TW198773B - - Google Patents

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1987^3 經濟部屮央捣準杓A工消评合作杜印^ 五、發叨説明（3 ) [産業上之利用領域] 本發明係有鬭適合使用於不斷電電源装置（以下稱為 UPS)、燃料電池發電条统、有源濾波器、VVVF等之電力變 換裝置。 [以往之技術] 圖10像表示例如日本專利申請案「特願平1-21173號 」所示之以往電力變換裝置方塊圖。在圖中，（1)為直流 電源，（2)為反變流器UnverterOti路，（3)為输人端與反 變流器電路（2)連接之變壓器，（4)為與變壓器（3)之输出 端連接之迴旋式變流器（cycloconverter)電路，（5)為與 迴旋式變流器電路（4)之输出端連接之濾波器電路，（6)為 與濾波器電路（5)之輸出端連接之負荷霄路。又，（10)為 載波信號産生電路，（11a)為反變流器驅動控制電路，（ 12)為裂作迺旋式箩流器（4)之輸出電壓或輸出轚流等輸出 量指令之输出電壓指令産生電路，（13a)為迺旋式變流器 驅動控制電路。 圖11為詳細表示反變流器II路（2)、變壓器（3)、迺旋 式箩流器電路（4)之構成圔。反變流器電路（2)偽由電晶體 、M0SFET等半導醱交換元件S1〜S4及與這些元件並聯連接 之二極體D1〜D4所構成。又，受壓器（3)係將初级撓線與 反變流器電路（2)連接，而將次级境線與迺旋式受流器電 路（4)連接。迺旋式變流器電路（4)偽由電晶體或M0SFET等 半導醱交換元件S5〜S8、S5’〜S8’及與這些交換元件逆向 並聯連接之二極體D5〜D8、D5’〜D8'所構成。再者，兩只 (請先閱-背而之注愈事項孙碣寫木！ 裝· 訂_ 線· 本紙張尺度边用中H a家楳準（CNS)甲4規怙（210父297公龙) 3 Λ (i H (i 經濟部中央榀準局β工消作合作杜印製 4 五、發明説明（) 半導體交換元件Sn、Sn’（n = 5〜8)及與逭些元件逆向連接 之二極臞Dn、Dr(n = 5〜8)供構成通電方向可以控制之雙 向性交換，其交換群為Qn(n = 5〜8)。 _12偽表示反變流器驅動控制電路（11a)之詳細溝成 圖，此®路係由與輸入信號之下降同步而輪出信號之極性 發生反轉之1/2分頻器（100)及與其連接之*反電路〃（ NOT circuit)(101)所構成，而输出反變流器電路（2)之 驅動信號T1〜T4。並且，驅動信號T1〜T4係分別對應於反 變流器電路（2)之開關S1〜S4。 圖13偽表示迴旋式變流器擊動控制電路（13a)之詳細 構成圖，此電路像由絶對值電路（102)、比較器（103)、 a 反電路 #(1〇5)、 （106)、 （108)、 （110)、1/2分頻電路（ 104)、 （107)、極性辨別鬣路（109)、>及電路"（AND circuit)(lll)〜（118)、 * 或電路 * (OR circuit)(119) 〜（122)所構成而输出驅動信號T5〜T8。並且，驅動信號 Τ5〜Τ8傺分別對應於迴旋式變流器電路（4)之開蘭群Q5〜 Q8 〇 其次，針對前述之以往裝置之動作，使用圖14之定時 圖來說明。首先，由載波信號産生電路（10)輸出如圖14之 最上段所示向右上昇之鋸齒波狀之載波信號Vp。其次，由 如圖12所示之反變流器驅動控制電路（11a)輸出根據以下 動作之工作周期比（duty cycle ratio)50多之擊動信號T1 〜T4。即，一旦輸人載波信號VP,就由1/2分頻器（100)輸 出與此信號同步而1/2分頻之如圖14所示之信號Tx ,而由 (請先閲讀背而之注意事項再填寫本> 裝· 線- 本紙尺度边用中8 Η家標準（CNS)TM規格（210x297公殳） 4 1987^3 Λ 6 Π 6 經濟部中央標準局A工消伢合作社印¾ 五、發明説明（5 ) "反電路〃（101)輸出將信號Τχ予以符號反轉之信號Ty。 结果，将信號Tx作為驅動信號Tl、T4而將信號Ty作為驅動 倍號T2、T3输出給反變流器18路（2)。