TW305085B - - Google Patents

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^^085 ^^085 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明説明（l〉 技術領域 本發明係有關於各自具有並聯之二極賊，而埋接成串脚 之二個半導體開闞元件之一端連接於直流母線之正爾側， r 而多端連接於負電側之橘式堪力轉換裝置。 背景技術 橘式霣力轉換裝置，例如電壓形反相換流器之特戤係， 為了利用開關元件切換直流電壓母線的電懕Μ得到交流_ 出，m壓急峻地變化。特別是在最近，為足轉換俱失的降 低•霉流連波、睇音的降低，而加快元阼特性的高速化， ...... -'·· - ............. ....... · -- ... ®绎的费化率/正在愛得觀來良大。 其结果，產生如Μ下之間題點。 (1 )因對地電懕的急遽變化產生锺磁波*而對其他的電 子搠器造成陣礙。 (2) 於爾纜Μ及霄動櫬鯛線通過寄生靜霣容置而流動洩 漏電流。 (3) ®級一變畏魷成為分布常數電路，產生駐波而於《 動櫬加上過爾壓。 (4) 因高電懕的變化率，霣動櫬姨腺内的電懕分擔變為 不均衡，於縝腺的一部分被加Μ高爾壓|而成為闼緣劣化 的原因。 做為對策，而可考慮於主半導賭元件的閘極或者基極驅 動信號使具傾斜並故意延遲轉換速度，但是有所謂轉換俱 失增加之問題點。 做為另外之對策而於直流毋線設置L-C諧振霣路，將直 本紙张尺度適汛|丨’國國家榡隼（CNS ) Λ4現格（710X 297公t ) 4 --------」裝！ (請先間讀背而之注意事項再填荈本頁) 、1Τ 經濟部中央梂準局Μ工消资合作社印製 Λ7 137五、發明説明（2 ) 流斷續而於零電壓之區間賴由使反相換流器橋接產生 r 動作，遒開因轉換之電®之急峻變化之方法雖有被揭示（ 日本專利公表平1 - 5 0 1 2 7 6號），卻有所謂無法連纗地擇制 輪出霣颳的時間寬度之缺點。 .…----------------- 做為更有另外之方法，而可考處於反相換流器與電動捆 之間插人濾波器之方法，但是有既謂祗费使用L-C踉波艮 就會at網振盪之間題在，且有所暖a為晛1風_插A電哩.奠 ^ …一....一 一_... 而且無法免於所諝對每一涸禺連有必要 決定》波器常數之煩雜性。 B|1係檷準的三相霄壓形反相換流器主甯路的構成圈。 K6個開關元件1〜08與自由旋轉（free wheeling)二搔» Di-De構成橘接電路，Μ開關元阼（^〜《^的元件固有之特 性所決定之轉換速度被ΟΝ/OFF，輸出接點的電懕於掻短時 間裏切換，其結果產生如上述之問題點。 發明之揭示 本發明之目的係提供橋式電力轉換裝置，碁„為.使ΙΜϋ 橘式電力轉換裝置所驅動之霣動機.的接點之電膣帱換時之 ...... - * — ·- * * ** >* . — ·- ' 黎:ib率降|。 本發明的申請專利範圃第1項的橋式爾力轉換裝置’係 各相具有：被插入於二個開關元件之埋接點與蝓出端子之 間之笛感器；各別在輸出端子與正霄側直流母線之間以及 輸出端子與負電側直流母線之間，當半導艘開關元件動作 而前述連接點的爾®急埋改變之時，為了沿著以與爾感之 諧振現象所決定之軌跡而使输出爾懕變化用的電容器••在 - -----^——------訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（2Ι0Χ297公廣） 5 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 A7 r B7 _五、發明説明（3 ) 振盪進行約4分之1週期之時點為了改變®流的路徑而使锴 振停止之二棰« :及於諧振期間為了吸收蓄積於霄感器之 能虽的S®二極《。 