JPH1141931A - Power converter - Google Patents

Power converter

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JPH1141931A
JPH1141931A JP9187988A JP18798897A JPH1141931A JP H1141931 A JPH1141931 A JP H1141931A JP 9187988 A JP9187988 A JP 9187988A JP 18798897 A JP18798897 A JP 18798897A JP H1141931 A JPH1141931 A JP H1141931A
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JP
Japan
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power
phase
converter
inverter
cell
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Application number
JP9187988A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Kudo
俊明 工藤
Hiromi Hosoda
博美 細田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the necessity of installing rush current suppression circuits in all cell inverters at the time of initial charging and thereby reduce the number of circuit constituent elements by turning on AC power supplies for the cell inverters having no rush current suppression circuits and then starting an operation after completion of charging of capacitors of all the cell inverters. SOLUTION: First, only a power switch 2a is turned on and cell inverters 4U1, 4V1, 4W1 having rush current suppression circuits are initially charged. Nextly, with a power switch 2b being in an off state, the remaining cell inverters 4U2a-4W3a are charged using the initially charged cell inverters 4U1, 4V1, 4W1. By this method, it is not necessary to necessarily install rush current suppression circuits in all the cell inverters at the time of initial charging.

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】本発明は高圧の多相交流出力
を得ることが可能な電力変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter capable of obtaining a high-voltage polyphase AC output.

【0002】[0002]

【従来の技術】高圧出力を得ることのできる電力変換装
置として図40に記載した構成が知られており、図40
の構成の電力変換装置の動作は,P.W.Hammond 「 A New
Approach to Enhance Power Quality for Medium Volta
ge AC Drive 」 , IEEE trans.on I.A., 1997 に記載さ
れている。
2. Description of the Related Art The configuration shown in FIG. 40 is known as a power converter capable of obtaining a high voltage output.
The operation of the power converter with the configuration of PWHammond “A New
Approach to Enhance Power Quality for Medium Volta
ge AC Drive ", IEEE trans.on IA, 1997.

【0003】図40において、3相交流電源1には、交
流電源を入り切りするためのコンタクタや遮断器などの
電源スイッチ2を介して9組の2次巻線をもつトランス
3の1次巻線が接続され、トランス3の2次巻線には3
相多重電力変換装置4が接続され、3相多重電力変換装
置4には交流電動機等の負荷5が接続されている。
In FIG. 40, a primary winding of a transformer 3 having nine sets of secondary windings is connected to a three-phase AC power supply 1 via a power switch 2 such as a contactor or a circuit breaker for turning on and off the AC power supply. Is connected to the secondary winding of the transformer 3.
A phase multiplex power converter 4 is connected, and a load 5 such as an AC motor is connected to the three-phase multiplex power converter 4.

【0004】3相多重電力変換装置4は、それぞれ3つ
のセルインバータを直列接続した単相多重変換装置4
U、4Vおよび4WをY結線して構成される。セルイン
バータ4U1、4U2、4U3、4V1、4V2、4V
3、4W1、4W2、4W3は3 相多重変換装置4 の基
本構成要素であり、セルインバータの詳細構成を図41
に示す。
A three-phase multiplex power converter 4 is a single-phase multiplex converter 4 in which three cell inverters are connected in series.
U, 4V and 4W are connected by Y connection. Cell inverter 4U1, 4U2, 4U3, 4V1, 4V2, 4V
Reference numerals 3, 4W1, 4W2, and 4W3 are basic components of the three-phase multiplexing conversion device 4.
Shown in

【0005】図41において、101R、101S、1
01Tは3相電源の交流入力端子、102は6個のダイ
オードD1〜D6で構成される周知のダイオードコンバ
ータ、103は直流電力を平滑化するためのフィルタコ
ンデンサ、104は4個のトランジスタQ1〜Q4で構
成される単相インバータ、105Pおよび105Nはイ
ンバータ104の交流出力端子である。
In FIG. 41, 101R, 101S, 1
01T is an AC input terminal of a three-phase power supply, 102 is a known diode converter composed of six diodes D1 to D6, 103 is a filter capacitor for smoothing DC power, and 104 is four transistors Q1 to Q4. , And 105P and 105N are AC output terminals of the inverter 104.

【0006】106は抵抗Rと短絡スイッチSWで構成
される初期充電時の突入電流抑制回路であり、運転開始
時に交流電源を投入したときのコンデンサ103への突
入電流を抵抗Rで抑制し、コンデンサ103への充電が
完了し、直流電圧が確立すれば短絡スイッチSWをオン
して抵抗Rを短絡する。運転中は不必要な補助的回路で
はあるが、なくてはならない回路である。
Reference numeral 106 denotes an inrush current suppression circuit at the time of initial charging comprising a resistor R and a short-circuit switch SW. The inrush current to the capacitor 103 when the AC power is turned on at the start of operation is suppressed by the resistor R. When charging of the battery 103 is completed and a DC voltage is established, the short-circuit switch SW is turned on to short-circuit the resistor R. It is an unnecessary auxiliary circuit during operation, but an indispensable circuit.

【0007】端子101R、101S、101Tに入力
された3相交流をダイオードコンバータ102で直流に
変換し、フィルタコンデンサ103で平滑化することに
よって、ほぼ一定の直流電圧Vcが得られる。インバー
タ104のトランジスタは同時に2個づつオン・オンす
るトランジスタの組合せによって、出力端子105Pと
105N間には次のような電圧が得られる。
The three-phase alternating current input to the terminals 101R, 101S, and 101T is converted into direct current by the diode converter 102 and smoothed by the filter capacitor 103, so that a substantially constant direct current voltage Vc is obtained. The following voltage is obtained between the output terminals 105P and 105N by the combination of the transistors of the inverter 104 which are turned on and turned on two by two at the same time.

【0008】・Q1とQ4がオン:+Vc ・Q1とQ2がオンあるいはQ3とQ4がオン:0 ・Q2とQ3がオン:−Vc 上述のように図41のセルインバータからは、+Vc,
0,−Vcの3種類の出力電圧を得ることができる。
Q1 and Q4 are on: + Vc Q1 and Q2 are on or Q3 and Q4 are on: 0 Q2 and Q3 are on: -Vc As described above, the cell inverter of FIG.
It is possible to obtain three types of output voltages of 0 and -Vc.

【0009】図40ではトランス3の絶縁された9組の
2次巻線から、各セルインバータ4U1〜4W3に3相
交流電力を供給し、各相3つのセルインバータの出力端
子を直列接続した単相多重変換装置4U,4V,4Wを
Y結線した構成により3相多重変換装置4を実現してい
る。負荷の交流電動機5には3相多重変換装置4から電
力供給される。単相多重変換装置4U,4V,4Wの各
相出力電圧は、上記のセルインバータの出力電圧を加算
した電圧となり、+3Vc,+2Vc,+Vc,0,−
Vc,−2Vcおよび−3Vcの7種類の出力を得るこ
とができる。
In FIG. 40, three-phase AC power is supplied to each of cell inverters 4U1 to 4W3 from nine sets of insulated secondary windings of transformer 3, and output terminals of three cell inverters of each phase are connected in series. The three-phase multiplex converter 4 is realized by a configuration in which the phase multiplex converters 4U, 4V, and 4W are connected in a Y-connection. The AC motor 5 of the load is supplied with power from the three-phase multiplex converter 4. Each phase output voltage of the single-phase multiplex converters 4U, 4V, 4W is a voltage obtained by adding the output voltages of the cell inverters described above, and is + 3Vc, + 2Vc, + Vc, 0,-.
It is possible to obtain seven types of outputs Vc, -2Vc and -3Vc.

【0010】このように、電力変換装置の出力として7
レベルの電圧が得られ、高調波の少ない電圧を負荷に供
給することができる長所をもつ。図40では3組の単相
多重変換装置4U,4V,4WをY結線して3相の電力
変換装置4を構成しているが、3組の単相多重変換装置
をΔ結線して3相の電力変換装置4を構成することも可
能である。また、2組の単相多重変換装置をV結線する
などの他の結線でも3相の電力変換装置4を構成するこ
とができる。
As described above, the output of the power converter is 7
It has the advantage that a voltage of the level can be obtained and a voltage with less harmonics can be supplied to the load. In FIG. 40, three sets of single-phase multiplex converters 4U, 4V, and 4W are Y-connected to form a three-phase power converter 4, but three sets of single-phase multiplex converters are Δ-connected to form a three-phase power converter. It is also possible to configure the power converter 4 of FIG. Further, the three-phase power converter 4 can be configured by other connection such as V-connection of two sets of single-phase multiplex converters.

【0011】また、セルインバータの出力を加算した電
圧が得られ、高圧の電力変換装置を構成できることも特
長である。図40には各相3直列の構成を示したが、直
列数はより多くすることも可能で、より高圧の出力を得
ることもできる。従来、電力変換装置と負荷の電圧定格
を整合させるために、昇圧トランスを用いていた用途に
おいて、図40の構成にすることで昇圧トランスを不要
にできる。
Another feature is that a voltage obtained by adding the outputs of the cell inverters is obtained, and a high-voltage power converter can be constructed. Although FIG. 40 shows a configuration of three series in each phase, the number of series can be increased and an output of higher voltage can be obtained. Conventionally, in a case where a boosting transformer is used in order to match the voltage rating of a power converter with that of a load, the configuration shown in FIG. 40 eliminates the need for the boosting transformer.

【0012】更に、図40に示したトランス3の2次巻
線のように、2次巻線の電圧位相をシフトすることで電
源側高調波を低減できることも長所である。図40にお
いて、各相毎の3直列されたセルインバータの電源電圧
はそれぞれ20度づつ位相をシフトすることが電源高調
波低減に最も効果がある。一般に、N多重の場合の位相
シフト量は、60度/Nとすることが効果的であること
が知られている。また、図41のインバータはトランジ
スタを用いているが、GTOなどの他の半導体スイッチ
を用いても同様の構成が実現できることは明らかであ
る。
Another advantage is that the power supply side harmonics can be reduced by shifting the voltage phase of the secondary winding as in the secondary winding of the transformer 3 shown in FIG. In FIG. 40, it is most effective to reduce the power supply harmonics by shifting the phases of the power supply voltages of the three series-connected cell inverters of each phase by 20 degrees. In general, it is known that the phase shift amount in the case of N multiplexing is effective to be 60 degrees / N. Although the inverter in FIG. 41 uses a transistor, it is apparent that a similar configuration can be realized by using another semiconductor switch such as a GTO.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では次のような課題がある。1つめは、補助回路が
多いことである。突入電流抑制回路は、初期充電時には
コンデンサへの突入電流を抑制するために必要な回路で
はあるが、コンデンサの電圧確立後は不必要な回路であ
る。
However, the conventional configuration has the following problems. First, there are many auxiliary circuits. The inrush current suppression circuit is a circuit necessary for suppressing the inrush current to the capacitor at the time of initial charging, but is an unnecessary circuit after the voltage of the capacitor is established.

【0014】この突入電流抑制回路をできるだけ少なく
し、回路構成を簡単にして安価な装置にすることが1つ
の課題である。2つめは、電力回生ができないことであ
る。
One of the problems is to reduce the inrush current suppression circuit as much as possible, to simplify the circuit configuration, and to provide an inexpensive device. Second, power regeneration cannot be performed.

【0015】図41のセルインバータはダイオードコン
バータ102を用いて直流電圧を得ている。ダイオード
コンバータは負電流を流せないので、よく知られている
ように電力回生をすることができない。図40の電力変
換装置はファンやポンプなどを可変速駆動する、いわゆ
る省エネ用途に用いられることが多い。ファンやポンプ
は基本的には電力回生する必要はないが、装置を停止す
る場合に問題となることがある。
The cell inverter shown in FIG. 41 uses a diode converter 102 to obtain a DC voltage. Since a diode converter cannot supply a negative current, it cannot perform power regeneration as is well known. The power converter shown in FIG. 40 is often used for so-called energy saving applications in which a fan, a pump or the like is driven at a variable speed. Fans and pumps basically do not need to regenerate power, but can cause problems when shutting down the device.

【0016】停止のために減速するときに、減速を速く
するためには電動機に減速トルク(負トルク) 発生させ
ることが必要である。しかし、電動機が負トルクを発生
している状態は発電機動作状態であり、電力が電源側に
回生される。図40および図41の構成は電力回生がで
きないため、電動機に負トルクを発生させることはでき
ず、停止するときには負荷トルクで減速することにな
る。
When the vehicle is decelerated for stopping, it is necessary to generate a deceleration torque (negative torque) on the electric motor in order to speed up the deceleration. However, the state where the electric motor is generating negative torque is the generator operating state, and electric power is regenerated to the power supply side. Since the electric power regeneration cannot be performed in the configurations of FIGS. 40 and 41, a negative torque cannot be generated in the electric motor, and when the motor stops, the motor is decelerated by the load torque.

【0017】ファンやポンプの負荷トルクは回転数の2
乗に比例するので、高回転時には負荷トルクが大きく急
速に減速するが、低回転数になると負荷トルクが小さく
なり停止までの時間が長くなる。この停止時間が長くな
ることが、装置を運用する上で問題になることがある。
The load torque of the fan or pump is 2
Since it is proportional to the power, the load torque is large and rapidly decelerates at a high rotation speed. However, at a low rotation speed, the load torque becomes small and the time until stopping is increased. The prolonged stop time may be a problem in operating the apparatus.

【0018】3つめは、大容量の直流回路フィルタコン
デンサが必要になることである。第3の課題はセルイン
バータの直流電力の変動が大きいことであり、単相電力
変換装置に共通した課題である。インバータの出力は単
相であるから、単相の電圧と電流の積である出力の瞬時
電力は出力基本波周波数の2倍の比較的低い周波数で変
動する。
Third, a large-capacity DC circuit filter capacitor is required. The third problem is that the DC power of the cell inverter greatly fluctuates, which is a problem common to single-phase power converters. Since the output of the inverter is single-phase, the instantaneous power of the output, which is the product of the single-phase voltage and current, fluctuates at a relatively low frequency twice the output fundamental frequency.

【0019】この電力変動を直流回路で処理することが
必要であり、変動する電力を平滑して直流回路電圧をほ
ぼ一定に保つためには、大容量のフィルタコンデンサを
用いる必要がある。
It is necessary to process this power fluctuation in a DC circuit, and in order to smooth the fluctuating power and keep the DC circuit voltage almost constant, it is necessary to use a large-capacity filter capacitor.

【0020】更に、上述したように電力回生できないダ
イオードコンバータを用いているため、負荷力率が低い
と直流電圧の変動を抑制するためのコンデンサ容量はよ
り大きなものにする必要を生じる。
Further, since the diode converter which cannot regenerate power is used as described above, if the load power factor is low, it is necessary to increase the capacitance of the capacitor for suppressing the fluctuation of the DC voltage.

【0021】図42は負荷力率と単相瞬時電力波形の関
係を示したものであ、,電圧Vおよび電流iは正弦波と
している。ここで、(a)は力率が1,(b)は0.
8,(c)は0のときである。図42のように、力率が
低くなるほど電圧Vと電流iの極性が異なる期間が長く
なり、瞬時電力Pが負になる期間が増加する。直流回路
電圧はほぼ一定であるから、瞬時電力が負の期間は直流
回路電流も負となる。しかし,ダイオードコンバータは
負の電流を流せないので、この負電流は全てフィルタコ
ンデンサに充電することによって吸収される。
FIG. 42 shows the relationship between the load power factor and the single-phase instantaneous power waveform. The voltage V and the current i are sine waves. Here, (a) has a power factor of 1 and (b) has a power factor of 0.1.
8, (c) is when 0. As shown in FIG. 42, as the power factor decreases, the period during which the polarity of the voltage V and the polarity of the current i are different increases, and the period during which the instantaneous power P becomes negative increases. Since the DC circuit voltage is substantially constant, the DC circuit current is negative during the period when the instantaneous power is negative. However, since the diode converter cannot supply a negative current, all of the negative current is absorbed by charging the filter capacitor.

【0022】この充電によってコンデンサ電圧は変化す
るが、電圧変動を小さくするためにはコンデンサ容量を
大きくする他ない。このようにコンデンサ容量を大きく
する必要があり、このことにより装置外形も大きくなる
ことが図40および図41の構成の欠点である。
Although the capacitor voltage changes due to this charging, the only way to reduce the voltage fluctuation is to increase the capacitor capacitance. It is a disadvantage of the configurations of FIGS. 40 and 41 that it is necessary to increase the capacitance of the capacitor as described above, which also increases the outer shape of the device.

【0023】4つめは、電源トランスの2次巻線が複雑
で高価になることである。図40の構成で電源トランス
3の2次巻線の位相をシフトすることで電源高調波の低
減に効果があることを述べた。多重数を多くし、シフト
角が小さくなるほど低減効果は大きくなる。しかし反
面、多重数が多くなればなるほど2次巻線の巻き方が複
雑になり、トランスが高価なものとなってしまう。簡単
な巻き方の安価なトランスを用いて、電源高調波を低減
することが課題である。
Fourth, the secondary winding of the power transformer is complicated and expensive. It has been described that shifting the phase of the secondary winding of the power transformer 3 in the configuration of FIG. 40 is effective in reducing power harmonics. The greater the number of multiplexes and the smaller the shift angle, the greater the reduction effect. However, on the other hand, as the number of multiplexes increases, the winding of the secondary winding becomes complicated, and the transformer becomes expensive. The challenge is to reduce power supply harmonics by using an inexpensive transformer with a simple winding method.

【0024】よって、本発明はコンデンサの電圧確立後
は不必要である初期充電時の突入電流抑制回路を全セル
インバータに備えることを不要にし、回路構成要素を少
なくして安価な電力変換装置を提供することを1 つの目
的とする。
Therefore, the present invention eliminates the need for providing an inrush current suppression circuit at the time of initial charging, which is unnecessary after the establishment of the capacitor voltage, in all the cell inverters, and reduces the number of circuit components to provide an inexpensive power converter. One purpose is to provide.

【0025】また、装置を高価にすることなく、電力回
生が可能な電力変換装置を提供することをもう1 つの目
的とする。そしてまた、負荷力率が低いときに負電流で
充電されることで上昇するコンデンサ電圧の変動を抑制
するために、各セルインバータの運転力率を高くするこ
とのできる電力変換装置を提供することを3番目の目的
とする。
Another object of the present invention is to provide a power converter capable of regenerating power without making the device expensive. Also, to provide a power converter capable of increasing the operating power factor of each cell inverter in order to suppress the fluctuation of the capacitor voltage which rises due to charging with a negative current when the load power factor is low. Is the third purpose.

【0026】更に、簡単な巻き方の安価なトランスを用
いて、電源高調波を低減することが可能とし、また電源
力率も改善できる電力変換装置を提供することも目的と
する。
It is still another object of the present invention to provide a power converter capable of reducing power supply harmonics and improving power supply power factor by using an inexpensive transformer having a simple winding method.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1に係る電力変換装置では、電力変
換装置を構成する複数のセルインバータのうち少なくと
も1つのセルインバータに初期充電時のコンデンサへの
突入電流を抑制する突入電流抑制回路を設ける。そし
て、運転開始時には先ず突入電流抑制回路を有するセル
インバータの交流電源を投入し、この突入電流抑制回路
を有するセルインバータのコンデンサを突入電流抑制回
路を介して充電する。コンデンサへの充電が完了し直流
電圧が確立すると、今度は突入電流抑制回路を有するセ
ルインバータを電流源として突入電流抑制回路をもたな
いセルインバータのコンデンサを充電する。そして、す
べてのセルインバータのコンデンサの充電が完了する
と、突入電流抑制回路をもたないセルインバータの交流
電源も投入し、運転を開始する。
In order to achieve the above object, in a power converter according to a first aspect of the present invention, at least one of a plurality of cell inverters constituting a power converter is initially charged. A rush current suppressing circuit for suppressing a rush current to the capacitor at the time. Then, at the start of operation, first, the AC power supply of the cell inverter having the rush current suppression circuit is turned on, and the capacitor of the cell inverter having the rush current suppression circuit is charged via the rush current suppression circuit. When the charging of the capacitor is completed and the DC voltage is established, the capacitor of the cell inverter having no inrush current suppression circuit is charged using the cell inverter having the inrush current suppression circuit as a current source. When the charging of the capacitors of all the cell inverters is completed, the AC power supply of the cell inverter without the inrush current suppression circuit is also turned on, and the operation is started.

【0028】本発明の請求項2に係る電力変換装置で
は、少なくとも1台の初期充電電源を設ける。そして、
運転開始時には初期充電電源により、セルインバータの
コンデンサを充電する。すべてのセルインバータの充電
が完了すると、セルインバータの交流電源を投入し、運
転を開始する。
In the power converter according to the second aspect of the present invention, at least one initial charging power source is provided. And
At the start of operation, the capacitor of the cell inverter is charged by the initial charging power supply. When charging of all the cell inverters is completed, the AC power supply of the cell inverter is turned on and the operation is started.

【0029】本発明の請求項3に係る電力変換装置で
は、電力変換装置を構成する複数のセルインバータのう
ち少なくとも1つのセルインバータに初期充電時のコン
デンサへの突入電流を抑制する突入電流抑制回路を設け
る。そして、運転開始時には先ず突入電流抑制回路を有
するセルインバータの交流電源を投入し、この突入電流
抑制回路を有するセルインバータのコンデンサを突入電
流抑制回路を介して充電する。コンデンサへの充電が完
了し直流電圧が確立すると、今度は突入電流抑制回路を
有するセルインバータを電流源として突入電流抑制回路
をもたないセルインバータのコンデンサを充電する。そ
して、すべてのセルインバータのコンデンサの充電が完
了すると、突入電流抑制回路をもたないセルインバータ
の交流電源も投入し、運転を開始する。
In the power converter according to a third aspect of the present invention, an inrush current suppressing circuit for suppressing inrush current to a capacitor at the time of initial charging of at least one of the plurality of cell inverters constituting the power converter. Is provided. Then, at the start of operation, first, the AC power supply of the cell inverter having the rush current suppression circuit is turned on, and the capacitor of the cell inverter having the rush current suppression circuit is charged via the rush current suppression circuit. When the charging of the capacitor is completed and the DC voltage is established, the capacitor of the cell inverter having no inrush current suppression circuit is charged using the cell inverter having the inrush current suppression circuit as a current source. When the charging of the capacitors of all the cell inverters is completed, the AC power supply of the cell inverter without the inrush current suppression circuit is also turned on, and the operation is started.

