制器160输出电源失常检测信号120。
当接收到电源失常检测信号120时，控制器160向门驱动器70输出一中断门信号，从而中断双向开关模块80。
即使由下述的PWM周波变换器组成的电梯系统没有出现，如果可能实现这种电梯系统，则操作可以自动被中断，当电源失常时可进行电源再生操作，且控制单元或控制电阻也可被去除。但是，如图8所示的由PWM周波变换器组成的已有电梯驱动器中只有一个输入电压相位检测电路40。在PWM周波变换器中，除非输入电源的相位信息已知，否则不能执行控制，这样存在不可能利用应急电源执行应急操作的缺点。
另外，在上述各类PWM周波变换器或PWM变换器中，具有用于检测三相AC电源1中发生的电源失常的电源失常检测电路30。但是，三相AC电源1种可能发生多种状态的电源失常，例如三相中只有一相的连线被断开的开相状态，电源的相序被翻转的状态，或各相的电压之间的差值发生不平衡状态，因此电源失常检测电路30必须检测这些不同的电源失常。
例如，如果通常三相电源中相位以相R、相S、相T的顺序移位增加120度：电源的相位顺序被翻转的状态指相位顺序变为：相R、相T、相S的状态。
特别是，由于在AC-AC直接电源转换器，如上述的PWM周波变换器中，输入电源电压和输出电压通过双相开关直接相连，因此输入电源电压中发生的失常也会导致输出电压波形的失常，这样AC电机的正常操作就有问题了。
另外，与作为三相AC电源输入的PWM周波变换器相比，在电源转换器中，由于例如三极管变换器中的主电路的电容的波纹电流增加，开相状态中的连续操作对装置的可靠性具有不利影响。
因此，这类电源转换器需要一电源失常检测电路，它可利用任何方法检测电源电压的开相状态。因此，如下所示，提出了多种用于检测电源转换器中电源电压失常的电源失常检测电路和方法。
日本专利公开No.52-23641公开了一种三相电源的开相检测电路，其中三相电源的中性点和各相之间连接有一包括一光电耦合器的检测线路，一单稳多谐振荡器由开相的检测输出激发，且保持输出信号一固定时间。
日本专利公开NO.5-68327公开一种用于检测三相电源各相之间电流的光电耦合器和一种用于通过收集光电耦合器的输出信号并将其综合，然后将综合值与参考值比较来确定是否出现开相状态的方法。
还有一种开相判断方法，其中在可将三相电压输入转换为直流的二极管电桥和一DC部分中插入一电阻，这样，当电流间歇流过时，一可检测流过电阻的电流的DC检测电路可判断是否出现开相状态。
但是，在上述日本专利公开No.52-23641和NO.5-68327中描述的方法中，不可能检测三相电源只有一相开相的电源电压失常。另外，由于上述电源失常检测电路或方法都不能检测电源相位顺序瞬间翻转的电源电压失常，因此，如PWM周波变换器的AC/AC直接电源转换器中输出电压的波形将在这种间隔期间扭曲。这样，必须加入可检测相位顺序是否已经翻转的电路。
在已有技术利用了PWM变换器的一AC/AC电源转换器中，PWM变换器通过整流电路与AC电源相连，因此AC电源的最大电压可保证作为输入DC电压。相应的，即使当AC电源电压失衡时，PWM变换器的DC电压输入也保证至少为一固定值，因此电机可被驱动。
但是，当PWM周波变换器被用作AC/AC直接电源转换器时，三相AC电源通过双向开关直接与如电机之类的负载连接，因此，三相AC电源中的失衡妨碍了PWM周波变换器的正常操作。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种周波变换器，当电源发生失常时，可通过不中断操作的从正常电源转换到应急电源，实现连续操作。
本发明的另一个目的是提供一种电梯驱动器，它具有电源再生功能，并具有作为应急电源的一个三相或单向AC电源或一个DC电源，如电池或大容量电容，从而当三相AC电源失常时，可在不改变系统结构的情况下实现操作。
本发明的另一目的是提供一电梯驱动器，它具有一电源开关和不位于电梯驱动器外侧但位于电梯驱动器内的用于应急操作的电源失常检测电路。
本发明还有一目的是提供一种电源失常检测电路，它可检测只有一相打开或相位顺序翻转的电源电压失常。
本发明还有一目的是提供一种AC/AC电源转换器，它可正常操作且不论三相AC电源电压是否发生失衡都可连续驱动如电机等装置。
为了实现上述目的，本发明的PWM周波变换器包括：双相开关模块，它由九个用于连接三相AC电源的各个三相电压和三相输出电压的双向开关组成；以及一用于接收三相AC电压中的两相作为输入并检测该输入的相位的输入电源相位检测电路，这三相AC电压作为输入被提供给双向开关模块，其特征在于PWM周波变换器包括：
一非中断电源，它是一单相AC电源；
一电源失常检测电路，用于当检测到三相AC电源的电源失常时，输出电源失常检测信号；
一电源开关，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，从三相AC电源向双向开关模块输出三相输出电压，且，当接收到电源失常检测信号时，从非中断电源向双向开关模块输出一单相AC电压，以替换输入电源相位检测电路对其检测相位的两相的输出电压；以及
一控制单元，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，根据输入电源相位检测电路检测的相位信息控制双向开关模块，执行控制，从而使双向开关模块在三相输入条件下操作，当接收到电源失常检测信号时，将双向开关模块的控制模式从三相输入操作转换为单向输入操作。
根据本发明，当三相AC电源中发生失常时，使用的电源从三相AC电源转换为单相非中断电源，且双向开关模式的控制模式从三相操作转换为单向操作，因此，可通过在完全不中断操作的情况下转换电源实现连续操作。
本发明的另一PWM周波变换器除了上述外还包括：一非中断电源相位检测电路，用于检测非中断电源的相位；及一相位检测电路开关，用于当接收到作为输入的电源失常检测信号时，选择和输出非中断电源相位检测电路中输出的相位信息，当没有接收到电源失常检测信号时，选择和输出由输入电源相位检测电路输出的相位信息；特征在于：控制单元控制根据相位检测电路开关输出的相位信息控制双向开关模块。
根据本发明，非中断电源相位检测电路在电源失常发生前检测非中断电源的相位，这样，相位检测电路开关转换输出的相位信息后，马上输出非中断电源的精确的相位信息，因此，当转换电源时完全消除了操作中断的现象，并实现了连续操作。
本发明其它PWM周波变换器包括：一双向开关模块，它由九个用于连接三相AC电源的各个三相电压和三相输出电压的双向开关组成；以及一用于接收作为输入的三相AC电压中的两相并检测该输入的相位的输入电源相位检测电路，这三相AC电压作为输入被提供给双向开关模块，其特征在于它包括：
一DC电源；
一电源失常检测电路，用于当检测到三相AC电源的电源失常时，输出电源失常检测信号；
一电源开关，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，从三相AC电源向双向开关模块输出三相输出电压，且，当接收到电源失常检测信号时，从DC电源向双向开关模块输出一DC电压，以替换由输入电源相位检测电路对其检测相位的两相输出电压；
一固定相位信息产生电路；
一相位检测电路开关，用于当接收到电源失常检测信号时，选择并输出由固定相位信息产生电路输出的固定相位信息，当没有接收到电源失常检测信号时，选择并输出由输入电源相位检测电路输出的相位信息；和
一控制单元，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，根据相位检测电路开关输出的相位信息控制双向开关模块，控制双向开关模块执行三相输入操作，当接收到电源失常检测信号时，将双向开关模块的控制模式从三相输入操作转换为单向输入操作。
本发明的另一PWM周波变换器包括：
一双向开关模块，它由九个用于连接三相AC电源的各个三相电压和三相输出电压的双向开关组成；
一用于接收作为输入的三相AC电压中的两相并检测该输入的相位的输入电源相位检测电路，这三相AC电压作为输入被提供给双向开关模块；且
一控制单元，用于根据输入电源相位检测电路检测到的相位信息控制双向开关模块，
其特征在于它包括：
一电源失常检测电路，用于当检测到三相AC电源的电源失常时，输出电源失常检测信号和一开关控制信号，当电源失常恢复正常时，中断电源失常检测信号的输出，且，固定时间间隔后，中断开关控制信号的输出；
一非中断电源模块，用于通过不断的检测三相AC电源的相位，产生与三相AC电源的输出电压同步的电压，且，当接收到作为输入的电源失常检测信号时，用于根据电源失常检测信号输入前的相位信息，以固定时间周期输出三相电压；和
