JPH054791U - 回生機能を有する電力変換回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 従来に比し、応答性を向上することができる
回生機能を有する電力変換回路を提供することを目的と
する。 【構成】 逆並列ダイオードを有する複数個の回生用ス
イッチング素子をブリッジ接続してなり、フィードバッ
ク制御されるコンバータ３と、当該コンバータ３に直流
回路を介して接続されたインバータ５と、上記直流回路
の正負極間に挿入された平滑用コンデンサ４Ａ，４Ｂを
備え、上記直流回路から上記コンバータ制御用の信号を
取り出す電力変換回路において、上記平滑用コンデンサ
は上記コンバータ側の第１のコンデンサ４Ａと上記イン
バータ側の第２のコンデンサ４Ｂとに分割され、上記コ
ンバータ制御用の信号は両分割コンデンサの中間部４０
から取り出されることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回生機能を有する電力変換回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の電力回生回路としては、従来、特開平２−６０４８０号公報に示され たものがある。図３はこの電力回生回路の主回路を示したもので、１は３相交流 電源、２はリアクトル、３は正弦波コンバータ、４は平滑用コンデンサ、５はＰ ＷＭ方式のインバータ、６は電圧検出器、７は誘導電動機、１１は回生制御回路 である。正弦波コンバータ３は逆並列ダイオードＤを有する６箇の回生用トラン ジスタＴ_r をブリッジ接続してなる。インバータ５も逆並列ダイオードＤ１を有 する６箇の回生用トランジスタＴ_r をブリッジ接続してなる。

【０００３】 この従来の構成においては、力行運転時は、正弦波コンバータ３は整流回路と して機能し、３相交流電源１からの交流を６箇のダイオードＤのブリッジで直流 に変換する。インバータ５はこの直流を、指令された電圧・周波数の交流電力に 変換して誘導電動機７に給電する。

【０００４】 誘導電動機７の負荷状態が変化したために当該誘導電動機７が発電動作に移行 すると、インバータ５側から流入する直流電流によりコンデンサ４の電圧が上昇 する。このコンデンサ４の電圧が、予め設定している回生レベルを超えると、正 弦波コンバータ３の６箇のトランジスタＴ_r が所定の順序で正弦波ＰＷＭ制御さ れ、正弦波コンバータ３はインバータ５から供給される正弦波交流を３相交流電 源１へ変換する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

この従来のものでは、直流電圧を検出し、この電圧値が回生レベルを超えた場 合に回生動作に移行する構成となっているので、応答性が悪く、誘導電動機７が 急加減速制御されるものでは、急減速時、回生電流の増加が遅れ、コンデンサ４ の電圧が過電圧レベルへ上昇する。このため、インバータ７の直流電流を検出し て応答性を高める方式も提案されているが、この直流電流には、ＰＷＭ制御され るインバータ７の基本周波数の６倍とキャリア周波数の高調波分が含まれるので 、このリップル分をフィルタで平滑する必要があり、このフィルタは大形となる ので、応答性を向上することは難しい。

【０００６】 本考案はこの問題を解消するためになされたもので、従来に比し、応答性を向 上することができる回生機能を有する電力変換回路を提供することを目的とする 。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するため、逆並列ダイオードを有する複数個の回生用 スイッチング素子をブリッジ接続してなり、フィードバック制御されるコンバー タと、当該コンバータに直流回路を介して接続されたインバータと、上記直流回 路の正負極間に挿入された平滑用コンデンサを備え、上記直流回路から上記コン バータ制御用の信号を取り出す電力変換回路において、 上記平滑用コンデンサは上記コンバータ側の第１のコンデンサと上記インバー タ側の第２のコンデンサとに分割され、上記コンバータ制御用の信号は両分割コ ンデンサの中間部から取り出される構成とした。

【０００８】 請求項２では、インバータが複数台並列する場合において、各インバータ側に 第２のコンデンサを備える構成とした。

【０００９】 請求項３では、コンバータは、両分割コンデンサの中間部から取り出された直 流電流値と両分割コンデンサの中間部から取り出された直流電圧の変化分との和 を電流指令値として正弦波ＰＷＭ制御される構成とした。

【００１０】

【作用】 本考案では、インバータ側からのリップル分は、インバータ側にある平滑用コ ンデンサで平滑されるので、両分割コンデンサの中間部を流れる直流電流のリッ プル分は大幅に低減され、この直流電流を平滑するためのフィルタが必要であっ ても、小形で済む。

【００１１】 この直流電流はインバータの動作に速やかに追随しており、この電流値に直流 電圧変化分を加算した値を電流指令とするので、回生時のコンバータの応答性を 向上することができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の１実施例を図面を参照して説明する。

