專利名稱：電力變換裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用自消弧型半導體元件構(gòu)成的電力變換裝置，其中包括電力從直流變?yōu)榻涣鞯哪孀兤餮b置，電力從交流變?yōu)橹绷鞯淖兞髌餮b置或三電平逆變器裝置等，本發(fā)明尤其涉及實現(xiàn)小型、價廉、高效，而且可靠性提高的電力變換裝置。
圖27為采用無電阻損耗緩沖電路的逆變器所組成的已有電力變換裝置的電路組成圖。
這種電力變換裝置的例子已記載在J.C.本德恩(J.C.BENDIEN)等人1985年發(fā)表于IEEE PESC學報第165頁-170頁的“高開關(guān)頻率電源電子技術(shù)應用中的緩沖器電能再生電路“(Recovery Circuit for Snubber Energy in Power Electronics Applications with High Switching Frequencies)一文中。
圖27中，1a、1b的例子為IGBT、GTO可關(guān)斷晶體閘流管等組成的自消弧型半導體元件，這里以GTO晶體閘流管(后文簡稱為GTO)的情況為例進行說明。2a、2b為分別與GTO1a、1b反并聯(lián)的續(xù)流二極管，A為設于GTO1a和GTO1b連接點上的輸出端子。3為與GTO1a并聯(lián)的緩沖二極管，4為與緩沖二極管3串聯(lián)的緩沖電容器，緩沖二極管3和緩沖電容器4組成GTO1a的緩沖電路。5為與GTO1a串聯(lián)的電抗器。
6為接于緩沖二極管3與緩沖電容器4的連接點上的極性二極管;7為與該二極管串聯(lián)后，另一端連接GTO1b的回收電容器，并做成通過極性二極管6回收電抗器儲存的能量。
緩沖電容器4、極性二極管6和回收電容器7組成GTO1b的緩沖電路。
8為接于極性二極管6與回收電容器7的連接點上的電力再生電路，9為接于電抗器5和GTO1a、1b所組成串聯(lián)電路兩端以及電力再生電路8兩端的直流電源，P、N為直流電源9的正、負母線。
作為一個例子，電力再生電路8由降壓斬波器組成，該斬波器包括串接于直流電源9兩端的電抗器10和二極管11，以及接于電抗器10與二極管11的連接點和極性二極管6與回收電容器7的連接點之間的開關(guān)元件12。
回收電容器7利用GTO1b的開關(guān)動作，回收電抗器5和緩沖電容器4中所存電能，該電容器7存滿后，過剩的電能由電力再生電路8回饋到直流電源9中。
圖28為另一例由逆變器組成的已有電力變換裝置的電路組成圖。
這種電力變換裝置的例子已記載于特公昭62-15023號公報的“緩沖電路”中。圖28中，1a、1b、2a、2b、A、7、9、P、N等與上文所述相同。
3a和4a為并接在GTO1a上的緩沖二極管和緩沖電容器，并構(gòu)成GTO1a的緩沖電路。3b和4b為并接在GTO1b上的緩沖二極管和緩沖電容器，構(gòu)成GTO1b的緩沖電路。5a和5b為串接在GTO1a與GTO1b之間的電抗器，這種情況下，輸出端子A設于電抗器5a與5b的連接點上。
回收電容器7接成利用GTO1a和1b的開關(guān)動作，回收電抗器5a、5b和緩沖電容器4a、4b所存電能。
13為接于回收電容器7兩端和直流電源9兩端的電力處理裝置，省略其具體電路的敘述，但它由采用無電阻損耗緩沖電路的逆變器組成。
下面說明電力變換裝置為三電平逆變器裝置的已有結(jié)構(gòu)。
已有的三電平逆變器裝置，其基本結(jié)構(gòu)的例子示于特開昭55-43996號公報。這時，在組成該逆變器裝置的自消弧半導體元件采用對電壓上升率和電流上升率均有規(guī)定的元件(例如GTO)的情況下，需要緩沖電路。
圖29的電路組成圖示出采用無電阻損耗緩沖電路的三電平逆變器來組成的已有電力變換裝置。
這種裝置的例子記載于特開平1-198280號公報“三點逆變器”中。
圖29中，1a、1b、2a、2b、3a、3b、4a、4b、5a、5b均與上文所述相同，X、6a、6b、7a、7b、8a、8b、9a、9b分別對應于輸出端子A、極性二極管6、回收電容器7、電力再生電路8和直流電源9。
1c、1d為分別與GTO1a、1b串聯(lián)的GTO，2c、2d為分別與GTO1c、1d并聯(lián)的續(xù)流二極管?；厥针娙?a、7b接成通過極性二極管6a、6b，分別回收陽極電抗器5a、5b所存電能。
由這種三電平逆變器組成電力變換裝置時，具有分別對應于由中間電位點C分隔開的串聯(lián)直流電源9a、9b結(jié)構(gòu)相同的對稱電路。也即，GTO1a、1c構(gòu)成連接正母線P的正臂，GTO1d、1b構(gòu)成連接負母線的負臂，緩沖電路3a、4a、6a、7a和電力再生電路8a與正臂的GTO1a和負臂的GTO1d發(fā)生關(guān)系，緩沖電路3b、4b、6b、7b和電力再生電路8b與負臂的GTO1b和正臂的GTO1c發(fā)生關(guān)系。
這時，輸出端子X設于GTO1c與GTO1d的連接點，即正、負臂的連接點。
14a、14b為插入在緩沖電容器4a、4b與回收電容器7a、7b之間的箝位二極管，分別接于GTO1a和1c的連接點、GTO1d和1b的連接點與中間電位點C之間。
緩沖二極管3a和緩沖電容器4a組成GTO1a的緩沖電路，緩沖二極管3b和緩沖電容器4b組成GTO1b的緩沖電路。緩沖電容器4a、極性二極管6a和回收電容器7a組成GTO1d的緩沖電路，緩沖電容器4b、極性二極管6b和回收電容器7b組成GTO1c的緩沖電路。
回收電容器7a接成利用GTO1a、1d的開關(guān)動作，回收電抗器5a和緩沖電容器4a所存電能;回收電容器7b接成利用GTO1c、1b的開關(guān)動作，回收電抗器5b和緩沖電容器4b所存電能。存入電容器7a、7b后，過剩的電能由電力再生電路8a、8b回饋到直流電源9a、9b中。
圖30和圖31的電路組成圖示出具有將緩沖電路所存電能回饋到直流電源的裝置的三電平逆變器所構(gòu)成的已有電力變換裝置。這種裝置記載于上述特開平1-198280號公報中。
該圖中，1a-1d、2a-2d、3a、3b、4a、4b、5a、5b、6a、6b、7a、7b、8a、8b、9a、9b、14a、14b均與圖29中相同。
近年還開發(fā)了將GTO1a-1d和續(xù)流二極管2a-2d做成一體的反向?qū)℅TO，采用這種GTO時續(xù)流二極管2a-2d可省略。
緩沖二極管3c和緩沖電容器4c組成與GTO 1c并聯(lián)的緩沖電路，緩沖二極管3d和緩沖電容器4d組成與GTO1d并聯(lián)的緩沖電路。
15為接于母線P、N之間的變量器，16為與變量器15串聯(lián)的二極管，17為變量器15的復位電阻。
18為代替變量器15、二極管16和復位電阻17的放電電阻，接于緩沖電路3c、4c和3d、4d二連接點之間。
對應于圖30中接于直流電源9a、9b的正負母線P、N之間的電能再生電路(變量器15、二極管16和復位電阻17)，圖31中部分畫出一放電電阻18。如圖31所表明的那樣，緩沖電容器4c、4d所存電能消耗在放電電阻18上。
下文參照圖27-圖31，說明已有電力變換裝置的動作。
例如，圖27所示電力變換裝置(逆變器裝置)中，要求回收電容器7的耐壓指標高于直流電源9的電壓。GTO1a、1b用作逆變器的自消弧型半導體元件時，直流電源9的電壓為幾千伏。
因此，組成這種逆變器時，回收電容器7上流過1000A以上的緩沖器放電電流或使GTO1a、1b截止的負載電流，在電容器中產(chǎn)生相當大的熱損耗。
抑制此熱損耗的方法可以考慮在回收電容器7上設冷卻裝置或采用大型電容器來加大該電容器7的熱容量，但兩種方法都會使逆變器裝置體積變大。
回收電容器7的充電電壓大于直流電源9的電壓，所以又要求電力再生電路8的組成元件耐壓指標都大于直流電源9的電壓。結(jié)果導致開關(guān)元件12高頻開關(guān)動作困難，電抗器10不能小型化，電力再生電路8體積變大，進而逆變器裝置體積變大。
圖28所示逆變器裝置的情況雖然做成可實現(xiàn)回收電容器7低電壓化，但緩沖電容器4a、4b和回收電容器7等三只電容器串聯(lián)，所以在直流電源9剛接通的初始狀態(tài)(GTO1a、1d截止狀態(tài))下，將回收電容器7不帶“點”(參閱圖28)的電極作為正極進行充電。
反之，通常運轉(zhuǎn)時要求將該電容器帶“點”的電極作為正極進行充電。因此，必須使電力處理裝置13對正負兩種極性都耐壓，結(jié)果造成該處理裝置13結(jié)構(gòu)復雜。
雖然對GTO1a、1b配備緩沖電容器4a、4b，但根據(jù)這兩個電容器布局和所選電容量的情況，它們沒有必要設置(參閱圖27中的緩沖電容器4)。因此，可以設想通過改進電路結(jié)構(gòu)能減少圖28中逆變器裝置的組成元件。
在直流電源9的電壓為幾千伏的逆變器裝置中，要求緩沖電容器4a、4b的耐壓大于直流電源9的電壓，而且為了降低作為GTO1a、1b損壞原因之一的電流截止時所出現(xiàn)的峰值電壓，還要求緩沖電容器4a、4b的電感小。因此，緩沖電容器4a、4b隨直流電源9電壓的加大而體積變大、成本升高，進而逆變器裝置也變大，變貴。
輸出端子A的兩側(cè)安排有電抗器(陽極電抗器)5a、5b，必須把這兩個電抗器的值加在一起，因而需要設置抑制GTO1a、1b電流截止時電壓上升率的緩沖電容器4a、4b。
做成上述結(jié)構(gòu)的原因在于，電流截止時的狀態(tài)為電抗器5a或5b中必然流過負載電流，所以在GTO1a、1b進行開關(guān)，負載電流有變化的情況下，要防止在電抗器5a或電抗器5b中感應出電壓，并將電壓峰值加到電流截止過程中的GTO1a、1b上。因此，逆變器裝置的組成元件增多，進而體積加大，成本提高。
圖29所示三電平逆變器裝置的情況也與圖27的逆變器裝置相同，要求回收電容器7a、7b的耐壓指標高于直流電源9a、9b的電壓，電力再生電路8a、8b體積大。
圖30所示三電平逆變器裝置中，GTO1a-1d的電壓上升率(dv/dt)，例如對GTO1a來說，利用緩沖二極管3a和緩沖電容器4a組成的緩沖電路抑制，而其他GTO1b-1d也同樣用各自的緩沖電路抑制。
至于電流上升率(di/dt)，用陽極電抗器5a抑制GTO1a、1d的電流上升率，用陽極電抗器5b抑制GTO1b，1c的電流上升率。
圖30所示三電平逆變器裝置中，緩沖電容器4a和陽極電抗器5a所存電能通過極性二極管6a回收到回收電容器7a，緩沖電容器4b和陽極電抗器5b所存電能通過極性二極管6b回收到回收電容器7b。
這里，回收電容器7a、7b最好分別充電到比直流電源9a、9b的電壓值高。為了將陽極電抗器5a、5b所存電能高速回收到回收電容器9A、9B，回收電容器7a、7b需要有過充電電壓。
回收電容器7a所回收的剩余電能通過將開關(guān)12a、二極管11a和電抗器10a組成的公知降壓斬波器用作電能再生電路，回饋到直流電源9a中。同樣，回收電容器7b中的剩余電能回饋至直流電源9b。
圖31中，緩沖電容器4c、4d所存電能則消耗于放電電阻18。
如上所述，已有的電力變換裝置，例如在圖27所示逆變器的情況下，要求回收電容器7的耐壓大于直流電源9的電壓，該電容器中流入1000A以上的緩沖器放電電流或GTO截止時的負載電流，因而產(chǎn)生相當大的熱損耗。這是一個問題。
要解決上述問題，若回收電容器7上設冷卻裝置或提高該電容器的熱容量，則裝置總體變大。這又是個問題。
回收電容器7的充電電壓大于直流電源9的電壓，要求電力再生電路8的組成元件耐壓都大于直流電源9的電壓，因而電抗器10不能小型化，電力再生電路8體積大，進而整個裝置體積變大。這也是個問題。
在圖28所示逆變器裝置的情況下，雖然謀求回收電容器7電壓低，但緩沖電容器4a、4b和回收電容器7串聯(lián)在一起，回收電容器7在直流電源接通的初始狀態(tài)下，將該電容器不帶“點”的電極作為正極充電，而通常運轉(zhuǎn)時則將帶“點”的電極作為正極充電。因此，電力處理裝置13必須對正負兩種極性都耐壓，該裝置的結(jié)構(gòu)復雜。這又是個問題。
也在圖28所示逆變器裝置中，其直流電源9的高壓為幾千伏時，要求緩沖電容器4a、4b耐壓高于該直流電源9的電壓，而且為了減小GTO電流截止時出現(xiàn)的峰值電壓，又要求上述電容器電感小，所以隨著直流電源9電壓加大，該電容器體積增大，成本高，進而整個裝置變大，變貴。這又是個問題。
需要把輸出端子A兩側(cè)的電抗器5a、5b的電感量加在一起，因而必須設置緩沖電容器4a、4b，以抑制GTO1a、1b電流截止時的電源上升率，結(jié)果造成整個裝置的組成元件多，裝置體積大，成本高。這也是個問題。
同樣，在圖29或圖30所示三電平逆變器裝置的情況下，也存在要求回收電容器7a、7b耐壓高于直流電源9a、9b的電壓，因而電力再生電路8a、8b體積大，整個裝置也體積大的問題。
在如圖30那樣通過變量器15和二極管16將緩沖電容器4c、4d所存電能回饋到正負電母線P、N上時，又存在復位電壓僅為緩沖二極管3c、3d和復位電阻17上的壓降，因而變量器15的復位時間長的問題。用該變量器作電能回饋裝置，構(gòu)成多相逆變器裝置時，還存在需要對各相設置變量器15，因而裝置體積大，成本高的問題。
此外，如圖31那樣用放電電阻18消耗緩沖電容器4c、4d所存電能時，還存在效率降低的問題。
本發(fā)明就是為解決上述問題而作的，其目的在于獲得一種電力變換裝置，該裝置通過使回收緩沖電路和電抗器所存電能用的回收容器電壓降低且單極性充電，減少其自消弧型半導體元件緩沖電路的組成元件。
本發(fā)明另一目的在于獲得一種使回收緩沖電容器和陽極電抗器所存能量的回收電容器耐壓要求降低的電力變換裝置。
本發(fā)明的再一目的是獲得一種通過將放電電阻所耗電能回收到回收電容器，可不用變量器而將回收電能回饋到直流電源的電力變換裝置。
本發(fā)明的又一目的是獲得一種通過多相共用回收電容器和電力再生電路，實現(xiàn)總體結(jié)構(gòu)小型化且低成本的電力變換裝置。
本發(fā)明的再一目的是獲得一種通過減小為存儲放電電阻所耗電能而并接在箝位二極管上的緩沖電容器的靜電電容，降低電能消耗，提高效率的電力變換裝置。
本發(fā)明第1種電力變換裝置配備串接于直流電源正、負母線之間的第1和第2自消弧型半導體元件、分別與該二半導體元件反向并聯(lián)的第1和第2二極管、串接在該二半導體元件之間的電抗器、設于第2自消弧型半導體元件與電抗器的連接點上的輸出端子、與第1自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第1電容器和第3二極管組成的緩沖電路、串接在第1電容器與第3二極管的連接點和輸出端子之間的第2電容器及第4二極管，以及按第1和第2自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將第2電容器所存電能回饋到直流電源的電力再生電路。
本發(fā)明第2種電力變換裝置配備串接在直流電源正負母線之間的第1和第2自消弧型半導體元件、分別與該二半導體元件反向并聯(lián)的第1和第2二極管、串接在該二半導體元件之間的電抗器、設于第1自消弧型半導體元件與電抗器的連接點上的輸出端子、與第2自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第1電容器和第3二極管組成的緩沖電路、串接在第1電容器與第3二極管的連接點和輸出端子之間的第二電容器及第4二極管，以及按第1和第二自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將第2電容器蓄積的電能回饋到直流電源的電力再生電路。