一电源开关，用于当没有接收到作为输入的开关控制信号时，从三相AC电源向双向开关模块输出三相输出电压，且，当接收到开关控制信号时，从非中断电源模块向双向开关模块输出三相输出电压。
在本发明中，与三相AC电源电压同步的三相AC电压不断的由非中断电源模块产生，因此，当三相AC电源电压中发生失常时，三相AC操作可不中断的连续进行。另外，当电源电压失常恢复为正常时，在中断电源电压失常检测信号的输出之后，开关控制信号的输出被中断一固定时间，因此，在同步非中断电源模块输出的三相AC电压和三相AC电源输出的三相AC电压之后，电源开关执行转换。这样，当电源失常恢复到正常时，可在不中断操作的情况下进行电源转换。
为了实现上述目的，本发明的电梯驱动器为一由PWM周波变换器组成的电梯驱动器，该变频器具有：
一双向开关模块，它由九个用于连接三相AC电源的各个三相电压和三相输出电压的双向开关组成；和
一输入电源相位检测电路，用于接收作为输入的三相AC电压中的两相并检测该输入的相位，这三相AC电压作为输入被提供给双向开关模块；
特征在于它包括：
一电源失常检测电路，用于当检测到三相AC电源的电源失常时，输出电源失常检测信号；
一电源开关，用于当没有接收到作为输入的开关控制信号时，从三相AC电源向双向开关模块输出三相输出电压，且，当接收到开关控制信号时，向双向开关模块输出被设为应急电源的电源的输出电压。
一应急电源相位检测电路，用于检测应急电源的相位；
一固定相位信息产生电路，用于产生并输出固定的相位信息；
一相位检测电路开关设定单元，用于根据预先的设定，选择并输出来自应急电源相位检测电路的相位信息或来自固定的相位信息产生电路的固定的相位信息；
一相位检测电路开关，用于当接收到作为输入的电源失常检测信号时，选择并输出从相位检测电路开关设定单元输出的相位信息，并用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，选择并输出从输入电源相位检测电路输出的相位信息；和
一控制单元，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，根据相位检测电路开关输出的相位信息控制双向开关模块，执行控制，从而使双向开关模块在三相输入的条件下操作，且当接收到电源失常检测信号时，将双向开关模块的控制模式从三相输入操作转换为对应相位检测电路开关输出的相位信息的控制模式操作。
由于电梯驱动器由一PWM周波变换器组成，因此本发明可在不连接电梯驱动器外侧的制动单元或制动电阻的情况下进行电源再生操作。另外，具有一从输入电源相位检测电路中分离出的应急电源相位检测电路，还具有一固定的相位信息产生电路，且由于利用了可选择将要使用的相位信息的相位检测电路开关，因此不论三相AC电源、单向AC电源和DC电源中的哪个被设为应急电源，都可实现在不改变系统结构的前提下进行应急操作。最后，由于电梯驱动器中具有了电源开关和电源失常检测器，因此本发明的系统结构很简单。
为了实现上述目的，本发明的电源失常检测电路为一用于检测三相AC电源的电源电压的失常的电源失常检测电路，包括：
一电源电压信息产生电路，用于检测对应于三相AC电源各相电压的大小关系的信息，并将该信息作为电源电压信息信号输出；
一失常检测信号产生电路，用于预先保持当三相AC电压正常时基于各相电压大小关系的信息，使该信息与三相AC电压的输出电压同步，并将该信息作为失常检测信号输出；和
一判断电路，用于以固定时间间隔将电源电压信息信号与失常检测信号进行比较，并当这些信号不同时输出电源电压失常信号。
在本发明中，电源电压信息产生电路检测对应于三相AC电源的各项电压之间的大小关系的信息，并产生一电源电压信息信号，在所述判断电路中，该电源电压信息信号与失常检测信号比较，该失常检测信号是基于当三相AC电源正常时各相电压之间大小关系的信息。当三相AC电源中发生任何类型的电源电压失常时，电源电压信息信号的信号图像和失常检测信号的信号图像之间出现不同。因此本发明可检测当只有一相断开时和当相位顺序被翻转时的电源电压失常。
为了实现上述目的，本发明AC/AC直接电源转换器包括：
一输入滤波器，用于对三相AC电源的三相输出波形进行整形；
多个双向开关，与由输入滤波器进行整形的三相信号连接，通过开/关操作执行电源转换；
一PWM控制电路，用于根据电压指令和频率指令，执行双向开关的开/关控制；
一转换(commutation)控制电路，用于控制双向开关的转换(commutation)；
一电压检测电路，用于检测并输出三相AC电源的三线电压；
一最大电压产生电路，用于从线电压中产生最大线电压；及
一控制电路，用于向PWM控制电路指定一电压，从而使三相输出总是等于或小于最大线电压。
根据本发明，当三相AC电源变得不平衡且在需要的输出电压下的正常操作变得不可能时，AC/AC直接电源转换器可通过执行最大电压下的PWM控制实现连续操作，该最大电压能作为该状态下的三相输出。
根据本发明的实施例，最大电压产生电路可由一用于整流线电压的整流电路和一用于指定整流电路输出相乘的乘法器组成；且控制电路可由一用于指定需要的电压的电压指令单元和一用于比较乘法器的输出和电压指令单元的指令并输出两者之间较小的一个的比较器组成。
本发明的另一AC/AC直接电源转换器包括：
一输入滤波器，用于对三相AC电源的三相输出波形进行整形；多个双向开关，与由输入滤波器进行整形的三相信号连接，通过开/关操作执行电源转换；
一PWM控制电路，用于根据电压指令和频率指令，执行双向开关的开/关控制；
一转换控制电路，用于控制双向开关的转换；
一电压检测电路，用于检测并输出三相AC电源的三线电压；
一最大电压产生电路，用于从线电压中产生最大线电压；及
一控制电路，用于向PWM控制电路指定电压和频率，从而使输出总是等于或小于最大线电压。
根据本发明，当三相AC电源变得不平衡且在需要的频率下的正常操作变得不可能时，AC/AC直接电源转换器可通过执行最大频率的PWM控制实现连续操作，该最大频率作为该状态下的三相输出是可能的。
根据本发明的实施例，最大电压产生电路可由一用于整流线电压的整流电路和一用于执行整流电路输出的指定乘法的乘法器组成；且控制电路可由以下部分组成：一用于指定一需要电压的电压指令单元，一用于比较乘法器的输出和电压指令单元的指令并输出两者之间较小的一个的第一比较器，一用于指定所需频率的频率指令单元，一用于计算可从乘法器的输出中获得的作为三相输出的最大频率的函数发生器；以及一用于比较函数发生器计算出的频率和频率指令单元的指令，并输出两者之间较小的一个的第二比较器。
本发明的再一个AC/AC直接电源转换器包括：
一输入滤波器，用于对三相AC电源的三相输出波形进行整形；
多个双向开关，与由输入滤波器进行整形的三相信号连接，通过开/关操作执行电源转换；
一PWM控制电路，用于根据电压指令和频率指令，执行双向开关的开/关控制；
一转换控制电路，用于控制双向开关的转换；
一电压检测电路，用于检测并输出三相AC电源的三线电压；
一最大电压产生电路，用于从线电压中产生最大线电压；及
一控制电路，用于向PWM控制电路指定一速度和磁通量，从而使与输出相连的电机的接线端电压总是等于或小于最大线电压。
当三相AC电源变得不平衡且在希望的速度下的正常操作变得不可能时，AC/AC直接电源转换器可通过使PWM控制达到最大速度而实现连续操作，该最大速度为该状态下给电机的三相输出的速度。
此外，当不能将由所希望磁通量产生的转矩给电机时，根据在该状态下三相输出给电机的最大转矩，AC/AC直接电源转换器可通过使PWM控制达到最大磁通量而实现连续操作。
根据本发明的实施例，最大电压产生电路可由一用于整流线电压的整流电路和一用于执行整流电路输出的指定乘法的乘法器组成；且控制电路可由以下部分组成：一用于指定一希望速度的速度指令单元，一用于计算可从乘法器的输出中获得的作为三相输出的最大速度的第一函数发生器，一用于比较最大速度和速度指令单元的指令并输出两者之间较小的一个的第一比较器，一用于指定一希望的磁通量的磁通量指令单元，一用于计算乘法器的输出中三相输出可能给电机的最大磁通量的第二函数发生器；以及一用于比较最大磁通量和磁通量指令单元的指令，并输出两者之间较小的一个的第二比较器。
根据本发明的实施例，当最大线电压降到预定值以下时，第一函数发生器可指定一预定的最小速度，当最大线电压降到预定值以下时，第二函数发生器可指定一预定最小磁通量。
根据本发明，当三相AC电源瞬时降到一预定值以下时，电机的转动可在不中断电机的PWM控制下通过动量继续进行，直到三相AC电源通过执行PWM控制恢复，使电机以预定的最小速度和磁通量转动为止。
