JPH02237468A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可変周波数・可変電圧の交流電源を直流に変
換する技術に係わり，特に、磁気浮上式鉄道等の非接触
集電装置及び自動車等の交流発電機等に好適な交直電力
変換装置及びバッテリ充電装置に関する． 〔従来の技術〕 可変周波数・可変電圧の交流電源から電力変換器を用い
て直流電圧を得ようとする電源システムは、自動車等の
バッテリ充電装置をはじめとして様々な用途へ適用され
、磁気浮上式鉄道の車上電源システムとしても適用が期
待されている。

例えば、磁気浮上式鉄道の非接触集電装置の場合、電気
学会論文誌Ｂ分冊１０１巻１号（昭和５６年）第３３頁
から第４０頁に記載の装置、第２０回鉄道におけるサイ
パネテイクス利用国内シンポジウム論文集（１　９　８
　３年）第５４９頁から第５４３頁に記載の装置、特開
昭６１−１２１７７３号公報に示された装置などが知ら
れている。

電気学会論文誌Ｂ分冊１０１巻１号（昭和５６年）第３
３頁から第４０頁に記載の装置は、集電コイルに発生す
る交流電圧をダイオード全波整流回路によって整流し，
負荷に電力を供給するもので，直流出力電圧の制御機能
はない。

第２０回鉄道におけるサイバネティクス利用国内シンポ
ジウム論文集（１　９　８　３年）第５４９頁から第５
４３頁に記載の装置は、・上記の装置にチョツバ回路（
昇圧装Ｗ）を付加し、直流出力電圧の制御機能を持たせ
たものである。

特開昭６１−１２１７７３号公報に示された装置は、電
力変換器を自己消弧可能なスイッチング素子を用いて構
成し、交流電源側のリアクタンスによる出力低下を抑え
、より多くの電力を供給しようとするものである． 一方，自動車のように交流発電機がら直流電圧を得よう
とする場合、カーエレクトロニクスサブシステム（中日
社）第１４６頁第３図に示されているように、ダイオー
ド整流回路を用いたシステムが従来から用いられ、直流
出方電圧の調整用として交流発電機に界磁電流の制御機
能を持つものが一般的である． （発明が解決しようとする課題〕 電源が内部インピーダンス（インダクタンスＬ、抵抗Ｒ
）を持つ可変周波数・可変電圧の平衡した三相交流電源
で、各相の電圧（電源電圧と呼ぶ）をＥｕｏ＝Ｅｖｏ＝
Ｅ−ｏＥＥｏ、相電流（電源電流と呼ぶ）をＩｕ”Ｉｖ
＝ＩｗＥＩ　　、力率角をφとして、電圧・電流の高調
波成分及び変換器の損失を無視すると，電源から取り出
せる電力Ｐは次式で表わせる． Ｐ＝３　　（ＥｏＩｃｏｓφ一Ｒ　Ｉ　”）　　　　　
　　・（１）上式から明らかなように、電力Ｐは ｃｏｓφ＝１　　　　　　　　　　　　　　・・・（２
）Ｉ　＝　Ｅ　ｏ／　２　Ｒ　＝　Ｉ　ｔ　　　　　　
　　　　　−　（３）を満足するとき最大となり，これ
以上、電源電流を増しても電力は増加せず、むしろ減少
してしまう．このとき、電源から取り出せる最大電力Ｐ
ｍａｘは Ｐｍａｘ　　＝　　３　　Ｅｏ”／　４　　Ｒ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　・＝（４）で与えられ
る． 一方、電源電流には電源容量などによって決まる許容最
大値が存在する．ここで、許容最大値をＩｍａｘとする
と、（３）式より次の関係が成り立つ。

