专利名称：电力变换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于把输入的交流电变换成直流电和进一步把直流电变换成所需要的交流电的装置，或一种用于把输入的直流电变换成所需要的交流电的装置。
图46是一种表示上述类型的电力变换装置的第一个公知例子的电路图。这个装置包括一个单相交流电源101，一个电抗器102，变换器201、该变换器用于把输入电流的波形整形成一个具有高功率因数的正弦波，平滑电容器202、该电容器被设置在一个直流中间电路中，和一个三相电压型逆变器231，用于以可变的速度驱动一个感应电动机501。在图46中，感应电动机501由它的等效电路来表示。
在图46中所示的变换器201中，利用半导体开关使通过电抗器102提供的交流电源电压被短路，由此形成一种输入电流的适当波形。结果，由交流电源101产生的交流电被变换成直流电，输入电流的波形被控制到一种正弦波的波形。另一方面，逆变器231由三相电压型PWM逆变器或类似的逆变器构成，该逆变器包括三对上下臂，每对臂由像IGBT这样的自换向半导体开关元件及一个二极管构成，二极管与开关元件反向并联连接。这种三相电压型PWM逆变器的操作在现有技术中是公知的，因此，对其操作将不进行详细的描述。这个逆变器231可以在通过控制六个臂的导通状态建立的六种开关方式中的一种选择的方式下进行操作，以便控制在三相的相应线间的电压，并且可以在与一个零电压矢量相关的两种开关方式下进行操作，这两种方式是通过使所有的上臂或所有的下臂导通来建立的，以致使在三相的线间的所有电压等于零电平。
在以下对其它公知电路的描述中，与图46中所使用的相同的标号将被用来表示功能上对应的部分或元件。
图47是一种表示上述类型的电力变换装置的第二个公知例子的电路图。这个装置包括一个直流电源103和一个变换器(二象限斩波器)204，该变换器由一对上下臂构成和用于控制提供给逆变器231的电压。
在这个公知电路中，利用半导体开关使通过电抗器102提供直流电源短路，以致一部分能量被存储在电抗器102中。当半导体开关被关断时，电抗器102中的能量与由直流电源103提供的能量一起被提供给平滑电容器202，以致平滑电容器202的直流电压变为比电源电压更高。
在图46和图47中所示的电力变换器中，使平滑电容器202的容量足够的大，以致变换器201或变换器204和逆变器231的开关操作能够被相互独立地自由进行。
图48是一种表示上述类型的电力变换装置的第三个公知例子的电路图。其中标号104表示一个单相全波整流电路，该整流电路由一个二极管桥构成，标号205表示一个变换器，该变换器的上臂只由一个二极管构成。
在图48所示的装置中，交流电源经过全波整流电路104被全波整流，利用半导体开关使通过电抗器102提供的整流后的直流电压被短路，由此形成一种输入电流的适当波形。在这种方式中，由交流电源101产生的交流电能够被变换成直流电，输入电流的波形能够被控制到一种正弦波的波形。
图49是一种表示上述类型的电力变换装置的第四个公知例子的电路图。这个电路在“1996 National Convention Record I．E．E Japan”中刊载的，名称为“715 Reduction in Capacitance of Capacitor of Single-phase PWMConverter Having DC Active Filter Function(减小在具有直流有源滤波器功能的单相PWM变换器中的电容器的电容的方法)”的文章中公开了。
在图49中所示的装置包括一个单相交流电源101，电抗器102，变换器201，逆变器231，二象限斩波器401，设置在一个直流中间电路中的平滑电容器202，滤波器所用的电抗器403和电容器404，及一个感应电动机501。
虽然将不详细地描述这个电路的操作，但是它的基本操作是这样的变换器201进行PWM控制以便保持交流输入电流的正弦波形，同时把输入功率因数控制到1。为了吸收在变换器201的直流输出侧产生的并且具有为电源频率的两倍的频率的电力波动，二象限斩波器401控制电容器404的电压以便提供和接收能量，由此减小平滑电容器202的容量。
图50是一种表示上述类型的电力变换装置的第五个公知例子的电路图。这个电路在1993年出版的“the Transactions of I．E. E．J．-A Publication ofIndustry Applications Society”(vol．113-D，No．9，p．1106-p．1107)中刊载的，名称为“One Measure to Reduce DC Voltage Ripple of Single-phase PWMConverter(一种减小单相PWM变换器中的直流电压脉动的措施)”的文章中公开了。
图51是一种表示上述类型的电力变换装置的第六个公知例子的电路图。这个电路在“1996 National Convention Record I．E. E. J．-Industry ApplicationsSociety”中刊载的，名称为“79 Method for Reducing Power Ripple ofSingle-phase Voltage PWM Converter(用于减小单相电压型PWM变换器中电力波动的方法)”的文章中公开了。
在图50中，标号405表示一个串联谐振电路形式的LC滤波器，该串联谐振电路与一个直流中间电路连接。在图51中，标号406表示一个电抗器。
虽然将不详细地描述这些电路的操作，但是它们的基本操作是这样的利用图50的LC滤波器405或图51具有相同谐振频率的电抗器406来吸收在变换器201的直流输出侧产生的并且具有为电源频率的两倍的频率的电力波动，以致能够减小平滑电容器202的容量。
在图46到图51中所示的任何一种公知电路的情况下，为了吸收在变换器切换时产生的电力波动的目的，在变换器201、204或205的输入侧上需要设置电抗器102，因此，该电力变换装置的整个尺寸和费用不能如所希望的被减小。
在图49到图51中所示的公知电路中，电抗器(LC滤波器405的电抗器或电抗器406)被用于吸收电力波动，因此，该电力变换器的整个尺寸和费用不能如所希望的被减小。
在图49和图51中所示的公知电路中，一对上下臂(二象限斩波器401)需要被加到直流中间电路上，因此，该电力变换器的尺寸和费用不能如所希望的被减小。同样，如在图50中所示的公知电路遇到了这样的问题LC滤波器405中电容器的击穿电压变为中间直流电压的两倍。
因此，本发明的目的是提供一种电力变换装置，该电力变换装置具有简单的电路构成并且使得它的尺寸和费用减小。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面提供一种电力变换装置，该电力变换装置包括一个电力变换器，该电力变换器包括多个半导体开关元件，这些半导体开关元件被操作来进行电力变换由此产生多相交流电；一个交流负载电路，该电路与电力变换器的一个交流输出侧连接；以及一个与交流负载电路连接的零相电源装置。在该装置中，电力变换器、交流负载电路和零相电源装置连接成一环路的形式，以致当从电力变换器的交流输出侧观看时，零相电源装置的电压和电流通过交流负载电路提供零相序分量，和电力变换器进行分时操作以便把电力提供给交流负载电路和从交流负载电路接收电力，把零相序电力提供给零相电源装置和从零相电源装置接收零相序电力。
根据本发明的第二方面的电力变换装置包括一个产生单相交流电压的单相交流电源；一个电力变换器，该变换器包括一个把单相交流电压变换成多相交流电压的电压型逆变器；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；和一个变换器，该变换器包括两个半导体开关元件，这两个半导体开关元件串联连接并且与电压型逆变器的一个直流侧耦合。在该装置中，单相交流电源的第一端与多相交流电动机的定子绕组的一个中性点连接，单相交流电源的第二端与在变换器的两个半导体开关元件之间的一个中点连接，以致当从电压型逆变器的一个交流输出侧观看时，单相交流电源的电压和电流通过多相交流电动机提供零相序分量。所述的电压型逆变器把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时该逆变器和变换器把零相序电力提供给交流电源和从交流电源接收零相序电力，以致以分时的方式进行在逆变器与交流电动机之间的电力传输和在逆变器和变换器和交流电源之间的电力传输。
根据本发明的第三方面的电力变换装置包括一个产生单相交流电压的单相交流电源；一个电力变换器，该变换器包括一个把单相交流电压变换成多相交流电压的电压型逆变器；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；和一个变换器，该变换器包括两个二极管，这两个二极管串联连接并且与电压型逆变器的一个直流侧耦合。在该装置中，单相交流电源的第一端与多相交流电动机的定子绕组的一个中性点连接，单相交流电源的第二端与在变换器的两个二极管之间的一个中点连接，以致当从电压型逆变器的一个交流输出侧观看时，交流电源的电压和电流通过多相交流电动机提供零相序分量，和其中，电压型逆变器把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时该逆变器和变换器把零相序电力提供给单相交流电源和从单相交流电源接收零相序电力，以致以分时的方式进行在逆变器与交流电动机之间的电力传输和在逆变器和变换器和交流电源之间的电力传输。
根据本发明的第四方面的电力变换装置包括一个产生单相交流电压的单相交流电源；一个电力变换器，该变换器包括一个把单相交流电压变换成多相交流电压的电压型逆变器；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；和一个变换器，该变换器包括两个电容器，这两个电容器串联连接并且与电压型逆变器的一个直流侧耦合。在该装置中，单相交流电源的第一端与多相交流电动机的定子绕组的一个中性点连接，单相交流电源的第二端与在变换器的两个电容器之间的一个中点连接，以致当从电压型逆变器的一个交流输出侧观看时，交流电源的电压和电流通过多相交流电动机提供零相序分量。上述电压型逆变器把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时该逆变器和变流器把零相序电力提供给单相交流电源和从单相交流电源接收零相序电力，以致以分时的方式进行在逆变器与交流电动机之间的电力传输和在逆变器和变换器和交流电源之间的电力传输。
根据本发明的第五方面的电力变换装置包括一个产生直流电压的直流电源；一个电力变换器，该变换器包括一个把直流电压变换成多相交流电压的电压型逆变器；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；和一个平滑电容器，该电容器与电压型逆变器的直流侧并联连接。在该装置中，直流电源的第一端与多相交流电动机的定子绕组的一个中性点连接，直流电源的第二端与在平滑电容器和逆变器之间的一个连接点连接，以致当从电压型逆变器的一个交流输出侧观看时，直流电源的电压和电流通过多相交流电动机提供零相序分量。上述电压型逆变器进行分时操作以便把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
根据本发明的第六方面的电力变换装置包括一个产生交流电流的交流电源；一个与交流电源连接的整流电路，用于对交流电流进行整流以便产生一个直流电压；一个电力变换器，该变换器包括一个把从整流电路接收的直流电压变换成多相交流电压的电压型逆变器；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；和一个平滑电容器，该电容器与电压型逆变器的直流侧并联连接。在这个装置中，整流电路的第一端与多相交流电动机的定子绕组的一个中性点连接，整流电路的第二端与在乎滑电容器和逆变器之间的一个连接点连接，以致当从电压型逆变器的一个交流输出侧观看时，交流电源的电压和电流通过多相交流电动机提供零相序分量。上述电压型逆变器进行分时操作以便把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时把零相序电力提供给交流电源和从交流电源接收零相序电力。
