JPH01155412A - 定電圧定周波数電源装置 - Google Patents

定電圧定周波数電源装置

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JPH01155412A
JPH01155412A JP31385387A JP31385387A JPH01155412A JP H01155412 A JPH01155412 A JP H01155412A JP 31385387 A JP31385387 A JP 31385387A JP 31385387 A JP31385387 A JP 31385387A JP H01155412 A JPH01155412 A JP H01155412A
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JP
Japan
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load
reactor
current
circuit
voltage
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JP31385387A
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English (en)
Inventor
Mitsufumi Iwanaka
光文 岩中
Hideaki Kunisada
秀明 国貞
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、交流電源装置に係り、特に交流電源装置に接
続される負荷の力率が1に近づく場合に好適な定電圧定
周波数電源装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の定電圧定周波数装置は、日立CVCF電源装置H
IVERTER−850(カタログN(LED −46
3P)の記載のように、インバータの出力側にリアクト
ルトランスによる平滑リアクトルと高調波吸収用リアク
・トルからなる逆り形フィルタ回路を設けているため、
インバータを適当な負荷力率で設計すると、負荷力率が
1に近づいた場合、インバータの出力電流が増加するた
め、負荷の容量を低減しなければならなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の従来の定電圧定周波数電源装置は、第6図のブロ
ック図に示すような回路構成となっていた。すなわち直
流電源1とその直流電源1の直流電力を交流電力に変換
するインバータ2とその交流電力を正弦波形する平滑リ
アクトル3と高調波吸収用コンデンサ4・とから構成さ
れており、インバータ2はこの定電圧定周波数電源装置
に接続される負荷8の負荷力率(以後単に負荷力率とい
う)を0.9(おくれ)として設計されていた。
第7図は第6図に示す回路の電圧・電流のベクトル図で
あり、負荷力率が0.9 (おくれ)の場調波吸収用コ
ンデンサの電流をIc(Eoより90@位相進み)、イ
ンバータ2の出力電流IIで表している。いま、負荷力
率が1になると、インバーIo’)に増加してインバー
タ2の過負荷がかかる。
従って負荷力率が1に近づいた場合にインバータ2の出
力電流が■1になるよう、負荷電流Ioを、第8図の負
荷力率−負荷電流曲線に示すように低減しなければなら
ないという問題があった。
本発明の目的は、負荷力率が1に近づいた時にもインバ
ータ2の出力電流と負荷8の電圧の位相を合わせるよう
に制御することにより、負荷8の電流を低減せずともよ
く、さらにインバータ2の運転効率を向上させた定電圧
定周波数電源装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕 直流電源と、該直流電源の直流電力を交流電力に変換す
るインバータと、前記交流電力を正gL波化する平滑リ
アクトルと、前記正弘波の高調波分を吸収する高調波吸