申謫専利範圃第2項之橋式電力轉換裝置係於將申謫專 利範園第1項的霜路構成展開於多相檐接型霣力變換裝置 之際，分別將迪接於各相的正爾側直流母線之稱壓二掻體 群及連接於負電側直流母線之稱壓二極體群，賴由構成高 m壓儍先堪路或者播μ優先®路之二極®群及形成反方向 之踵流路徑之二極體群做成共通化者。 申謫專利範圃第3項之橋式電力轉換裝置係於申請專利 i 範圃11遐ΐ 氣應1键®三屈JI，而改換成具有反 導通特性之稱壓锺路者。 申請專利範圃第4項的橋式II力轉換裝置係於申§肖專利 範圍第色5 J 1透成穩二極I 申鵾專利範圍第5項的橋式霜力轉換裝置係於申謫専利 範圃第2項中將稞壓二極牌改換成窜容器，具有為了一邊 控制其電容器，一邊將吸收到之電力再生於直流母線用的 截波器霣路。 申謫専利範圃第6項之橋式電力轉換裝置係於從申請専 利範圃第1至5項中*將交流端子埋接於交流霣源，而進行 交流一直流霜力變換。 申請專利範圍第7項之橘式電力轉換裝置係於申謫専利 範圃第1至6項中，對於主電路開Μ元件將新增加之部分整 合成個別之單元，而將該軍元插入於笛力變換裝置與爾動 本紙張尺度適;i]十國國冢榡华（CNS ) AW.核（？Ι0Χ 297公族) _ π _ • * { 」 n· am n mV n nn —ffn 1^1^1 i (請先間讀背面之注意事項再填荇本頁) Λ7 B7 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印裂. 五、 發明説明 (4 ) 1 1 I 櫬 之 間 或 者 是 電 力 變 換 装 置 與 電 源 之 間 者 〇 1 1 I 由 橋 式 力 轉 換 裝 置 之 轉 換 器 輪 出 端 子 壓 急峻 地 m 化 1 1 I 之 情 形 下 因 確 振 作 用 霣 勖 機 端 子 爾 m 成 餘 弦 波狀 變 化 f ik 1 1 閱 I 而 且 於 動 櫬 接 點 爾 m 達 到 某 一 定 值 之 時 產 生二 極 體 與 讀 背 | | 播 m 二 極 體 之 箝 位 作 用 而 吸 收 多 餘 的 振 盪 能 量。 由 賴 l 之 注 1 1 以 抑 制 被 加 於 霣 動 櫬 之 霣 m 的 變 化 率 而 且 不 會跟 著 產 生 意 事 項 1 I 多 餘 的 振 盪 〇 再 填 1 1： 寫 > 如 Μ 上 說 明 地 本 發 明 因 係 使 m 出 霉 懕 的 變 化成 為 級 慢 本 頁 1 9 而 有 如 下 列 之 儍 點 〇 1 1 (1 * )減少電磁波陣礙 > 1 1 (2)減少洩漏镭流 > 1 訂 (3 )駐波變為難Μ產生 >於爾動櫬不會產生過電K 1 | 電 纜 係 L 布 電 路 而 反 相 換 流 器 的 輸 出 堪颳急壊改 -票'------- - — 1 1 I 變 之 時 m 行 !皮 t 朗 向 馬 m X 刖 進 〇 · 考 It 電 纜 與 馬達 的 連 接 1 I 點 的 胆 抗 馬 達 的 阻 抗 遠 比 爾 纜 的 姐 抗 為 大 幾乎 可 Μ 看 1 终 成 為 斷 路 狀 態 Ο 因 此 在 馬 m 端 子 上 會 產 生 反 Μ 波， ρ Μ 進 1 I η 被 和 反 射 波协 合 成 肜 成 駐 波 〇 其 結 果 馬 達 接點 霣 m 上 1 1； 1 畀 可 達 於 反 相 換 流 舞 m 出 電 m 的 2倍 >反相換流器输出 1 1 的 d v / d t - -變為低 上述的現象就被抑制 而躭難κ形成 1 1 為 過 η. 壓 〇 1 I (4 )電動機縝線的電壓平衡變為很好 >絕战薷命變艮< > 1 I 圖 式 之 簡 單 說 T 明 1 1 〇 圖 1係檷準的三相®®形反相換流器的主爾路之構成圖 1 1 1 1 本紙浪尺度適州中國國家榡卒（CNS ) Λ4^格（2丨OX 297公釐） c. viil GSS 經濟部宁央標準局？