本發(fā)明第3種電力變換裝置配備串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間的第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件，分別與上述四個半導體元件反向并聯(lián)的第1、第2、第3和第4二極管，連接在第1、第2自消弧型半導體元件之間的第1電抗器，連接在第3、第4自消弧型半導體元件之間的第2電抗器，連接在第2自消弧型半導體元件與第1電抗器的連接點和中間電位點之間的第5二極管，連接在第3自消弧型半導體元件與第2電抗器的接點和中間電位點之間的第6二極管，設于第2自消弧型半導體元件與第3自消弧型半導體元件的連接點上的輸出端子，與第一自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第1電容器和第7二極管組成的第1緩沖電路，與第4自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第2電容器和第8二極管組成的第2緩沖電路，串接在第1電抗器與第2自消弧型半導體元件的接點和第1電容器與第7二極管的接點之間的第3電容器和第9二極管，串接在第2電抗器與第3自消弧型半導體元件的接點和第2電容器與第8二極管的接點之間的第4電容器和第10二極管，以及通過上述四個自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將第3和第4電容器所存電能回饋到直流電源的第1和第2電力再生電路。
本發(fā)明第4種電力變換裝置配備串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間的第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件，分別與上述四個半導體元件反向并聯(lián)的第1、第2、第3和第4二極管，連接在第1、第2自消弧型半導體元件之間的第1電抗器，連接在第3、第4自消弧型半導體元件之間的第2電抗器，連接在第2自消弧型半導體元件與第1電抗器的接點和中間電位點之間的第5二極管，連接在第3自消弧型半導體元件與第2電抗器的接點和中間電位點之間的第6二極管，設于第2自消弧型半導體元件與第3自消弧型半導體元件的連接點上的輸出端子，與第1自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第一電容器和第7二極管組成的第一緩沖電路，與第4自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第2電容器和第8二極管組成的第2緩沖電路，與第5二極管并聯(lián)且由第3電容器和第9二極管組成的第3緩沖電路;與第6二極管并聯(lián)且由第4電容器和第10二極管組成的第4緩沖電路，串接在第3電容器與第9二極管的接點和第1電容器與第7二極管的接點之間的第5電容器和第11二極管，串接在第2電容器與第8二極管的接點和第4電容器與第10二極管的接點之間的第6電容器和第12二極管，以及按第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將第5和第6電容器所存電能再生到直流電源的第1和第2電力再生電路。
本發(fā)明第5種電力變換裝置配備串接于中間電位點的直流電源正負母線之間第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件，分別與上述四個半導體元件反向并聯(lián)的第1、第2、第3和第4二極管，連接在第1和第2自消弧型半導體元件之間的第1電抗器，連接在第3和第4自消弧型半導體元件之間的第2電抗器，連接在第2自消弧型半導體元件與第1電抗器的接點和中間電位點之間的第5二極管，連接在第3自消弧型半導體元件與第2電抗器的接點和中間電位點之間的第6二極管，設于第2與第3自消弧型半導體元件的連接點的輸出端子，與第1自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第1電容器和第7二極管組成的第1緩沖電路，與第4自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第2電容器和第8二極管組成的第2緩沖電路，與第5二極管并聯(lián)且由第3電容器和第9二極管組成的第3緩沖電路，與第6二極管并聯(lián)且由第4電容器和第10二極管組成的第4緩沖電路，連接在第3電容器與第9二極管的接點和第1電容器與第7二極管的接點之間的第1電阻，以及連接在第2電容器與第8二極管的接點和第4電容器與第10二極管的接點之間的第2電阻。
本發(fā)明第6種電力變換裝置，在第1或第2種電力變換裝置中設置由串接于正負母線之間的電容器和二極管，以及該二極管上并聯(lián)的電阻等組成的電壓箝位電路。
本發(fā)明第7種電力變換裝置，在第3、第4或第5種電力變換裝置中設置多個由分別串接于正負母線與中間電位點之間的電容器和二極管，以及與二極管并聯(lián)的電阻等組成的電壓箝位電路。
本發(fā)明第8種電力變換裝置，在第1或第2種電力變換裝置中設置由串接于正負母線之間的電容器和二極管組成的電壓箝位器，同時也設置將電容器所存電能回饋到直流電源的電力再生電路。
本發(fā)明第9種電力變換裝置，在第3、第4或第5種電力變換裝置中設置多個由分別串接在正負母線與中間電位點之間的電容器和二極管組成的電壓箝位器，同時也設置將電容器所存電能回饋到直流電源的電力再生電路。
本發(fā)明第10種電力變換裝置，在第1或第2種電力變換裝置中，使其電力再生電路將第2電容器所存過剩電能回饋到直流電源，同時將第2電容器的充電電壓控制到小于直流電源電壓。
本發(fā)明第11種電力變換裝置，在第3種電力變換裝置中，使其第1和第2電力再生電路將第3和第4電容器所存過剩電能回饋到直流電源，同時將第3和第4電容器的充電電壓控制到小于直流電源電壓。
本發(fā)明第12種電力變換裝置，在第4種電力變換裝置中，使其第1和第2電力再生電路將第5和第6電容器所存過剩電能回饋到直流電源，同時將上述二電容器的充電電壓控制到小于直流電源電壓。
本發(fā)明第13種電力變換裝置在包含串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間作為正臂的第1和第2自消弧型半導體元件、串接于該母線之間作為負臂的第3和第4自消弧型半導體元件、分別與這些半導體元件反向并聯(lián)的續(xù)流二極管、連接在第1與第2自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和中間電位點之間的第1箝位二極管、連接在第3與第4自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和中間電位點之間的第2箝位二極管、設于正臂和負臂的連接點上的輸出端子等6部分的三電平逆變器裝置中，配備分別與正負臂串聯(lián)的陽極電抗器、由分別與第1和第4自消弧型半導體元件及第1和第2箝位二極管并聯(lián)的緩沖二極管和緩沖電容器組成的第1、第2、第3和第4緩沖電路、連接在第1自消弧型半導體元件所對應第1緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和正母線之間的第1二極管和第1回收電容器、連接在第4自消弧型半導體元件所對應第2緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和負母線之間的第2二極管和第2回收電容器、連接在第1箝位二極管所對應第3緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點與中間電位點之間的第1放電電阻、連接在第2箝位二極管所對應第4緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和中間電位點之間的第2放電電阻、分別取出第1和第2回收電容器所存電能并分別回饋到以中間電位點為界的直流電源正端和負端的第1和第2電能再生電路。
本發(fā)明第14種電力變換裝置，在包含串接于中間電位點的直流電源正負母線之間作為正臂的第1和第2自消弧型半導體元件、串接于該母線之間作為負臂的第3和第4自消弧型半導體元件、分別與這些半導體元件反向并聯(lián)的續(xù)流二極管、連接在第1與第2自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和中間電位點之間的第1箝位二極管、連接在第3與第4自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和中間電位點之間的第2箝位二極管、設于正臂和負臂的連接點上的輸出端子等6部分的三電平逆變器裝置中，配備分別與正負臂串聯(lián)的陽極電抗器、由分別與第1和第4自消弧型半導體元件及第1和第2箝位二極管并聯(lián)的緩沖二極管和緩沖電容器組成的第1、第2、第3和第4緩沖電路、連接在第1箝位二極管所對應第3緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和中間電位之間的第1放電電阻、連接在第2箝位二極管所對應第4緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和中間電位點之間的第2放電電阻、連接在第1自消弧型半導體元件所對應第1緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和正母線之間第3放電電阻、連接在第4自消弧型半導體元件所對應第2緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和負母線之間的第4放電電阻。
本發(fā)明第15種電力變換裝置，在包含串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間作為正臂的第1和第2自消弧型半導體元件，串接于該母線之間作為負臂的第3和第4自消弧型半導體元件、分別與這些半導體元件反向并聯(lián)的續(xù)流二極管、連接在第1與第2自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和中間電位點之間的第1箝位二極管、連接在第3與第4自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和中間電位點之間的第2箝位二極管、設于正臂與負臂的連接點上的輸出端等6部分的三電平逆變器裝置中，配備分別與正負臂串聯(lián)的陽極電抗器、由分別與第1和第4自消弧型半導體元件及第1和第2箝位二極管并聯(lián)的緩沖二極管和緩沖電容器組成的第1、第2、第3和第4緩沖電路、連接在第1自消弧型半導體元件所對應第1緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和正母線之間的第1二極管和第1回收電容器、連接在第4自消弧型半導體元件所對應第2緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的串聯(lián)接點和負母線之間的第2二極管和第2回收電容器、連接在第1箝位二極管所對應第3緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和中間電位點之間的第3二極管、第1電抗器和第3回收電容器、連接在第2箝位二極管所對應第4緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和中間電位點之間的第4二極管、第2電抗器和第4回收電容器、取出第1和第2回收電容器所存電能并分別回饋到以中間電位點分界的直流電源正端和負端的第1和第2電力再生電路、取出第3和第4回收電容器所存電能并分別回饋到以中間電位點為界的直流電源正端和負端的第3和第4電力再生電路。
本發(fā)明第16種電力變換裝置，在第15種電力變換裝置中分別將第1、第2、第3和第4回收電容器與第1、第2、第3和第4電力再生電路作多相共接。
本發(fā)明第17種電力變換裝置，在第15種電力變換裝置中設置分別與第1、第2、第3和第4回收電容器并聯(lián)的第5、第6、第7和第8回收電容器，而且分別將第5、第6、第7和第8回收電容器與第1、第2、第3和第4電力再生電路作多相共接。
本發(fā)明第18種電力變換裝置，在第13、14、15、16或17種電力變換裝置中，使第3和第4緩沖電路的緩沖電容器具有比第1和第2緩沖電路緩沖電容器低的靜電電容，減少組成第3和第4緩沖電路的緩沖電容器中所存電能。
在本發(fā)明中，減少緩沖電路的組成元件，不降低將自消弧型半導體元件所加電壓、電流的急劇上升抑制在希望值的功能，而且通過用于回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器的低壓化，使整個裝置結(jié)構(gòu)簡化。
本發(fā)明中，采用將回收電容器中的過剩電能回饋到直流電源，將該電容器充電電壓固定控制為低電壓的電力再生電路，從而提高效率。
本發(fā)明中，將回收電容器接到直流電源正負母線上，因而可減小該電容器的充電電壓，降低耐壓要求。
本發(fā)明中，將電能再生電路換為放電電阻，減少組成元件。
本發(fā)明中，用回收電容器回收放電電阻所消耗的全部電能，還用電力再生電路將回收電能回饋到直流電源，不必用變量器。
本發(fā)明中，回收電容器和電能再生電路可多相共用。
本發(fā)明中，利用箝位二極管所接緩沖電容器，減少儲存電能，減少放電電阻耗電。


圖1畫出本發(fā)明實施例1的逆變器裝置的電路組成。
圖2列出圖1中自消弧型半導體元件開關(guān)狀態(tài)與輸出端電壓的關(guān)系，以說明本發(fā)明實施例1的動作。
圖3列出圖1電路的電流路徑，以說明本發(fā)明實施例1的動作。
圖4畫出本發(fā)明實施例2的逆變器裝置的電路組成。
圖5畫出本發(fā)明實施例3的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖6列出圖5中自消弧型半導體元件開關(guān)狀態(tài)與輸出端電壓的關(guān)系，以說明本發(fā)明實施例3的動作。
圖7列出圖5電路的電流路徑，以說明本發(fā)明實施例3的動作。
圖8畫出本發(fā)明實施例4的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖9畫出本發(fā)明實施例1-實施例4中電力再生電路具體例的電路組成。
圖10畫出本發(fā)明實施例6的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖11畫出本發(fā)明實施例7的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖12畫出本發(fā)明實施例7的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖13畫出本發(fā)明實施例8的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖14畫出本發(fā)明實施例8的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖15畫出本發(fā)明實施例13的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖16為說明本發(fā)明實施例13動作的圖15中自消弧型半導體元件的開關(guān)動作定時圖。
