專利名稱：三相電力變換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把直流電力變換成交流電力的電力變換裝置，尤其涉 及把太陽能電池等的分散電源連結(jié)到三相系統(tǒng)的三相電力變換裝置。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的三相電力變換裝置，有以下所示的太陽能發(fā)電用電力 變換裝置，其中把來自太陽能電池的直流電力變換成三相輸出的交流 電力，與三相系統(tǒng)連結(jié)，向該系統(tǒng)輸送交流電力。構(gòu)成為，具有三組
由兩個開關(guān)元件串聯(lián)連接而成的半橋逆變器(inverter)，該三組半橋 逆變器輸出以與直流輸入部連接的電容器的中點為0的正或負(fù)的電 壓，通過進(jìn)行PWM控制獲得所希望的輸出波形(參照例如專利文獻(xiàn) 1)。
<專利文獻(xiàn)1>日本特開昭62-42213號公報

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明要解決的問題)
在上述專利文獻(xiàn)l所示的三相電力變換裝置中，通過半橋逆變器 的PWM控制，輸出由電壓比較大的矩形波電壓產(chǎn)生的長方形的波形， 所以產(chǎn)生大的切換損失(switching loss)，裝置效率降低。另外，為 了把從半橋逆變器輸出的矩形波電壓變得平滑，需要有大容量的濾波 器，也存在裝置結(jié)構(gòu)大型化的問題。
本發(fā)明正是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供使裝置 結(jié)構(gòu)小型且成本低，而且變換效率高的三相電力變換裝置的結(jié)構(gòu)。 (用來解決問題的手段)
根據(jù)本發(fā)明的第一三相電力變換裝置是把直流電源連結(jié)到三相系統(tǒng)的三相電力變換裝置，具有在直流電源的正負(fù)端子之間連接的 平滑電容器；把該平滑電容器的直流電力變換成三相交流電力的三相 逆變電路；以及與該三相逆變電路的各相交流輸出線分別串聯(lián)連接的 單相逆變器。上述三相逆變電路在針對系統(tǒng)電壓半周期使脈沖寬度為 半周期的基本電壓脈沖內(nèi)，以幾個以下的脈沖數(shù)向預(yù)定的區(qū)域輸出極 性相反的電壓脈沖。上述各單相逆變器以補償上述系統(tǒng)的相電壓與上 述三相逆變電路的輸出之差的方式，通過實施PWM控制來輸出電壓， 且在上述三相逆變電路產(chǎn)生上述極性相反的電壓脈沖的期間，從該 PWM控制中的各相的目標(biāo)輸出電壓減去共用電壓進(jìn)行修正。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第二三相電力變換裝置是把直流電源連結(jié)到 三相系統(tǒng)的三相電力變換裝置，具有在直流電源的正負(fù)端子之間連 接的平滑電容器；把該平滑電容器的直流電力變換成三相交流電力的 三相逆變電路；以及與該三相逆變電路的各相交流輸出線分別串聯(lián)連 接的單相逆變器。上述三相逆變電路在針對系統(tǒng)電壓半周期使脈沖寬 度為半周期的基本電壓脈沖內(nèi)，以幾個以下的脈沖數(shù)向預(yù)定的區(qū)域輸 出極性相反的電壓脈沖。上述各單相逆變器以補償上述系統(tǒng)的相電壓 與上述三相逆變電路的輸出之差的方式，通過實施PWM控制來輸出 電壓。控制從上述三相逆變電路輸出的上述極性相反的電壓脈沖的脈 沖寬度，以使得上述系統(tǒng)電壓的半周期期間內(nèi)的上述各單相逆變器的 電力負(fù)擔(dān)大致為零。 (發(fā)明的效果)
根據(jù)本發(fā)明的第一三相電力變換裝置，不需要利用大電壓的 PWM控制，就能夠降低切換損失，且還能夠降低輸出濾波器的容量。 而且，即使三相逆變電路的輸入直流電壓高，通過輸出上述極性相反 的脈沖，也能夠調(diào)整成使各單相逆變器的電力負(fù)擔(dān)變小。另外，由于 在三相逆變電路產(chǎn)生上述極性相反的電壓脈沖的期間，各單相逆變器 從PWM控制中的各相的目標(biāo)輸出電壓減去共用電壓進(jìn)行修正，所以 能夠降低各單相逆變器所需的直流電壓。由此，能夠使裝置結(jié)構(gòu)小型 且簡單，促進(jìn)低成本化和變換效率的提高。根據(jù)本發(fā)明的第二三相電力變換裝置，不需要利用大電壓的
