JP3316858B2 - Constant voltage / constant frequency power supply - Google Patents
Constant voltage / constant frequency power supplyInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、相数が3以上の交流電
力を入力又は出力し、小型単相誘導電動機の速度制御や
コンピュータ等に用いられる定電圧・定周波数電源装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant-voltage / constant-frequency power supply for inputting or outputting AC power having three or more phases and used for speed control of small single-phase induction motors, computers and the like. .
【0002】[0002]
【従来の技術】3相交流を入力及び出力する従来の代表
的な定電圧・定周波数電源装置は、図5に示すように、
整流素子1a,1b,1c,1d,1e,1fを2個直
列に接続してなるコンバータスイッチング回路アームA
1 ,A2,A3 を、相数と等しい数(3回路)だけ並列
に接続して構成したコンバータ回路Aと、平滑コンデン
サ2よりなる平滑回路Bと、スイッチング素子3a,3
b,3c,3d,3e,3f(通常、フライホイールダ
イオード4を並列に伴う。以下、同じ。)を2個直列に
接続してなるインバータスイッチング回路アームC1 ,
C2 ,C3 を、相数と等しい数(3回路)だけ並列に接
続して構成したインバータ回路Cとを備えていた。そし
て、交流電力入力部7の各々の端子を各々のコンバータ
スイッチング回路アームA1 ,A2 ,A3 の整流素子間
に接続し、交流電力出力部8の各々の端子を各々のイン
バータスイッチング回路アームC1 ,C2 ,C3 のスイ
ッチング素子間に接続していた。2. Description of the Related Art A conventional typical constant-voltage / constant-frequency power supply for inputting and outputting three-phase alternating current is shown in FIG.
Converter switching circuit arm A formed by connecting two rectifier elements 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f in series.
A, A2, and A3 are connected in parallel by a number (three circuits) equal to the number of phases, a converter circuit A, a smoothing circuit B including a smoothing capacitor 2, and switching elements 3a, 3
b, 3c, 3d, 3e, 3f (usually accompanied by a flywheel diode 4 in parallel; the same applies hereinafter) inverter switching circuit arms C1, C2,
And an inverter circuit C constituted by connecting C2 and C3 in parallel by the same number (three circuits) as the number of phases. Each terminal of the AC power input unit 7 is connected between the rectifying elements of each converter switching circuit arm A1, A2, A3, and each terminal of the AC power output unit 8 is connected to each inverter switching circuit arm C1, C2. , C3.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に構成された従来の定電圧・定周波数電源装置は、コン
バータ回路Aもインバータ回路Cも共にフルブリッジ回
路なので、部品点数が多く、コストが高くなっていた。
また、交流電力入力部7の一方の電位と、これに対応す
る交流電力出力部8の一方の電位とは一致しない。従っ
て、この電源回路を無停電電源として使用する場合に
は、この電源回路と図示しないバイパス(入出力直送回
路)とを切換えるときにバイパスに短絡電流が流れ、動
作不良や故障の原因になるという問題もあった。これら
の問題はトランスを用いれば防げるが、そうするとさら
に部品点数が増加し、装置が大型化及び重量化し、コス
トが高くなり、動作時には電力損失が増加するという問
題があった。However, in the conventional constant voltage / constant frequency power supply device configured as described above, since both the converter circuit A and the inverter circuit C are full bridge circuits, the number of parts is large and the cost is low. Was higher.
In addition, one potential of the AC power input unit 7 does not match the corresponding one potential of the AC power output unit 8. Therefore, when this power supply circuit is used as an uninterruptible power supply, a short-circuit current flows through the bypass when switching between the power supply circuit and a bypass (not shown) (direct input / output circuit), which may cause malfunction or failure. There were also problems. These problems can be prevented by using a transformer. However, doing so increases the number of components, increases the size and weight of the device, increases the cost, and increases the power loss during operation.
【0004】ところで、本発明者は他の発明者らと共同
で、図6に示す可変電圧・可変周波数電源装置を発明し
た(特開平63−314176号公報)。この電源装置
は、コンバータ回路Aを整流素子1a,1bを2個直列
に接続して構成し、このコンバータ回路Aに平滑コンデ
ンサ2a,2bよりなる平滑回路Bを接続し、インバー
タ回路Cをスイッチング素子3a,3bを2個直列に接
続して形成し、交流電力入力部7の一方をコンバータ回
路Aの整流素子1a,1b間に接続し、交流電力出力部
8の一方をインバータ回路Cのスイッチング素子3a,
3b間に接続し、交流電力入力部7の他方と交流電力出
力部8の他方とを共通線9で接続してなるものである。
この発明によれば、トランスの削減等による部品点数の
減少と、フィルタの簡素化を図ることができ、安価で精
度の高い電源装置を得ることができた。しかし、この電
源回路は単相の交流電力を入力及び出力するためのもの
であって、相数が3以上の交流電力には対応していなか
った。The inventor has invented a variable voltage / variable frequency power supply apparatus shown in FIG. 6 in cooperation with other inventors (Japanese Patent Laid-Open No. 63-314176). In this power supply device, a converter circuit A is configured by connecting two rectifying elements 1a and 1b in series, a smoothing circuit B including smoothing capacitors 2a and 2b is connected to the converter circuit A, and an inverter circuit C is connected to a switching element. 3a, 3b are connected in series, one of the AC power input units 7 is connected between the rectifying elements 1a, 1b of the converter circuit A, and one of the AC power output units 8 is connected to the switching element of the inverter circuit C. 3a,
3b, and the other of the AC power input unit 7 and the other of the AC power output unit 8 are connected by a common line 9.
