JPH07147777A - 電子式絶縁変圧器 - Google Patents
電子式絶縁変圧器Info
- Publication number
- JPH07147777A JPH07147777A JP5292897A JP29289793A JPH07147777A JP H07147777 A JPH07147777 A JP H07147777A JP 5292897 A JP5292897 A JP 5292897A JP 29289793 A JP29289793 A JP 29289793A JP H07147777 A JPH07147777 A JP H07147777A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- voltage
- frequency
- transformer
- 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
Links
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】入力側と出力側とを絶縁する絶縁変圧器に生じ
る過大な励磁突入電流を抑制すると共に、小型・軽量化
することにある。 【構成】交流入力電圧の周波数を、単相低／高周波変換
器２１でそれよりも高い周波数の交流電圧に変換した
後、高周波変圧器２４で絶縁変換し、この絶縁変換され
た高周波数交流電圧を単相高／低周波変換器２７で低周
波数の交流電圧に変換し、更に交流フィルタ３０を通過
させて正弦波形に波形整形することにより、小型・軽量
の電子式絶縁変圧器で励磁突入電流を抑制しつつ、交流
入力電圧とは絶縁された所望電圧の交流出力電圧を得る
ことができる。ここで交流入力電圧は単相であっても３
相であっても差し支えなく、交流出力電圧も単相，３相
のいずれであっても差し支えない。
る過大な励磁突入電流を抑制すると共に、小型・軽量化
することにある。 【構成】交流入力電圧の周波数を、単相低／高周波変換
器２１でそれよりも高い周波数の交流電圧に変換した
後、高周波変圧器２４で絶縁変換し、この絶縁変換され
た高周波数交流電圧を単相高／低周波変換器２７で低周
波数の交流電圧に変換し、更に交流フィルタ３０を通過
させて正弦波形に波形整形することにより、小型・軽量
の電子式絶縁変圧器で励磁突入電流を抑制しつつ、交流
入力電圧とは絶縁された所望電圧の交流出力電圧を得る
ことができる。ここで交流入力電圧は単相であっても３
相であっても差し支えなく、交流出力電圧も単相，３相
のいずれであっても差し支えない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、交流電圧を別の交流
電圧への絶縁・変換を、半導体スイッチ素子と高周波変
圧器を用いて達成する電子式絶縁変圧器に関する。
電圧への絶縁・変換を、半導体スイッチ素子と高周波変
圧器を用いて達成する電子式絶縁変圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は絶縁形の単相変圧器の従来例を示
した回路図である。絶縁形単相変圧器は、磁気材料であ
る単相鉄心４に１次巻線３と単相鉄心４とを相互に絶縁
して巻付け、１次巻線３の巻き始めと巻き終わりとには
単相交流入力端子２Ａと２Ｂとを設け、２次巻線５の巻
き始めと巻き終わりとには単相交流出力端子６Ｃと６Ｄ
とを設けて構成する。
した回路図である。絶縁形単相変圧器は、磁気材料であ
る単相鉄心４に１次巻線３と単相鉄心４とを相互に絶縁
して巻付け、１次巻線３の巻き始めと巻き終わりとには
単相交流入力端子２Ａと２Ｂとを設け、２次巻線５の巻
き始めと巻き終わりとには単相交流出力端子６Ｃと６Ｄ
とを設けて構成する。
【０００３】図７は絶縁形の３相変圧器の従来例を示し
た回路図である。絶縁形３相変圧器は、３相鉄心１４に
３つの１次巻線１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔと、３つの２次
巻線１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗを巻き付けるが、これら１
次巻線と２次巻線とは相互に絶縁するが、３つの１次巻
線はスター接続し或いは図示のようにデルタ接続した後
に、３つの３相交流入力端子１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔを
取りつける。３つの２次巻線もデルタ接続し或いは図示
の如くスター接続した後に、３つの３相交流出力端子１
６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗを取りつける。
た回路図である。絶縁形３相変圧器は、３相鉄心１４に
３つの１次巻線１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔと、３つの２次
巻線１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗを巻き付けるが、これら１
次巻線と２次巻線とは相互に絶縁するが、３つの１次巻
線はスター接続し或いは図示のようにデルタ接続した後
