JP4445216B2 - 出力電流合成装置、電力供給装置および誘導負荷装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の逆変換回路の出力電流を合成する出力電流合成回路、この出力電流合成回路を備えた電力供給装置、および、誘導負荷装置に関する。
【0002】
【背景技術】
従来、インダクタンス成分を有する誘導電動機や誘導加熱装置などの誘導負荷の出力を容量制御するにあたり、負荷に供給する交流電力の周波数を調節可能とした電力供給装置が利用されている。この電力供給装置は、商用電源から供給される交流電力を、一旦、順変換回路で直流電力に変換し、この直流電力をさらにインバータである逆変換回路で交流電力に変換することにより、所望の周波数の交流電力が得られるようにした構成が一般的に知られている。
【0003】
このような電力供給装置における逆変換回路の最大出力は、主に逆変換回路に採用される電力制御用のスイッチング素子の容量によって決定される。このことから、電力供給装置では、スイッチング素子の電力許容範囲内で出力が小さい場合、例えば図6に示すような1つのブリッジ型、すなわち4つのスイッチング素子Qで1対のアームU,Vとなる簡単な回路構成で構成される。
【0004】
しかしながら、より大きな出力容量が要求される場合、例えば図7に示すような一対のアームU,Vに多数のスイッチング素子Qを並列に接続して構成する必要がある(例えば、特許文献1参照)。この図7に示すような特許文献1に記載の逆変換回路は、特に周波数の低い領域で広く利用される回路構成で、周波数が例えば数十kHz以上に高くなると、並列の各スイッチング素子Q間における僅かなインダクタンスの差により、各スイッチング素子Qに流れる電流にばらつきが生じる。
【0005】
具体的には、図7において、出力端子tとの距離関係により、アームU4(V1)からアームU1(V4)の順でインダクタンスが大きくなるので、各スイッチング素子Qに流れる電流もその順に小さくなる。このことから、インダクタンスの差が最も大きくなるアームV1とアームV4とで電流値に約20%〜30%のばらつきが生じている。このように、ばらつきが大きくなると、各スイッチング素子の定格に対して、ばらつきに基づく低減率、図7に示す構成の例では図8の電流波形図に示すように約30%で低減して使用することとなる。このため、一定の出力容量に対して、より多くのスイッチング素子が必要となり、回路構成が複雑となって、製造性の低減や装置コストの増大を生じるおそれがある。
【0006】
そこで、例えばコアなどの磁性材にて構成されたバランサを用いて、各スイッチング素子に流れる電流のばらつきを防止する構成が知られている(例えば、特許文献2)。
【0007】
この特許文献2に記載のものは、例えば図9に示すように、リング状に形成された複数の磁性体のコアTに、例えば4系統の逆変換回路に接続された導線Lのうちの2本を、電流方向が逆方向となる状態にそれぞれ異なる導線Lの組み合わせで挿通させる。すなわち、いずれか一方の導線LをコアTの軸方向の一端側から挿通させるとともに、いずれか他方の導線LをコアTの軸方向の他端側から挿通させる。
【0008】
この構成により、2本の導線Lに流れる電流値が同じ場合、各電流の流れて発生する磁束が互いに打ち消し合う状態となり、コアTはインダクタンスとして作用しない。一方、電流値が異なる(ばらつき)場合には、コアTに電流値の差の大きさに対応して磁束が発生し、この発生する磁束に対するインダクタンスがコアTの両端に生じる。このインダクタンスが、2本の導線Lにそれぞれ流れる電流のばらつきを小さくする方向に作用する。そして、複数のコアTにて電流のばらつきを効率よく低減させ、アンバランス率を5%以下に抑制している。
【0009】
【特許文献1】
特許第2816692号公報(第3頁右欄−第5頁右欄、図1)
【特許文献2】
特開平11−299252号公報(第4頁左欄−第5頁右欄)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献2に記載の電力供給装置では、逆変換回路が偶数系統で設けた回路構成に限られ、汎用性の向上が図りにくい。また、複数のコアTを用いることで、構成の簡略化が図りにくく、製造性の向上および装置コストの低減が図りにくい問題がある。
【0011】