According to the present invention, the number of components can be reduced by reducing the number of transformers and the filter can be simplified, and a low-cost and high-precision power supply device can be obtained. However, this power supply circuit is for inputting and outputting single-phase AC power, and does not support AC power having three or more phases.
【0005】本発明の目的は、上記課題を解決し、相数
が3以上の交流電力を入力又は出力することができるに
も拘らず、部品点数が少なく、装置を小型、軽量かつ安
価に構成することができ、動作時の電力損失を減少させ
ることができる新規な定電圧・定周波数電源装置を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to reduce the number of parts and to make the apparatus compact, lightweight and inexpensive, despite being able to input or output AC power having three or more phases. And a novel constant-voltage / constant-frequency power supply device capable of reducing power loss during operation.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項1記載の電源装置は、相数が3
以上の交流電力を入力及び出力する定電圧・定周波数電
源装置において、整流素子又はスイッチング素子を少な
くとも2個直列に接続してなるコンバータスイッチング
回路アームを、入力する交流電力の相数から1を減じた
数だけ並列に接続して構成したコンバータ回路と、平滑
コンデンサを少なくとも2個直列に接続して構成し、前
記コンバータ回路に並列に接続した平滑回路と、スイッ
チング素子を少なくとも2個直列に接続してなるインバ
ータスイッチング回路アームを、出力する交流電力の相
数から1を減じた数だけ並列に接続して構成し、前記平
滑回路に並列に接続したインバータ回路とを備え、交流
電力入力部のいずれか一端子を残した各々の端子を、前
記各々のコンバータスイッチング回路アームの整流素子
間又はスイッチング素子間に接続し、交流電力出力部の
いずれか一端子を残した各々の端子を、前記各々のイン
バータスイッチング回路アームのスイッチング素子間に
接続し、前記交流電力入力部の残りの一端子と、前記交
流電力出力部の残りの一端子とを共通線で接続し、前記
平滑回路の平滑コンデンサ間を前記共通線に接続したこ
とを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a power supply device having three phases.
In the constant-voltage / constant-frequency power supply device for inputting and outputting the AC power, a converter switching circuit arm having at least two rectifiers or switching elements connected in series is subtracted by 1 from the number of phases of the input AC power. And a converter circuit configured by connecting at least two smoothing capacitors in series, and a smoothing circuit connected in parallel to the converter circuit and at least two switching elements connected in series. An inverter switching circuit arm comprising the inverter circuit connected in parallel with the number of phases of AC power to be output minus one, and an inverter circuit connected in parallel to the smoothing circuit. Each terminal except for one terminal is connected between the rectifying elements of the respective converter switching circuit arms or switched. Connected between the elements, each terminal leaving any one terminal of the AC power output unit, connected between the switching elements of the respective inverter switching circuit arm, the remaining one terminal of the AC power input unit, The remaining terminal of the AC power output unit is connected to a common line, and a connection between the smoothing capacitors of the smoothing circuit is connected to the common line.
