JP6917281B2 - 出力電流合成装置及び電力供給装置 - Google Patents

Description

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装置、及びこの出力電流合成装置を備えた電力供給装置に関する。

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。

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８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。

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９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）。図９に示すような逆変換回路は、特に周波数の低い領域で広く利用される回路構成であり、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。

具体的には、図９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、図１０の電流波形図に示すように、インダクタンスの差が最も大きくなるアームＵ４（Ｖ１）とアームＵ１（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、電流値が相対的に大きいスイッチング素子の定格によって逆変換回路の最大出力が制限されるため、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。

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２参照）。

特許文献２に記載のものは、例えば図１１に示すように、円筒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から異なる組み合わせで選択される２本の導線Ｌを、電流方向が逆方向となる状態に挿通させる。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。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、コアＴに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。

また、特許文献３に記載のものは、例えば図１２に示すように、長手方向の一端部に出力端子が設けられている一対の出力導体に、例えば４系統の逆変換回路（ブロック１〜４）を、アーム対Ｕ１−Ｖ１〜アーム対Ｕ４−Ｖ４を介して並列に接続する。そして、一対の出力端子から最も遠い位置に接続されるアーム対Ｕ４−Ｖ４の接続位置と一対の出力端子との間のインダクタンスを基準として、例えばアーム対Ｕ１−Ｖ１の接続位置と一対の出力端子との間のインダクタンスと基準との差と同じインダクタンスとなるように、アーム対Ｕ１−Ｖ１の導体間距離を広くする。同様にアーム対Ｕ２−Ｖ２、アーム対Ｕ３−Ｖ３それぞれの接続位置に応じてアーム対Ｕ２−Ｖ２、アーム対Ｕ３−Ｖ３それぞれの導体間距離を広くする。この構成により、インダクタンスの差による４系統の逆変換回路のそれぞれの出力電流にばらつきが生じることを抑制している。

特許第２８１６６９２号公報 特開平１１−２９９２５２号公報 特許第４４４５２１６号公報

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の回路構成に限られ、汎用性に欠ける。これに対して、特許文献３に記載の電力供給装置では、逆変換回路が偶数系統の回路構成に限られず、汎用性の向上が図られる。しかし、アーム対Ｕ１−Ｖ１〜アーム対Ｕ３−Ｖ３それぞれの導体間距離を広くすることによってアーム対Ｕ１−Ｖ１〜アーム対Ｕ３−Ｖ３それぞれのインダクタンスを大きくする場合に、アームの導体幅が狭いほどインダクタンスは大きくなるが、一方でアームによる損失が増加する。

アームによる損失を低減するには相応の導体幅が必要であり、相応の導体幅を確保すると、逆変換回路の数が比較的多い場合に、必要なインダクタンスを得るための導体間距離が過度に大きくなってアームの構造が複雑となる虞がある。また、数十ｍｍ以上の導体間距離では、導体間距離を大きくしてもインダクタンスがあまり変化せず、必要なインダクタンスを得られない虞もある。そして、導体間距離の増大に伴い、アームの周囲への漏れ磁束が増大し、スイッチング素子及びその制御基板に対するノイズの増大が懸念され、また、スイッチング素子及びその制御基板が漏れ磁束によって誘導加熱されるローカルヒーティングも懸念される。

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でき、製造性の向上及び装置コストの低減を図ることができる出力電流合成装置及び電力供給装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の出力電流合成装置は、直流電力を交流電力に変換する複数の逆変換回路のそれぞれから出力される出力電流を合成して合成電流として出力する出力電流合成装置であって、前記逆変換回路毎に設けられ、前記逆変換回路の前記出力電流が流れる導体対と、前記導体対が並列に接続されている一対の出力導体と、前記一対の出力導体に設けられ、前記合成電流を出力する一対の出力端子と、少なくとも前記一対の出力導体において前記一対の出力端子から最も近い位置に接続されている前記導体対の各導体に設けられたインダクタと、を備え、前記インダクタは、互いに組み合わされることによって前記導体が挿通可能な環状体を形成し、且つ前記環状体の周上の二箇所で周方向にギャップをあけて分離可能な第１コア部材と第２コア部材とを有する出力電流合成装置。

