TWI424665B - Inverter device, motor drive module and refrigeration equipment - Google Patents

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TWI424665B
TWI424665B TW099147361A TW99147361A TWI424665B TW I424665 B TWI424665 B TW I424665B TW 099147361 A TW099147361 A TW 099147361A TW 99147361 A TW99147361 A TW 99147361A TW I424665 B TWI424665 B TW I424665B
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Dongsheng Li
Yasuo Notohara
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Hitachi Appliances Inc
Hitachi Ind Equipment Sys
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Description

變頻器裝置、馬達驅動用模組及冷凍機器
本發明係關於將三相交流轉換成直流之變頻器裝置、馬達驅動用模組、及冷凍機器。
將三相交流轉換成直流之變頻器裝置係使用於例如電動機驅動用逆變器裝置、或電池充放電裝置、冷凍機器(空調或冰箱等)。該等之變頻器裝置使用三相二極體整流器時,會產生較多的電源電流高諧波,使對電力系統之影響成為社會問題。
近年來,以IEC(國際電力標准會議)之高諧波限制(IEC61000-3-2(相電流<16A)與IEC61000-3-12(16A<相電流<75A))為首,制定有歐洲、中國或日本國內之高諧波限制。今後,該等之裝置之電源高諧波措施有可能成為必要。
另一方面,可使用包含6個半導體電力元件之三相PWM變頻器,進行輸入電流之高諧波之減少與輸出直流電壓之安定化控制,但由於需要較多之半導體電力元件與複雜的控制機構,故有導致裝置之成本大幅增加之問題。
尤其是由於空調或通用逆變器及電動車用充電裝置等民生或產業用裝置重視製品成本,故期望價廉之高諧波措施。
先前,作為三相變頻器裝置之價廉之高諧波措施,例如如[專利文獻1]與[專利文獻2]所記載,提案有一種於三相二極體整流器之輸入側,設置交流電抗器與3個雙向通電開關,僅於各相電源電壓之零點觸發附近使雙向通電開關導通,從而改善輸入電流之方法。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利第3422218號公報
專利文獻2:日本專利第2857094號公報
[專利文獻1]記載之技術,為明確高諧波限制,需要大量之交流電抗器,無法避免裝置之大型化或成本增加。尤其是由於交流電抗器之電阻之熱損失與輸入電流有二次方關係,故在高負荷運轉時,有電抗器之發熱或裝置之效率降低之憂。
又,於[專利文獻2]中,增加雙向通電開關之導通‧斷開動作次數,可實現交流電抗器之小型化,但由於整流二極體必須使用高速恢復型,故有使成本增加或先前之二極體整流電路無法導流之問題點。
因此,本發明在於提供一種即使不採用大型之交流電抗器或高速二極體,仍可對應高諧波限制之變頻器裝置、馬達驅動用模組、冷凍機器。
為解決上述問題,本發明之變頻器裝置,係將三相交流轉換成直流者,其特徵為具備:三相二極體電橋;設置於該三相二極體電橋之直流輸出側與直流負荷之間之串聯連接的複數個平滑電容器;分別連接於上述三相二極體電橋之直流側之正極與負極之端子之2個環流二極體;***至該2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之中點之間的電抗器;設置於上述三相二極體電橋之交流側與上述2個環流二極體之中點之間的3個雙向通電開關;及控制該3個雙向通電開關之控制器;且控制上述3個雙向通電開關。
再者,本發明之變頻器裝置,其特徵為:上述3個雙向通電開關之導通‧斷開控制,係基於以檢測上述三相二極體電橋之交流側與上述平滑電容器之負極端子之間的電壓之電壓檢測機構所檢測之電壓信號,推斷電源相位、電源相序、電源頻率、電源電壓中至少一者之資訊,根據所推斷之資訊,調整上述雙向通電開關之導通‧斷開控制信號。
