JPH0628514B2 - 直流電源への電力供給装置 - Google Patents

直流電源への電力供給装置

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JPH0628514B2
JPH0628514B2 JP62122676A JP12267687A JPH0628514B2 JP H0628514 B2 JPH0628514 B2 JP H0628514B2 JP 62122676 A JP62122676 A JP 62122676A JP 12267687 A JP12267687 A JP 12267687A JP H0628514 B2 JPH0628514 B2 JP H0628514B2
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
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    • H02M7/79Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/797Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

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  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は3相主電源(メイン)と直流(以下dcと略
す)回路間のdc電源へ電力を供給する装置に関するも
ので、3相主電源よりdc回路へ電力が供給されている
ときは、ダイオードで構成したダイオードブリッジによ
って3相電圧をdc電圧に整流し、またdc回路より3
相主電源に電力が供給されているときはdc電圧を3相
電圧に交流変換するためダイオードブリッジの各ダイオ
ードと並列にトランジスタを接続し、制御回路によって
これらトランジスタを制御する如くしたものである。
従来技術 電力を消費し、また電力をこれより供給するための両方
に使用するdc電源を必要とする用途は極めて多い。こ
のような用途の一例は一定電圧電源より供給を受けるイ
ンバータ駆動acモータの如くのものがあり、モータが
駆動する負荷が場合により電力を供給しうるものであ
る。例えば昇降機(リフト)はこのようなパワーを供給
しうる典型的は負荷の一例である。両方向に電力を供給
しうる用途の一例は、acモータ駆動用のトランジスタ
及びサイリスタによるインバータである。
蓄電池は双方向dc電源の一種である。しかしながら蓄
電池は多くの欠点があるため、その使用は好ましくな
い。蓄電池の欠点の一つは短寿命であることである。さ
らに蓄電池はその充電装置が必要であり、また蓄電池の
容量を超える電力が変換されると蓄電池はこれらの過剰
電力を受け入れることはできない。さらに蓄電池はその
重量が大であり、また内部に危険な酸類が保有されてお
り、またその価格が高いことが欠点である。
現在ac主電源とdc回路間にはこのような双方向dc
電源を使用することが極めて増加しており、特に還流を
行うか、または行わないサイリスタ、ブリッジが多く使
用され、これにおいては負荷より供給されるパワーをa
c電源に供給する。還流を用いない回路においては電流
の方向によって2つのブリッジの一方を導通させる原理
で構成したサイリスタ ブリッジを使用する。このよう
な装置のブリッジ間の切換時間は比較的長い。また還流
を用いない回路はダイオード ブリッジ及びサイリスタ
ブリッジを用い、かつオートトランスフォーマを用い
て還流電力を伝達するように構成することができる。こ
の場合、ac変換用のサイリスタ ブリッジは常時導通
している。
周波数コンバータのdc回路内では還流電力によるロス
が生ずる。これは3相電源を全波整流を行うために形成
されるdc電圧内のリップルに起因するものである。昇
降機用のインバータでは還流する電力は極めて大なる量
であり、数十KWの程度の大きさとなる。この還流電力
は特に主電源に高調波を生ぜしめる。またこの還流電力
はdc回路内に挿入されたインダクタンスによって制限
される。主電源電流内に生ずる高調波を制限するため、
可能な限り大なるインダクタンスを使用することが必要
である。しかしこのように大きな値のインダクタンス
は、例えば整流器を用いてインバータを3相主電源に接
続する時極めて有害である。このような場合にはdc回
路内の容量値とインダクタンスの相互作用により電圧ス