圖17列出圖15電路的電流路徑，以說明本發(fā)明實施例13的動作。
圖18畫出本發(fā)明實施例14的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖19畫出本發(fā)明實施例15的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖20畫出本發(fā)明實施例16的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖21畫出本發(fā)明實施例17的三電平逆變器裝置放電電阻連接部分的電路組成。
圖22畫出本發(fā)明實施例18的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖23畫出本發(fā)明實施例19的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖24畫出本發(fā)明實施例20的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖25畫出本發(fā)明實施例21的三電平逆變器裝置的電路組成。
圖26畫出本發(fā)明實施例21的三電平逆變器裝置關(guān)鍵部分的電路組成圖。
圖27為已有逆變器電力變換裝置的電路組成圖。
圖28為另一例已有逆變器電力變換裝置的電路組成圖。
圖29為已有三電平逆變器電力變換裝置的電路組成圖。
圖30為另一例已有三電平逆變器電力變換裝置的電路組成圖。
圖31為又一例已有三電平逆變器電力變換裝置的電路組成圖。
實施例1下面按圖說明本發(fā)明實施例1。
圖1畫出以逆變器裝置為例的情況下，本發(fā)明實施例1的電路組成，圖中1a、1b、2a、2a、2b、3、4-9、A、P、N與上文所述(參閱圖27)相同。因而，在此設自消弧型半導體元件采用可關(guān)斷晶體閘流管(GTO)。
但本例中各元件連接關(guān)系與上文所述不同，輸出端子A設于電抗器5與GTO1b的連接點處。箭號(甲)、(乙)分別表示負載電流I0的方向。
組成GTO1a的緩沖電路的緩沖二極管3接于GTO1a的陰極端，緩沖電容器4則接正母線p。
組成GTO1b的緩沖電路的回收電容器7插在電力再生電路8的兩個輸出端子之間，決定回收電容器7充電方向的極性二極管6接于GTO1b的陽極端。改變極性二極管6和回收電容器7的位置不會影響任何電路動作。關(guān)于電力再生電路8的具體電路組成例將在下文實施例5中詳述。
電力再生電路8取出回收電容器7的過剩電能，回饋至直流電源9，而且以圖中帶“點”的電極為正極，控制回收電容器7的充電電壓大致固定為低于直流電源9的電壓E的電壓e。此外e為電壓E的幾分之一。
圖2列表說明GTO1a、1b開關(guān)狀態(tài)與輸出端子A的電壓的關(guān)系，圖3說明負載電流I0的路徑。下面參閱圖2和圖3，同時說明圖1所示本發(fā)明實施例1的動作。
首先說明負載電流I0方向為(甲)時兩種開關(guān)狀態(tài)(參閱圖2)的電路動作。
在狀態(tài)1的初始狀態(tài)時，負載電流I0按路徑1(參閱圖3)流動，輸出端子A的電壓為0，緩沖電容器4充電至電壓(E+e)。考慮在這種狀態(tài)下先使GTO1b關(guān)斷，經(jīng)過一段防短路時間Td后使GTO1a再導通的情況。本例中，即使GTO1b關(guān)斷，對電路的狀態(tài)也無影響。
使GTO1a導通，則直流電源9的電壓加到電抗器5上，因而一方面由該電抗器抑制GTO1a的電流上升率(di/dt)，一方面負載電流I0開始沿路徑2流動。電流上升率di/dt可由下列(1)式求出，式中Ls為電抗器5的電感。
di/dt＝E/Ls(1)緩沖電容器4通過路徑3放電到電壓為0。這時，由路徑3將電容器4的電能回收到回收電容器7，因而電抗器5中的電流大于負載電流I0。
因此，在緩沖電容器4放電后，緊接著在電抗器5中電能存儲過剩，但緩沖二極管3導通，所以通過路徑4將過剩電能回收到回收電容器7。其結(jié)果是電抗器5的電流收斂為負載電流I0的值。經(jīng)上述過程后，負載電流沿路徑2流動，輸出端子A的電壓變?yōu)镋。
在狀態(tài)2的初始狀態(tài)時，負載電流I0沿路徑2流動，輸出端子A的電壓為E，緩沖電容器4的電壓為0。考慮在這種狀態(tài)下使GTO1a先關(guān)斷，經(jīng)過一段防短路時間Td后使GTO1b再導通的情況。
使GTO1a關(guān)斷，則負載電流I0切斷，并旁路到路徑5。這時，緩沖電容器4由負載電流I0充電，可由緩沖電容器4抑制GTO1a電壓上升率(dv/dt)。此電壓上升率可由下列(2)式求出。式中，Cs為緩沖電容器4的靜電電容。
dv/dt＝I0/Cs(2)緩沖電容器4充電到電壓為(E+e)后，續(xù)流二極管2b導通，負載電流I0沿路徑1流動。緊接著電抗器5所存電能過剩，但由路徑4將該電能回收到回收電器7，因而電抗器5的電流收斂為0。
此處，即使經(jīng)過一段防短路時間Td之后，使GTO1b導通，電路狀態(tài)也無變化。經(jīng)過上述過程后，負載電流I0沿路徑1流動，輸出端子A的電壓為0。
其次，說明負載電流I0的方向為箭號(乙)時兩種開關(guān)狀態(tài)的電路動作。
在狀態(tài)1的初始狀態(tài)時，負載電流I0沿路徑6流動，輸出端子A的電壓為0，緩沖電容器4的電壓為(E+e)?？紤]在這種狀態(tài)下使GTO 1b關(guān)斷，經(jīng)過一段防短路時間Td后再使GTO 1a導通的情形。
使GTO 1b關(guān)斷，則負載電流I0不通，并旁路到路徑7。這時，緩沖電容器4通過負載電流I0放電，因而可由緩沖電容器4抑制GTO 1b的電壓上升率(dv/dt)。
路徑7中，緩沖電容器4和回收電容器7安排成串聯(lián)，所以GTO1b的電壓上升率(dv/dt)可由(3)式求出。式中，C0為回收電容器7的靜電電容。
dv/dt＝I0/｛CsCO/(Cs+CO)｝ (3)這里，若選擇回收電容器7的靜電電容CO，使之滿足(4)式的關(guān)系，即充分大于電容器7的靜電電容Cs，則(3)式的電壓上升率等于(2)式的電壓上升率。
CO＞＞Cs(4)緩沖電容器4放電到電壓為0，其所存電能回收到回收電容器7。使續(xù)流二極管導通的負載電流IO也開始沿路徑8流動。此處，經(jīng)過一段防短路時間Td后使GTO1a導通，電路狀態(tài)無變化。
經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑8流動，輸出端子A的電壓為E。路徑7中無電抗器等，也即無對GTO1b正向施加峰值電壓的組成元件，所以GTO1b電流截止時加的電壓由0上升，該電壓上升率dv/dt可象上述(3)式那樣進行抑制。
在狀態(tài)2的初始狀態(tài)時，負載電流IO沿路徑8流動，輸出端子A的電壓為E，緩沖電容器4的電壓為0。考慮在這種狀態(tài)下先使GTO1a關(guān)斷，經(jīng)過一段防短路時間Td后，再使GTO1b導通的情況。此外，GTO1a關(guān)斷，電路狀態(tài)無變化。
使GTO1b導通，則直流電源9的電壓E加到電抗器5上，一面由電抗器5抑制GTO1b的電流上升率di/dt，一面使負載電流I0沿路徑6流動。這里的電流上升率可由上述(1)式求出。
緩沖電容器4經(jīng)路徑9充電到電壓為(E+e)，所以，電抗器5的電流方向與初始狀態(tài)的電流方向相反。因此，在緩沖電容器4充電之后，緊接著電抗器5所存電能過剩，但極性二極管6導通，所以經(jīng)路徑4將該電能回收到回收電容器7。因此，電抗器5的電流收斂為0。經(jīng)過上述過程后，負載電流沿路徑6流動，輸出端子A的電壓為0。
如上所述，根據(jù)圖1所示由逆變器裝置組成的本發(fā)明實施例1，GTO1a、1b開關(guān)動作中的電壓上升率(dv/dt)和電流上升率(di/dt)可抑制，而且緩沖電容器4和電抗器5所存電能可全回收到回收電容器7。
在圖27所示已有逆變器裝置中，將電抗器5所存電能回收到回收電容器7的路徑，以及緩沖電容器4的放電路徑中，都包含直流電源9，所以難以使回收電容器7的充電電壓降低。然后，本發(fā)明的實施例1中，放電路徑構(gòu)成不含直流電源9，因而能降低圖1中回收電容器7的充電電壓。
在圖28所示已有逆變器裝置中，2個緩沖電容器4a、4b和回收電容器7串聯(lián)，回收電容器上加有兩種極性的電壓，所以也難以使回收電容器7的充電電壓降低。在本發(fā)明的實施例1中，則做成可借助極性二極管6避免回收電容器7上施加兩種極性的電壓，因而該電容器充電電壓可降低。
也就是說，以上電路動作的詳細說明顯然表明，選擇回收電容器7的靜電電容大于緩沖電容器4的靜電電容，又做成從電抗器5與GTO1b的連接點引出輸出端子A，因而用極性二極管6、回收電容器7和緩沖電容器4組成的串聯(lián)電路可充分完成GTO1b的緩沖電路的功能。
電力再生電路本身雖然不是本發(fā)明的主要特征，但后文所述實施例5中將說明用其具體電路可實現(xiàn)本發(fā)明實施例1的情況。
實施例2如圖1所述，上述實施例1中GTO1a對應的緩沖電路3與4串接，但GTO1b對應的緩沖電路也可串接。
圖4畫出以逆變器裝置為例時，本發(fā)明實施例2的電路組成，圖中1a、1b、2a、2b、3-9、A、P和N均與上文所述相同。這時，GTO1b對應的緩沖電路3與4串接，電路動作與圖1的情況下完全對稱，所以說明省略。
實施例3上述實施例1示出了電力變換裝置為逆變器裝置的情況，但圖29那樣的三電平逆變器裝置，本發(fā)明當然也能用。
圖5畫出以三電平逆變器為例時，本發(fā)明實施例3的電路組成，圖中1a-1d、2a、2b、3a、3b、4a、4b、5a、5b、6a、6b、7a、7b、8a、8b、9a、9b、14a、14b、A、C、P、N均與上文所述相同(參閱圖29)。
這種情況下，通常可用平滑濾波器替換的直流電源9a、9b的電壓分別為E/2。
圖6列表說明GTO1a、1b、1c、1d的開關(guān)狀態(tài)1-4與輸出端子X的電壓的關(guān)系，圖7列表說明負載電流IO的路徑1-17。
與上文所述相同，電力再生電路8a、8b也取出回收電容器7a、7b的過剩電能，回饋到直流電原9a、9b，而且具有將回收電容器7a、7b的電壓控制為直流電源電壓E(＝E/2)的幾分之一的固定電壓e的功能。但回收電容器7a、7b將帶“點”的電極作為正極進行充電。
下面參照圖6和圖7，說明圖5所示本發(fā)明實施例3的動作。
首先，說明負載電流IO的方向為箭號(甲)時4種開關(guān)狀態(tài)下的電路動作。
在狀態(tài)1的初始狀態(tài)時，負載電流IO按路徑1流動，輸出端子X的電壓為0，緩沖電容器4a充電至電壓為(E+e)，緩沖電容器4b的電壓為0?？紤]在這種狀態(tài)下先使GTO1b關(guān)斷，經(jīng)過一段防短路時間后再使GTO 1c導通的情況。此處，使GTO1b關(guān)斷，電路狀態(tài)無變化。
使GTO1c導通，則直流電源9b的電壓E加到陽極電抗器5b上，因而一面由陽極電抗器5b抑制GTO1b的電流上升率di/dt，一面負載電流IO沿路徑2開始流動。這時的電流上升率可由下列(5)式求出，式中Ls為陽極電抗器5a和5b的電感。
di/dt＝E/Ls(5)然后，GTO1b中的電流大于負載電流IO，但其過剩電流沿路徑3流動，因而緩沖電容器4b充電到電壓(E+e)。在緩沖電容器4b充電之后，緊接著陽極電抗器5b所存電能過剩，但通過路徑4將過剩電能回收到回收電容器7b。經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑2流動，輸出端子X的電壓為E/2。
在狀態(tài)2的初始狀態(tài)時，負載電流IO按路徑2流動，輸出端子X的電壓為E/2，緩沖電容器4a、4b充電到電壓為(E+e)?？紤]在這種狀態(tài)下使GTO1d關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時間Td后再使GTO1a導通的情況。此處，使GTO1d關(guān)斷，電路狀態(tài)無變化。
使GTO1a導通，則直流電源9a的電壓E加到陽極電抗器5a上，因而一面由該電抗器5a抑制GTO1a的電流上升率di/dt，一面負載電流IO沿路徑5開始流動。這時的電流上升率di/dt可由上述(5)式求出。
這時，箝位二極管14上加反向電壓，處于關(guān)斷狀態(tài)，而且緩沖電容器4a經(jīng)路徑6放電到電壓為0。通過路徑6，將緩沖電容器4的電能回收到回收電容器7a。在緩沖電容器4放電之后，緊接陽極電抗器5a所存電能過剩，但通過路徑7將過剩電能回收到回收電容器7a。經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑5流動，輸出端子X的電壓為E。
在狀態(tài)3的初始狀態(tài)時，負載電流IO沿路徑5流動，輸出端子X的電壓為E，緩沖電容器4a的電壓為0，緩沖電容器4b充電到電壓為(E+e)?？紤]在這種狀態(tài)下先使GTO1a關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時間Td后再使GTO1d導通的情形。
使GTO1a關(guān)斷，則負載電流IO不通，并旁路到路徑8。這時，緩沖電容器4a由負載電流IO充電，因而由該電容器抑制GTO1a的電壓上升率。這時的電壓上升率dv/dt可由下列(b)式求出。式中，Cs為緩沖電容器4a、4b的靜電電容。
dv/dt＝IO/Cs(6)緩沖電容器4a充電到電壓為(E+e)，箝位二極管14a導通，所以負載電流IO開始沿路徑2流動。該電容器剛充電，緊接著陽極電抗器5a所存電能過剩，但路徑7將過剩電能回收到回收電容器7a。此外，經(jīng)一段防短路時間Td后GTO1d導通，電路狀態(tài)無變化。經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑2流動，輸出端子X的電壓為E/2。
在狀態(tài)4的初始狀態(tài)時，負載電流IO按路徑2流動，輸出端子X的電壓為E/2，緩沖電容器4a、4b的電壓為(E+e)。考慮在這種狀態(tài)下先使GTO1c關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時間Td后再使GTO1b導通的情況。
使GTO1c關(guān)斷，則負載電流IO不通，并由路徑9提供該電流IO。這里，緩沖電容器4b用負載電流IO放電，因而可抑制GTO1c的電壓上升率。路徑9上串接有緩沖電容器4b和回收電容器7b，所以上述電壓上升率dv/dt可由下列(7)式求出。式中，CO為回收電容器7a、7b的靜電電容。
dv/dt＝IO｛CsCO/(Cs+CO)｝ (7)這里，若選擇回收電容器7a、7b的CO，使之滿足(8)式的關(guān)系，即充分大于緩沖電容器4a、4b的Cs，則等效地使(7)式的電壓上升率與(6)式的電壓上升率同值。