【0007】請求項2記載の電源装置は、単相の交流電
力を入力して相数が3以上の交流電力を出力する定電圧
・定周波数電源装置において、整流素子又はスイッチン
グ素子を少なくとも2個直列に接続して構成したコンバ
ータ回路と、平滑コンデンサを少なくとも2個直列に接
続して構成し、前記コンバータ回路に並列に接続した平
滑回路と、スイッチング素子を少なくとも2個直列に接
続してなるインバータスイッチング回路アームを、出力
する交流電力の相数から1を減じた数だけ並列に接続し
て構成し、前記平滑回路に並列に接続したインバータ回
路とを備え、交流電力入力部の一方の端子を前記コンバ
ータ回路の整流素子又はスイッチング素子間に接続し、
交流電力出力部のいずれか一端子を残した各々の端子
を、前記各々のインバータスイッチング回路アームのス
イッチング素子間に接続し、前記交流電力入力部の他方
の端子と、前記交流電力出力部の残りの一端子とを共通
線で接続し、前記平滑回路の平滑コンデンサ間を前記共
通線に接続したことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the constant voltage / constant frequency power supply for inputting single-phase AC power and outputting AC power having three or more phases, at least two rectifying elements or switching elements are provided. A converter circuit configured by connecting in series, a smoothing capacitor configured by connecting at least two smoothing capacitors in series, a smoothing circuit connected in parallel to the converter circuit, and an inverter configured by connecting at least two switching elements in series A switching circuit arm is configured by connecting in parallel the number of phases of the output AC power by subtracting 1 and comprising an inverter circuit connected in parallel to the smoothing circuit, and having one terminal of the AC power input unit connected thereto. Connected between the rectifying element or the switching element of the converter circuit,
Each terminal except one terminal of the AC power output unit is connected between the switching elements of the respective inverter switching circuit arms, and the other terminal of the AC power input unit and the remaining of the AC power output unit And a common line, and a connection between the smoothing capacitors of the smoothing circuit is connected to the common line.
【0008】請求項3記載の電源装置は、相数が3以上
の交流電力を入力して単相の交流電力を出力する定電圧
・定周波数電源装置において、整流素子又はスイッチン
グ素子を少なくとも2個直列に接続してなるコンバータ
スイッチング回路アームを、入力する交流電力の相数か
ら1を減じた数だけ並列に接続して構成したコンバータ
回路と、平滑コンデンサを少なくとも2個直列に接続し
て構成し、前記コンバータ回路に並列に接続した平滑回
路と、スイッチング素子を少なくとも2個直列に接続し
て構成し、前記平滑回路に並列に接続したインバータ回
路とを備え、交流電力入力部のいずれか一端子を残した
各々の端子を、前記各々のコンバータスイッチング回路
アームの整流素子間又はスイッチング素子間に接続し、
交流電力出力部の一方の端子を前記インバータ回路のス
イッチング素子間に接続し、前記交流電力入力部の残り
の一端子と、前記交流電力出力部の他方の端子とを共通
線で接続し、前記平滑回路の平滑コンデンサ間を前記共
通線に接続したことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the constant voltage / constant frequency power supply for inputting AC power having three or more phases and outputting single-phase AC power, at least two rectifying elements or switching elements are provided. A converter switching circuit arm connected in series is connected in parallel by the number obtained by subtracting 1 from the number of input AC power phases, and at least two smoothing capacitors are connected in series. A smoothing circuit connected in parallel to the converter circuit, and an inverter circuit configured by connecting at least two switching elements in series and connected in parallel to the smoothing circuit; Are connected between the rectifying elements or between the switching elements of the respective converter switching circuit arms,
One terminal of the AC power output unit is connected between the switching elements of the inverter circuit, the other terminal of the AC power input unit and the other terminal of the AC power output unit are connected by a common line, It is characterized in that the smoothing capacitors of the smoothing circuit are connected to the common line.
【0009】[0009]
【作用】請求項1記載の電源装置によれば、相数が3以
上の交流電力が交流電力入力部から入力されると、この
交流電圧はコンバータ回路により整流されて平滑回路の
平滑コンデンサに充電され、リップル分が平滑化され
る。ここで、交流電力入力部の一端子は、共通線を介し
てアース電位に保持されているため、前記整流はこの共
通線に対して行われる。平滑コンデンサに生じる直流電
圧は、インバータ回路により相数が3以上で所定の周波
数の交流電力に変換され、交流電力出力部から出力され
る。ここで、交流電力出力部の一端子も、共通線を介し
てアース電位に保持されているため、前記変換はこの共
通線に対して行われる。但し、この交流出力電圧は、交
流入力電圧と正確に同一にはならず、コンバータ回路や
インバータ回路やフィルタ回路における電圧ドロップ及
びスイッチング時に生じる電圧低下により低くなる。According to the first aspect of the present invention, when AC power having three or more phases is input from the AC power input unit, the AC voltage is rectified by the converter circuit and charges the smoothing capacitor of the smoothing circuit. And the ripple is smoothed. Here, since one terminal of the AC power input unit is held at the ground potential via the common line, the rectification is performed on the common line. The DC voltage generated in the smoothing capacitor is converted into AC power of a predetermined frequency with three or more phases by an inverter circuit and output from an AC power output unit. Here, since one terminal of the AC power output unit is also held at the ground potential via the common line, the conversion is performed on this common line. However, the AC output voltage does not become exactly the same as the AC input voltage, but becomes lower due to a voltage drop in the converter circuit, the inverter circuit, or the filter circuit and a voltage drop occurring at the time of switching.