インズが生じる。これは一般の交流主電源では起こらな
い現象である。さらにインダクタンスを用いる他の欠点
としては、電力負荷の急速な変動があった時に大なる電
圧降下を生ずることである。
還流電流を有するサイリスタ ブリッジ回路では常時両
ブリッジが同様に導通している。この場合電力の流れの
方向を個別にモニタする必要はない。しかし、このよう
なサイリスタ ブリッジ回路はサイリスタ制御回路が複
雑となることが欠点である。さらにサイリスタの点孤及
び消孤にかなり長い時間を必要とする欠点がある。
発明の目的と構成 本発明の目的は上述のような欠点を解消することであ
る。
本発明の装置は前記制御回路への制御電圧をダイオード
によって3相主電源より形成し、この際対応のトランジ
スタと並列になっているダイオードの導通時間中に各ト
ランジスタが導通する如くし、直流回路内を流れる電力
を減少させるため、各トランジスタの制御回路と直列に
ツエナーダイオードを接続することによって前記トラン
ジスタの導通時間を短縮することを特徴とする。
発明の効果 従来のサイリスタ技術に比較して本発明の利点は、トラ
ンジスタの点孤及び消孤時間が従来のサイリスタの対応
の時間に比較して遥かに短いため、制御回路のスピード
が極めて大となり、しかも回路構成が簡単となることで
ある。ダイオードの導通時間の一部の間のみトランジス
タが導通するようにこれを制御する場合には、大型でか
つ高価なチョークコイルを使用することなしにdc回路
内の循環電力を減少させることができる。さらにこの場
合には電力負荷の急速変動に際してもチョークによる電
圧降下が生じない。
本発明によるトランジスタ制御回路を使用する利点は制
御回路が何等別体の電源を必要としないことである。こ
の制御回路に必要な電源は3相主電源より直接に導出す
る。さらにこの回路では別体の比較器を必要としない。
これは電圧の比較はダイオードによって行われるからで
ある。さらに本回路は極めて簡単に構成できる。
実施例 以下図面により本発明を説明する。
まず第1図によりその概略を説明する。
第1図はダイオード ブリッジを示す。本発明において
は、ダイオード ブリッジの各ダイオードD1〜D6と
並列にトランジスタQ1〜Q6を接続し、さらにトラン
ジスタ制御回路を接続する。ダイオード ブリッジはd
c電圧源として作用し、これよりdc電圧が得られ、こ
れによって例えばacモータを制御するインバータに供
給を行う。モータの負荷、例えば昇降機(リフト)の如
く、電力を供給しうるものであれば、その返還電力を3
相主電源(メイン)に帰還する。dc電源に供給を行っ
ている3相主電源に電力を注入するためには、dc電源
より3相主電源に電流が流れている際は、ダイオードD
1〜D6と並列に接続されている本発明によるトランジ
スタQ1〜Q6がその作用を行う。
第2図にはdc電源に供給を行っている3相主電源の各
相電圧UR,US,UTを示し、1相電圧URの一周期
中における各ダイオードの導通時間t1〜t6並びに各
トランジスタの導通時間t7〜t12を示してある。各
相電圧UR,US及びUTはダイオードD1〜D6の導
通時間t1〜t6を決定する。従って各相において正の
半周期中に導通するよう接続されたダイオードは対応の
位相の電圧が他のいずれの相の電圧よりも高い時に導通
し、また負の半周期中に導通するダイオードは対応の位
相の電圧が他の相の電圧よりも低い時に導通する。例え
ばダイオードD1は電圧URが正であり、他の位相電圧
US及びUTよりも高い時に導通する。同様にダイオー
ドD2は電圧URが負であり、他の位相の電圧US及び
UTよりも低い時に導通する。
トランジスタQ1〜Q6は制御回路により制御され、こ
の制御は対応のトランジスタと並列になっているダイオ
ードD1〜D6の導通時間t1〜t6中に各トランジス
タQ1〜Q6が導通するように行う。制御回路は第1図
に示すようにトランジスタQ1〜Q6を制御する制御回
路H1〜H6を有する。これらの制御回路H1〜H6は
例えばダブルエミッタフォロワ回路としたトランジスタ
により構成でき、またこれらの制御回路は例えば光半導
体装置で構成される。またdc電圧の濾波のためにコン
デンサC1が必要である。
第1図の制御回路は各制御回路H1〜H6によって3相
主電源よりトランジスタQ1〜Q6を制御するダイオー
ドD7〜D24を有し、この制御によりトランジスタQ
1〜Q6はこれらと並列に接続されている対応の各ダイ
オードD1〜D6の導通時間中導通する。ダイオードD
