ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОЩНОСТИ И СИСТЕМА ТЕПЛОВОГО НАСОСА, СНАБЖЕННАЯ ИМ Российский патент 2024 года по МПК H02P27/06 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее раскрытие относится к преобразователю мощности, включающему в себя блок преобразования мощности, который выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника питания переменного тока, и блок компенсации тока, который подает компенсирующий ток источнику питания переменного тока, и к системе теплового насоса, включающей в себя преобразователь мощности.

Уровень техники

[0002] Патентный документ 1 раскрывает преобразователь мощности, включающий в себя блок преобразования мощности, который выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника питания переменного тока, и блок компенсации тока, который подает компенсирующий ток источнику питания переменного тока. В этом преобразователе мощности блок компенсации тока включает в себя инвертор блока компенсации тока, включающий в себя множество переключающих элементов, конденсатор блока компенсации тока, подключенный между узлами на стороне постоянного тока инвертора блока компенсации тока, дроссель блока компенсации тока, подключенный между стороной переменного тока инвертора блока компенсации тока и источником питания переменного тока, контроллер компенсации, который получает командное значение выходного напряжения, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе источника питания, подаваемом к преобразователю мощности от источника питания переменного тока, уменьшается посредством компенсирующего тока, и генератор возбуждающего сигнала, который формирует возбуждающий сигнал для возбуждения множества переключающих элементов способом трехфазной модуляции на основе командного значения выходного напряжения.

Список ссылок

Патентный документ

[0003] Патентный документ

1: Японская не прошедшая экспертизу патентная публикация №2015-92813

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0004] Такой преобразователь мощности, включающий в себя блок компенсации тока, как в патентном документе 1, не может добиваться существенных компенсаций гармонической составляющей в токе нагрузки в некоторых случаях, если период несущей инвертора блока компенсации тока включает в себя длительное нерабочее время («мертвое время»).

[0005] Задачей настоящего раскрытия является более эффективная компенсация гармонической составляющей, содержащейся в токе нагрузки в преобразователе мощности, включающем в себя блок компенсации тока.

Решение проблемы

[0006] Первый аспект настоящего раскрытия направлен на преобразователь мощности, включающий в себя блок (10) преобразования мощности, который выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника (2) питания переменного тока; и блок (20) компенсации тока, который подает компенсирующий ток (Ia(uvw)) источнику (2) питания переменного тока, причем блок (20) компенсации тока включает в себя: инвертор (21) блока компенсации тока, включающий в себя множество переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), конденсатор (22) блока компенсации тока, подключенный между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока; дроссель (23) блока компенсации тока, подключенный между стороной переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока и источником (2) питания переменного тока; контроллер (26) компенсации, который получает командное значение (Vid, Viq) выходного напряжения, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, подаваемом к преобразователю (100) мощности от источника (2) питания переменного тока, уменьшается посредством компенсирующего тока (Ia(uvw)); и генератор (27) возбуждающего сигнала, который формирует, на основе командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения, возбуждающий сигал (Sd) для возбуждения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) способом трехфазной модуляции, инвертор (21) блока компенсации тока подает, посредством операции переключения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока через дроссель (23) блока компенсации тока, и Выражение (1) ниже удовлетворяется:

[0007]

где fsw (кГц) представляет несущую частоту, применяемую для формирования возбуждающего сигнала (Sd), Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, а Td (мкс) представляет нерабочее время (мертвое время) для возбуждающего сигнала (Sd).

В первом аспекте, по сравнению со случаем, когда Выражение (1) не удовлетворяется, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более эффективно уменьшена. Таким образом, легко сделать ток (Is(uvw)) источника питания удовлетворяющим IEC61000-3-2, который является стандартом гармонического колебания, установленным Международной электротехнической комиссией (IEC).

[0008] Второй аспект настоящего раскрытия направлен на преобразователь мощности, включающий в себя блок (10) преобразования мощности, который выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника (2) питания переменного тока; и блок (20) компенсации тока, который подает компенсирующий ток (Ia(uvw)) источнику (2) питания переменного тока, причем блок (20) компенсации тока включает в себя: инвертор (21) блока компенсации тока, включающий в себя множество переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2); конденсатор (22) блока компенсации тока, подключенный между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока; дроссель (23) блока компенсации тока, подключенный между стороной переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока и источником (2) питания переменного тока; контроллер (26) компенсации, который получает командное значение (Vid, Viq) выходного напряжения, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, подаваемого к преобразователю (100) мощности от источника (2) питания переменного тока, уменьшается посредством компенсирующего тока (Ia(uvw)); и генератор (27) возбуждающего сигнала, который формирует, на основе командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения, возбуждающий сигал (Sd) для возбуждения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) способом двухфазной модуляции, инвертор (21) блока компенсации тока подает, посредством операции переключения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока через дроссель (23) блока компенсации тока, и Выражение (2) ниже удовлетворяется:

[0009]

где fsw (кГц) представляет несущую частоту, применяемую для формирования возбуждающего сигнала (Sd), Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, а Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd).

Во втором аспекте, по сравнению со случаем, когда Выражение (2) не удовлетворяется, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более эффективно уменьшена. Таким образом, легко сделать ток (Is(uvw)) источника питания удовлетворяющим IEC61000-3-2, который является стандартом гармонического колебания, установленным IEC.

[0010] Поскольку способ двухфазной модуляции применяется для формирования возбуждающего сигнала (Sd), нерабочее время может быть задано более продолжительным по сравнению со случаем, когда применяется способ трехфазной модуляции.

[0011] Третий аспект настоящего раскрытия направлен на преобразователь мощности, включающий в себя блок (10) преобразования мощности, который выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника (2) питания переменного тока; и блок (20) компенсации тока, который подает компенсирующий ток (Ia(uvw)) источнику (2) питания переменного тока, блок (20) компенсации тока включает в себя: инвертор (21) блока компенсации тока, включающий в себя множество переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2); конденсатор (22) блока компенсации тока, подключенный между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока; дроссель (23) блока компенсации тока, подключенный между стороной переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока и источником (2) питания переменного тока; контроллер (26) компенсации, который получает командное значение (Vid, Viq) выходного напряжения, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, подаваемого к преобразователю (100) мощности от источника (2) питания переменного тока, уменьшается посредством компенсирующего тока (Ia(uvw)); и генератор (27) возбуждающего сигнала, который формирует, на основе командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения, возбуждающий сигал (Sd) для возбуждения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) способом трехфазной модуляции, инвертор (21) блока компенсации тока подает, посредством операции переключения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока через дроссель (23) блока компенсации тока, и Выражения (3) и (4) ниже удовлетворяются:

[0012]

где fsw (кГц) представляет несущую частоту, применяемую для формирования возбуждающего сигнала (Sd), Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd), и Lac (мГн) представляет индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дросселе (23) блока компенсации тока, равен 0 А.

В третьем аспекте, по сравнению со случаем, когда, по меньшей мере, одно из Выражения (3) или (4) не удовлетворяется, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более эффективно уменьшена. Таким образом, легко сделать ток (Is(uvw)) источника питания удовлетворяющим IEC61000-3-2, который является стандартом гармонического колебания, установленным IEC.

[0013] Четвертый аспект настоящего раскрытия направлен на преобразователь мощности, включающий в себя блок (10) преобразования мощности, который выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника (2) питания переменного тока; и блок (20) компенсации тока, который подает компенсирующий ток (Ia(uvw)) источнику (2) питания переменного тока, причем блок (20) компенсации тока включает в себя: инвертор (21) блока компенсации тока, включающий в себя множество переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2); конденсатор (22) блока компенсации тока, подключенный между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока; дроссель (23) блока компенсации тока, подключенный между стороной переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока и источником (2) питания переменного тока; контроллер (26) компенсации, который получает командное значение (Vid, Viq) выходного напряжения, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, подаваемого к преобразователю (100) мощности от источника (2) питания переменного тока, уменьшается посредством компенсирующего тока (Ia(uvw)); и генератор (27) возбуждающего сигнала, который формирует, на основе командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения, возбуждающий сигал (Sd) для возбуждения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) способом двухфазной модуляции, инвертор (21) блока компенсации тока подает, посредством операции переключения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока через дроссель (23) блока компенсации тока, и Выражения (5) и (6) ниже удовлетворяются:

[0014]

где fsw (кГц) представляет несущую частоту, применяемую для формирования возбуждающего сигнала (Sd), Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd), и Lac (мГн) представляет индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дросселе (23) блока компенсации тока, равен 0 А.

В четвертом аспекте, по сравнению со случаем, когда, по меньшей мере, одно из Выражения (5) или (6) не удовлетворяется, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более эффективно уменьшена. Таким образом, легко сделать ток (Is(uvw)) источника питания удовлетворяющим IEC61000-3-2, который является стандартом гармонического колебания, установленным IEC.

[0015] Поскольку способ двухфазной модуляции применяется для формирования возбуждающего сигнала (Sd), нерабочее время может быть задано более продолжительным по сравнению со случаем, когда применяется способ трехфазной модуляции.

[0016] Пятый аспект настоящего раскрытия является вариантом осуществления третьего или четвертого аспекта. В пятом аспекте, соотношение индуктивности дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дросселе (23) блока компенсации тока, является пиковым током, к индуктивности дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дросселе (23) блока компенсации тока равен 0 А, устанавливается равным 1/3 или более.

[0017] В пятом аспекте гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более надежно уменьшена, и компенсирующий ток (Ia(uvw)) может устойчиво регулироваться по сравнению со случаем, когда соотношение задается в меньшее чем 1/3.

[0018] Шестой аспект настоящего раскрытия является вариантом осуществления какого-либо одного из первого-пятого аспектов. В шестом аспекте преобразователь мощности включает в себя: фильтр (24), вставленный между источником (2) питания переменного тока, и дросселем (23) блока компенсации тока, фильтр (24) включает в себя дроссель (24а) фильтра с меньшей индуктивностью по сравнению с индуктивностью дросселя (23) блока компенсации тока и конденсатор (24b) фильтра и имеет резонансную частоту 4 кГц или выше.

[0019] В шестом аспекте, влияние резонанса фильтра (24) на компенсирующий ток (Ia(uvw)) может быть уменьшено при частоте ниже 4 кГц. Таким образом, в случае, когда частота трехфазного переменного тока равна 50 Гц или 60 Гц, гармонические составляющие вплоть до 40-ой в токе (Is(uvw)) источника питания могут быть надежно уменьшены, и компенсирующий ток (Ia(uvw)) может устойчиво регулироваться.

