JP2001161071A - ３相ａｃ／ｄｃ電力回生変換器 - Google Patents
３相ａｃ／ｄｃ電力回生変換器Info
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- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＡＣ／ＤＣ変換器の入力電流特性を改善す
る。 【解決手段】 ＡＣ／ＤＣ変換器に、ダイオードブリッ
ジ１３と、一対ＩＧＢＴ３０，３１と直列に接続されて
いるとともに、ダイオード１３と逆の極性を有するサイ
リスタブリッジ２１と、を並列に接続する。ゲート駆動
回路５０は、ＡＣ電源の電圧５５〜５７および電流５１
〜５３に応答し、これらの電流が正弦曲線に近くなるよ
うに、サイリスタ２２〜２７およびＩＧＢＴ３０，３１
の適切な組をオン状態にする。電流が許容範囲内になっ
た時点で、オン状態であったＩＧＢＴ３０，３１がオフ
状態にされる。サイリスタオフ回路４０〜４１，４５〜
４７は、各ＩＧＢＴ３０，３１がオフ状態になったこと
に応答して、オン状態のサイリスタ２２〜２７に逆バイ
アスを加え、これをオフ状態にする。この構成は、さら
に、電力回生を支持し、負荷から発生した電力をＡＣ電
源へと帰還させる。
る。 【解決手段】 ＡＣ／ＤＣ変換器に、ダイオードブリッ
ジ１３と、一対ＩＧＢＴ３０，３１と直列に接続されて
いるとともに、ダイオード１３と逆の極性を有するサイ
リスタブリッジ２１と、を並列に接続する。ゲート駆動
回路５０は、ＡＣ電源の電圧５５〜５７および電流５１
〜５３に応答し、これらの電流が正弦曲線に近くなるよ
うに、サイリスタ２２〜２７およびＩＧＢＴ３０，３１
の適切な組をオン状態にする。電流が許容範囲内になっ
た時点で、オン状態であったＩＧＢＴ３０，３１がオフ
状態にされる。サイリスタオフ回路４０〜４１，４５〜
４７は、各ＩＧＢＴ３０，３１がオフ状態になったこと
に応答して、オン状態のサイリスタ２２〜２７に逆バイ
アスを加え、これをオフ状態にする。この構成は、さら
に、電力回生を支持し、負荷から発生した電力をＡＣ電
源へと帰還させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３相サイリスタブ
ースターを有する３相ダイオードブリッジを備えたＡＣ
／ＤＣ変換器に関する。３相サイリスタブースターによ
って、電流波形が改善されるとともに、ＡＣ電源への電
力の回生が支持されるようになっており、サイリスタの
導通状態が、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧ
ＢＴ）により制御される。
ースターを有する３相ダイオードブリッジを備えたＡＣ
／ＤＣ変換器に関する。３相サイリスタブースターによ
って、電流波形が改善されるとともに、ＡＣ電源への電
力の回生が支持されるようになっており、サイリスタの
導通状態が、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧ
ＢＴ）により制御される。
【０００２】
【従来の技術】ＡＣ／ＤＣ変換器の用途の１つの例とし
て、３相のＡＣ電源からＤＣ電圧を発生させることが挙
げられる。続いて、ＤＣ電圧は変調され、これによっ
て、制御された電力が可変速度ＡＣモータ（例えば、エ
レベータおよびポンプ／コンプレッサシステムに通常用
いられるもの）へと供給される。一般的なＡＣ／ＤＣ変
換器は、ＩＧＢＴから構成される。しかし、ＩＧＢＴ素
子自体が、非常に高価なものであり、かつこれらを駆動
するためのゲート駆動回路もまた高価なものである。こ
れに対して、サイリスタのコストは、ＩＧＢＴの１０分
の１である。ＡＣ／ＤＣ変換器の最も簡単で低コストの
構成が図１に示されている。３相ＡＣは、インダクタ１
２を介して、ダイオード１４から構成されたブリッジ１
３へと導かれる。大容量のコンデンサもしくはコンデン
サバンク１７によって、ＤＣ電圧が、正レール１５およ
び負レール１６にそれぞれ発生し、負荷１８（例えば、
周知のタイプの可変周波数、可変電圧のＤＣ／ＡＣイン
バータ）に印加される。しかし、１相の入力電流波形が
ＡＣ電源電圧とともに図２に示されているが、このよう
なデバイスの入力電流の波形は、非常に悪い。ダイオー
ドブリッジの他の問題は、電力回生（regeneration)中
のＡＣグリッドへの帰還電流に対応していないことであ
る。電力回生は、エレベータが大きな負荷により下方に
移動している状態、もしくは、小さな負荷により上方に
移動している状態で行われる。
て、３相のＡＣ電源からＤＣ電圧を発生させることが挙
げられる。続いて、ＤＣ電圧は変調され、これによっ
て、制御された電力が可変速度ＡＣモータ（例えば、エ
レベータおよびポンプ／コンプレッサシステムに通常用
いられるもの）へと供給される。一般的なＡＣ／ＤＣ変
換器は、ＩＧＢＴから構成される。しかし、ＩＧＢＴ素
