JPH08205560A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH08205560A JPH08205560A JP7008602A JP860295A JPH08205560A JP H08205560 A JPH08205560 A JP H08205560A JP 7008602 A JP7008602 A JP 7008602A JP 860295 A JP860295 A JP 860295A JP H08205560 A JPH08205560 A JP H08205560A
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- power
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回生状態にのみ動作する電源側トランジス
タブリッジを有し、かつ電源側トランジスタブリッジの
スイッチングパターンが変化した時においても、循環電
流を抑えることができる電力変換装置を提供する。 【構成】 ダイオードブリッジの直流接続端子と電源
側トランジスタブリッジの直流接続端子間に上記循環電
流を抑制する素子または回路を接続する。すると、ダイ
オードブリッジと電源側トランジスタブリッジと交流リ
アクトルからなるループの過度インピーダンスを大きく
することにより、循環電流を抑える。
タブリッジを有し、かつ電源側トランジスタブリッジの
スイッチングパターンが変化した時においても、循環電
流を抑えることができる電力変換装置を提供する。 【構成】 ダイオードブリッジの直流接続端子と電源
側トランジスタブリッジの直流接続端子間に上記循環電
流を抑制する素子または回路を接続する。すると、ダイ
オードブリッジと電源側トランジスタブリッジと交流リ
アクトルからなるループの過度インピーダンスを大きく
することにより、循環電流を抑える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自己消弧形素子と高速
ダイオードを用いた経済的な電力変換装置の改良に関す
る。
ダイオードを用いた経済的な電力変換装置の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】トランジスタやゲートターンオフサイリ
スタなどの自己消弧形素子の発達により、パルス幅変調
（以下ＰＷＭと称す）インバータが広い分野で多く利用
されている。ＰＷＭインバータの直流電圧は一般には可
変する必要がないので交流電源を全波整流して使用して
いる。ただし、負荷電動機が回生状態になる応用分野で
交流電源側に電力を回生する必要のある場合には、イン
バータ側変換ブリッジと全く同じ回路をインバータの交
流側に接続し、ＰＷＭ制御することにより交流電源に電
力を回生する方法が用いられる。
スタなどの自己消弧形素子の発達により、パルス幅変調
（以下ＰＷＭと称す）インバータが広い分野で多く利用
されている。ＰＷＭインバータの直流電圧は一般には可
変する必要がないので交流電源を全波整流して使用して
いる。ただし、負荷電動機が回生状態になる応用分野で
交流電源側に電力を回生する必要のある場合には、イン
バータ側変換ブリッジと全く同じ回路をインバータの交
流側に接続し、ＰＷＭ制御することにより交流電源に電
力を回生する方法が用いられる。
【０００３】この方式は、交流側に接続される変換ブリ
ッジのスイッチング素子と並列に接続されるダイオード
を高速ダイオードにする必要がある。これはトランジス
タブリッジ内で直列に接続された２アームの一方のダイ
オードに電流が流れているとき、他方のトランジスタが
オンするとダイオードが逆方向を回復するまでにはトラ
ンジスタ動作により主回路平滑コンデンサが短絡状態と
なり大きな短絡電流が流れ損失が大きくなる。
ッジのスイッチング素子と並列に接続されるダイオード
を高速ダイオードにする必要がある。これはトランジス
タブリッジ内で直列に接続された２アームの一方のダイ
オードに電流が流れているとき、他方のトランジスタが
オンするとダイオードが逆方向を回復するまでにはトラ
ンジスタ動作により主回路平滑コンデンサが短絡状態と
なり大きな短絡電流が流れ損失が大きくなる。
【０００４】これを防止する目的で回復時間の短い高速
ダイオードを用いる。しかし、高速ダイオードは整流ダ
イオードに比べて順方向電圧が高いため、電源側トラン
ジスタブリッジが順変換器として動作している場合、大
半の電流がダイオードに流れてしまい、順方向電圧降下
およびこれに伴う通流損失が大きくなってしまうため変
換装置の効率が低下するという欠点がある。
ダイオードを用いる。しかし、高速ダイオードは整流ダ
イオードに比べて順方向電圧が高いため、電源側トラン
ジスタブリッジが順変換器として動作している場合、大
