JP2943107B1

JP2943107B1 - 三相整流装置

Info

Publication number: JP2943107B1
Application number: JP17165398A
Authority: JP
Inventors: 正雄和田
Original assignee: Kyosan Seisakusho KK
Current assignee: Kyosan Seisakusho KK
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2018-06-18
Also published as: JP2000014157A

Abstract

【要約】【課題】本発明は、三相交流電圧を該三相交流電圧と
絶縁された直流電圧に変換する、小型、軽量、高効率の
三相整流装置を提供することを目的とする。【解決手段】三相整流装置の変圧器２の一次側に入力
される交流電圧を、半導体スイッチ４、６のオン／オフ
動作により制御する。そして、変圧器２は、一次側の入
力電圧を、２次側の出力電圧に変換する。その変換され
た電圧が三相全波整流回路７により整流される。さら
に、三相全波整流回路７により整流された電圧が、直流
フィルタ８により平滑化されて直流電圧となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三相整流装置に係
り、詳細には、三相交流電圧から直流電圧に変換する三
相整流装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、三相交流電圧をその三相交流電圧
と絶縁した直流電圧へ変換する整流装置は、変圧器とサ
イリスタにより製作されていた。

【０００３】また、小型、軽量化を図る場合には、ツー
コンバータ方式と呼ばれる、三相交流電圧を直流電圧に
変換した後にＤＣ／ＤＣコンバータにより変換後の直流
電圧を、該変換後の直流電圧と絶縁された直流電圧に変
換する方法が用いられる。

【０００４】さらに、図３に示す単相整流装置を三つ組
み合わせることにより、三相交流電圧をその三相交流電
圧と絶縁した直流電圧へ変換する方法もある。

【０００５】従来の単相整流装置について、図３を参照
して説明する。

【０００６】図３は、従来の単相整流装置の回路構成を
示す図である。

【０００７】この図３の単相整流装置１００は、入力端
子Ｕ２、Ｖ２、出力端子Ｐ２、Ｎ２の２端子入力２端子
出力の装置であり、入力端子Ｕ２、Ｖ２に入力される交
流電圧を直流電圧に変換する装置である。単相整流装置
１００は、単相変圧器１１０と、単相全波整流回路１２
０と、半導体スイッチ１３０と、単相全波整流回路１４
０と、半導体スイッチ１５０と、単相全波整流回路１６
０と、直流フィルタ１７０を有する。

【０００８】単相変圧器１１０は、一次側のセンタータ
ップ巻き線１１１と、二次側の巻き線１１２とから構成
されている。センタータップ巻き線１１１の中心に、入
力端子Ｕ２が接続されている。

【０００９】入力端子Ｖ２は、単相全波整流回路１２０
の後述するダイオード１２２とダイオード１２４の接続
点、および単相全波整流回路１４０の後述するダイオー
ド１４２とダイオード１４４の接続点に接続されてい
る。

【００１０】単相変圧器１１０のセンタータップ巻き線
１１１の巻き始めは、単相全波整流回路１２０の後述す
るダイオード１２１とダイオード１２３の接続点に接続
され、巻き終わりは、単相全波整流回路１４０の後述す
るダイオード１４１とダイオード１４３の接続点に接続
されている。

【００１１】単相変圧器１１０の巻き線１１２の一端
は、単相全波整流回路１６０の後述するダイオード１６
１とダイオード１６３の接続点に接続され、他端は、単
相全波整流回路１６０の後述するダイオード１６２とダ
イオード１６４の接続点に接続されている。

【００１２】単相全波整流回路１２０は、センタータッ
プ巻き線１１１に発生する電圧を整流するためのもので
あり、ダイオード１２１、１２２、１２３、１２４から
なる。ダイオード１２１のアノードとダイオード１２３
のカソードが接続され、ダイオード１２２のアノードと
ダイオード１２４のカソードが接続される。また、ダイ
オード１２１、１２２の各カソードは互いに接続され、
ダイオード１２３、１２４の各アノードは互いに接続さ
れている。