PWM控制，就能夠降低切換損失，且還能夠降低輸出濾波器的容量。 而且，即使三相逆變電路的輸入直流電壓高，通過輸出上述極性相反 的脈沖，也能夠調(diào)整成使各單相逆變器的電力負(fù)擔(dān)變小。另外，由于 控制上述極性相反的電壓脈沖的脈沖寬度，以使得系統(tǒng)電壓的半周期 期間內(nèi)的各單相逆變器的電力負(fù)擔(dān)大致為零，所以無須為了各單相逆 變器的直流電力而從外部進(jìn)行電力授受。由此，能夠使裝置結(jié)構(gòu)小型 且簡單，促進(jìn)低成本化和變換效率的提高。


圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的三相電力變換裝置的結(jié)構(gòu) 的電路圖。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的逆變器部的基本控制的電 壓波形圖。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的逆變器部的基本控制中的 太陽能電池的電壓與單相逆變器的負(fù)擔(dān)電力的關(guān)系的圖。
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的逆變器部的控制中的第一 調(diào)整的電壓波形圖。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式l的逆變器部的控制中的第二 調(diào)整的電壓波形圖。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的逆變器部的控制中的第二 調(diào)整的電壓波形圖。
圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的逆變器部的控制中的第二 調(diào)整的電壓波形圖。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的電壓與單相 逆變器的負(fù)擔(dān)電力的關(guān)系的圖。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的三相電力變換裝置的三相 絕緣變壓器的連線結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施方式
(實施方式1 )
下面，用

根據(jù)本發(fā)明的實施方式l的三相電力變換裝置。
圖1 (a)是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的三相電力變換裝置的結(jié)構(gòu) 的電路圖，圖1 (b)是圖1 (a)的部分放大圖。
如圖1 (a)所示，三相電力變換裝置把來自作為直流電源的太陽 能電池1的直流電力變換成交流電力，通過三相絕緣變壓器 (transformer) 8向三相系統(tǒng)2 (以下簡稱為系統(tǒng)2)輸出。此時，系 統(tǒng)2的Y形連線的線間電壓為200V，需要使三相絕緣變壓器8的輸 入線間電壓也為200V。三相電力變換裝置具有逆變器部，該逆變器部 由用三組半橋逆變器4a 4c構(gòu)成的三相逆變電路4和與該三組半橋逆 變器4a 4c的各交流輸出線分別串聯(lián)連接的單相逆變器5a 5c構(gòu)成， 每組半橋逆變器4a 4c由兩個串聯(lián)的開關(guān)元件構(gòu)成。
另外，在輸出由太陽能電池l的電池板產(chǎn)生的電壓的正負(fù)端子之 間連接兩個串聯(lián)的平滑電容器3 (3a、 3b)，三相逆變電路4把平滑 電容器3的直流電力變換成三相交流電力。在單相逆變器5a 5c的輸 出側(cè)具有由電抗器(reactor) 6和電容器7構(gòu)成的濾波電路，單相逆 變器5a 5c的輸出端通過濾波電路與三相絕緣變壓器8的一次側(cè)各相 連接。另外，9是太陽能電池1的電池板與接地之間的雜散電容。
