JP2002095260A - Harmonics current suppressing power converter - Google Patents

Harmonics current suppressing power converter

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JP2002095260A
JP2002095260A JP2000277089A JP2000277089A JP2002095260A JP 2002095260 A JP2002095260 A JP 2002095260A JP 2000277089 A JP2000277089 A JP 2000277089A JP 2000277089 A JP2000277089 A JP 2000277089A JP 2002095260 A JP2002095260 A JP 2002095260A
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power
phase
current
transformer
rectifier circuit
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Kozo Yoneda
耕三 米田
Toyokazu Hoshi
東洋一 保志
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Systems Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a harmonics current suppressing power converter capable of suppressing a harmonics component very well and easily with a simple structure without using any capacitor. SOLUTION: Three-phase power from a distributing path is provided for each phase of an arm reactor section having a commutation overlapping angle of 30 degrees between a three-phase transformer 1 and a rectifying circuit 2. The output (b) of each primary winding of arm reactors 4, 5, 6 is connected to a rectifying circuit 2 formed out of diodes. Both ends of respective secondary windings of the arm reactors 4, 5, 6 are connected to a commutation overlapping angle regulator 7. The commutation overlapping angle regulator 7 always sets the commutation overlapping angle of the arm reactor at 30 degrees.

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】本発明は、コンデンサを用い
ないで簡単な構成で容易に高調波成分を抑制できる電力
変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter that can easily suppress harmonic components with a simple configuration without using a capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年は、インバータ等の高周波発生負荷
を持った機器が産業設備、OA、家電機器にも用いられ
るようになって来ている。比較的大容量の電力変換装置
では例えば、図12の(a)及び(b)に示すような整
流回路を用いている。
2. Description of the Related Art In recent years, devices having a high-frequency generation load, such as inverters, have been used for industrial equipment, office automation, and home electric appliances. A relatively large-capacity power converter uses, for example, a rectifier circuit as shown in FIGS.

【0003】図12の(a)は、△−△結線の三相ブリ
ッジ接続と、△−Y結線の三相ブリッジ接続とを組み合
わせてなる並列12パルス接続の電力変換装置であり、
図11の(b)は直列12パルス接続の電力変換装置で
ある。
FIG. 12A shows a parallel 12-pulse connection power converter that combines a three-phase bridge connection with a △-△ connection and a three-phase bridge connection with a △ -Y connection.
FIG. 11B shows a power conversion device connected in series 12 pulses.

【0004】これらの電力変換装置は、図13に示すよ
うに、△−△結線側の交流電流が図13の(a)に示す
6パルス交流電流I11となり、△−Y結線側の交流電
流は図13の(b)に示す6パルス交流電流I12とな
る。従って、△−△結線の三相ブリッジ接続と、△−Y
結線の三相ブリッジ接続とを組み合わせると、交流電流
I10は図13の(c)に示す12パルスとなる。
In these power converters, as shown in FIG. 13, the AC current on the △-△ connection side becomes a 6-pulse AC current I11 shown in FIG. 13A, and the AC current on the △ -Y connection side becomes A six-pulse alternating current I12 shown in FIG. Therefore, the three-phase bridge connection of the △-△ connection and the △ -Y
When combined with a three-phase bridge connection, the alternating current I10 becomes 12 pulses shown in FIG.

【0005】すなわち、上記のような従来の電力変換装
置は、半導体が使用されているため、高調波電流が発生
する。
[0005] That is, since the conventional power converter as described above uses a semiconductor, a harmonic current is generated.

【0006】例えば、交流から直流への電力変換装置に
於ける高調波電流の発生量は変換パルス数をpとし高調
波次数をnとすると、n=kp±1(ここでk=1,
2,3,…の自然数である)となり、n次の高調波電流
の実効値Ipnは、 Ipn=(1/n)Ip1 となる。
For example, if the number of converted pulses is p and the harmonic order is n, the amount of generation of harmonic current in an AC to DC power converter is n = kp ± 1 (where k = 1,
2, 3,...), And the effective value I pn of the n-th harmonic current is I pn = (1 / n) I p1 .

【0007】すなわち、転流重なり角u=0としたとき
の交流電流側ライン電流は次式となる。
That is, the line current on the alternating current side when the commutation overlap angle u = 0 is expressed by the following equation.

【0008】I=I1{sinwt+1/11sin11ωt
+1/13sin13ωt+1/23sin23ωt+1/2
5sin25ωt+……} 転流重なり角uを0とした場合の高調波電流Ipnの一
例(p=6,12)を表1に示す。この表1を例にして
説明すると、n=12では、高調波電流の含有量は、n
=11、13では、9.1、7.7%となっている。
I = I1 = sinwt + 1 / 11sin11ωt
+1/13 sin13ωt + 1/23 sin23ωt + 1/2
5 sin25ωt +...} Table 1 shows an example (p = 6, 12) of the harmonic current I pn when the commutation overlap angle u is set to 0. To explain using Table 1 as an example, when n = 12, the content of the harmonic current is n
At = 11 and 13, they are 9.1 and 7.7%.

【表1】 [Table 1]

【0009】このような、高調波電流が交流電流I10
に含まれて配電路に流れ込み、電圧歪みが増大し、その
影響を受けて、配電路に接続されている機器(他の会社
も含む)に高調波障害をあたえていた。
[0009] Such a harmonic current is the alternating current I10
, And flowed into the distribution line, causing an increase in voltage distortion. Under the influence, devices (including other companies) connected to the distribution line were subjected to harmonic interference.

【0010】この高調波障害は、その大部分が電力用コ
ンデンサ設備で発生し、場合によっては破損に至らせる
ので、コンデンサ設備における高調波対策が重要になっ
て来ている。
[0010] Most of the harmonic interference occurs in the power capacitor equipment, and in some cases, may cause damage. Therefore, measures against harmonics in the capacitor equipment have become important.

【0011】このようなことから近年は、高調波抑制の
ための技術指針が定められており、この技術指針におい
ては、そのガイドラインの適用対象となる需要家は次の
いずれかに該当する需用家としている。
[0011] In view of the above, in recent years, technical guidelines for harmonic suppression have been established, and in this technical guideline, consumers to whom the guidelines apply are those who meet any of the following requirements. Have a house.

【0012】(1)6.6kvの系統から受電する受電
家は、等価容量の合計が50kVAを超える受電家、 (2)22kv又は33kvの系統から受電する受電家
は、等価容量の合計が300kVAを超える受電家 (3)66kV以上の系統から受電する受電家は、等価
容量の合計が2000kVAを超える受電家 そして、特定需要家から系統に流出する高調波流出電流
の許容される上限値は、契約電力1kw当たりとして表
2の通りとしている。
(1) A power receiver that receives power from a 6.6 kv system has a total equivalent capacity of more than 50 kVA, and (2) A power receiver that receives power from a 22 kv or 33 kv system has a total equivalent capacity of 300 kVA. (3) For power receivers receiving power from a system of 66 kV or more, power receivers whose total equivalent capacity exceeds 2000 kVA, and the allowable upper limit value of the harmonic outflow current flowing out of the specific customer to the system is: Table 2 shows the contract power per 1 kW.