【００１３】半導体スイッチ１３０は、たとえばトラン
ジスタであり、そのコレクタが、単相全波整流回路１２
０のダイオード１２１、１２２の各カソードに接続され
ており、そのエミッタが、単相全波整流回路１２０のダ
イオード１２３、１２４の各アノードに接続されてい
る。また、半導体スイッチ１３０のベースには、電圧信
号が印加される。そして、半導体スイッチ１３０は、ベ
ースに印可される電圧信号により、コレクタ−エミッタ
間のオン／オフが制御され、単相全波整流回路１２０を
介して、入力端子Ｕ２−Ｖ２間に印加される交流電圧の
単相変圧器１１０への入力を制御し、いわゆる双方向ス
イッチとして動作する。

【００１４】単相全波整流回路１４０は、センタータッ
プ巻き線１１１に発生する電圧を整流するためものであ
り、ダイオード１４１、１４２、１４３、１４４からな
る。ダイオード１４１のアノードとダイオード１４３の
カソードが接続され、ダイオード１４２のアノードとダ
イオード１４４のカソードが接続される。また、ダイオ
ード１４１、１４２の各カソードは互いに接続され、ダ
イオード１４３、１４４の各アノードは互いに接続され
ている。

【００１５】半導体スイッチ１５０は、たとえばトラン
ジスタであり、そのコレクタが、単相全波整流回路１４
０のダイオード１４１、１４２の各カソードに接続され
ており、そのエミッタが、単相全波整流回路１４０のダ
イオード１４３、１４４の各アノードに接続されてい
る。また、半導体スイッチ１５０のベースには、電圧信
号が印加される。そして、半導体スイッチ１５０は、ベ
ースに印可される電圧信号により、コレクタ−エミッタ
間のオン／オフが制御され、単相全波整流回路１４０を
介して、入力端子Ｕ２−Ｖ２間に印加される交流電圧の
単相変圧器１１０への入力を制御し、いわゆる双方向ス
イッチとして動作する。

【００１６】単相全波整流回路１６０は、巻き線１１１
に発生する電圧を整流するためのものであり、ダイオー
ド１６１、１６２、１６３、１６４からなる。ダイオー
ド１６１のアノードとダイオード１６３のカソードが接
続され、ダイオード１６２のアノードとダイオード１６
４のカソードが接続されている。また、ダイオード１６
１、１６２の各カソードは互いに接続され、ダイオード
１６３、１６４の各アノードは互いに接続されている。

【００１７】直流フィルタ１７０は、コイル１７１とコ
ンデンサ１７２によるＬＣ回路により構成され、直流フ
ィルタ１７０に入力される電圧を直流電圧に変換する。
コイル１７１の一端は、単相全波整流回路１６０のダイ
オード１６１、１６２の各カソードに接続されている。
コイル１７１の他端は、コンデンサ１７２の一端と、出
力端子Ｐ２に接続されている。コンデンサ１７２の他端
は、単相全波整流回路１６０のダイオード１６３、１６
４の各アノードに接続され、さらに出力端子Ｎ２に接続
されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、変圧器
とサイリスタを用いる三相整流装置では大型かつ重量が
大きいという問題点があった。

【００１９】また、ツーコンバータ方式では、三相の交
流電圧から、該三相の交流電圧と絶縁した直流電圧へ変
換するまでの、変換段数が多く、変換効率が低下すると
いう問題点があった。

【００２０】さらに、単相整流装置を三つ組み合わせる
ことにより、三相交流電圧をその三相交流電圧と絶縁し
た直流電圧へ変換する方法では、変圧器が３つ、二つの
双方向スイッチ（「単相全波整流回路１２０と半導体ス
イッチ１３０」、「単相全波整流回路１４０と半導体ス
イッチ１５０」）が三対必要であるため、装置が大型で
かつ重量が大きくなるという問題点があった。

