JPH06141559A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

Info

Publication number
JPH06141559A
JPH06141559A JP4284272A JP28427292A JPH06141559A JP H06141559 A JPH06141559 A JP H06141559A JP 4284272 A JP4284272 A JP 4284272A JP 28427292 A JP28427292 A JP 28427292A JP H06141559 A JPH06141559 A JP H06141559A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
current
commutation
converter
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4284272A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Hirata
昭生 平田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4284272A priority Critical patent/JPH06141559A/ja
Publication of JPH06141559A publication Critical patent/JPH06141559A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ac-Ac Conversion (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 瞬時停電や電圧低下に対して運転信頼性が高
く、交流電源及び負荷に対して高調波電流を低減し、電
流形インバータの転流時の電流波形を改善して転流エネ
ルギーの低減を図る。 【構成】 入力交流電源11の交流電力を直流電力に変換
する整流器12と、この直流電力を所定の周波数の交流電
力に変換する電流制御形インバータ回路14を有する電力
変換装置において、前記電流制御形インバータ回路の転
流動作に伴なう転流エネルギーの少なくとも一部をサー
ジ吸収用コンデンサ17に一時的に蓄わえ、この蓄わえら
れたエネルギーをPWM制御コンバータ18で処理するよ
うにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電流制御形インバータの
転流エネルギーの処理技術に係り、電流制御形インバー
タの転流時に発生する転流エネルギーの少なくとも1部
をPWM制御コンバータで処理する電力変換装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】電流制御形インバータは、インバータ回
路の電流方向が一方向で、負荷の力行・回生に応じて直
流電圧の極性が切換えられるインバータ回路として公知
である。電流制御形インバータは、負荷のインダクタン
ス分に蓄わえられたエネルギーを転流時に処理する必要
があり、転流コンデンサが大きくなり、運転周波数の上
限値が負荷によって制限され、負荷に対応したインバー
タ設計がその都度必要なため工業上は難かしいインバー
タ回路として、例えば「ニュードライブエレクトロニク
ス」(上山直彦編 著電気書院P125 〜)などの公知の
文献により知られている。また同文献などにより電流制
御形インバータは電流を直接制御するインバータ回路で
あるため、インバータの転流失敗などにも強く、電動機
を可変速駆動するインバータ回路として、電圧制御形イ
ンバータ回路より信頼性が高いことが知られている。
【0003】一方電流制御形インバータの前記する欠点
の解決手段として、「特公昭51−22606 電力変換制御装
置」や「実公昭59−32233 電流形インバータ装置」など
が公知である。以下公知である「特公昭51−22606 電力
変換制御装置」の回路例を従来技術の電力変換装置とし
て、図6に引用して説明する。
【0004】従来技術の図6において、11は入力交流電
源、12は整流器131 と132 は直流リアクトル、14は電流
制御形インバータ回路、15は負荷16はダイオード整流回
路、17はサージ吸収用コンデンサ、19は変圧器、20はサ
イリスタ整流器である。この図において、入力交流電源
11の交流電力を整流器12で直流電力に変換するととも
に、負荷15に供給する電流を制御する。直流リアクトル
131 と132 は前記直流電力を平滑化して、この直流電力
を電流制御形インバータ回路14で任意の交流電力に変換
して、負荷15を駆動する。
【0005】この時、電流制御形インバータ回路14がG
TOやIGBTなどの自己消弧デバイスで構成される
と、負荷15のインダクタンス分に蓄わえられたエネルギ
