JP6109296B2 - 電力変換装置及び冷凍空気調和装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る電力変換装置を中心とするシステム構成を表す図である。はじめに、図1における高効率に電力変換を行うことができる電力変換装置を有するシステム構成について説明する。
図10は、本発明の実施の形態2に係る電力変換装置を中心とするシステム構成を表す図である。図10において、図1と同じ符号を付している装置等については、実施の形態1で説明したことと同様の動作等を行う。
図11は、本発明の実施の形態3に係る電力変換装置における転流装置の構成を表す図である。図11において、図1と同じ符号を付している装置等については、実施の形態1で説明したことと同様の動作等を行う。
図12は本発明の実施の形態4に係る電力変換装置を中心とするシステム構成を表す図である。図12において、図1と同じ符号を付している装置等については、実施の形態1で説明したことと同様の動作等を行う。本実施の形態の電流制限部48は、例えば抵抗等を有し、転流動作において転流装置4に流れる電流を制限する。
図13は本発明の実施の形態5に係る電力変換装置を中心とするシステム構成を表す図である。図13において、図12と同じ符号を付している装置等については、実施の形態4で説明したことと同様の動作等を行う。
図14は本発明の実施の形態6に係る電力変換装置を中心とするシステム構成を表す図である。図14において、図1、図13等と同じ符号を付している装置等については、実施の形態1、5等で説明したことと同様の動作等を行う。
図15は本発明の実施の形態7に係る電力変換装置を中心とするシステム構成を表す図である。図15において、図14等と同じ符号を付している装置等については、実施の形態6等で説明したことと同様の動作等を行う。
図16は本発明の実施の形態8に係る電力変換装置を中心とするシステム構成を表す図である。図16において、図15等と同じ符号を付している装置等については、実施の形態7等で説明したことと同様の動作等を行う。
図17は本発明の実施の形態9に係る電力変換装置を中心とするシステム構成を表す図である。図17において、図14等と同じ符号を付している装置等については、実施の形態6等で説明したことと同様の動作等を行う。
図18は本発明の実施の形態10に係る電力変換装置を中心とするシステム構成を表す図である。図18において、図14等と同じ符号を付している装置等については、実施の形態6等で説明したことと同様の動作等を行う。
図19は本発明の実施の形態11に係る電力変換装置を中心とするシステム構成を表す図である。図19において、図1等と同じ符号を付している装置等については、実施の形態1等で説明したことと同様の動作等を行う。
上述の実施の形態では、転流装置4が転流の対象とする装置を昇圧装置2とし、電源1の電圧を昇圧した電力変換を行う電力変換装置について説明したが、これに限定するものではない。昇圧装置2の代わりに、例えば降圧装置、昇降圧装置等の電圧等を変化させて負荷9に供給する電力の変換を行うことができる電圧可変装置を適用した電力変換装置においても、上述した各実施の形態で説明したことと同様の効果を奏することができる。
図20は本発明の実施の形態13に係る冷凍空気調和装置の構成図である。本実施の形態では、上述した電力変換装置を介して電力供給を行う冷凍空気調和装置について説明する。図20の冷凍空気調和装置は、熱源側ユニット(室外機)300と負荷側ユニット(室内機)400とを備え、これらが冷媒配管で連結され、主となる冷媒回路(以下、主冷媒回路と称す)を構成して冷媒を循環させている。冷媒配管のうち、気体の冷媒(ガス冷媒)が流れる配管をガス配管500とし、液体の冷媒(液冷媒。気液二相冷媒の場合もある)が流れる配管を液配管600とする。
Claims (17)
- 電源と負荷との間で電力変換を行う電力変換装置であって、
前記負荷側から前記電源側への電流の逆流を防止する整流部を有し、前記電源からの電力の電圧を所定の電圧に変化させる電圧可変装置と、
該電圧可変装置を流れる電流が前記整流部を通過する経路とは異なる別経路に、前記電圧可変装置を流れる電流を流す転流動作を行う転流装置と、
前記電圧可変装置の電圧可変に係る制御及び前記転流装置の前記転流動作に係る制御を行う制御装置とを備え、
前記転流装置が前記転流動作を行う際、前記整流部の逆回復を行う電圧を発生させる電流が前記転流装置側に流れるように、前記転流装置を構成し、
前記転流装置は、1次側巻線に流れる電流により誘起される電圧を前記別経路上の2次側巻線に印加する変圧器を有し、
前記変圧器の前記1次側巻線と前記2次側巻線との巻数比を調整して、前記1次側巻線側の戻り電流を前記1次側巻線と接続する各素子の電流容量より小さくしつつ、前記整流部の逆回復を行う電圧を発生させる電流が前記転流装置に流れるようにし、