半の電流がダイオードに流れてしまい、順方向電圧降下
およびこれに伴う通流損失が大きくなってしまうため変
換装置の効率が低下するという欠点がある。
【０００５】また、電源側トランジスタブリッジが順変
換器として動作している場合には、トランジスタのスイ
ッチングを停止させダイオードブリッジとして動作させ
る方法がある。この場合、スイッチング損失が減少し効
率は向上するが、ダイオードに流れる電流の通流角が６
０度程度になりピーク電流が大きくなる。従って、並列
接続されるトランジスタの定格電流に対し電流定格の大
きな高速ダイオードとする必要がある。
換器として動作している場合には、トランジスタのスイ
ッチングを停止させダイオードブリッジとして動作させ
る方法がある。この場合、スイッチング損失が減少し効
率は向上するが、ダイオードに流れる電流の通流角が６
０度程度になりピーク電流が大きくなる。従って、並列
接続されるトランジスタの定格電流に対し電流定格の大
きな高速ダイオードとする必要がある。
【０００６】以上の問題点を解決するため、特公平５−
７９５０号公報では以下に示す方法を提案している。本
方式について図３を用いて説明する。交流電源１は高速
ヒューズ２を介しダイオードブリッジ３の交流接続端子
に接続される。ダイオードブリッジ３の直流側接続端子
からは初期充電用限流抵抗４を通して平滑コンデンサ５
を充電し、充電完了後接点６を閉じてインバータブリッ
ジ７により交流に変換して交流電動機８に交流電力を供
給する。また、インバータブリッジ７と同一回路のトラ
ンジスタブリッジ９の交流側接続端子は交流リアクトル
１０を介しダイオードブリッジ３交流接続端子に、同じ
く直流側接続端子はダイオードブリッジ３の直流接続端
子に接続される。
７９５０号公報では以下に示す方法を提案している。本
方式について図３を用いて説明する。交流電源１は高速
ヒューズ２を介しダイオードブリッジ３の交流接続端子
に接続される。ダイオードブリッジ３の直流側接続端子
からは初期充電用限流抵抗４を通して平滑コンデンサ５
を充電し、充電完了後接点６を閉じてインバータブリッ
ジ７により交流に変換して交流電動機８に交流電力を供
給する。また、インバータブリッジ７と同一回路のトラ
ンジスタブリッジ９の交流側接続端子は交流リアクトル
１０を介しダイオードブリッジ３交流接続端子に、同じ
く直流側接続端子はダイオードブリッジ３の直流接続端
子に接続される。
【０００７】以上図３に示す回路構成にすることによ
り、順変換時にはダイオードブリッジ３を通り、直流電
圧が上昇し回生状態になった場合のみ電源の位相に同期
して電源側トランジスタブリッジ９をＰＷＭスイッチン
グすることにより、力率を略１の状態で交流電源に電力
を回生することができると共に、上述の問題を解決でき
るとしている。
り、順変換時にはダイオードブリッジ３を通り、直流電
圧が上昇し回生状態になった場合のみ電源の位相に同期
して電源側トランジスタブリッジ９をＰＷＭスイッチン
グすることにより、力率を略１の状態で交流電源に電力
を回生することができると共に、上述の問題を解決でき
るとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図３に示した回路にお
いて、電源側トランジスタブリッジ９のスイッチング素
子が動作、つまり回生状態における交流リアクトル１０
の放電電流について図４を使って考える。図４は、図３
の回路のダイオードブリッジ３および電源側トランジス
タブリッジ９の２相分について、直流部を同一線上に書
き変えたものである。
いて、電源側トランジスタブリッジ９のスイッチング素
子が動作、つまり回生状態における交流リアクトル１０
の放電電流について図４を使って考える。図４は、図３
の回路のダイオードブリッジ３および電源側トランジス
タブリッジ９の２相分について、直流部を同一線上に書
き変えたものである。
【０００９】電源側トランジスタブリッジ９のＵ相のス
イッチング素子９ｕ−ｔおよびＶ相の素子９ｖ−ｔがオ
ンしている場合、回生電流Ｉｕは、平滑コンデンサ５か
ら素子９ｕ−ｔ，入力リアクトル１０ｕ，交流電源１を
通り、交流リアクトル１０ｖ，素子９ｖ−ｔを通って平
滑コンデンサ５に戻る。この状態において、スイッチン
グパターンが切り替わりスイッチング素子９ｕ−ｔがオ
フとなったとき、入力リアクトル１０ｕに流れていた電
流は流れ続けようとする。つまり、リアクトル１０ｕが
電源状態となる。
イッチング素子９ｕ−ｔおよびＶ相の素子９ｖ−ｔがオ
ンしている場合、回生電流Ｉｕは、平滑コンデンサ５か
ら素子９ｕ−ｔ，入力リアクトル１０ｕ，交流電源１を
通り、交流リアクトル１０ｖ，素子９ｖ−ｔを通って平
滑コンデンサ５に戻る。この状態において、スイッチン
グパターンが切り替わりスイッチング素子９ｕ−ｔがオ