Ｉ　ｌ＝Ｅｏ／２Ｒ≦Ｉ　ｗａｘ −’−　Ｅ　ｏ≦２　　Ｒ　　Ｉ　ｗａｘ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　−　（５）（５）式
より、電源電圧Ｅｏが２　Ｒ　Ｉ　ｗ＋ａｘより大きく
なる領域では、電源電流をＩ　ｗａｘ以下に制限しなけ
ればならない。このとき、（５）式を満足する領域では
，電源から取り出せる最大電力Ｐｍａｘは Ｐｍａｘ　　＝３　　（ＥａＩｍａｘ　　−ＲＩｍａｘ
　　”）　　　　−　　（６）となる． したがって、電力変換器の定格が十分大きい場合には，
（５）式で示される電源電圧の領域では、電源電流がＩ
１以下となるように制限し、（４）式で示される電力を
取り出し，電源電圧が２　Ｒ　Ｉ　ｗａｘより大きい領
域では，電源電流をＩ　ｗａｘ以下に制限し，（６）式
の最大電力範囲内で電源から電カを得ることが可能であ
る． ところで、ダイオードやサイリスタなど自己消弧不能な
スイッチング素子を用いた整流回路では、素子の転流の
際に，交流電源側に含まれるリアクタンスの影響で転流
の重なり現象が生じる．転流重なり現象は等価的に電源
力率を低下させ、負荷電流が増加す・ると転流重なり現
象はさらに拡大し、直流電圧が減少して、有効に電力を
供給できない。

例えば、三相ダイオード全波整流回路で転流重なり角が
６０度以下の場合、直流電流を完全平滑な電流とすれば
．直流出力電圧Ｅｄは次式で与えられる。

Ｅ　ｄ　＝Ｅ　ｄｏ　−　（３／　％）　ωＬ　Ｉ　ｄ
　　　　＝｛７）ここに、Ｅｄｏ：無負荷時直流電圧 ω　：電源角周波数 Ｌ　：交流電源側インダクタンス エｄ：直流電流 （７）式において、右辺第２項は転流重なり現象による
電圧降下であり、この電圧降下は直流電流と電源周波数
に比例して増大する．（７）式の関係より、変換電力Ｐ
ｄを求めると次のようになる。

Ｐｄ＝ＥｄＩｄ ＝Ｅ　ｄｏＩ　ｄ　　（３／　π）ωＬ　Ｉ　ｄ”　”
４８）ここで、転流重なり現象の影響で上式の右辺第２
項の分だけ変換電力Ｐｄが減少することがわかる．特に
、電源周波数が高くなる領域ではリアクタンスが大きく
なるため、電源から有効に電力を取り出せなくなる。

また、電源電圧が低い領域では直流出力電圧も低く、出
力側にバッテリを有する装置では、直流出力電圧がパツ
テリ電圧に達するまで電力を供給することができず，バ
ッテリの充電が行えない．このとき，負荷への電力の供
給はバッテリのみとなり、バッテリの負担が大きかった
。また，直流出力電圧を所定の電圧に維持するには、新
たに昇圧装置等を設ける必要があった． これに対して、転流重なり現象を極力減らして出力の低
下を抑えることを目的とした特開昭６１−１２１７７３
号公報に示された装置がある．しかし、この装置でも完
全に転流重なり現象を除去することはできず、前記のダ
イオード整流回路の場合と同様に、直流出力電圧を所定
値に維持できる電源電圧範囲は限られた範囲となる． 一方、例えば電力変換器としてパワートランジスタ等を
用いた電圧形ＰＷＭコンバータを用いた場合、交流電源
側のリアクタンスを積極的に活用するため、転流重なり
現象は生じない．しかし、従来の制御では電源電圧が低
い領域での動作に対する配慮がされておらず、電源電流
の許容最大値以内であれば，（３）式で示した電流値を
越えてさらに大きな電流を電源から取り出そうとして、
かえって．電力を減少させる原因となっていた。

また、電源電圧が高い領域においては、直流電圧によっ
て一義的に決まるＰＷＭコンバータの交流入力電圧（入
力電圧）の最大値が存在（例えば，スイッチング素子の
オンオフ時間に起因した最大値やパルス数による最大値
等）し、この最大値によってＰＷＭコンバータの動作可
能な電源電圧範囲が制限されていた．この問題を解決す
る電力変換装置として，特開昭６２　−　２１０８６６
号公報に示された装置が知られている。この装置では、
電源電圧が高くなって入力電圧が最大値に近づいたとき
、その最大値と入力電圧との偏差に応じて、入力電圧に
係わる内部制御変数を補正することにより、入力電圧が
最大値を越えないようにし，力率の低下を許容するもの
の変換器の運転を可能とするものである。この装置では
、このような複雑な制御ループで入力電圧を最大値以下
に制限していたため、いかに安定な制御特性を得るかが
課題であった． このように，従来の装置では主に電力変換器の制約によ
り、供給できる電力が制限されていた。

