JPH10323045A - 整流装置 - Google Patents
整流装置Info
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- JPH10323045A JPH10323045A JP12984797A JP12984797A JPH10323045A JP H10323045 A JPH10323045 A JP H10323045A JP 12984797 A JP12984797 A JP 12984797A JP 12984797 A JP12984797 A JP 12984797A JP H10323045 A JPH10323045 A JP H10323045A
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Abstract
つ、高調波成分を除去しした整流装置を提供する。 【解決手段】 オートトランスフォーマ(13)の出力
巻線(U1、V1、W1、U2、V2、W2)とコンバ
ータ部(6、7)の入力端子(R1、S1、T1、R
2、S2、T2)との間に、相互に磁路が鎖交するコモ
ンモードリアクトル(19)を接続することにより、零
相電流成分を相殺する。
Description
流する整流装置、特に交流電源の高調波成分を除去した
12パルス整流装置に関する。
について説明する。図5(a)は、絶縁式トランスフォ
ーマを用いた例を示している。3相交流電源1に1次巻
線2を接続した絶縁式トランスフォーマ3の一方の2次
巻線4は星形接続され、他方の2次巻線5は三角接続さ
れ、両2次巻線の位相角が30度異なる様に設定されて
いる。各巻線2、4、5は電気的には相互に絶縁されて
いるが、磁気的には相互に鎖交する様になっている。一
方の2次巻線4は一方のコンバータ部6に接続され、他
方の2次巻線は他方のコンバータ部7に接続されて、そ
こに設けられた半導体スイッチング素子8又は整流素子
によって12パルス整流が行われ、直流母線9、10を
介して、平滑コンデンサ12で平滑された直流を負荷1
1に供給するものである。このような構成により、3相
交流が12ステップ整流されると共に、基本周波数の第
5高調波と第7高調波とは理論的に無くなり、良質の直
流が供給される。
用いた場合、コンバータやこのコンバータの出力につな
がるインバータなどの電力変換装置に対して、価格・体
積が2〜3倍、重量は10倍以上にもなる欠点があっ
た。
トランスフォーマ13を用いた他の従来例を示してい
る。このオートトランスフォーマ13は、三角接続され
た1次巻線14の巻線端に、それぞれ位相角を30度変
位させた一方の出力巻線15と他方の出力巻線16とを
各相に備えている。そしてこの一方の出力巻線15は一
方のコンバータ部6に接続され、他方の出力巻線16は
他方のコンバータ部7に接続されて12ステップ整流さ
れた直流電力が直流母線9、10に供給される。そして
1次側と2次側とが絶縁されていないため、一方のコン
バータ6の入力端子R1から平滑コンデンサ12、他方
のコンバータ7のS2入力端子を介してオートトランス
フォーマ13の他方の出力巻線16という具合に循環電
流が流れてしまうため、2組のコンバータ部を用いても
1組みのコンバータと同じ働きしかしなくなってしまう
ので、これを防ぐためコンバータ6、7の出力側に相間
リアクトル17を設けている。
マ13と相間リアクトル17を用いた場合は、オートト
ランスフォーマ13は価格・体積・重量が改善させるも
のの、相間リアクトル17がコンバータ従来品に収まら
ない、という欠点があった。また、これを外付けにする
には、従来製品の電力変換装置の内部から配線を引き出
さなくてはならず、実用向きでなかった。さらに、コン
バータの条件によってはその相間リアクトル17を設置
できない場合も生じた。
ってこの相間リアクトル17を設置できない場合は、図
5(c)のように、コンバータ6の入力端子(R1、S
1、T1)間にコモンモードリアクトル18を接続する
従来例が存在していた。このようにしても図5(b)と
同様の効果が得られた。すなわち、図5(c)は交流変
圧用としてオートトランスフォーマ13を用い、オート
トランスフォーマ13の一方の出力巻線15(U1、V
1、W1)と一方のコンバータ6の入力端子(R1、S
1、T1)との間にコモンモードリアクトル18を接続
して循環電流を防止している。このコモンモードリアク
トル18は、他方のコンバータ7の入力側、あるいは両
コンバータの入力側に設けることもできる。
8を用いた場合、通常の3相コモンモードリアクトルは
120°位相のずれた3相の正弦波が流れるときは発生
する磁束も120°位相がずれており互いに打ち消し合
う。しかしながら図5(c)の場合のコモンモードリア
クトル18に流れる3相の電流はコンバータに流れる高
調波成分を多く含んだ電流なので互いに打ち消し合わ
ず、電流の零相成分はゼロにならない。これによって磁
束が発生するので、この部分でのコアの飽和を考える
と、コモンモードリアクトル18の体積が大きくなると
いう問題があった。
によれば、例えば絶縁式トランスフォーマを用いた場合
には、絶縁トランスフォーマの体積並びに価格がコンバ
ータ部の数倍となり不経済であるばかりか、重量が何ト