如圖1 (b)所示，單相逆變器5a 5c用由四個開關(guān)元件構(gòu)成的全 橋逆變器構(gòu)成，在直流輸入側(cè)具有保持電壓的電容器50。各相的單相 逆變器5a 5c的輸出電壓與各相的半橋逆變器4a 4c的輸出電壓重疊， 從逆變器部輸出將半橋逆變器4a 4c的輸出電壓與單相逆變器5a 5c 的輸出電壓相加得到的合計電壓。另外，單相逆變器5a 5c的電容器 50的電壓設(shè)定成比半橋逆變器4a 4c的直流部的電壓即太陽能電池1 的輸出電壓小。
以下，說明由三相逆變電路4和單相逆變器5a 5c構(gòu)成的逆變器 部的動作。
首先，基于圖2的動作電壓波形說明逆變器部的基本控制。三相逆變電路4的各半橋逆變器4a 4c以平滑電容器3的中間點為零電位， 每半周期用一個脈沖輸出兩極電壓。把該使脈沖寬度為半周期的兩極 電壓脈沖稱為基本電壓脈沖。由于系統(tǒng)2的線間電壓為200V,需要使 三相絕緣變壓器8的輸入線間電壓也為200V，所以從逆變器部輸出的 相電壓為200/V^V的電壓。即，以補償該輸出電壓與半橋逆變器4a 4c 的輸出電壓之差的方式，單相逆變器5a 5c通過高頻PWM控制來輸 出電壓。
如圖2(a)所示，在太陽能電池l的電壓為260V的條件下，三 相逆變電路4的各半橋逆變器4a 4c以平滑電容器3的中間點為零電 位，每半周期輸出士130V的基本電壓脈沖。在半周期中，單相逆變器 5a 5c在相位靠近0和180度的區(qū)域產(chǎn)生與逆變器部的輸出電壓極性 相反的電壓，在相位靠近90度的區(qū)域輸出與逆變器部的輸出電壓極性 相同的電壓。在進(jìn)行使輸出電流的相位與輸出電壓的相位一致的控制
(以功率因數(shù)l運轉(zhuǎn))時，在相位靠近O和180度的區(qū)域單相逆變器 5a 5c進(jìn)行對電容器50充電的動作，相反，在相位靠近90度的區(qū)域 單相逆變器5a 5c從電容器50^t電。在半橋逆變器4a 4c的直流電壓
(太陽能電池1的電壓)為260V時，在半周期內(nèi)單相逆變器5a 5c 的充電與放電相抵銷，電容器50的電壓不變化。即，單相逆變器5a 5c 的電力供需(電力負(fù)擔(dān))大致為零，供需平衡。
圖2 (b)表示太陽能電池1的電壓增加而成為400V的條件，三 相逆變電路4的各半橋逆變器4a 4c以平滑電容器3的中間點為零電 位，每半周期輸出土200V的基本電壓脈沖。此時，在半周期的整個區(qū) 域上，單相逆變器5a 5c產(chǎn)生與逆變器部的輸出電壓極性相反的電壓， 在以功率因數(shù)1運轉(zhuǎn)時，單相逆變器5a 5c總是進(jìn)行對電容器50充電 的動作。
這樣，如果假定即使太陽能電池1的電壓變化也進(jìn)行把單相逆變 器5a 5c的利用高頻PWM控制得到的輸出電壓組合到從三相逆變電 路4每半周期輸出的兩極的基本電壓脈沖上的基本控制，則相對太陽 能電池1的電壓的單相逆變器5a 5c的半周期期間的負(fù)擔(dān)電力成為圖3所示的特性。如圖所示，太陽能電池l的電壓為260V時(圖中A 點)，單相逆變器5a 5c的負(fù)擔(dān)電力大致為零，但如果太陽能電池1 的電壓增加則變成負(fù)。太陽能電池1的電壓容易變化到兩倍左右，電 壓為400V時，相對于三相逆變電路4處理的電力，單相逆變器5a 5c 的負(fù)擔(dān)電力成為-60%，為了與單相逆變器5a 5c的各電容器50進(jìn)行 電力授受，需要有大型且復(fù)雜的直流電源電路。
在本實施方式中，把在上述基本控制中單相逆變器5a 5c的負(fù)擔(dān) 電力成為零以下的區(qū)域(參照圖3)作為三相電力變換裝置的運轉(zhuǎn)范 圍，把逆變器部控制成在該運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)單相逆變器5a 5c的負(fù)擔(dān)電力 大致為零。
