JPH06113552A - 電源回生装置の制御方式 - Google Patents
電源回生装置の制御方式Info
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- JPH06113552A JPH06113552A JP4261046A JP26104692A JPH06113552A JP H06113552 A JPH06113552 A JP H06113552A JP 4261046 A JP4261046 A JP 4261046A JP 26104692 A JP26104692 A JP 26104692A JP H06113552 A JPH06113552 A JP H06113552A
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- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
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- H02M7/79—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/797—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自己消弧形半導体素子、例えばトランジスタ
をブリッジ接続して成り、電力回生機能を有した電源回
生装置において、回生運転時に交流電圧波形の落ち込み
が発生することのないようにする。 【構成】 交流電源の各相電圧に対応して、ブリッジ接
続されたトランジスタＵ〜Ｚを順次オン制御するととも
に、互いに隣接する相、例えばＷ−Ｕ相の電位差が所定
値以下になった時刻ｔ0から同電位となる時刻ｔ1までの
期間は、Ｗ相とＵ相に対応するトランジスタのオンタイ
ミングを重ね合わせる。この重ね合わせ期間では、相電
圧の大小によって線電流が滑らかに転流し、転流が完了
した時刻ｔ1でＷ相のトランジスタがオフとなるので、
線間電圧の落ち込みは発生しない。
をブリッジ接続して成り、電力回生機能を有した電源回
生装置において、回生運転時に交流電圧波形の落ち込み
が発生することのないようにする。 【構成】 交流電源の各相電圧に対応して、ブリッジ接
続されたトランジスタＵ〜Ｚを順次オン制御するととも
に、互いに隣接する相、例えばＷ−Ｕ相の電位差が所定
値以下になった時刻ｔ0から同電位となる時刻ｔ1までの
期間は、Ｗ相とＵ相に対応するトランジスタのオンタイ
ミングを重ね合わせる。この重ね合わせ期間では、相電
圧の大小によって線電流が滑らかに転流し、転流が完了
した時刻ｔ1でＷ相のトランジスタがオフとなるので、
線間電圧の落ち込みは発生しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力の回生が可能なコン
バータ装置に係り、電源回生装置の制御方式に関する。
バータ装置に係り、電源回生装置の制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自己消弧形半導体素子を使用し、
回生可能なコンバータ装置は図３のように構成されてい
た。図３において１は３相交流電源であり、この電源１
は入力電流制限用の交流リアクトルＡＣＬＵ〜ＡＣＬＷ
を介して電力変換部２に接続されている。電力変換部２
は、ダイオードＤＵ〜ＤＺを３相ブリッジ接続するとと
もに該ダイオードに自己消弧形半導体素子、例えばトラ
ンジスタＴＲＵ〜ＴＲＺを各々並列接続して構成されて
いる。電力変換部２の直流側には平滑コンデンサ３およ
び負荷装置４が並列に接続されている。５は交流電源１
の電源電圧位相を検出し、所定のゲートタイミング（ト
ランジスタのオンタイミング）を生成する制御回路であ
る。６は制御回路５より出力されたゲート信号を増幅
し、トランジスタＴＲＵ〜ＴＲＺをスイッチング制御す
るドライバー回路である。
回生可能なコンバータ装置は図３のように構成されてい
た。図３において１は３相交流電源であり、この電源１
は入力電流制限用の交流リアクトルＡＣＬＵ〜ＡＣＬＷ
を介して電力変換部２に接続されている。電力変換部２
は、ダイオードＤＵ〜ＤＺを３相ブリッジ接続するとと
もに該ダイオードに自己消弧形半導体素子、例えばトラ
ンジスタＴＲＵ〜ＴＲＺを各々並列接続して構成されて
いる。電力変換部２の直流側には平滑コンデンサ３およ
び負荷装置４が並列に接続されている。５は交流電源１
の電源電圧位相を検出し、所定のゲートタイミング（ト
ランジスタのオンタイミング）を生成する制御回路であ
