JPH0669293B2 - 半導体電力変換装置 - Google Patents
半導体電力変換装置Info
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- JPH0669293B2 JPH0669293B2 JP60232059A JP23205985A JPH0669293B2 JP H0669293 B2 JPH0669293 B2 JP H0669293B2 JP 60232059 A JP60232059 A JP 60232059A JP 23205985 A JP23205985 A JP 23205985A JP H0669293 B2 JPH0669293 B2 JP H0669293B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数台の自励変換器を直流側で並列接続した
半導体電力変換装置に関するものである。
半導体電力変換装置に関するものである。
第３図は自励変換器として自己消弧形素子であるGTO
（ゲートターンオフ）サイリスタを用いた直流−３相交
流変換装置の公知の回路図で、図中１を３相の交流電源
とすると、変圧器２及びリアクトル３を介して自励変換
器40が接続され、該変換器40の直流側には直流平滑コン
デンサ５を介して直流負荷６が接続される例である。
（ゲートターンオフ）サイリスタを用いた直流−３相交
流変換装置の公知の回路図で、図中１を３相の交流電源
とすると、変圧器２及びリアクトル３を介して自励変換
器40が接続され、該変換器40の直流側には直流平滑コン
デンサ５を介して直流負荷６が接続される例である。
自励変換器40は、半導体スイッチ４を３相ブリッジ結線
したコンバータ・インバータ動作を行う自励変換器で、
この半導体スイッチ４は第４図に示すように、GTOサイ
リスタ41とダイオード42を逆並列接続し、これにスナバ
コンデンサ43とスナバダイオード44とスナバ抵抗45から
なるスナバ回路を接続したものである。
したコンバータ・インバータ動作を行う自励変換器で、
この半導体スイッチ４は第４図に示すように、GTOサイ
リスタ41とダイオード42を逆並列接続し、これにスナバ
コンデンサ43とスナバダイオード44とスナバ抵抗45から
なるスナバ回路を接続したものである。
このようにして、自励変換器40は通常PWM制御（パルス
幅制御）を行って、交流電源１の電流の正弦波化を図
る。負荷６に電力を供給する場合は自励変換器40をコン
バータ運転し、負荷の電力を交流電源に回生する場合は
自励変換器40はインバータ運転する。
幅制御）を行って、交流電源１の電流の正弦波化を図
る。負荷６に電力を供給する場合は自励変換器40をコン
バータ運転し、負荷の電力を交流電源に回生する場合は
自励変換器40はインバータ運転する。
第５図は第３図示の変換装置のインバータ運転の動作を
示した図で、（ａ）は負荷が大きい場合で、（ｂ）は無
負荷の場合である。GTOサイリスタ41にはON−OFFによっ
て直流電圧Ｖ51が第３図に示すように加わる。このGTO
サイリスタ41のON−OFF制御をPWM制御することによって
同図に示すように交流電流（ｉ３）を流す。
示した図で、（ａ）は負荷が大きい場合で、（ｂ）は無
負荷の場合である。GTOサイリスタ41にはON−OFFによっ
て直流電圧Ｖ51が第３図に示すように加わる。このGTO
サイリスタ41のON−OFF制御をPWM制御することによって
同図に示すように交流電流（ｉ３）を流す。
〔発明が解決しようとする課題） ところで、前記第４図に示したスナバ回路はGTOサイリ
スタ41がオフした時の素子責務を軽減するためのもので
あり、スナバ抵抗45には次のような損失が発生する。
スタ41がオフした時の素子責務を軽減するためのもので
あり、スナバ抵抗45には次のような損失が発生する。
Ｐ＝1/2Ｃｓ・Ｖｄ ２・ｆ 〔Ｗ〕 …（１） ここでP:スナバ抵抗に発生する損失 Ｃｓ：スナバコンデンサの容量〔Ｆ〕 Ｖｄ：コンバータ・インバータの直流側電圧〔Ｖ〕 f:GTOサイリスタのスイッチング周波数〔Ｈｚ〕 前記（１）式で示された損失ＰはGTOサイリスタがオ
ン、オフすることによって発生する損失であるので、第
５図（ａ）（ｂ）に示したように、このスイッチング周
波数は負荷の大小に関係なく一定である。すなわち、負
荷の大小に関係なく、（１）式で表わされる損失が発生
する。
ン、オフすることによって発生する損失であるので、第
５図（ａ）（ｂ）に示したように、このスイッチング周
波数は負荷の大小に関係なく一定である。すなわち、負
