JPH0777515B2 - 単相−3相変換回路 - Google Patents

単相−3相変換回路

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JPH0777515B2
JPH0777515B2 JP58000610A JP61083A JPH0777515B2 JP H0777515 B2 JPH0777515 B2 JP H0777515B2 JP 58000610 A JP58000610 A JP 58000610A JP 61083 A JP61083 A JP 61083A JP H0777515 B2 JPH0777515 B2 JP H0777515B2
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc 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
    • H02M5/293Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc 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
    • HELECTRICITY
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2209/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the waveform of the supplied voltage or current
    • H02P2209/05Polyphase motors supplied from a single-phase power supply or a DC power supply

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、単相交流を3相電流波形に変換する単相−3
相変換回路に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、単相交流を3相交流に変換する回路では、交
流電源から一度、直流電源に変換して(順変換と呼ぶ)
その後、3相交流に変換(逆変換と呼ぶ)する方法があ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述の従来例においては、交流電源から直流電源に順変
換するためのものとして、整流回路等が必要となり、部
品点数が多くなり、装置コストが高くなるという問題点
があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、単相交流から3相交流に変換す
る回路において、順変換回路を省略し、回路を構成する
部品点数を低減し、構成の簡単な回路を提供することで
ある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するための本発明の構成は、『単相交
流電源から3相交流へ変換する電力変換回路において、
該変換回路の端子は、第1及び第2の入力端子と、第1
乃至第3の出力端子とを備え、前記第1入力端子と第1
出力端子との間には直列に接続したインダクタを備え、
前記第2入力端子と第2出力端子は接続されており、且
つ第1及び第2のキャパシタを備え、該第1及び第2の
キャパシタは直列に接続した第1接続点を有し、該第1
接続点と前記第3出力端子は接続されており、該第1キ
ャパシタの第1接続点でない他方の第2接続点は、電流
方向が互いに逆極性に、並列に接続された、第1単極単
投電流一方向性スイッチ手段と第1整流手段を直列に介
して、前記第1出力端子に接続され、更に第2接続点
は、電流方向が互いに逆極性に、並列に接続された、第
3単極単投電流一方向性スイッチ手段と第3整流手段を
直列に介して、前記第2出力端子に接続されており、該
第2キャパシタの第1接続点でない他方の第3接続点
は、電流方向が互いに逆極性に、並列に接続された、第
2単極単投電流一方向性スイッチ手段と第2整流手段を
直列に介して、前記第1出力端子に接続され、更に第3
接続点は、電流方向が互いに逆極性に、並列に接続され
た、第4単極単投電流一方向性スイッチ手段と第4整流
手段を直列に介して、前記第2出力端子に接続され、 第1の単極単投電流一方向性スイッチ手段を入力単相交
流電源電圧位相から60度遅れた位相でオンオフ制御し、 第2の単極単投電流一方向性スイッチ手段を前記第1の
単極単投電流一方向性スイッチ手段と逆相でオンオフ制
御し、 第3の単極単投電流一方向性スイッチ手段を前記入力単
相交流電源電圧位相から120度遅れた位相でオンオフ制
御し、 第4の単極単投電流一方向性スイッチ手段を前記第3の
単極単投電流一方向性スイッチ手段と逆相でオンオフ制
御する』ことをその要旨としている。
〔作 用〕
即ち本発明は、ブリッヂ接続された、第1乃至第4の整
流手段とインダクタを通して、直列接続された第1及び
第2のキャパシタに、単相交流電流から電気エネルギー
が蓄積され、これらの第1及び第2のキャパシタには電
荷が蓄積され電圧が確定する。
第1キャパシタと第2キャパシタを直列接続した第1接
続点は、3相交流出力電圧の中性点となり、この中性点
に対して、第1乃至第4の単極単投電流一方向性スイッ
チ手段をオン又はオフにすることにより、第1出力端子
と第2出力端子に位相差が60゜ずれた交流電圧波形を得
ることができる。
これらのオンオフのスイッチ操作を行っても、インダク
タが入力電源と直列に挿入されているため、スイッチ手
段は保護され、単相から3相交流への電力交換は円滑に
行うことが可能である。
この発明の構成によれば、第1入力端子と第2入力端子
の間の単相交流を、第1出力端子乃至第3出力端子の3
相交流に変換するにあたり、本変換回路が、整流回路の
機能と3相交流電圧の発生回路の2つの機能を合せ持つ
もので、整流回路を別に設けることなく、目的を達成す
ることができる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例で以って、更に詳細に説明する。
第1図において、入力端子1,2に単相交流電源Vが接続
され、出力端子A、B、Cには3相負荷として3相誘導
電動機I.Mが接続されている。この変換回路には、イン
ダクタ101と;二つのキャパシタ102,103と;ダイオード