【0010】請求項2記載の電源装置によれば、単相→
3相という相数の変換を伴う他は、上記作用とほぼ同様
の作用を奏する。[0010] According to the power supply device of the second aspect, the single-phase →
Except for the conversion of the number of phases of three phases, it has substantially the same operation as the above operation.
【0011】請求項3記載の電源装置によれば、3相→
単相という相数の変換を伴う他は、上記作用とほぼ同様
の作用を奏する。According to the power supply device of the third aspect, three phases
Except for the conversion of the number of phases, ie, a single phase, the operation is substantially the same as the above operation.
【0012】[0012]
【実施例】本発明を3相の交流電力を入力及び出力する
定電圧・定周波数電源装置に具体化した第一実施例につ
いて、図1を参照して説明する。同図において、Aはコ
ンバータ回路であり、ダイオード等の整流素子1a,1
bを2個直列に接続してなるコンバータスイッチング回
路アームA1 と、同じく整流素子1c,1dを2個直列
に接続してなるコンバータスイッチング回路アームA2
とを、並列に接続して構成されている。Bはコンバータ
回路Aに並列に接続された平滑回路であり、平滑コンデ
ンサ2a,2bを2個直列に接続して構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment in which the present invention is embodied in a constant-voltage / constant-frequency power supply device for inputting and outputting three-phase AC power will be described with reference to FIG. In the figure, A is a converter circuit, and rectifying elements 1a and 1 such as diodes.
b and a converter switching circuit arm A2 formed by connecting two rectifying elements 1c and 1d in series.
And are connected in parallel. B is a smoothing circuit connected in parallel to the converter circuit A, and is configured by connecting two smoothing capacitors 2a and 2b in series.
【0013】Cは平滑回路Bに並列に接続されたインバ
ータ回路であり、パイポーラトランジスタ等のスイッチ
ング素子3a,3bを2個直列に接続してなるインバー
タスイッチング回路アームC1 と、同じくスイッチング
素子3c,3dを2個直列に接続してなるインバータス
イッチング回路アームC2 とを、並列に接続して構成さ
れている。各々のスイッチング素子3a〜3dのコレク
タ−エミッタ間にはフライホイールダイオード4が並列
に接続されている。An inverter circuit C is connected in parallel with the smoothing circuit B, and includes an inverter switching circuit arm C1 formed by connecting two switching elements 3a and 3b such as bipolar transistors in series, and a switching element 3c and a switching element 3c. An inverter switching circuit arm C2 formed by connecting two 3d units in series is connected in parallel. A flywheel diode 4 is connected in parallel between the collector and the emitter of each of the switching elements 3a to 3d.
【0014】7は3相の交流電源12に接続される3端
子の交流電力入力部であり、その一端子は前記一方のコ
ンバータスイッチング回路アームA1 の整流素子1a,
1b間に接続され、別の一端子は前記他方のコンバータ
スイッチング回路アームA2の整流素子1c,1d間に
接続されている。Numeral 7 is a three-terminal AC power input section connected to a three-phase AC power supply 12, one of which is connected to the rectifier elements 1a, 1a of the one converter switching circuit arm A1.
1b, and another terminal is connected between the rectifiers 1c and 1d of the other converter switching circuit arm A2.
【0015】8は負荷13が接続される交流電力出力部
であり、その一端子は前記一方のインバータスイッチン
グ回路アームC1 のスイッチング素子3a,3b間に接
続され、別の一端子は前記他方のインバータスイッチン
グ回路アームC2 のスイッチング素子3c,3d間に接
続されている。Reference numeral 8 denotes an AC power output unit to which a load 13 is connected, one terminal of which is connected between the switching elements 3a and 3b of the one inverter switching circuit arm C1, and another terminal which is connected to the other inverter. It is connected between the switching elements 3c and 3d of the switching circuit arm C2.
【0016】また、交流電力入力部7の残りの一端子
と、交流電力出力部8の残りの一端子とは、共通線9で
接続されており、この共通線9はアースされている。ま
た、この共通線9には平滑回路Bの平滑コンデンサ2
a,2b間が接続されている。The other terminal of the AC power input unit 7 and the remaining terminal of the AC power output unit 8 are connected by a common line 9, and the common line 9 is grounded. The common line 9 is connected to the smoothing capacitor 2 of the smoothing circuit B.
a and 2b are connected to each other.