に、３つの３相交流入力端子１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔを
取りつける。３つの２次巻線もデルタ接続し或いは図示
の如くスター接続した後に、３つの３相交流出力端子１
６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗを取りつける。
【０００４】図６，図７に図示した構成の変圧器で、１
次巻線に交流電圧を印加すると磁気的な誘導作用により
２次巻線に電圧を発生する。１次巻線に印加する電圧を
Ｅ1とし、１次巻線の巻数をＮ1 ，２次巻線の巻数をＮ
2 とすると、２次巻線に発生する電圧Ｅ2 は下記の数１
に示すごとくになる。
次巻線に交流電圧を印加すると磁気的な誘導作用により
２次巻線に電圧を発生する。１次巻線に印加する電圧を
Ｅ1とし、１次巻線の巻数をＮ1 ，２次巻線の巻数をＮ
2 とすると、２次巻線に発生する電圧Ｅ2 は下記の数１
に示すごとくになる。
【０００５】
【数１】Ｅ2 ＝（Ｅ1 ・Ｎ2 ）／Ｎ1 即ち１次巻線の巻数Ｎ1 と２次巻線の巻数Ｎ2 とを適切
に選定すれば、入力電圧を所望の電圧に変換することが
できるのは周知である。
に選定すれば、入力電圧を所望の電圧に変換することが
できるのは周知である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の絶縁形変圧器は鉄心に１次巻線と２次巻線とを絶縁し
て巻き付ける構成であるから、次のような不具合があ
る。即ち、 (a) 商用周波数（50Hzや60Hz）のように低い周波数の交
流を絶縁・変圧する場合は、変圧器自体を大きな電圧・
時間積に耐えるように設計製作しなければならないの
で、重量が大（例えば10kVA の単相変圧器の重量は約 1
00kgにもなる）になってしまう。それ故、当該変圧器を
運搬する際や配電盤内に組み込む際には、クレーンなど
を使用しなければならなくなるので、これらの作業に人
手と費用がかかる欠点がある。
の絶縁形変圧器は鉄心に１次巻線と２次巻線とを絶縁し
て巻き付ける構成であるから、次のような不具合があ
る。即ち、 (a) 商用周波数（50Hzや60Hz）のように低い周波数の交
流を絶縁・変圧する場合は、変圧器自体を大きな電圧・
時間積に耐えるように設計製作しなければならないの
で、重量が大（例えば10kVA の単相変圧器の重量は約 1
00kgにもなる）になってしまう。それ故、当該変圧器を
運搬する際や配電盤内に組み込む際には、クレーンなど
を使用しなければならなくなるので、これらの作業に人
手と費用がかかる欠点がある。
【０００７】(b) 変圧器は磁束が正負に振られることを
前提にして設計することにより小型化を図っている。と
ころが電源を投入するべく変圧器に電圧を印加した瞬間
に、磁束は零から正方向か，或いは負方向のいずれか一
方へ振られるので、励磁インダクタンスが小さくなって
過大な電流が突入することになる不都合がある。そこで
当該変圧器をはじめとする各機器類は、この過大突入電
流に耐えられるように大型化しておかなければならない
欠点がある。装置を大型化しない場合は、この励磁突入
電流が過大になるのを抑制するなんらかの対策を講じる
ことが必要になり、この対策のために装置が大型化して
しまう。いずれの場合も装置が大形となり、余分な費用
をかけなければならない不都合を生じる。
前提にして設計することにより小型化を図っている。と
ころが電源を投入するべく変圧器に電圧を印加した瞬間
に、磁束は零から正方向か，或いは負方向のいずれか一
方へ振られるので、励磁インダクタンスが小さくなって
過大な電流が突入することになる不都合がある。そこで
当該変圧器をはじめとする各機器類は、この過大突入電
流に耐えられるように大型化しておかなければならない
欠点がある。装置を大型化しない場合は、この励磁突入
電流が過大になるのを抑制するなんらかの対策を講じる
ことが必要になり、この対策のために装置が大型化して
しまう。いずれの場合も装置が大形となり、余分な費用
をかけなければならない不都合を生じる。
【０００８】そこでこの発明の目的は、入力側と出力側
とを絶縁する絶縁変圧器に過大な励磁突入電流が生じる
のを抑制すると共に、小型・軽量化することにある。
とを絶縁する絶縁変圧器に過大な励磁突入電流が生じる
のを抑制すると共に、小型・軽量化することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の電子式絶縁変圧器は、入力する単相交流
電圧の周波数をそれよりも高い周波数の交流電圧に変換
して出力する第１の電力変換手段の出力側と相互に絶縁
された２つの巻線を有する変圧器の一方の巻線とを接続
し、入力する交流電圧の周波数をそれよりも低い周波数
の単相交流電圧に変換して出力する第２の電力変換手段
の入力側と前記変圧器の他方の巻線とを接続し、前記第
２電力変換手段の出力側には平滑用交流フィルタを接続
するものとする。
めにこの発明の電子式絶縁変圧器は、入力する単相交流
電圧の周波数をそれよりも高い周波数の交流電圧に変換
して出力する第１の電力変換手段の出力側と相互に絶縁
された２つの巻線を有する変圧器の一方の巻線とを接続
し、入力する交流電圧の周波数をそれよりも低い周波数
の単相交流電圧に変換して出力する第２の電力変換手段