附图说明
图1为一方块结构图，示出了背景技术中PWM周波变换器的组成；
图2为一方块结构图，示出了图1中PWM周波变换器中的输入电源相位检测电路40的组成；
图3为一方块结构图，示出一PWM周波变换器的组成；
图4为一方块结构图，示出背景技术中利用了PWM周波变换器的电梯系统的结构，其中该变换器中应急电源为一三相AC电源；
图5为一方块结构图，示出背景技术中利用了PWM变换器的电梯系统的结构，其中该变换器中应急电源为一单相AC电源；
图6为一方块结构图，示出背景技术中利用了PWM变换器的电梯系统的结构，其中该变换器中应急电源为一电池；
图7为一方块结构图，示出背景技术中利用了PWM变换器的电梯系统的结构，其中该变换器中应急电源为一大容量电容；
图8为一方块结构图，示出利用了PWM周波变换器的电梯系统的结构；
图9为一方块结构图，示出本发明第一实施例的PWM周波变换器的结构；
图10为一方块结构图，示出本发明第二实施例的PWM周波变换器的结构；
图11为一方块结构图，示出本发明第三实施例的PWM周波变换器的结构；
图12为一方块结构图，示出本发明第四实施例的PWM周波变换器的结构；
图13为一方块结构图，示出图12中PWM周波变换器中非中断电源模块90的结构；
图14为一时序图，示出图12中的PWM周波变换器的操作；
图15为一方块结构图，示出本发明第五实施例中利用了PWM周波变换器的电梯系统的结构；
图16为一方块结构图，示出本发明第六实施例中电源失常检测电路340的结构；
图17为一电路图，示出图16中电源电压信息产生电路41的结构；
图18为一时序图，用于说明电源电压信息产生电路41的工作；
图19为一时序图，示出了电源电压信息信号组Rmax-Tmin和失常检测信号组Rmax*-Tmin*之间的关系；
图20为一电路图，示出图16中的判断电路的结构；
图21为一时序图，示出当发生电源失常时，电源电压信息信号组Rmax-Tmin和失常检测信号组Rmax*-Tmin*之间的关系；
图22为一方块结构图，示出本发明第七实施例的PWM周波变换器的结构；
图23为一方块结构图，示出本发明第八实施例的PWM周波变换器的结构；
图24为一方块结构图，示出本发明第九实施例的PWM周波变换器的结构；
图25为一图表，示出函数发生器430的函数的例子；
图26为一图表，示出函数发生器440的函数的例子。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
(第一实施例)
首先参照附图9，图9为一方块结构图，示出本发明第一实施例的PWM周波变换器的结构。在图9中与图1中相同的部件具有相同的附图标记，且对这些元件不再赘述。
与图中示出的背景技术的PWM周波变换器相比，本实施例中的PWM周波变换器还具有电源开关20和非中断电源10，该电源10为一单向AC电源，且控制器160由控制器60替换。
当没有接收到作为输入的电源失常检测信号120时，电源开关20照常从三相AC电源1向输入滤波器2输出三相(R、S、T)输出电压，当接收到电源失常检测信号120时，电源开关20从非中断电源10向输入滤波器2输出单向AC电压，而不是从三相AC电源1输出三相(R、S、T)输出电压中的R和S相。
在正常状态下，即没有接收到电源失常检测信号120时，控制器60执行与控制器160相同的操作，向门驱动器70输出门信号以控制双向开关模块80的操作。然后，当接收到电源失常检测信号120时，控制器60将控制模式从三相输入操作转换为单向输入操作。
在本实施例中，另外，输入电源相位检测电路40检测相位，将作为输入的电源开关20提供的三相输出电压中的R和S相作为对输入滤波器2的输入。
下面参照附图9对本实施例中的PWM周波变换器的操作作进一步说明。
当本实施例的PWM周波变换器中的三相AC电源1中出现失常时，电源失常检测电路30检测三相AC电源1的失常并输出电源失常检测信号。电源失常检测信号120的输出使电源开关20向输入滤波器2输出非中断电源10的单相AC输出电压，以替换三相AC电源1输出的三相(R、S、T)输出电压中的R和S相。
因此，输入电压相位检测电路40检测非中断电源10的相位。电源失常检测信号120的输入使控制器60将控制模式从三相输入操作转换到单相输入操作，并利用输入电源相位检测电路40已经检测的非中断电源10的相位信息来通过门驱动器70控制双向开关模块80。
根据本实施例的PWM周波变换器，当三相AC电源1中出现失常时，所用的电源从三相AC电源1转换为单相非中断电源10，且控制模式也从三相操作转换为单相操作，从而电源就在不中断操作的情况下得到转换，并实现了连续操作。
(第二实施例)
下面，将说明本发明第二实施例中的PWM周波变换器，在前述的第一实施例的PWM周波变换器中，当输出电源失常检测信号120且作为作为输入被加在输入电源相位检测电路40的电源从三相AC电源1转换为非中断电源10时，组成输入电源相位检测电路40的PLL需要一定时间来锁定将要被检测的非中断电源10和将要被输出的相位信息。与典型的PLL的性能一致，如果输入信号的频率波动的跟踪范围设置较大，则该时间间隔变长。这样，当转换到非中断电源10，即应急电源时，上述第一实施例的PWM周波变换器中将可能出现瞬时操作中断。
本实施例的PWM周波变换器被设计来弥补这一点，从而使得当出现电源失常时，电源可在不中断操作的情况下实现转换，从而实现连续操作。
参照附图10，它为一结构方块图，示出了本实施例PWM周波变换器的结构。图10中，与图9中相同的结构元件使用相同的附图标记，并对其不再赘述。本实施例的PWM周波变换器中，与图9所示的第一实施例的PWM周波变换器相比，还具有用于检测非中断电源10的相位的非中断电源相位检测电路41和相位检测电路开关43。
非中断电源相位检测电路41与图2所示的输入电源相位检测电路40具有相同的结构。非中断电源相位检测电路41不断的检测非中断电源10的相位。
当接收到作为输入的电源失常检测信号120时，相位检测电路开关43选择并输出非中断电源相位检测电路41输出的相位信息，当没有接收到电源失常检测信号120时，选择并输出输入电源相位检测电路40输出的相位信息。
下面参照图10说明本实施例的PWM周波变换器的操作。
当本实施例的PWM周波变换器中的三相AC电源1中出现失常，且电源失常检测电路30输出电源失常检测信号120时，除了上述第一实施例的PWM周波变换器中的操作外，还执行下述操作。
相位检测电路开关43将要从输入电源相位检测电路40输出的相位信息中输出的相位信息转换为非中断电源相位检测电路41输出的相位信息。在非中断电源相位检测电路41中，在电源失常出现前，非中断电源相位检测电路41检测到非中断电源10的相位，因此，即使立即在相位检测电路开关43转换了输出的相位信息之后，也可以输出精确的非中断电源10的相位信息。
因此，与上述第一实施例中的PWM周波变换器相比，当转换电源时，本实施例中的PWM周波变换器可以完全消除操作中的中断，实现连续操作。
(第三实施例)
下面参照图11说明本发明第三实施例的PWM周波变换器，图11为一方块结构图，示出本实施例的PWM周波变换器的结构。在图11中，与图10中相同的结构元件使用了相同的附图标记，且对这些元件不再赘述。
与图11所示的第二实施例的PWM周波变换器相比，本实施例的PWM周波变换器由电池11替换了非中断电源10，由固定相位信息发生电路42替换了非中断电源相位检测电路。固定相位信息发生电路42产生并输出固定的相位信息。
下面结合图11说明本实施例的PWM周波变换器的操作。
本实施例中的电源开关20和相位检测电路开关43执行与图10所示的第二实施例的相同操作。当三相AC电源1中出现失常，且电源失常检测电路30输出电源失常检测信号120时，相位检测电路开关43选择固定相位信息产生电路42产生的固定相位信息，并向控制器60输出该信息。
电池11为一DC电源，因此它的相位是固定的。这样，如果本实施例中的控制器60利用固定相位产生电路42产生的固定相位信息执行单相操作，则当电源被转换时，可在不中断操作的情况下实现连续操作。
(第四实施例)
下面，参照图12说明本发明第四实施例的PWM周波变换器，图12为一方块结构图，示出本实施例PWM周波变换器的结构。在图12中，与图9中相同的结构元件具有相同的附图标记，这里不再赘述。
在本实施例的PWM周波变换器中，与图9所示的第一实施例的PWM周波变换器相比，非中断电源10由一非中断电源模块90替换，电源开关20由一电源开关21替换，电源失常检测电路30由电源失常检测电路31替换。
