JPH11178358A - Power conversion device - Google Patents

Power conversion device

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JPH11178358A
JPH11178358A JP9342339A JP34233997A JPH11178358A JP H11178358 A JPH11178358 A JP H11178358A JP 9342339 A JP9342339 A JP 9342339A JP 34233997 A JP34233997 A JP 34233997A JP H11178358 A JPH11178358 A JP H11178358A
Authority
JP
Japan
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power
circuit
voltage
power converter
reactor
Prior art date
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Pending
Application number
JP9342339A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Mochizuki
昌人 望月
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a harmonic current when supplying power from an AC power supply to a power-converting device, in the power conversion device as a DC power supply with a regenerating function. SOLUTION: One terminal of a series circuit of a DC reactor 31 and a resistor 18 is connected to one terminal of the DC output of a circuit where semiconductor switches 11-16 are bridge-connected, a diode 20 is connected to both terminals of the series circuit, a thyristor 19 is connected to both terminals of the resistor 18, and an electrolytic capacitor 21 is connected between the other terminal of the series circuit and the other terminal of the DC output of a circuit being connected in a bridge, thus suppressing a harmonic current when power from the AC power supply 1 is to supplied a power conversion device 30 through the use of the DC reactor 31.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば電力変換
装置の出力にインバータを介して交流電動機を接続し、
該電動機の力行運転時には交流電源から電力変換装置を
介してインバータに電力を供給し、該電動機の回生運転
時にはインバータから電力変換装置を介して交流電源に
電力を回生する電力変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to, for example, connecting an AC motor to an output of a power converter via an inverter,
The present invention relates to a power conversion device that supplies power to an inverter from an AC power supply via a power conversion device during power running operation of the electric motor and regenerates power from the inverter to the AC power supply via the power conversion device during regenerative operation of the motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、この種の電力変換装置の従来例
を示す回路構成図である。図2において、1は商用電源
などの交流電源、2は3相のACリアクトル、3は電力
変換装置、4は電力変換装置3から入力される直流電圧
を所望の周波数,電圧の交流電圧に変換して出力するイ
ンバータ、5はインバータ4の出力で駆動される交流電
動機を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional example of this type of power converter. In FIG. 2, 1 is an AC power supply such as a commercial power supply, 2 is a three-phase AC reactor, 3 is a power converter, and 4 is a DC voltage input from the power converter 3 into an AC voltage having a desired frequency and voltage. And 5, an AC motor driven by the output of the inverter 4.

【0003】この電力変換装置3には自己消弧形素子と
してのトランジスタ11a〜16aとダイオード11b
〜16bとをそれぞれ逆並列接続してなる半導体スイッ
チ11〜16と、スナバコンデンサ17と、抵抗18
と、サイリスタ19と、ダイオード20と、平滑コンデ
ンサとしての電解コンデンサ21と、トランジスタ11
a〜16aとサイリスタ19とをそれぞれ制御する制御
回路22とを備え、半導体スイッチ11〜16それぞれ
により、図示の如く、3相のブリッジ接続回路を構成し
ている。
The power converter 3 has transistors 11a to 16a as self-extinguishing elements and a diode 11b.
16b, anti-parallel semiconductor switches 11-16, a snubber capacitor 17, and a resistor 18
Thyristor 19, diode 20, electrolytic capacitor 21 as a smoothing capacitor, transistor 11
a to 16a and a control circuit 22 for controlling the thyristor 19, respectively, and each of the semiconductor switches 11 to 16 constitutes a three-phase bridge connection circuit as shown.

【0004】図2に示した電力変換装置3の動作を以下
に説明する。図3は、制御回路22によるトランジスタ
11a〜16aの制御方法を示す波形図であり、図3
(イ)は交流電源1からACリアクトル3を介して電力
変換装置3の入力端子R,S,Tそれぞれの相電圧を示
し、図3(ロ)はこのR,S,T相電圧に対するトラン
ジスタ11a〜16aそれぞれのオン状態の区間を示
し、例えば、トランジスタ11aはR相電圧がS,T相
電圧に比して+極性で1番高い区間オン状態にし、トラ
ンジスタ14aはR相電圧がS,T相電圧に比して−極
性で1番低い区間にオン状態にしている。
The operation of the power converter 3 shown in FIG. 2 will be described below. FIG. 3 is a waveform chart showing a method of controlling the transistors 11a to 16a by the control circuit 22.
3A shows the phase voltages of the input terminals R, S, and T of the power converter 3 from the AC power supply 1 via the AC reactor 3, and FIG. 3B shows the transistor 11a for the R, S, and T phase voltages. 16a shows the ON state section, for example, the transistor 11a is in the ON state in the section where the R phase voltage is the highest in the + polarity compared to the S and T phase voltages, and the transistor 14a is the R phase voltage having the S and T phases. The ON state is set in a section having the lowest polarity with respect to the phase voltage.