子自体が、非常に高価なものであり、かつこれらを駆動
するためのゲート駆動回路もまた高価なものである。こ
れに対して、サイリスタのコストは、ＩＧＢＴの１０分
の１である。ＡＣ／ＤＣ変換器の最も簡単で低コストの
構成が図１に示されている。３相ＡＣは、インダクタ１
２を介して、ダイオード１４から構成されたブリッジ１
３へと導かれる。大容量のコンデンサもしくはコンデン
サバンク１７によって、ＤＣ電圧が、正レール１５およ
び負レール１６にそれぞれ発生し、負荷１８（例えば、
周知のタイプの可変周波数、可変電圧のＤＣ／ＡＣイン
バータ）に印加される。しかし、１相の入力電流波形が
ＡＣ電源電圧とともに図２に示されているが、このよう
なデバイスの入力電流の波形は、非常に悪い。ダイオー
ドブリッジの他の問題は、電力回生（regeneration)中
のＡＣグリッドへの帰還電流に対応していないことであ
る。電力回生は、エレベータが大きな負荷により下方に
移動している状態、もしくは、小さな負荷により上方に
移動している状態で行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、良質
の入力電流波形を有しながら適度に高い電力で動作し得
るとともに、電力回生を支持することが可能な低コスト
のＡＣ／ＤＣ変換器を提供することである。
の入力電流波形を有しながら適度に高い電力で動作し得
るとともに、電力回生を支持することが可能な低コスト
のＡＣ／ＤＣ変換器を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ハイブリッド
ＡＣ／ＤＣ変換器配列において、大部分の負荷を搬送す
るためにブリッジ配列のダイオードを利用し、入力波形
の高調波成分を改善するとともに電力回生を支持するた
めにブリッジ配列のサイリスタを利用し、かつサイリス
タの導通状態を制御するために一対のＩＧＢＴを利用す
ることができるという概念に基づいている。
ＡＣ／ＤＣ変換器配列において、大部分の負荷を搬送す
るためにブリッジ配列のダイオードを利用し、入力波形
の高調波成分を改善するとともに電力回生を支持するた
めにブリッジ配列のサイリスタを利用し、かつサイリス
タの導通状態を制御するために一対のＩＧＢＴを利用す
ることができるという概念に基づいている。
【０００５】本発明によると、ＡＣ／ＤＣ変換器は、ダ
イオードブリッジと、一対の絶縁ゲートバイポーラトラ
ンジスタと直列に接続されたサイリスタブリッジと、を
備えており、サイリスタブリッジおよびＩＧＢＴが直列
に接続されたものがダイオードブリッジに対して並列に
接続されており、サイリスタオフ回路が各ＩＧＢＴと関
連している。
イオードブリッジと、一対の絶縁ゲートバイポーラトラ
ンジスタと直列に接続されたサイリスタブリッジと、を
備えており、サイリスタブリッジおよびＩＧＢＴが直列
に接続されたものがダイオードブリッジに対して並列に
接続されており、サイリスタオフ回路が各ＩＧＢＴと関
連している。
【０００６】本発明では、高価なＩＧＢＴを一対だけ用
いて、適度に高い電力を発生させながら、推奨方法によ
り規定されている電流の特性標準を満たすのに十分なほ
ど正弦曲線に近く、かつ高調波成分の少ない入力電流波
形を発生させ、電流を、主に、低コストのダイオードお
よびサイリスタにより制御する。本発明では、さらに、
電力回生を支持し、負荷から発生した電力をＡＣ電源へ
と帰還させる。
いて、適度に高い電力を発生させながら、推奨方法によ
り規定されている電流の特性標準を満たすのに十分なほ
ど正弦曲線に近く、かつ高調波成分の少ない入力電流波
形を発生させ、電流を、主に、低コストのダイオードお
よびサイリスタにより制御する。本発明では、さらに、
電力回生を支持し、負荷から発生した電力をＡＣ電源へ
と帰還させる。
【０００７】本発明の他の目的、特徴および利点は、以
下の詳細な説明および付随の図面を参照することによっ
て、より明確となるだろう。
下の詳細な説明および付随の図面を参照することによっ
て、より明確となるだろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】図３を参照する。本発明の改良法
によって、ＡＣ入力電流の特性が図３に示されているよ
うに改善されていることが示されている。波形はなお乱
れており、高調波成分も存在するが、この特性は、推奨
方法によって規定されている標準を超えている。この標
準は、低コストの変換回路に対しては十分に高いもので
ある。
によって、ＡＣ入力電流の特性が図３に示されているよ
うに改善されていることが示されている。波形はなお乱
れており、高調波成分も存在するが、この特性は、推奨
方法によって規定されている標準を超えている。この標
準は、低コストの変換回路に対しては十分に高いもので
ある。
【０００９】図４を参照すると、本発明の構成は、ダイ
オードブリッジ１３とコンデンサーバンク１７との間に
