CN100411292C - 电力变换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力变换装置，其具有用于分压直流电压的串联电容器和多相的PWM桥式逆变器，该PWM桥式逆变器利用该电容器的连接点，将直流电压变换为具有正电压、负电压及其中间电压的3个电位的交流相电压，当过电流检测器(12)检测出负载电流达到第1过电流电平时，由信号切换器(5～10)切换到零电压时段发生器(11)，设置使所述电力变换装置的所有相的输出相电压都变为中间电压的中间电压零电压时段，进行电流限制，从而以廉价的结构，可在瞬间抑制过电流检测时的逆变器激增的电流。

Description

电力变换装置
技术领域
本发明涉及进行电机可变速驱动的逆变器、伺服驱动器或***连接的电力变换装置。
背景技术
三相中性点箝位式逆变器如图10所示具有这样的结构：使用每相具有4个开关元件和2个筘位二极管的桥式逆变器，并能把中间电压输出到各相输出端子，该中间电压是由串联的电容将直流母线电压均等分压后得到的。在串联连接的4个开关元件中，当S1、S2导通而S3、S4截止时，相输出端子的电压为正，当S3、S4导通而S1、S2截止时，相输出端子的电压为负，当S2、S3导通，S1、S4截止时，相输出端子的电压为中间电压。从而，由于S1、S3和S2、S4一定不同时导通，因此S2的导通/截止信号大多是将S1信号反转所得，S4的导通/截止信号大多是将S2信号反转所得。
但是，由于在开关元件或驱动电路中具有延时，延时会引起各开关同时导通，从而存在着在开关元件中流过很大的短路电流而导致元件损坏的危险，因此考虑该延时量，把如图11所示的死区时间(dead time)发生电路内设于控制器中，在实际的开关元件的导通/截止信号中，必须设置如图12所示的作为同时截止时段的死区时间时段。图11的PWM(脉冲宽度调制)发生器根据控制器内部所作出的输出电压指令，产生各相的PWM脉冲信号(U1、U2、V1、V2、W1、W2)。由于三相中性点箝位式逆变器必须以S1和S3为一组以及S2和S4为一组来产生PWM脉冲信号，因此各PWM脉冲信号通过反转电路、延时电路和与门，作出使S1和S3以及S2和S4不会同时导通的信号，通过用该导通/截止信号驱动各开关，以防止开关元件的短路。此外，由于当负荷电流变为超过开关元件允许流过的电流时，也会存在损坏开关元件的危险，因此必须具有检测开关元件中流过的电流并截止、停止开关的保护装置。
作为这样的保护方法，有特开平10-164854，特开平11-32426等项提案。
图13是特开平10-164854号所公开的电力变换器的结构图，其分别用短路检测/切断电路5A、5B和短路检测电路6A、6B来监视流过开关元件3A～3D的电流，对电源短路或负载电流异常等进行检测，当检测出异常时，根据短路检测/切断电路5A、5B的切断动作以及来自栅极控制部16的栅极信号，在比通常定时迟的定时，截止开关元件3A、3D，其后，使开关元件3B或3C中的一方导通，在比通常的定时迟的定时使另一方截止。
但是，一般来说，由于在控制逆变器的控制器中使用处理器，用软件来进行控制，在负载电流在PWM周期内那样的短时间内急剧变为过电流的条件下，不能由控制器的软件进行负载电流的抑制控制。因此，对于该负载电流的急剧增加，必须不使用处理器，而高速地抑制负载电流或者停止逆变器的开关动作。
当这样产生过电流时，作为不损坏逆变器的开关元件而又安全地停止开关动作的方法，虽有特开平10-164854以及特开平11-32426等提案，但其存在不能控制急增的负载电流这一问题，以及必须在开关元件的驱动信号***中具有特别的延时电路或必须具有进行复杂的导通/截止动作的电路这样的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种廉价而安全的电力变换装置，其无需特别的延时电路或复杂的电路，利用切换器和PWM波形发生器这一简单的结构，便可在瞬间可靠地抑制激增的电流。