荷の大小に関係なく、（１）式で表わされる損失が発生
する。
また、負荷容量が増大すると半導体素子は１個では対応
出来ず、第６図に示すように複数個並列接続して使用す
ることになる。この第６図はGTOサイリスタ411〜413及
びダイオード421〜423を並列接続した場合で、スナバコ
ンデンサ431の容量は第４図に比べて３倍となり、発生
損失も３倍となる。
出来ず、第６図に示すように複数個並列接続して使用す
ることになる。この第６図はGTOサイリスタ411〜413及
びダイオード421〜423を並列接続した場合で、スナバコ
ンデンサ431の容量は第４図に比べて３倍となり、発生
損失も３倍となる。
このように、交流電源と直流回路とに挿入されるPWM制
御のコンバータ、インバータでは、スナバ回路に発生す
る損失は負荷の大小に関係なくほぼ一定であるため軽負
荷時の効率が大きく低下する。特に半導体素子を並列接
続した大容量の装置では、この損失も非常に大きい。
御のコンバータ、インバータでは、スナバ回路に発生す
る損失は負荷の大小に関係なくほぼ一定であるため軽負
荷時の効率が大きく低下する。特に半導体素子を並列接
続した大容量の装置では、この損失も非常に大きい。
一般に、自励変換器の電力制御は、自励変換器（第３図
においては40）の出力と直流負荷（同６）が必要とする
電力とが一致しない場合に直流側回路の電圧（同直流平
滑コンデンサ５の端子電圧）が変化することを用い、こ
の直流側回路の電圧をあらかじめ設定した基準電圧に一
致させるべく制御されている。
においては40）の出力と直流負荷（同６）が必要とする
電力とが一致しない場合に直流側回路の電圧（同直流平
滑コンデンサ５の端子電圧）が変化することを用い、こ
の直流側回路の電圧をあらかじめ設定した基準電圧に一
致させるべく制御されている。
上記のごとき制御は、例えば、直流回路の電圧の実際値
と基準値を入力とする電圧調節器（AVR）によって行う
ことができ、電圧調節器の出力信号が大きいほど自励変
換器の出力電力（交流電流の大きさ）を大きくする制御
を行う。
と基準値を入力とする電圧調節器（AVR）によって行う
ことができ、電圧調節器の出力信号が大きいほど自励変
換器の出力電力（交流電流の大きさ）を大きくする制御
を行う。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、スナバ回
路の発生損失を負荷の低下に応じて減らし、変換装置の
軽負荷時の効率向上を図かれる半導体電力変換装置を提
供することにある。
路の発生損失を負荷の低下に応じて減らし、変換装置の
軽負荷時の効率向上を図かれる半導体電力変換装置を提
供することにある。
本発明は前記目的を達成するため、直流側で複数台並列
接続された単位自励変換器（401,402,403）と運転制御
装置（７）とを有する交流−直流電力変換を行う半導体
電力変換装置であって、単位自励変換器（401,402,40
3）は、半導体スイッチング素子にスナバコンデンサを
有するスナバ回路を並列接続したものであり、運転制御
装置（７）は、変換出力電力の大きさを判別し、変換出
力電力が小さいときは運転する単位自励変換器（401,40
2,403）の数を少なくし、変換出力電力が大きいときは
運転する単位自励変換器（401,402,403）の数を多くす
ることを要旨とするものである。
接続された単位自励変換器（401,402,403）と運転制御
装置（７）とを有する交流−直流電力変換を行う半導体
電力変換装置であって、単位自励変換器（401,402,40
3）は、半導体スイッチング素子にスナバコンデンサを
有するスナバ回路を並列接続したものであり、運転制御
装置（７）は、変換出力電力の大きさを判別し、変換出
力電力が小さいときは運転する単位自励変換器（401,40
2,403）の数を少なくし、変換出力電力が大きいときは
運転する単位自励変換器（401,402,403）の数を多くす
ることを要旨とするものである。
本発明によれば、変換電力が少ない場合、一部の単位自
励変換器の運転を休止し、電力変換装置全体として、ス
ナバ回路の損失発生が減じて効率向上を図かれる。
励変換器の運転を休止し、電力変換装置全体として、ス
ナバ回路の損失発生が減じて効率向上を図かれる。
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明の１実施例を示す回路図であって、単位
自励変換器３台を並列接続した場合を例に説明してい
る。図中１は交流電源、６は直流負荷を示す。
