JP2006325353A - 三相整流装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 大電流を流しても、各相間の入力電流の差を小さくすることが可能な三相整流装置を提供する。
【解決手段】 複数台の単相整流器ユニットR,S,T,Uで構成されている三相整流装置において、不均衡な単相整流器ユニットUを一台有し、三つの相r,s,tの各相をスター結線で接続し、それぞれの相r,s,tに単相整流器ユニットR,S,Tを平衡になるように接続し、不均衡な単相整流器ユニットUを、第一の相rと第二の相sとの間に接続してあることを特徴とする三相整流装置。
【選択図】 図1
【解決手段】 複数台の単相整流器ユニットR,S,T,Uで構成されている三相整流装置において、不均衡な単相整流器ユニットUを一台有し、三つの相r,s,tの各相をスター結線で接続し、それぞれの相r,s,tに単相整流器ユニットR,S,Tを平衡になるように接続し、不均衡な単相整流器ユニットUを、第一の相rと第二の相sとの間に接続してあることを特徴とする三相整流装置。
【選択図】 図1
Description
本発明は、非対称性を有する三相交流方式における三相整流装置に関する。
三相交流方式における三相整流装置は、図5に示すように、入力をデルタ結線で構成したものや、図6に示すように、スター結線で構成したものがある。それぞれ三つの相r,s,t,u,v,wに単相整流器ユニットR,S,T,U,V,Wを接続していた。
さらに各単相整流器ユニットR,S,T,U,V,Wの出力を並列に接続して高出力を出力し、各単相整流器ユニットR,S,T,U,V,Wの負荷を均等負荷となるようにして、入力電流を平衡状態としていた。(例えば、非特許文献1参照)。
高木亀一著「基礎電気電子回路」オーム社、平成13年3月20日出版、p97−100
高木亀一著「基礎電気電子回路」オーム社、平成13年3月20日出版、p97−100
また、四つ以上の単相整流器ユニットを設けた場合、図7に示すように、入力をデルタ結線で構成し、それぞれ三つの相u,v,wに単相整流器ユニットU,V,Wを接続し、四つ目以降の単相整流器ユニットU2,V2を、三つの相u,v,wのいずれかに、且つ単相整流器ユニットU1,V1,Wのいずれかと並列に接続することが考えられた。
図5に示すように、各相u,v,wに同数の単相整流器ユニットU,V,Wを設けてある場合は、平衡状態にあるため、各相における入力電流Ir,Is,Itの差がほとんど無い状態にあるが、図7で示すように、不均衡な単相整流器ユニットU2,V2を有する場合、図8で示すように、入力電流Ir,Is,Itの差は単相整流器ユニットU,V,Wの台数によって大きく異なる。そのため、各相u,v,wに同数の単相整流器ユニットU,V,Wを設けるか、単相整流器ユニットU,V,Wの総台数を10台以上設けて高出力にしなければ、入力電流の差を小さくすることができないという課題があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、大電流を流しても、各相間の入力電流の差を小さくすることが可能な三相整流装置を提供する。
本発明に係る三相整流装置は、複数台の単相整流器ユニットで構成されている三相整流装置において、不均衡な単相整流器ユニットを一台有し、三つの相の各相をスター結線で接続し、それぞれの相に単相整流器ユニットを平衡になるように接続し、不均衡な単相整流器ユニットを、第一の相と第二の相との間に接続してあることを特徴とする。
また、本発明に係る三相整流装置は、複数台の単相整流器ユニットで構成されている三相整流装置において、不均衡な単相整流器ユニットを二台有し、三つの相の各相をスター結線で接続し、それぞれの相に単相整流器ユニットを平衡になるように接続し、一の不均衡な単相整流器ユニットを第一の相と第二の相との間に接続に、他の不均衡な単相整流器ユニットを第二の相と第三の相との間にそれぞれ接続してあることを特徴とする。
さらに、前記二つの不均衡な単相整流器ユニットが両方とも接続されていない相における前記単相整流器ユニットの入力電圧を、装置の入力電流を平衡状態になるように下げるように制御する構成を有することを特徴とする。
さらに、前記二つの不均衡な単相整流器ユニットが両方とも接続されていない相における前記単相整流器ユニットの入力電圧を、装置の入力電流を平衡状態になるように下げるように制御する構成を有することを特徴とする。
本発明によれば、各相間に接続した単相整流器ユニットの電圧は、単にスター結線で構成した三つの相の各相に、それぞれ単相整流器ユニットを接続した状態と比べて√3倍となり、相間に接続したユニットの電流は1/√3倍となり、各相における入力電流の差が小さくなるという効果がある。
発明を実施するための最良の形態を図1の回路に基づいて説明する。本実施形態に係る三相整流装置は、四台の単相整流器ユニットS,R,T,Uで構成されている。即ち、不均衡な単相整流器ユニットUを一台有する。
この三相整流装置は三つの相r,s,tを有し、この三つの相r,s,tの各相をスター結線で接続してある。スター結線で接続したそれぞれの相r,s,tに単相整流器ユニットR,S,Tを平衡になるように接続してある。また、不均衡な単相整流器ユニットUを、r相とs相との間に接続してある。
単相整流器ユニットS,R,T,Uの一例を図2に示す。単相整流器ユニット1は、力率改善回路2、及び、DC/DCコンバータ3を備えてある。交流入力電源を力率改善回路2に接続し、力率改善回路2の出力をDC/DCコンバータ3の入力に接続してある。また、単相整流器ユニット1には、力率改善回路制御部4を備え、力率改善回路2の出力信号と入力信号を入力し、力率改善回路2に備えたスイッチ5に制御信号を出力するよう構成してある。