：消費靠社印装 Λ7 B7 五、發明说明（5 ) 圃2係本發明之一實施例的橋式電力轉換裝置的一相部 份所示之®路圔。 圈3係圖2的m路的輸出電懕波肜圃。 圖4係將圆2的電路展開成三相之例所示之圖。 圓5係將定爾壓爾路共通化之三相橋式爾力轉換裝置之 霣路圖。 圈6係具有爾力再生功能之三相橋式電力轉換裝置的霣 路圈。 發明所實拖之最佳肜態 圖2係顧示本發明的播式®力轉換裝置的一相部分（U相） * 者。画3係顧示其輪入_出電®波形。 本實施例的橋式霜力轉換裝置係Μ堪容Co;開關元件^ 、Qz:二棰體 h、D2;®JI5U:電容 C,、C2;二® WD3、 D<;及穩懕二極賊ZD^ZD；^構成。 做為前提條件，所有的要素零件係當作具有理想之特性 者。而且，流動於成為負載之霣動機之電流係當作轉換前 後的短時間内為一定者•其方向係當作以“的箭頭所示之 方向者（因爾路的對稱性，省略反方向的情形） 如圖3所示*可將動作横式分成六晒區間T t〜T 8。 T !丨系Ϊ5Γ電晶賊Q !為〇 F F之時的定常狀態中，隽賻爾 流係從N母腺輝,由二極姐、電感器U两流胍。霣晶體〇2 ----------- ------——..........--— 為0 N之狀態，但馆流的方向因係反向故二極Si D 2為導通狀 想。此ni ·爾容c)饽褲充項成（v d c + \/p ) (v 择壓二里j| zd^ zd2之霣壓），電容器Cz的兩端電壓為零m壓。 .... -------- - — ——_ 本紙张尺度適用中囷國家標爭-(CNS )八4现枯（2U)'X297公廣） -8 - II------- -- 之------訂 (婧先閲讀背面之注意事項再填商本頁) 經濟部中央標率局β:'-.消費合作社印ii々 Λ7 Β7五、發明説明（6 ) 在將電晶賭Q2做為OFF而IS晶骽Q,做為ON之時點區間T2 開始。祗要霣晶體CU成為OFF，而霣晶SSQt成為ON時’ ® 容器（^放霣，®容器（：2充電。此時•負載霣流從二極«Dz 流動到電晶體Q >，如圃2中所示堪流I t · I 2流動’同時成 立二個諧振踅路。一個丨—U—Uz—Ci ，另一個係 C0 — — U-> U2->CZ— ZD2— N 分 C0， 該諧振現象之爾流係M使電晶®Q^、電感U的電流增加之 方法被重II，其结果，電容C1的兩端堪壓以餘弦波狀減少 ，而電容（：2的兩斓爾壓JW餘弦波狀上昇*輸出端子U 2姐I 位一成為（Vdc/2+Vp )，霣容C , JJ兩碉® JE虚11 .厚間 ' [ .. - — ' ' ..…— — τ2结束。 電容C i的兩端爾壓即使成為零*於電感器L ,因係藉由睹 振將多的能量蓄横，所Μ在區間T3中循瓌爾流係MU—Uz —D3— ZDi-^P-^Qi-^UiStt讀流動*其大小係MVp/Li的比 例減少。該期間，Uz係被箝位於（Vdc/2+Vp)之爾位。於 該循瑁爾流成為零之時，該區間結束，丨丨2係與I5成為同霣 位。 區間T <係將笛晶®成為〇 N之時的定常狀態。此時，馆容 器CU的兩端霜壓為零，爾容器C 2的兩绱電颳農IMc + Vp )。 在使f晶„艘QJ OFF，f ilQ2為趾之縣點i間 --一一--〆_**-* 。負載m流係從堪晶體q 滾_到二掻體d 2，而同時成立二 個諧振钯痄。一餺汰C z -7、：…--> L 3 > ϋ ,兮D 2 (或者Q 2) -> Η 4 / Z D ^ # 另Ci — Li — U!-> Dz(成者 〇2) • .