JPH07322630A - コンバータ装置 - Google Patents
コンバータ装置Info
- Publication number
- JPH07322630A JPH07322630A JP6136556A JP13655694A JPH07322630A JP H07322630 A JPH07322630 A JP H07322630A JP 6136556 A JP6136556 A JP 6136556A JP 13655694 A JP13655694 A JP 13655694A JP H07322630 A JPH07322630 A JP H07322630A
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- Japan
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- zero
- converter
- pwm
- reactor
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】交流側に三相リアクトルを有する三相コンバー
タ回路相互間に流れる零相電流を抑制するようにしたコ
ンバータ装置を提供するものである。 【構成】交流側に三相リアクトルを有する三相コンバー
タ回路の複数を、交流入力と直流出力を共通としてなる
コンバータ装置において、三相コンバータ回路の複数の
それぞれにまたは２組のいずれか一方にその三相コンバ
ータ回路交流入力側に零相リアクトルを接続するように
構成したものである。
タ回路相互間に流れる零相電流を抑制するようにしたコ
ンバータ装置を提供するものである。 【構成】交流側に三相リアクトルを有する三相コンバー
タ回路の複数を、交流入力と直流出力を共通としてなる
コンバータ装置において、三相コンバータ回路の複数の
それぞれにまたは２組のいずれか一方にその三相コンバ
ータ回路交流入力側に零相リアクトルを接続するように
構成したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交流側に三相リアクトル
を有した複数の三相コンバータ回路におけるコンバータ
回路相互間に流れる零相電流を抑制するコンバータ装置
に関するものである。
を有した複数の三相コンバータ回路におけるコンバータ
回路相互間に流れる零相電流を抑制するコンバータ装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電力変換装置の発生する高調波電流を抑
制し高い交流入力力率を実現する順変換方式として、高
速スイッチを用いてこれをパルス幅変調制御（ＰＷＭ制
御）する、いわゆるＰＷＭコンバータが利用されてい
る。
制し高い交流入力力率を実現する順変換方式として、高
速スイッチを用いてこれをパルス幅変調制御（ＰＷＭ制
御）する、いわゆるＰＷＭコンバータが利用されてい
る。
【０００３】一般に、ＰＷＭコンバータは順変換動作を
行いながら、交流入力力率をほぼ１にかつ交流入力電流
を低歪の正弦波に保つように動作し、また交流入力電圧
によって制限される電圧以上であれば直流出力電圧制御
も可能である。このＰＷＭコンバータの動作について
は、例えば「ＰＷＭコンバータを用いた高性能交流車両
システムの検討」（電気学会論文Ｄ分冊， 107巻３号，
昭和62年発行）にも詳細が報告されているため、ここで
の詳細説明は省略する。
行いながら、交流入力力率をほぼ１にかつ交流入力電流
を低歪の正弦波に保つように動作し、また交流入力電圧
によって制限される電圧以上であれば直流出力電圧制御
も可能である。このＰＷＭコンバータの動作について
は、例えば「ＰＷＭコンバータを用いた高性能交流車両
システムの検討」（電気学会論文Ｄ分冊， 107巻３号，
昭和62年発行）にも詳細が報告されているため、ここで
の詳細説明は省略する。
【０００４】近年、特に無停電電源装置においては、交
流フイルタの小型化，設備容量の低減，蓄電池の充電器
も兼用できるなどの観点から、コンバータ装置の主流と
なりつつある。本文では、無停電電源装置の例により、
説明することとする。
流フイルタの小型化，設備容量の低減，蓄電池の充電器
も兼用できるなどの観点から、コンバータ装置の主流と
なりつつある。本文では、無停電電源装置の例により、
説明することとする。
【０００５】図４はＰＷＭコンバターによる三相無停電
電源装置の基本構成を示すもので、１は三相交流電源、
２は三相コンバータ回路、３は蓄電池、４はインバータ
回路である。ここに、三相コンバータ回路２はトランジ
スタ 211〜 216よりなるブリッジ回路，トランジスタ 2
11〜 216に逆並列接続されたダイオード 221〜 226，交
流入力側に配された交流リアクトル 231〜 233および直
流平滑コンデンサ24からなる。