【0005】先ず、電力変換装置3の入力端子R,S,
TにACリアクトル3を介して交流電源1から交流電圧
が印加されると、このときには制御回路22によりトラ
ンジスタ11a〜16aは全てオフ状態にし、サイリス
タ19はオフ状態にしておくと、入力端子R,S,Tに
印加された交流電圧はダイオード11b〜16bにより
整流され、この整流電圧により抵抗18を介して電解コ
ンデンサ21が充電される。この充電電流は抵抗18に
より抑制され、ダイオード11b〜16bに過大な突入
電流が流れるのを防止している。
First, the input terminals R, S,
When an AC voltage is applied to T from the AC power supply 1 via the AC reactor 3, the transistors 11a to 16a are all turned off by the control circuit 22 and the thyristor 19 is turned off. The AC voltage applied to S and T is rectified by the diodes 11b to 16b, and the rectified voltage charges the electrolytic capacitor 21 via the resistor 18. This charging current is suppressed by the resistor 18 to prevent an excessive rush current from flowing through the diodes 11b to 16b.

【0006】次に、電解コンデンサ21の両端電圧がほ
ぼ定格電圧まで上昇したタイミングで制御回路22によ
りサイリスタ19をオンさせて抵抗18を短絡状態に
し、トランジスタ11a〜16aも上述の図3に示した
動作を開始して、この電力変換装置3の起動が完了し、
以後は制御回路22によりサイリスタ19はオン状態を
継続し、トランジスタ11a〜16aも上述の図3に示
した動作を継続する。
Next, the thyristor 19 is turned on by the control circuit 22 at the timing when the voltage across the electrolytic capacitor 21 has almost risen to the rated voltage to short-circuit the resistor 18, and the transistors 11a to 16a are also shown in FIG. When the operation is started, the activation of the power converter 3 is completed,
Thereafter, the thyristor 19 is kept on by the control circuit 22, and the transistors 11a to 16a also continue the operation shown in FIG.

【0007】上述の如き動作で電力変換装置3の起動が
完了すると、インバータ4が動作を開始して電力変換装
置3の出力端子P,N間の直流電圧を所望の周波数,電
圧の交流電圧に変換して交流電動機5を駆動する。以後
は、交流電動機5の力行運転時には交流電源1からAC
リアクトル2を介し、更に電力変換装置3のダイオード
11b〜16bとサイリスタ19とを介してインバータ
4に電力を供給し、また、交流電動機5の回生運転時に
はインバータ4から電力変換装置3のダイオード20と
上述の図3に示した動作をするトランジスタ11a〜1
6aとを介し、更にACリアクトル2を介して交流電源
1に電力を回生する。
When the activation of the power converter 3 is completed by the above-described operation, the inverter 4 starts operating and converts the DC voltage between the output terminals P and N of the power converter 3 to an AC voltage having a desired frequency and voltage. After the conversion, the AC motor 5 is driven. After that, the AC power supply 1
Power is supplied to the inverter 4 via the reactor 2 and further via the diodes 11b to 16b and the thyristor 19 of the power converter 3, and when the AC motor 5 is in a regenerative operation, the inverter 4 supplies the power to the diode 20 of the power converter 3. Transistors 11a-1a that operate as shown in FIG.
The power is regenerated to the AC power supply 1 via the AC reactor 2 via the AC reactor 2.

【0008】なおACリアクトル2は、上述の回生運転
時にダイオード20とトランジスタ11a〜16aに流
れる電流を抑制するために設置されている。また、スナ
バコンデンサ17は、トランジスタ11a〜16aの前
述のスイッチング動作に対するスナバ用である。
The AC reactor 2 is provided to suppress the current flowing through the diode 20 and the transistors 11a to 16a during the regenerative operation described above. The snubber capacitor 17 is used for snubber for the switching operation of the transistors 11a to 16a.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】図2に示した電力変換
装置3の主回路構成は、いわゆるPWM制御自励式整流
器の構成と類似であるが、制御回路22によるトランジ
スタ11a〜16aのスイッチング動作が異なってお
り、上述の如く、交流電源1の電圧の位相のみに基づく
単純なスイッチング動作を行っている。
The main circuit configuration of the power converter 3 shown in FIG. 2 is similar to the configuration of a so-called PWM control self-excited rectifier, except that the switching operation of the transistors 11a to 16a by the control circuit 22 is performed. As described above, a simple switching operation based on only the phase of the voltage of the AC power supply 1 is performed.