11,12,13,14と;トランジスタS1,S2,S3,S4と;入力端子
1,2と;出力端子A,B,Cとを備えている。
単相交流電源の電圧極性が、入力端子1が入力端子2に
対して、正である期間には、ダイオード 11,14とインダクタ101を通して、キャパシタ102,103に
電荷が蓄積される。又、単相交流電源の電圧極性が、入
力端子1が入力端子2に対して負である期間には、ダイ
オード13,12とインダクタ101を通して、キャパシタ102,
103に電荷が蓄積される。キャパシタ102と103の電圧を
Eボルトとし、出力端子Cの相電圧Vcを0ボルト(仮想
中性点)とし、出力端子AとCの間の線間電圧をVac,出
力端子BとCの間の線間電圧をVbcとすれば、線間電圧V
acはトランジスタS1をオン,トランジスタS2をオフする
ことにより+Eボルト,トランジスタS1をオフ,トラン
ジスタS2をオンすることにより−Eボルトにすることが
できる。又同様に線間電圧VbcはトランジスタS3をオ
ン,トランジスタS4をオフすることにより+Eボルト,
トランジスタS3をオフ,トランジスタS4をオンすること
により−Eボルトにすることができる。従って、トラン
ジスタS1,S2,S3,S4のオンオフ動作にPWM技術を用いるこ
とにより、線間電圧Vac,Vbc間に60゜位相差をもった基
本波電圧を発生させることができる。この様なスイッチ
ング動作を行えば、3相誘導電動機I.Mにそれぞれ120゜
位相差をもった電流を流すことができる。又この様なス
イッチング動作を行っても、インダクタ101が単相交流
電源との間に直列に接続されているため、トランジスタ
S1,S2,S3,S4や、キャパシタ102,103には過大な電圧が付
加されることなく、単相から3相への電力変換を行うこ
とができる。
第2図に本発明実施例回路の制御波形図を示す。本実施
例では、線間電圧Vac,Vbcに矩形波を得るため、S1,S2,S
3,S4のオンオフ信号にデューティ比が50%の矩形波を用
いている。単相交流電源電圧波形の0゜から60゜までと
300゜から360゜までのモードIと、60゜から120゜まで
のモードIIと120゜から240゜までのモードIIIと、240゜
から300゜までのモードIVの4種類のモードより構成さ
れた、これらのモードが順に第2図の様に電源電圧波形
に同期して繰り返される。
モードIでは、S2とS4のトランジスタのオンオフ信号を
オン状態とする。この状態では、入力端子1よりインダ
クタ101を経て、トランジスタS2とダイオード14の並列
回路と、トランジスタS4とダイオード14の並列回路を経
て、入力端子2へ電源電流が流れる。
この状態では、出力端子Aと出力端子Bとの線間電圧Va
bは零となっているが、入力端子1と入力端子2の間に
はインダクタ101が接続された状態となっている。
次にモードIIでは、トランジスタS1とS4のオンオフ信号
をオン状態とする。このモードでは、入力端子1よりイ
ンダクタ101を経由して、電気エネルギーが、トランジ
スタS1とダイオード11の配列回路を通して、キャパシタ
102、103へ移り、電流はキャパシタ103の負極より、ト
ランジスタS4とダイオード14の並列回路を経由して、入
力端子2へ戻る。このモード中、線間電圧Vabは+2E、
線間電圧Vacは+E、線間電圧Vbcは−Eの電圧が出力端
子A,B,Cを通して、負荷に供給される。
モードIIIでは、トランジスタS1とS3のオンオフ信号を
オン状態とする。このモードでは、入力端子1より、イ
ンダクタ101を経由して、トランジスタS1とダイオード1
1の並列回路及び、トランジスタS3とダイオード13の並
列回路を経て、入力端子2へとつながる閉回路が形成さ
れる。このモード中、線間電圧Vabは零、線間電圧Vacは
+E、線間電圧Vbcは+Eの電圧が出力端子A,B,Cを通し
て、負荷に供給される。
モードIVでは、トランジスタS2とS3のオンオフ信号をオ
ン状態とする。このモードでは、入力端子2より、トラ
ンジスタS3とダイオード13の並列回路を通して、キャパ
シタ102、103へ電流が流れ、キャパシタ103の負極よ
り、トランジスタS2とダイオード12の並列回路を通り、
インダクタ101を経由して、入力端子1へ電流が戻る閉
回路となる。このモード中、線間電圧Vabは−2E、線間
電圧Vacは−E、線間電圧Vbcは+Eとなり、これらの電
圧が負荷に供給される。
次に、第3図に本実施例の動作波形図を示す。
入力端子1と入力端子2の線間電圧をV12とすると、こ
の単相電源V12の電圧波形を規準として、線間電圧Vacを
60゜遅れの位相に、線間電圧Vbcを120゜遅れの位相とな
る様に、前記第2図の様にトランジスタS1,S2,S3,S4の
オンオフ信号を与えると、線間電圧Vabは、入力電源V12
と同相となる。また、出力端子Aを規準とした出力端子
Cの電圧を線間電圧Vcaとすれば、Vca=−Vacであるか
ら、Vcaはこの第3図の様な波形となる。
この第3図において、位相関係は入力電圧V12を規準と
すると、線間電圧Vabは同相、線間電圧Vbcは120゜遅れ
の位相、線間電圧Vcaは240゜遅れの位相となっており、
3相交流の場合と同じとなる。
また、線間電圧VabとVbc,Vcaとは電圧波形が異なる波形
ではあるが、それぞれの基本波成分は同じであるため、
実施例の様な誘導電動機では問題はない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の構成によれば、第1入力
端子と第3入力端子の間の単相交流を、第1出力端子乃
至第3出力端子の3相交流に交換するにあたり、本変換
回路が、整流回路の機能と3相交流電圧の発生回路の2
つの機能を合せ持つもので、整流回路を別に設けること
なく、単相交流から3相交流に変換する回路において、
順変換回路を省略し、回路を構成する部品点数を低減
し、構成の簡単な回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明回路の一実施例を示す構成図である。 第2図は本発明実施例回路の制御波形図であり、第3図
は本発明実施例回路の動作波形図を示したものである。 V:単相電源、I.M:3相誘導電動機(負荷) 1,2:入力端子、A,B,C:出力端子 101:インダクタ、102,103:キャパシタ 11,12,13,14:ダイオード S1,S2,S3,S4:トランジスタ P1:第1接続点、P2:第2接続点、P3:第3接続点