配置されている。本発明の主な構成要素は、６つの一般
的なサイリスタからなるブリッジ２１であり、これらの
サイリスタとして、シリコン制御整流器を用いることが
可能である。しかし、ブリッジ２１は、一般的なＩＧＢ
Ｔ／ダイオード対３０，３１のみによって導通され得
る。サイリスタ２０〜２７がオンにされた状態でのこれ
らの電流上昇が、インダクタ３３，３４によって制限さ
れていることによって、サイリスタが故障しないように
なっている。周知のように、適した制御アルゴリズムに
より適切に制御されるものであれば、いかなる一般的な
駆動回路によってもサイリスタ２２〜２７をオン状態に
することができる。各サイリスタは逆バイアスが印加さ
れるまで導通し続けるため、サイリスタが導通状態にな
った時点で、サイリスタのオン信号を取り除くことがで
きる。本発明では、ダイオード４０、コンデンサー４１
および抵抗４２を備えたサイリスタオフ回路によって、
サイリスタ２２〜２４に逆バイアスを加える。同様に、
サイリスタ２５〜２７のためのサイリスタオフ回路は、
ダイオード４５、コンデンサ４６および抵抗４７を備え
ている。サイリスタオフ回路の動作は、図５に関連し
て、以下で説明する。
オードブリッジ１３とコンデンサーバンク１７との間に
配置されている。本発明の主な構成要素は、６つの一般
的なサイリスタからなるブリッジ２１であり、これらの
サイリスタとして、シリコン制御整流器を用いることが
可能である。しかし、ブリッジ２１は、一般的なＩＧＢ
Ｔ／ダイオード対３０，３１のみによって導通され得
る。サイリスタ２０〜２７がオンにされた状態でのこれ
らの電流上昇が、インダクタ３３，３４によって制限さ
れていることによって、サイリスタが故障しないように
なっている。周知のように、適した制御アルゴリズムに
より適切に制御されるものであれば、いかなる一般的な
駆動回路によってもサイリスタ２２〜２７をオン状態に
することができる。各サイリスタは逆バイアスが印加さ
れるまで導通し続けるため、サイリスタが導通状態にな
った時点で、サイリスタのオン信号を取り除くことがで
きる。本発明では、ダイオード４０、コンデンサー４１
および抵抗４２を備えたサイリスタオフ回路によって、
サイリスタ２２〜２４に逆バイアスを加える。同様に、
サイリスタ２５〜２７のためのサイリスタオフ回路は、
ダイオード４５、コンデンサ４６および抵抗４７を備え
ている。サイリスタオフ回路の動作は、図５に関連し
て、以下で説明する。
【００１０】ＡＣ電源により付加的な電流を発生させる
ことにより、各相における全電流を許容可能なほど正弦
曲線に近づけ、これによって、入力電流もしくは出力電
流の特性の推奨方法に合致させるような方法で、サイリ
スタ２２〜２７および対応するＩＧＢＴ３０，３１は動
作される。つまり、ダイオード１４が導通し始めるまで
の間（つまり図２のＸ，Ｙの部分）は、ブリッジ２１お
よびＩＧＢＴ３０，３１によってＤＣレール１５，１６
へと電流が導通される。これによって、ダイオード１４
からの電流（図２）およびブリッジ２１およびＩＧＢＴ
／ダイオード３０，３１からの電流が加算されることに
より、図３に示されているような全電流が得られる。図
２を再び参照すると、各半サイクルにおける早い部分
（Ｙ）、および各半サイクルの間をちょうど過ぎた部分
（Ｘ）で、より大きな電流を導くと、図３に例示される
ように、電流が正弦曲線波形により近くなることは明確
である。ＳＣＲのオン状態およびＩＧＢＴの導通状態
は、例えば、オックスフォード大学のノヴォトニー
Ｄ．Ｗ．（Novotny, D. W.）等著の「ベクトル制御およ
びＡＣ駆動の動的状態（Vector Control and Dynamics
of AC drives）」の７．３章に記載されているタイプの
一般的なヒステリシス制御装置によって、制御すること
ができる。しかし、一般的な適した駆動アルゴリズムを
用いた様々な一般的なゲート駆動回路も、所望により用
いることが可能である。
ことにより、各相における全電流を許容可能なほど正弦
曲線に近づけ、これによって、入力電流もしくは出力電
流の特性の推奨方法に合致させるような方法で、サイリ
スタ２２〜２７および対応するＩＧＢＴ３０，３１は動
作される。つまり、ダイオード１４が導通し始めるまで
の間（つまり図２のＸ，Ｙの部分）は、ブリッジ２１お
よびＩＧＢＴ３０，３１によってＤＣレール１５，１６
へと電流が導通される。これによって、ダイオード１４
からの電流（図２）およびブリッジ２１およびＩＧＢＴ
／ダイオード３０，３１からの電流が加算されることに
より、図３に示されているような全電流が得られる。図
２を再び参照すると、各半サイクルにおける早い部分
（Ｙ）、および各半サイクルの間をちょうど過ぎた部分
（Ｘ）で、より大きな電流を導くと、図３に例示される
ように、電流が正弦曲線波形により近くなることは明確
である。ＳＣＲのオン状態およびＩＧＢＴの導通状態
は、例えば、オックスフォード大学のノヴォトニー
