JP2001025257A - Rectifying circuit - Google Patents

Rectifying circuit

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JP2001025257A
JP2001025257A JP11188603A JP18860399A JP2001025257A JP 2001025257 A JP2001025257 A JP 2001025257A JP 11188603 A JP11188603 A JP 11188603A JP 18860399 A JP18860399 A JP 18860399A JP 2001025257 A JP2001025257 A JP 2001025257A
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康浩 大熊
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve power conversion efficiency and to simplify check and maintenance works by setting currents from a three-phase AC power source into substantially sinusoidal shapes in a rectifying circuit, for converting the voltages of the power source to arbitrary DC voltages to supply voltages to a load. SOLUTION: This rectifying circuit comprises first main circuits 11 to 13, in which back-to-back circuits of IGBTs and diodes are sired in full bridge circuits, AC reactors L1 to L3, and a DC reactor L0. In this case, the IGBTs are combined arbitrarily, turned on and off to convert an AC power into a desired DC voltage. With this circuit configuration, smoothing electrolytic capacitors which have been used as periodically replacing components in conventional rectifying circuits are dispensed with.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、三相交流電圧を
任意の直流電圧に変換し、この直流電圧を負荷に供給す
る整流回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rectifier circuit that converts a three-phase AC voltage into an arbitrary DC voltage and supplies the DC voltage to a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、この種の整流回路の第1の従来
例を示す回路構成図であり、1は三相交流電源、2は三
相ブリッジ構成に結線されたダイオード整流器、3は平
滑用の電解コンデンサ、4は直流チョッパ回路、5は負
荷を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a circuit diagram showing a first conventional example of this type of rectifier circuit, wherein 1 is a three-phase AC power supply, 2 is a diode rectifier connected in a three-phase bridge configuration, and 3 is Electrolytic capacitor 4 for smoothing, DC chopper circuit 4 and load 5.

【0003】図5に示した整流回路では、三相交流電源
1の電圧をダイオード整流器2で全波整流し、この全波
整流電圧を電解コンデンサ3で平滑された直流電圧に
し、この直流電圧を直流チョッパ回路4により任意の直
流電圧に変換して、負荷5に供給する。
In the rectifier circuit shown in FIG. 5, the voltage of a three-phase AC power supply 1 is full-wave rectified by a diode rectifier 2, the full-wave rectified voltage is converted to a DC voltage smoothed by an electrolytic capacitor 3, and this DC voltage is converted to a DC voltage. The DC voltage is converted into an arbitrary DC voltage by the DC chopper circuit 4 and supplied to the load 5.

【0004】図6は、この種の整流回路の第2の従来例
を示す回路構成図であり、図5に示した回路構成と同一
機能を有するものには同一符号を付している。すなわち
図6に示した整流回路には図5に示したダイオード整流
器2に代えて、図示の如く、自己消弧形素子としてのI
GBTと、ダイオードとを逆並列接続して形成されるス
イッチ回路を三相ブリッジ構成に結線された自励式整流
器6を備えている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a second conventional example of this type of rectifier circuit, in which components having the same functions as those of the circuit configuration shown in FIG. That is, in the rectifier circuit shown in FIG. 6, instead of the diode rectifier 2 shown in FIG.
A self-excited rectifier 6 is provided in which a switch circuit formed by connecting a GBT and a diode in anti-parallel is connected in a three-phase bridge configuration.

【0005】図6に示した整流回路では自励式整流器6
により、三相交流電源1の全波整流電圧値以上に昇圧さ
れた電圧にすることが可能であり、この電圧を電解コン
デンサ3で平滑された直流電圧にし、この直流電圧を直
流チョッパ回路4により任意の直流電圧に変換して、負
荷5に供給する。
[0005] In the rectifier circuit shown in FIG.
Thus, the voltage can be increased to a value equal to or higher than the full-wave rectified voltage value of the three-phase AC power supply 1. This voltage is converted to a DC voltage smoothed by the electrolytic capacitor 3, and this DC voltage is converted by the DC chopper circuit 4. The voltage is converted to an arbitrary DC voltage and supplied to the load 5.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図5に示した従来の整
流回路では、.三相交流電源1からの電流に高調波が
多く含まれる、.電力変換段数が2段となり、この整
流回路の変換効率を低下させる、.平滑のための電解
コンデンサが必要であり、この電解コンデンサは磨耗寿
命部品であるため、定期的な交換作業を必要とする、な
どの問題点を有している。
In the conventional rectifier circuit shown in FIG. The current from the three-phase AC power supply 1 contains many harmonics,. The number of power conversion stages becomes two, and the conversion efficiency of this rectifier circuit is reduced. There is a problem that an electrolytic capacitor for smoothing is required, and since this electrolytic capacitor is a wear-life component, it requires periodic replacement.