CO＞＞Cs(8)緩沖電容器4b放電到0，該電容器所存電能回收到回收電容器7b。又因續(xù)流二極管2d導通，所以負載電流開始沿路徑1流動。此處，經(jīng)一段防短路時間Td后使GTO1b導通，電路狀態(tài)無變化。經(jīng)過上述過程后，負載電流I0沿路徑1流動，輸出端子X的電壓為0。
其次，關(guān)于負載電流IO的方向為箭號(2)時4種開關(guān)狀態(tài)(圖6)的電路動作，因為與上述負載電流IO的方向為箭頭(甲)時的電路動作完全對稱，所以說明省略。
如上所述，圖5所示逆變器裝置可抑制GTO1a、1b、1c、1d開關(guān)動作中的電壓上升率dv/dt和電流上升率di/dt，而且緩沖電容器4a、4b和陽極電抗器5a、5b所存電能可全部回收到回收電容器7a、7b。
電力再生電路8a、8b本身雖然不是本發(fā)明的主要部分，但將在后文所述實施例5中說明用其具體電路可實現(xiàn)本實施例的情況。
實施例4
圖8畫出以三電平逆變器裝置為例時，本發(fā)明實施例4的電路組成，圖中以同一符號表示的部分和上文所述(參閱圖5)相同。
在圖8中，僅就與圖5(實施例3)的不同點作說明，3c、4c為與箝位二極管14a并聯(lián)的緩沖電容器和緩沖二極管，它們組成對應于箝位二極管14a的緩沖電路。
在緩沖電容器4c與緩沖二極管3c的接點和緩沖電容器4a與緩沖二極管3a的接點之間，連接由極性二極管6a和回收電容器7a組成的串聯(lián)電路。
箝位二極管14b也具有同樣的電路組成，3d、4d為與箝位二極管14b并聯(lián)的緩沖電容器和緩沖二極管，它們組成對應于箝位二極管14b的緩沖電路。
其他電路組成如圖5所示。
下面在參閱圖6和圖7的同時，說明圖8所示本發(fā)明實施例4中負載電流IO的方向為箭號(甲)時4種開關(guān)動作狀態(tài)下的電路動作。
在狀態(tài)1的初始狀態(tài)下，負載電流IO按路徑1流動，輸出端子X的電壓為0，緩沖電容器4a、4d充電到電壓為(E+e)，緩沖電容器4b、4c的電壓為0?？紤]在這種狀態(tài)下先使GTO1b關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時間Td后再使GTO1c導通的情況。此外，使GTO1b關(guān)斷，電路狀態(tài)無變化。
使GTO1c導通，則直流電源9b的電壓E(＝E/2)加到陽極電抗器5b上，因而一邊由該電抗器抑制GTO1c的電流上升率di/dt，一邊負載電流IO沿路徑2開始流動。這時的電流上升率di/dt可由下列(9)式求出。式中，Ls為陽極電抗器5a、5b的電感。
di/dt＝E/Ls(9)然后，GTO1b中的電流大于負載電流IO，但過剩電流沿路徑3流動，從而緩沖電容器4b充電到電壓為(E+e)。緩沖電容器4d經(jīng)路徑10放電到電壓為0，通過該路徑將緩沖電容器4d的電能回收到回收電容器7b。
這時，緩沖電容器4d剛放電，緊接著陽極電抗器5b所存電能過剩，但路徑11將過剩電能回收到回收電容器7b。經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑2流動，輸出端子X的電壓為E/2。
在狀態(tài)2的初始狀態(tài)時，負載電流IO按路徑2流動，輸出端子X的電壓為E/2，緩沖電容器4a、4b充電到電壓為(E+e)，緩沖電容器4c、4d的電壓為0?？紤]在這種狀態(tài)下使GTO1d關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時間后再使GTO1a導通的情況。本例中，使GTO1d關(guān)斷，電路狀態(tài)無變化。
使GTO1a導通，則直流電源9a的電壓E加到陽極電抗器5a上，因而一面由該電抗器抑制GTO1a的電流上升率di/dt，一面負載電流IO開始沿路徑5流動。這時的電流上升率di/dt可由上述(9)式求出。
此后，GTO1c中的電流大于負載電流IO，但其過剩電流沿路徑12流動，因而緩沖電容器4c充電到電壓為(E+e)后，箝位二極管14a變成關(guān)斷狀態(tài)。緩沖電容器4a僅沿路徑13放電到電壓為0。
通過此路徑13，上述電容器4a的電能回收到回收電容器7a。這時，電容器4a剛放電，緊接著存到陽極電抗器5a的電能過剩，但路徑14將過剩電能回收到回收電容器7a。經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑5流動，輸出端子X的電壓為E。
在狀態(tài)3的初始狀態(tài)時，負載電流IO沿路徑5流動，輸出端子X的電壓為E，緩沖電容器4a、4d的電壓為0，緩沖電容器4b、4c充電到電壓為(E+e)。考慮在這種狀態(tài)下使GTO1a關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時間Td后再使GTO1d導通的情況。
使GTO1a關(guān)斷，則負載電流IO不通，并旁路到路徑8。緩沖電容器4c沿路徑15放電。即相當于負載電流IO通過路徑8和路徑15提供，因而可抑制GTO1a的電壓上升率dv/dt。
路徑15中又串接有緩沖電容器4c和回收電容器7a。因此，GTO1a的電壓上升率dv/dt可由下列(10)式求出。式中，Cs和CO分別為緩沖電容器4a、4b、4c、4d和回收電容器7a、7b的靜電電容。
dv/dt＝IO｛Cs+COCs/(Cs+CO)｝ (10)這里，若選定回收電容器7a、7b的CO，使之滿足下列(11)式的關(guān)系，則等效地使(10)式的電壓上升率與下列(12)式的電壓上升率數(shù)值大致相同。
CO＞＞Cs(11)dv/dt＝IO/2Cs(12)然后，緩沖電容器4a充電到電壓為(E+e)，緩沖電容器4c經(jīng)路徑15放電到電壓為0，從而電容器4c的電能回收到回收電容器7a。這又導致箝位二極管14a導通，使負載電流IO沿路徑2開始流動。
這里，緩沖電容器4c剛放電，緊接著存到陽極電抗器5a的電能過剩，但路徑14將過剩電能回收到回收電容器7a。本例中，經(jīng)一段防短路時間Td后使GTO1d導通，電路狀態(tài)無變化。經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑2流動，輸出端子X的電壓為E/2。
在狀態(tài)4的初始狀態(tài)時，負載電流IO沿路徑2流動，輸出端子X的電壓為E/2，緩沖電容器4a、4b的電壓為(E+e)，緩沖電容器4c、4d的電壓為0?？紤]在這種狀態(tài)下使GTO1c關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時間后再使GTO1b導通的情形。
使GTO1c關(guān)斷，則負載電流IO不通，并旁路到路徑1b，緩沖電容器4b也經(jīng)路徑17放電。即相當于通過路徑16和路徑17提供負載電流IO，因而可抑制GTO1c的電壓上升率dv/dt。
路徑17中串接有緩沖電容器4b和回收電容器7b，GTO1c的電壓上升率dv/dt可由上述(10)式求出。若回收電容器7a、7b的靜電電容CO滿足上述(11)式，則GTO1c的電壓上升率dv/dt為上述(12)式。
然后，緩沖電容器4d充電到電壓為(E+e)，緩沖電容器4b經(jīng)路徑17放電到電壓為0，因而電容器4b的電能回收到回收電容器7b。這又導致續(xù)流二極管2b導通，使負載電流IO開始沿路徑1流動。本例中，經(jīng)一段防短路時間后使GTO1b導通，電流狀態(tài)無變化。
經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑1流動，輸出端子X的電壓為0。
負載電流IO的方向為箭號(乙)時4種開關(guān)狀態(tài)(參閱圖6)的電路動作，因為與上文所述IO方向為箭頭(甲)時完全對稱，所以說明省略。
如上所述，圖8所示三電平逆變器裝置可抑制GTO1a、1b、1c、1d開關(guān)動作中的電壓上升率dv/dt和電流上升率dv/dt，而且可將緩沖電容器4a、4b、4c、4d和電抗器5a、5b所存電能完全回收到回收電容器7a、7b。
至于電力再生電路8a、8b，其電路本身雖非本發(fā)明的主要部分，但將在下文的實施例5中說明用其具體電路可實現(xiàn)本發(fā)明電路的情況。
實施例5圖9畫出上述實施例1-4中電力再生電路8a、8b具體例的電路組成，圖中6、7和9與上文所述相同。這里畫出用于圖4電力再生電路8的情況，但其他實施例的電力再生電路當然也可用。
圖9中，20a、20b、20c和20d為并接在回收電容器7上且比較耐壓的2對相似自消弧型半導體元件(以下簡稱為開關(guān))，開關(guān)20a-20d上又分別并接二極管。
21為初級端連接上述各對開關(guān)的接點的變量器，其初級與次級線圈匝數(shù)的比設定為(13)式。
初級∶次級＝1∶Nk(13)22a、22b、22c和22d為2對二極管，接在直流電源9的兩端，其各對的接點又連接變量器21的次級。
若將回收電容器7控制為低電壓，則線圈匝數(shù)比Nk最好設定成(14)式。
Nk＝E/e (14)開關(guān)20a-20d組成電橋，2對開關(guān)中，每對的一個開關(guān)與另一對的一個開關(guān)組成開關(guān)組合20a、20d和20c、20b，此二組合交替進行開關(guān)動作，各組合內(nèi)的2個開關(guān)則同時進行開關(guān)。
首先，使開關(guān)20a、20d導通，則回收電容器7的電壓以該電容器帶“點”的一端為正端，加到變量器21的初級，并在該變量器次級以帶“點”的一端為正端，感應出上述電壓的Nk倍的電壓。
若變量器21次級感應電壓大于直流電源9的電壓E，則組成電橋的二極管22a-22d中，二極管22a和22d導通，回收電容器7放電，并流經(jīng)變量器21的初級，此放電電流的1/N也出現(xiàn)在變量器的次級。因此，回收電容器7的電能可回饋到直流電源9。
若使開關(guān)20a、20d關(guān)斷，則回收電容器7放電停止，變量器21所存電能通過與開關(guān)20a、20d分別反向并聯(lián)的二極管再回收到回收電容器7。
其次，使開關(guān)20b、20c導通，則利用上述工作原理，將回收電容器7的過剩電能回饋到直流電源9。
通過提高上述開關(guān)動作的頻率，可將回收電容器7的電壓控制為大致固定的電壓e。變量器21也可小型化。這些都因回收電容器7電壓低才能實現(xiàn)。
圖9的電力再生電路8的優(yōu)點是變量器21施加兩種極性的電壓，可防止變量器21磁場偏移。又利用極性二極管6，使回收電容器7充電電流單向流動，也可防止反向電流造成變量器21磁場偏移等。
通過以上說明，顯然用電力再生電路8、8a、8b的具體電路，上文所述實施例1-實施例4全部能實現(xiàn)。
實施例6圖10畫出以三電平逆變器裝置為例時，本發(fā)明實施例6的電路組成，圖中相同符號與圖8(實施例4)所示的部分相同。
在圖10中，僅說明與圖8不同處，18a、18b為放電電阻，且插入在緩沖二極管3a、3b與緩沖電容器4a、4b的各接點和緩沖二極管3c、3d和緩沖電容器4c、4d的各接點之間。
放電電阻18a對應于圖8中極性二極管6a、回收電容器7a和電力再生電路8a，放電電阻18b對應于圖8中極性二極管6b、回收電容器7b和電力再生電路8b。其工作原理與實施例4的相同，說明省略。
圖10的組成與圖8(實施例4)的相比，三電平逆變器裝置的組成元件非常少。這種電路組成在緩沖電容器4a-4d和陽極電抗器5a、5b所存電能比較少時有效。
實施例7圖11、圖12畫出以逆變器裝置和三電平逆變器裝置為例時，本發(fā)明實施例7的電路組成，圖中相同符號與上文所述相同。各圖中，23、24為包含GTO、緩沖電路和電抗器的開關(guān)電路，對這些部分的具體組成，這里沒專門選擇實施例。
25a、25b、25c為連接電源9、9a、9b與開關(guān)電路23、24的布線中所形成的布線電感，26、26a、26b為二極管，27、27a、27b為與上述各二極管分別串接的電容器。
二極管26和電容器27組成的串聯(lián)電路插在正母線P和負母線N之間，二極管26a和電容器27a組成的串聯(lián)電路插在正母線P和中間電位點之間，二極管26b和電容器27b組成的串聯(lián)電路插在中間電位點C和負母線N之間。
二極管26的兩端之間并接放電電阻18，二極管26a和26b的兩端之間也分別并接放電電阻18a和18b。
二極管26、26a、26b、電容器27、27a、27b和放電電阻18、18a、18b分別組成各相的電壓箝位電路。
通常在組成大容量逆變器裝置或三電平逆變器裝置時，電流電源9、9a、9b與組成逆變器裝置或三電平逆變器裝置各相的半橋電路之間的布線電感25a、25b、25c，其值往往不能忽略。
這種情況下，布線電感25a、25b、25c積存的電能使開關(guān)電路23、24中的緩沖電容器過充電，從而可成為使自消弧型半導體元件(如GTO)過電壓的原因。
本例中，如圖11、圖12那樣，將二極管26、26a、26b、電容器27、27a、27b和放電電阻18、18a、18b組成的電壓箝位電路分別與各相連接，因而將布線電感25a、25b、25c的電能吸收到電容器27、27a、27b中。
這里，電容器27、27a、27b的靜電電容最好選為緩沖電容器電容的幾倍。這樣，GTO上不會有過電壓，而且放電電阻18、18a、18b可共用。
實施例8圖13、圖14畫出以逆變器裝置和三電平逆變器裝置為例時，本發(fā)明實施例8的電路組成，圖中相同符號與上文所述相同。
圖13、圖14中與圖11、圖12(實施例7)的不同點是將圖11、圖12中的放電電阻18、18a、18b換成由電抗器10、10a、10b、二極管11、11a、11b和自消弧型半導體元件12、12a、12b組成的斬波電路(電力再生電路8、8a、8b)。
這時，二極管26相當于極性二極管，電容器27相當于回收電容器。
圖13、圖14所示實施例8中，吸收布線電感25a、25b、25c的電能的電容器27、27a、27b，其電壓比直流電源9、9a、9b的電壓高若干。
電容器27、27a、27b的電能利用自消弧型半導體元件12、12a、12b的導通分別轉(zhuǎn)移到電抗器10、10a、10b。然后，利用上述各半導體元件的關(guān)斷，上述各電抗器的電能分別通過二極管11、11a、11b回饋到電源9、9a、9b。
因此，逆變器裝置或三電平逆變器裝置可實現(xiàn)高效率化，當然也能抑制組成這些裝置的自消弧型半導體元件(如GTO)的過電壓，而且斬波電路8、8a、8b可各相共用。
實施例9上述實施例8中，做成由電力再生電路8、8a、8b將從回收電容器27、27a、27b取出的電能回饋到逆變器裝置或三電平逆變器裝置的直流電源9、9a、9b，但例如也可固定接到自消弧型半導體元件12、12a、12b的門極驅(qū)動電路(未畫出)中的直流電源。
實施例10上述各實施例中，還可對自消弧型半導體元件(如GTO)所接輸出端A、X進一步增添連接由電阻、電容組成的緩沖電路。這種情況下，所增添緩沖電路的電容器可以靜電電容不大。這種電路組成在需要強化對象自消弧型半導體元件的電壓上升率抑制效果時有效。
實施例11上述各實施例中，將電抗器5或陽極電抗器5a作為電路組成元件設置，但作為電路組成元件，不必一定要用這種電抗器，例如利用布線電感25a、25b、25c(參閱圖11-圖14)，也可保持該功能。
實施例12
上述各實施例以逆變器裝置或三電平逆變器裝置為例進行說明，但用于變流器等場合，當然也同樣工作，取得各種功能和效果。