また、本発明の一態様の電力供給装置は、直流電力を交流電力に変換する複数の逆変換回路と、前記出力電流合成装置と、を備える。

本発明によれば、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でき、製造性の向上及び装置コストの低減を図ることができる出力電流合成装置及び電力供給装置を提供することができる。

本発明の実施形態を説明するための、電力供給装置の一例のブロック図である。 図１の電力供給装置の逆変換回路の回路図である。 図１の電力供給装置の出力電流合成部の模式図である。 図１の電力供給装置のアームの電流値を示す波形図である。 図３の出力電流合成部のインダクタの構成例を示す模式図である。 図３の出力電流合成部のインダクタの構成例を示す模式図である。 図５及び図６のインダクタのコアの構成例を示す模式図である。 従来の電力供給装置の逆変換回路の回路図である。 従来の他の電力供給装置の逆変換回路の回路図である。 図９に示す電力供給装置のアームの電流値を示す波形図である。 従来の他の電力供給装置の模式図である。 従来の他の電力供給装置の模式図である。

図１は、本発明の実施形態を説明するための、電力供給装置のブロック図である。図２は、図１の電力供給装置の逆変換回路の回路図である。図３は、図１の電力供給装置の出力電流合成部の模式図である。

〔電力供給装置の構成〕
図１に示す電力供給装置１００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。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周波数の交流電力に変換するものであり、１つの順変換回路２１０と、例えば４系統の逆変換回路２２０（ブロック１〜ブロック４）とを有している。なお、ブロックの数はこの限りではない。

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を含む直流電力を平滑する平滑素子である例えばコンデンサやリアクトルを有している。サイリスタは、導通時間を制御することにより直流や交流出力の電圧又は電流が所定のものとなるように制御される。また、サイリスタ等の能動的な整流素子に替えて、受動的な整流素子である例えばダイオードを用いて整流してもよい。

図２に示すように、４系統の逆変換回路２２０は、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Ｓｉ製又はＳｉＣ製のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar 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。

そして、スイッチング素子２２２Ａ１，２２２Ｂ１，２２２Ｃ１，２２２Ｄ１にて第１の逆変換回路２２０（ブロック１）が構成され、スイッチング素子２２２Ａ２，２２２Ｂ２，２２２Ｃ２，２２２Ｄ２にて第２の逆変換回路２２０（ブロック２）が構成され、スイッチング素子２２２Ａ３，２２２Ｂ３，２２２Ｃ３，２２２Ｄ３にて第３の逆変換回路２２０（ブロック３）が構成され、スイッチング素子２２２Ａ４，２２２Ｂ４，２２２Ｃ４，２２２Ｄ４にて第４の逆変換回路２２０（ブロック４）が構成される。

各直列回路におけるスイッチング素子２２２の接続点には、導体であるアームＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４が接続されている。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ブスバー等が用いられる。そして、ブロック１には、ブロック１の出力電流が流れる導体対としてのアーム対Ｕ１−Ｖ１が接続されており、同様に、ブロック２にはアーム対Ｕ２−Ｖ２が接続されており、ブロック３にはアーム対Ｕ３−Ｖ３が接続されており、ブロック４にはアーム対Ｕ４−Ｖ４が接続されている。

また、４系統の逆変換回路２２０（ブロック１〜ブロック４）の正極側と負極側との間には、図示しないコンデンサがブロック毎に設けられている。なお、図２では、ブロック毎に設けられる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。

図３に示すように、出力電流合成部３００は、４系統の逆変換回路２２０（ブロック１〜ブロック４）から出力される電流の大きさを均等にして４系統の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、複数のインダクタ３１０と、一対の出力導体３２０と、一対の出力端子３３０と、を有している。

