JP2010063284A - 電力変換装置及び電力変換システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1以上のスイッチング素子を1アームとして2アームを直列に接続したスイッチングアームを複数例並列に接続し、少なくとも2列のスイッチングアームの各中点間に交流電源を接続した電力変換装置であって、前記複数列のスイッチングアームのうち、前記中点に接続されるインピーダンスが相対的に小さいスイッチングアームを有し、当該スイッチングアームを制御するための制御回路が絶縁回路を介して接続した。
【選択図】図1
Description
また、特許文献2には、モータフレームと接地ラインとの間、電力変換器の冷却フィンと接地ラインとの間、ACリアクトルと接地ラインとの間、それぞれにダンピングインピーダンスを挿入して、ノイズ電流を抑制するものが開示されている。
非特許文献1には、インバータの中点各相にリアクトルであるコモンモードチョークを接続してノイズピークの抑制を図ることが開示されている。
ここで、今までの高周波漏れ電流の主要経路となる浮遊容量は、前述したように主にスイッチングアームの中点と接地ラインとの間の浮遊容量(この浮遊容量と並列なケーブルと接地ラインとの浮遊容量並びに三相モータの巻線と接地ライン(モータフレーム)との浮遊容量も含む)であり、この浮遊容量が高周波漏れ電流の主要な経路とされてきた。他の個所にも浮遊容量は存在するものの、高周波の電位変動が印加されないことから、主要な漏れ電流経路にはならないとされている。
(第1の実施形態)
図1は、電力変換装置として単相PWM(Pulse Width Modulation)コンバータを例示した回路図である。この回路図を用いて本発明者が見出したスイッチングアームの中点と接地ラインとの浮遊容量が高周波漏れ電流の主要経路にならない場合について述べる。まずは、図1の回路について述べる。
単相PWMコンバータ13は、2列のスイッチングアームSA1及びSA2を有し、各列のスイッチングアームSA1及びSA2の中点にLISN11のR相ライン及びS相ラインがそれぞれ接続されている。
同様に、スイッチングアームSA2も、直列に接続された例えばIGBTで構成されるスイッチング素子S3及びS4と、各スイッチング素子S3及びS4に個別に逆並列に接続されたダイオードD3及びD4とで構成されている。
(R相ラインに接続されるスイッチングアームのスイッチング)
スイッチング素子S1またはS2のスイッチングで発生する高周波漏れ電流は、スイッチングアームSA1中点と接地ラインとの浮遊容量Cs2を通って流れる。すなわち、接地ラインの電位はLISN11内部の回路構成上R相電位及びS相電位の中性点の電位であり、このためR相電位及びS相電位にスイッチングによる高周波電位変動が生じてもそれは大きなものではない。しかも、R相にスイッチングにて高周波電位変動が生じてもこの電位変動についてはノーマルリアクトル12と浮遊容量Cs2とで電圧分担が行われる。従って、この分担された電位変動は、浮遊容量Cs2のみを充放電しこれを介して高周波漏れ電流となって接地ラインに流れる。この点、スイッチングアームの中点と接地ラインとの浮遊容量が高周波漏れ電流の主要経路となることは図8の場合と同じである。
スイッチング素子S3、S4のスイッチングによって発生する高周波漏れ電流については、次のようになる。前述したように接地ラインの電位はLISN11内部の回路構成上R相電位及びS相電位の中性点の電位であり、このためR相電位及びS相電位にスイッチングによる高周波電位変動が生じても大きなものではない。すなわち、スイッチング素子S3、S4からなるスイッチングアームSA2の中点電位は、安定電位となるS相電位であり大きな電位変動は生ずることなく浮遊容量Cs4には大きな高周波漏れ電流は生じない。
<S3オン、S4オフの場合>
正極ラインPの電位変動はS相電位であり、Nラインの電位変動はS相電位−直流中間電圧Vcdcである。
<S3オフ、S4オンの場合>
正極ラインPの電位変動はS相電位+直流中間電圧Vcdcであり、負極ラインNの電位変動はS相電位である。