当三相AC电源1中检测到电源失常，如开相、电源断电、或不平衡时，电源失常检测电路31输出电源失常检测信号120和开关控制信号121，当电源失常恢复到正常时，电源失常检测电路31中断电源失常检测信号120的输出，然后在固定时间间隔通过之后，中断开关控制信号121的输出。
通过不断的检测三相AC电源1的相位，非中断电源模块90产生与三相AC电源1的输出电压同步的三相电压，并当接收电源失常检测信号120时，根据相位信息，就在电源失常检测信号120输入之前，以固定周期输出三相电压。
当没有接收到作为输入的开关控制信号121时，电源开关21向输入滤波器2输出三相AC电源1的三相(R、S、T)输出电压，当接收到开关控制信号121时，向输入滤波器2输出非中断电源10的三相(R′、S′、T′)的AC输出电压。
本实施例中，电源失常检测信号120没有输入到控制器60，即使当电源失常发生时，也执行正常的三相操作。
图13为一方块结构图，用于说明非中断电源模块90的结构。在图13中，与图3中相同的结构元件具有相同的附图标记，且不再赘述。
非中断电源模块90由下述组成：不可中断电源(UPS)91、二极管模块112、电容器118、三极管模块114、控制器92和电源相位检测电路93。
电源相位检测电路93通过接收三相AC电源1的三相输出电压，不断地检测三相AC电源1的相位，并向控制器92输出作为相位信息的检测到的相位。
在正常状态下，即没有接收到电源失常检测信号120时，控制器92根据电源相位检测电路93检测到的三相AC电源1的相位信息，来控制三极管模块114的各三极管，并执行控制，从而使三极管模块114输出的三相输出电压的相位与三相AC电源1同步。当接收到电源失常检测信号120作为输入时，控制器92根据电源失常检测信号输入前的相位信息，控制三极管模块114的各三极管，以执行控制，从而使三极管模块114输出的三相输出电压具有固定的周期。
下面参照图12、13和14来说明本实施例的PWM周波变换器的操作。图14为一时序图，用于说明本实施例PWM周波变换器的操作。图14示出三相AC电源1的输出电压波形、非中断电源90的输出电压波形、双向开关模块80的输入电压的相R的波形和开关控制信号121和电源失常检测信号120的变化。
在图14中，示出了导致三相AC电源1的电源中断的电源失常在时间t1时出现，在时间t2时三相AC电源1从电源中断中恢复的情况。
直到时间t1，三相AC电源1的输出电压都作为双向开关模块80的输入，没有改变。在这期间，非中断电源模块90中产生与三相AC电源1的输出电压同步的输出电压(R′、S′、T′)。
然后，当在时间t1三相AC电源1中出现电压中断时，电压失常检测电路31检测失常并输出电压失常检测信号120和开关控制信号121。这样，电压开关21选择非中断电压模块90的输出电压，并输出这些电压。当接收到作为输入的电源失常检测信号120时，非中断电源模块90执行操作，从而无变化的以固定周期输出输出电压，该输出电压是在接受到电源失常检测信号120之前被输出。因此，时间t1后，作为输入提供给双向开关模块80的电压基本上与没有出现电源失常时的电压有相同的波形。
然后，当在时间t2三相AC电源1从电源中断中恢复时，电源失常检测电路31首先中断电源失常检测信号120的输出。这样，在非中断电源模块90中执行控制，从而使三极管模块114的输出电压与AC电源1的输出电压同步。然后，在时间t2后经过固定时间间隔的时间t3，电源失常检测电路31中断开关控制信号121的输出，从而使电源开关21选择并向输入滤波器2输出三相AC电源1的输出电压。
当电源失常恢复时，电源失常检测电路31在中断电源失常检测信号120的输出后再经过一固定时间间隔，中断开关控制信号121的输出，以确保使非中断电源模块90的输出电压和三相AC电源1的输出电压的相位同步所需的时间。
如前所述，根据本实施例的PWM周波变换器，当三相AC电源1中出现失常时，与三相AC电源1同步的三相AC电压的非中断电源模块90的不断输出使三相AC操作得以不中断的连续进行。
(第五实施例)
下面，结合附图15说明利用了本发明第五实施例的PWM周波变换器的电梯系统，图15为一方块结构图，示出了本实施例电梯系统的结构。在图15中，与图8中相同的结构元件具有相同的附图标记，这里不再赘述。
与图8所示的电梯驱动器5相比，本实施例的电梯驱动器12还包括电源开关20、应急电源相位检测电路228、固定相位信息产生电路42、相位检测电路开关设定单元230、以及相位检测电路开关231，和，替换控制器160的控制器60，控制器中的软件内容也被修改。
在本实施例的电梯系统中，预先从应急三相AC电源装置210、应急单相AC电源装置211、电池212以及大容量电容13中选择一个电源作为应急电源。
当没有接收到作为输入的电源失常检测信号120时，电源开关20照常从三相AC电源1向输入滤波器2输出三相(R、S、T)输出电压，当接收到电源失常检测信号120时，从被设为应急电源的电源中向输入滤波器2输出电压。
当应急电源为应急三相AC电源210时，应急电源相位检测电路228接收三相输出电压的两相(R和S)作为输入并检测相位，当应急电源为应急单相AC电源装置211时，应急电源相位检测电路228检测单相电压(R′和S′)的相位，并向相位检测电路开关设定单元230输出检测到的相位信息。
固定相位信息产生电路42产生并输出固定相位信息。相位检测电路开关设定单元230可根据预先的设定，从应急电源相位检测电路228中选择相位信息或从固定相位信息产生电路42中选择固定相位信息，并向相位检测电路开关231输出信息。
当选择电池212或大容量电容13作为应急电源时，相位检测电路开关设定单元230被设定，从而从固定相位信息产生电路42中选择并输出固定相位信息。另一方面，当选择应急三相AC电源装置210或应急单相AC电源装置211作为应急电源时，相位检测电路开关设定单元230被设定，从而从应急电源相位检测电路228中选择并输出相位信息。
当没有接收到作为输入的电源失常检测信号120时，相位检测电路开关231选择来自输入电源相位检测电路40的相位信息，并向控制器60输出该相位信息，当接收到电源失常检测信号120时，选择相位检测电路开关设定单元230输出的应急电源相位信息，并向控制器60输出该相位信息。
当没有接收到作为输入的电源失常检测信号120时，控制器60根据相位检测电路开关231输出的相位信息，控制双向开关模块80，执行双向开关模块80的三相输入操作，且，当接收到作为输入的电源失常检测信号120时，将双向开关模块80的控制模式从三相输入操作转换为与相位检测电路开关231输出的相位信息对应的控制模式操作。
更具体的，当相位检测电路开关231输出的相位信息为三相AC电源的相位信息时，控制器60将双向开关模块80的控制模式设定为三相输入操作；当相位检测电路开关231输出的相位信息为单相AC电源的相位信息时，将双向开关模块80的控制模式设定为单相输入操作；当相位检测电路开关231输出的相位信息为固定相位信息时，将双向开关模块80的控制模式设定为单相输入操作。
下面结合附图15说明本实施例的电梯驱动器12的操作。
首先说明当没有出现电源失常时的操作。当没有出现电源失常时，电源失常检测电路30没有输出电源失常检测信号120，结果是，电源开关20照常向输入滤波器2输出三相AC电源1的三相(R、S、T)输出电压，相位检测电路开关231选择输入电源相位检测电路40的相位信息并将其输出至控制器60。这样，控制器60根据输入电源相位检测电路40输出的相位信息，执行对三相输入操作的控制。
其次说明当出现电源失常时的操作。当出现电源失常时，电源失常检测电路30输出电源失常检测信号120，然后，在电源开关20，向输入滤波器2输出被设为应急电源的电源的输出电压，在相位检测电路开关231，选择相位检测电路开关设定单元230的相位信息，并将其输出到控制器60。然后控制器60根据接收到的相位信息执行对与设定的应急电源形式相应的操作的控制。
这样不论应急三相AC电源装置210、应急单相AC电源装置211、或如电池或大容量电容13之类的DC电源212中的哪个被设为应急电源，当电源失常时电机3都可工作。
换句话说，当如三相或单相AC电源或如电池之类的DC电源等装置已经被确为安全电源时，本发明的电梯驱动器都可通过利用已经确定的安全电源执行应急操作，而不需提供另一新的应急电源。
