JP6662551B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
図1(a)に示すように、本実施形態の電力変換装置10は、電力変換器20と、制御装置50と、を備える。電力変換装置10は、交流端子21a〜21cを介して、交流系統1に接続される。この例のように、電力変換装置10は、変圧器2を介して交流系統1に接続されてもよい。たとえば、交流系統1は、三相または単相の50Hz若しくは60Hzの電源、負荷および交流送電線を備える構成とすることができる。電力変換装置10は、直流系統3に接続される。直流系統3は、たとえば直流送電線等を含む。
図2に示すように、従来の電力変換装置では、各セル30のコンデンサ35に充電された電荷は、電力変換器の動作を停止させた後に自然放電によって放電される。電荷は、コンデンサ35から、直列に接続された抵抗器34a,34bを介して放電される。
図3(a)に示すように、メンテナンス等のために、インバータ回路120の直流端子121a,121b間の電位差を安全なレベルまで引き下げるには、直流端子121a,121b間に接続されているコンデンサ122の両端に接続された放電回路123によって放電する。放電回路123は、たとえば放電抵抗124および断路器125の直列回路である。断路器125を閉じると、放電抵抗124を介して、コンデンサ122の電荷を放電する。断路器125は、通常の運転時には、開いているので、放電抵抗124による効率低下を考慮する必要はない。放電抵抗の抵抗値は、放電時間を考慮して任意に設定することができる。
図3(b)に示すように、MMC220の各セル230のコンデンサ235の両端に放電回路240を接続し、メンテナンス等のたびに放電回路240の断路器241を閉じるようにすれば、放電抵抗242の抵抗値R’を任意に設定することができる。しかしながら、MMC220では、各セル230のコンデンサ235に蓄えられた電力を主回路電源として用いる方式を適用する場合が多いので、メンテナンス等によってMMC220自体が停止する場合には、放電回路240を動作させるための電源を供給することができない。したがって、各セル230に放電回路240を設けた場合には、放電回路240用の電源を別に用意することが必要となり、現実的でない場合が多い。また、MMC220が有するセル230の数は、非常に多くなる場合があるので、セル230ごとに放電回路240を設けるには、外部電源供給のための配線等を含めて多くのスペースが必要となり、小型化の要請に反することになる。
図4に示すように、電力変換装置10は、直列に接続されたセル30a,…,30xを含んでおり、各セル30a,…,30xは、抵抗器34a,34bと、コンデンサ35と、をそれぞれ含む。
本実施形態の電力変換装置では、直流端子21d,21eと接地5との間に断路器12a,12bをそれぞれ備えている。断路器12a,12bは、遮断信号生成部52によって生成された遮断信号にしたがって回路を閉じることができる。断路器12a,12bよって生成された閉回路には、1つの抵抗器34aおよびコンデンサ35であるため、コンデンサ35に蓄えられた電荷の放電に関する時定数は、1つの抵抗器34aの抵抗値によって決定される。したがって、断路器のための特別な電源を用意することなく、放電時間の短縮を実現することができる。
Claims (4)
- 直列に接続され、スイッチングによりそれぞれのコンデンサを充放電する複数の単位変換器を含むレグを含む電力変換器と、
前記レグの一端と接地との間に接続された第1断路器と、
前記レグの他端と接地との間に接続された第2断路器と、
前記第1断路器および前記第2断路器に遮断信号を供給する遮断信号生成部と、
を備え、
前記単位変換器のそれぞれは、第1抵抗器と、前記第1抵抗器に直列に接続された第2抵抗器と、を含み、
前記コンデンサは、前記第1抵抗器および前記第2抵抗器の直列接続体に並列に接続され、
前記電力変換器が停止した後に、前記遮断信号生成部は、前記遮断信号によって前記第1断路器および前記第2断路器を導通させる電力変換装置。 - 前記単位変換器は、ハーフブリッジ構成であり、
前記第1抵抗器に並列に接続された第1スイッチング素子と、
前記第2抵抗器に並列に接続されるとともに前記第1スイッチング素子に直列に接続された第2スイッチング素子と、
を含む請求項1記載の電力変換装置。 - 前記第1抵抗器の抵抗値は、前記第2抵抗器の抵抗値に等しい請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記第1抵抗器または前記第2抵抗器のうち、前記第1断路器および前記第2断路器が閉じて放電経路となる一方の抵抗値は、他方の抵抗値よりも小さい請求項1または2に記載の電力変換装置。
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