【0030】本発明の請求項4に係る電力変換装置で
は、少なくとも1台の初期充電電源を設ける。そして、
運転開始時には初期充電電源により、セルインバータの
コンデンサを充電する。すべてのセルインバータの充電
が完了すると、セルインバータの交流電源を投入し、運
転を開始する。
In the power converter according to claim 4 of the present invention, at least one initial charging power source is provided. And
At the start of operation, the capacitor of the cell inverter is charged by the initial charging power supply. When charging of all the cell inverters is completed, the AC power supply of the cell inverter is turned on and the operation is started.

【0031】本発明の請求項5に係る電力変換装置で
は、電力変換装置を構成する複数のセルインバータのう
ち少なくとも各相1つのセルインバータに初期充電時の
コンデンサへの突入電流を抑制する突入電流抑制回路を
設ける。そして、運転開始時には先ず突入電流抑制回路
を有するセルインバータの交流電源を投入し、この突入
電流抑制回路を有するセルインバータのコンデンサを突
入電流抑制回路を介して充電する。コンデンサへの充電
が完了し直流電圧が確立すると、今度は突入電流抑制回
路を有するセルインバータを電流源として突入電流抑制
回路をもたないセルインバータのコンデンサを充電す
る。そして、すべてのセルインバータのコンデンサの充
電が完了すると、突入電流抑制回路をもたないセルイン
バータの交流電源も投入し、運転を開始する。これによ
り、請求項3に係る電力変換装置に比べ、短期間でバラ
ンス良く初期充電を行うことができる。
In the power converter according to a fifth aspect of the present invention, at least one invertor of each of the plurality of cell inverters constituting the power converter has a rush current for suppressing a rush current to the capacitor at the time of initial charging. A suppression circuit is provided. Then, at the start of operation, first, the AC power supply of the cell inverter having the rush current suppression circuit is turned on, and the capacitor of the cell inverter having the rush current suppression circuit is charged via the rush current suppression circuit. When the charging of the capacitor is completed and the DC voltage is established, the capacitor of the cell inverter having no inrush current suppression circuit is charged using the cell inverter having the inrush current suppression circuit as a current source. When the charging of the capacitors of all the cell inverters is completed, the AC power supply of the cell inverter without the inrush current suppression circuit is also turned on, and the operation is started. This makes it possible to perform the initial charging in a shorter period of time and in a better balance than in the power converter according to the third aspect.

【0032】本発明の請求項6に係る電力変換装置で
は、少なくとも各相1台の初期充電電源を設ける。そし
て、運転開始時には初期充電電源により、セルインバー
タのコンデンサを充電する。すべてのセルインバータの
充電が完了すると、セルインバータの交流電源を投入
し、運転を開始する。これにより、請求項4に係る電力
変換装置に比べ、短期間でバランス良く初期充電を行う
ことができる。
In the power converter according to claim 6 of the present invention, at least one initial charging power source for each phase is provided. Then, at the start of operation, the capacitor of the cell inverter is charged by the initial charging power supply. When charging of all the cell inverters is completed, the AC power supply of the cell inverter is turned on and the operation is started. This makes it possible to perform the initial charging in a shorter period of time and in a better balance than in the power converter according to the fourth aspect.

【0033】本発明の請求項7に係る電力変換装置で
は、スター結線接続点側の各相のセルインバータを1つ
にまとめて突入電流抑制回路を有する多相インバータを
用いる。そして、運転開始時には先ず突入電流抑制回路
を有する多相インバータの交流電源を投入し、この突入
電流抑制回路を有する多相インバータのコンデンサを突
入電流抑制回路を介して充電する。コンデンサへの充電
が完了し直流電圧が確立すると、今度は突入電流抑制回
路を有する多相インバータを電流源として突入電流抑制
回路をもたないセルインバータのコンデンサを充電す
る。そして、すべてのセルインバータのコンデンサの充
電が完了すると、突入電流抑制回路をもたないセルイン
バータの交流電源も投入し、運転を開始する。これによ
り、請求項3に係る電力変換装置に比べ、多相インバー
タを用いることにより出力電圧能力は落ちるが、コンデ
ンサの容量を小さくすることができ、またトランスの巻
線構造を簡単にすることができる。
In a power converter according to a seventh aspect of the present invention, a multi-phase inverter having a rush current suppressing circuit is provided by integrating the cell inverters of each phase on the star connection connection point side into one. Then, at the start of operation, first, the AC power supply of the polyphase inverter having the inrush current suppression circuit is turned on, and the capacitor of the multiphase inverter having the inrush current suppression circuit is charged via the inrush current suppression circuit. When the charging of the capacitor is completed and the DC voltage is established, the capacitor of the cell inverter having no inrush current suppression circuit is charged using the multi-phase inverter having the inrush current suppression circuit as a current source. When the charging of the capacitors of all the cell inverters is completed, the AC power supply of the cell inverter without the inrush current suppression circuit is also turned on, and the operation is started. Thus, as compared with the power converter according to claim 3, the output voltage capability is reduced by using the polyphase inverter, but the capacitance of the capacitor can be reduced, and the winding structure of the transformer can be simplified. it can.

【0034】本発明の請求項8に係る電力変換装置で
は、単相多重変換装置の多相結線方法をスター結線接続
とする。本発明の請求項9に係る電力変換装置では、多
相負荷の中性点と単相多重変換装置をスター結線接続し
た中性点とを接続する。これにより、各相の電流を独立
に制御することができる。
In the power converter according to claim 8 of the present invention, the multi-phase connection method of the single-phase multiplex converter is star connection. In the power converter according to the ninth aspect of the present invention, the neutral point of the polyphase load is connected to the neutral point where the single-phase multiplex converter is star-connected. Thus, the current of each phase can be controlled independently.

【0035】本発明の請求項10に係る電力変換装置で
は、それぞれの単相多重変換装置の出力側にスター結線
されたインピーダンス要素を接続し、このスター結線さ
れたインピーダンス要素の中性点と単相多重変換装置を
スター結線接続した中性点とを接続する。これにより、
各相の電流を独立に制御することができる。
In the power converter according to a tenth aspect of the present invention, a star-connected impedance element is connected to the output side of each single-phase multiplex converter, and a neutral point of the star-connected impedance element is connected to the neutral point. The phase multiplexing converter is connected to a star-connected neutral point. This allows
The current of each phase can be controlled independently.

【0036】本発明の請求項11に係る電力変換装置で
は、単相多重変換装置の多相結線方法をループ結線接続
とする。これにより、各相の電流を独立に制御すること
ができる。
[0036] In the power converter according to claim 11 of the present invention, the multi-phase connection method of the single-phase multiplex converter is a loop connection. Thus, the current of each phase can be controlled independently.

【0037】本発明の請求項12に係る電力変換装置で
は、単相多重変換装置の多相結線方法をV結線接続とす
る。これにより、各相の電流を独立に制御することがで
きる。
In the power converter according to the twelfth aspect of the present invention, the multi-phase connection method of the single-phase multiplex converter is V-connection. Thus, the current of each phase can be controlled independently.

【0038】本発明の請求項13に係る電力変換装置で
は、直流回路電圧が最も高いセルインバータに突入電流
抑制回路を設ける。これにより、高い充電電圧が得られ
るので、充電時間を短縮することができる。
In the power converter according to the thirteenth aspect of the present invention, the rush current suppressing circuit is provided in the cell inverter having the highest DC circuit voltage. As a result, a high charging voltage can be obtained, and the charging time can be reduced.

【0039】本発明の請求項14に係る電力変換装置で
は、突入電流抑制回路を有するセルインバータまたは初
期充電電源の出力電圧を可変することで充電電流の大き
さを制御する。
In the power converter according to claim 14 of the present invention, the magnitude of the charging current is controlled by varying the output voltage of the cell inverter having the inrush current suppressing circuit or the initial charging power supply.

【0040】本発明の請求項15に係る電力変換装置で
は、突入電流抑制回路を有するセルインバータまたは初
期充電電源の出力電圧はほぼ一定の電圧とし、充電され
るセルインバータを構成する半導体スイッチのオンオフ
比を制御して等価コンデンサ電圧を制御することで充電
電流の大きさを制御する。これにより、充電用電源の出
力電圧が最大出力電圧に達しても、充電電流を指令値に
追従させることができる。
In the power converter according to claim 15 of the present invention, the output voltage of the cell inverter having the rush current suppressing circuit or the initial charging power supply is set to a substantially constant voltage, and the on / off state of the semiconductor switch constituting the charged cell inverter is turned on / off. The magnitude of the charging current is controlled by controlling the ratio and controlling the equivalent capacitor voltage. Thereby, even if the output voltage of the charging power supply reaches the maximum output voltage, the charging current can follow the command value.

【0041】本発明の請求項16に係る電力変換装置で
は、電力変換装置を構成する複数のセルインバータのう
ち少なくとも1つのセルインバータのコンバータは電力
回生可能なコンバータとする。
In the power converter according to claim 16 of the present invention, the converter of at least one of the plurality of cell inverters constituting the power converter is a converter capable of regenerating power.

【0042】本発明の請求項17に係る電力変換装置で
は、スター結線接続点側の各相のセルインバータをまと
め電力回生可能なコンバータを有する多相インバータと
する。
In the power converter according to a seventeenth aspect of the present invention, the cell inverters of each phase on the star connection node side are combined into a multi-phase inverter having a converter capable of regenerating power.

【0043】本発明の請求項18に係る電力変換装置で
は、多相負荷を交流電動機とし、この交流電動機に減速
トルクを発生させるときには、電力回生能力のないコン
バータを有するセルインバータは短絡し、電力回生可能
なコンバータを有するセルインバータまたは電力回生可
能なコンバータを有する多相インバータで交流電動機を
制御する。これにより、交流電動機の回転数が低くなる
ほど大きなブレーキトルクを発生させることができ、停
止時間を短縮することができる。
In the power converter according to the eighteenth aspect of the present invention, the polyphase load is an AC motor, and when generating a deceleration torque in the AC motor, the cell inverter having the converter having no power regeneration capability is short-circuited, and The AC motor is controlled by a cell inverter having a regenerable converter or a polyphase inverter having a power regenerable converter. As a result, a larger brake torque can be generated as the rotation speed of the AC motor decreases, and the stop time can be reduced.

【0044】本発明の請求項19に係る電力変換装置で
は、多相負荷の力率が遅れ力率または進み力率のときに
は、多相負荷に印加されるの出力合成電圧基本波位相よ
りも電力回生可能なコンバータを有するセルインバータ
または電力回生可能なコンバータを有する多相インバー
タの出力電圧基本波位相を進ませるまたは遅らせる。こ
れにより、電力変換装置としての電圧利用率は低下する
が、電力回生能力のないセルインバータの運転力率は高
くなる。よって、電力回生能力のないセルインバータの
扱う単相電力の負の期間は短くなり、コンデンサに吸収
される負電流が小さくなるのでコンデンサの容量を小さ
くすることができる。また、電力回生能力のあるセルイ
ンバータはそれだけ運転力率が低下するが、電力回生す
ることができるので、直流回路電圧は上昇しない。
In the power converter according to the nineteenth aspect of the present invention, when the power factor of the multiphase load is a lagging power factor or a leading power factor, the output power of the multiphase load is higher than the phase of the output composite voltage fundamental wave applied to the multiphase load. Advance or delay the output voltage fundamental phase of a cell inverter having a regenerable converter or a polyphase inverter having a power regenerable converter. As a result, the voltage utilization factor of the power converter decreases, but the operating power factor of the cell inverter without power regeneration capability increases. Therefore, the negative period of the single-phase power handled by the cell inverter having no power regeneration capability is shortened, and the negative current absorbed by the capacitor is reduced, so that the capacitance of the capacitor can be reduced. In addition, the cell inverter having the power regeneration capability has a lower operating power factor, but since the power can be regenerated, the DC circuit voltage does not increase.

【0045】本発明の請求項20に係る電力変換装置で
は、請求項19に記載の電力変換装置において、電力回
生可能なコンバータを有するセルインバータまたは電力
回生可能なコンバータを有する多相インバータの出力電
圧基本波位相を負荷電流と直行するように制御する。こ
れにより、多相負荷の無効電力を回生能力のあるセルイ
ンバータから供給することで、回生能力のないセルイン
バータの運転力率を高くすることができる。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the power converter of the nineteenth aspect, the output voltage of the cell inverter having the power regenerable converter or the multi-phase inverter having the power regenerable converter is provided. The fundamental wave phase is controlled so as to be orthogonal to the load current. Thus, the reactive power of the polyphase load is supplied from the cell inverter having the regenerative ability, so that the operating power factor of the cell inverter having no regenerative ability can be increased.

【0046】本発明の請求項21に係る電力変換装置で
は、電力変換装置を構成する複数のセルインバータのう
ち少なくとも各相1つのセルインバータのコンバータを
削除する。そして、請求項20に係る電力変換装置のよ
うに、コンバータを削除したセルインバータの出力電圧
基本波位相を負荷電流と直行するように制御する。負荷
の無効電力だけを供給する場合は、コンバータを有する
必要がなくなり、それに伴い電源も不要となり、トラン
スの2次巻線も少なくすることができる。
In the power converter according to claim 21 of the present invention, the converter of at least one cell inverter of each phase among the plurality of cell inverters constituting the power converter is deleted. Then, as in the power converter according to the twentieth aspect, the output voltage fundamental wave phase of the cell inverter from which the converter is deleted is controlled so as to be orthogonal to the load current. When only the reactive power of the load is supplied, it is not necessary to have a converter, and accordingly, a power source is not required, and the secondary winding of the transformer can be reduced.

【0047】本発明の請求項22に係る電力変換装置で
は、スター結線接続点側の各相のセルインバータをまと
めコンバータのない多相インバータとする。そして、請
求項20に係る電力変換装置のように、コンバータを削
除した多相インバータの出力電圧基本波位相を負荷電流
と直行するように制御する。負荷の無効電力だけを供給
する場合は、コンバータを有する必要がなくなり、それ
に伴い電源も不要となり、トランスの2次巻線も少なく
することができる。
In a power converter according to a twenty-second aspect of the present invention, the cell inverters of each phase on the star connection node side are combined into a multi-phase inverter without a converter. Then, as in the power converter according to claim 20, control is performed such that the output voltage fundamental wave phase of the multi-phase inverter from which the converter is deleted is orthogonal to the load current. When only the reactive power of the load is supplied, it is not necessary to have a converter, and accordingly, a power source is not required, and the secondary winding of the transformer can be reduced.

【0048】本発明の請求項23に係る電力変換装置で
は、請求項21または請求項22に記載の電力変換装置
において、コンバータのないセルインバータまたはコン
バータのない多相インバータの出力電圧基本波位相を負
荷電流と直行するように制御する。これにより、負荷の
無効電力だけを供給する場合は、コンバータを有する必
要がなくなり、それに伴い電源も不要となり、トランス
の2次巻線も少なくすることができる。
According to a power converter according to claim 23 of the present invention, in the power converter according to claim 21 or 22, the output voltage fundamental wave phase of the cell inverter without a converter or the multi-phase inverter without a converter is changed. Control so as to be orthogonal to the load current. As a result, when supplying only the reactive power of the load, it is not necessary to have a converter, and accordingly, a power source is not required, and the secondary winding of the transformer can be reduced.

【0049】本発明の請求項24に係る電力変換装置で
は、請求項19または請求項20または請求項23のい
ずれかに記載の電力変換装置において、多相負荷を誘導
電動機とすると、この誘導電動機の負荷が小さいときに
は、誘導電動機の電圧を定格よりも低く制御する。出力
トルクは電圧と有効電流の積に比例するので、同じ出力
トルクを得るためには電圧を低くするとその分有効電流
が増加することになる。これにより、低負荷時に電圧を
低くすれば無効電流が小さくなり、有効電流が大きくな
るので、力率を高くすることができる。
According to a power converter according to claim 24 of the present invention, in the power converter according to any one of claims 19, 20 and 23, if the polyphase load is an induction motor, When the load is small, the voltage of the induction motor is controlled to be lower than the rating. Since the output torque is proportional to the product of the voltage and the effective current, in order to obtain the same output torque, when the voltage is lowered, the effective current increases accordingly. Thus, when the voltage is reduced at a low load, the reactive current is reduced and the effective current is increased, so that the power factor can be increased.

【0050】本発明の請求項25に係る電力変換装置で
は、誘導電動機の電圧を誘導電動機の運転周波数に応じ
て設定する。ファンやポンプなどの負荷トルクは回転数
の2乗に比例するので、回転数が低くなるほど電圧を低
くすることで誘導電動機の運転力率を高くすることがで
きる。
In the power converter according to claim 25 of the present invention, the voltage of the induction motor is set according to the operation frequency of the induction motor. Since the load torque of a fan, a pump, or the like is proportional to the square of the rotation speed, the operating power factor of the induction motor can be increased by lowering the voltage as the rotation speed decreases.

【0051】本発明の請求項26に係る電力変換装置で
は、電力回生可能なコンバータを電源側瞬時電流波形を
制御することのできるPWMコンバータとする。本発明
の請求項27に係る電力変換装置では、PWMコンバー
タをこのPWMコンバータを有するセルインバータの電
源電流を正弦波になるように制御すると共に同じ単相多
重電力変換装置の電力回生能力のないセルインバータの
電源電流の高調波を打ち消すように制御する。これによ
り、合成された電源電流を正弦波に制御することがで
き、電源トランスの2次巻線は高調波低減のために位相
シフトする必要がなくなり、簡単な構成のトランスとす
ることができる。
In a power converter according to a twenty-sixth aspect of the present invention, the converter capable of regenerating power is a PWM converter capable of controlling a power supply side instantaneous current waveform. In the power converter according to claim 27 of the present invention, the PWM converter controls the power supply current of the cell inverter having the PWM converter to have a sine wave, and the same single-phase multiplex power converter has no power regeneration capability. Controls to cancel the harmonics of the power supply current of the inverter. As a result, the combined power supply current can be controlled to a sine wave, and the secondary winding of the power supply transformer does not need to be phase-shifted to reduce harmonics, so that a transformer having a simple configuration can be provided.

【0052】本発明の請求項28に係る電力変換装置で
は、PWMコンバータの電源電流の無効電流を単相多重
電力変換装置の合成電源電流の無効電流が零になるよう
に制御する。これにより、電源力率を1とすることがで
きる。
In the power converter according to claim 28 of the present invention, the reactive current of the power supply current of the PWM converter is controlled so that the reactive current of the combined power supply current of the single-phase multiple power converter becomes zero. Thereby, the power supply power factor can be set to 1.

【0053】[0053]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は第1の目的を達成す
るための本発明の実施の形態を示す構成図であり、1は
3相交流電源、2a、2bは交流電源を入り切りするた
めのコンタクタや遮断器などの電源スイッチ、3はトラ
ンス、4は3相多重電力変換装置であり、それぞれ3つ
のセルインバータを直列接続した単相多重変換装置4
U、4Vおよび4WをY結線して構成される。5は3相
多重電力変換装置4から電力供給される交流電動機等の
負荷である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention for achieving the first object. Reference numeral 1 denotes a three-phase AC power supply, and reference numerals 2a and 2b denote power supplies such as contactors and circuit breakers for turning on and off the AC power supply. A switch 3, a transformer 4, and a three-phase multiplex power converter 4 are single-phase multiplex converters 4 each having three cell inverters connected in series.
U, 4V and 4W are connected by Y connection. Reference numeral 5 denotes a load such as an AC motor supplied from the three-phase multiplex power converter 4.

【0054】多重電力変換装置4を構成するセルインバ
ータのうち4U1、4U2、4U3は従来の図41と同
じ構成であり、残りのセルインバータ4V1a、4V2
a、4V3a、4W1a、4W2a、4W3aは図2に
示す構成である。
Of the cell inverters constituting the multiplex power converter 4, 4U1, 4U2, 4U3 have the same configuration as the conventional one shown in FIG. 41, and the remaining cell inverters 4V1a, 4V2
a, 4V3a, 4W1a, 4W2a, and 4W3a have the configuration shown in FIG.

【0055】図2において、101R、101S、10
1Tは3相電源の交流入力端子、102は6個のダイオ
ードD1〜D6で構成される周知のダイオードコンバー
タ、103は直流電力を平滑化するためのフィルタコン
デンサ、104は4個のトランジスタQ1〜Q4で構成
される単相インバータ、105Pおよび105Nはイン
バータ104の交流出力端子であり、図41のセルイン
バータに対して、初期充電時の突入電流抑制回路106
がないだけであり、他の構成は同じである。
In FIG. 2, 101R, 101S, 10R
1T is an AC input terminal of a three-phase power supply, 102 is a known diode converter composed of six diodes D1 to D6, 103 is a filter capacitor for smoothing DC power, and 104 is four transistors Q1 to Q4. , And 105P and 105N are AC output terminals of the inverter 104. The rush current suppressing circuit 106 at the time of initial charging is different from the cell inverter of FIG.
There are no other components, and the other configurations are the same.

【0056】すなわち,図1の構成は従来の図40と比
較して、電源スイッチ2が2aおよび2bに、トランス
3が3aおよび3bにそれぞれ分割された点と、いくつ
かのセルインバータから初期充電時の突入電流抑制回路
106を除去した点が異なるだけである。
That is, the configuration of FIG. 1 is different from the conventional configuration of FIG. 40 in that the power switch 2 is divided into 2a and 2b, the transformer 3 is divided into 3a and 3b, and the initial charging is performed from some cell inverters. The only difference is that the inrush current suppression circuit 106 is removed.

【0057】図1の実施の形態では通常運転時の機能や
動作は従来の図40の構成と全く同じであり、異なる点
はセルインバータの直流回路のフィルタコンデンサ10
3の充電機能だけである。
In the embodiment shown in FIG. 1, the functions and operations during normal operation are exactly the same as those of the conventional configuration shown in FIG. 40, except for the filter capacitor 10 of the DC circuit of the cell inverter.
Only 3 charging functions.

