电力变换装置及电力变换方法

摘要

本发明涉及在可变速度下驱动高压AC电动机的电力变换装置及电力变换方法。传统的逆变器系统不能解决如节约能量、节约资源、小型化、效率增加及用于市场要求改善环境的电压及电流波形失真抑制这样的技术主题,并且不能够解决改善冗余,即在故障时仍能用正常部分进行工作的另一技术主题。在本发明中,使用了在可变速度下驱动高压AC电动机的多个三相脉宽调制周波变换系统的电力变换装置,并使双向半导体开关(11至16)受到控制以使得待输出到三相/单相脉宽调制周波变换器(1至9)的单相AC端子(u、v)的AC输出电压可在每单元中具有相同相位,但在三个单元间基波电压相位的电角度彼此相差120度,以驱动高压AC电动机(10)。如果一个周波变换器(1至9)有故障,则该故障的周波变换器的单相AC端子(u、v)被短路,及另两单元的与故障周波变换器同一组中的各由两个双向半导体开关组成并连接到周波变换器的三相AC端子(r、s、t)的三组开关在相等时间间隔上一组接一组地逐次变为导通,以使三组双向半导体开关短路并在可变速度下驱动高压AC电动机。

主权项

1.一种在可变速度下驱动高压AC电动机的多个三相脉宽调制周波变换器系统的电力变换装置，其特征在于：所述电力变换器装置包括：单个三相变压器、该变压器具有单组原边绕组及3×n组次边绕组，各与所述次边绕组相连接的3×n三相电抗器；及各与所述三相电抗器连接的3×n三相/单相脉宽调制周波变换器；所述三相变压器的原边绕组与外部AC电源相连接，而所述3×n个次边绕组被布置成三单元，每一单元具有n组次边绕组，同一单元中所述n组的每组次边绕组之间的电角度相位上彼此相差(60°÷k)(其中1≤k≤n)，具有相同相位的电角度的所述三单元中的所述次边绕组形成n组，所述次边绕组、所述三相电抗器及所述三相/单相脉宽调制周波变换器串联地连接；每个所述三相/单相脉宽调制周波变换器包括：6个脉宽调制控制的、能在相反方向流过电流并允许自导通及自关断的双向半导体开关，三个滤波电容器，各与相应一个所述三相电抗器相连接的三相AC端子，及连接到外部的单相AC端子，及所述6个双向半导体开关对所述三相AC端子及所述单相AC端子连接成三相桥式电路，而所述滤波电容器对所述三相AC端子连接成三角形或星形连接；双向半导体开关受到控制，以使得待输出到所述三相/单相脉宽调制周波变换器的单相AC端子的AC输出电压在每单元中具有相同相位，但在所述三单元间基波电压相位的电角度彼此相差120度；在同一所述单元中的三相/单相脉宽调制周波变换器的单相AC端子串联地连接，及串联连接的两个端子上相应一组单相AC端子在三单元间连接成星形连接，而另外三个端子连接到作为驱动对象的外部高压AC电动机的三个输入端子上。