自励変換器３台を並列接続した場合を例に説明してい
る。図中１は交流電源、６は直流負荷を示す。
401〜403は単位自励変換器であって、それぞれ変圧器21
〜23及びリアクトル31〜33を介して交流電源１に並列接
続して半導体電力変換装置８を構成している。単位自励
変換器401〜403は直流側においても負荷に対して並列接
続されており、直流負荷６に対して交流−直流変換した
電力を供給する。図中51〜53は単位自励変換器401〜403
それぞれに接続される直流平滑コンデンサである。７は
運転制御装置であり、半導体電力変換器８の出力の大き
さを入力として単位自励変換器401〜403に対して制御信
号を出力する。
〜23及びリアクトル31〜33を介して交流電源１に並列接
続して半導体電力変換装置８を構成している。単位自励
変換器401〜403は直流側においても負荷に対して並列接
続されており、直流負荷６に対して交流−直流変換した
電力を供給する。図中51〜53は単位自励変換器401〜403
それぞれに接続される直流平滑コンデンサである。７は
運転制御装置であり、半導体電力変換器８の出力の大き
さを入力として単位自励変換器401〜403に対して制御信
号を出力する。
第２図は動作を示す説明図で、単位自励変換器401〜403
は負荷６が必要とする変換電力の大きさに応じて運転数
が決定される。例えば、負荷が０〜1/3負荷の場合、半
導体電力変換装置の出力も全出力の０〜1/3であるので
単位自励変換器401のみを運転し、402,403は停止する。
同様に、1/3〜2/3負荷では半導体電力変換装置の出力は
全出力の1/3〜2/3であるので単位自励変換器の運転数を
増やし、単位自励変換器401,402を運転する。2/3〜全負
荷ではさらに運転数を増やして単位自励変換器全てを運
転する。
は負荷６が必要とする変換電力の大きさに応じて運転数
が決定される。例えば、負荷が０〜1/3負荷の場合、半
導体電力変換装置の出力も全出力の０〜1/3であるので
単位自励変換器401のみを運転し、402,403は停止する。
同様に、1/3〜2/3負荷では半導体電力変換装置の出力は
全出力の1/3〜2/3であるので単位自励変換器の運転数を
増やし、単位自励変換器401,402を運転する。2/3〜全負
荷ではさらに運転数を増やして単位自励変換器全てを運
転する。
このように、単位自励変換器の運転数を負荷の大きさに
応じて切り換えること、即ち、負荷が大きくなるにつれ
単位自励変換器の運転数を増やし、負荷が小さくなると
きにはこの逆の制御を行うことにより、第２図の例で
は、1/3負荷以下の軽負荷では単位自励変換器401のみが
運転されることになり、従来の全単位自励変換器を運転
した場合に比べ、スナバ回路の発生損失は1/3に減少す
る。
応じて切り換えること、即ち、負荷が大きくなるにつれ
単位自励変換器の運転数を増やし、負荷が小さくなると
きにはこの逆の制御を行うことにより、第２図の例で
は、1/3負荷以下の軽負荷では単位自励変換器401のみが
運転されることになり、従来の全単位自励変換器を運転
した場合に比べ、スナバ回路の発生損失は1/3に減少す
る。
なお、前記実施例では半導体スイッチとしてGTOサイリ
スタの場合で示してあるが、トランジスタなど他の自己
消弧形素子では又サイリスタと強制消弧回路とで構成さ
れた自励変換器の場合でも同じである。また、同実施例
では交流側は３相電源の場合で示してあるが、単相など
３相以外の電源に対しても適用可能である。
スタの場合で示してあるが、トランジスタなど他の自己
消弧形素子では又サイリスタと強制消弧回路とで構成さ
れた自励変換器の場合でも同じである。また、同実施例
では交流側は３相電源の場合で示してあるが、単相など
３相以外の電源に対しても適用可能である。
以上述べたように、本発明の半導体電力変換装置は、大
容量向けの装置として、単位変換器内の素子を並列接続
せず単位変換器自体を負荷容量に応じて複数組並列接続
し、変換電力が少ない場合一部の変換器の運転を休止
し、電力変換装置全体として、スナバ回路の発生損失を
減じ効率向上を図ることができるものである。
容量向けの装置として、単位変換器内の素子を並列接続
せず単位変換器自体を負荷容量に応じて複数組並列接続
し、変換電力が少ない場合一部の変換器の運転を休止
し、電力変換装置全体として、スナバ回路の発生損失を
減じ効率向上を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の半導体電力変換装置の実施例を示す回
路図、第２図は同上動作を示す回路図、第３図は従来例
