JP6695028B2 - 整流回路装置 - Google Patents
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Description
られた電流はダイオードを介して直流部に電流を供給することができる。位相240degから300degの区間はr相電圧が最も低くなり、この区間においても、リアクタ経由短絡を実現する半導体スイッチ4rSのオンデューティをゼロにする。このときも他の相の半導体スイッチがオンオフ動作を行っているので、このとき、もうひとつのダイオードを介して直流部に電流を供給することができる。このとき、交流側の線間の電圧よりも、直流電圧は高い電圧になる。
前記三相交流電源の各相出力線に対して、半導体スイッチのオンにより、リアクタの電流を増加させ、前記半導体スイッチのオフにより、前記リアクタに蓄えた電流をダイオードで整流するよう構成し、少なくとも、電気位相角60度区間毎もしくは120度区間毎に、前記半導体スイッチ群のうち、オンさせることにより接続されているリアクタの電流が増加するよう作用する半導体スイッチのオンオフ状態が常にオフ状態となるようにして、かつ、適用する相を順次切換えながら、前記三相交流電源からの電流が所望電流になるように、前記半導体スイッチ群のオンオフ比率を調整するよう構成し、前記三相交流電源の各相の前記オンさせることにより接続されているリアクタ電流が増加するよう作用する半導体スイッチのオンオフ比率が100%オフ状態になる区間幅が、電気位相角度60度もしくは120度以上で一定になるように、前記所望直流電圧値を調整する。
接続された前記リアクタと前記ダイオードブリッジとの接点と直流中性点との間に半導体スイッチをもうけ、前記半導体スイッチのオンにより、前記リアクタの電流を増加させ、前記半導体スイッチのオフにより、前記リアクタに蓄えた電流を前記ダイオードで整流するよう構成し、電気位相角度60度区間毎に前記三相交流電源のどれかの相の前記半導体スイッチが常にオフ状態となるように適用する相を順次切換えながら、前記三相交流電源からの電流が所望電流になるように、前記半導体スイッチのオンオフ比率を調整するよう構成し、前記三相交流電源の各相の前記半導体スイッチのオンオフ比率が100%オフ状態になる区間幅が電気位相角60度以上で一定になるように、所望直流電圧値を調整するようにするものであり、前記所望電流の相電流波形には、各相電圧の半周期毎の後半部分に指令電流がゼロである区間が存在するようにする。
前記中性相以外の相の前記三相交流電源の各相の前記オンさせることにより接続されているリアクタ電流が増加するよう作用する半導体スイッチのオンオフ比率が前記100%オフ状態になる区間幅が電気位相角度60度もしくは120度以上で一定になるように、所望直流電圧値を調整する。
前記所望の電流の相電流波形には、各相電圧の半周期毎の後半部分に指令電流がゼロである区間が存在するようにし、所定の電源高調波規制の限度値内で、3N(Nは整数)次の高調波電流が前記中性相に流れるように、前記リアクタを経由して接続される前記半導体スイッチを駆動制御し、前記中性相以外の相の前記半導体スイッチのオンオフ比率が10
0%オフ状態になる区間幅が電気位相角度60度以上で一定になるように、所望直流電圧値を調整する。
常にオフ状態となるようにし、かつ、適用する相を順次切替えながら、前記交流電流からの電流が所望電流になるように、半導体スイッチのオンオフ比率を調整するよう構成し、各相のリアクタ経由の電源短絡させる半導体スイッチのオンオフ比率が100%オフ状態になる区間幅が、前記の電気位相角度60度もしくは120度以上で一定になるように、前記所望直流電圧値を調整する。
所定の電源高調波規制の限度値内で、3N(Nは整数)次の高調波電流が前記中性相に流れるように、前記リアクタを経由して接続される前記半導体スイッチを駆動制御し、
中性相以外の相の半導体スイッチのオンオフ比率が100%オフ状態になる区間幅が前記の電気位相角度60度もしくは120度以上で一定になるように、所望直流電圧値を調整する。
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるモータ駆動回路を含む整流回路装置の回路ブロック図を示すものである。
とともに、3相―2相・固定―回転座標変換手段121に入力され、3つの軸(r相、s相、t相)の情報をd軸およびq軸の情報の電流Iq(有効電流)、Id(無効電流)に変換する。