【0058】図40では電源スイッチ2の投入時に、全
てのセルインバータが突入電流抑制回路106で充電電
流を制限しながら充電する。それに対し図1の実施例の
構成では、先ず電源スイッチ2aだけを投入し、突入電
流抑制回路106をもつセルインバータ4U1,4V
1,4W1を従来と同様に初期充電する。次に、電源ス
イッチ2bはオフした状態で、すでに初期充電されたセ
ルインバータ4U1,4V1,4W1を用いて残りのセ
ルインバータ4U2a〜4W3aを充電する。この充電
方法を以下に詳細説明する。
In FIG. 40, when the power switch 2 is turned on, all the cell inverters charge while limiting the charging current by the inrush current suppression circuit 106. On the other hand, in the configuration of the embodiment of FIG. 1, only the power switch 2a is first turned on, and the cell inverters 4U1 and 4V having the inrush current suppressing circuit 106 are turned on.
1,4W1 is initially charged as in the conventional case. Next, with the power switch 2b turned off, the remaining cell inverters 4U2a to 4W3a are charged using the cell inverters 4U1, 4V1, and 4W1 that have already been initially charged. This charging method will be described in detail below.

【0059】先ず、図3のセルインバータの交流出力端
子105P,105Nに電流源6を接続した構成で充電
の原理を説明する。図3のインバータ104のトランジ
スタQ1〜Q4のオンオフで、電流源6から供給される
電流isの経路を制御することができる。
First, the principle of charging in the configuration in which the current source 6 is connected to the AC output terminals 105P and 105N of the cell inverter of FIG. 3 will be described. The path of the current is supplied from the current source 6 can be controlled by turning on and off the transistors Q1 to Q4 of the inverter 104 in FIG.

【0060】先ず、トランジスタQ1〜Q4を全てオフ
した場合は、充電モードとなる。この場合、トランジス
タQ1〜Q4に逆並列接続された4つの環流ダイオード
が全波整流回路を構成し、電流源6から供給される電流
は環流ダイオードを通り、コンデンサ103を充電する
ように流れる。すると、電流源6からの電流の極性に関
わらず、コンデンサ103は図示の極性で充電される。
したがって、電流源6から供給される電流は直流であっ
ても、交流であってもよい。ただし、電流isの極性に
より、インバータ出力端子105Pおよび105N間電
圧Vtは変化する。電流isの極性を図3のように、電
流源6から端子105Pへ流れる方向を正とすれば、出
力端子間電圧Vtは次のようになる。
First, when all the transistors Q1 to Q4 are turned off, a charging mode is set. In this case, four freewheeling diodes connected in anti-parallel to the transistors Q1 to Q4 constitute a full-wave rectifier circuit, and the current supplied from the current source 6 flows through the freewheeling diode to charge the capacitor 103. Then, regardless of the polarity of the current from the current source 6, the capacitor 103 is charged with the polarity shown.
Therefore, the current supplied from the current source 6 may be DC or AC. However, the voltage Vt between the inverter output terminals 105P and 105N changes depending on the polarity of the current is. Assuming that the direction of the current is flowing from the current source 6 to the terminal 105P is positive as shown in FIG. 3, the output terminal voltage Vt is as follows.

【0061】[0061]

【数1】is>0 : Vt= Vc is<0 : Vt=−Vc すなわち、電流が電流源から流入する端子の側が正の電
圧となる。
Is> 0: Vt = Vc is <0: Vt = −Vc That is, the terminal on which the current flows from the current source has a positive voltage.

【0062】次に、トランジスタQ1とQ2がオン、あ
るいはQ3とQ4がオンの場合は、短絡モードとなる。
この場合、インバータ104の出力端子105Pと10
5Nを短絡したときと等価な状態になる。したがって、
電流源6の電流isはインバータ104でバイパスさ
れ、コンデンサ103には流れない。当然、インバータ
の出力端子間の電圧Vtはコンデンサ電圧Vcの大きさ
に関わらず0となる。
Next, when the transistors Q1 and Q2 are turned on or the transistors Q3 and Q4 are turned on, a short-circuit mode is set.
In this case, the output terminals 105P and 10P of the inverter 104
A state equivalent to a short circuit of 5N is obtained. Therefore,
The current is of the current source 6 is bypassed by the inverter 104 and does not flow to the capacitor 103. Naturally, the voltage Vt between the output terminals of the inverter becomes 0 regardless of the magnitude of the capacitor voltage Vc.

【0063】以上のように、インバータのトランジスタ
Q1〜Q4のオンオフ状態を制御することで、コンデン
サ充電モードと、短絡モードを切り替えることができ
る。このことが直列接続されたセルインバータを充電す
る上でのポイントである。
As described above, by controlling the on / off state of the transistors Q1 to Q4 of the inverter, it is possible to switch between the capacitor charging mode and the short-circuit mode. This is a point in charging the cell inverters connected in series.

【0064】図4はより詳しく充電原理を説明するため
のU相分の等価回路である。図4(a)は単相として考
えた回路構成で、RmおよびLmは負荷5のインピータ
ンスである。すでに充電されているセルインバータ4U
1を可変電圧電源として使用し、残りのセルインバータ
4U2aと4U3aを充電する。インバータ4U1の出
力電圧はパルス幅変調することで可変できる。
FIG. 4 is an equivalent circuit for the U phase for explaining the charging principle in more detail. FIG. 4A shows a circuit configuration considered as a single phase, where Rm and Lm are impedances of the load 5. Cell inverter 4U already charged
1 is used as a variable voltage power supply, and the remaining cell inverters 4U2a and 4U3a are charged. The output voltage of the inverter 4U1 can be varied by pulse width modulation.

【0065】図4(b)はセルインバータを1つだけ充
電するときの等価回路である。4U2aと4U3aの内
のいずれかを短絡モードにして電流をバイパスさせ、他
方を充電モードにして充電する。充電されるインバータ
の出力端子はコンデンサCの電圧Vcとなり、図のよう
にコンデンサCと負荷5のRm、Lmとの直列回路で表
される。この直列回路にインバータ4U1から電流is
を供給し、コンデンサCを充電する。図から明らかなよ
うに、コンデンサCの電圧Vcはインバータ4U1の出
力電圧Viまで充電することができる。1つのインバー
タの充電が完了したら、モードを切り替えて他方のイン
バータを充電すればよい。
FIG. 4B is an equivalent circuit when only one cell inverter is charged. One of 4U2a and 4U3a is set to the short-circuit mode to bypass the current, and the other is set to the charging mode to charge. The output terminal of the inverter to be charged has the voltage Vc of the capacitor C, and is represented by a series circuit of the capacitor C and Rm and Lm of the load 5 as shown in the figure. The current is from the inverter 4U1 to this series circuit is
To charge the capacitor C. As is apparent from the figure, the voltage Vc of the capacitor C can be charged up to the output voltage Vi of the inverter 4U1. When the charging of one inverter is completed, the mode may be switched to charge the other inverter.

【0066】また、両方のセルインバータ4U2aおよ
び4U3aとも充電モードにして、同時に充電すること
により充電時間を短縮することもできる。図4(c)は
両インバータ4U2aおよび4U3aを同時に充電する
ときの等価回路である。両インバータのコンデンサが直
列接続された回路となるが、基本的には1つのインバー
タを充電するときと同じ回路である。両インバータのコ
ンデンサが直列接続されているため、各々のコンデンサ
にはVi/2までしか充電できない。したがって、コン
デンサ電圧Vc2およびVc3が低く、インバータ4U
1の出力電圧Viに余裕のある期間は複数のセルインバ
ータを同時に充電できるが、ある程度充電されたら1台
は短絡モードにする必要がある。
Further, both the cell inverters 4U2a and 4U3a are set to the charging mode, and the charging time can be shortened by charging them simultaneously. FIG. 4C is an equivalent circuit when both inverters 4U2a and 4U3a are charged simultaneously. A circuit in which capacitors of both inverters are connected in series is basically the same circuit as when charging one inverter. Since the capacitors of both inverters are connected in series, each capacitor can be charged only up to Vi / 2. Therefore, capacitor voltages Vc2 and Vc3 are low, and inverter 4U
A plurality of cell inverters can be charged simultaneously while there is room for one output voltage Vi. However, when some cell inverters are charged to some extent, it is necessary to set one of them to the short-circuit mode.

【0067】図4は3つのセルインバータで単相多重変
換装置を構成し、そのうちの1つのセルインバータを他
のセルインバータの充電用に使用する場合の例を示し
た。しかし、以上の説明で、任意のセルインバータ数の
ときに、その内の任意のセルインバータを充電用として
もよいことは容易に理解できる。充電用インバータの比
率を多くするほど被充電インバータ数が少なくなり、か
つ充電のために高圧の電圧を利用できるので充電時間を
短くすることができる。しかし、突入電流抑制回路を少
なくして回路を簡単にし、装置を安価にするという本発
明の効果は減少する。
FIG. 4 shows an example in which a single-phase multiplex converter is constituted by three cell inverters, and one of the cell inverters is used for charging another cell inverter. However, in the above description, it can be easily understood that when the number of cell inverters is arbitrary, any of the cell inverters may be used for charging. As the ratio of charging inverters increases, the number of inverters to be charged decreases, and a high voltage can be used for charging, so that charging time can be shortened. However, the effect of the present invention that the inrush current suppressing circuit is reduced to simplify the circuit and reduce the cost of the device is reduced.

【0068】さて、図4(b)および図4(c)はよく
知られたRLC直列共振回路を構成されているので、R
mが小さいと電流は振動的になり、また、コンデンサや
インバータ素子の許容電流値を越えないようにする必要
がある。これらのことから充電時には電流を制御するこ
とが望ましい。
4 (b) and 4 (c) show a well-known RLC series resonance circuit.
When m is small, the current becomes oscillating, and it is necessary that the current does not exceed the allowable current value of the capacitor or the inverter element. For these reasons, it is desirable to control the current during charging.

【0069】図5は充電電流を制御するときの通常の制
御回路構成例であり、7はインバータ4U1の出力電流
isを制御するための電流制御回路、8は電流制御回路
7に電流isをフィードバックするための電流検出器で
ある。電流制御回路7は減算器71、PI制御などの電
流制御器72、PWM回路73から構成される。
FIG. 5 shows an example of a normal control circuit configuration for controlling the charging current. 7 is a current control circuit for controlling the output current is of the inverter 4U1, and 8 is the feedback of the current is to the current control circuit 7. A current detector for performing the operation. The current control circuit 7 includes a subtractor 71, a current controller 72 such as PI control, and a PWM circuit 73.

【0070】インバータ4U1の出力電流isを減算器
71で電流指令is* と比較し、その偏差を電流制御器
72で増幅した量をインバータ4U1の出力電圧指令V
i*とする。電圧指令Vi* をPWM回路73でパルス
幅変調し、インバータ4U1のトランジスタのオンオフ
することで出力電圧Viを制御する。図6はPWM回路
73とインバータ4U1の合成伝達関数を1としたとき
の電流制御ループのブロック線図である。このように電
流isのフィードバック制御の結果として電圧Viを制
御し、インバータの出力電流isを指令is* に追従さ
せる周知の回路構成である。
The output current is of the inverter 4U1 is compared with the current command is * by the subtractor 71, and the amount obtained by amplifying the difference by the current controller 72 is determined by the output voltage command V of the inverter 4U1.
i *. The voltage command Vi * is pulse width modulated by the PWM circuit 73, and the output voltage Vi is controlled by turning on and off the transistor of the inverter 4U1. FIG. 6 is a block diagram of a current control loop when the combined transfer function of the PWM circuit 73 and the inverter 4U1 is set to 1. As described above, a known circuit configuration controls the voltage Vi as a result of the feedback control of the current is and causes the output current is of the inverter to follow the command is *.

【0071】図5のようにインバータ4U1の出力電圧
Viで電流制御をする場合、コンデンサ電圧Vcが高く
なり、インバータ4U1の最大出力電圧Vimに近づく
と指令値is* に追従した電流isを流せなくなる。そ
の結果、充電時間が長くなる。このような場合に図7の
電流制御構成とすることで、電流制御能力を確保するこ
とができる。
When the current is controlled by the output voltage Vi of the inverter 4U1 as shown in FIG. 5, when the capacitor voltage Vc becomes high and approaches the maximum output voltage Vim of the inverter 4U1, the current is that follows the command value is * cannot flow. . As a result, the charging time becomes longer. In such a case, the current control configuration shown in FIG. 7 can ensure the current control capability.

【0072】図7はセルインバータ4U3aを充電する
場合の例であり、図5の構成に対して減算器74が追加
されている。また、PWM回路73の出力は充電される
セルインバータ4U3aの制御のために使用され、充電
用インバータ4U1の出力Viは最大出力電圧Vimに
固定される。図6のブロック線図からも分かるように、
インバータ4U1の出力電流isは次式のインバータ出
力電圧Viとコンデンサ電圧Vcの差ΔViで決まる。
FIG. 7 shows an example in which the cell inverter 4U3a is charged. A subtractor 74 is added to the configuration of FIG. The output of the PWM circuit 73 is used for controlling the cell inverter 4U3a to be charged, and the output Vi of the charging inverter 4U1 is fixed at the maximum output voltage Vim. As can be seen from the block diagram of FIG.
The output current is of the inverter 4U1 is determined by the difference ΔVi between the inverter output voltage Vi and the capacitor voltage Vc in the following equation.

【0073】[0073]

【数2】ΔVi=Vi−Vc 図5の構成では、インバータ出力電圧指令Vi* が最大
出力電圧Vimを超えると、インバータがそれ以上の電
圧を出力できないために、指令値Vi* に応じた差電圧
ΔViを確保できなくなり、電流isも指令値is* に
追従できなくなる。
## EQU2 ## In the configuration of FIG. 5, when the inverter output voltage command Vi * exceeds the maximum output voltage Vim, the inverter cannot output a voltage higher than the maximum output voltage Vim, so that the difference according to the command value Vi * is obtained. The voltage ΔVi cannot be secured, and the current is also unable to follow the command value is *.

【0074】図7の構成では、インバータ出力電圧指令
Vi* が最大出力電圧Vimを超えると、その超過電圧
相当(Vi* −Vim)だけ等価的なコンデンサ電圧V
c*を小さくすることで指令値Vi* に応じた差電圧Δ
Viを確保するように構成されている。すなわち、次式
が成立するように等価コンデンサ電圧Vc* を制御す
る。
In the configuration of FIG. 7, when the inverter output voltage command Vi * exceeds the maximum output voltage Vim, the equivalent capacitor voltage V is equivalent to the excess voltage (Vi * -Vim).
By reducing c *, the difference voltage Δ according to the command value Vi *
It is configured to secure Vi. That is, the equivalent capacitor voltage Vc * is controlled so that the following equation is satisfied.

【0075】[0075]

【数3】ΔVi=Vi* −Vc=Vim−Vc* この式から、指令値Vi* に応じた差電圧ΔViを確保
するための等価コンデンサ電圧Vc* が次のように求め
られる。
## EQU3 ## From this equation, the equivalent capacitor voltage Vc * for securing the difference voltage .DELTA.Vi in accordance with the command value Vi * is obtained from the following equation: .DELTA.Vi = Vi * -Vc-Vim-Vc *

【0076】[0076]

【数4】Vc* =Vim+Vc−Vi* コンデンサ電圧VcはVimに近い電圧まで充電されて
いるから、Vim=Vcとして次のように近似すること
ができる。
Vc * = Vim + Vc-Vi * Since the capacitor voltage Vc is charged to a voltage close to Vim, it can be approximated as Vim = Vc as follows.

【0077】[0077]

【数5】Vc* =2Vim−Vi* 図7の減算器74で上式の演算をし、必要な等価コンデ
ンサ電圧Vc* を求め、充電中のセルインバータ4U3
aのトランジスタをパルス幅変調する。すなわち、図3
で説明したように、セルインバータ4U3aのトランジ
スタをオンオフし、充電モードと短絡モードを切り替え
ることで等価コンデンサ電圧Vc* が制御される。この
ようにして、充電されるセルインバータをパルス幅変調
することによって、充電用インバータ4U1が最大出力
電圧Vimに達してからも電流isを指令値is* に追
従させること可能となる。
Vc * = 2Vim-Vi * The above equation is calculated by the subtractor 74 in FIG. 7 to obtain a necessary equivalent capacitor voltage Vc *, and the cell inverter 4U3 during charging is obtained.
Pulse width modulation is performed on the transistor a. That is, FIG.
As described above, the equivalent capacitor voltage Vc * is controlled by turning on / off the transistor of the cell inverter 4U3a and switching between the charging mode and the short-circuit mode. In this way, by performing pulse width modulation on the cell inverter to be charged, it becomes possible to cause the current is to follow the command value is * even after the charging inverter 4U1 reaches the maximum output voltage Vim.

【0078】以上、本発明の基本原理を図4の単相等価
回路で説明した。しかし、実際は図1のように3相構成
である。次に3相構成の場合にどのように充電するか
を、図4の場合と同様に図8の等価回路を用いて説明す
る。
The basic principle of the present invention has been described with reference to the single-phase equivalent circuit shown in FIG. However, actually, it has a three-phase configuration as shown in FIG. Next, how to charge in the case of the three-phase configuration will be described using the equivalent circuit of FIG. 8 as in the case of FIG.

【0079】図8(a)は3相の回路構成であり、図8
(b)はその一般的な等価回路である。図8(b)にお
いて、各相のコンデンサ容量Cu,Cv,Cwは充電モ
ードのセルインバータ数により決まる。
FIG. 8A shows a three-phase circuit configuration.
(B) is a general equivalent circuit thereof. In FIG. 8B, the capacitor capacitances Cu, Cv and Cw of each phase are determined by the number of cell inverters in the charging mode.

【0080】また、前述したようにコンデンサ電圧は電
流が流入する側が必ず正となるので、図示の極性である
とは限らない。この構成で、コンデンサを充電する方法
は色々あるが、代表的な方法を説明する。
As described above, since the capacitor voltage is always positive on the side where the current flows, it is not always the polarity shown in the figure. With this configuration, there are various methods for charging the capacitor, but a representative method will be described.

【0081】充電用電源としてのセルインバータ4U
1,4V1,4W1は各相に設けられているが、3相電
流の和は0であるので充電電流を制御するための電流制
御回路は2組あればよい。電流制御をしない相の充電用
電源としてのセルインバータは電圧制御とすることで、
充電速度を短くすることができる。
Cell Inverter 4U as Power Supply for Charging
Although 1,4V1 and 4W1 are provided for each phase, since the sum of the three-phase currents is 0, only two sets of current control circuits for controlling the charging current are required. The cell inverter as the charging power supply for the phase that does not perform current control is voltage controlled,
The charging speed can be reduced.

【0082】図9は充電電流制御の1例であり、U相と
V相の電流isu,isvをフィードバック制御する場
合の構成である。両相とも同じ指令値isc* /2を用
いて制御し、制御器の出力としてとViu* ,Viv*
を得る。W相は電圧制御であり、図9は各相電圧指令の
決め方の1例も示す。U相電流制御器出力Viu* を1
/2した電圧になるようにU相インバータ4U1および
W相インバータ4W1の出力電圧ViuおよびViwを
制御する。ただし、図のようにU相とW相とは逆極性の
電圧とする。V相はインバータ4V1の出力電圧Viv
はV相電流制御器出力Viv* からViu* /2を差し
引いた電圧になるように制御する。このようにすること
で、充電用電圧として2台のインバータを直列接続した
電圧まで利用することが可能となる。
FIG. 9 shows an example of the charging current control, in which the feedback control is performed on the U-phase and V-phase currents isu and isv. Both phases are controlled using the same command value isc * / 2, and Vu *, Viv * are output as outputs of the controller.
Get. The W phase is voltage control, and FIG. 9 also shows an example of how to determine each phase voltage command. U-phase current controller output Viu * is set to 1
The output voltages Viu and Viw of the U-phase inverter 4U1 and the W-phase inverter 4W1 are controlled so that the voltage becomes 1/2. However, as shown in the figure, the U-phase and the W-phase have voltages of opposite polarities. The V phase is the output voltage Viv of the inverter 4V1.
Controls the voltage to be a voltage obtained by subtracting Viu * / 2 from the V-phase current controller output Viv *. By doing so, it is possible to use up to a voltage obtained by connecting two inverters in series as a charging voltage.

【0083】以上のようにU相およびV相電流をIsc
/2に制御すると、W相の電流iswは−iscとなる
ので、装置の許容電流以下になるようにiscの大きさ
を決めればよい。W相の電流はU,V相の2倍であるか
ら、コンデンサの充電も2倍の速度で行われる。そこ
で、U相とV相は2台のセルインバータを同時に充電
し、W相は1台のセルインバータだけを充電するように
する。この結果、図のようにU相およびV相のコンデン
サ容量は1台のセルインバータのコンデンサ容量Cの1
/2になる。したがって、3相のコンデンサ電圧Vc
u,Vcv,Vcwの電圧増加率は等しくなる。各コン
デンサ電圧が充電用インバータ4U1〜4W1の最大出
力電圧に近くなると、指令値に追従した電流を供給でき
なくなり、充電時間が長くなる。電流が指令値に追従で
きなくなったら、セルインバータを短絡モードにして充
電するインバータ数を減らした方が効率的に充電でき
る。
As described above, the U-phase and V-phase currents are
When the current is controlled to / 2, the W-phase current isw becomes -isc. Therefore, the magnitude of isc may be determined so as to be equal to or less than the allowable current of the device. Since the current of the W phase is twice as large as that of the U and V phases, the charging of the capacitor is also performed at twice the speed. Therefore, the U-phase and the V-phase simultaneously charge two cell inverters, and the W-phase charges only one cell inverter. As a result, as shown in the figure, the U-phase and V-phase capacitor capacities are equal to the capacitor capacity C of one cell inverter.
/ 2. Therefore, the three-phase capacitor voltage Vc
The voltage increase rates of u, Vcv, Vcv become equal. When the voltage of each capacitor approaches the maximum output voltage of the charging inverters 4U1 to 4W1, a current that follows the command value cannot be supplied, and the charging time becomes longer. If the current cannot follow the command value, the cell inverter can be charged more efficiently by setting the cell inverter to the short-circuit mode and reducing the number of inverters to be charged.