本発明は、このような問題点に鑑みて、簡単な構成で複数系統の逆変換回路の出力電流のばらつきを抑制し汎用性が向上する出力電流合成回路および電力供給装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、直流電力を交流電力に変換する複数の逆変換回路から出力される出力電流を合成して所定の周波数の合成電流として出力する出力電流合成装置であって、前記複数の逆変換回路の出力電流を導通する対をなす導体をそれぞれ接続する一対の導電部材と、これら一対の導電部材にそれぞれ設けられ前記合成電流を出力する合成電流出力端子と、を備え、前記導電部材は、前記合成電流出力端子から最も遠い位置に接続する前記逆変換回路からの一対の導体の接続位置における前記合成電流出力端子までのインダクタンスを基準として、他の前記逆変換回路からの一対の導体の接続位置における前記合成電流出力端子までのインダクタンスの差に対応する前記一対の導体間の距離でそれぞれ接続することを特徴とした出力電流合成装置である。
【0013】
この発明では、合成電流出力端子から最も遠い位置で導電部材に接続する逆変換回路からの一対の導体の接続位置での合成電流出力端子までのインダクタンスと、他の逆変換回路からの一対の導体の接続位置での合成電流出力端子までのインダクタンスとの差と同じインダクタンスとなる一対の導体間の距離で導電部材にそれぞれ接続させる。このことにより、複数の逆変換回路間でのインダクタンスの差による各逆変換回路からの出力電流にばらつきが生じることを防止して、安定した良好な合成電流を出力させる。そして、逆変換回路ごとに導体にて導電部材に接続される状態となり、接続する逆変換回路の数の増減が容易で、汎用性に富み、各逆変換回路を接続する簡単な構成で、製造性の向上も図れる。
【0014】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の出力電流合成装置であって、前記対をなす導体にそれぞれ流れる電流値の差に対応する磁束を発生されて流れる電流の差を小さくする方向に作用させるリアクタンスを発生させるリアクトルを備えたことを特徴とする。
【0015】
この発明では、各逆変換回路からの出力電流を導通する対をなす導体はそれぞれ異なる方向に電流が流れる状態となっているので、リアクトルにより、対をなす導体にそれぞれ流れる電流値の差に対応する磁束を発生されて流れる電流の差を小さくする方向に作用させるリアクタンスを発生させる。このことにより、各逆変換回路から出力される出力電流のばらつきを防止し、合成する出力電流がばらつき無く導電部材に出力され、導電部材におけるインダクタンスの差のみを考慮して設計すればよく、製造性の向上が容易に図れる。
【0018】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の出力電流合成装置であって、前記リアクトルは、磁性材にて略円筒状に形成され、内周側に前記対をなす導体をそれぞれ挿通するコアであることを特徴とする。
【0019】
この発明では、リアクトルとして、磁性材にて略円筒状に形成されたコアを用い、このコアの内周側に対をなす導体をそれぞれ挿通させる。このことにより、各逆変換回路から出力される出力電流のばらつきが防止されるとともに逆変換回路の数の増減が容易となる構成が簡単な構成で容易に得られる。
【0020】
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の出力電流合成装置であって、前記導電部材は、長手状に設けられ、前記合成電流出力端子は、前記導電部材の長手方向の一端部に設けられたことを特徴とする。
【0021】
この発明では、長手状の導電部材の長手方向の一端に合成電流出力端子を設ける。このことにより、各対をなす導体の導電部材との接続点から合成電流出力端子までの距離に基づくインダクタンスの差が容易に認識可能となり、各逆変換回路から出力される出力電流のばらつきを防止するために差分のインダクタンスを設定することが容易となり、製造性が向上する。
【0022】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の出力電流合成装置であって、前記導電部材は、前記逆変換回路が長手方向に沿って並列状態に前記対をなす導体を接続することを特徴とする。