の入力側と前記変圧器の他方の巻線とを接続し、前記第
２電力変換手段の出力側には平滑用交流フィルタを接続
するものとする。
【００１０】又は、前記第１電力変換手段と変圧器と第
２電力変換手段と交流フィルタとで構成した前述の電子
式絶縁変圧器の３組を備え、前記３つの第１電力変換手
段の入力側をスター接続或いはデルタ接続し、且つ前記
３つの平滑用交流フィルタの出力側をスター接続或いは
デルタ接続するものとする。又は、入力する３相交流電
圧の周波数をそれよりも高い周波数の単相交流電圧に変
換して出力する第３の電力変換手段の出力側と相互に絶
縁された２つの巻線を有する変圧器の一方の巻線とを接
続し、入力する単相交流電圧の周波数をそれよりも低い
周波数の単相交流電圧に変換して出力する第２の電力変
換手段の入力側と前記変圧器の他方の巻線とを接続し、
前記第２電力変換手段の出力側には平滑用交流フィルタ
を接続するものとする。
２電力変換手段と交流フィルタとで構成した前述の電子
式絶縁変圧器の３組を備え、前記３つの第１電力変換手
段の入力側をスター接続或いはデルタ接続し、且つ前記
３つの平滑用交流フィルタの出力側をスター接続或いは
デルタ接続するものとする。又は、入力する３相交流電
圧の周波数をそれよりも高い周波数の単相交流電圧に変
換して出力する第３の電力変換手段の出力側と相互に絶
縁された２つの巻線を有する変圧器の一方の巻線とを接
続し、入力する単相交流電圧の周波数をそれよりも低い
周波数の単相交流電圧に変換して出力する第２の電力変
換手段の入力側と前記変圧器の他方の巻線とを接続し、
前記第２電力変換手段の出力側には平滑用交流フィルタ
を接続するものとする。
【００１１】又は、入力する３相交流電圧の周波数をそ
れよりも高い周波数の単相交流電圧に変換して出力する
第３の電力変換手段の出力側と相互に絶縁された２つの
巻線を有する変圧器の一方の巻線とを接続し、入力する
単相交流電圧の周波数をそれよりも低い周波数の３相交
流電圧に変換して出力する第４の電力変換手段の入力側
と前記変圧器の他方の巻線とを接続し、前記第４電力変
換手段の出力側には平滑用交流フィルタを接続するもの
とする。
れよりも高い周波数の単相交流電圧に変換して出力する
第３の電力変換手段の出力側と相互に絶縁された２つの
巻線を有する変圧器の一方の巻線とを接続し、入力する
単相交流電圧の周波数をそれよりも低い周波数の３相交
流電圧に変換して出力する第４の電力変換手段の入力側
と前記変圧器の他方の巻線とを接続し、前記第４電力変
換手段の出力側には平滑用交流フィルタを接続するもの
とする。
【００１２】
【作用】交流入力を整流器で直流に変換した後インバー
タで高周波数の交流に変換し、この高周波数交流を変圧
器で絶縁・変圧後に整流することにより、交流電源とは
絶縁された直流を得る回路構成が昭和６０年の国際学会
で提案されている。又、高周波数の交流電源から低周波
数の単相交流電源を得る回路構成は、平成２年に電気学
会が主催した半導体電力変換研究会での報告文献「MOSF
ET式高周波リンクサイクロコンバータ形 UPSの試作」に
記載されているし、高周波数の交流電源から低周波数の
３相交流電源を得る回路構成は、平成４年に発行の電気
学会論文誌Ｄ分冊（ 112巻 6号）で「３相出力 PWM制御
サイクロコンバータを用いた高周波リンク DC/ACコンバ
ータ」に記載されている。
タで高周波数の交流に変換し、この高周波数交流を変圧
器で絶縁・変圧後に整流することにより、交流電源とは
絶縁された直流を得る回路構成が昭和６０年の国際学会
で提案されている。又、高周波数の交流電源から低周波
数の単相交流電源を得る回路構成は、平成２年に電気学
会が主催した半導体電力変換研究会での報告文献「MOSF
ET式高周波リンクサイクロコンバータ形 UPSの試作」に
記載されているし、高周波数の交流電源から低周波数の
３相交流電源を得る回路構成は、平成４年に発行の電気
学会論文誌Ｄ分冊（ 112巻 6号）で「３相出力 PWM制御
サイクロコンバータを用いた高周波リンク DC/ACコンバ
ータ」に記載されている。
【００１３】本発明は、前述の各文献とは異なり、交流
電源の周波数を電力変換手段を使って一旦はそれよりも
高い周波数の交流電圧に変換した後、高周波変圧器によ
りこの高周波交流とは絶縁され且つ変圧された交流に変
換した後、この交流の周波数を別の電力変換手段でそれ
よりは低い周波数の交流に変換する構成の電子式絶縁変
圧器である。この電子式絶縁変圧器では高周波交流を絶
縁・変圧する際に高周波変圧器を使用するが、これは商
用周波数の変圧器に比べて小型化・軽量化することがで
きるし、励磁突入電流を抑制することもできる。
電源の周波数を電力変換手段を使って一旦はそれよりも
高い周波数の交流電圧に変換した後、高周波変圧器によ
りこの高周波交流とは絶縁され且つ変圧された交流に変
換した後、この交流の周波数を別の電力変換手段でそれ
よりは低い周波数の交流に変換する構成の電子式絶縁変
圧器である。この電子式絶縁変圧器では高周波交流を絶
縁・変圧する際に高周波変圧器を使用するが、これは商
用周波数の変圧器に比べて小型化・軽量化することがで
きるし、励磁突入電流を抑制することもできる。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を表した回路図で