本発明は、以上のような問題点を解決するためになされ
たもので，本発明の目的は、可変周波数・可変電圧の交
流電源電圧を直流に変換する電力変換装置において、全
動作域で電力変換器が出力し得る最大電力を供給できる
電力変換装置を提供することにある。

また、可変周波数・可変電圧の交流電源電圧を直流に変
換し、バッテリを介して負荷に電力を供給する装置や負
荷装置がバッテリであってバツテり充電を行う装置にお
いて、電源から最大限の電力を取り出すとともに，バッ
テリの適正な充放電が可能な電力変換装置を提供するこ
とを目的とする． 〔課題を解決するための手段〕 交流電源の電圧，周波数またはその相当信号に応じて，
変換器の入力電流（電源電流）を制限し、変換器入力電
圧の電源電圧との同相成分を所定値に制限する手段を設
けることにより、本発明の目的が達成される。上記交流
電源の電圧，Ｒ波数に相当する信号は、電源が回転形の
発電機の場合はその回転速度，磁気浮上式鉄道のような
非接触集電装置の場合は車両速度、また、電力変換器の
交流側入力電圧（入力電圧）と電源電流から推定した電
源電圧でもよい．また、上記変換器入力電流を制限する
手段は、電源電流，交流電源のインピーダンス電圧，変
換器の出力電流を制限する手段であってもよい． また、電力変換器の出力側にバッテリが接続された場合
には、バッテリ電流等のバッテリの状態量に応じて直流
電圧指令を調節することにより、本発明の目的が達成さ
れる． 〔作用〕 電源電圧が低い領域では、変換器の出力である電力が最
大となるように変換器入力電流を所定値に制限し，かつ
、変換器入力電流が電源等の許容最大値に達するとその
最大値に制限する．電源電圧が高い領域では、変換器入
力電圧の大きさが所定値以下となるように、入力電圧の
電源電圧に対する同相成分を制限する。即ち、この同相
成分を制限することにより変換電力に関連した変換器入
力電圧の電源電圧に対する直交成分を優先的に制御する
．これにより、全動作域で電力変換器から出力し得る最
大の電力を供給できるようになる。

また、バッテリが接続された場合には、バッテリの充電
状態に応じて直流電圧制御により、変換電力の余裕分を
利用してバッテリの適正な充電が可能となり、また電源
電圧が低い場合などで変換電力が少ない時に，電力の不
足分をバッテリより供給できる． 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を第１図により説明する。

同図は，三相交流を電源とする電力変換装置に本発明を
適用したもので、電力変換器を電圧形ＰＷＭコンバータ
を用いて実現した例を示すものである．同図において、
ＡＣＳＰは内部インピーダンス（本実施例ではインダク
タンスと抵抗）を持ち、可変周波数・可変電圧の三相交
流電圧を発生する電源，ＣＯＮＶは主回路を構成するス
イツチング素子（本実施例ではトランジスタ）のオン・
オフ制御により、交流電源電圧を直流に変換する電力変
換器、ＤＣＣは直流コンデンサ、ＤＣＬは直流リアクト
ル、ＤＣＤは電流の逆流防止ダイオード、ＢＡＴＴはバ
ッテリ、ＬＯＡＤは負荷装置である。また，ＭＡＶＲは
電力変換器ＣＯＮＶの直流出力電圧ａｄを所定値に制御
する電圧制御回路、ＥＵＣＬは電源電流ｉｅ，の振幅指
令ｉ一と位相指令φ車に応じて電力変換器ＣＯＮＶを制
御する入力電圧制御回路、ＤＥＴＣは交流電源ＡＣＳＰ
の電圧実効値Ｅｕｏを検出する電圧検出回路、Ｌ［Ｏは
電圧検出回路ＤＥＴＣの出力に応じて設定された変換器
入力電流の制限値Ｉｍを越えないように電圧制御回路Ｍ
ＡＶＲの出力を制限する電流制限回路、ＬＭＥＲは変換
器入力電圧の電源電圧との同相成分Ｅｕｒ＊を所定値に
制限する同相成分制限回路である． ＢＴＣＬは、バッテリ電流Ｉｂが所定値となるように，
直流電圧指令Ｅｄ＊を作成し、バッテリ電流が常に定格
充電電流以下になるように管理するバッテリ制御回路で
ある，このバッテリ制御回路ＢＴＣＬの働きにより、バ
ッテリの定格充電電流の範囲内で適正充電が可能となり
、過大な充電電流によるバッテリの劣化を防止できる。

