JP2017028970A - Power conversion device and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置及び車両に関する。 The present invention relates to a power conversion device and a vehicle that convert DC power into AC power.
従来、冷蔵庫、エレベータ等を駆動させるために、商用電源から供給された電力を用いて三相交流電圧を出力する駆動装置が知られている。このような駆動装置は、地震、津波等の自然災害の影響により発電所、変電所、送電線等の電力供給設備に障害が発生することによって電力が供給されなくなった場合、冷蔵庫、エレベータ等を駆動させることができない。 Conventionally, in order to drive a refrigerator, an elevator, and the like, a driving device that outputs a three-phase AC voltage using electric power supplied from a commercial power source is known. Such a drive unit can be used to install a refrigerator, elevator, etc. when power is not supplied due to a failure in a power supply facility such as a power plant, substation, or transmission line due to the effects of a natural disaster such as an earthquake or tsunami. It cannot be driven.
そこで、昨今においては、商用電源からの電力を駆動装置に供給できない事態となった場合に、駆動装置に電力を供給する給電装置が普及しつつある。このような給電装置においては、図10に示されるような電力変換装置7が搭載されており、電力変換装置7の備えるインバータ71が給電装置に搭載されているバッテリー8から出力される直流電圧を三相の矩形波の電圧に変換している。さらに、ローパス・フィルタ72が、インバータ71によって変換された矩形波の電圧から高調波を除去し、波形を正弦波に近づけた三相交流電圧を出力している。
Therefore, in recent years, a power supply device that supplies power to a drive device when power from a commercial power source cannot be supplied to the drive device is becoming widespread. In such a power supply apparatus, the power conversion apparatus 7 as shown in FIG. 10 is mounted, and an
また、電力供給設備の障害に伴い電力が供給されなくなった場合、冷蔵庫、エレベータ等を動作させるための三相交流電圧の他に、照明器具、IH調理器等を動作させるための単相交流電圧の需要が発生する。例えば、IH調理器を被災地で用いることができるようになれば、被災者が調理したての食事を摂ることができ、健康の維持増進に役立つのみならず、被災地に滞在する調理者の労働意欲を向上させて精神的な健康の維持増進にも役立つ。 In addition to the three-phase AC voltage for operating the refrigerator, elevator, etc., when the power supply facility is no longer supplied due to the failure of the power supply facility, the single-phase AC voltage for operating the lighting fixture, IH cooker, etc. Demand arises. For example, if an IH cooker can be used in a disaster-stricken area, the disaster-stricken person can have a freshly prepared meal, which not only helps maintain and promote health, but also helps cooks staying in the disaster-stricken area. It also helps to improve work motivation and maintain mental health.
そこで、図10に示す電気回路の出力側に公知のスコットトランス73を接続させることによって、三相交流電圧を2組の単相交流電圧に変換する電力変換システムを搭載した給電装置を供給することが考えられる。図11は、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する公知の電力変換システムの例を示す図である。図11に示すように、図10に示すローパス・フィルタ72にスコットトランス73が接続され、スコットトランス73が三相交流電圧を2組の単相交流電圧に変換する。
Therefore, by supplying a known Scott
図11に示すスコットトランス73においては、ローパス・フィルタの出力側のVW間に一次トランス731が設けられ、さらに一次トランス731の巻き数と等しい巻き数の二次トランス732が設けられる。また、U点とVWの中間であるのT点との間に一次トランス733が設けられ、さらに一次トランス733の巻き数の√3/2倍の巻き数の二次トランス734が設けられる。これによって、図12(a)に示すような位相が120°ずれた三相交流電圧は、図12(b)に示すような位相が90°ずれた2組の単相交流電圧に変換される。
In the Scott
また、特許文献1に記載されているように、三相交流電源の各相に双方向スイッチを設け、単相出力電圧指令に基づいてスイッチを開閉するタイミング及び時間を規定するスイッチングパターンを作成し、作成されたスイッチングパターンに基づいてスイッチを制御することによって三相交流電圧を単相交流電圧に変換する制御装置が知られている。
Also, as described in
また、特許文献2に記載のように、三相交流電圧の2つの端子間に接続された変圧器を用いて、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変換回路が知られている。
Further, as described in
しかし、自然災害の発生時に公知のスコットトランスを接続することによって2組の単相交流電圧を出力する方法を利用する場合、平常時からスコットトランスを備蓄しておかなければならない。スコットトランスはその質量が数十キロから数百キロと非常に重く、外形寸法も大きいため、その備蓄スペースを確保するのが困難である。また、スコットトランスは高価であり、大規模な自然災害の発生時に必要とされる数万台を備蓄しておくことは現実的ではない。 However, when a method of outputting two sets of single-phase AC voltages by connecting known Scott transformers when a natural disaster occurs, the Scott transformers must be stocked from normal times. The Scott transformer has a mass of several tens to several hundreds kilos, and its outer dimensions are large. Therefore, it is difficult to secure a storage space. In addition, the Scott transformer is expensive, and it is not realistic to store tens of thousands of units that are necessary when a large-scale natural disaster occurs.