【0013】[0013]

【表2】 このような指針の規定を維持するための高調波電流の電
源系統への流入防止策としては、一般には、図14に示
すように、交直変換回路の電源側に各調波ごとにL,C
共振フィルタを接続して、各調波の高調波電流をフィル
タに流し込みむようにしたり、或いは図示しないアクテ
ィブフィルタを用いて、電源系統に流出しないようにし
ていた。
[Table 2] As a measure for preventing the harmonic current from flowing into the power supply system in order to maintain the regulation of such a guideline, generally, as shown in FIG.
A resonance filter is connected so that the harmonic current of each harmonic flows into the filter, or an active filter (not shown) is used to prevent the harmonic current from flowing out to the power supply system.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなフィルタは、コンデンサを用いるものであるから自
分の機器側では高調波成分を抑えることが可能である
が、配電路を通って来る外部からの高調波成分の影響を
受け、結果としてコンデンサを破損させる場合もあると
いう課題があった。
However, since such a filter uses a capacitor, it is possible to suppress harmonic components on its own device side. There has been a problem that the capacitor may be damaged as a result of being affected by the harmonic components.

【0015】また、このようなフィルタは、各高調波毎
に何個ものコンデンサを用いるものであるからコスト高
になるという課題があった。
In addition, such a filter has a problem that the cost is high because a number of capacitors are used for each harmonic.

【0016】本発明は以上の課題を解決するためになさ
れたもので、高調波フィルタを用いないで簡単な構成で
容易に高調波成分を非常に抑制できる高調波電流抑制型
の電力変換装置を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a harmonic current suppressing type power converter which can easily suppress a harmonic component easily with a simple configuration without using a harmonic filter. The purpose is to gain.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の高調波電流抑制
型の電力変換装置は、配電路からの三相電力を、一次側
をデルタ結線とし二次側をデルタ結線およびスター結線
として変圧する1台で構成する電源変圧器又は2台で構
成する電源変圧器と、前記二次側デルタ結線に接続され
た三相ブリッジ整流回路と前記二次側スター結線に接続
された三相ブリッジ整流回路とを有して、この双方の三
相ブリッジ整流回路を並列接続して負荷に直流電力を供
給する電力変換装置において、前記電源変圧器と整流回
路との間に、各相毎に対応させられて設けられたリアク
トルと、転流重なり角を30度近傍になるように、前記
リアクトルを含む電源側のインピーダンスと前記負荷に
流れる負荷電流との積を一定に維持する転流重なり角調
整部とを有することを要旨とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A harmonic current suppressing type power converter of the present invention transforms three-phase power from a distribution line into a delta connection on the primary side and a delta connection and a star connection on the secondary side. A power transformer composed of one unit or a power transformer composed of two units, a three-phase bridge rectifier circuit connected to the secondary delta connection, and a three-phase bridge rectifier circuit connected to the secondary star connection In a power converter that supplies DC power to a load by connecting both three-phase bridge rectifier circuits in parallel, between the power transformer and the rectifier circuit, each of the three-phase bridge rectifier circuits is associated with each phase. And a commutation overlap angle adjustment unit that maintains a constant product of the impedance on the power supply side including the reactor and the load current flowing to the load so that the commutation overlap angle is close to 30 degrees. Have The the gist.

【0018】これによって、各相のリアクトルを流れる
電流の転流重なり角が30度となった三角波が得られ、
従来と違って矩形波ではなく、この三角波が合成される
た三相が配電路の三相となるので、結果として高調波は
高調波次数の1/nに低減される。
As a result, a triangular wave having a commutation overlap angle of 30 degrees of the current flowing through the reactor of each phase is obtained.
Unlike the conventional case, the three phases obtained by combining the triangular waves, instead of the rectangular waves, become the three phases of the distribution circuit. As a result, the harmonics are reduced to 1 / n 2 of the harmonic order.

【0019】また、本発明の高調波電流抑制型の電力変
換装置は、配電路からの三相電力を所定の結線で変圧す
る第1の電源変圧器と、この第1の電源変圧器を介して
の三相を整流して第1の負荷に供給する第1の整流回路
と、一次巻き線と二次巻き線とを備えて、前記第1の電
源変圧器と第1の整流回路との間に設けられて、各相毎
にそれぞれの一次巻き線の一端が接続され、その他端が
前記第1の整流回路の対応するダイオードに接続された
アームリアクトルとからなる主回路とを備える。
Further, the harmonic current suppressing type power converter of the present invention includes a first power transformer for transforming three-phase power from a power distribution line by a predetermined connection, and a first power transformer via the first power transformer. A first rectifier circuit for rectifying all three phases to supply the first load to the first load, a primary winding and a secondary winding, and the first power transformer and the first rectifier circuit are connected to each other. And a main circuit including an arm reactor connected to one end of each primary winding for each phase and the other end connected to a corresponding diode of the first rectifier circuit.

【0020】また、前記配電路からの三相電力を、前記
第1の電源変圧器と同様な特性の結線で変圧し、各相を
前記主回路の対応する相の前記アームリアクトルの二次
巻き線の一端に接続した第2の電源変圧器と、前記第1
の整流回路と同様に接続されたダイオード構成で前記主
回路の各相のリアクトルの二次巻き線の他端を、所定の
ダイオードに接続して二次巻き線の電流を主回路の各相
の電流と同期して整流する第2の整流回路とからなるサ
ブ回路とを備える。
The three-phase power from the power distribution circuit is transformed by a connection having characteristics similar to those of the first power supply transformer, and each phase is subjected to a secondary winding of the arm reactor of a corresponding phase of the main circuit. A second power transformer connected to one end of the wire;
The other end of the secondary winding of the reactor of each phase of the main circuit is connected to a predetermined diode in a diode configuration connected in the same manner as the rectifier circuit, and the current of the secondary winding is connected to each phase of the main circuit. A second rectifier circuit that rectifies the current in synchronization with the current.

【0021】そして、前記配電路の三相線と前記第2の
変圧器との間に設けられ、前記第2の変圧器への電流を
調整する電流調整回路と、前記第1の負荷への負荷電流
及び前記配電路の三相の電圧の検出値に基づいて前記第
2の電源変圧器への電流を調整して前記各相のアームリ
アクトルの2次巻き線に流す電流を制御することによ
り、転流重なり角を30度に維持させる転流重なり角コ
ントローラとを備えたことを要旨とする。
A current adjusting circuit provided between the three-phase line of the power distribution circuit and the second transformer for adjusting a current to the second transformer; By controlling the current flowing to the second power transformer based on the load current and the detected value of the three-phase voltage of the distribution circuit to control the current flowing through the secondary winding of the arm reactor of each phase. And a commutation overlap angle controller for maintaining the commutation overlap angle at 30 degrees.

【0022】また、本発明の高調波電流抑制型の電力変
換装置は、配電路からの三相電力を所定の結線で変圧す
る第1の電源変圧器と、この第1の電源変圧器を介して
の三相を整流して負荷に供給する第1の整流回路と、一
次巻き線と二次巻き線とを備えて、前記第1の電源変圧
器と第1の整流回路との間に設けられて、各相毎にそれ
ぞれの一次巻き線の一端が接続され、その他端が前記第
1の整流回路の対応するダイオードに接続されたアーム
リアクトルとからなる主回路と、前記アームリアクトル
の二次巻き線の各相毎それぞれの両端が接続される前記
主回路出力直流電圧を電源とするインバータ回路と、前
記配電路からの三相電力を、前記第1の電源変圧器と同
様な特性の結線で変圧する第2の電源変圧器と、前記第
1の整流回路と同様に接続されたダイオードで構成され
て、前記第2の電源変圧器に接続することにより、主回
路の各相の電流と同期して整流する第2の整流回路と、
からなるサブ回路とを備える。
Further, the harmonic current suppressing type power converter of the present invention includes a first power transformer for transforming three-phase power from a power distribution line by a predetermined connection, and a first power transformer via the first power transformer. A first rectifier circuit for rectifying all three phases and supplying the rectified load to a load, a primary winding and a secondary winding, and provided between the first power transformer and the first rectifier circuit. And a main circuit having one end of each primary winding connected to each phase and an arm reactor having the other end connected to a corresponding diode of the first rectifier circuit, and a secondary circuit of the arm reactor. An inverter circuit having the main circuit output DC voltage as a power source, to which both ends of each of the windings are connected, and a three-phase power from the power distribution line having the same characteristics as the first power transformer. A second power transformer that transforms at Consists of a diode connected, by connecting to said second power transformer, a second rectifying circuit for rectifying in synchronism with each phase of current in the main circuit,
And a sub-circuit comprising:

【0023】また、三相電源電圧検出器と前記第2の電
源変圧器の2次側電流の同期信号を取り出すための同期
信号検出器と前記主回路の負荷電流を検出する直流電流
検出器とを備える。
A three-phase power supply voltage detector, a synchronous signal detector for extracting a synchronous signal of a secondary current of the second power transformer, and a direct current detector for detecting a load current of the main circuit. Is provided.