バッテリＢＡＴＴがない場合，必要はない。

直流コンデンサＤＣＣは，電力変換器ＣＯＮＶの出力に
含まれる高調波電流を吸収し，高調波電流によるバッテ
リのストレスを低減するものである．また、バッテリＢ
ＡＴＴがなく，負荷装置ＬＯＡＤが起電力を持たない場
合には，直流電圧の維持に利用できる． 直流リアクトルＤＣＬは、電圧リブルを吸収し、高調波
電圧・電流によるバッテリのストレスを低減するもので
ある． ダイオードＤＣＤは、バッテリから電力変換器への電流
の逆流を抑え、逆流によるパッテリの放電を防止して，
効率的な充電に役立つ。

以下、第１図，第２図及び第３図を用いて動作を説明す
る． 本実施例は、変換器ＣＯＮＶの入力電圧をベクトル的に
制御した例である．まず、このベクトル制御法について
説明する． 第３図は，電力変換器の入力電圧を交流電圧源として、
主回路一相分の交流側等価回路を示したもので、電源の
抵抗分や電圧・電流の高調波成分は無視した．同図より
、入力電流Ｉ．はで求められ、第４図に示すベクトル図
が得られる，第４図に示された入力電流Ｉｕの有効成分
工，及び無効成分工．は、上式の関係から、次式のよう
に表わされる． Ｅｕｉ Ｅｕｒ−ＥｕＯ Ｉｕ＋＝ ？　Ｌ ここに．Ｅｕｒ：入力電圧同相成分（　Ｅ　ｕｏ基準）
Ｅ■：入力電圧直交成分（　Ｅ　ｕｏ＆準）（１０）式
の関係より明らかなように、入力電流の有効成分工，は
変換器入力電圧直交成分Ｅｕ＋により，また、入力電流
の無効成分Ｉｕｌは変換器入力電圧同相成分Ｅ　ｕｒに
より決定される。すなわち、ベクトル制御方式は、入力
電圧直交成分Ｅ■により変換電力を、入力電圧同相成分
Ｅｕｒにより電源力率を、それぞれ独立に制御するもの
である。

次に、上記ベクトル制御方式を適用した制御装置の動作
について説明する． 通常，電力変換器ＣＯＮＶは電源電流の最大値の範囲内
で、力率１で負荷に電力を供給する。すなわち，電圧制
御回路ＭＡＶＲは、直流電圧指令Ｅｄ本と検出器ＤＴＥ
Ｄにより検出された直流電圧Ｅｄとの偏差がゼロとなる
ように電圧調節器ＡＶＲにより補償演算を行い，電流指
令（電源電流の振幅指令）Ｉｔを作成する．電流制限回
路ＬＭＩＯは制限値工．を電源電流の許容最大値に設定
し、電流指令工＊を制限値工．以下に制限し、入力電圧
制御回路ＥＵＣＬに対して電流指令Ｉ一を与える．入力
電圧制御回路ＥＵＣＬは，まず、電流指令Ｉｕ＊と電流
検出器ＤＴＩＵによって検出された入力電流Ｉｌ１　と
の偏差がゼロとなるように電流調節器ＡＣＲにより変換
器入力電圧の直交成分（電源電圧基準）　Ｅｕｔ＊を作
成する。一方、力率角指令φ本＝０として（電源力率１
）、力率角指令φ本と電源電圧，電源電流から位相検出
器ＤＴＰＨにより検出した力率角φとの偏差がゼロとな
るように位相調節器ＡＰＲにより変換器入力電圧の同相
成分（電源電圧基準）Ｅｕｒ＊を作成する。この入力電
圧の直交成分Ｅｕ一と同相成分Ｅ　ｕｒ＊から座標変換
器ＰＬＡＣにより直交一極座標変換を行い，入力電圧の
振傾指令Ｅ一と位相指令θ本を作成する．この２つの指
令Ｅ一及びθ本に基づいてパルス幅変調回路ＰＷＭは、
電力変換器ＣＯＮＶを構成するパワートランジスタのオ
ン・オフ信号（ベース信号）を作成し、電力変換器ＣＯ
ＮＶの入力電圧を制御する。以上のようにして、電源電
流の許容最大値の範囲内で、負荷に電力を供給する （第２図■の領域であり、同図は最大電力出力状態を示
した）。