を示す回路図、第４図は第３図回路の自励変換器部分の
回路図、第５図は第３図回路の動作波形図、第６図は大
容量装置としての自励変換器部分の回路図である。 １……交流電源、２……変圧器 ３……リアクトル、４……半導体スイッチ ５……直流平滑コンデンサ、６……直流負荷 ７……運転制御装置、８……半導体電力変換装置 21〜23……変圧器、31〜33……リアクトル 40……自励変換器、41……GTOサイリスタ 42……ダイオード、43……スナバコンデンサ 44……スナバダイオード、45……スナバ抵抗 51〜53……直流平滑コンデンサ、401〜413……単位自励
変換器
路図、第２図は同上動作を示す回路図、第３図は従来例
を示す回路図、第４図は第３図回路の自励変換器部分の
回路図、第５図は第３図回路の動作波形図、第６図は大
容量装置としての自励変換器部分の回路図である。 １……交流電源、２……変圧器 ３……リアクトル、４……半導体スイッチ ５……直流平滑コンデンサ、６……直流負荷 ７……運転制御装置、８……半導体電力変換装置 21〜23……変圧器、31〜33……リアクトル 40……自励変換器、41……GTOサイリスタ 42……ダイオード、43……スナバコンデンサ 44……スナバダイオード、45……スナバ抵抗 51〜53……直流平滑コンデンサ、401〜413……単位自励
変換器
Claims (1)
- 【請求項１】直流側で複数台並列接続された単位自励変
換器（401,402,403）と運転制御装置（７）とを有する
交流−直流電力変換を行う半導体電力変換装置であっ
て、 単位自励変換器（401,402,403）は、半導体スイッチン
グ素子にスナバコンデンサを有するスナバ回路を並列接
続したものであり、 運転制御装置（７）は、変換出力電力の大きさを判別
し、変換出力電力が小さいときは運転する単位自励変換
器（401,402,403）の数を少なくし、変換出力電力が大
きいときは運転する単位自励変換器（401,402,403）の
数を多くする 半導体電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60232059A JPH0669293B2 (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 半導体電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60232059A JPH0669293B2 (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 半導体電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6292773A JPS6292773A (ja) | 1987-04-28 |
| JPH0669293B2 true JPH0669293B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=16933331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60232059A Expired - Fee Related JPH0669293B2 (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 半導体電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669293B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3744407B2 (ja) * | 2001-11-07 | 2006-02-08 | 株式会社デンソー | 容量負荷変動体の充放電装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598471Y2 (ja) * | 1978-03-13 | 1984-03-15 | 株式会社日立製作所 | 変換装置 |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP60232059A patent/JPH0669293B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6292773A (ja) | 1987-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |