JP2004236404A - Self-excitation type converter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自励式変換装置に関し、特にその交流側の電圧・電流リプルを低減するためのフィルタ回路の接続に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9は、従来の、交流リアクトルを介して複数台の三相ブリッジ回路を並列接続した自励式変換装置の回路図である。
【0003】
同図に示すように、従来の自励式変換装置においては、複数台の三相ブリッジ回路931、932が三相交流リアクトル921、922を介してブスやケーブルなどによって並列接続される。三相コンデンサで実現されるフィルタ回路941、942は、各三相交流リアクトル921、922の直近に配置されている。
【0004】
しかしながら、従来の複数台の三相ブリッジ回路から成る自励式変換装置の構成には次のような問題がある。
【0005】
複数の三相ブリッジ回路931、932が個別の制御を行っている場合、一般的に各三相ブリッジ回路931、932はそれぞれ異なる電圧・電流を出力する。そのため、分散しているフィルタ回路941、942を構成する三相コンデンサには、それぞれ異なる電圧VC1、VC2が印加される。すると、これらの三相コンデンサとその間にある配線インダクタンス101(図9の951、952)が共振を起こし、三相コンデンサ間に共振電流102が流れる。その様子を図10に示す。
この共振電流102は非常に大きな電流値に成り得るため、三相コンデンサの劣化や破壊の原因となる。
【0006】
共振電流対策としては、三相コンデンサの電流容量を大きくしたり、ダンピング抵抗を入れたりする方法があるが、これらはコストや損失の増加、外形の大型化を招いてしまう。
【0007】
また、共振電流対策として、特別な回路(模擬インバータや模擬母線等)を設けて調整するものもある(例えば、特許文献1参照)が、この場合もやはりコストの増加等を招いてしまう。
【0008】
【特許文献1】
特公平5−32978号公報(第3−4頁、図1)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の自励式変換装置においては、共振電流対策として、フィルタ回路を構成するコンデンサの電流容量アップやダンピング抵抗あるいは特別な回路の追加を必要とし、コストや損失の増加、外形の大型化を招いてしまうという問題点があった。
【0010】
本発明は、従来のこのような点に鑑みて為されたもので、フィルタ回路を構成するコンデンサの電流容量アップやダンピング抵抗などの追加を必要としない低価格・低損失な自励式変換装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、自己消弧型素子および直流コンデンサをそれぞれ有する複数台の三相ブリッジ回路を、各々交流リアクトルを介して並列接続した自励式変換装置において、交流側の電圧・電流リプルを低減するためのフィルタ回路が、複数台の三相ブリッジ回路の全出力または全入力が合成された箇所に接続されることを特徴とする。ここで、フィルタ回路が複数台のフィルタ回路で構成される場合は、複数台のフィルタ回路が同一箇所に接続されることを特徴とする。
【0012】
このような構成の本発明によれば、従来のようなフィルタ回路間を流れる共振電流を防止出来るので、フィルタ回路を構成するコンデンサの電流容量アップやダンピング抵抗の追加が不要となる。
【0013】
なお、単相ブリッジ回路または中性点クランプ形の三相あるいは単相ブリッジ回路で構成される自励式変換装置においても同様にフィルタ回路を接続することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0015】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る自励式変換装置の構成を示す回路図である。同図に示すように、この実施形態においては、連系トランス11に、それぞれ三相交流リアクトル121、122を介して複数台の三相ブリッジ回路131、132が並列接続されるとともに、交流側の電圧・電流リプルを低減するためのフィルタ回路(三相コンデンサ)14が、複数台の三相ブリッジ回路131、132の全出力または全入力が合成された箇所、すなわち連系トランス11から複数台の三相ブリッジ回路131、132への配線が分岐する前の箇所に接続されている。なお、15は配線インダクタンスである。
【0016】
図2は、図1に示す三相ブリッジ回路13(131、132)の具体的構成例を示すもので、図2に示すように自己消弧型素子および直流コンデンサから構成されているが、この三相ブリッジ回路13は、図3に示すように、中性点クランプ形の三相ブリッジ回路であってもよい。
【0017】
この実施形態においては、フィルタ回路14は1台の三相コンデンサによって構成されている。従って、三相コンデンサが1台しかないので、三相コンデンサ間の共振電流は流れ得ない。
【0018】
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係る自励式変換装置の構成を示す回路図である。同図に示すように、この実施形態においては、連系トランス41に、それぞれ交流リアクトル421、422を介して複数台の単相ブリッジ回路431、432が並列接続されるとともに、交流側の電圧・電流リプルを低減するためのフィルタ回路(単相コンデンサ)44が、複数台の単相ブリッジ回路431、432の全出力または全入力が合成された箇所、すなわち連系トランス41から複数台の単相ブリッジ回路431、432への配線が分岐する前の箇所に接続されている。なお、45は配線インダクタンスである。
【0019】
図5は、図4に示す単相ブリッジ回路43(431、432)の具体的構成例を示すもので、図5に示すように自己消弧型素子および直流コンデンサから構成されているが、この単相ブリッジ回路43は、図6に示すように、中性点クランプ形の単相ブリッジ回路であってもよい。
【0020】
この実施形態においては、フィルタ回路44は1台の単相コンデンサによって構成されている。従って、単相コンデンサが1台しかないので、単相コンデンサ間の共振電流は流れ得ない。
【0021】
(第3の実施形態)