これに対して，電源電圧が低い領域では，電流制限回路
ＬＭＩ’０は検出回路ＤＥＴＣにより検出された電源電
圧に応じて，（３）式の関係を満足するように制限値工
．を設定し、電流指令エネを制限値Ｉ．以下に制限して
、入力電圧制御回路ＥＵＣＬに電流指令エーを与える．
同時に、電源力率が１となるように力率角指令をφ本＝
０として、入力電圧制御回路ＥＵＣＬに与える（第２図
■の領域）。

一方，電源電圧または周波数が高くなり、変換器入力電
圧の大きさがその所定の最大値に達すると、入力電圧の
同期成分指令Ｅｕｒ＊を所定値に制限して入力電圧の大
きさを所定値以下に保ち、電源電流の許容最大値の範囲
内で負荷に電力を供給する（第２図■の領域）． 本実施例は、Ｕ相の電圧・電流により三相を一括制御し
た例であるが、各相毎に入力電圧制御回路を設けてもよ
い。

以上のようにして、本発明の目的が達成される。

本実施例によれば，交流電源の全動作域において電力変
換器の出力し得る最大電力を供給できる。

一方、自動車等のバッテリ充電装置のように、電源が電
圧調整用の界磁巻線を持つ交流発電機の場合、本発明を
適用すれば、界磁電流制御回路を省略できる．さらに、
スリップリングや界磁巻線のない、永久磁石等を用いた
交流発電機を利用すれば、交流発電機の小型・軽量化が
図れる。

第１図に示す実施例において、検出器ＤＥＴＣの検出信
号は電源周波数であってもよい。電源周波数によって変
化するインピーダンスの影響を受けずに正確な電源電圧
を得るには，ピックアップコイル等の電圧検出用センサ
ーを別設する必要があるが、電源電圧と電源周波数が比
例関係にある場合，電源周波数を検出し、電源電圧に換
算することにより，電圧検出用のビックアップコイル等
を省略することが可能となる。

第１図の実施例において，変換器入力電流の制限は、交
流電源のリアクタンス電圧を制限することによってもよ
い．リアクタンス電圧は、電源電圧と変換器入力電圧と
の差電圧であり、電源周波数がわかれば、計算により入
力電流が求められる．この場合、電流検出回路を省略で
きる。

第１図の実施例において，変換器入力電流の制限は、変
換器出力電流を制限することによってもよい．この場合
、第５図に示すような構成となる．同図において，ＤＴ
ＩＤは出力電流検出回路で、ＬＭＩＤは電源電圧に応じ
て電圧制御回路ＭＡＹＨの出力Ｉｄ本を制限する電流制
限回路である．電流調節器ＡＣＲは出力電流の偏差に応
じて入力電圧の同相成分指令Ｅｕ一を作成する．本実施
例では、電源の相数にかかわらず、電流検出回路は１つ
でよい． 第１図に示す実施例における検出器ＤＥＴＣの検出信号
は、電力変換器の入力電圧と電源電流から推定する手段
を用いてもよい．第６図に、検出部のみの実施例を示す
． 本実施例では、次のようにして電源電圧を推定する．す
なわち、各部の電圧・電流には、次式の関係式が成り立
つ。