根据上述本发明的第一到第六个方面，逆变器能够实现公知电路中的变换器的一个臂的功能，它将导致在一个单相／多相电力变换器或直流／多相电力变换器中的半导体开关元件、反向并联二极管和其它部件的数量被减少。同时能够消除在电力变换器的输入侧上的电抗器。因此，该电路结构能够被简单化，并且该装置的整个尺寸和费用能够被明显地减小。这就能够实现一种用于驱动一个电动机或类似装置的小尺寸和低费用的驱动装置，该驱动装置具有高的输入功率因数。
在根据本发明的第二到第六个方面的电力变换装置中，可以在多相交流电动机的中性点与电源之间插接一个电抗器。在这种情况下，多相交流电动机的一个定子铁芯可以被用作为电抗器的一个铁芯。利用这种电路结构，电动机的定子铁芯能够被有效地利用。
在根据本发明的第二到第六个方面的电力变换装置中，一个没有中性点的交流负载可以与电压型逆变器的一个多相输出侧连接，以代替多相交流电动机，和一个电抗器可以与逆变器的多相输出侧星形连接，这样该电抗器的中性点与电源或整流电路的一端连接。利用这种电路结构，本发明的电力变换装置可以被用于驱动没有中性点的交流负载。
根据本发明的第七方面的电力变换装置包括一个变换器，用于把单相交流电压变换成直流电压；一个电压型逆变器，用于把直流电压变换成多相交流电压；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；一个平滑电容器，该电容器与在变换器和电压型逆变器之间设置的直流中间电路连接；和一个作为能量存储元件的脉动吸收电容器，该电容器被设置在电动机的定子绕组的一个中性点与在逆变器和平滑电容器之间的一个连接点之间。在这个装置中，电压型逆变器进行分时操作以便把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时把零相序电力提供给所述脉动吸收电容器和从脉动吸收电容器接收零相序电力，以便控制脉动吸收电容器的直流电压，由此利用脉动吸收电容器来吸收在直流中间电路中产生的电力波动。
根据本发明的第八方面的电力变换装置包括一个变换器，用于把单相交流电压变换成直流电压；一个电压型逆变器，用于把直流电压变换成多相交流电压；一个多相交流电动机，该电动机由逆变器产生的多相交流电压来驱动，多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；一个平滑电容器，该电容器到在变换器和电压型逆变器之间设置的直流中间电路；和一个串联谐振电路，该串联谐振电路被设置在多相交流电动机的定子绕组的一个中性点与在逆变器和平滑电容器之间的一个连接点之间，串联谐振电路包括一个作为能量存储元件的谐振电容器和一个谐振电抗器。在这个装置中，电压型逆变器进行分时操作以便把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时把零相序电力提供给所述串联谐振电路和从串联谐振电路接收零相序电力，以便控制串联谐振电路两端的电压，因此串联谐振电路吸收在中间电路中产生的电力脉动。
根据本发明的第九方面的电力变换装置包括一个变换器，用于把单相交流电压变换成直流电压；一个电压型逆变器，用于把直流电压变换成多相交流电压；一个多相交流电动机，该电动机由逆变器产生的多相交流电压来驱动，多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；一个平滑电容器，该电容器连接到在变换器和电压型逆变器之间设置的直流中间电路；和一个作为能量存储元件的脉动吸收电抗器，该电抗器被设置在多相交流电动机的定子绕组的一个中性点与所述变换器的一个交流输入端之间。在这个装置中，电压型逆变器进行分时操作以便把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器产生一个零电压矢量时把零相序电力提供给所述脉动吸收电抗器和从脉动吸收电抗器接收零相序电力，以便控制脉动吸收电抗器的电压，由此利用脉动吸收电抗器来吸收在直流中间电路中产生的电力波动。
根据本发明的第七到第九个方面，能够利用逆变器的零电压矢量来控制零相序电力，由此能够消除通常在公知电路中使用的一个附加臂。因此该电路结构能够被简单化，并且该装置的整个尺寸和费用能够被减小，同时保证减小平滑电容器的容量。
在根据本发明的第七到第九个方面的装置中，可以在多相交流电动机的中性点与能量存储元件之间插接一个电抗器。在这种情况下，多相交流电动机的一个定子铁芯也可被用作为电抗器的一个定子。在这一电路结构中，可以利用电动机的漏电感代替通常设置用于吸收电力波动的电抗器。
在根据本发明的第七到第九个方面的装置中，一个没有中性点的交流负载可与电压型逆变器的一个多相输出侧连接，以代替多相交流电动机，并且一个电抗器可以与逆变器的多相输出侧星形连接，以致该电抗器的中性点与能量存储元件的一端连接。利用这一电路结构，本发明的电力变换装置可以被用于驱动一个没有中性点的交流负载。
根据本发明的第十个方面的电力变换装置包括一个单相电压型逆变器，该逆变器包括多个进行直流／交流电力变换的半导体开关元件，以便产生单相交流电压；一个平滑电容器，该电容器被连接在单相电压型逆变器的直流输入端之间；一个单相电路，该单相电路被连接在单相电压型逆变器的交流输出端之间；一组二极管，该二极管组包括多个二极管，它们的极性在该二极管组的内部的极性反向点上被反向，这些二极管彼此连接在该极性反向点上；和一个直流电源，该直流电源被连接在二极管组的极性反向点与所述平滑电容器的一端之间。在这个装置中，单相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给单相电路和从该单相电路接收交流电，并且当产生一个零电压矢量时借助于二极管组把直流电提供给直流电源和从直流电源接收直流电。
根据本发明的第十一个方面的电力变换装置包括一个单相电压型逆变器，该逆变器包括多个进行直流／交流电力变换的半导体开关元件，以便产生单相交流电压；一个平滑电容器，该电容器被连接在单相电压型逆变器的直流输入端之间；一个单相负载，该单相负载被连接在单相电压型逆变器的交流输出端之间；一组二极管，该二极管组包括两个二极管，它们的极性在该二极管组的内部的极性反向点上被反向，这两个二极管彼此连接在该极性反向点上；一个电抗器，该电抗器具有与二极管组的极性反向点连接的第一端；和一个直流电源，该直流电源被连接在电抗器的第二端与所述平滑电容器的一端之间。在这个装置中，单相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给所述单相负载和从该单相负载接收交流电，并且当产生一个零电压矢量时借助于所述二极管组把直流电提供给所述直流电源和从直流电源接收直流电。
根据本发明的第十二个方面的电力变换装置包括一个单相电压型逆变器，该逆变器包括多个进行直流／交流电力变换的半导体开关元件，以便产生单相交流电压；一个平滑电容器，该电容器被连接在单相电压型逆变器的直流输入端之间；一个单相交流电源，该单相交流电源被连接在单相电压型逆变器的交流输出端之间，并且具有一个插接在交流电源与逆变器之间的第一电抗器；一组二极管，该二极管组包括两个二极管，它们的极性在该二极管组的内部的极性反向点上被反向，这两个二极管彼此连接在该极性反向点上；一个第二电抗器，该电抗器具有与二极管组的极性反向点连接的第一端；和一个直流电源，该直流电源被连接在第二电抗器的第二端与平滑电容器的一端之间。在这个装置中，单相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给单相交流电源和从该单相交流电源接收交流电，由此再生直流电源的电力，并且当产生一个零电压矢量时借助于二极管组把直流电提供给所述直流电源和从直流电源接收直流电。
根据本发明的第十三个方面的电力变换装置包括一个单相电压型逆变器，该逆变器包括多个进行直流／交流电力变换的半导体开关元件，以便产生单相交流电压；一个平滑电容器，该电容器被连接在单相电压型逆变器的直流输入端之间；一个第一电抗器，该电抗器具有与逆变器的第一交流输出端连接的一端；一个第二抗电器，该电抗器具有与逆变器的第二交流输出端连接的一端；一个单相交流电源，该单相交流电源被连接在第一电抗器的另一端与第二电抗器的另一端之间；一组二极管，该二极管组包括两个二极管，它们的极性在该二极管组的内部的极性反向点上被反向，这两个二极管彼此连接在该极性反向点上，二极管组与单相交流电源的相反端串联连接；和一个直流电源，该直流电源被连接在二极管组的极性反向点与所述平滑电容器的一端之间。在这个装置中，单相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给单相交流电源和从该单相交流电源接收交流电，由此再生直流电源的电力，并且当产生一个零电压矢量时借助于二极管组把直流电提供给直流电源和从直流电源接收直流电。
在根据本发明的第十一到第十三个方面的装置中，逆变器可以代替在公知电路中被用于把单相电压型逆变器的直流电压增加到一个确定电平的直流／直流变换器，例如升压斩波器。因此，可以减少半导体开关元件的数量或尺寸，和减少用于这些元件的驱动电路和驱动电源。因而该电路结构能够被简化，并且能够明显地减小该装置的尺寸和费用。
在根据本发明的第十一到第十三个方面的装置中，直流电源可以是由一个交流电源和一个整流电路的组合来构成的。
根据本发明的第十四个方面的电力变换装置包括一个产生直流电的直流电源；一个电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成交流电，并且把该交流电提供给负载；和零相序电流旁路装置，该装置包括多个二极管，每个二极管分别具有与一个公共点同极性连接的第一端，零相序电流旁路装置被连接在直流电源与各相的电压型逆变器的交流输出端之间。在这个装置中，电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时借助于零相序电流旁路装置把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
根据本发明的第十五个方面的电力变换装置包括一个直流电源，该直流电源包含一个交流电源和一个与交流电源连接的整流电路；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该三相交流电提供给一个负载；一个作为零相序电流旁路装置的零相旁路二极管组，它包括三个二极管，每个二极管具有与一个公共点连接的相应阳极，该阳极借助于一个电抗器与整流电路的一个正侧输出端连接，三个二极管分别具有对应的阴极，每个阴极分别地与三相电压型逆变器对应于各相的交流输出端连接；和一个平滑电容器，该电容器被设置在三相电压型逆变器的直流输入侧。在这个装置中，整流电路具有一个与所述平滑电容器的一个负侧端连接的负侧输出端；以及三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时借助于零相旁路二极管组把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
根据本发明的第十六个方面的电力变换装置包括一个直流电源，该直流电源包含一个交流电源和一个与交流电源连接的整流电路；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该交流电提供给负载；一个作为零相序电流旁路装置的零相旁路二极管组，它包括三个二极管，每个二极管具有与一个公共点连接的相应阴极，该阴极借助于一个电抗器与整流电路的一个正侧输出端连接，三个二极管具有相应的阳极，它们分别连接到三相电压型逆变器相应于各相的交流输出端；和一个平滑电容器，该电容器被设置在三相电压型逆变器的直流输入侧。在这个装置中，整流电路具有一个与平滑电容器的一个正侧端连接的正侧输出端；三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时借助于所述零相旁路二极管组把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