[0020] Седьмой аспект настоящего раскрытия является вариантом осуществления второго или четвертого аспекта. В седьмом аспекте генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd) на основе командного сигнала (Vid, Viq) выходного напряжения, так что процентное отношение амплитуды напряжения сети на стороне переменного тока относительно напряжения (Vdc) постоянного тока между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока равно 70% или более.

[0021] В седьмом аспекте, по сравнению со случаем, когда процентное отношение меньше 70%, быстрое изменение в продолжительности включения переключающего элемента (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) инвертора (21) блока компенсации тока при переключении фазы цели модуляции может быть более сдержано, и, следовательно, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более надежно уменьшена.

[0022] Восьмой аспект настоящего раскрытия является вариантом осуществления второго или четвертого аспекта. В восьмом аспекте контроллер (26) компенсации включает в себя блок (29) вычисления командного значения напряжения, который вычисляет командное значение (Vid, Viq) выходного напряжения на основе напряжения (Vdc) постоянного тока между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока и на основе командного значения (Vdc*) напряжения постоянного тока, и блок (28) вычисления командного значения напряжения постоянного тока, который вычисляет командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока на основе командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения, так что командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока равно или меньше двойного среднего напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока или основной частотной составляющей напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока.

[0023] В восьмом аспекте, по сравнению со случаем, когда командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока выше двойного среднего напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока или основной частотной составляющей напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока, быстрое изменение в продолжительности включения переключающего элемента (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) инвертора (21) блока компенсации тока при переключении фазы цели модуляции может быть более сдержано, и, следовательно, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более надежно уменьшена.

[0024] Девятый аспект настоящего раскрытия является вариантом осуществления какого-либо одного из первого-восьмого аспектов. В девятом аспекте блок (10) преобразования мощности включает в себя: схему (11) выпрямителя, которая выпрямляет трехфазный переменный ток в постоянный ток, инвертор (12) блока преобразования мощности, который преобразует постоянный ток в переменный ток, конденсатор (14) блока преобразования мощности, подключенный между узлами (12а, 12b) на стороне постоянного тока инвертора (12) блока преобразования мощности и выполненный с возможностью предоставлять возможность колебания в выходном напряжении схемы (11) выпрямителя, и дроссель (13) блока преобразования мощности, подключенный между источником (2) питания переменного тока и одним концом конденсатора (14) блока преобразования мощности.

[0025] В девятом аспекте конденсатор (14) блока преобразования мощности и дроссель (13) блока преобразования мощности формируют фильтр (LC1). Таким образом, устанавливая емкость конденсатора (14) блока преобразования мощности правильно, колебание в токе, протекающем между инвертором (12) блока преобразования мощности и источником (2) питания переменного тока, согласно частоте несущей волны инвертора (12) блока преобразования мощности вследствие операции переключения инвертора (12) блока преобразования мощности может быть пресечено.

[0026] Кроме того, конденсатор (14) блока преобразования мощности предоставляет возможность колебания выходного напряжения схемы (11) выпрямителя, так что колебание компенсирующего тока (Ia(uvw)) может быть пресечено, и гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более надежно уменьшена.

[0027] Десятый аспект настоящего раскрытия является вариантом осуществления девятого аспекта. В десятом аспекте емкость конденсатора (22) блока компенсации тока больше емкости конденсатора (14) блока преобразования мощности.

[0028] В десятом аспекте емкость конденсатора (22) блока компенсации тока может быть задана достаточно большой, чтобы пресекать пульсацию напряжения (Vdc) постоянного тока между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока по сравнению с пульсацией напряжения постоянного тока между узлами (12а, 12b) на стороне постоянного тока инвертора (12) блока преобразования мощности. Таким образом, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более надежно уменьшена.

[0029] Одиннадцатый аспект настоящего раскрытия является вариантом осуществления какого-либо одного из первого-десятого аспектов. В одиннадцатом аспекте инвертор (21) блока компенсации тока включает в себя в качестве переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) шесть униполярных транзисторов, формирующих три ветви, и генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd) таким образом, чтобы вынуждать инвертор (21) блока компенсации тока выполнять операцию синхронного выпрямления.

[0030] В одиннадцатом аспекте напряжение, формируемое, когда переключающие элементы (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) включены, может быть ниже напряжения в случае, когда биполярные транзисторы используются в качестве переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2). Таким образом, погрешность, вызванная в выходном напряжении (Va(uvw)), выводимом от инвертора (21) блока компенсации тока, относительно командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения вследствие такого напряжения, может быть пресечена. Соответственно, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более надежно уменьшена.

[0031] Двенадцатый аспект настоящего раскрытия является вариантом осуществления одиннадцатого аспекта. В двенадцатом аспекте переключающие элементы (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) являются элементами, изготовленными из полупроводникового материала с широкой запрещенной зоной в качестве основного материала, и сопротивление во включенном состоянии каждого переключающего элемента (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) равно 100 мОм или менее.

[0032] В двенадцатом аспекте скорость переключения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) может быть увеличена, и, следовательно, нерабочее время может быть легко сокращено. Соответственно, легко уменьшать гармоническую составляющую, содержащуюся в токе (Is(uvw)) источника питания.

[0033] Тринадцатый аспект настоящего раскрытия является вариантом осуществления какого-либо одного из первого-двенадцатого аспектов. В тринадцатом аспекте несущая частота равна 100 кГц или менее.

[0034] В тринадцатом аспекте нерабочее время может поддерживаться более продолжительным по сравнению с нерабочим временем в случае, когда несущая частота задается выше 100 кГц.

[0035] Четырнадцатый аспект настоящего раскрытия направлен на систему теплового насоса, включающую в себя преобразователь мощности по какому-либо одному из первого-тринадцатого аспектов, блок (10) преобразования мощности, принимающий ввод трехфазного переменного тока через три токопроводящих провода (601, 602, 603), и система (1) теплового насоса дополнительно включает в себя источник (300, 400) формирования гармонического колебания, который формирует гармоническое колебание в токе по меньшей мере в одном (601, 602) из трех токопроводящих проводов (601, 602, 603).

[0036] В четырнадцатом аспекте, в системе (1) теплового насоса, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть эффективно уменьшена. Таким образом, легко сделать ток (Is(uvw)) источника питания удовлетворяющим IEC61000-3-2, который является стандартом гармонического колебания, установленным IEC. Краткое описание чертежей

[0037] Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы кондиционирования воздуха.

Фиг. 2 является блок-схемой, показывающей конфигурацию преобразователя мощности согласно первому варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 3 является принципиальной схемой инвертора блока компенсации тока.

Фиг. 4 является графиком, показывающим соотношение между нерабочим временем для возбуждающего сигнала и отношением величины гармонической составляющей, испускаемой в эксперименте, к верхнему пределу эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2, когда применяется способ трехфазной модуляции.

Фиг. 5 является графиком, показывающим соотношение между максимальной входной мощностью блока преобразования мощности и отношением величины гармонической составляющей, испускаемой в эксперименте, к верхнему пределу эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2, когда применяется способ трехфазной модуляции, и применяется способ двухфазной модуляции.

Фиг. 6 является таблицей, показывающей, для множества типов вторых несущих частот, нерабочее время, с которым величина гармонической составляющей в токе источника питания достигает верхнего предела для эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2, когда применяется способ трехфазной модуляции или способ двухфазной модуляции.

Фиг. 7 является графиком, соответствующим таблице на фиг. 6.

Фиг. 8 является графиком, показывающим график верхнего предела для эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2, и значений тока гармонической составляющей, содержащейся в токе источника питания, относительно порядков в случае, когда вторая несущая частота равна 32 кГц, максимальная входная мощность блока преобразования мощности равна 10 кВт, и нерабочее время равно 0,5 мкс и 1,0 мкс, когда применяется способ трехфазной модуляции.

Фиг.9А является временной диаграммой тока источника питания, компенсирующего тока и тока нагрузки в случае, когда нерабочее время возбуждающего сигнала равно 0,5 мкс, вторая несущая частота равна 16 кГц, максимальная входная мощность блока преобразования мощности равна 10 кВт, и индуктивность дросселя блока компенсации тока с током 0 А, протекающим в дросселе блока компенсации тока, равна 1,0 мГн.

Фиг. 9В является временной диаграммой, соответствующей фиг. 9А, иллюстрирующей случай, когда максимальная входная мощность блока преобразования мощности равна 10 кВт, и индуктивность дросселя блока компенсации тока с током 0 А, протекающим в дросселе блока компенсации тока, равна 2,2 мГн.

Фиг. 9С является временной диаграммой, соответствующей фиг. 9А, иллюстрирующей случай, когда максимальная входная мощность блока преобразования мощности равна 5 кВт, и индуктивность дросселя блока компенсации тока с током 0 А, протекающим в дросселе блока компенсации тока, равна 1,0 мГн.

Фиг. 9D является временной диаграммой, соответствующей фиг. 9А, иллюстрирующей случай, когда максимальная входная мощность блока преобразования мощности равна 5 кВт, и индуктивность дросселя блока компенсации тока с током 0 А, протекающим в дросселе блока компенсации тока, равна 2,2 мГн.

Фиг. 10 является принципиальной схемой, показывающей эквивалентную схему блока компенсации тока.

Фиг. 11 является блок-схемой, показывающей систему регулирования тока, включенную в блок компенсации тока.

Фиг. 12А показывает диаграмму усиления передаточных функций Gp, Gc и их суммы.

Фиг. 12В показывает фазовую диаграмму передаточных функций Gp, Gc и их суммы.

Фиг. 13А является графиком, показывающим характеристики наложения постоянного тока дросселя блока компенсации тока в случае, когда отношение индуктивности пикового тока к индуктивности нулевого тока меньше 1/3.

Фиг. 13В является графиком, соответствующим фиг. 13А, иллюстрирующим случай, когда отношение индуктивности пикового тока к индуктивности нулевого тока равно 1/3 или более.

Фиг. 14А является временной диаграммой примеров тока источника питания, тока нагрузки и компенсирующего тока в случае, когда максимальная входная мощность блока преобразования мощности равна 10 кВт, и значение емкости конденсатора блока преобразования мощности задано так, что колебание в выходном напряжении схемы выпрямителя поглощается с помощью емкости.

Фиг. 14В является временной диаграммой, соответствующей на фиг. 14А, иллюстрирующей случай, когда значение емкости конденсатора блока преобразования мощности задается так, что колебание в выходном напряжении схемы выпрямителя допускается.