ｅ　ｕｏ＋　ｅ　ｎ：　ｅ　ｕ＋　ｚ　ｕｔｕｅ　ｖｏ
＋　ｅ　ｎ”　ｅ　ｖ　＋　Ｚ　ｖｔｖ　　　　　　　
”’（１１）６　１１０　＋　ｅ　ｒ（　＝　ｅ　ｗ　
＋　Ｚ　ｗｔｗここに、ｅｇｏ：電源電圧 ８ｎ　　：ｌｌ源中性点電圧 ｅν　：電力変換器入力電圧 ２ν　：電源インピーダンス ｉν　：電源電流、ν”ｕｐＶ，Ｗ 上式より、電源電圧が平衡している場合、電源の中性点
電圧ｅｎは ｅｎ　＝（ｅｕ＋ｅν＋ｅｗ ＋　　Ｚ　　ｕｔｕ＋　　Ｚ　ｗｉｖ＋　　Ｚ　ｗｉｗ
）　　／　　３　　　　　　・・・（１２）となる．し
たがって、電源インピーダンスが既知であれば、（１１
）式及び（１２）式の関係を用いて、電源電圧を推定で
きる． 本実施例によれば、電源電圧検出用のセンサーなしで高
精度に電源電圧を検出することができる．第１図に示す
実施例における検出器ＤＥＴＣの検出信号は車両速度で
あってもよい．車両速度に対して電源電圧が一義的に決
定される場合には、車両速度を利用することにより、電
圧検出用のセンサー等を省略できる．検出器ＤＥＴＣは
車両速度から電源電圧への換算を行なうだけでよい．第
１図の実施例に示した電流調節器ＡＣＲの補償係数を，
電源周波数に応じて調節することが考えられる．この場
合、高安定な電流制御が可能になる効果がある。

第７図の実施例は，第１図に示した実施例におけるバッ
テリ制御回路ＢＴＣＬの出力側に、直流電圧指令Ｅｄ＊
を所定の範囲内に制限する電圧制限回路ＬＭＥＤを設け
たもので、バッテリ制御部のみを示した．同図において
，電圧制限回路ＬＭＥＤは、バッテリ電圧が定められた
電圧範囲内に維持されるように直流電圧指令Ｅｄ＊を制
限するものである． 本実施例によれば、バッテリの特性により定められた電
圧範囲内で適正な充電が行え，過充電を防止できるなど
の効果がある． 第８図の実施例は、変換器入力電圧の大きさが所定値以
下になるように、第１図の実施例における同相成分制限
回路ＬＭＥＲを構成したものである．同図において、Ｅ
ＲＭＸは入力電圧直交成分Ｅｕ一に応じて入力電圧の大
きさが所定値Ｆ　ｕｌｌｌａＸ以下となるように、入力
電圧同相成分Ｅ．一の制限値Ｅｕｒｍａｘ作成する制限
値発生回路で、ＬＩＭＴは制限値発生回路ＥＲＭＸの出
力に応じて、入力電圧同相成分Ｅｕｒ＊　　を制限する
制限回路である．したがって，変換電力に関連した入力
電圧直交成分の指令Ｅｕｉ”が優先され、入力電圧同相
成分Ｅｕｒ本　は Ｅｕｒ本≦　Ｅ　ｕｍａｘ”＋Ｅ　ｕｓ本２−　（１３
）となるように運転される． 本実施例によれば、最大力率運転が可能で、高安定な制
御系を構成できる効果がある。

第９図の実施例は、電源電圧に応じて力率角指令φ本を
調節することにより、入力電圧同相成分の制限を行うも
のである．すなわち、任意の力率角φにおける入力電圧
同相成分Ｅｕｒは、第１０図のベクトル図から明らかな
ように、 Ｅｕｒ＝Ｅｕｏ＋ωＬ　Ｉｕ　ｓｉｎφ　　　　　　−
（１４）で与えられる．上式の関係から、入力電圧同相
成分Ｅｕｒが（１３）式の関係を満足するように，電源
電圧Ｅエ０に応じて，力率角指令φ車を決定すればよい
。