此驅勖信號T1〜T4 成為高準位時，反變流器電路（2)所對應之半導醱開關元 件S1〜S4就導通（0N),而成為低準位時就成為不導通（OFF )。又，由圖11,半導體開醑元件S1〜S4之導通/不導通與 變壓器（3)之次级電壓1/2之關係邸為如下式。 [數式1] 51、 S4導通時：V2 = Vdc 52、 S3導通時：V2 = -Vdc ......... (1 ) 因此，次级電壓V2就成為如圖14所示之作用比（duty ratio)為50〆之矩形波電壓。 另一方面，由输出電壓指令産生霄路（12)输出迺旋式 變流器電路（4)應輸出之输出電壓指令信號Vcc' —併舆 載波信號Vp_A迴旋式變流器驅動控制電路（13a)。迴旋 式變流器驅動控制電路（13a)接受此信號而輸出如下所述 被PWM調變之驅動信號T5〜T8。首先，輸出電壓指令信號 Vcc*偽由於絶對值電路（102)而變換為绝對值信號丨Vccs I 。此绝對值信號丨VccM —併與載波信號Vp输入比較器 (103),比較器（103)就輪出如圖14所示之信號Tp。信號Tp 係输入1/2分頻器（104)而變換為信號Ta。又，信號Τρ由於 "反電路"（106)符號反轉後輸入1/2分頻器（107),就输 出與圖12所示之信號Tx同一波形之信號Tb。並且，一旦將 信號Ta输入 '"反電路〃（105)就輸出信號Tc,而將信號Tb (請先閲請背而之注意卞項孙填寫本t 裝- -5 _ 線 本坻张尺度边用中a困家榣準（CNS)T4規怙（210X297公放） 5 經？^部中央楛準，^工消伢合作杜印製 五、發明説明（6 ) 輸入"反電路"（108)就输出舆如圈12所示倍》Ty同一波 形之倍號Td。 在此，針對倍號Ta〜Td舆迺旋式變流器霣路（4)之_ 出電鼷Vcc之颺偽予以說明。若要使输出霣壓Vcc之掻性為 正時，就依據下式來決定驅動信號T5〜T8。 [數式2] T5 = Ta, T6 = Td, T7 = Tc, T8 = Tb.................. (2) 依照此駆動信號T5〜T8,使構成雙方向性開蘭之開閧 群Qn(n = 5〜8)為導通、不導通（但，所調Qn成為導通/不導 通者像指使Sn、Sn’同時成為導通、不導通之意），迺旋式 變流器電路（4)之輸出電壓Vcc躭可以被控制。此時之開關 群Qn(n = 5〜8)導通/不導通舆前述輸出電壓Vcc之關係，即 如下式所示。 [數式3] Q5、Q8為導通時：Vcc = V2 Q6、Q7為導通時：Vcc = -V2 Q 5、Q 6 為導通時：V c c = 0 > ............ ( 3 ) Q7、Q8為導通時：Vcc = 0 J 因此，由上述（2)式及（3)式，在圖14,因若信號Ta、 Tb皆為高準位時，Vcc = V2,信號Tc、Td皆為高準位時， Vcc = -V2,信號Ta、Tb或信號Tb、Tc為高準位時，Vcc = 0, 故迺旋式變流器霄路（4)之输出電壓Vcc就如圖14之最下段 所示被PVM調變，且極性成為正電壓。相反的，若欲使Vcc 之極性為負時，就根據下式來決定靨動信號T5〜T8即可。 (請先閲讀背而之注意事項#碣窍木？」 本紙5民尺度边用中8 Η家標準（CNS) Τ4規格（210x297公龙） 6 Λ 6 Η 6 經濟部中央檑準局β工消仲合作社印製 五、發明説明（7 ) [數式4] T5=Tc, T6=Tb, T7=Ta, T8=Td ............... (4) 其次，繼續説明圈13之動作。由棰性辨別轚路（109) 输出"输出®壓指令信號》Vcc*及極性信號Vsgn。又，由 '"反《路”（110)输出將極性信號Vsgn予以符號反轉之信 號。造些信號及信號Ta〜Td僳介由•及電路〃（111)〜（ 1 1 8 )输入 '"或電路〃（0 R c i r c u i t) (1 1 9 )〜（1 2 2 ) , * 输出 電壓指令信號#Vccs之極性為正時，由'^友電路"（111) 、（114)、 （116)、 （117)分別输出信號 Ta、 Tc、 Td、 Tb, 故依照上述（2)式之驅動信號输出給迴旋式變流器（4)之開 關群Q5〜Q8。同樣的，"输出轚壓指令信號"Vcc*之極性 為負時，依照上述（4)式之驅動信號就输出給前述開闋群 Q5〜Q8。