ーが転流サージとして転流ごとに発生する。インバータ
回路内にこのエネルギーを吸収する転流コンデンサが設
けられる場合もあるが、前記転流サージ電圧が大きくな
ると、電流制御形インバータ回路の自己消弧デバイスの
電圧耐量を越えたり、運転可能周波数の上限が生じたり
する問題が発生していた。
【0006】このために、前記転流サージ電圧が所定値
以上となると、ダイオード整流回路16を介してサージ吸
収用コンデンサ17に電流制御形インバータ回路14の転流
による負荷の転流エネルギーの全部または1部を吸収さ
せている。転流エネルギーをこのようにサージ吸収用コ
ンデンサ17に吸収させることによって、前記する転流サ
ージ電圧や運転周波数の上限の問題を解決することがで
きる。またサージ吸収用コンデンサ17に吸収された転流
エネルギーはサイリスタ整流器20及び変圧器19を介し
て、入力交流電源11に電力回生される。以上の如く動作
する従来技術の電力変換装置では、次の問題があった。
【0007】(1)転流エネルギーを入力交流電源11へ
回生するサイリスタ整流器20は常時導通しているため
に、入力交流電源11の瞬時停電などが発生するとサイリ
スタ整流器20が転流失敗を発生する危険性があり、信頼
性の高い電流制御形インバータ回路14を採用した電力変
換装置でありながら、電力変換装置全体としては前記理
由で信頼性が低くなっていた。
【0008】(2)整流器12やサイリスタ整流器20は方
形波電流を流すために、入力交流電源11には、整流器12
のみが設けられている場合よりも、サイリスタ整流器20
が運転される分だけ高調波電流成分が増加していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの電
流制御形インバータ回路14を採用した電力変換装置で
は、一般の電圧制御形インバータ回路を採用した電力変
換装置に対して、高信頼化、高性能化を期待して採用さ
れる場合が多い。しかし前述のような従来技術では、こ
れらの課題を次の点で十分に解決できなかった。
【0010】(1)電源転流のサイリスタ整流器20が常
時運転されているため、入力交流電源11の瞬時停電や電
圧低下に対して運転信頼性が少なく、電力変換装置とし
ての信頼性も大幅に低下する問題があった。
【0011】(2)入力交流電源11または負荷15に対し
て、サージ吸収用コンデンサ17のエネルギーを処理する
ことにより高調波電流を増加させる問題があり、電源ま
たは負荷側の高調波電流低減のニーズを満足することが
できなかった。
【0012】(3)電流制御形インバータ回路14の転流
時に処理すべき転流エネルギーはダイオード整流器16が
あってもなくても同じであり、負荷15の電流波形が変化
ないため、非常に大きな転流エネルギーを処理する必要
があった。
【0013】本発明は前述の従来技術の欠点を除去する
ためになされたものでPWM制御コンバータで前記転流
エネルギーを処理することによって、高信頼性で、高調
波も少なく、高性能の電力変換装置を提供することを目
的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、入力交流電源側にサージ吸収用コンデンサ
に蓄わえられたエネルギーを回生するPWM制御コンバ
ータを設け、このPWM制御コンバータにより大きさと
位相が所定値に制御された電流を絶縁変圧器を介して入
力交流電源に回生するようにしたものであり、サージ吸
収用コンデンサに蓄わえられたエネルギーを回生する手
段としてPWM制御コンバータを使用することを特徴と
するものである。
【0015】
【作用】前述のように構成することによってサージ吸収
用コンデンサに蓄わえられたエネルギーを入力交流電源
側あるいは負荷側へ回生または放出する時、PWM制御
コンバータにより電流の大きさと位相を制御することが
できる。このようにPWM制御コンバータを作用させる
ことにより、入力交流電源の瞬時停電や電圧低下があっ
ても安定に動作させることができ、電力変換装置の信頼
性も大幅に向上する。また前記するようにPWM制御コ
ンバータ18の出力電流の大きさと位相を制御して、入力
交流電源または負荷側の高調波電流成分を減少させるこ
とができ、更に電流制御形インバータ回路の転流エネル
ギーの低減を計ることができる。
【0016】
【実施例】以下本発明の一実施例を図1により説明す
る。図1は従来技術の実施例である図6に対応した本発
明の一実施例であり、図6と同一番号を符した回路構成
要素は同一機能を有している。またこの図において、18
はPWM制御コンバータである。
【0017】図1において、入力交流電源11の交流電力
を整流器12で直流電力に変換するとともに、負荷15に供
給する電流を制御する。直流リアクトル131 と132 は前
記直流電力を平滑化して、この直流電力を電流形インバ
ータ回路14で任意の交流電力に変換して負荷15を駆動す