再者,本發明之變頻器裝置,其特徵為:藉由以上述電壓檢測機構檢測之電壓信號與電壓特定值之比較,推斷電源相位、電源相序、電源頻率、電源電壓中至少一者之資訊。
再者,本發明之變頻器裝置,其特徵為:上述電壓特定值係用以上述電壓檢測機構檢測之電壓信號之振幅值或平均值,調整至上述電壓信號之振幅值之大約1/4~1/3。
再者,本發明之變頻器裝置,其特徵為:上述3個雙向通電開關之導通‧斷開控制係使用以上述電壓檢測機構檢測之電壓信號推斷電源相位,根據所推斷之相位,使用預先設定之調製波表製作調製波,並藉由與載體波之比較,生成上述3個雙向通電開關之導通‧斷開控制信號。
再者,本發明之變頻器裝置,其特徵為:上述3個雙向通電開關之導通‧斷開控制係使用直流負荷之負荷資訊,調整上述調製波之大小與前後位置,並根據直流負荷變動,調整上述3個雙向通電開關之導通‧斷開控制信號。
再者,本發明之變頻器裝置,其特徵為:構成上述三相二極體電橋之二極體係使用通用之整流二極體。
再者,本發明之變頻器裝置,其特徵為:上述環流二極體係使用通用之二極體。
再者,本發明之變頻器裝置,其特徵為:***至上述2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之中點之間的電抗器之大小,係可抑制上述3個雙向通電開關之過大之接通電流的容量。
再者,本發明之變頻器裝置,其特徵為:***至上述2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之中點之間的電抗器之電感值(L),係使用上述三相二極體電橋之直流側電壓(Ed)、構成三相二極體電橋之二極體之恢復時間(Trr)、及上述雙向通電開關之定格電流(Isw),根據算式 L=Ed×Trr/Isw算出。
再者,本發明之變頻器裝置,其特徵為:***至上述2個環流二極體之中點與上述平滑變頻器之中點之間的電抗器之電流容量,係設定為上述交流電抗器之大約1/4以下。
又,為解決上述問題,本發明之馬達驅動用模組係將三相交流進行轉換而供給至馬達,其特徵為具備:三相二極體電橋;設置於該三相二極體電橋之直流輸出側與直流負荷之間之串聯連接的複數個平滑電容器;分別連接於上述三相二極體電橋之直流側之正極與負極之端子之2個環流二極體;***至該2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之中點之間的電抗器;設置於上述三相二極體電橋之交流側與上述2個環流二極體之中點之間的3個雙向通電開關;及控制該3個雙向通電開關之控制器;且控制上述3個雙向通電開關。
又,為解決上述問題,本發明之冷凍機器係將三相交流進行轉換而供給至馬達,其特徵為具備:三相二極體電橋;設置於該三相二極體電橋之直流輸出側與直流負荷之間之串聯連接的複數個平滑電容器;分別連接於上述三相二極體電橋之直流側之正極與負極之端子之2個環流二極體;***至該2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之中點之間的電抗器;設置於上述三相二極體 電橋之交流側與上述2個環流二極體之中點之間的3個雙向通電開關;及控制該3個雙向通電開關之控制器;且,控制上述3個雙向通電開關。
根據本發明,藉由控制雙向通電開關而減少電源電流之高諧波成份,並藉由***至2個環流二極體之中點與平滑電容器之中點之間的電抗器,實現抑制3個雙向通電開關接通時之三相二極體電橋之反向恢復電流,藉由2個環流二極體,實現抑制3個雙向通電開關接通時之過電壓。
根據本發明,可提供一種即使不採用大型之交流電抗器或高速二極體,仍可對應高諧波限制之變頻器裝置、馬達驅動用模組及冷凍機器。
以下,玆使用圖式,說明本發明之實施例。
實施例1
以下,顯示本發明之三相變頻器裝置之構成與控制之實施例。
圖1係本發明之第1實施形態之變頻器裝置之構成圖。
該變頻器裝置具備:連接於三相交流電源1之3個交流電抗器2;包含6個二極體之三相二極體電橋3;設置於三相二極體電橋3之直流側之串聯連接的複數個平滑電容器4;連接於三相二極體電橋3之直流側之正極與負極之端子之2個環流二極體6、7;***至環流二極體6、7之中點與平滑電容器之中點之間的電抗器5;連接於上述三相二極體電 橋3之交流輸入側與上述環流二極體6、7之中點之間的3個雙向通電開關10;控制3個雙向通電開關10之控制器11;及電源相位檢測機構9。