實施例13上述實施例3(圖5)和實施例4(圖8)中，將三電平逆變器裝置的回收電容器7a、7b分別接在電力再生電路8a、8b的兩個輸入端子上，但也可將電容器7a、7b兩端分別接正負母線P和N。
下面按圖說明回收電容器7a、7b接正負母線P和N情況下的本發(fā)明實施例13。
圖15為表示本發(fā)明實施例13的電路組成圖，圖中以相同符號表示的部分與上文所述的相同。因此，自消弧型半導體元件采用GTO1a-GTO1d，而且GTO1a、GTO1c和GTO1b、GTO1d分別作為正、負臂連接在有中間電位點C的直流電源9a、9b的正負母線P和N之間。
GTO1a-GTO1d上分別并聯(lián)續(xù)流二極管2a-2d，在GTO1a與GTO1c的串聯(lián)接點和中間電位點之間連接箝位二極管14a，在GTO1d與GTO1b的串聯(lián)接點和中間電位點C之間連接箝位二極管14b，在正臂與負臂的連接點上設輸出端子X。
對通過陽極電抗5a連接正母線P的GTO1a并聯(lián)由緩沖電容器4a和緩沖二極管3a串聯(lián)而成的緩沖電路，對通過陽極電抗器5b連接負母線N的GTO1b并聯(lián)由緩沖電容器4b和緩沖二極管3b串聯(lián)而成的緩沖電路。
同樣，也對箝位二極管14a、14b并聯(lián)緩沖電路4c、3c和4d、3d。在緩沖二極管3c、3d的兩端還分別并聯(lián)放電電阻18a、18b。
這種情況下，回收電容器7a、7b連接正負母線P和N，通過二極管6a、6b回收緩沖電容器4a、4b和陽極電抗器5a、5b所存電能。
由開關(guān)12a、12b、二極管11a、11b和電抗器10a、10b組成的電力再生電路8a、8b從回收電容器7a、7b取出電能，回饋到直流電源9a。
這種情況下，直流電源9a、9b的電壓均為E，回收電容器7a、7b以帶“點”的一端為正端進行充電到電壓為e，而輸出端子X連接圖中未畫出的感性負載，使負載電流IO的矢量在各GTO1a-GTO1d開關(guān)動作中不變。
下面參照表示各GTO1a-GTO1d動作的定時圖(圖16)和列出圖15電路中電流路徑的說明表(圖17)，說明圖15所示本發(fā)明實施例13的動作。首先，說明GTO1a關(guān)斷，使輸出端子X的電壓從2E變?yōu)镋時的電路動作。
現(xiàn)在設正臂GTO1a、1c導通，負臂的GTO1d、1b關(guān)斷，負載電流IO通過路徑41(見圖17)，輸出端子X出發(fā)，按圖中箭號(甲)的方向流動。這時，緩沖電容器4a、4d的電壓均為0，緩沖電容器4c、4b充電到電壓為直流電源9a、9b的電壓E與回收電容器7a、7b的電壓e之和?？紤]在這種狀態(tài)下使GTO1a關(guān)斷，負載電流IO不通，經(jīng)一段防短路時間Td后再使GTO1d導通的情況。
使GTO1a關(guān)斷，則受阻的負載電流IO旁路到路徑42，緩沖電容器4a充電到電壓為直流電源9a的電壓E與回收電容7a的電壓e之和。這時，緩沖電容器4a抑制GTO1a的電壓上升率。
隨后，陽極電抗器5a所存電能過剩，但通過路徑43將過剩電能全回收到回收電容器7a。和已有裝置(參閱圖31)的不同點是路徑43不包含直流電源9a。因此，回收電容器7a的充電電壓可減小。
從GTO1a關(guān)斷開始，經(jīng)過一段防短路時間Td后，使GTO1d導通，則緩沖電容器4c通過路徑44放電到電壓為0。這里，緩沖電容器4c放電電流引起的GTO1d的電流上升率di/dt可由放電電阻18a抑制，但電容器4c所存電能消耗在電阻18a上。
緩沖電容器4a的充電電壓大于電壓E，則箝位二極管14a導通。經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑45流動，因而GTO1a關(guān)斷，結(jié)束使輸出端子X的電壓從2E變?yōu)镋情況下的電路動作。
其次，說明GTO1C關(guān)斷，使輸出端子X的電壓從E變?yōu)?情況下的電路動作。
現(xiàn)設正臂的GTO1a關(guān)斷，GTO1a導通，負臂的GTO1d導通，GTO1b關(guān)斷，負載電流IO通過路徑45，按圖示箭號(甲)的方向流到輸出端子X。
這時，緩沖電容器4c、4d的電壓都為0，緩沖電容器4a、4b充電到電壓為直流電源9a、9b的電壓E與回收電容器7a、7b的電壓e之和?？紤]在這種狀態(tài)下先使GTO1c關(guān)斷，負載電流IO不通，經(jīng)一段防短路時間Td后再使GTO1b導通的情形。
使GTO1c關(guān)斷，則受阻的負載電流IO旁路到路徑46，緩沖電容器4d充電到電壓為直流電源9b的電壓E與回收電容器7b的電壓e之和。這時緩沖電容器4d抑制GTO1c的電壓上升率dv/dt。
從GTO1c關(guān)斷開始，經(jīng)一段防短路時間Td后，使GTO1b導通，則緩沖電容器4b通過路徑47放電到電壓為0，并通過該路徑將其所存電能回收到回收電容器7b。
隨后，陽極電抗器5b所存電能過剩，但通過路徑48將過剩電能全回收到回收電容器7b。與已有裝置(圖31)的不同點是路徑47、48中不包含直流電源9b。因此，回收電容器7b的充電電壓可減小。
緩沖電容器4c的充電電壓為E，則續(xù)流二極管2d、2b導通，經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑49流動，因而GTO1c關(guān)斷，使輸出端子X的電壓從E變?yōu)?情況下的電路動作結(jié)束。
再說明GTO1b關(guān)斷，使輸出端子X的電壓從0變到E的情況下的電路動作。
現(xiàn)設正臂的GTO1a、1c關(guān)斷，負臂的GTO1d、1b導通，負載電流IO通過路徑49，從輸出端子X出發(fā)的按圖中所示箭頭(甲)的方向流動。
這時，緩沖電容器4c、4b的電壓均為0，緩沖電容器4a、4d充電到電壓為直流電源9a、9b的電壓E與回收電容器7a、7b的電壓e之和。考慮在這種狀態(tài)在使GTO1b關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時后再使GTO1c導通的情況。
本例中，即使GTO1b關(guān)斷，負載電流IO也通過路徑49，從輸出端子X出發(fā)，按圖中箭號(甲)的方向流動，所以電路狀態(tài)無變化。
使GTO1c導通，則陽極電抗器5b上施加分開的直流電源9b的電壓E，一面由該電抗器5b抑制GTO1c的電流上升率di/dt，一面沿路徑45開始提供負載電流IO。
緩沖電容器4d通過路徑50放電到電壓為0，然后，GTO1c中的電流大于負載電流IO，但過剩的電流成為路徑51中的緩沖電容器4b的充電電流，將該電容器充電到電壓為直流電源9b的電壓與回收電容器7b的電壓e之和。
隨后，陽極電抗器5b所存電能過剩，但通過路徑48將過剩電能全回收到回收電容器7b。與已有裝置(圖31)的不同點是路徑48中沒有直流電源9b。因此，回收電容器7b的充電電壓可減小。
經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑45流動，因而GTO1c關(guān)斷，輸出端子X的電壓從0變?yōu)镋情況下的電路動作結(jié)束。
下面說明GTO1d關(guān)斷，使輸出端子X的電壓從E變?yōu)?E情況下的電路動作。
現(xiàn)設正臂的GTO1a和負臂的GTO1b關(guān)斷，正臂的GTO1c和負臂的GTO1d導通，負載電流IO通過路徑45，從輸出端子X出發(fā)，按圖示箭號(甲)的方向流動。
這時，緩沖電容器4c、4d的電壓均為0，緩沖電容器4a、4b充電到電壓分別為直流電源9a、9b的電壓E和回收電容器7a、7b的電壓e之和?？紤]在這種狀態(tài)下，先使GTO1d關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時間后再使GTO1a導通的情況。
本例中，即使GTO1d關(guān)斷，負載電流IO也通過路徑45，從輸出端X出發(fā)，按圖示箭號(甲)的方向流動，可以電路狀態(tài)無變化。
使GTO1a導通，則陽極電抗器5a加上分開的直流電源9a的電壓E，一面由該電抗器抑制GTO1a的電流上升率di/dt，一面通過路徑41開始供給負載電流IO。
然后，GTO1a中的電流變成大于負載電流IO，其過剩部分成為路徑52中的緩沖電容器4c的充電電流，將電容器充電到電壓為直流電源9a的電壓E與回收電容器7a的電壓e之和。
緩沖電容器4a通過路徑53放電到電壓為0，將其所存電能通過該路徑回收到回收電容器7a。
隨后，陽極電抗器5a所存電能過剩，但通過路徑43將過剩電能全回收到回收電容器7a。與已有裝置(圖31)的不同點是路徑43、53中沒有直流電源9a。因此，回收電容器7a的充電電壓可減小。
經(jīng)過上述過程后，負載電流IO沿路徑41流動，因而GTO1d關(guān)斷，使輸出端子X的電壓從E變?yōu)?E情況下的電路動作結(jié)束。
至于負載電流IO按圖中箭號(乙)流動時各GTO1a-GTO1d的開關(guān)動作，因為與負載電流IO沿圖中箭號(甲)方向流動時的開關(guān)動作完全對稱，說明省略。
下面說明電力再生電路8a、8b的工作。該電路本身雖非本發(fā)明的主要部分，但表明利用適當?shù)墓唧w電路可實現(xiàn)本發(fā)明的實施例13。首先說明連接回收電容器7a的電力再生電路8a。
由開關(guān)12a、二極管11a和電抗器10a組成的電力再生電路8a，其功能可滿足從將圖中帶“點”端定為充電極性正端的回收電容器7a取出電能，回饋到分隔開的直流電源9a，并將電容器7a的充電電壓控制為固定值e。
先使開關(guān)12a導通，并通過路徑54將回收電容器7a所存電能放電到電抗器10a。
再使開關(guān)12a關(guān)斷，切斷放電電流，則利用電抗器10a所存電能，電流在路徑55中流動，并回饋到直流電源9a。這時，開關(guān)12a的通斷時間或開關(guān)周期可由回收電容器7a的電壓控制，使該電容器充電電壓保持固定值。
電力再生電路8b和回收電容器7b與上文所述相同，說明省略。除圖15所示電路外，顯然采用公知的DC/DC電力變換裝置也能取得同樣的效果。
電力再生電路8a、8b用相同結(jié)構(gòu)，利用以零電流或零電壓控制開關(guān)12a通斷的“諧振運轉(zhuǎn)”，顯然也能取得同樣的效果。
實施例14上述實施例13中，回收電容器7a、7b各有一端分別連接正負母線P和N，但也可以象已有裝置(圖31)那樣，回收電容器7a、7b的一端相互連接。
圖18畫出回收電容器7a、7b一端相互連接情況下的本發(fā)明實施例14的電路組成，圖中用相同符號表示的組成部分與上文所述相同。
然而，這種情況下，回收電容器7a、7b設在與已有裝置(圖31)相同的位置上，該電容器的充電電壓大于直流電源9a、9b的電壓E。因此，實用上若考慮裝置小型化，則實施例13(圖15)的三電平逆變器裝置較有利。
實施例15上述實施例14設置電力再生電路8a、8b，但也可省略該電路，并代之以另外的放電電阻。
圖19畫出省略電力再生電路8a、8b時的本發(fā)明實施例15的電路組成，圖中以相同符號表示的部分與上文所述相同。
圖19中與上述實施例13(圖15)的不同點是在緩沖電容器4a、4b的放電電路中插入放電電阻18a、18b，而且圖15中的回收電容器7a、7b和電力再生電路8a、8b換成連接正負母線P和N的放電電阻18c、18d。
下面參照圖17的電流路徑說明表說明圖19所示本發(fā)明實施例15的電路動作。此處假設負載電流IO沿圖19中箭號(甲)的方向流動。
為了使輸出端子X的電壓從2E變?yōu)镋，先使GTO1a關(guān)斷，則受阻的負載電流IO旁路到路徑42，將緩沖電容器4a充電到電壓為直流電源9a的電壓E。隨后，電抗器5a所存電能過剩。這里，圖15中，回收電容器7a所回收的電能通過路徑56由放電電阻18c消耗。
為了使輸出端子X的電壓從E變?yōu)?，先使GTO1c關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時間Td后再使GTO1b導通，則緩沖電容器4b通過路徑57放電到電壓為0。這時，圖15中回收電容器7b所回收的電能由放電電阻18d消耗。雖然部分電能轉(zhuǎn)移到陽極電抗器5b，但這部分電能通過路徑58，也由放電電阻18d消耗。
再說明為了使輸出端子X的電壓從0變到E，先使GTO1c關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時間Td后再使GTO1c導通的情況。
由于GTO1c導通，GTO1c中的電流大于負載電流IO，此過剩電流沿路徑51流動，使陽極電抗器5b所存電能過剩。這里，圖15中回收到回收電容器7b的過剩電能，經(jīng)路徑59完全由電阻18d消耗。
再說明為了使輸出端子X的電壓從2E變?yōu)镋，先使GTO1c關(guān)斷，經(jīng)一段防短路時間Td后再使GTO1a導通的情況。由于GTO1a導通，GTO1a中的電流大于負載電流IO，此過剩電流沿路徑52使陽極電抗器5a所存電能過剩。這里，圖15中回收電容器7a所回收的電能，經(jīng)路徑5b完全由放電電阻18c消耗。
至于負載電流IO沿圖19中箭號(乙)的方向流動的情況，因與負載電流IO沿箭號(甲)的方向流動時各GTO1a-GTO1d的開關(guān)動作完全對稱，說明省略。
實施例16上述實施例15(圖19)中，沒有用回收電容器，但也可象已有裝置(圖31)那樣，設置回收電容器7a、7b。
圖20畫出設置回收電容器7a、7b時的本發(fā)明實施例16的電路組成，圖中以相同符號表示的部分與上文所述相同。
這里，回收電容器7a、7b設置在和已有裝置(圖31)相同的位置，而且插入與正負母線P和N連接的放電電阻18c、18d來代替電力再生電路8a、8b。
然而，根據(jù)圖20的組成，回收電容器7a、7b的充電電壓大于直流電源9a、9b的電壓E，而且組成元件增多，若考慮實用上裝置小型化，則圖19的三電平逆變器裝置較好。
實施例17上述實施例13-實施例16中，放電電阻18a、18b分別并接在緩沖二極管3c、3d的兩端，但也可以在緩沖二極管3c和3d的串聯(lián)電路上并聯(lián)放電電阻。
圖21畫出在緩沖二極管3c與3d的串聯(lián)電路上并聯(lián)放電電阻18時的本發(fā)明實施例17的部分電路組成，圖中以相同符號表示的部分和上文所述相同。
這時，分別在箝位二極管14a、14b上并聯(lián)緩沖電路，其緩沖電容器4c、4d與緩沖二極管3c、3d的相應連接點之間只接一只放電電阻18。
上述實施例13-實施例16(圖15、圖18-圖20)中，雖然放電電阻18a、18b分開接，但如圖21那樣連接一只放電電阻18，其電路動作也與上文所述完全相同。因此，實用上若相對于一只放電電阻18功耗處理責任的減輕而言，更重視組成元件的減少(小型化)，則圖21所示電路組成較有利。
實施例18上述實施例13中，設置兩個用來分別再生回收電容器7a、7b所存電能的電力再生電路，但也可以增添別的回收電容器及其相關(guān)電力再生電路。
圖22畫出增添電力再生電路時的本發(fā)明實施例18的電路組成，圖中以相同符號表示的部分與上文所述相同。
對圖22僅說明與圖15的不同點，6c、6d為分別連接箝位二極管14a、14b所接緩沖電路4c、3c和4d、3d各接點的極性二極管，30a、30b為連接極性二極管6c、6d的輔助電抗器，7c、7d為插在輔助電抗器30a、30b與中間電位點c之間的回收電容器，8c、8d為接在輔助電抗器30a、30b與各回收電容器7c、7d的接點之間的電力再生電路。