在此，對上述基本控制進(jìn)行兩階段的調(diào)整，第一調(diào)整是，在每半 周期輸出的上述基本電壓脈沖內(nèi)的電流的最大值附近，三相逆變電路 4輸出極性相反的電壓脈沖。后面將基于圖4描述該第一調(diào)整的細(xì)節(jié)。 而第二調(diào)整進(jìn)行單相逆變器5a 5c的輸出修正，后面將基于圖5 圖7 描述該第二調(diào)整的細(xì)節(jié)。
以下，說明逆變器部的控制中的第一調(diào)整。
圖4示出三相逆變電路4的各半橋逆變器4a 4c和各單相逆變器 5a 5c的輸出電壓波形。此時，針對各相的單相逆變器5a 5c的輸出， 示出的是用后述第二調(diào)整實施輸出修正的前一階段即修正前的輸出。 如圖所示，在每半周期輸出的基本電壓脈沖內(nèi)的電流的最大值附近， 各相的半橋逆變器4a 4c輸出極性相反的電壓脈沖。10ua、 10ub是U 相半橋逆變器4a的正極、負(fù)極的各基本電壓脈沖內(nèi)的極性相反的電壓 脈沖，同樣地，10va、 10vb是V相半橋逆變器4b的正極、負(fù)極的各 基本電壓脈沖內(nèi)的極性相反的電壓脈沖，10wa、 10wb是W相半橋逆 變器4c的正極、負(fù)極的各基本電壓脈沖內(nèi)的極性相反的電壓脈沖。如 果逆變器部的電流與相電壓的相位相同，則在各相電壓的峰值附近輸 出極性相反的電壓脈沖10ua、 10ub、 10va、 10vb、 10wa、 10wb。
各相的單相逆變器5a 5c以補償逆變器部的目標(biāo)相電壓與半橋逆 變器4a 4c的輸出電壓之差的方式，通過實施高頻PWM控制來輸出
9電壓。因此，在各相的半橋逆變器4a 4c輸出極性相反的電壓脈沖 10ua、 10ub、 10va、 10vb、 10wa、 10wb的期間，各相的單相逆變器 5a 5c輸出凸出的脈沖電壓。利用該凸出的脈沖電壓，單相逆變器 5a 5c能夠進(jìn)行電容器50的放電動作，能夠調(diào)整負(fù)擔(dān)電力。
例如，在U相半橋逆變器4a輸出正極的基本電壓脈沖的半周期 中，在半橋逆變器4a產(chǎn)生極性相反的電壓脈沖10ua的期間，U相單 相逆變器5a輸出作為上述凸出的脈沖電壓的正電壓，在除此以外的期 間輸出負(fù)電壓。即，如果控制極性相反的電壓脈沖10ua的脈沖寬度， 就能調(diào)整單相逆變器5a的電力供需。
在此，控制極性相反的電壓脈沖10ua、 10ub、 10va、 10vb、 10wa、 10wb的脈沖寬度，以使得電容器50的充放電被平衡，單相逆變器 5a 5c的負(fù)擔(dān)電力大致為零。由此，無須從外部進(jìn)行電力授受，就能 保持電容器50的電壓。作為具體的控制，在相電流與相電壓的相位相 同的條件下，如果極性相反的電壓脈沖10ua、 10ub、 10va、 10vb、 10wa、 10wb的脈沖寬度變窄，則抑制電容器50的電壓下降，如果變寬，則 抑制電容器50的電壓增加。由于在相電流的最大值附近產(chǎn)生極性相反 的電壓脈沖10ua、 10ub、 10va、 10vb、 10wa、 10wb，所以如果改變 該脈沖寬度則單相逆變器5a 5c的負(fù)擔(dān)電力的變化量也增大，能夠良 好地控制該負(fù)擔(dān)電力。
另外，在圖2所示的上述基本控制中，單相逆變器5a 5c的負(fù)擔(dān) 電力大致為零時，例如太陽能電池1的電壓為260V時，不需要極性 相反的電壓脈沖，即脈沖寬度為0即可。
以下，說明逆變器部的控制中的第二調(diào)整。
如上所述，通過上述第一調(diào)整，在各相的半橋逆變器4a 4c產(chǎn)生 極性相反的電壓脈沖10ua、 10ub、 10va、 10vb、 10wa、 10wb的期間， 各相的單相逆變器5a 5c輸出凸出的脈沖電壓。第二調(diào)整是用來降低 這樣的凸出的電壓脈沖的電壓水平的輸出修正，在產(chǎn)生極性相反的電 壓脈沖10ua、 10ub、 10va、 10vb、 10wa、 10wb的期間，各單相逆變 器5a 5c從PWM控制中的各相的目標(biāo)輸出電壓減去共用電壓進(jìn)行修正。