続いて、動作について説明する。先ず、スター結線で接続したそれぞれの相r,s,tに単相整流器ユニットR,S,Tを設けた場合、単相整流器ユニットR,S,Tに流れる電流Ir,Is,Itは、三つの相に流れる電流IR,IS,ITと等しくなる。即ち、IR=IS=IT=Ir=Is=Itとなる。
本実施形態においては、不均衡な単相整流器ユニットUを、r相とs相との間に接続してある。そのため、不均衡な単相整流器ユニットUの電圧Vuは、単相整流器ユニットR,S,Tの電圧の√3倍となり、各単相整流ユニットR,S,T,Uの電力は等しいため、単相整流ユニットUに流れる電流Iuは、単相整流器ユニットR,S,Tに流れる電流の1/√3倍、即ち、Iu=1/√3Irとなる。
r相に流れる電流IRは、IR=Iu+Irとなる。即ち、r相に流れる電流IRと単相整流器ユニットRに流れる電流Irとの関係は、IR=((√3+3)/3)・Irとなり、r相に流れる電流IRは、単相整流器ユニットRに流れる電流Irの約1.57倍になる。s相に流れる電流も、単相整流器ユニットSに流れる電流Isの約1.57倍になる。
さらに、単相整流器ユニットUが接続されていない相におけるスター接続の単相整流器ユニットTの電圧をわずかに下げることによって、各単相整流器ユニットR,S,Tの負荷を均等にする。これについては、図4に示すフローチャートを用いて説明する。
先ず、各単相整流器ユニットR,S,Tに設けた力率改善回路2の出力電圧を検出し、この検出信号を力率改善回路制御部4に出力する。これを基準電圧信号と比較し、比較して現れた力率改善回路出力電圧誤差信号を出力する。
一方、三相整流装置入力電流制御部10では、三つの相u,v,wの入力電圧Vu,Vv,Vw及び三つの相r,s,tの入力電流IR,IS,ITを入力し、これらを基に入力電圧・電流制御信号を作成処理する。入力電圧・電流制御信号は各単相整流器ユニットR,S,T,Uに出力する。
各単相整流器ユニットR,S,T,Uの力率改善回路制御部4において作成された力率改善回路出力電圧誤差信号に三相整流装置入力電流制御部10で作成した入力電圧・電流制御信号とを合成してスイッチング信号を作成し、力率改善回路2に備えたスイッチ5に制御信号を出力する。この制御信号により、単相整流器ユニットUが接続されていない相におけるスター接続のユニットTの電圧をわずかに下げることができ、図5に示すように、各単相整流器ユニットR,S,T,Uの負荷を均等にすることができる。このことから、このユニットの入力電流を増加(他は減少)することができ、さらに装置の入力電流を平衡状態に近づけられる。以上より、図10に示す従来の場合と比較しても各相における入力電流の差は小さくなることが明らかである。
本発明に係る実施形態の変形例の回路図を図3に示し、この変形例を図3の回路に基づいて説明する。本実施例に係る三相整流装置は、五台の単相整流器ユニットS,R,T,U,Vで構成されている。即ち、不均衡な単相整流器ユニットU,Vを二台有する。
この三相整流装置は三つの相r,s,tを有し、この三つの相r,s,tの各相をスター結線で接続してある。スター結線で接続したそれぞれの相r,s,tに単相整流器ユニットS,R,Tを平衡になるように接続してある。また、不均衡な単相整流器ユニットUを、r相とs相との間に接続してある。さらに、本実施例では、もう一つの不均衡な単相整流器ユニットVを、s相とt相との間に接続してある。
続いて、動作について説明する。先ず、本実施例においては、不均衡な単相整流器ユニットUを、r相とs相との間に接続してある。そのため、不均衡な単相整流器ユニットUの電圧Vuは、単相整流器ユニットR,S,Tの電圧の√3倍となり、各単相整流ユニットR,S,T,Uの電力は等しいため、単相整流ユニットUに流れる電流Iuは、単相整流器ユニットR,S,Tに流れる電流の1/√3倍、即ち、Iu=1/√3Irとなる。
r相に流れる電流IRは、IR=Iu+Irとなる。即ち、r相に流れる電流IRと単相整流器ユニットRに流れる電流Irとの関係は、IR=((√3+3)/3)・Irとなり、r相に流れる電流IRは、単相整流器ユニットRに流れる電流Irの約1.57倍になる。
本実施例では、不均衡な単相整流器ユニットVを、s相とt相との間に接続してある。そのため、不均衡な単相整流器ユニットVの電圧Vvは、単相整流器ユニットR,S,Tの電圧の√3倍となり、各単相整流ユニットR,S,T,Vの電力は等しいため、単相整流ユニットVに流れる電流Ivは、単相整流器ユニットR,S,Tに流れる電流の1/√3倍、即ち、Iv=1/√3Isとなる。
s相に流れる電流ISは、IS=Iu+Is+Ivとなる。即ち、s相に流れる電流ISと単相整流器ユニットRに流れる電流Isとの関係は、IR=((2√3+3)/3)・Irとなり、r相に流れる電流IRは、単相整流器ユニットRに流れる電流Irの約2.48倍になる。t相に流れる電流ITは、r相に流れる電流IRとほぼ同様、即ち、t相に流れる電流ITは、単相整流器ユニットTに流れる電流ITの約1.57倍になる。これから、電流ISは電流IR、ITと比べ、2.48/1.57=1.57倍となる。
さらに、単相整流器ユニットU、Vが両方とも接続されていない相におけるスター接続のユニットR、Tの電圧をわずかに下げることによって、各単相整流器ユニットR,S,Tの負荷を均等にする。これについては、図4に示すフローチャートを用いて説明する。
先ず、各単相整流器ユニットR,S,Tに設けた力率改善回路2の出力電圧を検出し、この検出信号を力率改善回路制御部4に出力する。これを基準電圧信号と比較し、比較して現れた力率改善回路出力電圧誤差信号を出力する。
