电力转换装置以及制冷空调装置的制造方法_3

文档序号:9621292阅读:来源:国知局
的换流用整流部42的反向恢复时的恢复电流的 路径的图。若换流信号sb从导通变为截止,则恢复电流按照平滑装置3(正侧)一换流用 整流部42 -变压器41的次级侧绕组一升压用开闭开关部22 -平滑装置3 (负侧)的路径 流动。
[0040] 以上的结果是,在实施方式1的系统中,在电力转换装置设置换流装置4,利用其 他路径将在升压装置2流动的电流朝平滑装置3侧换流。例如形成为在升压用开闭开关部 22接通(闭合)之前使升压用整流部23反向恢复。而且,使通过升压用开闭开关部22接 通而流动的恢复电流经由反向恢复的时间短、恢复特性好的换流用整流部42流动,而非经 由正向电压低但大量的恢复电流所流动的升压用整流部23流动。因此,能够降低电力转换 装置中的恢复电流。另外,在不进行换流动作时(通常时),电流在正向电压低的升压用整 流部23流动,因此还能够抑制升压装置2的电力转换的动作中的损失。因此,例如,即便作 为升压用整流部23而使用容许电流大的元件等,也能够与升压装置2中的元件的容许电 流、元件的恢复特性等无关地降低恢复损失/通流损失。因此,作为系统整体,能够降低因 恢复电流而导致的损失、以及噪声量(噪声端子电压?辐射噪声等的等级)。
[0041] 这里,在反向恢复时的路径中,换流用整流部42的整流器能够被视为静电电容成 分(蓄积电荷的部件。以下称为电容成分)。恢复电流主要依赖于换流用整流部42的反 向恢复电荷。因此,只要换流用整流部42使用特性良好(静电电容小)的整流器便能够降 低恢复电流。但是,如图4所示,在其他路径不仅存在换流用整流部42,还存在变压器41 的次级侧绕组。变压器41与绕组间电容均成为电容成分。因此,考虑其他路径中的变压器 41的次级侧绕组的绕组间电容,通过实现绕组间电容的降低,能够在实现恢复电流的降低 的同时、抑制因在其他路径流动电流而导致的损失。
[0042] 图5以及图6是对本发明的实施方式1的变压器41的结构的概要进行说明的图。 图5的变压器41与图4的变压器41的用于将变压器41与电路连接的管脚41B的位置不 同。如图5以及图6所示,变压器41通过在骨架(bobbin)41A进行绕线而构成。这里,绕 组形成为层,在本实施方式的变压器41中,通过在骨架41A分三层绕线,具有三个绕组层。 各层间借助层间绝缘带41C绝缘。另外,在最外侧的绕组层的外表面附设外层绝缘带41D, 以实现绝缘以及绕组保护。并且,附设用于填埋各绕组与骨架41A之间的空间并进行绝缘 的屏蔽带41E。这里,虽在图5以及图6中未图示,但变压器41在骨架41A的中央部分具有 铁心(铁氧体等)。其中,在绕组使用强化了绝缘功能的线(三层绝缘电线等)的情况下, 也可以不必附设屏蔽带41E。
[0043] 接下来,对变压器41的电容成分进行说明。这里,为了简化说明,忽视初级侧绕组 与复位绕组之间的电容、路径本身的电容成分。通常,变压器中的绕组间电容C能够使用绕 组间距离d、绕组截面积S以及介电常数ε表示为C = ε
[0044] 图7是表示本发明的实施方式1的变压器41的次级侧绕组的绕组间电容的图。 如图7所示,例如将三匝次级侧绕组的绕组间电容设为C& ( = C)、Q2b ( = C)以及C& (= C/2)。因此,合成后的绕组间电容能够用下式(1)表示。根据(1)式可知:通过增大绕 组间距离d,能够减小绕组间电容Q。
[0046] 图8是示出本发明的实施方式1的其他路径中的电容的图。反向恢复时的其他路 径中的电容成分大体由构成换流用整流部42的整流器中的静电电容CD2与绕组间电容(合 成电容)Q2的平衡确定。例如形成为CD2*C^/(CD2+Q 2)。通过增大绕组间距离d,绕组间电 容变小。因此,CD2 · Cd/(CD2+Q2)中的分子增大,分母减小,能够减小其他路径中的反向 恢复时的电容。因此,能够降低因其他路径中的恢复电流而导致的损失。