圖5示出在產(chǎn)生U相的極性相反的電壓脈沖10ua的期間的各單 相逆變器5a 5c的輸出修正的狀態(tài)。此時的修正前輸出是在圖4中用 ll表示的部分。在太陽能電池1的電壓為400V、系統(tǒng)2的線間電壓 為200V時，逆變器部應(yīng)輸出的相電壓為200/V^V，相電壓的最大值成 為163V。在產(chǎn)生U相的極性相反的電壓脈沖10ua的期間，由于U相 半橋逆變器4a輸出-200V，所以在修正前的階段U相單相逆變器5a 應(yīng)輸出的電壓為363V。如圖5所示，通過對各相的單相逆變器5a 5c 的輸出進(jìn)行減去預(yù)定的電壓大小的修正，能夠大幅減小產(chǎn)生極性相反 的電壓脈沖10ua的期間的U相單相逆變器5a的輸出電壓。另外，此 時，V相、W相的單相逆變器5b、 5c的輸出電壓的極性從正變成負(fù)。 這樣的輸出修正中，從各相的單相逆變器5a 5c的目標(biāo)輸出電壓減去 預(yù)定的共用電壓Vo進(jìn)行修正，以抑制產(chǎn)生極性相反的電壓脈沖10ua 的期間的各相的單相逆變器5a 5c的輸出電壓的大小。
另外，由于從三相的單相逆變器5a 5c的各目標(biāo)輸出電壓分別減 去相同的共用電壓Vo，所以逆變器部輸出的線間電壓保持在預(yù)定的值 (200V)，向系統(tǒng)2供給的線間電壓也保持在預(yù)定的值。此時，逆變 器部的三相交流輸出的中性點的電位是變化的，但由于通過三相絕緣 變壓器8向系統(tǒng)2供給逆變器部的輸出，所以不會對系統(tǒng)2帶來不良 影響。
從各相的單相逆變器5a 5c的目標(biāo)輸出電壓減去的共用電壓Vo， 例力口， ^口下所述地求出。
計算產(chǎn)生極性相反的電壓脈沖10ua的期間的各單相逆變器 5a 5c的三個修正前目標(biāo)輸出電壓中的最大電壓、最小電壓這兩個電 壓的平均電壓，作為共用電壓Vo。例如，在U相單相逆變器5a的修 正前目標(biāo)輸出電壓為350V、 V相單相逆變器5b的修正前目標(biāo)輸出電 壓為IOOV、 W相單相逆變器5c的修正前目標(biāo)輸出電壓為150V時， 共用電壓Vo=225V， U相單相逆變器5a的l多正后目標(biāo)輸出電壓為 125V、 V相單相逆變器5b的修正后目標(biāo)輸出電壓為-125V、 W相單相逆變器5c的修正后目標(biāo)輸出電壓為-75V。由此，能夠有效地抑制各單 相逆變器5a 5c的輸出電壓的大小，能夠降低各單相逆變器5a 5c所 需的直流電壓。
圖6、圖7是說明各單相逆變器5a 5c的輸出修正的狀態(tài)的各部 分的電壓波形。可以看出，如圖6所示，相對于基本頻率的周期，共 用電壓Vo是具有1/3周期的脈沖輸出。此時的共用電壓Vo是產(chǎn)生極 性相反的電壓脈沖10ua的期間的單相逆變器5a 5c的輸出的最大電壓 V-max與最小電壓V-min的平均電壓。如圖7所示，可知^f務(wù)正后的各 單相逆變器5a 5c的輸出與原來的最大電壓V-max的電壓水平12相 比大幅度下降。
另外，由于共用電壓Vo不含有基本頻率分量，所以在相電流為 基本頻率時，不會由于減去共用電壓Vo而在各單相逆變器5a 5c的 負(fù)擔(dān)電力中產(chǎn)生變化。
如上所述，在本實施方式中，三相逆變電路4在針對系統(tǒng)電壓半 周期使脈沖寬度為半周期的基本電壓脈沖內(nèi)，輸出一個極性相反的電 壓脈沖，各單相逆變器5a 5c在進(jìn)行了抑制輸出電壓的修正之后把利 用PWM控制輸出的電壓與三相逆變電路4的輸出重疊。因此，不需 要進(jìn)行利用大電壓的PWM控制，就能夠降低切換損失，且還能夠降 低輸出濾波器的容量。
另外，能夠抑制各單相逆變器5a 5c的輸出電壓的增大，且能夠 調(diào)整各單相逆變器5a 5c的供需電力而使負(fù)擔(dān)電力大致為零，即，使 電力供需平衡。圖8是示出相對太陽能電池1的電壓的單相逆變器 5a 5c的半周期期間的負(fù)擔(dān)電力的圖，可以看出在寬的電壓范圍內(nèi)負(fù) 擔(dān)電力為零。由此，在單相逆變器5a 5c的直流部中無須從外部進(jìn)行 電力授受，而且能夠大幅度降低單相逆變器5a 5c應(yīng)輸出的最大電壓， 所以能降低各單相逆變器5a 5c所需的直流電壓。
因此，能夠使裝置結(jié)構(gòu)小型且簡單，促進(jìn)低成本化和變換效率的提兩。
另外，上述共用電壓Vo的確定方法不限于上述例子，以下示出其它例子,
