JP2007185019A - 整流回路及び三相整流装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ダイオードブリッジ31,32の出力段に、それぞれチョッパ41,42を設け、それらの出力側を平滑コンデンサ5に対して並列に接続する。チョッパ41,42の動作を制御することにより、ダイオードブリッジ31,32に入力させる電流を、相互に逆相の三角波、もしくは三相の中間相波形とする。
【選択図】図1
Description
図1はこの発明の第1の実施の形態を説明に用いられる回路図である。第1の三相ダイオードブリッジ31、第2の三相ダイオードブリッジ32、第1のチョッパ41、第2のチョッパ42は、整流回路を構成する。当該整流回路を、平滑コンデンサ5を含めて把握してもよい。三相変圧器2は当該整流回路と共に三相整流装置を構成する。
(ii)いずれも当該基本周波数における60度の位相長さに相当して連続する第3及び第4の区間(2π/3〜πの区間とπ〜4π/3の区間)の各々において連続する二つの60度の区間の各々において谷形を呈し、
(iii)前記第1及び第2の区間、又は前記第3及び第4の区間を介して離れ、当該基本周波数における60度の位相長さに相当する第5及び第6の区間(π/3〜2π/3の区間と4π/3〜5π/3の区間)の各々において、前記山形及び前記谷型と比較して平坦な波形を呈する。
図13はこの発明の第2の実施の形態を説明に用いられる回路図である。ここで示される構造は、第1の実施の形態で示された構造に対して、三相変圧器2と第1の三相ダイオードブリッジ31との間に介挿された相間リアクトル71が追加されている点が異なっている。
図15はこの発明の第3の実施の形態を説明に用いられる回路図である。ここで示される構造は、第1の実施の形態で示された構造に対して、第1のチョッパ41及び第2のチョッパ42を、それぞれ第1のチョッパ43及び第2のチョッパ44に置換した構成を有している。
第1の実施の形態で説明したように、整流電流id1,id2の波形を所望の波形とするためにパルス幅変調を採用した場合、変調用のキャリアCによるリップルが整流電流id1,id2に重畳する。これは電流iu1,iv1,iw1,iu2,iv2,iw2、引いては三相電流iu,iv,iwにおけるリップルをも招来する。そこで本実施の形態ではキャリアCによるリップルを軽減する態様を説明する。
上記の説明において、三相電流iu1,iv1,iw1は三相電流iu2,iv2,iw2に対してそれぞれ15度進相している場合を説明したが、遅相していても同様に本発明を構成することができる。
21,22,23 単巻変圧器
211,221,231 一次巻線
212,222,232 二次巻線
31,32 三相ダイオードブリッジ
31P,31N,41P,41N 出力端
31U,31V,31W,32U,32V,32W 入力端
41〜44 チョッパ
411,421,431,441 インダクタ
413,423,434,444 ダイオード
412,422 スイッチング素子
5 平滑コンデンサ
Claims (13)
- 三個の入力端(31U、31V、31W)と、一対の出力端(31P,31N)とを有し、前記入力端に入力する電流(iu1,iv1,iw1)に対して全波整流を行って得られる第1の整流電流(id1)を一の前記出力端(31P)から出力する第1の三相ダイオードブリッジ(31)と、
一対の出力端(41P,41N;43P,43N)を有し、第1のチョッパ動作を行って、基本周波数が第1の値である電流を前記第1の整流電流として入力する第1のチョッパ(41;43)と、
三個の入力端(32U、32V、32W)と、一対の出力端(32P,32N)とを有し、前記入力端に入力する電流(iu2,iv2,iw2)に対して全波整流を行って得られる第2の整流電流(id2)を一の前記出力端(32P)から出力する第2の三相ダイオードブリッジ(32)と、
一対の出力端(42P,42N;44P,44N)を有し、第2のチョッパ動作を行って、基本周波数が前記第1の値である電流を前記第2の整流電流として入力する第2のチョッパ(42;44)と
を備え、
前記第1のチョッパの前記一対の出力端と前記第2のチョッパの前記一対の出力端とは並列に接続されることを特徴とする整流回路。
を備える整流回路。 - 前記第1の三相ダイオードブリッジ(31)の前記入力端に接続され、前記入力端に入力する電流(iu1,iv1,iw1)が流れる相間リアクトル(71)
を更に備える、請求項1記載の整流回路。 - 前記第1の三相ダイオードブリッジと前記第1のチョッパとの間に接続され、前記第1の整流電流(id1)が流れる相間リアクトル(72)
を更に備える、請求項1乃至請求項2のいずれか一つに記載の整流回路。 - 前記第1のチョッパ(43)は、
前記第1の整流電流(id1)が流れる第1のインダクタ(411)と、
前記第1のインダクタを介して前記第1の三相ダイオードブリッジ(31)の前記一の前記出力端(31P)に接続されたアノードと、前記第1のチョッパの前記出力端の一方(43P)に接続されたカソードとを有する第1のダイオード(413)と、
前記第1の三相ダイオードブリッジの他の前記出力端(31N)に接続された第2のインダクタ(431)と、
前記第2のインダクタを介して前記第1の三相ダイオードブリッジの前記他の前記出力端(31N)に接続されたカソードと、前記第1のチョッパの前記出力端の他方(43N)に接続されたアノードとを有する第2のダイオード(434)と、