直流側之複數個平滑電容器4係串聯連接相同容量之變頻器,製作直流電壓之中點。如後述之圖2所示,3個雙向通電開關10可包含單相二極體電橋12與1個半導體電力元件13(MOSFET或IGBT元件)。
於圖2顯示構成雙向通電開關10之半導體電力元件13構成之一例。如圖2所示,為謀求與控制器11之電性絕緣,該等之半導體電力元件之驅動端子係經由光耦合器或變壓器等絕緣機構14,而連接於驅動電路15。
再者,控制器11係使用微電腦(my computer)或DSP(數位信號處理器)等之半導體運算元件,處理來自電源相位檢測機構9之電源相位、與來自負荷8之負荷資訊,而產生各半導體電力元件之導通.斷開控制信號。
圖3係控制器11之功能區塊構成圖,且各功能係藉由微電腦之程式實現。具體而言,係根據所檢測之電源相位θs,使用預先設定之調製波表16,製作三相調製波。再者,根據負荷資訊,使用預先設定之調整量表19,調整調製波之前後位置與大小。
於圖4顯示各相之電源電壓波形21、22、23、與預先設定於微電腦內部記憶體之各相之三相調製波表波形24、25、26之一例。該等之調製波表係事先在特定條件下,在模擬或實機實驗中製作者。
又,在電源輸入電流產生變化之情形下,為維持高諧波抑制效果,必須調整對應之調製波。如圖3所示,作為簡單之實現方法,可使用預先設定之調整量表19,求得相位調整量θs-adj與增益Km,從而調整調製波之前後位置與大小。
最後,以PWM控制器18,根據經調整之調製波Mu、Mv、Mw與載體波(三角波或齒波)之比較,輸出PWM(Pulse Width Modulation:脈波寬度調製)控制信號,並控制上述雙向通電電力元件13之導通.斷開。
藉由上述之PWM控制,即使採用小型之交流電抗器,仍可減少電流高諧波,故能夠實現裝置體積與成本之減少。
於圖5、圖6顯示在對應三相二極體電橋之U相之上臂的二極體為順方向流經狀態下,對應U相之雙向通電開關接通時之等價電路。
圖5所示之無***至環流二極體6、7之中點與平滑電容器之中點之電抗器時,由於對應U相之雙向通電開關接通之瞬間,整流二極體之反向恢復時間較長,故會導致於雙向通電開關流動短時間之過大之電流。當產生過大之接通電流時,會出現半導體元件之可靠性降低與損失增加,及裝置產生放射雜訊等不良影響。
另一方面,如圖6所示,有電抗器之情形,電流之變化率被限制,故可抑制過大之電流。
於圖7、圖8顯示圖5、圖6所示之在電路之雙向通電開關流動之實機測定的通電電流波形27。如圖8所示,確認可藉由追加電抗器,抑制雙向通電開關之接通電流。
又,在雙向通電開關接通時,由於在電抗器流動之電流係經由環流二極體而返回至平滑電容器,故可將對雙向通電開關施加之電壓抑制於直流電壓以下,並減少能量損失。
由於該***電抗器僅抑制雙向通電開關之接通電流,故其電感值可根據下式求得。
[算式1]
L=(Ed/2)×Trr/(Isw/2)=Ed×Trr/Isw
此處,L係電抗器之電感值,Ed係直流電壓值,Trr係三相二極體電橋之二極體恢復時間,Isw係雙向通電開關之定格電流。
例如,在直流電壓值(Ed)為500[V],三相二極體電橋之二極體恢復時間(Trr)為5[μs],雙向通電開關之定格電流(Isw)為10[A]之情形下,電抗器之電感值為
L=500×5/10=250[μH]
左右即可。即,***電抗器之電感值亦可較交流電抗器充分小地進行設定(1/20以下)。
又,由於在電抗器流動之電流僅為各元件導通狀態下之電流,故電流容量亦可為裝置之輸入電流之大約1/4以下。
又,由於環流二極體之電流亦非常小,故亦可採用價廉之通用品。
根據以上之說明,由於本發明之接通電流抑制電路可以低成本實現,故使用本發明時,即使採用小型電抗器與反向恢復時間較長之通用整流二極體,仍可實現降低高諧波之變頻器裝置。因此,可謀求製品成本與體積之削減、及可靠性與效率之提高。
以上為本發明之三相變頻器裝置之構成與控制之實施例。
實施例2
以下,顯示本發明之馬達驅動裝置之實施例。
圖9係本發明之第2實施形態之馬達驅動裝置之構成。
從三相交流轉換成直流之變頻器部份與圖1所示者相同。於變頻器電路之直流輸出側,使用逆變器100與逆變控制器101驅動馬達102。逆變控制器101之馬達負荷資訊係經由通信等機構而傳送至控制器111。控制器111係使用該負荷資訊,調整調製波之大小與位置,且控制雙向通電開關10。
由於如此之構成可使變頻器電路與逆變器電路之製造或設置分開進行,故可提高製品之設計或製造之自由度。尤其是在既存之逆變器模組或馬達驅動基板處追加變頻器部份,可降低電源高諧波,故可削減製品之開發或製造成本。