また、特許文献1に記載された制御装置は、スイッチを制御するために単相出力電圧指令、三相交流電源線間電圧、入力電流分配率に基づいてスイッチングパターンを作成する処理を要するため、制御装置の負荷が高くなるという問題が発生する場合がある。また、6個もの双方向スイッチを設けることによりコストが高くなるという問題が発生する場合がある。
Moreover, since the control apparatus described in
また、特許文献2に記載された制御装置は、変圧器を用いて三相交流電圧を単相交流電圧に変換するため、制御装置内に変換器を備えなければならず、制御装置の大型化が避けられないという問題が発生する場合がある。
Moreover, since the control apparatus described in
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、電力変換装置の大型化を防ぎ、低コストで直流電力を交流電力に変換することにある。 Therefore, the objective of this invention made | formed in view of this point is to prevent the enlargement of a power converter device and to convert direct-current power into alternating current power at low cost.
上記の課題を解決するため、本発明に係る電力変換装置は、三相交流電圧を出力するインバータと、前記インバータに接続されるローパス・フィルタと、を備え、前記ローパス・フィルタは、前記インバータの各出力端子にそれぞれ電気的に接続される3つの入力端子と、前記3つの入力端子と、対応する3つの出力端子との間に接続される3つのインダクタと、前記3つのインダクタのうち第1及び第2のインダクタの出力側の間に接続されるコンデンサ、第2及び第3のインダクタの出力側の間に接続されるコンデンサ、並びに第3及び第1のインダクタの出力側の間に接続されるコンデンサと、前記3つの出力端子のうちの1つの出力端子からの出力を停止させるスイッチング素子と、を有し、前記ローパス・フィルタの出力端子に三相交流電圧によって動作する負荷を接続することを表す信号を受け付けると前記スイッチング素子を閉じ、前記ローパス・フィルタの出力端子に単相交流電圧によって動作する負荷を接続することを表す信号を受け付けると、前記スイッチング素子を開くこと特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a power conversion device according to the present invention includes an inverter that outputs a three-phase AC voltage, and a low-pass filter connected to the inverter, and the low-pass filter is connected to the inverter. Three input terminals electrically connected to each output terminal, three inductors connected between the three input terminals and the corresponding three output terminals, and a first of the three inductors And a capacitor connected between the output sides of the second inductor, a capacitor connected between the output sides of the second and third inductors, and a capacitor connected between the output sides of the third and first inductors. And a switching element that stops the output from one of the three output terminals, and the output terminal of the low-pass filter has three When receiving a signal representing connecting a load operating with an AC voltage, the switching element is closed, and when receiving a signal indicating connecting a load operating with a single-phase AC voltage to the output terminal of the low-pass filter, The switching element is opened.
また、本発明に係る電力変換装置において、前記スイッチング素子は、前記コンデンサのうち、前記1つの出力端子に接続される第1及び第2のコンデンサの接続点と前記第1のコンデンサとの間と、前記接続点と前記第2のコンデンサとの間に接続されることを特徴とする。 Further, in the power conversion device according to the present invention, the switching element is between the first capacitor and a connection point of the first and second capacitors connected to the one output terminal among the capacitors. , And connected between the connection point and the second capacitor.
また、本発明に係る電力変換装置において、前記スイッチング素子は、前記1つの出力端子に接続される第1及び第2のコンデンサの接続点と、前記1つの出力端子との間に接続されることを特徴とする。 In the power conversion device according to the present invention, the switching element is connected between a connection point of the first and second capacitors connected to the one output terminal and the one output terminal. It is characterized by.