【0023】
この発明では、逆変換回路が導電部材の長手方向に沿って略並列状態となるように各対をなす導体を導電部材に接続する。このことにより、逆変換回路の数の増減が容易にできる構成が簡単な構成で容易に得られる。
【0024】
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の出力電流合成装置であって、前記逆変換回路は、複数のスイッチング素子がブリッジ状に接続されたブリッジ形であることを特徴とする。
【0025】
この発明では、複数のスイッチング素子をブリッジ状に接続したブリッジ形に逆変換回路を構成する。このことにより、各逆変換回路から出力する出力電流を導通する対をなす導体毎に導電部材へ接続して逆変換回路の数の増減が容易にできる構成が簡単な構成で容易に得られる。
【0026】
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の出力電流合成装置であって、前記逆変換回路は、直流電力を高周波の交流電力に変換することを特徴とする。
【0027】
この発明では、逆変換回路の構成として直流電力を高周波の交流電力に変換させるものとする。このことにより、例えば複数の逆変換回路の並列のスイッチング素子間における僅かなインダクタンスの差により、各スイッチング素子に流れる電流値に大きく影響を与えてしまう高周波でも、特に顕著に安定した合成電流が簡単な構成で容易に得られる。
【0028】
請求項8に記載の発明は、直流電力を交流電力に変換する複数の逆変換回路と、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の出力電流合成装置と、を具備したことを特徴とした電力供給装置である。
【0029】
この発明では、直流電力を複数の逆変換回路にて交流電力に変換して出力される出力電流を、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の出力電流合成装置にて合成する。このため、安定した良好な合成電流を供給するとともに、逆変換回路の数の増減が容易で汎用性に富み、簡単な構成で製造性の向上も図れる。
【0030】
請求項9に記載の発明は、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の出力電流合成装置、または、請求項8に記載の電力供給装置と、前記出力電流合成装置または前記電力供給装置の出力電流合成装置から出力される交流電力が供給されて機能する誘導負荷と、を具備したことを特徴とした誘導負荷装置とする。
【0031】
この発明では、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の出力電流合成装置、または、請求項8に記載の電力供給装置の出力電流合成装置から出力される交流電力を誘導負荷に供給して機能させる。このことにより、安定した良好な合成電流が誘導負荷に供給され、誘導負荷が安定して良好に機能する。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。本実施の形態では、誘導加熱装置などに利用する高周波電力に変換するための電圧型の電力供給装置を例示して説明するが、これに限らず、いずれの負荷に電力を供給する構成に適用できる。また、4系統の逆変換回路からの出力電流の均衡を採る構成について例示するが、逆変換回路は4系統に限らず、複数系統に対応できる。図1は、本実施の形態に係る電力供給装置の概略回路構成を示す単結線図である。図2は、逆変換回路を示す回路図である。図3は、逆変換回路と出力電流合成部との関係を示すブロック図である。
【0033】
〔電力供給装置の構成〕
図1において、100は電力供給装置で、この電力供給装置100は、例えば三相交流電源から供給される交流電力を誘導加熱装置などの駆動に必要な高周波の交流電力に変換するものである。そして、電力供給装置は、電力変換回路200と、出力電流合成装置としての出力電流合成部300と、を備えている。
【0034】
電力変換回路200は、商用交流電源である例えば三相交流電力を所定の高周波の交流電力に変換するものである。そして、各電力変換回路200は、1つの順変換回路210と、例えば4系統のインバータである逆変換回路220とをそれぞれ有している。