Ｄ．Ｗ．（Novotny, D. W.）等著の「ベクトル制御およ
びＡＣ駆動の動的状態（Vector Control and Dynamics
of AC drives）」の７．３章に記載されているタイプの
一般的なヒステリシス制御装置によって、制御すること
ができる。しかし、一般的な適した駆動アルゴリズムを
用いた様々な一般的なゲート駆動回路も、所望により用
いることが可能である。
【００１１】図４を参照すると、ゲート駆動回路５０
は、複数の一般的な電流検出器５１〜５３に応答すると
ともに、接続点５５，５６，５７における各ラインの電
圧に応答する。各電流検出器５１〜５３は、各ラインに
おける入力電流（もしくは、エレベータの電力回生（re
generation）モードのような、負荷から電力が発生する
状態での出力電流）を示す。ゲート駆動回路５０は、サ
イリスタ２２〜２４のうちの１つをオン状態にするか、
もしくはサイリスタ２５〜２７のうちの１つをオン状態
にするか、に応じて、ＩＧＢＴ３０，３１のうちの一方
をオン状態にする信号を発生させる。サイリスタがオン
状態になった時点で、サイリスタのオン信号は取り除か
れるのに対し、ＩＧＢＴを制御している信号は、ＩＧＢ
Ｔがオフ状態にされるべき時点まで維持される。
は、複数の一般的な電流検出器５１〜５３に応答すると
ともに、接続点５５，５６，５７における各ラインの電
圧に応答する。各電流検出器５１〜５３は、各ラインに
おける入力電流（もしくは、エレベータの電力回生（re
generation）モードのような、負荷から電力が発生する
状態での出力電流）を示す。ゲート駆動回路５０は、サ
イリスタ２２〜２４のうちの１つをオン状態にするか、
もしくはサイリスタ２５〜２７のうちの１つをオン状態
にするか、に応じて、ＩＧＢＴ３０，３１のうちの一方
をオン状態にする信号を発生させる。サイリスタがオン
状態になった時点で、サイリスタのオン信号は取り除か
れるのに対し、ＩＧＢＴを制御している信号は、ＩＧＢ
Ｔがオフ状態にされるべき時点まで維持される。
【００１２】本発明で、ＩＧＢＴおよびサイリスタを制
御するためにヒステリシス制御装置が用いられている場
合、どの相の入力電流が許容可能な電流範囲を下回って
いる（もしくは上回っている）状態でも、ゲート駆動回
路５０によって、ＩＧＢＴおよびサイリスタの適切な組
がオン状態にされ、許容可能な入力電流範囲を上回る
（もしくは下回る）まで入力電流が増加した時点で、Ｉ
ＧＢＴがオフ状態にされる。この許容可能な電流の範囲
は、関連する接続点５５〜５７における対応する入力電
圧の瞬時値に対するものである。このようにして、電流
は、許容可能な範囲に亘って変化するようになってい
る。この範囲は、ＩＧＢＴおよびサイリスタに要求され
るオン状態時間およびオフ状態時間に依存して、所望ど
おりに厳密に設定することができる。
御するためにヒステリシス制御装置が用いられている場
合、どの相の入力電流が許容可能な電流範囲を下回って
いる（もしくは上回っている）状態でも、ゲート駆動回
路５０によって、ＩＧＢＴおよびサイリスタの適切な組
がオン状態にされ、許容可能な入力電流範囲を上回る
（もしくは下回る）まで入力電流が増加した時点で、Ｉ
ＧＢＴがオフ状態にされる。この許容可能な電流の範囲
は、関連する接続点５５〜５７における対応する入力電
圧の瞬時値に対するものである。このようにして、電流
は、許容可能な範囲に亘って変化するようになってい
る。この範囲は、ＩＧＢＴおよびサイリスタに要求され
るオン状態時間およびオフ状態時間に依存して、所望ど
おりに厳密に設定することができる。
【００１３】図５を参照する。対応するリアクタ１２お
よびダイオード１４を通る中間の入力相が電流振幅の許
容可能領域を下回っていることが検出され、これによっ
て、ゲート駆動回路５０により、ＩＧＢＴ３１およびサ
イリスタ２６が予めオン状態にされており、サイリスタ
２６からは、オン信号が既に取り除かれていると仮定す
る。ここで、電流が、接続点５６における入力相に対す
る許容可能な電流の領域を上回ったと仮定する。ＩＧＢ
Ｔ３１への導通信号は取り除かれ、これによって、電流
がもはや負レール１６へと流れないようになる。つま
り、ダイオードが導通し始めていない状態では、電流は
ＩＧＢＴ３１およびサイリスタ２６を流れ、ダイオード
１４が完全に導通した状態では、電圧に対する電流値が
十分に大きくなるため、ゲート駆動回路５０によってＩ
ＧＢＴ３０がオフ状態にされ、電流がダイオード１４の
みを流れるようになる。このようにＩＧＢＴ３０をオフ
状態にすることによって、ＡＣ電源と負荷との間の電流
が厳密に遮断され、本発明の主な特徴が得られる。サイ
リスタ２６は、なおオン状態であり、電流が、ＡＣ電源
からインダクタ１２、サイリスタ２６、インダクタ３４
およびダイオード４５を通ることによって、コンデンサ
４６が、図示されているように正から負へと変化する。
ダイオード１４，４５は、順バイアスが加わるため短絡