在本实施例的电梯系统中，虽然说明了当电梯驱动器12中具有电源开关20的情况，但是本发明并不局限于这种形式，即使当电源开关20位于电梯驱动器12的外侧，本发明也可被采用。在这种情况下，电源失常检测信号120、三相AC电源1的三相(R、S、T)电压、以及应急电源的两相(R′和S′)电压被分别加到电梯驱动器12上。
另外，虽然本实施例中说明了当提供了四个应急电源装置210、211、212和13的情况，但本发明很显然也可用于只提供至少一个应急电源的情况。
最后，当应急电源只是DC电源，如电池212或大容量电容13时，应急电源相位检测电路228和相位检测电路开关设定单元230都可被去除，固定相位信息产生电路42输出的固定相位信息也可作为相位检测电路开关231的输入。相似的，当应急电源只是应急三相AC电源装置210或应急单相AC电源装置211时，固定相位信息产生电路42和相位检测电路开关设定单元230都可被去除，应急电源相位检测电路228输出的相位信息也可作为相位检测电路开关231的输入。
(第六实施例)
下面参照附图16说明用于本发明第六实施例的PWM周波变换器中的电源失常检测电路。
本实施例的PWM周波变换器具有电源失常检测电路340，如图16所示，它替换了上述第一到五实施例中的电源失常检测电路30。
如图16所示，本实施例的电源失常检测电路340由电源电压信息产生电路341、失常检测信号产生电路3432和判断电路343组成。
电源电压信息产生电路341检测对应于三相AC电源1的各相R、S、T的电压大小之间关系的信息，并将该信息作为电源电压信息信号Rmax-Tmin输出。当三相AC电源1为正常时，失常检测信号产生电路342预先将基于各相R、S、T的电压大小之间关系的信息保存在例如一表格中；将该信息与三相AC电源1的输出电压同步；将同步的信息作为失常检测信号Rmax*-Tmin*输出。判断电路343以固定时间间隔对电源电压信息信号Rmax-Tmin和失常检测信号Rmax*-Tmin*进行比较，并当这些信号不同时，输出电源电压失常信号120。
参照附图17，下面说明电源电压信息产生电路341的电路结构的特殊例子。电源电压信息产生电路341由六个电流检测电路221-226和电阻34组成。由于电流检测电路221-226都具有相同的结构，因此下面只代表性的说明电流检测电路221和224。
电流检测电路221由二极管28和29、光电耦合器330以及变换器32组成。
当相R的电压高于相S和T的电压中的任一个时，电流检测电路221不工作，因此光电耦合器330关闭。变换器32的输入通过电阻331与DC电源Vcc相连，从而成为高电平(全文简化为“H”)，这样变换器32的输出Rmin变为低电平(全文简化为“L”)。
当相R的电压小于相S和T的电压时，电流检测电路221工作，因此，电阻34的电压和相R的电压之间的电势差使二极管29和光电耦合器330导通。这样光电耦合器330的输出端变为L，变换器32的输出Rmin变为H。
电流检测电路224由二极管35和36、光电耦合器37、电阻38以及变换器39组成。
当相R的电压低于相S和相T的电压中的任一个时，电流检测电路224不工作，因此光电耦合器37断开。通过电阻38与DC电源Vcc相连的变换器39的输入端变为H，而变换器39的输出Rmax变为L。
当相R的电压高于相S和相T的电压时，电流检测电路224工作，电阻34的电压和相R的电压之间的电势差使二极管35和光电耦合器37导通。光电耦合器37的输出端变为L，变换器39的输出Rmax变为H。
本质上说，当相R的电压高于相S和T的电压时，电流检测电路224工作，Rmax变为H；当相R的电压低于相S和相T的电压时，电流检测电路221工作，Rmin变为H。
下面参照附图18，图18示出相R电压和电源电压信息信号Rmax和Rmin之间的关系，更具体的表示出电流检测电路221和224的操作。在图18中，由于在从时间t10到时间t20的时间段中，由于相R电压高于相S和相T的电压，因此Rmax为H。由于在从时间t30到时间t40的时间段中，相R电压低于相S和相T电压，因此Rmin变为H。在时间电T50时，相R电压再次变为最高电压，因此Rmax变为H。
对相S和相T执行相同的操作，这样，在任何特定时间时，只有电流检测电路221-223中的一个和电流检测电路224-226中的一个处于工作状态，且只有电源电压信息产生信号Rmin-Tmin中的一个信号和电源电压信息产生信号Rmax-Tmax中的一个为H。
下面参照图19来说明失常检测信号产生电路342的操作。图19为一时序图，示出电源电压信息产生电路341得到的电源电压信息信号组Rmin-Tmin与失常检测信号产生电路342产生的失常检测信号组Rmin*-Tmin*之间的关系。
如图19中所示，在失常检测信号产生电路342中，当三相AC电源1正常时，对应于电源电压信息信号组Rmax-Tmin的信息对应各时间t1-t6存储。图19示出当三相AC电源1正常时的电源电压信息信号组Rmax-Tmin和电源电压信息信号组Rmax-Tmin的信号图形与存储在失常检测信号产生电路342中的失常检测信号组Rmax*-Tmin*的信号图形相符。
图20示出判断电路343的电路结构的特定例子。在图20中，判断电路343由以下部分组成：D触发电路13；由例如一计数器组成的时钟信号产生电路14、”或”电路15以及六个“异””或”电路161-166。
这六个“异””或”电路161-166均对失常检测信号组Rmax*-Tmin*和电源电压信息信号组Rmax-Tmin执行“异”计算，并输出计算结果。“或””或”电路15对六个“异””或”电路161-166的输出的每一个之间进行“或”计算，并输出计算结果。换句话说，即使六个“异””或”电路161-166的输出中的一个为H时，“或””或”电路15输出H。D触发器电路13保持在时钟信号改变时被作为输入接收的“或””或”电路15的输出值，并将输出值作为电源电压失常检测信号120输出，”或”电路，其中该时钟信号由时钟信号发生电路14产生。
通过上述的结构，当即使只有一组电源电压信息信号Rmax-Tmin和失常检测信号Rmax*-Tmin*之间出现不同时，图20中所示的判断电路343都输出电源电压失常信号120。
下面结合图21说明当检测电源电压失常时，本实施例电源失常检测电路340的操作。
在图21中，示出当相S在时间t5打开时的情况。在时间t1-t5之间的时间段中，三相AC电源1中没有出现失常，因此电源电压信息信号Rmax-Rmin和失常检测信号Rmax*-Tmin*之间完全匹配，电源电压失常信号不变的处于L。然后，在时间t5时，电源电压出现失常，即相S开路，因此，电源电压信息信号组Rmax-Tmin的Rmin和Smin信号分别不同于失常检测信号Rmin*和Smin*。因此，在时间t6，电源电压失常信号120变为H，从而检测到相S为开路的电源电压失常。
在图21中，说明了三相中只有一相为开路时的情况，但是在电源出现失常、相序被翻转的情况中，电源电压信息产生电路341产生的电源电压信息信号组Rmax-Tmin的信号图形将不同于正常状态下的信号图形。另外，在本实施例的电源失常检测电路340中，以固定时间间隔不断执行电源电压信息信号组Rmax-Tmin和失常检测信号组Rmax*-Ymin*的比较，结果是，与开相情况相似，可以检测到翻转相序情况下的电源失常。
这样，本实施例的电源失常检测电路340可检测对应于只有一相为开路的电源电压状态和相序被翻转的状态的电源失常。
最后，虽然本实施例只利用在PWM周波变换器中提供一电源失常检测电路340的情况说明电源失常检测电路，但是本发明并不局限于这种形式，还可以同样应用与其它使用三相AC电源的装置中。
(第七实施例)
下面说明本发明第七实施例的PWM周波变换器中的电源失常检测电路。本实施例的PWM周波变换器是为了实现即使出现三相AC电源的电源不平衡时，例如一电机的正常操作和连续驱动。
参照图22，本实施例的PWM周波变换器包括：三相AC电源1；输入滤波器2；双向开关SUR、SUS、SUT、SVR、SVS、SVT、SWR、SWS和SWT；负载R1、R2和R3；电流检测器CT1、CT2和CT3；电压检测电路400；整流电路401；乘法器402；比较器403、电压指令单元410；PWM控制电路411；交换控制电路450；以及门驱动电路60。
三相AC电源1输出相R、相S和相T的AC电源。输入滤波器由每一个分别与三相AC电源的相R、S、T串连的电抗器L1、L2、L3；一端共连接，另一端分别与相R、S、T相连的电容C1、C2、C3组成，且具有对三相AC电源1的输出波形进行整形并输出三相信号的功能。