【0007】また、図6に示した従来の整流回路では、
自励式整流器6を構成するIGBTをPWM制御するこ
とにより、三相交流電源1からの電流をほぼ正弦波状に
することが可能であるが、.電力変換段数が2段とな
り、この整流回路の変換効率を低下させる、.平滑の
ための電解コンデンサが必要であり、この電解コンデン
サは磨耗寿命部品であるため、定期的な交換作業を必要
とする、などの問題点を有している。この発明の目的
は、上記問題点を解決する整流回路を提供することにあ
る。
In the conventional rectifier circuit shown in FIG.
By controlling the IGBT constituting the self-excited rectifier 6 by PWM control, the current from the three-phase AC power supply 1 can be made substantially sinusoidal. The number of power conversion stages becomes two, and the conversion efficiency of this rectifier circuit is reduced. There is a problem that an electrolytic capacitor for smoothing is required, and since this electrolytic capacitor is a wear-life component, it requires periodic replacement. An object of the present invention is to provide a rectifier circuit that solves the above problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この第1の発明の整流回
路は、自己消弧形素子とダイオードとを逆並列接続して
形成される第1スイッチ回路から第12スイッチ回路ま
でを備え、第1スイッチ回路から第4スイッチ回路まで
をフルブリッジ構成に結線して第1主回路とし、第5ス
イッチ回路から第8スイッチ回路までをフルブリッジ構
成に結線して第2主回路とし、第9スイッチ回路から第
12スイッチ回路までをフルブリッジ構成に結線して第
3主回路とし、第1主回路の一方の上,下アームの中間
接続点を直接または第1交流リアクトルを介して三相交
流電源の第1相に接続し、第2主回路の一方の上,下ア
ームの中間接続点を直接または第2交流リアクトルを介
して前記三相交流電源の第2相に接続し、第3主回路の
一方の上,下アームの中間接続点を直接または第3交流
リアクトルを介して前記三相交流電源の第3相に接続
し、前記第1主回路の他方の上,下アームの中間接続点
と、前記第2主回路の他方の上,下アームの中間接続点
と、前記第3主回路の他方の上,下アームの中間接続点
とを互いに接続すると共に、この接続点を負荷の一端に
接続し、第1主回路から第3主回路までの前記上アーム
側接続点または下アーム側接続点を互いに接続すると共
に、この接続点を前記負荷の他端に接続してなることを
特徴とする。
A rectifier circuit according to a first aspect of the present invention includes a first switch circuit to a twelfth switch circuit formed by connecting a self-extinguishing element and a diode in antiparallel. The first to fourth switch circuits are connected in a full bridge configuration to form a first main circuit; the fifth to eighth switch circuits are connected in a full bridge configuration to form a second main circuit; A circuit from the circuit to the twelfth switch circuit is connected in a full bridge configuration to form a third main circuit, and an intermediate connection point between one of the upper and lower arms of the first main circuit is directly or via a first AC reactor. And a middle connection point between one of the upper and lower arms of the second main circuit is connected to the second phase of the three-phase AC power supply directly or via a second AC reactor. Upper and lower ar Is connected to the third phase of the three-phase AC power supply directly or via a third AC reactor, and the intermediate connection point of the other upper and lower arms of the first main circuit, and the second main circuit And an intermediate connection point between the other upper and lower arms of the third main circuit and an intermediate connection point between the other upper and lower arms of the third main circuit. The connection point between the upper arm and the lower arm from the circuit to the third main circuit is connected to each other, and the connection point is connected to the other end of the load.

【0009】また第2の発明の整流回路は、自己消弧形
素子とダイオードとを逆並列接続して形成される第1ス
イッチ回路から第9スイッチ回路までと、第1ダイオー
ドと、第2ダイオードと、第3ダイオードとを備え、第
1スイッチ回路から第3スイッチ回路までと、第1ダイ
オードとをフルブリッジ構成に結線して第1主回路と
し、第4スイッチ回路から第6スイッチ回路までと、第
2ダイオードとをフルブリッジ構成に結線して第2主回
路とし、第7スイッチ回路から第9スイッチ回路まで
と、第3ダイオードとをフルブリッジ構成に結線して第
3主回路とし、第1主回路の前記スイッチ回路のみの
上,下アームの中間接続点を直接または第1交流リアク
トルを介して三相交流電源の第1相に接続し、第2主回
路の前記スイッチ回路のみの上,下アームの中間接続点
を直接または第2交流リアクトルを介して前記三相交流
電源の第2相に接続し、第3主回路の前記スイッチ回路
のみの上,下アームの中間接続点を直接または第3交流
リアクトルを介して前記三相交流電源の第3相に接続
し、前記第1主回路の他方の上,下アームの中間接続点
と、前記第2主回路の他方の上,下アームの中間接続点
と、前記第3主回路の他方の上,下アームの中間接続点
とを互いに接続すると共に、この接続点を負荷の一端に
接続し、第1主回路から第3主回路までの前記上アーム
側接続点または下アーム側接続点を互いに接続すると共
に、この接続点を前記負荷の他端に接続してなることを
特徴とする。
A rectifier circuit according to a second aspect of the present invention includes a first switch circuit to a ninth switch circuit formed by connecting a self-extinguishing element and a diode in anti-parallel, a first diode, and a second diode. And a third diode, wherein the first to third switch circuits and the first diode are connected in a full bridge configuration to form a first main circuit, and the fourth to sixth switch circuits. , The second diode is connected in a full bridge configuration to form a second main circuit, and the seventh to ninth switch circuits and the third diode are connected in a full bridge configuration to form a third main circuit. An intermediate connection point between the upper and lower arms of only the switch circuit of one main circuit is connected directly or via a first AC reactor to the first phase of a three-phase AC power supply, and the switch circuit of the second main circuit is connected to the first phase. The intermediate connection point between the upper and lower arms is connected to the second phase of the three-phase AC power supply directly or via a second AC reactor, and the intermediate connection point between the upper and lower arms of only the switch circuit of the third main circuit. Directly or via a third AC reactor to the third phase of the three-phase AC power supply, and connect the intermediate connection point between the upper and lower arms of the first main circuit and the other of the second main circuit. , The middle connection point of the lower arm and the middle connection point of the upper and lower arms of the other of the third main circuit are connected to each other, and this connection point is connected to one end of the load. The upper-arm connection point or the lower-arm connection point up to the main circuit is connected to each other, and this connection point is connected to the other end of the load.

【0010】さらに第3の発明は前記第1又は第2の発
明の整流回路において、前記負荷のいずれか一方の端子
と前記主回路との間に、直流リアクトルを挿設したこと
を特徴とする。
In a third aspect of the present invention, in the rectifier circuit of the first or second aspect, a DC reactor is inserted between one terminal of the load and the main circuit. .