回路であり、電流がインダクタ３４において減衰しなが
ら、コンデンサ４６の電圧が、図５に示されているよう
に、サイリスタ２６を介してマイナスからプラスへと変
わる。これによって、サイリスタ２６に逆バイアスが加
わり、これがオフ状態となる。これは、本発明の主な特
徴である。この後、コンデンサ４６の電圧は、抵抗４７
によって減少する。
よびダイオード１４を通る中間の入力相が電流振幅の許
容可能領域を下回っていることが検出され、これによっ
て、ゲート駆動回路５０により、ＩＧＢＴ３１およびサ
イリスタ２６が予めオン状態にされており、サイリスタ
２６からは、オン信号が既に取り除かれていると仮定す
る。ここで、電流が、接続点５６における入力相に対す
る許容可能な電流の領域を上回ったと仮定する。ＩＧＢ
Ｔ３１への導通信号は取り除かれ、これによって、電流
がもはや負レール１６へと流れないようになる。つま
り、ダイオードが導通し始めていない状態では、電流は
ＩＧＢＴ３１およびサイリスタ２６を流れ、ダイオード
１４が完全に導通した状態では、電圧に対する電流値が
十分に大きくなるため、ゲート駆動回路５０によってＩ
ＧＢＴ３０がオフ状態にされ、電流がダイオード１４の
みを流れるようになる。このようにＩＧＢＴ３０をオフ
状態にすることによって、ＡＣ電源と負荷との間の電流
が厳密に遮断され、本発明の主な特徴が得られる。サイ
リスタ２６は、なおオン状態であり、電流が、ＡＣ電源
からインダクタ１２、サイリスタ２６、インダクタ３４
およびダイオード４５を通ることによって、コンデンサ
４６が、図示されているように正から負へと変化する。
ダイオード１４，４５は、順バイアスが加わるため短絡
回路であり、電流がインダクタ３４において減衰しなが
ら、コンデンサ４６の電圧が、図５に示されているよう
に、サイリスタ２６を介してマイナスからプラスへと変
わる。これによって、サイリスタ２６に逆バイアスが加
わり、これがオフ状態となる。これは、本発明の主な特
徴である。この後、コンデンサ４６の電圧は、抵抗４７
によって減少する。
【００１４】図５には、さらに、本発明の付加的な実施
例が示されている。ダイオード４５を横断する順方向バ
イアス電圧が減衰すると、サイリスタに逆バイアスを加
えてサイリスタを完全にオフ状態とするのに十分に長い
時間、ダイオード４５が導通状態を維持しなくなるた
め、ダイオード４５と並列に付加的な素子を配置して、
サイリスタが完全にオフ状態となるのに十分な時間、コ
ンデンサ４６とサイリスタ２６との間の導通状態を確実
に維持することが可能である。このような素子として、
単なる電界効果トランジスタ６０を利用することが可能
であり、これに加わるライン６１上のゲート電圧は、ち
ょうどＩＧＢＴ３１への導通信号が消滅した時点で発生
し、サイリスタ２６を確実にオフ状態とするのに十分な
時間、維持される。しかし、多くの場合、ダイオード４
５自体が適切に動作する。
例が示されている。ダイオード４５を横断する順方向バ
イアス電圧が減衰すると、サイリスタに逆バイアスを加
えてサイリスタを完全にオフ状態とするのに十分に長い
時間、ダイオード４５が導通状態を維持しなくなるた
め、ダイオード４５と並列に付加的な素子を配置して、
サイリスタが完全にオフ状態となるのに十分な時間、コ
ンデンサ４６とサイリスタ２６との間の導通状態を確実
に維持することが可能である。このような素子として、
単なる電界効果トランジスタ６０を利用することが可能
であり、これに加わるライン６１上のゲート電圧は、ち
ょうどＩＧＢＴ３１への導通信号が消滅した時点で発生
し、サイリスタ２６を確実にオフ状態とするのに十分な
時間、維持される。しかし、多くの場合、ダイオード４
５自体が適切に動作する。
【図１】従来技術において周知のダイオードブリッジＡ
Ｃ変換器を示す概略図。
Ｃ変換器を示す概略図。
【図２】図１のデバイスの１相の入力波形および電圧を
時間の関数として示す図。
時間の関数として示す図。
【図３】図４の発明の入力波形および電圧を時間の関数
として示す図。
として示す図。
【図４】本発明のハイブリッドＡＣ／ＤＣ変換器を示す
概略図。
概略図。
【図５】図４の変換器の部分概略図。
１３…ダイオードブリッジ １７…コンデンサバンク １８…負荷 ２１…サイリスタブリッジ ３０，３１…ＩＧＢＴ ３３，３４…インダクタ ５０…ゲート駆動回路
Claims (3)
- 【請求項１】 ３相ＡＣ／ＤＣ電力回生変換器であっ
て、前記３相ＡＣ／ＤＣ電力回生変換器は、 ３つの接続部を備えているとともに６つのダイオードか
らなるダイオードブリッジを備えており、各接続点は、
対応する入力インダクタを介して３相ＡＣ電源の対応す
るラインにそれぞれ接続されており、さらに、前記３相
ＡＣ／ＤＣ電力回生変換器は、 正レールおよび負レールによって前記ダイオードブリッ
ジを横断して接続されたコンデンサバンクを備えている
ことによって、前記の正レールおよび負レールを介して