フとなったとき、入力リアクトル１０ｕに流れていた電
流は流れ続けようとする。つまり、リアクトル１０ｕが
電源状態となる。
【００１０】この時リアクトル１０ｕは、ダイオードブ
リッジ３のＵ相ダイオード３ｕ−ｄと電源側トランジス
タブリッジ９のＵ相のスイッチング素子９ｕ−ｔからな
るループで放電されることになる。逆に交流リアクトル
１０ｖに蓄積されたエネルギーは、電源側トランジスタ
ブリッジ９のＷ相ダイオード９ｖ−ｄ、電源側トランジ
スタブリッジ９のＵ相のスイッチング素子９ｕ−ｔを通
って交流電源１へ流れる。つまり、電源側トランジスタ
ブリッジ９のスイッチング素子のスイッチングパターン
が変化した瞬間、交流リアクトル１０の蓄積エネルギー
がダイオードブリッジ３のダイオードを通して循環する
事がある。言い換えれば、交流電源１に流れず、ダイオ
ードブリッジ３と電源側トランジスタブリッジ９の間で
交流リアクトル１０の蓄積エネルギーによる循環電流が
流れることになる。
リッジ３のＵ相ダイオード３ｕ−ｄと電源側トランジス
タブリッジ９のＵ相のスイッチング素子９ｕ−ｔからな
るループで放電されることになる。逆に交流リアクトル
１０ｖに蓄積されたエネルギーは、電源側トランジスタ
ブリッジ９のＷ相ダイオード９ｖ−ｄ、電源側トランジ
スタブリッジ９のＵ相のスイッチング素子９ｕ−ｔを通
って交流電源１へ流れる。つまり、電源側トランジスタ
ブリッジ９のスイッチング素子のスイッチングパターン
が変化した瞬間、交流リアクトル１０の蓄積エネルギー
がダイオードブリッジ３のダイオードを通して循環する
事がある。言い換えれば、交流電源１に流れず、ダイオ
ードブリッジ３と電源側トランジスタブリッジ９の間で
交流リアクトル１０の蓄積エネルギーによる循環電流が
流れることになる。
【００１１】この、循環電流が大きすぎると電源への回
生電流が減少すると共に、電源への回生電流の歪み電流
が大きくなる欠点がある。本発明の目的は、回生状態に
のみ動作する電源側トランジスタブリッジを有し、かつ
電源側トランジスタブリッジのスイッチングパターンが
変化したときにおいても、循環電流を抑えることができ
る電力変換装置を提供することにある。
生電流が減少すると共に、電源への回生電流の歪み電流
が大きくなる欠点がある。本発明の目的は、回生状態に
のみ動作する電源側トランジスタブリッジを有し、かつ
電源側トランジスタブリッジのスイッチングパターンが
変化したときにおいても、循環電流を抑えることができ
る電力変換装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では上記目的を達
成するために、ダイオードブリッジの直流接続端子と電
源側トランジスタブリッジの直流接続端子間に上記循環
電流を抑制する素子または回路を接続することを特徴と
する。
成するために、ダイオードブリッジの直流接続端子と電
源側トランジスタブリッジの直流接続端子間に上記循環
電流を抑制する素子または回路を接続することを特徴と
する。
【００１３】
【作用】ダイオードブリッジと電源側トランジスタブリ
ッジと交流リアクトルからなるループの過度インピーダ
ンスを大きくすることにより、循環電流を抑える。
ッジと交流リアクトルからなるループの過度インピーダ
ンスを大きくすることにより、循環電流を抑える。
【００１４】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図１は本発明の一実施例を示した回路図であ
る。なお図３に示した同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。
説明する。図１は本発明の一実施例を示した回路図であ
る。なお図３に示した同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。
【００１５】平滑コンデンサ５つまりダイオードブリッ
ジ３の直流接続端子と、電源側つまり、電源回生用のト
ランジスタブリッジ９の直流接続端子の間を、巻き極性
を逆とした同一鉄心に巻かれたリアクトル１１によって
接続する。また、電源回生用のトランジスタブリッジ９
の直流接続端子にコンデンサ１２を接続した構成を有す
る。
ジ３の直流接続端子と、電源側つまり、電源回生用のト
ランジスタブリッジ９の直流接続端子の間を、巻き極性
を逆とした同一鉄心に巻かれたリアクトル１１によって
接続する。また、電源回生用のトランジスタブリッジ９
の直流接続端子にコンデンサ１２を接続した構成を有す
る。
【００１６】前述の電源側つまり電源回生用トランジス
タブリッジ９のスイッチングパターンの変化によって、
一方の入力リアクトル１０の蓄積エネルギーは交流電源
１を通して流れるが、他方の交流リアクトル１０の蓄積
エネルギーは、交流電源１に流れず、ダイオードブリッ
ジ３を通って循環する。このときのダイオードブリッジ