又,在該實施例中,為謀求零件成本降低與配線簡略化,係使用從分壓電阻109獲得之電壓信號Vun、Vvn、Vwn檢測電源相位之方式。
於圖10顯示從分壓電阻109獲得之各相之檢測電壓波形31、32、33與電源相位波形30。從該等之波形來看,獲知從分壓電阻109獲得之電壓信號,與電壓振幅值之大約1/4~1/3之電壓位準值進行比較,所獲得之信號之上升邊緣與電源相位之0°、120°、240°大致一致。因此,可根據該等之電壓信號推斷電源相位。又,亦可根據相鄰上升邊緣之時間差,計算電源頻率。再者,可根據上述上升邊緣之順序,判斷三相電源相序。
又,可運算上述電壓信號之振幅值或平均值,從而推斷電源電壓之大小。
實際上,為進一步提高相位檢測精度,係使用PLL(Phase-locked Loop:鎖相環)處理,運算電源頻率之誤差Δfs,並自動修正微電腦內部之電源頻率fs0之誤差。
以下,使用圖11,說明運算電源相位之處理。
如圖11所示,使用A/D轉換器40,檢測各電壓檢測信號Vun、Vvn、Vwn,根據與電壓位準值之比較,製作上升邊緣,求得上升邊緣之檢測時點之電源相位對應值(U相:0°,V相:120°,W相:240°)與微電腦內部所運算之電源相位的誤差,再使用PI控制器44,算出頻率誤差Δfs。令該頻率誤差與電源頻率初始設定值fs0相加,藉由積分處理算出內部電源相位。但,在未事先設定電源之相序與頻率之情形下,在實施相位檢測處理之前,須根據對應各相之上升邊緣之時間差與順序進行判斷。
此處之電壓位準值亦可事先根據電源電壓,設定成固定值(大約為相間電壓振幅值之1/4~1/3),但為減少電源電壓變動之影響,而根據由從上述分壓電阻109獲得之電壓信號所推斷之電源電壓之大小,在線上進行調整,則可進一步提高相位檢測精度。
如上所述,由於係以PLL處理而自動調整電源頻率之誤差,故即使存在電源頻率之變動或微電腦振盪器之誤差,電源相位檢測誤差仍較小。
又,在微電腦之A/D轉換器不足之情形下,即使使用2相或1相程度之電壓信號,亦可以相同之處理算出電源相位。但,在使用1相電壓信號之情形下,無法檢測三相電源之相序。
根據如此之機構、構成,可僅以分壓電阻進行控制,並檢測必要之電源資訊,故可謀求電路成本之降低與控制性能之提高。又,將本發明適用於國際化製品之情形,可不事先設定各地域之電源資訊(電源頻率、相序、電源電壓等),故可提高裝置之通用性與可靠性。
再者,亦可代替微電腦內部A/D,使用外部之類比比較器(comparator),藉由從分壓電阻109檢測之電壓信號與電壓位準值之比較而檢測相位。由於如此之構成不使用A/D轉換器,且在微電腦內部之資料處理簡單,故可使用價廉之低功能微電腦。
實施例3
圖12係本發明之第3實施形態之馬達驅動裝置之構成。
從三相交流轉換成直流之變頻器部份與圖1所示者相同。於變頻器電路之直流輸出側,使用逆變器100與逆變控制器101驅動馬達102。
變頻‧逆變控制器105係使用1個微電腦。其係使用分壓電阻109、120與分流電阻121及放大器122,檢測電源相位、直流電壓及逆變器之輸出電流,以變頻‧逆變控制器105進行處理,控制變頻器與逆變器。
由於如此之構成可共有控制用微電腦或基板,故可降低製品整體之成本與體積。又,由於可共有逆變器與變頻器之控制資訊,故可提高整體控制性能。
實施例4
圖13係本發明之第4實施形態之馬達驅動用模組200之外觀圖,且顯示最終製品之一形態。
模組200係於控制部基板201上搭載有半導體元件202而作為電力模組之馬達驅動用模組,於控制部基板201處,安裝有上述之實施例中記載之電壓電流檢測電路或控制器。藉由模組化,可達成小型化,且謀求裝置成本之降低。另,模組是指「經規格化之構成單位」,且係包含可分離之硬體/軟體之零件者。又,製造上宜在同一基板上構成,但並不限定於同一基板。據此,亦可構成於內建於同一框體之複數個電路基板上。
根據該實施例,由於可削減製品整體成本與減少體積,故可提高使用本實施形態之模組之馬達驅動裝置之通用性與便利性。
實施例5
圖14係使用本發明之第5實施形態之上述馬達驅動用模組,驅動壓縮機馬達之空調或冰箱等之冷凍機器之構成圖。
冷凍機器300係調和溫度之裝置,其包含熱交換器301、302、風扇303、304、壓縮機305、配管306、馬達驅動裝置307。另,壓縮機用馬達308係使用永久磁鐵同步馬達或三相誘導馬達,而配置於壓縮機305之內部。馬達驅動裝置307係將交流電源轉換成直流,從而提供至馬達驅動用逆變器,驅動馬達。