依照以上之動作，將由"输出電壓指令産生電路 "(12)输出之交流之$输出霣懕指令信號~VCcs予以PVM 諏變之波形電壓Vcc,由迺旋式受流器電路（4)输出。在此 ，迺旋式受流器電路（4)之開開群Qn(n = 5〜8)偽檢測遛旋 式變流器（4)之输出霣流，依照其搔性，如下述一樣僅進 行單方向之交換（switching)亦可以作如同前述一樣之PVM 諏變。 霣流之極性為正時， [數式5] S5=T5, S6=T6, S7=T7, S8=T8 ............... (5) S5 ·〜S3 ’均為不導通 電流之極性為負時 (請先閲請背而之注意事項补填寫木 7'、 裝- -*6 _ 線_ 本紙张尺度边用中困困家標準（CNS)T4規格（210x297公；¢) 7 附件二 Η ()

經濟部+央標準局β工消伢合作社印51 五、發明説明β ) [數式6] 一均為不導通 }……(6) S5'=T5, S6'=T6, S7'=T7, S8'=T8J 又，迴旋式變流器電路（4)之輸出係藉濾波器電路（5) 除去輸出電壓Vcc之髙諧波成分後，供給負荷電路（6)。 [發明擬解決之課題] 以往之電力變換裝置係如前所述地輸入直流電力，使 其變換為高頻交流，並經由高頻變壓器施予絶緣，再按照 輸出電壓指令信號輸出相對應之交流電力。如此之直流-交流電力箩換裝置係介由變壓器處理高頻電力[以下將經 由變壓器之頻率稱為鍵頻率（1丨nk frequency)],故一般 稱為高頻中間鐽式電力變換装置。若使用此高頻中間鍵式 ,則通過絶緣用變壓器之電力就成為輸出頻率數十倍以上 之高頻，使變壓器得以小形輕量化。但以往方式中，必須 使鏈頻率與PWM頻率相等，而由於受變壓器之限制（高頻率 大容量之變壓器會發生龐大的雜散損失，且不易散熱，故 需要隨著容量之增大而降低鏈頻率）而降低鏈頻率時，迴旋 式變流器（cyclo-convertor)之PWM頻率亦將降低，致使電 力變換器之輸出電壓波形之控制性降低，同時，濾波器電 路亦箱要大型化。 本發明係為了解決上述此類問題而研創成功者，其目 的在提供一種鏈頻率與PWM可以獨立決定之電力變換裝置 [解決課題之手段] 本紙it尺度边用中as家標準（CNS)T 4規怙（210x297公龙） 8 (修正頁） (請先閱請背而之注意事項#填寫本 1987^3

Λ fi 15 G 經濟部十央榀準局员工消疗合作社印¾ 五、發明説明（9 ) 有蘭本發明之電力變換裝置偽具備： 産生第1頻率之交流電力之第1電力變換器；及 將此第1¾力變換器之输出由初级蹺線接受之變壓器； 將此變壓器之次级鏡線連接輸入端子而接受電力，並 將其變換為任意输出頻率之m力之第2電力變換器； 決定前述第1電力受換器之頻率之第1頻率決定霣路； 産生前述第2電力變換器輸出量指令之输出電壓指令 産生電路； 決定比前述第1頻率較高之第2頻率之第2頻率決定電 路；及 根據前述第1頻率決定電路及前述輸出電壓指令産生 電路之信號，以前述第2頬率決定電路之信號作為載波信 號來産生前述第2電力變換器之霣氣閥之開閉控制信號之 驅動控制電路。 [作用] 在本發明中，第2驅動控制電路邸迺旋式變流器顆動 電路（13b)傺使用由第1驅動控制電路卽反變流器驅動控制 電路（11)輸出之ΟΝ/OFF信號之η倍U為正實數）之載波信號 输出被PWM諝受過之驅動信號。（第2電力變換器偽输出根 據前述驅動信號而經PWK諝受之第2頻率之電力。） [實施例] 以下以騰來說明本發明之實施例。醑1〜圖4像表示本 發明之第1實施例，圖1係其構成圖。（lib)偽反變流器驅 動控制電路，（13b)偽迴旋式變流器驅動控制電路，（14) (諳先閲讀背而之注意事項#塡窵本1、 裝- 訂 線- 本紙5民尺度边用中a困家楳準（CNS) TM規格（2]0X297公.¾) 9 198773 Λ 6 Η 6 附件 經濟部中央標準局Μ工消费合作社印製 五、發明説明（10) 偽鏈頻率決定電路。再者，直流電源（1)、反變流器電路（ 2)、變壓器（3)、迴旋式變流器電路（4)、濾波器電路（5) 、負荷電路（6)、載波信號産生電路（10>、輸出電壓指令 産生電路（12)係與以往一樣。