【0017】以上のように構成された第一実施例の動作
について説明する。3相の交流電力が交流電力入力部7
から入力されると、この交流電圧はコンバータ回路Aに
より整流されて平滑回路Bの平滑コンデンサ2a,2b
に充電され、リップル分が平滑化される。ここで、交流
電力入力部7の一端子は、共通線9を介してアース電位
に保持されているため、前記整流はこの共通線9に対し
て行われ、平滑コンデンサ2a,2b間もアース電位と
なる。各平滑コンデンサ2a,2bに生じる直流電圧
は、インバータ回路Cにより所定の周波数の3相の交流
電力に変換され、交流電力出力部8から出力される。こ
こで、交流電力出力部8の一端子も、共通線9を介して
アース電位に保持されているため、前記変換はこの共通
線9に対して行われる。このインバータ回路Cにおける
スイッチングは、例えば公知のPWM(パルス幅変調)
制御によって行うことができる。The operation of the first embodiment configured as described above will be described. AC power input section 7
, This AC voltage is rectified by the converter circuit A, and the smoothing capacitors 2a and 2b of the smoothing circuit B
And the ripple is smoothed. Here, since one terminal of the AC power input unit 7 is held at the ground potential via the common line 9, the rectification is performed on the common line 9, and the ground potential is also applied between the smoothing capacitors 2a and 2b. Becomes The DC voltage generated in each of the smoothing capacitors 2a and 2b is converted into three-phase AC power of a predetermined frequency by the inverter circuit C, and output from the AC power output unit 8. Here, one terminal of the AC power output unit 8 is also held at the ground potential via the common line 9, so that the conversion is performed on the common line 9. Switching in the inverter circuit C is performed by, for example, a known PWM (pulse width modulation).
It can be done by control.
【0018】このように、第一実施例においては、コン
バータ回路A及びインバータ回路Cが、従来のフルブリ
ッジ回路より1アーム分だけ少ない素子数で構成される
回路なので、部品点数の減少を図ることができる。ま
た、交流電力入力部7の一端子と交流電力出力部8の一
端子とが、共通線9を介して接続され、共にアース電位
に保持されているため、この電源回路を無停電電源とし
て使用する場合に、入出力間に絶縁トランスを設けなく
ても、この電源回路と図示しないバイパスとを切換える
ときに、バイパスに短絡電流が流れることはない。従っ
て、この点からも、部品点数の減少、装置の小型・軽量
・低廉化、動作時の電力損失の減少等を図ることができ
る。なお、第一実施例では、交流出力電圧は交流入力電
圧と正確に同一にはならず、コンバータ回路Aの整流素
子1a〜1dやインバータ回路Cのスイッチング素子3
a〜3dや図示されないフィルタ回路における電圧ドロ
ップ及びスイッチング時に生じる電圧低下により低くな
る。As described above, in the first embodiment, since the converter circuit A and the inverter circuit C are constituted by the number of elements smaller by one arm than the conventional full bridge circuit, the number of parts can be reduced. Can be. Also, since one terminal of the AC power input unit 7 and one terminal of the AC power output unit 8 are connected via the common line 9 and are both held at the ground potential, this power supply circuit is used as an uninterruptible power supply. In this case, even if an insulating transformer is not provided between the input and output, no short-circuit current flows through the bypass when switching between the power supply circuit and a bypass (not shown). Therefore, from this point as well, the number of parts can be reduced, the size, weight, and cost of the device can be reduced, and power loss during operation can be reduced. In the first embodiment, the AC output voltage is not exactly the same as the AC input voltage, and the rectifying elements 1a to 1d of the converter circuit A and the switching element 3 of the inverter circuit C are not used.
In the filter circuits a to 3d and a filter circuit (not shown), the voltage drop is caused by a voltage drop and a voltage drop generated during switching.
【0019】次に、図2に示す第二実施例の定電圧・定
周波数電源装置は、次の点においてのみ前記第一実施例
と相違するものである。 コンバータ回路Aは、スイ
ッチング素子11a,11bを2個直列に接続してなる
コンバータスイッチング回路アームA1 と、同じくスイ
ッチング素子11c,11dを2個直列に接続してなる
コンバータスイッチング回路アームA2 とを、並列に接
続して構成されている。各々のスイッチング素子11a
〜11dにはフライホイールダイオード4が並列に接続
されている。 交流電力入力部7の一端子は、コンバ
ータスイッチング回路アームA1 のスイッチング素子1
1a,11b間にリアクトル14を介して接続され、別
の一端子はコンバータスイッチング回路アームA2 のス
イッチング素子11c,11d間にリアクトル14を介
して接続されている。Next, the constant voltage / constant frequency power supply device of the second embodiment shown in FIG. 2 is different from the first embodiment only in the following points. The converter circuit A includes a converter switching circuit arm A1 formed by connecting two switching elements 11a and 11b in series and a converter switching circuit arm A2 formed by connecting two switching elements 11c and 11d in series. It is configured to be connected to. Each switching element 11a
Flywheel diodes 4 are connected in parallel to .about.11d. One terminal of the AC power input unit 7 is connected to the switching element 1 of the converter switching circuit arm A1.
Another terminal is connected between the switching elements 11c and 11d of the converter switching circuit arm A2 via the reactor 14. The other terminal is connected between the reactors 1a and 11b via the reactor 14.