一対の出力導体３２０は、アーム対Ｕ１−Ｖ１〜アーム対Ｕ４−Ｖ４が接続され、４系統の逆変換回路２２０から出力される出力電流を合成する。この出力導体３２０としては、例えば導電性に優れる銅にて形成されたブスバー等が用いられる。そして、この出力導体３２０の長手方向の一端に、出力端子３３０が設けられている。一対の出力端子３３０は、一対の出力導体３２０にて合成された合成電流を出力する。一対の出力端子３３０は、例えば誘導電動機や誘導加熱コイルなどの負荷に接続され、一対の出力導体３２０にて合成された合成電流を負荷に供給し、負荷を機能させる。

アーム対Ｕ１−Ｖ１〜アーム対Ｕ４−Ｖ４は、４系統の逆変換回路２２０（ブロック１〜ブロック４）が並列状態となるように、一対の出力導体３２０の長手方向に適宜な間隔をあけて並列に接続されている。一対の出力導体３２０の長手方向の一端に設けられている一対の出力端子３３０から、一対の出力導体３２０におけるアーム対Ｕ１−Ｖ１〜アーム対Ｕ４−Ｖ４それぞれの接続位置までの距離は互いに異なり、この距離に応じて、ブロック１〜ブロック４それぞれの一対の出力導体３２０に由来するインダクタンスも互いに異なる。

本例では、アーム対Ｕ１−Ｖ１が一対の出力端子３３０から最も近い位置に接続されており、アーム対Ｕ１−Ｖ１、アーム対Ｕ２−Ｖ２、アーム対Ｕ３−Ｖ３、アーム対Ｕ４−Ｖ４の順に、一対の出力端子３３０からアーム対それぞれの接続位置までの距離が大きくなっている。ここで、一対の出力導体３２０が銅板からなり、その導体幅が１００ｍｍであり、その導体間距離が２ｍｍであり、また、アーム対Ｕ１−Ｖ１〜アーム対Ｕ４−Ｖ４が一対の出力導体３２０の長手方向に１６０ｍｍの間隔をあけて並列に接続されている場合に、ブロック１〜ブロック４それぞれの一対の出力導体３２０に由来するインダクタンスを測定すると、ブロック４に対してブロック３は約３６ｎＨ小さく、ブロック２で約７２ｎＨ小さく、ブロック１で約１０８ｎＨ小さい。

例えばアームＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４が銅板からなり、アームによる損失を考慮して、その導体幅を５０ｍｍとし、その導体長を２００ｍｍとし、また、アーム対Ｕ４−Ｖ４の導体間距離を１ｍｍとした場合に、アーム対Ｕ４−Ｖ４に由来するブロック４のインダクタンスは、計算値で２５ｎＨとなる。そして、アーム対Ｕ１−Ｖ１〜アーム対Ｕ３−Ｖ３それぞれの導体間距離をアーム対Ｕ４−Ｖ４の導体間距離よりも大きくすることによってブロック１〜ブロック４それぞれのインダクタンス（一対の出力導体３２０に由来するインダクタンスとアーム対に由来するインダクタンスとの和）を同値とすると、アーム対Ｕ３−Ｖ３に必要な導体間距離は約１２ｍｍとなり、アーム対Ｕ２−Ｖ２に必要な導体間距離は約１９ｍｍとなり、アーム対Ｕ１−Ｖ１に必要な導体間距離は約２６ｍｍとなる。出力電流合成部３００では、アーム対の導体間距離を大きくすることに替えて、インダクタ３１０を用い、ブロック１〜ブロック４それぞれのインダクタンスが同値とされている。

インダクタ３１０は、少なくとも一対の出力端子３３０から最も近い位置に接続されているアーム対Ｕ１−Ｖ１の各アームに設けられ、本例では、一対の出力端子３３０から最も遠い位置に接続されているアーム対Ｕ４−Ｖ４を除くアーム対Ｕ１−Ｖ１、アーム対Ｕ２−Ｖ２、アーム対Ｕ３−Ｖ３の各アームに設けられている。そして、各インダクタ３１０のインダクタンスは、ブロック４に対するブロック１〜ブロック３それぞれの一対の出力導体３２０に由来するインダクタンスの差を相殺するように設定されている。