３と、電源回生用のトランジスタブリッジ９の直流接続
端子の間の正，負ラインに流れる電流は、上記循環電流
分の差が生じる。
タブリッジ９のスイッチングパターンの変化によって、
一方の入力リアクトル１０の蓄積エネルギーは交流電源
１を通して流れるが、他方の交流リアクトル１０の蓄積
エネルギーは、交流電源１に流れず、ダイオードブリッ
ジ３を通って循環する。このときのダイオードブリッジ
３と、電源回生用のトランジスタブリッジ９の直流接続
端子の間の正，負ラインに流れる電流は、上記循環電流
分の差が生じる。
【００１７】この電流差が発生すると、リアクトル１１
に磁束が発生しインダクタンスとして機能するので電流
の差を抑えようと作用する。よって、循環電流は抑制さ
れることになる。また、コンデンサ１２はリアクトル１
１がインダクタンスとして動作した場合に発生する電圧
サージを吸収するためのものである。
に磁束が発生しインダクタンスとして機能するので電流
の差を抑えようと作用する。よって、循環電流は抑制さ
れることになる。また、コンデンサ１２はリアクトル１
１がインダクタンスとして動作した場合に発生する電圧
サージを吸収するためのものである。
【００１８】また、リアクトル１１に発生する磁束はダ
イオードブリッジ３と、電源回生用のトランジスタブリ
ッジ９の直流接続端子の間の正，負ラインに流れる電流
差であるため、鉄損が少なくリアクトルの小形化を計る
ことができる。順変換動作時には、交流電源１からダイ
オードブリッジ３を介して平滑コンデンサ５へ電流が流
れるため、電源回生に関係する回路（入力リアクトル１
０，電源回生用のトランジスタブリッジ９，コンデンサ
１２，循環電流抑制リアクトル１１）は切り離された形
となり、一般的なインバータ装置の回路となる。したが
って、電源回生に関係する回路による電圧降下がないの
で、効率の良いインバータ運転が可能となる。
イオードブリッジ３と、電源回生用のトランジスタブリ
ッジ９の直流接続端子の間の正，負ラインに流れる電流
差であるため、鉄損が少なくリアクトルの小形化を計る
ことができる。順変換動作時には、交流電源１からダイ
オードブリッジ３を介して平滑コンデンサ５へ電流が流
れるため、電源回生に関係する回路（入力リアクトル１
０，電源回生用のトランジスタブリッジ９，コンデンサ
１２，循環電流抑制リアクトル１１）は切り離された形
となり、一般的なインバータ装置の回路となる。したが
って、電源回生に関係する回路による電圧降下がないの
で、効率の良いインバータ運転が可能となる。
【００１９】（他の実施例）図２に示すように、リアク
トル１１の代わりに、直流接続端子の正負ライン各々に
直流リアクトル１３を挿入しても、循環電流の抑制効果
を得ることは可能である。
トル１１の代わりに、直流接続端子の正負ライン各々に
直流リアクトル１３を挿入しても、循環電流の抑制効果
を得ることは可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、一般の
インバータ装置と負荷の回生量に見合った容量の電源回
生ユニットを接続することによって回路を構成できる電
力変換装置において、インバータ装置と電源回生ユニッ
トの接続点にリアクトルを挿入することにより、電源回
生用のブリッジのスイッチングパターンが切り替わった
際に生じる入力リアクトルの蓄積エネルギーの放電によ
る循環電流を抑制することができ、安定した電源回生が
可能となる。
インバータ装置と負荷の回生量に見合った容量の電源回
生ユニットを接続することによって回路を構成できる電
力変換装置において、インバータ装置と電源回生ユニッ
トの接続点にリアクトルを挿入することにより、電源回
生用のブリッジのスイッチングパターンが切り替わった
際に生じる入力リアクトルの蓄積エネルギーの放電によ
る循環電流を抑制することができ、安定した電源回生が
可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図、
【図２】他の実施例の回路図、
【図３】従来の電力変換装置の回路図、
【図４】従来の電力変換装置の回路図。
１…交流電源， ３…ダイオードブリ
ッジ，７…インバータブリッジ， ９…トランジ
スタブリッジ，１０…交流リアクトル， １
１…リアクトル，１３…直流リアクトル。
ッジ，７…インバータブリッジ， ９…トランジ
スタブリッジ，１０…交流リアクトル， １
１…リアクトル，１３…直流リアクトル。
Claims (3)
- 【請求項１】 並列接続した自己消弧形スイッチング素
子と高速ダイオードからなるアームを複数個組み合わせ
た第一のブリッジと、高速または一般整流ダイオードか
らなるアームを複数個組み合わせた第二のブリッジを有
し、前記第一のブリッジの交流側接続端子はそれぞれ交
流リアクトルを介して交流電源に接続され、前記第二の