使用第4實施形態之變頻‧逆變模組,藉此即使是採用小型之交流電抗器與通用二極體,仍可以低成本減少電源電流之高諧波,與提高功率因數,故可實現高諧波限制明確化。
1...三相交流電源
2...三相交流電抗器
3...三相二極體電橋
4...平滑電容器
5...電抗器
6、7...環流二極體
8...直流負荷
9...電源相位檢測機構
10...雙向通電開關
11、111...控制器
12...單相二極體電橋
13...半導體電力元件
14...絕緣機構
15...驅動電路
16...調製波表
17...調製波調整器
18...PWM控制器
19...調整量表
20...載體波產生器
21...U相電源電壓波形
22...V相電源電壓波形
23...W相電源電壓波形
24...對應於U相之調製波形
25...對應於V相之調製波形
26...對應於W相之調製波形
27...通電電流波形
30...電源相位波形
31...對應於U相之檢測電壓波形
32...對應於V相之檢測電壓波形
33...對應於W相之檢測電壓波形
40...A/D轉換器
41...比較器
42...上升邊緣檢測器
43...相位誤差運算器
44...PI控制器
45...相位運算器
100...逆變器
101...逆變控制器
102...馬達
105...變頻‧逆變控制器
109...分壓電阻
120...直流電壓檢測用分壓電阻
121...分流電阻
122...放大器
200...模組
201...控制部基板
202...半導體元件
203...微電腦
300...冰箱
301、302...熱交換器
303、304...風扇
305...壓縮機
306...配管
307...馬達驅動裝置
308...壓縮機用馬達
圖1係本發明之一實施形態之變頻器裝置之構成圖;
圖2係本發明之一實施形態之變頻器裝置之雙向通電開關、及驅動電路之構成圖;
圖3係本發明之一實施形態之變頻器裝置之控制部的功能區塊構成圖;
圖4係電源電壓與各相之調製波形圖;
圖5係本發明之一實施形態之變頻器裝置之雙向通電開關接通時的等價電路圖;
圖6係本發明之一實施形態之有電抗器的情形下變頻器裝置的雙向通電開關接通時之等價電路圖;
圖7係本發明之一實施形態之變頻器裝置之雙向通電開關的電流波形圖;
圖8係本發明之一實施形態之有電抗器的情形下變頻器裝置的雙向通電開關之電流波形圖;
圖9係本發明之一實施形態之馬達驅動裝置之構成圖;
圖10係電源相位與檢測電壓信號波形圖;
圖11係本發明之一實施形態之變頻器裝置之控制部之電源相位運算器的功能區塊構成圖;
圖12係本發明之一實施形態之馬達驅動裝置之構成圖;
圖13係本發明之一實施形態之馬達驅動模組之外觀圖;及
圖14係本發明之一實施形態之冷凍機器之構成圖。
1‧‧‧三相交流電源
2‧‧‧三相交流電抗器
3‧‧‧三相二極體電橋
4‧‧‧平滑電容器
5‧‧‧電抗器
6、7‧‧‧環流二極體
8‧‧‧直流負荷
9‧‧‧電源相位檢測機構
10‧‧‧雙向通電開關
11‧‧‧控制器

Claims (12)

  1. 一種變頻器裝置,其係將三相交流轉換成直流者,其特徵為包含:連接於供給上述三相交流之電源之3個交流電抗器;三相二極體電橋;設置於該三相二極體電橋之直流輸出側與直流負荷之間之串聯連接的複數個平滑電容器;分別連接於上述三相二極體電橋之直流側之正極與負極之端子之2個環流二極體;***至該2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之中點之間的電抗器;設置於上述三相二極體電橋之交流側與上述2個環流二極體之中點之間的3個雙向通電開關;及控制該3個雙向通電開關之控制器;且控制上述3個雙向通電開關,並且上述3個雙向通電開關之導通.斷開控制係基於以檢測上述三相二極體電橋之交流側與上述平滑電容器之負極端子之間的電壓之電壓檢測機構所檢測出之電壓信號,推斷電源相位、電源相序、電源頻率及電源電壓中至少一者之資訊,根據所推斷之資訊,調整上述雙向通電開關之導通.斷開控制信號。
  2. 如請求項1之變頻器裝置,其中構成上述三相二極體電橋之二極體係使用通用整流二極體。
  3. 如請求項1之變頻器裝置,其中上述環流二極體係使用通用之二極體。
  4. 如請求項1之變頻器裝置,其中***至上述2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之中點之間的電抗器之大小,係可抑制上述3個雙向通電開關之過大之接通電流的容量。