根据本发明的第十七个方面的电力变换装置包括一个直流电源，该直流电源包含一个交流电源和一个与交流电源连接的整流电路，并且一个电抗器被插接在交流电源与整流电路之间；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该交流电提供给负载；一个作为零相序电流旁路装置的零相旁路二极管组，它包括三个二极管，每个二极管分别具有与一个公共点连接的阳极，该阳极与整流电路的一个正侧输出端连接，三个二极管分别具有对应的阴极，每个阴极分别地与三相电压型逆变器对应于每相的交流输出端连接；和一个平滑电容器，该电容器被设置在三相电压型逆变器的直流输入侧。在这个装置中，整流电路具有一个与平滑电容器的一个负侧端连接的负侧输出端，三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时借助于零相旁路二极管组把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
根据本发明的第十八个方面的电力变换装置包括一个直流电源，该直流电源包含一个交流电源和一个与交流电源连接的整流电路，并且一个电抗器被插接在交流电源与整流电路之间；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该三相交流电提供给一个负载；一个作为零相序电流旁路装置的零相旁路二极管，它包括三个二极管，每个二极管分别具有与一个公共点连接的阴极，该阴极与整流电路的一个正侧输出端连接，三个二极管分别具有对应的阳极，每个阳极分别地与三相电压型逆变器对应于每相的交流输出端连接；和一个平滑电容器，该电容器被设置在三相电压型逆变器的直流输入侧。在这个装置中，整流电路具有一个与平滑电容器的一个正侧端连接的正侧输出端；三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时借助于所述零相旁路二极管组把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
根据本发明的第十九个方面的电力变换装置包括一个直流电源；该直流电源具有一个正电极和一个负电极；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该交流电提供给负载；一个作为零相序电流旁路装置的零相旁路二极管组，它包括三个二极管，每个二极管分别具有与一个公共点连接的阳极，该阳极借助于一个电抗器与直流电源的一个正电极连接，三个二极管分别具有对应的阴极，每个阴极分别地与三相电压型逆变器对应于每相的交流输出端连接；和一个平滑电容器，该电容器被设置在三相电压型逆变器的直流输入侧。在这个装置中，直流电源的负电极与所述平滑电容器的一个负侧端连接；三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时把零相序电力提供给交流电源和从交流电源接收零相序电力，以便控制逆变器的直流电压。
根据本发明的第二十个方面的电力变换装置包括一个直流电源，该直流电源具有一个正电极和一个负电极；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该交流电提供给负载；一个作为零相序电流旁路装置的零相旁路二极管组，它包括三个二极管，每个二极管分别具有与一个公共点连接的阴极，该阴极借助于一个电抗器与直流电源的负电极连接，三个二极管具有相应的阳极，每个阳极分别地与对应于各相的逆变器的交流输出端连接；和一个平滑电容器，该电容器被设置在三相电压型逆变器的直流输入侧。在这个装置中，直流电源的正电极与平滑电容器的一个正侧端连接，三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力，以便控制逆变器的直流电压。
在根据本发明的第十五，十七和十九个方面的装置中，通过从零相旁路二极管组的一个阳极电位指令值中减去用于各相的电压指令值中的最小值来获得一个零相序电压指令值，该零相序电压指令值将被叠加在各相的每个电压指令值上。
在根据本发明的第十六，十八和二十个方面的装置中，通过从所述零相旁路二极管组的一个阴极电位指令值中减去各相的电压指令值中的最大值来获得一个零相序电压指令值，该零相序电压指令值将被叠加在各相的每个电压指令值上。
根据本发明第十四到第十八个方面，该逆变器产生一个零电压矢量以便控制零相序电压，由此实现像升压斩波器这样的一个直流／直流变换器的功能，该变换器在公知电路被用于把输入电流的波形控制到一种正弦波的波形。它导致半导体开关元件的数量或尺寸和这些元件的驱动电路和驱动电源的减少。
根据本发明的第十九和第二十个方面，可以利用由零相旁路二极管组所人为地获得的零相序电压，以致能够增加直流电源电压，而不需额外利用一个附加的臂，由此消除了对设置一个升压斩波器的需要。
下面通过结合优选实施例和附图将更详细地描述本发明
图1是表示本发明的第一实施例的示意图；图2是表示本发明的第二实施例的电路图；图3是一个用于本发明的第二实施例的一个正相序分量的等效电路图；图4是一个用于本发明的第二实施例的一个零相序分量的等效电路图；图5是表示本发明的第二实施例的一个控制电路的电路图；图6是表示本发明的第二实施例的一个控制电路的电路图；图7是表示本发明的第三实施例的电路图；图8是表示本发明的第四实施例的电路图；图9是表示本发明的第五实施例的电路图；图10是表示本发明的第六实施例的电路图；图11是一个表示用于图10中实施例的一个零相序分量的等效电路的电路图；图12是表示图10中实施例的一个控制电路的电路图；图13是表示图10中实施例的一个控制电路的电路图；图14是表示本发明的第七实施例的电路图15是表示本发明的第八实施例的电路图；图16是表示图15中实施例的一个控制电路的电路图；图17是表示本发明的第九实施例的电路图；图18是表示本发明的第十实施例的电路图；图19是表示本发明的第十一实施例的电路图；图20是一个表示图19中实施例的输出部分的一个正相序分量的等效电路的电路图；图21是一个表示图19中实施例的输出部分的一个零相序分量的等效电路的电路图；图22是表示图19中实施例的一个控制电路的电路图；图23是表示图19中实施例的一个控制电路的电路图；图24是表示本发明的第十二实施例的电路图；图25是表示图24中实施例的一个控制电路的电路图；图26是表示本发明的第十三实施例的电路图；图27是表示本发明的第十四实施例的电路图；图28是表示本发明的第十五实施例的电路图；图29是表示本发明的第十六实施例的电路图；图30是一个表示图29中实施例的一个正相序分量的等效电路的电路图；图31是一个表示图29中实施例的一个零相序分量的等效电路的电路图；图33是表示图29中实施例的一个控制电路的电路图；图33是表示本发明的第十七实施例的电路图；图34是表示图33中实施例的一个控制电路的电路图；图35是表示本发明的第十八实施例的电路图；图36是表示本发明的第十九实施例的电路图；图37是表示本发明的第二十实施例的电路图；图38是表示本发明的第二十一实施例的电路图；图39是一个表示图38中实施例的一个正相序分量的等效电路的电路图；图40是一个表示图39中实施例的一个零相序分量的等效电路的电路图；图41是表示图38中实施例的一个控制电路的电路图；图42是表示本发明的第二十二实施例的电路图；图43是表示图42中实施例的一个控制电路的电路图；图44是表示本发明的第二十三实施例的电路图；图45是表示本发明的第二十四实施例的电路图；图46是一个表示公知电路的电路图；图47是一个表示公知电路的电路图；图48是一个表示公知电路的电路图；图49是一个表示公知电路的电路图；图50是一个表示公知电路的电路图；以及图51是一个表示公知电路的电路图。
下面描述本发明的优选实施例，其中在表示公知电路的图46-51中所使用的相同标号用于表示实质上具有相同功能的相应部件或元件。
图1是一个表示根据本发明的第一实施例的电力变换装置的示意图。在图1中，标号150表示一个零相电源装置，该装置由一个单相交流电源、直流电源或一个像电感器或电容器这样的无源元件构成，该无源元件能够存储待提供给负载的电能，标号200表示一个电力变换器，例如是一个单相／多相电力变换器或直流／多相电力变换器，该电力变换器是由变换器、斩波器或一个逆变器或类似装置构成的。这个电力变换器200通过半导体开关元件的操作来进行电力变换并且产生多相交流电。标号500表示一个交流负载电路，例如交流电动机、变压器或通过电感器连接的交流电源，它给电力变换器200提供电力和从电力变换器200接收电力。
电力变换器200、交流负载电路500和零相电源装置150连接成一种环路的形式，以致当从电力变换器200的交流输出侧看时，零相电源装置150的电压和电流通过交流负载电路500提供零相序分量。在这种情况下，电源装置150被称为“零相电源装置”。
在上面描述的结构中，通过控制在电力变换器200中的一个逆变器的各线间的电压和控制在这些线间流动的电流，使交流电在电力变换器200和交流负载电路500之间被传送，由此以与公知电路中相同的方式控制电力。
为了在电力变换器200和零相电源装置150之间进行电力传输，另一方面，电力变换器200控制零相电源装置150的零相序电压和零相序电流，例如，利用它的逆变器的零电压矢量来进行控制。
因此，电力变换器200进行分时操作以便把电力提供给交流负载电路500和从交流负载电路500接收电力，并且把零相序电力提供给零相电源装置150和从零相电源装置150接收零相序电力。也就是，当电力变换器200把零相序电力提供给零相电源装置150和从零相电源装置150接收零相序电力时，包含在电力变换器200中的逆变器进行变换器的部分操作或全部操作，以便在变换器200和零相电源装置150之间进行电力变换。因此，能够减小在电力变换器200中包含半导体开关元件或二极管的臂的数目。
能够利用一个电抗器、如电动机的漏电抗作为一个电力变换器200所需要的一个输入侧电抗器，该电抗器包括在交流负载电路500中。利用这样的一个电抗器能够消除对提供一个专用输入电抗器的需要，由此减小该装置的尺寸。
图2是一个表示根据本发明的第二实施例的电力变换装置的电路图。在图2中所示的装置包括一个平滑电容器202；三相电压型逆变器231，该逆变器231由像IGBT这样的白换向半导体开关元件Tr1-Tr6和二极管构成，其中每个二极管与一个对应的开关元件反相并联连接；具有一对上下臂的变换器204，该变换器204包含自换向半导体开关元件Tr7，Tr8和二极管，其中每个二极管与一个对应的开关元件反相并联连接；三相感应电动机501，在该感应电动机501中定子绕组被彼此星形连接；和一个单相交流电源101，该交流电源101的一端与感应电动机501的一个中性点连接，而它的另一端与变换器204的开关元件Tr7、Tr8的中点(实际上中性点)连接。
在本实施例中，应该注意三相电压型逆变器231的零电压矢量。具体地说，通过选择两种开关方式中的一种方式，三相电压型逆变器231能够产生一个零电压矢量，即一种开关方式是所有的上臂被导通，另一种开关方式是所有的下臂被导通。这个实施例利用了在选择开关方式方面的这种自由度。
利用逆变器231产生的零相序电压不作为线间电压出现，因此，该零相序电压对驱动电动机的方式没有影响。从而如图3所示地被构成它的正相序分量的一个等效电路，其中逆变器231根据电动机501的驱动以与公知对应部分相同的方式来操作，并且通过控制在逆变器231的线间的电压和控制在这些线间流动的电流把交流电提供给感应电动机501和从电动机501接收交流电，由此控制待提供给电动机501的电力。
另一方面，当考虑到零相序分量时，如图4中所示构成等效电路，其中如在图3中所看到的逆变器231的三对臂能够被认为是一对臂231′，这一对臂231′以零电压矢量的比率进行开关操作，其中零电压矢量的比率是指所有上臂被导通时产生的零电压矢量与所有下臂被导通时产生的零电压矢量之比。也就是，在图46中所示的公知电路的变换器201的一个臂可以由该电路结构来代替或替换，其中利用图2的逆变器231来控制零相序电压。电动机501可以被认为是一个具有一个漏电感的电抗器502。
通过单独地加一对臂204用作如图4所示的一个变换器，该对臂231′和204相互合作提供一个与如图46中所示的公知电路的变换器201的电路结构等效的电路结构，并且以与在变换器201中相同的操作方式进行电力变换。也就是，由图4中的这对臂231′、204构成的变换器通过电抗器502把零相序电力提供给单相交流电源101和从单相交流电源101接收零相序电力。