【0020】以上のように構成された第二実施例は、第
一実施例とほぼ同様の動作をするのに加え、次の動作を
する。すなわち、リアクトル14とコンバータスイッチ
ング回路アームA1,A2のスイッチング素子11a,
11b.11c,11dとで昇圧チョッパ回路が形成さ
れるので、この昇圧チョッパ回路に、前記コンバータ回
路Aやインバータ回路Cでの電圧低下分だけ、コンバー
ト後の直流電圧を昇圧する動作をさせることにより、図
示しないフィルタを介して、交流入力電圧と正確に同一
の交流出力電圧を交流電力出力部8から取り出すことが
できる。なお、コンバータ部のスイッチング素子のスイ
ッチング周波数を高周波(例えば10kHz以上)とす
れば、リアクトル14は小型かつ軽量のもので足り、電
源装置の大型化及び重量増加にはほとんどつながらな
い。The second embodiment configured as described above performs the following operations in addition to the substantially same operations as the first embodiment. That is, the reactor 14 and the switching elements 11a of the converter switching circuit arms A1 and A2,
11b. Since a boost chopper circuit is formed by 11c and 11d, the boost chopper circuit performs an operation of boosting the converted DC voltage by an amount corresponding to the voltage drop in the converter circuit A and the inverter circuit C. An AC output voltage that is exactly the same as the AC input voltage can be extracted from the AC power output unit 8 through a filter that is not used. If the switching frequency of the switching element of the converter unit is set to a high frequency (for example, 10 kHz or more), the reactor 14 needs to be small and lightweight, and does not substantially increase the size and weight of the power supply device.
【0021】次に、本発明を単相の交流電力を入力して
3相の交流電力を出力する定電圧・定周波数電源装置に
具体化した第三実施例について、図3を参照して説明す
る。この第三実施例は、次の点においてのみ前記第一実
施例と相違するものである。 コンバータ回路Aは、
整流素子1a,1bを2個直列に接続して構成されてい
る。 単相の交流電源12が接続される交流電力入力
部7の一方の端子はコンバータ回路Aの整流素子1a,
1b間に接続され、他方の端子は共通線9により交流電
力出力部8の残りの一端子に接続されている。Next, a third embodiment in which the present invention is embodied in a constant-voltage / constant-frequency power supply device that inputs single-phase AC power and outputs three-phase AC power will be described with reference to FIG. I do. This third embodiment differs from the first embodiment only in the following points. Converter circuit A
It is configured by connecting two rectifying elements 1a and 1b in series. One terminal of the AC power input unit 7 to which the single-phase AC power supply 12 is connected is connected to the rectifier element 1a of the converter circuit A,
1b, and the other terminal is connected to the other terminal of the AC power output unit 8 by a common line 9.
【0022】以上のように構成された第三実施例は、単
相→3相という相数の変換を伴う他は、第一実施例とほ
ぼ同様の動作をする。なお、この第三実施例において
も、前記第二実施例のような昇圧チョッパ回路を設ける
ことは可能である。The third embodiment constructed as described above operates almost the same as the first embodiment except that the number of phases is changed from single phase to three phases. Incidentally, also in the third embodiment, it is possible to provide a boost chopper circuit as in the second embodiment.
【0023】次に、本発明を3相の交流電力を入力して
単相の交流電力を出力する定電圧・定周波数電源装置に
具体化した第四実施例について、図4を参照して説明す
る。この第四実施例は、次の点においてのみ前記第一実
施例と相違するものである。 インバータ回路Cは、
スイッチング素子3a,3bを2個直列に接続して構成
されている。 単相交流用の負荷13が接続される交
流電力出力部8の一方の端子はインバータ回路Cの整流
素子3a,3b間に接続され、他方の端子は共通線9に
より交流電力入力部7の残りの一端子に接続されてい
る。Next, a fourth embodiment in which the present invention is embodied in a constant-voltage / constant-frequency power supply device that inputs three-phase AC power and outputs single-phase AC power will be described with reference to FIG. I do. The fourth embodiment differs from the first embodiment only in the following points. The inverter circuit C is
It is configured by connecting two switching elements 3a and 3b in series. One terminal of the AC power output unit 8 to which the single-phase AC load 13 is connected is connected between the rectifying elements 3a and 3b of the inverter circuit C, and the other terminal is connected to the rest of the AC power input unit 7 by the common line 9. Is connected to one terminal.
【0024】以上のように構成された第四実施例は、3
相→単相という相数の変換を伴う他は、第一実施例とほ
ぼ同様の動作をする。なお、この第四実施例において
も、前記第二実施例のような昇圧チョッパ回路を設ける
ことは可能である。The fourth embodiment configured as described above has three
The operation is almost the same as that of the first embodiment except that the number of phases is changed from phase to single phase. Incidentally, also in the fourth embodiment, it is possible to provide a boost chopper circuit as in the second embodiment.