5a 5c的三個修正前目標(biāo)輸出電壓中的最大電壓落在預(yù)先設(shè)定的允許 電壓范圍內(nèi)而減去的電壓，作為共用電壓Vo。例如，單相逆變器5a 5c 可輸出的電壓為150V， U相單相逆變器5a的修正前目標(biāo)輸出電壓為 350V、 V相單相逆變器5b的修正前目標(biāo)輸出電壓為IOOV、 W相單相 逆變器5c的修正前目標(biāo)輸出電壓為150V。為了使最大電壓即U相單 相逆變器5a的修正前目標(biāo)輸出電壓350V成為150V，共用電壓 Vo=200V， U相單相逆變器5a的修正后目標(biāo)輸出電壓為150V、 V相 單相逆變器5b的修正后目標(biāo)輸出電壓為-100V、 W相單相逆變器5c 的修正后目標(biāo)輸出電壓為-50V。由此，能夠可靠地抑制各單相逆變器 5a 5c的輸出電壓的大小以落在允許電壓范圍內(nèi)，能夠降低各單相逆 變器5a 5c所需的直流電壓。
另外，在上述實施方式中，在相電流的最大值附近產(chǎn)生一次各相 的極性相反的電壓脈沖10ua、 10ub、 10va、 10vb、 10wa、 10wb，但 也可以是每1/4周期產(chǎn)生一次等的、在半周期內(nèi)產(chǎn)生多個極性相反的 電壓脈沖。如果極性相反的電壓脈沖的脈沖數(shù)變多，則會看到因切換 損失增加、高次諧波的產(chǎn)生導(dǎo)致的波形精度劣化，所以希望盡可能少， 為幾個以下。
另夕卜，在上述實施方式中，控制極性相反的電壓脈沖10ua、 10ub、 10va、 10vb、 10wa、 10wb的脈沖寬度，以使各單相逆變器5a 5c的 負(fù)擔(dān)電力大致為零，但也可以允許各單相逆變器5a 5c的負(fù)擔(dān)電力落 在預(yù)定范圍內(nèi)。此時，在各單相逆變器5a 5c的電容器50與外部的直 流電源之間通過雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電力授受，保持電容器50的 電壓。作為外部的直流電源也可以是作為三相逆變電路4的直流部的 平滑電容器3。
另外，在上述實施方式中，進(jìn)行了修正各單相逆變器5a 5c的目 標(biāo)輸出電壓的第二調(diào)整，但也可以進(jìn)行省略了第二調(diào)整的控制。此時， 不能降低各單相逆變器5a 5c所需的直流電壓，但通過產(chǎn)生極性相反
13的電壓脈沖10ua、 10ub、 10va、 10vb、 10wa、 lOwb的第一調(diào)整，能 夠調(diào)整各單相逆變器5a 5c的供需電力使負(fù)擔(dān)電力大致為零。
另外，上述實施方式中的用來把逆變器部的三相交流輸出與系統(tǒng) 2連接的三相絕緣變壓器8也可以是圖9 ( a ) ~圖9 ( d )所示的任一 種連線結(jié)構(gòu)。尤其是，如果使一次側(cè)為A形連線，則二次側(cè)的繞組中 產(chǎn)生的電壓的高次諧波少，波形精度良好。
產(chǎn)生上的可利用性
能夠在把分散電源連結(jié)到三相系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)器(conditioner ) 等的系統(tǒng)連結(jié)裝置中使用。
權(quán)利要求
1.一種三相電力變換裝置，把直流電源連結(jié)到三相系統(tǒng)，該三相電力變換裝置的特征在于具有在上述直流電源的正負(fù)端子之間連接的平滑電容器；把該平滑電容器的直流電力變換成三相交流電力的三相逆變電路；以及與該三相逆變電路的各相交流輸出線分別串聯(lián)連接的單相逆變器，上述三相逆變電路在針對系統(tǒng)電壓半周期使脈沖寬度為半周期的基本電壓脈沖內(nèi)，以幾個以下的脈沖數(shù)向預(yù)定的區(qū)域輸出極性相反的電壓脈沖，上述各單相逆變器以補償上述系統(tǒng)的相電壓與上述三相逆變電路的輸出之差的方式，通過實施PWM控制來輸出電壓，且在上述三相逆變電路產(chǎn)生上述極性相反的電壓脈沖的期間，從該PWM控制中的各相的目標(biāo)輸出電壓減去共用電壓來進(jìn)行修正。