る。電流制御形インバータ回路14の転流動作に伴なう転
流エネルギーの少なくとも一部はダイオード整流回路16
を介してサージ吸収用コンデンサ17に蓄わえられる。
【0018】サージ吸収用コンデンサ17に蓄わえられた
転流エネルギーはPWM制御コンバータ18により交流電
力に変換され、変圧器19を介して入力交流電源11に回生
される。この時PWM制御コンバータ18は、図2にその
一回路構成例を示すように自己消弧可能なパワーデバイ
ス181 とダイオード182 の逆並列構成のブリジ回路とし
て構成されるため、直流電力を交流電力に変換する能力
としては、入力交流電源11の電圧が低くても変らない機
能を有し、電流の大きさと位相を所定値に制御できる。
依って入力交流電源11が瞬時停電や電圧降下を発生して
も安定に運転を継続できる。
【0019】図1の構成における電流波形の一例を本発
明の作用を説明するため、図3に示す。図3において
(a),(b),(c)は整流器12の各相入力交流電
流、(d),(e),(f)はPWM制御コンバータ18
の各相出力電流、(g)は交流入力電源11の図3(a)
に対応した出力電流を示す。ここで変圧器19の巻線比を
1、PWM制御コンバータ18の出力電流の大きさを整流
器12の入力電流の1/2、PWM制御コンバータ18の各
パルス幅電流の通電幅をt1 として示すと、図示するよ
うな階段波形の電流(g)を入力交流電源11より出力す
ることになり、入力交流電源11の出力電流は、高調波電
流成分を低減することができる。例えば通電幅t1 を30
゜とすれば、第5調波、第7調波、第17調波、第19調波
などの高調波電流成分が本発明の実施例により約1/4
に低減される。
【0020】また図2に示すPWM制御コンバータ18は
任意の電流波形を制御することが出来るから、図3の
(d),(e),(f)に示す波形に出力電流波形を制
限するものではなく、種々の電流波形を出力して、入力
交流電源11の出力電流波形の改善を行なうことができる
ことが明らかである。
【0021】図4は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。この図において、18は図2と同様のPWM制御コ
ンバータであり、転流エネルギーの吸収と、サージ吸収
用コンデンサ17に蓄わえられたエネルギーの負荷15側へ
の放出をPWM制御コンバータ18が併せて行なう機能を
有する。図4の構成において、図3に図示するような一
例でPWM制御コンバータ18によって負荷15への電流を
波形改善する場合について説明する。
【0022】図3の波形で(a),(b),(c)は電
流制御形インバータ回路14の出力電流、(d),
(e),(f)は、PWM制御コンバータ18の出力電流
(ここで転流エネルギー吸収時の電流波形は説明を容易
にするため除いた電流波形とする。)、(g)は負荷15
に流される負荷電流とすると、図3(a),(b),
(c)の如く電流の大きさId で転流する場合と、図3
(g)の如く電流の大きさId/2で2倍の回数転流動作
を行なう場合、転流エネルギーは電流の2乗に比例する
から、図3(g)の如く波形改善された方が転流エネル
ギーは、半分となり転流エネルギーの低減を計ることが
出来る。転流エネルギーを低減すると、サージ吸収用コ
ンデンサ17の容量低減なども可能となり、経済性が向上
するとともに、電流制御形インバータ回路14の転流可能
周波数の上限などの拡大が可能となる。また、図3
(g)の波形を負荷15に供給すると、負荷15が交流電動
機の場合には高調波電流成分が図1の説明と同様に低減
されるから、発生トルクリップルも低減する効果が得ら
れる。
【0023】図5は本発明の他の実施例を示す。この図
で183 と184 はPWM制御コンバータ、191 と192 は変
圧器である。変圧器191 と192 を図示するように、PW
M制御コンバータ183 と184 のそれぞれ、あるいはどち
らか一方に挿入することによって、PWM制御コンバー
タ183 ,184 の電圧選定が容易になり、経済的なPWM
制御コンバータを採用することができる。図5の如くP
WM制御コンバータ183 と184 を複数個設けると、図1
や図4の効果説明で述べたのと同様に入力交流電源11と
負荷15の高調波電流の低減を同時に実現できる。その他
本発明の要旨を変更しない範囲において、各種の変形回
路を構成できることは明らかである。
【0024】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明によれば、
電流制御形インバータ回路の転流に伴なう転流エネルギ
ーの少なくとも一部をサージ吸収用コンデンサに吸収
し、このエネルギーをPWM制御コンバータで処理する
ことによって、次の効果が得られる電力変換装置を提供
することができる。
【0025】(1)サージ吸収用コンデンサに蓄わえら
れたエネルギーの回生にPWM制御コンバータを採用す