あって、請求項１に対応しており、入力と出力がともに
単相交流の場合の例である。低周波数の単相交流交流電
圧を高周波数の単相交流電圧に直接変換する単相低／高
周波変換器２１の入力側には単相交流入力端子２Ａ，２
Ｂを設け、この単相低／高周波変換器２１の出力側には
高周波変圧器２４の１次巻線を接続し、高周波数の交流
電圧を低周波数の単相交流電圧に直接変換する単相高／
低周波変換器２７の入力側には前記高周波変圧器２４の
２次巻線を接続し、この単相高／低周波変換器２７の出
力側には単相交流フィルタ３０の入力側を接続する。更
にこの単相交流フィルタ３０の出力側には単相交流出力
端子６Ｃ，６Ｄを設ける構成とする。
あって、請求項１に対応しており、入力と出力がともに
単相交流の場合の例である。低周波数の単相交流交流電
圧を高周波数の単相交流電圧に直接変換する単相低／高
周波変換器２１の入力側には単相交流入力端子２Ａ，２
Ｂを設け、この単相低／高周波変換器２１の出力側には
高周波変圧器２４の１次巻線を接続し、高周波数の交流
電圧を低周波数の単相交流電圧に直接変換する単相高／
低周波変換器２７の入力側には前記高周波変圧器２４の
２次巻線を接続し、この単相高／低周波変換器２７の出
力側には単相交流フィルタ３０の入力側を接続する。更
にこの単相交流フィルタ３０の出力側には単相交流出力
端子６Ｃ，６Ｄを設ける構成とする。
【００１５】このような構成にすることで、低周波数の
交流入力電圧は単相低／高周波変換器２１により高周波
数の交流電圧に変換され、次いでこの高周波数交流電圧
は高周波変圧器２４で絶縁変換される。この絶縁変換後
の高周波数交流電圧は単相高／低周波変換器２７で低周
波数の交流電圧に変換された後、単相交流フィルタ３０
で平滑され、歪みの少ない正弦波交流電圧に波形整形さ
れて交流出力となる。前述した動作により、この第１実
施例回路は、従来の磁気結合の原理に基づいた変圧器と
同様に、交流入力電圧とは絶縁・変換された交流出力電
圧を得ることができる。
交流入力電圧は単相低／高周波変換器２１により高周波
数の交流電圧に変換され、次いでこの高周波数交流電圧
は高周波変圧器２４で絶縁変換される。この絶縁変換後
の高周波数交流電圧は単相高／低周波変換器２７で低周
波数の交流電圧に変換された後、単相交流フィルタ３０
で平滑され、歪みの少ない正弦波交流電圧に波形整形さ
れて交流出力となる。前述した動作により、この第１実
施例回路は、従来の磁気結合の原理に基づいた変圧器と
同様に、交流入力電圧とは絶縁・変換された交流出力電
圧を得ることができる。
【００１６】図２は本発明の第２実施例を表した回路図
であって、請求項２に対応しており、入力と出力がとも
に３相交流の場合の例である。図２の第２実施例回路
は、図１の第１実施例回路で既述した電子式絶縁変圧器
（入力と出力がいずれも単相交流のもの）の３組を用い
て、３相交流をデルタ結線とし、３相交流出力もデルタ
結線としている３相交流入出力の電子式絶縁変圧器を構
成しているが、この構成の場合は、それぞれの単相交流
入出力電子式絶縁変圧器は３相交流の線間電圧を絶縁変
換することになる。ここで単相低／高周波変換器２２と
２３，高周波変圧器２５と２６，単相高／低周波変換器
２８と２９，及び単相交流フィルタ３１と３２の名称・
用途・機能は、いずれも図１の第１実施例回路で既述の
単相低／高周波変換器２１，高周波変圧器２４，単相高
／低周波変換器２７，及び単相交流フィルタ３０と同じ
であるから、これらの説明は省略する。尚、単相低／高
周波変換器２１，２２，２３の入力側には３相交流入力
端子１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔを設け、単相交流フィルタ
３０，３１，３２の出力側には３相交流出力端子１６
Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗを設ける。
であって、請求項２に対応しており、入力と出力がとも
に３相交流の場合の例である。図２の第２実施例回路
は、図１の第１実施例回路で既述した電子式絶縁変圧器
（入力と出力がいずれも単相交流のもの）の３組を用い
て、３相交流をデルタ結線とし、３相交流出力もデルタ
結線としている３相交流入出力の電子式絶縁変圧器を構
成しているが、この構成の場合は、それぞれの単相交流
入出力電子式絶縁変圧器は３相交流の線間電圧を絶縁変
換することになる。ここで単相低／高周波変換器２２と
２３，高周波変圧器２５と２６，単相高／低周波変換器
２８と２９，及び単相交流フィルタ３１と３２の名称・
用途・機能は、いずれも図１の第１実施例回路で既述の
単相低／高周波変換器２１，高周波変圧器２４，単相高
／低周波変換器２７，及び単相交流フィルタ３０と同じ
であるから、これらの説明は省略する。尚、単相低／高
周波変換器２１，２２，２３の入力側には３相交流入力
端子１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔを設け、単相交流フィルタ
３０，３１，３２の出力側には３相交流出力端子１６
Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗを設ける。