【0011】この発明によれば、先述の従来の整流回路
に備えていた平滑用の電解コンデンサが不要となり、ま
た、電力変換段数も1段にでき、整流回路の変換効率を
向上させる。
According to the present invention, the electrolytic capacitor for smoothing provided in the above-mentioned conventional rectifier circuit is not required, and the number of power conversion stages can be reduced to one, thereby improving the conversion efficiency of the rectifier circuit.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1の実施例
を示す整流回路の主回路構成図であり、図5に示した従
来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付して
いる。すなわち図1に示した整流回路10には、自己消
弧形素子としてのIGBT(参照符号Q1 〜Q12)とダ
イオード(参照符号D1 〜D12)とをそれぞれ逆並列接
続して形成される12組のスイッチ回路を、図示の如
く、フルブリッジ構成に結線した第1主回路11,第2
主回路12,第3主回路13と、コンデンサC1〜C3
と、交流リアクトルL1 〜L3 と、直流リアクトルLO
とを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a main circuit configuration of a rectifier circuit according to a first embodiment of the present invention. Components having the same functions as those of the conventional circuit shown in FIG. It is attached. In other words, the rectifier circuit 10 shown in FIG. 1 is formed by connecting an IGBT (reference symbols Q 1 to Q 12 ) and diodes (reference symbols D 1 to D 12 ) as self-extinguishing elements in antiparallel, respectively. As shown, a first main circuit 11 and a second main circuit 11 are connected in a full bridge configuration.
The main circuit 12, the third main circuit 13, a capacitor C 1 -C 3
, AC reactors L 1 to L 3 , and DC reactor L O
And

【0013】この整流回路10において、図示しない制
御回路により端子R,端子S,端子Tに三相交流電源1
から印加される電圧の位相に応じて、IGBTQ1 〜Q
12それぞれを任意の組み合わせでオン・オフ制御するこ
とで、端子P,端子Nから負荷5に供給される直流電圧
を三相交流電源1の全波整流電圧値より低い値または高
い値にすることができる。
In the rectifier circuit 10, a three-phase AC power source 1 is connected to terminals R, S, and T by a control circuit (not shown).
IGBTs Q 1 to Q 1 according to the phase of the voltage applied from
12 The DC voltage supplied to the load 5 from the terminals P and N is set to a value lower or higher than the full-wave rectified voltage value of the three-phase AC power supply 1 by controlling ON / OFF of each of them in an arbitrary combination. Can be.

【0014】例えば三相交流電源1より端子R,端子
S,端子Tそれぞれに印加される電圧VR ,VS ,VT
間にVR >VT >VS なる関係にあるときには、IGB
TQ3をオンすることで、端子R→L1 →D1 →Q3
O →端子P→負荷5→端子N→D6 →L2 →端子Sの
経路で端子R−端子S間の電圧VRSを負荷5に印加する
ことができる。また、IGBTQ3 がオンの状態でIG
BTQ10をオンすることで、前述の中間電位の端子T
に、端子T→L3 →Q10→D6 →L2 →端子S、または
端子R→L1 →D1 →Q3 →LO →端子P→負荷5→端
子N→D10→L3 →端子Tの経路で電流を流すことがで
きる。次に、IGBTQ3 をオフすると、D 4 ,D8
12が導通して、負荷5→端子N→D4 (D8 ,D12
→LO →端子P→負荷5の経路で還流モードを形成す
る。
For example, a terminal R, a terminal
Voltage V applied to each of S and terminal TR, VS, VT
V betweenR> VT> VSWhen the relationship is
TQThreeIs turned on, the terminal R → L1→ D1→ QThree
LO→ Terminal P → Load 5 → Terminal N → D6→ LTwo→ of terminal S
Voltage V between terminal R and terminal S in the pathRSIs applied to the load 5.
be able to. Also, IGBTQThreeWith IG turned on
BTQTenIs turned on, the terminal T of the above-described intermediate potential
Terminal T → LThree→ QTen→ D6→ LTwo→ Terminal S, or
Terminal R → L1→ D1→ QThree→ LO→ Terminal P → Load 5 → End
Child N → DTen→ LThree→ The current can flow through the path of terminal T.
Wear. Next, IGBTQThreeIs turned off, D Four, D8,
D12Becomes conductive, load 5 → terminal N → DFour(D8, D12)
→ LO→ Form a reflux mode through the path of terminal P → load 5
You.

【0015】上述のような動作を前記制御回路により、
端子R,端子S,端子Tに三相交流電源1から印加され
る電圧の位相に応じて、IGBTQ1 〜Q12それぞれを
適当な高周波変調されたオン・オフ期間にすることで、
三相交流電源1から電流をほぼ正弦波状に制御しなが
ら、端子P,端子Nから負荷5に供給される直流電圧
を、三相交流電源1の全波整流電圧値より低い値にする
ことができる。
The above operation is performed by the control circuit.
Terminals R, depending on the terminal S, the voltage of the phase to be applied from the three-phase AC power source 1 to the terminal T, by the IGBTQ 1 ~Q 12 in their appropriate frequency modulated on-off period,
The DC voltage supplied from the terminals P and N to the load 5 can be set to a value lower than the full-wave rectified voltage value of the three-phase AC power supply 1 while controlling the current from the three-phase AC power supply 1 in a substantially sinusoidal manner. it can.

【0016】また、三相交流電源1より端子R,端子
S,端子Tそれぞれに印加される電圧VR ,VS ,VT
間にVR >VT >VS なる関係にあるときに、IGBT
2 をオンすると、端子R→L1 →Q2 →D6 →L2
端子S、および端子R→L1 →Q2 →D10→L3 →端子
Tの経路で各相の電位差に応じた電流でL1 ,L2 ,L
3 を介して三相交流電源1を短絡モードにし、その結
果、L1 ,L2 ,L3 にはエネルギーが蓄えられる。次
に、IGBTQ2 をオフし、IGBTQ3 をオンさせる
と、端子R→L1 →D1 →Q3 →LO →端子P→負荷5
→端子N→D6 →L 2 →端子Sの経路、および端子R→
1 →D1 →Q3 →LO →端子P→負荷5→端子N→D
10→L3 →端子Tの経路でL1 ,L2 ,L3 に蓄えたエ
ネルギーを負荷5に供給する。
A terminal R, a terminal R
Voltage V applied to each of S and terminal TR, VS, VT
V betweenR> VT> VSIGBT
QTwoIs turned on, the terminal R → L1→ QTwo→ D6→ LTwo
Terminal S and terminal R → L1→ QTwo→ DTen→ LThree→ terminal
In the path of T, the current corresponding to the potential difference of each phase is L1, LTwo, L
ThreeTo the short-circuit mode via the
Fruit, L1, LTwo, LThreeStores energy. Next
And IGBTQTwoAnd turn off the IGBTQThreeTurn on
And terminal R → L1→ D1→ QThree→ LO→ Terminal P → Load 5
→ Terminal N → D6→ L Two→ Terminal S path and terminal R →
L1→ D1→ QThree→ LO→ Terminal P → Load 5 → Terminal N → D
Ten→ LThree→ L on the path of terminal T1, LTwo, LThreeD stored in
Energy is supplied to the load 5.