電源装置の基本構成を示すもので、１は三相交流電源、
２は三相コンバータ回路、３は蓄電池、４はインバータ
回路である。ここに、三相コンバータ回路２はトランジ
スタ 211〜 216よりなるブリッジ回路，トランジスタ 2
11〜 216に逆並列接続されたダイオード 221〜 226，交
流入力側に配された交流リアクトル 231〜 233および直
流平滑コンデンサ24からなる。
【０００６】すなわち、三相交流電源１，交流入力を直
流出力に変換する三相コンバータ回路２，交流電源停電
時にインバータ回路４に電力供給を行う蓄電池３よりな
る。ここで、ＰＷＭコンバータとしての三相コンバータ
回路２はインバータ回路４に電力を供給しながら、蓄電
池３を充電する充電器として動作する。交流リアクトル
231〜 233は設置スペースの点で有利となる三相リアク
トルとするのが通常である。
流出力に変換する三相コンバータ回路２，交流電源停電
時にインバータ回路４に電力供給を行う蓄電池３よりな
る。ここで、ＰＷＭコンバータとしての三相コンバータ
回路２はインバータ回路４に電力を供給しながら、蓄電
池３を充電する充電器として動作する。交流リアクトル
231〜 233は設置スペースの点で有利となる三相リアク
トルとするのが通常である。
【０００７】さらに、大規模システムを構成する場合、
かような図４に示す構成を複数組み合わせるが、一般的
には三相交流電源および蓄電池を無停電電源装置間で共
通にすることが行われている。図５は図４に類して表し
た従来例を示すもので、２Ａ，２Ｂは三相コンバータ回
路である。
かような図４に示す構成を複数組み合わせるが、一般的
には三相交流電源および蓄電池を無停電電源装置間で共
通にすることが行われている。図５は図４に類して表し
た従来例を示すもので、２Ａ，２Ｂは三相コンバータ回
路である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図５に示し如き無停電
電源装置においては、そのコンバータ回路についてのみ
みれば、交流入力および直流出力が各々共通に接続され
た形態となる。このことは、三相コンバータ回路２Ａ，
２ＢがＰＷＭコンバータである場合、並列構成となった
コンバータ回路間に循環電流が流れる。これを図６を参
照して説明する。
電源装置においては、そのコンバータ回路についてのみ
みれば、交流入力および直流出力が各々共通に接続され
た形態となる。このことは、三相コンバータ回路２Ａ，
２ＢがＰＷＭコンバータである場合、並列構成となった
コンバータ回路間に循環電流が流れる。これを図６を参
照して説明する。
【０００９】図６は図５に示した並列構成の三相ＰＷＭ
コンバータの一相分について示してある。通常、無停電
電源装置を図５のような並列構成にする場合は、一方が
停止しても残った他方により電力供給を行えるように、
無停電電源装置の制御部は、ＰＷＭコンバータの制御部
を含め全く個別とされる。したがって、図６においてト
ランジスタ 211Ａ， 212Ａ， 211Ｂ， 212Ｂについては
同じ相に接続されているが、異なる動作状態となる。
コンバータの一相分について示してある。通常、無停電
電源装置を図５のような並列構成にする場合は、一方が
停止しても残った他方により電力供給を行えるように、
無停電電源装置の制御部は、ＰＷＭコンバータの制御部
を含め全く個別とされる。したがって、図６においてト
ランジスタ 211Ａ， 212Ａ， 211Ｂ， 212Ｂについては
同じ相に接続されているが、異なる動作状態となる。
【００１０】ここで、トランジスタ 211Ａとトランジス
タ 211Ｂがともに導通となった状態を考えると、直流平
滑コンデンサ24Ａ，24Ｂおよび蓄電池３を電源として、
三相コンバータ回路２Ａ，２Ｂ間循環する経路が成立す
る。すなわち、 （直流平滑コンデンサ24Ａ，24Ｂおよび蓄電池３）→ト
ランジスタ 211Ａ→交流リアクトル 231Ａ→交流リアク
トル 231Ｂ→トランジスタ 212Ｂ→（直流平滑コンデン
サ24Ａ，24Ｂおよび蓄電池３） という閉回路ＣＣが形成され、電流が流れる。
タ 211Ｂがともに導通となった状態を考えると、直流平
滑コンデンサ24Ａ，24Ｂおよび蓄電池３を電源として、
三相コンバータ回路２Ａ，２Ｂ間循環する経路が成立す
る。すなわち、 （直流平滑コンデンサ24Ａ，24Ｂおよび蓄電池３）→ト
ランジスタ 211Ａ→交流リアクトル 231Ａ→交流リアク
トル 231Ｂ→トランジスタ 212Ｂ→（直流平滑コンデン
サ24Ａ，24Ｂおよび蓄電池３） という閉回路ＣＣが形成され、電流が流れる。
【００１１】かように２台のＰＷＭコンバータ回路各相
間に循環電流が流れ、ＰＷＭコンバータ回路の三相入力
電源和が零でなくなる場合、各々のＰＷＭコンバータに
とって零相電流成分が発生したことになる。ここで、Ｐ
ＷＭコンバータの交流リアクトルを三相リアクトルとす