Фиг. 15А является временной диаграммой, показывающей, в качестве примера, ток источника питания, компенсирующий ток и напряжение постоянного тока в случае, когда емкость конденсатора блока компенсации тока равна 195 мкФ, и емкость конденсатора блока преобразования мощности равна 30 мкФ.

Фиг. 15В является временной диаграммой, соответствующей фиг. 15А, иллюстрирующей случай, когда емкость конденсатора блока компенсации тока равна 15 мкФ, и емкость конденсатора блока преобразования мощности равна 30 мкФ.

Фиг. 16 является графиком, показывающим соотношение между напряжением проведения тока и током, протекающим в диоде обратной цепи в случае, когда диод Si-PiN предусматривается в качестве диода обратной цепи встречно-параллельно переключающему элементу, или ток, протекающий в противоположном направлении в переключающем элементе в случае, когда переключающий элемент является МОП-транзистором (MOSFET).

Фиг. 17 является графиком, соответствующим фиг. 4, иллюстрирующим случай, когда применяется способ двухфазной модуляции.

Фиг. 18 является графиком, показывающим график верхнего предела для эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2, и значений тока гармонической составляющей, содержащейся в токе источника питания, относительно порядков в случае, когда вторая несущая частота равна 48 кГц, максимальная входная мощность блока преобразования мощности равна 10 кВт, и нерабочее время равно 0,5 мкс и 1,0 мкс, когда применяется способ двухфазной модуляции.

Фиг. 19А является временной диаграммой, показывающей напряжение постоянного тока, ток источника питания, ток нагрузки и компенсирующий ток в случае, когда вторая несущая частота равна 48 кГц, максимальная входная мощность блока преобразования мощности равна 10 кВт, и нерабочее время равно 0,5 мкс.

Фиг. 19В является временной диаграммой, соответствующей фиг. 19А, иллюстрирующей случай, когда нерабочее время равно 1,0 мкс.

Фиг. 20 является блок-схемой, показывающей конфигурацию генератора возбуждающего сигнала согласно второму варианту осуществления.

Фиг. 21А является графиком, показывающим соотношение между продолжительностями включения и фазами трех переключающих элементов верхнего плеча инвертора блока компенсации тока в случае, когда коэффициент модуляции равен 40%.

Фиг. 21В является графиком, соответствующим фиг. 21А, иллюстрирующим случай, когда коэффициент модуляции равен 70%.

Фиг. 22 является схемой, соответствующей фиг. 2, иллюстрирующей третий вариант осуществления.

Описание вариантов осуществления

[0038] Далее в данном документе, варианты осуществления настоящего раскрытия будут описаны со ссылкой на чертежи. Следующие варианты осуществления являются просто примерными вариантами осуществления по природе и не предназначаются, чтобы ограничивать рамки, применение или использование настоящего изобретения.

[0039] "Первый вариант осуществления"

Фиг. 1 показывает систему (1) кондиционирования воздуха в качестве системы теплового насоса. Система (1) кондиционирования воздуха включает в себя преобразователь (100) мощности согласно первому варианту осуществления настоящего раскрытия, фильтр (200) помех, внутренний блок (300) в качестве источника формирования гармоник, наружный вентилятор (400) в качестве источника формирования гармоник и компрессор (500).

[0040] Преобразователь (100) мощности выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника (2) питания переменного тока и принимаемого через фильтр (200) помех. Источник (2) питания переменного тока является трехфазным четырехпроводным источником питания переменного тока. Трехфазный переменный ток вводится в преобразователь (100) мощности через три, с первого по третий, токопроводящих провода (601, 602, 603).

[0041] Внутренний блок (300) приводится в действие с помощью переменного тока, принимаемого через первый токопроводящий провод (601) и нейтральный провод (604). Внутренний блок (300) формирует гармонику в первом токопроводящем проводе (601).

[0042] Наружный вентилятор (400) приводится в действие с помощью мощности, получаемой через второй токопроводящий провод (602) и нейтральный провод (604). Наружный вентилятор (400) формирует гармонику во втором токопроводящем проводе (602).

[0043] Компрессор (500) включает в себя мотор (501) (см. фиг. 2). Мотор (501) принимает переменный ток, полученный посредством преобразования мощности, выполненного преобразователем (100) мощности.

[0044] Как показано на фиг. 2, преобразователь (100) мощности включает в себя блок (10) преобразования мощности и блок (20) компенсации тока.

[0045] Блок (10) преобразования мощности выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника (2) питания переменного тока и принимаемого через первый-третий токопроводящие провода (601, 602, 603). Более конкретно, блок (10) преобразования мощности включает в себя схему (11) выпрямителя, инвертор (12) блока преобразования мощности, дроссель (13) блока преобразования мощности, конденсатор (14) блока преобразования мощности и блок (15) управления преобразованием.

[0046] Схема (11) выпрямителя выпрямляет трехфазный переменный ток, выводимый от источника (2) питания переменного тока, в постоянный ток и выводит постоянный ток к первому и второму выходным узлам (11а, 11b). Более конкретно, схема (11) выпрямителя является схемой двухполупериодного выпрямителя. Схема (11) выпрямителя включает в себя шесть диодов (не показаны), соединенных в конфигурации моста. Эти диоды направлены своими катодами, обращенными в сторону первого выходного узла (11а), и своими анодами, обращенными в сторону второго выходного узла (11b).

[0047] Инвертор (12) блока преобразования мощности преобразует постоянный ток, выводимый из схемы (11) выпрямителя, в переменный ток, и выводит переменный ток к мотору (501) компрессора (500). Более конкретно, инвертор (12) блока преобразования мощности включает в себя шесть переключающих элементов (не показаны) и шесть диодов обратной цепи (не показаны). Шесть переключающих элементов соединяются в конфигурации моста. Т.е., инвертор (12) блока преобразования мощности включает в себя три переключающих ветви, соединенных между первым и вторым DC-узлами (12а, 12b). Каждая переключающая ветвь включает в себя два переключающих элемента, соединенных друг с другом последовательно.

[0048] Каждая из трех переключающих ветвей включает в себя переключающий элемент верхнего плеча и переключающий элемент нижнего плеча, и средняя точка между верхним и нижним переключающими элементами соединяется с соответствующей одной из обмоток фаз (т.е., обмоток u-фазы, v-фазы или w-фазы) мотора (501). Диоды обратной цепи соединяются с соответствующим одним из переключающих элементов встречно-параллельным образом.

[0049] Один конец дросселя (13) блока преобразования мощности соединяется с первым выходным узлом (11а) схемы (11) выпрямителя, а другой конец дросселя (13) блока преобразования мощности соединяется с первым DC-узлом (12а) инвертора (12) блока преобразования мощности.

[0050] Конденсатор (14) блока преобразования мощности подключается между первым и вторым DC-узлами (12а, 12и) инвертора (12) блока преобразования мощности. Таким образом, дроссель (13) блока преобразования мощности подключается между источником (2) питания переменного тока и одним концом конденсатора (14) блока преобразования мощности.

[0051] Значение емкости конденсатора (14) блока преобразования мощности задается таким образом, что значение емкости может успешно уменьшать пульсирующее напряжение, вызванное вследствие операции переключения инвертора (12) блока преобразования мощности, в то время как значение емкости может предоставлять возможность колебания в выходном напряжении схемы (11) выпрямителя. Пульсирующее напряжение является колебанием напряжения, соответствующим частоте переключения переключающего элемента. Таким образом, напряжение DC-звена, которое является напряжением конденсатора (14) блока преобразования мощности, содержит пульсирующую составляющую, колеблющуюся согласно частоте напряжения переменного тока источника (2) питания переменного тока.

[0052] Более конкретно, емкость конденсатора (14) блока преобразования мощности задается таким образом, что колебание в напряжении конденсатора (14) блока преобразования мощности во время цикла переключения равно 1/10 или менее для среднего напряжения конденсатора (14) блока преобразования мощности. Таким образом, минимальная необходимая емкость конденсатора (14) блока преобразования мощности определяется в зависимости от частоты переключения и от тока мотора, протекающего между мотором (501) и конденсатором (14) блока преобразования мощности.

[0053] Посредством задания значения С емкости конденсатора (14) блока преобразования мощности таким образом, что Выражение (I) ниже удовлетворяется, колебание в напряжении конденсатора (14) блока преобразования мощности во время цикла переключения может быть 1/10 или менее для среднего напряжения конденсатора (14) блока преобразования мощности. В Выражении (I) колебание в выходном напряжении схемы (11) выпрямителя, наложенное на напряжение DC-звена, игнорируется, VAdc представляет среднее значение напряжения DC-звена, Imax представляет пиковое значение тока мотора, полученное при максимальной мощности переменного тока, и Ts представляет цикл переключения.

[0054]

Здесь, цикл переключения является продолжительностью интервалов, с которыми переключающий элемент многократно включается и выключается. В первом варианте осуществления переключающий элемент находится под PWM-управлением. Таким образом, цикл переключения соответствует периоду несущей для первой несущей волны, используемой для PWM-управления.

[0055] Конденсатор (14) блока преобразования мощности конфигурируется как, например, пленочный конденсатор.

[0056] С такой относительно небольшой емкостью конденсатор (14) блока преобразования мощности едва сглаживает выходное напряжение схемы (11) выпрямителя. В результате, пульсирующая составляющая, соответствующая частоте источника (2) питания переменного тока, остается в напряжении DC-звена. Источник (2) питания переменного тока является трехфазным источником питания. Таким образом, пульсирующая составляющая, соответствующая частоте источника (2) питания переменного тока, имеет частоту, которая в шесть раз выше частоты источника (2) питания переменного тока.

[0057] Компонент индуктивности между источником (2) питания переменного тока и конденсатором (14) блока преобразования мощности и конденсатор (14) блока преобразования мощности формируют фильтр (LC1) блока преобразования мощности. Компонент индуктивности включает в себя дроссель (13). Емкость конденсатора (14) блока преобразования мощности задается таким образом, что фильтр (LC1) блока преобразования мощности ослабляет первую несущую частотную составляющую, содержащуюся в токе. Здесь, первая несущая частота является частотой первой несущей волны, используемой для формирования управляющего сигнала для инвертора (12) блока преобразования мощности. Эта конфигурация может уменьшать колебание в токе, протекающем между инвертором (12) блока преобразования мощности и источником (2) питания переменного тока, колебание соответствует первой несущей частоте вследствие операции переключения инвертора (12) блока преобразования мощности.