ンにもなるため設置場所の制約を受けることが多かった
し、また、オートトランスフォーマと相間リアクトルを
用いた場合には、相間リアクトルをコンバータ部に設け
ることが出来ず、外付けすると大電流用の断面積の大き
な導体を引き回さねばならず現実的ではなかった。さら
に、オートトランスフォーマとコモンモードリアクトル
の組み合わせにおいては、コモンモードリアクトルに流
れる電流は高調波成分を多量に含んだ電流であるので、
正弦波電流の場合の様に完全な打ち消しは得られず、零
相分電流が残ってしまい、この零相電流によって余分な
磁束が発生するので、磁路鉄心の飽和を防ぐために磁路
鉄心断面積をその分大きくせねばならず、コモンモード
リアクトルの体積が大きくなってしまう欠点があった。
そこでこの発明はこれらの欠点を解決するもので、価格
・体積・重量を従来よりも低減し、かつ高調波成分を除
去した整流装置を提供するものである。
側が3相交流電源に接続され、2次側にそれぞれ位相角
の異なる複数の出力巻線を有するオートトランスフォー
マの2次出力をコンバータ部を介して整流出力する整流
装置において、前記オートトランスフォーマの各出力巻
線とコンバータ部との間に、相互に磁路が鎖交するコモ
ンモードリアクトルを接続したことを特徴としている。
トランスフォーマの出力巻線と前記コモンモードリアク
トルとの間にノーマルモードのインダクタンスを有する
交流リアクトルを接続したことを特徴としている。
交流電源の各相と前記オートトランスフォーマの1次側
との間にノーマルモードのインダクタンスを有する交流
リアクトルを接続したことを特徴としている。
ンスフォーマの2次側の各出力巻線は互いに30°位相
の異なる出力電圧を有し、前記コンバータ部が2組設け
られ、前記各出力巻線の各一方の巻線は前記一方の組の
コンバータ部の各相入力端子に接続され、前記各出力巻
線の各他方の巻線は前記他方の組のコンバータ部の各相
入力端子に接続されて成る12パルス整流装置であるこ
とを特徴としている。
ランスフォーマの各出力巻線とコンバータ部との間に相
互に磁路が鎖交するコモンモードリアクトルを接続する
ものであるので、各コンバータ部の電流がコモンモード
リアクトルに流れ、各コンバータ部に流れる零相成分が
逆相となり、したがって零相電流が互いに打ち消し合う
ので、コモンモードリアクトル内に零相電流が流れな
い。それゆえ、それによる磁束も生じないので、鎖交磁
路鉄心の断面積を小さくし、コモンモードリアクトルを
小形化することが出来る。したがって製造が容易になる
ばかりか、オートトランスフォーマにコモンモードリア
クトルを組み付けることも出来るのでユーザーが使い易
くなる。
の形態を説明する。図1において、3相交流電源1に1
次巻線14が接続されたオートトランスフォーマ13
は、1次巻線14がデルタ接続され、これらの巻線端に
は、それぞれ位相角を30度異ならせた一方の出力巻線
15と他方の出力巻線16とが接続されている。一方の
出力巻線15(U1、V1、W1)と一方のコンバータ
部6の入力端子R1、S1、T1との間並びに他方の出
力巻線16(U2、V2、W2)と他方のコンバータ部
7の入力端子R2、S2、T2との間には、この発明に
よるコモンモードリアクトル19が接続されている。両
コンバータ部6、7は、一周期当たり12パルスの点弧
を行い、直流母線9、10に出力し、平滑コンデンサ1
2によって平滑された直流を負荷11に供給する。
る。図中(a)はオートトランスフオーマ13の1次巻
線14に流れる電流波形で、(b)はオートトランスフ
ォーマ13の一方の出力巻線15からコモンモードリア
クトル19を経て一方のコンバータ部6へ流れる3相電
流、(c)はオートトランスフォーマ13の他方の出力
巻線16、コモンモードリアクトル19、他方のコンバ
ータ部7へと流れる3相電流、(d)は(b)に示した
3相電流を足し合わせた零相電流波形、(e)は(c)
の3相電流を足し合わせた零相電流波形。(f)は
(d)と(e)とを足し合わせた零相電流をそれぞれ示
している。これらの電流波形からわかるように、3相の
コモンモードリアクトルであれば図2の(d)と(e)
の零相電流が流れ、コアの飽和の原因になり、そのため
コアを大きくせざるを得ないが、本発明の6相コモンモ
ードリアクトルを用いれば図2の(f)のように零相電
流(d)と(e)を足し合わせた零相電流はゼロとな
り、これによるコアの磁気飽和は考えなくてよい。ま
た、この実施の形態の様に6相のコモンモードリアクト
ル19を用いる場合そのインダクタンスは、3相コモン
モードリアクトルの半分の半分で同等の性能が得られる
ので、結果的にリアクトルの小形化ができる。
14が接続されたオートトランスフォーマ13の各出力
巻線15、16と6相のコモンモードリアクトル19と
の間にノーマルモードのインダクタンスを有する交流リ
アクトル27を設けた例が示されている。この実施の形
態によれば、6相のコモンモードリアクトル19の存在
により零相電流が相殺されるだけでなく、電源電流の歪
み率を低減でき、電源系統のサージの影響を少なくする
ことができる。
施の形態の場合、オートトランスフォーマ13の1次巻
線14と3相交流電源1の各相の間に、相互の磁束鎖交
の無いノーマルモードのインダクタンスを有する交流リ
