JPH1155951A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH1155951A
JPH1155951A JP20888797A JP20888797A JPH1155951A JP H1155951 A JPH1155951 A JP H1155951A JP 20888797 A JP20888797 A JP 20888797A JP 20888797 A JP20888797 A JP 20888797A JP H1155951 A JPH1155951 A JP H1155951A
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JP
Japan
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phase
power
negative
semiconductor elements
stack
Prior art date
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JP20888797A
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English (en)
Inventor
Takao Akatsuka
崇雄 赤塚
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】変換器盤内の部品収納密度を向上し、従来補助
盤に取り付けていた電気用品をスタックを搭載する変換
器盤に取り付け、電力装置全体の小形化を実現するこ
と。 【解決手段】正側3相ブリッジ回路のR相、S相、T相
と負側3相ブリッジ回路のR相、S相、T相の各同相上
の半導体素子U(1 、7 )とX(4 、10)、V(2 、8
)とY(5 、10)、W(3 、9 )とZ(6 、12)のそ
れぞれ4個の半導体素子で1台のスタック16を構成
し、R相、S相、T相3台のスタックの半導体素子の方
向とスタックの実装構造を同一にしたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一定周波数の交流
電力または任意の直流電力に変換する電力変換装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】この種の変換装置としては、サイクロコ
ンバータやレオナード装置等が使用されるが、ここで
は、サイクロコンバータを例に挙げて説明する。図6
(a )は、2組の3相ブリッジ回路を直流リアクトル13
を介してそれぞれ正側と負側に分けて接続し、電源入力
を正側と負側に分けて供給する循環電流形の電力変換装
置である。図6(b )には、正側と負側の3相ブリッジ
回路のR相、S相、T相の各半導体素子U(1 ,7 )、
V(2 ,8 )、W(3 ,9 )で構成されたスタック49
と、半導体素子X(4 ,10)、Y(5 ,11)、Z(6 ,
12)で構成されたスタック50の、それぞれ半導体素子の
向きが逆になる2種類のスタックを示す。
【0003】また、図7(a )に示すような、4組の3
相ブリッジ回路を2組ずつ直列に接続し、これらを直流
リアクトルを介してそれぞれ正側と負側に分けて並列に
接続し、電源入力を正側と負側供給した循環電流形の電
力変換装置においては、図7(b )に示すように、正側
の1段目と2段目、負側の1段目と2段目の3相ブリッ
ジ回路のR相、S相、T相の各半導体素子U(18,24,
30,36)、V(19,25,31,37)、W(20,26,32,3
8)で構成されたスタック49と、半導体素子X(21,2
7,33,39)、Y(22,28,34,40)、Z(23,29,3
5,41)で構成されたスタック50の、それぞれ半導体素
子の向きが逆になる2種類のスタックが必要となる。
さらに、図8(a )に示すように、2組の3相ブリッジ
回路をそれぞれ正側と負側に分けて並列に接続し、電源
入力を正側と負側に共通に供給した非循環電流一方向形
の電力変換装置においては、図8(b )に示すように、
正側と負側の3相ブリッジ回路のR相、S相、T相の半
導体素子U(1 ,7 )、V(2 ,8 )、W(3 ,9 )で
構成されたスタック49と、半導体素子X(4 ,10)、Y
(5 ,11)、Z(6 ,12)で構成されたスタック50、そ
れぞれ半導体素子の向きが逆になる2 種類のスタックが
必要となる。尚、非循環電流一方向形の3相ブリッジ回
路を2段以上に縦属構成したものでも同様のスタック構
成となる。
【0004】以上のように、循環電流形および非循環電
流一方向形の電力変換装置はいずれも、入力相の異なる
3個のU、V、W半導体素子で構成されたスタックと、
X、Y、Z半導体素子で構成されたスタックの、半導体
