JPH11196582A - 単相入力３相出力電力変換回路 - Google Patents
単相入力３相出力電力変換回路Info
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- JPH11196582A JPH11196582A JP9360461A JP36046197A JPH11196582A JP H11196582 A JPH11196582 A JP H11196582A JP 9360461 A JP9360461 A JP 9360461A JP 36046197 A JP36046197 A JP 36046197A JP H11196582 A JPH11196582 A JP H11196582A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単相入力３相出力変換器の構成スイッチ素子
数を減らし、低コスト化を図る。 【解決手段】 コンバータ部にはスイッチ５を設け、イ
ンバータ部は３相出力のうちの１相を、直流中間コンデ
ンサ１１，１２の中性点ｃから出力する構成とすること
により、スイッチ素子の数を減らし安価なシステムにす
る。
数を減らし、低コスト化を図る。 【解決手段】 コンバータ部にはスイッチ５を設け、イ
ンバータ部は３相出力のうちの１相を、直流中間コンデ
ンサ１１，１２の中性点ｃから出力する構成とすること
により、スイッチ素子の数を減らし安価なシステムにす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、モータの可変速
駆動などに用いる単相入力３相出力電力変換回路に関す
る。
駆動などに用いる単相入力３相出力電力変換回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図６に入力力率の制御と直流中間回路の
昇圧を可能とした単相入力３相出力電力変換回路の従来
例を示す。同図において、３は入力力率改善用リアクト
ル、４は交流直流変換を行なうダイオード整流器、５は
入力力率と直流中間電圧を制御するためのＩＧＢＴ（絶
縁ゲート形バイポーラトランジスタ）等のスイッチ素
子、６は逆流阻止用ダイオード、７は直流中間コンデン
サ、８は６個のスイッチ素子（ＩＧＢＴなど）からなり
直流交流変換を行なうインバータである。
昇圧を可能とした単相入力３相出力電力変換回路の従来
例を示す。同図において、３は入力力率改善用リアクト
ル、４は交流直流変換を行なうダイオード整流器、５は
入力力率と直流中間電圧を制御するためのＩＧＢＴ（絶
縁ゲート形バイポーラトランジスタ）等のスイッチ素
子、６は逆流阻止用ダイオード、７は直流中間コンデン
サ、８は６個のスイッチ素子（ＩＧＢＴなど）からなり
直流交流変換を行なうインバータである。
【０００３】このような構成において、スイッチ素子５
の導通率を制御することにより、所望の直流中間電圧
（ただし、昇圧のみ）とすることができ、また、入力電
圧波形の位相に合わせてパルス幅変調（ＰＷＭ）するこ
とにより、入力力率の制御も可能となる。また、インバ
ータ８をＰＷＭ制御することで、モータ等のＶＶＶＦ
（可変電圧−可変周波数）運転が可能となる。なお、図
７に入力力率の制御や直流中間電圧の昇圧などはできな
いが、図６よりも簡略化された低コストの単相入力３相
出力電力変換回路の例を示す。
の導通率を制御することにより、所望の直流中間電圧
（ただし、昇圧のみ）とすることができ、また、入力電
圧波形の位相に合わせてパルス幅変調（ＰＷＭ）するこ
とにより、入力力率の制御も可能となる。また、インバ
ータ８をＰＷＭ制御することで、モータ等のＶＶＶＦ
（可変電圧−可変周波数）運転が可能となる。なお、図
７に入力力率の制御や直流中間電圧の昇圧などはできな
いが、図６よりも簡略化された低コストの単相入力３相
出力電力変換回路の例を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図６または図７のよう
な回路構成部品の中で、コストの占める割合の最も高い
のが、スイッチ素子５やインバータ８を構成素子として
のスイッチ素子である。その結果、図６と図７をみる
と、前者は後者に比べて機能は向上するがスイッチ素子
数が増えてコスト高になるという問題がある。したがっ
て、この発明の課題は、入力力率の制御や直流中間電圧
の昇圧機能を維持しつつ、素子数を減らして低コスト化
を図ることにある。
な回路構成部品の中で、コストの占める割合の最も高い
のが、スイッチ素子５やインバータ８を構成素子として
のスイッチ素子である。その結果、図６と図７をみる
と、前者は後者に比べて機能は向上するがスイッチ素子
数が増えてコスト高になるという問題がある。したがっ
て、この発明の課題は、入力力率の制御や直流中間電圧
の昇圧機能を維持しつつ、素子数を減らして低コスト化
を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
べく、この発明では、単相交流から直流に変換するコン
バータと、直流中間回路としてのコンデンサと、直流か
ら交流に変換するインバータとからなる単相入力３相出
力電力変換回路において、前記コンバータとしてはダイ
オード整流器とこのダイオード整流器の直流出力側を短
絡するスイッチ素子と、前記ダイオード整流器と前記直
流中間コンデンサ間に接続したダイオードとから構成
し、直流中間回路としてはコンデンサを２直列以上とす
る構成とし、前記インバータとしては３相の交流出力の
うち２相はスイッチ素子をプリッジ結線した交流出力部
より出力し、１相は直列に接続した前記直流中間コンデ
ンサの中性点電位より出力するようにしている。
べく、この発明では、単相交流から直流に変換するコン
バータと、直流中間回路としてのコンデンサと、直流か
ら交流に変換するインバータとからなる単相入力３相出
力電力変換回路において、前記コンバータとしてはダイ
オード整流器とこのダイオード整流器の直流出力側を短