ブリッジの交流接続端子は直接または交流リアクトルを
介して交流電源に接続され、前記第一および第二のブリ
ッジの直流側接続端子間に電流抑制回路を接続したこと
を特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電力変換装置において、
同一鉄心上に巻かれたリアクトルの二巻線を巻き方向
（極性）が逆となるように、第一および第二のブリッジ
の直流接続端子間に接続したことを特徴とする電力変換
装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の電力変換装置において、
第一および第二のブリッジの直流接続端子間に直流リア
クトルを接続したことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7008602A JPH08205560A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7008602A JPH08205560A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08205560A true JPH08205560A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11697522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7008602A Pending JPH08205560A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08205560A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008086053A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-04-10 | Daikin Ind Ltd | コンバータ回路 |
| WO2010056455A1 (en) | 2008-11-12 | 2010-05-20 | Transocean Sedco Forex Ventures Limited | Improved dc bus regulator |
| JP5427787B2 (ja) * | 2008-10-03 | 2014-02-26 | 東芝キヤリア株式会社 | 三相整流装置 |
| KR20200085492A (ko) * | 2019-01-07 | 2020-07-15 | 주식회사 에이텍에이 | 순환전류 저감을 위한 고주파 절연형 전력변환장치 |
| WO2022162964A1 (ja) * | 2021-02-01 | 2022-08-04 | 株式会社村田製作所 | 電力変換装置 |
-
1995
- 1995-01-24 JP JP7008602A patent/JPH08205560A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008086053A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-04-10 | Daikin Ind Ltd | コンバータ回路 |
| JP5427787B2 (ja) * | 2008-10-03 | 2014-02-26 | 東芝キヤリア株式会社 | 三相整流装置 |
| WO2010056455A1 (en) | 2008-11-12 | 2010-05-20 | Transocean Sedco Forex Ventures Limited | Improved dc bus regulator |
| EP2351179A4 (en) * | 2008-11-12 | 2017-10-25 | Transocean Sedco Forex Ventures Ltd. | Improved dc bus regulator |
| EP3579394A1 (en) * | 2008-11-12 | 2019-12-11 | Transocean Sedco Forex Ventures Ltd. | Improved dc bus regulator |
| KR20200085492A (ko) * | 2019-01-07 | 2020-07-15 | 주식회사 에이텍에이 | 순환전류 저감을 위한 고주파 절연형 전력변환장치 |
| WO2022162964A1 (ja) * | 2021-02-01 | 2022-08-04 | 株式会社村田製作所 | 電力変換装置 |
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