この結果、スイッチング素子S1、S2のスイッチングアームSA1がスイッチングした場合には、前述のように高周波電位変動に基づく高周波漏れ電流は浮遊容量Cs2を主要回路として流れるのに対し、スイッチング素子S3、S4のスイッチングアームSA2がスイッチングした場合には、高周波電位変動が正極ラインP及び負極ラインNに波及し、浮遊容量Cs4以外のたとえばスイッチング素子S1、S3のコレクタと接地ラインとの浮遊容量Cs1、Cs3等、全てのスイッチング素子と接地ラインEとの浮遊容量を主要経路とする高周波漏れ電流が流れる(ここで、スイッチング素子S1及びS2で構成されるスイッチングアームSA1の中点電位は常に正極ラインPまたは負極ラインNに接続されることからこの中点と接地ラインEとの間に生じる浮遊容量Cs2も高周波漏れ電流経路となる)。
また、図1の負極ラインNは、一般に制御回路の基準電位と等しくなる場合が多い。このときには、制御回路の配線と接地ラインEとの間の浮遊容量も高周波漏れ電流の主要経路となり、多くの回路構成やプリントパターンがコモンモード成分の影響を受けることになる。
しかしながら、この場合、制御回路部(プリントパターンやスイッチング素子、受動素子を含むすべて)とアースとの間の浮遊容量すべてが高周波漏れ電流の主要経路となることから、大幅に伝導ノイズが増加する。
図1や図2に示す回路構成において、スイッチングアームSA1〜SA4の両端電圧(P−N間の電圧)を確保するのに、PWMコンバータ13又は22と並列にバッテリ等の蓄電装置から供給するモードを持つ電力変換装置を接続する構成が知られている。その代表的な装置は、無停電電源装置(Uninterruptible Power Supply)である。
ここで、一般的に、バッテリ等の蓄電装置の蓄電電圧と正極ラインP及び負極ラインN間の電圧とは値が異なる。すなわち、バッテリ等の蓄電装置の出力電圧値よりも正極ラインP及び負極ラインN間の電圧値の方が高い。このため、バッテリ等の蓄電装置と図1、図2の電力変換装置との間に、変圧機能を持つ第2の電力変換装置が追加される。
すなわち、図4に示すように、前述した第1の実施形態における図1の構成において、単相PWMコンバータ13の出力側にバッテリ等の蓄電装置39に接続された第2の電力変換装置40が並列に接続されている。
これは、図5の第2の電力変換装置40に含まれているトランス42が、絶縁を目的としたものではなく、変圧作用を目的としていることに起因し、制御回路と非絶縁で接続しスイッチング素子を駆動した方が、制御回路が簡単化でき、コストダウンできるためである。
しかしながら、このような構成とした場合、上述した制御回路とアースとの間の浮遊容量のみならず、第2の電力変換装置40とアースとの間の浮遊容量も、伝導ノイズ源となる高周波漏れ電流経路となり、大幅にノイズが増加する課題がある。
そして、CPU36で、電圧検出器50で検出した単相PWMコンバータ13の出力電圧と第2の電力変換装置40の出力電圧とが一致するようにスイッチング素子S又はDA〜DDを制御することにより、電源切換時に単相PWMコンバータ13から第2の電力変換装置40に切換えたときの電圧変動を抑制することができる。
2 擬似電源回路網
3 ダイオード整流器
4 平滑コンデンサ
5 汎用インバータ
6 ケーブル
7 三相モータ
8 スペクトラムアナライザ
10 交流電源
12 ノーマルリアクトル
13、22 コンバータ
20 単相電源
23 インバータ
24 負荷
30 制御回路部
31 フォトカプラ
32 制御電源
33 トランス
34a、34b 整流ダイオード
35a、35b 平滑コンデンサ
36 CPU
37 抵抗
39 直流電源
40 第2の電力変換装置
41 コンデンサ
42 トランス
43 整流ダイオード
44 平滑コンデンサ
45 ダイオードブリッジ
L インダクタンス
L1〜L3 リアクトル
S、S1〜S8 、SA〜SC スイッチング素子
TB トランジスタブリッジ
Claims (4)
- 1以上のスイッチング素子を1アームとして2アームを直列に接続したスイッチングアームを複数例並列に接続し、少なくとも2列のスイッチングアームの各中点間に交流電源を接続した電力変換装置であって、