【0017】上述のような動作を前記制御回路により、
端子R,端子S,端子Tに三相交流電源1から印加され
る電圧の位相に応じて、IGBTQ1 〜Q12それぞれを
適当な高周波変調されたオン・オフ期間にすることで、
三相交流電源1から電流をほぼ正弦波状に制御しなが
ら、端子P,端子Nから負荷5に供給される直流電圧
を、三相交流電源1の全波整流電圧値より高い値にする
ことができる。
The above operation is performed by the control circuit.
Terminals R, depending on the terminal S, the voltage of the phase to be applied from the three-phase AC power source 1 to the terminal T, by the IGBTQ 1 ~Q 12 in their appropriate frequency modulated on-off period,
The DC voltage supplied from the terminals P and N to the load 5 can be made higher than the full-wave rectified voltage value of the three-phase AC power supply 1 while controlling the current from the three-phase AC power supply 1 in a substantially sinusoidal manner. it can.

【0018】さらに、負荷5から三相交流電源1に電力
を回生したい場合は、例えば、IGBTQ4 ,Q8 ,Q
12それぞれをオンさせて、負荷5→端子P→LO →Q4
(Q 8 ,Q12)→端子N→負荷5の経路でLO にエネル
ギーを蓄える。次に、IGBTQ4 ,Q8 ,Q12それぞ
れをオフさせ、IGBTQ1 ,Q6 をオンさせると、L
O に蓄えたエネルギーは負荷5→端子P→LO →D3
1 →L1 →端子R→三相交流電源1→端子S→L2
6 →端子N→負荷5の経路で回生動作を行わせること
ができる。
Further, power is supplied from the load 5 to the three-phase AC power supply 1.
If you want to regenerate, for example, IGBTQFour, Q8, Q
12Turn on each, load 5 → terminal P → LO→ QFour
(Q 8, Q12) → terminal N → load 5 LOTo Enel
Store ghee. Next, IGBTQFour, Q8, Q12Each
Off the IGBTQ1, Q6Is turned on, L
OThe energy stored in the load 5 → terminal P → LO→ DThree
Q1→ L1→ Terminal R → Three-phase AC power supply 1 → Terminal S → LTwo
Q6→ Regeneration operation is performed in the route from terminal N to load 5.
Can be.

【0019】なお、図1に示した整流回路10におい
て、コンデンサC1 , 2 , 3 それぞれは直流電圧の
平滑を目的としたものではなく、第1主回路11,第2
主回路12,第3主回路13それぞれのスイッチング動
作に伴う配線インダクタンスのエネルギーを吸収するた
めの極小容量の無極性コンデンサである。
In the rectifier circuit 10 shown in FIG. 1, each of the capacitors C 1, C 2, and C 3 is not intended for smoothing a DC voltage.
It is a non-polar capacitor having a very small capacity for absorbing the energy of the wiring inductance accompanying the switching operation of each of the main circuit 12 and the third main circuit 13.

【0020】図2は、この発明の第2の実施例を示す整
流回路の主回路構成図であり、図1に示した実施例回路
と同一機能を有するものには同一符号を付している。す
なわち図2に示した整流回路20には、自己消弧形素子
としてのIGBT(参照符号Q1 〜Q12)とダイオード
(参照符号D1 〜D12)とをそれぞれ逆並列接続して形
成される12組のスイッチ回路を、図示の如く、フルブ
リッジ構成に結線した第1主回路21,第2主回路2
2,第3主回路23と、コンデンサC1〜C3 と、交流
リアクトルL1 〜L3 と、直流リアクトルLO とを備え
ている。
FIG. 2 is a diagram showing a main circuit configuration of a rectifier circuit according to a second embodiment of the present invention, in which components having the same functions as those of the embodiment circuit shown in FIG. . That is, the rectifier circuit 20 shown in FIG. 2 is formed by connecting an IGBT (reference symbols Q 1 to Q 12 ) and diodes (reference symbols D 1 to D 12 ) as self-extinguishing elements in anti-parallel, respectively. As shown, a first main circuit 21 and a second main circuit 2 are connected in a full bridge configuration.
2, the third main circuit 23, and a capacitor C 1 -C 3, and AC reactors L 1 ~L 3, and a DC reactor L O.

【0021】この整流回路20において、図示しない制
御回路により端子R,端子S,端子Tに三相交流電源1
から印加される電圧の位相に応じて、IGBTQ1 〜Q
12それぞれを任意の組み合わせでオン・オフ制御するこ
とで、端子P,端子Nから負荷5に供給される直流電圧
を三相交流電源1の全波整流電圧値より低い値または高
い値にすることができる。
In the rectifier circuit 20, a three-phase AC power source 1 is connected to terminals R, S, and T by a control circuit (not shown).
IGBTs Q 1 to Q 1 according to the phase of the voltage applied from
12 The DC voltage supplied to the load 5 from the terminals P and N is set to a value lower or higher than the full-wave rectified voltage value of the three-phase AC power supply 1 by controlling ON / OFF of each of them in an arbitrary combination. Can be.