また、本発明に係る電力変換装置は、前記電力変換装置に出力させる交流電圧を表す電圧指令値を受け付け、前記電圧指令値が表す交流電圧を出力するように、前記インバータに対してPWM制御を行う制御部を備えることを特徴とする。 In addition, the power converter according to the present invention receives the voltage command value representing the AC voltage to be output from the power converter and performs PWM control on the inverter so as to output the AC voltage represented by the voltage command value. It is characterized by having a control part to perform.
また、本発明に係る電力変換装置において、前記制御部は、前記電力変換装置の出力端子に接続される負荷から通信ネットワークを介して前記電圧指令値を受け付けることを特徴とする。 Moreover, the power converter device which concerns on this invention WHEREIN: The said control part receives the said voltage command value from the load connected to the output terminal of the said power converter device via a communication network, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明に係る車両は、上記電力変換装置を備えることを特徴とする。 In addition, a vehicle according to the present invention includes the above power conversion device.
本発明によれば、電力変換装置の大型化を防ぎ、低コストで三相交流電圧を単相交流電圧に変換することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to prevent the enlargement of a power converter device and to convert a three-phase alternating voltage into a single phase alternating voltage at low cost.
本発明の実施形態における電力変換システム100について、図面を参照して説明する。
A
図1に示すように、電力変換システム100は、電力変換装置1、車両制御装置2、及び電力変換装置1に接続される三相負荷31又は単相負荷32である負荷を備える。電力変換装置1は、ハイブリッド・トラック等の車両6に備えられ、車両6を駆動させるための車両制御装置2に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
車両制御装置2は、直流電源21を備え、直流電源21はインバータ22に接続されている。また、インバータ22は、直流電源21から供給される直流電圧を交流電圧に変換してモータ23に供給する。また、車両制御装置2は、モータ23に接続された自動クラッチ24、エンジン25を備え、自動クラッチ24及びエンジン25は、それぞれトランスミッションECU(Electronic Control Unit)26及びエンジンECU27によって制御される。モータ23は直流電源21から電力を供給されて、又はエンジン25から動力を供給されて車輪を駆動する。
The
また、直流電源21は、直流電圧を電力変換装置1に出力する。
Further, the DC power source 21 outputs a DC voltage to the
電力変換装置1は、直流電源21から入力された直流電圧を三相交流電圧に変換して、三相交流電圧によって動作する、冷蔵庫、エレベータ等の三相負荷31に出力する。または、電力変換装置1は、直流電源21から入力された直流電圧を単相交流電圧に変換して、単相交流電圧によって動作する、照明器具、IH調理器等の単相負荷32に出力する。
The
図2は、本実施形態の電力変換装置1の構成を示す図である。図2に示すように、電力変換装置1は、インバータ4及びローパス・フィルタ5を備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
インバータ4においては、コンデンサ41が直流電源21に並列に接続される。また、制動抵抗器42及びスイッチング素子43を直列に接続した制動ユニットがコンデンサ41に並列に接続される。また、インバータ4のU相としてスイッチング素子44ua及び44ubが直列に接続され、さらに還流ダイオード45ua及び45ubがスイッチング素子44ua及び44ubそれぞれに並列に接続される。インバータ4のU相は、コンデンサ41に並列に接続される。
In the
同様にして、インバータ4のV相として、直列に接続された2つのスイッチング素子44va及び44vbは、コンデンサ41に並列に接続され、還流ダイオード45va及び45vbがスイッチング素子44va及び44vbそれぞれに並列に接続される。同様にして、インバータ4のW相として、直列に接続された2つのスイッチング素子44wa及び44wbは、コンデンサ41に並列に接続され、還流ダイオード45wa及び45wbがスイッチング素子44wa及び44wbそれぞれに並列に接続される。なお、これらのスイッチング素子は、IGBT(insulated gate bipolar transistor)等の自己消弧形半導体素子によって実現される。