【0024】そして、これら各検出器からの出力値に基
づき前記インバータを制御して前記各相のアームリアク
トルの2次巻き線に流す電流を制御することにより転流
重なり角を30度に維持させる転流重なり角コントロー
ラとを有することを要旨とする。
The commutation overlap angle is maintained at 30 degrees by controlling the inverter based on the output value from each of these detectors and controlling the current flowing through the secondary winding of the arm reactor of each phase. The point is to have a commutation overlap angle controller.

【0025】これによって、主回路からの負荷電流に見
合った電流がサブ回路から得られて、これが主回路のア
ームリアクトルの二次巻き線を流れることになるからア
ームリアクトルのインピーダンスを調整するための二次
巻き線の電流とのタイミングが主回路のアームリアクト
ルの一次巻き線を流れる電流と同期する。
As a result, a current commensurate with the load current from the main circuit is obtained from the sub-circuit and flows through the secondary winding of the arm reactor of the main circuit, so that the impedance of the arm reactor is adjusted. The timing with the current of the secondary winding is synchronized with the current flowing through the primary winding of the arm reactor of the main circuit.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】図1は本発明の高調波電流抑制型
の電力変換装置の概念図である。図1(a)の高調波電
流抑制型の電力変換装置は、配電路からの三相電力を変
圧する2台の三相の電源変圧器1(△−△結線のTr
1、△−Y結線のTr2)と、整流回路2(2a、2
b)との間に、転流重なり角が30度に維持するための
アームリアクトル部3(3a、3b)をそれぞれ設ける
ことによって、高調波を抑制するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a conceptual diagram of a harmonic current suppressing type power converter of the present invention. The power converter of the harmonic current suppression type shown in FIG. 1A has two three-phase power transformers 1 (△-△ connected Trs) for transforming three-phase power from a distribution line.
1, △ -Y connection Tr2) and rectifier circuit 2 (2a, 2a,
The harmonics are suppressed by providing the arm reactors 3 (3a, 3b) for maintaining the commutation overlap angle at 30 degrees between them and b).

【0027】前述の電源変圧器Tr1は、一次巻き線側
を△結線とし、二次巻き線側を△結線としている。ま
た、電源変圧器Tr2は、一次巻き線側を△結線とし、
二次巻き線側をY結線としている。−図1(b)の高調
波抑制型の電力変換装置は、△−Y−△結線の1台の電
源変圧器8としている。この電源変圧器8は、一次巻き
線側を△結線として、二次巻き線側を△とY結線とを共
有しているものである。
In the above-described power transformer Tr1, the primary winding side has a △ connection, and the secondary winding side has a △ connection. Further, the power transformer Tr2 has a primary winding side with a △ connection,
The secondary winding side is Y-connected. -The power converter of the harmonic suppression type shown in FIG. 1B is a single power transformer 8 of {-Y-} connection. This power transformer 8 shares the primary winding side with the △ connection and the secondary winding side with the △ connection and the Y connection.

【0028】このような、図1の電力変換装置のアーム
リアクトル部3は、U相(R)に対応させられたU相ア
ームリアクトル4と、V相(S)に対応させられたV相
アームリアクトル5と、W相(T)に対応させられたW
相アームリアクトル6とからなり、それぞれのアームリ
アクトルは、一次巻き線6aと2次巻き線6bと鉄心6
cとからなる。本実施の形態では、W相アームリアクト
ル6のみを例にして説明する。
The arm reactor 3 of the power converter shown in FIG. 1 includes a U-phase arm reactor 4 corresponding to the U-phase (R) and a V-phase arm corresponding to the V-phase (S). Reactor 5 and W corresponding to W phase (T)
, And each of the arm reactors includes a primary winding 6a, a secondary winding 6b, and an iron core 6.
c. In the present embodiment, only W-phase arm reactor 6 will be described as an example.

【0029】そして、アームリアクトル4、5、6の各
一次巻き線の出力bは、ダイオードで構成された整流回
路2に接続され、アームリアクトル4、5、6の各2次
巻き線の両端は、転流重なり角コントローラ7に接続さ
れている。この転流重なり角コントローラ7によって、
常にアームリアクトルの転流重なり角度が30度に維持
されるようにする。
The output b of each of the primary windings of the arm reactors 4, 5, and 6 is connected to a rectifier circuit 2 composed of a diode, and both ends of each of the secondary windings of the arm reactors 4, 5, and 6 are connected to both ends. , Are connected to a commutation overlap angle controller 7. By this commutation overlap angle controller 7,
The commutation overlap angle of the arm reactor is always maintained at 30 degrees.

【0030】つまり、整流回路に於ける相間電圧をE、
三相の電源変圧器Trのインピーダンスを含む一相当た
りの転流リアクタンスをX、転流重なり角をu、直流電
流をI、定数をKとすると、 1−cosu=K・{(Id・X)/E}………(1) なる式において、IdとXの積を一定にする。すなわ
ち、Id・Xの積を一定とすることにより負荷Iが変
化しても転流重なり角を30°elに保つことが出来るよ
うにしている。
That is, the inter-phase voltage in the rectifier circuit is E,
Assuming that the commutation reactance per phase including the impedance of the three-phase power transformer Tr is X, the commutation overlap angle is u, the DC current is ID , and the constant is K, 1−cosu = K · {(Id · X) / E} (1) In the equation, the product of Id and X is made constant. That is, by keeping the product of Id · X constant, the commutation overlap angle can be maintained at 30 ° el even when the load ID changes.

【0031】前述のアームリアクトルは、図2に示すよ
うに、鉄心6cに一次巻き線6a、二次巻き線6bを巻
き付けて構成する。
The above-described arm reactor is constructed by winding a primary winding 6a and a secondary winding 6b around an iron core 6c as shown in FIG.

【0032】しかし、前述のアームリアクトルのインピ
ーダンスXと負荷電流Iの積が一定となる一次巻き線
のみで構成するアームリアクトルの製作は困難である。
However, it is difficult to manufacture an arm reactor composed of only the primary winding in which the product of the impedance X of the arm reactor and the load current ID is constant.

【0033】アームリアクトルは積層コアとコイルで構
成されるが、積層コアの特性は、磁化力H(A/m)と
磁束密度B(T)で示され、負荷電流Idの変化により
磁化力H(A/m)が変化し、積層コアの磁束密度B
(T)も変化する。このため、希望するXとIの積が
一定とはならないのが一般的である。
The arm reactor is composed of a laminated core and a coil. The characteristics of the laminated core are indicated by a magnetizing force H (A / m) and a magnetic flux density B (T). (A / m) changes, and the magnetic flux density B of the laminated core
(T) also changes. For this reason, the desired product of X and ID is generally not constant.