  5. 如請求項1或4之變頻器裝置,其中***至上述2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之中點之間的電抗器之電感值(L),係使用上述三相二極體電橋之直流側電壓(Ed)、構成三相二極體電橋之二極體之恢復時間(Trr)、及上述雙向通電開關之定格電流(Isw),根據算式L=Ed×Trr/Isw算出。
  6. 如請求項1之變頻器裝置,其中***至上述2個環流二極體之中點與上述平滑變頻器之中點之間的電抗器之電流容量,係設定為上述交流電抗器之大約1/4以下。
  7. 一種變頻器裝置,其係將三相交流轉換成直流者,其特徵為包含:連接於供給上述三相交流之電源之3個交流電抗器;三相二極體電橋;設置於該三相二極體電橋之直流輸出側與直流負荷之間之串聯連接的複數個平滑電容器; 分別連接於上述三相二極體電橋之直流側之正極與負極之端子之2個環流二極體;***至該2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之中點之間的電抗器;設置於上述三相二極體電橋之交流側與上述2個環流二極體之中點之間的3個雙向通電開關;及控制該3個雙向通電開關之控制器;且控制上述3個雙向通電開關,並且藉由以檢測上述三相二極體電橋之交流側與上述平滑電容器之負極端子之間的電壓之電壓檢測機構所檢測出之電壓信號與電壓特定值之比較,推斷電源相位、電源相序、電源頻率、電源電壓中至少一者之資訊。
  8. 如請求項7之變頻器裝置,其中上述電壓特定值係用以上述電壓檢測機構檢測之電壓信號之振幅值或平均值,調整至上述電壓信號之振幅值之大約1/4~1/3。
  9. 一種變頻器裝置,其係將三相交流轉換成直流者,其特徵為包含:連接於供給上述三相交流之電源之3個交流電抗器;三相二極體電橋;設置於該三相二極體電橋之直流輸出側與直流負荷之間之串聯連接的複數個平滑電容器;分別連接於上述三相二極體電橋之直流側之正極與負極之端子之2個環流二極體; ***至該2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之中點之間的電抗器;設置於上述三相二極體電橋之交流側與上述2個環流二極體之中點之間的3個雙向通電開關;及控制該3個雙向通電開關之控制器;且控制上述3個雙向通電開關,並且上述3個雙向通電開關之導通.斷開控制係使用以上述電壓檢測機構檢測之電壓信號推斷電源相位,根據所推斷之相位,使用預先設定之調製波表製作調製波,並藉由與載體波之比較,生成上述3個雙向通電開關之導通.斷開控制信號。
  10. 如請求項9之變頻器裝置,其中上述3個雙向通電開關之導通.斷開控制係使用直流負荷之負荷資訊,調整上述調製波之大小與前後位置,並根據直流負荷變動,調整上述3個雙向通電開關之導通.斷開控制信號。
  11. 一種馬達驅動用模組,其係將三相交流進行轉換而供給至馬達者,其特徵為包含:三相二極體電橋;設置於該三相二極體電橋之直流輸出側與直流負荷之間之串聯連接的複數個平滑電容器;分別連接於上述三相二極體電橋之直流側之正極與負極之端子之2個環流二極體;***至該2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之 中點之間的電抗器;設置於上述三相二極體電橋之交流側與上述2個環流二極體之中點之間的3個雙向通電開關;及控制該3個雙向通電開關之控制器;且控制上述3個雙向通電開關,並且上述3個雙向通電開關之導通.斷開控制係基於以檢測上述三相二極體電橋之交流側與上述平滑電容器之負極端子之間的電壓之電壓檢測機構所檢測出之電壓信號,推斷電源相位、電源相序、電源頻率及電源電壓中至少一者之資訊,根據所推斷之資訊,調整上述雙向通電開關之導通.斷開控制信號。