絡するスイッチ素子と、前記ダイオード整流器と前記直
流中間コンデンサ間に接続したダイオードとから構成
し、直流中間回路としてはコンデンサを２直列以上とす
る構成とし、前記インバータとしては３相の交流出力の
うち２相はスイッチ素子をプリッジ結線した交流出力部
より出力し、１相は直列に接続した前記直流中間コンデ
ンサの中性点電位より出力するようにしている。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施の形
態を示す回路図、図２はこの発明の第２の実施の形態を
示す回路図である。図１からも明らかなように、この例
は３相出力のうちの１相をコンデンサ１１，１２の直列
接続回路の中性点からとることにより、インバータ構成
素子としてのスイッチ素子数を減らすようにした点が特
徴である。また、図２は図１に示すものに対し、入力力
率改善用のリアクトル３を交流側から直流側に移した点
を除いて実質的に同じである。
態を示す回路図、図２はこの発明の第２の実施の形態を
示す回路図である。図１からも明らかなように、この例
は３相出力のうちの１相をコンデンサ１１，１２の直列
接続回路の中性点からとることにより、インバータ構成
素子としてのスイッチ素子数を減らすようにした点が特
徴である。また、図２は図１に示すものに対し、入力力
率改善用のリアクトル３を交流側から直流側に移した点
を除いて実質的に同じである。
【０００７】すなわち、図１，図２に示すものはコンバ
ータ側については図６と同じ構成となっているので、入
力力率の制御や直流中間電圧の昇圧が可能である。ま
た、インバータ側については、図６や図７の場合に比べ
出力可能な電圧ベクトルが、図３に示すように７種類か
ら４種類（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）に減る。しかし、
電圧ベクトルの選び方によって制御が多少複雑になる
が、出力電圧ベクトルｅの軌跡を円とすることができる
ため、図６や図７と同様に出力の正弦波化が可能であ
る。
ータ側については図６と同じ構成となっているので、入
力力率の制御や直流中間電圧の昇圧が可能である。ま
た、インバータ側については、図６や図７の場合に比べ
出力可能な電圧ベクトルが、図３に示すように７種類か
ら４種類（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）に減る。しかし、
電圧ベクトルの選び方によって制御が多少複雑になる
が、出力電圧ベクトルｅの軌跡を円とすることができる
ため、図６や図７と同様に出力の正弦波化が可能であ
る。
【０００８】ここで、例えば図１に示すコンデンサ１
１，１２の左側をコンバータ部、右側をインバータ部と
し（コンデンサ１１，１２は通常大容量のものを使用す
るため独立に動作するものとして差し支えない。）、ス
イッチ５をＰＷＭ制御することにより入力力率の制御が
行なわれるが、その時のコンバータ部側の電圧，電流波
形を図４に示す。同図において、ｖは電圧、ｉは電流を
示し、入力力率がほぼ１になっていることが分かる。Ｖ
０はコンデンサ１１，１２の両端に掛かる電圧、すなわ
ち直流中間電圧を示す。
１，１２の左側をコンバータ部、右側をインバータ部と
し（コンデンサ１１，１２は通常大容量のものを使用す
るため独立に動作するものとして差し支えない。）、ス
イッチ５をＰＷＭ制御することにより入力力率の制御が
行なわれるが、その時のコンバータ部側の電圧，電流波
形を図４に示す。同図において、ｖは電圧、ｉは電流を
示し、入力力率がほぼ１になっていることが分かる。Ｖ
０はコンデンサ１１，１２の両端に掛かる電圧、すなわ
ち直流中間電圧を示す。
【０００９】同様に、インバータ部のスイッチ素子Ｔ１
〜Ｔ４を、出力電流が図５（ｄ）に示すような正弦波と
なるようにＰＷＭ制御すると、そのときの各線間電圧の
波形は図５（ａ）〜（ｃ）のようになる。図５（ａ）は
ａｃ間電圧波形Ｖａｃ、同（ｂ）はｂｃ間電圧波形Ｖｂ
ｃ、同（ｃ）はａｂ間電圧波形Ｖａｂをそれそれ示して
いる。この波形の特徴は、ＶａｃとＶｂｃはＶ０／２と
−Ｖ０／２の２値しか持たないのに対し、ＶａｂはＶ
０，０，−Ｖ０の３値を持つ点である。
〜Ｔ４を、出力電流が図５（ｄ）に示すような正弦波と
なるようにＰＷＭ制御すると、そのときの各線間電圧の
波形は図５（ａ）〜（ｃ）のようになる。図５（ａ）は
ａｃ間電圧波形Ｖａｃ、同（ｂ）はｂｃ間電圧波形Ｖｂ
ｃ、同（ｃ）はａｂ間電圧波形Ｖａｂをそれそれ示して
いる。この波形の特徴は、ＶａｃとＶｂｃはＶ０／２と
−Ｖ０／２の２値しか持たないのに対し、ＶａｂはＶ
０，０，−Ｖ０の３値を持つ点である。
【００１０】
【発明の効果】この発明によれば、従来入力力率制御が
可能な単相入力３相出力の電力変換装置では、スイッチ
素子として最低７素子必要であったものが、この発明に
よれば５素子で構成可能となるため、装置の低コスト化
が可能になるという利点が得られる。
可能な単相入力３相出力の電力変換装置では、スイッチ
素子として最低７素子必要であったものが、この発明に
よれば５素子で構成可能となるため、装置の低コスト化
が可能になるという利点が得られる。
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図２】この発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図３】図１，図２のインバータの出力電圧ベクトル図
である。
である。
【図４】図１，図２のコンバータ部の電圧，電流波形図
である。
である。
【図５】図１，図２のインバータ部の電圧，電流波形図
である。
である。
【図６】電力変換回路の従来例を示す回路図である。
【図７】電力変換回路の別の従来例を示す回路図であ
る。
る。
１１，１２…コンデンサ、３…入力力率改善用リアクト
ル、４…ダイオード整流器、５…スイッチ素子、７…直
流中間コンデンサ、８…インバータ回路。
ル、４…ダイオード整流器、５…スイッチ素子、７…直