双向开关SUR、SUS、SUT、SVR、SVS、SVT、SWR、SWS和SWT都是由两个IGBT(绝缘栅双极晶体管)组成，且可通过转换控制执行双向信号的开/关控制。输入滤波器2的相R输出作为输入提供给双向开关SUR、SVR、SWR的一端。输入滤波器2的相S输出作为输入提供给双向开关SUS、SVS、SWS的一端。输入滤波器2的相T输出作为输入提供给双向开关SUT、SVT、SWT的一端。双向开关SUR、SUS、SUT的另一端共连接作为相U输出，并与负载R1的一端连接。双向开关SVR、SVS和SVT的另一端共连接作为相V输出，并与负载R2的一端连接。双向开关SWR、SWS和SWT的另一端共连接作为相位W输出，并与负载R3的一端连接。
负载R1、R2和R3的另一端共连接。电流检测器CT1、CT2和CT3分别检测U相、V相、和W相的电流，并输出至转换控制电路450。电压检测电路400检测相R和相S之间线电压、相S和相位T之间线电压、相位T和相位R之间的线电压，并输出结果。
整流电路401对电压检测电路400的输出的三个输出线电压进行整流，并将这些电压中的最大值作为最大线电压VMAX输出。乘法器402使最大线电压VMAX与 相乘。
电压指令单元410不考虑三相AC电压1的输出，指令电压VREF作为所希望的三相输出有效电压值。比较器403对电压 和电压VREF进行比较，并输出较小电压作为电压V1。
PWM控制电路411输出PWM信号，以执行双向开关SUR、SUS、SUT、SVR、SVS、SVT、SWR、SWS和SWT的开/关控制，从而三相输出为电压V1，而且，产生频率指令fREF的相U、相V和相W信号。在本实施例中，PWM信号被输出至由多个信号线组成的总线。
转换控制电路450将PWM信号转换为对应于双向开关的信号，根据电流检测器CT1、CT2和CT3处获得的电流极性，得到这些控制双向开关SUR、SUS、SUT、SVR、SVS、SVT、SWR、SWS和SWT的各方向IGBT的转换控制的信号，并输出这些信号以执行各IGBT的开/关控制。
门驱动电路60根据转换控制电路450的输出，打开和关闭这十八个组成双向开关SUR、SUS、SUT、SVR、SVS、SVT、SWR、SWS和SWT的IGBT。
在本实施例的PWM周波变换器的操作中变频器的操作中，首先由滤波器2对三相AC电源1的输出进行波形整理。根据整形后的信号，电压检测电路400、整流电路401和乘法器402产生从三相AC电源1的获得的最大三相输出的有效值 。在比较器403中，
Figure A0180625300382
与电压指令单元410指定的电压VREF相比较，并将较小的电压作为电压V1提供给PWM控制电路411的输入端。当三相AC电源1正常输出三相电源时，电压 不小于电压指令单元410指定的VREF，但是当电压 由于例如非平衡状态而减小时，电压 将小于电压指令单元410指定的VREF。
PWM控制电路411根据频率指令fREF和电压V1输出PWM信号，该信号指示双向开关SUR、SUS、SUT、SVR、SVS、SVT、SWR、SWS和SWT的打开/关闭的时间。另外，具有转换时间的信号根据电流检测器CT1、CT2和CT3检测的电流极性，通过门驱动电路60打开/关闭组成双向开关SUR、SUS、SUT、SVR、SVS、SVT、SWR、SWS和SWT的IGBT。作为三相输出获得的信号被提供给R1、R2和R3。
当三相AC电源1的输出变得不平衡，且电压
Figure A0180625300386
小于电压指令单元410指定的电压VREF时，PWM周波变换器不能在电压指令单元410指定的电压VREF下正常操作。由于PWM控制是基于此时可被正常输出的最大电压 而执行的，因此PWM周波变换器的操作可连续进行。
输出最大线电压VMAX的整流电路401可由一绝对值电路和一最大值优先电路组成。
(第八实施例)
下面说明本发明第八实施例的PWM周波变换器中使用的电源失常检测电路。与图7中的实施例一样，不论三相AC电源中是否出现电源不平衡，本实施例的PWM周波变换器可正常操作并可连续驱动一装置，如电机。
参照图23，本发明第八实施例的PWM周波变换器的结构为向图22中的PWM周波变换器中加入函数发生器420、频率指令单元421和比较器404。
函数发生器420接收乘法器402的输出电压
Figure A0180625300391
作为其输入，计算三相AC电源1的输出状态下获得的最大频率fMAX，并输出结果。作为最大频率fMAX的一个例子，当三相AC电源1的输出为正常时，最大频率fMAX可达到最大值，然后与电压
Figure A0180625300392
的下降成比例地线性下降。
不论三相AC电源1的输出怎样，频率指令单元421指定一希望的三相输出频率值fREF。
比较器404对最大频率fMAX和频率指令单元421指定的频率fREF进行比较，并输出较小频率作为频率f1。频率f1被提供到PWM控制电路411的输入端。当三相AC电源1正常的输出一三相电源时，最大频率fMAX不小于频率指定单元421的指定频率fREF，但是当最大频率fMAX由于例如非平衡状态而减小时，可能会小于频率指定单元421的指定频率fREF。
当三相AC电源1的输出进入一非平衡状态，且最大频率fMAX小于频率指令单元421指定的频率fREF时，PWM周波变换器不能在频率指令单元421指定的频率fREF下正常操作。此时，PWM周波变换器可通过执行基于此时可正常输出的三相输出最大频率fMAX的PWM控制而实现连续操作。
(第九实施例)
下面说明本发明第九实施例的PWM周波变换器中使用的电源失常检测电路。与图7和8所示的实施例相同，尽管三相AC电源出现非平衡电压状态时，本实施例的PWM周波变换器可实现例如电机的正常操作和连续驱动。
参照图24，本发明第九实施例的PWM周波变换器包括：三相AC电源1；输入滤波器2；双向开关SUR、SUS、SUT、SVR、SVS、SVT、SWR、SWS和SWT；电流检测器CT1、CT2和CT3；电压检测电路400；整流电路401；乘法器402；交换控制电路450；门驱动电路60；速度检测器461；函数发生器430和440；速度指令单元431；比较器405；速度控制单元432；磁通量指令单元441；比较器406；频率指令单元421；电压指令单元410；和PWM控制电路411；和驱动电机460。
三相AC电源1；输入滤波器2；双向开关SUR、SUS、SUT、SVR、SVS、SVT、SWR、SWS和SWT；电流检测器CT1、CT2和CT3；电压检测电路400；整流电路401；乘法器402；交换控制电路450；门驱动电路60都与图22中的PWM周波变换器中的部件完全相同。
电机460为一AC电机，它可由相U、相V和相W的电压驱动。速度检测器461检测电机460旋转的速度。
函数发生器430以电压
Figure A0180625300401
作为输入，并输出当前状态下三相AC电源1的输出处获得的电机460的最大速度NMAX。另外，函数中可设定最大速度NMAX的最小值，该函数可指示输入和输出之间的关系，且当电压小于预定值时的最大速度NMAX为预定的最小值。图25中所示的情况可作为本函数的一个例子。
速度指令单元431指定不论三相AC电源1的输出怎样都可被驱动的电机460的速度NREF。
比较器405比较最大速度NMAX和速度指令单元431的输出NREF，并输出较小的速度作为速度N1。当三相AC电源1正常的输出一三相电源时，最大速度NMAX不小于速度指令单元431的指定NREF，当最大速度NMAX由于例如非平衡状态而减小时，最大速度可小于速度指令单元431的指定NREF。
速度控制单元432将速度N1和速度检测器461检测到的电机460的旋转速度作为输入，并执行控制使电机460的旋转速度变为N1。
函数发生器440接收电机460的电压
Figure A0180625300403
作为输入，并输出当前状态下从三相AC电源的输出中获得的最大磁通量ΦMAX。最大磁通量ΦMAX的最小值可在指示输入/输出关系的函数中设定，当
Figure A0180625300404
小于预定值时，最大磁通量ΦMAX变为预先设定的最小值。图26中所示的情况可作为该函数的例子。
磁通量指令单元441根据作用到电机460上的扭矩来指定磁通量，而不考虑三相AC电源1的输出。
比较器406对最大磁通量ΦMAX和磁通量指令单元441的输出进行比较，并输出较小磁通量作为磁通量Φ1。当三相AC电源1正常输出三相电源时，最大磁通量ΦMAX不小于磁通量指令单元441的指定ΦREF，但是当最大磁通量ΦMAX由于例如非平衡状态而减小时，它可以小于磁通量指令单元441的指定ΦREF。