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単相交流電源から3相交流へ変換する電力
    変換回路において、該変換回路の端子は、 第1及び第2の入力端子と、 第1乃至第3の出力端子とを備え、 前記第1入力端子と第1出力端子との間には直列に接続
    したインダクタを備え、前記第2入力端子と第2出力端
    子は接続されており、且つ第1及び第2のキャパシタを
    備え、該第1及び第2のキャパシタは直列に接続した第
    1接続点を有し、 該第1接続点と前記第3出力端子は接続されており、 該第1キャパシタの第1接続点でない他方の第2接続点
    は、電流方向が互いに逆極性に、並列に接続された、第
    1単極単投電流一方向性スイッチ手段と第1整流手段を
    直列に介して、前記第1出力端子に接続され、 更に第2接続点は、 電流方向が互いに逆極性に、並列に接続された、第3単
    極単投電流一方向性スイッチ手段と第3整流手段を直列
    に介して、 前記第2出力端子に接続されており、 該第2キャパシタの第1の接続点でない他方の第3接続
    点は、電流方向が互いに逆極性に、並列に接続された、
    第2単極単投電流一方向性スイッチ手段と第2整流手段
    を直列に介して、前記第1出力端子に接続され、 更に第3接続点は、 電流方向が互いに逆極性に、並列に接続された、第4単
    極単投電流一方向性スイッチ手段と第4整流手段を直列
    に介して、前記第2出力端子に接続され、 第1の単極単投電流一方向性スイッチ手段を入力単相交
    流電源電圧位相から60度遅れた位相でオンオフ制御し、 第2の単極単投電流一方向性スイッチ手段を前記第1の
    単極単投電流一方向性スイッチ手段と逆相でオンオフ制
    御し、 第3の単極単投電流一方向性スイッチ手段を前記入力単
    相交流電源電圧位相から120度遅れた位相でオンオフ制
    御し、 第4の単極単投電流一方向性スイッチ手段を前記第3の
    単極単投電流一方向性スイッチ手段と逆相でオンオフ制
    御することを特徴とする単相−3相変換回路。
  2. 【請求項2】前記、第1乃至第4単極単投電流一方向性
    スイッチ手段がトランジスタであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の単相−3相変換回路。
  3. 【請求項3】前記、第1乃至第4整流手段がダイオー
    ド、サイリスタから選ばれた1種であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の単相−3相変換回路。
JP58000610A 1983-01-05 1983-01-05 単相−3相変換回路 Expired - Lifetime JPH0777515B2 (ja)

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JPS59127575A JPS59127575A (ja) 1984-07-23
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