本実施例によれば、力率調節器ＡＰＲを含む補償系が連
続的に動作できる利点がある。

〔発明の効果〕 本発明によれば、可変周波数・可変電圧の交流電源電圧
を直流に変換する電力変換装置において、全動作域で電
力変換器の出し得る最大電力を供給できるようになる。

また、パツテリが接続された場合には変換電力の余裕分
を利用してパツテリの適正充電が可能となり、電力に不
足が生じた場合には、バッテリより，不足電力を供給で
きるなどの効果がある．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は第１図の
動作を説明するための図、第３図は主回路の等価回路、
第４図は第３図の動作を説明するためのベクトル図、第
５図は入力電流を制限する他の手段を示す図、第６図は
交流電源の電圧を検出する他の手段を示す図、第７図は
本発明の他の実施例を示す図、第８図及び第９図は入力
電圧同相成分を制限する手段の他の実施例を示す図、第
１０図は第９図の動作を説明するための図である。 ＡＣＳＰ・・・可変周波数・可変電圧交流電源、ＣＯＮ
Ｖ・・・電力変換器、ＤＣＣ・・・直流コンデンサ、Ｄ
ＣＬ・・・直流リアクトル、ＤＣＤ・・・ダイオード、
ＢＡＴＴ・・・バッテリ．ＬＯＡＤ・・・負荷装置、Ｍ
ＡＶＲ・・・電圧制御回路．ＥＵＣＬ・・・入力電圧制
御回路，　ＤＥＴＣ・・・電圧検出回路、ＬＭＩＯ・・
・電流制限回路、ＬＭＥＲ・・・同相成分制限回路． 第１図 図面の浄書（内容に変更なし） 第 図 →Ｅ．● 第５図 第 図 Ｌ 第４図 Ｅｕ Ｅｕ 第６図 第７ 図 ＢＴＣＬ ＬＭＥＤ 第９図 第８図 第１０図 Ｅｕｉ Ｅｕｍａｘ′ 手 続 補 正 書（方式） 平成ｌ １年６月２Ｘ＋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可変周波数・可変電圧の交流電源と、前記交流電源
   電圧を直流に変換する電力変換器と、前記電力変換器の
   直流出力側に接続された負荷装置と、前記電力変換器の
   直流出力電圧を所定値に制御する電圧制御手段を備えた
   電力変換装置において、交流電源の電圧、周波数または
   その相当信号に応じて、前記電力変換器入力電流を制限
   する手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。 ２、上記電力変換器の入力電流を制限する手段は、前記
   交流電源のリアクタンスの電圧を制限する手段であるこ
   とを特徴とする請求項第１項記載の電力変換装置。 ３、上記電力変換器の入力電流を制限する手段は前記電
   力変換器の直流出力電流を制限する手段であることを特
   徴とする請求項第１項記載の電力変換装置。 ４、可変周波数・可変電圧の交流電源と、前記交流電源
   電圧を直流に変換する電力変換器と、前記電力変換器の
   直流出力側に接続された負荷装置と、前記電力変換器の
   直流出力電圧を所定値に制御する電圧制御手段を備えた
   電力変換装置において、前記電力変換器入力電圧の電源
   電圧に対する同相成分を所定値に制限する手段を備えた
   ことを特徴とする電力変換装置。 ５、上記電力変換器入力電圧の電源電圧に対する同相成
   分の所定値は、あらかじめ定めた一定値であることを特
   徴とする請求項第４項記載の電力変換装置。 ６、上記電力変換器入力電圧の電源電圧に対する同相成
   分の所定値は、前記電力変換器入力電圧の大きさがその
   所定値以下となるような前記入力電圧の同相成分である
   ことを特徴とする請求項第４項記載の電力変換装置。 ７、上記電力変換器入力電圧の電源電圧に対する同相成
   分を制限する手段は、前記電力変換器入力電流位相を電
   源電圧に応じて調整する手段であることを特徴とする請
   求項第４項記載の電力変換装置。 ８、可変周波数・可変電圧の交流電源と、前記交流電源
   電圧を直流に変換する電力変換器と、前記電力変換器の