図7は、本発明の第3の実施形態に係る自励式変換装置の構成を示す回路図である。同図に示すように、この実施形態においては、連系トランス71に、それぞれ三相交流リアクトル721、722を介して複数台の三相ブリッジ回路731、732が並列接続されるとともに、交流側の電圧・電流リプルを低減するためのフィルタ回路74として並列接続された複数台のフィルタ回路(三相コンデンサ)が、複数台の三相ブリッジ回路731、732の全出力または全入力が合成された箇所、すなわち連系トランス71から複数台の三相ブリッジ回路731、732への配線が分岐する前の箇所に接続されている。なお、75は配線インダクタンスである。
【0022】
三相ブリッジ回路73は、図2に示すような構成のものでもよく、また図3に示すように、中性点クランプ形の三相ブリッジ回路であってもよい。
【0023】
この実施形態では、複数台の三相コンデンサによってフィルタ回路74を構成しているが、すべての三相コンデンサは、三相ブリッジ回路731、732の全出力または全入力が合成された部分の同一箇所に接続されている。
【0024】
従って、個別電流制御などにより各三相ブリッジ回路731、732の変換器が異なる電圧を出力しても、全ての三相コンデンサに同じ電圧が印加されるので、三相コンデンサ間に電位差が生じない。そのため、三相コンデンサ間に流れる共振電流を防ぐことができ、三相コンデンサの電流容量アップやダンピング抵抗の追加は不要となる。
【0025】
(第4の実施形態)
図8は、本発明の第4の実施形態に係る自励式変換装置の構成を示す回路図である。同図に示すように、この実施形態においては、連系トランス81に、それぞれ交流リアクトル821、822を介して複数台の単相ブリッジ回路831、832が並列接続されるとともに、交流側の電圧・電流リプルを低減するためのフィルタ回路84として並列接続された複数台のフィルタ回路(単相コンデンサ)が、複数台の単相ブリッジ回路831、832の全出力または全入力が合成された箇所、すなわち連系トランス81から複数台の単相ブリッジ回路831、832への配線が分岐する前の箇所に接続されている。なお、85は配線インダクタンスである。
【0026】
単相ブリッジ回路83は、図5に示すような構成のものでもよく、また図6に示すように、中性点クランプ形の単相ブリッジ回路であってもよい。
【0027】
この実施形態では、複数台の単相コンデンサによってフィルタ回路84を構成しているが、すべての単相コンデンサは、単相ブリッジ回路831、832の全出力または全入力が合成された部分の同一箇所に接続されている。
【0028】
従って、個別電流制御などにより各単相ブリッジ回路831、832が異なる電圧を出力しても、全ての単相コンデンサに同じ電圧が印加されるので、単相コンデンサ間に電位差が生じない。そのため、単相コンデンサ間に流れる共振電流を防ぐことができ、単相コンデンサの電流容量アップやダンピング抵抗の追加は不要となる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、自励式変換装置のフィルタ回路間の共振電流を防止することができる。その結果、フィルタ回路の電流容量アップやダンピング抵抗の取付けが不要となり、低価格・低損失な自励式変換装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る自励式変換装置の構成を示す回路図。
【図2】本発明の第1または第3の実施形態における三相ブリッジ回路の具体的構成例を示す回路図。
【図3】本発明の第1または第3の実施形態における三相ブリッジ回路の他の具体的構成例を示す回路図。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る自励式変換装置の構成を示す回路図。
【図5】本発明の第2または第4の実施形態における単相ブリッジ回路の具体的構成例を示す回路図。
【図6】本発明の第2または第4の実施形態における単相ブリッジ回路の他の具体的構成例を示す回路図。
【図7】本発明の第3の実施形態に係る自励式変換装置の構成を示す回路図。
【図8】本発明の第4の実施形態に係る自励式変換装置の構成を示す回路図。
【図9】従来の自励式変換装置の構成例を示す回路図。
【図10】従来の自励式変換装置において共振電流が流れる原因を説明するための図。
【符号の説明】
11、41、71、81…連系トランス
12(121、122)、72(721、722)…三相交流リアクトル
13(131、132)、73(731、732)…三相ブリッジ回路
14、44、74、84…フィルタ回路
15、45、75、85…配線インダクタンス
42(421、422)、82(821、822)…交流リアクトル
43(431、432)、83(831、832)…単相ブリッジ回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a self-excited converter, and more particularly to connection of a filter circuit for reducing voltage / current ripple on the AC side.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a circuit diagram of a conventional self-excited converter in which a plurality of three-phase bridge circuits are connected in parallel via an AC reactor.
[0003]
As shown in the figure, in the conventional self-commutated converter is connected in parallel such as by Buss and cables via the plurality of three-
[0004]
However, the configuration of a conventional self-excited converter including a plurality of three-phase bridge circuits has the following problems.
[0005]
When the plurality of three-
Since the resonance current 102 can have a very large current value, it causes deterioration or destruction of the three-phase capacitor.
[0006]