[0058] Блок (15) управления преобразованием управляет включением/выключением каждого переключающего элемента инвертора (12) блока преобразования мощности согласно управляющему сигналу (Smd).

[0059] Блок (20) компенсации тока подает компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока. Здесь, направление компенсирующего тока (Ia(uvw)) от источника (2) питания переменного тока к блоку (20) компенсации тока считается отрицательным направлением. Для каждой фазы ток (Is(uvw)) источника питания, подаваемый от источника (2) питания переменного тока, является разностью между током (Io)uvw)) нагрузки, направленным от источника (2) питания переменного тока к блоку (10) преобразования мощности, и компенсирующим током (Ia(uvw)).

[0060] Блок (20) компенсации тока включает в себя инвертор (21) блока компенсации тока, конденсатор (22) блока компенсации тока, дроссели (23) блока компенсации тока, соответствующие соответственным фазам, фильтры (24) блока компенсации тока, соответствующие соответственным фазам, датчик (25) напряжения, контроллер (26) компенсации и генератор (27) возбуждающего сигнала.

[0061] Как показано на фиг. 3, инвертор (21) блока компенсации тока включает в себя шесть переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2). Переключающие элементы (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) являются униполярными транзисторами и являются полевыми транзисторами со структурой металл-оксид-полупроводник (MOSFET), изготовленными из полупроводникового материала с широкой запрещенной зоной в качестве основного материала. Сопротивление во включенном состоянии переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) равно 100 мОм или менее. Шесть переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) формируют три переключающие ветви, соединенные между первым и вторым узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока. Каждая переключающая ветвь включает в себя два переключающих элемента (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), соединенных друг с другом последовательно.

[0062] Каждая из трех переключающих ветвей включает в себя переключающий элемент (Sr1, Ss1, St1) верхнего плеча и переключающий элемент (Sr2, Ss2, St2) нижнего плеча, и средняя точка между верхними и нижними переключающими элементами является узлом на стороне переменного тока. Каждый переключающий элемент (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) включает в себя паразитный диод (RD). Паразитный диод (RD) служит в качестве элемента обратной цепи, который вынуждает ток протекать в обратном направлении.

[0063] Вместо униполярных транзисторов переключающие элементы (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) могут быть биполярными транзисторами с изолированным затвором (IGBT), которые являются биполярным транзистором. В этом случае, диоды обратной цепи соединяются с соответствующими переключающими элементами (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) встречно-параллельным образом.

[0064] Даже в случае, когда переключающие элементы (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) являются униполярными транзисторами как в первом варианте осуществления, диоды обратной цепи, которые имеют более низкое прямое напряжение по сравнению с паразитным диодом (RD) как в конфигурации, в которой переключающие элементы (Sr1, Sr2, Ss1, SS2, St1, St2) являются множеством IGBT, могут быть соединены с соответствующими переключающими элементами (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) встречно-параллельным образом.

[0065] Конденсатор (22) блока компенсации тока подключается между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока. Напряжение конденсатора (22) блока компенсации тока, т.е., напряжение между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока, является напряжением (Vdc) постоянного тока. Емкость конденсатора (22) блока компенсации тока больше по сравнению с емкостью конденсатора (14) блока преобразования мощности.

[0066] Один конец дросселя блока компенсации тока (дросселя блока компенсации тока u-фазы, v-фазы или w-фазы) (23) каждой фазы соединяется с каким-либо одним из узлов на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока. Другой конец каждого дросселя (23) блока компенсации тока соединяется с источником (2) питания переменного тока через соответствующий один из фильтров (24) блока компенсации тока. Т.е., дроссель (23) блока компенсации тока подключается между стороной переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока и источником (2) питания переменного тока.

[0067] Фильтр (24) блока компенсации тока каждой фазы вставляется между источником (2) питания переменного тока и дросселем (23) блока компенсации тока. Каждый фильтр (24) блока компенсации тока имеет дроссель (24а) фильтра, имеющий меньшую индуктивность по сравнению с индуктивностью дросселя (23) блока компенсации тока, и конденсатор (24b) фильтра. Резонансная частота каждого фильтра (24) блока компенсации тока устанавливается в 4 кГц или выше.

[0068] Датчик (25) напряжения обнаруживает напряжение сети между линиями, соответствующими двум из трех фаз напряжений источника питания, выводимых от источника (2) питания переменного тока.

[0069] Согласно вышеописанной конфигурации, инвертор (21) блока компенсации тока подает, согласно операции переключения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), компенсирующий ток (Ia(uvw)) источнику (2) питания переменного тока через дроссели (23) блока компенсации тока.

[0070] Контроллер (26) компенсации получает, на основе напряжения (Vdc) постоянного тока между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока и на основе тока (Io(uvw)) нагрузки, протекающего в блок (10) преобразования мощности от источника (2) питания переменного тока, командные значения (Vid, Viq) выходного напряжения, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, подаваемого к преобразователю (100) мощности, уменьшается посредством компенсирующего тока (Ia(uvw)). Более конкретно, контроллер (26) компенсации включает в себя блок (26а) обнаружения фазы, первый и второй блоки (26b, 26 с) dq-преобразования, высокочастотный фильтр (26d), первый блок (26е) вычитания, блок (26f) регулирования напряжения, первый блок (26q) суммирования, второй и третий блоки (26h, 26i) вычитания и первый и второй блоки (26j, 26k) регулирования тока.

[0071] Блок (26а) обнаружения фазы обнаруживает фазу (ωt) напряжения источника питания на основе напряжения сети, обнаруженного датчиком (25) напряжения. Датчик (25) напряжения может обнаруживать разницу между напряжением источника питания одной из трех фаз от источника (2) питания переменного тока и напряжением нейтрального провода (604), т.е., фазное напряжение, так что блок (26а) обнаружения фазы может обнаруживать фазу (ωt) напряжения источника питания на основе фазного напряжения.

[0072] Первый блок (26b) dq-преобразования обнаруживает, по меньшей мере, токи (il(rt)) двух фаз из тока (il(rst)), пропорционального току (Io(uvw)) нагрузки, и получает составляющую d-оси и составляющую (iq*) q-оси тока (Io(uvw) нагрузки посредством трехфазного/двухфазного преобразования, d-ось и q-ось являются координатными осями вращающейся системы координат, синхронизированной с каждой фазой (ωt), обнаруженной посредством блока (26а) обнаружения фазы. Составляющая d-оси является активной составляющей, а составляющая q-оси является реактивной составляющей. Ток (il(rst)) имеет три фазы, и, следовательно, если токи (il(rt)) двух фаз могут быть обнаружены, составляющая d-оси и составляющая (iq*) q-оси тока (Io(uvw)) нагрузки могут быть получены посредством вычисления тока оставшейся одной фазы.

[0073] Второй блок (26 с) dq-преобразования обнаруживает токи (ia(uv)) дросселя для двух фаз из тока (ia(uvw)), пропорционального току, протекающему в дроссель (23) блока компенсации тока, и получает составляющую (id) d-оси и составляющую (iq) q-оси для компенсирующего тока (Ia(uvw)) посредством трехфазного/двухфазного преобразования. Ток (ia(uvw)) имеет три фазы, и, следовательно, если токи (ia(uv)) двух фаз могут быть обнаружены, составляющая (id) d-оси и составляющая (iq) q-оси компенсирующего тока (Ia(uvw)) могут быть получены посредством вычисления тока оставшейся одной фазы.

[0074] Высокочастотный фильтр (26d) выводит высокочастотную составляющую (idh) для составляющей d-оси тока (Io(uvw)) нагрузки, полученной посредством первого блока (26b) dq-преобразования.

[0075] Первый блок (26е) вычитания вычитает, из командного значения (Vdc*) выходного напряжения, напряжение (Vdc) постоянного тока между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока и выводит результат вычитания.

[0076] Блок (26f) регулирования напряжения выполняет пропорционально-интегральное регулирование по результату вычитания, выведенному из первого блока (26е) вычитания, чтоб, тем самым, получить корректирующее значение.

[0077] Первый блок (26g) суммирования суммирует высокочастотную составляющую (idh) для составляющей d-оси, выведенной из высокочастотного фильтра (26d), и корректирующее значение, полученное посредством блока (26f) регулирования напряжения, и выводит результат сложения в качестве командного значения (id*) для составляющей d-оси.

[0078] Второй блок (26h) вычитания вычитает составляющую (id) d-оси компенсирующего тока (Ia(uvw)), полученную посредством второго блока (26 с) dq-преобразования, из командного значения (id*), выведенного из первого блока (26g) сложения, и выводит результат вычитания.

[0079] Третий блок (26i) вычитания вычитает ток (iq) q-оси компенсирующего тока (Ia(uv)), полученный посредством второго блока (26 с) dq-преобразования, из тока (iq*) q-оси тока (Io(uvw)) нагрузки, полученного посредством первого блока (26b) dq-преобразования, и выводит результат вычитания.

[0080] Первый блок (26j) регулирования тока формирует командное значение (Vid) выходного напряжения для составляющей d-оси, так что результат вычитания, выведенный из второго блока (26h) вычитания, уменьшается. Первый блок (26j) регулирования тока может формировать командное значение (Vid) выходного напряжения для составляющей d-оси посредством пропорционально-интегрального регулирования, например.

[0081] Второй блок (26k) регулирования тока формирует командное значение (Viq) выходного напряжения для составляющей q-оси, так что результат вычитания, выведенный из третьего блока (26i) вычитания, уменьшается. Второй блок (26k) регулирования тока может формировать командное значение (Viq) выходного напряжения для составляющей q-оси посредством пропорционально-интегрального регулирования, например.

[0082] Посредством способа трехфазной модуляции генератор (27) возбуждающего сигнала формирует, на основе командных значений (Vid, Viq) выходного напряжения, возбуждающий сигнал (Sd) для возбуждения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) инвертора (21) блока компенсации тока, с тем, чтобы вынуждать инвертор (21) блока компенсации тока выполнять операцию синхронного выпрямления. Вторая несущая частота, которая является частотой второй несущей волны, используемой для формирования возбуждающего сигнала (Sd), устанавливается в 100 кГц или менее. В случае, когда переключающие элементы (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) возбуждаются согласно возбуждающему сигналу (Sd) с нерабочим временем для возбуждающего сигнала (Sd), погрешность вызывается между фактическим выходным напряжением (Va(uvw)) на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока и командным значением (Vid, Viq) выходного напряжения.

