JP7023986B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態の電力変換装置100の構成図である。
制御装置4は、変流器C1~C3からの交流電流Iuv,Ivw,Iwuに基づいて、交流ラインUL,VL,WLに流れる交流電流に応じたレベルの三相交流電流Iu,Iv,Iwを求める。ただし、Iu=Iuv-Iwu、Iv=Ivw-Iuv、Iw=Iwu-Ivwである。
図3は、参考例の単位変換器5の構成を表わす図である。
第2のコンデンサ51は、第1の直流ラインPLおよび第2の直流ラインNLの間に接続される。過充電抑制回路54は、第1の直流ラインPLおよび第2の直流ラインNLの間に直列に接続された抵抗R5とスイッチS8とを備える。第2のコンデンサ51には、第1のコンデンサ15からの電荷が限流抵抗Rを通じて供給される。電源150から制御回路32に電力が供給される。
制御回路32への電源供給を維持するためには、PIN≧Poの関係が成立する必要がある。PIN=Poの場合には、入力電圧Vinは一定値に保たれる。PIN>Poの場合には、余剰電力(PIN-Po)によって、第2のコンデンサ51は、過充電される。入力電圧Vinは、電源150の内部回路仕様によって制約があり、その平均値はほぼ一定にする必要がある。このため、第2のコンデンサ51と並列に設けられた過充電抑制回路54内の抵抗R5が、余剰電力を消費することによって、入力電圧Vinをほぼ一定値に維持している。PIN<Poの場合には、制御回路32には、制御回路32が必要する電力が供給されない。
図10は、実施の形態2の限流抵抗回路80の構成を表わす図である。
第1の直流ラインPL上に抵抗Raと抵抗Rbと抵抗Rcとが直列に接続される。抵抗RbとスイッチSWとが並列に接続される。抵抗RcとスイッチSW2とが並列に接続される。
本実施の形態では、直流電圧Vdcの増加するときと、直流電圧Vdcが下降するときとで、共通の電圧V2を閾値電圧として、スイッチSWを切り替える。
実施の形態1では、直流電圧Vdcの減少時に、供給電力PINの値が必要電力Poの値と一致するときの直流電圧Vdcを、直流電圧Vdcの減少時のスイッチSWの切替ポイントである閾値V2とした。そして、ヒステリシスを持たせるために、直流電圧Vdcの増加時のスイッチSWの切替ポイントをV2よりも大きなV1とした。ヒステリシスによって、不要な切替えが頻繁に起こるのを防止することができる。
Claims (6)
- 複数の単位変換器を直列接続して構成されたアームを備える電力変換器と、
前記電力変換器を制御する制御装置とを備え、
前記複数の単位変換器の各々は、
複数のスイッチング素子、および第1の直流ラインと第2の直流ラインとの間に電気的に接続された第1のコンデンサを含む主回路と、
前記制御装置から受信した制御信号に従って前記複数のスイッチング素子を制御するように構成された制御回路と、
前記第1のコンデンサの電圧を降圧して電源電圧を生成し、前記電源電圧を前記制御回路へ供給する電源と、
前記主回路と前記電源との間に配置され、抵抗値が可変の限流抵抗回路とを備え、
前記電源は、
前記第1の直流ラインと前記第2の直流ラインとの間に電気的に接続された第2のコンデンサと、
前記第1の直流ラインと前記第2の直流ラインとの間に電気的に接続された過充電抑制回路と、
前記第1の直流ラインと前記第2の直流ラインとの間に電気的に接続され、前記第2のコンデンサの電圧を前記電源電圧に変換するように構成された電源回路と、
制御部とを備え、
前記過充電抑制回路は、直列接続された過充電抑制用スイッチと、過充電抑制用抵抗とを含み、
前記制御部は、
前記第2のコンデンサの電圧の大きさに応じて、前記過充電抑制用スイッチの導通または非導通を制御する過充電抑制制御回路と、
前記第1のコンデンサの電圧の大きさに応じて、前記限流抵抗回路の抵抗値を切り替える抵抗切替回路とを含み、
前記限流抵抗回路は、
直列に接続された第1の抵抗素子および第2の抵抗素子と、
前記第2の抵抗素子と並列に接続された限流抵抗用スイッチとを含み、
前記抵抗切替回路は、
前記限流抵抗用スイッチがオンの状態で、前記第1のコンデンサの電圧が上昇しているときには、前記第1のコンデンサの電圧が第1の閾値以上となったときに、前記限流抵抗用スイッチをオフに切替え、
前記限流抵抗用スイッチがオフの状態で、前記第1のコンデンサの電圧が下降しているときには、前記第1のコンデンサの電圧が第2の閾値以下となったときに、前記限流抵抗用スイッチをオンに切替え、
前記第1の閾値と前記第2の閾値とは、同一、または前記第2の閾値は、前記第1の閾値よりも小さい、電力変換装置。 - 前記第1の閾値および前記第2の閾値の大きさは、前記電力変換装置が起動後、前記複数のスイッチング素子がスイッチング動作する前において前記第1のコンデンサの電圧が安定する電圧である初期安定電圧と、前記第1のコンデンサの制御目標電圧との間である、請求項1記載の電力変換装置。
- 前記第1の閾値および前記第2の閾値の大きさは、前記制御回路が必要とする電力と前記電源が消費する電力との和と、前記限流抵抗用スイッチがオフの状態における前記主回路からの供給電力とが一致するときの前記第1のコンデンサの電圧の値以上である、請求項1記載の電力変換装置。
- 前記第2の閾値の大きさは、前記制御回路が必要とする電力と前記電源が消費する電力との和と、前記限流抵抗用スイッチがオフの状態における前記主回路からの供給電力とが一致するときの前記第1のコンデンサの電圧と同一である、請求項1記載の電力変換装置。
- 前記限流抵抗用スイッチは、前記電力変換装置が起動後、前記第2のコンデンサの電圧が定められた値以上となるまでは、オフである、請求項1~4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記電力変換装置が起動後、前記第2のコンデンサの電圧が前記定められた値に達したときに、前記電源を機能させるための制御電源が起動し、前記限流抵抗用スイッチがオンとなる、請求項5記載の電力変換装置。
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