As a countermeasure against the resonance current, there are methods of increasing the current capacity of the three-phase capacitor or inserting a damping resistor. However, these methods increase the cost, the loss, and the size of the external shape.
[0007]
Further, as a countermeasure against the resonance current, there is a method in which a special circuit (a simulated inverter, a simulated bus, or the like) is provided and adjusted (for example, see Patent Document 1). However, in this case, the cost also increases.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 5-32978 (page 3-4, FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional self-excited converter, as a measure against the resonance current, it is necessary to increase the current capacity of the capacitor constituting the filter circuit, add a damping resistor or a special circuit, increase the cost and loss, and reduce the external shape. There was a problem that the size was increased.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a conventional point of view, and provides a low-cost and low-loss self-excited converter that does not require an increase in the current capacity of a capacitor constituting a filter circuit or an addition of a damping resistor. The purpose is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a self-excited converter in which a plurality of three-phase bridge circuits each having a self-extinguishing element and a DC capacitor are connected in parallel via an AC reactor. A filter circuit for reducing voltage / current ripple is connected to a place where all outputs or all inputs of a plurality of three-phase bridge circuits are combined. Here, when the filter circuit is composed of a plurality of filter circuits, the plurality of filter circuits are connected to the same place.
[0012]
According to the present invention having such a configuration, it is possible to prevent the resonance current flowing between the filter circuits as in the related art, so that it is not necessary to increase the current capacity of the capacitor constituting the filter circuit or add a damping resistor.
[0013]
It should be noted that a filter circuit can be similarly connected in a self-excited converter constituted by a single-phase bridge circuit or a neutral-point-clamped three-phase or single-phase bridge circuit.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of the self-excited converter according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, the interconnection transformer 11, together with the three-phase bridge circuit 13 1 of the plurality, 13 2 are connected in parallel via the respective three-
[0016]
FIG. 2 shows a specific configuration example of the three-phase bridge circuit 13 (13 1 , 13 2 ) shown in FIG. 1, which is composed of a self-extinguishing element and a DC capacitor as shown in FIG. The three-phase bridge circuit 13 may be a neutral point clamp type three-phase bridge circuit as shown in FIG.