【0084】以上の図1の実施の形態では、充電用電源
として使用する突入電流抑制回路付きのセルインバータ
をY結線した変換装置4の中性点側に配置した。この突
入電流抑制回路付きのセルインバータは直列接続したセ
ルインバータのどの位置にあってもよく、また各相毎に
位置が異なっていても効果は変わらない。また、本発明
の基本原理を説明するための図4および図5の単相での
動作図から明らかなように、セルインバータを直列接続
した単相電力変換装置に対しても本発明を適用すること
が可能である。すなわち、本発明は3相の電力変換装置
に限るものではない。
In the embodiment of FIG. 1 described above, the cell inverter with an inrush current suppression circuit used as a charging power source is arranged at the neutral point side of the Y-connected converter 4. The cell inverter with the rush current suppressing circuit may be located at any position of the cell inverters connected in series, and the effect does not change even if the position is different for each phase. Further, as is apparent from the single-phase operation diagrams of FIGS. 4 and 5 for describing the basic principle of the present invention, the present invention is also applied to a single-phase power converter in which cell inverters are connected in series. It is possible. That is, the present invention is not limited to the three-phase power converter.

【0085】また、図9のセルインバータの充電制御は
1例に過ぎず、各インバータの充電順序などは色々なや
り方があることは明らかである。以上、図1の実施の形
態のように本発明によれば、いくつかのセルインバータ
だけを突入電流抑制回路付きとし、残りのセルインバー
タには突入電流抑制回路を不要とすることができる。そ
の結果、回路構成要素が少なくなり、安価な電力変換装
置を提供することが可能となる。
The charging control of the cell inverter shown in FIG. 9 is merely an example, and it is apparent that there are various ways of charging the inverters. As described above, according to the present invention as in the embodiment of FIG. 1, only some of the cell inverters can be provided with an inrush current suppression circuit, and the remaining cell inverters can be made without the inrush current suppression circuit. As a result, the number of circuit components is reduced, and an inexpensive power converter can be provided.

【0086】次に、他の実施の形態について説明する。
図1の実施の形態の説明で明らかなように、本発明はセ
ルインバータと直列接続された充電用電源があれば実現
できる。図1の実施の形態では、その充電用電源として
単相多重変換装置を構成するセルインバータを用いた
が、充電専用の電源を用いた構成も可能である。
Next, another embodiment will be described.
As is clear from the description of the embodiment in FIG. 1, the present invention can be realized if there is a charging power supply connected in series with the cell inverter. In the embodiment of FIG. 1, the cell inverter constituting the single-phase multiplex converter is used as the power supply for charging, but a configuration using a power supply dedicated for charging is also possible.

【0087】図10は充電専用の電源を用いた場合の実
施の形態であり、4UB,4VB,4WBは充電用電源
で、各相のセルインバータと直列に接続される。各セル
インバータ4U1a〜4W3aは突入電流抑制回路のな
い構成である。充電用電源は出力電圧が可変でき、初期
充電終了後は出力を短絡して負荷電流をバイパスできる
機能があればよい。例えば、図41に示した突入電流抑
制回路付きのセルインバータと同じ構成のものも電源と
して用いることが可能である。
FIG. 10 shows an embodiment in which a power supply dedicated to charging is used. Reference numerals 4UB, 4VB, and 4WB denote charging power supplies, which are connected in series with the cell inverters of each phase. Each of the cell inverters 4U1a to 4W3a has a configuration without an inrush current suppression circuit. The charging power supply only needs to have a function capable of changing the output voltage and shorting the output after the initial charging to bypass the load current. For example, a cell inverter having the same configuration as the cell inverter with an inrush current suppression circuit shown in FIG. 41 can be used as a power supply.

【0088】また、図41に比べて出力側構成を簡単に
した図11の構成の電源も使用することが可能である。
図11では、トランジスタQ1をオンし、Q2をオフす
れば出力端子105P,105N間の電圧Vtはコンデ
ンサ電圧Vcとなる。Q1をオフし、Q2をオンすれば
出力電圧Vtは0となる。したがって、Q1とQ2のパ
ルス幅変調によって、出力電圧を制御することができ
る。また、Q1をオフし、Q2をオンした状態は出力短
絡状態であり、初期充電終了後はこの状態にすることで
負荷電流をバイパスすることができる。
Further, it is possible to use a power supply having the configuration shown in FIG. 11 in which the configuration on the output side is simplified as compared with FIG. 41.
In FIG. 11, when the transistor Q1 is turned on and Q2 is turned off, the voltage Vt between the output terminals 105P and 105N becomes the capacitor voltage Vc. When Q1 is turned off and Q2 is turned on, the output voltage Vt becomes zero. Therefore, the output voltage can be controlled by the pulse width modulation of Q1 and Q2. When Q1 is turned off and Q2 is turned on, the output is short-circuited. After the initial charging, the load current can be bypassed by setting this state.

【0089】図11ではコンバータ側を3相入力とした
が、単相入力としてもよい。また、ダイオードコンバー
タ102の代わりにサイリスタコンバータを用いてもよ
い。サイリスタコンバータを用いることで突入電流抑制
回路106を省略することができ、またサイリスタコン
バータの点弧位相角制御によって直流回路電圧Vcを変
えることにより、出力電圧Vtを制御することもでき
る。
In FIG. 11, the converter side is a three-phase input, but may be a single-phase input. Further, a thyristor converter may be used instead of the diode converter 102. By using a thyristor converter, the inrush current suppression circuit 106 can be omitted, and the output voltage Vt can be controlled by changing the DC circuit voltage Vc by controlling the firing phase angle of the thyristor converter.

【0090】図12は、図10における3つの充電用電
源4UB,4VB,4WBを一体化した電源を、周知の
3相インバータで実現する場合の構成例である。図12
において図11と異なる点は、出力インバータ104が
3相インバータ構成になったことだけである。図11の
負側出力端子105NがY結線接続の中性点Nとして共
通化された構成とみなすことができ、各相の出力電圧は
図11の場合と同様にパルス幅変調によって制御するこ
とができる。また、3相とも正側トランジスタQ1,Q
2,Q3をオンするか、3相とも負側トランジスタQ
4,Q5,Q6をオンするかのいずれかで3相短絡モー
ドが形成されて、負荷電流をバイパスすることができ
る。但し、図12の充電用電源は前述したように、出力
インバータ104でY結線されているので、設置場所は
限定される。
FIG. 12 shows an example of a configuration in which a power supply integrating the three charging power supplies 4UB, 4VB, and 4WB in FIG. 10 is realized by a well-known three-phase inverter. FIG.
11 is different from FIG. 11 only in that output inverter 104 has a three-phase inverter configuration. It can be considered that the negative output terminal 105N in FIG. 11 is shared as the neutral point N of the Y connection, and the output voltage of each phase can be controlled by pulse width modulation as in the case of FIG. it can. In addition, in all three phases, the positive side transistors Q1, Q
2. Turn on Q3, or use negative side transistor Q for all three phases.
4, Q5, or Q6 is turned on to form a three-phase short-circuit mode, and the load current can be bypassed. However, since the charging power supply in FIG. 12 is Y-connected by the output inverter 104 as described above, the installation place is limited.

【0091】以上の説明で明らかなように、充電用電源
として突入電流抑制回路付きのセルインバータを用いる
場合と、専用の電源を用いる場合とは等価である。以下
の本発明の他の実施の形態では突入電流抑制回路付きの
セルインバータを用いる場合を示すが、専用の電源を用
いても実現できるものである。
As is apparent from the above description, the case where a cell inverter with an inrush current suppression circuit is used as a charging power source and the case where a dedicated power source is used are equivalent. In the following other embodiments of the present invention, a case will be described in which a cell inverter with an inrush current suppression circuit is used, but the present invention can also be realized by using a dedicated power supply.

【0092】また、上記の図12の3相インバータは初
期充電時だけでなく、通常の運転状態でもインバータと
して動作させられることは明らかである。図13は図1
2の3相インバータを突入電流抑制回路付きセルインバ
ータとして使用する本発明の実施の形態であり、電力変
換装置4を構成する4UVW1が図12の構成の3相イ
ンバータである。すなわち、図1の実施の形態の構成に
比べて図13では、突入電流抑制回路付きセルインバー
タ4U1,4V1,4W1が3相インバータ4UVW1
に置き換えられたことと、その結果コンバータ数が減り
トランス3aの2次巻線が少なくなったことが異なる点
である。
It is apparent that the three-phase inverter shown in FIG. 12 can be operated as an inverter not only at the time of initial charging but also in a normal operation state. FIG. 13 shows FIG.
This is an embodiment of the present invention in which two three-phase inverters are used as cell inverters with an inrush current suppression circuit, and 4UVW1 constituting the power converter 4 is a three-phase inverter having the configuration shown in FIG. That is, as compared with the configuration of the embodiment of FIG. 1, in FIG. 13, the cell inverters 4U1, 4V1, and 4W1 with the rush current suppressing circuit are replaced with the three-phase inverter 4UVW1.
The difference is that the number of converters is reduced and the secondary winding of the transformer 3a is reduced as a result.

【0093】前述したように,図12のインバータは出
力電圧としてVcと0の2種類しか出せない単相インバ
ータのY結線とみなすことができる。そのインバータを
使用した図13の電力変換装置4は、図1のように全て
3種類の電圧Vc,0,−Vcを出力できるセルインバ
ータで構成したものと出力電圧能力は異なるが、同様の
効果を実現できるものである。3相インバータは直流回
路の電力変動がないので直流コンデンサを小さくでき、
図13のトランス3aのように簡単な巻線構造とするこ
とができる。
As described above, the inverter of FIG. 12 can be regarded as a Y-connection of a single-phase inverter that can output only two types of output voltages, Vc and 0. The power converter 4 of FIG. 13 using the inverter has a different output voltage capability from that of a cell inverter capable of outputting all three types of voltages Vc, 0, -Vc as shown in FIG. Can be realized. Since the three-phase inverter does not fluctuate the power of the DC circuit, the DC capacitor can be reduced.
A simple winding structure can be obtained as in the transformer 3a of FIG.

【0094】ここまでは、単相多重変換装置4U〜4W
をY結線した図1あるいは図10の主回路構成で本発明
の実施の形態を説明したが、他の3相結線した3相多重
変換装置でも本発明を適用することができる。
Up to this point, the single-phase multiplex converters 4U to 4W
Although the embodiment of the present invention has been described with the main circuit configuration of FIG. 1 or FIG. 10 in which Y is connected, the present invention can also be applied to other three-phase multiplexed converters.

【0095】図14は単相多重変換装置4U〜4WをΔ
結線した場合の構成例であり、4aはそのΔ結線された
3 相多重変換装置である。図1と異なる点は単相多重変
換装置4U〜4Wの結線方法だけである。
FIG. 14 shows that the single-phase multiplex converters 4U to 4W correspond to Δ
This is an example of a configuration in the case where the wires are connected.
It is a three-phase multiplex converter. The only difference from FIG. 1 is the method of connecting the single-phase multiplex converters 4U to 4W.

【0096】図14の構成における充電電流制御の1例
を図15に示す。図15は各単相多重変換装置4U〜4
W毎に電流制御するときの例であり、各相のインバータ
出力電流isu,isv,iswをそれぞれフィードバ
ック制御する。図のようにΔ結線の接続点に負荷5のイ
ンピータンスRm,Lmが接続された等価回路となるの
で、負荷5が各単相多重変換装置4U〜4Wのバイパス
経路となり、図1のY結線の場合のように3相の電流が
0である必要はない。したがって、各相電流isu,i
sv,iswは任意の大きさに独立に制御することがで
きる。
FIG. 15 shows an example of the charging current control in the configuration of FIG. FIG. 15 shows each of the single-phase multiplex converters 4U to 4U.
This is an example in which current control is performed for each W, and feedback control is performed on the inverter output currents isu, isv, and isw of each phase. As shown in the figure, an equivalent circuit in which the impedances Rm and Lm of the load 5 are connected to the connection points of the [Delta] connection, the load 5 becomes a bypass path for each of the single-phase multiplex converters 4U to 4W, and the Y connection in FIG. It is not necessary for the three-phase current to be zero as in the case of. Therefore, each phase current isu, i
sv and isw can be independently controlled to any size.

【0097】図16は2台の単相多重変換装置4U,4
Vで3相多重変換装置4bを構成する、いわゆるV結線
方式の例である。両単相多重変換装置4U,4Vの出力
端子の片側を接続し、反対側の出力端子を負荷5の2相
に接続する。負荷の残りの1相には両単相多重変換装置
4U,4Vの出力端子の接続点Nと接続する。両単相多
重変換装置4U,4Vの出力電圧の基本波位相が60度
異なるように制御すれば、負荷には120度位相差の3
相電圧が印加される。図1あるいは図10と同様に、各
単相多重変換装置4U,4Vを3つのセルインバータで
構成すると、W相単相多重変換装置がない分だけセルイ
ンバータ数が減るので、トランスの2次巻線数も少なく
てよくなる。3c,3dは2次巻線数を少なくしたトラ
ンスである。
FIG. 16 shows two single-phase multiplex converters 4U and 4U.
This is an example of a so-called V connection system in which the three-phase multiplex converter 4b is configured with V. One of the output terminals of both single-phase multiplex converters 4U and 4V is connected, and the other output terminal is connected to two phases of load 5. The remaining one phase of the load is connected to the connection point N of the output terminals of the two single-phase multiplex converters 4U and 4V. If the fundamental phases of the output voltages of the two single-phase multiplex converters 4U and 4V are controlled so as to be different from each other by 60 degrees, the load has a 120-degree phase difference of 3 degrees.
A phase voltage is applied. As in FIG. 1 or FIG. 10, if each single-phase multiplex conversion device 4U, 4V is constituted by three cell inverters, the number of cell inverters is reduced by the absence of the W-phase single-phase multiplex conversion device. The number of lines can be reduced. Transformers 3c and 3d have a reduced number of secondary windings.

【0098】図17は図16の構成における充電電流制
御の1例である。図15のΔ結線の場合と同様に、両単
相多重変換装置4U,4Vの電流isu,isvは任意
の大きさに独立に制御することができる。
FIG. 17 shows an example of the charging current control in the configuration of FIG. As in the case of the Δ connection in FIG. 15, the currents isu and isv of the two single-phase multiplex converters 4U and 4V can be controlled independently to arbitrary magnitudes.

【0099】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、初期充電時の突入電流抑制回路を少なくして回路を
簡単にし、装置を安価にすることができる。ただし、突
入電流制御回路をもつセルインバータと、もたないセル
インバータの電源電圧投入時期を分離する必要がある。
以上に説明した本発明の実施の形態ではこの電源分離
を、電源スイッチ2a,2bとトランス3a,3bある
いは3c,3dのように2組設けることで実現した。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the inrush current suppressing circuit at the time of initial charging, simplify the circuit, and reduce the cost of the device. However, it is necessary to separate the power supply voltage application timing of the cell inverter having the inrush current control circuit from the cell inverter having no inrush current control circuit.
In the embodiment of the present invention described above, this power supply separation is realized by providing two sets of power switches 2a and 2b and transformers 3a and 3b or 3c and 3d.

【0100】図18は電源スイッチ2c〜2kをトラン
ス2次側に、各セルインバータ毎に設けた場合の構成例
である。保守上の面から各セルインバータ毎に電源スイ
ッチを設けることは少なくなく、このようにすればトラ
ンスを分ける必要はなくなる。図18の構成では各セル
インバータ毎に電源の投入時期を制御できるので、本発
明が必要とする突入電流制御回路をもつセルインバータ
と、もたないセルインバータの電源電圧投入時期を分離
することができることは明らかである。
FIG. 18 shows an example of a configuration in which power switches 2c to 2k are provided on the secondary side of the transformer for each cell inverter. It is not rare to provide a power switch for each cell inverter from the viewpoint of maintenance, and in this case, it is not necessary to separate transformers. In the configuration of FIG. 18, the power-on timing of each cell inverter can be controlled, so that the power-on timing of the cell inverter having the inrush current control circuit required by the present invention can be separated from the cell inverter having no inrush current control circuit. Clearly what you can do.

【0101】以上,本発明の実施の形態として充電用電
源として使用する突入電流制御回路をもつセルインバー
タを各相に設けた例を示した。この充電用に使用するイ
ンバータは各相に設けなくても、残りのセルインバータ
を充電することが可能である。
The embodiment of the present invention has been described as an example in which a cell inverter having an inrush current control circuit used as a charging power supply is provided for each phase. Even if the inverter used for charging is not provided for each phase, the remaining cell inverters can be charged.

【0102】図19はU相多重変換装置4Uの内の1つ
のセルインバータ4U1だけを突入電流抑制回路付きと
し、残りのセルインバータは突入電流抑制回路なしとし
た構成例である。
FIG. 19 shows an example of a configuration in which only one cell inverter 4U1 of the U-phase multiplex converter 4U has an inrush current suppression circuit, and the other cell inverters do not have an inrush current suppression circuit.

【0103】図20にこの構成での充電時等価回路を示
す。図20(a)が一般的等価回路で、図20(b)は
U相セルインバータを充電するとき、図20(c)はV
相とW相を同時に充電するときの等価回路であり、U相
電流isuをフィードバック制御した結果として、イン
バータ4U1の出力電圧Viuを可変する。
FIG. 20 shows an equivalent circuit at the time of charging in this configuration. FIG. 20 (a) is a general equivalent circuit, FIG. 20 (b) is for charging a U-phase cell inverter, and FIG.
This is an equivalent circuit for simultaneously charging the phase and the W phase, and varies the output voltage Viu of the inverter 4U1 as a result of feedback control of the U-phase current isu.

【0104】図20(b)は、V相およびW相セルイン
バータを全て短絡モードにしたときの等価回路であり、
U相の突入電流抑制回路なしのセルインバータを充電す
る。最終的にU相内の1つのセルインバータだけを充電
することによって、インバータ4U1の出力最大電圧ま
で充電することができる。
FIG. 20B is an equivalent circuit when all the V-phase and W-phase cell inverters are in the short-circuit mode.
A cell inverter without a U-phase inrush current suppression circuit is charged. Finally, by charging only one cell inverter in the U phase, it is possible to charge up to the maximum output voltage of the inverter 4U1.

【0105】図20(c)は、U相セルインバータを全
て短絡モードにしたとき等価回路である。抵抗Rmの電
圧降下を無視すれば、両相の等価コンデンサ電圧Vc
v,Vcwが等しくなるように電流が分流する。V相と
W相の充電するセルインバータ数を等しくすれば、両相
の等価コンデンサ容量は等しくなり、各セルインバータ
の充電電流も等しくなる。もちろん、各セルインバータ
のコンデンサ電圧が低い期間は、直列数を多くして同時
に多くのインバータを充電することもできる。
FIG. 20C is an equivalent circuit when all the U-phase cell inverters are in the short-circuit mode. If the voltage drop of the resistor Rm is ignored, the equivalent capacitor voltage Vc of both phases is obtained.
The current shunts so that v and Vcw are equal. If the number of cell inverters to be charged in the V-phase and the W-phase is equal, the equivalent capacitor capacity of both phases is equal, and the charging current of each cell inverter is also equal. Of course, while the capacitor voltage of each cell inverter is low, it is possible to increase the number of series and charge many inverters at the same time.

【0106】以上、図19および図20で説明したよう
に、充電用に用いる突入電流抑制回路付きセルインバー
タは最低1台あれば、残りのセルインバータを充電可能
である。同様にして、3相の内の2相にだけ充電用に用
いる突入電流抑制回路付きインバータを設けても、残り
のインバータを充電可能であることは明らかである。
As described above with reference to FIGS. 19 and 20, if at least one cell inverter with an inrush current suppression circuit is used for charging, the remaining cell inverters can be charged. Similarly, it is clear that even if an inverter with a rush current suppressing circuit used for charging is provided only in two of the three phases, the remaining inverters can be charged.

【0107】以上のようにY結線接続された3相電力変
換装置は、最低1台だけ突入電流抑制回路付きインバー
タを設ければ、残りのセルインバータを充電することが
可能となる。
As described above, if at least one of the three-phase power converters connected in the Y-connection is provided with an inverter having a rush current suppressing circuit, the remaining cell inverters can be charged.

【0108】このことは、Y結線接続する各相の単相変
換装置が複数のセルインバータを直列接続したものでな
く、1段の単相変換装置であっても本発明が効果を発揮
することを意味する。すなわち、3相の内の1相だけを
突入電流抑制回路付きとすればよいのであるから、突入
電流抑制回路を3相全てに設ける場合の1/3に減らす
ことができる。また、セルインバータ出力段の単相イン
バータは図2の構成に限らない。中性点クランプ式の3
レベルインバータや、より多レベルのインバータで構成
した単相インバータにも本発明は適用することができ
る。
This means that the present invention is effective even if the single-phase converter for each phase connected in the Y-connection is not a serial connection of a plurality of cell inverters but is a single-stage single-phase converter. Means In other words, only one of the three phases needs to be provided with the rush current suppression circuit, so that it can be reduced to 1 / of the case where the rush current suppression circuit is provided for all three phases. The single-phase inverter at the cell inverter output stage is not limited to the configuration shown in FIG. Neutral point clamp type 3
The present invention can also be applied to a level inverter or a single-phase inverter constituted by a multi-level inverter.

【0109】図14および図16に示したように単相多
重変換装置をΔ結線あるいはV結線した3相多重変換装
置は各相で独立して充電電流を制御できる。それに対し
て、図1のY結線で構成した3相多重変換装置は、3相
の電流和が0であることの制約のために、各相に充電用
の突入電流抑制回路付きインバータを設けているにも関
わらず、各相充電電流を独立して制御することができな
い。しかし、Y結線であっても、中性線付きの主回路構
成であれば各相の電流を独立に制御することが可能であ
る。図21および図23にその実施の形態を示す。電源
側の構成は図1あるいは図18と同じであるので省略す
る。また、両実施の形態とも3相多重変換装置4の構成
は図1あるいは図18と同じである。
As shown in FIGS. 14 and 16, a three-phase multiplex converter in which a single-phase multiplex converter is Δ-connected or V-connected can control the charging current independently for each phase. On the other hand, in the three-phase multiplex conversion device configured by the Y connection in FIG. 1, an inverter with a rush current suppression circuit for charging is provided for each phase due to the restriction that the current sum of the three phases is zero. However, the charging current of each phase cannot be controlled independently. However, even in the case of the Y connection, the current of each phase can be controlled independently if the main circuit has a neutral line. 21 and 23 show an embodiment thereof. The configuration on the power supply side is the same as that in FIG. In both embodiments, the configuration of the three-phase multiplex conversion device 4 is the same as that in FIG. 1 or FIG.

