JP5158408B2 - １２相整流回路 - Google Patents

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Description

本発明は、１２相整流回路において、ＤＣリアクトルを省略し、１２相整流回路内における配線を簡略化する、１２相整流回路に関する。
図３は、従来の１２相整流回路の構成を示す図である。
図３に示す１２相整流回路１Ａにおいて、変圧器１１は、一次巻線として３相Ｙ結線の巻線１２を有し、二次巻線として３相Ｙ結線の巻線１３を有し、三次巻線として３相Δ結線の巻線１４を有している。この３相Ｙ結線の巻線１３と３相Δ結線の巻線１４の組み合わせにより位相差３０度の２系統の３相交流電圧が出力される。
３相Ｙ結線の巻線１３の３相交流出力Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１は、整流ダーオードＤ１〜Ｄ６で構成される３相ブリッジ整流回路Ａ２１により全波整流される。また、３相Δ結線の巻線１４の３相交流出力Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２は、整流ダーオードＤ７〜Ｄ１２で構成される３相ブリッジ整流回路Ｂ２２により全波整流される。
３相ブリッジ整流回路Ａ２１の出力は、ＤＣリアクトル（直流リアクトル）３１を通して平滑コンデンサ４１と接続されており、３相ブリッジ整流回路Ｂ２２の出力は、ＤＣリアクトル３２を通して平滑コンデンサ４１と接続されている。
このＤＣリアクトル３１、３２は、３相ブリッジ整流回路Ａ２１および３相ブリッジ整流回路Ｂ２２を構成する整流ダイオードＤ１〜Ｄ１２の特性の差異（電流・電圧特性の差異）により、３相ブリッジ整流回路Ａ２１と３相ブリッジ整流回路Ｂ２２の出力電流に不平衡が生じることを抑制するために使用される。また、高調波抑制フィルタとしても使用される。
このように、３相ブリッジ整流回路Ａ２１、Ｂ２２を並列に接続し、この整流出力電圧をＤＣリアクトル３１、３２および平滑コンデンサ４１により平滑することにより、１２相整流された直流出力電圧ＤＣｌｉｎｋを得ることができる。なお、１２相整流回路１Ａの直流出力電圧ＤＣｌｉｎｋは、インバータ（図示せず）等の電源として使用される。
上述した１２相整流回路１Ａにおいては、３相ブリッジ整流回路Ａ２１、Ｂ２２と平滑コンデンサ４１とがＤＣリアクトル３１、３２を介して接続されている。このＤＣリアクトル３１、３２は、３相ブリッジ整流回路Ａ２１、Ｂ２２の出力電流が不平衡になることを抑制し、また、高調波抑制フィルタとしても作用し、きわめて有用なものであるが、２つのＤＣリアクトル３１、３２を、３相ブリッジ整流回路Ａ２１、Ｂ２２と平滑コンデンサ４１の間に設置する必要がある。
このため、２つのＤＣリアクトルの設置場所を３相ブリッジ整流回路Ａ２１、Ｂ２２と平滑コンデンサ４１との間に確保する必要がある他、配線が複雑化するなどの問題が生じていた。
本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、１２相整流回路において、ＤＣリアクトルを省略し、これにより配線を簡略化することができる、１２相整流回路を提供することにある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の１２相整流回路は、入力側に３相Ｙ結線または３相Δ結線の巻線を有し、出力側に３相Ｙ結線の巻線および３相Δ結線の巻線を有し位相差３０度の３相交流電圧を出力する変圧器と、前記３相Ｙ結線の巻線から出力される交流出力電圧を整流する第１の３相ブリッジ整流回路と、前記３相Δ結線の巻線から出力される交流出力電圧を整流する第２の３相ブリッジ整流回路とを有するとともに、前記第１の３相ブリッジ整流回路の出力側と前記第２の３相ブリッジ整流回路の出力側とを並列に接続して構成される１２相整流回路において、前記変圧器の入力側の３相の各相に交流リアクトルを接続して構成されることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の１２相整流回路では、変圧器の一次入力側の各相に交流リアクトル（ＡＣリアクトル）を接続して構成される。