る。６は制御回路５より出力されたゲート信号を増幅
し、トランジスタＴＲＵ〜ＴＲＺをスイッチング制御す
るドライバー回路である。
【０００３】前記トランジスタＴＲＵ〜ＴＲＺは交流電
源１の電圧位相に基づき図４に示すようなタイミングで
オン制御される。図４（Ａ）は交流電源１の電圧波形、
（Ｂ）はオンゲート信号のタイムチャートである。いま
交流電源１の入力線間電圧の瞬時値が、電力変換部２の
直流側電圧、即ち平滑コンデンサ３の電圧ＶDCよりも高
い場合は、Ｕ−Ｖ相間であれば、交流電源１→交流リア
クトルＡＣＬＵ→ダイオードＤＵ→平滑コンデンサ３→
ダイオードＤＹ→交流リアクトルＡＣＬＶ→交流電源１
なる経路か又は、交流電源１→交流リアクトルＡＣＬＶ
→ダイオードＤＶ→平滑コンデンサ３→ダイオードＤＸ
→交流リアクトルＡＣＬＵ→交流電源１なる経路で電流
が流れる。これにより交流電源１の電力は直流に変換さ
れて直流回路側に供給される。
源１の電圧位相に基づき図４に示すようなタイミングで
オン制御される。図４（Ａ）は交流電源１の電圧波形、
（Ｂ）はオンゲート信号のタイムチャートである。いま
交流電源１の入力線間電圧の瞬時値が、電力変換部２の
直流側電圧、即ち平滑コンデンサ３の電圧ＶDCよりも高
い場合は、Ｕ−Ｖ相間であれば、交流電源１→交流リア
クトルＡＣＬＵ→ダイオードＤＵ→平滑コンデンサ３→
ダイオードＤＹ→交流リアクトルＡＣＬＶ→交流電源１
なる経路か又は、交流電源１→交流リアクトルＡＣＬＶ
→ダイオードＤＶ→平滑コンデンサ３→ダイオードＤＸ
→交流リアクトルＡＣＬＵ→交流電源１なる経路で電流
が流れる。これにより交流電源１の電力は直流に変換さ
れて直流回路側に供給される。
【０００４】また交流電源１の入力線間電圧の瞬時値が
平滑コンデンサ３の電圧ＶDCよりも低い場合は、図４
（Ｂ）に示すオン期間のみ、交流電源１→交流リアクト
ルＡＣＬＵまたはＡＣＬＶまたはＡＣＬＷ→トランジス
タＴＲＸまたはＴＲＹまたはＴＲＺ→平滑コンデンサ３
→トランジスタＴＲＵまたはＴＲＶまたはＴＲＷ→交流
リアクトルＡＣＬＵまたはＡＣＬＶまたはＡＣＬＷ→交
流電源１なる経路で電流が流れる。これにより直流回路
側の電力は交流に変換されて交流電源１に回生される。
これらの動作は他の相についても同様となる。
平滑コンデンサ３の電圧ＶDCよりも低い場合は、図４
（Ｂ）に示すオン期間のみ、交流電源１→交流リアクト
ルＡＣＬＵまたはＡＣＬＶまたはＡＣＬＷ→トランジス
タＴＲＸまたはＴＲＹまたはＴＲＺ→平滑コンデンサ３
→トランジスタＴＲＵまたはＴＲＶまたはＴＲＷ→交流
リアクトルＡＣＬＵまたはＡＣＬＶまたはＡＣＬＷ→交
流電源１なる経路で電流が流れる。これにより直流回路
側の電力は交流に変換されて交流電源１に回生される。
これらの動作は他の相についても同様となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た装置で電力の回生を行った場合、入力の線間電圧に図
５の破線で示す波形のように電圧の落ち込みが発生す
る。すなわち図５は時刻ｔ1頃に前記電力変換部２に流
れる電流の様子を説明するものであり、時刻ｔ1の少し
前ではトランジスタＴＲＷとＴＲＹが導通しているため
電流は図５（Ｃ）の実線の矢印のように流れる。そして
時刻ｔ1になるとトランジスタＴＲＷが消弧するため電
流は破線の矢印のようにトランジスタＴＲＷからダイオ
ードＤＺ側へ転流する。このためＶ相、Ｗ相は短絡とな
って各相電圧は図５（Ａ）の実線の波形のようになる。
従ってＵ−Ｖ間電圧は図５（Ａ）の破線で示す波形のよ
うに落ち込みが発生する。これらの動作は他の相につい
ても同様となる。
た装置で電力の回生を行った場合、入力の線間電圧に図
５の破線で示す波形のように電圧の落ち込みが発生す
る。すなわち図５は時刻ｔ1頃に前記電力変換部２に流
れる電流の様子を説明するものであり、時刻ｔ1の少し
前ではトランジスタＴＲＷとＴＲＹが導通しているため
電流は図５（Ｃ）の実線の矢印のように流れる。そして
時刻ｔ1になるとトランジスタＴＲＷが消弧するため電
流は破線の矢印のようにトランジスタＴＲＷからダイオ
ードＤＺ側へ転流する。このためＶ相、Ｗ相は短絡とな
って各相電圧は図５（Ａ）の実線の波形のようになる。
従ってＵ−Ｖ間電圧は図５（Ａ）の破線で示す波形のよ
うに落ち込みが発生する。これらの動作は他の相につい
ても同様となる。
【０００６】図５（Ｃ）のＬSは前記交流リアクトルＡ
ＣＬＵ〜ＡＣＬＷを等価的に表したものであり、ＬIは
前記交流リアクトルと電力変換部２を結ぶ線路の線路リ
アクタンスを等価的に表したものである。前記電圧の落
ち込み幅は交流側リアクタンス（ＬS，ＬI）の値で決ま