【0025】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れず、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱しない範
囲で適宜変更して具体化することもできる。 (1)スイッチング素子としては、図示したパイポーラ
トランジスタ以外にも、例えばGTO、MOSFET、
IGBT等を用いることができる。 (2)取扱う電圧が高く、素子の耐圧が問題となる場合
には、整流素子、スイッチング素子、平滑コンデンサ等
を前記実施例より多数個直列に接続することにより、コ
ンバータ回路、平滑回路又はインバータ回路を構成して
もよい。 (3)相数が3より多い多相交流電力を入力又は出力す
る定電圧・定周波数電源装置として具体化することもで
きる。Note that the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and may be embodied with appropriate modifications without departing from the spirit of the invention, for example, as follows. (1) As switching elements, besides the illustrated bipolar transistor, for example, GTO, MOSFET,
IGBT or the like can be used. (2) When the voltage to be handled is high and the withstand voltage of the element becomes a problem, a converter circuit, a smoothing circuit, or an inverter circuit can be obtained by connecting a larger number of rectifying elements, switching elements, smoothing capacitors, etc. in series than in the above embodiment. May be configured. (3) The present invention can also be embodied as a constant voltage / constant frequency power supply device that inputs or outputs polyphase AC power having more than three phases.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の定電圧・
定周波数電源装置によれば、相数が3以上の交流電力を
入力又は出力することができるにも拘らず、部品点数が
少なくて済み、装置を小型、軽量かつ安価に構成するこ
とができ、動作時の電力損失を減少させることができる
という優れた効果を奏する。As described in detail above, the constant voltage and the
According to the constant-frequency power supply device, although it is possible to input or output AC power having three or more phases, the number of components can be reduced, and the device can be configured small, light, and inexpensively. An excellent effect that power loss during operation can be reduced can be achieved.
【図1】本発明の第一実施例の定電圧・定周波数電源回
路を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a constant voltage / constant frequency power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第二実施例の定電圧・定周波数電源回
路を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a constant voltage / constant frequency power supply circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第三実施例の定電圧・定周波数電源回
路を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a constant voltage / constant frequency power supply circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第四実施例の定電圧・定周波数電源回
路を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a constant voltage / constant frequency power supply circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】従来の定電圧・定周波数電源回路を示す回路図
である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional constant voltage / constant frequency power supply circuit.
【図6】従来の別の定電圧・定周波数電源回路を示す回
路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing another conventional constant voltage / constant frequency power supply circuit.
1a,1b,1c,1d 整流素子 2a,2b 平滑コンデンサ 3a,3b,3c,3d スイッチング素子 7 交流電力入力部 8 交流電力出力部 11a,11b,11c,11d スイッチング素子 14 リアクトル A コンバータ回路 A1,A2 コンバータスイッチング回路アーム B 平滑回路 C インバータ回路 C1,C2 インバータスイッチング回路アーム1a, 1b, 1c, 1d Rectifying element 2a, 2b Smoothing capacitor 3a, 3b, 3c, 3d Switching element 7 AC power input section 8 AC power output section 11a, 11b, 11c, 11d Switching element 14 Reactor A converter circuit A1, A2 Converter switching circuit arm B Smoothing circuit C Inverter circuit C1, C2 Inverter switching circuit arm
Claims (3)
する定電圧・定周波数電源装置において、 整流素子又はスイッチング素子を少なくとも2個直列に
接続してなるコンバータスイッチング回路アームを、入
力する交流電力の相数から1を減じた数だけ並列に接続
して構成したコンバータ回路と、 平滑コンデンサを少なくとも2個直列に接続して構成
し、前記コンバータ回路に並列に接続した平滑回路と、 スイッチング素子を少なくとも2個直列に接続してなる
インバータスイッチング回路アームを、出力する交流電
力の相数から1を減じた数だけ並列に接続して構成し、
前記平滑回路に並列に接続したインバータ回路とを備
え、 交流電力入力部のいずれか一端子を残した各々の端子
を、前記各々のコンバータスイッチング回路アームの整
流素子間又はスイッチング素子間に接続し、 交流電力出力部のいずれか一端子を残した各々の端子
を、前記各々のインバータスイッチング回路アームのス
イッチング素子間に接続し、 前記交流電力入力部の残りの一端子と、前記交流電力出
力部の残りの一端子とを共通線で接続し、 前記平滑回路の平滑コンデンサ間を前記共通線に接続し
たことを特徴とする定電圧・定周波数電源装置。1. A constant voltage / constant frequency power supply device for inputting and outputting AC power having three or more phases, wherein a converter switching circuit arm comprising at least two rectifiers or switching elements connected in series is input. A converter circuit configured by connecting the number of phases of the AC power by subtracting 1 in parallel, a smoothing circuit configured by connecting at least two smoothing capacitors in series, and connected in parallel to the converter circuit; An inverter switching circuit arm comprising at least two elements connected in series, connected in parallel by a number obtained by subtracting 1 from the number of phases of the output AC power,
An inverter circuit connected in parallel to the smoothing circuit, wherein each terminal except one of the AC power input units is connected between the rectifying element or the switching element of each of the converter switching circuit arms, Each terminal of the AC power output unit, with one terminal remaining, is connected between the switching elements of each of the inverter switching circuit arms, and the other terminal of the AC power input unit and the AC power output unit. A constant-voltage / constant-frequency power supply device, wherein the other terminal is connected to a common line, and the smoothing capacitors of the smoothing circuit are connected to the common line.