【0110】図21は負荷5が中性点端子NLを備えて
いる場合であり、その中性点端子NLと3相多重変換装
置4の中性点NCとを接続する。図22は図21の実施
の形態の等価回路であり、中性点が接続されたことによ
って3相の電流和が0である必要がなくなり、各相を独
立に電流制御することが可能となる。中性点接続がされ
ていない図1の場合には3相の電流和が0という制約か
ら、装置の許容電流以下に各相の電流を制御する結果、
3相の内の2相は許容電流の1/2程度しか流すことが
できない。しかし、図21では3相とも許容値の電流を
流すことが可能となり、充電時間を短縮することができ
る。通常運転時に中性点を非接続としたい場合には、両
中性点NLとNC間にスイッチを設け、初期充電が終了
後にスイッチで切り離せばよい。
FIG. 21 shows a case where the load 5 has a neutral point terminal NL, and the neutral point terminal NL is connected to the neutral point NC of the three-phase multiplex converter 4. FIG. 22 is an equivalent circuit of the embodiment shown in FIG. 21. Since the neutral point is connected, the current sum of the three phases does not need to be 0, and the current of each phase can be controlled independently. . In the case of FIG. 1 in which the neutral point connection is not made, the current of each phase is controlled to be equal to or less than the allowable current of the apparatus due to the restriction that the current sum of the three phases is 0,
Two of the three phases can only flow about 1/2 of the allowable current. However, in FIG. 21, it is possible to flow an allowable current for all three phases, and the charging time can be reduced. If it is desired to disconnect the neutral point during normal operation, a switch may be provided between the neutral points NL and NC, and the switch may be disconnected after the initial charging is completed.

【0111】図23は負荷5に中性点端子NLがない場
合の実施の形態であり、9U,9V,9Wはインピータ
ンス要素、10は3極のスイッチである。インピータン
ス要素9U,9V,9WをY結線し、スイッチ10を介
して変換装置4の出力端子に接続する。Y結線されたイ
ンピータンス要素9U,9V,9Wの中性点と、変換装
置4の中性点NCとを接続した構成である。
FIG. 23 shows an embodiment in which the load 5 has no neutral point terminal NL. 9U, 9V and 9W are impedance elements, and 10 is a three-pole switch. Impedance elements 9U, 9V, 9W are Y-connected and connected to the output terminal of converter 4 via switch 10. The configuration is such that the neutral points of the impedance elements 9U, 9V, and 9W, which are Y-connected, and the neutral point NC of the conversion device 4 are connected.

【0112】図24はインピータンス要素9U,9V,
9WをRL直列回路とし、スイッチ10をオンしたとき
の、図23の等価回路である。この場合にも3相の電流
和が0である必要はなく、3相を独立して電流制御でき
ることは明らかであり、図21の場合と同様に充電時間
を短縮することができる。初期充電終了後にスイッチ1
0をオフし、インピータンス要素9U,9V,9Wを変
換装置4の出力から切り離す。
FIG. 24 shows the impedance elements 9U, 9V,
FIG. 23 is an equivalent circuit of FIG. 23 when 9W is an RL series circuit and the switch 10 is turned on. In this case as well, the current sum of the three phases does not need to be 0, and it is clear that the current can be independently controlled for the three phases, and the charging time can be reduced as in the case of FIG. Switch 1 after initial charging
0 is turned off, and the impedance elements 9U, 9V, 9W are disconnected from the output of the converter 4.

【0113】以上の説明では、直列接続されるセルイン
バータの直流回路電圧は等しいものとした。しかし、直
流回路電圧は等しくなくてもよく、逆に異なる直流電圧
にすることで電力変換装置の出力電圧の高調波を低減す
ることもできる。このようにセルインバータの直流電圧
が異なる場合に、最も直流電圧の高いセルインバータを
突入電流抑制回路付きにして充電用電源として用いれ
ば、高い充電電圧が得られるので充電時間を短縮でき
る。
In the above description, it is assumed that the DC circuit voltages of the cell inverters connected in series are equal. However, the DC circuit voltages do not have to be equal. Conversely, by setting different DC voltages, harmonics of the output voltage of the power converter can be reduced. As described above, when the DC voltage of the cell inverter is different, if the cell inverter having the highest DC voltage is provided with the rush current suppressing circuit and used as a charging power supply, a high charging voltage can be obtained, and the charging time can be reduced.

【0114】また、セルインバータが図2あるいは図4
1のようにダイオードコンバータで構成されるものとし
て説明した。しかし、図12に示した3相インバータ1
04と同じ構成のPWMコンバータを用いるものにも本
発明は適用できる。PWMコンバータは3相インバータ
104と同様に各トランジスタと逆並列にダイオードが
接続されるため、やはり初期充電時の突入電流抑制対策
が必要である。この場合にも本発明によって、突入電流
抑制回路を省略することが可能となる。
The cell inverter shown in FIG.
The description has been made assuming that it is configured by a diode converter as in FIG. However, the three-phase inverter 1 shown in FIG.
The present invention can also be applied to a device using a PWM converter having the same configuration as that of the device 04. Since a diode is connected in anti-parallel to each transistor in the PWM converter as in the case of the three-phase inverter 104, it is necessary to take measures to suppress an inrush current during initial charging. Also in this case, according to the present invention, the inrush current suppressing circuit can be omitted.

【0115】さて、以上の説明では3相の電力変換装置
を中心に本発明を説明した。本発明はより多相の電力変
換装置にも同様に適用することができる。多相電力変換
装置を構成する代表的な接続は、複数の単相電力変換装
置の2つの出力端子の片側を共通接続点とし、残りの端
子を負荷に接続するスター結線接続と、両出力端子を両
手として、両隣の単相変換装置と手を握り合って大きな
輪を作るように接続し、その接続点を負荷に接続するル
ープ結線接続とがある。3相の場合は、スター結線がY
結線、ループ結線がΔ結線であるとみなすことができる
ので、同様にして、本発明の実施の形態で説明したY結
線接続の電力変換装置はより多相のスター結線にも適用
でき、同様にΔ結線接続の電力変換装置はより多相のル
ープ結線にも適用できる。
In the above description, the present invention has been described focusing on the three-phase power converter. The present invention can be similarly applied to a multi-phase power converter. A typical connection constituting a multi-phase power converter is a star connection in which one side of two output terminals of a plurality of single-phase power converters is a common connection point and the remaining terminals are connected to a load, and both output terminals. With both hands, there is a loop connection connection in which the hands are held together with the single-phase converters on both sides so as to form a large ring, and the connection point is connected to a load. In the case of three phases, the star connection is Y
Since the connection and the loop connection can be regarded as Δ connection, similarly, the power converter of the Y connection connection described in the embodiment of the present invention can be applied to a more polyphase star connection, and similarly, The Δ-connection power converter can also be applied to a multi-phase loop connection.

【0116】図25は本発明の第2の目的である装置を
高価にすることなく電力回生が可能な電力変換装置の実
施の形態を示す構成図であり、単相多重変換装置4U,
4V,4Wの直列接続された3つのセルインバータの内
の1つを電力回生可能なセルインバータ4U1b,4V
1b,4W1bに置き換えた点だけが従来の図40と異
なるだけである。その電力回生可能なセルインバータ4
U1b,4V1b,4W1bの構成例を図26および図
27に示す。
FIG. 25 is a block diagram showing an embodiment of a power converter capable of regenerating power without making the device expensive, which is the second object of the present invention.
Cell inverters 4U1b, 4V capable of regenerating power from one of three cell inverters connected in series of 4V, 4W
1B and 4W1b are different from the conventional FIG. 40 only. Cell inverter 4 capable of regenerating power
FIGS. 26 and 27 show configuration examples of U1b, 4V1b, and 4W1b.

【0117】図26はサイリスタコンバータ102aを
用いた周知の構成例であり、サイリスタコンバータ10
2aはそれぞれ6個のサイリスタT1p〜T6pおよび
T1n〜T6nで構成した3相ブリッジコンバータ10
2pおよび102nを逆並列接続して構成される。正群
コンバータ102pは直流電流が正のときに動作し、負
群コンバータ102nは直流電流が負のときに動作す
る。インバータ104の出力電力が負のときは直流回路
電流も負になり、そのときに負群コンバータ102nを
動作させることで電力が交流電源に回生される。
FIG. 26 shows a known configuration example using a thyristor converter 102a.
2a is a three-phase bridge converter 10 composed of six thyristors T1p to T6p and T1n to T6n, respectively.
2p and 102n are connected in anti-parallel. Positive group converter 102p operates when the DC current is positive, and negative group converter 102n operates when the DC current is negative. When the output power of the inverter 104 is negative, the DC circuit current also becomes negative. At that time, by operating the negative group converter 102n, the power is regenerated to the AC power supply.

【0118】図27は6個のトランジスタQ7〜Q13
を用いたPWMコンバータ102bを用いた構成例であ
る。PWMコンバータ102bは通常の3相トランジス
タインバータと同じ周知の構成である。交流電源側の電
流を高速に制御することができ、交流電圧に対する電流
位相を制御することで電力の流れる方向を制御でき、当
然電力回生もできる。
FIG. 27 shows six transistors Q7 to Q13.
This is an example of a configuration using a PWM converter 102b that uses the same. The PWM converter 102b has the same known configuration as a normal three-phase transistor inverter. The current on the AC power supply side can be controlled at a high speed, and the direction of power flow can be controlled by controlling the current phase with respect to the AC voltage, so that the power can be regenerated.

【0119】図26および図27のコンバータ入力は3
相で示したが、両コンバータとも単相入力としてもよ
い。図25の実施の形態のように、一部のセルインバー
タを電力回生することができるようにすることで負荷の
交流電動機5にブレーキトルクを発生させることが可能
となる。
The converter input in FIGS. 26 and 27 is 3
Although shown in phases, both converters may be single-phase inputs. As in the embodiment shown in FIG. 25, by allowing some of the cell inverters to regenerate electric power, it becomes possible to generate a brake torque in the AC motor 5 as a load.

【0120】このときに回生能力のないセルインバータ
は短絡モードとして負荷電流をバイパスさせ、回生能力
のあるセルインバータ4U1b,4V1b,4W1bだ
けをインバータ動作させる。短絡モードにすることによ
って回生能力のないセルインバータの出力電圧は0にな
るため、電力変換装置4の出力できる電圧範囲が低下
し、扱える電力も低下する。それでも、図40の構成で
は得られなかった電動機5のブレーキ力が得られ、特に
電動機の回転数が低い領域ほど大きなブレーキ力を発生
することが可能となる。一般的に、電動機の出力Pは電
動機の回転速度ωrと発生トルクTとにより次のように
表される。
At this time, the cell inverter having no regenerative capability bypasses the load current in the short-circuit mode, and only the cell inverters 4U1b, 4V1b, 4W1b having regenerative capability operate as inverters. By setting the short-circuit mode, the output voltage of the cell inverter having no regenerative ability becomes zero, so that the output voltage range of the power converter 4 is reduced, and the power that can be handled is also reduced. Nevertheless, the braking force of the electric motor 5 that could not be obtained with the configuration of FIG. 40 can be obtained, and in particular, a larger braking force can be generated in a region where the rotation speed of the electric motor is lower. Generally, the output P of the motor is expressed as follows by the rotation speed ωr of the motor and the generated torque T.

【0121】[0121]

【数6】P=ωr・T ブレーキトルク発生時はTが負であり、出力Pも負とな
る。電動機の損失を無視すれば、ブレーキ時には上式の
電力Pが電源側に回生される。電力変換装置4が処理で
きる回生電力をPcとすれば、電動機5の発生できる最
大ブレーキトルクTbmは次のようになる。
P = ωr · T When the brake torque is generated, T is negative, and the output P is also negative. If the loss of the motor is ignored, the electric power P of the above formula is regenerated to the power supply side during braking. If the regenerative power that can be processed by the power converter 4 is Pc, the maximum brake torque Tbm that can be generated by the electric motor 5 is as follows.

【0122】[0122]

【数7】Tbm=Pc/ωr すなわち、回生電力が小さくても回転数が低くなるほど
大きなブレーキトルクを発生させることが可能である。
Tbm = Pc / ωr That is, even if the regenerative power is small, a larger brake torque can be generated as the rotational speed decreases.

【0123】以上のように、一部のセルインバータを電
力回生のできるものにすることで電動機にブレーキトル
クを発生させることができ、停止時間を短くすることが
可能となる。特に2乗負荷特性をもつファンやポンプを
駆動する場合に、減速力として作用する負荷トルクが小
さい低回転数域で大きなブレーキトルクを発生すること
ができるので、その効果は大きなものである。
As described above, by making some of the cell inverters capable of regenerating electric power, a brake torque can be generated in the electric motor, and the stop time can be shortened. In particular, when a fan or a pump having a square load characteristic is driven, a large brake torque can be generated in a low rotation speed region where a load torque acting as a deceleration force is small, so that the effect is great.

【0124】図25の実施の形態は単相電力変換装置4
U,4V,4WをY結線して3相電力変換装置4を構成
したものであるが、第1の目的を達成するための実施の
形態で説明したように、より多相のスター結線やΔ結線
などのループ結線,あるいはV 結線でも同様に実施でき
ることは明らかである。また、単相電力変換装置4U,
4V,4Wを構成するセルインバータの直列数は3に限
らず、回生能力のあるセルインバータ数も幾つでもよ
い。そして、電源スイッチはトランス2の2次側であっ
てもよい。
The embodiment shown in FIG.
Although the three-phase power converter 4 is configured by Y-connection of U, 4V, and 4W, as described in the embodiment for achieving the first object, more multi-phase star connection or Δ It is clear that the same can be applied to loop connection such as connection or V connection. In addition, the single-phase power converter 4U,
The number of cell inverters constituting 4 V and 4 W in series is not limited to three, and the number of cell inverters having regenerative ability may be any number. The power switch may be on the secondary side of the transformer 2.

【0125】単相電力変換装置4U,4V,4Wをスタ
ー結線して多相の電力変換装置4を構成する場合には、
図13の実施の形態と同様にスター結線接続点側のセル
インバータを多相インバータとしてもよい。図28はそ
の3相インバータ4UVWを用いて3相電力変換装置4
を構成した実施の形態であり、3相インバータ4UVW
のコンバータを電力回生可能な構成にしたものである。
すなわち、3相インバータ4UVWは、図12のダイオ
ードコンバータ102を図26あるいは図27に示した
回生可能なコンバータ102aあるいは102bに置き
換えた構成である。
When the single-phase power converters 4U, 4V, 4W are star-connected to form a multi-phase power converter 4,
As in the embodiment of FIG. 13, the cell inverter on the star connection node side may be a polyphase inverter. FIG. 28 shows a three-phase power converter 4 using the three-phase inverter 4UVW.
And a three-phase inverter 4UVW
Are configured to be able to regenerate power.
That is, the three-phase inverter 4UVW has a configuration in which the diode converter 102 in FIG. 12 is replaced with the regenerable converter 102a or 102b shown in FIG. 26 or FIG.

【0126】図28の実施の形態でも電力回生ができる
ので、電動機5にブレーキトルクを発生させることがで
き、停止時間を短縮することができる。また、3相イン
バータは直流回路の電力変動がないので直流コンデンサ
を小さくでき、図28のトランス3のように2次巻線を
少なくすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 28 as well, electric power can be regenerated, so that a braking torque can be generated in the electric motor 5 and the stop time can be shortened. In addition, since the three-phase inverter has no power fluctuation in the DC circuit, the DC capacitor can be reduced, and the secondary winding can be reduced as in the transformer 3 of FIG.

【0127】次に、本発明の第3の目的であるセルイン
バータの運転力率を高くすることを実現するための実施
の形態を説明する。このための本発明は、例えば図25
および図28に示したような、回生能力のあるセルイン
バータを含む電力変換装置4で実施される。
Next, a description will be given of an embodiment for realizing a third object of the present invention, which is to increase the operating power factor of the cell inverter. The present invention for this purpose is, for example, shown in FIG.
As shown in FIG. 28, the power conversion apparatus 4 includes a cell inverter having a regenerative ability.

【0128】目的を達成するために、本実施の形態では
回生能力のあるセルインバータの出力電圧基本波と、回
生能力のないセルインバータの出力電圧基本波とを異な
る位相に制御する。回生能力のあるセルインバータは運
転力率が低くても、電力回生するので直流回路電圧は上
昇しない。本発明は、負荷力率よりも更に低い力率で回
生能力のあるセルインバータを運転することにより、回
生能力のないセルインバータの運転力率を高くするもの
である。以下、図25の構成を例として、より詳しく説
明する。
In order to achieve the object, in this embodiment, the output voltage fundamental wave of the cell inverter having the regenerative ability and the output voltage fundamental wave of the cell inverter having no regenerative ability are controlled to have different phases. Even if the cell inverter having the regenerative ability has a low operating power factor, the DC circuit voltage does not increase because the power is regenerated. The present invention increases the operating power factor of a cell inverter having no regenerative ability by operating a cell inverter having a regenerative ability at a power factor even lower than the load power factor. Hereinafter, the configuration of FIG. 25 will be described in more detail as an example.

【0129】図29は負荷5に印加される合成電圧の基
本波ベクトルV0と負荷電流iの基本波ベクトルを示し
ている。図29でφは力率角であり、図29(a)が各
セルインバータの出力電圧V1,V2,V3を同相に制
御した場合、図29(b)が異なる電圧位相に制御した
場合の基本波ベクトル関係である。
FIG. 29 shows a fundamental wave vector V0 of the combined voltage applied to the load 5 and a fundamental wave vector of the load current i. In FIG. 29, φ is the power factor angle, and FIG. 29A shows the case where the output voltages V1, V2, and V3 of the respective cell inverters are controlled to have the same phase, and FIG. Wave vector relationship.

【0130】図29(a)のように各セルインバータを
同相に制御すれば、負荷5にV0を印加するのに各セル
インバータの出力電圧V1,V2,V3はV0/3であ
ればよい。セルインバータは直列接続されているので、
負荷電流は各セルインバータに流れ、インバータ力率は
負荷力率と等しくなる。また、各セルインバータの電力
分担も等しくなる。
If the cell inverters are controlled to have the same phase as shown in FIG. 29A, the output voltages V1, V2, and V3 of each cell inverter need only be V0 / 3 to apply V0 to the load 5. Since the cell inverters are connected in series,
The load current flows through each cell inverter, and the inverter power factor becomes equal to the load power factor. In addition, the power sharing of each cell inverter becomes equal.

【0131】それに対し、図29(b)のように異なる
位相に制御すると、V0を得るための各セルインバータ
の電圧V1,V2,V3は図29(a)の場合よりも大
きくすることが必要になり、電力変換装置としての電圧
利用率は低下する。しかしながら、回生能力のあるセル
インバータからV1を出力してやれば、回生能力のない
セルインバータ出力はV2,V3となり運転力率が高く
なる。
On the other hand, when the phases are controlled to be different as shown in FIG. 29B, the voltages V1, V2 and V3 of each cell inverter for obtaining V0 need to be higher than in the case of FIG. , And the voltage utilization rate as the power converter decreases. However, if V1 is output from a cell inverter having regenerative ability, the output of the cell inverter without regenerative ability will be V2 and V3, and the operating power factor will be high.

【0132】図29は負荷5が遅れ力率の場合である
が、負荷が進み力率のときは回生能力のあるセルインバ
ータ出力V1を合成電圧V0よりも遅らせれば、回生能
力のないセルインバータの運転力率が高くなることは明
らかである。
FIG. 29 shows the case where the load 5 has a delayed power factor. When the load is at the advanced power factor, if the output V1 of the cell inverter having regenerative ability is delayed from the combined voltage V0, the cell inverter having no regenerative ability can be obtained. It is clear that the driving power factor of the vehicle increases.

【0133】以上のように回生能力のあるセルインバー
タを負荷力率よりも低い力率で運転することにより、回
生能力のないセルインバータの運転力率を向上すること
が可能となる。
As described above, by operating the cell inverter having the regenerative ability at a power factor lower than the load power factor, the operating power factor of the cell inverter having no regenerative ability can be improved.

【0134】その結果、回生能力のないセルインバータ
の扱う単相電力の負の期間は短くなり、コンデンサに吸
収される負電流が小さくなるのでコンデンサ容量を小さ
くすることができる。
As a result, the negative period of the single-phase power handled by the cell inverter having no regenerative ability is shortened, and the negative current absorbed by the capacitor is reduced, so that the capacitance of the capacitor can be reduced.

【0135】図29の実施の形態において、回生能力の
あるセルインバータ出力電圧V1と、回生能力のないセ
ルインバータ出力電圧V2,V3とは種々の位相関係で
制御することができる。
In the embodiment shown in FIG. 29, the cell inverter output voltage V1 having regenerative ability and the cell inverter output voltages V2, V3 having no regenerative ability can be controlled in various phase relationships.

【0136】その1つの位相関係は、回生能力のあるセ
ルインバータ出力電圧V1を負荷電流iと直交するよう
に制御することである。すなわち、負荷5の無効電力を
できるだけ回生能力のあるセルインバータから供給する
ことで、回生能力のないセルインバータの運転力率を高
くする制御方法である。
One phase relationship is to control the cell inverter output voltage V1 having a regenerative ability so as to be orthogonal to the load current i. That is, this is a control method in which the reactive power of the load 5 is supplied from a cell inverter having a regenerative ability as much as possible, thereby increasing the operating power factor of the cell inverter having no regenerative ability.