これにより、ＤＣリアクトルを省略し、設置場所および配線の自由度が高いＡＣリアクトルを使用することができる。このため、１２相整流回路における配線を簡略化できる。
本発明の１２相整流回路においては、ＤＣリアクトルを省略し、設置場所および配線の自由度が高いＡＣリアクトルを使用することができる。このため、１２相整流回路における配線を簡略化できる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる１２相整流回路の構成を示す図である。
図１に示す本発明の１２相整流回路１が、図３に示す従来技術の１２相整流回路１Ａと構成上、異なるのは、図３に示す１２相整流回路１Ａにおいて設備されているＤＣリアクトル３１、３２を撤去し、代わりに、図１に示す１２相整流回路１において、ＡＣリアクトル２Ｕ、２Ｖ、２Ｗを、変圧器１１の一次入力側に設備した点である。すなわち、ＤＣリアクトルの代わりに、ＡＣリアクトルを使用した点である。他の構成は図３に示す１２相整流回路１Ａと同様であるので、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図１に示すように、ＡＣリアクトル２Ｕ、２Ｖ、２Ｗを使用した場合に、従来技術の１２相整流回路１ＡのＤＣリアクトル３１、３２を使用した場合と同様に、３相ブリッジ整流回路Ａ２１と３相ブリッジ整流回路Ｂ２２の出力電流の電流不平衡を抑制できる。また、ＡＣリアクトル２Ｕ、２Ｖ、２Ｗは、高調波抑制フィルタとしても作用する。
図２は、図１に示す１２相整流回路１における電流波形を示す図であり、３相Ｙ結線の巻線１３の３相交流出力Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１の出力電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１の波形と、３相Δ結線の巻線１４の３相交流出力Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の出力電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２の波形を示したものである。
図２において、３相Ｙ結線の巻線１３のＵ１相の出力電流Ｉｕ１は、整流ダイオードＤ１とＤ４またはＤ６の通電電流となり、Ｖ１相の出力電流Ｉｖ１は、整流ダイオードＤ３とＤ２またはＤ６の通電電流となり、Ｗ１相の出力電流Ｉｗ１は、整流ダイオードＤ５とＤ２またはＤ４の通電電流となる。また、３相Δ結線の巻線１４のＵ２相の出力電流Ｉｕ２は、整流ダイオードＤ７とＤ１０またはＤ１２の通電電流となり、Ｖ２相の出力電流Ｉｖ２は、整流ダイオードＤ９とＤ８またはＤ１２の通電電流となり、Ｗ２相の出力電流Ｉｗ２は、整流ダイオードＤ１１とＤ８またはＤ１０の通電電流となる。
図２に示すように、各ダイオードＤ１〜Ｄ１２に流れる電流の大きさは、よくバランス（平衡）していることが分かる。これは、変圧器１１の一次入力側に挿入されたＡＣリアクトル２Ｕ、２Ｖ、２Ｗの効果によるものであり、以下、その理由について説明する。
図２において、Ｙ結線側の電流Ｉｕ１（Ｙ結線の巻線１３のＵ１相の電流）が流れる期間に着目し、この期間を位相３０°ごとの期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に区切った場合に、期間Ｔ１では、３相ブリッジ整流回路Ａ２１内の整流ダイオードＤ１とＤ４とがオン（通電）する。期間Ｔ２では整流ダイオードは通電を休止する。期間Ｔ３では、整流ダイオードＤ１とＤ６とがオンする。期間Ｔ４では、整流ダイオードは通電を休止する。