因而，图2中所示的电路能够实现一种单相／多相电力变换电路，该电路实际上与图46中所示的公知电路是相同的。因此，该电路结构能够被简化，以及由于半导体开关元件、二极管和其它元件的数量的减少，并且消除了输入侧电抗器，所以能够减小该装置的整个尺寸和费用。
构成一个交流负载的电动机可以是除了在所列举的实施例中使用的三相感应电动机之外的其他类型的多相交流电动机。
利用PWM脉中来控制图2中的逆变器231和变换器204，该PWM脉冲例如是由图5中所示的控制电路产生的。
参照图5，在一个直流电压指令Vdc*和一个直流电压检测值Vdc之间的差值被输入到一个电压控制器304，电压控制器304的输出被乘以一个正弦波sinωst，该正弦波sinωst与电源电压是同相的并且它的幅值是1，以便提供一个零相序(输入)电流指令i0*。
在一个乘法器305把零相序电流指令i0*乘以1／3之后，所得到的信号被加到用于驱动电动机501的电流指令ia*，ib*，ic*上，以产生各相的电流指令iu*，iv*，iw*。然后，获得这些电流指令iu*，iv*，iw*与各相的实际电流检测值iu，iv，iw之间的差值，并且把所得到的结果输入给相应的电流控制器301-303。然后，比较器306-308把这些电流控制器301-303的各个输出与三角波相比较，以便获得用于驱动逆变器231的开关元件Tr1-Tr6的PWM方式，以致各相的电流遵循对应的电流指令iu*，iv*，iw*。
相对于变换器204，由待提供给逆变器231的各相的电压指令的总和来获得零相序电压(即，电流控制器301-303的输出)，利用比较器309把这个零相序电压与一个三角波相比较，从而获得用于驱动变换器204的开关元件Tr7，Tr8的PWM方式。
在本实施例中，利用PWM脉冲以时分方式来控制逆变器231和变换器204，以便作为图3的三相电压型逆变器和图4的全桥型单相变换器的组合来操作，其中三相电压型逆变器利用正相序电流来控制其线间的电压和线间流动的电流，和全桥型单相变换器利用零相序电流来控制单相交流电源101的输入电流。
图6示出了另一种图2的电力变换装置的控制电路。当由上述图5实例的电动机501的电流指令ia*，ib*，ic*来获得PWM脉中时，可以如图6所示由待提供给电动机501的电压指令Va*，Vb*，Vc*来获得PWM脉冲。
在这种情况下，由每相电流获得的在零相序电流指令i0*和零相序电流i0之间的差值被输入给一个电流控制器305，以便获得一个零相序电压指令V0*，将该指令与每个电压指令Va*，Vb*，Vc*相加。利用比较器306-308把这样获得的结果与一个三角波相比较，以便获得用于驱动逆变器231的开关元件Tr1-Tr6的PWM方式。
相对于变换器204，利用比较器309把这个零相序电压V0*与一个三角波相比较，以便获得用于驱动变换器204的开关元件Tr7、Tr8的PWM方式。
图7是一个表示根据本发明的第三实施例构成的电力变换装置的电路图。
在图7中，一个变换器206由两个二极管D1、D2的串联电路构成，其中间点与单相交流电源101的一端连接。这个实施例的装置的其它部件与图2的第二实施例中的那些部件是类似的。
利用上述配置，虽然不能够由电动机501给单相交流电源101再生电力，但是变换器206的结构能够比图2中的结构更简单。
本实施例的电力变换装置实际上以与图2第二实施例相同的方式进行操作。也就是，这个装置作为图3的三相电压型逆变器和由该逆变器的一对臂与图7的变换器206构成的混合桥型单相变换器的组合来操作，其中前者利用正相序电流来控制在逆变器的线间的电压和线间流动的电流，和后者利用零相序电流来控制单相交流电源101的输入电流。
图8是一个表示根据本发明的第四实施例的电路图。
在图8中，一个变换器207由作为无源元件的两个电容器C1，C2的串联电路构成，其中间点与单相交流电源101的一端连接。
利用这一配置，变换器207的结构甚至可以比图7中的第三实施例的结构更简单，并且能够由电动机501给单相交流电源101再生电力。然而，最大输出电压变为等于在平滑电容器202的直流电压的一半与交流电源电压的最大值之间的差。
本实施例的电力变换装置以图3的三组电压型逆变器和由该逆变器的一对臂形成的半桥型单相变换器的组合来操作。
虽然在图中没有示出，但是上述图2，图7和图8的实施例可以作这样的修改，即在电动机501的中性点与单相交流电源101之间连接一个电抗器，利用电动机501的一个定子绕组作为该电抗器的线圈。
图9是一个表示根据本发明的第五实施例构成的电力变换装置的电路图。
图9的电路是以图2的实施例为基础而设计的，但是它与图2实施例的区别在于一个电抗器504与三相电压型逆变器231的各相的输出端星形连接，该电抗器504的中性点代替图2中的电动机501的中性点与单相交流电源101的一端连接。
本实施例可以利用一个没有中性点的交流负载503，而且逆变器的一部分结构能够作为图2所示实施例中的变换器来操作，而不会引起零相序电流流过交流负载503。该装置的操作总体上和控制逆变器231与变换器204的方法实际上与图2中实施例的操作和控制是相同的。
这个实施例可应用于通过从图7和图8的每个实施例中去掉电动机501所获得的结构。
图10是一个表示根据本发明的第六实施例构成的电力变换装置的电路图。
在图10的装置中，感应电动机501的中性点与一个直流电源103的正端连接，这个直流电源103的负端与在三相电压型逆变器231的下臂和平滑电容器202之间的连接点或节点连接。利用这一连接配置，当从逆变器231的交流输出端的角度来观察时，直流电源电压变为等于零相序电压。
这个实施例用于正相序分量的等效电路与图3中的电路是相同的，如上所述，并且它以与公知三相电压型逆变器相同的方式进行操作以驱动电动机501。
本实施例用于零相序分量的等效电路由在图11中所示的电路来构成。也就是，三相电压型逆变器231的三对臂被认为是一对臂231′，该对臂231′以零电压矢量的比率进行切换操作并且执行如图47中所示的变换器(二象限斩波器)204的功能。因此，可以利用该电路结构来代替或替换变换器204，在该电路结构中利用图10中的逆变器231来控制零相序电压。此外，电动机501能够被认为是一个具有一定的漏电感值的电抗器502。
如上所述在图10的电路中，零相序电力通过图11所示电路的操作在直流电源103与平滑电容器202之间被传输。
因此，图10中所示的电路能够实现一种单相／多相电力变换电路，该电力变换电路与在图47中所示的公知电路是类似的。由于半导体开关元件、二极管和其它部件的数量被减少了，并且省去了输入侧的电抗器，所以能够简化电路结构，而且能够减小电力变换装置整个尺寸和费用。
作为一个交流负载的电动机可以是在这个实施例中使用的三相感应电动机以外的其它类型多相交流电动机。
图12是一个表示用于获得待提供给图10中所示实施例的逆变器231的PWM脉中的控制电路的电路图。
在图12中，在一个直流电压指令Vdc*和一个直流电压检测值Vdc之间的差被输入到一个电压控制器304，该电压控制器304依次产生一个零相序(输入)电流指令i0*。除了图5中用于获得待提供给变换器204的PWM脉冲的一部分电路之外，该控制电路的其它部分的结构与图5中所示控制电路的结构是类似的。将从图12电路最终获得的PWM脉冲施加到图10逆变器231的开关元件Tr1-Tr6。
利用上述的控制电路，图10的装置以图3的三相电压型逆变器231和图11的二象限斩波器的组合来操作，其中前者利用正相序电流来控制在线电压和线间流动的电流，而后者利用零相序电流来控制直流电压。
图13示出了控制电路的另一个例子，在该电路中由待提供给电动机501的电压指令Va*，Vb*，Vc*来获得PWM脉冲，如同在图6的控制电路中。
图14是一个表示根据本发明的第七实施例构成的电力变换装置的电路图。
在图14的电路中，电动机501的中性点与直流电源103的负极连接，这个直流电源103的正极与在三相电压型逆变器231的上臂和平滑电容器202之间的连接点连接。
这个实施例的装置以三相电压型逆变器和二象限斩波器的组合来操作，它采取与图10的实施例类似的方式。
图15是一个表示根据本发明的第八实施例构成的电力变换装置的电路图。
在图15中，一种单相交流电源101与以一个二极管桥形式的单相全波整流电路105的组合被用来代替图10第六实施例中所使用的直流电源103。这个电源结构可以应用于图14的第七实施例。
一种用于控制图15所示装置的控制电路如图16所示来构成。具体地说，通过把电压控制器304的输出乘以一个正弦波sinωst的绝对值｜sinωst｜使输入电流被整形为一个正弦波，其中该正弦波sinωst与电源电压是同相的并且它的幅值是1，由此获得一个零相序(输入)电流指令i0*。该电路的其它部分的配置与图12的控制电路是相同的。图16的控制电路能够把直流电压控制到某个电平上，同时维持输入电流的正弦波形。
图15的装置以三相电压型逆变器和一个单相／单开关型正弦电流变换器的组合形式来操作。
图17是一个表示根据本发明的第九实施例构成的电力变换装置的电路图。
在该实施例中，一种三相交流电源107与由二极管桥构成的三相全波整流电路106的组合被用来代替在图10所示实施例中所使用的直流电源103。这个电源结构也可以应用于图14中所示的实施例。
在这种情况下，如上所述的一种与图13控制电路类似的控制电路被用于提供具有高功率因数的输入电流。也就是，零相序电流指令i0被控制到某一个固定值，以致三相交流电源107的电流波形呈现导通角为120°的正弦波波形。因此，与使用单相交流电源的情况相比，能够改进功率因数，并且能够有益地减小输入电流的最大值。
虽然在这些图中没有示出，但是可以这样来在上述图10，图14，图15和图17的实施例中作出更改，即在电动机501的中性点与直流电源(包括交流电源和整流电路的组合)之间连接一个电抗器，利用电动机501的一个定子绕组作为该电抗器的线圈。
图18是一个表示根据本发明的第十实施例构成的电力变换装置的电路图。
图18的电路是以图10的实施例为基础而设计的，但是它与图10中实施例的区别在于一个电抗器504与三相电压型逆变器231的各相的输出端星形连接，该电抗器504的中性点而不是图10中的电动机501的中性点与直流电源103正极连接。
本实施例可以利用一个没有一个中性点的交流负载503，并且逆变器231的一部分结构能够执行二象限斩波器的功能，而不会导致零相序电流流过交流负载503。
这个实施例可应用于通过从图14，图15和图17的每个实施例中去掉电动机501所获得的电路结构。
图19是一个表示根据本发明的第十一个实施例的电力变换装置的电路图。
图19的电力变换器包括一个单相交流电源101，单相全桥变换器201，该整流桥是由像IGBT这样的自换向半导体开关元件和与各个开关元件反向并联连接的二极管构成的，三相电压型逆变器231，该逆变器231类似地由自换向半导体开关元件Tr1-Tr6和分别与各开关元件Tr1-Tr6反向并联连接的二极管构成，在直流中间电路中设置的平滑电容器202和一个三相感应电动机501。在图19中，标号102表示一个用于吸收变换器201的切换所引起的脉动的电抗器。
在本实施例中，应注意三相电压型逆变器231的零电压矢量。亦即，通过选择两种开关方式中的一种方式，三相电压型逆变器231能够产生一个零电压矢量，即一种开关方式是所有的上臂一起被导通，另一种开关方式是所有的下臂一起被导通。这个实施例利用了在选择开关方式方面的这种自由度。
利用逆变器231产生的零相序电压不表现为逆变器231的线间电压，因此，该零相序电压对驱动电动机没有影响。如图20所示构成它的正相序分量的一个等效电路，其中逆变器231根据电动机501的驱动以与公知对应部分相同的方式来操作，并且通过控制逆变器231的线间电压和控制线间流动的电流把交流电提供给电动机501和从电动机501接收交流电。
另一方面，如图21所示构成零相序分量的一个等效电路，其中如在图20中所看到的逆变器231的三对臂能够被认为是一对臂231′，这一对臂231′以零电压矢量的比率进行开关操作。电动机501可以被认为是具有一确定漏电感值的电抗器502。
当从逆变器231的交流输出侧来看时，用于吸收功率脉动的电容器601的电压变为等于零相序电压。对于在逆变器231和电容器601之间通过电动机501(电抗器502)传输的零相序电压，这个电路能够实现与一对臂(二象限斩波器401)、加到图49的公知电路结构上的电抗器403和电容器404相同的功能。因此，能够减小平滑电容器202的电容而不使用一个附加臂。