Similarly, as the V phase of the
また、インバータ4は、各回路素子を制御する制御部46を備える。制御部46のパルス幅変調(PWM: Pulse Width Modulation)制御により生成されたスイッチング信号Su、Sv、及びSwにそれぞれ基づいてU相、V相、及びW相のスイッチング素子が開閉されて、直流電圧は三相交流電圧に変換される。なお、制御部46は、マイクロコンピュータによって実現される。
The
続いて、図3〜6を参照して、直流電圧を200Vの三相交流電圧に変換する場合の、制御部46によるU相に関するパルス幅変調制御について説明する。
Next, with reference to FIGS. 3 to 6, the pulse width modulation control related to the U phase by the
制御部46は、ユーザによって入力された、負荷が三相負荷31であるか、単相負荷32であるかを表す負荷相信号、及び単相負荷32の有効電圧に基づく電圧指令値を受け付ける。そして、制御部46は、電圧指令値に基づいて図3の1*sinに示すような正弦波SINを生成する。また、制御部46は三角波を生成する。
The
そして、制御部46は、正弦波SINと三角波とを比較して、正弦波SIN≧三角波である期間には、スイッチング信号Su=1の信号を生成する。また、正弦波SIN<三角波である期間には、スイッチング信号Su=0の信号を生成する。これによって、図3のPWM200で示すスイッチング信号Suが生成される。また、制御部46は、生成したスイッチング信号Suに基づいて、スイッチング信号Su=1のときにスイッチング素子44ua及び44ubを閉じ、スイッチング信号Su=0のときにスイッチング素子44ua及び44ubを開く。
Then, the
なお、図3においては、1/4周期分の電圧指令値及びそれに基づいて生成されたスイッチング信号Suを例として示しているが、引き続き、図5の1*sinで示されるような電圧指令値に基づいて同様の処理を行うことによって、1周期分のスイッチング信号Suが生成される。 In FIG. 3, the voltage command value for ¼ period and the switching signal Su generated based on the voltage command value are shown as examples, but the voltage command value as indicated by 1 * sin in FIG. 5 continues. By performing the same processing based on, the switching signal Su for one cycle is generated.
制御部46は、U相について説明した上述のパルス幅変調制御をV相及びW相についても、互いに位相を120°ずらして行い、スイッチング信号Sv及びSwを生成する。これによって、インバータ4に入力された直流電圧は、図4のU相電圧、V相電圧、及びW相電圧で示すような三相交流電圧に変換される。
The
なお、上記の電圧指令値は、図4に示すような、U相、V相、W相の電圧の差である、UV線間、VW線間、WU線間それぞれの実効電圧が200V、すなわち最大電圧が約282Vとなるように入力される。 The above voltage command value is the difference in voltage between the U phase, V phase, and W phase as shown in FIG. 4, and the effective voltage for each of the UV lines, VW lines, and WU lines is 200 V, that is, It is input so that the maximum voltage is about 282V.
上記において、電力変換装置1が直流電圧を200Vの三相交流電圧に変換する場合の例を説明した。電力変換装置1が直流電圧を100Vの三相交流電圧に変換する場合、制御部46は、電圧指令値に基づいて決まる正弦波SIN(図6の0.5*sinを参照)の振幅を、200Vの三相交流電圧に変換する場合の正弦波SIN(図6の1*sinを参照)の0.5倍にすればよい。0.5*sinで示される正弦波SINが生成された場合、スイッチング信号SuにおいてSu=1となる時間は、1*sinで示される正弦波SINが生成された場合にSu=1となる時間のほぼ半分となる。このようにして、電圧指令値に基づいて正弦波SINが生成され、さらに上述した方法と同様にしてスイッチング信号Suが生成される。そして、生成されたスイッチング信号Suに基づいてスイッチング素子44ua及び44ubを制御することによって交流電圧Vuの振幅が制御される。
In the above, the example in which the
なお、図6においては、1/4周期分の電圧指令値及びそれに基づいて生成されたスイッチング信号Suを例として示しているが、引き続き、図5の0.5*sinで示されるような電圧指令値に基づいて同様の処理を行うことによって、1周期分のスイッチング信号Suが生成される。 In FIG. 6, the voltage command value for ¼ period and the switching signal Su generated based on the voltage command value are shown as examples, but the voltage as indicated by 0.5 * sin in FIG. 5 continues. By performing the same processing based on the command value, the switching signal Su for one cycle is generated.