【００１７】図３は本発明の第３実施例を表した回路図
であって、請求項２に対応しているが、これは図２で既
述の第２実施例回路と同様に入力と出力がともに３相交
流の場合の例である。図３の第３実施例回路は図２で既
述の第２実施例回路と同様に、入出力が単相交流の電子
式絶縁変圧器の３組を用いているが、３相交流入力がス
ター結線であり３相交流出力もスター結線の３相交流入
出力電子式絶縁変圧器であるから、それぞれの単相交流
入出力電子式絶縁変圧器は３相交流の相電圧を絶縁変換
しているところが図２で既述の第２実施例回路とは異な
る点であるが、これ以外は全て同じである。よって第３
実施例回路の説明は省略する。
であって、請求項２に対応しているが、これは図２で既
述の第２実施例回路と同様に入力と出力がともに３相交
流の場合の例である。図３の第３実施例回路は図２で既
述の第２実施例回路と同様に、入出力が単相交流の電子
式絶縁変圧器の３組を用いているが、３相交流入力がス
ター結線であり３相交流出力もスター結線の３相交流入
出力電子式絶縁変圧器であるから、それぞれの単相交流
入出力電子式絶縁変圧器は３相交流の相電圧を絶縁変換
しているところが図２で既述の第２実施例回路とは異な
る点であるが、これ以外は全て同じである。よって第３
実施例回路の説明は省略する。
【００１８】図４は本発明の第４実施例を表した回路図
であって、請求項３に対応しており、入力が３相交流で
出力が単相交流の場合である。図４の第４実施例回路
は、低周波数の３相交流電圧を高周波数の単相交流電圧
に直接変換する３相低／高周波変換器４１の入力側に３
相交流入力端子１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔを設け、３相低
／高周波変換器４１の出力側には高周波変圧器２４の１
次巻線を接続し、高周波数の交流電圧を低周波数の単相
交流電圧に直接変換する単相高／低周波変換器２７の入
力側には高周波変圧器２４の２次巻線を接続し、単相高
／低周波変換器２７の出力側には単相交流フィルタ３０
の入力側を接続し、この単相交流フィルタ３０の出力側
には単相交流出力端子６Ｃ，６Ｄを設ける。
であって、請求項３に対応しており、入力が３相交流で
出力が単相交流の場合である。図４の第４実施例回路
は、低周波数の３相交流電圧を高周波数の単相交流電圧
に直接変換する３相低／高周波変換器４１の入力側に３
相交流入力端子１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔを設け、３相低
／高周波変換器４１の出力側には高周波変圧器２４の１
次巻線を接続し、高周波数の交流電圧を低周波数の単相
交流電圧に直接変換する単相高／低周波変換器２７の入
力側には高周波変圧器２４の２次巻線を接続し、単相高
／低周波変換器２７の出力側には単相交流フィルタ３０
の入力側を接続し、この単相交流フィルタ３０の出力側
には単相交流出力端子６Ｃ，６Ｄを設ける。
【００１９】このような構成により、低周波数の３相交
流入力電圧は３相低／高周波変換器４１により高周波数
の単相交流電圧に変換され、この高周波数交流電圧は高
周波変圧器２４により絶縁変換される。この絶縁変換さ
れた高周波数交流電圧は単相高／低周波変換器２７によ
り低周波数の単相交流電圧に変換され、更に単相交流フ
ィルタ３０により平滑されて歪みの少ない正弦波交流電
圧に波形整形されて交流出力となる。以上の動作によ
り、従来の磁気結合の原理に基づいた変圧器と同様に、
交流入力電圧から絶縁変換された交流出力電圧が得られ
る。
流入力電圧は３相低／高周波変換器４１により高周波数
の単相交流電圧に変換され、この高周波数交流電圧は高
周波変圧器２４により絶縁変換される。この絶縁変換さ
れた高周波数交流電圧は単相高／低周波変換器２７によ
り低周波数の単相交流電圧に変換され、更に単相交流フ
ィルタ３０により平滑されて歪みの少ない正弦波交流電
圧に波形整形されて交流出力となる。以上の動作によ
り、従来の磁気結合の原理に基づいた変圧器と同様に、
交流入力電圧から絶縁変換された交流出力電圧が得られ
る。
【００２０】図５は本発明の第５実施例を表した回路図
であって、請求項４に対応しており、入力が３相交流で
出力も３相交流の場合である。図５の第５実施例回路
は、原理的には図４で既述の第４実施例回路と同じであ
るが、高周波数の交流電圧を低周波数３相交流電圧に直
接変換する３相高／低周波変換器４２の入力側と高周波
変圧器２４の２次巻線とを接続し、３相高／低周波変換
器４２の出力側には３相交流フィルタ４３の入力側を接
続し、３相交流フィルタ４３の出力側には３相交流出力
端子１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗを設けているのが、図４の
第４実施例回路とは異なっている。
であって、請求項４に対応しており、入力が３相交流で
出力も３相交流の場合である。図５の第５実施例回路
は、原理的には図４で既述の第４実施例回路と同じであ
るが、高周波数の交流電圧を低周波数３相交流電圧に直
接変換する３相高／低周波変換器４２の入力側と高周波
変圧器２４の２次巻線とを接続し、３相高／低周波変換
器４２の出力側には３相交流フィルタ４３の入力側を接
続し、３相交流フィルタ４３の出力側には３相交流出力