【0035】
順変換回路210は、商用交流電源である三相交流電力を直流電力に変換する。順変換回路210は、制御電極であるゲートを備えた能動的な整流素子である例えばサイリスタと、このサイリスタで整流した脈動する直流電力を平滑する平滑素子である例えばコンデンサとを有している。サイリスタは、動作時にその出力電圧が所定電圧となり、かつ、双方の制御角が同一となるように制御される。なお、平滑素子としては、コンデンサに限らずリアクトルなどを用いたものでもよい。すなわち、電流型あるいは電圧型のいずれのものを用いてもよい。
【0036】
逆変換回路220は、例えば図2および図3に示すように、順変換回路210で変換された直流電力が印加される一対の入力端子221を有している。これら入力端子221間には、例えばMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)などの一対のスイッチング素子222が直列に接続された直列回路が、複数並列に接続されている。すなわち、一方のスイッチング素子222のソースが他方のスイッチング素子222のドレインに接続され直列回路が構成されている。なお、各スイッチング素子222のゲートには、図示しない位相同期ループ回路が送出する制御電圧信号が同時に入力される。位相同期ループ回路は、電力供給装置から出力される交流電力の周波数が負荷の共振周波数となるように制御する。
【0037】
また、各直列回路におけるスイッチング素子222の接続点には、例えば導体としての導線であるアームU1〜U4,V1〜V4が設けられている。これらアームU1〜U4,V1〜V4は、例えば導電性に優れた銅にて形成された対をなす直径が約12mmの銅パイプが用いられる。そして、アームU1〜U4,V1〜V4の正極側と負極側との間には、それぞれ図示しないコンデンサがそれぞれ設けられている。そして、図3に示すように、スイッチング素子222A1,222B1,222C1,222D1にて第1のスイッチング回路223A、スイッチング素子222A2,222B2,222C2,222D2にて第2のスイッチング回路223B、スイッチング素子222A3,222B3,222C3,222D3にて第3のスイッチング回路223C、スイッチング素子222A4,222B4,222C4,222D4にて第4のスイッチング回路223Dが構成される。すなわち、第1のスイッチング回路223AはアームU1,V1を有し、第2のスイッチング回路223BはアームU2,V2を有し、第3のスイッチング回路223CはアームU3,V3を有し、第4のスイッチング回路223DはアームU4,V4を有し、並列の4系列が構成されている。
【0038】
なお、図2および図3では、各アームU1〜U4,V1〜V4に設けられる各コンデンサを入力端子221間に接続される等価コンデンサCとして示す。また、本実施の形態では、スイッチング素子222の直列回路として8つを並列に接続して4つのブロックとなるスイッチング回路223A〜223Dを構成して説明するが、この限りではない。
【0039】
出力電流合成部300は、電力変換回路200の逆変換回路220で変換されて出力される電流の大きさを均等にして出力電流のバランスを取るものである。この出力電流合成部300は、複数のリアクトル310と、ブスバとして機能する導電部材320と、合成電流出力端子330と、などを有している。
【0040】
リアクトル310としては、例えば磁性材にて略円筒状に形成されたリング状のコアが用いられる。そして、リアクトル310は、例えば逆変換回路220の4系統に対応して4つ設けられている。これらリアクトル310は、各スイッチング回路223A〜223Dの導線であるアームU1〜U4,V1〜V4をそれぞれ内周側に挿通する状態で配設される。具体的には、リアクトル310T1は第1のスイッチング回路223Aから導出するアームU1,V1を挿通し、リアクトル310T2は第2のスイッチング回路223Bから導出するアームU2,V2を挿通し、リアクトル310T3は第3のスイッチング回路223Cから導出するアームU3,V3を挿通し、リアクトル310T4は第4のスイッチング回路223Dから導出するアームU4,V4を挿通する。
【0041】