【0137】上述のように、無効電力だけを供給するの
であれば、セルインバータのコンバータをなくすること
が可能となる。図30はセルインバータのコンバータ部
をなくした本発明の実施の形態であり、図25の実施の
形態と異なる点はセルインバータ4U1b,4V1b,
4W1bがコンバータをもたないセルインバータ4U1
c,4V1c,4W1cに置き換えられたことだけであ
る。セルインバータ4U1c,4V1c,4W1cにコ
ンバータがなくなることにより、電源も不要となり、ト
ランスの2次巻線も少なくなる。
As described above, if only the reactive power is supplied, it is possible to eliminate the converter of the cell inverter. FIG. 30 shows an embodiment of the present invention in which the converter section of the cell inverter is eliminated. The difference from the embodiment of FIG. 25 is that the cell inverters 4U1b, 4V1b,
4W1b is a cell inverter 4U1 without a converter
c, 4V1c, and 4W1c. Since there is no converter in the cell inverters 4U1c, 4V1c, and 4W1c, a power source is not required, and the secondary winding of the transformer is reduced.

【0138】図31にコンバータをもたないセルインバ
ータ4U1c,4V1c,4W1cの構成を示す。図3
1を図26あるいは図27と比較して明らかなように、
セルインバータ4U1c,4V1c,4W1cが非常に
簡単な構成となる。基本的に図31のセルインバータ4
U1c,4V1c,4W1cは無効電力だけを扱うが、
直流コンデンサの電圧を維持するために有効電力の制御
をする。
FIG. 31 shows the configuration of the cell inverters 4U1c, 4V1c, 4W1c without a converter. FIG.
As is clear from comparing FIG. 1 with FIG. 26 or FIG.
The cell inverters 4U1c, 4V1c, 4W1c have a very simple configuration. Basically, the cell inverter 4 shown in FIG.
U1c, 4V1c and 4W1c handle only reactive power,
Controls the active power to maintain the voltage of the DC capacitor.

【0139】図30と同様に、図28のスター接続点を
3相インバータで構成したものにおいても、3相インバ
ータで無効電力だけを処理するようにすることによっ
て、コンバータを省略することができる。図32にその
構成例を示す。4UVWaがコンバータのない3相イン
バータであり、図33がその構成例である。3相インバ
ータ4UVWaは図31の単相インバータ4U1c,4
V1c,4W1cの場合と同様に、基本的には無効電力
だけを扱い、直流コンデンサ電圧を維持するために有効
電力の制御をする。
Similarly to FIG. 30, in the case where the star connection point in FIG. 28 is constituted by a three-phase inverter, the converter can be omitted by processing only the reactive power by the three-phase inverter. FIG. 32 shows a configuration example thereof. 4UVWa is a three-phase inverter without a converter, and FIG. 33 shows a configuration example thereof. The three-phase inverter 4UVWa is the single-phase inverter 4U1c, 4 in FIG.
As in the case of V1c and 4W1c, basically, only the reactive power is handled, and the active power is controlled to maintain the DC capacitor voltage.

【0140】以上、本発明の第3の目的である、回生能
力のないセルインバータの運転力率を高くすることを実
現するための実施の形態として、電力変換装置の構成と
その制御装置について説明した。更に、負荷5として誘
導電動機を駆動する場合に、本目的を達成する効果的な
制御装置を次に説明する。
As described above, the configuration of the power conversion device and the control device thereof will be described as an embodiment for realizing the third object of the present invention, which is to increase the operating power factor of the cell inverter having no regenerative ability. did. Further, an effective control device that achieves the object when the induction motor is driven as the load 5 will be described below.

【0141】図34は誘導電動機の一般的なベクトル図
であり、Vは端子電圧、iは電流である。図34には誘
導電動機の出力トルクが大きいときと小さいときの2種
類の電流iを示している。図のように出力トルクに応じ
て電流ベクトルiは変化し、鎖線で示す軌跡上を動く。
電流iを電圧Vに同相な成分ir(有効電流)と直交す
る成分ii(無効電流)とに分ける。無効電流iiは励
磁電流であり出力トルクの大きさに関わらずほぼ一定と
なり、有効電流irは出力トルクにほぼ比例する。した
がって、出力トルクが小さくなるほど有効電流irが小
さくなり、図のように出力トルクが小さくなるほど力率
角φが増加し、低力率となる。
FIG. 34 is a general vector diagram of an induction motor, where V is a terminal voltage and i is a current. FIG. 34 shows two types of current i when the output torque of the induction motor is large and small. As shown in the figure, the current vector i changes according to the output torque, and moves on a locus indicated by a chain line.
The current i is divided into a component ir (active current) in phase with the voltage V and a component ii (reactive current) orthogonal to the voltage V. The reactive current ii is an exciting current and is substantially constant regardless of the magnitude of the output torque, and the effective current ir is substantially proportional to the output torque. Therefore, as the output torque decreases, the effective current ir decreases, and as the output torque decreases, the power factor angle φ increases as shown in the figure, resulting in a low power factor.

【0142】ただし、図34は電動機を定格電圧で運転
したときのベクトル図であり、必ずしも定格電圧で運転
する必要はない。電圧を低くすれば励磁電流が小さくな
り、無効電流iiが小さくなる。特定の回転数であれ
ば、出力トルクは電圧Vと有効電流irの積(有効電
力)にほぼ比例する。したがって、同じ出力トルクを得
るためには、電圧を低くした分だけ有効電流irが増加
することになる。すなわち、低負荷時に電圧を低くすれ
ば、無効電流iiが小さくなり、有効電流irは大きく
なるので、力率が高くなる。
However, FIG. 34 is a vector diagram when the motor is operated at the rated voltage, and it is not always necessary to operate the motor at the rated voltage. The lower the voltage, the smaller the exciting current and the smaller the reactive current ii. At a specific rotation speed, the output torque is substantially proportional to the product (active power) of the voltage V and the active current ir. Therefore, in order to obtain the same output torque, the effective current ir increases by an amount corresponding to the reduction in the voltage. That is, if the voltage is reduced at a low load, the reactive current ii decreases and the effective current ir increases, so that the power factor increases.

【0143】図35は出力トルクが小さいときのベクト
ルを比較したものであり、(a)は定格電圧運転時、
(b)は定格電圧の1/2で運転したときのベクトル図
である。(a)に比べて電圧を1/2にした(b)で
は、無効電流が1/2、有効電流が2倍となり、力率が
大きく改善される。
FIG. 35 is a comparison of vectors when the output torque is small. FIG.
(B) is a vector diagram at the time of operation at 1/2 of the rated voltage. In (b) where the voltage is reduced to 1 / compared to (a), the reactive current is 1 / and the effective current is doubled, and the power factor is greatly improved.

【0144】この軽負荷時に電圧を低くする制御を、前
述のセルインバータの出力電圧を異なる位相に制御する
ことと組み合わせると、電力変換装置としての電圧利用
率低下を最低限にとどめることが可能で、より効果的に
本発明が実現できる。
When this control for lowering the voltage at the time of light load is combined with controlling the output voltage of the cell inverter to a different phase as described above, it is possible to minimize the reduction in the voltage utilization rate of the power converter. Thus, the present invention can be realized more effectively.

【0145】ファンやポンプのように予め負荷トルクの
大きさが分かっている場合は、電圧を低くする制御は簡
単に実現できる。図36はその実施の形態を示す制御構
成図であり、11は電力変換装置4を制御する制御装置
で、トランジスタをオンオフ制御するコントローラ10
6と、電力変換装置4の出力電圧の周波数指令F* に対
する電圧指令V* を決める関数回路107とで構成され
る。
When the magnitude of the load torque is known in advance, such as with a fan or a pump, control for lowering the voltage can be easily realized. FIG. 36 is a control configuration diagram showing an embodiment of the present invention. Reference numeral 11 denotes a control device for controlling the power conversion device 4 and a controller 10 for controlling the on / off of the transistor.
6 and a function circuit 107 for determining a voltage command V * for the frequency command F * of the output voltage of the power converter 4.

【0146】コントローラ106は、与えられた周波数
指令F* と電圧指令V* とに、電力変換装置4の出力電
圧が追従するようにトランジスタのオンオフを制御す
る。関数回路107に設定する関数が直線であれば、周
波数指令F* と電圧指令V* は比例し、周波数が変わっ
ても励磁電流はほぼ一定になり、定格電圧運転となる。
それに対して図36の関数回路107には、周波数指令
F* が小さいときほど直線関数よりも小さな電圧指令V
* とする。すなわち低周波数域ほどV/F比が小さくな
る関数を設定する。
The controller 106 controls the on / off of the transistor so that the output voltage of the power converter 4 follows the given frequency command F * and voltage command V *. If the function set in the function circuit 107 is a straight line, the frequency command F * is proportional to the voltage command V *, and the exciting current becomes substantially constant even when the frequency changes, and the rated voltage operation is performed.
On the other hand, in the function circuit 107 of FIG. 36, the smaller the frequency command F *, the smaller the voltage command V
* That is, a function is set such that the V / F ratio decreases as the frequency becomes lower.

【0147】前述したように、ファンやポンプの負荷ト
ルクは回転数の2乗に比例し、回転数が低くなるほど負
荷トルクが小さくなる。したがって、低周波数域ほどV
/F比が小さくなるように制御される図36の実施の形
態により、軽負荷時に電圧を低くして誘導電動機5の運
転力率を高くすることが実現される。
As described above, the load torque of the fan or the pump is proportional to the square of the rotation speed, and the lower the rotation speed, the smaller the load torque. Therefore, the lower the frequency, the more V
According to the embodiment of FIG. 36 in which the / F ratio is controlled to be small, it is possible to reduce the voltage at a light load and increase the operating power factor of the induction motor 5.

【0148】以上、本発明の第3の目的を達成するため
の実施の形態を説明したが、セルインバータ数や電力変
換装置の結線方式などは特定のものに限らない。より多
相のスター結線、ループ結線、あるいはV結線でも効果
的であることは明らかである。
Although the embodiment for achieving the third object of the present invention has been described above, the number of cell inverters and the connection system of the power converter are not limited to specific ones. Obviously, more polyphase star, loop, or V connections are also effective.

【0149】本発明の第4目的である簡単な巻き方の安
価なトランスを用いて、電源高調波を低減することが可
能とし、また電源力率も改善できる電力変換装置の制御
装置を提供することを達成するための本発明の実施の形
態を説明する。
A fourth object of the present invention is to provide a control device for a power conversion device capable of reducing power supply harmonics and improving power supply power factor by using an inexpensive transformer having a simple winding method. An embodiment of the present invention for achieving the above will be described.

【0150】この目的を達成するためには、前述の図2
5あるいは図28に示した回生能力のあるセルインバー
タを備えた電力変換装置で実現される。しかも、その回
生能力のあるセルインバータは図27に示したようなP
WMコンバータを有するもので、電源電流を高速に制御
する能力のあるもので実現される。
In order to achieve this object, the aforementioned FIG.
5 or a power converter provided with a cell inverter having a regenerative ability shown in FIG. In addition, the cell inverter having the regenerative ability has a P inverter as shown in FIG.
It has a WM converter and is realized by a device capable of controlling the power supply current at high speed.

【0151】図37の構成で本目的を実現する場合の実
施の形態を説明する。図37は図25と同様に各相に1
つのPWMコンバータ付きセルインバータを備えた構成
である。ただし、トランス3の2次巻線は全てY結線で
ある。
An embodiment in which this object is realized by the configuration of FIG. 37 will be described. FIG. 37 shows one phase for each phase as in FIG.
This is a configuration including two cell inverters with a PWM converter. However, the secondary windings of the transformer 3 are all Y-connected.

【0152】図37のように各相にPWMコンバータ付
きセルインバータを有する場合には、U相セルインバー
タ4U1b,4U2,4U3の電源電流の和が正弦波に
なるように、U相のPWMコンバータ付きセルインバー
タ4U1bのコンバータ電流を制御すればよい。同様に
V相およびW相のPWMコンバータ付きセルインバータ
4V1b,4W1bも各相電源電流の和が正弦波になる
ようにコンバータ電流を制御する。すなわち、セルイン
バータ4U1b,4V1b,4W1bのPWMコンバー
タを、周知のアクティブフィルタとして動作させる。
When each phase has a cell inverter with a PWM converter as shown in FIG. 37, a U-phase PWM converter is provided so that the sum of the power supply currents of U-phase cell inverters 4U1b, 4U2, and 4U3 becomes a sine wave. What is necessary is just to control the converter current of the cell inverter 4U1b. Similarly, the cell inverters 4V1b and 4W1b with V-phase and W-phase PWM converters also control the converter currents so that the sum of the power supply currents of the respective phases becomes a sine wave. That is, the PWM converters of the cell inverters 4U1b, 4V1b, and 4W1b are operated as a known active filter.

【0153】図38は本発明の制御装置の実施の形態を
示すU相のPWMコンバータの制御構成例であり、主回
路もU相部分だけを示す。V相,W相も同じ構成とな
る。図38において、8R1,8S1,8T1,8R
2,8T2,8S2はセルインバータ4U1b,4U2
のコンバータ電流を検出する電流検出器、12Uはセル
インバータ4U1bのコンバータ電流制御回路である。
電流制御回路12Uにおいて、110は減算器、111
はPI制御器などの制御増幅器、112はセルインバー
タ4U1bの電源電圧から絶縁およびフィルタ処理など
をして電源の相電圧eR,eS,eTを検出する電圧検
出回路、113は直流の電流指令ii*,ir* を相電
圧信号eR,eS,eTを用いて交流電流指令iR0*
,iS0* ,iT0* に変換する座標回転器、114
R,114S,114T,115R,115S,115
Tは減算器、116R,116S,116TはPI制御
器などの制御増幅器、117R,117S,117Tは
セルインバータ4U1bのコンバータトランジスタをパ
ルス幅変調するためのPWM回路、118は3相の入力
電流から基本波を除去して高調波成分だけを出力する基
本波除去フィルタ、119R,119S,119Tは入
力信号を2倍にする係数器である。
FIG. 38 shows an example of a control configuration of a U-phase PWM converter showing an embodiment of the control device of the present invention. The main circuit also shows only the U-phase portion. The V phase and the W phase have the same configuration. In FIG. 38, 8R1, 8S1, 8T1, 8R
2,8T2,8S2 are cell inverters 4U1b, 4U2
12U is a converter current control circuit for the cell inverter 4U1b.
In the current control circuit 12U, 110 is a subtractor, 111
Is a control amplifier such as a PI controller, 112 is a voltage detection circuit that detects the phase voltages eR, eS, eT of the power supply by performing insulation and filtering from the power supply voltage of the cell inverter 4U1b, and 113 is a DC current command ii *. , Ir * using the phase voltage signals eR, eS, eT to obtain an AC current command iR0 *.
, IS0 *, iT0 *, a coordinate rotator 114
R, 114S, 114T, 115R, 115S, 115
T is a subtractor, 116R, 116S and 116T are control amplifiers such as PI controllers, 117R, 117S and 117T are PWM circuits for pulse width modulation of the converter transistor of the cell inverter 4U1b, and 118 is a basic circuit based on three-phase input current. The fundamental wave removing filters 119R, 119S, and 119T that remove only waves and output only harmonic components are coefficient units that double the input signal.

【0154】セルインバータ4U1bのコンバータ部は
直流回路電圧Vcを一定に制御することが基本的役割で
あり、Vcをフィードバックして減算器110で指令V
c*との偏差を求め、それを制御増幅器111で増幅し
た信号を有効電流指令ir*とする。無効電流指令ii*
は一定値でよい。座標回転器113で電源電圧eR,
eS,eTを用いて、電源電圧と同相な成分が有効電流
指令ir* に、電源電圧と直交する成分が無効電流指令
ii* に比例するように交流の電流指令iR0* ,iS
0* ,iT0* に変換する。セルインバータ4U1bの
コンバータ各相電流iR1,IS1,iT1をフィード
バックし、電流指令iR0* ,iS0*,iT0* に追
従するように、減算器115R,115S,115Tで
偏差を求めて、制御増幅器116R,116S,116
Tで偏差を増幅し、PWM回路117R,117S,1
17Tで変調した信号でコンバータを制御すれば、セル
インバータ4U1bの電源電流は正弦波に制御される。
The basic role of the converter of the cell inverter 4U1b is to control the DC circuit voltage Vc to a constant level.
A deviation from c * is obtained, and a signal amplified by the control amplifier 111 is set as an effective current command ir *. Reactive current command ii *
May be a constant value. The power supply voltage eR,
Using eS and eT, the AC current commands iR0 * and iS such that the component in phase with the power supply voltage is proportional to the active current command ir * and the component orthogonal to the power supply voltage is proportional to the reactive current command ii *.
0 *, iT0 *. The feedback of the converter phase currents iR1, IS1, and iT1 of the cell inverter 4U1b is performed, and the subtractors 115R, 115S, and 115T determine deviations so as to follow the current commands iR0 *, iS0 *, and iT0 *. 116S, 116
The deviation is amplified by T, and the PWM circuits 117R, 117S, 1
If the converter is controlled by a signal modulated by 17T, the power supply current of the cell inverter 4U1b is controlled to a sine wave.

【0155】しかし、それだけではセルインバータ4U
1bの電源電流は正弦波に制御できても、他のセルイン
バータ4U2,4U3の電源電流の高調波電流が電源1
に流出するので、合成した電源電流は正弦波にならな
い。合成した電源電流を正弦波にするために、座標回転
器113の出力である交流電流指令iR0* ,iS0
*,iT0* を、減算器114R,114S,114T
で係数器119R,119S,119Tの出力iRH,
iSH,iTHで補正した電流指令iR1* ,iS1*
,iT1* を得る。係数器119R,119S,11
9Tの出力iRH,iSH,iTHは、電流検出器8R
2,8S2,8T2で検出したセルインバータ4U2の
電源電流iR2,iS2,iT2から基本波除去フィル
タ118により高調波成分を抽出し、2倍した信号であ
る。すなわち、基本波除去フィルタ118の出力はセル
インバータ4U2の電源電流の高調波成分である。
However, this alone requires the cell inverter 4U.
1b can be controlled to a sine wave, but the harmonic current of the power supply current of the other cell inverters 4U2 and 4U3 is
The combined power supply current does not become a sine wave. In order to make the combined power supply current a sine wave, the AC current commands iR0 *, iS0
*, IT0 * are subtracted by subtractors 114R, 114S, 114T.
And the output iRH of the coefficient units 119R, 119S, and 119T,
Current commands iR1 *, iS1 * corrected by iSH, iTH
, IT1 *. Coefficient units 119R, 119S, 11
9T outputs iRH, iSH, iTH are output from current detector 8R
This is a signal obtained by extracting a harmonic component from the power supply current iR2, iS2, iT2 of the cell inverter 4U2 detected by 2, 8S2, 8T2 by the fundamental wave removing filter 118 and doubling the harmonic component. That is, the output of the fundamental wave removing filter 118 is a harmonic component of the power supply current of the cell inverter 4U2.

【0156】セルインバータ4U2と4U3の電力分担
が等しく制御されていれば、両インバータの電源電流は
同じ波形となる。したがって、セルインバータ4U2の
電源電流の高調波成分である基本波除去フィルタ118
の出力を2倍した係数器119R,119S,119T
の出力iRH,iSH,iTHは両セルインバータ4U
2および4U3の高調波電流の合成値である。この合成
高調波電流iRH,iSH,iTHを減算した電流指令
iR1* ,iS1* ,iT1* に、セルインバータ4U
1bの電源電流iR1,iS1,iT1が追従するよう
に制御することによって、セルインバータ4U1bの電
源電流はセルインバータ4U2および4U3の電源高調
波電流を打ち消し、合成された電源1の電流を正弦波に
することができる。
If the power sharing between cell inverters 4U2 and 4U3 is controlled equally, the power supply currents of both inverters have the same waveform. Therefore, the fundamental wave removing filter 118 which is a harmonic component of the power supply current of the cell inverter 4U2.
Multipliers 119R, 119S, 119T that double the output of
Output iRH, iSH, iTH are both cell inverters 4U
This is a composite value of harmonic currents of 2 and 4U3. The current command iR1 *, iS1 *, iT1 * obtained by subtracting the combined harmonic currents iRH, iSH, iTH is added to the cell inverter 4U.
By controlling the power supply currents iR1, iS1 and iT1 of the cell inverter 1b to follow, the power supply current of the cell inverter 4U1b cancels the power supply harmonic currents of the cell inverters 4U2 and 4U3, and the combined current of the power supply 1 becomes a sine wave. can do.

【0157】以上のように、PWMコンバータ付きセル
インバータ4U1b,4V1b,4W1bにアクティブ
フィルタ機能をもたせることによって、ダイオードコン
バータ付きのセルインバータの電源高調波電流を打ち消
すことができ、合成された電源電流を正弦波に制御する
ことができる。このときに、図37に示したように電源
トランス3の2次巻線は高調波低減のために位相シフト
する必要はなく、簡単な構成のトランスとすることがで
き、安価な装置を提供することが可能となる。
As described above, by providing the cell inverters 4U1b, 4V1b, and 4W1b with the PWM converter with the active filter function, the power supply harmonic current of the cell inverter with the diode converter can be canceled, and the combined power supply current can be reduced. It can be controlled to a sine wave. At this time, as shown in FIG. 37, the secondary winding of the power transformer 3 does not need to be phase-shifted to reduce harmonics, can be a transformer having a simple configuration, and provide an inexpensive device. It becomes possible.

【0158】図38の実施の形態では、セルインバータ
4U1bおよび4U2の電流検出をそれぞれ3相分行っ
ているが、3相の電流の和は0であるから、2相だけ検
出して残りの1相の電流は演算で求めることもできる。
また、セルインバータ4U2の電流は2相だけ検出し、
残り2相の電流はそれぞれ120度づつ位相シフトして
求めてもよい。更に、ダイオードコンバータの電流波形
は電源インピータンスや直流電流の大きさなどで決まる
ので、インバータ出力電力の関数として予めパターン化
したものを用いることもできる。
In the embodiment shown in FIG. 38, the currents of cell inverters 4U1b and 4U2 are detected for three phases, respectively. However, since the sum of the currents of three phases is zero, only two phases are detected and the remaining one is detected. The phase current can also be calculated.
Also, the current of the cell inverter 4U2 is detected only in two phases,
The currents of the remaining two phases may be obtained by shifting the phase by 120 degrees each. Further, since the current waveform of the diode converter is determined by the power impedance, the magnitude of the DC current, and the like, a pattern previously formed as a function of the inverter output power can be used.