る。また電圧落ち込みの高さは、図示イの地点（交流リ
アクトルＡＣＬＵ〜ＡＣＬＷの電力変換部２側端部）で
はおよそ｛（Ｕ−Ｖ）／２｝×｛ＬS／（ＬS＋ＬI）｝
となり、図示ロの地点（電力変換部２の交流側端部）で
はおよそ（Ｕ−Ｖ）／２となる。
ＣＬＵ〜ＡＣＬＷを等価的に表したものであり、ＬIは
前記交流リアクトルと電力変換部２を結ぶ線路の線路リ
アクタンスを等価的に表したものである。前記電圧の落
ち込み幅は交流側リアクタンス（ＬS，ＬI）の値で決ま
る。また電圧落ち込みの高さは、図示イの地点（交流リ
アクトルＡＣＬＵ〜ＡＣＬＷの電力変換部２側端部）で
はおよそ｛（Ｕ−Ｖ）／２｝×｛ＬS／（ＬS＋ＬI）｝
となり、図示ロの地点（電力変換部２の交流側端部）で
はおよそ（Ｕ−Ｖ）／２となる。
【０００７】上記のように従来のトランジスタのオン制
御タイミングでは、トランジスタに流れている電流をオ
フ制御により切っているので、図６のように線間電圧に
落ち込みが発生してしまう。このような電圧の落ち込み
はノイズ源となり同一系統に接続される他の機器の誤動
作を引き起こす。
御タイミングでは、トランジスタに流れている電流をオ
フ制御により切っているので、図６のように線間電圧に
落ち込みが発生してしまう。このような電圧の落ち込み
はノイズ源となり同一系統に接続される他の機器の誤動
作を引き起こす。
【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、スイッチング制御による電圧波形の落ち込
みが発生することのない電源回生装置の制御方式を提供
することにある。
その目的は、スイッチング制御による電圧波形の落ち込
みが発生することのない電源回生装置の制御方式を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のダイオ
ードがブリッジ接続されるとともに、該ダイオードに自
己消弧形半導体素子が各々並列接続され、且つ入力側が
交流電源に接続された電力変換部を備えた電源回生装置
において、前記交流電源の各相電圧に対応して前記電力
変換部の各自己消弧形半導体素子を順次オン制御すると
ともに、互いに隣接する相の電位差が所定値以下になっ
てから同電位となるまでの期間は、当該隣接相に対応す
る自己消弧形半導体素子のオンタイミングを重ね合わせ
て制御することを特徴としている。
ードがブリッジ接続されるとともに、該ダイオードに自
己消弧形半導体素子が各々並列接続され、且つ入力側が
交流電源に接続された電力変換部を備えた電源回生装置
において、前記交流電源の各相電圧に対応して前記電力
変換部の各自己消弧形半導体素子を順次オン制御すると
ともに、互いに隣接する相の電位差が所定値以下になっ
てから同電位となるまでの期間は、当該隣接相に対応す
る自己消弧形半導体素子のオンタイミングを重ね合わせ
て制御することを特徴としている。
【００１０】
【作用】交流電源の入力線間電圧の瞬時値が、電力変換
部の直流側電圧よりも高い場合は、交流電源→電力変換
部の一方の側のアームに接続されたダイオード→直流回
路→電力変換部の他方の側のアームに接続されたダイオ
ード→交流電源なる経路で電流が流れ、交流電源の電力
は直流に変換されて直流回路側に供給される。
部の直流側電圧よりも高い場合は、交流電源→電力変換
部の一方の側のアームに接続されたダイオード→直流回
路→電力変換部の他方の側のアームに接続されたダイオ
ード→交流電源なる経路で電流が流れ、交流電源の電力
は直流に変換されて直流回路側に供給される。
【００１１】交流電源の入力線間電圧の瞬時値が、電力
変換部の直流側電圧よりも低い場合は、交流電源→電力
変換部の他方の側のアームに接続された自己消弧形半導
体素子のうち、オン制御されている素子→直流回路→電
力変換部の一方の側のアームに接続された自己消弧形半
導体素子のうち、オン制御されている素子→交流電源な
る経路で電流が流れ、直流回路側の電力は交流に変換さ
れて交流電源に回生される。
変換部の直流側電圧よりも低い場合は、交流電源→電力
変換部の他方の側のアームに接続された自己消弧形半導
体素子のうち、オン制御されている素子→直流回路→電
力変換部の一方の側のアームに接続された自己消弧形半
導体素子のうち、オン制御されている素子→交流電源な
る経路で電流が流れ、直流回路側の電力は交流に変換さ
れて交流電源に回生される。
【００１２】互いに隣接する相の電位差が所定値以下に
なってから同電位となるまでの期間は、当該隣接相に対
応する自己消弧形半導体素子のオンタイミングを重ね合
わせるように制御しているので、線電流を滑らかに転流
させることができ、自己消弧形半導体素子に流れる電流