13〜D24は2相の電圧を比較するために使用し、正
の半周期中導通するトランジスタQ1,Q3,Q5の場
合これらの電圧は他のものより高くなるように選定し、
一方負の半周期中導通するトランジスタQ2,Q4,Q
6の場合は、2つの電圧中低い場合に導通するように選
定する。例えばダイオードD13とD14は電圧US及
びUTを比較し、各瞬時においてこれらのうち高い方を
選択し、またダイオードD19とD20は電圧USとU
Tとを比較し、各瞬時において低い方のものを選択す
る。
ダイオードD7〜D12の役目は各相電圧UR,US及
びUTにより形成される制御電圧を制御回路H1〜H6
に対しトランジスタQ1〜Q6と並列に接続されている
ダイオードD1〜D6が導通する時に電圧を供給するも
のであり、これらは第2図に示すダイオードの導通時間
t1〜t6に導通するようになっている。しかしdc回
路内を循環する電流を減少させるため、トランジスタQ
1〜Q6はこれらと並列に接続されているダイオードD
1〜D6の全導通時間t1〜t6中に亘って導通しては
ならない。このため各制御回路H1〜H6に直列にツエ
ナー ダイオードZ1〜Z6を接続し、トランジスタQ
1〜Q6の導通時間t7〜t12を短くするようにす
る。渦電流が大きなときは、トランジスタQ1〜Q6は
導通しないので、渦電力は減少する。この渦電流はdc
パルス電圧が最低のときに、大きくなる。ツエナー ダ
イオードZ1〜Z6は複数の単一ツエナー ダイオード
ユニットによって構成できる。
ツエナー ダイオードZ1〜Z6の電圧は各相電圧U
R,US及びUTと対応の制御回路H1〜H6の間に特
別の電圧降下を生ずる。この特別の電圧降下はトランジ
スタQ1〜Q6の導通時間t7〜t12を短くする効果
がある。これはツエナー ダイオードZ1〜6のない時
に比較して各ダイオードD7〜D12がより遅く導通を
開始し、かつより早く導通を終了するからである。ツエ
ナー ダイオードZ1〜Z6の特定の電圧においてトラ
ンジスタQ1〜Q6の導通時間t7〜t12は第2図に
示す如くダイオードD1〜D6の導通時間t1〜t6の
50%となる。スイッチS1を使用し、必要に応じこれ
らの制御回路のオンオフ切り換えを行う。
本発明は、この他多くの変型が可能であり、本発明は図
示の特定実施例のみに限定されない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によりトランジスタ制御回路を設けたd
c電源を示す回路図、 第2図はdc電源に供給を行う3相主電源の各相電圧と
1つの電圧の一周期中のトランジスタの導通時間を示す
図である。 D1〜D24……ダイオード Q1〜Q6……トランジスタ Z1〜Z6……ツエナーダイオード H1〜H6……制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3相主電源と直流回路間の直流電源へ電力
    を供給するにあたり、3相主電源より直流回路に電力が
    供給されているときは、3相電圧を直流電圧に整流する
    ためダイオード(D1−D6)よりなるダイオードブリ
    ッジを使用し、また直流回路より3相主電源へ電力が供
    給されているときは、直流電圧を3相電圧への交流変換
    を行うためダイオードブリッジの各ダイオード(D1−
    D6)と並列に接続されているトランジスタ(Q1−Q
    6)を使用し、これらトラジスタ(Q1−Q6)を制御
    回路(H1−H6)によって制御する如くした直流電源
    への電力供給装置において、 前記制御回路(H1−H6)への制御電圧をダイオード
    (D7−D24)によって3相主電源より形成し、この
    際対応のトランジスタ(Q1−Q6)と並列になってい
    るダイオードの導通時間(t1−t7)中に各トランジ
    スタ(Q1−Q7)が導通する如くし、直流回路内を流
    れる電力を減少させるため、各トランジスタ(Q1−Q
    6)の制御回路(H1−H6)とそれぞれ直列にツエナ
    ーダイオード(Z1−Z6)を接続することによって前
    記トランジスタの導通時間(t7−t12)を短縮する
    ことを特徴とする直流電源への電力供給装置。
JP62122676A 1986-05-21 1987-05-21 直流電源への電力供給装置 Expired - Fee Related JPH0628514B2 (ja)

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