ることは前述した通りであり、三相リアクトルは、零相
電流に対してはリアクトル要素として機能せずインピー
ダンス要素とならないために、ＰＷＭコンバータ回路の
循環電流を抑制することができず、大きな零相電流が流
れることになる。
間に循環電流が流れ、ＰＷＭコンバータ回路の三相入力
電源和が零でなくなる場合、各々のＰＷＭコンバータに
とって零相電流成分が発生したことになる。ここで、Ｐ
ＷＭコンバータの交流リアクトルを三相リアクトルとす
ることは前述した通りであり、三相リアクトルは、零相
電流に対してはリアクトル要素として機能せずインピー
ダンス要素とならないために、ＰＷＭコンバータ回路の
循環電流を抑制することができず、大きな零相電流が流
れることになる。
【００１２】かようなＰＷＭコンバータ間の循環電流は
無論コンバータ回路を構成するトランジスタといった半
導体素子に流れるため、特に循環電流が流入するＰＷＭ
コンバータ回路側の電流が増加することになり、その損
失を増大させる問題を有していた。本発明は上述したよ
うな点に鑑みなされたものであり、その目的とするとこ
ろは並列構成のＰＷＭコンバータ間の循環電流を抑制し
得るコンバータ装置を提供することにある。
無論コンバータ回路を構成するトランジスタといった半
導体素子に流れるため、特に循環電流が流入するＰＷＭ
コンバータ回路側の電流が増加することになり、その損
失を増大させる問題を有していた。本発明は上述したよ
うな点に鑑みなされたものであり、その目的とするとこ
ろは並列構成のＰＷＭコンバータ間の循環電流を抑制し
得るコンバータ装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、第１
に、交流側に三相リアクトルを有してＰＷＭ制御を行い
交流入力を直流出力に変換する三相コンバータ回路の複
数を備えるとともに、その交流入力と直流出力を共通と
して構成したコンバータ装置において、各三相コンバー
タ回路の交流入力側に零相リアクトルを設けてなるもの
である。第２に、かような三相コンバータ回路の二組の
交流入力と直流出力を共通として構成したコンバータ装
置において、一方の三相コンバータ回路の交流入力側に
のみ零相リアクトルを設けてなるものである。
に、交流側に三相リアクトルを有してＰＷＭ制御を行い
交流入力を直流出力に変換する三相コンバータ回路の複
数を備えるとともに、その交流入力と直流出力を共通と
して構成したコンバータ装置において、各三相コンバー
タ回路の交流入力側に零相リアクトルを設けてなるもの
である。第２に、かような三相コンバータ回路の二組の
交流入力と直流出力を共通として構成したコンバータ装
置において、一方の三相コンバータ回路の交流入力側に
のみ零相リアクトルを設けてなるものである。
【００１４】
【作用】かかる解決手段により、交流三相リアクトルと
直接に接続された零相リアクトルにより並列三相コンバ
ータ回路間の循環電流すなわち零相電流を抑制し、コン
バータ回路構成素子の損失を抑制しかつその加熱を防ぐ
ことができる。さらに、本発明を図面に基づいて詳細説
明する。
直接に接続された零相リアクトルにより並列三相コンバ
ータ回路間の循環電流すなわち零相電流を抑制し、コン
バータ回路構成素子の損失を抑制しかつその加熱を防ぐ
ことができる。さらに、本発明を図面に基づいて詳細説
明する。
【００１５】
【実施例】図１は図５に類して表した本発明の一実施例
の要部構成を示すもので、５Ａ，５Ｂは三相コンバータ
回路である。すなわち、図１においては、三相コンバー
タ回路５Ａ，５Ｂはその交流入力側に零相リアクトル55
Ａ，55Ｂがそれぞれ接続されている。また、交流リアク
トル53Ａ，53Ｂは三相リアクトルとして示してなる。こ
の零相リアクトル55Ａ，55Ｂについて、図２により説明
する。
の要部構成を示すもので、５Ａ，５Ｂは三相コンバータ
回路である。すなわち、図１においては、三相コンバー
タ回路５Ａ，５Ｂはその交流入力側に零相リアクトル55
Ａ，55Ｂがそれぞれ接続されている。また、交流リアク
トル53Ａ，53Ｂは三相リアクトルとして示してなる。こ
の零相リアクトル55Ａ，55Ｂについて、図２により説明
する。
【００１６】図２は図１の零相リアクトルの構成例を示
すもので、６は零相リアクトルである。すなわち、零相
リアクトル６は、一つの鉄心61に三相分の巻線62を図示
の極性となるよう等しい巻数で巻き込んでなる。ここ
で、図２に示した各相の電流Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉｔの関係が
（Ｉｒ＋Ｉｓ＋Ｉｔ＝０）、すなわち平衡三相電流とな
る場合は、各相の電流によって生じる鉄心中の磁束が相
互に打ち消され、リアクトルとして動作しない。
すもので、６は零相リアクトルである。すなわち、零相
リアクトル６は、一つの鉄心61に三相分の巻線62を図示