[0083] В преобразователе (100) мощности, сконфигурированном, как описано выше, соотношение между нерабочим временем для возбуждающего сигнала (Sd) и отношением величины гармонической составляющей, содержащейся в токе (Is(uvw)) источника питания в эксперименте, к верхнему пределу эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2, который является стандартом гармонического колебания, установленным Международной электротехнической комиссией (IEC) (т.е., отношением экспериментального значения к стандартному значению), является таким, как показано на фиг. 4. Фиг. 4 показывает случаи, когда вторая несущая частота равна 16 кГц, 32 кГц и 48 кГц. Вторая несущая частота является частотой второй несущей волны, используемой для формирования возбуждающего сигнала (Sd). На основе соотношения, показанного на фиг. 4, оценивается, что, для большей второй несущей частоты, нерабочее время должно быть короче для того, чтобы ток (Is(uvw)) источника питания удовлетворял стандарту.

[0084] В преобразователе (100) мощности, сконфигурированном, как описано выше, соотношение между максимальной входной мощностью блока (10) преобразования мощности и отношением (отношением экспериментального значения к стандартному значению) величины гармонической составляющей, содержащейся в токе (Is(uvw)) источника питания в эксперименте, к верхнему пределу для эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2 (т.е., отношением экспериментального значения к стандартному значению), является таким, как показано на фиг. 5. Фиг. 5 показывает случай, когда способ трехфазной модуляции применяется для формирования возбуждающего сигнала (Sd) в случае, когда способ двухфазной модуляции применяется для формирования возбуждающего сигнала (Sd), при условии, что вторая несущая частота равна 16 кГц, а нерабочее время равно 3,0 мкс.На основе соотношения, показанного на фиг. 5, оценивается, что, когда максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности увеличивается, величина гармонической составляющей увеличивается.

[0085] Фиг. 6 является таблицей, показывающей, для множества типов вторых несущих частот, нерабочее время (мкс), когда величина гармонической составляющей, содержащейся в токе (Is(uvw)) источника питания, достигает верхнего предела эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2, в случае, когда максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности равна 10 кВт. Фиг. 7 является графиком, соответствующим таблице на фиг. 6. Фиг. 6 и 7 показывают нерабочее время в случае, когда способ трехфазной модуляции применяется для формирования возбуждающего сигнала (Sd), и случай, когда способ двухфазной модуляции применяется для формирования возбуждающего сигнала (Sd).

[0086] Фиг. 8 показывает текущие значения гармонической составляющей, содержащейся в токе (Is(uvw)) источника питания относительно порядков в случае, когда вторая несущая частота равна 32 кГц, максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности равна 10 кВт, и нерабочее время равно 0,5 мкс и 1,0 мкс. В случае, когда нерабочее время равно 1,0 мкс, гармоническая составляющая при 35-ом порядке превышает верхний предел для эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2. В случае, когда нерабочее время равно 0,5 мкс, гармонические составляющие падают ниже верхнего предела для эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2, при всех порядках.

[0087] На основе информации, показанной на фиг. 4-8, изобретатели обнаружили, что посредством установки нерабочего времени для возбуждающего сигнала (Sd), так что Выражение (II) ниже удовлетворяется, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть эффективно уменьшена, и ток (Is(uvw)) источника питания может легко удовлетворять IEC61000-3-2.

[0088] Далее в данном документе, в Выражении (II) ниже, fsw (кГц) представляет вторую несущую частоту, Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, a Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd).

[0089]

В первом варианте осуществления генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd), так что Выражение (II) ниже удовлетворяется.

[0090] В первом варианте осуществления генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd), так что не только Выражение (II), но также Выражения (III) и (IV) ниже удовлетворяются.

[0091] В Выражениях (III) и (IV) fsw (кГц) представляет вторую несущую частоту, Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd), а Lac (мГн) представляет индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дроссель (23) блока компенсации тока, равен 0 А.

[0092]

Фиг. 9А показывает ток (Is(uvw)) источника питания, компенсирующий ток (Ia(uvw)) и ток (Io(uvw) нагрузки в случае, когда нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd) равно 0,5 мкс, вторая несущая частота равна 16 кГц, максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности равна 10 кВт, и индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока с током 0 А, протекающим в дроссель (23) блока компенсации тока, равна 1,0 мГн. Фиг. 9 В является временной диаграммой, соответствующей фиг. 9А, иллюстрирующей случай, когда нерабочее время возбуждающего сигнала (Sd) равно 0,5 мкс, вторая несущая частота равна 16 кГц, максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности равна 10 кВт, и индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока с током 0 А, протекающим в дроссель (23) блока компенсации тока, равна 2,2 мГн. Фиг. 9С является временной диаграммой, соответствующей фиг. 9А, иллюстрирующей случай, когда нерабочее время возбуждающего сигнала (Sd) равно 0,5 мкс, вторая несущая частота равна 16 кГц, максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности равна 5 кВт, и индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока с током 0 А, протекающим в дроссель (23) блока компенсации тока, равна 1,0 мГн. Фиг. 9D является временной диаграммой, соответствующей фиг. 9А, иллюстрирующей случай, когда нерабочее время возбуждающего сигнала (Sd) равно 0,5 мкс, вторая несущая частота равна 16 кГц, максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности равна 5 кВт, и индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока с током 0 А, протекающим в дроссель (23) блока компенсации тока, равна 2,2 мГн.

[0093] На фиг. 9В индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока больше индуктивности в случае на фиг. 9А, и, следовательно, градиент изменения в компенсирующем токе (Ia(uvw)) согласно изменению в токе (Io(uvw)) нагрузки является более пологим по сравнению с градиентом SLA на фиг. 9А. Соответственно, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, увеличивается, и форма волны тока (Is(uvw) источника питания искажается. Таким образом, трудно сделать ток (Is(uvw)) источника питания удовлетворяющим IEC61000-3-2. Также на фиг. 9D индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока больше индуктивности в случае на фиг. 9С, и, следовательно, градиент изменения в компенсирующем токе (Ia(uvw)) согласно изменению в токе (Io(uvw)) нагрузки является более пологим по сравнению с градиентом SLC на фиг. 9С. Однако, максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности является меньшей, и, следовательно, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, и искажение формы волны тока (Is(uvw)) источника питания эквивалентны гармонической составляющей и искажению на фиг. 9А. Таким образом, легко сделать ток (Is(uvw)) источника питания удовлетворяющим IEC61000-3-2.

[0094] Инвертор (21) блока компенсации тока соединяется с системой источника питания через дроссели (23) блока компенсации тока и фильтры (24) блока компенсации тока, и, следовательно, схема блока (20) компенсации тока может быть представлена эквивалентной схемой, которая показана на фиг. 10. На фиг. 10 "is" представляет ток (Is(uvw)) источника питания, "ii" представляет ток (Io(uvw)) нагрузки, "Vs" представляет напряжение источника питания, "va" представляет выходное напряжение (Va(uvw)), выводимое от инвертора (21) блока компенсации тока, "ia" представляет ток (ia(uvw)) дросселя, протекающий в дросселе (23) блока компенсации тока, "La" представляет индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока, "Lf" представляет индуктивность дросселя (24а) фильтра, "Cf" представляет емкость конденсатора (24b) фильтра, "if" представляет ток, протекающий в дросселе (24а) фильтра, "ic" представляет ток, протекающий в конденсаторе (24b) фильтра, и "vc" представляет напряжение конденсатора (24b) фильтра. Передаточная функция Gp "ia" для "va" представлена Выражением (V) ниже.

[0095] [Мат.1]

[0096] Как показано в Выражении (V), когда индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока больше индуктивности дросселя (24а) фильтра, передаточная функция Gp имеет характеристики, практически обратно пропорциональные индуктивности дросселя (23) блока компенсации тока.

[0097] Контроллер (26) компенсации выполняет, на основе обнаруженного тока (ia(uvw)) дросселя, управление по обратной связи с помощью первого и второго блоков (26j, 26k) регулирования тока, так что значения (id, iq) тока, вычисленные из тока (ia(uvw)) дросселя, совпадают с командными значениями (id*, iq*), полученными вычитанием гармонической составляющей из тока (Io(uvw)) нагрузки. Предположим, что передаточная функция выходного напряжения (Va(uvw)), выводимого из инвертора (21) блока компенсации тока для тока (ia(uvw)) дросселя, равна Gc, система регулирования тока, включенная в блок (20) компенсации тока, может быть представлена, как показано на фиг. 11.

[0098] Фиг. 12А показывает диаграмму усиления передаточных функций Gp, Gc и их сумму, а фиг. 12В показывает фазовую диаграмму передаточных функций Gp, Рс и их сумму. Если характеристики усиления первого и второго блоков (26j, 26k) регулирования тока являются постоянными, характеристики усиления всего блока (20) компенсации тока изменяются согласно индуктивности дросселя (23) блока компенсации тока. На фиг. 12А резонанс фильтра (24) блока компенсации тока возникает в местоположении, окруженном штриховой линией.

[0099] Для того, чтобы обеспечивать устойчивость регулирования тока, плоские характеристики наложения постоянного тока дросселя (23) блока компенсации тока являются предпочтительными. Если регулирование тока задается таким образом, что его устойчивость обеспечивается, когда ток, протекающий в дроссель (23) блока компенсации тока, находится на пиковом токе, характеристика регулирования ухудшается, когда ток является слабым, и такая ухудшенная характеристика регулирования приводит в результате к увеличению гармонической составляющей, содержащейся в токе (Is(uvw)) источника питания. Отношение индуктивности пикового тока к индуктивности нулевого тока задается в 1/3 или более, где индуктивность пикового тока является индуктивностью дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дроссель (23) блока компенсации тока, находится на пиковом токе, а индуктивность нулевого тока является индуктивностью дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дроссель (23) блока компенсации тока, равен 0 А. Таким образом, устойчивость регулирования тока может быть обеспечена, и гармонический ток может быть уменьшен.

[0100] В первом варианте осуществления отношение индуктивности пикового тока к индуктивности нулевого тока задается в 1/3 или более.

[0101] На фиг. 13А пиковый ток (Ipeak) равен 12 А, индуктивность (Lzero) нулевого тока равна 2,2 мГн, а индуктивность (Lpeak) пикового тока равна 0,6 мГн. Таким образом, отношение индуктивности (Lpeak) пикового тока к индуктивности (Lzero) нулевого тока меньше 1/3.

[0102] На фиг. 13В пиковый ток (Ipeak) равен 12 А, индуктивность (Lzero) нулевого тока равна 1.3 мГн, а индуктивность (Lpeak) пикового тока равна 0,6 мГн. Таким образом, отношение индуктивности (Lpeak) пикового тока к индуктивности (Lzero) нулевого тока равно 1/3 или более.

