JP2013172466A - 電力変換装置及びこれを用いた系統連系システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチング素子と変圧器とを有し、スイッチング素子のオンオフ動作によって第1の直流の電力を第2の直流電力に変換するDC−DCコンバータ3aと、スイッチング素子のオンオフ動作によって第2の直流電力を三相交流電力に変換して三相負荷に給電するインバータ6と、DC−DCコンバータ3aの出力側に設けられた高周波コンデンサ5とを備える。DC−DCコンバータ3aは、インバータ6の入力電流のうち、インバータ6の出力周波数の概ね6倍までの低周波数のリプル電流を通過させ、インバータ6のスイッチング素子がオンオフ動作をすることによって発生する高周波数のリプル電流の通過を阻止する。高周波数のリプル電流は高周波コンデンサ5に吸収される。
【選択図】図1
Description
図において、直流電源1には、コンデンサ2が並列に接続されている。DC−DCコンバータは、コンデンサ2の両端に並列に接続されたDC−DCコンバータ3aとDC−DCコンバータ3bとを備えている。DC−DCコンバータ3aの出力端子とDC−DCコンバータ3bの出力端子とは、並列に接続されている。DC−DCコンバータ3aとDC−DCコンバータ3bの出力端子には、リアクトル4とコンデンサ5とからなるフィルタ回路が接続されている。
本発明は、このような系統連系用電力変換装置が有している問題を解決しようとするものである。本発明の目的は、整流回路から出力される直流電圧を平滑するためのフィルタ回路を小型化した系統連系用電力変換装置を提供することである。
第3の発明は、第2の発明に係る電力変換装置において、高周波コンデンサの静電容量値は、DC−DCコンバータの出力電圧値に対する高周波数のリプル電流によって生じるリプル電圧の値の比率を所定値以下とする値であることを特徴とする。
第5の発明は、第1の発明から第4の発明に係る電力変換装置において、DC−DCコンバータが複数台並列に接続されていることを特徴とする。
第8の発明は、第1の発明から第7の発明に係る電力変換装置を用いた系統連系システムであることを特徴とする。
なお、図1〜図5に示した電力変換装置は、直流電源の電力を三相交流電力に変換して、電力系統に給電するための系統連系用電力変換装置である。ただし、本実施形態に係る電力変換装置は、電力系統に連系する装置に限られるものではない。例えば、本実施形態に係る電力変換装置は、三相の交流電動機等の三相負荷に電力を供給するための装置であってもよい。
図において、直流電源1の両端には、コンデンサ2とDC−DCコンバータ3aの入力端子が接続されている。DC−DCコンバータ3aの出力端子の両端には、コンデンサ5(高周波コンデンサ)とインバータ6の入力端子が接続されている。インバータ6の出力端子は、フィルタ7を介して電力系統8に接続されている。
インバータ6は、スイッチング素子Qu,Qxの直列回路、スイッチング素子Qv,Qyの直列回路およびスイッチング素子Qw,Qzの直列回路で構成された三相インバータである。インバータ6は、スイッチング素子Qu〜Qw,Qx〜Qzを選択的にオンオフさせて、DC−DCコンバータ3aから出力された直流電力を交流電力に変換する。
図1に戻って、インバータ6のスイッチング素子がオンオフすることによって発生する高い周波数のリプル電流は、DC−DCコンバータ3aを通過しない。この高い周波数のリプル電流は、DC−DCコンバータ3aの出力側に設けられたコンデンサ5に吸収される。この高い周波数のリプル電流によって生じるコンデンサ5の電荷量の変化は小さい。
図4に示した電力変換装置は、図1に示した電力変換装置と同様、系統連系用電力変換装置であるが、DC−DCコンバータ3aと並列にDC−DCコンバータ3bが接続されているところが相違している。
なお、DC−DCコンバータの分割数は2に限られるものではない。DC−DCコンバータをより多くの数に分割すれば、DC−DCコンバータの入力側に流れる電流のリプル量をより低減することができる。これにより、電力変換装置をさらに小型化することができる。
Claims (8)
- スイッチング素子と変圧器とを有し、スイッチング素子のオンオフ動作によって第1の直流電力を第2の直流電力に変換するDC−DCコンバータと、
スイッチング素子のオンオフ動作によって第2の直流電力を三相交流電力に変換して三相負荷に給電するインバータと、
前記DC−DCコンバータの出力側に設けられた高周波コンデンサと、
を備え、
前記DC−DCコンバータは、前記インバータの入力電流のうち、前記インバータの出力周波数の概ね6倍までの低周波数のリプル電流を通過させ、前記インバータのスイッチング素子がオンオフ動作をすることによって発生する高周波数のリプル電流の通過を阻止する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 前記高周波数のリプル電流は前記高周波コンデンサに吸収されることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記高周波コンデンサの静電容量値は、前記DC−DCコンバータの出力電圧値に対する前記高周波数のリプル電流によって生じるリプル電圧の値の比率を所定値以下とする値であることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記高周波コンデンサは、フィルムコンデンサであることを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。
- 前記DC−DCコンバータが複数台並列に接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記複数台のDC−DCコンバータは、それぞれの対応するスイッチング素子がオンオフするタイミングを、相互にずらして動作することを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。
- 前記DC−DCコンバータは、電流共振型のDC−DCコンバータであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電力変換装置を用いることを特徴とする系統連系システム。
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