端子１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗを設けているのが、図４の
第４実施例回路とは異なっている。
【００２１】このような構成で、低周波数の３相交流入
力電圧は３相低／高周波変換器４１により高周波数の単
相交流電圧に変換され、この高周波数交流電圧は高周波
変圧器２４により絶縁変換される。絶縁変換後の高周波
数交流電圧は３相高／低周波変換器４２により低周波数
の３相交流電圧に変換され、更に３相交流フィルタ４３
により平滑されて歪みの少ない正弦波交流電圧に波形整
形されて３相交流出力となる。以上の動作により、従来
の磁気結合の原理に基づいた変圧器と同様に、３相交流
入力電圧から絶縁された３相交流出力電圧が得られる。
力電圧は３相低／高周波変換器４１により高周波数の単
相交流電圧に変換され、この高周波数交流電圧は高周波
変圧器２４により絶縁変換される。絶縁変換後の高周波
数交流電圧は３相高／低周波変換器４２により低周波数
の３相交流電圧に変換され、更に３相交流フィルタ４３
により平滑されて歪みの少ない正弦波交流電圧に波形整
形されて３相交流出力となる。以上の動作により、従来
の磁気結合の原理に基づいた変圧器と同様に、３相交流
入力電圧から絶縁された３相交流出力電圧が得られる。
【００２２】ここで前述した単相低／高周波変換器２
１，２２，２３、単相高／低周波変換器２７，２８，２
９、３相低／高周波変換器４１、並びに３相高／低周波
変換器４２は半導体スイッチ素子で構成するのが通常で
あり、これら半導体スイッチ素子のオンとオフの比率を
変えることにより、交流入力電圧と交流出力電圧の比率
を容易に変更することができる。
１，２２，２３、単相高／低周波変換器２７，２８，２
９、３相低／高周波変換器４１、並びに３相高／低周波
変換器４２は半導体スイッチ素子で構成するのが通常で
あり、これら半導体スイッチ素子のオンとオフの比率を
変えることにより、交流入力電圧と交流出力電圧の比率
を容易に変更することができる。
【００２３】又、図１から図３に図示の各実施例回路で
は、交流入力電圧の周波数と交流出力電圧の周波数とは
同じであるが、図４と図５に図示の各実施例回路では、
単相高／低周波変換器２７又は３相高／低周波変換器４
２の制御方法を工夫することにより、交流入力電圧の周
波数或いは位相と、交流出力電圧の周波数或いは位相と
を異ならせることもできる。
は、交流入力電圧の周波数と交流出力電圧の周波数とは
同じであるが、図４と図５に図示の各実施例回路では、
単相高／低周波変換器２７又は３相高／低周波変換器４
２の制御方法を工夫することにより、交流入力電圧の周
波数或いは位相と、交流出力電圧の周波数或いは位相と
を異ならせることもできる。
【００２４】
【発明の効果】本発明では、半導体スイッチ素子を使用
した変換器、高周波変圧器、及び交流フィルタを使用し
て従来の磁気結合形変圧器と同じ機能を持たせることに
より、以下に記載する各種の効果が得られる。即ち、 (a) 高周波変圧器は大幅に小型・軽量化できるし、半導
体スイッチ素子を使用した周波数変換器も小型・軽量で
あることから、従来から使用している磁気結合形の低周
波変圧器に比べて小型化・軽量化を図ることができる。
した変換器、高周波変圧器、及び交流フィルタを使用し
て従来の磁気結合形変圧器と同じ機能を持たせることに
より、以下に記載する各種の効果が得られる。即ち、 (a) 高周波変圧器は大幅に小型・軽量化できるし、半導
体スイッチ素子を使用した周波数変換器も小型・軽量で
あることから、従来から使用している磁気結合形の低周
波変圧器に比べて小型化・軽量化を図ることができる。
【００２５】(b) 変換器は半導体スイッチ素子を使用し
ているので、装置起動時の突入電流を小さな値に抑制出
来るし、負荷の異常に起因する過電流も抑制することが
できる。 (c) 変換器には半導体スイッチ素子を使用しているの
で、この半導体スイッチ素子のオンとオフの比率を調整
することにより、交流入力電圧と交流出力電圧の比率を
自由に変更することができるので、従来の変圧器が備え
ていた電圧調整用タップが不要になるから、構造が簡単
になって故障発生の確立が低下し、信頼性が向上する。
更に、交流入力電圧が変動しても出力電圧を一定値に維
持する機能を付加することが容易であり、これにより負
荷機器の長寿命化や高信頼性化が図れる。
ているので、装置起動時の突入電流を小さな値に抑制出
来るし、負荷の異常に起因する過電流も抑制することが
できる。 (c) 変換器には半導体スイッチ素子を使用しているの
で、この半導体スイッチ素子のオンとオフの比率を調整
することにより、交流入力電圧と交流出力電圧の比率を
自由に変更することができるので、従来の変圧器が備え
ていた電圧調整用タップが不要になるから、構造が簡単
になって故障発生の確立が低下し、信頼性が向上する。
更に、交流入力電圧が変動しても出力電圧を一定値に維
持する機能を付加することが容易であり、これにより負
荷機器の長寿命化や高信頼性化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を表した回路図
【図２】本発明の第２実施例を表した回路図
【図３】本発明の第３実施例を表した回路図