例えば、ブロック１の一対の出力導体３２０に由来するインダクタンスがブロック４の一対の出力導体３２０に由来するインダクタンスよりも１０８ｎＨ小さいとして、アームＵ１に設けられているインダクタ３１０Ｕ１のインダクタンスと、アームＶ１に設けられているインダクタ３１０Ｖ１のインダクタンスとは、それぞれ５４ｎＨに設定され、合計が１０８ｎＨに設定され。同様に、ブロック２の一対の出力導体３２０に由来するインダクタンスがブロック４の一対の出力導体３２０に由来するインダクタンスよりも７２ｎＨ小さいとして、アームＵ２に設けられているインダクタ３１０Ｕ２のインダクタンスと、アームＶ２に設けられているインダクタ３１０Ｖ２のインダクタンスとは、それぞれ３６ｎＨに設定され、両者の合計が７２ｎＨに設定される。また、ブロック３の一対の出力導体３２０に由来するインダクタンスがブロック４の一対の出力導体３２０に由来するインダクタンスよりも３６ｎＨ小さいとして、アームＵ３に設けられているインダクタ３１０Ｕ３のインダクタンスと、アームＶ３に設けられているインダクタ３１０Ｖ３のインダクタンスとは、それぞれ１８ｎＨに設定され、両者の合計が３６ｎＨに設定される。

〔電力供給装置の動作〕
次に、上記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の電流値とアームＶ４の電流値との関係を示す波形図である。

まず、商用電源から供給される交流電力が、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される。この変換された直流電力は、電力変換回路２００の４系統の逆変換回路２２０（ブロック１〜ブロック４）にて所定の周波数（高周波）の交流電力に変換され、アーム対Ｕ１−Ｖ１〜アーム対Ｕ４−Ｖ４を介して出力電流合成部３００に出力される。ブロック１〜ブロック４それぞれのインダクタンスは、アーム対Ｕ１−Ｖ１、アーム対Ｕ２−Ｖ２、アーム対Ｕ３−Ｖ３の各アームに設けられているインダクタ３１０によって同値となっているので、一対の出力導体３２０にて良好に合成され、一対の出力端子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、一対の出力端子３３０から最も近い位置に接続されているアーム対Ｕ１−Ｖ１のアームＶ１に流れる電流値と、最も遠い位置に接続されているアーム対Ｕ４−Ｖ４のアームＶ４に流れる電流値とがほぼ同値となる。

このように、少なくとも一対の出力端子３３０から最も近い位置に接続されているアーム対Ｕ１−Ｖ１の各アームに設けられ、好ましくは一対の出力端子３３０から最も遠い位置に接続されているアーム対Ｕ４−Ｖ４を除くアーム対Ｕ１−Ｖ１、アーム対Ｕ２−Ｖ２、アーム対Ｕ３−Ｖ３の各アームに設けられるインダクタ３１０によって、４系統の逆変換回路２２０の出力電流の均衡がとられるので、逆変換回路２２０の系統数の増減が容易にでき、汎用性に富み、製造性も向上できる。そして、４系統の逆変換回路２２０の出力電流の均衡をとるうえで、アーム対Ｕ１−Ｖ１〜アーム対Ｕ４−Ｖ４それぞれ接続位置との関係で各アーム対の導体間距離を変更する必要がないので、導体間距離を大きくすることによって発生する漏れ磁束の増大を抑制でき、漏れ磁束の増大に起因するノイズの増大やローカルヒーティングも抑制できる。なお、一対の出力端子３３０から最も遠い位置に接続されているアーム対Ｕ４−Ｖ４の各アームにもインダクタが設けられてもよい。この場合、アーム対Ｕ１−Ｖ１〜アーム対Ｕ３−Ｖ３の各アームに設けられるインダクタのインダクタンスは、一対の出力導体３２０に由来するインダクタンスの差に、アーム対Ｕ４−Ｖ４の各アームに設けられるインダクタのインダクタンスが加算されたものとなる。

