JPH01238455A - 電力変換装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、商用交流電源を受電して所望の電圧を有する
直流電力に変換出力する電力変換装置に係り、特にその
入力及び出力の高調波低減に関する。

（従来の技術） 従来の電力変換装置について、第６図を用いて説明する
。

商用電源１からの交流電力を電力変換装置２に入力して
、可変直流電圧３を出力し、直流電動機Ｍの可変速制御
を行なっている。代表的なものに、サイリスタレオナー
ド装置がある。

この電力変換装置はスイッチング周波数が比較的低く、
このため、出力電流は基本波以外の高調波を含んでいる
。

負荷側からの制約として、電動機のドライブ装置では電
動機と負荷の機械をつなぐ軸が長く、その共振周波数と
ドライブ装置の高調波の周波数が一致する場合がある。

このような場合（は、共振をさけるため、この周波数で
の運転を制限せざるを得ず、高調波の少ない制御装置を
用いていた。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の電力変換装置においては、負荷電流に含まれ
る高調波によりトルクリップルが発生し、軸共振等の問
題が生ずることがあった。これを低減しようとすると、
ＤＣリアクトルが必要だった。

また、ＧＴＲ等を用いた高調波の少ない電力変換装置も
あるが、これは、装置のコストも高く、また変換効率が
低く、大容量装置には適ざないという問題点があった。

そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、電力変換装置の
負荷電流の高調波を除去することにより、軸共振等の問
題がなく、かつ、変換効率の良い電力変換装置を提供す
ることを目的とする。

（発明の構成） （課題を解決するための手段） よって、上記目的を達成するために、本発明は、第１図
に示すように、商用電源１からの交流電力を所望の電圧
を有する直流電力に変換出力する第１の電力変換手段２
と、この第１の電力変換手段２から出力された直流電力
３の電流を検出する電流検出手段４と、この電流検出手
段４からの検出電流信号を入力してフィルタ処理を行い
、第１の電力変換手段２から出力された直流電力３の電
流の基本波成分及び特定の周波数成分を除去した高調波
信号を検出する高調波検出手段５と、第１の電力変換手
段２の出力側に接続される第２の電力変換手段６と、高
調波検出手段５からの出力信号を基準信号として、この
信号に相当する電流を吸収するよう第２の電力交換手段
６を制御する制御手段Ｃとを備えた電力変換装置を提供
する。

（作　用） 以上のように構成されたものにおいては、第２の電力変
換手段６により第１の電力変換手段２の出力する電流の
うちから所定の周波数成分の電流を吸収して、負荷電流
からその周波数成分が少なくなるようにすることができ
る。このため第１と第２の電力変換手段２，６の組合せ
により、電力変換装置の出力電流の、高調波を低減した
電力変換装置を得ることができる。

吸収しなくても良い成分を除去するのは、第２の電力変
換手段６の容量を少なくするためである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第２図は、第２の電力変換手段の動作を示したものであ
る。

この図に示したように商用電源１を第１の電力変換装置
２ａに入力して、可変直流電圧３を出力する。交流３の
電流を検出する電流検出器４ａを介して検出した電流信
＠７をフィルタ８を介して信号９を検出する。この信＠
９から基本波成分除去回路１０により基本波成分を減算
して高調波信号１１を求める。これから、吸収しなくて
よい周波数成分の信号１２を減算して、吸収すべき高調
波信号１３を求める。この信号１３を電流基準として、
第２の電力変換装置６ａの電流制御回路１４ａに入力す
る。第２の電力変換装置６ａは、これを基準として、可
変直流電圧１５の電流を制御する。

このように構成されたものにおいては、第１の電力変換
装置２ａの出力３の電流を検出する電流検出器４ａによ
り検出した電流信号７をフィルタ８に入力する。ここで
、ベクトル分解して、信号９を検出する。この信＠９か
ら基本波成分信号を減算して高調波信＠１１を求める。

これから、吸収しなくてよい周波数成分の信号１２を除
去して、吸収すべき高調波信号１３を求める。この信＠
１３を電流基準として、第２の電力変換装置６ａの電流
制御を行うことにより、第２の電力変換装置６ａにより
第１の電力変換装置２ａの出力する電流のうちから所定
の周波数成分の電流を吸収して、負荷電流からその周波
数成分が少なくなるようにすることができる。