【0010】しかしながら先述の交流電動機5の力行運
転時には、この電力変換装置3はブリッジ接続されたダ
イオード11b〜16bと電解コンデンサ21によるコ
ンデンサインプット形の3相全波整流回路と等価であ
り、この電力変換装置3に交流電源1から多くの高調波
電流が流れ、この高調波電流により交流電源1に擾乱を
与えるという難点があった。
However, during the power running operation of the AC motor 5 described above, the power converter 3 is equivalent to a capacitor-input three-phase full-wave rectifier circuit comprising bridge-connected diodes 11b to 16b and an electrolytic capacitor 21. A large amount of harmonic current flows from the AC power supply 1 to the converter 3, and there is a problem that the AC power supply 1 is disturbed by the harmonic current.

【0011】この発明の目的は上記問題点を解決し、前
記高調波電流を抑制した電力変換装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a power converter in which the harmonic current is suppressed.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明は、交流電源よ
り入力される交流電圧を直流電圧に変換して出力する電
力変換装置において、複数組の自己消弧形素子とダイオ
ードとを逆並列接続してなる半導体スイッチをブリッジ
接続し、該ブリッジ接続した回路の直流側の一端に直流
リアクトルと抵抗との直列回路の一端を接続し、該直列
回路の両端にダイオードを接続し、前記抵抗の両端にサ
イリスタを接続し、前記ブリッジ接続した回路の直流側
の他端と前記直列回路の他端との間に平滑コンデンサを
接続し、該平滑コンデンサの両端電圧を出力とした構成
の電力変換装置とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a power converter for converting an AC voltage input from an AC power supply to a DC voltage and outputting the DC voltage, wherein a plurality of sets of self-extinguishing elements and diodes are connected in anti-parallel. A semiconductor switch is bridge-connected, one end of a series circuit of a DC reactor and a resistor is connected to one end on the DC side of the bridge-connected circuit, a diode is connected to both ends of the series circuit, and both ends of the resistor are connected. A power converter having a configuration in which a thyristor is connected to the DC-side of the bridge-connected circuit and a smoothing capacitor is connected between the other end of the series circuit and a voltage across the smoothing capacitor as an output. I do.

【0013】この発明によれば、後述の如く、従来例回
路に前記直流リアクトルを挿設することにより前記高調
波電流を抑制することができる。
According to the present invention, as described later, the harmonic current can be suppressed by inserting the DC reactor into a conventional circuit.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の実施例を示す
電力変換装置の回路構成図であり、この電力変換装置3
0には図2に示した従来例回路と同一機能を有する半導
体スイッチ11〜16,スナバコンデンサ17,抵抗1
8,サイリスタ19,ダイオード20,電解コンデンサ
21,制御回路22の他に直流リアクトル31を備えて
いる。
FIG. 1 is a circuit diagram of a power converter showing an embodiment of the present invention.
Reference numeral 0 denotes semiconductor switches 11 to 16, snubber capacitors 17, and resistors 1 having the same functions as those of the conventional circuit shown in FIG.
8, a rectifier 19, a diode 20, an electrolytic capacitor 21, a control circuit 22 and a DC reactor 31 are provided.

【0015】すなわち、図1に示す如く半導体スイッチ
11〜16により構成された3相のブリッジ接続回路の
直流出力の+側に直流リアクトル31と抵抗18の直列
回路の一端が接続され、この直列回路の他端と前記ブリ
ッジ接続回路の直流出力の−側との間に電解コンテンサ
21が接続され、また該直列回路の両端にダイオード2
0が接続され、更に抵抗18の両端にはサイリスタ19
が接続されている。
That is, as shown in FIG. 1, one end of a series circuit of a DC reactor 31 and a resistor 18 is connected to the + side of the DC output of a three-phase bridge connection circuit composed of semiconductor switches 11 to 16, and An electrolytic capacitor 21 is connected between the other end of the bridge connection circuit and the negative side of the DC output of the bridge connection circuit.
Thyristor 19 is connected to both ends of the resistor 18.
Is connected.