図2は、本発明の第2の実施形態である整流回路装置を示している。ここでは、上記第1の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、同様の構成や作用効果等を有するものについては上記第1の実施形態の説明を援用する。
てq軸およびd軸情報に変換したものを、それぞれパターン記憶手段122,132に格納しておく。
図3は、本発明の第3の実施形態である整流回路装置を示している。ここでは、上記第2の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、同様の構成や作用効果等を有するものについては上記第2の実施形態の説明を援用する。
わち、3レベルコンバータの回路効率を改善し、かつ、モータ効率も改善することができる。
図4は、本発明の第4の実施形態である整流回路装置を示している。三相交流電源に活線の中性線が存在している場合に対して、これまで述べたものよりもさらに直流電圧を低下させることができる方法を開示するものである。第2の実施形態を示す図2との差異を中心に説明する。
基本波のピークの位相に対して、3N次成分の波形のピークが逆になる関係)で加算すると、その波形の振幅は基本波波形の振幅よりも、小さくできることが知られており、3N次の電流を発生するためにも3N次の電圧が必要になり、基本波だけを発生する場合に比べて、より低い電圧で実現することができることになる。実施の形態2での構成に加えて、軽負荷でこのような3N次の高調波成分を含む所望電流情報を用いることで、電源高調波規制の限度値内となる整流回路装置が実現でき、しかも、実施の形態2の場合よりも直流電圧を下げることが可能である。なお、ゼロ相電流の振幅は、基本波に比べて小さく、しかも軽負荷のときのみ動作させるだけでよいので、中性線からの接続される部品であるリアクタ3nや半導体スイッチ4nSH、4nSLは、小電流容量のものを用いることができる。
図5は、本発明の第5の実施形態である整流回路装置を示している。ここでは、上記第4の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、同様の構成や作用効果等を有するものについては上記第4の実施形態の説明を援用する。
図8は、本発明の第6の実施形態である整流回路装置を示している。図1の回路構成に対して、負荷を検出して、直流電圧を設定する直流電圧パターン記憶手段902とオンオフ比率が100%オフになる幅を制御するか直流電圧パターンになるように制御するかを切り替えるスイッチ手段901を追加している。
2、2r、2s、2t、2n 電流検出器
3r、3s、3t、3n リアクタ
4 半導体ブリッジ回路
5、5H,5L 平滑コンデンサ
6 直流電圧検出手段
7 インバータ回路
8 モータ
9 電源位相検出手段
111,211、311、411 スイッチ駆動回路
121 3相―2相・固定―回転座標変換手段
122、132、322、332、352 パターン記憶手段
123、133、153 乗算手段
124、134 比較手段
125、135 制御補償手段
126 2相―3相・回転―固定座標変換手段
127 比較手段
128 補償手段
129 比較手段
130 電圧制御補償手段
302r、302s、302t、302n 電流検出器
304 ブリッジ回路
321 4相―3相・固定―回転座標変換手段
324、334、354 比較手段
325、335、355 制御補償手段
326 3相―4相・回転―固定座標変換手段
901 スイッチ手段
902 直流電圧パターン記憶手段
Claims (5)
- 直流電圧が所望直流電圧値になるように、三相交流電源からの電流の所望値を調整するように構成し、前記三相交流電源の各相出力線に対して、半導体スイッチのオンにより、リアクタの電流を増加させ、前記半導体スイッチのオフにより、前記リアクタに蓄えた電流をダイオードで整流するよう構成し、少なくとも、電気位相角60度区間毎もしくは120度区間毎に、前記半導体スイッチ群のうち、オンさせることにより接続されているリアクタの電流が増加するよう作用する半導体スイッチのオンオフ状態が常にオフ状態となるようにし、かつ、適用する相を順次切換えながら、前記三相交流電源からの電流が所望電流になるように、前記半導体スイッチ群のオンオフ比率を調整するよう構成し、前記三相交流電源の各相の前記オンさせることにより接続されているリアクタ電流が増加するよう作用する半導体スイッチのオンオフ比率が100%オフ状態になる区間幅が、電気位相角度60度もしくは120度以上で一定になるように、前記所望直流電圧値を調整するもので、前記所望電流の相電流波形には、各相電圧の半周期毎の後半部分に指令電流がゼロである区間が存在していることを特徴とする整流回路装置。