· 4 4 C D，k諧振現象之電流係K抵銷u的爾流之方向（與 本紙張尺度適用中國國家（CNS ) Λ4规格（2IOX 297公嬸） —q - (婧先W1*背面之注$項#填艿本頁) L· ,ιτ A7 ΙΠ 經濟部中央標準局員工消资合作社印製 五、 發明説明（7) 1 1 I m 出 霣 流 In相反 之 方 向 被 重 叠 t 其 结 果 霣 容 器 c2 的 霣 m 1 1 I 係 Μ 餘 弦 波 狀 減 少 f 而 η 容 器 C , 之 甯 Μ K 餘 弦 波 狀 上 昇 0 1 1 I 輸 出 端 子 u2 的 IB 位 也 随 此 而 下 降 〇 輪 出 端 子 u 2 之 值 祗 要 成' 請 先 1 I 閱 1 為 一 (Vdc /2 + Η ) » 霣 容 器 的 兩 端 罨 m 成 為 零 區 間 Ϊ5 结 讀 4 1 I 面 I I 束 〇 之 1 霣 容 器 c2 的 電 m 即 使 成 為 9 於 霣 容 器 L ! 因 係 賴 由 確 振 注 1 1 項 蓄 憤 多 餘的能 量 » 所 Μ 在 區 間 Τβ 中 循 環 電 流 係 Κ L 1 — U 1 再 填 D2 (或者Q 2 ) N-> ZDz D 4 U z 績 流 動 其 大 小 係 Μ VP / % 本 頁 裝 1 L ,的 比 例 減 少 (L ,的電流於靠近I D之方向增加） 〇 該 期 間 * 1 1 u2 係 $ 被 箝 位 於 一 (Vdc /2 + VP )之爾位c >該循瑁堪流係成為 1 1 零 之 時 該 限 間 結 束 • 输 出 接 點 U 2 係 成 為 與 ^同霣位。 1 訂 區 間 TB 祗 要 一 結 束 9 就 返 回 於 與 區 間 T , 之 同 樣 定 常 狀 態。 1 1 堪 有 在亂2中薄Jg二見照z D t Λ ZD 描任吸lit因睹班 1 1 履座生能 Μ 之 角 色 者 〇 際 上 可 Κ 用 如 下 之 電 路 即 於 1 1 使 用 H 晶 體 等 而 r 將 電 壓 保 持 於 一 定 之 分 路 調 整 器 上 用 埋 接 L k 相 反 並 聯 之 二 極 體 之 電 路 者 〇 1 I 圈4係將_ 2的 爾 路 展 開 成 三 相 之 m 式 坩 力 轉 換 裝 置 之 18 | 路 圖 0 U相的電路構成與圃2同 樣 Ο 1 1 m 關 霄 晶 體 Q 3 〇4 9 二 極 賄 Da > d4 電 慼 器 L 2 • m 容 器 1 1 C 3 > C 4 二 極 賊 D 〇 > D , 0 及穩ffi二極髖Z D 3 ZD «楢成V相 1 I 之 電 路 t 而 開 關 電 晶 髓 Q 5 Q B 二 掻 髑 Ds ·> D β 電 感 器 L 3 1 I • t 電 容 器 C5 CB 二 掻 照 D t 1、 I) 12 及 Μ m 二 極 體 ZD 5、 1 1 1 ZD β構成W相 之 η 路 〇 1 1 _ 5係於圃4的 橋 式 電 力 轉 換 裝 置 中 將 與 各 相 之 正 m 側 1 1 本紙张尺度適爪t國國家榡皁（CNS ) Λ4規格（2]OX 297公《 ) _ ] 〇 - 經濟部t央梯準局貝工消f合作社印製 A7 B7__五、發明説明（8 ) 直流母線P相連接之铺胝二搔艚群ZD,、ZD3、ZD5 •賴由以 二掻BD13、D17、D21所構成之高電懕優先電路•與K二 極艘Dh、D1d，D22所構成之反方向堪流電路，K播《二 極》ZDp使之共通化·而將埋接於負電側直流母線N之稱® 二極體群 ZD2、ZD4、ZDe，藉由 Μ 二播 SIDls、D13、卩2所 構成之低埴壓優先霣路，與以二極體D1B、D2D、D23所構 成之反方向霄流霣路，二極SiZD"使之共通化者。 於®際上，Z Dp智Z DN係衰如在減振猙掂量的處if及®流 形換流器上之轉流能屋的處理電路，可Μ做成如下列之構 ' _冊—· ... ···-^成。， (1 )、分路調擊肆 Μ使用電晶S8等之調整器保持一定之霄胆。 (2)堪容器與截波器的組合 ®容器與截波器的組合 容器吸收脈波，而以截波器將能虽返回於Ρ-Ν母線 Μ便使爾懕成為一定。 