【００１３】 図１において、４Ａと４Ｂは平滑用コンデンサであって、コンデンサ４Ａは正 弦波コンバータ３側の正負極間に、コンデンサ４Ｂはインバータ７側の正負極間 に、それぞれ挿入されている。８は３相交流電源の電圧Ｖ_ACを検出する電圧検出 器、９は交流電流ｉ_ACを検出する電流検出器ＣＴ、９はコンデンサ４Ａと４Ｂと の間の中間部４０の電圧Ｅｃを検出する直流電圧検出器、１０はこの中間部４０ を流れる直流電流Ｉ₂ を検出する直流電流検出器である。１２は電流指令演算部 であって、電流指令Ｉを演算する。

【００１４】

【数１】

【００１５】 ただし、Ｃ；コンデンサ４Ａの容量 １３は乗算器であって、電流指令Ｉと電圧Ｖ_ACを入力し、電圧Ｖ_ACと同位相の正 弦波電流指令ｉ＝Ｉ×ｓｉｎωｔを生成する。１４は電流制御器であって、正弦 波電流指令ｉとフィードバック電流ｉ_ACとの偏差Δｉを演算する。１５はＰＷＭ 信号発生器、１６は三角波発生器である。ＰＷＭ信号発生器１５は偏差Δｉと三 角波とを比較してＰＷＭ信号を常時発生している。コンバータ３の各トランジス タＴｒは、このＰＷＭ信号を受けてスイッチング動作する。

【００１６】 この構成においては、コンデンサ４Ａと４Ｂとの間の中間部の電圧Ｅｃは実質 上一定であるので、インバータ７が要求する電力は、正弦波コンバータ３が出力 する直流電流Ｉ₁ に比例し、

【００１７】

【数２】

【００１８】 が成立するので、この式を微分することにより、上記（１）式が得られる。

【００１９】 また、図３の回路構成の場合には、前記したように、この直流電流Ｉ₂ はイン バータ７のリップル分を含むが、本実施例では、コンデンサ４Ｂがこのリップル 分を平滑するので、この直流電流Ｉ₂ を更に平滑するためにリアクトルを必要と しても、それは小さなもので済み、この直流電流Ｉ₂ はインバータ５の要求電力 ４に速やかに追随する。

【００２０】 本実施例では、この直流電流Ｉ₂ に電圧Ｅｃの変化分を加算した上記（１）式 のＩを電流指令とするので、インバータ５が要求する直流電流に比例した正弦波 電流指令ｉ＝Ｉｓｉｎωｔが得られ、直流電圧検出値から正弦波電流指令を生成 してコンバータを制御する場合に比して、応答性を向上することができる。

【００２１】 なお、上記実施例は１台のインバータ５を備える場合であるが、図２に示すよ うに複数台の並列インバータ５Ａ、５Ｂを備える場合は、各インバータ５Ａ、５ Ｂ側に平滑用コンデンサ４Ｂを挿入する。７Ａ、７Ｂは誘導電動機である。

【００２２】

【考案の効果】 本考案は以上説明した通り、平滑用コンデンサをコンバータ側とインバータ側 とに分割し、コンバータ制御用の信号を両分割コンデンサの中間部から取り出す ので、インバータのスイッチング動作によるリップル分の影響を受けることなく リアルタイム的に取り出すことができ、従来に比し、コンバータの応答性を向上 することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す回路図である。

【図２】本考案の他の実施例を示す回路図である。

【図３】従来の電力変換回路の主回路を示す図である。

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ リクトル ３ コンバータ ４Ａ、４Ｂ 平滑用コンテンサ ５、５Ａ、５Ｂインバータ １０ 直流電圧検出器 １２ 電流指令演算部 １３ 乗算器 １４ 電流制御器 １５ ＰＷＭ信号発生器 １６ 三角波発生器

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 逆並列ダイオードを有する複数個の回生
   用スイッチング素子をブリッジ接続してなり、フィード
   バック制御されるコンバータと、当該コンバータに直流
   回路を介して接続されたインバータと、上記直流回路の
   正負極間に挿入された平滑用コンデンサを備え、上記直
   流回路から上記コンバータ制御用の信号を取り出す電力
   変換回路において、 上記平滑用コンデンサは上記コンバータ側の第１のコン
   デンサと上記インバータ側の第２のコンデンサとに分割
   され、上記コンバータ制御用の信号は両分割コンデンサ
   の中間部から取り出されることを特徴とする回生機能を
   有する電力変換回路。
2. 【請求項２】 インバータが複数台並列する場合におい
   て、各インバータ側に第２のコンデンサを備えることを
   特徴とする請求項１記載の回生機能を有する電力変換回
   路。
3. 【請求項３】 コンバータは、両分割コンデンサの中間
   部から取り出された直流電流値と両分割コンデンサの中
   間部から取り出された直流電圧の変化分との和を電流指
   令値として正弦波ＰＷＭ制御されることを特徴とする請
   求項１または２記載の回生機能を有する電力変換回路。