【００２１】本発明は、上記問題点を解決することを課
題とし、三相交流電圧を該三相交流電圧と絶縁された直
流電圧に変換する、小型、軽量、高効率の三相整流装置
を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の三相整流装置
は、一次側の三つのセンタータップ巻き線、および二次
側の三つの巻き線からなり、当該三つのセンタータップ
巻き線の中心に三相の交流電圧が入力され、かつ一次側
の入力電圧を二次側の電圧へ変圧する変圧器と、前記変
圧器の一次側の前記三つのセンタータップ巻き線の各巻
き始めに接続され、当該三つの巻き始めから入力される
三相の交流電圧を全波整流する第１の三相全波整流回路
と、前記第１の三相全波整流回路によって整流された電
流を、当該第１の三相全波整流回路に帰還させるか否か
をオン／オフ動作によって制御し、帰還させることによ
って、前記三つのセンタータップ巻き線の各巻き始め側
を導通させて、前記変圧器の一次側の電圧を該各巻き始
め方向に印加するトランジスタに代表される第１の半導
体スイッチと、前記変圧器の一次側の前記三つのセンタ
ータップ巻き線の各巻き終わりに接続され、当該三つの
巻き終わりから入力される三相の交流電圧を全波整流す
る第２の三相全波整流回路と、前記第２の三相全波整流
回路によって整流された電流を、当該第２の三相全波整
流回路に帰還させるか否かをオン／オフ動作によって制
御し、帰還させることによって、前記三つのセンタータ
ップ巻き線の各巻き終わり側を導通させて、前記変圧器
の一次側の電圧を該各巻き終わり方向に印加するトラン
ジスタに代表される第２の半導体スイッチと、前記変圧
器の二次側の前記三つの巻き線に接続され、前記三つの
巻き線の各両端に発生する電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路に接続され、前記整流回路により生成され
たパルス電圧を直流電圧に変圧する直流フィルタと、を
備える。

【００２３】本発明の三相整流装置によれば、三相整流
装置の変圧器の一次側に入力される交流電圧を、第１の
半導体スイッチ及び第２の半導体スイッチのオン／オフ
動作により制御する。そして、該変圧器の一次側の入力
電圧が、二次側の出力電圧に変換され、その変換された
電圧が整流回路により整流され、第１の半導体スイッチ
及び第２の半導体スイッチのオン／オフ動作に同期した
パルス電圧が整流回路から出力される。さらに、そのパ
ルス電圧が、直流フィルタにより平滑化されて直流電圧
となる。

【００２４】したがって、三相の交流電圧から、該三相
の交流電圧と絶縁した直流電圧へ変換する三相整流装置
の、小型、軽量、高効率化が達成される。

【００２５】また、整流回路の出力を直接取り出せば、
半導体スイッチのオン／オフ動作に同期したパルス電圧
を得ることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図１および図２を参照して
本発明に係る三相整流装置の実施の形態を詳細に説明す
る。

【００２７】図１は、本発明の一実施の形態の三相整流
装置の回路構成を示す図である。

【００２８】この図１の三相整流装置１は、入力端子
Ｕ、Ｖ、Ｗ、出力端子Ｐ、Ｎの３端子入力２端子出力の
装置であり、入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗに入力される三相の交
流電圧を、脈動の小さい直流電圧に変換する装置であ
る。三相整流装置１は、一次側の３つのセンタータップ
巻き線２１、２２、２３と、二次側の３つの巻き線２
４、２５、２６とから構成される三相変圧器２と、三相
全波整流回路３と、半導体スイッチ４と、三相全波整流
回路５と、半導体スイッチ６と、三相全波整流回路７
と、直流フィルタ８を有する。なお、入力端子Ｖ−Ｗ間
に入力される交流電圧は、入力端子Ｕ−Ｖ間に印加され
る交流電圧と位相が１２０度異なり、入力端子Ｗ−Ｕ間
に入力される交流電圧は、入力端子Ｖ−Ｗ間に印加され
る交流電圧と位相が１２０度異なる。

