JP6149207B2 - 電力変換装置の初期充電装置 - Google Patents
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Description
1)充電開始時、および充電完了直前の充電抵抗バイパス時に大きな突入電流が発生する。特に電圧変動の大きい、例えば電池を電源とする装置では、高い電圧領域での突入電流が電圧値に比例して大きくなり、平滑コンデンサ9に与えるダメージが大きくなる。
2)複数台の電力変換装置で構成されるシステムの場合、複数台の電力変換装置を一括して初期充電を行うと、充電電流が過大となって給電電路に支障を与えることが懸念される。これを避けるために、複数台ずつグループ化して各グループを、時間をずらして順次、初期充電する方法を採れば、複雑なシーケンス回路が必要となり装置が大型化し、コストアップを伴うとともに、充電に要する時間が長くなる。
3)突入電流による平滑コンデンサのダメージ抑制および、給電電路へ与える影響を排除するために充電抵抗の抵抗値を大きくすると充電時間が長くなり、電力変換装置の運転開始が遅れる。
4)充電完了直近のt3時点で充電抵抗をバイパスするときに突入電流Icp2が発生するため、充電切換スイッチ31のa接点31aは突入電流Icp2に耐える接点容量を有する必要があり、また、b接点31bは、t3時点の充電電流Ic(t3)を遮断する接点容量を有する必要がある。よって、充電切換スイッチ31は大形化し、かつ開閉動作による接点消耗・磨耗が発生するので、定期的なメンテナンスが必要になる。
前記平滑コンデンサを充電するとき、前記チョッパ装置の通流率を予め定めた充電時間内に0%から100%に漸次増加するように調整し、前記チョッパ装置の通流率が100%となり、かつ前記充電電流がゼロになることにより充電の完了を検知し、この充電の完了の検知により前記充電切換スイッチを切り換えることを特徴とするものである。
図1に、この発明による電力変換装置の初期充電装置の実施例を示し、また、図2にこの実施例の初期充電動作波形を示す。
この方式は、予め、平滑コンデンサ9の静電容量値C、直流電源1の最小電圧値Vbl等から、平滑コンデンサ9をゼロから直流電源1の電圧値Vbまで充電するのに必要な充電時間Tcを求め、これを充電時間Tcとして設定する。そして、この充電時間Tc内でチョッパ装置35の通流率αが0(%)から100(%)となるようにこの通流率αを定率で漸増することにより、平滑コンデンサ9の初期充電を行う方式である。
t1−t2期間の通電時間をT1とすると、t2−t3期間では通電時間T2は、T1×2=2T1となり、次のt3−t4期間での通電時間T3は、T1×3=3T1となる。
そして、最後のtn−tn+1期間では、通電時間Tnが、T1×n=nT1=T0となり、断続周期T0と等しくなって、通流率が100%、すなわち全導通となるようにチョッパ装置35の通流率を漸増制御する。
この定電流充電方式を用いる場合は、図5に示すように、制御装置20内に電流調節部20−3を設け、これにより、初期充電装置3のチョッパ装置35の断続制御を行う。この電流調節部20−3は、外部に設けた電流設定器20−5により充電電流設定値Ic*を設定し、加算器20−4でこの充電電流設定値Ic*に対する電流検出器6で検出された充電電流Icの検出値との差を求め、この差が零となるような通流率の充電信号Dsを発生し、これを初期充電装置3のチョッパ装置35に加える。
2:電源スイッチ
3:初期充電装置
35:チョッパ装置
9:平滑コンデンサ
10:電力変換装置
Claims (5)
- 電力変換装置の入力部に備えられ、直流電源から入力される電圧を平滑するための平滑コンデンサを初期充電する初期充電装置であって、前記直流電源と平滑コンデンサとの間に接続され、通流率を調節して前記平滑コンデンサの充電電流を制御するチョッパ装置と、このチョッパ装置と前記直流電源との間を開閉する充電切換スイッチとで構成されおり、
前記平滑コンデンサを充電するとき、前記チョッパ装置の通流率を予め定めた充電時間内に0%から100%に漸次増加するように調整し、前記チョッパ装置の通流率が100%となり、かつ前記充電電流がゼロになることにより充電の完了を検知し、この充電の完了の検知により前記充電切換スイッチを切り換えることを特徴とする電力変換装置の初期充電装置。 - 前記初期充電装置は、前記チョッパ装置により、前記電力変換装置の平滑コンデンサを充電するとき、その通流率を一定の増加率で時間的に漸次増加することにより充電電流を調整する制御手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置の初期充電装置。
- 前記初期充電装置は、前記チョッパ装置により、前記電力変換装置の平滑コンデンサを充電するとき、前記平滑コンデンサの充電電流が一定になるように前記チョッパ装置の通流率を制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置の初期充電装置。
- 前記初期充電装置は、前記チョッパ装置により、前記電力変換装置の平滑コンデンサを充電するとき、その通流率を時間的に漸次増加することにより充電電流を調整する制御手段と、前記平滑コンデンサの充電電流が一定になるように前記チョッパ装置の通流率を制御する制御手段とを備え、前記両制御手段が選択可能であることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置の初期充電装置。
- 入力部に直流電源から入力される電圧を平滑するための平滑コンデンサを備えた複数の電力変換装置を共通の直流電源に並列に接続し、前記複数の平滑コンデンサを充電する電力変換装置の初期充電装置であって、前記共通の直流電源と前記複数の電力変換装置の平滑コンデンサとの間に、電流を断続して通流率を制御するチョッパ装置と、このチョッパ装置と前記直流電源との間を開閉する充電切換スイッチとからなり、
前記平滑コンデンサを充電するとき、前記チョッパ装置の通流率を予め定めた充電時間内に0%から100%に漸次増加するように調整し、前記チョッパ装置の通流率が100%となり、かつ前記充電電流がゼロになることにより充電の完了を検知し、この充電の完了の検知により前記充電切換スイッチを切り換える回路を共通に1つ設けたことを特徴とする電力変換装置の初期充電装置。
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