【0034】例えば、図3の如く、製作可能のアームリ
アクトルは目的とする実線の値を全域について満足する
ものを作ると破線の如き特性となる。破線の特性を実線
の特性にするためには (A) アームリアクトルの一次巻線のみでは所定の特
性が得られないので、二次巻線を設け、二次巻線のアン
ペアターンATを制御することで上記の(1)式の所定
の特性を得る。
For example, as shown in FIG. 3, when a manufacturable arm reactor satisfies the target value of the solid line over the entire range, the characteristic becomes as shown by the broken line. In order to make the characteristic of the broken line the characteristic of the solid line: (A) Since the predetermined characteristic cannot be obtained only by the primary winding of the arm reactor, a secondary winding is provided and the ampere-turn AT of the secondary winding is controlled. As a result, the predetermined characteristic of the above equation (1) is obtained.

【0035】この(A)の方式を実施の形態1とし、変
圧器2台構成の並列12パルス接続として説明する。 <実施の形態1>図4は本実施の形態1の高調波電流制
御方式型の電力変換装置の概略構成図である。△−△結
線の電源変圧器Tr1と、△−Y結線の電源変圧器Tr
2とを備え、電源変圧器Trと、整流回路2との間に
は、アームリアクトル部3を設けている。
The method (A) is referred to as the first embodiment, and a description will be given as a parallel 12-pulse connection having two transformers. <First Embodiment> FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a power converter of a harmonic current control type according to the first embodiment. Δ- △ connection power transformer Tr1 and △ -Y connection power transformer Tr
2 and an arm reactor 3 is provided between the power transformer Tr and the rectifier circuit 2.

【0036】また、電源変圧器Tr2と、整流回路14
との間にはアームリアクトル部10(アームリアクトル
3と同様)を設けている。
The power transformer Tr2 and the rectifier circuit 14
The arm reactor 10 (similar to the arm reactor 3) is provided between the two.

【0037】そして、アームリアクトル部3のアームリ
アクトル4、5、6及びアームリアクトル部10のアー
ムリアクトル11、12、13の各2次巻き線の両端を
接続した可変抵抗器VR1、Vr2、…VR6を備えた
転流重なり角調整部15とを備えている。
VR6 connected to both ends of each secondary winding of the arm reactors 4, 5, 6 of the arm reactor 3 and the arm reactors 11, 12, 13 of the arm reactor 10. And a commutation overlap angle adjustment unit 15 having the following.

【0038】上記のように構成された実施の形態1の電
力変換装置の動作を図5の波形図及び図6の等価回路を
用いて説明する。
The operation of the power converter of the first embodiment configured as described above will be described with reference to the waveform diagram of FIG. 5 and the equivalent circuit of FIG.

【0039】この説明では、負荷電流Idを検出又は、
アームリアクトル部3及びアームリアクトル部10のア
ームリアクトル4、5、6、11、12、13の端子電
圧或いは負荷電流Idとこの端子間電圧を検出しなが
ら、上記(1)式に示すように、IdとXの積を一定に
なるように各可変抵抗VR1、VR2、…VR6を調整
して転流重なり角を30°に保つ。
In this description, the load current Id is detected or
While detecting the terminal voltage or the load current Id of the arm reactors 4, 5, 6, 11, 12, and 13 of the arm reactor 3 and the arm reactor 10 and the voltage between the terminals, as shown in the above equation (1), Each of the variable resistors VR1, VR2,... VR6 is adjusted so that the product of Id and X is constant, and the commutation overlap angle is maintained at 30 °.

【0040】これによって、図5に示すように、△結線
のアーム電流は図5の(d)に示すようになり、Y結線
のアーム電流は図5の(e)に示すようになり、交流ラ
イン電流I11は図5の(a)となり、交流ライン電流
I12は図5の(b)に示すようになり、結果として交
流ライン電流I10は図5の(c)に示すようになる。
As a result, as shown in FIG. 5, the arm current in the △ connection becomes as shown in FIG. 5D, the arm current in the Y connection becomes as shown in FIG. The line current I11 is as shown in FIG. 5A, the AC line current I12 is as shown in FIG. 5B, and as a result, the AC line current I10 is as shown in FIG. 5C.

【0041】すなわち、RS間のみを説明すると、アー
ムリアクトル部10を設けることによって、図6に示す
ように、△−Yの三相両方の系で転流(黒印のダイオー
ドの系)が行われ、転流重なり角調整部15の可変抵抗
でこの転流重なり角を30度とすることにより、アーム
電流は図5の(d)(e)の如く三角波となる。
In other words, only between the RSs will be described. By providing the arm reactor section 10, as shown in FIG. 6, commutation (diode system with black marks) occurs in both the three-phase systems of △ -Y. When the commutation overlap angle is set to 30 degrees by the variable resistance of the commutation overlap angle adjusting unit 15, the arm current becomes a triangular wave as shown in FIGS.

【0042】従って、u=30°elとなった場合には、
従来のようにu=0°とした場合とは異なり、電源変圧
器の励磁電流を無視した交流ライン電流I10は、フー
リエ級数に展開すると次式となる。
Therefore, when u = 30 ° el,
Unlike the conventional case where u = 0 °, the AC line current I10 ignoring the excitation current of the power transformer is expressed by the following equation when expanded into a Fourier series.

【0043】 I=I{sinωt+8.23×10−3sin9ωt−8.26 ×10−3sin11ωt−1.89×10−3sin23ωt……} ……(2) つまり、従来と比較すると、従来方式は12n±1次の
高調波電流が発生し、その大きさは1/nとなっていた
が、本方式は式(2)に示すように、9,11,23次
の高調波が発生するが、高調波次数の1/nに低減さ
れ、その大きさは1%以下であり、23次迄の累計の変
動値も1.2%と非常に小さくなる。
I = I A {sinωt + 8.23 × 10 −3 sin9ωt−8.26 × 10 −3 sin11ωt−1.89 × 10 −3 sin23ωt (2) That is, in comparison with the conventional art, Although the method generates 12n ± 1st harmonic currents and the magnitude is 1 / n, this method generates 9, 11, and 23rd harmonics as shown in equation (2). However, it is reduced to 1 / n 2 of the harmonic order, the magnitude is 1% or less, and the total fluctuation value up to the 23rd order is extremely small at 1.2%.

【0044】<実施の形態2>実施の形態2は、転流重
なり角調整部が負荷電流を検出し、2次巻き線に流れる
電流を段階的に変化させるものである。本実施の形態に
おいても電源変圧器、整流回路、アームリアクトル部は
2台であるが本説明では片側のみを例示して説明する。
<Second Embodiment> In the second embodiment, the commutation overlap angle adjusting section detects the load current and changes the current flowing through the secondary winding in a stepwise manner. Also in the present embodiment, there are two power transformers, rectifier circuits, and arm reactors, but in this description, only one side will be described as an example.

【0045】図8は実施の形態2の概略構成図である。
図8における三相の電源変圧器20は、△−△結線、△
−Y結線又は△−Y−△結線を用いている。この変圧器
20と整流回路2との間には転流重なり角が30度に保
持するアームリアクトル部21を設けている。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the second embodiment.
The three-phase power transformer 20 in FIG.
-Y connection or △ -Y- △ connection is used. An arm reactor 21 is provided between the transformer 20 and the rectifier circuit 2 to maintain the commutation overlap angle at 30 degrees.

【0046】前述のアームリアクトル部21は、R相に
対応させられたR相アームリアクトル22と、S相に対
応させられたS相アームリアクトル23と、T相に対応
させられたT相アームリアクトル24とからなり、それ
ぞれのアームリアクトルは、一次巻き線6aと2次巻き
線6bと鉄心6cとからなる。本実施の形態では、T相
のみを例にして説明する。
The above-described arm reactor 21 includes an R-phase arm reactor 22 corresponding to the R-phase, an S-phase arm reactor 23 corresponding to the S-phase, and a T-phase arm reactor corresponding to the T-phase. 24, each arm reactor includes a primary winding 6a, a secondary winding 6b, and an iron core 6c. In the present embodiment, only the T phase will be described as an example.