【００２９】たとえばトランジスタである半導体スイッ
チ４は、そのベースに入力される電圧信号（図２（ｄ）
参照）により、コレクタ−エミッタ間のオン／オフが制
御される。そして、半導体スイッチ４はそのオン／オフ
動作により、三相全波整流回路３を介して、三相変圧器
２の各センタータップ巻き線２１、２２、２３の両端に
発生する電圧（図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参照）を制
御する。同様に、たとえばトランジスタである半導体ス
イッチ６は、そのベースに入力される電圧信号（図２
（ｅ）参照）により、コレクタ−エミッタ間のオン／オ
フが制御される。そして、半導体スイッチ６はそのオン
／オフ動作により、三相全波整流回路５を介して、三相
変圧器２の各センタータップ巻き線２１、２２、２３の
両端に発生する電圧（図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参
照）を制御する。換言すれば、三相整流装置１に入力さ
れる三相の各交流電圧は、半導体スイッチ４および半導
体スイッチ６により一括して制御され、半導体スイッチ
４および半導体スイッチ６がオフの場合、各センタータ
ップ巻き線２１、２２、２３の両端の電位差が０（Ｖ）
である電圧に、変換される。

【００３０】三相変圧器２は、一次側の電圧（図２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参照）を、一次側の電圧と位相
が３０度異なる二次側の電圧（図２（ｆ）、（ｇ）、
（ｈ）参照）に変圧する。

【００３１】三相全波整流回路７は、三相変圧器２によ
り変圧されて発生する電圧を整流し、パルス電圧（図２
（ｉ）参照）に変換する。すなわち、三相全波整流回路
７からは、半導体スイッチ４および半導体スイッチ６の
いずれもがオフの場合には０（Ｖ）、半導体スイッチ４
および半導体スイッチ６のいずれか一方がオンの場合に
は０（Ｖ）でない値のパルス電圧が出力される。

【００３２】直流フィルタ８は、直流フィルタ８に入力
されるパルス電圧（図２（ｉ）参照）を脈動の小さい直
流電圧（図２（ｊ）参照）に変換する。

【００３３】次に、三相整流装置１の回路構成の詳細に
ついて説明する。

【００３４】三相変圧器２のセンタータップ巻き線２１
の巻き始め（以下、適宜Ｕ１と称す）は、三相全波整流
回路３の後述するダイオード３１とダイオード３４の接
続点に接続され、巻き終わり（以下、適宜Ｕ２と称す）
は、三相全波整流回路５の後述するダイオード５１とダ
イオード５４の接続点に接続されている。センタータッ
プ巻き線２２の巻き始め（以下、適宜Ｖ１と称す）は、
三相全波整流回路３の後述するダオード３２とダイオー
ド３５の接続点に接続され、巻き終わり（以下、適宜Ｖ
２と称す）は、三相全波整流回路５の後述するダイオー
ド５２とダイオード５５の接続点に接続されている。セ
ンタータップ巻き線２３の巻き始め（以下、適宜Ｗ１と
称す）は、三相全波整流回路３の後述するダオード３３
とダイオード３６の接続点に接続され、巻き終わり（以
下、適宜Ｗ２と称す）は、三相全波整流回路５の後述す
るダイオード５３とダイオード５６の接続点に接続され
ている。