るため、入力交流電源の瞬時停電や電圧降下によってエ
ネルギー回生中のPWM制御コンバータが転流失敗する
危険性が除去できる。従って、従来に比して非常に信頼
性の高い電力変換装置を本発明によって提供することが
できる。 (2)PWM制御コンバータによって入力交流電源の出
力電流、あるいは負荷の入力電流、または前記する両電
流の電流波形を改善することができる。この電流波形の
改善効果によって高調波電流成分を減少させることがで
き、入力交流電源の電圧歪みの軽減や負荷発生トルクリ
ップルの低減が計れる。
【0026】(3)PWM制御コンバータで電流制御形
インバータ回路の転流時の電流波形の改善を行なうこと
によって、転流エネルギーを低減することができる。こ
の結果電力変換装置の経済性を大幅に向上させ、小形軽
量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電力変換装置の一実施例を単線結線で
示すブロック図。
【図2】本発明で述べるPWM制御コンバータの回路例
を示すブロック図。
【図3】本発明の作用効果を説明するための電力変換装
置の各部電流波形例を示す図。
【図4】本発明の電力変換装置の他の実施例を単線結線
で示すブロック図。
【図5】本発明の電力変換装置の他の実施例を単線結線
で示すブロック図。
【図6】従来の電力変換装置を単線結線で示すブロック
図。
【符号の説明】
11…入力交流電源、12…整流器、131 ,132 …直流リア
クトル、14…電流制御形インバータ回路、15…負荷、16
…ダイオード整流回路、17…サージ吸収用コンデンサ、
18…PWM制御コンバータ、181 …パワーデバイス、18
2 …ダイオード、183 ,184 …PWM制御コンバータ、
19…変圧器、191 ,192 …変圧器。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力交流電源の交流電力を直流電力に変
    換する整流器と、この直流電力を所定の周波数の交流電
    力に変換する電流制御形インバータ回路を有する電力変
    換装置において、前記電流制御形インバータ回路の転流
    動作に伴なう転流エネルギーの少なくとも一部をサージ
    吸収用コンデンサに一時的に蓄わえ、この蓄わえられた
    エネルギーをPWM制御コンバータで処理することを特
    徴とする電力変換装置。
  2. 【請求項2】 入力交流電源の交流電力を直流電力に変
    換する整流器と、この直流電力を所定の周波数の交流電
    力に変換する電流制御形インバータ回路を有する電力変
    換装置において、前記電流制御形インバータ回路の転流
    動作に伴なう転流エネルギーの少なくとも一部をサージ
    吸収用コンデンサに一時的に蓄わえ、この蓄わえられた
    エネルギーをPWM制御コンバータによって前記入力交
    流電源側に回生し、前記入力交流電源の高調波電流成分
    を軽減させることを特徴とする電力変換装置。
  3. 【請求項3】 入力交流電源の交流電力を直流電力に変
    換する整流器と、この直流電力を所定の周波数の交流電
    力に変換する電流制御形インバータ回路を有する電力変
    換装置において、前記電流制御形インバータ回路の転流
    動作に伴なう転流エネルギーの少なくとも一部をサージ
    吸収用コンデンサに一時的に蓄わえ、この蓄わえられた
    エネルギーをPWM制御コンバータによって、電力変換
    装置の負荷側に放出して、負荷に供給される電流波形を
    改善することを特徴とする電力変換装置。
JP4284272A 1992-10-22 1992-10-22 電力変換装置 Pending JPH06141559A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4284272A JPH06141559A (ja) 1992-10-22 1992-10-22 電力変換装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4284272A JPH06141559A (ja) 1992-10-22 1992-10-22 電力変換装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06141559A true JPH06141559A (ja) 1994-05-20

Family

ID=17676384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4284272A Pending JPH06141559A (ja) 1992-10-22 1992-10-22 電力変換装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06141559A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6087738A (en) * 1998-08-20 2000-07-11 Robicon Corporation Variable output three-phase transformer