为达到上述目的，发明1是一种电力变换装置，该电力变换装置具有：中间电压点，该中间电压点处具有通过把串联电容器连接在直流母线的正侧和负侧之间并分压所述直流母线的直流电压而生成的中间电压；以及各相的PWM桥式逆变器，该PWM桥式逆变器把所述直流电压转换为具有正电压、负电压以及所述中间电压这3个电位的交流相电压，该PWM桥式逆变器具有：一个正侧主开关元件和一个正侧辅助开关元件，所述正侧主开关元件和正侧辅助开关元件***到所述直流母线的正侧和连接于负载的输出端子之间并相互串联；一个负侧主开关元件和一个负侧辅助开关元件，所述负侧主开关元件和负侧辅助开关元件***到所述直流母线的负侧和所述输出端子之间并相互串联；两个箝位二极管，所述两个箝位二极管分别连接于所述中间电压点和所述正侧主开关元件与正侧辅助开关元件的连接点之间以及所述中间电压点和所述负侧主开关元件与负侧辅助开关元件的连接点之间；多个续流二极管，所述续流二极管与所述各开关元件并联，该电力变换装置的特征在于，当负载电流达到第1过电流电平时，设置使所述电力变换装置的所有相的输出相电压均成为所述中间电压的中间电压零电压时段。
此外，发明2是如发明1所述的电力变换装置，其特征在于，在上述中间电压零电压时段之后，选择下述3个时段轮流进行设置：上述电力变换装置的所有相的输出相电压都为上述正电压的正零电压时段；上述电力变换装置的所有相的输出相电压都为上述负电压的负零电压时段；上述中间电压零电压时段。
此外，发明3是如发明2所述的电力变换装置，其特征在于，禁止从上述正零电压时段转移到上述负零电压时段，以及禁止从上述负零电压时段转移到上述正零电压时段。
此外，发明4的特征在于，在发明1所述的电力变换装置中，当负载电流超过上述第1过电流电平后，又低于上述第1过电流电平时，恢复到不进行过电流控制动作的PWM脉冲。
此外，发明5是如发明4所述的电力变换装置，其特征在于，在输出上述不进行过电流控制动作的PWM脉冲之前一定设置上述中间电压的零电压时段。
此外，发明6是如发明5所述的电力变换装置，其特征在于，使在输出上述不进行过电流控制动作的PWM脉冲之前设置的上述中间电压零电压时段的时间等于死区时间或短于死区时间。
此外，发明7是如发明4～6所述的电力变换装置，其特征在于，根据上述负载电流达到上述第1过电流电平时的PWM脉冲，切换恢复后的上述不进行过电流控制动作的PWM脉冲的波形。
对这样的电力变换装置，首先，以一般的3相2级的PWM逆变器为例，对PWM脉冲加以说明。通常，如作为零电压向量的说明图所表示的图8、图9中的图8所示，PWM脉冲是把一个三角波载波与3相(U、V、W)的指令电压ABC相比较来生成各相的PWM脉冲。并且，图中的On、Op、a、b表示输出电压向量的名字。
另一方面，P、N、O表示将各向量变换为开关元件的导通/截止的开关状态，P表示逆变器的相输出端子连接到正母线的开关状态，N表示连接到负母线的开关状态，O表示连接到中性线的开关状态，PA、PB、PC表示各相(U、V、W)的PWM脉冲输出。
此外，向量On、Op表示输出U、V、W相被短路的线间电压为零的电压向量(零电压向量)的状态，Op表示正母线侧的3个开关为导通的状态，On表示负母线侧的3个开关为导通的状态。
零电压向量输出时，施加到负载上的电压为零，负载电流减小。从而，在产生过电流时，若强制使各相间的电位差为零的话，便会使电机电流减小，可实施输出电流的电流限制。
以上，说明了3相2级逆变器的例子，在3相3级逆变器中，当检测出逆变器的过电流时，若零电压时段发生器瞬间使各相的S1全部截止，使S2的开关状态全部成为O状态并导通，使各相(U、V、W)间的电位差为零，使施加到负载上的电压为零的话，则由开关动作引起的浪涌电压小，使负载电流减小，可瞬间抑制过电流。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的电力变换装置的方框图。
图2是图1所示的PWM脉冲的示意图。
图3是本发明的第2实施方式的PWM脉冲的示意图。
图4是本发明的第3实施方式的PWM脉冲的示意图。
图5是图4所示的PWM脉冲的电流限制动作点不同时的图。
图6是本发明的第4实施方式的PWM脉冲的示意图。
图7是图6所示的PWM脉冲的电流限制动作点不同时的图。
图8是本发明的PWM脉冲的说明图。
图9是改变了图8所示的PWM脉冲的电压指令时的图。
图10是现有的3相中性点箝位式逆变器的电路图。