f 係表示反變流器驅動控制電路（Ub)之詳細構成圖 圖3係表示迴旋式變流器驅動控制電路（13b)之詳細構 成圖。（201)為接收鏈頻率決定電路之輸出信號Te與比較 器（103)之輸出信號及電路"， （202)為接收上述輸 出信號Tei"反電路〃，（203)為接收"反電路"（203)之 輸出信號Te與比較器（103)之輸出信號TT條之"及電路" 。再者絶對值電路（1 0 2 )、比較器（1 0 3 >、"反電路〃（1 0 5 )、（108), (110)、極性辨別電路（109)、"及電路〃（111 )〜（118)、''或電路"（119)〜（122)傑與以往一樣。再者 ，信號T5〜T9係分別為迴旋式费流器電路之交換元件群Q 5 〜Q 8乏驅動信號。 其次，使用圖4之時序圖（time chart)來説明前述構 成之動作。首先，由載波信號産生電路（10)輸出如圖4最 上段向右上昇之鋸齒狀載波信號Vp給鏈頻率決定電路（14) 及迴旋式變流器驅動控制電路（13b)。其次，在鍵頻率決 定電路（14)將俞述載波信號分頻為l/η,但圖4俗表示例如 分頻為4之情形。因此，以圖4為例說明PWM頻率為鍰頻率 之4倍之情形。由前述鏈頻率決定電路（14)輪出與載波信 號Vp之下降同步而4分頻之信號Te,以如圈2所示之反變流 器驅動控制電路（lib)之"反電路# (123)製作其反轉倍號 Tf。其結果，以此信號Te作為驅動信號ΤΙ、T4,而以信號 Tf作為驅動倍號T2、T3输出給反變流器電路（2)。此驅動 信號T1〜T4成為高準位時，反變流器電路（2)對應之半導 (請先閲讀背而之注意事項再塡寫太U) 本紙張尺度逍用中Β Η家楳準（CNS)T4規格（210X297公Λ) 1 0 (修正頁）S1. 2. 20,000 1987^3 經濟部中央榣準局A工消"合作社印製 五、發明説明4 y 體交換元件S1〜S4就成為導通，而成為低準位時就成為不 導通。又，由圖11，半導體交換元件S1〜S4之ON、OFF與 變壓器（3)之次级電壓V2之關偽將如下式所示。 [數式7] v 51、 S4 為 ON 時：V2 = Vdc S ..................... (7) 52、 S3為 ON時：V2 = -Vdc J 因此，次级電壓V2係如圖4所示，成為作用比50〆之 頻率為載波信號之1/4倍之矩形波電壓。 另一方面，為了控制負荷電路（6)之電流及電壓由輸 出電壓指令産生電路（12)輸出迴旋式變流器電路（4)應輸 出之輸出電S指令信號Vcc=,與載波信號Vp及由鏈頻率決 定電路（14)輸出之信號Te—併輸入迴旋式變流器驅動控制 電路（13b)。迴旋式變流器驅動控制電路（13b)接受這些信 號而輸出如下被PWM調變之驅動信號T5〜T8。首先，輸出 電壓指令信號V c c =係藉絶對值電路（1 0 2 )變換為絶對值信 號i Vcc^l 。此絶對值信號丨Vcc^l係與載波信號Vp—併 輸入比較器（103)，比較器（103)就輸出如圖4所示之信號 Tp。信號Tp係與信號Te共同輸人於w及電路"（201)，在 a及電路"（201)取得邏輯積，並輸出信號Tg。然後，信 號Tg輸入於"反電路〃（105)時，即輸出信號Th。再者， 信號Te在反電路（ 2 0 2 )變換為極性反轉之信號TF往v及電 路〃（203)輸出，復在w及電路"（ 203)輸出信號Tp與信號 ΤΤ之門信號Tj。然後，信號Tj輸入 ''反電路# (108)時， 即輸出信號T k。 在此，說明信號Tg、Th、Tj、Tk與迴旋式變流器電路 (4)之輸出電壓Vcc之關像。如欲使輸出電壓Vcc之極性為 正，則依據下式來決定驅動信號T5〜T8。 (請先閲讀背而之注意帘項洱堝寫大頁) 裝- 線- 本紙5fc尺度边用中HB1家標準（〇<5)ΤΊ規怙（210x297公*)