流中間コンデンサ、８…インバータ回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 単相交流から直流に変換するコンバータ
と、直流中間回路としてのコンデンサと、直流から交流
に変換するインバータとからなる単相入力３相出力電力
変換回路において、 前記コンバータとしてはダイオード整流器とこのダイオ
ード整流器の直流出力側を短絡するスイッチ素子と、前
記ダイオード整流器と前記直流中間コンデンサ間に接続
したダイオードとから構成し、直流中間回路としてはコ
ンデンサを２直列以上とする構成とし、前記インバータ
としては３相の交流出力のうち２相はスイッチ素子をプ
リッジ結線した交流出力部より出力し、１相は直列に接
続した前記直流中間コンデンサの中性点電位より出力す
ることを特徴とする単相入力３相出力電力変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36046197A JP3611075B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 単相入力３相出力電力変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36046197A JP3611075B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 単相入力３相出力電力変換回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11196582A true JPH11196582A (ja) | 1999-07-21 |
| JP3611075B2 JP3611075B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=18469511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36046197A Expired - Fee Related JP3611075B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 単相入力３相出力電力変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3611075B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008146446A1 (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Daikin Industries, Ltd. | 電力変換装置 |
| WO2012007598A1 (es) * | 2010-07-14 | 2012-01-19 | Sepsa, Electronica De Potencia, S.L. | Conversor de tensión monofásica en trifásica |
| CN102998549A (zh) * | 2012-07-10 | 2013-03-27 | 辽宁荣信电气传动技术有限责任公司 | 基于h桥的单相低电压穿越试验台 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102142703A (zh) * | 2011-02-25 | 2011-08-03 | 西安华强航天电子有限责任公司 | 一种单进三出的不间断电源 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36046197A patent/JP3611075B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008146446A1 (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Daikin Industries, Ltd. | 電力変換装置 |
| AU2008256174B2 (en) * | 2007-05-23 | 2011-03-03 | Daikin Industries, Ltd. | Power converter |
| WO2012007598A1 (es) * | 2010-07-14 | 2012-01-19 | Sepsa, Electronica De Potencia, S.L. | Conversor de tensión monofásica en trifásica |
| CN102998549A (zh) * | 2012-07-10 | 2013-03-27 | 辽宁荣信电气传动技术有限责任公司 | 基于h桥的单相低电压穿越试验台 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3611075B2 (ja) | 2005-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031225 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040121 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040205 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040622 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040701 |
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| A521 | Written amendment |
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