導電部材320は、2本一対のブスバとして機能し、電力変換回路200の逆変換回路220から導出するアームU1〜U4,V1〜V4がそれぞれ接続され、逆変換回路220の4系統から出力される出力電流を合成する。この導電部材320としては、例えば導電性に優れた銅にて形成された対をなす厚さ寸法が約3mm〜4mmの銅板が用いられる。そして、この導電部材320の長手方向の一端に、合成電力出力端子330が接続されている。この合成電流出力端子330は、導電部材320にて合成した合成電流を出力する。例えば、対の合成電流出力端子330は、図示しない誘導電動機や誘導加熱コイルなどの誘導負荷に接続され、誘導電動機や誘導加熱コイルに導電部材320にて合成した合成電流を誘導負荷に供給し、誘導電動機を駆動させたり誘導加熱コイルにて被加熱物を誘導加熱させたりするなどで誘導負荷を機能させる。
【0042】
また、導電部材320は、電力変換回路200の逆変換回路220の4系統からそれぞれ導出するアームU1〜U4,V1〜V4を、それぞれ所定の条件で接続する。すなわち、逆変換回路220の4系統が並列状態となるように接続するとともに、対をなすアームU1〜U4,V1〜V4の導電部材320における接続位置でのインダクタンスがそれぞれ同値となるように接続する。
【0043】
具体的には、例えば導電部材320の対をなす銅板の幅寸法が100mm、ギャップが2mmである場合、各スイッチング回路223A〜223DのアームU1〜U4−V1〜V4間における接続間隔が160mmとすると、並列状態に接続した対をなすアームU1〜U4−V1〜V4間における導電部材320のインダクタンス差は約4nHとなる。このことから、合成電流出力端子330が接続された一端から最も遠い距離に接続されインダクタンスによる出力電流への影響が最も大きくなる第4のスイッチング回路223Dを基準にして、接続位置が合成電流出力端子330に近づくにしたがって4nH分のインダクタンスが増加する状態に対をなすアームU1−V1,U2−V2,U3−V3,U4−V4間の距離が広くなるように接続する。例えば、第4のスイッチング回路223DのアームU4−V4間のギャップが1mmである場合、4nH分のインダクタンスが小さくなる位置の第3のスイッチング回路223CのアームU3−V3間のギャップを4nH分増加するように2mmとし、さらに4nH分のインダクタンスが小さくなる位置の第2のスイッチング回路223BのアームU2−V2間のギャップをさらに4nH分増加(8nH分)するように3mmとし、最も合成電流出力端子330に近くさらに4nH分のインダクタンスが小さくなる位置の第1のスイッチング回路223AのアームU1−V1間のギャップをさらに4nH分増加(12nH)するように4mmと設定してそれぞれ接続する。
【0044】
〔電力供給装置の動作〕
次に、上記実施の形態の電力供給装置の動作について図面を参照して説明する。図4は、アームV1,V4の電流値関係を示す波形図である。
【0045】
まず、商用交流電源を電力変換回路200の順変換回路210にて所定の直流電力に変換する。この変換された直流電力は、電力変換回路200の逆変換回路220の4系統のスイッチング回路223A〜223Dにて所定の周波数(高周波)の交流電力に変換してアームU1〜U4,V1〜V4を介して出力電流合成部300へ出力させる。
【0046】
この出力電流合成部300への交流電力の出力の際、各アームU1〜U4,V1〜V4に出力電流が流れると、これらアームU1〜U4,V1〜V4に流れる電流に対応する磁束が各リアクトル310に発生する。そして、対をなすアームU1〜U4,V1〜V4にはそれぞれ互いに逆方向に電流が流れるので、これら対をなすアームU1〜U4,V1〜V4とリアクトルとにてそれぞれ差動リアクトルが構成される。この差動リアクトルは、アームU1〜U4,V1〜V4にそれぞれ互いに逆方向に流れる電流が均一であれば、互いの磁束が打ち消し合って合成磁束はゼロとなりリアクタンスがゼロとなる。
【0047】
また、対をなすアームU1〜U4,V1〜V4に流れる出力電流が均一でなくなると、差動リアクトルの作用により大きい出力電流のアームU1〜U4,V1〜V4に対して出力電流を抑制するリアクタンスを発生させる。このことにより、逆変換回路220の各スイッチング回路223A〜223Dから出力される出力電流の均衡が得られる。
【0048】