再び図2を参照すると、ローパス・フィルタ5において、インバータ4の出力端子47u、47v、及び47wにそれぞれ接続される入力端子にそれぞれインダクタ51u、51v、及び51wが直列に接続される。また、インダクタ51u及び51vのそれぞれ出力側の間にはコンデンサ52uvが接続される。同様にして、インダクタ51v及び51wのそれぞれ出力側の間にはコンデンサ52vwが接続され、インダクタ51w及び51uのそれぞれ出力側の間にはコンデンサ52wuが接続される。これらのインダクタ51u、51v、及び51w、並びにコンデンサ52uv、52vw、及び52wuは、インバータ4から出力される交流電圧Vu、Vv、及びVwの高調波を除去し、波形を正弦波に近づける出力フィルタを構成する。
Referring to FIG. 2 again, in the low-pass filter 5,
さらに、コンデンサ52uvとコンデンサ52uv及び52wuの接続点との間には、相変換用スイッチング素子53uvが接続される。また、コンデンサ52wuとコンデンサ52uv及び52wuの接続点との間には、相変換用スイッチング素子53uwが接続される。制御部46によって受け付けた負荷相信号が、負荷が三相負荷31であることを表すものである場合、制御部46は相変換用スイッチング素子53uv及び53uwを閉じる。また、負荷相信号が、負荷が単相負荷32であることを表すものである場合、制御部46は相変換用スイッチング素子53uv及び53uwを開く。
Furthermore, a phase conversion switching element 53uv is connected between the capacitor 52uv and the connection point of the capacitors 52uv and 52wu. A phase conversion switching element 53uw is connected between the capacitor 52wu and the connection point of the capacitors 52uv and 52wu. When the load phase signal received by the
また、ローパス・フィルタ5の3つの出力端子54u、54v及び54wは、三相交流電圧によって動作する三相負荷31に接続される。また、ローパス・フィルタ5の3つの出力端子54u、54v及び54wのうち2つの出力端子54v及び54wは、単相交流電圧によって動作する単相負荷32に接続される。
The three
上記の構成を備えることによって、本実施形態における電力変換装置1は、負荷が三相負荷31であることを表す負荷相信号がユーザによって入力されると、制御部46は、U相、V相、及びW相についてそれぞれ互いに120°ずれた交流電圧Vu、Vv、及びVwを出力するようにパルス幅変調制御を行う。このとき、相変換用スイッチング素子53uv及び53uwは閉じられ、インバータ4から出力された各相の交流電圧Vu、Vv、及びVwがローパス・フィルタ5に入力される。そして、ローパス・フィルタ5に入力された各相の交流電圧Vu、Vv、及びVwの高調波が除去され、正弦波に近い波形が生成される。そして、正弦波に近い波形の交流電圧Vu、Vv、及びVwは、それぞれ出力端子54u、54v及び54wに出力されて三相負荷31に入力される。
By providing the above configuration, when the load phase signal indicating that the load is the three-phase load 31 is input to the
また、負荷が単相負荷32であることを表す負荷相信号がユーザによって入力され、単相負荷32の有効電圧が200Vであることを示す電圧指令値が入力されると、制御部46は、U相についてのパルス幅変調制御を停止し、図7に示すようなV相、及びW相についてそれぞれ互いに120°ずれた、有効電圧200VのVW線間電圧となる交流電圧Vv及びVwを出力するようにパルス幅変調制御を行う。このとき、制御部46が、相変換用スイッチング素子53uv及び53uwを開くことによって、インダクタ51v、51w及びコンデンサ52vwからなる出力フィルタが構成される。そして、出力フィルタによって、ローパス・フィルタ5のV相及びW相に入力された交流電圧Vv及びVwの高調波が除去され、正弦波に近い波形が生成される。さらに、正弦波に近い波形の交流電圧Vv及びVwはそれぞれ出力端子54v及び54wに出力され、1組の単相交流電力が単相負荷32に入力される。
When the load phase signal indicating that the load is the single-phase load 32 is input by the user and the voltage command value indicating that the effective voltage of the single-phase load 32 is 200 V is input, the
同様にして、負荷が単相負荷32であることを表す負荷相信号がユーザによって入力され、単相負荷32の有効電圧が100Vであることを示す電圧指令値が入力されると、制御部46は、U相についてのパルス幅変調制御を停止し、図8に示すようなV相及びW相についてそれぞれ互いに120°ずれた、有効電圧100VのVW線間電圧となる交流電圧Vv及びVwを出力するようにパルス幅変調制御を行う。このとき、制御部46が相変換用スイッチング素子53uv及び53uwを開くことによって、インダクタ51v、51w及びコンデンサ52vwからなる出力フィルタが構成される。そして、出力フィルタによって、ローパス・フィルタ5のV相及びW相に入力された交流電圧Vv及びVwの高調波が除去され、正弦波に近い波形が生成される。さらに、正弦波に近い波形の交流電圧Vv及びVwはそれぞれ出力端子54v及び54wに出力され、1組の単相交流電力が単相負荷32に入力される。