【0022】例えば三相交流電源1より端子R,端子
S,端子Tそれぞれに印加される電圧VR ,VS ,VT
間にVR >VT >VS なる関係にあるときには、IGB
TQ8をオンすることで、端子R→L1 →D1 →LO
端子P→負荷5→端子N→Q8→D6 →L2 →端子Sの
経路で端子R−端子S間の電圧VRSを負荷5に印加する
ことができる。また、IGBTQ8 がオンの状態でIG
BTQ10,Q12をオンすることで、前述の中間電位の端
子Tに、端子T→L3 →Q10→D12→Q8 →D6→L2
→端子S、または端子R→L1 →D1 →LO →端子P→
負荷5→端子N→Q12→D10→L3 →端子Tの経路で電
流を流すことができる。次に、IGBTQ 8 をオフする
と、D3 ,D7 ,D11が導通して、負荷5→端子N→D
3 (D7 ,D11)→LO →端子P→負荷5の経路で還流
モードを形成する。
For example, a terminal R, a terminal
Voltage V applied to each of S and terminal TR, VS, VT
V betweenR> VT> VSWhen the relationship is
TQ8Is turned on, the terminal R → L1→ D1→ LO
Terminal P → Load 5 → Terminal N → Q8→ D6→ LTwo→ of terminal S
Voltage V between terminal R and terminal S in the pathRSIs applied to the load 5.
be able to. Also, IGBTQ8With IG turned on
BTQTen, Q12Is turned on, the end of the aforementioned intermediate potential
Terminal T → L to child TThree→ QTen→ D12→ Q8→ D6→ LTwo
→ Terminal S or Terminal R → L1→ D1→ LO→ Terminal P →
Load 5 → Terminal N → Q12→ DTen→ LThree→ Electricity in the path of terminal T
The current can flow. Next, IGBTQ 8Turn off
And DThree, D7, D11Becomes conductive, load 5 → terminal N → D
Three(D7, D11) → LO→ Terminal P → Return by load 5
Form mode.

【0023】上述のような動作を前記制御回路により、
端子R,端子S,端子Tに三相交流電源1から印加され
る電圧の位相に応じて、IGBTQ1 〜Q12それぞれを
適当な高周波変調されたオン・オフ期間にすることで、
三相交流電源1から電流をほぼ正弦波状に制御しなが
ら、端子P,端子Nから負荷5に供給される直流電圧
を、三相交流電源1の全波整流電圧値より低い値にする
ことができる。
The above operation is performed by the control circuit.
Terminals R, depending on the terminal S, the voltage of the phase to be applied from the three-phase AC power source 1 to the terminal T, by the IGBTQ 1 ~Q 12 in their appropriate frequency modulated on-off period,
The DC voltage supplied from the terminals P and N to the load 5 can be set to a value lower than the full-wave rectified voltage value of the three-phase AC power supply 1 while controlling the current from the three-phase AC power supply 1 in a substantially sinusoidal manner. it can.

【0024】また、三相交流電源1より端子R,端子
S,端子Tそれぞれに印加される電圧VR ,VS ,VT
間にVR >VT >VS なる関係にあるときに、IGBT
5 をオンすると、端子R→L1 →D1 →Q5 →L2
端子S、および端子T→L3 →D9 →Q5 →L2 →端子
Sの経路で各相の電位差に応じた電流でL1 ,L2 ,L
3 を介して三相交流電源1を短絡モードにし、その結
果、L1 ,L2 ,L3 にはエネルギーが蓄えられる。次
に、IGBTQ5 をオフし、IGBTQ8 をオンさせる
と、端子R→L1 →D1 →LO →端子P→負荷5→端子
N→Q8 →D6 →L 2 →端子Sの経路、および端子T→
3 →D9 →LO →端子P→負荷5→端子N→Q8 →D
6 →L2 →端子Sの経路でL1 ,L2 ,L3 に蓄えたエ
ネルギーを負荷5に供給する。
Further, a terminal R, a terminal
Voltage V applied to each of S and terminal TR, VS, VT
V betweenR> VT> VSIGBT
QFiveIs turned on, the terminal R → L1→ D1→ QFive→ LTwo
Terminal S and terminal T → LThree→ D9→ QFive→ LTwo→ terminal
In the path of S, the current corresponding to the potential difference of each phase is L1, LTwo, L
ThreeTo the short-circuit mode via the
Fruit, L1, LTwo, LThreeStores energy. Next
And IGBTQFiveAnd turn off the IGBTQ8Turn on
And terminal R → L1→ D1→ LO→ Terminal P → Load 5 → Terminal
N → Q8→ D6→ L Two→ Path of terminal S and terminal T →
LThree→ D9→ LO→ Terminal P → Load 5 → Terminal N → Q8→ D
6→ LTwo→ L on the path of terminal S1, LTwo, LThreeD stored in
Energy is supplied to the load 5.

【0025】上述のような動作を前記制御回路により、
端子R,端子S,端子Tに三相交流電源1から印加され
る電圧の位相に応じて、IGBTQ1 〜Q12それぞれを
適当な高周波変調されたオン・オフ期間にすることで、
三相交流電源1から電流をほぼ正弦波状に制御しなが
ら、端子P,端子Nから負荷5に供給される直流電圧
を、三相交流電源1の全波整流電圧値より高い値にする
ことができる。
The above operation is performed by the control circuit.
Terminals R, depending on the terminal S, the voltage of the phase to be applied from the three-phase AC power source 1 to the terminal T, by the IGBTQ 1 ~Q 12 in their appropriate frequency modulated on-off period,
The DC voltage supplied from the terminals P and N to the load 5 can be made higher than the full-wave rectified voltage value of the three-phase AC power supply 1 while controlling the current from the three-phase AC power supply 1 in a substantially sinusoidal manner. it can.