さらに、均衡が保たれて出力電流合成部300の導電部材320に流れる各出力電流は、対をなすアームU1〜U4,V1〜V4の導電部材320における接続位置でそれぞれ同値のインダクタンスとなっているので、導電部材320にて良好に合成され、一端の合成電流出力端子330から合成電流として出力される。具体的には、図4に示すように、合成電流出力端子330に最も近い接続位置となるアームV1に流れる電流値と、最も遠い接続位置となるアームV4に流れる電流値とは、ほぼ同値となる。この出力された合成された所定の高周波の交流電力は誘導負荷に供給され、適宜誘導負荷が機能、例えば誘導加熱コイルが被加熱物を誘導加熱する。
【0049】
〔実施の形態の作用効果〕
上述したように、上記実施の形態では、電力変換回路200の逆変換回路220における並列に接続した4系統のスイッチング回路223A〜223Dからそれぞれ出力される出力電流を導通する各対をなすアームU1〜U4,V1〜V4の導電部材320への接続位置における合成電流出力端子330までの距離に基づくインダクタンスが同値となる状態に各対をなすアームU1〜U4,V1〜V4を接続する。具体的には、合成電流出力端子330から最も遠い位置で導電部材330に接続される第4のスイッチング回路223Dの一対のアームU4,V4の接続位置のインダクタンスを基準として、他の系統のスイッチング回路223A〜223CのアームU1〜U3,V1〜V3の接続位置でのインダクタンスとの差と同じインダクタンスとなる状態に、アームU1−V1,U2−V2,U3−V3間のギャップを広くして接続させる。このため、複数の逆変換回路220の各スイッチング回路223A〜223D間でのインダクタンスの差による各出力電流にばらつきが生じることを防止でき、出力電流を良好に合成でき、安定した良好な合成電流を出力できる。そして、逆変換回路220の各スイッチング回路223A〜223D毎に対をなすアームU1〜U4,V1〜V4を導電部材320に接続するので、接続する逆変換回路220の数の増減が容易にでき、汎用性に富み、逆変換回路220の各スイッチング回路223A〜223D毎に接続する簡単な構成で、製造性も向上できる。また、安定した良好な合成電流を出力できることから、誘導負荷を安定して良好に機能させることができる。
【0050】
そして、リアクトル310により、対をなすアームU1〜U4,V1〜V4にそれぞれ流れる電流値の差に対応する磁束を発生させ、対をなすアームU1〜U4,V1〜V4間での電流の差を小さくする方向にインダクタンスを発生させる。このため、逆変換回路220の各スイッチング回路223A〜223Dから出力される出力電流のばらつきを防止でき、合成する各出力電流の均衡が得られ、導電部材320における接続位置におけるインダクタンスの差のみを考慮して製造すればよいので、製造性を容易に向上できる。
【0051】
また、リアクトル310として、磁性材にて略円筒状に形成されたリング状のコアを用い、このコアの内周側に対をなすアームU1−V1,U2−V2,U3−V3,U4−V4をそれぞれ挿通させる。このため、逆変換回路220の各スイッチング回路223A〜223Dから出力される出力電流のばらつきを防止できるとともに逆変換回路220における系列の数の増減が容易で汎用性に富み製造性を向上できる構成が簡単な構成で容易に得られる。
【0052】
そして、導電部材320を長手状に形成して、導電部材320の長手方向の一端部に合成電流出力端子330を設ける。このため、逆変換回路220の各スイッチング回路223A〜223Dからの対をなすアームU1−V1,U2−V2,U3−V3,U4−V4の導電部材320との接続点から合成電流出力端子330までの距離に基づくインダクタンスの差を容易に求めることができ、逆変換回路220の各スイッチング回路223A〜223Dから出力される出力電流のばらつきを防止するために各接続位置での差分のインダクタンスの設定が容易にでき、製造性を向上でき、安定した良好な合成電流が容易に得られる。
【0053】
さらに、逆変換回路220の各スイッチング回路223A〜223Dが長手状の導電部材320の長手方向に沿って略並列状態となるように各対をなすアームU1−V1,U2−V2,U3−V3,U4−V4を導電部材320に接続する。このため、出力電流のばらつきを防止して安定した良好な合成電流が得られるとともに逆変換回路220における系列の数の増減が容易にでき汎用性に富み製造性を向上できる構成が簡単な構成で容易に得られる。