【００３５】三相変圧器２の巻き線２４の一端（以下、
適宜ｕと称す）は、三相全波整流回路７の後述するダイ
オード７１とダイオード７４の接続点に接続され、他端
は、三相全波整流回路７の後述するダイオード７２とダ
イオード７５の接続点に接続されている。巻き線２５の
一端（以下、適宜ｖと称す）は、三相全波整流回路７の
後述するダイオード７２とダイオード７５の接続点に接
続され、他端は、三相全波整流回路７の後述するダイオ
ード７３とダイオード７６の接続点に接続されている。
巻き線２６の一端（以下、適宜ｗと称す）は、三相全波
整流回路７の後述するダイオード７３とダイオード７６
の接続点に接続され、他端は、三相全波整流回路７の後
述するダイオード７１とダイオード７４の接続点に接続
されている。

【００３６】三相全波整流回路３は、ダイオード３１、
３２、３３、３４、３５、３６からなる。ダイオード３
１のアノードとダイオード３４のカソードが接続され、
ダイオード３２のアノードとダイオード３５のカソード
が接続され、ダイオード３３のアノードとダイオード３
６のカソードが接続されている。また、ダイオード３
１、３２、３３の各カソードは互いに接続され、ダイオ
ード３４、３５、３６の各アノードは互いに接続されて
いる。

【００３７】半導体スイッチ４は、そのコレクタが、三
相全波整流回路３のダイオード３１、３２、３３の各カ
ソードに接続されており、そのエミッタが、三相全波整
流回路３のダイオード３４、３５、３６の各アノードに
接続されている。また、半導体スイッチ４のベースに
は、一定周期の電圧信号（図２（ｄ）参照）が印加され
る。

【００３８】三相全波整流回路５は、ダイオード５１、
５２、５３、５４、５５、５６からなる。ダイオード５
１のアノードとダイオード５４のカソードが接続され、
ダイオード５２のアノードとダイオード５５のカソード
が接続され、ダイオード５３のアノードとダイオード５
６のカソードが接続されている。また、ダイオード５
１、５２、５３の各カソードは互いに接続され、ダイオ
ード５４、５５、５６の各アノードは互いに接続されて
いる。

【００３９】半導体スイッチ６は、そのコレクタが、三
相全波整流回路５のダイオード５１、５２、５３の各カ
ソードに接続されており、そのエミッタが、三相全波整
流回路５のダイオード５４、５５、５６の各アノードに
接続されている。また、半導体スイッチ６のベースに
は、一定周期の電圧信号（図２（ｅ）参照）が印加され
る。

【００４０】三相全波整流回路７は、ダイオード７１、
７２、７３、７４、７５、７６からなる。ダイオード７
１のアノードとダイオード７４のカソードが接続され、
ダイオード７２のアノードとダイオード７５のカソード
が接続され、ダイオード７３のアノードとダイオード７
６のカソードが接続されている。また、ダイオード７
１、７２、７３の各カソードは互いに接続され、ダイオ
ード７４、７５、７６の各アノードは互いに接続されて
いる。

【００４１】直流フィルタ８は、コイル８１とコンデン
サ８２によるＬＣ回路として構成され、コイル８１の一
端は、三相全波整流回路７のダイオード７１、７２、７
３の各カソードに接続されている。コイル８１の他端
は、コンデンサ８２の一端と、出力端子Ｐに接続されて
いる。コンデンサ８２の他端は、三相全波整流回路７の
ダイオード７４、７５、７６の各アノードに接続され、
さらに出力端子Ｎに接続されている。

【００４２】さらに、三相整流装置１の動作を図２を用
いて説明する。

【００４３】図２は、図１に回路構成を示す三相整流装
置１の動作を説明するためのタイムチャートである。図
２（ａ）は、三相変圧器２の、Ｕ２を基準電圧にした場
合のＵ１−Ｕ２間の電圧を示し、図２（ｂ）は、三相変
圧器２の、Ｖ２を基準電圧にした場合のＶ１−Ｖ２間の
電圧を示し、図２（ｃ）は、三相変圧器２の、Ｗ２を基
準電圧にした場合のＷ１−Ｗ２間の電圧を示す。図２
（ｄ）は、半導体スイッチ４へのオン信号を示し、図２
（ｅ）は、半導体スイッチ６へのオン信号を示す。図２
（ｆ）は、三相変圧器２の、ｖを基準電圧にした場合の
ｕ−ｖ間の電圧を示し、図２（ｇ）は、三相変圧器２
の、ｗを基準電圧にした場合のｖ−ｗ間の電圧を示し、
図２（ｈ）は、三相変圧器２の、ｕを基準電圧にした場
合のｗ−ｕ間の電圧を示す。図２（ｉ）は、直流フィル
タ８の入力電圧を示す。図２（ｊ）は、直流フィルタ８
の出力電圧を示す。