也即，緩沖二極管3c與緩沖電容器3c的連接點，通過極性二極管6c、輔助電抗器30a和回收電容器7c連接中間電位點C。緩沖二極管3d與緩沖電容器4d的連接點，通過二極管6d、輔助電抗器30b和回收電容器7d連接中間電位點C。
接于回收電容器7c的電力再生電路8c由開關(guān)12c、二極管11c和電抗器10c組成，接于回收電容器7d的電力再生電路8d由開關(guān)12d、二極管11d和電抗器10d組成。
下面參照圖17的電流路徑說明表說明圖22所示本發(fā)明實施例18的電路動作。
這種情況下，緩沖電容器4c、4d所存電能分別回收到回收電容器7c、7d。這點和上文所述(圖15)不同，僅就此作說明。
在利用GTO1c導通，將緩沖電容器4d所存電能回收到回收電容器7d時，由于緩沖電容器4d充電到電壓為直流電源9b的電壓E與回收電容器7d充電電壓e之和，所以使GTO1c導通。
于是，緩沖電容器4d的放電通路為經(jīng)過回收電容器7d的路徑59，因而該電容器4d的一部分電能回收到電容器7d。這時，由輔助電抗器30b控制GTO1c、GTO1d的電流上升率di/dt。
然后，即使緩沖電容器4d放電到電壓為0，輔助電抗器30b也存儲電能，但該存儲電能通過路徑60回收到回收電容器7d。因此，緩沖電容器4d所存電能全部回收到回收電容器7d。
在利用GTO1d導通，將緩沖電容器4c所存電能回收到回收電容器7c時，由于緩沖電容器4c充電到電壓直流電源9a的電壓E與回收電容器7c充電電壓e之和，所以使GTO1d導通。
于是，緩沖電容器4c的放電通路為經(jīng)過回收電容器7c的路徑61，因而該電容器4c的一部分電能回收到電容器7c。這時，由輔助電抗器30a控制GTO1c、GTO1d的電流上升率di/dt。
然后，即使緩沖電容器4c放電到電壓為0，輔助電抗器30a也存儲電能，但該存儲電能通過路徑62全部回收到回收電容器7c。
與回收電容器7c、7d相連的電力再生電路8c、8d，其動作與上文所述(圖15)完全相同，說明省略。
實施例19上述實施例18示出回收電容器7a、7b連接正負母線P和N的情況，但也可以同已有裝置(圖31)那樣接在中間電位點C上。
圖23畫出回收電容器7a、7b接在中間電位點C上時的本發(fā)明實施例19的電路組成，圖中以相同符號表示的部分和上文所述相同。
這時，回收電容器7a、7b設置在和已有裝置(圖31)相同的位置上。
然而，根據(jù)圖23的電路組成，回收電容器7a、7b的充電電壓大于直流電源9a、9b的電壓e，所以若考慮實用上的小型化，還是實施例18(圖22)較有利。
實施例20上述實施例18(圖22)以單相三電平逆變器裝置的情況為例進行說明，但當然也可用多相三電平逆變器裝置。而且多相時，各相共同連接回收電容器7a-7d和電力再生電路8a-8d，電路結(jié)構(gòu)可簡化。
圖24畫出采用多相三電平逆變器裝置時的本發(fā)明實施例20的電路組成，圖中用同樣符號表示的部分與上文所述相同。
這種情況下，電路組成相同的多個(2相)三電平逆變器裝置對稱連接在直流電源9a、9b的左右兩邊，回收電容器7a-7d和電力再生電路8a-8d則各相共接。
實施例20(圖24)的基本電路動作與上述實施例13-實施例19完全相同，說明省略。
雖然沒有專門畫圖說明，但圖15-圖23所示實施例也象圖24這樣組成多相化時，顯然可實現(xiàn)電力再生電路8a、8b或8a-8d共用的電路結(jié)構(gòu)。
實施例21上述實施例20沒有考慮布線電感的影響，但可以在各回收電容器7a-7d上并接另外的回收電容器，以抑制布線電感的影響。
圖25畫出各回收電容器7a-7d分別再并接回收電容器時的本發(fā)明實施例21的電路組成，圖中以相同符號表示的部分和上文所述相同。
圖25中，7e-7h為各回收電容器7a-7d上并接的回收電容器，40a-40d為分別插在各回收電容器7a-7d的一端與各回收電容器7e-7h的一端之間的補償電路。補償電路40a-40d由二極管或電阻組成，或者由二極管和電阻的串聯(lián)電路組成，用來抑制布線電感的影響。
三電平逆變器裝置象圖25那樣組成多相電路時，各相分別連接回收電容器7a-7d，而各相都連接共同的回收電容器7e-7h。即電容器7e-7h及其所接電力再生電路8a-8d為各相共接。電路基本動作與上文所述各實施例完全相同，說明省略。
各相分接回收電容器7a-7d與各相共接回收電容器7e-7h之間插入補償電路40a-40d，因而能使這兩種電容器之間的布線電感所造成的振蕩電流衰減，并得到抑制，從而補償本變換裝置的穩(wěn)定運行。
雖然沒有專門畫圖說明，但在實施例13(圖15)-實施例19(圖23)中，顯然也可實現(xiàn)象實施例21那樣將電力再生電路8a、8b或8a-8d做成多相共用的電路結(jié)構(gòu)。
實施例22上述實施例13-實施例17中，將緩沖電容器4d、4b的靜電電容優(yōu)選為低于緩沖電容器4a、4c的靜電電容，從而減小放電電阻18a、18b或18中的能耗，但這兩組電容器之間的靜電電容大小關(guān)系也可以不是這種特定關(guān)系。
然而，若著眼于三電平逆變器裝置的高效率化，上述關(guān)系仍重要。
在上述實施例18-實施例21中，如果對緩沖電容器4a-4d也采用了上述靜電電容大小關(guān)系，則回收電容器7c、7d或7g、7h的靜電電容可減小，進而電力再生電路8c、8d的額定值可降低。
緩沖電容器4a、4d的總靜電電容，其設定值最好使單個GTO元件在負載電流IO阻斷時的電壓上升率dv/dt小于該GTO元件的額定值。
其原因是電路做成GTO1a、1d在負載電流IO阻斷時的電壓上升率dv/dt由緩沖電容器4a、4c的總靜電電容抑制，GTO1c、1b在負載電流IO阻斷時的電壓上升率dv/dt由緩沖電容器4d、4b的總靜電電容抑制。
本發(fā)明實施例的三電平逆變器裝置中，通過在箝位二極管14a、14b上并接緩沖電路4c、3c和4d、3d，在上述性能方面有利。
實施例23近年已開發(fā)將GTO1a-1d和續(xù)流二極管2a-2d做成一體的反向?qū)℅TO，采用這種元件時可省略續(xù)流二極管2a-2d。
上述各實施例中，自消弧型半導體元件采用GTO，但如果用能經(jīng)受導通時電流上升率di/dt急劇升高的其他自消弧型半導體元件，如IGBT等，則可省略陽極電抗器5a-5b和輔助電抗器30a-30b。
采用對導通時急劇變化的電流上升率di/dt規(guī)定臨界值的自消弧型半導體元件(如GTO)時，在利用布線電感完成陽極電抗器5a、5b和輔助電抗器30a、30b的功能的情況下，作為電路組成元件，這些電抗器也可省略。
實施例24上述實施例中，箝位二極管14a、14b與自消弧型半導體元件1c、1d的連接布線距離不得不加大時，會有該布線的寄生布線電感所存電能造成峰值電壓變大的情況。這時，連接可吸收布線電感所存電能的電容器是有效的。
圖26畫出設置吸收布線電感所存電能的電容器時的本發(fā)明實施例24的部分電路組成，圖中1c、1d、2c、2d、3c、3d、18和X與上文所述相同，4e、4f為各緩沖二極管3c3d上串接的電容器，用來吸收布線電感所存電能。
實施例25上述各實施例均就將直流變換為交流電的三電平逆變器裝置進行說明，當然也可用于將交流電變?yōu)橹绷麟姷娜娖阶兞髌餮b置，并取得同等效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明第1種電力變換裝置，設置串接于直流電源正、負母線之間的第1和第2自消弧型半導體元件、分別與該二半導體元件反向并聯(lián)的第1和第2二極管、串接在該二半導體元件之間的電抗器、設于第2自消弧型半導體元件與電抗器的連接點上的輸出端子、與第1自消弧型半導體元件并聯(lián)，且由第一電容器和第3二極管組成的緩沖電路、串接在第1電容器與第3二極管的連接點和輸出端子之間第2電容器及第4二極管，以及通過第2和第2自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將第2電容器所存電能再生到直流電源的電力再生電路，并控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時使其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，而無損于抑制該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升于所希望值的功能，因而具有可獲得體積小、成本低且效率高的電力變換裝置的效果。
根據(jù)本發(fā)明的第2種電力變換裝置，設置串接在直流電源正負母線之間的第1和第2自消弧型半導體元件、分別與該二半導體元件反向并聯(lián)的第1和第2二極管、串接在該二半導體元件之間的電抗器、設于第1自消弧型半導體元件與電抗器的連接點上的輸出端子、與第2自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第1電容器和第3二極管組成的緩沖電路、串接在第1電容器與第3二極管的連接點和輸出端子之間的第二電容器及第4二極管，以及通過第1和第2自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將第2電容器電能再生到直流電源的電力再生電路。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時使其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，又無損于抑制該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升于所希望值的功能。因此，具有可獲得體積小、成本低且效率高的電力變換裝置的效果。
根據(jù)本發(fā)明第3種電力變換裝置，設置串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間的第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件，分別與上述四個半導體元件反向并聯(lián)的第1、第2、第3和第4二極管，連接在第1、第2自消弧型半導體元件之間的第1電抗器，連接在第3、第4自消弧型半導體元件之間的第2電抗器，連接在第2自消弧型半導體元件與第1電抗器的接點和中間電位點之間的第5二極管，連接在第3自消弧型半導體元件與第2電抗器的接點和中間電位點之間的第6二極管，設于第2自消弧型半導體元件與第3自消弧型半導體元件的連接點上的輸出端子，與第一自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第1電容器和第7二極管組成的第1緩沖電路，與第4自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第2電容器和第8二極管組成的第2緩沖電路，串接在第1電抗器與第2自消弧型半導體元件的接點和第1電容器與第7二極管的接點之間的第3電容器和第9二極管，串接在第2電抗器與第3自消弧型半導體元件的接點和第2電容器與第8二極管的接點之間的第4電容器和第10二極管，以及通過上述四個自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將第3和第4電容器所存電能回饋到直流電源的第1和第2電力再生電路。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制于所希望值的功能，又有選擇緩沖電容容量的自由度。因此，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的效果。
用于三電平變流器裝置，作為變流器-逆變器系統(tǒng)驅(qū)動各種電動機時，或用于電力調(diào)相設備時，還具有減少運轉(zhuǎn)費用，全系統(tǒng)節(jié)能的效果。
根據(jù)本發(fā)明第4種電力變換裝置，設置串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間的第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件，分別與上述四個半導體元件反向并聯(lián)的第1、第2、第3和第4二極管，連接在第1、第2自消弧型半導體元件之間的第1電抗器，連接在第3、第4自消弧型半導體元件之間的第2電抗器，連接在第2自消弧型半導體元件與第1電抗器的接點和中間電位點之間的第5二極管，連接在第3自消弧型半導體元件與第2電抗器的接點和中間電位點之間的第6二極管，設于第2自消弧型半導體元件與第3自消弧型半導體元件的連接點上的輸出端子，與第1自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第一電容器和第7二極管組成的第一緩沖電路，與第4自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第2電容器和第8二極管組成的第2緩沖電路，與第5二極管并聯(lián)且由第3電容器和第9二極管組成的第3緩沖電路，與第6二極管并聯(lián)且由第4電容器和第10二極管組成的第4緩沖電路，串接在第3電容器與第9二極管的接點和第1電容器與第7二極管的接點之間的第5電容器和第11二極管，串接在第2電容器與第8二極管的接點和第4電容器與第10二極管的接點之間的第6電容器和第12二極管，以及按第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將第5和第6電容器所存電能回饋到直流電源的第1和第2電力再生電路。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電抗器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路的組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能，又有選擇緩沖電容容量的自由度。因此，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的效果。
用于三電平變流器裝置，作為變流器-逆變器系統(tǒng)驅(qū)動各種電動機時，或用于電力調(diào)相設備時，還具有減少運轉(zhuǎn)費用，全系統(tǒng)節(jié)能的效果。
根據(jù)本發(fā)明第5種電力變換裝置，設置串接于中間電位點的直流電源正負母線之間第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件，分別與上述四個半導體元件反向并聯(lián)的第1、第2、第3和第4二極管，連接在第1和第2自消弧型半導體元件之間的第1電抗器，連接在第3和第4自消弧型半導體元件之間的第2電抗器，連接在第2自消弧型半導體元件與第1電抗器的接點和中間電位點之間的第5二極管，連接在第3自消弧型半導體元件與第2電抗器的接點和中間電位點之間的第6二極管，設于第2與第3自消弧型半導體元件的連接點的輸出端子，與第1自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第1電容器和第7二極管組成的第1緩沖電路，與第4自消弧型半導體元件并聯(lián)，且由第2電容器和第8二極管組成的第2緩沖電路，與第5二極管并聯(lián)且由第3電容器和第9二極管組成的第3緩沖電路，與第6二極管并聯(lián)且由第4電容器和第10二極管組成的第4緩沖電路，連接在第3電容器與第9二極管的接點和第1電容器與第7二極管的接點之間的第1電阻，以及連接在第2電容器與第8二極管的接點和第4電容器與第10二極管的接點之間的第2電阻。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路的組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能，又有選擇緩沖電容容量的自由度。因此，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的可能性。