[0103] Также, как показано на фиг. 12А и 12В, резонансная частота фильтра (24) блока компенсации тока задается в 4 кГц или выше, и, следовательно, влияние резонанса фильтра (24) блока компенсации тока на компенсирующий ток (Ia(uvw)) может быть уменьшено при частоте ниже 4 кГц. Таким образом, в случае, когда частота трехфазного переменного тока равна 50 Гц или 60 Гц, гармонические составляющие в токе (Is(uvw)) источника питания вплоть до 40-ых порядков могут быть надежно уменьшены, и компенсирующий ток (Ia(uvw)) может устойчиво регулироваться.

[0104] Как показано в Выражении (V) выше, индуктивность дросселя (24а) фильтра предпочтительно задается меньшей по сравнению с индуктивностью дросселя (23) блока компенсации тока.

[0105] В первом варианте осуществления значение емкости конденсатора (14) блока преобразования мощности устанавливается достаточно небольшим, чтобы предоставлять возможность колебания в выходном напряжении схемы (11) выпрямителя, и, следовательно, диапазон колебания выходного тока схемы (11) выпрямителя может быть уменьшен, и пиковое значение компенсирующего тока (Ia(uvw)) может больше сдерживаться по сравнению со случаем, когда значение емкости конденсатора (14) блока преобразования мощности устанавливается достаточно большим, чтобы поглощать колебание в выходном напряжении схемы (11) выпрямителя.

[0106] Фиг. 14А показывает, в качестве примера, ток (Is(uvw)) источника питания, ток (Io(uvw)) нагрузки и компенсирующий ток (Ia(uvw)) в случае, когда максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности равна 10 кВт, и значение емкости конденсатора (14) блока преобразования мощности задается таким образом, что колебание в выходном напряжении схемы (11) выпрямителя поглощается, т.е., применяется так называемый входной тип конденсатора. Фиг. 14В является временной диаграммой, соответствующей фиг. 14А, иллюстрирующей случай, когда максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности равна 10 кВт, и значение емкости конденсатора (14) блока преобразования мощности задается так, что колебание в выходном напряжении схемы (11) выпрямителя допускается.

[0107] На фиг. 14А эффективное значение компенсирующего тока (Ia(uvw)) равно 6,8 А, а пиковое значение компенсирующего тока (Ia(uvw)) равно 15,3 А. С другой стороны, на фиг. 14 В, эффективное значение компенсирующего тока (Ia(uvw)) равно 4,5 А, и пиковое значение компенсирующего тока (Ia(uvw)) равно 11,0 А. Т.е., эффективное значение и пиковое значение компенсирующего тока (Ia(uvw)) может сдерживаться до 2/3 для случая на фиг. 14А.

[0108] По сравнению со случаем, когда емкость конденсатора (22) блока компенсации тока равна или меньше емкости конденсатора (14) блока преобразования мощности, пульсация напряжения (Vdc) постоянного тока между узлами (21а, 21b) на стороне постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока может быть более сдержана, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более надежно уменьшена.

[0109] Фиг. 15А показывает, в качестве примера, ток (Is(uvw) источника питания, компенсирующий ток (Ia(uvw)) и напряжение (Vdc) постоянного тока в случае, когда емкость конденсатора (22) блока компенсации тока равна 195 мкФ, а емкость конденсатора (14) блока преобразования мощности равна 30 мкФ. Фиг. 15В является временной диаграммой, соответствующей фиг. 15А, иллюстрирующей случай, когда емкость конденсатора (22) блока компенсации тока равна 15 мкФ, и емкость конденсатора (14) блока преобразования мощности равна 30 мкФ.

[0110] На фиг. 15В диапазон колебания напряжения (Vdc) постоянного тока является более значительным, и искажение тока (Is(uvw)) источника питания является более значительным по сравнению с диапазоном колебания напряжения и искажением тока на фиг. 15А.

[0111] В первом варианте осуществления операция синхронного выпрямления выполняется с помощью униполярных транзисторов в качестве переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) инвертора (21) блока компенсации тока, и, следовательно, напряжение проведения тока, формируемое, когда какой-либо из переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) включается, может быть уменьшено по сравнению со случаем, когда биполярные транзисторы используются в качестве переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2). Таким образом, погрешность в выходном напряжении (Va(uvw)), выводимом из инвертора (21) блока компенсации тока, вследствие напряжения проведения тока, может быть пресечена, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw) источника питания, может быть более надежно уменьшена.

[0112] Фиг. 16 является графиком, показывающим соотношение между напряжением проведения тока и током, протекающим в диоде обратной цепи, в случае, когда кремниевый диод со структурой р-собственная-n (Si-PiN) предусматривается в качестве диода обратной цепи встречно-параллельно с переключающим элементом (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), или током, протекающим в противоположном направлении в переключающем элементе (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) в случае, когда переключающий элемент (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) является MOSFET.

[0113] Здесь, предполагается, что пиковое значение тока, протекающего в переключающем элементе (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), равно 12 А (указан ссылочными символами ip на фиг. 16), Vf представляет напряжение проведения тока для обычного диода, а Vsd представляет напряжение проведения тока для MOSFET. В то время как Vf равно 1,8 В, Vsd равно 1,1 В, как показано в Выражении (VI) ниже, предположим, что сопротивление во включенном состоянии равно 100 мОм.

[0114]

Таким образом, согласно первому варианту осуществления, генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd), так что Выражения (II)-(IV) выше удовлетворяются, и, следовательно, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть эффективно уменьшена. Таким образом, легко сделать ток (Is(uvw)) источника питания удовлетворяющим IEC61000-3-2.

[0115] Отношение индуктивности (Lpeak) пикового тока к индуктивности (Lzero) нулевого тока устанавливается в 1/3 или более, и, следовательно, гармоническая составляющая,

содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более надежно уменьшена, и компенсирующий ток (Ia(uvw)) может устойчиво регулироваться по сравнению со случаем, когда отношение устанавливается в меньшее, чем 1/3.

[0116] Переключающий элемент (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) является элементом, изготовленным из полупроводникового материала с широкой запрещенной зоной в качестве основного материала, и сопротивление во включенном состоянии переключающего элемента (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) равно 100 мОм или менее. Таким образом, легко увеличивать скорость переключения переключающего элемента (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) и сокращать нерабочее время. Соответственно, легко уменьшать гармоническую составляющую, содержащуюся в токе (Is(uvw)) источника питания.

[0117] Вторая несущая частота устанавливается в 100 кГц или менее, и, следовательно, нерабочее время может поддерживаться более продолжительным по сравнению с нерабочим временем в случае, когда вторая несущая частота устанавливается выше 100 кГц.

[0118] "Второй вариант осуществления"

Во втором варианте осуществления генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd) способом двухфазной модуляции на основе командных значений (Vid, Viq) выходного напряжения, так что инвертор (21) блока компенсации тока выполняет операцию синхронного выпрямления. Второй вариант осуществления является таким же или аналогичным первому варианту осуществления за исключением различия, упомянутого выше.

[0119] В случае, когда способ двухфазной модуляции применяется для формирования возбуждающего сигнала (Sd), соотношение между нерабочим временем для возбуждающего сигнала (Sd) и отношением (отношением экспериментального значения к стандартному значению) величины гармонической составляющей, содержащейся в токе (Is(uvw)) источника питания в эксперименте, к верхнему пределу для эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2, является таким, как показано на фиг. 17. Фиг. 17 показывает случаи, когда вторая несущая частота равна 16 кГц, 32 кГц и 48 кГц. На основе соотношения, показанного на фиг. 17, оценивается, что, для большей второй несущей частоты, нерабочее время должно быть короче для того, чтобы ток (Is(uvw)) источника питания удовлетворял стандарту.

[0120] Фиг. 18 показывает значение тока для гармонической составляющей, содержащейся в токе (Is(uvw)) источника питания в случае, когда применяется способ двухфазной модуляции, вторая несущая частота равна 48 кГц, максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности равна 10 кВт, и нерабочее время равно 0,5 мкс и 1,0 мкс. В случае, когда нерабочее время равно 1,0 мкс, гармонические составляющие при 8-м, 34-м, 35-м и 40-м порядках превышают верхний предел для эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2. В случае, когда нерабочее время равно 0,5 мкс, гармонические составляющие при всех порядках падают ниже верхнего предела для эмиссий гармонического тока, который определен в IEC61000-3-2.

[0121] Фиг. 19А показывает напряжение (Vdc) постоянного тока, ток (Is(uvw)) источника питания, ток (Io(uvw)) нагрузки и компенсирующий ток (Ia(uvw)) в случае, когда вторая несущая частота равна 48 кГц, максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности равна 10 кВт, и нерабочее время равно 0,5 мкс. Фиг. 19В является временной диаграммой, соответствующей фиг. 19А, иллюстрирующей случай, когда вторая несущая частота равна 48 кГц, максимальная входная мощность блока (10) преобразования мощности равна 10 кВт, и нерабочее время является 1,0 мкс. Как описано выше, на фиг. 19А, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, уменьшается по сравнению с фиг. 19В.

[0122] На основе информации, показанной на фиг. 6, 7 и 17-19, изобретатели обнаружили, что посредством установки нерабочего времени для возбуждающего сигнала (Sd), так что Выражение (VII) ниже удовлетворяется, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть эффективно уменьшена, и ток (Is(uvw)) источника питания может легко удовлетворять IEC61000-3-2.

[0123] Далее в данном документе, в Выражении (VII) ниже, fsw (кГц) представляет вторую несущую частоту, Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, a Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd).

[0124]

Во втором варианте осуществления генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd), так что Выражение (VII) ниже удовлетворяется.

[0125] Во втором варианте осуществления генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd), так что не только Выражение (VII), но также Выражения (VIII) и (IX) ниже удовлетворяются.

[0126] В Выражениях (VIII) и (IX) fsw (кГц) представляет вторую несущую частоту, Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала, a Lac (мГн) представляет индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дроссель (23) блока компенсации тока, равен 0 А.

[0127]

Во втором варианте осуществления генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd) на основе командных значений (Vid, Viq) выходного напряжения, так что процент амплитуды напряжения сети на стороне переменного тока относительно напряжения (Vdc) постоянного тока равен 70% или более. Более конкретно, как показано на фиг. 20, генератор (27) возбуждающего сигнала включает в себя блок (27а) вычисления коэффициента модуляции, ограничитель (27b) и блок (27 с) PWM-модуляции.