ＤＣ電圧を負荷に加えるようになっているものにおい
て、前記３相ＡＣ／ＤＣ電力回生変換器は、 ３つの接続部を備えているとともに６つのサイリスタか
らなるサイリスタブリッジを備えており、各接続部は、
前記入力インダクタのうちの対応する１つを介して前記
ラインのうちの１本に接続されており、前記サイリスタ
は、前記ダイオードとは逆の極性で前記ＡＣ電源と導通
しており、 前記サイリスタブリッジの各側は、電流制限用インダク
タおよび逆方向のダイオードを並列に備えたＩＧＢＴを
介して前記の正レールおよび負レールのうちの対応する
１方に接続されており、前記ＩＧＢＴは、前記サイリス
タと同じ極性で前記ＡＣ電源と導通しており、前記３相
ＡＣ／ＤＣ電力回生変換器は、さらに、 一対のサイリスタオフ回路を備えており、各サイリスタ
オフ回路は、前記ＩＧＢＴのうちの対応する１つのＩＧ
ＢＴと前記電流制限用インダクタのうちの対応する１つ
の電流制限用インダクタとの間の接続点から、前記の対
応するＩＧＢＴが接続されていない方のレールまで接続
されており、前記の対応するＩＧＢＴがオフ状態になっ
たことに応答して、前記の対応する電流制限用インダク
タを介してサイリスタを流れる電流に逆バイアスを加え
るようになっており、前記３相電力回生ＡＣ／ＤＣ変換
器は、さらに、 ゲート駆動制御装置を備えており、前記ゲート駆動制御
装置は、各ラインの電圧および各ラインを流れる電流に
応答して、前記サイリスタへのオン信号および前記ＩＧ
ＢＴへの導通信号を発生させることによって、前記ライ
ンの電流が正弦波電流により近くなるような方法で、前
記サイリスタブリッジおよび前記ＩＧＢＴに選択的に電
流を導通させることを特徴とする３相ＡＣ／ＤＣ電力回
生変換器。 - 【請求項２】 前記サイリスタオフ回路は、それぞれ、
前記の対応するＩＧＢＴが接続されていない方のレール
と導通するような極性を有するダイオードと直列に接続
されたコンデンサを備えていることを特徴とする請求項
１記載の３相ＡＣ／ＤＣ電力回生変換器。 - 【請求項３】 前記コンデンサと並列に接続された抵抗
を備えていることを特徴とする請求項２記載の３相ＡＣ
／ＤＣ電力回生変換器。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008131741A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| US7403400B2 (en) | 2003-07-24 | 2008-07-22 | Harman International Industries, Incorporated | Series interleaved boost converter power factor correcting power supply |
| JP2015050921A (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-16 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | 力率補償回路 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE50114503D1 (de) * | 2000-03-31 | 2009-01-02 | Inventio Ag | Einrichtung und verfahren zur reduzierung der netzanschlussleistung von aufzugsanlagen |
| US7050311B2 (en) * | 2003-11-25 | 2006-05-23 | Electric Power Research Institute, Inc. | Multilevel converter based intelligent universal transformer |
| US20070230226A1 (en) * | 2003-11-25 | 2007-10-04 | Jih-Sheng Lai | Multilevel intelligent universal auto-transformer |
| US20070223258A1 (en) * | 2003-11-25 | 2007-09-27 | Jih-Sheng Lai | Multilevel converters for intelligent high-voltage transformers |
| US6954366B2 (en) * | 2003-11-25 | 2005-10-11 | Electric Power Research Institute | Multifunction hybrid intelligent universal transformer |