が零になった時点で該素子を消弧させることができる。
このため入力の線間電圧が落ち込むことはない。
なってから同電位となるまでの期間は、当該隣接相に対
応する自己消弧形半導体素子のオンタイミングを重ね合
わせるように制御しているので、線電流を滑らかに転流
させることができ、自己消弧形半導体素子に流れる電流
が零になった時点で該素子を消弧させることができる。
このため入力の線間電圧が落ち込むことはない。
【００１３】尚オンタイミングの重ね合わせ期間におい
て隣接相同士は短絡状態となるが、この期間の隣接相は
同電位であるため横流は発生しない。
て隣接相同士は短絡状態となるが、この期間の隣接相は
同電位であるため横流は発生しない。
【００１４】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。本発明では、前述した電力変換部の各相の自
己消弧形半導体素子に供給する制御信号のタイミング
を、図１のように大小関係の入れ代わる２つの相のオン
タイミングを重ね合わせるものである。図１（Ａ）の電
圧波形、図１（Ｂ）の制御信号のタイムチャートは本発
明を図３の装置に適用したものを示している。
説明する。本発明では、前述した電力変換部の各相の自
己消弧形半導体素子に供給する制御信号のタイミング
を、図１のように大小関係の入れ代わる２つの相のオン
タイミングを重ね合わせるものである。図１（Ａ）の電
圧波形、図１（Ｂ）の制御信号のタイムチャートは本発
明を図３の装置に適用したものを示している。
【００１５】例えばＷ相とＵ相の電圧の差が少なくなっ
た時刻ｔ0からＷ相とＵ相が同電位となる時刻ｔ1までの
期間、トランジスタＴＲＵとトランジスタＴＲＷのオン
タイミングをだぶらせる。オンタイミングがだぶってい
る期間では、図２に示すように相電圧の大小によって線
電流が滑らかに転流する。転流が完了した時点（即ち時
刻ｔ1）でトランジスタＴＲＷを消弧するので、前記図
５のような電圧の落ち込みは発生しない。
た時刻ｔ0からＷ相とＵ相が同電位となる時刻ｔ1までの
期間、トランジスタＴＲＵとトランジスタＴＲＷのオン
タイミングをだぶらせる。オンタイミングがだぶってい
る期間では、図２に示すように相電圧の大小によって線
電流が滑らかに転流する。転流が完了した時点（即ち時
刻ｔ1）でトランジスタＴＲＷを消弧するので、前記図
５のような電圧の落ち込みは発生しない。
【００１６】尚時刻ｔ1（Ｗ相とＵ相が同電位となる時
点）でトランジスタＴＲＷに流れる電流ｉｗがほぼ零と
なっていれば、図５（Ｃ）で説明したＷ−Ｖ相間短絡は
発生しない。また図２において時刻ｔ0〜ｔ1の期間はＷ
−Ｕ相間短絡となるが、２つの相は同電位であるので横
流は発生しない。
点）でトランジスタＴＲＷに流れる電流ｉｗがほぼ零と
なっていれば、図５（Ｃ）で説明したＷ−Ｖ相間短絡は
発生しない。また図２において時刻ｔ0〜ｔ1の期間はＷ
−Ｕ相間短絡となるが、２つの相は同電位であるので横
流は発生しない。
【００１７】上記の動作は他の相（ＵとＶ、ＶとＷ、Ｘ
とＹ、ＹとＺ、ＺとＸ）についても同様となる。また自
己消弧形半導体素子はトランジスタに限らず他の素子で
あっても前記と同様の作用となる。
とＹ、ＹとＺ、ＺとＸ）についても同様となる。また自
己消弧形半導体素子はトランジスタに限らず他の素子で
あっても前記と同様の作用となる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば電力回生機
能を持った電力変換部の各自己消弧形半導体素子に対し
て、互いに隣接する相の電位差が所定値以下になってか
ら同電位となるまでの期間は、当該隣接相に対応する自
己消弧形半導体素子のオンタイミングを重ね合わせて制
御するようにしたので、電力回生時に線電流を滑らかに
転流することができ、交流電源の線間電圧波形に落ち込
みを発生させることがない。このため同一電源系統に接
続される他の機器に対して悪影響を及ぼすことがない。
能を持った電力変換部の各自己消弧形半導体素子に対し
て、互いに隣接する相の電位差が所定値以下になってか
ら同電位となるまでの期間は、当該隣接相に対応する自
己消弧形半導体素子のオンタイミングを重ね合わせて制
御するようにしたので、電力回生時に線電流を滑らかに
転流することができ、交流電源の線間電圧波形に落ち込
みを発生させることがない。このため同一電源系統に接
続される他の機器に対して悪影響を及ぼすことがない。
【図１】本発明の一実施例を示し、（Ａ）は交流電源各
相の電圧波形図、（Ｂ）は制御信号のタイムチャート。
相の電圧波形図、（Ｂ）は制御信号のタイムチャート。
【図２】本発明の制御方式を示す説明図。