【0047】アームリアクトル24は、一次巻き線6a
の入力端(黒丸印)と、二次巻き線6bの出力端と接続
し、一次巻き線6aの出力端は整流回路2のダイオード
のカソードに接続している。
The arm reactor 24 includes the primary winding 6a
Is connected to the output terminal of the secondary winding 6b, and the output terminal of the primary winding 6a is connected to the cathode of the diode of the rectifier circuit 2.

【0048】また、一次巻き線6aの出力端と二次巻き
線6bの入力端(黒丸印)とは、後術する転流重なり角
調整素子回路27に接続されている。
The output end of the primary winding 6a and the input end (black circle) of the secondary winding 6b are connected to a commutation overlap angle adjusting element circuit 27 to be described later.

【0049】転流重なり角調整素子回路27は、抵抗器
R1、R2、R3と開閉器S1、S2、S3とを直列接
続してなる複数の直列回路をそれぞれ互いに並列接続し
ている。これらの抵抗器の抵抗値はそれぞれ異なってい
る。
In the commutation overlap angle adjusting element circuit 27, a plurality of series circuits each having resistors R1, R2, R3 and switches S1, S2, S3 connected in series are connected in parallel with each other. These resistors have different resistance values.

【0050】また、各開閉器はコントローラ29によっ
てそれぞれの開閉が制御される。コントローラ29は、
負荷電流Idを検出する検出器29に接続され、この負
荷電流Idの値に対応する開閉器を閉じさせる。
The opening and closing of each switch is controlled by the controller 29. The controller 29
It is connected to a detector 29 for detecting the load current Id, and closes a switch corresponding to the value of the load current Id.

【0051】つまり、コントローラ29は図9に示す制
御テーブルを備えている。この制御テーブルは、負荷電
流Idと開閉器名Siとを対応させている。例えば、負
荷電流IdがIda〜Idbの範囲では開閉器S1を閉
じ、負荷電流IdがIdb〜Idcの範囲では開閉器S
2を閉じ、負荷電流IdがIdc〜Iddの範囲では開
閉器S3を閉じるようにさせることで、IdとXの積を
常に一定にする。すなわち、Id・Xの積を一定とする
ことにより負荷Iが変化しても転流重なり角を30°
elに保つことが出来るようにしている。
That is, the controller 29 has a control table shown in FIG. This control table associates the load current Id with the switch name Si. For example, when the load current Id is in the range of Ida to Idb, the switch S1 is closed, and when the load current Id is in the range of Idb to Idc, the switch S1 is closed.
By closing the switch 2 and closing the switch S3 when the load current Id is in the range of Idc to Idd, the product of Id and X is always kept constant. That is, by keeping the product of Id · X constant, the commutation overlap angle is set to 30 ° even when the load ID changes.
so that you can keep it to el.

【0052】なお、本実施の形態では開閉器を用いて転
流重なり角が30度に保持するようにしたが、開閉器に
代えてパワートランジスタを用いてもよい。
In this embodiment, the commutation overlap angle is maintained at 30 degrees by using a switch, but a power transistor may be used instead of the switch.

【0053】<実施の形態3>図10は実施の形態3の
概略構成図である。実施の形態3は、アームリアクトル
のインピーダンスXを調整するために流す二次側電流の
タイミングを主回路のアームリアクトルと同期させる方
式であり、そのエネルギー源を別電源より供給するもの
である。
<Third Embodiment> FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a third embodiment. The third embodiment is a method of synchronizing the timing of a secondary current flowing to adjust the impedance X of the arm reactor with the arm reactor of the main circuit, and supplies the energy source from another power source.

【0054】図10に示すアームリアクトルの同期式の
電力変換装置は、主回路とサブ回路とからなり、主回路
は配電路からの三相を入力する電源変圧器Tr1(△−
Y−△結線)と、整流回路30、31との間にアームリ
アクトル部32、33を設けている。
The synchronous power converter of the arm reactor shown in FIG. 10 includes a main circuit and a sub-circuit, and the main circuit is a power transformer Tr1 (△ −) for inputting three phases from a power distribution line.
Arm reactors 32 and 33 are provided between the rectifier circuits 30 and 31 (Y- △ connection).

【0055】アームリアクトル部32は、電源変圧器T
r1の△−Y結線におけるU相、V相、W相毎にアーム
リアクトル35、36、37を備える。
The arm reactor 32 includes a power transformer T
Arm reactors 35, 36, and 37 are provided for each of the U, V, and W phases in the △ -Y connection of r1.

【0056】また、変圧器Tr1の△−△結線における
U相、V相、W相毎にアームリアクトル38、39、4
0を備える。これらのアームリアクトルは図2に示すよ
うに、鉄心6cに一次巻き線6a、6bを巻き付けて構
成し、各アームリアクトルの二次巻き線の入力端はサブ
回路の変圧器Tr2のU相、V相、W相に接続し、出力
端はサブ回路の整流回路のダイオードに接続している。
The arm reactors 38, 39, 4 for each of the U-phase, V-phase, and W-phase in the 変-変 connection of the transformer Tr1.
0 is provided. As shown in FIG. 2, these arm reactors are configured by winding primary windings 6a and 6b around an iron core 6c, and the input terminals of the secondary windings of each arm reactor are connected to the U-phase and V-phase Phase, W phase, and the output terminal is connected to the diode of the rectifier circuit of the sub-circuit.

【0057】一方、サブ回路は、主回路と同様な巻き線
比のる変圧器Tr2(△−Y−△結線)と、整流回路4
3、44との間に主回路のアームリアクトル部32、3
3の各アームリアクトルの二次巻き線を接続している。
On the other hand, the sub-circuit includes a transformer Tr2 (2-Y- △ connection) having the same winding ratio as the main circuit, and a rectifier circuit 4
Arm reactor portions 32, 3 of the main circuit
3 is connected to the secondary winding of each arm reactor.

【0058】例えば、変圧器Tr1の△−Y結線のUS
1と主回路のアームリアクトル35の二次巻き線35b
の入力端とが接続され、このアームリアクトル35の二
次巻き線35bの出力端が整流回路43のダイオード4
3a、43bに接続されている。
For example, US of the △ -Y connection of the transformer Tr1
1 and the secondary winding 35b of the arm reactor 35 of the main circuit
The output terminal of the secondary winding 35b of the arm reactor 35 is connected to the diode 4 of the rectifier circuit 43.
3a and 43b.

【0059】また、この電力変換装置は、配電路からの
三相に電源電圧検出器46と、電流調整器47とを備え
ると共に、サブ回路の変圧器Tr2と電流調整器47と
の間に調整電流検出器48とを備え、かつ主回路からの
負荷電流を検出する直流電流検出器50とを備える。
This power converter includes a power supply voltage detector 46 and a current regulator 47 in three phases from the distribution line, and adjusts between the transformer Tr2 and the current regulator 47 of the sub-circuit. And a DC current detector 50 for detecting a load current from the main circuit.

【0060】そして、これらの検出器からの出力値に基
づき電流調整器47を制御して各アームリアクトルの2
次巻き線に流す電流を制御して常に転流重なり角度を3
0度に維持する転流重なり角コントローラ49を備え
る。
Then, the current regulator 47 is controlled based on the output values from these detectors to control the current of each arm reactor.
By controlling the current flowing to the next winding, the commutation overlap angle is always 3
It has a commutation overlap angle controller 49 that maintains it at 0 degrees.