【0159】また、図38の実施の形態は交流量で電流
制御を行っているが、近年よく行われている交流検出量
を座標変換により直流量に変換してフィードバック制御
し、制御結果の電圧指令を再び座標変換により交流量に
変換する方法でもよいことは言うまでもない。この場合
には、打ち消すために電流指令に重畳する高調波電流も
検出電流と同じ座標変換をする必要がある。
In the embodiment shown in FIG. 38, the current control is performed using the AC amount. However, in recent years, the detected AC amount is converted into a DC amount by coordinate conversion to perform feedback control, and the voltage of the control result is obtained. It is needless to say that the command may be converted again into an AC amount by coordinate conversion. In this case, it is necessary to perform the same coordinate conversion of the harmonic current superimposed on the current command as the detected current in order to cancel.

【0160】図38はトランスの2次電圧は等しく、各
セルインバータの直流回路電圧も同じ場合の実施の形態
である。本実施の形態は各セルインバータの電源電圧が
異なる場合でも容易に適用することが可能である。図3
8のU相セルインバータ4U1b,4U2,4U3に対
応するトランスの2次の巻線比(電圧比)がN1,N
2,N3とすれば、各セルインバータの電源電流は1/
N1,1/N2,1/N3の比率で1次巻線に反映され
る。したがって、例えばR相電流指令iR1* は、セル
インバータ4U2の高調波電流iRH2とセルインバー
タ4U3の高調波電流iRH3から、次式のように求め
れば高調波電流を打ち消すことができる。
FIG. 38 shows an embodiment in which the secondary voltage of the transformer is equal and the DC circuit voltage of each cell inverter is also the same. This embodiment can be easily applied even when the power supply voltage of each cell inverter is different. FIG.
The secondary winding ratio (voltage ratio) of the transformer corresponding to the eight U-phase cell inverters 4U1b, 4U2, 4U3 is N1, N
2, N3, the power supply current of each cell inverter is 1 /
It is reflected on the primary winding at a ratio of N1, 1 / N2, 1 / N3. Therefore, for example, if the R-phase current command iR1 * is obtained from the harmonic current iRH2 of the cell inverter 4U2 and the harmonic current iRH3 of the cell inverter 4U3 as in the following equation, the harmonic current can be canceled.

【0161】[0161]

【数8】iR1* =iR0* −N1(iRH2/N2
+ iRH3/N3) S相,T相に関しても同様である。図37および図38
の実施の形態では、トランス3の2次巻線は全てY結線
とした。しかし、Δ結線などの他の結線の2次巻線を含
んでいても本実施の形態の効果は変わらない。例えばΔ
結線の2次巻線の場合、巻線電流は検出できないが、循
環電流が流れておらずに3巻線の電流和が0であると仮
定すれば、各巻線電流は相電流から計算することができ
る。計算で求めた巻線電流から高調波電流を求め、上述
の巻線比を考慮して電流指令に重畳すれば,高調波電流
を打ち消すことができる。
## EQU8 ## iR1 * = iR0 * -N1 (iRH2 / N2
+ IRH3 / N3) The same applies to the S phase and the T phase. 37 and 38
In the embodiment, all the secondary windings of the transformer 3 are Y-connected. However, the effect of the present embodiment does not change even if a secondary winding of another connection such as a Δ connection is included. For example, Δ
In the case of a connected secondary winding, the winding current cannot be detected. However, assuming that the circulating current is not flowing and the current sum of the three windings is 0, each winding current should be calculated from the phase current. Can be. The harmonic current can be canceled by calculating the harmonic current from the calculated winding current and superimposing it on the current command in consideration of the above-mentioned winding ratio.

【0162】また、図37および図38の実施の形態で
は、インバータ出力相毎に高調波電流を打ち消すように
構成したが、図28に示した3相インバータをPWMコ
ンバータつきとした場合は各相毎に行うことはできな
い。この場合は、3相インバータ以外の全セルインバー
タの電源電流を検出あるいは計算で求めて、PWMコン
バータで高調波電流を打ち消すように制御すればよい。
In the embodiment shown in FIGS. 37 and 38, the harmonic current is canceled for each inverter output phase. However, when the three-phase inverter shown in FIG. It cannot be done every time. In this case, the power supply current of all the cell inverters other than the three-phase inverter may be detected or obtained by calculation, and the PWM converter may be controlled to cancel the harmonic current.

【0163】さて、図38の実施の形態では無効電流指
令ii* を一定値としたが、このii* を負としてダイ
オードコンバータの遅れ力率分をキャンセルし、電源力
率を改善することができる。ダイオードコンバータはそ
れほど力率が低くないが、転流時の重なり角のためにい
くらか遅れ力率となる。ii* を負としてPWMコンバ
ータの基本波電流を進み力率として、ダイオードコンバ
ータの遅れを打ち消すものである。ii* を負の一定値
としても力率改善効果は得られるが、より積極的に力率
制御することもできる。
In the embodiment shown in FIG. 38, the reactive current command ii * is set to a constant value. However, this ii * is made negative to cancel the delay power factor of the diode converter and improve the power supply power factor. . Diode converters do not have a very low power factor, but have some delay power factor due to the overlap angle during commutation. ii * is set to a negative value, the fundamental wave current of the PWM converter is set as a leading power factor, and the delay of the diode converter is canceled. Although the power factor improving effect can be obtained even if ii * is set to a negative constant value, the power factor can be more positively controlled.

【0164】図39は図38の実施の形態に力率制御回
路13Uを追加した実施の形態であり、その他の部分は
図38と全く同じである。力率制御回路13Uにおい
て、120R,120S,120Tは入力信号を2倍す
る係数器,121R,121S,121Tは加算器,1
22は座標回転器,123は減算器,124は制御増幅
器である。
FIG. 39 shows an embodiment in which a power factor control circuit 13U is added to the embodiment of FIG. 38, and the other parts are exactly the same as those of FIG. In the power factor control circuit 13U, 120R, 120S and 120T are coefficient multipliers for doubling the input signal, 121R, 121S and 121T are adders, 1
22 is a coordinate rotator, 123 is a subtractor, and 124 is a control amplifier.

【0165】セルインバータ4U2の電源電流を係数器
120R,120S,120Tで2倍し、加算器121
R,121S,121Tでセルインバータ4U1bの電
源電流と各相毎に加算する。この加算された電流iR
T,iST,iTTはトランス3の1次電流に相当する
合成電流である。この合成電流iRT,iST,iTT
を、コンバータ制御回路12Uの電圧検出回路112で
検出した電源電圧の相電圧信号eR,eS,eTを用い
て座標変換器122で座標変換し、合成電流の電圧と直
交する無効電流成分iiTを導出する。この無効電流成
分iiTを0にするように、減算器123で求めた指令
iiT* に対する偏差を制御増幅器124で増幅した信
号を、セルインバータ4U1bの電源電流の無効電流指
令ii* としてPWMコンバータ制御回路12Uに与え
る。
The power supply current of the cell inverter 4U2 is doubled by the coefficient units 120R, 120S, and 120T.
R, 121S and 121T add the power supply current of the cell inverter 4U1b for each phase. This added current iR
T, iST, and iTT are combined currents corresponding to the primary current of the transformer 3. This combined current iRT, iST, iTT
Is converted by the coordinate converter 122 using the phase voltage signals eR, eS, and eT of the power supply voltage detected by the voltage detection circuit 112 of the converter control circuit 12U to derive a reactive current component iiT orthogonal to the voltage of the combined current. I do. A signal obtained by amplifying the deviation from the command iiT * obtained by the subtractor 123 by the control amplifier 124 so that the reactive current component iiT is set to 0 is used as a reactive current command ii * of the power supply current of the cell inverter 4U1b as a PWM converter controller. Give to 12U.

【0166】この結果、セルインバータ4U1bの電源
電流の無効電流iiが合成電流の無効電流iiTを0に
するように制御され、電源力率が常に1となる。図39
では座標変換器122で使用する電源電圧の相電圧信号
eR,eS,eTを、トランス3の2次側電圧から求め
たが、トランスの1次電圧から求めてもよい。トランス
の1次電圧を用いればトランスのインピータンス降下の
影響を受けないようにすることができる。また、合成電
流としてトランス3の1次電流を用いてもよい。
As a result, the reactive current ii of the power supply current of the cell inverter 4U1b is controlled so that the reactive current iiT of the combined current becomes 0, and the power supply power factor always becomes 1. FIG.
In the above, the phase voltage signals eR, eS, and eT of the power supply voltage used in the coordinate converter 122 are obtained from the secondary voltage of the transformer 3, but may be obtained from the primary voltage of the transformer. If the primary voltage of the transformer is used, it is possible to prevent the influence of the impedance drop of the transformer. Further, the primary current of the transformer 3 may be used as the combined current.

【0167】図39では合成電流の無効電流iiTを0
にして、電源力率が1になるようにしたが、合成電流の
無効電流iiTと有効電流irTの比率を一定に制御す
ることもできる。このようにすれば任意の電源力率に制
御することができる。
In FIG. 39, the reactive current iiT of the combined current is set to 0.
Thus, the power supply power factor is set to 1; however, the ratio between the reactive current iiT and the effective current irT of the combined current can be controlled to be constant. In this way, it is possible to control to an arbitrary power factor.

【0168】[0168]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、コ
ンデンサの電圧確立後は不必要である初期充電時の突入
電流抑制回路を全セルインバータに備えることを不要に
し、回路構成要素を少なくして安価な電力変換装置を提
供することが可能となる。
As described above in detail, according to the present invention, it is not necessary to provide an inrush current suppressing circuit in the initial charging, which is unnecessary after the voltage of the capacitor is established, in all the cell inverters. It is possible to provide an inexpensive power conversion device with a small amount.

【0169】また、装置を高価にすることなく、電力回
生が可能な電力変換装置を提供することもできる。そし
てまた、負荷力率が低いときに負電流で充電されること
で上昇するコンデンサ電圧の変動を抑制するために、各
セルインバータの運転力率を高くすることのできる電力
変換装置の制御装置を提供することが可能となる。
Further, it is possible to provide a power converter capable of regenerating power without making the device expensive. Further, in order to suppress the fluctuation of the capacitor voltage which rises by being charged with the negative current when the load power factor is low, a control device of the power conversion device capable of increasing the operating power factor of each cell inverter is provided. Can be provided.

【0170】更に、簡単な巻き方の安価なトランスを用
いて、電源高調波を低減することが可能とし、また電源
力率も改善できる電力変換装置の制御装置を提供するこ
とを可能とする。
Further, it is possible to provide a control device of a power converter capable of reducing power supply harmonics and improving power supply power factor by using an inexpensive transformer having a simple winding method.

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

【図1】本発明の第1の目的を達成するための実施の形
態の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment for achieving a first object of the present invention.

【図2】図1のセルインバータの詳細構成例を示す主回
路構成図。
FIG. 2 is a main circuit configuration diagram showing a detailed configuration example of the cell inverter of FIG. 1;

【図3】本発明の充電原理を説明するためのセルインバ
ータ主回路図。
FIG. 3 is a main circuit diagram of a cell inverter for explaining a charging principle of the present invention.

【図4】本発明の充電原理を説明するための等価回路
図。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram for explaining the charging principle of the present invention.

【図5】本発明の充電電流の制御回路構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a control circuit of a charging current according to the present invention.

【図6】本発明の充電電流制御ループのブロック図。FIG. 6 is a block diagram of a charging current control loop of the present invention.

【図7】本発明の充電電流の他の制御回路構成図。FIG. 7 is a diagram showing another control circuit configuration of the charging current of the present invention.

【図8】本発明の充電原理を説明するための3相の等価
回路図。
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of three phases for explaining the charging principle of the present invention.

【図9】本発明の3相の充電電流制御構成図。FIG. 9 is a configuration diagram of a three-phase charging current control of the present invention.

【図10】本発明の第1の目的を達成するための他の実
施の形態の構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram of another embodiment for achieving the first object of the present invention.

【図11】図10の充電用電源の構成例を示す主回路構
成図。
FIG. 11 is a main circuit configuration diagram showing a configuration example of a charging power supply in FIG. 10;

【図12】図10の充電用電源の他の構成例を示す主回
路構成図。
FIG. 12 is a main circuit configuration diagram showing another configuration example of the charging power supply in FIG. 10;

【図13】本発明の第1の目的を達成するための他の実
施の形態の構成図。
FIG. 13 is a configuration diagram of another embodiment for achieving the first object of the present invention.

【図14】本発明の第1の目的を達成するための他の実
施の形態の構成図。
FIG. 14 is a configuration diagram of another embodiment for achieving the first object of the present invention.

【図15】図14の実施の形態の充電電流の制御回路構
成図。
FIG. 15 is a configuration diagram of a control circuit for a charging current according to the embodiment of FIG. 14;

【図16】本発明の第1の目的を達成するための他の実
施の形態の構成図。
FIG. 16 is a configuration diagram of another embodiment for achieving the first object of the present invention.

【図17】図16の実施の形態の充電電流の制御回路構
成図。
FIG. 17 is a configuration diagram of a control circuit for a charging current according to the embodiment of FIG. 16;

【図18】本発明の第1の目的を達成するための他の実
施の形態の構成図。
FIG. 18 is a configuration diagram of another embodiment for achieving the first object of the present invention.

【図19】本発明の第1の目的を達成するための他の実
施の形態の構成図。
FIG. 19 is a configuration diagram of another embodiment for achieving the first object of the present invention.

【図20】図19の実施の形態の充電電流制御原理を説
明するための等価回路図。
FIG. 20 is an equivalent circuit diagram for explaining a charging current control principle of the embodiment of FIG. 19;

【図21】本発明の第1の目的を達成するための他の実
施の形態の構成図。
FIG. 21 is a configuration diagram of another embodiment for achieving the first object of the present invention.

【図22】図21の実施の形態の充電電流制御原理を説
明するための等価回路図。
FIG. 22 is an equivalent circuit diagram for explaining a charging current control principle of the embodiment of FIG. 21;

【図23】本発明の第1の目的を達成するための他の実
施の形態の構成図。
FIG. 23 is a configuration diagram of another embodiment for achieving the first object of the present invention.

【図24】図23の実施の形態の充電電流制御原理を説
明するための等価回路図。
FIG. 24 is an equivalent circuit diagram for explaining a charging current control principle of the embodiment of FIG. 23;

【図25】本発明の第2の目的を達成するための実施の
形態の構成図。
FIG. 25 is a configuration diagram of an embodiment for achieving a second object of the present invention.

【図26】図25の電力回生可能なコンバータ付きセル
インバータの構成図。
26 is a configuration diagram of the cell inverter with a converter capable of regenerating power in FIG. 25.

【図27】図25の電力回生可能なコンバータ付きセル
インバータの他の構成図。
FIG. 27 is another configuration diagram of the cell inverter with a converter capable of power regeneration in FIG. 25;

【図28】本発明の第2の目的を達成するための他の実
施の形態の構成図。
FIG. 28 is a configuration diagram of another embodiment for achieving the second object of the present invention.

【図29】本発明の第3の目的を達成するための原理説
明のベクトル図。
FIG. 29 is a vector diagram for explaining the principle for achieving the third object of the present invention.

【図30】本発明の第3の目的を達成するための他の実
施の形態の構成図。
FIG. 30 is a configuration diagram of another embodiment for achieving the third object of the present invention.

【図31】図30のコンバータのないセルインバータの
構成図。
FIG. 31 is a configuration diagram of the cell inverter without a converter of FIG. 30;

【図32】本発明の第3の目的を達成するための他の実
施の形態の構成図。
FIG. 32 is a configuration diagram of another embodiment for achieving the third object of the present invention.

【図33】図32のコンバータのない3相セルインバー
タの構成図。
FIG. 33 is a configuration diagram of a three-phase cell inverter without a converter of FIG. 32;

【図34】本発明の第3の目的を達成する他の実施の形
態の原理説明のベクトル図。
FIG. 34 is a vector diagram for explaining the principle of another embodiment which achieves the third object of the present invention.

【図35】本発明の第3の目的を達成する他の実施の形
態の効果を示すベクトル図。
FIG. 35 is a vector diagram showing an effect of another embodiment that achieves the third object of the present invention.

【図36】本発明の第3の目的を達成する他の実施の形
態の制御構成図。
FIG. 36 is a control configuration diagram of another embodiment that achieves the third object of the present invention.

【図37】本発明の第4の目的を達成するための実施の
形態の構成図。
FIG. 37 is a configuration diagram of an embodiment for achieving a fourth object of the present invention.

【図38】本発明の第4の目的を達成するための実施の
形態の制御構成図。
FIG. 38 is a control configuration diagram according to an embodiment for achieving the fourth object of the present invention.

【図39】本発明の第4の目的を達成するための他の実
施の形態の制御構成図。
FIG. 39 is a control configuration diagram of another embodiment for achieving the fourth object of the present invention.

【図40】従来の電力変換装置の主回路構成図。FIG. 40 is a main circuit configuration diagram of a conventional power converter.

【図41】従来のセルインバータの構成例を示す主回路
構成図。
FIG. 41 is a main circuit configuration diagram showing a configuration example of a conventional cell inverter.

【図42】従来の課題を説明するための単相電力の瞬時
波形図。
FIG. 42 is an instantaneous waveform diagram of single-phase power for explaining a conventional problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・交流電源 2、2a〜2k・・・電源スイッチ 3、3a〜3d・・・電源トランス 4、4a、4b・・・多相電力変換装置 5・・・負荷 6・・・電源 7、7a・・・電流制御回路 8・・・電流検出器 9U〜9W・・・インピータンス要素 10・・・スイッチ 11・・・電力変換装置制御回路 12U・・・コンバータ電流制御回路 13U・・・力率制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... AC power supply 2, 2a-2k ... Power switch 3, 3a-3d ... Power transformer 4, 4a, 4b ... Polyphase power converter 5 ... Load 6 ... Power supply 7 7a: current control circuit 8: current detector 9U to 9W: impedance element 10: switch 11: power converter control circuit 12U: converter current control circuit 13U: Power factor control circuit