前記第1のダイオードのアノードに接続された第1端と、前記第2のダイオードのアノードに接続された第2端とを有し、前記第1端と前記第2端との間で開閉するスイッチング素子(412)と
を含み、
前記第2のチョッパ(44)は、
前記第2の整流電流(id2)が流れる第3のインダクタ(421)と、
前記第3のインダクタを介して前記第2の三相ダイオードブリッジ(32)の前記一の前記出力端(32P)に接続されたアノードと、前記第2のチョッパの前記出力端の一方(44P)に接続されたカソードとを有する第3のダイオード(423)と、
前記第2の三相ダイオードブリッジの他の前記出力端(32N)に接続された第4のインダクタ(441)と、
前記第4のインダクタを介して前記第2の三相ダイオードブリッジの前記他の前記出力端(32N)に接続されたカソードと、前記第2のチョッパの前記出力端の他方(44N)に接続されたアノードとを有する第4のダイオード(444)と、
前記第3のダイオードのアノードに接続された第1端と、前記第4のダイオードのアノードに接続された第2端とを有し、自身の前記第1端と前記第2端との間で開閉するスイッチング素子(422)と
を含む、請求項1記載の整流回路。 - 前記第1のチョッパ及び前記第2のチョッパは、いずれも昇圧チョッパである、請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の整流回路。
- 前記第1のチョッパ動作はキャリア周波数を有する第1の変調波に基づき、前記第2のチョッパ動作は前記キャリア周波数を有して前記第1の変調波とは逆相の第2の変調波に基づき、それぞれパルス幅変調によって制御される、請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の整流回路。
- 前記第1のチョッパの前記出力端と前記第2のチョッパの前記出力端に対して並列に接続される平滑コンデンサ(5)
を更に備える請求項1乃至請求項6のいずれか一つに記載の整流回路。 - 前記第1の三相ダイオードブリッジ(31)の前記入力端(31U、31V、31W)には、前記第1の値の1/6である第2の値を基本周波数とし、当該基本周波数における120度の位相差を相互に有する第1の三相交流(iu1,iv1,iw1)が入力され、
前記第2の三相ダイオードブリッジ(32)の前記入力端(31U、31V、31W)には、基本周波数が前記第2の値であり、当該基本周波数における120度の位相差を相互に有する第2の三相交流(iu2,iv2,iw2)が入力され、
前記第1の三相交流と前記第2の三相交流との間には当該基本周波数における30度の位相差があり、
前記第1の三相交流及び前記第2の三相交流の各々の波形は、
(i)いずれも当該基本周波数における60度の位相長さに相当して連続する第1及び第2の区間の各々において山形を呈し、
(ii)いずれも当該基本周波数における60度の位相長さに相当して連続する第3及び第4の区間の各々において連続する二つの60度の区間の各々において谷形を呈し、
(iii)前記第1及び第2の区間、又は前記第3及び第4の区間を介して離れ、当該基本周波数における60度の位相長さに相当する第5及び第6の区間の各々において、前記山形及び前記谷型と比較して平坦な波形を呈する
ことを特徴とする、請求項1乃至請求項7のいずれか一つに記載の整流回路。 - 前記第1乃至第4区間において、前記第1の三相交流及び前記第2の三相交流の各々の波形は、三角波を呈する、請求項8記載の整流回路。
- 前記第1乃至第4区間において、前記第1の三相交流及び前記第2の三相交流の各々の波形は、0度乃至30度において正弦波形が呈する波形と相似な曲線及びこれと左右対称な波形とが合成された波形を呈する、請求項8記載の整流回路。
- 請求項1乃至請求項10のいずれか一つに記載の整流回路と、
前記第1の値の1/6である第2の値を基本周波数として当該基本周波数における120度の位相差を相互に有する三相電流(iu,iv,iw)を入力し、当該三相電流の各々に対して当該基本周波数における15度の位相差を有する第1の三相交流(iu1,iv1,iw1)と、前記第1の三相電流に対して当該基本周波数における30度の位相差を有する第2の三相交流(iu2,iv2,iw2)とを出力する三相変圧器(2)と
を含む三相整流装置。 - 前記三相変圧器(2)は、そのいずれもが一次巻線(211,221,231)と、前記一次巻線と結合し、中間タップが設けられた二次巻線(212,222,232)とを有する三個の単巻変圧器(21,22,23)を備え、
三個の前記単巻変圧器の前記一次巻線同士はデルタ結線され、
いずれの前記単巻変圧器の前記中間タップも、当該中間タップが属する前記二次巻線と結合する前記一次巻線とは異なる一対の前記一次巻線同士が接続される接続点(U,V,W)に接続される、請求項11記載の三相整流装置。 - 前記三相変圧器(2)は、
各相に対応した三個の一次巻線(211,221,231)と、
前記一次巻線のいずれとも結合し、いずれも中間タップが設けられた3個の二次巻線212,222,232)とを備え、
前記一次巻線同士はデルタ結線され、
三個の前記中間タップは、一対の前記一次巻線同士が接続される三個所の接続点(U,
V,W)に個別に接続される、請求項11記載の三相整流装置。
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