   直流出力側に接続された負荷装置と、前記電力変換器の
   直流出力電圧を所定値に制御する電圧制御手段を備えた
   電力変換装置において、交流電源の電圧、周波数または
   その相当信号に応じて前記電力変換器入力電流を制限す
   る手段と、前記電力変換器入力電圧の電源電圧に対する
   同相成分を所定値に制限する手段を備えたことを特徴と
   す電力変換装置。 ９、請求項第１項、第４項または第８項記載の電力変換
   装置において、負荷装置と並列にバッテリを接続したこ
   とを特徴とする電力変換装置。 １０、請求項第１項、第４項または第８項記載の電力変
   換装置において、負荷装置がバッテリであることを特徴
   とする電力変換装置。 １１、請求項第９項または第１０項記載の電力変換装置
   において、バッテリ電流に応じて電力変換器の直流出力
   電圧を制御する手段を備えたことを特徴とする電力変換
   装置。 １２、請求項第９項、第１０項または第１１項記載の電
   力変換装置において、電力変換器とバッテリとの間に、
   バッテリからの電流の逆流を防止する手段を設けたこと
   を特徴とする電力変換装置。 １３、請求項第９項、第１０項、第１１項または第１２
   項記載の電力変換装置において、電力変換器の直流出力
   電圧を所定の範囲内に制限する手段を設けたことを特徴
   とする電力変換装置。 １４、請求項第１項、第４項、第８項、第９項、第１０
   項、第１１項、第１２項または第１３項記載の電力変換
   装置において、電力変換器と負荷装置との間に直流フィ
   ルタ回路を設けたことを特徴とする電力変換装置。 １５、請求項第１４項記載の電力変換装置において、直
   流フィルタ回路は、コンデンサであることを特徴とする
   電力変換装置。 １６、請求項第１４項記載の電力変換装置において、直
   流フィルタ回路は、電力変換器出力側のコンデンサとリ
   アクトルで構成することを特徴とする電力変換装置。 １７、請求項第１項または第８項記載の電力変換装置に
   おいて、交流電源の電圧、周波数またはその相当信号を
   検出する手段は、前記電力変換器の入力電圧と入力電流
   とから推定する手段であることを特徴とする電力変換装
   置。 １８、請求項第１項、第４項または第８項記載の電力変
   換装置において、変換器入力電流を制御する手段を設け
   、前記交流電源の周波数またはその相当信号に応じて、
   前記入力電流を制御する手段の補償係数を調節する手段
   を設けたことを特徴とする電力変換装置。 １９、可変周波数・可変電圧の交流電源と、前記交流電
   源電圧を直流に変換する電力変換器と、前記電力変換器
   の直流出力側に接続された負荷装置と、前記電力変換器
   の直流出力電圧を所定値に制御する電圧制御手段を備え
   た電力変換装置において、負荷装置と並列に接続したバ
   ッテリと、電力変換器出力側に並列接続されたコンデン
   サと前記コンデンサ及び負荷装置に直列接続されたリア
   クトルからなる直流フィルタ回路と、バッテリからの電
   流の逆流を防止する手段と、交流電源の電圧、周波数ま
   たはその相当信号に応じて前記電力変換器入力電流を制
   限する手段と、前記電力変換器入力電圧の電源電圧に対
   する同相成分を所定値に制限する手段と、バッテリ電流
   に応じて直流出力電圧を制御する手段と、電力変換器の
   直流出力電圧を所定の範囲内に制限する手段を備えたこ
   とを特徴とする電力変換装置。 ２０、可変周波数・可変電圧の交流電源と、前記交流電
   源電圧を直流に変換する電力変換器と、前記電力変換器
   の直流出力側に接続された負荷装置と、前記電力変換器
   の直流出力電圧を所定値に制御する電圧制御手段を備え
   た電力変換装置において、前記交流電源の無効電力を増
   加させかつ、前記交流電源の有効電力を所定値とする手
   段を備えたことを特徴とする電力変換装置。