【0054】
また、複数のスイッチング素子222をブリッジ状に接続したブリッジ形に逆変換回路220の各スイッチング回路223A〜223Dを構成する。このため、逆変換回路220の各スイッチング回路223A〜223Dから出力する出力電流を導通する対をなすアームU1−V1,U2−V2,U3−V3,U4−V4毎に導電部材320に接続して逆変換回路220の系列数の増減が容易にできる構成が簡単な構成で容易に得られる。
【0055】
そして、順変換回路210からの直流電力を高周波の交流電力に変換する逆変換回路220の構成としている。このため、特に図に示すような逆変換回路220の並列に接続されるスイッチング素子222間における僅かなインダクタンスの差により各スイッチング素子222に流れる電流値に大きく影響を与えてしまう高周波としても、電流のばらつきを防止でき、安定した合成電流が簡単な構成で容易に得られる。
【0056】
以上、本発明について好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
【0057】
すなわち、上述したように、誘導負荷に変換した交流電力を供給する構成に限らず、いずれのものにも適用できる。また、供給する交流電力として高周波に限られない。
【0058】
そして、電力変換回路200は4系統に限らず、複数系統でもできる。また、図5に示すように、電力変換回路200として、例えば図5に示すような順変換回路および逆変換回路の各スイッチング回路223A〜223Dをそれぞれ接続して構成し複数の電力変換回路とした構成としてもよい。なお、この図5に示す構成では、順変換回路210とスイッチング回路223A〜223D間に平滑コンデンサなどを設けるとよい。
【0059】
また、アームU1〜U4,V1〜V4としては、導線などの線材に限らず帯状材や板材などを用いるなどしてもよい。
【0060】
さらに、導電部材320としては銅パイプに限らずブスバとして機能するいずれのものをもちいてもよい。そして、合成電流出力端子330を導電部材320の一端に設ける場合に限らない。
【0061】
また、リアクトル310を設けなくてもよい。一方、リアクトル310を設けて対をなすアームアームU1−V1,U2−V2,U3−V3,U4−V4の接続位置でのインダクタンスの設定をしない構成としてもよい。なお、双方の構成を設けることで、確実に良好な合成電流が得られる。
【0062】
さらに、リアクトル310としては、コアを用いる構成に限られない。
【0063】
また、逆変換回路220のスイッチング素子222としては、トランジスタに限らずサイリスタなどいずれのスイッチング素子を用いることができる。
【0064】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順などは、本発明の目的を達成できる範囲で他の構成に変更するなどしてもよい。
【0065】
【発明の効果】
本発明によれば、合成電流出力端子から最も遠い位置で導電部材に接続する逆変換回路からの一対の導線の接続位置での合成電流出力端子までのインダクタンスと、他の逆変換回路からの一対の導線の接続位置での合成電流出力端子までのインダクタンスとの差と同じインダクタンスとなる一対の導線間の距離で導電部材にそれぞれ接続させるため、複数の逆変換回路間でのインダクタンスの差による各逆変換回路からの出力電流にばらつきが生じることを防止でき、安定した良好な合成電流を出力できるとともに、逆変換回路ごとに導線にて導電部材に接続する状態となり、接続する逆変換回路の数の増減が容易にでき、汎用性に富み、各逆変換回路を接続する簡単な構成で製造性を向上できる。
【0066】
また、本発明によれば、複数の逆変換回路の出力電流を導通し導電部材にそれぞれ接続される複数対の導線にそれぞれ対応するリアクトルにより、対をなす導線にそれぞれ流れる電流値の差に対応する磁束を発生させ、流れる電流の値の差を小さくする方向にインダクタンスを作用させるため、各逆変換回路から出力される出力電流のばらつきを防止でき、良好な合成電流を得ることができるとともに、逆変換回路ごとに導線にて導電部材に接続させることにより、接続する逆変換回路の数の増減が容易にでき、汎用性に富み、各逆変換回路を接続する簡単な構成で製造性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る電力供給装置の概略回路構成を示す単結線図である。