[0047] 图9是对本发明的实施方式1的次级侧绕组的绕组间隔进行说明的示意图。图9 中示出卷绕于骨架41A的绕组的单侧部分。如图9所示,次级侧绕组并不将绕组紧密地卷 绕,而是保持大致均等的距离地进行卷绕,形成为间绕绕组。通过使绕组间具有距离地进行 卷绕,能够降低恢复电流的损失。
[0048] 图10是示出本发明的实施方式1的变压器41中的绕组层的关系的图。图10中 示出初级侧绕组的绕组层、次级侧绕组的绕组层以及复位绕组的绕组层的关系。图10中示 出卷绕于骨架41A的绕组的单侧部分。
[0049] 如图10所示,在本实施方式中,最内侧形成初级侧绕组的绕组层。其次形成次级 侧绕组的绕组层。而且,最外侧形成成为初级侧的绕组的复位绕组的绕组层。这样,形成为 利用由初级侧的绕组形成的绕组层夹着次级侧绕组的绕组层而进行卷绕的三明治绕组。
[0050] 这里,虽在本实施方式中具有复位绕组,但根据系统条件,有时不设置复位绕组。 在这种情况下,也可以将初级侧绕组分为两层,并夹着次级侧绕组进行卷绕。通过形成为三 明治绕组,初级侧的绕组与次级侧绕组之间的结合度良好,能够降低在次级侧绕组产生的 漏电感。例如,换流速度与次级侧的漏电感成反比。因此,次级侧绕组的漏电感越小,越能 够高速地进行换流动作。因此,能够高速地切换(高频地开关)升压用开闭开关部22,能够 有效地活用例如由SiC等构成的器件。
[0051] 实施方式2.
[0052] 在上述的实施方式中,假设作为换流装置4进行换流的对象的装置为升压装置2, 对进行将电源1的电压升压后的电力转换的电力转换装置进行了说明,但并不限定于此。 在代替升压装置2而应用了例如降压装置、升降压装置等能够进行使电压等变化并朝负载 9供给的电力的转换的变压装置的电力转换装置中,也能够起到与在上述的各实施方式中 说明了的效果相同的效果。
[0053] 实施方式3.
[0054] 图11是本发明的实施方式3的制冷空调装置的构成图。在本实施方式中,对经由 上述的电力转换装置进行电力供给的制冷空调装置进行说明。图11的制冷空调装置具备 热源侧单元(室外机)300和负载侧单元(室内机)400,这些单元由制冷剂配管连结,构成 主要的制冷剂回路(以下称为主制冷剂回路)而使制冷剂循环。将制冷剂配管中的供气态 的制冷剂(气态制冷剂)流动的配管设为气体配管500,将供液态的制冷剂(液态制冷剂。 有时为气液二相制冷剂)流动的配管设为液体配管600。
[0055] 在本实施方式中,热源侧单元300由压缩机301、油分离器302、四通阀303、热源侧 热交换器304、热源侧风扇305、储能器306、热源侧节流装置(膨胀阀)307、制冷剂间热交 换器308、旁通节流装置309以及热源侧控制装置310的各装置(构件)构成。
[0056] 压缩机301对所吸入的制冷剂进行压缩并排出。这里,假设压缩机301是能够通 过使运转频率任意变化而使压缩机301的容量(每单位时间的送出制冷剂的量)细微地 变化的压缩机。而且,在上述的各实施方式中说明了的电力转换装置安装于供给使压缩机 301 (马达)驱动的电力的电源1与成为负载9的压缩机301等之间。
[0057] 油分离器302是使混入制冷剂并从压缩机301被排出后的润滑油分离的部件。所 分离出的润滑油返回压缩机301。四通阀303基于来自热源侧控制装置310的指示而根据 制冷运转时与制热运转时来切换制冷剂的流动。另外,热源侧热交换器304进行制冷剂与 空气(室外的空气)之间的热交换。例如,在制热运转时作为蒸发器发挥功能,进行经由热 源侧节流装置307流入的低压的制冷剂与空气之间的热交换,使制冷剂蒸发、气化。另外, 在制冷运转时作为冷凝器发挥功能,进行从四通阀303侧流入的、在压缩机301中被压缩后
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