アクトル28が接続されている。オートトランスフォー
マ13の一方の出力巻線15は、6相のコモンモードリ
アクトル19を介して一方のコンバータ部6の入力端子
R1、S1、T1に接続され、他方の出力巻線16は、
コモンモードリアクトル19を介して他方のコンバータ
部7の入力端子R2、S2、T2に接続されている。両
コンバータ部6、7の出力は直流母線9、10に接続さ
れ、平滑コンデンサ12で平滑された直流を負荷11に
供給している。この実施の形態では、実施の形態2の場
合と同様に、コモンモードリアクトル19により零相電
流が相殺されると共に、電源電流の歪み率が低減され、
電源側サージに対する安全率が高められる。
本的なオートトランスフォーマの例を示したが、ヘキサ
ゴンタイプのオートトランスフォーマなどのあらゆる種
類のオートトランスフォーマによってこの発明を構成で
きる。また、整流方式は12パルス整流に限定されるも
のでは無く、例えば24パルス整流、36パルス整流な
どにも実施出来ることは勿論である。
ランスフォーマの各出力巻線とコンバータ部との間に、
相互に磁路が鎖交するコモンモードリアクトルが接続さ
れるものであるので、零相電流はコモンモードリアクト
ルにおいて相殺され、零相電流は流れなくなり、リアク
トル鉄心の磁気飽和の恐れが無くなるので、リアクトル
の寸法を効果的に小形化できる。その結果、整流装置を
効果的に小形軽量低価格化でき、ユーザーの導入し易い
整流装置を提供出来る。
回路図である。
続回路図である。
置の接続回路図である。
は、絶縁式トランスフォーマを用いた例、(b)は、オ
ートトランスフォーマ給電のコンバータ部出力に相間リ
アクトルを用いた例、(c)は、オートトランスフォー
マの出力巻線とコンバータ部入力との間にコモンモード
リアクトルを用いた例をそれぞれ示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 1次側が3相交流電源に接続され、2次
側にそれぞれ位相角の異なる複数の出力巻線を有するオ
ートトランスフォーマの2次出力をコンバータ部を介し
て整流出力する整流装置において、 前記オートトランスフォーマの各出力巻線とコンバータ
部との間に、相互に磁路が鎖交するコモンモードリアク
トルを接続したことを特徴とする整流装置。 - 【請求項2】 前記整流装置において、 前記オートトランスフォーマの出力巻線と前記コモンモ
ードリアクトルとの間にノーマルモードのインダクタン
スを有する交流リアクトルを接続したことを特徴とする
請求項1記載の整流装置。 - 【請求項3】 前記整流装置において、 前記3相交流電源の各相と前記オートトランスフォーマ
の1次側との間にノーマルモードのインダクタンスを有
する交流リアクトルを接続したことを特徴とする請求項
1記載の整流装置。 - 【請求項4】 前記整流装置は、前記オートトランスフ
ォーマの2次側の各出力巻線は互いに30°位相の異な
る出力電圧を有し、前記コンバータ部が2組設けられ、
前記各出力巻線の各一方の巻線は前記一方の組のコンバ
ータ部の各相入力端子に接続され、前記各出力巻線の各
他方の巻線は前記他方の組のコンバータ部の各相入力端
子に接続されて成る12パルス整流装置であることを特
徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の整流装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12984797A JP3801305B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 整流装置 |
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JP12984797A JP3801305B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 整流装置 |
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JPH10323045A true JPH10323045A (ja) | 1998-12-04 |
JP3801305B2 JP3801305B2 (ja) | 2006-07-26 |
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---|---|---|---|
JP12984797A Expired - Fee Related JP3801305B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 整流装置 |
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-
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- 1997-05-20 JP JP12984797A patent/JP3801305B2/ja not_active Expired - Fee Related
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