因而，在图19中所示的电路能够实现一种单相／多相电力变换电路，该电路实际上与在图49中所示的公知电路是等效的，在图19的电路中零相序电力在逆变器231和电容器601之间被传输。由于不需要设置如在公知电路中所使用的附加臂和电抗器，所以该电路结构能够被简化，并且该电力变换装置的整个尺寸和费用能够被减小。
构成一个交流负载的交流电动机可以是上述实施例中使用的三相感应电动机以外的其它类型的多相交流电动机。
图19的单相全桥变换器201这样地操作，即以常规的方式把输入电流信号整形成一个正弦波波形。
利用PWM脉冲来控制三相电压型逆变器231，该PWM脉冲例如是由图22中所示的控制电路产生的。
从“1996 National Convention Record I．E．E Japan”中刊载的，名称为“715减小在具有直流有源滤波器功能的单相PWM变换器中的电容器的电容的方法”的文章中能够容易地得到用于对流过用于吸收功率脉动的电容器601的电流产生一个指令的方法，也就是零相序电流指令i0*。
在一个乘法器324把这个零相序电流指令i0*乘以1／3之后，所得到的信号被加到用于驱动电动机501的电流指令ia*，ib*，ic*上，以便产生各相的电流指令iu*，iv*，iw*。然后，计算这些电流指令iu*，iv*，iw*与各相的实际电流检测值iu，iv，iw之间的差，并且把所得到的结果输入给相应的电流控制器321-323。然后比较器325-327把这些控制器321-323的各个输出与三角波相比较，以便获得用于驱动逆变器231的开关元件Tr1-Tr6的PWM方式，以致各相的电流遵循对应的电流指令iu*，iv*，iw*。
在本实施例中，利用PWM脉冲以时分方式来控制逆变器231，以便按图49中所示的公知电路的三相电压型逆变器和二象限斩波器的组合来操作，其中前者利用正相序电流来控制线电压和线间流动的电流，而后者利用零相序电流来控制电容器601的输入电流。
图23示出了控制电路另一实例。当从上述图22实例中的电动机501的电流指令ia*，ib*，ic*来获得PWM脉中时，可以从待提供给电动机501的电压指令Va*，Vb*，Vc*来获得PWM脉中，如在图23中所示的。
在这种情况下，零相序电流指令i0*与由每相电流获得的零相序电流i0之间的差被输入给一个电流控制器328，以便获得一个零相序电压指令V0*，该电压指令V0*与每个电压指令Va*，Vb*，Vc*相加。利用比较器325-327把各个相加的结果与一个三角波相比较，以便获得用于驱动逆变器231的开关元件Tr1-Tr6的PWM方式。
在图19的实施例中，利用电动机501(在图21中的电抗器502)的漏电感对切换逆变器231时在电容器601的输入电流中产生的脉动进行平滑，如果它是不充分的，那么利用电动机501的一个定子绕组的电抗器可以进一步被连接在电动机501的定子绕组的中性点和电容器601之间。
在上述的实施例中，用于吸收功率脉动的电容器601可以被连接在电动机501的中性点与在逆变器231的上臂和平滑电容器202之间的连接点之间。
图24是一个表示根据本发明的第十二个实施例构成的电力变换装置的电路图。
在该实施例中，一个由谐振电抗器603和谐振电容器602构成的串联谐振电路连接在电动机501的中性点与在逆变器231的下臂和平滑电容器202之间的连接点之间，该串联谐振电路作为一个能量存储元件。如果为了公用的目的使谐振电抗器603的铁芯和电动机501的定子铁芯集成为一体，那么能够进一步地减小这个装置的尺寸。该电路结构的其它部分与图19所示实施例中的对应部分是相同的。
在此，上述串联谐振电路的谐振频率被选择为电源频率的两倍。
在这个实施例中，单相全桥变换器201以与上述相同的方式进行操作，以致输入电流的波形被形成为一种正弦波波形。
图25是一个表示用于产生待提供给图24中的逆变器231的开关元件Tr1-Tr6的PWM脉冲的控制电路。
如在图25中所示的，在该实施例中，直接地提供一个零相序电压指令V0*，以便把从每相电压检测的一个零相序电压控制到保持在一个恒定电平上。在图25中，标号329表示一个电压控制器，该电压控制器接收在零相序电压指令V0*与零相序电压检测值V0之间的差值。这个电压控制器329的输出与每个电压指令Va*，Vb*，Vc*相加，比较器325-327把相加的结果与一个三角波相比较，由此获得用于驱动逆变器231的开关元件Tr1-Tr6的PWM方式。
例如，虽然在图50的公知电路中谐振电容器的击穿电压需要是直流中间电压的两倍，但是，如果利用零相序电压指令V0*把其幅值控制为等于直流中间电压的一半，那么本实施例的谐振电容器602的击穿电压可以大约是公知电路击穿电压的1／2。这将导致使所得到电路的尺寸和费用减小。
从以上描述显而易见，在该实施例中，由谐振电抗器603和谐振电容器602构成的串联谐振电路起着图50中LC滤波器405的作用，以便吸收频率为电源频率的两倍的功率脉动。
在逆变器231与串联谐振电路之间传输零相序电力的方法与在图19的实施例中的传输方法是类似的。
在上述的实施例中，由谐振电抗器603和谐振电容器602构成的串联谐振电路可以连接在电动机501的中性点与在逆变器231的上臂和平滑电容器202之间的连接点之间。
图26是一个表示根据本发明的第十三个实施例构成的电力变换装置的电路图。
在这个实施例中，一个用于吸收功率脉动的电抗器604被连接在电动机501的中性点与变换器201的一个交流输入端(一对上下臂的中点)之间，该电抗器604作为一个能量存储元件。利用相同的铁芯可以使电抗器604和电动机501成为一体，以致能够减小整个电路的尺寸。对于该电路结构的其它部分，与在前面实施例中所使用的标号相同的标号被用于表示对应部件。
作为一种用于控制本实施例的装置的方法，单相全桥变换器201以与上述实施例相同的方式进行操作，以致输入电流的波形被形成为一种正弦波波形。
图25中的控制电路可以被用于产生待提供给逆变器231的开关元件Tr1-Tr6的PWM脉冲。在这一点上，从“1996 National Convention RecordI．E. E. J．-Industry Applications Society”中刊载的，名称为“79用于减小单相电压型PWM变换器中电力波动的方法”的文章中能够容易地得到用于产生零相序电压指令V0*的方法，该零相序电压指令V0*用于减小平滑电容器202的电容。
在逆变器231与电抗器604之间传输零相序电力的电路结构与在图19的实施例中的电路结构是相同的，并且通过使逆变器231产生零电压矢量来控制电抗器604的电流可以实现与在图51的公知电路中由一对臂401实现的相同功能。因此，图26的电路实际上变为与图51的电路等效，并且由于消除了附加臂，所以可以减小该装置的尺寸和费用。
在本实施例中，用于吸收功率脉动的电抗器604的一端可以与另一个交流输入端(变换器201的另一对上下臂的中点)连接。
图27是表示根据本发明的第十四实施例的电力变换装置的电路图。
这个实施例的电路是以图19的实施例为基础而设计的，但是它与图19中实施例的区别在于一个电抗器504与三相电压型逆变器231的各相的输出端星形连接，电抗器504的中性点而不是图19中的电动机501的中性点与电容器601的一端连接。
本实施例可以利用一个没有一个中性点的交流负载503，并且通过去除一个附加臂可以减小平滑电容器202的电容，如在图19中所示的，而不会使零相序电流流过交流负载503。
这个实施例可应用于通过从图24和图26的每个实施例中去掉电动机501所获得的电路结构。
当在所示每一实施例中利用单相全桥变换器作为变换器201时，由于本发明的意义在于减小平滑电容器202的电容量，所以可以利用一个单相混合桥变换器，或任何其它类型的变换器作为一个变换器。
图28是一个表示根据本发明的第十五个实施例的电力变换装置的电路图。
图28的装置包括一个直流电源103、平滑电容器202、单相电压型逆变器210和一个单相电路550，如单相交流电动机，变压器，或一个通过电感器连接的单相交流电源，该单相电路给电力变换器210提供交流电力和从电力变换器210接收交流电力。
在图28中，标号800表示通过串联连接多个二极管使得在电路部分800内部的一个连接点上极性是反向的而构成的一组二极管。这个二极管组800的相反端与逆变器210的交流输出端连接，而在二极管组800的内部的极性反向点(实际上为中性点)与直流电源103的正极连接。
直流电源103的负极连接到在逆变器210的下臂和平滑电容器202之间的连接点，逆变器210、二极管组800和直流电源103连接成一种环路的形式，以致当从逆变器210的交流输出端看时，直流电源103的电压和电流通过二极管组800提供零相序分量(具有相同幅值和没有相位差的分量)。
在上面描述的结构中，通过控制在逆变器210线间电压和控制线间流动的电流(负载电流)，使交流电在逆变器210和单相电路550之间被传送，由此以与在公知电路中相同的方式控制电力。也就是，在单相电路550是像一个交流电动机这样的单相负载的场合，交流电力被提供给电路550以便驱动单相负载。在单相电路550是一个借助于一个电抗器与逆变器210耦合的单相交流电源的场合，直流电源103的直流电借助于逆变器210被变换成交流电，并且这样获得的交流电被再生成单相交流电源。
同时，逆变器210产生一个零电压矢量以便控制零相序电压和零相序电流，由此在逆变器210和直流电源103之间传输直流电。
也就是，在逆变器210和单相电路550之间交流电的传输和在逆变器210与直流电源103之间直流电的传输以分时的方式进行，并且当逆变器210把直流电提供给直流电源103和从直流电源103接收直流电时该逆变器210起着用于进行DC／DC功率变换的斩波器的作用。这就不需要提供一个如在图49中所示的DC／DC变换器205，并且能够减少半导体开关元件的数量和减少构成这个变换器205的驱动电路。
图29是一个表示根据本发明的第十六个实施例的电力变换装置的电路图。
在图29中所示的装置包括一个直流电源103、电抗器102、平滑电容器202、单相电压型逆变器211，该逆变器211由像IGBT这样的自换向半导体开关元件Tr1-Tr4和二极管构成，其中每个二极管与一个对应的开关元件反相并联连接。这个装置还包括像单相交流电动机这样的单相负载和一个二极管组801，该单相负载与逆变器211的一个交流输出端连接，二极管组801中的二极管D21、D22与相反极性串联连接，二极管D21、D22的阴极分别地与逆变器211的交流输出端连接，而它们的阳极(提供一个极性反向点，在该点上二极管D21、D22相互连接)与电抗器102的一端连接。
在此，直流电源103的正极与电抗器102的另一端连接，而直流电源103的负极与在逆变器211的下臂和平滑电容器202之间的一个连接点连接。
在本实施例中，应该注意的是单相电压型逆变器211的零电压矢量。具体地说，通过选择两种开关方式中的一种方式，单相电压型逆变器211能够产生一个零电压矢量，即一种开关方式是所有的上臂被导通，另一种开关方式是所有的下臂被导通。这个实施例利用了在选择开关方式方面的这种自由度。
利用逆变器211产生的零相序电压不表现为线间电压，因此，该零相序电压对给单相负载551提供交流电没有影响。从而它的正相序分量的一个等效电路如在图30中所示地被构成，其中当给单相负载551提供电力时，逆变器211以与公知对应部分相同的方式来操作，并且通过控制逆变器211的线间电压和控制线间流动的电流把交流电提供给单相电动机501和从单相电动机501接收交流电，由此控制电力。
当从逆变器211的交流输出端观看时，通过二极管组801的二极管D21，D22的直流电源103的电压变为等于零相序电压，并且零相序电流通过与上述电路结构连接的二极管组801被旁路，由此防止了零相序电流流入到单相负载551中。
另一方面，零相序分量的等效电路如在图31中所示地被构成，其中如在图30中所示的逆变器211的二对臂能够被认为是一对臂211′，这对臂211′以零序电压矢量的比率进行开关操作。也就是，在图48中所示的公知电路使用的升压斩波器205的作用可以由图29中的逆变器211来完成，该逆变器211控制零相序电压。在图31中，标号801′表示一个与图29中的二极管组801等效的二极管。
在如上所述的电路结构中，逆变器211进行开关操作来产生一个零电压矢量，由此实际上进行与图48的升压斩波器205相同的操作，以致能够在直流电源103与平滑电容器202之间传输直流电。