の極性となるよう等しい巻数で巻き込んでなる。ここ
で、図２に示した各相の電流Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉｔの関係が
（Ｉｒ＋Ｉｓ＋Ｉｔ＝０）、すなわち平衡三相電流とな
る場合は、各相の電流によって生じる鉄心中の磁束が相
互に打ち消され、リアクトルとして動作しない。
【００１７】しかし、三相平衡状態が崩れて（Ｉｒ＋Ｉ
ｓ＋Ｉｔ≠０）となる場合、（Ｉｒ＋Ｉｓ＋Ｉｔ）で決
まる電流成分によって鉄心中に磁束が形成され、リアク
トルとして動作することになる。この電流成分がいわゆ
る零相電流であり、零相リアクトルが零相電流に対して
リアクトルとして動作し制限要素となる。かようにし
て、図１に示したように三相コンバータ回路５Ａ，５Ｂ
の交流入力側に零相リアクトル55Ａ，55Ｂを挿入させた
ことより、並列接続された三相コンバータ回路５Ａ，５
Ｂ相互間に流れる循環電流、すなわちＰＷＭコンバータ
にとっての零相電流を抑制することができる。なお、か
ような零相リアクトルの容量は、ＰＷＭコンバ間の零相
電流成分のみで決まるため、小型なものですむことは明
らかでなる。また、本実施例においてはＰＷＭコンバー
タの並列数の制約はないことは勿論である。
ｓ＋Ｉｔ≠０）となる場合、（Ｉｒ＋Ｉｓ＋Ｉｔ）で決
まる電流成分によって鉄心中に磁束が形成され、リアク
トルとして動作することになる。この電流成分がいわゆ
る零相電流であり、零相リアクトルが零相電流に対して
リアクトルとして動作し制限要素となる。かようにし
て、図１に示したように三相コンバータ回路５Ａ，５Ｂ
の交流入力側に零相リアクトル55Ａ，55Ｂを挿入させた
ことより、並列接続された三相コンバータ回路５Ａ，５
Ｂ相互間に流れる循環電流、すなわちＰＷＭコンバータ
にとっての零相電流を抑制することができる。なお、か
ような零相リアクトルの容量は、ＰＷＭコンバ間の零相
電流成分のみで決まるため、小型なものですむことは明
らかでなる。また、本実施例においてはＰＷＭコンバー
タの並列数の制約はないことは勿論である。
【００１８】図３は図５および図１に類して表した本発
明の他の実施例の要部構成を示すものである。すなわ
ち、ＰＷＭコンバータは二組並列構成と限定し、三相コ
ンバータ回路５Ａ，２Ｂから構成されてなる。かように
いずれか一方のＰＷＭコンバータ（５Ａ）の交流入力側
に零相リアクを接続してなる。ＰＷＭコンバータを二組
並列とした場合、循環電流は一方のＰＷＭコンバータか
らもう一方のＰＷＭコンバータに流れることに他なら
ず、並列接続となる交流入力線上に零相リアクトルが配
されておれば、循環電流を抑制できることは明らかであ
る。かようにして、かような他の実施例につしても先の
一実施例と同様の動作を得ることができる。
明の他の実施例の要部構成を示すものである。すなわ
ち、ＰＷＭコンバータは二組並列構成と限定し、三相コ
ンバータ回路５Ａ，２Ｂから構成されてなる。かように
いずれか一方のＰＷＭコンバータ（５Ａ）の交流入力側
に零相リアクを接続してなる。ＰＷＭコンバータを二組
並列とした場合、循環電流は一方のＰＷＭコンバータか
らもう一方のＰＷＭコンバータに流れることに他なら
ず、並列接続となる交流入力線上に零相リアクトルが配
されておれば、循環電流を抑制できることは明らかであ
る。かようにして、かような他の実施例につしても先の
一実施例と同様の動作を得ることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｐ
ＷＭコンバータ間の循環電流を抑制し、実用上経済的で
効率のよいコンバータ装置を提供できる。
ＷＭコンバータ間の循環電流を抑制し、実用上経済的で
効率のよいコンバータ装置を提供できる。
【図１】図１は本発明の一実施例を示す回路図である。
【図２】図２は図１の零相リアクトルを説明するため示
した構成図である。
した構成図である。
【図３】図３は本発明の他の実施例を示す回路図であ
る。
る。
【図４】図４は一般的なＰＷＭコンバータによる三相無
停電電源装置の基本構成を示す回路図である。
停電電源装置の基本構成を示す回路図である。
【図５】図５は従来例のコンバータ装置の構成を示す回
路図である。
路図である。
【図６】図６は従来技術の課題を説明するため示した説
明図である。
明図である。
１ 三相交流電源 ２ 三相コンバータ回路 ２Ａ 三相コンバータ回路 ２Ｂ 三相コンバータ回路 ３ 蓄電池 ４ インバータ回路 ４Ａ インバータ回路 ４Ｂ インバータ回路 ５Ａ 三相コンバータ回路 ５Ｂ 三相コンバータ回路 55Ａ 零相リアクトル 55Ｂ 零相リアクトル ６ 零相リアクトル
Claims (2)
- 【請求項１】 交流側に三相リアクトルを有しパルス幅
変調制御により交流入力を直流出力に変換する三相コン
バータ回路の複数を、該交流入力と直流出力を共通とし