素子の向きが互いに逆になる2種類のスタックを必要と
する。
【0005】
【発明が解決しようする課題】しかしながら、従来の電
力変換装置においては、スタック製作時の種類が多くな
ることから組立作業効率が悪く、スタックを盤本体に搭
載する際に極性を間違えて取り付ける可能性があるとい
う問題があった。また、スタックを盤本体に収納する場
合、図7(c )、図8(c )、図9(c )に示すよう
に、従来の電力変換装置が1台当たり4つのスタックを
収納するため、変換器盤の収納スペースに余裕がなくな
り、電圧検出回路、ACフィルタなどの電気用品を収納
する補助盤が必要となり、装置が大形化する傾向があっ
た。さらに、予備品の種類が増え、ユーザのイニシャル
コストが高くなるばかりか、万一スタックが故障した時
のMTTR(平均故障処理時間)が長くなるという問題
があった。
【0006】そこで、本発明は、スタック構成を変更し
て、スタックの組立性、メインテナンス性を向上させる
とともに、スタック数を減らすことによる変換器盤の部
品収納密度を上げ、補助盤に収納していた部品を変換器
盤に収納可能にし、装置全体の小形化を実現する電力変
換装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、2組の3相ブリッジ回路を
直流リアクトルを介してそれぞれ正側と負側に分けて接
続し、交流電力を所定の周波数の交流電力または直流電
力に変換する電力変換装置において、前記正側3相ブリ
ッジ回路のR相、S相、T相の各相の正極・負極の半導
体素子と前記負側3相ブリッジ回路のR相、S相、T相
の各相の正極・負極の半導体素子とによりスタックを構
成し、これら各相のスタックの半導体素子の向き及び実
装構造が全て同じであることを特徴とする。
【0008】請求項2記載の発明は、直流リアクトルを
介してそれぞれ正側と負側に分けて接続した2組の3相
ブリッジ回路がn段に直列接続され、交流電力を所定の
周波数の交流電力または直流電力に変換する電力変換装
置において、1段目の3相ブリッジ回路のR相、S相、
T相の各相の正極・負極の半導体素子からn段目までの
3相ブリッジ回路のR相、S相、T相の各相の正極・負
極の半導体素子とによりスタックを構成し、これら各相
のスタックの半導体素子の向き及び実装構造が全て同じ
であることを特徴とする。
【0009】請求項3記載の発明は、2組の3相ブリッ
ジ回路をそれぞれ正側と負側に分けて接続し、交流電力
を所定の周波数の交流電力または直流電力に変換する電
力変換装置において、正側3相ブリッジ回路のR相、S
相、T相の各相の正極・負極の半導体素子と負側3相ブ
リッジ回路のR相、S相、T相の各相の正極・負極の半
導体素子とによりスタックを構成し、これら各相のスタ
ックの半導体素子の向き及び実装構造が全て同じにであ
ることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態をサイ
クロコンバータを例に、図1〜図5を用いて説明する。
循環1S- 1P形、循環2S- 1P形、非循環1S- 1
P形と非循環2Sー1P形のサイクロコンバータを例に
して説明する。ここで1S,2Sは、3相ブリッジ回路
を1 単位として直列に接続することを表し、数字は直列
数を表す。また1Pは3相ブリッジ回路を1単位として
並列に接続することを表し、数字は並列数を表す。
【0011】本発明の第1の実施例である循環1S- 1
P形サイクロコンバータのスタックは、図1(a )の一
点鎖線で囲った部分、すなわち正側3相ブリッジ回路の
電源入力R相上の正極であるU相サイリスタ素子1、負
極であるX相サイリスタ素子4と、負側3相ブリッジ回
路の電源入力R相上の正極であるU相サイリスタ素子
7、負極であるX相サイリスタ素子10と、それに図4
に示す冷却フィン15、皿バネ45、固定板46、固定
板からのアース電位を絶縁する絶縁スペーサ47で構成
され、これらを絶縁スタッド48で所定の圧力に締め付
け保持する。
【0012】つまり、正側3相ブリッジ回路のR相、S
相、T相と負側3相ブリッジ回路のR相、S相、T相の
各同相上の半導体素子U(1 、7 )とX(4 、10)、V
(2、8 )とY(5 、10)、W(3 、9 )とZ(6 、1
2)のそれぞれ4個の半導体素子で1台のスタック16
を構成し、R相、S相、T相3台のスタックの半導体素
子の方向とスタックの実装構造を同一にしたことを特徴
とする。
【0013】本発明の第2の実施例である循環2S- 1
P形サイクロコンバータのスタックは、図2(a )の一
点鎖線で囲った部分、すなわち1段目の正側3相ブリッ
ジ回路の電源入力R相上の正極であるU相サイリスタ素
子18、負極であるX相サイリスタ素子21と、2段目の
正側3相ブリッジ回路の電源入力R相上の正極であるU
相サイリスタ素子30、負極であるX相サイリスタ素子33