| KR100855543B1 (ko) * | 2007-06-19 | 2008-09-01 | 대호용접기 주식회사 | 에스 씨 알 을 이용한 인버터 용접기의 전원 공급장치 |
| EP3573208A1 (en) * | 2010-10-04 | 2019-11-27 | City University of Hong Kong | A power control circuit and method for stabilizing a power supply |
| US20120126758A1 (en) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | Hamilton Sundstrand Corporation | High voltage dc power generation |
| BR112013014213B1 (pt) * | 2010-12-09 | 2022-11-08 | Seabased Ab | Dispositivo elétrico para prover uma instalação de produção de energia a partir das ondas |
| US9502962B2 (en) * | 2012-11-09 | 2016-11-22 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Power factor correction circuit and power supply circuit |
| US20150229203A1 (en) * | 2014-02-12 | 2015-08-13 | Gholamreza Esmaili | Smart Resistor-Less Pre-Charge Circuit For Power Converter |
| US9515565B2 (en) | 2014-03-07 | 2016-12-06 | General Electric Company | Hybrid high voltage direct current converter systems |
| US9602021B2 (en) | 2014-03-07 | 2017-03-21 | General Electric Company | Hybrid high voltage direct current converter system and method of operating the same |
| US9755538B2 (en) | 2015-11-12 | 2017-09-05 | Abb Schweiz Ag | Active AC-link power converter |
| US10193322B2 (en) | 2015-11-13 | 2019-01-29 | Silicon Power Corporation | Low-loss and fast acting solid-state breaker |
| US10193324B2 (en) | 2015-11-13 | 2019-01-29 | Silicon Power Corporation | Low-loss and fast acting solid-state breaker |
| US10727769B2 (en) * | 2017-09-22 | 2020-07-28 | Hamilton Sundstrand Corporation | Voltage regulation of permanent magnet generator with extended speed range |
| US10601338B2 (en) | 2017-09-25 | 2020-03-24 | Hamilton Sundstrand Corporation | Electric system architecture for a vehicle with multiple load characteristics |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60180477A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-14 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 電流形ｇｔｏインバ−タ |
| JPH08149831A (ja) * | 1994-09-22 | 1996-06-07 | Shinko Electric Co Ltd | 電圧型インバータ |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3996508A (en) * | 1972-11-20 | 1976-12-07 | Northrop Corporation | Three phase primary power regulator |