  12. 一種冷凍機,其係將三相交流進行轉換而供給至馬達者,其特徵為包含:三相二極體電橋;設置於該三相二極體電橋之直流輸出側與直流負荷之間之串聯連接的複數個平滑電容器;分別連接於上述三相二極體電橋之直流側之正極與負極之端子之2個環流二極體;***至該2個環流二極體之中點與上述平滑電容器之中點之間的電抗器;設置於上述三相二極體電橋之交流側與上述2個環流二極體之中點之間的3個雙向通電開關;及控制該3個雙向通電開關之控制器;且控制上述3個雙向通電開關,並且 上述3個雙向通電開關之導通.斷開控制係基於以檢測上述三相二極體電橋之交流側與上述平滑電容器之負極端子之間的電壓之電壓檢測機構所檢測出之電壓信號,推斷電源相位、電源相序、電源頻率及電源電壓中至少一者之資訊,根據所推斷之資訊,調整上述雙向通電開關之導通.斷開控制信號。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10215784B1 (en) 2017-12-05 2019-02-26 Industrial Technology Research Institute Measuring apparatus including phase locked loop and measuring method thereof

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5505449B2 (ja) * 2012-04-06 2014-05-28 株式会社デンソー 多相回転機の制御装置
WO2014167719A1 (ja) * 2013-04-12 2014-10-16 三菱電機株式会社 電力変換装置、およびそれを備えたモータ駆動装置、およびそれを備えた送風機、圧縮機、およびそれらを備えた空気調和機、冷蔵庫、ならびに冷凍機
JP2015208143A (ja) * 2014-04-22 2015-11-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動機駆動装置
TW201815054A (zh) 2016-10-05 2018-04-16 美商江森自控科技公司 具有二次繞組之變速驅動器
WO2019239469A1 (ja) * 2018-06-11 2019-12-19 三菱電機株式会社 コンバータ
WO2020070849A1 (ja) * 2018-10-04 2020-04-09 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 電力変換回路および空気調和機
WO2020070850A1 (ja) * 2018-10-04 2020-04-09 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 電力変換回路および空気調和機
FR3087614B1 (fr) * 2018-10-19 2020-10-09 Sagemcom Energy & Telecom Sas Carte electrique comprenant un pont de redressement
JP7155182B2 (ja) * 2020-02-20 2022-10-18 株式会社日立産機システム コンバータ装置および電力変換システム

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09182441A (ja) * 1995-12-28 1997-07-11 Toshiba Corp 三相整流装置
CN1170854A (zh) * 1996-07-16 1998-01-21 株式会社日立制作所 空调器
JP2001016856A (ja) * 1999-06-23 2001-01-19 Sanken Electric Co Ltd 交流−直流変換装置
CN1320297A (zh) * 1998-08-31 2001-10-31 株式会社日立制作所 Pwm/pam控制型的电动机控制装置和使用控制装置的空调机和电动机的控制方法
CN1482734A (zh) * 2002-09-13 2004-03-17 日立家用电器公司 空调装置
CN1744421A (zh) * 2004-08-30 2006-03-08 株式会社日立制作所 变换器以及使用该变换器的电能变换装置
JP2008245463A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Daikin Ind Ltd 主回路モジュール
CN101521469A (zh) * 2008-02-28 2009-09-02 株式会社日立制作所 电源电路以及使用它的模块、电动机驱动装置、空调机