因而，在图29中所示的电路能够实现一种DC／AC电力变换装置，该装置实际上以与在图48中所示的公知电路相同的方式进行操作。由于能够取消构成升压斩波器的半导体开关元件，所以能够简化该电路结构，并且能够减小该装置的整个尺寸和费用。
利用PWM脉中来控制图29中的逆变器211，该PWM脉中例如是由图32中所示的控制电路产生的。
参照图32，利用一个加法器341来获得在一个直流电压指令Vdc*和一个直流电压检测值Vdc之间的差值，该差值被输入到一个电压控制器342，该电压控制器342产生一个零相序(输入)电流指令i0*。然后利用一个加法器343来获得在该零相序电流指令i0*与零相序电流检测值i0之间的差值，利用一个电流控制器344来接收该差值。
同时，一个绝对值检测器346接收逆变器211的输出电压指令Vout*，并且获得它的绝对值，然后利用一个加法器349从电流控制器344的输出中减去该绝对值，以便获得一个零相序电压指令V0*。
利用一个加法器347把输出电压指令Vout*和零相序电压指令V0*相加，并且利用一个加法器348把零相序电压指令V0*和通过一个极性反向装置345使输出电压指令Vout*的极性反向所产生的信号相加。然后比较器350，351把这些相加的结果与一个三角波比较，以便获得用于驱动逆变器211的开关元件Tr1-Tr4的PWM方式，以致直流电压检测值Vdc遵循直流电压指令Vdc*。
在图29的实施例中，当直流电源103的正极与一个在逆变器211的上臂和平滑电容器202之间的连接点连接时，直流电源103的负极与电抗器102的一端连接，电抗器102的另一端与一个在二极管D21，D22的阴极之间的连接点(极性反向点)连接，二极管D21，D22的阳极分别地与逆变器211的交流输出端连接。
图33是一个表示根据本发明的第十七个实施例的电力变换装置的电路图。
该实施例与图48中的公知电路相对应，其中由逆变器211产生的交流电被再生到单相交流电源101中。在图33中，与在图29中使用的相同标号被用于表示图33的装置中对应的部分。
在本实施例中，图34所示的控制电路被用于把再生的电流整体形成一个正弦波形。
更具体地说，利用一个加法器352来计算在一个再生电流指令ir*和一个实际再生电流检测值ir之间的差值，计算的结果被输入给一个电流控制器353，该电流控制器353依次产生一个输出电压指令Vout*。其它操作的内容与图32中的控制电路的操作是相同的。
该实施例的装置实际上以与图29中实施例的相同操作方式进行操作，并且利用产生一个零电压矢量的逆变器211来进行在图48的公知电路中升压斩波器205的操作，从而在逆变器211和直流电源103之间传输直流电。此时，零相序电流通过二极管组801被旁路，由此来防止零相序电流流入到单相交流电源101中。
在电力再生期间，使具有正弦波波形的电流ir流动，以致直流电源103的直流电借助于逆变器211被再生到单相交流电源101中。
在本实施例中，在直流电源103的正极与一个在逆变器211的上臂和平滑电容器202之间的连接点连接的场合下，直流电源103的负极与电抗器102的一端连接，电抗器102的另一端与一个在二极管D21，D22的阴极之间的连接点(极性反向点)连接，同时二极管D21，D22的阳极分别地与单相交流电源101相反端连接。
图35是一个表示根据本发明的第十八个实施例的电力变换装置的电路图。
在本实施例中，第一电抗器553和第二电抗器554被插入在逆变器211的交流输出端与单相交流电源101的相反端之间。
在这个实施例中，与在图29和图33的实施例中流过电抗器102的电流相比，可以减小流过电抗器553、554的电流，因此能够减小电抗器的负担。虽然用于控制这个电路的方法与图29或33的实施例的控制方法是类似的，但是，为了获得用于零相序电流和再生电流的指令，有必要检测流过电抗器553、554的电流，以便把正相序分量和零相序分量分离。
在本实施例中，在直流电源103的正极与一个在逆变器211的上臂和平滑电容器202之间的连接点连接的场合下，直流电源103的负极与一个在二极管D21、D22的阴极之间的连接点(极性反向点)连接，同时二极管D21、D22的阳极分别地与单相交流电源101相反端连接。
图36是一个表示根据本发明的第十九个实施例的电力变换装置的电路图。
在本实施例中，利用一个单相交流电源101和一个由二极管整流桥构成的单相全波整流电路104的组合来代替在图29的实施例中使用的直流电源103。
在一个用于控制本实施例的装置的控制电路中，在图32中的电压控制器342的输出可以乘以一个正弦波的绝对值，该正弦波与交流电源电压是同相的，以致交流输入电流信号能够整形成一个正弦波。
虽然在图中没有示出，但是利用一个像三相交流电源这样的多相交流电源和一个全波整流电路的组合可以代替该直流电源。
除了图29中的直流电源103之外，利用单相或多相交流电源和如在本实施例中使用的整流电路的组合可以代替图33和图35的实施例中的直流电源103。
图37是一个表示根据本发明的第二十个实施例的电力变换装置的电路图。
图37的装置包括一个单相或多相交流电源101、像一个全波整流电路这样的整流装置104，用于把交流电流变换成直流电流，交流电源101和整流装置104构成了一个直流电源120。该装置还包括一个用于产生交流电压的三相或其它相电压型逆变器、一个像交流电动机这样的负载500、和零相电流流通装置850，该旁路装置由二极管构成并且被连接在整流装置104的直流输出端与电压型逆变器330的一个交流输出端之间。
当利用电压型逆变器230产生一个零电压矢量时，整流装置104(直流电源120)的输出电压变为等于所谓的零相序电压，由于在整流装置104与电压型逆变器230的交流输出端(或负载500的输入端)之间存在零相电流流通装置850的二极管组，并且通过零相电流流通装置850的二极管组使零相序电流被旁路，因此防止了零相序电流流入到交流负载电路500中。
在该实施例的操作中，电压型逆变器230可以被认为是一个以零电压矢量的比率进行开关操作的单对臂，从而它以与在图48的公知电路中的升压斩波器205相同的操作方式来操作。因此，不需要单独地设置一个升压斩波器，并且作为一个整体包括在电路中的半导体开关元件的数量能够被减少，同时消除了驱动电路、驱动电源和用于升压斩波器的这些开关元件的控制电路。
在电压型逆变器230由一个单相电压型逆变器构成的情况下，通过使所有的两对上臂导通或使所有的两对下臂导通来产生零电压矢量。
图38是一个表示根据本发明的第二十一个实施例的电力变换装置的电路图。
图38的装置包括一个单相交流电源101、由二极管整流桥构成的单相全波整流电路104、电抗器102、平滑电容器202、三相电压型逆变器231，该逆变器231由半导体开关元件Tr1-Tr6和二极管构成，其中每个二极管与一个对应的开关元件Tr1-Tr6反相并联连接，和一个负载500，比如三相交流电动机，如在图48的公知电路中所示的。
然而，在该实施例中没有设置在图48的电路中所使用的升压斩波器205。而是在电抗器102在逆变器231侧的一端与逆变器231的三相交流输出端U、V、W之间设置一个作为零相电流流通装置的零相旁路二极管组851。零相旁路二极管组851由对应于每个相的三个二极管D11、D12、D13构成，它们彼此同极性的并联连接。也就是，这些二极管D11、D12、D13的阳极公共地连接到电抗器102，它们的阴极分别地与三相交流输出端U、V、W连接。
在本实施例中，逆变器231的负例端(平滑电容器202)与整流装置104的负侧输出端连接。
在这个实施例中，应该注意的是三相电压型逆变器231的零电压矢量。就是说，通过选择两种开关方式中的一种方式，三相电压型逆变器231能够产生一个零电压矢量，即一种开关方式是所有的上臂被导通，另一种开关方式是所有的下臂被导通。这个实施例利用了在选择开关方式方面的这种自由度。
由于利用逆变器231产生的零相序电压不是作为逆变器231的线间电压出现，因此，该零相序电压对给负载500提供交流电没有影响。从而它的正相序分量的一个等效电路如在图39中所示地被构成，其中逆变器231以与公知对应部分相同的方式来操作，以便给负载500供电，并且通过控制逆变器231的线间电压和控制线间流动的电流把交流电提供给负载500和从负载500接收交流电，由此控制待提供给负载500的电力。
另一方面，零相序分量的等效电路如在图40中所示的被构成，其中如在图38中所示的逆变器231的三对臂能够被认为是一对臂231′，这对臂231′以零电压矢量的比率进行开关操作。也就是，在图48中所示的公知电路使用的升压斩波器205的作用可以通过使逆变器231的上臂的开关元件Tr1，Tr3，Tr5全导通或使下臂的开关元件Tr2，Tr4，Tr6全导通来完成，以便产生一个零电压矢量。
由于该用于控制零相序电压的逆变器231的操作，交流电源101的电流波形能够被整形成正弦波，该正弦波与电源电压是同相的，如在公知电路中所示的。在图40中示出了零相序分量的等效电路，D10表示一个与图38中的零相旁路二极管组851等效的二极管。
零相旁路二极管组851被连接在电抗器102的一端与各相的逆变器231的交流输出端之间，通过使逆变器231产生一个零电压矢量来控制零相序电压，由此能够建立图40中用于零相序分量的等效电路。在该电路结构中，当从负载500的输入端，也就是从逆变器231用于每相的交流输出端观看时，整流装置104的输出电压变为等于一个零相序电压，并且零相序电流i0通过二极管D10(零相旁路二极管组851)被旁路，由此防止零相序电流i0流过负载500。
当从逆变器231输出零电压矢量时，零相序电力在单相交流电源101与逆变器231之间借助于零相旁路二极管组851被传输，以致能够进行实际上与公知升压斩波器205相同的操作。在作为一个整体的功率变换电路中，这最终地减少了半导体开关元件、它们的驱动电路和其它相关部分的数量和尺寸。
利用PWM脉中来控制图38中所示的逆变器231，该PWM脉中例如是由图41中所示的控制电路产生的。
在图41中，在一个直流电压指令Vdc*和一个直流电压检测值Vdc(图38中的平滑电容器202的电压)之间的差值被输入到一个电压控制器361，一个乘法器362把这个控制器361的输出乘以一个正弦波的绝对值｜sinωst｜，该正弦波sinωst与电源电压是同相的并且它的幅值是1，由此获得一个零相序(输入)电流指令i0*。
在零相序电流指令i0*与零相序电流检测值i0之间的差值被输入给一个电流控制器363，该电流控制器363为零相旁路二极管组851产生一个阳极电位指令值Van*。如在后面描述的，该阳极电位指令值Van*和最小值电路364的输出信号之间的差值被获得，以便根据下列等式(2)获得一个零相序电压指令值V0*。最小值电路364输出从对应于各相的电压指令值Va*，Vb*，Vc*中选择的最小值。
然后，零相序电压指令值V0*被加到各相的电压指令值Va*，Vb*，Vc*上，相加的结果被输入给比较器365-367用于与一个三角波进行比较。利用上臂和下臂使比较器365-367的输出反向，以便获得用于逆变器231的开关元件Tr1-Tr6的PWM方式。
在此，当逆变器231的下臂的开关元件Tr2，Tr4，Tr6中的任一开关元件被导通时，零相旁路二极管851的阳极电位Van变为零。考虑到在一个切换周期期间的平均电压，在U，V，W相的各个切换周期的平均电压之中阳极电位Van是最低的电位。因此，阳极电位Van是根据由各相的线电压指令值计算的电压指令值Va*，Vb*，Vc*和零相序电压指令值V0*获得的，并且由下列等式(1)来表示Van=min(Va*，Vb*，Vc*)+V0*…(1)其中min(Va*，Vb*，Vc*)代表Va*，Vb*和Vc*中的最小值，该值是由最小值电路364产生的。
因此，零相序电压指令值V0*由下列等式(2)来表示，其中每个电压指令值Va*，Vb*，Vc*在零相序电压指令值V0*上被叠加V0*=Van*-min(Va*，Vb*，Vc*)…(2)其中Van*表示阳极电位指令值。
图42是一个表示根据本发明的第二十二个实施例的电力变换装置的电路图。
在这个实施例中，整流电路104的正侧输出端和平滑电容器202的正侧输出端相互连接，电抗器102的一端与整流电路104的负侧输出端连接，而一个零相旁路二极管组852连接在电抗器102的另一端与逆变器231的交流输出端U，V，W之间。在这一电路结构中，构成零相旁路二极管组852的二极管D11-13的极性相对于图38中所示二极管D11-D13的极性反向。