【0026】さらに、負荷5から三相交流電源1に電力
を回生したい場合は、例えば、IGBTQ3 ,Q7 ,Q
11それぞれをオンさせて、負荷5→端子P→LO →Q3
(Q 7 ,Q11)→端子N→負荷5の経路でLO にエネル
ギーを蓄える。次に、IGBTQ3 ,Q7 ,Q11それぞ
れをオフさせ、IGBTQ1 ,Q6 をオンさせると、L
O に蓄えたエネルギーは負荷5→端子P→LO →Q1
1 →端子R→三相交流電源1→端子S→L2 →Q6
8 →端子N→負荷5の経路で回生動作を行わせること
ができる。
Further, power is supplied from the load 5 to the three-phase AC power supply 1.
If you want to regenerate, for example, IGBTQThree, Q7, Q
11Turn on each, load 5 → terminal P → LO→ QThree
(Q 7, Q11) → terminal N → load 5 LOTo Enel
Store ghee. Next, IGBTQThree, Q7, Q11Each
Off the IGBTQ1, Q6Is turned on, L
OThe energy stored in the load 5 → terminal P → LO→ Q1
L1→ Terminal R → Three-phase AC power supply 1 → Terminal S → LTwo→ Q6
D8→ Regeneration operation is performed in the route from terminal N to load 5.
Can be.

【0027】なお、図2に示した整流回路20におい
て、コンデンサC1 , 2 , 3 それぞれは直流電圧の
平滑を目的としたものではなく、第1主回路21,第2
主回路22,第3主回路23それぞれのスイッチング動
作に伴う配線インダクタンスのエネルギーを吸収するた
めの極小容量の無極性コンデンサである。
In the rectifier circuit 20 shown in FIG. 2, each of the capacitors C 1, C 2, and C 3 is not intended for smoothing a DC voltage.
It is a non-polar capacitor having a very small capacity for absorbing the energy of the wiring inductance accompanying the switching operation of each of the main circuit 22 and the third main circuit 23.

【0028】図3は、この発明の第3の実施例を示す整
流回路の主回路構成図であり、図1に示した実施例回路
と同一機能を有するものには同一符号を付している。す
なわち図3に示した整流回路30には、自己消弧形素子
としてのIGBT(参照符号Q1 〜Q3 ,Q5 〜Q7
9 〜Q11)とダイオード(参照符号D1 〜D3 ,D5
〜D7 ,D9 〜D11)とをそれぞれ逆並列接続して形成
される9組のスイッチ回路と、ダイオードD4 と、ダイ
オードD8 と、ダイオードD12とを、図示の如く、フル
ブリッジ構成に結線した第1主回路31,第2主回路3
2,第3主回路33と、コンデンサC1 〜C3 と、交流
リアクトルL1 〜L3 と、直流リアクトルLO とを備え
ている。
FIG. 3 is a diagram showing the main circuit configuration of a rectifier circuit according to a third embodiment of the present invention. Components having the same functions as those of the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. . That is, the rectifier circuit 30 shown in FIG. 3 includes IGBTs (reference numerals Q 1 to Q 3 , Q 5 to Q 7 ,
Q 9 to Q 11 ) and diodes (reference signs D 1 to D 3 , D 5
And 9 sets of switching circuits to D 7, D 9 to D 11) and is formed by anti-parallel connected, diodes D 4, a diode D 8, and a diode D 12, as illustrated, full bridge First main circuit 31 and second main circuit 3 connected to configuration
2, the third main circuit 33, and a capacitor C 1 -C 3, and AC reactors L 1 ~L 3, and a DC reactor L O.

【0029】この整流回路30が図1に示した整流回路
10と異なる点は、第1主回路におけるIGBTQ4
省略され、第2主回路におけるIGBTQ8 が省略さ
れ、第3主回路におけるIGBTQ12が省略されている
ことであり、その結果、負荷5から三相交流電源1に電
力を回生することができないが、この整流回路30にお
いて、先述の整流回路10と同様に、図示しない制御回
路により端子R,端子S,端子Tに三相交流電源1から
印加される電圧の位相に応じて、IGBTQ1 〜Q3
5 〜Q7 ,Q9 〜Q11それぞれを任意の組み合わせで
オン・オフ制御することで、端子P,端子Nから負荷5
に供給される直流電圧を三相交流電源1の全波整流電圧
値より低い値または高い値にすることができる。
The rectifier circuit 30 differs from the rectifier circuit 10 shown in FIG. 1 in that the IGBTQ 4 in the first main circuit is omitted, the IGBTQ 8 in the second main circuit is omitted, and the IGBTQ 12 in the third main circuit is omitted. Is omitted, and as a result, power cannot be regenerated from the load 5 to the three-phase AC power supply 1. However, in this rectifier circuit 30, a control circuit (not shown) According to the phase of the voltage applied from the three-phase AC power supply 1 to the terminals R, S, and T, the IGBTs Q 1 to Q 3 ,
Q 5 ~Q 7, Q 9 ~Q 11 to control on and off respectively in any combination, load terminal P, the terminal N 5
Can be made lower or higher than the full-wave rectified voltage value of the three-phase AC power supply 1.

【0030】なお、図3に示した整流回路30におい
て、コンデンサC1 , 2 , 3 それぞれは直流電圧の
平滑を目的としたものではなく、第1主回路31,第2
主回路32,第3主回路33それぞれのスイッチング動
作に伴う配線インダクタンスのエネルギーを吸収するた
めの極小容量の無極性コンデンサである。
In the rectifier circuit 30 shown in FIG. 3, the capacitors C 1, C 2, and C 3 are not intended for smoothing the DC voltage, but for the first main circuit 31 and the second main circuit 31.
It is a non-polarity capacitor having a very small capacity for absorbing the energy of the wiring inductance accompanying the switching operation of each of the main circuit 32 and the third main circuit 33.

