JP2017121128A - 電力変換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換器は、交流電圧VACを出力するインバータ1と、インバータ1と負荷52の間に設けられる変圧器2と、交流電圧VACを示す信号φ10を積分する積分器11と、信号φ10の位相角度が0度になる度に積分器11の出力信号φ11をサンプリングするサンプリング回路13と、サンプリングされた信号φ11に基づいて、積分器11の出力信号φ11の直流成分Vdcを検出する直流成分検出器14と、検出される直流成分Vdcがなくなるように交流電圧VACの波形を制御する制御回路4とを備える。
【選択図】図3
Description
図1は、この発明の実施の形態1による電力変換器の構成を示す回路ブロック図である。図1において、この電力変換器は、インバータ1、変圧器2、偏磁検出回路3、および制御回路4を備える。
図11は、この発明の実施の形態2による電力変換器の要部を示すブロック図であって、図3と対比される図である。図11を参照して、この電力変換器が実施の形態1の電力変換器と異なる点は、電圧指令部15が電圧指令部15Aで置換されている点である。図3の電圧指令部15は、直流成分Vdcに応じた値だけ電圧指令信号VCをシフトさせて偏磁を解消した。これに対して本実施の形態2の電圧指令部15Aは、電圧指令信号VCが正電圧である期間と負電圧である期間とで異なるゲインAを電圧指令信号VCに乗算して偏磁を解消する。
[実施の形態3]
図14(a)(b)は、実施の形態1の問題点を説明するための波形図であって、図9(a)(b)と対比される図である。図9(a)(b)では、交流電圧VACの1周期(時刻t0〜t1)のうちの後半の期間において交流電圧VACが短時間だけ低下する場合について説明した。この場合は、交流電圧VACが低下してから直流成分Vdcがサンプル・ホールドされるまでの時間が半周期よりも短いので、励磁電流Iの増大を迅速に抑制することができる。
この実施の形態4では、上記のNを無限大にした場合について説明する。図17は、この発明の実施の形態4による電力変換器の要部を示すブロック図であって、図3と対比される図である。図17を参照して、この電力変換器が実施の形態1の電力変換器と異なる点は、偏磁検出回路3が偏磁検出回路20で置換されている点である。偏磁検出回路20は、偏磁検出回路3の位相検出器12、サンプリング回路13、および直流成分検出器14を位相検出器12B、正弦波発生器21、および偏差検出器22で置換したものである。
図20は、この発明の実施の形態5による無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図であって、図1と対比される図である。図20を参照して、この無停電電源装置が図1の電力変換器と異なる点は、コンバータ5が追加されている点である。
図21は、本願発明の比較例となる電力変換器に含まれる偏磁検出回路の構成を示す回路図である。このような偏磁検出回路は、たとえば特開平6−98559号公報(特許文献1)に記載されている。
Claims (13)
- 直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記インバータの出力電圧を受けて負荷に交流電圧を与える変圧器と、
前記インバータの出力電圧を積分する積分器と、
前記インバータの出力電圧に同期して動作し、前記インバータの出力電圧の一周期当たりN回、前記積分器の出力信号をサンプリングするサンプリング回路と、
前記サンプリング回路によってサンプリングされた信号に基づいて、前記積分器の出力信号の直流成分を検出する直流成分検出器と、
前記直流成分検出器によって検出された直流成分を受け、受けた直流成分がなくなるように前記インバータの出力電圧の波形を制御する制御回路とを備え、Nは自然数である、電力変換器。 - さらに、前記インバータの出力電圧の位相角度を検出する位相検出器を備え、
前記インバータの出力電圧の位相角度は0度から360度まで変化し、
前記サンプリング回路は、前記位相検出器によって検出された位相角度が予め定められた第1〜第Nの角度のうちのいずれかの角度になる度に前記積分器の出力信号をサンプリングする、請求項1に記載の電力変換器。 - Nは1であり、
前記予め定められた第1の角度は0度である、請求項2に記載の電力変換器。 - Nは1であり、
前記予め定められた第1の角度は180度である、請求項2に記載の電力変換器。 - Nは2であり、
前記予め定められた第1および第2の角度はそれぞれ0度および180度である、請求項2に記載の電力変換器。 - さらに、前記インバータの出力電圧の瞬時値を検出し、検出値を示す信号を出力する電圧検出器を備え、
前記積分器は前記電圧検出器の出力信号を積分し、
前記サンプリング回路は、前記電圧検出器の出力信号に同期して動作し、前記電圧検出器の出力信号の一周期当たりN回、前記積分器の出力信号をサンプリングする、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の電力変換器。 - 前記制御回路は、
正弦波状の電圧指令信号を生成する電圧指令部と、
前記電圧指令信号に従って前記インバータの出力電圧の波形を制御するための制御信号を生成する信号発生部とを含み、
前記電圧指令部は、前記直流成分検出器によって検出された直流成分を受け、受けた直流成分がなくなるように前記電圧指令信号の波形を制御する、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の電力変換器。 - 前記電圧指令部は、前記直流成分検出器によって検出された直流成分を受け、受けた直流成分がなくなるように、受けた直流成分に応じた値の直流オフセット値を前記電圧指令信号に与える、請求項7に記載の電力変換器。
- 前記電圧指令部は、前記直流成分検出器によって検出された直流成分を受け、受けた直流成分がなくなるように、受けた直流成分に応じた値を前記電圧指令信号に乗算する、請求項7に記載の電力変換器。
- 直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記インバータの出力電圧を受けて負荷に交流電圧を与える変圧器と、
前記インバータの出力電圧を積分する積分器と、
前記インバータの出力電圧よりも90度遅れた正弦波信号を出力する正弦波発生器と、
前記積分器の出力信号が前記正弦波信号に一致するように前記インバータを制御する制御回路とを備える、電力変換器。 - さらに、前記インバータの出力電圧の位相角度を検出する位相検出器を備え、
前記インバータの出力電圧の位相角度は0度から360度まで変化し、
前記正弦波発生器は、前記位相検出器によって検出された位相角度に基づいて前記正弦波信号を出力する、請求項10に記載の電力変換器。 - さらに、前記インバータの出力電圧の瞬時値を検出し、検出値を示す信号を出力する電圧検出器を備え、
前記積分器は前記電圧検出器の出力信号を積分し、
前記正弦波発生器は、前記電圧検出器の出力信号よりも90度遅れた正弦波信号を出力する、請求項10または請求項11に記載の電力変換器。 - さらに、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータを備え、
前記交流電源から交流電力が供給されている通常時は、前記コンバータから出力される直流電圧が前記インバータによって交流電圧に変換されるとともに、前記コンバータによって生成された直流電力が電力貯蔵装置に蓄えられ、
前記交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は、前記コンバータの運転が停止されるとともに、前記電力貯蔵装置の直流電圧が前記インバータによって交流電圧に変換される、請求項1から請求項12までのいずれか1項に記載の電力変換器。
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JPH0698559A (ja) * | 1992-09-09 | 1994-04-08 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | 電源装置の偏磁防止回路 |
JP2011055667A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 無停電電源装置 |
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