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電源からの交流電力を整流して直流
電力に変換するコンバータとその直流電力を平滑化する
コンデンサとこのコンデンサの直流電力を交流電力に変
換する単相インバータとを有するセルインバータを複数
接続して構成された電力変換装置において、前記複数の
セルインバータのうち少なくとも1つのセルインバータ
に初期充電時の前記コンデンサへの突入電流を抑制する
突入電流抑制回路を設け、運転開始時にはこの突入電流
抑制回路を有するセルインバータの前記交流電源を投入
し前記コンデンサの初期充電が完了すると、このセルイ
ンバータを電流源として残りの突入電流抑制回路をもた
ないセルインバータのコンデンサを充電し、すべてのセ
ルインバータのコンデンサの充電が完了すると、突入電
流抑制回路をもたないセルインバータの前記交流電源を
投入することを特徴とする電力変換装置。
1. A cell inverter having a converter for rectifying AC power from an AC power supply and converting it to DC power, a capacitor for smoothing the DC power, and a single-phase inverter for converting the DC power of the capacitor to AC power. A plurality of cell inverters, at least one of the plurality of cell inverters is provided with an inrush current suppression circuit that suppresses an inrush current to the capacitor during initial charging. When the AC power of the cell inverter having the inrush current suppression circuit is turned on and the initial charging of the capacitor is completed, the remaining capacitor of the cell inverter having no inrush current suppression circuit is charged by using the cell inverter as a current source, and all of the capacitors are charged. When charging of the capacitor of the cell inverter is completed, an inrush current suppression circuit is not provided. A power inverter for turning on the AC power of the cell inverter.
【請求項2】 交流電源からの交流電力を整流して直流
電力に変換するコンバータとその直流電力を平滑化する
コンデンサとこのコンデンサの直流電力を交流電力に変
換する単相インバータとを有するセルインバータを複数
接続して構成された電力変換装置において、少なくとも
1台の初期充電電源を設け、運転開始時には前記初期充
電電源により前記セルインバータのコンデンサを充電
し、すべてのセルインバータのコンデンサの充電が完了
すると、前記セルインバータの前記交流電源を投入する
ことを特徴とする電力変換装置。
2. A cell inverter having a converter for rectifying AC power from an AC power supply and converting it to DC power, a capacitor for smoothing the DC power, and a single-phase inverter for converting the DC power of the capacitor to AC power. In a power conversion device configured by connecting a plurality of power supply units, at least one initial charging power supply is provided, and at the start of operation, the capacitors of the cell inverters are charged by the initial charging power supply, and the charging of the capacitors of all the cell inverters is completed. Then, the AC power supply of the cell inverter is turned on.
【請求項3】 交流電源からの交流電力を整流して直流
電力に変換するコンバータとその直流電力を平滑化する
コンデンサとこのコンデンサの直流電力を交流電力に変
換する単相インバータとを有するセルインバータの単相
出力側を複数直列接続して単相多重変換装置を構成し、
前記単相多重変換装置を多相結線して多相負荷に電力供
給する電力変換装置において、前記複数のセルインバー
タのうち少なくとも1つのセルインバータに初期充電時
の前記コンデンサへの突入電流を抑制する突入電流抑制
回路を設け、運転開始時にはこの突入電流抑制回路を有
するセルインバータの前記交流電源を投入し前記コンデ
ンサの初期充電が完了すると、このセルインバータを電
流源として残りの突入電流抑制回路をもたないセルイン
バータのコンデンサを充電し、すべてのセルインバータ
のコンデンサの充電が完了すると、突入電流抑制回路を
もたないセルインバータの前記交流電源を投入すること
を特徴とする電力変換装置。
3. A cell inverter having a converter for rectifying AC power from an AC power supply and converting it to DC power, a capacitor for smoothing the DC power, and a single-phase inverter for converting the DC power of the capacitor to AC power. A single-phase multiplexing converter by connecting a plurality of single-phase output sides in series,
In a power converter for supplying power to a multi-phase load by connecting the single-phase multiplex converter in a multi-phase connection, an inrush current to the capacitor during initial charging of at least one of the plurality of cell inverters is suppressed. When an inrush current suppression circuit is provided, the AC power supply of the cell inverter having the inrush current suppression circuit is turned on at the start of operation, and when the initial charging of the capacitor is completed, the remaining inrush current suppression circuit is also set up using the cell inverter as a current source. A power converter comprising: charging a capacitor of a cell inverter having no inverter; and completing charging of capacitors of all the cell inverters, turning on the AC power of the cell inverter having no rush current suppressing circuit.
【請求項4】 交流電源からの交流電力を整流して直流
電力に変換するコンバータとその直流電力を平滑化する
コンデンサとこのコンデンサの直流電力を交流電力に変
換する単相インバータとを有するセルインバータの単相
出力側を複数直列接続して単相多重変換装置を構成し、
前記単相多重変換装置を多相結線して多相負荷に電力供
給する電力変換装置において、少なくとも1台の初期充
電電源を設け、運転開始時には前記初期充電電源により
前記セルインバータのコンデンサを充電し、すべてのセ
ルインバータのコンデンサの充電が完了すると、前記セ
ルインバータの前記交流電源を投入することを特徴とす
る電力変換装置。
4. A cell inverter having a converter for rectifying AC power from an AC power supply and converting it to DC power, a capacitor for smoothing the DC power, and a single-phase inverter for converting the DC power of the capacitor to AC power. A single-phase multiplexing converter by connecting a plurality of single-phase output sides in series,
In the power converter for supplying power to a polyphase load by connecting the single-phase multiplex converter in a multi-phase connection, at least one initial charging power supply is provided, and at the start of operation, a capacitor of the cell inverter is charged by the initial charging power supply. When the charging of the capacitors of all the cell inverters is completed, the AC power supply of the cell inverter is turned on.
【請求項5】 交流電源からの交流電力を整流して直流
電力に変換するコンバータとその直流電力を平滑化する
コンデンサとこのコンデンサの直流電力を交流電力に変
換する単相インバータとを有するセルインバータの単相
出力側を複数直列接続して単相多重変換装置を構成し、
前記単相多重変換装置を多相結線して多相負荷に電力供
給する電力変換装置において、前記複数のセルインバー
タのうち少なくとも各相1つのセルインバータに初期充
電時の前記コンデンサへの突入電流を抑制する突入電流
抑制回路を設け、運転開始時にはこの突入電流抑制回路
を有するセルインバータの前記交流電源を投入し前記コ
ンデンサの初期充電が完了すると、このセルインバータ
を電流源として残りの突入電流抑制回路をもたないセル
インバータのコンデンサを充電し、すべてのセルインバ
ータのコンデンサの充電が完了すると、突入電流抑制回
路をもたないセルインバータの前記交流電源を投入する
ことを特徴とする電力変換装置。
5. A cell inverter having a converter for rectifying AC power from an AC power supply and converting it to DC power, a capacitor for smoothing the DC power, and a single-phase inverter for converting the DC power of the capacitor to AC power. A single-phase multiplexing converter by connecting a plurality of single-phase output sides in series,
In the power converter for supplying power to a polyphase load by connecting the single-phase multiplex converter to a multi-phase connection, at least one cell inverter of each of the plurality of cell inverters is supplied with an inrush current to the capacitor at the time of initial charging. When the inrush current suppression circuit is provided, the AC power of the cell inverter having the inrush current suppression circuit is turned on at the start of operation, and the initial charging of the capacitor is completed, the remaining inrush current suppression circuit is set using the cell inverter as a current source. A power converter comprising: charging a capacitor of a cell inverter having no invertor; and completing charging of capacitors of all cell inverters, turning on the AC power supply of the cell inverter having no inrush current suppressing circuit.
【請求項6】 交流電源からの交流電力を整流して直流
電力に変換するコンバータとその直流電力を平滑化する
コンデンサとこのコンデンサの直流電力を交流電力に変
換する単相インバータとを有するセルインバータの単相
出力側を複数直列接続して単相多重変換装置を構成し、
前記単相多重変換装置を多相結線して多相負荷に電力供
給する電力変換装置において、少なくとも各相1台の初
期充電電源を設け、運転開始時には前記初期充電電源に
より前記セルインバータのコンデンサを充電し、すべて
のセルインバータのコンデンサの充電が完了すると、前
記セルインバータの前記交流電源を投入することを特徴
とする電力変換装置。
6. A cell inverter having a converter for rectifying AC power from an AC power supply and converting it to DC power, a capacitor for smoothing the DC power, and a single-phase inverter for converting DC power of the capacitor to AC power. A single-phase multiplexing converter by connecting a plurality of single-phase output sides in series,
In the power converter for supplying power to a polyphase load by connecting the single-phase multiplex converter in a multi-phase connection, at least one initial charging power supply for each phase is provided, and at the start of operation, the capacitor of the cell inverter is charged by the initial charging power supply. A power conversion device, wherein when the battery is charged and the capacitors of all the cell inverters are completely charged, the AC power of the cell inverter is turned on.
【請求項7】 交流電源からの交流電力を整流して直流
電力に変換するコンバータとその直流電力を平滑化する
コンデンサとこのコンデンサの直流電力を交流電力に変
換する単相インバータとを有するセルインバータの単相
出力側を複数直列接続して単相多重変換装置を構成し、
前記単相多重変換装置をスター結線して多相負荷に電力
供給する電力変換装置において、前記スター結線接続点
側の各相のセルインバータに代わり突入電流抑制回路を
有する多相インバータを設け、運転開始時にはこの多相
インバータの前記交流電源を投入し多相インバータのコ
ンデンサの初期充電が完了すると、この多相インバータ
を電流源として前記セルインバータのコンデンサを充電
し、すべてのセルインバータのコンデンサの充電が完了
すると、前記セルインバータの前記交流電源を投入する
ことを特徴とする電力変換装置。
7. A cell inverter having a converter for rectifying AC power from an AC power supply and converting it to DC power, a capacitor for smoothing the DC power, and a single-phase inverter for converting the DC power of the capacitor to AC power. A single-phase multiplexing converter by connecting a plurality of single-phase output sides in series,
In the power converter that supplies power to a polyphase load by star-connecting the single-phase multiplex converter, a polyphase inverter having an inrush current suppression circuit is provided instead of the cell inverter of each phase on the star connection connection point side, and the operation is performed. At the start, when the AC power of the polyphase inverter is turned on and the initial charging of the capacitors of the polyphase inverter is completed, the capacitors of the cell inverters are charged using the polyphase inverter as a current source, and the capacitors of all the cell inverters are charged. When the power conversion is completed, the AC power supply of the cell inverter is turned on.
【請求項8】 請求項3乃至請求項6のいずれかに記載
の電力変換装置において、前記単相多重変換装置の多相
結線方法はスター結線接続とすることを特徴とする電力
変換装置。
8. The power converter according to claim 3, wherein the single-phase multiplex converter has a multi-phase connection method in a star connection.
【請求項9】 請求項7または請求項8に記載の電力変
換装置において、前記多相負荷の中性点と前記単相多重
変換装置をスター結線接続した中性点とを接続したこと
を特徴とする電力変換装置。
9. The power converter according to claim 7, wherein a neutral point of the polyphase load is connected to a neutral point in which the single-phase multiplex converter is star-connected. Power converter.
【請求項10】 請求項7または請求項8に記載の電力
変換装置において、それぞれの前記単相多重変換装置の
出力側にスター結線されたインピーダンス要素を接続
し、このスター結線されたインピーダンス要素の中性点
と前記単相多重変換装置をスター結線接続した中性点と
を接続したことを特徴とする電力変換装置。
10. The power converter according to claim 7, wherein a star-connected impedance element is connected to an output side of each of said single-phase multiplex converters, and said star-connected impedance element is connected to a star-connected impedance element. A power converter wherein a neutral point is connected to a neutral point in which the single-phase multiplex converter is star-connected.
【請求項11】 請求項3乃至請求項6のいずれかに記
載の電力変換装置において、前記単相多重変換装置の多
相結線方法はループ結線接続とすることを特徴とする電
力変換装置。
11. The power converter according to claim 3, wherein a multi-phase connection method of the single-phase multiplex converter is a loop connection.
【請求項12】 請求項3乃至請求項6のいずれかに記
載の電力変換装置において、前記単相多重変換装置の多
相結線方法はV結線接続とすることを特徴とする電力変
換装置。
12. The power converter according to claim 3, wherein the multi-phase connection method of the single-phase multiplex converter is a V-connection.
【請求項13】 請求項3に記載の電力変換装置におい
て、突入電流抑制回路を設けるセルインバータは前記セ
ルインバータの直流回路電圧が最も高いセルインバータ
とすることを特徴とする電力変換装置。
13. The power conversion device according to claim 3, wherein the cell inverter provided with the inrush current suppression circuit is a cell inverter having the highest DC circuit voltage of the cell inverter.
【請求項14】 請求項1乃至請求項13のいずれかに
記載の電力変換装置において、突入電流抑制回路を有す
るセルインバータまたは初期充電電源の出力電圧を可変
することで充電電流の大きさを制御することを特徴とす
る電力変換装置。
14. The power converter according to claim 1, wherein the magnitude of the charging current is controlled by varying an output voltage of a cell inverter having an inrush current suppression circuit or an initial charging power supply. A power conversion device characterized in that:
【請求項15】 請求項1乃至請求項13のいずれかに
記載の電力変換装置において、突入電流抑制回路を有す
るセルインバータまたは初期充電電源の出力電圧はほぼ
一定の電圧とし、充電されるセルインバータを構成する
半導体スイッチのオンオフ比を制御することで充電電流
の大きさを制御することを特徴とする電力変換装置。
15. The cell inverter according to claim 1, wherein an output voltage of a cell inverter having an inrush current suppression circuit or an initial charging power supply is substantially constant, and the cell inverter is charged. A power converter characterized in that the magnitude of a charging current is controlled by controlling an on / off ratio of a semiconductor switch constituting the above.
【請求項16】 交流電源からの交流電力を整流して直
流電力に変換するコンバータとその直流電力を平滑化す
るコンデンサとこのコンデンサの直流電力を交流電力に
変換する単相インバータとを有するセルインバータの単
相出力側を複数直列接続して単相多重変換装置を構成
し、前記単相多重変換装置を多相結線して多相負荷に電
力供給する電力変換装置において、前記複数のセルイン
バータのうち各相少なくとも1つのセルインバータのコ
ンバータは電力回生可能なコンバータとすることを特徴
とする電力変換装置。
16. A cell inverter having a converter for rectifying AC power from an AC power supply and converting it to DC power, a capacitor for smoothing the DC power, and a single-phase inverter for converting DC power of the capacitor to AC power. A single-phase multiplex converter is configured by connecting a plurality of single-phase output sides in series to form a single-phase multiplex converter, and the single-phase multiplex converter is connected in a multi-phase manner to supply power to a multi-phase load. The power converter wherein at least one cell inverter of each phase is a converter capable of regenerating power.
【請求項17】 交流電源からの交流電力を整流して直
流電力に変換するコンバータとその直流電力を平滑化す
るコンデンサとこのコンデンサの直流電力を交流電力に
変換する単相インバータとを有するセルインバータの単
相出力側を複数直列接続して単相多重変換装置を構成
し、前記単相多重変換装置をスター結線して多相負荷に
電力供給する電力変換装置において、前記スター結線接
続点側の各相のセルインバータに代わり電力回生可能な
コンバータを有する多相インバータを設けたことを特徴
とする電力変換装置。
17. A cell inverter having a converter for rectifying AC power from an AC power supply and converting it to DC power, a capacitor for smoothing the DC power, and a single-phase inverter for converting the DC power of the capacitor to AC power. A single-phase multiplex converter is configured by connecting a plurality of single-phase output sides in series to form a single-phase multiplex converter, and the single-phase multiplex converter is star-connected to supply power to a multi-phase load. A power conversion device comprising a polyphase inverter having a power regenerable converter instead of a cell inverter for each phase.
【請求項18】 請求項16または請求項17に記載の
電力変換装置において、前記多相負荷が交流電動機であ
り、この交流電動機に減速トルクを発生させるときに
は、電力回生能力のないコンバータを有するセルインバ
ータは短絡し、前記電力回生可能なコンバータを有する
セルインバータまたは前記電力回生可能なコンバータを
有する多相インバータで前記交流電動機を制御すること
を特徴とする電力変換装置。
18. The power converter according to claim 16, wherein the polyphase load is an AC motor, and a cell having no power regeneration capability when generating a deceleration torque in the AC motor. A power converter, wherein the inverter is short-circuited, and the AC motor is controlled by a cell inverter having the power regenerable converter or a polyphase inverter having the power regenerable converter.
【請求項19】 請求項16または請求項17に記載の
電力変換装置において、前記多相負荷の力率が遅れ力率
のときには、前記多相負荷に印加されるの出力合成電圧
基本波位相よりも前記電力回生可能なコンバータを有す
るセルインバータまたは前記電力回生可能なコンバータ
を有する多相インバータの出力電圧基本波位相を進ま
せ、前記多相負荷の力率が進み力率のときには、前記多
相負荷に印加されるの出力合成電圧基本波位相よりも前
記電力回生可能なコンバータを有するセルインバータま
たは前記電力回生可能なコンバータを有する多相インバ
ータの出力電圧基本波位相を遅らせるように制御するこ
とを特徴とする電力変換装置。
19. The power converter according to claim 16, wherein when a power factor of the multi-phase load is a delayed power factor, a phase of an output combined voltage fundamental wave applied to the multi-phase load is reduced. Also advances the output voltage fundamental wave phase of the cell inverter having the power regenerable converter or the multi-phase inverter having the power regenerable converter, and when the power factor of the The control is performed such that the output voltage fundamental phase of the cell inverter having the power regenerable converter or the multi-phase inverter having the power regenerable converter is delayed more than the output composite voltage fundamental wave phase applied to the load. Characteristic power converter.
【請求項20】 請求項19に記載の電力変換装置にお
いて、前記電力回生可能なコンバータを有するセルイン
バータまたは前記電力回生可能なコンバータを有する多
相インバータの出力電圧基本波位相を負荷電流と直行す
るように制御することを特徴とする電力変換装置の制御
装置。
20. The power converter according to claim 19, wherein the output voltage fundamental wave phase of the cell inverter having the power regenerable converter or the multi-phase inverter having the power regenerable converter is orthogonal to the load current. A control device for a power conversion device, characterized in that the control is performed as follows.
【請求項21】 交流電源からの交流電力を整流して直
流電力に変換するコンバータとその直流電力を平滑化す
るコンデンサとこのコンデンサの直流電力を交流電力に
変換する単相インバータとを有するセルインバータの単
相出力側を複数直列接続して単相多重変換装置を構成
し、前記単相多重変換装置を多相結線して多相負荷に電
力供給する電力変換装置において、前記複数のセルイン
バータのうち各相少なくとも1つのセルインバータは前
記コンバータがないことを特徴とする電力変換装置。
21. A cell inverter having a converter for rectifying AC power from an AC power supply and converting it to DC power, a capacitor for smoothing the DC power, and a single-phase inverter for converting the DC power of the capacitor to AC power. A single-phase multiplex converter is configured by connecting a plurality of single-phase output sides in series to form a single-phase multiplex converter. The power converter wherein at least one cell inverter in each phase does not have the converter.
【請求項22】 交流電源からの交流電力を整流して直
流電力に変換するコンバータとその直流電力を平滑化す
るコンデンサとこのコンデンサの直流電力を交流電力に
変換する単相インバータとを有するセルインバータの単
相出力側を複数直列接続して単相多重変換装置を構成
し、前記単相多重変換装置をスター結線して多相負荷に
電力供給する電力変換装置において、前記スター結線接
続点側の各相のセルインバータに代わりコンバータのな
い多相インバータを設けたことを特徴とする電力変換装
置。
22. A cell inverter having a converter for rectifying AC power from an AC power supply and converting it to DC power, a capacitor for smoothing the DC power, and a single-phase inverter for converting the DC power of the capacitor to AC power. A single-phase multiplex converter is configured by connecting a plurality of single-phase output sides in series to form a single-phase multiplex converter, and the single-phase multiplex converter is star-connected to supply power to a multi-phase load. A power converter comprising a multi-phase inverter without a converter instead of a cell inverter for each phase.
【請求項23】 請求項21または請求項22に記載の
電力変換装置において、前記コンバータのないセルイン
バータまたは前記コンバータのない多相インバータの出
力電圧基本波位相を負荷電流と直行するように制御する
ことを特徴とする電力変換装置
23. The power converter according to claim 21 or 22, wherein the output voltage fundamental wave phase of the cell inverter without the converter or the multi-phase inverter without the converter is controlled to be orthogonal to the load current. Power converter characterized by the following:
【請求項24】 請求項19または請求項20または請
求項23のいずれかに記載の電力変換装置において、前
記多相負荷が誘導電動機であり、この誘導電動機の負荷
が小さいときには、前記誘導電動機の電圧を定格よりも
低く制御することを特徴とする電力変換装置。
24. The power converter according to claim 19, wherein the multi-phase load is an induction motor, and when the load of the induction motor is small, the load of the induction motor is reduced. A power converter characterized by controlling a voltage lower than a rating.
【請求項25】 請求項24に記載の電力変換装置にお
いて、前記誘導電動機の電圧を誘導電動機の運転周波数
に応じて設定することを特徴とする電力変換装置。
25. The power converter according to claim 24, wherein the voltage of the induction motor is set according to an operation frequency of the induction motor.
【請求項26】 請求項16または請求項17に記載の
電力変換装置において、前記電力回生可能なコンバータ
は電源側瞬時電流波形を制御することのできるPWMコ
ンバータで構成することを特徴とする電力変換装置。
26. The power converter according to claim 16, wherein the converter capable of regenerating power is constituted by a PWM converter capable of controlling an instantaneous current waveform on a power supply side. apparatus.
【請求項27】 請求項26に記載の電力変換装置にお
いて、前記PWMコンバータをこのPWMコンバータを
有するセルインバータの電源電流を正弦波になるように
制御すると共に同じ単相多重電力変換装置の電力回生能
力のないセルインバータの電源電流の高調波を打ち消す
ように制御することを特徴とする電力変換装置。
27. The power converter according to claim 26, wherein the PWM converter controls a power supply current of a cell inverter having the PWM converter to have a sine wave and a power regeneration of the same single-phase multiplex power converter. A power converter characterized in that control is performed so as to cancel harmonics of a power supply current of a cell inverter having no capability.
【請求項28】 請求項27に記載の電力変換装置にお
いて、前記PWMコンバータの電源電流の無効電流を単
相多重電力変換装置の合成電源電流の無効電流が零にな
るように制御することを特徴とする電力変換装置。
28. The power converter according to claim 27, wherein the reactive current of the power supply current of the PWM converter is controlled so that the reactive current of the combined power supply current of the single-phase multiple power converter becomes zero. Power converter.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003518898A (en) * 1999-12-21 2003-06-10 インターナショナル パワー システムズ、インコーポレイテッド Step wave power converter
JP2006174534A (en) * 2004-12-13 2006-06-29 Fuji Electric Holdings Co Ltd Power converter
JP2008099435A (en) * 2006-10-12 2008-04-24 Meidensha Corp Spare charger in direct multiple inverter
JP2008233263A (en) * 2007-03-16 2008-10-02 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus
JP2011024392A (en) * 2009-07-21 2011-02-03 Hitachi Ltd Power conversion equipment
JP2011147198A (en) * 2010-01-12 2011-07-28 Mitsubishi Electric Corp Power conversion apparatus
JP2011223735A (en) * 2010-04-09 2011-11-04 Hitachi Ltd Power conversion device
CN102244468A (en) * 2010-05-14 2011-11-16 北京合康亿盛变频科技股份有限公司 High-reliability medium voltage frequency converter adopting redundancy design
JP2014014226A (en) * 2012-07-04 2014-01-23 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Ac motor drive device
JP2015050931A (en) * 2013-08-29 2015-03-16 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. Inverter including power cell of dual structure
JP2015107021A (en) * 2013-12-02 2015-06-08 富士電機株式会社 Power conversion device
JP2016100969A (en) * 2014-11-20 2016-05-30 富士電機株式会社 Power conversion device initial charging method and initial charging device
WO2019171568A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 三菱電機株式会社 Power conversion device
KR20200103364A (en) * 2019-02-25 2020-09-02 엘에스일렉트릭(주) Power cell circuit for medium voltage inverter
WO2023032426A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-09 東芝キヤリア株式会社 Power conversion device

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003518898A (en) * 1999-12-21 2003-06-10 インターナショナル パワー システムズ、インコーポレイテッド Step wave power converter
JP2006174534A (en) * 2004-12-13 2006-06-29 Fuji Electric Holdings Co Ltd Power converter
JP4639787B2 (en) * 2004-12-13 2011-02-23 富士電機ホールディングス株式会社 Power converter
JP2008099435A (en) * 2006-10-12 2008-04-24 Meidensha Corp Spare charger in direct multiple inverter
JP2008233263A (en) * 2007-03-16 2008-10-02 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus
US8547718B2 (en) 2009-07-21 2013-10-01 Hitachi, Ltd. Power converter apparatus
JP2011024392A (en) * 2009-07-21 2011-02-03 Hitachi Ltd Power conversion equipment
JP2011147198A (en) * 2010-01-12 2011-07-28 Mitsubishi Electric Corp Power conversion apparatus
JP2011223735A (en) * 2010-04-09 2011-11-04 Hitachi Ltd Power conversion device
CN102244468A (en) * 2010-05-14 2011-11-16 北京合康亿盛变频科技股份有限公司 High-reliability medium voltage frequency converter adopting redundancy design
JP2014014226A (en) * 2012-07-04 2014-01-23 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Ac motor drive device
JP2015050931A (en) * 2013-08-29 2015-03-16 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. Inverter including power cell of dual structure
US9331601B2 (en) 2013-08-29 2016-05-03 Lsis Co., Ltd. Inverter with power cell of dual structure
JP2015107021A (en) * 2013-12-02 2015-06-08 富士電機株式会社 Power conversion device
JP2016100969A (en) * 2014-11-20 2016-05-30 富士電機株式会社 Power conversion device initial charging method and initial charging device
WO2019171568A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 三菱電機株式会社 Power conversion device
JPWO2019171568A1 (en) * 2018-03-09 2021-02-18 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power converter
KR20200103364A (en) * 2019-02-25 2020-09-02 엘에스일렉트릭(주) Power cell circuit for medium voltage inverter
WO2023032426A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-09 東芝キヤリア株式会社 Power conversion device

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