【0016】図1に示した電力変換装置30の動作を以
下に説明する。先ず、この電力変換装置30の起動完了
までの動作は、先述の電力変換装置3と同一動作であ
る。次に、電力変換装置30の起動が完了すると、イン
バータ4が動作を開始して電力変換装置3の出力端子
P,N間の直流電圧を所望の周波数,電圧の交流電圧に
変換して交流電動機5を駆動する。以後は、交流電動機
5の力行運転時には交流電源1からACリアクトル2を
介し、更に電力変換装置3のダイオード11b〜16b
と直流リアクトル31とサイリスタ19とを介してイン
バータ4に電力を供給し、また、交流電動機5の回生運
転時にはインバータ4から電力変換装置3のダイオード
20と上述の図3に示した動作をするトランジスタ11
a〜16aとを介し、更にACリアクトル2を介して交
流電源1に電力を回生する。
The operation of the power converter 30 shown in FIG. 1 will be described below. First, the operation up to the completion of the activation of the power converter 30 is the same as the operation of the power converter 3 described above. Next, when the activation of the power conversion device 30 is completed, the inverter 4 starts operating and converts the DC voltage between the output terminals P and N of the power conversion device 3 into an AC voltage having a desired frequency and voltage, thereby obtaining an AC motor. 5 is driven. Thereafter, during power running operation of the AC motor 5, the diodes 11 b to 16 b of the power converter 3 are further switched from the AC power supply 1 via the AC reactor 2.
And supplies the power to the inverter 4 via the DC reactor 31 and the thyristor 19. When the AC motor 5 is in the regenerative operation, the inverter 4 supplies the diode 20 of the power converter 3 and the transistor which operates as shown in FIG. 11
a to 16a, and further, to the AC power supply 1 via the AC reactor 2.

【0017】上述の力行運転時には、直流リアクトル3
1がこの電力変換装置30に交流電源1から流れる高調
波電流を抑制する。また回生運転時には、ダイオード2
0により直流リアクトル31に電流が流れず、その結
果、トランジスタ11a〜16aの前述のスイッチング
動作に対して、直流リアクトル31は無関係である。
In the above-described power running operation, the DC reactor 3
1 suppresses a harmonic current flowing from the AC power supply 1 to the power converter 30. During regenerative operation, the diode 2
0 causes no current to flow in the DC reactor 31, so that the DC reactor 31 is irrelevant to the aforementioned switching operations of the transistors 11a to 16a.

【0018】[0018]

【発明の効果】この発明の電力変換装置によれば、直流
リアクトルにより交流電源から電力変換装置に電力を供
給する際に該交流電源の高調波電流を抑制し、制御回路
の動作も簡単で、安価,良質な直流電源としての電力変
換装置を提供できる。
According to the power converter of the present invention, when power is supplied from the AC power supply to the power converter using the DC reactor, the harmonic current of the AC power supply is suppressed, and the operation of the control circuit is simplified. An inexpensive and high-quality power converter as a DC power supply can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施例を示す電力変換装置の回路構
成図
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a power converter showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来例を示す電力変換装置の回路構成図FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a power converter showing a conventional example.

【図3】図2の動作を説明する波形図FIG. 3 is a waveform chart for explaining the operation of FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…交流電源、2…ACリアクトル、3…電力変換装
置、4…インバータ、5…交流電動機、11〜16…半
導体スイッチ、11a〜16a…トランジスタ、11b
〜16b…ダイオード、17…スナバコンデンサ、18
…抵抗、19…サイリスタ、20…ダイオード、21…
電解コンデンサ、22…制御回路、30…電力変換装
置、31…直流リアクトル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... AC power supply, 2 ... AC reactor, 3 ... Power converter, 4 ... Inverter, 5 ... AC motor, 11-16 ... Semiconductor switches, 11a-16a ... Transistors, 11b
~ 16b ... diode, 17 ... snubber capacitor, 18
... Resistance, 19 ... Thyristor, 20 ... Diode, 21 ...
Electrolytic capacitor, 22: control circuit, 30: power converter, 31: DC reactor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交流電源より入力される交流電圧を直流電
圧に変換して出力する電力変換装置において、 複数組の自己消弧形素子とダイオードとを逆並列接続し
てなる半導体スイッチをブリッジ接続し、 該ブリッジ接続した回路の直流側の一端に直流リアクト
ルと抵抗との直列回路の一端を接続し、 該直列回路の両端にダイオードを接続し、 前記抵抗の両端にサイリスタを接続し、 前記ブリッジ接続した回路の直流側の他端と前記直列回
路の他端との間に平滑コンデンサを接続し、 該平滑コンデンサの両端電圧を出力としたことを特徴と
する電力変換装置。
1. A power converter for converting an AC voltage input from an AC power supply into a DC voltage and outputting the DC voltage, wherein a plurality of sets of self-extinguishing elements and diodes are connected in anti-parallel by bridge-connecting a semiconductor switch. Connecting one end of a series circuit of a DC reactor and a resistor to one end on the DC side of the bridge-connected circuit; connecting a diode to both ends of the series circuit; connecting a thyristor to both ends of the resistor; A power converter, wherein a smoothing capacitor is connected between the other end of the connected circuit on the DC side and the other end of the series circuit, and a voltage between both ends of the smoothing capacitor is output.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100398616B1 (en) * 2001-04-19 2003-09-19 주식회사 베가파워 Multi-Pulse Thyristor Converting Apparatus using An Auxiliary Circuit
JP2005198385A (en) * 2004-01-06 2005-07-21 Muscle Corp Driving device of motor and method of controlling the same

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