图11是图10所示的逆变器的死区时间发生电路的方框图。
图12是图11所示的死区时间的概念说明图。
图13是公知的电力变换器的结构图。
并且，图中的符号1是PWM脉冲发生器，2～4是死区时间发生电路块，5～10是切换器，11是零电压时段发生器，12是过电流检测器。
具体实施方式
其次，对本发明的第1实施方式，参照附图进行说明。
图1是本发明的第1实施方式的电力变换装置的方框图。
图2是图1所示的PWM脉冲的示意图。
在图1中，1是PWM信号发生器，通过三角波载波和电压指令的比较或运算生成PWM脉冲。
2～4是与以往相同的死区时间发生器，其将PWM脉冲(U1、U2、V1、V2、W1、W2)反转，通过延时电路及与门，将开关元件的导通/截止信号S1u～S4w输出到各开关元件。5～10是PWM信号发生器1和零电压时段发生器的信号切换器，其通过PWM波形切换信号切换PWM脉冲信号。11是零电压时段发生器，其替换PWM脉冲，输出中间电压的零电压。12是由电流检测器等构成的过电流检测器。
过电流检测器12取入逆变器输出U、V、W相的各电流，逆变器的电流监视过电流电平1(被预先设定)，将来自比较器(图中未示)的超过或未超过过电流电平1的信号，发送到零电压时段发生器11。零电压时段发生器11使U1、V1、W1信号为截止，使U2、V2、W2信号为导通，产生使各相电压为中间电压的零电压信号。
其次，对动作进行说明。
第1实施方式中，零电压时段发生器11预先输出中间电压的零电压信号，当接收到来自过电流检测器12的信号时，把信号切换器5～10瞬间从PWM信号发生器1的信号切换为零电压时段发生器11的信号。由于零电压时段使各相电压相同，因此零电压时段发生器11只要输出各相的S1、S2信号即可。这样一来，在逆变器流过的电流很大的情况下，当由硬件瞬间使输出线间电压为零电压时，由于施加到逆变器的电压为零，因此负载电流减小，可以抑制过电流。
加之，由于输出的零电位各相均为中间电压，因此不会把开关元件S1和S2从同时导通的状态切换到同时截止的状态，不会把S3和S4从同时导通的状态切换到同时截止的状态，具有使施加到开关元件和负载的浪涌电压变小的优点。
此外，在进行了该过电流抑制动作之后，当电流减小到低于过电流电平1时，零电压时段发生器11监视PWM发生器1的载波信号发生器的信号和过电流检测器12的信号，在下次的PWM波形更新时，解除过电流抑制动作，输出通常的PWM波形继续进行运转，由此可以减小由于PWM波形的切换引起的冲击或浪涌电压，实现安全的负载驱动。
用图2来具体说明以上的动作。图2的PWM波形是将通常的PWM波形的图2(a)和第1实施方式的过电流抑制动作时的PWM波形例的图2(b)进行比较的图。在图2中虽然只描述了1个相的PWM波形，但在电流限制中，所有的相都输出同样的电压。此处，作为内设于PWM发生器1内的载波信号发生器的PWM载波，以一般使用的三角波为例。此外，还概念性地表示出PWM载波的顶点和最低点的周期是PWM周期的半周期和PWM波形的更新点的情况。
并且，PWM脉冲用向量方式的N、O、P来表示，S1、S2为导通，S3、S4为截止时表示为P；S3、S4为导通，S1、S2为截止时表示为N，S2、S3为导通，S1、S4为截止时表示为O。在电流限制中，S1各相均为截止，S2各相均为导通，为开关状态各相均为O状态的零电压输出。此外，在电流限制被解除的时间点，恢复到与图2(a)相同(NOPPON)的通常的PWM波形输出。
其次，对本发明的第2实施方式，参照附图进行说明。
图3是本发明的第2实施方式的PWM脉冲的示意图。
第2实施方式与前一实施方式共用图1的方框图，零电压时段发生器11先使各相的电压为中间电压，从下次的PWM波形的更新起，在电流限制中，把所有的相按中间电压-正电压-中间电压、中间电压-负电压-中间电压的顺序(OPO、ONO)依次切换输出。这样作，由于不存在正电压-负电压(PN)的切换和负电压-正电压(NP)的切换，因此不会把开关元件S1和S2从同时导通的状态切换为同时截止的状态，不会把S3和S4从同时导通的状态切换为同时截止的状态，从而具有减小施加到开关元件和负载的浪涌电压的优点。