向量控制电路442将速度N1和磁通量Φ1作为输入，并计算和指定流向电机460的电流，从而根据速度N1和磁通量Φ1使电机460以一转矩旋转。由于三个平衡相位的电流总和为零，因此电流指令通知三相U、V和W中的两相。
电流控制电路443根据向量输出电路442输出的电流指定和电流检测器CT1、CT2和CT3检测到的电流值之间的不同，向PWM控制电路411输出电压指定VREF和频率指定fREF。
当三相AC电源1的输出进入非平衡状态，且PWM周波变换器不能在速度指令单元431的指令下正常操作时，PWM周波变换器可通过执行基于此时三相输出对电机460的最大速度NMAX的PWM控制实现连续的操作。
当电压
Figure A0180625300411
小于预定值时，执行PWM控制，从而使电机460以预定最小的速度旋转。因此，当三相AC电源1突然被切断时，电机460可通过动量在不中断的情况下连续旋转，直到三相AC电源1恢复为止。
另外，当由磁通量指令单元441指定的磁通量所产生的转矩没有作用到电机460时，PWM周波变换器可通过执行基于对应于三相输出此时加到电机460的最大转矩的最大磁通量ΦMAX的PWM控制，实现连续操作。另外，执行PWM控制可实现当电压 小于预定值时，使电机460以预定最小值的磁通量旋转。因此，当三相AC电源1突然被切断时，PWM控制允许在不中断电机460的情况下，使电机460的旋转通过动量连续进行，直到三相AC电源1恢复为止。

Claims (20)

1.一种PWM周波变换器，包括：
双相开关模块，它由九个在三相AC电源的各个三相电压和三相输出电
压之间连接的双向开关组成；和
一输入电源相位检测电路，用于接收作为输入的三相AC电压中的两相
并检测该输入的相位，这三相AC电压作为输入被提供给双向开关模
块，其特征在于PWM周波变换器包括：
一非中断电源，它是一单相AC电源；
一电源失常检测电路，用于当检测到三相AC电源的电源失常时，输出电源失常检测信号；
一电源开关，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，从三相AC电源向双向开关模块输出三相输出电压，且，当接收到电源失常检测信号时，从非中断电源向双向开关模块输出一单相AC电压，以替换输入电源相位检测电路对其检测相位的两相输出电压；以及
一控制单元，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，根据输入电源相位检测电路检测的相位信息控制双向开关模块，执行控制，从而使双向开关模块在三相输入条件下操作，当接收到电源失常检测信号时，将双向开关模块的控制模式从三相输入操作转换为单相输入操作。
2.一种PWM周波变换器，包括：
一双相开关模块，它由九个用于在三相AC电源的各个三相电压和三相
输出电压之间连接的双向开关组成；和
一输入电源相位检测电路，用于接收作为输入的三相AC电压中的两相
并检测该输入的相位，这三相AC电压作为输入被提供给双向开关模
块，其特征在于它包括：
一非中断电源，它是一单相AC电源；
一电源失常检测电路，用于当检测到三相AC电源的电源失常时，输出电源失常检测信号；
一电源开关，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，从三相AC电源向双向开关模块输出三相输出电压，且，当接收到电源失常检测信号时，从非中断电源向双向开关模块输出一单相AC电压，以替换输入电源相位检测电路对其检测相位的两相输出电压；
一非中断电源相位检测电路，用于检测非中断电源的相位；
一相位检测电路开关，用于当接收到作为输入的电源失常检测信号时，选择和输出非中断电源相位检测电路中输出的相位信息，当没有接收到电源失常检测信号时，选择和输出输入电源相位检测电路输出的相位信息；以及
一控制单元，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，根据所述相位检测电路输出的相位信息控制双向开关模块，执行控制，从而使双向开关模块在三相输入条件下操作，当接收到电源失常检测信号时，将双向开关模块的控制模式从三相输入操作转换为单相输入操作。
3.一种PWM周波变换器，包括：
一双向开关模块，它由九个用于连接三相AC电源的各个三相电压和三
相输出电压的双向开关组成；
一输入电源相位检测电路，用于接收作为输入的三相AC电压中的两相
并检测该输入的相位，这三相AC电压作为输入被提供给双向开关模
块，其特征在于所述PWM周波变换器包括：
一DC电源；
一电源失常检测电路，用于当检测到三相AC电源的电源失常时，输出电源失常检测信号；
一电源开关，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，从三相AC电源向双向开关模块输出三相输出电压，且，当接收到电源失常检测信号时，从DC电源向双向开关模块输出一DC电压，以替换由输入电源相位检测电路对其检测相位的两相输出电压；
一固定相位信息产生电路；
一相位检测电路开关，用于当接收到电源失常检测信号时，选择并输出由固定相位信息产生电路输出的固定相位信息，当没有接收到电源失常检测信号时，选择并输出输入电源相位检测电路输出的相位信息；和
一控制单元，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，根据相位检测电路开关输出的相位信息控制双向开关模块，执行控制，从而使所述双向开关模块在三相输入下执行操作，当接收到电源失常检测信号时，将双向开关模块的控制模式从三相输入操作转换为单向输入操作。
4.一种PWM周波变换器，包括：
一双向开关模块，它由九个用于连接三相AC电源的各个三相电压和三相输出电压的双向开关组成；
一输入电源相位检测电路，用于接收作为输入的三相AC电压中的两相并检测该输入的相位，这三相AC电压作为输入被提供给双向开关模块；和
一控制单元，用于根据输入电源相位检测电路检测到的相位信息控制双向开关模块，
其特征在于PWM周波变换器还包括：
一电源失常检测电路，用于当检测到三相AC电源的电源失常时，输出电源失常检测信号和一开关控制信号，当电源失常恢复正常时，中断电源失常检测信号的输出，且，在固定时间间隔后，中断开关控制信号的输出；
一非中断电源模块，用于通过不断的检测三相AC电源的相位，产生与三相AC电源的输出电压同步的三相电压，且，当接收到作为输入的电源失常检测信号时，用于根据电源失常检测信号输入前的相位信息，以固定时间周期输出三相电压；和
一电源开关，用于当没有接收到作为输入的开关控制信号时，从三相AC电源向双向开关模块输出三相输出电压，且，当接收到开关控制信号时，从非中断电源模块向双向开关模块输出三相输出电压。
5.如权利要求4所述的PWM周波变换器，其特征在于：所述非中断电源由一PWM变换器组成。
6.一种由PWM周波变换器组成的电梯驱动器，所述PWM周波变频器具有：
一双向开关模块，它由九个用于连接三相AC电源的各个三相电压和三相输出电压的双向开关组成；
一输入电源相位检测电路，用于接收作为输入的三相AC电压中的两相并检测该输入的相位，这三相AC电压作为输入被提供给双向开关模块；
特征在于PWM周波变换器还包括：
一电源失常检测电路，用于当检测到三相AC电源的电源失常时，输出电源失常检测信号；
一电源开关，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，从三相AC电源向双向开关模块输出三相输出电压，且，当接收到电源失常检测信号时，向双向开关模块输出被设为应急电源的电源的输出电压；
一应急电源相位检测电路，用于检测应急电源的相位；
一固定相位信息产生电路，用于产生并输出固定的相位信息；
一相位检测电路开关设定单元，用于根据预先的设定，从应急电源相位检测电路选择并输出相位信息或从固定的相位信息产生电路选择并输出固定的相位信息；
一相位检测电路开关，用于当接收到作为输入的电源失常检测信号时，选择并输出从相位检测电路开关设定单元输出的相位信息，当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，选择并输出从输入电源相位检测电路输出的相位信息；和
一控制单元，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，根据相位检测电路开关输出的相位信息控制双向开关模块，执行控制，从而使双向开关模块在三相输入的条件下操作，且当接收到电源失常检测信号作为输入时，将双向开关模块的控制模式从三相输入操作转换为对应相位检测电路开关输出的相位信息的控制模式操作。