US6166513A (en) * 1999-04-09 2000-12-26 Robicon Corporation Four-quadrant AC-AC drive and method
US6262555B1 (en) 1998-10-02 2001-07-17 Robicon Corporation Apparatus and method to generate braking torque in an AC drive
JP2012183594A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Suekage Sangyo Co Ltd 電動工具で駆動するレンチ
JP2020150612A (ja) * 2019-03-12 2020-09-17 株式会社明電舎 インバータシステムおよびインバータ制御方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6087738A (en) * 1998-08-20 2000-07-11 Robicon Corporation Variable output three-phase transformer
US6262555B1 (en) 1998-10-02 2001-07-17 Robicon Corporation Apparatus and method to generate braking torque in an AC drive
US6417644B2 (en) 1998-10-02 2002-07-09 Robicon Corporation Apparatus and method to generate braking torque in an AC drive
US6166513A (en) * 1999-04-09 2000-12-26 Robicon Corporation Four-quadrant AC-AC drive and method
JP2012183594A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Suekage Sangyo Co Ltd 電動工具で駆動するレンチ
JP2020150612A (ja) * 2019-03-12 2020-09-17 株式会社明電舎 インバータシステムおよびインバータ制御方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5298848A (en) Large capacity variable speed PWM spatial vector type sub-harmonic system for driving AC electric motor
JP4555445B2 (ja) 並列接続アクティブ入力を有するモジュラー型多相可調節電源
US20210058003A1 (en) Filter and afe power cell phase control
Ioannidis et al. AC-DC & DC-DC converters for dc motor drives
JPH06141559A (ja) 電力変換装置
JPH08182342A (ja) 電力変換器
US11469685B2 (en) Filter and AFE power cell phase control
JP2685256B2 (ja) 電力変換装置
JP3425331B2 (ja) 電源装置
JPH04334977A (ja) 電力変換装置
JP4471076B2 (ja) Pwmサイクロコンバータ
JP2005045999A (ja) 直列多重3相pwmサイクロコンバータ装置および直列多重3相pwmサイクロコンバータ装置の運転方法
JP2789222B2 (ja) 電力変換装置
JPS6117231B2 (ja)
JPH0576269B2 (ja)
JPS609384A (ja) インバ−タの電力回生制御回路
JPH0775344A (ja) 電流ループ制御形pwmインバータ
JP4069460B2 (ja) 直列多重3相pwmサイクロコンバータ
JPH0780429B2 (ja) 直流電気鉄道用変電設備
JPS636000B2 (ja)
JPH10327503A (ja) 交流電車用静止型周波数変換装置
JPS6117232B2 (ja)
JP2003134871A (ja) 誘導機の速度制御装置
JP2699437B2 (ja) 電力変換回路の回生制御方法
JP2565926B2 (ja) 電力変換装置