次に、第３図を用いて、本実施例の動作を説明する。

出力３の電流（ｉ＞を基本波成分（ｉｋ）と高調波成分
（ｉｈ）の和で表す。

１＝ｉｋ十ｉｈ　　　・・・・・・・・・α）第２の電
力変換装置６ａの吸収する電流（ｉｆｌｔ）とすると、
負荷電流（１１）は■式で表される。

以上により、電力変換装置の出力電流の、高調波を低減
した電力変換装置を得ることができる。

１ｌ＝ｉ−ｉｆｌｔ ＝ｉｋ＋１ｈ−ｉｆｌｔ　　・・・・・・・・・■本実
施例では、ｉｈ相当の電流基準を演算して、第２の電力
変換装置６ａの電流を制御しており、ｉｈと１ｆｌｔは
ほぼ等しい。よって、負荷電流１１には、基本波電流が
ながれる。

ここでは省略したが、第２の電力変換装置６ａの電流基
準を求めるときに、基本波以外の成分を除去するときは
、その成分が、負荷電流に残ることになるのは言うまで
もないことである。

以上述べたように、本実施例によれば、電力変換装置の
出力電流に含まれる周波数成分のうち、所定のものを除
去できるので、別械系と共振プることのない電力変換装
置を得ることができる。また、負荷に供給する基本波は
第１の電力変換装置２ａが分担し、第２の電力変換装置
６ａは、高調波用で比較的小容世でよく、このためシス
テム全体としては、高効率を維持できる。

さらに、本発明の他の実施例を第４図を用いで説明する
。

本実施例は、第４図に示したように、第２の電力変換装
＠６ａのロスを供給するための整流回路１９を付けたも
のである。先の実施例では説明を省いたが、第２の電力
変換装置６ａのロス分は、出力３からとってもよいし、
このように別に整流回路１９等で供給しても良い。

また、本発明の他の実施例を第５図を用いて説明する。

本実施例は、第５図に示したように、第２の電力変換装
置６ａとして、ＧＴＯを用いたもので、適用したものだ
が、電流制御可能なものならば、本実施例は、第２の電
力変換装置６ａの構成にはよらずに適用できる。

第２の電力変換装置６ａは、その制御性能を向上させる
ために、多重構成として、児か（プ上のスイッチング周
波数を上げても、本実施例の効果は得られる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、ミノｊ変換装置の
出力電流に含まれる周波数成分のうち、所定のものを除
去できるので、機械系と共娠することのない電力変換装
置を得ることができる。また、機械系の共振に限らず、
その他の高調波に関する問題についても、抑制できる。

また、負荷に供給する基本波は第１の電力変換装置が分
担し、第２の電力変換装置は、高調波用で比較的小容量
でよく、このためにシステム全体としては、高効率を維
持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電力変換装置を示す概要構成図、第２
図及び第３図は本発明の一実施例を示す概要構成図、第
４図、第５図は本発明の他の実施例を示す概要構成図、
第６図は従来の電力変換装置を示す概要構成図である。 １・・・商用電源 ２・・・第１の電力変換手段 ２ａ・・・第１の電力変換装置 ３・・・直流電力出力 ４・・・電流検出手段 ４ａ・・・電流検出器 ５・・・高調波検出手段 ５ａ・・・高調波検出回路 ６・・・第２の電力変換手段 ６ａ・・・第２の電力変換装置 ７・・・電流信号 ８・・・フィルタ ９・・・信号 １０・・・基本波成分除去回路 １１・・・高調波信号 １２・・・信号 １３・・・高調波信号 １４・・・制御手段 １４ａ・・・電流制御回路 ２０・・・ＧＴＯ変換器 Ｃ・・・制御手段 Ｍ・・・誘導電動機 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健 第６図 乙 第４！１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　商用電源からの交流電力を所望の電圧を有する直流電
   力に変換出力する第１の電力変換手段と、この第１の電
   力変換手段から出力された直流電力の電流を検出する電
   流検出手段と、この電流検出手段からの検出電流信号を
   入力してフィルタ処理を行い、前記第１の電力変換手段
   から出力された直流電力の電流の基本波成分及び特定の
   周波数成分を除去した高調波信号を検出する高調波検出
   手段と、前記第１の電力変換手段の出力側に接続される
   第２の電力変換手段と、前記高調波検出手段からの出力
   信号を基準信号として、この信号に相当する電流を吸収
   するよう前記第２の電力交換手段を制御する制御手段と
   を具備することを特徴とする電力変換装置。