【0061】すなわち、主回路とサブ回路とも同相の電
源変圧器TR1、TR2とすると共に、同じ特性の整流
回路30、31、43、44とすることで、各相の位相
が主回路の位相となるようにして、転流重なり角度を3
0度に維持している。
That is, the power transformers TR1 and TR2 have the same phase in the main circuit and the sub-circuit, and the rectifier circuits 30, 31, 43 and 44 have the same characteristics. So that the commutation overlap angle is 3
It is maintained at 0 degrees.

【0062】具体的には、上記のように 1−cosu=K・{(Id・X)/E} なる式において、IdとリアクタンスXの積を常に一定
にする。すなわち、電源電圧検出器46での検出値と調
整電流検出器48の検出値と直流電流検出器50の検出
値とからId・Xの積が一定となるように電流調整器4
7でサブ回路の変圧器Tr2への電流を調整する。この
調整値は上記の説明のように各検出値の範囲と、実際の
調整値とを対応させたテーブルを設けて行うのが好まし
い。
More specifically, in the equation 1-cosu = K {{(Id ・ X) / E}, the product of Id and reactance X is always kept constant. That is, the current regulator 4 is controlled so that the product of Id and X is constant from the detection value of the power supply voltage detector 46, the detection value of the adjustment current detector 48, and the detection value of the DC current detector 50.
At 7, the current to the transformer Tr2 of the sub-circuit is adjusted. It is preferable that this adjustment value is provided by providing a table in which the range of each detection value and the actual adjustment value correspond to each other as described above.

【0063】なお、アームリアクトルの二次巻き線は加
極性に接続するか減極性に接続するかは理論上必要とす
るインピーダンスと制作したアームリアクトルのインピ
ーダンスの差により当初決定するのが好ましい。
It should be noted that whether the secondary winding of the arm reactor is connected to the additional polarity or the negative polarity is preferably determined initially based on the difference between the theoretically required impedance and the impedance of the manufactured arm reactor.

【0064】<実施の形態4>図11は実施の形態4の
概略構成図である。実施の形態4は、アームリアクトル
のインピーダンスXを調整するために流す二次側電流の
タイミングを主回路のアームリアクトルと同期させる方
式であり、そのエネルギー源を主回路の直流電圧回路よ
り供給するものである。
<Fourth Embodiment> FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a fourth embodiment. Embodiment 4 is a method of synchronizing the timing of the secondary current flowing in order to adjust the impedance X of the arm reactor with the arm reactor of the main circuit, and supplying the energy source from the DC voltage circuit of the main circuit. It is.

【0065】図11に示すアームリアクトルの同期式の
電力変換装置は、主回路とサブ回路とからなり、主回路
は配電路からの三相を入力する電源変圧器Tr1(△−
Y−△結線)と、整流回路30、31との間にアームリ
アクトル部32、33を設けている。
The synchronous power converter of the arm reactor shown in FIG. 11 includes a main circuit and a sub-circuit, and the main circuit is a power transformer Tr1 (△ −) for inputting three phases from a power distribution line.
Arm reactors 32 and 33 are provided between the rectifier circuits 30 and 31 (Y- △ connection).

【0066】アームリアクトル部32は、電源変圧器T
r1の△−Y結線におけるU相、V相、W相毎にアーム
リアクトル35、36、37を備える。
The arm reactor section 32 includes a power transformer T
Arm reactors 35, 36, and 37 are provided for each of the U, V, and W phases in the △ -Y connection of r1.

【0067】また、変圧器Tr1の△−△結線における
U相、V相、W相毎にアームリアクトル38、39、4
0を備える。これらのアームリアクトルは図2に示すよ
うに、鉄心6cに一次巻き線6a、6bを巻き付けて構
成し、各アームリアクトルの二次巻き線の入力端および
出力端は主回路直流電圧を電源としたパワートランジス
タ等により構成されたインバータ回路51にそれぞれ接
続している。
The arm reactors 38, 39, 4 for each of the U-phase, V-phase, and W-phase in the 変-△ connection of the transformer Tr1.
0 is provided. As shown in FIG. 2, these arm reactors are configured by winding primary windings 6a and 6b around an iron core 6c, and the input terminals and the output terminals of the secondary windings of each arm reactor use a main circuit DC voltage as a power supply. Each is connected to an inverter circuit 51 composed of a power transistor or the like.

【0068】インバータを制御するタイミングは、サブ
回路の、主回路と同位相にて構成される変圧器Tr2
(△−Y−△結線)と、整流回路43、44との間に接
続される同期信号検出器48(電流変成器)より検出さ
れる。
The timing for controlling the inverter is determined by the transformer Tr2 of the sub-circuit having the same phase as the main circuit.
(△ -Y- △ connection) and the rectifier circuits 43 and 44 are detected by a synchronization signal detector 48 (current transformer).

【0069】例えば、変圧器Tr1の△−Y結線の一相
に挿入されるアームリアクトルの二次端子US1および
US2はインバータ回路51のUS1およびUSに接続
される。
For example, the secondary terminals US1 and US2 of the arm reactor inserted into one phase of the △ -Y connection of the transformer Tr1 are connected to US1 and US of the inverter circuit 51.

【0070】また、この電力変換装置は、サブ回路側に
配電路からの三相に電源電圧検出器46を備えると共
に、サブ回路の変圧器Tr2と同期信号を取り出すため
の同期信号検出器48とを備え、かつ直流主回路からの
負荷電流を検出する直流電流検出器50とを備える。
This power converter includes a power supply voltage detector 46 on the sub-circuit side in three phases from the power distribution line, and a synchronous signal detector 48 for extracting a synchronous signal with the transformer Tr2 of the sub-circuit. And a DC current detector 50 for detecting a load current from the DC main circuit.

【0071】そして、これらの検出器からの出力値に基
づきインバータ51のベース電流を制御して各アームリ
アクトルの2次巻き線に流す電流を制御して常に転流重
なり角度を30度に維持する転流重なり角コントローラ
49を備える。
The base current of the inverter 51 is controlled based on the output values from these detectors to control the current flowing in the secondary winding of each arm reactor, so that the commutation overlap angle is always maintained at 30 degrees. A commutation overlap angle controller 49 is provided.

【0072】すなわち、主回路とサブ回路とも同相の電
源変圧器TR1、TR2とすると共に、同じ特性の整流
回路30、31、43、44とすることで、各相の位相
が主回路の位相となるようにして、転流重なり角度を3
0度に維持している。
That is, the power transformers TR1 and TR2 have the same phase in both the main circuit and the sub-circuit, and the rectifier circuits 30, 31, 43 and 44 have the same characteristics. So that the commutation overlap angle is 3
It is maintained at 0 degrees.

【0073】具体的には、上記のように 1−cosu=K・{(Id・X)/E} なる式において、IdとリアクタンスXの積を常に一定
にする。すなわち、電源電圧検出器46での検出値と同
期信号検出器48の検出値と直流電流検出器50の検出
値とからId・Xの積が一定となるようにインバータ5
1でアームリアクトルの電流を調整する。
More specifically, in the equation 1-cosu = K リ ア {(Id ・ X) / E} as described above, the product of Id and reactance X is always kept constant. That is, based on the detection value of the power supply voltage detector 46, the detection value of the synchronization signal detector 48, and the detection value of the DC current detector 50, the inverter 5 is controlled so that the product of Id · X is constant.
Step 1 adjusts the current of the arm reactor.

【0074】この調整値は上記の説明のように各検出値
の範囲と、実際の調整値とを対応させたテーブルを設け
て行うのが好ましい。
It is preferable that the adjustment values are prepared by providing a table in which the ranges of the respective detection values correspond to the actual adjustment values as described above.