さらに、前記転流装置は、前記整流部の逆回復を行う電圧を発生させる電流が前記転流装置に流れるように、抵抗値が調整された抵抗を、前記別経路上に有する電力変換装置。 - 電源と負荷との間で電力変換を行う電力変換装置であって、
前記負荷側から前記電源側への電流の逆流を防止する整流部を有し、前記電源からの電力の電圧を所定の電圧に変化させる電圧可変装置と、
前記電圧可変装置を流れる電流が前記整流部を通過する経路とは異なる別経路に、前記電圧可変装置を流れる電流を流す転流動作を行う転流装置と、
前記電圧可変装置の電圧可変に係る制御及び前記転流装置の前記転流動作に係る制御を行う制御装置とを備え、
前記転流装置が前記転流動作を行う際、前記整流部の逆回復を行う電圧を発生させる電流が前記転流装置側に流れるように、前記転流装置を構成し、
前記転流装置は、1次側巻線に流れる電流により誘起される電圧を前記別経路上の2次側巻線に印加する変圧器を有し、
前記変圧器の前記1次側巻線と前記2次側巻線との巻数比を調整して、前記1次側巻線側の戻り電流を前記1次側巻線と接続する各素子の電流容量より小さくしつつ、前記整流部の逆回復を行う電圧を発生させる電流が前記転流装置に流れるようにし、
前記電圧可変装置は、変圧部を有し、該変圧部により励起された電圧に基づいて、前記転流動作を行う電圧を前記転流装置に印加する電力変換装置。 - 前記変圧器の前記1次側巻線にリセット巻線を設ける請求項1又は2に記載の電力変換装置。
- 前記変圧器をパルストランスとする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記転流装置は、前記制御装置からの指示に基づいて開閉し、前記転流装置に前記転流動作開始又は停止をさせるスイッチング素子を複数有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記電圧可変装置は、磁気エネルギー蓄積部となるリアクトルを有する請求項1〜5のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記電圧可変装置は、スイッチングにより電圧可変を行う開閉スイッチ部を有し、前記開閉スイッチ部は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ又は金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを有する請求項1〜6のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記転流装置は、前記制御装置からの指示に基づいて前記転流動作開始又は停止を行うスイッチング素子を有し、
前記スイッチング素子は、ゲート側と、ドレイン(コレクタ)−ソース(エミッタ)側とを絶縁する絶縁部を有する請求項1〜7のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記絶縁部は、フォトカプラ又はパルストランスを有する請求項8に記載の電力変換装置。
- 前記転流動作を行う電力を供給する転流用電源部と、前記転流用電源部から供給される電力を平滑する転流用平滑部を備える請求項1〜9のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記変圧器の前記1次側巻線に流れる電流から、前記転流装置に流れる電流を検出する電流検出部をさらに備える請求項1〜10のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記電流検出部は、カレントトランス又は抵抗を有する請求項11に記載の電力変換装置。
- 前記電圧可変装置は、電流を遮断する電流遮断装置を、前記電源から負荷側に流れる電流経路に有する請求項1〜12のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記転流装置は、前記別経路を流れる電流を整流する転流用整流素子を有する請求項1〜13のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記転流用整流素子は、ワイドバンドギャップ半導体を用いた素子であることを特徴とする請求項14に記載の電力変換装置。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドを材料とすることを特徴とする請求項15に記載の電力変換装置。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載の電力変換装置を、圧縮機又は送風機の少なくとも一方を駆動するために備えることを特徴とする冷凍空気調和装置。
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