一方、三相整流装置入力電流制御部10では、三つの相u,v,wの入力電圧Vu,Vv,Vw及び三つの相r,s,tの入力電流IR,IS,ITを入力し、これらを基に入力電圧・電流制御信号を作成処理する。入力電圧・電流制御信号は各単相整流器ユニットR,S,T,U,Vに出力する。
各単相整流器ユニットR,S,T,U,Vの力率改善回路制御部4において作成された力率改善回路出力電圧誤差信号に三相整流装置入力電流制御部10で作成した入力電圧・電流制御信号とを合成してスイッチング信号を作成し、力率改善回路2に備えたスイッチ5に制御信号を出力する。この制御信号により、単相整流器ユニットU、Vが両方とも接続されていない相におけるスター接続のユニットR、Tの電圧をわずかに下げることができ、図5に示すように、各単相整流器ユニットR,S,T,Uの負荷を均等にすることができる。このことから、このユニットの入力電流を増加(他は減少)することができ、さらに装置の入力電流を平衡状態に近づけられる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている内容が本発明の技術的範囲に属する。
本発明によれば、各相間に接続した単相整流器ユニットの電圧は、単にスター結線で構構成した三つの相の各相に、それぞれ単相整流器ユニットを接続した状態と比べて√3倍となり、相間に接続したユニットの電流は1/√3倍となり、各相における入力電流の差が小さくなる。
1 単相整流器ユニット
2 力率改善回路
3 DC/DCコンバータ
4 力率改善回路制御部
10 三相整流装置入力電流制御部
r,s,t,u,v,w 相
R,S,T,U,U1,U2,V,V1,V2,W 単相整流器ユニット
2 力率改善回路
3 DC/DCコンバータ
4 力率改善回路制御部
10 三相整流装置入力電流制御部
r,s,t,u,v,w 相
R,S,T,U,U1,U2,V,V1,V2,W 単相整流器ユニット
Claims (3)
- 複数台の単相整流器ユニットで構成されている三相整流装置において、不均衡な単相整流器ユニットを一台有し、三つの相の各相をスター結線で接続し、それぞれの相に単相整流器ユニットを平衡になるように接続し、不均衡な単相整流器ユニットを、第一の相と第二の相との間に接続してあることを特徴とする三相整流装置。
- 複数台の単相整流器ユニットで構成されている三相整流装置において、不均衡な単相整流器ユニットを二台有し、三つの相の各相をスター結線で接続し、それぞれの相に単相整流器ユニットを平衡になるように接続し、一の不均衡な単相整流器ユニットを第一の相と第二の相との間に接続に、他の不均衡な単相整流器ユニットを第二の相と第三の相との間にそれぞれ接続してあることを特徴とする三相整流装置。
- 前記二つの不均衡な単相整流器ユニットが両方とも接続されていない相における前記単相整流器ユニットの入力電圧を、装置の入力電流を平衡状態になるように下げるように制御する構成を有することを特徴とする請求項2記載の三相整流装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005147575A JP2006325353A (ja) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | 三相整流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005147575A JP2006325353A (ja) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | 三相整流装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2006325353A true JP2006325353A (ja) | 2006-11-30 |
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JP2005147575A Pending JP2006325353A (ja) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | 三相整流装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017055544A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | シャープ株式会社 | 力率改善回路および電源装置 |
US9793793B2 (en) | 2015-06-26 | 2017-10-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Power factor correction circuit and power supply device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005006531A1 (ja) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 三相電力変換装置および電力変換装置 |
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2005
- 2005-05-20 JP JP2005147575A patent/JP2006325353A/ja active Pending
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