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4580206A (en) * 1983-07-27 1986-04-01 Xerox Corporation Voltage clamp regulator
US5315497A (en) * 1991-11-07 1994-05-24 Premier Power, Inc. Symmetrical universal AC-AC power conditioner
AT406434B (de) * 1993-12-23 2000-05-25 Ixys Semiconductor Gmbh Vorrichtung zur umformung eines dreiphasigen spannungssystems in eine vorgebbare, einen verbraucher speisende gleichspannung
CA2184663A1 (en) * 1996-09-03 1998-03-04 John C. Salmon Harmonic correction of 3-phase rectifiers and converters
JP3422218B2 (ja) * 1996-10-11 2003-06-30 ダイキン工業株式会社 コンバータ
US6137700A (en) * 1997-10-08 2000-10-24 Daikin Industries, Ltd. Converter with a high power factor using a DC center point voltage
JP2000295853A (ja) * 1999-04-02 2000-10-20 Daikin Ind Ltd マルチレベルコンバータ
JP4337316B2 (ja) * 2001-09-28 2009-09-30 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
US8274803B2 (en) * 2009-01-09 2012-09-25 Yaskawa America, Inc. Low stress soft charge circuit for diode front end variable frequency drive

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09182441A (ja) * 1995-12-28 1997-07-11 Toshiba Corp 三相整流装置
CN1170854A (zh) * 1996-07-16 1998-01-21 株式会社日立制作所 空调器
CN1320297A (zh) * 1998-08-31 2001-10-31 株式会社日立制作所 Pwm/pam控制型的电动机控制装置和使用控制装置的空调机和电动机的控制方法
JP2001016856A (ja) * 1999-06-23 2001-01-19 Sanken Electric Co Ltd 交流−直流変換装置
CN1482734A (zh) * 2002-09-13 2004-03-17 日立家用电器公司 空调装置
CN1744421A (zh) * 2004-08-30 2006-03-08 株式会社日立制作所 变换器以及使用该变换器的电能变换装置
JP2008245463A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Daikin Ind Ltd 主回路モジュール
CN101521469A (zh) * 2008-02-28 2009-09-02 株式会社日立制作所 电源电路以及使用它的模块、电动机驱动装置、空调机

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10215784B1 (en) 2017-12-05 2019-02-26 Industrial Technology Research Institute Measuring apparatus including phase locked loop and measuring method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
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