収用コンデンサとからなる定電圧定周波数電源装置にお
いて、該定電圧定周波゛数機源に接続された負荷に並列
に接続しスイッチング素子とリアクトルとからなるリア
クトル回路と、前記負荷の負荷電流と負荷電圧を検出し
て該負荷電流と該負荷電圧とから求めた負荷力率を基に
前記スイッチング素子を制御する制御回路とを設けたこ
とを特徴とする定電圧定周波数電源装置により、上記問
題は解決される。
〔作用〕
第1図および第2図を用いて作用を説明する。
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は第1
図に示す構成の回路における電流、電圧のベクトル図で
ある。第1図において、インバータ2は直流電源1から
の直流電力を交流電力に変換し、その交流電力を平滑リ
アクトル3が正弦波化し、その正弦波化された波形の高
調成分を高調波吸収用コンデンサ4が吸収し、かくして
きれいな正5を波の交流電力が負荷8に供給される。こ
の負荷8に並列に接続されたスイッチング素子5とリア
クトル6からなるリアクトル回路は、制御装置10によ
り次のように制御される。すなわち、制御回路10は負
荷電流を検出する変流器7からの電流検出信号と負荷電
圧を検出する電圧計9からの電圧検出信号から負荷力率
を求め、その負荷力率に応じてスイッチング素子5を制
御しリアクトル6に流れる電流を制御する。
第2図のベクトル図を用いて負荷力率に応じた制御回路
10の制御について説明する。負荷8の+IL、となる
。いま、負荷力率(おくれ)が次第に1に近づく、すな
わち負荷電流IoがIO1→I02→Ioaとなり負荷
電圧Eどの位相差が小さくなるとすると、もしリアクト
ル6がない、すなわIo)はIc+Ios→Ic+Io
z→Ic+Ioaと次第に大きくなり、遂にインバータ
2に過負荷がかかるが、本発明によれば、制御回路10
は、スイッチング素子5の通流角を制御し、リアクトル
6のとにより、Ic+Iaの進み電流分を減少させ、イ
るよう制御して、インバータ2の電流絶対値IIを工1
1→Ixz→IL3のようにして、力率の変化に対して
常に最小値となるように制御する。
〔実施例〕
以下、本発明の第1実施例を第3図〜第5図により説明
する。第3図は第1実施例の回路の構成を示すブロック
図、第4図は第1実施例の回路における電流、11圧ベ
クトル図、第5図は第1実施例の負荷力率−負荷電流の
関係を示す図である。
第1実施例では、直流電源1.インバータ2.平滑用リ
アクトル3.高調波吸収用コンデンサ4゜変流器7.負
荷8.制御回路9と電圧計10の回路接続は前記第1図
と同じであるが、相違する点はスイッチング素子5とリ
アクトル6からなるAリアクトル回路と、スイッチング
素子11とリアクトル12からなるBリアクトル回路を
ぞれぞれ負荷8に並列に接続して一対のリアクトル回路
とし、スイッチング素子5,11を制御回路によりオン
・オフ制御して、AとBのリアク1−ル回路を制御する
ところにある。第3図および第4図において、負荷8の
電流をEO,負荷8の電流Io、高調波吸収用コンデン
サ4の電流をIc、で表し、さらにリアクトル6に流れ
る電流をILL、リアクトル12に流れる電流をIL!
で表す。
高調波吸収用コンデンサ4は、負荷8の電圧Eoの歪率
が規定値以内になるように負荷8の電流Ioの50%の
電流Icを流すように決定される。
リアクトル6及び12はインバータ2の出力電流Ilと
Eoとの力率がおおよそ1となるように組合せて作動さ
せるため、それぞれIoの14%の型室される。このよ
うにすると、第4図のベクトル図に示すように、負荷8
の力率(以下Pfという)が0.9(おくれ)の場合に
は、A、Bリアクトル回路のスイッチング素子5及び1
1は共にオフさせると、II とEoとの力率はほぼ1
となる。次にpf’=0.95  に上昇した場合には
、Aリアクトル回路のスイッチング素子5のみをオンさ
せるとリアクトル6にIoの14%の電流ILLが流れ
、IIとEoとの力率はほぼ1となる。p f 〜0.