在图3中表示出PWM波形的例子(一个相)。虽然在图3中只描述了一个相的PWM波形，但在电流限制中，所有的相都输出同样的电压。前一实施方式中，由于在电流限制中使所有的相为中间电压(S1、S4截止、S2、S3导通)，因此超过过电流电平1的负载电流继续流过开关元件S2或S3，存在由于导通损耗所产生的热会破坏S2、S3的危险，通过如第2实施方式那样作，由于在切换S2、S3时负载电流流过，使导通损耗减小，可防止开关元件的破坏。
此外，在从紧接电流限制开始之后到下次的PWM波形的更新之间设置中间电压的零电压时段的情况下，从紧接电流限制开始之后起到下次的PWM波形更新之间，也可以按中间电压-正电压-中间电压或中间电压-负电压-中间电压的顺序进行切换动作。
其次，对本发明的第3实施方式，参照附图进行说明。
图4是本发明的第3实施方式的PWM脉冲的示意图。
图5是与图4所示的PWM脉冲的电流限制动作点不同时的图。
在图4、图5中，表示第3实施方式的PWM波形(一个相)。在图4、图5中虽然只描述了一个相的PWM波形，但在电流限制中，所有的相都输出同样的电压。并且，图1作为公用图。
图4所示的第3实施方式的例子中，表示出在PWM载波的三角波从最低点向顶点上升的情况下，当负载电流进入电流限制动作时，一定在PWM载波的顶点解除电流限制动作(图4(a)与图3相同)的情况。
并且，图4(b)和图4(a)中，从过电流检测器12恢复到正常值的时间点起到电流限制解除为止的时间是不同的。
在图5的例子中，表示出在PWM载波的三角波从顶点下降的情况下，当负载电流进入电流限制动作时，一定在PWM载波的最低点解除电流限制动作的情况。
例如，假定电流限制动作的解除只在例如PWM载波的最低点解除的话，则在电流限制动作及其解除重复发生的条件下，所输出的PWM脉冲从PWM载波的最低点起到向顶点上升的途中为止的PWM波形具有最大的输出概率，引起PWM脉冲的不均匀，在3相中性点箝位式逆变器的情况下，在电容器的分压点流过的电流(图10的in)变得不平衡，存在电容器的中间电位大，所以极大地偏离直流母线电压的1/2的问题，但通过这样作，由于在所输出的PWM脉冲在PWM载波正在下降时进入电流限制动作的情况下，在解除时从PWM载波上升的波形开始，一定输出相反的PWM波形，在PWM载波正在上升时进入电流限制动作的情况下，在解除时从PWM载波下降的波形开始，一定输出相反的PWM波形，因此，即使在电流限制动作及其解除重复发生的条件下，所输出的PWM脉冲也被均匀化，使电容器分压点的电压不会大幅变动。
并且，图5(a)和图5(b)中，从过电流检测器12恢复到正常值的时间点起到电流限制解除为止的时间并不相同。
其次，对本发明的第4实施方式，参照附图进行说明。
图6是本发明的第4实施方式的PWM脉冲的示意图。
图7是图6所示的PWM脉冲的电流限制动作点不同的例子的图。
在图6(a)、图7(a)中表示第4实施方式的PWM波形(一个相)，以及图6(b)、图7(b)中表示S1～S4的实际开关驱动信号波形。
在图6、图7中虽然只描述了一个相的PWM波形，但在电流限制中，所有的相都输出同样的电压。在图6中，进入电流限制动作，首先设置中间电压的零电压时段，从其次的PWM更新时起，在PWM载波下降的情况下，设置“等于死区时间或比死区时间短的中间电压的零电压时段”一“正的零电压时段”一“等于死区时间或比死区时间短的中间电压的零电压时段”，如图7所示，在PWM载波上升的情况下，设置“等于死区时间或比死区时间短的中间电压的零电压时段”-“负的零电压时段”-“等于死区时间或比死区时间短的中间电压的零电压时段”。这样一来，在电流限制时段中，由于S1和S2以及S3和S4的导通/截止时间仅有死区时间的大约2倍的差，大致相等，因此从S1到S4的开关元件的导通损耗大致相等，可以防止由S2、S3的发热而引起的破坏。
此外，由于中间电压的零电压时段与死区时间相等或稍短于死区时间，所以与在电流限制动作被解除时发生的死区时间相同的时间较短的脉冲通过死区时间发生电路的动作而被抑制。这样一来，如果等于死区时间或稍短于死区时间的脉冲被抑制，在电流限制动作和解除重复发生的条件下，就可以抑制一部分开关元件的开关次数的极端增加，可以抑制伴随开关损耗的发热引起的开关元件的破坏。