Τ1 ~(修止頁J 81. 2. 20,000 Λ 6 It 6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（12) [數式8] T5 = Tg , T6 = Tj, T7 = Th, T8 = Tk.................. (8) 依據此驅動信號T5〜T8,使構成雙向性開關之開關群 Qn(n = 5〜8)為ON、OFF,就可以控制迴旋式變流器電路（4) 之輪出電壓Vcc。此時，開關群Qn(n = 5〜8)之ON、 OFF與前 述輸出電壓Vcc之關偽即如下式。 [數式9] Q5, Q8為 ON時：Vcc=V2 Q6 , Q7 為 ON 時：Vcc = -V2 ..................... (9) Q5, Q6為 ON時：Vcc = 0 Q7, Q8為 ON時：Vcc=0 因此，由（8)式及（9)式，在圖4中，因信號Tg、Tk皆 為高準位時，Vcc = V2;信號Th、Tj皆為高準位時，Vcc = -V2, 信號Tg、Tj或倍號Th、Tk為高準位時，Vcc = 0,故迴旋式變 流器電路（4)之輸出電壓Vcc就如圖4最下段所示一樣係經 PW Μ調變，且其極性成為正電壓。相反的，如欲使Vcc之極 性為負時，即可依據下式來決定驅動倍號T5〜T8。 [數式10] T5 = Th, T6 = Tk , T7 = Tg, T8 = Th..................... (10) 其次，进缠說明圖3之動作。由棰性辨別電路（109)輸 出输出《壓指令信號Vccs之極性倍號Vsgn。又，由'^反電 路"（110)輪出將極性信號Vsgn予以符號反轉之倍號。這 些信號及信號Tg> Th、Tj、Tk像介由*及霄路〃（111)〜 (118)輸入"或電路"（119)〜（122),因輸出電 (請先閲讀背而之注意事項再碼窵木頁) 本紙张尺度逍用中a國家楳準(CNS) Ή規格（210x297公；¢) 1 2 (修正頁） 51. 2. 20,000 Λ 6 Π 6 經濟部屮央櫺準局员工消坨合作杜印级 五、發明説明（13 壓指令信號Vccs之極性為正時，就由、'及電路"（111)、（ 114)、 （116)、 （117)分別输出信號 U、Th、Tj、Tk,故依 據上述（8)式之驅動信號就輪出給迴旋式變流器電路（4)之 開關群Q5〜Q8。同樣的，基準電壓VCcs之極性為負性，依 據上述（10)式，驅動信號就輸出給前述開關群Q5〜Q8。由 於以上之動作，將由輸出電壓指令産生電路（12)輸出之輸 出電壓指令信號Vc —如圖4所示一樣，由迴旋式變流器電 路（4)輸出以鏈頻率之4倍頻率予以PWM諝變之波形之電壓 Vcc。依此，若以鐽頻率産生電路（14)將載波信號予以1/n 分頻，則由迴旋式變流器電路（4)輸出以鏈頻率之η倍頻率 予以PtfM調變之波形。在此，迴旋式變流器電路（4)之開關 群Qn(n = 5〜8)像檢測迴旋式變流器電路（4)之輸出電流， 利用其極性，即使如下述一樣僅以單方向交換，仍可以進 行如前述一樣之PWM調變3 電流之極性為正時， [數式11] S5=T5, S6=T6, S7=T7, S8=T8 X ............... (11) S5’〜S8'皆為 OFF J 電流之極性為負時， [數式12] S 5 〜S8 皆為 0 F F \ ......... (12) S5'=T5, S6'=T6, S7' =T7, S8 '=T8 y 又，迴旋式變流器電路（4)之輸出像藉濾波器電路（5) 除去！出電壓VCC之高諧波成分後供給負荷電路（6)。 81. 2. 20,000 本紙張尺度逍用中國Η家樣準（CNS) T<1規格（210X297公龙) 13 (修正頁） (請先閱讀背而之注意节項#填寫本頁) 訂 線. 198713 Λ Ο η 6 經濟部中央#準局β工消资合作杜印¾ 五、發明説明（1伞 其次，利用圔5〜_9來説明本發明之第2實施例。園 5係本發明之第2實施例之方塊圓，除了迴旋式變流器電路 (4c)、濾波器霄路（5c)、输出霄壓指令産生電路（12c), 迺旋式變流器驅動控制電路（13 c)皆構成三相之外，其餘 皆與如第1實施例所示之圈1 一樣。 圖6像表示變壓器（3)、迺旋式變流器電路（4c)及濾波 器電路（5c)之詳细溝成圖。迴旋式變流器電路（4c)為了输 出三相電壓，使用電晶體或MOSFET等半導體交換元件來作 如下之構成。