[0017]
In this embodiment, the filter circuit 14 is constituted by one three-phase capacitor. Accordingly, since there is only one three-phase capacitor, no resonance current flows between the three-phase capacitors.
[0018]
(Second embodiment)
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a self-excited converter according to a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, the interconnection transformer 41, with each AC reactors 42 1, 42 single-
[0019]
FIG. 5 shows a specific configuration example of the single-phase bridge circuit 43 (43 1 , 43 2 ) shown in FIG. 4, which is composed of a self-extinguishing element and a DC capacitor as shown in FIG. The single-
[0020]
In this embodiment, the filter circuit 44 is constituted by one single-phase capacitor. Therefore, since there is only one single-phase capacitor, no resonance current can flow between the single-phase capacitors.
[0021]
(Third embodiment)
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of the self-excited converter according to the third embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, the interconnection transformer 71, together with the three-phase bridge circuit 73 1 of the plurality, 73 2 are connected in parallel via the respective three-
[0022]
The three-phase bridge circuit 73 may have a configuration as shown in FIG. 2 or may be a neutral-point clamp type three-phase bridge circuit as shown in FIG.
[0023]
In this embodiment, although a filter circuit 74 by a plurality of three-phase capacitor, all three phases capacitors, three-phase bridge circuit 73 1, 73 2 of the total output or portions all input is synthesized They are connected to the same place.
[0024]
Therefore, even if the converters of the three-phase bridge circuits 73 1 and 73 2 output different voltages due to individual current control or the like, the same voltage is applied to all three-phase capacitors. Does not occur. Therefore, it is possible to prevent a resonance current flowing between the three-phase capacitors, and it is not necessary to increase the current capacity of the three-phase capacitor and to add a damping resistor.
[0025]
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a self-excited converter according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, the interconnection transformer 81, with each
[0026]
The single-phase bridge circuit 83 may have a configuration as shown in FIG. 5, or may be a neutral-point-clamped single-phase bridge circuit as shown in FIG.
[0027]
In this embodiment, the filter circuit 84 is constituted by a plurality of single-phase capacitors. However, all the single-phase capacitors correspond to a portion where all outputs or all inputs of the single-phase bridge circuits 83 1 and 83 2 are combined. They are connected to the same place.
[0028]
Therefore, even if each of the single-phase bridge circuits 83 1 and 83 2 outputs a different voltage due to individual current control or the like, the same voltage is applied to all the single-phase capacitors, so that no potential difference occurs between the single-phase capacitors. Therefore, it is possible to prevent a resonance current flowing between the single-phase capacitors, and it is not necessary to increase the current capacity of the single-phase capacitor and to add a damping resistor.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the resonance current between the filter circuits of the self-excited converter can be prevented. As a result, it is not necessary to increase the current capacity of the filter circuit and to attach a damping resistor, and a low-cost and low-loss self-excited converter can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a self-excited converter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a three-phase bridge circuit according to the first or third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing another specific configuration example of the three-phase bridge circuit according to the first or third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a self-excited converter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a single-phase bridge circuit according to the second or fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram showing another specific configuration example of the single-phase bridge circuit according to the second or fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a self-excited converter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a self-excited converter according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional self-excited converter.
FIG. 10 is a diagram for explaining a cause of a resonance current flowing in a conventional self-excited converter.
[Explanation of symbols]
11,41,71,81 ...
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003020067A JP2004236404A (en) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | Self-excitation type converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003020067A JP2004236404A (en) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | Self-excitation type converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004236404A true JP2004236404A (en) | 2004-08-19 |
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ID=32949794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003020067A Pending JP2004236404A (en) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | Self-excitation type converter |
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Country | Link |
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2003
- 2003-01-29 JP JP2003020067A patent/JP2004236404A/en active Pending
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