[0128] Блок (27а) вычисления коэффициента модуляции вычисляет фазу (ψ) и коэффициент (ks) модуляции на основе командных значений (Vid, Viq) выходного напряжения, сформированных первым и вторым блоками (26j, 26k) регулирования тока. Коэффициент (ks) модуляции означает процент амплитуды (максимального значения) напряжения сети на стороне переменного тока относительно напряжения (Vdc) постоянного тока.

[0129] Предположим, чтоψ представляет значение фазы, а Vid и Viq представляют командные значения (Vid, Viq) выходного напряжения, ψ может быть вычислено согласно Выражению (X) ниже.

[0130]

Предположим, что ks представляет коэффициент (ks) модуляции, ks может быть вычислен на основе Выражений (XI) и (XII) ниже. Здесь, Vi является эффективным значением напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока.

[0131]

[0132] [Мат.2]

[0133] В случае, когда коэффициент (ks) модуляции, вычисленный блоком (27а) вычисления коэффициента модуляции, равен 0,7 или более, ограничитель (27b) выводит коэффициент (ks) модуляции, вычисленный блоком (27а) вычисления коэффициента модуляции. В случае, когда коэффициент (ks) модуляции падает ниже 0,7, ограничитель (27b) выводит 0,7 в качестве коэффициента (ks) модуляции.

[0134] Блок (27 с) PWM-модуляции формирует возбуждающий сигнал (Sd) на основе фазы (ψ) и коэффициента (ks) модуляции, выведенного из ограничителя (27b). Вторая несущая волна используется для формирования возбуждающего сигнала (Sd) блоком (27 с) PWM-модуляции. Частота 100 Гц или менее применяется в качестве второй несущей частоты, которая является несущей частотой для второй несущей волны.

[0135] Во втором варианте осуществления коэффициент (ks) модуляции равен 70% или более, и, следовательно, быстрое изменение в продолжительности включения переключающего элемента (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) инвертора (21) блока компенсации тока при переключении фазы цели модуляции может быть пресечено по сравнению со случаем, когда коэффициент (ks) модуляции меньше 70%. Соответственно, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более надежно уменьшена.

[0136] Фиг. 21А показывает соотношение между продолжительностями включения и фазами трех переключающих элементов (Sr1, Ss1, St1) верхнего звена инвертора (21) блока компенсации тока в случае, когда коэффициент (ks) модуляции равен 40%. Фиг. 21В является графиком, соответствующим фиг. 21А и показывающим случай, когда коэффициент (ks) модуляции равен 70%. В случае, когда коэффициент (ks) модуляции равен 70%, изменение в продолжительности включения переключающего элемента (Sr1, Ss1, St1) инвертора (21) блока компенсации тока при переключении фаз цели модуляции является меньшим по сравнению со случаем, когда коэффициент (ks) модуляции равен 40%.

[0137] Таким образом, согласно второму варианту осуществления, генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd), так что Выражения (VII)-(IX) выше удовлетворяются, и, следовательно, гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть эффективно уменьшена. Таким образом, легко сделать ток (Is(uvw)) источника питания удовлетворяющим IEC61000-3-2.

[0138] "Третий вариант осуществления"

Фиг. 22 показывает преобразователь (100) мощности согласно третьему варианту осуществления настоящего раскрытия.

[0139] В третьем варианте осуществления генератор (27) возбуждающего сигнала не включает в себя ограничитель (27b), и блок (27 с) PWM-модуляции формирует возбуждающий сигнал (Sd) на основе коэффициента (ks) модуляции, выведенного из блока (27а) вычисления коэффициента модуляции.

[0140] Контроллер (26) компенсации дополнительно включает в себя блок (28) вычисления командного значения напряжения постоянного тока.

[0141] Блок (28) вычисления командного значения напряжения постоянного тока вычисляет командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока на основе командного значения (Vid) выходного напряжения для составляющей d-оси, так что командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока равно или меньше по сравнению с двойным средним напряжением сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока. Более конкретно, блок (28) вычисления командного значения напряжения постоянного тока имеет блок (28а) вычисления среднего значения, и блок (28b) умножения.

[0142] Блок (28а) вычисления среднего значения вычисляет среднее командное значение (Vid) выходного напряжения для составляющей d-оси.

[0143] Блок (28b) умножения умножает среднее значение, вычисленное блоком (28а) вычисления среднего значения, на предварительно определенный коэффициент усиления (K_VI), тем самым, вычисляя командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока. Предварительно определенный коэффициент усиления (K_VI) устанавливается в 2 или менее.

[0144] Блок (26а) обнаружения фазы, первый и второй блоки (26b, 26 с) dq-преобразования, высокочастотный фильтр (26d), первый блок (26е) вычитания, блок (26f) управления напряжением, первый блок (26g) суммирования, второй и третий блок (26h, 26i) вычитания и первый и второй блоки (26j, 26k) регулирования тока контроллера (26) компенсации формируют блок (29) вычисления командного значения напряжения, который вычисляет командные значения (Vid, Viq) выходного напряжения на основе напряжения (Vdc) постоянного тока и командного значения (Vdc*) напряжения постоянного тока.

[0145] Блок (28) вычисления командного значения напряжения постоянного тока может вычислять командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока на основе эффективного значения напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока, так что командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока равно или меньше двойного среднего напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока. Соотношение между эффективным значением напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока и командным значением (Vid) выходного напряжения для составляющей d-оси является таким, как показано в Выражении (XI) выше.

[0146] Третий вариант осуществления является таким же или аналогичным второму варианту осуществления за исключением различия, упомянутого выше. Таким образом, аналогичные ссылочные символы присвоены аналогичным компонентам, и их подробное описание не будет повторяться в данном документе.

[0147] Таким образом, согласно третьему варианту осуществления, командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока вычисляется таким образом, что командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока равно или меньше двойного среднего напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока, и, следовательно, процентное отношение амплитуды напряжения сети на стороне переменного тока относительно напряжения (Vdc) постоянного тока становится равным 70% или более. Таким образом, по сравнению со случаем, когда командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока выше двойного среднего напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока, быстрое изменение в продолжительности включения переключающего элемента (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) инвертора (21) блока компенсации тока при переключении фаз цели модуляции может быть более сдержано, и гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, может быть более надежно уменьшена.

[0148] "Другие варианты"

В первом-третьем вариантах осуществления источник формирования гармоники соединяется с первым и вторым токопроводящими проводами (601, 602) первого-третьего токопроводящих проводов (601, 602, 603), но может быть соединен только с одним из первого-третьего токопроводящих проводов (601, 602, 603) или быть соединен со всеми тремя токопроводящими проводами.

[0149] В третьем варианте осуществления блок (28) вычисления командного значения напряжения постоянного тока вычисляет командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока таким образом, что командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока равно или меньше двойного среднего напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока, но блок (28) вычисления командного значения напряжения постоянного тока может вычислять командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока таким образом, что командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока равно или меньше двойного значения основной частотной составляющей напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока. Т.е., блок (28а) вычисления среднего значения может вычислять основную частотную составляющую командного значения (Vid) выходного напряжения для составляющей d-оси.

[0150] В первом варианте осуществления генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd) таким образом, что Выражения (II)-(IV) удовлетворяются, но генератор (27) возбуждающего сигнала может формировать возбуждающий сигнал (Sd) таким образом, что не Выражение (II), а только Выражения (III) и (IV) удовлетворяются. Генератор (27) возбуждающего сигнала может формировать возбуждающий сигнал (Sd) таким образом, что одно или оба Выражения (III) и (IV) не удовлетворяются, а Выражение (II) удовлетворяется.

[0151] Во втором варианте осуществления генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd) таким образом, что Выражения (VII)-(IX) удовлетворяются, но генератор (27) возбуждающего сигнала может формировать возбуждающий сигнал (Sd) таким образом, что не Выражение (VII), а только Выражения (VIII) и (IX) удовлетворяются. Генератор (27) возбуждающего сигнала может формировать возбуждающий сигнал (Sd) таким образом, что одно или оба Выражения (VIII) и (IX) не удовлетворяются, а Выражение (VII) удовлетворяется.

[0152] В первом-третьем вариантах осуществления преобразователь (100) мощности предоставляется в системе (1) кондиционирования воздуха, но преобразователь (100) мощности может быть предоставлен в системе теплового насоса другого типа, такой как системы для регулирования температуры, влажности и т.д. Более конкретно, преобразователь (100) мощности может быть предусмотрен в системах тепловых насосов системы нагрева воздуха/воды, витрины, холодильника, морозильника и нагревателя воды для регулирования внутренней температуры, и т.д.

Промышленная применимость

[0153] Как описано выше, настоящее раскрытие является полезно применимым к преобразователю мощности, включающему в себя блок преобразования мощности, который выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника питания переменного тока, и блок компенсации тока, который подает компенсирующий ток источнику питания переменного тока, и к системе теплового насоса, включающей в себя такой преобразователь мощности.

Описание условных обозначений

[0154] 1 Система кондиционирования воздуха (система теплового насоса)

2 Источник питания переменного тока

10 Блок преобразования мощности

11 Схема выпрямителя

12 Инвертор блока преобразования мощности

12а Первый узел постоянного тока

12b Второй узел постоянного тока

13 Дроссель блока преобразования мощности

14 Конденсатор блока преобразования мощности

20 Блок компенсации тока

21 Инвертор блока компенсации тока

21а, 21b Узлы постоянного тока

22 Конденсатор блока компенсации тока

23 Дроссель блока компенсации тока

24 Фильтр блока компенсации тока

24а Дроссель фильтра

24b Конденсатор фильтра

26 Контроллер компенсации

27 Генератор возбуждающего сигнала

28 Блок вычисления командного значения напряжения постоянного тока

29 Блок вычисления командного значения напряжения

100 Преобразователь мощности

300 Внутренний блок (источник формирования гармоник)

400 Наружный вентилятор (источник формирования гармоник)

601 Первый токопроводящий провод

602 Второй токопроводящий провод

603 Третий токопроводящий провод

Ia (uvw) Компенсирующий ток

Io (uvw) Ток нагрузки

Vid, Viq Командное значение выходного напряжения

Vdc Напряжение постоянного тока

Vdc* Командное значение напряжения постоянного тока

Sr1, Sr2, Sr3, Sr4, Sr5, Sr6 Переключающие элементы

Sd Возбуждающий сигнал

Изобретение относится к преобразователям мощности. Технический результат - повышение эффективности компенсации гармонической составляющей, содержащейся в токе нагрузки в преобразователе мощности, включающем в себя блок компенсации тока. Для этого предложен преобразователь мощности, в котором инвертор (21) блока компенсации тока подает посредством операции переключения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ssl, Ss2, Stl, St2) компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока через дроссель (23) блока компенсации тока так, что будет удовлетворяться выражение (1): Td≤(34,00/fsw-0,145)(1,55-0,055*Pmax), где fsw (кГц) представляет несущую частоту, применяемую для формирования возбуждающего сигнала (Sd), Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, a Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd). 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 31 ил.