の交流電力を出力する定電圧・定周波数電源装置におい
て、 整流素子又はスイッチング素子を少なくとも2個直列に
接続して構成したコンバータ回路と、 平滑コンデンサを少なくとも2個直列に接続して構成
し、前記コンバータ回路に並列に接続した平滑回路と、 スイッチング素子を少なくとも2個直列に接続してなる
インバータスイッチング回路アームを、出力する交流電
力の相数から1を減じた数だけ並列に接続して構成し、
前記平滑回路に並列に接続したインバータ回路とを備
え、 交流電力入力部の一方の端子を前記コンバータ回路の整
流素子又はスイッチング素子間に接続し、 交流電力出力部のいずれか一端子を残した各々の端子
を、前記各々のインバータスイッチング回路アームのス
イッチング素子間に接続し、 前記交流電力入力部の他方の端子と、前記交流電力出力
部の残りの一端子とを共通線で接続し、 前記平滑回路の平滑コンデンサ間を前記共通線に接続し
たことを特徴とする定電圧・定周波数電源装置。2. A constant-voltage / constant-frequency power supply device for inputting single-phase AC power and outputting AC power having three or more phases, wherein at least two rectifying elements or switching elements are connected in series. A converter circuit and at least two smoothing capacitors are connected in series, and a smoothing circuit connected in parallel to the converter circuit and an inverter switching circuit arm formed by connecting at least two switching elements in series are output. It is configured by connecting in parallel the number of AC power phases minus 1 and
An inverter circuit connected in parallel to the smoothing circuit, wherein one terminal of the AC power input unit is connected between a rectifying element or a switching element of the converter circuit, and one terminal of the AC power output unit is left. Are connected between the switching elements of each of the inverter switching circuit arms, the other terminal of the AC power input unit and the other terminal of the AC power output unit are connected by a common line, and the smoothing is performed. A constant-voltage / constant-frequency power supply device, wherein smoothing capacitors of a circuit are connected to the common line.
の交流電力を出力する定電圧・定周波数電源装置におい
て、 整流素子又はスイッチング素子を少なくとも2個直列に
接続してなるコンバータスイッチング回路アームを、入
力する交流電力の相数から1を減じた数だけ並列に接続
して構成したコンバータ回路と、 平滑コンデンサを少なくとも2個直列に接続して構成
し、前記コンバータ回路に並列に接続した平滑回路と、 スイッチング素子を少なくとも2個直列に接続して構成
し、前記平滑回路に並列に接続したインバータ回路とを
備え、 交流電力入力部のいずれか一端子を残した各々の端子
を、前記各々のコンバータスイッチング回路アームの整
流素子間又はスイッチング素子間に接続し、 交流電力出力部の一方の端子を前記インバータ回路のス
イッチング素子間に接続し、 前記交流電力入力部の残りの一端子と、前記交流電力出
力部の他方の端子とを共通線で接続し、 前記平滑回路の平滑コンデンサ間を前記共通線に接続し
たことを特徴とする定電圧・定周波数電源装置。3. A constant-voltage / constant-frequency power supply device for inputting AC power having three or more phases and outputting single-phase AC power, comprising a converter having at least two rectifiers or switching elements connected in series. A switching circuit arm is configured by connecting in parallel the number of phases of the input AC power less one, and a converter circuit configured by connecting at least two smoothing capacitors in series, and is configured in parallel with the converter circuit. A connected smoothing circuit, and an inverter circuit configured by connecting at least two switching elements in series and connected in parallel to the smoothing circuit, wherein each terminal except one terminal of the AC power input unit is connected. Connected between the rectifier elements or between the switching elements of each of the converter switching circuit arms, and one terminal of an AC power output unit is connected to the inverter. A common line between the other terminal of the AC power input unit and the other terminal of the AC power output unit, and a common line between the smoothing capacitors of the smoothing circuit. A constant-voltage / constant-frequency power supply device, characterized in that it is connected to a power supply.
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