さらに、例えばアーム対Ｕ１−Ｖ１のアームＵ１に流れる電流値とアームＶ１に流れる電流値とがずれる場合もあるが、アームＵ１に設けられているインダクタ３１０Ｕ１のインダクタンスと、アームＶ１に設けられているインダクタ３１０Ｖ１のインダクタンスとの合計を一定として、インダクタ３１０Ｕ１のインダクタンスと、インダクタ３１０Ｖ１のインダクタンスとを適宜増減することにより、アームＵ１に流れる電流値とアームＶ１に流れる電流値とを均衡させることもできる。同様にして、アームＵ２に流れる電流値とアームＶ２に流れる電流値とを均衡させることができ、アームＵ３に流れる電流値とアームＶ３に流れる電流値とを均衡させることができ、結果的にアームＵ４に流れる電流値とアームＶ４に流れる電流値とを均衡させることができる。なお、アーム対Ｕ４−Ｖ４の各アームにもインダクタが設けられる場合に、これらのインダクタによってアームＵ４に流れる電流値とアームＶ４に流れる電流値とを均衡させてもよい。

次に、図５〜図７を参照して、インダクタ３１０の構成例について説明する。

インダクタ３１０は、例えば磁性材にて形成された環状のコアの内周側にアームが挿通されることによって構成される。図５及び図６には、アーム対Ｕ１−Ｖ１のアームＵ１に設けられるインダクタ３１０Ｕ１とアームＶ１に設けられるインダクタ３１０Ｖ１とが示されているが、他のアームに設けられるインダクタ３１０も同様に構成される。

アーム対Ｕ１−Ｖ１が接続されている逆変換回路２２０（ブロック１）は、スイッチング素子２２２Ａ１，２２２Ｂ１，２２２Ｃ１，２２２Ｄ１を含み、スイッチング素子２２２Ａ１，２２２Ｂ１，２２２Ｃ１，２２２Ｄ１は、個々にモジュール化されている。直列回路を構成するスイッチング素子２２２Ａ１とスイッチング素子２２２Ｂ１とは、一対の出力導体３２０の背後で、一対の出力導体３２０の左右に分かれて互いに隣設されている。同様に、直列回路を構成するスイッチング素子２２２Ｃ１とスイッチング素子２２２Ｄ１とは、一対の出力導体３２０の背後で、一対の出力導体３２０の左右に分かれて互いに隣設されている。そして、スイッチング素子２２２Ａ１及びスイッチング素子２２２Ｂ１と、スイッチング素子２２２Ｃ１及びスイッチング素子２２２Ｄ１とは、一対の出力導体３２０の長手方向に隣り合って設置されている。

アームＵ１は、スイッチング素子２２２Ａ１とスイッチング素子２２２Ｂ１とを直列に接続しているブスバー３１１Ｕ１と、ブスバー３１１Ｕ１に接合されているブスバー３１２Ｕ１と、ブスバー３１２Ｕ１に接合されている板状のブラケット３１３Ｕ１と、ブラケット３１３Ｕ１と一方の出力導体３２０とを接続しているロッド３１４Ｕ１とを有する。同様に、アームＶ１は、スイッチング素子２２２Ｃ１とスイッチング素子２２２Ｄ１とを直列に接続しているブスバー３１１Ｖ１と、ブスバー３１１Ｖ１に接合されているブスバー３１２Ｖ１と、ブスバー３１２Ｖ１に接合されている板状のブラケット３１３Ｖ１と、ブラケット３１３Ｖ１と他方の出力導体３２０とを接続しているロッド３１４Ｖ１とを有する。ブスバー３１１Ｕ１，３１１Ｖ１、ブスバー３１２Ｕ１，３１２Ｖ２、ブラケット３１３Ｕ１，３１３Ｖ１、及びロッド３１４Ｕ１，３１４Ｖ１は、例えば導電性に優れる銅にて形成されている。