7.一种由PWM周波变换器组成的电梯驱动器，该PWM周波变换器包括：
一双向开关模块，它由九个用于在三相输出电压和三相AC电源的三相电压之间的连接或在三相输出电压和由与外侧联接的电源开关所选择的应急电源的输出电压之间连接的双向开关组成；
一输入电源相位检测电路，用于接收作为输入的三相AC电压中的两相并检测该输入的相位，这三相AC电压作为输入被提供给双向开关模块；
特征在于PWM周波变换器还包括：
一电源失常检测电路，用于当检测到三相AC电源的电源失常时，输出电源失常检测信号；
一应急电源相位检测电路，用于检测应急电源的相位；
一固定相位信息产生电路，用于产生并输出固定的相位信息；
一相位检测电路开关设定单元，用于根据预先的设定，从应急电源相位检测电路选择并输出相位信息或从固定的相位信息产生电路选择并输出固定的相位信息；
一相位检测电路开关，用于当接收到作为输入的电源失常检测信号时，选择并输出从相位检测电路开关设定单元输出的相位信息，当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，选择并输出从输入电源相位检测电路输出的相位信息；和
一控制单元，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，根据相位检测电路开关输出的相位信息控制双向开关模块，执行控制，从而使双向开关模块在三相输入的条件下操作，且当接收到作为输入的电源失常检测信号时，将双向开关模块的控制模式从三相输入操作转换为对应相位检测电路开关输出的相位信息的控制模式操作。
8.如权利要求6或7所述的电梯驱动器，其特征在于：所述应急电源是三相AC电源、单相AC电源以及DC电源中的任选一个。
9.一种由一PWM周波变换器组成的电梯驱动器，该PWM周波变换器包括：
一双向开关模块，它由九个用于连接三相AC电源的各个三相电压与三相输出电压的双向开关组成；
一输入电源相位检测电路，用于接收作为输入的三相AC电压中的两相并检测该输入的相位，这三相AC电压作为输入被提供给双向开关模块；
特征在于PWM周波变换器还包括：
一电源失常检测电路，用于当检测到三相AC电源的电源失常时，输出电源失常检测信号；
一电源开关，用于当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，从三相AC电源向双向开关模块输出三相输出电压，且，当接收到电源失常检测信号时，向双向开关模块输出被设为应急电源的应急三相AC电源的输出电压；
一应急电源相位检测电路，用于检测应急三相AC电源的相位；
一相位检测电路开关，用于当接收到作为输入的电源失常检测信号时，选择并输出从应急电源相位检测电路输出的相位信息，当没有接收到作为输入的电源失常检测信号时，选择并输出从输入电源相位检测电路输出的相位信息；和
一控制单元，用于根据相位检测电路开关输出的相位信息执行控制，从而使双向开关模块在三相输入的条件下操作。
10.一种用于检测三相AC电源的电源电压的失常的电源失常检测电路，包括：
一电源电压信息产生电路，用于检测对应于三相AC电源各相电压的大小关系的信息，并将该信息作为电源电压信息信号输出；
一失常检测信号产生电路，用于预先保持当三相AC电压正常时基于各相电压大小关系的信息，使该信息与三相AC电压的输出电压同步，并将该信息作为失常检测信号输出；和
一判断电路，用于以固定时间间隔将电源电压信息信号与失常检测信号进行比较，并当这些信号不同时输出电源电压失常信号。
11.如权利要求10所述的电源失常检测电路，其特征在于所述判断电路包括：
多个“异”电路，用于对所述失常检测信号和所述电源电压信息信号执行“异”运算，并输出计算结果；
一“或”电路，用于对所述多个“异”电路的各输出执行“或”运算，并输出计算结果；和
一触发器电路，用于以固定时间间隔保持所述“或”电路的输出值，并将所述输出值作为电源电压失常检测信号输出。
12.如权利要求10或11所述的电源失常检测电路，其特征在于：所述电源电压信息信号指示的信息是指示各相电压值中哪个最高的信息；和指示各相电压值中哪个最低的信息。
13.一种用于检测三相AC电源电压失常的电源电压失常检测方法，所述方法包括以下步骤：
将基于当所述三相AC电压为正常时的各相电压值的大小关系的信息预先保存作为失常检测信息；
检测对应于三相AC电源的各相电压值的大小关系的信息，并将其作为电源电压信息；
以固定时间间隔对所述电源电压信息和，所述失常检测信号的，对应于获得所述电源电压信息的定时的失常检测信息进行比较，并当信息不同时，判断出现了电源电压失常。
14.一种AC/AC直接电源转换器，包括：
一输入滤波器，用于对三相AC电源的三相输出波形进行整形；
多个双向开关，与由输入滤波器进行整形的三相信号连接，用于通过开/关操作执行电源转换；
一PWM控制电路，用于根据电压指令和频率指令，执行双向开关的开/关控制；
一转换控制电路，用于控制双向开关的转换；
一电压检测电路，用于检测并输出三相AC电源的三个线电压；
一最大电压产生电路，用于从线电压中产生最大线电压；及
一控制电路，用于向PWM控制电路指定一电压，从而使三相输出总是等于或小于最大线电压。
15.如权利要求14所述的AC/AC直接电源转换器，其特征在于：
最大电压产生电路可由以下部分组成：
一用于整流线电压的整流电路，和
一用于对整流电路输出的执行指定乘法的乘法器；且
控制电路可由以下部分组成：
一用于指定需要的电压的电压指令单元，和
一用于比较乘法器的输出和电压指令单元的电压指令，并输出两者之间较小的一个的比较器。
16.一种AC/AC直接电源转换器，包括：
一输入滤波器，用于对三相AC电源的三相输出波形进行整形；
多个双向开关，与由输入滤波器进行整形的三相信号连接、用于通过开/关操作执行电源转换；
一PWM控制电路，用于根据电压指令和频率指令，执行双向开关的开/关控制；
一转换控制电路，用于控制双向开关的转换；
一电压检测电路，用于检测并输出三相AC电源的三线电压；
一最大电压产生电路，用于从线电压中产生最大线电压；及
一控制电路，用于向PWM控制电路指定电压和频率，从而使输出总是等于或小于最大线电压。
17.如权利要求16所述的AC/AC直接电源转换器，其特征在于：
最大电压产生电路可由以下部分组成：
一用于整流线电压的整流电路，和
一用于对整流电路输出的执行指定乘法的乘法器；且
控制电路可由以下部分组成：
一用于指定希望的电压的电压指令单元，和
一用于比较乘法器的输出和电压指令单元的电压指令，并输出两者之间较小的一个的第一比较器；
一用于指定一希望的频率的频率指令单元；
一用于计算可从乘法器的输出中获得的作为三相输出的最大频率的函数发生器；以及
一用于比较函数发生器计算出的频率和频率指令单元的频率指令，并输出两者之间较小的一个的第二比较器。
18.一种AC/AC直接电源转换器，包括：
一输入滤波器，用于对三相AC电源的三相输出波形进行整形；
多个双向开关，与由输入滤波器进行整形的三相信号连接，用于通过开/关操作执行电源转换；
一PWM控制电路，用于根据电压指令和频率指令，执行双向开关的开/关控制；
一转换控制电路，用于控制双向开关的转换；
一电压检测电路，用于检测并输出三相AC电源的三线电压；
一最大电压产生电路，用于从线电压中产生最大线电压；及
一控制电路，用于向PWM控制电路指定一速度和磁通量，从而使与输出相连的电机的接线端电压总是等于或小于最大线电压。
19.如权利要求18所述的AC/AC直接电源转换器，其特征在于：
最大电压产生电路可由以下部分组成：
一用于整流线电压的整流电路，和
一用于对整流电路输出的执行预定乘法的乘法器；且
控制电路可由以下部分组成：
一用于指令一希望速度的速度指令单元，
一用于计算可从乘法器的输出中获得的作为三相输出的最大速度的第一函数发生器，
一用于比较最大速度和速度指令单元的指令速度，并输出两者之间较小的一个的第一比较器，
一用于指定一希望的磁通量的磁通量指令单元，
一用于计算乘法器的输出中三相输出给电机的最大磁通量的第二函数发生器；以及
一用于比较最大磁通量和磁通量指令单元的指令，并输出两者之间较小的一个的第二比较器。
20.如权利要求19所述的AC/AC直接电源转换器，其特征在于：
第一函数发生器在所述最大线电压低于预定值时指令预定的最小速度；
第二函数发生器在所述最大线电压低于预定值时指令预定的最小磁通量。
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