并且，即使与该例相反，首先设置中间电压的零电压时段，从其次的PWM更新时起，在PWM载波上升的情况下，设置“等于死区时间或比死区时间短的中间电压的零电压时段”-“正的零电压时段”-“等于死区时间或比死区时间短的中间电压的零电压时段”，在PWM载波下降的情况下，设置“等于死区时间或比死区时间短的中间电压的零电压时段”-“负的零电压时段”-“等于死区时间或比死区时间短的中间电压的零电压时段”，其效果也相同。
以上，由于进行本发明的动作的零电压时段发生器11等效于输出3相相同的PWM脉冲的PWM发生器1，可以比较容易地使PWM发生器1具有该功能。在该情况下，可省略零电压时段发生器，可以用更简单的电路来实现本发明。
已详细地参考特定的实施方式说明了本发明，但对业内人士来说，在不违背本发明的精神和范围之下，显然可以加入各种各样的变更或修正。
本专利申请系根据2001年7月2日提出申请的日本专利申请(特愿2001-200843)作出，其内容在此处作为参考被引入。
如以上说明的那样，根据本发明，利用采用在产生过电流时设置零电压时段的逆变器的PWM脉冲发生方式的电力变换装置，只要用单纯的切换器和PWM波形发生器，便可使瞬间抑制急增的电流，使逆变器的控制电路的成本降低，而且，具有可以使安全性提高的效果。
加之，由于在PWM载波的三角波从顶点下降的情况下，进入电流限制动作时，一定在PWM载波的最低点解除电流限制动作，在三角波从最低点上升时进入电流限制动作的情况下，一定在PWM载波的顶点解除，根据进入电流限制动作的PWM波形来切换电流限制动作解除时的PWM波形，因此具有抑制由PWM脉冲的不均匀引起的中性点电位变动的效果。
加之，由于使在即将设置通常的PWM脉冲之前设置的中间电压的零电压时段的时间等于死区时间或比死区时间短，因此各开关元件的导通损耗相等，可以防止由发热引起的开关元件的损坏。

Claims (7)

1. 一种电力变换装置，该电力变换装置具有：
中间电压点，该中间电压点处具有通过把串联电容器连接在直流母线的正侧和负侧之间并分压所述直流母线的直流电压而生成的中间电压；以及
各相的PWM桥式逆变器，该PWM桥式逆变器把所述直流电压转换为具有正电压、负电压以及所述中间电压这3个电位的交流相电压，
该PWM桥式逆变器具有：一个正侧主开关元件和一个正侧辅助开关元件，所述正侧主开关元件和正侧辅助开关元件***到所述直流母线的正侧和连接于负载的输出端子之间并相互串联；一个负侧主开关元件和一个负侧辅助开关元件，所述负侧主开关元件和负侧辅助开关元件***到所述直流母线的负侧和所述输出端子之间并相互串联；两个箝位二极管，所述两个箝位二极管分别连接于所述中间电压点和所述正侧主开关元件与正侧辅助开关元件的连接点之间以及所述中间电压点和所述负侧主开关元件与负侧辅助开关元件的连接点之间；多个续流二极管，所述续流二极管与所述各开关元件并联，
该电力变换装置的特征在于，当负载电流达到第1过电流电平时，设置使所述电力变换装置的所有相的输出相电压均成为所述中间电压的中间电压零电压时段。
2. 如权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述中间电压零电压时段之后，选择下述3个时段轮流进行设置：所述电力变换装置的所有相的输出相电压都为所述正电压的正零电压时段；所述电力变换装置的所有相的输出相电压都为所述负电压的负零电压时段；所述中间电压零电压时段。
3. 如权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，
禁止从所述正零电压时段转移到所述负零电压时段，以及禁止从所述负零电压时段转移到所述正零电压时段。
4. 如权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
当负载电流超过所述第1过电流电平后，又低于所述第1过电流电平时，恢复到不进行过电流控制动作的PWM脉冲。
5. 如权利要求4所述的电力变换装置，其特征在于，
在输出所述不进行过电流控制动作的PWM脉冲之前一定设置所述中间电压零电压时段。
6. 如权利要求5所述的电力变换装置，其特征在于，