一方、Δ結線側の電流Ｉｕ２（Δ結線の巻線１４のＵ２相の電流）が流れる期間に着目すると、期間Ｔ１では、３相ブリッジ整流回路Ｂ２２内の整流ダイオードは通電を休止する。期間Ｔ２では、整流ダイオードＤ７とＤ１０がオンする。期間Ｔ３では、整流ダイオードの通電は休止する。期間Ｔ４では、整流ダイオードＤ７とＤ１２がオンする。
このように、Ｙ結線の巻線１３のＵ１相と、Δ結線の巻線１４のＵ２相の出力電圧には３０°の位相差があり、また、各３相ブリッジ整流回路Ａ２１、Ｂ２２において、ダイオードの通電と休止期間が交互に繰り返されるため、３相ブリッジ整流回路Ａ２１のＵ１相の整流ダイオードＤ１と、３相ブリッジ整流回路Ｂ２２のＵ２相の整流ダイオードＤ７とが同時にオンすることはない。従って、変圧器１１の一次側のＵ相のＡＣリアクトル２Ｕのインピーダンス（インダクタンス分）が、整流ダイオードＤ１とＤ４、Ｄ７とＤ１０、Ｄ１とＤ６、Ｄ７とＤ１２の個々の通電期間に差異なく接続されることになるので、Ｕ相において３相ブリッジ整流回路Ａ２１および３相ブリッジ整流回路Ｂ２２の出力電流（ダイオードＤ１とＤ７、Ｄ２とＤ８の通電電流）はバランス（平衡）することになる。
また、電流Ｉｖ１（Ｙ結線の巻線１３のＶ１相の電流）、電流Ｉｗ１（Ｙ結線の巻線１３のＷ１相の電流）についても同様にして１２０度の位相差で流れ、Δ結線の巻線１４の電流Ｉｖ２（Δ結線の巻線１４のＶ２相の電流）、Ｗ相電流Ｉｗ２（Δ結線の巻線１４のＷ２相の電流）についても同様にして１２０度の位相差で流れるだけであり、Ｖ相およびＷ相においても３相ブリッジ整流回路Ａ２１および３相ブリッジ整流回路Ｂ２２の出力電流はバランス（平衡）することになる。
このように、変圧器１１の一次側にＡＣリアクトル２Ｕ、２Ｖ、２Ｗを挿入することにより、３相ブリッジ整流回路Ａ２１および３相ブリッジ整流回路Ｂ２２の出力電流をバランス（平衡）させることができる。これにより、ＤＣリアクトルを省略し、設置場所および配線の自由度が高いＡＣリアクトルを使用することができる。このため、１２相整流回路内における配線を簡略化できる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の１２相整流回路は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明の実施の形態に係わる１２相整流回路の構成を示す図である。 図１に示す１２相整流回路の電流波形を示す図である。 従来の１２相整流回路の構成を示す図である。
符号の説明
１、１Ａ・・・１２相整流回路、２Ｕ、２Ｖ、２Ｗ・・・ＡＣリアクトル、１１・・・変圧器、１２・・・一次巻線、１３・・・３相Ｙ結線の巻線、１４・・・３相Δ結線の巻線、２１・・・３相ブリッジ整流回路Ａ、２２・・・３相ブリッジ整流回路Ｂ、３１、３２・・・ＤＣリアクトル、４１・・・平滑コンデンサ

Claims (1)

  1. 入力側に３相Ｙ結線または３相Δ結線の巻線を有し、出力側に３相Ｙ結線の巻線および３相Δ結線の巻線を有し位相差３０度の３相交流電圧を出力する変圧器と、前記３相Ｙ結線の巻線から出力される交流出力電圧を整流する第１の３相ブリッジ整流回路と、前記３相Δ結線の巻線から出力される交流出力電圧を整流する第２の３相ブリッジ整流回路とを有するとともに、前記第１の３相ブリッジ整流回路の出力側と前記第２の３相ブリッジ整流回路の出力側とを並列に接続して構成される１２相整流回路において、
    前記変圧器の入力側の３相の各相に交流リアクトルを接続して構成されること
    を特徴とする１２相整流回路。
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