【００４４】図２中期間Ａでは、半導体スイッチ４がオ
ン、半導体スイッチ６がオフである。従って、入力端子
Ｕ、Ｖ、Ｗから入力された三相交流電圧は、三相変圧器
２のＵ１、Ｖ１、Ｗ１を介して三相全波整流回路３に入
力・整流された後、半導体スイッチ４によって、再び三
相全波整流回路３に帰還される。即ち、三相全波整流回
路３を介して、三相変圧器２のＵ１、Ｖ１、Ｗ１側にお
ける電流経路が形成されて、三相変圧器２のＵ１、Ｖ
１、Ｗ１側に電圧が発生する。この時、Ｕ１−Ｕ２間に
は図２（ａ）に示す電圧が発生し、Ｖ１−Ｖ２間には図
２（ｂ）に示す電圧が発生し、Ｗ１−Ｗ２間には図２
（ｃ）に示す電圧が発生する。

【００４５】三相変圧器２の一次側のＵ１−Ｕ２間、Ｖ
１−Ｖ２間、Ｗ１−Ｗ２間に発生した各電圧は、三相変
圧器２により変圧され、三相変圧器２の二次側のｕ−ｖ
間にはＵ１−Ｕ２間の電圧と位相が３０度異なる図２
（ｆ）に示す電圧が発生し、ｖ−ｗ間にはＶ１−Ｖ２間
の電圧と位相が３０度異なる図２（ｇ）に示す電圧が発
生し、ｗ−ｕ間にはＷ１−Ｗ２間の電圧と位相が３０度
異なる図２（ｈ）に示す電圧が発生する。

【００４６】このｕ−ｖ間、ｖ−ｗ間、ｗ−ｕ間に発生
した電圧が、三相全波整流回路７に入力され、整流さ
れ、図２（ｉ）に示す電圧が直流フィルタ８に入力され
る。

【００４７】直流フィルタ８に入力される図２（ｉ）に
示す電圧と平均値の等しい図２（ｊ）に示す直流電圧が
三相整流装置１の出力端子Ｐ−Ｎ間に出力される。

【００４８】図２中期間Ｂでは、半導体スイッチ４およ
び半導体スイッチ６がともにオフであり、閉じた電流経
路が形成されないため、Ｕ１−Ｕ２間、Ｖ１−Ｖ２間、
Ｗ１−Ｗ２間の電圧は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に
示すように、０（Ｖ）である。

【００４９】三相変圧器２の一次側のＵ１−Ｕ２間、Ｖ
１−Ｖ２間、Ｗ１−Ｗ２間の電圧が０（Ｖ）であるた
め、三相変圧器２の二次側のｕ−ｖ間、ｖ−ｗ間、ｗ−
ｕ間に発生する電圧は、図２（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）に
示すように、０（Ｖ）である。

【００５０】このｕ−ｖ間、ｖ−ｗ間、ｗ−ｕ間の電圧
が０（Ｖ）であるため、三相全波整流回路７から、直流
フィルタ８に入力される電圧の値は、図２（ｉ）に示す
ように０（Ｖ）である。

【００５１】直流フィルタ８から出力端子Ｐ−Ｎ間に出
力される電圧の値は、図２（ｊ）に示すように、コンデ
ンサの放電により、徐々に低下するため、図２（ｊ）で
は直線となっている。