在这个实施例中，此外当逆变器231输出一个零电压矢量时，零相序电力借助于零相旁路二极管组852在单相交流电源101与逆变器231之间进行传输，以致逆变器231实际上进行与在公知电路中使用的升压斩波器相同的操作。因此，这个实施例不需要用于升压斩波器的半导体开关元件和用于驱动和控制这些开关元件的电路。
图43是一个用于控制图42的逆变器231的控制电路。
图43的控制电路与图41的控制电路的区别在于图43电路的电流控制器363的输出被表示为一个阴极电位指令值Vkn*，而电压指令值Va*，Vb*，Vc*的最大值是由最大值电路368产生的，并且在阴极电位指令值Vkn*和这一最大值之间得到差值作为一个零相序电压指令值V0*。
当逆变器231的上臂的开关元件Tr1，Tr3，Tr5中的任一开关元件被导通时，零相旁路二极管组852的阴极电位Vkn变为等于E[V](逆变器231的输入电压)。考虑到在一个切换周期期间的平均电压，在U、V、W相的各个切换周期的平均电压之中阴极电位Vkn是最高的电位。因此，阴极电位Vkn是根据由各相的线电压指令值计算的电压指令值Va*，Vb*，Vc*和零相序电压指令值V0*获得的，并且由下列等式(3)来表示Vkn=max(Va*，Vb*，Vc*)+V0*…(3)其中max(Va*，Vb*，Vc*)代表Va*，Vb*和Vc*中的最大值，该值是由最大值电路364产生的。
因此，零相序电压指令值V0*由下列等式(4)来表示，其中每个电压指令值Va*，Vb*，Vc*在零相序电压指令值V0*上被叠加V0*=Vkn*-max(Va*，Vb*，Vc*)…(4)图44是一个表示根据本发明的第二十三个实施例的电力变换装置的电路图，该图是图38的实施例的一种变更的实施例。其中利用位于交流电源101侧上的电抗器102来代替位于图38中的整流电路104的整流电路直流侧上的电抗器102。
虽然该实施例的操作与图38中的实施例的操作是类似的，但是通过使由整流电路104、零相旁路二极管组851、逆变器231、平滑电容器202等等构成的主电路形成为一个模件能够减小该装置的整个尺寸。
如在本实施例中所示的，把一个电抗器连接到交流电源101侧的原理可以应用到图42的实施例中。虽然在这些图中没有示出，但是利用一个位于交流电源101和整流电路104之间的交流电抗器可以代替在图42中整流电路104的直流输出侧上的电抗器102。
在该实施例中，可以利用图41或图43中的控制电路作为用于控制逆变器231的一个控制电路。
图45是一个表示根据本发明的第二十四个实施例的电力变换装置的电路图。
该实施例是图38的实施例的一种变更的实施例。其中利用一个直流电源103代替图38中所示的交流电源101和整流电路104的组合。
在该实施例中，使逆变器231产生一个零电压矢量以便以与公知电路的升压斩波器基本相同的操作方式来进行操作，从而能够增加逆变器231的直流线电压，因此能够扩大或增加输出电压的范围。
如在本实施例中所示的，利用一个直流电源103代替交流电源和整流电路的组合的原理也可以被应用到图42的实施例中。
可以利用图41或图43中的控制电路作为用于控制本实施例的逆变器231的一个控制电路。
本发明也可应用到除了三相电压型逆变器之外包括单相电压型逆变器，或多相电压型逆变器的电力变换电路。
权利要求
1．一种电力变换装置，包括一个电力变换器，该电力变换器包括多个半导体开关元件，这些半导体开关元件被操作来进行电力变换由此产生多相交流电；一个交流负载电路，该电路与电力变换器的一个交流输出侧连接；和一个与交流负载电路连接的零相电源装置，其中电力变换器、交流负载电路和零相电源装置连接成一种环路的形式，以致当从电力变换器的交流输出侧观看时，零相电源装置的电压和电流通过交流负载电路提供零相序分量，和其中，电力变换器进行分时操作以便把电力提供给交流负载电路和从交流负载电路接收电力，把零相序电力提供给零相电源装置和从零相电源装置接收零相序电力。
2．一种电力变换装置，包括一个产生单相交流电压的单相交流电源；一个电力变换器，该变换器包括一个把单相交流电压变换成多相交流电压的电压型逆变器；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，所述的多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；和一个变换器，该变换器包括两个半导体开关元件，这两个半导体开关元件串联连接并且与电压型逆变器的直流侧耦合，其中所述单相交流电源的第一端与多相交流电动机的定子绕组的一个中性点连接，单相交流电源的第二端与在变换器的两个半导体开关元件之间的一个中点连接，以致当从电压型逆变器的一个交流输出侧观看时，单相交流电源的电压和电流通过多相交流电动机提供零相序分量，和其中，电压型逆变器把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时该逆变器和变换器把零相序电力提供给交流电源和从交流电源接收零相序电力，以致以分时的方式进行在逆变器与交流电动机之间的电力传输和在逆变器和变换器和交流电源之间的电力传输。
3．一种电力变换装置，包括一个产生单相交流电压的单相交流电源；一个电力变换器，该变换器包括一个把单相交流电压变换成多相交流电压的电压型逆变器；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，所述的多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；和一个变换器，该变换器包括两个二极管，这两个二极管串联连接并且与电压型逆变器的直流侧耦合，其中所述单相交流电源的第一端与多相交流电动机的定子绕组的一个中性点连接，单相交流电源的第二端与在变换器的两个二极管之间的一个中点连接，以致当从电压型逆变器的交流输出侧观看时，交流电源的电压和电流通过多相交流电动机提供零相序分量，和其中，电压型逆变器把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时该逆变器和变换器把零相序电力提供给单相交流电源和从单相交流电源接收零相序电力，以致以分时的方式进行在逆变器与交流电动机之间的电力传输和在逆变器和变换器与交流电源之间的电力传输。
4．一种电力变换装置，包括一个产生单相交流电压的单相交流电源；一个电力变换器，该变换器包括一个把单相交流电压变换成多相交流电压的电压型逆变器；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，所述的多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；和一个变换器，该变换器包括两个电容器，这两个电容器串联连接并且与电压型逆变器的直流侧耦合，其中所述单相交流电源的第一端与多相交流电动机的定子绕组的一个中性点连接，单相交流电源的第二端与在变换器的两个电容器之间的一个中点连接，以致当从电压型逆变器的交流输出侧观看时，交流电源的电压和电流通过多相交流电动机提供零相序分量，和其中，电压型逆变器把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时该逆变器和变换器把零相序电力提供给单相交流电源和从单相交流电源接收零相序电力，以致以分时的方式进行在逆变器与交流电动机之间的电力传输和在逆变器和变换器与交流电源之间的电力传输。
5．一种电力变换装置，包括一个产生直流电压的直流电源；一个电力变换器，该变换器包括一个把直流电压变换成多相交流电压的电压型逆变器；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，所述的多相交流电动机包括彼此被星形连接的定子绕组；和一个平滑电容器，该电容器与电压型逆变器的直流侧并联连接，其中所述直流电源的第一端与多相交流电动机的定子绕组的一个中性点连接，直流电源的第二端与在平滑电容器和逆变器之间的一个连接点连接，以致当从电压型逆变器的交流输出侧观看时，直流电源的电压和电流通过多相交流电动机提供零相序分量，和其中电压型逆变器进行分时操作以便把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
6．一种电力变换装置，包括一个产生交流电压的交流电源；一个与交流电源连接的整流电路，用于对交流电流进行整流以便产生一个直流电压；一个电力变换器，该变换器包括一个把从所述整流电路接收的直流电压变换成多相交流电压的电压型逆变器；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，所述的多相交流电动机包括彼此星形连接的定子绕组；和一个平滑电容器，该电容器与电压型逆变器的直流侧并联连接，其中整流电路的第一端与多相交流电动机的定子绕组的一个中性点连接，整流电路的第二端与在平滑电容器和逆变器之间的一个连接点连接，以致当从电压型逆变器的一个交流输出侧观看时，交流电源的电压和电流通过多相交流电动机提供零相序分量，和其中电压型逆变器进行分时操作以便把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时把零相序电力提供给交流电源和从交流电源接收零相序电力。
7．根据权利要求2，3，4，5和6中任一项所述的电力变换装置，其中还包括一个插接在所述多相交流电动机的中性点与电源之间的一个电抗器，所述多相交流电动机包括一个定子铁芯，该定子铁芯也被用作为所述电抗器的一个铁芯。
8．根据权利要求2，3，4，5和6中任一项所述的电力变换装置，其中一个没有中性点的交流负载与电压型逆变器的一个多相输出侧连接，以代替所述多相交流电动机，其中一个电抗器与逆变器的多相输出侧星形连接，该电抗器的中性点与电源或整流电路的一端连接。
9．一种电力变换装置，包括一个变换器，用于把单相交流电压变换成直流电压；一个电压型逆变器，用于把直流电压变换成多相交流电压；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，所述的多相交流电动机包括彼此星形连接的定子绕组；和一个平滑电容器，该电容器与在变换器和电压型逆变器之间设置的直流中间电路连接；和一个作为能量存储元件的脉动吸收电容器，该电容器被设置在电动机的定子绕组的中性点与在逆变器和平滑电容器之间的连接点之间；其中所述电压型逆变器进行分时操作以便把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时把零相序电力提供给所述脉动吸收电容器和从脉动吸收电容器接收零相序电力，以便控制脉动吸收电容器的直流电压，由此利用脉动吸收电容器来吸收在直流中间电路中产生的电力波动。
10．一种电力变换装置，包括一个变换器，用于把单相交流电压变换成直流电压；一个电压型逆变器，用于把直流电压变换成多相交流电压；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，所述的多相交流电动机包括彼此星形连接的定子绕组；和一个平滑电容器，该电容器与在变换器和电压型逆变器之间设置的直流中间电路连接；和一个串联谐振电路，该串联谐振电路被设置在多相交流电动机的定子绕组的中性点与在电压型逆变器和平滑电容器间的连接点之间，所述串联谐振电路包括一个作为能量存储元件的谐振电容器和一个谐振电抗器；其中所述电压型逆变器进行分时操作以便把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时把零相序电力提供给所述串联谐振电路和从串联谐振电路接收零相序电力，以便控制串联谐振电路上的电压，由此串联谐振电路吸收在中间电路中产生的电力波动。
11．一种电力变换装置，包括一个变换器，用于把单相交流电压变换成直流电压；一个电压型逆变器，用于把直流电压变换成多相交流电压；一个多相交流电动机，该电动机由电压型逆变器产生的多相交流电压来驱动，所述的多相交流电动机包括彼此星形连接的定子绕组；和一个平滑电容器，该电容器与在变换器和电压型逆变器之间设置的直流中间电路连接；和一个作为能量存储元件的脉动吸收电抗器，该电抗器被设置在多相交流电动机的定子绕组的中性点与所述变换器的一个交流输入端之间；其中所述电压型逆变器进行分时操作以便把电力提供给多相交流电动机和从该多相交流电动机接收电力，并且当逆变器输出一个零电压矢量时把零相序电力提供给所述脉动吸收电抗器和从脉动吸收电抗器接收零相序电力，以便控制脉动吸收电抗器的电压，由此利用脉动吸收电抗器来吸收在所述直流中间电路中产生的电力波动。