前記複数列のスイッチングアームのうち、前記中点に接続されるインピーダンスが相対的に小さいスイッチングアームを有し、当該スイッチングアームを制御するための制御回路が絶縁回路を介して接続されたことを特徴とする電力変換装置。 - 前記絶縁回路は、前記スイッチング素子を制御するスイッチング制御部に制御電源を供給する絶縁トランスと、前記スイッチング部に対する制御信号を供給するフォトカプラとを備えていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 1以上のスイッチング素子を1アームとして2アームを直列に接続したスイッチングアームを複数例並列に接続し、少なくとも2列のスイッチングアームの各中点間に交流電源を接続した第1の電力変換装置と、蓄電装置からの電力を電力変換して前記スイッチングアームの両端に供給する第2の電力変換装置とを有する電力変換システムであって、
前記複数列のスイッチングアームは、前記中点に接続されるインピーダンスが相対的に小さいスイッチングアームを有し、前記第2の電力変換装置は、少なくとも1つのスイッチング素子を含んで構成され、前記第2の電力変換装置のスイッチング素子を制御する制御回路が、絶縁回路を介して接続されていることを特徴とする電力変換システム。 - 前記絶縁回路は、前記スイッチング素子を制御するスイッチング制御部に制御電源を供給する絶縁トランスと、前記スイッチング部に対する制御信号を供給するフォトカプラとを有することを特徴とする請求項3に記載の電力変換システム。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101383556B1 (ko) * | 2011-08-18 | 2014-04-10 | 한국과학기술원 | 정류 및 전압 제어 방법 및 장치 |
KR102038894B1 (ko) * | 2019-01-10 | 2019-10-31 | 노수정 | 우산빗물제거장치 |
KR102127391B1 (ko) * | 2019-10-24 | 2020-06-26 | 노수정 | 빗물 제거 효율이 우수한 친환경 우산빗물제거장치 |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0764658A (ja) * | 1993-08-26 | 1995-03-10 | Hitachi Ltd | 電力変換システム |
JPH0956187A (ja) * | 1995-08-11 | 1997-02-25 | Hitachi Koki Co Ltd | 遠心機用モータの制御装置 |
JP2003324972A (ja) * | 2002-04-25 | 2003-11-14 | Fuji Electric Co Ltd | 電力変換装置の絶縁構造 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0764658A (ja) * | 1993-08-26 | 1995-03-10 | Hitachi Ltd | 電力変換システム |
JPH0956187A (ja) * | 1995-08-11 | 1997-02-25 | Hitachi Koki Co Ltd | 遠心機用モータの制御装置 |
JP2003324972A (ja) * | 2002-04-25 | 2003-11-14 | Fuji Electric Co Ltd | 電力変換装置の絶縁構造 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101383556B1 (ko) * | 2011-08-18 | 2014-04-10 | 한국과학기술원 | 정류 및 전압 제어 방법 및 장치 |
KR102038894B1 (ko) * | 2019-01-10 | 2019-10-31 | 노수정 | 우산빗물제거장치 |
KR102127391B1 (ko) * | 2019-10-24 | 2020-06-26 | 노수정 | 빗물 제거 효율이 우수한 친환경 우산빗물제거장치 |
CN114070116A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-18 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种单相全桥逆变器主电路及单相全桥逆变器 |
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