【0075】なお、アームリアクトルの二次巻き線は加
極性に接続するか減極性に接続するかは理論上必要とす
るインピーダンスと制作したアームリアクトルのインピ
ーダンスの特性により当初決定する。
It should be noted that whether the secondary winding of the arm reactor is connected to an additional polarity or a negative polarity is initially determined by the theoretically required impedance and the impedance characteristics of the manufactured arm reactor.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電力変換
装置の電源変圧器と整流回路との間に、各相毎に対応さ
せられて設けられたリアクトルを設け、このリアクトル
のインピーダンスと負荷電流の積を一定に維持すること
で転流重なり角を30度にするようにしたことにより、
各相のリアクトルを流れる電流の転流重なり角が30度
となった三角波が得られ、従来と違って矩形波ではな
く、この三角波が合成された三相が配電路の三相となる
ので、結果として高調波は高調波次数の1/n2に低減
する。
As described above, according to the present invention, a reactor provided for each phase is provided between a power transformer and a rectifier circuit of a power converter, and the impedance of the reactor is reduced. By maintaining the product of the load current constant to make the commutation overlap angle 30 degrees,
A triangular wave having a commutation overlap angle of 30 degrees of the current flowing through the reactor of each phase is obtained. As a result, the harmonics are reduced to 1 / n 2 of the harmonic order.

【0077】従って、高調波フィルタまたはアクティブ
フィルタを用いなくとも高調波は低減されるので、コス
トを低減できると共に、高調波によって配電路に接続さ
れた外部の機器を破損させることがないという効果が得
られている。
Therefore, the harmonics can be reduced without using a harmonic filter or an active filter, so that the cost can be reduced and the external devices connected to the power distribution line are not damaged by the harmonics. Have been obtained.

【0078】また、本発明の高調波電流抑制型の電力変
換装置によれば、主回路と、この主回路と特性が同様な
サブ回路を設け、サブ回路からの電流で主回路の各相の
リアクトルの二次巻き線を流れる電流を調整するように
したことにより、主回路からの負荷電流に見合った電流
がサブ回路から得られて、これが主回路のリアクトルの
二次巻き線を流れることになるからアームリアクトルの
インピーダンスを調整するための二次巻き線の電流との
タイミングが主回路のリアクトルの一次巻き線を流れる
電流と同期する。つまり、主回路に何ら影響を与えない
でタイミング良く各相の転流重なり角を30度に維持で
きるという効果が得られている。
Further, according to the harmonic current suppressing type power converter of the present invention, the main circuit and the sub-circuit having the same characteristics as the main circuit are provided, and the current from the sub-circuit is used for each phase of the main circuit. By adjusting the current flowing through the secondary winding of the reactor, a current corresponding to the load current from the main circuit is obtained from the sub-circuit, which flows through the secondary winding of the reactor of the main circuit. Therefore, the timing with the current of the secondary winding for adjusting the impedance of the arm reactor is synchronized with the current flowing through the primary winding of the reactor of the main circuit. That is, the effect is obtained that the commutation overlap angle of each phase can be maintained at 30 degrees with good timing without affecting the main circuit.

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

【図1】本発明の高調波電流抑制型の電力変換装置の概
念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a harmonic current suppression type power converter of the present invention.

【図2】本発明の電力変換装置に用いるアームリアクト
ルの外観図である。
FIG. 2 is an external view of an arm reactor used in the power converter of the present invention.

【図3】アームリアクトルの特性を説明する説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating characteristics of an arm reactor.

【図4】本実施の形態1の高調波電流抑制型の電力変換
装置の概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a harmonic current suppression type power converter of the first embodiment.

【図5】本実施の形態1の動作を説明する波形図であ
る。
FIG. 5 is a waveform chart for explaining the operation of the first embodiment.

【図6】本実施の形態1の電流の流れを示す等価回路図
である。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram showing a current flow according to the first embodiment.

【図7】転流角30度になる理由を説明する説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the reason why the commutation angle is 30 degrees.

【図8】本実施の形態2の高調波電流抑制型の電力変換
装置の概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a harmonic current suppression type power conversion device according to a second embodiment.

【図9】本実施の形態2で用いるテーブルを説明する説
明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a table used in the second embodiment.

【図10】本実施の形態3の高調波電流抑制型の電力変
換装置の概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a harmonic current suppression type power conversion device according to a third embodiment.

【図11】本実施の形態4の高調波電流抑制型の電力変
換装置の概略構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a harmonic current suppression type power conversion device according to a fourth embodiment.

【図12】従来の電力変換装置の概略構成図である。FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a conventional power converter.

【図13】従来の電力変換装置の交流電流波形図であ
る。
FIG. 13 is an alternating current waveform diagram of a conventional power converter.

【図14】従来の高調波を除去するためのフィルタの構
成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional filter for removing harmonics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 三相変圧器 2 整流回路 3 アームリアクトル部 6a 一次巻き線 6b 2次巻き線 7 転流重なり角調整部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Three-phase transformer 2 Rectifier circuit 3 Arm reactor part 6a Primary winding 6b Secondary winding 7 Commutation overlap angle adjustment part