U相僳由交換元件SU1、SU2、SU1’、SU2’所 構成，此半導體交換元件S U 1、S U 2及S U 1 '、S II 2 ’像以可以 控制通電方向之雙向性開閧來構成，其開關群為QUn(n = l 〜2)。又，V、W相亦一樣，傜分別由可以雙向性控制之開 颶群QVn、QWn所構成。又，以輸入迺旋式曼流器電路（4c) 之輸出之濂波器電路（5c)偽由AC電抗器LF及電容器CF來構 成AC濾波器。 圖7偽表示迺旋式變流器驅動控制電路（13c)之詳細構 成圖，其中（123U)為ϋ相驅動控制電路，（123V)為V相驅動 控制電路，（123W)為W相驅動控制電路。又，U相驅動控制 電路（123U)偽由比較器（124)、 a反電路*(125)、EX-OR( exclu-sive OR)電路（126)、 （127)所構成，輸入來自輪出 電壓指令産生電路（12<:)_出之输出電壓指令信號VUS、載 波信號Vp及鏈頻率決定電路（14)之输出信號Te等而輸出迴 旋式變流器電路（4c)之ϋ相之ON、OFF信號Tul、Tu2。又， V相驅動控制電路（123v)及W相驅動控制電路（123*)僳完全14 本紙張尺度边用中a困家榣準（CNS) TM規格（210x297公.ϊ) (請先閲讀背而之注意事項#填寫本I、 裝· •T _ 線_ 1987^3 Λ 6 Π 6 經濟部屮央楛準局β工消费合作杜印奴 五、發明説明（19 與ϋ相驅動控制電路（123u) —樣之電路構成，分別輸入a 输出電壓指令信號"V vs、Vws而輸出迺旋變流器電路（4c) 之 ΟΝ/OFF信號 Tvl、 Tv2、 Twl、 Tw2。再者，ΟΝ/OFF信號 Tun、 Tvn、 Tvn(n=l, 2)係分別對應於 Qun、 Qvn、 Qwn(n= 1,2)。 其次，使用圖8及圍9(a)、 （b)之定時圖（timing chart)來説明本發明之第2實施例之動作。反變流器電路（ 2)係完全進行與第1實施例一樣之動作而輪出如圖8及圖9 所示之反變流器输出電壓V2。 另一方面，圖6之迴旋式變流器電路（4c)除了交換元 件具有雙向性以外傜與以往之三相輸出反變流器一樣之構 成，故可以三相為搛立來控制。因此，可以一傾相以输出 電壓指令為基本予以PWM諝變而依照输出電壓指令輸出相 電壓來講，同樣亦可以用來說明三相輸出。因此，以後僅 就U相予以説明。首先，由输出電壓指令産生電路（12c) 输出三相之输出電壓指令信號Vus、Vv*、Vw*,與從載波 信號Vp及鏈頻率決定電路（14)輸出之信號Te —併輸入迺旋 式變流器驅動控制電路（13c)。迴旋式變流器驅動控制霣 路（13c)接受這些信號而輸出如下被PWM諏變之驅動信號 T 1 u , T 2 u 〇 首先，輸出電壓指令信號Vu*偽與載波信號Vp—併輸 入比較器（124)而輸出如圖8所示之信號Tp’。因此，此信 號Τρ’之高準位之脈寬偽隨着輸出電壓指令信號向正方向 增大而增寬，向負方向增大而變窄。其次，Τ ρ |係輸入'' 15 本紙尺度边用中8 a家樣準（CNS) Τ4規格（210x297公:«：) (請先閱-背而之注意麥項办蜞寫木了、 裝· .It _ 線_ 198713 Λ 6 1$ 6 經濟部屮央櫺準局CX工消伢合作杜印¾ 五、發明説明（1 8) 反電路〃（125)而输出如圃8所示之符馘反轉信號Tq。 然而•如匾6所示一樣，若将變壓器（3)之次级繞線之 中黏為假想接地點而對於ϋ黏之假想接地黏〇之霣位為Vuo, 則信號Tp’、Tq’舆反變流器電路（2)之输出電壓V2舆前述 假想ϋ相電位Vuo之開偽成為如下所示。依照驅動信號Tul 、Tu2使構成雙向性開鼷之開两群Qn(n = l, 2)成為0H、 OFF,前述假想ϋ相電位Vuo將被控制，但此時開两群Qun( n = l, 2)之ON、OFF之關僳，即如下式所示。 [數式13] Qul 為 ON 時：Vuo = V2/2 1 ..................... (13) Qu2為 OFF時：Vuo=-V2/2 ✓ 因此，利用上述（13)式之閭像，將信號Tp’、Tq分開 為驅動倍號Tul、Tu2,則可得依照U相输出11壓指令信號 Vu*之（J相轚壓Vu,若將信號Tp’及Tq之脈寬為Wp’、Wq,邸 成為如下式。 [數式14] Vu= [ (Wp ' -Wq) / (Wp ' +Wq) ] X V2/2............... (14) 但，反變流器電路（2)之輸出電壓V2在鐽頻率分開為 正舆負之矩形波«壓，故配合其極性之變化需要轉換成如 下式。 V2為正時 [數式15] Tul=Tp，，Tu2 = Τς ........................ (15) V2為負時 _ (請先閲1?背而之注意事項孙塡窍本T、 裝· 訂 線. 本紙張尺度遑用中S Η家標準（CNS)肀4規格（210X297公ΐ) 16 Π 6 五、發明説明（1力 [數式16] T u1= T q , T u 2 = T p ' ........................ (16) 其次，繼鑛說明圃7之動作。信號Te僳為了得到前述 输出電壓V2之驅動信號，V2為正時信號Te為高準位。將此 信號Te输人EX-0Ri8路（126)、 （127),又將信號Tq输人EX- 0R電路（126)而將信號Tp’輸人£乂-01?霣路（127)。在此，EX -OR霣路係输出雙輸入信號之其中一方之信號為高準位時 輸出另一方之掻性反轉信號，而一方為低準位時输出另一 方信號之極性，因此，將EX-0R電路（126)、 （127)之輸出 信號Tn、To分別分配為驅動信號Tul、Tu2,就可以滿足上 述（14)式。根據以上之動作，迴旋式變流器電路（4)就輸 出如圖8所示一樣將由輸出電壓指令産生電壓（12)输出之 輪出電壓指令信號Vus以鏈頻率之4倍頻率予以PWM諝變之 波形之電壓Vu。如此，藉前述鏈頻率産生電路（14)將載波 信號予以1/n分頻，迺旋式變流器電路（4)就输出以鏈頻率 之η倍頻率予以PWM調變之波形。在此，迴旋式變流器電路 (4c)之開關群Qn(n = 5〜8)偽檢測迺旋式變流器電路（4c)之 (請先閲讀背而之注意事項孙填寫本'Γ/ 經濟部屮央櫺準局只工消赀合作杜印31 述 下 如 使 即 ,py時 性作正 極樣為 其 一 性 藉述極 , 前之 流如流 電以電 出可 輸亦 式 數

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U 換 交 之 向 單 作 僅 樣 變 諏 本紙尺度边用中a Η家楳準（CNS) TM規(M210X297公:¢) 17 1987^3 Λ (i I? 6 經濟部屮央標準局β工消伢合作杜印¾ 五、發明説明（19 [數式18] Sul， Su2 皆為 OFF 1 ........................ (18) Sul 1 =Tul , Su2 ' =Tu2 j 又，迺旋式變流器m路（4C)之输出偽藉濾波器霣路（ 5c)除去输出霣壓Vu之高諧波成分後，供給負荷電路（6)。 再者，上述之實施例係就反變流器之頻率與迴旋式變 流器之載波頻率之整數倍（偶數倍？）之關偽同步之情形予 以說明，但如圖9(a)及（b)之例示一樣，即使非以（奇數倍 或）整數倍之關傺同步之情形，亦僅驅動控制電路稍為複 雜而已，仍可以本發明之原理來構成變換裝置。 又，在上述之實施例像就三相輸出之情形予以說明， 但對於單相輸出亦可以適用。 再者，本發明不限於像不斷電電源裝置一樣之定頻定 壓之正弦波變換裝置，亦可適用於可變頻率可受電壓之 VVVF(Variable Voltage Variable frequency),而且像 有源濾波器（active filter)—樣其輪出量非為電壓而是 電流者亦可以適用。 在此情形下，以輸出電流指令值及輸出電流回授（ feedback)值為基本，使其産生输出電壓指令來構成输出 電壓指令産生霄路卽可。 又，鼸於第1交流電源像以矩形波反變流器之情形予 以說明，但亦可以使用迺旋式變流器等其他原理之變換裝 置，或非矩形波而是正弦波反變流器亦可。 正弦波電源之情形，則因驅動控制電路應使用考慮電 (請先閲請背ΙΓΠ.之注意事項#填寫木T、 Γ % 本紙張尺度边用中a困家標準（CNS)<fM規格（210x29/公龙） Λ 6 Π 6 - 五、發明説明（1 ? 源波形之餘弦波比較器（cosine comparator),故稍為複 置 裝 換 變 成 携 來 I 理 原 之 明 發 本 據 根 以 可 仍 但 雜 男 效 之 明 發 Μ 、鏈 PW格擇 與價選 率之當 頻器適 鏈壓最 成受以 構使可 其了僅 使為不 像 , , 因下度 , 件程 明條之 發種當 本某適 據在最 根故在 ,，定 述僳設 所鼷失 上無損 如互 、 率寸 頻尺 善 改 之 性 制 控 盧 考 可 且 率 頻 之 當 適 最 定 選 而 音 噪 之 時 Μ W Ρ 低