【図４】本発明の第４実施例を表した回路図
【図５】本発明の第５実施例を表した回路図
【図６】絶縁形の単相変圧器の従来例を示した回路図
【図７】絶縁形の３相変圧器の従来例を示した回路図
２Ａ，Ｂ 単相交流入力端子 ３ １次巻線 ４ 単相鉄心 ５ ２次巻線 ６Ｃ，Ｄ 単相交流出力端子 １２Ｒ，Ｓ，Ｒ ３相交流入力端子 １３Ｒ，Ｓ，Ｒ １次巻線 １４ ３相鉄心 １５Ｕ，Ｖ，Ｗ ２次巻線 １６Ｕ，Ｖ，Ｗ ３相交流出力端子 ２１〜２３ 単相低／高周波変換器 ２４〜２６ 高周波変圧器 ２７〜２９ 単相高／低周波変換器 ３０〜３２ 単相交流フィルタ ４１ ３相低／高周波変換器 ４２ ３相高／低周波変換器 ４３ ３相交流フィルタ
Claims (4)
- 【請求項１】入力する単相交流電圧の周波数をそれより
も高い周波数の交流電圧に変換して出力する第１の電力
変換手段の出力側と相互に絶縁された２つの巻線を有す
る変圧器の一方の巻線とを接続し、入力する交流電圧の
周波数をそれよりも低い周波数の単相交流電圧に変換し
て出力する第２の電力変換手段の入力側と前記変圧器の
他方の巻線とを接続し、前記第２電力変換手段の出力側
には平滑用交流フィルタを接続することを特徴とする電
子式絶縁変圧器。 - 【請求項２】入力する単相交流電圧の周波数をそれより
も高い周波数の交流電圧に変換して出力する第１の電力
変換手段の出力側と相互に絶縁された２つの巻線を有す
る変圧器の一方の巻線とを接続し、入力する交流電圧の
周波数をそれよりも低い周波数の単相交流電圧に変換し
て出力する第２の電力変換手段の入力側と前記変圧器の
他方の巻線とを接続し、前記第２電力変換手段の出力側
には平滑用交流フィルタを接続する構成の電子式絶縁変
圧器の３組を備え、前記３つの第１電力変換手段の入力
側をスター接続或いはデルタ接続し、且つ前記３つの平
滑用交流フィルタの出力側をスター接続或いはデルタ接
続することを特徴とする電子式絶縁変圧器。 - 【請求項３】入力する３相交流電圧の周波数をそれより
も高い周波数の単相交流電圧に変換して出力する第３の
電力変換手段の出力側と相互に絶縁された２つの巻線を
有する変圧器の一方の巻線とを接続し、入力する単相交
流電圧の周波数をそれよりも低い周波数の単相交流電圧
に変換して出力する第２の電力変換手段の入力側と前記
変圧器の他方の巻線とを接続し、前記第２電力変換手段
の出力側には平滑用交流フィルタを接続することを特徴
とする電子式絶縁変圧器。 - 【請求項４】入力する３相交流電圧の周波数をそれより
も高い周波数の単相交流電圧に変換して出力する第３の
電力変換手段の出力側と相互に絶縁された２つの巻線を
有する変圧器の一方の巻線とを接続し、入力する単相交
流電圧の周波数をそれよりも低い周波数の３相交流電圧
に変換して出力する第４の電力変換手段の入力側と前記
変圧器の他方の巻線とを接続し、前記第４電力変換手段
の出力側には平滑用交流フィルタを接続することを特徴
とする電子式絶縁変圧器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5292897A JPH07147777A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 電子式絶縁変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5292897A JPH07147777A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 電子式絶縁変圧器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07147777A true JPH07147777A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=17787810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5292897A Pending JPH07147777A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 電子式絶縁変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07147777A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003528562A (ja) * | 2000-03-18 | 2003-09-24 | オールストム | 改良された電力サブステーション |
| JP2006246673A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Nagaoka Univ Of Technology | 絶縁形直接電力変換器の制御装置 |
| JP2013110939A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Nagaoka Univ Of Technology | 電力変換装置 |
| JP2017046384A (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 東洋電機製造株式会社 | 電力変換装置 |