使在输出所述不进行过电流控制动作的PWM脉冲之前设置的所述中间电压零电压时段的时间等于死区时间或短于死区时间。
7. 如权利要求4～6的任何一项所述的电力变换装置，其特征在于，
根据所述负载电流达到所述第1过电流电平时的PWM脉冲，切换恢复后的所述不进行过电流控制动作的PWM脉冲的波形。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6948573B2 (en) * 2002-10-22 2005-09-27 China Ferruccio I Rock breaker tool
JP2005224075A (ja) * 2004-02-09 2005-08-18 Sanyo Electric Co Ltd インバータ装置
CN100530878C (zh) * 2004-04-09 2009-08-19 Smc电子产品有限公司 逆变器桥、包含其的***以及布置其开关的方法
US7110272B2 (en) * 2004-06-22 2006-09-19 Smc Electrical Products, Inc. Inverter bridge controller implementing short-circuit protection scheme
JP4556572B2 (ja) * 2004-09-09 2010-10-06 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電動駆動制御装置、電動駆動制御方法及びプログラム
JP5226183B2 (ja) * 2006-01-10 2013-07-03 東芝三菱電機産業システム株式会社 多レベル電力変換装置
CN100466448C (zh) * 2006-04-17 2009-03-04 山东新风光电子科技发展有限公司 一种五电平变换器结构装置
JP4957252B2 (ja) * 2007-01-05 2012-06-20 富士電機株式会社 発電システム
JP4591597B2 (ja) * 2008-08-01 2010-12-01 株式会社デンソー 多相交流同期電動機の駆動装置
JP5901926B2 (ja) * 2011-10-05 2016-04-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Ｐｗｍ出力装置及びモータ駆動装置
US9225262B2 (en) * 2012-06-29 2015-12-29 Eaton Corporation Multi-level inverter apparatus and methods using variable overcurrent response
CN104104249B (zh) * 2013-04-03 2017-09-05 台达电子工业股份有限公司 直流转交流电源转换***及其操作方法
CN105629805B (zh) * 2014-10-28 2019-11-05 乐星产电(无锡)有限公司 安全停止装置
JP7052297B2 (ja) * 2017-11-06 2022-04-12 株式会社デンソー Ｐｗｍ信号出力装置及びｐｗｍ信号出力方法
US11680474B2 (en) 2019-06-13 2023-06-20 Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. Fracturing apparatus and control method thereof, fracturing system
US11746636B2 (en) 2019-10-30 2023-09-05 Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. Fracturing apparatus and control method thereof, fracturing system
CN110118127A (zh) * 2019-06-13 2019-08-13 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 一种电驱压裂设备的供电半挂车
CN113315111B (zh) 2021-04-26 2023-01-24 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 一种供电方法及供电***
CN215870792U (zh) 2021-10-12 2022-02-18 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 用于井场电驱设备的供电***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1065359A (zh) * 1991-02-28 1992-10-14 株式会社东芝 中性点箝位的电力逆变设备的控制装置
CN1163506A (zh) * 1995-12-19 1997-10-29 株式会社东芝 Npc(中性点箝位)逆变器控制***
JPH1132426A (ja) * 1997-07-09 1999-02-02 Shinko Electric Co Ltd インバータの保護装置
JP2000102257A (ja) * 1998-09-21 2000-04-07 Yaskawa Electric Corp インバータのｐｗｍパルス発生方法および発生装置
JP2001061238A (ja) * 1999-06-15 2001-03-06 Tokyo Gas Co Ltd 電力供給システム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06327262A (ja) * 1993-05-07 1994-11-25 Mitsubishi Electric Corp インバータの保護装置
JPH07298623A (ja) * 1994-04-19 1995-11-10 Toshiba Corp 中性点クランプ式インバータ
JP3193827B2 (ja) * 1994-04-28 2001-07-30 三菱電機株式会社 半導体パワーモジュールおよび電力変換装置
JPH10164854A (ja) 1996-11-27 1998-06-19 Hitachi Ltd 電力変換器
US5910892A (en) 1997-10-23 1999-06-08 General Electric Company High power motor drive converter system and modulation control
JP3864327B2 (ja) * 1998-10-30 2006-12-27 株式会社安川電機 Ｐｗｍサイクロコンバータ
JP3841254B2 (ja) 1999-08-19 2006-11-01 株式会社安川電機 ３相中性点クランプ式ｐｗｍインバータ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1065359A (zh) * 1991-02-28 1992-10-14 株式会社东芝 中性点箝位的电力逆变设备的控制装置
CN1163506A (zh) * 1995-12-19 1997-10-29 株式会社东芝 Npc(中性点箝位)逆变器控制***
JPH1132426A (ja) * 1997-07-09 1999-02-02 Shinko Electric Co Ltd インバータの保護装置
JP2000102257A (ja) * 1998-09-21 2000-04-07 Yaskawa Electric Corp インバータのｐｗｍパルス発生方法および発生装置
JP2001061238A (ja) * 1999-06-15 2001-03-06 Tokyo Gas Co Ltd 電力供給システム

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Publication number Publication date
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