降電 及蓄 失像 損用 換使 交 ， 之又 件 〇 元率 善頻 改UM 率 頻 鏈 低 降 以 可 時 源 電 流 直 之 大 甚 量 容 〇 電訊 靜雜 地頻 對高 類低 之減 池而 圖 塊 方 例 施 實 1 第 之 置 裝 換 變 力 電 明 發 本 明 示 説表 單 僳 簡 1 之 面 0 圖 電 制 控 動 gal S 器 流 變 反 之 例 施 實 1:4 第 明 發 本 示 表 係 。 2 圖 圖成 構 路 控 動 gg 器 流 變 式 旋 迺 之 例 施 實 1X 第 明 發 本 示 。 表圖 係成 3 構 圖路 ai- 制 (請先閲ift背而之注意事項再場寫本頁} 裝- 訂- 線. 經濟部中央榀準^JA工消«·合作社印製 樣 圖 換 交 之 例 施 實 1X 第 明 發 本 像 4 圖 Γ Θ 5 圖 圖 塊 方 例 施 實 2 第 之 置 裝 換 變 力 電 明· 發 。本 圖示 明表 説m 及 路 電 器 流 變 式 旋 迴 之 例 施 實 2 第 明 發 〇 本圖 示成 表構 係路 6 電 圔器 波 濾 控 動 驅 器 流 0 式 旋 迴 之 例 施 實 2 第 明 發 本 示 〇 表画 像成 7 構 圖路 電 制 本紙张尺度边用中國國家楳準（CNS)肀4規格（210X297公龙) 19 (修正頁） 81. 2. 20,000 19¾^^3 五、發明説明（2 0) 施施力變 實實 m 反 2 2 之之 第第往往 明 明以以 發發示示 本本表表 係僳 偽像 像像係 0 12 3 4 oo ov 1A 1* o 1X 1X 11 圔園匯圖圖圖圖圖 成 構 圔園 3J 3J fflx M9 說說 樣樣 圃画 換換 交交 之之 例例 路 電 器 流 變 。式 圓旋 塊迺 方及 置路 裝霣 換器 變流 靨詳之 器路置 流電裝 變制換 反控變 之動力 往驅霄 以之之 示往往 表以以 圄 成 構 路 霣 制 〇 控圖 動細 圖 明 說 樣 圔 換 交 (請先閲讀背而之注意事項再填窵本罗、 明 說 之 號 符 2 3 4 經濟部+央標準局只工消伢合作杜印製

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Claims (1)

1. A7 B7 19州 3_ D7 六、申請專利範圊 1. 一種電力變換裝置，僳由禊數霄氣閥所成其待徽在此裝 經濟部屮央櫺準沿Η工消费合作社印31 將 路 産 決 産載之 交 ry, « 令 率 令為器 之 la力 定 指 頻 指作換 率 .丨Γ1電 I 決 壓 2 壓號變 頻 器(P受纟率 電 第 霄信力 出 換 換组 接？ 頻 之 之 出之電 输 受 變繞 子 1 令 率 输路 2,意 力级 绱ΙΛ第 指 頻 述霣第路任 霉 電初 入 2 之 量 2 前定述電為 I 由 输第率 出 第 及決前制換 第出 接之頻 输 之 路率生控變 之输 連力器 器 高 霄頻産動力 力之 组電換 換 較 定 2, 驅 m 電器；嬈之變 變 率 決第η之流 流換器级率力 力 頻 率述na號交 交變® 次頻電 電 1 頻前lg信之 率力變之出 1 2 第 1 将 S 制率 頻電之器輸第 第 述 第，er控頻 II 受麼意述 述 前 述號ri閉 1 第第接變任前 前fcb及前信ar開第 :生此S)此為定 生；定；據之(C之將 。 備産將in在換決 産路決路依路號閥而力 具nd變 電霣 電信氣 m 置VI其； 生定生波電流 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本百) 本纸張尺度逋用中國a家焓準（CNS)甲)規格（210x297公釐）