【図2】前記一実施の形態における逆変換回路を示す回路図である。
【図3】前記一実施の形態における逆変換回路と出力電流合成部との関係を示すブロック図である。
【図4】前記一実施の形態におけるアームV1,V4の電流値の関係を示す波形図である。
【図5】本発明の他の実施の形態に係る電力供給装置の概略回路構成を示す単結線図である。
【図6】従来例の電力供給装置における逆変換回路を示す回路図である。
【図7】従来の他の電力供給装置における逆変換回路を示す回路図である。
【図8】前記図7に示す従来の電力装置におけるアームV1,V4の電流値の関係を示す波形図である。
【図9】従来のさらに他の電力供給装置における逆変換回路からの出力電流の均衡を図るための構成を示す説明図である。
【符号の説明】
100 電力供給装置
220 逆変換回路
222 スイッチング素子
300 出力電流合成装置としての出力電流合成部
310 リアクトル
320 導電部材
330 合成電流出力端子
U1,U2,U3,U4,V1,V2,V3,V4 導体としてのアーム
Claims (9)
- 直流電力を交流電力に変換する複数の逆変換回路から出力される出力電流を合成して所定の周波数の合成電流として出力する出力電流合成装置であって、
前記複数の逆変換回路の出力電流を導通する対をなす導体をそれぞれ接続する一対の導電部材と、
これら一対の導電部材にそれぞれ設けられ前記合成電流を出力する合成電流出力端子と、を備え、
前記導電部材は、前記合成電流出力端子から最も遠い位置に接続する前記逆変換回路からの一対の導体の接続位置における前記合成電流出力端子までのインダクタンスを基準として、他の前記逆変換回路からの一対の導体の接続位置における前記合成電流出力端子までのインダクタンスの差に対応する前記一対の導体間の距離でそれぞれ接続する
ことを特徴とした出力電流合成装置。 - 請求項1に記載の出力電流合成装置であって、
前記対をなす導体にそれぞれ流れる電流値の差に対応する磁束を発生されて流れる電流の差を小さくする方向に作用させるリアクタンスを発生させるリアクトルを備えた
ことを特徴とした出力電流合成装置。 - 請求項2に記載の出力電流合成装置であって、
前記リアクトルは、磁性材にて略円筒状に形成され、内周側に前記対をなす導体をそれぞれ挿通するコアである
ことを特徴とした出力電流合成装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の出力電流合成装置であって、
前記導電部材は、長手状に設けられ、
前記合成電流出力端子は、前記導電部材の長手方向の一端部に設けられた
ことを特徴とした出力電流合成装置。 - 請求項4に記載の出力電流合成装置であって、
前記導電部材は、前記逆変換回路が長手方向に沿って並列状態に前記対をなす導体を接続する
ことを特徴とした出力電流合成装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の出力電流合成装置であって、
前記逆変換回路は、複数のスイッチング素子がブリッジ状に接続されたブリッジ形である
ことを特徴とした出力電流合成装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の出力電流合成装置であって、
前記逆変換回路は、直流電力を高周波の交流電力に変換する
ことを特徴とした出力電流合成装置。 - 直流電力を交流電力に変換する複数の逆変換回路と、
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の出力電流合成装置と、
を具備したことを特徴とした電力供給装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の出力電流合成装置、または、請求項8に記載の電力供給装置と、
前記出力電流合成装置または前記電力供給装置の出力電流合成装置から出力される交流電力が供給されて機能する誘導負荷と、
を具備したことを特徴とした誘導負荷装置。
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