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配電路からの三相電力を、一次側をデル
タ結線とし二次側をデルタ結線およびスター結線として
変圧する1台で構成する電源変圧器又は2台で構成する
電源変圧器と、前記二次側デルタ結線に接続された三相
ブリッジ整流回路と前記二次側スター結線に接続された
三相ブリッジ整流回路とを有して、この双方の三相ブリ
ッジ整流回路を並列接続して負荷に直流電力を供給する
電力変換装置において、 前記電源変圧器と整流回路との間に、各相毎に対応させ
られて設けられたリアクトルと、 転流重なり角を30度近傍になるように、前記リアクト
ルを含む電源側のインピーダンスと前記負荷に流れる負
荷電流との積を一定に維持する転流重なり角調整部とを
有することを特徴とする高調波電流抑制型の電力変換装
置。
1. A power transformer comprising one unit or a power transformer comprising two units for transforming three-phase power from a distribution line into a delta connection on a primary side and a delta connection and a star connection on a secondary side. A three-phase bridge rectifier circuit connected to the secondary delta connection and a three-phase bridge rectifier circuit connected to the secondary star connection, and these two three-phase bridge rectifier circuits are connected in parallel. And a reactor provided between the power transformer and the rectifier circuit so as to correspond to each phase, such that a commutation overlap angle is close to 30 degrees. And a commutation overlap angle adjustment unit for maintaining a constant product of the impedance on the power supply side including the reactor and the load current flowing through the load.
【請求項2】 前記リアクトルは、アームリアクトルと
して、 一次巻き線の一端は前記電源変圧器のいずれかの相に接
続され、他端は前記整流回路の対応するダイオードに接
続され、 前記二次巻き線の両端は前記転流重なり角調整部に接続
され、当該調整部によって電流が調整されることを特徴
とする請求項1記載の高調波電流抑制型の電力変換装
置。
2. The reactor as an arm reactor, wherein one end of a primary winding is connected to one of phases of the power transformer, and the other end is connected to a corresponding diode of the rectifier circuit; The harmonic current suppression type power converter according to claim 1, wherein both ends of the line are connected to the commutation overlap angle adjustment unit, and the current is adjusted by the adjustment unit.
【請求項3】 前記電源変圧器と整流回路は、 第1の電源変圧器と第1の整流回路とからなる第1の電
力変換回路と、第2の電源変圧器と第2の整流回路とか
らなる第2の電力変換回路とで構成され、 前記第1の電源変圧器と第1の整流回路との間には、前
記第1の電源変圧器の各相に対応させられて設けられた
第1のアームリアクトル群とを備え、 前記第2の電源変圧器と第2の整流回路との間には、前
記第2の電源変圧器の各相に対応させられて設けられた
第2のリアクトル群とを備え、 これらのアームリアクトル群の各アームリアクトルの二
次巻き線は前記転流重なり角調整部に接続されることを
特徴とする請求項1又は請求項2記載の高調波電流抑制
型の電力変換装置。
3. The power supply transformer and the rectifier circuit include: a first power converter circuit including a first power supply transformer and a first rectifier circuit; a second power supply transformer and a second rectifier circuit. And a second power conversion circuit comprising: a first power transformer and a first rectifier circuit provided between the first power transformer and the first rectifier circuit so as to correspond to each phase of the first power transformer. A first arm reactor group, a second arm transformer group provided between the second power transformer and the second rectifier circuit, the second arm transformer being provided for each phase of the second power transformer. The harmonic current suppression according to claim 1 or 2, further comprising a reactor group, wherein a secondary winding of each arm reactor of the arm reactor group is connected to the commutation overlap angle adjustment unit. Type power converter.
【請求項4】 前記転流重なり角調整部は、 前記各相毎のアームリアクトルに対応する可変抵抗を備
え、該可変抵抗の調整で前記転流重なり角30度を維持
させることを特徴とする請求項1、2又は3記載の高調
波電流抑制型の電力変換装置。
4. The commutation overlap angle adjustment unit includes a variable resistor corresponding to the arm reactor for each phase, and maintains the commutation overlap angle of 30 degrees by adjusting the variable resistance. The harmonic current suppression type power converter according to claim 1, 2 or 3.
【請求項5】 前記転流重なり角調整部は、 互いに異なる値の抵抗素子に直列に開閉素子を接続して
なる複数の直列回路と、前記アームリアクトルに流す複
数種の電流範囲に前記開閉素子名を対応させたテーブル
とを備え、 前記負荷電流を検出したとき、該負荷電流に対応する前
記テーブルの電流範囲の開閉素子を閉路させる手段とを
有することを特徴とする請求項1,2,3又は4記載の
高調波電流抑制型の電力変換装置。
5. The commutation overlap angle adjustment section includes: a plurality of series circuits each including a switching element connected in series to a resistance element having a different value from each other; and the switching element in a plurality of types of current ranges flowing through the arm reactor. And a means for closing a switching element in a current range of the table corresponding to the load current when the load current is detected. 5. The harmonic current suppression type power converter according to 3 or 4.
【請求項6】 配電路からの三相電力を所定の結線で変
圧する第1の電源変圧器と、 この第1の電源変圧器を介しての三相を整流して第1の
負荷に供給する第1の整流回路と、 一次巻き線と二次巻き線とを備えて、前記第1の電源変
圧器と第1の整流回路との間に設けられて、各相毎にそ
れぞれの一次巻き線の一端が接続され、その他端が前記
第1の整流回路の対応するダイオードに接続されたアー
ムリアクトルとからなる主回路と、 前記配電路からの三相電力を、前記第1の電源変圧器と
同様な特性の結線で変圧し、各相を前記主回路の対応す
る相の前記アームリアクトルの二次巻き線の一端に接続
した第2の電源変圧器と、 前記第1の整流回路と同様に接続されたダイオード構成
で前記主回路の各相のアームリアクトルの二次巻き線の
他端を、所定のダイオードに接続して二次巻き線の電流
を主回路の各相の電流と同期して整流する第2の整流回
路ととからなるサブ回路とを備える一方、 前記配電路の三相線と前記第2の電源変圧器との間に設
けられ、前記第2の電源変圧器への電流を調整する電流
調整回路と、 前記第1の負荷への負荷電流及び前記配電路の三相の電
圧の検出値に基づいて前記第2の電源変圧器への電流を
調整して前記各相のアームリアクトルの二次巻き線に流
す電流を制御することにより転流重なり角を30度に維
持させる転流重なり角コントローラとを有することを特
徴とする高調波電流抑制型の電力変換装置。
6. A first power transformer for transforming three-phase power from a power distribution line by a predetermined connection, and rectifying the three phases via the first power transformer to supply the rectified three-phase power to a first load. A first rectifier circuit, and a primary winding and a secondary winding. The first rectifier circuit is provided between the first power transformer and the first rectifier circuit. A main circuit consisting of an arm reactor having one end connected to the corresponding diode of the first rectifier circuit and the other end connected to a corresponding diode of the first rectifier circuit; A second power transformer in which each phase is connected to one end of a secondary winding of the arm reactor of the corresponding phase of the main circuit, and the same as the first rectifier circuit. The secondary winding of the arm reactor of each phase of the main circuit in the diode configuration connected to And a second rectifier circuit that connects the end to a predetermined diode and rectifies the current of the secondary winding in synchronization with the current of each phase of the main circuit. A current adjusting circuit that is provided between the three-phase line and the second power transformer and adjusts a current to the second power transformer; and a load current to the first load and The current to the second power transformer is adjusted based on the detected values of the three-phase voltages to control the current flowing through the secondary windings of the arm reactors of the respective phases, so that the commutation overlap angle is 30 degrees. And a commutation overlap angle controller for maintaining the power supply at a higher harmonic current.
【請求項7】 配電路からの三相電力を所定の結線で変
圧する第1の電源変圧器と、 この第1の電源変圧器を介しての三相を整流して負荷に
供給する第1の整流回路と、 一次巻き線と二次巻き線とを備えて、前記第1の電源変
圧器と第1の整流回路との間に設けられて、各相毎にそ
れぞれの一次巻き線の一端が接続され、その他端が前記
第1の整流回路の対応するダイオードに接続されたアー
ムリアクトルとからなる主回路と、 前記アームリアクトルの二次巻き線の各相毎それぞれの
両端が接続される前記主回路出力直流電圧を電源とする
インバータ回路と、 前記配電路からの三相電力を、前記第1の電源変圧器と
同様な特性の結線で変圧する第2の電源変圧器と、 前記第1の整流回路と同様に接続されたダイオードで構
成されて、前記第2の電源変圧器に接続することによ
り、主回路の各相の電流と同期して整流する第2の整流
回路と、 からなるサブ回路とを備える一方、 三相電源電圧検出器と前記第2の電源変圧器の2次側電
流の同期信号を取り出すための同期信号検出器と前記主
回路の負荷電流を検出する直流電流検出器とを備え、こ
れら各検出器からの出力値に基づき前記インバータを制
御して前記各相のアームリアクトルの2次巻き線に流す
電流を制御することにより転流重なり角を30度に維持
させる転流重なり角コントローラとを有することを特徴
とする高調波電流抑制型の電力変換装置。
7. A first power supply transformer for transforming three-phase power from a distribution line by a predetermined connection, and a first power supply for rectifying the three-phase power via the first power supply transformer and supplying the rectified three-phase power to a load. And a primary winding and a secondary winding, provided between the first power transformer and the first rectifier circuit, and one end of each primary winding for each phase. And a main circuit consisting of an arm reactor having the other end connected to a corresponding diode of the first rectifier circuit, and both ends of each of the secondary windings of the arm reactor connected to each phase. An inverter circuit that uses a main circuit output DC voltage as a power supply; a second power transformer that transforms three-phase power from the power distribution line with a connection having characteristics similar to those of the first power transformer; And a diode connected in the same manner as the rectifier circuit of And a sub-circuit comprising: a second rectifier circuit that rectifies the current in each phase of the main circuit in synchronization with the main circuit by connecting to the power transformer. A synchronous signal detector for extracting a synchronous signal of the secondary current of the power transformer; and a DC current detector for detecting a load current of the main circuit. The inverter is controlled based on an output value from each of these detectors. A commutation overlap angle controller for controlling the current flowing through the secondary winding of the arm reactor of each phase to maintain the commutation overlap angle at 30 degrees. Power converter.
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