てなるコンバータ装置において、前記複数の三相コンバ
ータ回路の交流入力側にそれぞれ零相リアクトルを接続
するようにしたことを特徴とするコンバータ装置。 - 【請求項２】 交流側に三相リアクトルを有しパルス幅
変調制御により交流入力を直流出力に変換する三相コン
バータ回路の二組を、該交流入力と直流出力を共通とし
てなるコンバータ装置において、前記二組の三相コンバ
ータ回路の一方の交流入力側に零相リアクトルを接続す
るようにしたことを特徴とするコンバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6136556A JPH07322630A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | コンバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6136556A JPH07322630A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | コンバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07322630A true JPH07322630A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=15177993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6136556A Pending JPH07322630A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | コンバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07322630A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002044953A (ja) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Daikin Ind Ltd | 三相半電圧出力形整流装置 |
| JP2006121890A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-05-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 直流電源装置および圧縮機駆動装置 |
| JP5131403B1 (ja) * | 2012-04-26 | 2013-01-30 | 富士電機株式会社 | 無停電電源システム |
| KR101234951B1 (ko) * | 2008-07-31 | 2013-02-19 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 교류 전기차의 제어장치 |
-
1994
- 1994-05-26 JP JP6136556A patent/JPH07322630A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002044953A (ja) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Daikin Ind Ltd | 三相半電圧出力形整流装置 |
| JP4513185B2 (ja) * | 2000-07-27 | 2010-07-28 | ダイキン工業株式会社 | 三相半電圧出力形整流装置 |
| JP2006121890A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-05-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 直流電源装置および圧縮機駆動装置 |
| KR101234951B1 (ko) * | 2008-07-31 | 2013-02-19 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 교류 전기차의 제어장치 |
| US8565951B2 (en) | 2008-07-31 | 2013-10-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Controller for AC electric vehicle |
| JP5131403B1 (ja) * | 2012-04-26 | 2013-01-30 | 富士電機株式会社 | 無停電電源システム |
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