なお、スイッチング素子２２２Ａ１とスイッチング素子２２２Ｂ１とは、いわゆる２ｉｎ１モジュールとして、一体にモジュール化されていてもよく、この場合に、２つのスイッチング素子２２２Ａ１，２２２Ｂ１はモジュールの内部で直列に接続されるので、ブスバー３１１Ｕ１は省略され、ブスバー３１２Ｕ１はモジュールの端子に接続される。同様に、スイッチング素子２２２Ｃ１とスイッチング素子２２２Ｄ１もまた、一体にモジュール化されていてもよく、この場合に、ブスバー３１１Ｖ１は省略され、ブスバー３１２Ｖ１はモジュールの端子に接続される。

ブスバー３１２Ｕ１とブスバー３１２Ｖ１とは、両者の間に絶縁板３１５を挟み、一対の出力導体３２０に向けて互いに平行に延びている。アーム対Ｕ１−Ｖ１の導体間距離を大きくすることによってブロック１のインダクタンスをブロック４のインダクタンスと同値とする場合には、ブスバー３１２Ｕ１とブスバー３１２Ｖ１との距離、即ち絶縁板３１５の厚みが大きくされるが、インダクタ３１０Ｕ１及びインダクタ３１０Ｖ１によってブロック１のインダクタンスをブロック４のインダクタンスと同値とする本例では、アーム対Ｕ１−Ｖ１の絶縁板３１５の厚みと、アーム対Ｕ４−Ｖ４の絶縁板３１５の厚みとは同じである。インダクタ３１０Ｕ１及びインダクタ３１０Ｖ１によってブロック１のインダクタンスが調節されるので、ブスバー３１２Ｕ１及びブスバー３１２Ｖ１の導体幅がインダクタンスとの関係で制限されず、そこでブスバー３１２Ｕ１及びブスバー３１２Ｖ１を比較的幅広（例えば導体幅５０ｍｍ）な平板状のブスバーとして、損失を低減することができる。

ブスバー３１２Ｕ１の先端部は、一対の出力導体３２０に沿って折り曲げられており、折り曲げられた先端部には、略Ｌ字状に形成されたブラケット３１３Ｕ１が接合されている。ブスバー３１２Ｖ１の先端部は、一対の出力導体３２０に沿って、ブスバー３１２Ｕ１とは逆向きに折り曲げられており、折り曲げられた先端部には、略Ｌ字状に形成されたブラケット３１３Ｖ１が接合されている。ブラケット３１３Ｕ１とブラケット３１３Ｖ１とは、一対の出力導体３２０の長手方向に適宜ずれて配置されている。

そして、ブラケット３１３Ｕ１は、一方の出力導体３２０との間に間隔をあけて、この出力導体３２０に対向して配置されており、この出力導体３２０とブラケット３１３Ｕ１とはロッド３１４Ｕ１によって接続されている。アームＵ１に設けられるインダクタ３１０Ｕ１は、環状のコア３１６Ｕ１を有し、コア３１６Ｕ１の内周側にロッド３１４Ｕ１が挿通されることによって構成されている。

一方、ブラケット３１３Ｖ１は、他方の出力導体３２０との間に間隔をあけて、この出力導体３２０に対向して配置されており、この出力導体３２０とブラケット３１３Ｖ１とはロッド３１４Ｖ１によって接続されている。アームＶ１に設けられるインダクタ３１０Ｖ１は、環状のコア３１６Ｖ１を有し、コア３１６Ｖ１の内周側にロッド３１４Ｖ１が挿通されることによって構成されている。

図７は、コア３１６の構成例を示す。

図７に示すコア３１６は、第１コア部材４０１と、第２コア部材４０２とを有する。第１コア部材４０１と第２コア部材４０２とは、双方が半円状に形成され、互いに同一形状であり、互いに組み合わされることによって、アーム（ロッド３１４）が挿通可能な略円形の環状体を形成する。そして、第１コア部材４０１と第２コア部材４０２とが組み合わされてなる略円形の環状体は、環状体の周上の二箇所で周方向にギャップＧをあけて分離可能に構成されている。環状体の周上の二箇所にあけられたギャップＧには絶縁体４０３が挟み込まれる。