【００５２】図２中期間Ｃでは、半導体スイッチ４がオ
フ、半導体スイッチ６がオンである。従って、入力端子
Ｕ、Ｖ、Ｗから入力された三相交流電圧は、三相変圧器
２のＵ２、Ｖ２、Ｗ２を介して三相全波整流回路５に入
力・整流された後、半導体スイッチ６によって、再び三
相全波整流回路５に帰還される。即ち、三相全波整流回
路５を介して、三相変圧器２のＵ２、Ｖ２、Ｗ２側にお
ける電流経路が形成されて、三相変圧器２のＵ２、Ｖ
２、Ｗ２側に電圧が発生する。この時、Ｕ１−Ｕ２間に
は図２（ａ）に示す電圧が発生し、Ｖ１−Ｖ２間には図
２（ｂ）に示す電圧が発生し、Ｗ１−Ｗ２間には図２
（ｃ）に示す電圧が発生する。

【００５３】三相変圧器２の一次側のＵ１−Ｕ２間、Ｖ
１−Ｖ２間、Ｗ１−Ｗ２間に発生した各電圧は、三相変
圧器２により変圧され、三相変圧器２の二次側のｕ−ｖ
間にはＵ１−Ｕ２間の電圧と位相が３０度異なる図２
（ｆ）に示す電圧が発生し、ｖ−ｗ間にはＶ１−Ｖ２間
の電圧と位相が３０度異なる図２（ｇ）に示す電圧が発
生し、ｗ−ｕ間にはＷ１−Ｗ２間の電圧と位相が３０度
異なる図２（ｈ）に示す電圧が発生する。

【００５４】このｕ−ｖ間、ｖ−ｗ間、ｗ−ｕ間に発生
した電圧が、三相全波整流回路７に入力され、整流さ
れ、図２（ｉ）に示す電圧が直流フィルタ８に入力され
る。

【００５５】直流フィルタ８に入力される図２（ｉ）に
示す電圧と平均値の等しい図２（ｊ）に示す直流電圧が
三相整流装置１の出力端子Ｐ−Ｎ間に出力される。

【００５６】図２中期間Ｄでは、半導体スイッチ４およ
び半導体スイッチ６がともにオフであり、閉じた電流経
路が形成されないため、Ｕ１−Ｕ２間、Ｖ１−Ｖ２間、
Ｗ１−Ｗ２間の電圧は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に
示すように、０（Ｖ）である。

【００５７】三相変圧器２の一次側のＵ１−Ｕ２間、Ｖ
１−Ｖ２間、Ｗ１−Ｗ２間の電位差は０（Ｖ）であるた
め、三相変圧器２の二次側のｕ−ｖ間、ｖ−ｗ間、ｗ−
ｕ間の電圧は、図２（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）に示すよう
に、０（Ｖ）である。

【００５８】このｕ−ｖ間、ｖ−ｗ間、ｗ−ｕ間の電圧
が０（Ｖ）であるため、三相全波整流回路７から、直流
フィルタ８に入力される電圧の値は、図２（ｉ）に示す
ように０（Ｖ）である。

【００５９】直流フィルタ８から出力端子Ｐ−Ｎ間に出
力される電圧の値は、図２（ｊ）に示すように、コンデ
ンサの放電により徐々に低下するため、図２（ｊ）では
直線となっている。

【００６０】上述の図２中期間Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを一グル
ープとする周期が繰り返されることにより、三相全波整
流回路７の出力は、周期Ｔのパルス電圧（半導体スイッ
チ４または半導体スイッチ６のオン／オフ周波数のパル
ス電圧）となり、さらに、直流フィルタ８の出力は、三
相整流装置１に入力される三相交流電圧と絶縁されかつ
脈動の小さい直流電圧となる。

【００６１】以上説明したように、本発明の一実施の形
態の三相整流装置によれば、三相交流電流から、該三相
交流電流と絶縁されかつ脈動の小さい直流電圧を取り出
すことができる。