用于三電平變流器裝置，作為變流器一逆變器系統(tǒng)驅(qū)動各種電動機時，或用于電力調(diào)相設備時，還具有減少運轉(zhuǎn)費用，全系統(tǒng)節(jié)能的效果。
根據(jù)本發(fā)明第6種電力變換裝置，在第1或第2種裝置中設置由串接于正負母線之間的電容器和二極管，以及該二極管上并聯(lián)的電阻等組成的電壓箝位電路。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路的組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能。因此，具有可獲得小型、價廉且高效的電力變換裝置的效果。
根據(jù)本發(fā)明第7種電力變換裝置，在第3、4或5種電力變換裝置中設置多個由分別串接于正負母線與中間電位點之間的電容器、二極管和與該二極管并聯(lián)的電阻組成的電壓箝位電路。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，無損于將該半導體元件的電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能，又有緩沖電容器容量選擇自由度。因此，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的效果。
根據(jù)本發(fā)明第8種電力變換裝置，在第1或第2種電力變換裝置中設置由串接于正負母線之間的電容器和二極管組成的電壓箝位電路，以及將電容器所存電能回饋到直流電源的電力再生電路。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，無損于將該半導體元件的電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能。因此，具有可獲得小型、價廉且高效的電力變換裝置的效果。
根據(jù)本發(fā)明第9種電力變換裝置，在第3、4或5種裝置中設置多個用分別串接在正負母線與中間電位點之間的電容器和二極管組成的電壓箝位電路，以及將電容器所存電能回饋到直流電源的電力再生電路。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路的組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能，緩沖電容器又有容量選擇自由度。因此，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的效果。
根據(jù)本發(fā)明第10電力變換裝置，在第1或第2種裝置中，使電力再生電路將第2電容器所存過剩電能回饋到直流電源，并將第2電容器充電電壓控制到小于直流電源電壓。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能。因此，具有可獲得小型、價廉且高效的電力變換裝置的效果。
根據(jù)本發(fā)明第11種電力變換裝置，在第3種裝置中，使第1和第2電力再生電路將第3和第4電容器所存過剩電能回饋到直流電壓，并將第3和第4電容器充電電壓控制到小于直流電源電壓。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能，又使緩沖電容器有容量選擇自由度。因此，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的效果。
根據(jù)本發(fā)明第12種電力變換裝置，在第4種裝置中，使第1和第2電力再生電路將5和第6電容器所存過剩電能回饋到直流電源，并將上述二電容器充電電壓控制到小于直流電源電壓。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，又無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能，又做成緩沖電容器有容量選擇自由度。因此，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的效果。
根據(jù)本發(fā)明第13種電力變換裝置，在包含串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間作為正臂的第1和第2自消弧型半導體元件、串接于該母線之間作為負臂的第3和第4自消弧型半導體元件、分別與這些半導體元件反向并聯(lián)的續(xù)流二極管、連接在第1與第2自消弧型半導體元件的串接接點和中間電位點之間的第1箝位二極管、連接在第3與第4自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和中間電位點之間的第2箝位二極管、設于正臂和負臂的連接點上的輸出端子等6部分的三電平逆變器裝置中，配備分別與正負臂串聯(lián)的陽極電抗器、由分別與第1和第4自消弧型半導體元件及第1和第2箝位二極管并聯(lián)的緩沖二極管和緩沖電容器組成的第1、第2、第3和第4緩沖電路、連接在第1自消弧型半導體元件所對應第1緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和正母線之間的第1二極管和第1回收電容器、連接在第4自消弧型半導體元件所對應第2緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和負母線之間的第2二極管和第2回收電容器、連接在第1箝位二極管所對應第3緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點與中間電位點之間的第1放電電阻、連接在第2箝位二極管所對應第4緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和中間電位點之間的第2放電電阻、取出第1和第2回收電容器所存電能并分別回饋到以中間電位點為界的直流電源正端和負端的第1和第2電力再生電路，并將回收電容器接在直流電源的P端和N端，以降低該電容的耐壓要求，將箝位二極管接上緩沖電路，以提高自消弧型半導體元件抗截流能力。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能，又做成緩沖電容器有容量選擇自由度。因此，可獲得小型、價廉且可靠性高的電力變換裝置。
用于三電平變流器裝置，作為變流器-逆變器系統(tǒng)驅(qū)動各種電動機時，或用于電力調(diào)相設備時，具有減少運轉(zhuǎn)費用，全系統(tǒng)節(jié)能的效果。
根據(jù)本發(fā)明第14種電力變換裝置，在包含串接于中間電位點的直流電源正負母線之間作為正臂的第1和第2自消弧型半導體元件、串接于該母線之間作為負臂的第3和第4自消弧型半導體元件、分別與這些半導體元件反向并聯(lián)的續(xù)流二極管、連接在第1與第2自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和中間電位點之間的第1箝位二極管、連接在第3與第4自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和中間電位點之間的第2箝位二極管、設于正臂和負臂的連接點上的輸出端子等6部分的三電平逆變器裝置中，配備分別與正負臂串聯(lián)的陽極電抗器、由分別與第1和第4自消弧型半導體元件及第1和第2箝位二極管并聯(lián)的緩沖二極管和緩沖電容器組成的第1、第2、第3和第4緩沖電路、連接在第1箝位二極管所對應第3緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和中間電位之間的第1放電電阻、連接在第2箝位二極管所對應第4緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和中間電位點之間的第2放電電阻、連接在第1自消弧型半導體元件所對應第1緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和正母線之間的第3放電電阻、連接在第2自消弧型半導體元件所對應第2緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和負母線之間的第4放電電阻，并將回收電容器連接直流電源的P端和N端，以降低回收電容器的耐壓要求，將箝位二極管接上緩沖電路，以提高自消弧型半導體元件的抗截流能力。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收二極管，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能，又做成緩沖電容器有容量選擇自由度。因此，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的效果。
用于三電平變流器裝置，作為變流器-逆變器系統(tǒng)驅(qū)動各種電動機時，或用于電力調(diào)相設備時，具有減少運轉(zhuǎn)費用，全系統(tǒng)節(jié)能的效果。
根據(jù)本發(fā)明第15種電力變換裝置，在包含串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間作為正臂的第1和第2自消弧型半導體元件、串接于該母線之間作為負臂的第3和第4自消弧型半導體元件、分別與這些半導體元件反向并聯(lián)的續(xù)流二極管、連接在第1與第2自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和中間電位點之間的第1箝位二極管、連接在第3與第4自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和中間電位點之間的第2箝位二極管、設于正臂與負臂的連接點上的輸出端等6部分的三電平逆變器裝置中，配備分別與正負臂串聯(lián)的陽極電抗器、由分別與第1和第4自消弧型半導體元件及第1和第2箝位二極管并聯(lián)的緩沖二極管和緩沖電容器組成的第1、第2、第3和第4緩沖電路、連接在第1自消弧型半導體元件所對應第1緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和正母線之間的第1二極管和第1回收電容器、連接在第4自消弧型半導體元件所對應第2緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的串聯(lián)接點和負母線之間的第2二極管和第2回收電容器、連接在第1箝位二極管所對應第3緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和中間電位點之間的第3二極管、第1電抗器和第3回收電容器、連接在第2箝位二極管所對應第4緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和中間電位點之間的第4二極管、第2電抗器和第4回收電容器、取出第1和第2回收電容器所存電能并分別回饋到以中間電位點分界的直流電源正端和負端的第1和第2電力再生電路、取出第3和第4回收電容器所存電能并分別回饋到以中間電位點為界的直流電源正端和負端的第3和第4電力再生電路，并將回收電容器連接直流電源的P端和N端，以降低回收電容器的耐壓要求，將箝位二極管接上緩沖電路，以提高自消弧型半導體元件的抗截流能力。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收二極管，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能，又做成緩沖電容器有容量選擇自由度。因此，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的效果。
用于三電平變流器裝置，作為變流器-逆變器系統(tǒng)驅(qū)動各種電動機時，或用于電力調(diào)相設備時，具有減少運轉(zhuǎn)費用，全系統(tǒng)節(jié)能的效果。
根據(jù)本發(fā)明第16種電力變換裝置，在第15種裝置中分別將第1、第2、第3和第4回收電容器與第1、第2、第3和第4電力再生電路作多相共接，將回收電容器接在直流電源的P端和N端，以降低回收電容器的耐壓要求，將箝位二極管接上緩沖電路，以提高自消弧型半導體元件的抗截流能力。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，實現(xiàn)低壓化，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能。再加上做成緩沖電容器有容量選擇自由度，自消弧型半導體元件或箝位二極管所接緩沖電路組成元件的緩沖電容器和陽極電抗器所存電能可全部回收到4只回收電容器中，并通過各回收電容器所連接的電力再生電路，再生到以中間電位點為界的直流電源正端或負端。因此，回收電容器和電力再生電路可多相共用，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的效果。
根據(jù)本發(fā)明第17種電力變換裝置，在第15種裝置中設置分別與第1、第2、第3和第4回收電容器并聯(lián)的第5、第6、第7和第8回收電容器后，分別將第5、第6、第7和第8回收電容器和第1、第2、第3和第4電力再生電路作多相共接，增加回收電容器總電容量，強化電壓箝位作用，并將回收電容器連接直流電源P端和N端，以降低其耐壓要求，將箝位二極管接上緩沖電路，以提高自消弧型半導體元件的抗截流能力。此外，控制用來回收緩沖電路和電抗器所存電能的回收電容器，使其電壓低于直流電源電壓，同時其充電總為單極性，而且減少自消弧型半導體元件緩沖電路組成元件，無損于將該半導體元件所加電壓、電流的驟然上升抑制在所希望值的功能。再加上做成緩沖電容器有容量選擇自由度，自消弧型半導體元件或箝位二極管所接緩沖電路組成元件的緩沖電容器和陽極電抗器所存電能可全部回收到4只回收電容器，并通過各回收電容器所接的電力再生電路，回饋到以中間電位點為界的直流電源正端或負端。因此，回收電容器和電力再生電路可多相共用，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的效果。
根據(jù)本發(fā)明第18種電力變換裝置，在第13、14、15、16或18種裝置中，使第3和第4緩沖電路緩沖電容器具有比第1和第2緩沖電路緩沖電容器低的靜電電容，減少組成第3和第4緩沖電路的緩沖電容器所存電能，使該緩沖電容器體積減小，而且放電電阻耗能降低。因此，具有可獲得小型、價廉、高效且可靠性高的電力變換裝置的效果。