【0031】図4は、この発明の第4の実施例を示す整
流回路の主回路構成図であり、図2に示した実施例回路
と同一機能を有するものには同一符号を付している。す
なわち図4に示した整流回路30には、自己消弧形素子
としてのIGBT(参照符号Q1 ,Q2 ,Q4 ,Q5
6 ,Q8 ,Q9 ,Q10,Q12)とダイオード(参照符
号D1 ,D2 ,D4 ,D5 ,D6 ,D8 ,D9 ,D10
12)とをそれぞれ逆並列接続して形成される9組のス
イッチ回路と、ダイオードD3 と、ダイオードD7 と、
ダイオードD11とを、図示の如く、フルブリッジ構成に
結線した第1主回路41,第2主回路42,第3主回路
43と、コンデンサC1 〜C3と、交流リアクトルL1
〜L3 と、直流リアクトルLO とを備えている。
FIG. 4 is a diagram showing a main circuit configuration of a rectifier circuit according to a fourth embodiment of the present invention. Components having the same functions as those of the circuit shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. . That is, the rectifier circuit 30 shown in FIG. 4 includes IGBTs (reference numerals Q 1 , Q 2 , Q 4 , Q 5 ,
Q 6 , Q 8 , Q 9 , Q 10 , Q 12 ) and diodes (references D 1 , D 2 , D 4 , D 5 , D 6 , D 8 , D 9 , D 10 ,
D 12 ) are connected in anti-parallel to each other, nine sets of switch circuits, a diode D 3 , a diode D 7 ,
And diodes D 11, as illustrated, the first main circuit 41 connected to the full bridge configuration, the second main circuit 42, the third main circuit 43, a capacitor C 1 -C 3, AC reactors L 1
To L 3 and a DC reactor L O.

【0032】この整流回路40が図2に示した整流回路
20と異なる点は、第1主回路におけるIGBTQ3
省略され、第2主回路におけるIGBTQ7 が省略さ
れ、第3主回路におけるIGBTQ11が省略されている
ことであり、その結果、負荷5から三相交流電源1に電
力を回生することができないが、この整流回路30にお
いて、先述の整流回路20と同様に、図示しない制御回
路により端子R,端子S,端子Tに三相交流電源1から
印加される電圧の位相に応じて、IGBTQ1 ,Q2
4 ,Q5 ,Q6 ,Q8 ,Q9 ,Q10,Q12を任意の組
み合わせでオン・オフ制御することで、端子P,端子N
から負荷5に供給される直流電圧を三相交流電源1の全
波整流電圧値より低い値または高い値にすることができ
る。
The rectifier circuit 40 differs from the rectifier circuit 20 shown in FIG. 2 in that the IGBTQ 3 in the first main circuit is omitted, the IGBTQ 7 in the second main circuit is omitted, and the IGBTQ 11 in the third main circuit is omitted. Is omitted, and as a result, power cannot be regenerated from the load 5 to the three-phase AC power supply 1. However, in the rectifier circuit 30, a control circuit (not shown) The IGBTs Q 1 , Q 2 , Q 2 ,.
By controlling ON / OFF of Q 4 , Q 5 , Q 6 , Q 8 , Q 9 , Q 10 , and Q 12 in an arbitrary combination, the terminal P and the terminal N
Can be set to a value lower or higher than the full-wave rectified voltage value of the three-phase AC power supply 1.

【0033】なお、図4に示した整流回路40におい
て、コンデンサC1 , 2 , 3 それぞれは直流電圧の
平滑を目的としたものではなく、第1主回路41,第2
主回路42,第3主回路43それぞれのスイッチング動
作に伴う配線インダクタンスのエネルギーを吸収するた
めの極小容量の無極性コンデンサである。
In the rectifier circuit 40 shown in FIG. 4, the capacitors C 1, C 2, and C 3 are not intended for smoothing the DC voltage, but for the first main circuit 41 and the second main circuit 41.
It is a non-polar capacitor having a very small capacity for absorbing the energy of the wiring inductance accompanying the switching operation of the main circuit 42 and the third main circuit 43.

【0034】[0034]

【発明の効果】この発明の整流回路によれば、従来の整
流回路に備えていた定期的交換部品である平滑用の電解
コンデンサが不要となり、その結果、保守点検作業が簡
略化される。また、この整流回路では電力変換段数も1
段にでき、該整流回路の変換効率を向上させる。
According to the rectifier circuit of the present invention, the smoothing electrolytic capacitor, which is a regular replacement component provided in the conventional rectifier circuit, is not required, and as a result, the maintenance and inspection work is simplified. In this rectifier circuit, the number of power conversion stages is also one.
Stage to improve the conversion efficiency of the rectifier circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施例を示す回路構成図FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2の実施例を示す回路構成図FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第3の実施例を示す回路構成図FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第4の実施例を示す回路構成図FIG. 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図5】従来例を示す回路構成図FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a conventional example.