| CN111108676A (zh) * | 2017-11-24 | 2020-05-05 | 株式会社日立制作所 | 电力转换装置和电力转换装置的连接方法 |
| JP2020529182A (ja) * | 2017-06-20 | 2020-10-01 | ラテレック | 機上ドメスティックネットワークのための電力供給方法及びアーキテクチャ |
-
1993
- 1993-11-24 JP JP5292897A patent/JPH07147777A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003528562A (ja) * | 2000-03-18 | 2003-09-24 | オールストム | 改良された電力サブステーション |
| JP4796728B2 (ja) * | 2000-03-18 | 2011-10-19 | アレバ・テ・エ・デ・エス・アー | コンバータの改良 |
| JP2006246673A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Nagaoka Univ Of Technology | 絶縁形直接電力変換器の制御装置 |
| JP2013110939A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Nagaoka Univ Of Technology | 電力変換装置 |
| JP2017046384A (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 東洋電機製造株式会社 | 電力変換装置 |
| JP2020529182A (ja) * | 2017-06-20 | 2020-10-01 | ラテレック | 機上ドメスティックネットワークのための電力供給方法及びアーキテクチャ |
| CN111108676A (zh) * | 2017-11-24 | 2020-05-05 | 株式会社日立制作所 | 电力转换装置和电力转换装置的连接方法 |
| CN111108676B (zh) * | 2017-11-24 | 2023-05-12 | 株式会社日立制作所 | 电力转换装置和电力转换装置的连接方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10873265B2 (en) | Bidirectional three-phase direct current (DC)/DC converters | |
| JP4808221B2 (ja) | 高周波変復調多相整流装置 | |
| US4948209A (en) | VSCF starter/generator systems | |
| US5781428A (en) | Transformer for 12-pulse series connection of converters | |
| JP3724238B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| CN111052588B (zh) | 具有Scott变压器的功率转换装置 | |
| JPH07147777A (ja) | 電子式絶縁変圧器 | |
| JP3674283B2 (ja) | 絶縁形電力変換装置 | |
| JP3431506B2 (ja) | 多重インバータ装置 | |
| JPH05207660A (ja) | 電源障害対策装置 | |
| JPS63305725A (ja) | 無停電電源装置 | |
| JP4395669B2 (ja) | 三相整流装置 | |
| US6208230B1 (en) | Transformer for cycloconverter | |
| CN113890366A (zh) | 隔离式多相dc/dc转换器 | |
| JP2006204036A (ja) | 車両用電力変換装置 | |
| JP2682241B2 (ja) | 電源障害対策装置 | |
| JP3235705B2 (ja) | スイッチング電源 | |
| JP2677022B2 (ja) | 交流電気車の電源装置 | |
| JP7366076B2 (ja) | 三相インバータ及び無停電電源システム | |
| KR102589807B1 (ko) | 보조권선을 구비한 변압기 | |
| JP3198790B2 (ja) | 三相−多相変換変圧器 | |
| JP3381645B2 (ja) | 変圧器 | |
| JPH0646571A (ja) | 電圧形インバータの初期充電回路 | |
| JPS5976167A (ja) | 相数変換装置 | |
| RU2137237C1 (ru) | Трехфазный высоковольтный трансформатор с регулированием напряжения для питания 12-фазного выпрямительно-инверторного агрегата |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040319 |