2. 如權(quán)利要求l所述的三相電力變換裝置，其特征在于 在上述三個相的單相逆變器與上述三相系統(tǒng)之間設(shè)置三相絕緣變壓器。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的三相電力變換裝置，其特征在于 控制從上述三相逆變電路輸出的上述極性相反的電壓脈沖的脈沖寬度，以使得上述系統(tǒng)電壓的半周期期間內(nèi)的上述各單相逆變器的 電力負(fù)擔(dān)大致為零。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的三相電力變換裝置，其特征在于 對于上述系統(tǒng)電壓半周期，在相電流的最大值附近產(chǎn)生一個脈沖 的從上述三相逆變電路輸出的上述極性相反的電壓脈沖。
5. 如權(quán)利要求4所述的三相電力變換裝置，其特征在于整體波形是根據(jù)上述系統(tǒng)的1/3周期的脈沖輸出形狀。
6.如權(quán)利要求1或2所述的三相電力變換裝置，其特征在于:該期間中上述各單相逆變器的目標(biāo)輸出電壓的最大電壓與最小電壓的 平均值。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的三相電力變換裝置，其特征在于確定成使得該期間中上述各單相逆變器的目標(biāo)輸出電壓的最大電壓 落在預(yù)定的允許范圍內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求2所述的三相電力變換裝置，其特征在于 上述三相絕緣變壓器的一次側(cè)為A形連線。
9. 如權(quán)利要求1或2所述的三相電力變換裝置，其特征在于 上述直流電源是太陽能電池。
10. —種三相電力變換裝置，把直流電源連結(jié)到三相系統(tǒng)，該三 相電力變換裝置的特征在于具有在上述直流電源的正負(fù)端子之間連接的平滑電容器；把該 平滑電容器的直流電力變換成三相交流電力的三相逆變電路；以及與 該三相逆變電路的各相交流輸出線分別串聯(lián)連接的單相逆變器，上述三相逆變電路在針對系統(tǒng)電壓半周期使脈沖寬度為半周期 的基本電壓脈沖內(nèi)，以幾個以下的脈沖數(shù)向預(yù)定的區(qū)域輸出極性相反 的電壓脈沖，上述各單相逆變器以補償上述系統(tǒng)的相電壓與上述三相逆變電 路的輸出之差的方式，通過實施PWM控制來輸出電壓，且控制從上述三相逆變電路輸出的上述極性相反的電壓脈沖的脈 沖寬度，以使得上述系統(tǒng)電壓的半周期期間內(nèi)的上述各單相逆變器的 電力負(fù)擔(dān)大致為零。
11. 如權(quán)利要求10所述的三相電力變換裝置，其特征在于 對于上述系統(tǒng)電壓半周期，在相電流的最大值附近產(chǎn)生一個脈沖的從上述三相逆變電路輸出的上述極性相反的電壓脈沖。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的三相電力變換裝置，其特征在于 上述直流電源是太陽能電池。
全文摘要
一種三相電力變換裝置，其中由以在太陽能電池(1)的輸出端子之間連接的平滑電容器(3)作為直流部的三相逆變電路(4)、和與其各交流輸出線分別串聯(lián)連接的單相逆變器(5a)～(5c)構(gòu)成逆變器部，連接到三相系統(tǒng)(2)。三相逆變電路(4)在針對系統(tǒng)電壓半周期使脈沖寬度為半周期的基本電壓脈沖內(nèi)，輸出極性相反的電壓脈沖(10ua)，各單相逆變器(5a)～(5c)使半周期內(nèi)的負(fù)擔(dān)電力大致為零，且在產(chǎn)生極性相反的電壓脈沖(10ua)的期間，進(jìn)行從各相的目標(biāo)輸出電壓減去共用電壓(Vo)的修正。
文檔編號H02M7/48GK101636896SQ20088000579
公開日2010年1月27日 申請日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月22日
發(fā)明者伊藤寬, 地道拓志, 巖田明彥, 藤田英明, 赤木泰文 申請人:三菱電機株式會社;國立大學(xué)法人東京工業(yè)大學(xué)