權(quán)利要求
1.一種電力變換裝置，其特征在于具有串接于直流電源正、負母線之間的第1和第2自消弧型半導體元件、分別與上述第1和第2自消弧型半導體元件反向并聯(lián)的第1和第2二極管、串接在上述第1和第2自消弧型半導體元件之間的電抗器、設于上述第2自消弧型半導體元件與上述電抗器的連接點上的輸出端子、與上述第1自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第1電容器和第3二極管組成的緩沖電路、串接在上述第1電容器與上述第3二極管的連接點和上述輸出端子之間的第2電容器及第4二極管，以及通過上述第1和第2自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將上述第2電容器所存電能回饋到直流電源的電力再生電路。
2.一種電力變換裝置，其特征在于具有串接在直流電源正負母線之間的第1和第2自消弧型半導體元件、分別與上述第1和第2自消弧型半導體元件反向并聯(lián)的第1和第2二極管、串接在上述第1和第2自消弧型半導體元件之間的電抗器、設于上述第1自消弧型半導體元件與上述電抗器的連接點上的輸出端子、與上述第2自消弧型半導體元件并聯(lián)且由第1電容器和第3二極管組成的緩沖電路、串接在上述第1電容器與上述第3二極管的連接點和輸出端子之間的第二電容器及第4二極管，以及按上述第1和第2自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將上述第2電容器所存電能回饋到直流電源的電力再生電路。
3.一種電力變換裝置，其特征在于具有串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間的第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件，分別與上述第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件反向并聯(lián)的第1、第2、第3和第4二極管，連接在上述第1和第2自消弧型半導體元件之間的第1電抗器，連接在上述第3和第4自消弧型半導體元件之間的第2電抗器，連接在上述第2自消弧型半導體元件與上述第1電抗器的接點和上述中間電位點之間的第5二極管，連接在上述第3自消弧型半導體元件與上述第2電抗器的接點和上述中間電位點之間的第6二極管，設于上述第2自消弧型半導體元件與上述第3自消弧型半導體元件的連接點上的輸出端子，與上述第一自消弧型半導體元件并聯(lián)，且由第1電容器和第7二極管組成的第1緩沖電路，與上述第4自消弧型半導體元件并聯(lián)，且由第2電容器和第8二極管組成的第2緩沖電路，串接在上述第1電抗器與上述第2自消弧型半導體元件的接點和上述第1電容器與上述第7二極管的接點之間的第3電容器和第9二極管，串接在上述第2電抗器與上述第3自消弧型半導體元件的接點和上述第2電容器與上述第8二極管的接點之間的第4電容器和第10二極管，以及通過上述第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將上述第3和第4電容器所存電能回饋到上述直流電源的第1和第2電力再生電路。
4.一種電力變換裝置，其特征在于具有串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間的第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件，分別與上述第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件反向并聯(lián)的第1、第2、第3和第4二極管，連接在上述第1和第2自消弧型半導體元件之間的第1電抗器，連接在上述第3和第4自消弧型半導體元件之間的第2電抗器，連接在上述第2自消弧型半導體元件與上述第1電抗器的接點和上述中間電位點之間的第5二極管，連接在上述第3自消弧型半導體元件與上述第2電抗器的接點和上述中間電位點之間的第6二極管，設于上述第2自消弧型半導體元件與上述第3自消弧型半導體元件的連接點上的輸出端子，與上述第1自消弧型半導體元件并聯(lián)，且由第1電容器和第7二極管組成的第1緩沖電路，與上述第4自消弧型半導體元件并聯(lián)，且由第2電容器和第8二極管組成的第2緩沖電路，與上述第5二極管并聯(lián)，且由第3電容器和第9二極管組成的第3緩沖電路，與上述第6二極管并聯(lián)，且由第4電容器和第10二極管組成的第4緩沖電路，串接在上述第3電容器與上述第9二極管的接點和上述第1電容器與上述第7二極管的接點之間的第5電容器和第11二極管，串接在上述第2電容器與上述第8二極管的接點和上述第4電容器與上述第10二極管的接點之間的第6電容器和第12二極管，通過上述第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件的開關(guān)動作，將上述第5和上述第6電容器所存電能回饋到上述直流電源的第1和第2電力再生電路。
5.一種電力變換裝置，其特征在于具有串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件，分別與上述第1、第2、第3和第4自消弧型半導體元件反向并聯(lián)的第1、第2、第3和第4二極管，連接在第1和第2自消弧型半導體元件之間的第1電抗器，連接在上述第3和第4自消弧型半導體元件之間的第2電抗器，連接在上述第2自消弧型半導體元件與上述第1電抗器的接點和上述中間電位點之間的第5二極管，連接在上述第3自消弧型半導體元件與上述第2電抗器的接點和上述中間電位點之間的第6二極管，設于上述第2與第3自消弧型半導體元件的連接點的輸出端子，與上述第1自消弧型半導體元件并聯(lián)，且由第1電容器和第7二極管組成的第1緩沖電路，與上述第4自消弧型半導體元件并聯(lián)，且由第2電容器和第8二極管組成的第2緩沖電路，與上述第5二極管并聯(lián)，且由第3電容器和第9二極管組成的第3緩沖電路，與上述第6二極管并聯(lián)，且由第4電容器和第10二極管組成的第4緩沖電路，連接在上述第3電容器與上述第9二極管的接點和上述第1電容器與上述第7二極管的接點之間的第1電阻，以及連接在上述第2電容器與上述第8二極管的接點和上述第4電容器與上述第10二極管的接點之間的第2電阻。
6.如權(quán)利要求1或2所述的電力變換裝置，其特征在于，設置由串接于上述正負母線之間的電容器和二極管，以及上述二極管上并聯(lián)的電阻等組成的電壓箝位電路。
7.如權(quán)利要求3、4或5所述的電力變換裝置，其特征在于，設置多個由分別串接于上述正負母線與上述中間電位點之間的電容器和二極管，以及與上述二極管并聯(lián)的電阻等組成的電壓箝位電路。
8.如權(quán)利要求1或2所述的電力變換裝置，其特征在于，設置由串接于上述正負母線之間的電容器和二極管組成的電壓箝位器，同時也設置將上述電容器所存電能回饋到直流電源的電力再生電路。
9.如權(quán)利要求3、4或5所述的電力變換裝置，其特征在于，設置多個由分別串接在上述正負母線與上述中間電位點之間的電容器和二極管組成的電壓箝位器，同時也設置將上述電容器所存電能回饋到上述直流電源的電力再生電路。
10.如權(quán)利要求1或2所述的電力變換裝置，其特征在于，電力再生電路將上述第2電容器所存過剩電能回饋到上述直流電源，同時將上述第2電容器的充電電壓控制到小于上述直流電源電壓。
11.如權(quán)利要求3所述的電力變換裝置，其特征在于，上述第1和第2電力再生電路將上述第3和第4電容器所存過剩電能回饋到上述直流電源，同時將上述第3和第4電容器的充電電壓控制到小于上述直流電源電壓。
12.如權(quán)利要求4所述的電力變換裝置，其特征在于，上述第1和第2電力再生電路將上述第5和第6電容器所存過剩電能回饋到上述直流電源，同時將上述第5和第6電容器的充電電壓控制到小于上述直流電源電壓。
13.一種電力變換裝置，其特征在于，在包含串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間作為正臂的第1和第2自消弧型半導體元件、串接于上述正負母線之間作為負臂的第3和第4自消弧型半導體元件、分別與上述各自消弧型半導體元件反向并聯(lián)的續(xù)流二極管、連接在上述第1與第2自消弧型半導體元件的串接接點和上述中間電位點之間的第1箝位二極管、連接在上述第3與第4自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和上述中間電位點之間的第2箝位二極管、設于上述正臂和負臂的連接點上的輸出端子等部分的三電平逆變器裝置中，配備分別與上述正負臂串聯(lián)的陽極電抗器、由分別與上述第1和第4自消弧型半導體元件及上述第1和第2箝位二極管并聯(lián)的緩沖二極管和緩沖電容器組成的上述第1、第2、第3和第4緩沖電路、連接在第1自消弧型半導體元件所對應上述第1緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和上述正母線之間的第1二極管和第1回收電容器、連接在上述第4自消弧型半導體元件所對應上述第2緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和上述負母線之間的第2二極管和第2回收電容器、連接在上述第1箝位二極管所對應上述第3緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點與上述中間電位點之間的第1放電電阻、連接在上述第2箝位二極管所對應上述第4緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和上述中間電位點之間的第2放電電阻、取出上述第1和第2回收電容器所存電能并分別回饋到以上述中間電位點為界的上述直流電源正端和負端的第1和第2電力再生電路。
14.一種電力變換裝置，其特征在于，在包含串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間作為正臂的第1和第2自消弧型半導體元件、串接于上述正負母線之間作為負臂的第3和第4自消弧型半導體元件、分別與上述自消弧型半導體元件反向并聯(lián)的續(xù)流二極管、連接在上述第1與第2自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和上述中間電位點之間的第1箝位二極管、連接在上述第3與第4自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和上述中間電位點之間的第2箝位二極管、設于上述正臂和上述負臂的連接點上的輸出端子等部分的三電平逆變器裝置中，配備分別與上述正負臂串聯(lián)的陽極電抗器、由分別與上述第1和第4自消弧型半導體元件及上述第1和第2箝位二極管并聯(lián)的緩沖二極管和緩沖電容器組成的第1、第2、第3和第4緩沖電路、連接在上述第1箝位二極管所對應上述第3緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和上述中間電位之間的第1放電電阻、連接在上述第2箝位二極管所對應上述第4緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和上述中間電位點之間的第2放電電阻、連接在上述第1自消弧型半導體元件所對應上述第1緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和上述正母線之間的第3放電電阻、連接在上述第2自消弧型半導體元件所對應上述第2緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和上述負母線之間的第4放電電阻。
15.一種電力變換裝置，其特征在于，在包含串接于有中間電位點的直流電源正負母線之間作為正臂的第1和第2自消弧型半導體元件、串接于上述正負母線之間作為負臂的第3和第4自消弧型半導體元件、分別與上述自消弧型半導體元件反向并聯(lián)的續(xù)流二極管、連接在上述第1與第2自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和上述中間電位點之間的第1箝位二極管、連接在上述第3與第4自消弧型半導體元件的串聯(lián)接點和上述中間電位點之間的第2箝位二極管、設于上述正臂與上述負臂的連接點上的輸出端等部分的三電平逆變器裝置中，配備分別與上述正負臂串聯(lián)的陽極電抗器、由分別與上述第1和第4自消弧型半導體元件及上述第1和第2箝位二極管并聯(lián)的緩沖二極管和緩沖電容器組成的第1、第2、第3和第4緩沖電路、連接在上述第1自消弧型半導體元件所對應上述第1緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和上述正母線之間的第1二極管和第1回收電容器、連接在上述第4自消弧型半導體元件所對應上述第2緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的串聯(lián)接點和上述負母線之間的第2二極管和第2回收電容器、連接在上述第1箝位二極管所對應上述第3緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和上述中間電位點之間的第3二極管、第1電抗器和第3回收電容器、連接在上述第2箝位二極管所對應上述第4緩沖電路緩沖二極管與緩沖電容器的接點和上述中間電位點之間的第4二極管、第2電抗器和第4回收電容器、取出上述第1和上述第2回收電容器所存電能并分別回饋到以上述中間電位點分界的上述直流電源正端和負端的第1和第2電力再生電路、取出上述第3和上述第4回收電容器所存電能并分別回饋到以上述中間電位點為界上述直流電源正端和負端的第3和第4電力再生電路。
16.如權(quán)利要求15所述的電力變換裝置，其特征在于分別將上述第1、第2、第3和第4回收電容器與上述第1、第2、第3和第4電力再生電路作多相共接。
17.如權(quán)利要求15所述的電力變換裝置，設置分別與上述第1、第2、第3和第4回收電容器并聯(lián)的第5、第6、第7和第8回收電容器，而且分別將上述第5、第6、第7和第8回收電容器與上述第1、第2、第3和第4電力再生電路作多相共接。
18.如權(quán)利要求13、14、15、16或17所述的電力變換裝置，其特征在于，上述第3和第4緩沖電路緩沖電容器具有比上述第1和第2緩沖電路緩沖電容器低的靜電電容，以減少組成上述第3和第4緩沖電路的緩沖電容器中所存電能。
全文摘要
一種小型、價廉且高效的電力變換裝置，其中設置與自消弧型半導體元件1a并聯(lián)且包括第1電容器4和第3二極管3的緩沖電路、串接于該電路與輸出端子A之間的第2電容器7和第4二極管6、按上述半導體元件1a、1b開關(guān)動作而將第2電容器所存電能回饋到直流源9的電力再生電路8?；厥针娙萜?單極性充電，且電壓低于直流電源電壓。減少緩沖電路元件，無損于將上述半導體元件所承受的電壓、電流的驟然上升抑制在要求值的功能。
文檔編號H02M7/515GK1099916SQ9410384
公開日1995年3月8日 申請日期1994年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月30日
發(fā)明者岡山秀夫, 下村彌壽仁 申請人:三菱電機株式會社