Similarly, when a load phase signal indicating that the load is a single-phase load 32 is input by the user and a voltage command value indicating that the effective voltage of the single-phase load 32 is 100 V is input, the
このように、本実施形態の電力変換装置1は、制御部46が相変換用スイッチング素子53uv及び53uwを閉じることによって三相負荷31に三相交流電力を供給することができ、相変換用スイッチング素子53uv及び53uwを開くことによって単相負荷32に単相交流電力を供給することができる。すなわち、スコットトランスのような高価な大型の装置を利用せずに、負荷に応じて三相交流電圧又は単相交流電圧を出力することができる。
Thus, the
また、本実施形態においては、制御部46が、電圧指令値に基づいてインバータ4の各相についてのパルス幅変調制御を行うため、有効電圧が異なる様々な負荷に電力を供給することができる。したがって、災害が発生した場合に大型な装置を使用せずに低コストで、三相負荷31である冷蔵庫、エレベータ等の他に、単相負荷32である照明器具、IH調理器等を動作させることが可能となる。さらに、携帯電話充電器、テレビ放送機器、洗濯機、海水淡水化装置、ビルポンプ電源装置、ファーストフード調理機器等の被災地において必要とされる様々な機器を動作させることが可能となる。
Moreover, in this embodiment, since the
また、本実施形態においては、電力変換装置1は、単相負荷32に対してインバータ4のV相及びW相を用いて1組の単相交流電力を出力する。単相交流電力を1組だけ出力するため、2組の交流電力が出力された場合における平衡を考慮する必要がない。したがって、平行な2組の交流電力を出力するためのスコットトランスを設けることなく、安価に単相交流電力を出力することが可能となる。
Moreover, in this embodiment, the
また、本実施形態においては、ハイブリッド・トラック等の車両6が備える直流電源21を用いて交流電力を出力するため、その交流電力の電力量は10kW未満である。したがって、電気主任技術者の届出を行わなければならないといった電気事業法による規制を受けることなく、交流電力を出力することが可能となる。例えば、自然災害発生後には復旧、支援等に係る人手不足が想定される状況であるため、電気主任技術者がいなくても交流電力を出力し、生活に必要な各種機器を動作させることができる装置は、特に被災地支援において非常に有用である。
Moreover, in this embodiment, since alternating current power is output using the direct current power supply 21 with which
また、本実施形態において、制御部46は、負荷相信号及び電圧指令値はユーザによって入力されたが、ローパス・フィルタ5の出力端子に接続された負荷から、通信ネットワークを介して負荷相信号及び電圧指令値を受信してもよい。この場合、制御部46は、受信した負荷相信号に基づいてU相の動作を停止又は開始し、電圧指令値に基づいてスイッチング信号Su、Sv、及びSwを生成する。また、制御部46は、受信した負荷相信号に基づいて相変換用スイッチング素子53uv及び53uwを開閉する。
In this embodiment, the
また、本実施形態において、負荷が単相負荷32である場合、相変換用スイッチング素子53uv及び53uwが開かれ、ローパス・フィルタ5のV相及びW相の交流電圧が出力されるが、相変換用スイッチング素子53vw及び53uvが開かれ、ローパス・フィルタ5のW相及びU相の交流電圧Vw、Vuが出力されるとしてもよい。同様にして、負荷が単相負荷32である場合、相変換用スイッチング素子53uw及び53vwが開かれ、ローパス・フィルタ5のU相及びV相の交流電圧Vu、Vvが出力されるとしてもよい。 In the present embodiment, when the load is the single-phase load 32, the phase conversion switching elements 53uv and 53uw are opened and the V-phase and W-phase AC voltages of the low-pass filter 5 are output. The switching elements 53vw and 53uv may be opened and the W-phase and U-phase AC voltages V w and V u of the low-pass filter 5 may be output. Similarly, when the load is a single-phase load 32, the phase conversion switching elements 53uw and 53vw are opened, and the U-phase and V-phase AC voltages V u and V v of the low-pass filter 5 are output. Good.