| US3922594A (en) * | 1974-10-15 | 1975-11-25 | Lorain Prod Corp | Control system for phase displacement regulator circuits |
| US4447868A (en) * | 1982-04-05 | 1984-05-08 | General Electric Company | Regenerative rectifier circuit |
| US4449176A (en) * | 1982-05-26 | 1984-05-15 | General Electric Company | Single phase regeneration with a polyphase rectification power circuit |
| US5367448A (en) * | 1992-08-07 | 1994-11-22 | Carroll Lawrence B | Three phase AC to DC power converter |
| ATE242933T1 (de) * | 1995-10-24 | 2003-06-15 | Aquagas New Zealand Ltd | Gleichrichter-stromversorgung |
| US5936855A (en) * | 1996-09-03 | 1999-08-10 | Mercury Electric Corporation | Harmonic correction of 3-phase rectifiers and converters |
| US5784269A (en) * | 1997-02-21 | 1998-07-21 | Lucent Technologies, Inc. | Three phase high power factor converter using phase selection circuit |
-
1999
- 1999-10-26 US US09/427,470 patent/US6108223A/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-10-23 KR KR1020000062340A patent/KR100629300B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-10-26 JP JP2000326377A patent/JP2001161071A/ja not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60180477A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-14 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 電流形ｇｔｏインバ−タ |
| JPH08149831A (ja) * | 1994-09-22 | 1996-06-07 | Shinko Electric Co Ltd | 電圧型インバータ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7403400B2 (en) | 2003-07-24 | 2008-07-22 | Harman International Industries, Incorporated | Series interleaved boost converter power factor correcting power supply |
| JP2008131741A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JP2015050921A (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-16 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | 力率補償回路 |
| US9337721B2 (en) | 2013-09-02 | 2016-05-10 | Lsis Co., Ltd. | Correction circuit limiting inrush current |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6108223A (en) | 2000-08-22 |
| KR100629300B1 (ko) | 2006-09-29 |
| KR20010051197A (ko) | 2001-06-25 |
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