1. Преобразователь мощности, содержащий:

блок (10) преобразования мощности, который выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника (2) питания переменного тока; и

блок (20) компенсации тока, который подает компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока,

причем блок (20) компенсации тока включает в себя:

инвертор (21) блока компенсации тока, включающий в себя множество переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2),

конденсатор (22) блока компенсации тока, подключенный между выводами (21а, 21b) инвертора (21) на стороне вывода постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока;

дроссель (23) блока компенсации тока, подключенный между стороной переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока и источником (2) питания переменного тока;

контроллер (26) компенсации, который получает командное значение (Vid, Viq) выходного напряжения, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, подаваемом к преобразователю (100) мощности от источника (2) питания переменного тока, уменьшается посредством компенсирующего тока (Ia(uvw)); и

генератор (27) возбуждающего сигнала, который формирует, на основе командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения, возбуждающий сигнал (Sd) для возбуждения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) способом трехфазной модуляции,

при этом инвертор (21) блока компенсации тока подает, посредством операции переключения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока через дроссель (23) блока компенсации тока так, что будет удовлетворяться выражение (1):

Td ≤ (34,00/fsw - 0,145)(1,55-0,055*Pmax) … (1),

где fsw (кГц) представляет несущую частоту, применяемую для формирования возбуждающего сигнала (Sd), Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, a Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd).

2. Преобразователь мощности, содержащий:

блок (10) преобразования мощности, который выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника (2) питания переменного тока; и

блок (20) компенсации тока, который подает компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока,

причем блок (20) компенсации тока включает в себя:

инвертор (21) блока компенсации тока, включающий в себя множество переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2);

конденсатор (22) блока компенсации тока, подключенный между выводами (21а, 21b) инвертора (21) на стороне вывода постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока;

дроссель (23) блока компенсации тока, подключенный между стороной переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока и источником (2) питания переменного тока;

контроллер (26) компенсации, который получает командное значение (Vid, Viq) выходного напряжения, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, подаваемом к преобразователю (100) мощности от источника (2) питания переменного тока, уменьшается посредством компенсирующего тока (Ia(uvw)); и

генератор (27) возбуждающего сигнала, который формирует, на основе командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения, возбуждающий сигнал (Sd) для возбуждения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) способом двухфазной модуляции,

при этом инвертор (21) блока компенсации тока подает, посредством операции переключения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока через дроссель (23) блока компенсации тока так, что будет удовлетворяться выражение (2):

Td ≤ (45,23/fsw - 0,135)(1,48-0,048*Pmax) … (2),

где fsw (кГц) представляет несущую частоту, применяемую для формирования возбуждающего сигнала (Sd), Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, a Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd).

3. Преобразователь мощности, содержащий:

блок (10) преобразования мощности, который выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника (2) питания переменного тока; и блок (20) компенсации тока, который подает компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока, причем блок (20) компенсации тока включает в себя: инвертор (21) блока компенсации тока, включающий в себя множество переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2);

конденсатор (22) блока компенсации тока, подключенный между выводами (21а, 21b) инвертора (21) на стороне вывода постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока;

дроссель (23) блока компенсации тока, подключенный между стороной переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока и источником (2) питания переменного тока;

контроллер (26) компенсации, который получает командное значение (Vid, Viq) выходного напряжения, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, подаваемом к преобразователю (100) мощности от источника (2) питания переменного тока, уменьшается посредством компенсирующего тока (Ia(uvw)); и

генератор (27) возбуждающего сигнала, который формирует, на основе командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения, возбуждающий сигнал (Sd) для возбуждения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) способом трехфазной модуляции,

при этом инвертор (21) блока компенсации тока подает, посредством операции переключения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока через дроссель (23) блока компенсации тока так, что будут удовлетворяться выражения (3) и (4):

Lac ≤ 16/Pmax . . . (3) и

Td ≤ (34,00/fsw - 0,145) . . . (4),

где fsw (кГц) представляет несущую частоту, применяемую для формирования возбуждающего сигнала (Sd), Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd) и Lac (мГн) представляет индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дросселе (23) блока компенсации тока, равен 0 А.

4. Преобразователь мощности, содержащий:

блок (10) преобразования мощности, который выполняет преобразование мощности для трехфазного переменного тока, выводимого от источника (2) питания переменного тока; и

блок (20) компенсации тока, который подает компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока, причем блок (20) компенсации тока включает в себя: инвертор (21) блока компенсации тока, включающий в себя множество переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2);

конденсатор (22) блока компенсации тока, подключенный между выводами (21а, 21b) инвертора (21) на стороне вывода постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока;

дроссель (23) блока компенсации тока, подключенный между стороной переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока и источником (2) питания переменного тока;

контроллер (26) компенсации, который получает командное значение (Vid, Viq) выходного напряжения, так что гармоническая составляющая, содержащаяся в токе (Is(uvw)) источника питания, подаваемом к преобразователю (100) мощности от источника (2) питания переменного тока, уменьшается посредством компенсирующего тока (Ia(uvw)); и

генератор (27) возбуждающего сигнала, который формирует, на основе командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения, возбуждающий сигнал (Sd) для возбуждения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) способом двухфазной модуляции,

при этом инвертор (21) блока компенсации тока подает, посредством операции переключения переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), компенсирующий ток (Ia(uvw)) к источнику (2) питания переменного тока через дроссель (23) блока компенсации тока так, что будут удовлетворяться выражения (5) и (6):

Lac ≤ 16/Pmax . . . (5) и

Td ≤ (45,23/fsw - 0,135) . . . (6),

где fsw (кГц) представляет несущую частоту, применяемую для формирования возбуждающего сигнала (Sd), Pmax (кВт) представляет максимальную входную мощность блока (10) преобразования мощности, Td (мкс) представляет нерабочее время для возбуждающего сигнала (Sd), и Lac (мГн) представляет индуктивность дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дросселе (23) блока компенсации тока, равен 0 А.

5. Преобразователь мощности по п. 3 или 4, при этом отношение индуктивности дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дросселе (23) блока компенсации тока, является пиковым током, к индуктивности дросселя (23) блока компенсации тока, когда ток, протекающий в дросселе (23) блока компенсации тока, равен 0 А, устанавливается равным 1/3 или более.

6. Преобразователь мощности по любому из пп. 1-4, содержащий:

фильтр (24), вставленный между источником (2) питания переменного тока и дросселем (23) блока компенсации тока, причем фильтр (24) включает в себя дроссель (24а) фильтра с меньшей индуктивностью по сравнению с индуктивностью дросселя (23) блока компенсации тока и конденсатор (24b) фильтра и имеет резонансную частоту 4 кГц или выше.

7. Преобразователь мощности по п. 2 или 4, при этом генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd) на основе командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения таким образом, что процент амплитуды напряжения сети на стороне переменного тока относительно напряжения (Vdc) постоянного тока между выводами (21а, 21b) инвертора (21) на стороне вывода постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока, равен 70% или более.

8. Преобразователь мощности по п. 2 или 4, при этом контроллер (26) компенсации включает в себя блок (29) вычисления командного значения напряжения, который вычисляет командное значение (Vid, Viq) выходного напряжения на основе напряжения (Vdc) постоянного тока между выводами (21а, 21b) инвертора (21) на стороне вывода постоянного тока инвертора (21) блока компенсации тока и на основе командного значения (Vdc*) напряжения постоянного тока, и

блок (28) вычисления командного значения напряжения постоянного тока, который вычисляет командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока на основе командного значения (Vid, Viq) выходного напряжения, так что командное значение (Vdc*) напряжения постоянного тока равно или меньше двойного среднего напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока или основной частотной составляющей напряжения сети на стороне переменного тока инвертора (21) блока компенсации тока.

9. Преобразователь мощности по любому из пп. 1-4, при этом блок (10) преобразования мощности включает в себя:

схему (11) выпрямителя, которая выпрямляет трехфазный переменный ток в постоянный ток,

инвертор (12) блока преобразования мощности, который преобразует постоянный ток в переменный ток,

конденсатор (14) блока преобразования мощности, подключенный между узлами (12а, 12b) на стороне постоянного тока инвертора (12) блока преобразования мощности и выполненный с возможностью предоставлять возможность колебания в выходном напряжении схемы (11) выпрямителя, и

дроссель (13) блока преобразования мощности, подключенный между источником (2) питания переменного тока и одним концом конденсатора (14) блока преобразования мощности.

10. Преобразователь мощности по п. 9, при этом

емкость конденсатора (22) блока компенсации тока больше по сравнению с емкостью конденсатора (14) блока преобразования мощности.

11. Преобразователь мощности по любому из пп. 1-4, при этом инвертор (21) блока компенсации тока включает в себя, в качестве переключающих элементов (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2), шесть униполярных транзисторов, формирующих три ветви, и

генератор (27) возбуждающего сигнала формирует возбуждающий сигнал (Sd) таким образом, чтобы вынуждать инвертор (21) блока компенсации тока выполнять операцию синхронного выпрямления.

12. Преобразователь мощности по п. 11, при этом переключающие элементы (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) являются элементами, изготовленными из полупроводникового материала с широкой запрещенной зоной в качестве основного материала, и сопротивление во включенном состоянии каждого переключающего элемента (Sr1, Sr2, Ss1, Ss2, St1, St2) равно 100 мОм или менее.

13. Преобразователь мощности по любому из пп. 1-4, при этом несущая частота равна 100 кГц или менее.

14. Система теплового насоса, содержащая: преобразователь мощности по любому из пп. 1-4,

блок (10) преобразования мощности, принимающий ввод трехфазного переменного тока через три токопроводящих провода (601, 602, 603), и

при этом система (1) теплового насоса включает в себя источник (300, 400) формирования гармонического колебания,

который формирует гармоническое колебание в токе по меньшей мере в одном (601, 602) из трех токопроводящих проводов (601, 602, 603).