また、本実施形態において、相変換用スイッチング素子53uvはコンデンサ52uvとコンデンサ52uv及び52wuの接続点との間に接続され、相変換用スイッチング素子53uwはコンデンサ52wuとコンデンサ52uv及び52wuの接続点との間に接続される。しかし、図9に示すように、相変換用スイッチング素子53uvはインダクタ51uの出力側の端子と、コンデンサ52uv及び52wuの接続点との間に接続され、相変換用スイッチング素子53uwはコンデンサ52uv及び52wuの接続点と、出力端子54uとの間に接続されてもよい。この場合、制御部46が、相変換用スイッチング素子53uv及び53uwを開くことによって、インダクタ51v、51w及びコンデンサ52uv、52wu、及び52vwからなる出力フィルタが構成される。そして、V相及びW相に入力された交流電圧Vv及びVwの高調波が除去され、正弦波に近い波形が生成されて、1組の単相交流電力が単相負荷32に入力される。なお、この場合、相変換用スイッチング素子53uvを省略することもできる。
In the present embodiment, the phase conversion switching element 53uv is connected between the capacitor 52uv and the connection point between the capacitors 52uv and 52wu, and the phase conversion switching element 53uv is connected to the connection point between the capacitor 52wu and the capacitors 52uv and 52wu. Connected between. However, as shown in FIG. 9, the phase conversion switching element 53uv is connected between the output-side terminal of the inductor 51u and the connection point of the capacitors 52uv and 52wu, and the phase conversion switching element 53uv is connected to the capacitors 52uv and 52wu. May be connected to the output terminal 54u. In this case, when the
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 Although the above embodiment has been described as a representative example, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.
1 電力変換装置
2 車両制御装置
4 インバータ
5 ローパス・フィルタ
6 車両
21 直流電源
22 インバータ
23 モータ
24 自動クラッチ
25 エンジン
26 トランスミッションECU
27 エンジンECU
31 三相負荷
32 単相負荷
41 コンデンサ
42 制動抵抗器
43,44 スイッチング素子
45 還流ダイオード
46 制御部
47 出力端子
51 インダクタ
52 コンデンサ
53 相変換用スイッチング素子
54 出力端子
100 電力変換システム
Su、Sv、Sw スイッチング信号
DESCRIPTION OF
27 Engine ECU
31 Three-phase load 32 Single-phase load 41
Claims (6)
前記インバータに接続されるローパス・フィルタと、を備え、
前記ローパス・フィルタは、
前記インバータの各出力端子にそれぞれ電気的に接続される3つの入力端子と、
前記3つの入力端子と、対応する3つの出力端子との間に接続される3つのインダクタと、
前記3つのインダクタのうち第1及び第2のインダクタの出力側の間に接続されるコンデンサ、第2及び第3のインダクタの出力側の間に接続されるコンデンサ、並びに第3及び第1のインダクタの出力側の間に接続されるコンデンサと、
前記3つの出力端子のうちの1つの出力端子からの出力を停止させるスイッチング素子と、を有し
前記ローパス・フィルタの出力端子に三相交流電圧によって動作する負荷を接続することを表す信号を受け付けると前記スイッチング素子を閉じ、前記ローパス・フィルタの出力端子に単相交流電圧によって動作する負荷を接続することを表す信号を受け付けると、前記スイッチング素子を開くことを特徴とする電力変換装置。 An inverter that outputs a three-phase AC voltage;
A low-pass filter connected to the inverter,
The low pass filter is:
Three input terminals electrically connected to the respective output terminals of the inverter;
Three inductors connected between the three input terminals and the corresponding three output terminals;
Of the three inductors, a capacitor connected between the output sides of the first and second inductors, a capacitor connected between the output sides of the second and third inductors, and the third and first inductors A capacitor connected between the output sides of the
A switching element that stops output from one of the three output terminals, and accepts a signal indicating that a load that operates with a three-phase AC voltage is connected to the output terminal of the low-pass filter And the switching element is closed, and the switching element is opened when receiving a signal indicating that a load operating with a single-phase AC voltage is connected to the output terminal of the low-pass filter.
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- 2015-07-28 JP JP2015148818A patent/JP6478859B2/en active Active
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