環状体の内周側にロッド３１４が挿通され、且つギャップＧがあけられる場合には絶縁体４０３がギャップＧに挟み込まれた状態で、例えば第１コア部材４０１と第２コア部材４０２との外周に結束バンド等が巻き付けられ、第１コア部材４０１と第２コア部材４０２とが固定される。以上により構成されるインダクタ３１０のインダクタンスは、ギャップＧの大きさ、すなわち絶縁体４０３の厚みによって調節され、インダクタ３１０のインダクタンスを大きくする場合には、絶縁体４０３の厚みが小さくされる。なお、コア３１６の内周とロッド３１４の外周との間に環状の絶縁体を配置し、コア３１６の略中心にロッド３１４が配置されるようにしてもよい。

４系統の逆変換回路２２０（ブロック１〜ブロック４）の出力電流の均衡をとるには、相対的に大きいインダクタンスが必要となるアーム対Ｕ１−Ｖ１の各アームに設けられるインダクタ３１０Ｕ１，３１０Ｖ１の絶縁体４０３の厚みを相対的に小さくし、相対的に小さいインダクタンスで足りるアーム対Ｕ３−Ｖ３の各アームに設けられるインダクタ３１０Ｕ３，３１０Ｖ３の絶縁体４０３の厚みを相対的に大きくすればよい。

絶縁体４０３としては、例えば一枚又は積層された複数枚のシートを好適に用いることができ、シートの枚数によって、インダクタ３１０のインダクタンスを微細に且つ正確に調節可能である。

このように、インダクタ３１０が、分離可能な第１コア部材４０１と第２コア部材４０２とを有することにより、単一種の第１コア部材４０１と第２コア部材４０２とによってもインダクタ３１０のインダクタンスを多様に設定できる。これにより、製造性の向上及び装置コストの低減を図ることができる。本例では、第１コア部材４０１と第２コア部材４０２とが同一形状であるので、コストのさらなる低減を図ることができる。なお、第１コア部材４０１と第２コア部材４０２とは、半円状に限定されず、互いに組み合わされた状態でアームが挿通可能であれば、例えばＵ字状、コ字状等であってもよい。

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 インダクタ
３２０ 出力導体
３３０ 出力端子
４０１ 第１コア部材
４０２ 第２コア部材
４０３ 絶縁体
Ｕ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４ 導体としてのアーム

Claims (7)

1. 直流電力を交流電力に変換する複数の逆変換回路のそれぞれから出力される出力電流を合成して合成電流として出力する出力電流合成装置であって、
   前記逆変換回路毎に設けられ、前記逆変換回路の前記出力電流が流れる導体対と、
   前記導体対が並列に接続されている一対の出力導体と、
   前記一対の出力導体に設けられ、前記合成電流を出力する一対の出力端子と、
   少なくとも前記一対の出力導体において前記一対の出力端子から最も近い位置に接続されている前記導体対の各導体に設けられたインダクタと、
   を備え、
   前記インダクタは、互いに組み合わされることによって前記導体が挿通可能な環状体を形成し、且つ前記環状体の周上の二箇所で周方向にギャップをあけて分離可能な第１コア部材と第２コア部材とを有する出力電流合成装置。
2. 請求項１記載の出力電流合成装置であって、
   前記インダクタは、前記一対の出力導体において前記一対の出力端子から最も遠い位置に接続されている前記導体対を除いた前記導体対の各導体に設けられている出力電流合成装置。
3. 請求項1又は２記載の出力電流合成装置であって、
   前記一対の出力導体において前記一対の出力端子から近い位置に接続される前記導体対の各導体の前記インダクタほど、前記ギャップが小さい出力電流合成装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項記載の出力電流合成装置であって、
   前記インダクタの前記ギャップには、絶縁体が挟み込まれている出力電流合成装置。
5. 請求項４記載の出力電流合成装置であって、
   前記絶縁体は、一枚又は積層された複数枚のシートである出力電流合成装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項記載の出力電流合成装置であって、
   前記第１コア部材と前記第２コア部材とは同一形状である出力電流合成装置。
7. 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から６のいずれか一項記載の出力電流合成装置と、
   を備える電力供給装置。

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