【００６２】また、二つの双方向スイッチ（「半導体ス
イッチ４と三相全波整流回路３」、「半導体スイッチ６
と三相全波整流回路５」）と、一つの三相変圧器２によ
り三相整流装置を構成しているため、小型、軽量、高効
率化の三相整流装置を実現することができる。

【００６３】さらに、三相全波整流回路７の出力を直接
取り出せば、半導体スイッチ４または半導体スイッチ６
のオン／オフの周期と同期したパルス電圧を取り出すこ
とができるとともに、半導体スイッチ４と半導体スイッ
チ６をあわせたオン／オフの周期により、パルス電圧の
高周波化が可能となる。また、半導体スイッチ４または
半導体スイッチ６をオン状態にする時間間隔によりパル
ス電圧のパルス幅を制御することができる。

【００６４】

【発明の効果】本発明の三相整流装置によれば、三相整
流装置の変圧器の一次側に入力される交流電圧を、半導
体スイッチのオン／オフ動作により制御し、該変圧器の
一次側の入力電圧が、２次側の出力電圧に変換され、そ
の変換された電圧が整流回路により整流され、半導体ス
イッチのオン／オフ動作に同期したパルス電圧が整流回
路から出力される。さらに、そのパルス電圧が、直流フ
ィルタにより平滑化されて直流電圧となる。

【００６５】したがって、三相の交流電圧から、該三相
の交流電圧と絶縁した直流電圧へ変換する三相整流装置
の、小型、軽量、高効率化が達成される。

【００６６】また、整流回路の出力を直接取り出せば、
半導体スイッチのオン／オフ動作に同期したパルス電圧
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施の形態の三相整流装置
の回路構成を示す図である。

【図２】図２は、図１に回路構成を示す三相整流装置の
動作を説明するためのタイムチャートである。

【図３】図３は、従来の単相整流装置の回路構成を示す
図である。

【符号の説明】

１三相整流装置２三相変圧器３三相全波整流回路４半導体スイッチ５三相全波整流回路６半導体スイッチ７三相全波整流回路８直流フィルタ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一次側の三つのセンタータップ巻き線、お
よび二次側の三つの巻き線からなり、当該三つのセンタ
ータップ巻き線の中心に三相の交流電圧が入力され、か
つ一次側の入力電圧を二次側の電圧へ変圧する変圧器
と、前記変圧器の一次側の前記三つのセンタータップ巻き線
の各巻き始めに接続され、当該三つの巻き始めから入力
される三相の交流電圧を全波整流する第１の三相全波整
流回路と、前記第１の三相全波整流回路によって整流された電流
を、当該第１の三相全波整流回路に帰還させるか否かを
オン／オフ動作によって制御し、帰還させることによっ
て、前記三つのセンタータップ巻き線の各巻き始め側を
導通させて、前記変圧器の一次側の電圧を該各巻き始め
方向に印加するトランジスタに代表される第１の半導体
スイッチと、前記変圧器の一次側の前記三つのセンタータップ巻き線
の各巻き終わりに接続され、当該三つの巻き終わりから
入力される三相の交流電圧を全波整流する第２の三相全
波整流回路と、前記第２の三相全波整流回路によって整流された電流
を、当該第２の三相全波整流回路に帰還させるか否かを
オン／オフ動作によって制御し、帰還させることによっ
て、前記三つのセンタータップ巻き線の各巻き終わり側
を導通させて、前記変圧器の一次側の電圧を該各巻き終
わり方向に印加するトランジスタに代表される第２の半
導体スイッチと、前記変圧器の二次側の前記三つの巻き線に接続され、前
記三つの巻き線の各両端に発生する電圧を整流する整流
回路と、前記整流回路に接続され、前記整流回路により生成され
たパルス電圧を直流電圧に変圧する直流フィルタと、を備えたことを特徴とする三相整流装置。