12．根据权利要求9，10和11中任一项所述的电力变换装置，其中还包括插接在所述多相交流电动机的中性点与能量存储元件之间的一个电抗器，所述多相交流电动机包括一个定子铁芯，该定子铁芯也被用作为所述电抗器的定子铁芯。
13．根据权利要求9，10和11中任一项所述的电力变换装置，其中一个没有中性点的交流负载与电压型逆变器的一个多相输出侧连接，以代替所述多相交流电动机，其中一个电抗器与逆变器的多相输出侧星形连接，该电抗器的中性点与能量存储元件的一端连接。
14．一种电力变换装置，包括一个单相电压型逆变器，该逆变器包括多个进行直流／交流电力变换的半导体开关元件，以便产生单相交流电压；一个平滑电容器，该电容器被连接在单相电压型逆变器的直流输入端之间；一个单相电路，该单相电路被连接在单相电压型逆变器的交流输出端之间；一组二极管，该二极管组包括多个二极管，它们的极性在该二极管组内部的极性反向点上被反向，这些二极管彼此连接在该极性反向点上；和一个直流电源，该直流电源被连接在二极管组的极性反向点与所述平滑电容器的一端之间；其中所述单相电压型逆变器进行分寸操作以便把交流电提供给单相电路和从该单相电路接收交流电，并且当产生一个零电压矢量时借助于所述二极管组把直流电提供给所述直流电源和从直流电源接收直流电。
15．一种电力变换装置，包括一个单相电压型逆变器，该逆变器包括多个进行直流／交流电力变换的半导体开关元件，以便产生单相交流电压；一个平滑电容器，该电容器被连接在单相电压型逆变器的直流输入端之间；一个单相负载，该单相负载被连接在单相电压型逆变器的交流输出端之间；一组二极管，该二极管组包括两个二极管，它们的极性在该二极管组内部的极性反向点上被反向，这两个二极管彼此连接在该极性反向点上；一个电抗器，该电抗器具有与二极管组的极性反向点连接的第一端；和一个直流电源，该直流电源被连接在所述电抗器的第二端与所述平滑电容器的一端之间；其中所述单相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给所述单相负载和从该单相负载接收交流电，并且当产生一个零电压矢量时借助于所述二极管组把直流电提供给所述直流电源和从直流电源接收直流电。
16．一种电力变换装置，包括一个单相电压型逆变器，该逆变器包括多个进行直流／交流电力变换的半导体开美元件，以便产生单相交流电压；一个平滑电容器，该电容器被连接在单相电压型逆变器的直流输入端之间；一个单相交流电源，该单相交流电源被连接在单相电压型逆变器的交流输出端之间，并且具有一个插接在交流电源与逆变器之间的第一电抗器；一组二极管，该二极管组包括两个二极管，它们的极性在该二极管组内部的极性反向点上被反向，这两个二极管彼此连接在该极性反向点上；一个第二电抗器，该电抗器具有与二极管组的极性反向点连接的第一端；和一个直流电源，该直流电源被连接在所述第二电抗器的第二端与所述平滑电容器的一端之间；其中所述单相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给所述单相交流电源和从该单相交流电源接收交流电，由此再生直流电源的电力，并且当产生一个零电压矢量时借助于所述二极管组把直流电提供给所述直流电源和从直流电源接收直流电。
17．一种电力变换装置，包括一个单相电压型逆变器，该逆变器包括多个进行直流／交流电力变换的半导体开关元件，以便产生单相交流电压；一个平滑电容器，该电容器被连接在单相电压型逆变器的直流输入端之间；一个第一电抗器，该电抗器具有与逆变器的第一交流输出端连接的一端；一个第二电抗器，该电抗器具有与逆变器的第二交流输出端连接的一端；一个单相交流电源，该单相交流电源被连接在第一电抗器的另一端与第二电抗器的另一端之间；一组二极管，该二极管组包括两个二极管，它们的极性在该二极管组内部的极性反向点上被反向，这两个二极管彼此连接在该极性反向点上，所述二极管组与所述单相交流电源的相反端串联连接；和一个直流电源，该直流电源被连接在二极管组的极性反向点与所述平滑电容器的一端之间；其中所述单相电压型逆变器进行分寸操作以便把交流电提供给所述单相交流电源和从该单相交流电源接收交流电，由此再生所述直流电源的电力，并且当产生一个零电压矢量时借助于所述二极管组把直流电提供给所述直流电源和从直流电源接收直流电。
18．根据权利要求15，16和17中任一项所述的电力变换装置，其中所述直流电源包含一个交流电源和一个整流电路。
19．一种电力变换装置，包括一个产生直流电的直流电源；一个电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成交流电，并且把该交流电提供给负载；以及零相电流流通装置，该装置包括多个二极管，每个二极管具有与一个公共点同极性连接的第一端，所述零相电流流通装置被连接在所述直流电源与各相的电压型逆变器交流输出端之间；其中所述电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时借助于零相电流流通装置把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
20．一种电力变换装置，包括一个直流电源，该直流电源包含一个交流电源和一个与交流电源连接的整流电路；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该三相交流电提供给负载；一个作为零相电流流通装置的零相旁路二极管组，它包括三个二极管，每个二极管具有与一个公共点连接的阳极，所述阳极借助于一个电抗器与整流电路的一个正侧输出端连接，所述三个二极管具有相应的阴极，这些阴极与三相电压型逆变器对应于各相的交流输出端连接；以及一个平滑电容器，该电容器被设置在三相电压型逆变器的直流输入例；其中所述整流电路具有一个与所述平滑电容器的负侧端连接的负侧输出端；以及其中所述三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时借助于所述零相旁路二极管组把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
21．一种电力变换装置，包括一个直流电源，该直流电源包含一个交流电源和一个与交流电源连接的整流电路；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该三相交流电提供给负载；一个作为零相电流流通装置的零相旁路二极管组，它包括三个二极管，每个二极管具有与一个公共点连接的阴极，所述阴极借助于一个电抗器与整流电路的一个负侧输出端连接，所述三个二极管具有相应的阳极，这些阳极与三相电压型逆变器对应于各相的交流输出端连接；以及一个平滑电容器，该电容器设置在三相电压型逆变器的直流输入侧；其中所述整流电路具有一个与所述平滑电容器的正侧端连接的正侧输出端；以及其中所述三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时借助于所述零相旁路二极管组把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
22．一种电力变换装置，包括一个直流电源，该直流电源包含一个交流电源和一个与交流电源连接的整流电路，并且一个电抗器被插接在交流电源与整流电路之间；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该三相交流电提供给负载；一个作为零相电流流通装置的零相路二极管组，它包括三个二极管，每个二极管具有与一个公共点连接的阳极，所述阳极与整流电路的一个正侧输出端连接，所述三个二极管具有相应的阴极，这些阴极与三相电压型逆变器对应于各相的交流输出端连接；以及一个平滑电容器，该电容器被设置在三相电压型逆变器的直流输入侧；其中所述整流电路具有一个与所述平滑电容器的一个负侧端连接的负侧输出端；以及其中所述三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时借助于所述零相旁路二极管组把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
23．一种电力变换装置，包括一个直流电源，该直流电源包含一个交流电源和一个与交流电源连接的整流电路，并且一个电抗器被插接在交流电源与整流电路之间；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该三相交流电提供给负载；一个作为零相电流流通装置的零相旁路二极管组，它包括三个二极管，每个二极管具有与一个公共点连接的阴极，所述阴极与整流电路的一个正侧输出端连接，所述三个二极管具有相应的阳极，这些阳极与三相电压型逆变器对应于各相的交流输出端连接；以及一个平滑电容器，该电容器被设置在三相电压型逆变器的直流输入侧；其中所述整流电路具有一个与所述平滑电容器的正侧端连接的正侧输出端；以及其中所述三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时借助于所述零相旁路二极管组把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力。
24．一种电力变换装置，包括一个直流电源，该直流电源具有一个正极和一个负极；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该三相交流电提供给负载；一个作为零相电流流通装置的零相旁路二极管组，它包括三个二极管，每个二极管具有与一个公共点连接的阳极，所述阳极借助于一个电抗器与直流电源的正极连接，所述三个二极管具有相应的阴极，这些阴极与三相电压型逆变器对应于各相的交流输出端连接；以及一个平滑电容器，该电容器被设置在三相电压型逆变器的直流输入侧；其中所述直流电源的负极与所述平滑电容器的负侧端连接；以及其中所述三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力，以便控制逆变器的直流电压。
25．一种电力变换装置，包括一个直流电源；该直流电源具有一个正极和一个负极；一个三相电压型逆变器，该逆变器包括多个半导体开关元件，该逆变器把直流电源的直流电变换成三相交流电，并且把该三相交流电提供给负载；一个作为零相电流流通装置的零相旁路二极管组，它包括三个二极管，每个二极管的阴极与一个公共点连接，所述阴极借助于一个电抗器与直流电源的负极连接，所述三个二极管具有相应的阳极，这些阳极与三相电压型逆变器对应于各相的交流输出端连接；以及一个平滑电容器，该电容器被设置在三相电压型逆变器的直流输入侧；其中所述直流电源的正极与所述平滑电容器的正侧端连接；以及其中所述三相电压型逆变器进行分时操作以便把交流电提供给负载和从该负载接收交流电，并且当逆变器产生一个零电压矢量时把零相序电力提供给直流电源和从直流电源接收零相序电力，以便控制逆变器的直流电压。
26．根据权利要求20，22和24中任一项所述的电力变换装置，其中通过从所述零相旁路二极管组的一个阳极电位指令值中减去各相的电压指令值中的最小值来获得一个零相序电压指令值，该零相序电压指值将被叠加在各相的每个电压指令值上。
27．根据权利要求21，23和25中任一项所述的电力变换装置，其中通过从所述零相旁路二极管组的一个阴极电位指令值中减去各相的电压指令值中的最大值来获得一个零相序电压指令值，该零相序电压指值将被叠加在各相的每个电压指令值上。
全文摘要
一种电力变换装置,包括:含有多个进行电力变换产生多相交流电的半导体开关元件的电力变换器;与电力变换器交流输出侧连接的交流负载电路;与交流负载电路连接的零相电源装置。在该装置中,电力变换器、交流负载电路和零相电源装置连接成一环路,从而当从电力变换器交流输出侧观看时,零相电源装置的电压和电流通过交流负载电路提供零相序分量。电力变换器进行分时操作以把电力提供给交流负载电路和从其接收电力,并把零相序电力提供给零相电源装置和从其接收零相序电力。
文档编号H02M5/458GK1206242SQ9811725
公开日1999年1月27日 申请日期1998年6月3日 优先权日1997年6月3日
发明者伊东淳一, 藤田光悦 申请人:富士电机株式会社