99の場合には、Bリアクトル回路のスイッチング素子
11のみをオンさせるとリアクトル12に工θの36%
の電流IL2が流れ、II とEoとの力率はほぼ1と
なる。さらに、Pf=1.0 の場合には、A及びBリ
アクトル回路のスイッチング素子5及び11を共にオン
させるとリアクトル6及び12にそれぞれILL、 I
L2のインダクテイブ電流が流れる、すなわち、Iしt
+ILzは工0に対し50%(=16%+36%)の電
流値となり、ItとEOとの力率は1となる。
したがって、下記に示すpfの範囲でA及びBリアクト
ル回路のスイッチング素子5及び11を制御回路10に
より、検出したpfに応じてオン・オフすることで、工
!とEoとの力率はほぼ1あるいは1とし、第5図に示
すようにpfが1に近づいた場合でも負荷8の電流工0
を低減せずともよく、インバータ2の運転効率が向上す
る。
Pf=0.7〜0.93の範囲では、Aリアクトル回路
のリアクトル回路(以下、単にAという)とBリアクト
ル回路のリアクトル回路(以下、単にBという)をオフ
にして、A、Bに流れる電流を0とし;pf=0.93
〜0.97の範囲では、Aのみオンで、IL1=IoX
14%を流し;Pf=0.97〜0.997の範囲では
、Bのみオンで、IL2+ l0X36%を流し;pf
=0.997〜1.0の範囲では、A、Bともにオンで
、ILl+Iしz=IoX50%の電流を流すように制
御回路10により制御する。
第1実施例の実機適用においては、以上に述べた。スイ
ッチング素子5とリアクトル6とからなるAリアクトル
回路、スイッチング素子11とリアクトル12とからな
るBリアクトル回路、変流器、電圧計9と制御装置10
とから構成される回路を可変リアクトル装置として装置
化して用い、この可変リアクトル装置を既存の従来型の
定電圧定周波数電源装置に追加すれば、容易にその運転
効率の向上を図ることができる。
実際、第5図および第8図から分るように最大25%の
運転効率の向上が期待できる。
第2実施例は、前記作用の項で第1図〜第2図により既
に説明した定電圧定周波数電源装置であるが、その構成
9作用についての説明は重複を避けるため、ここでは省
略する。実機適用にあたっては、第1実施例におけると
同様に装置化すればよい、すなわち、スイッチング素子
5.リアクトル6、変流器7.電圧計9.制御装置10
とから構成される回路を可変リアクトル装置として装置
化して用いればよい。
なお、第1実施例では負荷力率が0.7〜1.Qの範囲
で、負荷に並列接続したリアクトルのりアクタンスの値
を段階的に変えてインバータ2の電流の低減を図ってお
り、一方、第2実施例では、負荷力率の範囲に関係なく
、かつ、負荷に並列接続したリアクトルのりアクタンス
を一定として、そのリアクタトルに流れる電流の大きさ
を制御することによりインバータ2の電流の低減を図っ
ており、第1実施例と第2実施例の制御方法には相違が
あるものの、一般的に、実用上の性能および効果の点で
は大して差がないと云える。
〔発明の効果〕
本発明によれば、定電圧定周波数電源装置の負荷の力率
が1に近づいた場合には、負荷に並列接続したリアクト
ルに流れる電流を制御することによりインバータの電流
を低減することができるので、従来のように負荷電流を
低減せずともよく、さらにインバータの運転効率を向上
させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の構成の回路における電流・電圧のベクトル図、第3
図は本発明の第1実施例の構成を示すブロック図、第4
図は第1実施例の回路における電流・電圧のベクトル図
、第5図は第1実施例の負荷力率−負荷電流の関係を示
す図、第6図は従来の装置の構成を示すブロック図、第
7図は従来の装置の回路における電流・電圧のベクトル
図、第8図は従来の装置の負荷力率−負荷電流の関係を
示す図。 1・・・直流電源、2・・・インバータ、3・・・平滑
リアクトル、4・・・高調波吸収用コンデンサ、5・・
・スイッチング素子、6・・・リアクトル、7・・・変
流器、8・・・負荷、9・・・電圧計、10・・・制御
装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、直流電源と、該直流電源の直流電力を交流電力に変
    換するインバータと、前記交流電力を正弦波化する平滑
    リアクトルと、前記正弦波の高調波分を吸収する高調波
    吸収用コンデンサとからなる定電圧定周波数電源装置に
    おいて、該定電圧定周波数電源に接続された負荷に並列
    に接続しスイッチング素子とリアクトルとからなるリア
    クトル回路と、前記負荷の負荷電流と負荷電圧を検出し
    て該負荷電流と該負荷電圧とから求めた負荷力率を基に
    前記スイッチング素子を制御する制御回路とを設けたこ
    とを特徴とする定電圧定周波数電源装置。
JP31385387A 1987-12-11 1987-12-11 定電圧定周波数電源装置 Pending JPH01155412A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011108099A1 (ja) * 2010-03-04 2011-09-09 フェザー安全剃刀株式会社 刃物

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011108099A1 (ja) * 2010-03-04 2011-09-09 フェザー安全剃刀株式会社 刃物
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