圖6像於圆5的反相換流器型爾力變換裝置中*除去潘JE 二插雅Z D :、Z D 3，而增加電容器（:j>、CN ;二掻體Dp、: 電晶趙Qp、Qw ;及電感器Lp、Ly，將依撺諧振產生之多餘 的能悬Μ截波器再生於直流母線之例所示者。也就是•將 容器Cp、~所吸收之能Μ分別利用以電晶SSQp、二緬 »DW、爾感器Lp所構成之截波器與以霣晶體Q^/、二棰體Dw 、霣感器所構成之截坡器再生於直流電路。 撟式霣力轉換裝置係除了如以上所述地將直流變換成交 本紙恨尺度適』Π，|，阑國家榡华（（’NS ) Λ4Μ1,格（2丨0X297公处） ^ _ (請先閱讀背面之注f項4填^•本頁) 裝. 訂 A7 B7 五、發明说明（9 ) 接以對之 連可，來 子時置箝 蝙同裝所 的 ·之下 側換此化 流變如變 交的於® 將流明電 若直發之 , 向本峻 外流用急 之' 交適低 櫬從要降 載行祗 Μ 負進。可 的以形器 流可波機 交則流之 動，霣源 驅源的電 Μ 霣源於 可流爾接。 而交制連V 流於控於影 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局®c工消費合作社印犁 本紙恨尺度適川，丨，國國家標準（CNS ) Λ4规梢（2ΙΟΧ 297公趣）

Claims (1)

1. 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印製 Λ8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 1. 一種播式霄力轉換裝置，係分別具有相反並聯二極體 ，以串聯連接之二個半導體開w元件的一端連接於直流母 線的正爾俩•而另一端埋接於負爾側，其特微為： 各相具有：被插入於二個開關元件之連接點與輸出端子 間之電感器：各別在輸出端子與正堪側直流母嬢之間以及 輸出端子與負電側直流母腺之間，當半導艚開藺元件動作 而前述連接點的電壓急速改變之時*為了沿著>乂與蔣述堪 感器之諧振現象所決定之軌跡而使輸出電壓變化用的電容 器；在振通^行約4分之1週期之時點為了改變電流的路徑 而使諧振停止之二掻體；及於諧振期間為了吸收蓄積於電 感器之能量的稱壓二極體。 ^如申請專利範圍第1頂之橋式電力轉換装置，其中， 於多相橘式電力轉換裝置展開之際，分別將連接於各相之 正電側直流©腺之穩0E二極髁群以及連接於負電側直流母 線之稱JE二極體群*藉由構成高電壓«先電路或者低爾腔 儍先電路之二極髖群與形成相反方向之電流路徑之二極體 群而共通化者。 3 .如申請專利範圃第1項之橋式電力轉換裝置，其中， 前述S壓二極體係以霣晶體所構成，而改換成具有反導通 特性之稱®電路者。 4. 如申請專利範園第2項之橘式電力轉換裝置·其中， 前述播壓二《踊係μ m晶媒ϋ成。 5. 如申請專利範圍第2項之橋式電力轉換裝置*其中， 前述穩壓二搔《被改換珙®容緣，且具有一面控制其霣容 本紙恨尺度適用t闽國家#-中-(CNS ) Λ4规格（2!〇Χ297公及） -1 - i —^f ^—^1 n m mu nn In —II ml 一 J. n m r Λ 0¾ Ί J v^, (請先閱讀背面之注$項再填涔本頁) Λ8 Μ C8 D8 六、申請專利範圍 器，一面要將吸收之電力再生於直流母線用的截波器。 fe.如申請專利範圃第1至5項中之任一項之橋接型電力轉 換装置，其中•交流端子被連接於交流爾源，而進行交流 一直流霣力變換。 7 .如申請專刊範圍第1項之橋式電力轉換裝置，其中’ 對於主電路開關元件將新增加之部份整合成個別之單元’ 而將該單元插人於電力變捵裝置與蜇動機之間•或者是電 力變換裝置與電源之間。 (婧先閱讀背面之注意事項再填商本页) -丁 - -! 經濟部中央標準局員工消资合作社印狀 本紙張尺成油川t阀阀家l;f準（CNS )八4)見沾（210X297公雄） -2 -