【図３】従来の電源回生装置の一例を示す回路図。
【図４】従来の制御方式の一例を説明するためのタイム
チャート。
チャート。
【図５】従来の制御方式を示し、（Ａ）は交流電源各相
の電圧波形図、（Ｂ）は制御信号のタイムチャート、
（Ｃ）は電力変換部に流れる電流の動きを説明するため
の回路図。
の電圧波形図、（Ｂ）は制御信号のタイムチャート、
（Ｃ）は電力変換部に流れる電流の動きを説明するため
の回路図。
【図６】従来の制御方式の問題点を説明するための電圧
波形図。
波形図。
１…交流電源 ２…電力変換部 ３…平滑コンデンサ ４…負荷装置 ＡＣＬＵ〜ＡＣＬＷ…交流リアクトル ＤＵ〜ＤＺ…ダイオード ＴＲＵ〜ＴＲＺ…トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 纐纈 正寿 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内
Claims (1)
- 【請求項１】 複数のダイオードがブリッジ接続される
とともに、該ダイオードに自己消弧形半導体素子が各々
並列接続され、且つ入力側が交流電源に接続された電力
変換部を備えた電源回生装置において、 前記交流電源の各相電圧に対応して前記電力変換部の各
自己消弧形半導体素子を順次オン制御するとともに、互
いに隣接する相の電位差が所定値以下になってから同電
位となるまでの期間は、当該隣接相に対応する自己消弧
形半導体素子のオンタイミングを重ね合わせて制御する
ことを特徴とする電源回生装置の制御方式。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26104692A JP3232689B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 電源回生装置の制御方式 |
| KR1019930019573A KR940008204A (ko) | 1992-09-30 | 1993-09-24 | 전력 재생 장치 및 그 제어방법 |
| EP19930115750 EP0590648A3 (en) | 1992-09-30 | 1993-09-29 | Method for controlling power regeneration equipment. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26104692A JP3232689B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 電源回生装置の制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06113552A true JPH06113552A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3232689B2 JP3232689B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=17356310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26104692A Expired - Fee Related JP3232689B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 電源回生装置の制御方式 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0590648A3 (ja) |
| JP (1) | JP3232689B2 (ja) |
| KR (1) | KR940008204A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6084786A (en) * | 1999-01-29 | 2000-07-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Converter system with power factor and DC ripple control |
| JP2005198385A (ja) * | 2004-01-06 | 2005-07-21 | Muscle Corp | モータの駆動装置およびその制御方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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