- 直流電圧が所望直流電圧値になるように、三相交流電源からの電流の所望値を調整するように構成し、前記三相交流電源の各相出力線に対して、リアクタを介してダイオードブリッジを経て直流平滑回路に入力されるとともに、各相に接続された前記リアクタと前記ダイオードブリッジとの接点と直流中性点との間に半導体スイッチをもうけ、前記半導 体スイッチのオンにより、前記リアクタの電流を増加させ、前記半導体スイッチのオフにより、前記リアクタに蓄えた電流を前記ダイオードで整流するよう構成し、電気位相角度60度区間毎に前記三相交流電源のどれかの相の前記半導体スイッチが常にオフ状態となるようにし、かつ、適用する相を順次切換えしながら、前記三相交流電源からの電流が所望電流になるように、前記半導体スイッチのオンオフ比率を調整するよう構成し、前記三相交流電源の各相の前記半導体スイッチのオンオフ比率が100%オフ状態になる区間幅が電気位相角60度以上で一 定になるように、所望直流電圧値を調整するようにするものであり、前記所望電流の相電流波形には、各相電圧の半周期毎の後半部分に指令電流がゼロである区間が存在するようにすることを特徴とする整流回路装置。
- 直流電圧が所望直流電圧値になるように、三相交流電源からの電流の所望値を調整するように構成し、前記三相交流電源は中性線を有し、前記三相交流電源の4線にそれぞれリアクタを介して半導体スイッチが接続され、前記半導体スイッチのオンにより、前記リアクタの電流を増加させ、前記半導体スイッチのオフにより、前 記リアクタに蓄えた電流をダイオードで整流するよう構成し、電気位相角度60度区間毎もしくは120区間度毎に、前記三相交流電源の中性相以外にリアクタを介して接続された前記半導体スイッチ群のうち、オンさせることにより接続されているリアクタの電流が増加するよう作用する半導体スイッチのオンオフ状態が常にオフ状態となるようにし、かつ、適用する相を順次切換えながら、前記三相交流電源からの電流が前記所望電流になるよう、前記半導体スイッチのオンオフ比率を調整するよう構成し、所定の電源高調波規制の限度値内で、3N(Nは整数)次の高調波電流が前記中性相に流れるように、前記リアクタを経由して接続される前記半導体スイッチを駆動制御し、前記中性相以外の相の前記三相交流電源の各相の前記オンさせることにより接続されているリアクタ電流が増加するよう作用する半導体スイッチのオンオフ比率が前記100%オフ状態になる区間幅が電気位相角度60度もしくは120度以上で一定になるように、所望直流電圧値を調整することを特徴とする整流回路装置。
- 直流電圧が所望直流電圧値になるように、三相交流電源からの電流の所望値を調整するように構成し、前記三相交流電源は中性線を有し、前記三相交流電源の4線がそれぞれリアクタを介してダイオードブリッジを経て直流平滑回路に入力されるとともに、各相の前記リアクタと前記ダイオードブリッジとの接点と直流中性点との間に半導体スイッチをもうけ、前記半導体スイッチのオンにより、前記リアクタの電流を増加させ、前記半導体スイッチのオフにより、前記リアクタに蓄えた電流を前記ダイオードで整流するよう構成し、電気位相角度60度区間毎に前記三相交流電源の中性相以外のどれかの相に設けられた前記半導体スイッチが常にオフ状態となるようにし、かつ、適用する相を順次切換えながら、前記三相交流電源からの電流が所望電流になるように、前記半導体スイッチのオンオフ比率を調整するよう構成し、前記所望の電流の相電流波形には、各相電圧の半周期毎の後半部分に指令電流がゼロである区間が存在するようにし、所定の電源高調波規制の限度値内で、3N(Nは整数)次の高調波電流が前記中性相に流れるように、前記リアクタを経由して接続される前記半導体スイッチを駆動制御し、前記中性相以外の相の前記半導体スイッチのオンオフ比率が100%オフ状態になる区間幅が電気位相角度60度以上で一定になるように、所望直流電圧値を調整することを特徴とする整流回路装置。
- 接続された負荷の大小に関連する情報を検出し、負荷が小さいときに、請求項1から4のいずれか1つに記載の制御動作を実施し、負荷が大きいときには、各相の半導体スイッチのオンオフ比率が100%オフになる期間が前記交流電源の1周期の1/3区間を越えない直流電圧を設定する整流回路装置。
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