【図6】図5とは別の従来例を示す回路構成図FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing another conventional example different from FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…三相交流電源、2…ダイオード整流器、3…電解コ
ンデンサ、4…直流チョッパ回路、5…負荷、6…自励
式整流器、10…整流回路、11…第1主回路、12…
第2主回路、13…第3主回路、20…整流回路、21
…第1主回路、22…第2主回路、23…第3主回路、
30…整流回路、31…第1主回路、32…第2主回
路、33…第3主回路、40…整流回路、41…第1主
回路、42…第2主回路、43…第3主回路、Q1 〜Q
12…IGBT、D1 〜D12…ダイオード、C1 〜C3
コンデンサ、L1 〜L3 …交流リアクトル、LO …直流
リアクトル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Three-phase AC power supply, 2 ... Diode rectifier, 3 ... Electrolytic capacitor, 4 ... DC chopper circuit, 5 ... Load, 6 ... Self-excited rectifier, 10 ... Rectifier circuit, 11 ... First main circuit, 12 ...
Second main circuit, 13: third main circuit, 20: rectifier circuit, 21
... first main circuit, 22 ... second main circuit, 23 ... third main circuit,
30 rectifier circuit, 31 first main circuit, 32 second main circuit, 33 third main circuit, 40 rectifier circuit, 41 first main circuit, 42 second main circuit, 43 third main circuit circuit, Q 1 ~Q
12 ... IGBT, D 1 ~D 12 ... diodes, C 1 ~C 3 ...
Capacitor, L 1 ~L 3 ... AC reactors, L O ... DC reactor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】自己消弧形素子とダイオードとを逆並列接
続して形成される第1スイッチ回路から第12スイッチ
回路までを備え、 第1スイッチ回路から第4スイッチ回路までをフルブリ
ッジ構成に結線して第1主回路とし、 第5スイッチ回路から第8スイッチ回路までをフルブリ
ッジ構成に結線して第2主回路とし、 第9スイッチ回路から第12スイッチ回路までをフルブ
リッジ構成に結線して第3主回路とし、 第1主回路の一方の上,下アームの中間接続点を直接ま
たは第1交流リアクトルを介して三相交流電源の第1相
に接続し、 第2主回路の一方の上,下アームの中間接続点を直接ま
たは第2交流リアクトルを介して前記三相交流電源の第
2相に接続し、 第3主回路の一方の上,下アームの中間接続点を直接ま
たは第3交流リアクトルを介して前記三相交流電源の第
3相に接続し、 前記第1主回路の他方の上,下アームの中間接続点と、
前記第2主回路の他方の上,下アームの中間接続点と、
前記第3主回路の他方の上,下アームの中間接続点とを
互いに接続すると共に、この接続点を負荷の一端に接続
し、 第1主回路から第3主回路までの前記上アーム側接続点
または下アーム側接続点を互いに接続すると共に、この
接続点を前記負荷の他端に接続してなることを特徴とす
る整流回路。
1. A switch circuit comprising: a first switch circuit to a twelfth switch circuit formed by connecting a self-extinguishing element and a diode in anti-parallel; and a first bridge circuit to a fourth switch circuit in a full bridge configuration. The first main circuit is connected to the fifth switch circuit to the eighth switch circuit in a full bridge configuration to form a second main circuit, and the ninth to twelfth switch circuits are connected to a full bridge configuration. And a middle connection point between one of the upper and lower arms of the first main circuit is connected to the first phase of the three-phase AC power supply directly or via the first AC reactor. The intermediate connection point of the upper and lower arms is connected to the second phase of the three-phase AC power supply directly or via the second AC reactor, and the intermediate connection point of the upper and lower arms of one of the third main circuits is connected directly or 3rd AC React Via Le connected to the third phase of the three-phase AC power supply, on the other the first main circuit, the intermediate connection point of the lower arm,
An intermediate connection point between the upper and lower arms of the other of the second main circuit;
The other upper end of the third main circuit and the intermediate connection point of the lower arm are connected to each other, this connection point is connected to one end of a load, and the upper arm side connection from the first main circuit to the third main circuit. A rectifier circuit comprising: connecting a point or a lower arm side connection point to each other; and connecting the connection point to the other end of the load.
【請求項2】自己消弧形素子とダイオードとを逆並列接
続して形成される第1スイッチ回路から第9スイッチ回
路までと、第1ダイオードと、第2ダイオードと、第3
ダイオードとを備え、 第1スイッチ回路から第3スイッチ回路までと、第1ダ
イオードとをフルブリッジ構成に結線して第1主回路と
し、 第4スイッチ回路から第6スイッチ回路までと、第2ダ
イオードとをフルブリッジ構成に結線して第2主回路と
し、 第7スイッチ回路から第9スイッチ回路までと、第3ダ
イオードとをフルブリッジ構成に結線して第3主回路と
し、 第1主回路の前記スイッチ回路のみの上,下アームの中
間接続点を直接または第1交流リアクトルを介して三相
交流電源の第1相に接続し、 第2主回路の前記スイッチ回路のみの上,下アームの中
間接続点を直接または第2交流リアクトルを介して前記
三相交流電源の第2相に接続し、 第3主回路の前記スイッチ回路のみの上,下アームの中
間接続点を直接または第3交流リアクトルを介して前記
三相交流電源の第3相に接続し、 前記第1主回路の他方の上,下アームの中間接続点と、
前記第2主回路の他方の上,下アームの中間接続点と、
前記第3主回路の他方の上,下アームの中間接続点とを
互いに接続すると共に、この接続点を負荷の一端に接続
し、 第1主回路から第3主回路までの前記上アーム側接続点
または下アーム側接続点を互いに接続すると共に、この
接続点を前記負荷の他端に接続してなることを特徴とす
る整流回路。
2. A first to ninth switch circuit formed by connecting a self-extinguishing element and a diode in anti-parallel, a first diode, a second diode, and a third switch circuit.
A first switch circuit from a third switch circuit to a third switch circuit and a first diode connected in a full bridge configuration to form a first main circuit; a fourth switch circuit to a sixth switch circuit; and a second diode Are connected in a full bridge configuration to form a second main circuit, and the seventh to ninth switch circuits and the third diode are connected in a full bridge configuration to form a third main circuit. An intermediate connection point between the upper and lower arms of only the switch circuit is connected to the first phase of the three-phase AC power supply directly or via the first AC reactor, and only the upper and lower arms of the switch circuit of the second main circuit are connected. An intermediate connection point is connected to the second phase of the three-phase AC power supply directly or via a second AC reactor, and an intermediate connection point between the upper and lower arms of only the switch circuit of the third main circuit is directly or thirdly connected. Via a flow reactor connected to the third phase of the three-phase AC power supply, on the other the first main circuit, the intermediate connection point of the lower arm,
An intermediate connection point between the upper and lower arms of the other of the second main circuit;
The other upper end of the third main circuit and the intermediate connection point of the lower arm are connected to each other, this connection point is connected to one end of a load, and the upper arm side connection from the first main circuit to the third main circuit. A rectifier circuit comprising: connecting a point or a lower arm side connection point to each other; and connecting the connection point to the other end of the load.
【請求項3】前記負荷のいずれか一方の端子と前記主回
路との間に、直流リアクトルを挿設したことを特徴とす
る請求項1または2に記載の整流回路。
3. The rectifier circuit according to claim 1, wherein a DC reactor is inserted between one terminal of the load and the main circuit.
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