と、図4に示す冷却フィン15、皿バネ45、固定板4
6、固定板からのアース電位を絶縁する絶縁スペーサ4
7で構成され、これらを絶縁スタッド48で所定の圧力
に締め付け保持している。つまり、1台のスタックは1
段目と2段目の3相ブリッジ回路のそれぞれ同相上の正
極・負極各2個のサイリスタ素子、計4個のサイリスタ
素子により、構成している。
【0014】本発明の第3の実施例である非循環1S-
1P形と非循環2S- 1P形サイクロコンバータのスタ
ックはともに、図3(a )の一点鎖線で囲った部分、す
なわち負側3相ブリッジ回路の電源入力R相上の負極で
あるX相サイリスタ素子10と、正側3相ブリッジ回路
の電源入力R相上の正極であるU相サイリスタ素子1、
負極であるX相サイリスタ素子4 と、負側3相ブリッジ
回路の電源入力R相上の正極であるサイリスタ素子7
と、それに図5に示す冷却フィン15、皿バネ45、固
定板46、固定板からのアース電位を絶縁する絶縁スペ
ーサ47で構成され、これらを絶縁スタッド48で所定の
圧力に締め付け保持している。
【0015】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数個
の3相ブリッジ回路を組み合わせた循環電流形、非循環
電流一方向形の電力変換装置における、電源入力R相、
S相、T相のそれぞれ同相上の4個の半導体素子でスタ
ックを構成することにより、スタックの素子の向きとス
タックの実装構造を全て同じにすることができ、スタッ
クの種類を従来の2種類から1種類に統一することがで
きる。スタックの種類が減ったことにより、スタック製
作時の作業効率の向上、スタック交換時の極性間違いの
防止、MTTRの短縮、予備品の種類の削減が図れる。
スタックの種類削減により電力変換装置の変換器盤1台
に取り付けられるス夕ック数を縦置き4台から横置き3
台に減少させることができる。
【0016】従って、変換器盤内の部品収納密度が向上
し、従来補助盤に取り付けていた電気用品をスタックを
搭載する変換器盤に取り付けることが可能となり、電力
装置全体の小形化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における電力変換装置の
構成図。
【図2】本発明の第2の実施例における電力変換装置の
構成図。
【図3】本発明の第3の実施例における電力変換装置の
構成図。
【図4】本発明の第1及び第2の実施例におけるスタッ
ク構成図。
【図5】本発明の第1及び第2の実施例におけるスタッ
ク構成図。
【図6】従来の電力変換装置の構成図。
【図7】従来の電力変換装置の構成図。
【図8】従来の電力変換装置の構成図。
【符号の説明】
1 〜12、18〜41 半導体素子 13 直流リアクトル 14 半導体素子保護ヒューズ 15 冷却フィン 16、42 スタック 17 電力変換装置の変換器盤 44 電力変換装置の補助盤 45 皿バネ 46 固定板 47 絶縁スペーサ 48 絶縁スタッド 49、50 従来の電力変換装置用のスタック 51 従来の電力変換装置の変換器盤 52 従来の電力変換装置の補助盤

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2組の3相ブリッジ回路を直流リアクトル
    を介してそれぞれ正側と負側に分けて接続し、交流電力
    を所定の周波数の交流電力または直流電力に変換する電
    力変換装置において、 前記正側3相ブリッジ回路のR相、S相、T相の各相の
    正極・負極の半導体素子と前記負側3相ブリッジ回路の
    R相、S相、T相の各相の正極・負極の半導体素子とに
    よりスタックを構成し、これら各相のスタックの半導体
    素子の向き及び実装構造が全て同じであることを特徴と
    する電力変換装置。
  2. 【請求項2】直流リアクトルを介してそれぞれ正側と負
    側に分けて接続した2組の3相ブリッジ回路がn段に直
    列接続され、交流電力を所定の周波数の交流電力または
    直流電力に変換する電力変換装置において、 1段目の3相ブリッジ回路のR相、S相、T相の各相の
    正極・負極の半導体素子からn段目までの3相ブリッジ
    回路のR相、S相、T相の各相の正極・負極の半導体素
    子とによりスタックを構成し、これら各相のスタックの
    半導体素子の向き及び実装構造が全て同じであることを
    特徴とする電力変換装置。
  3. 【請求項3】2組の3相ブリッジ回路をそれぞれ正側と
    負側に分けて接続し、交流電力を所定の周波数の交流電
    力または直流電力に変換する電力変換装置において、 正側3相ブリッジ回路のR相、S相、T相の各相の正極
    ・負極の半導体素子と負側3相ブリッジ回路のR相、S
    相、T相の各相の正極・負極の半導体素子とによりスタ
    ックを構成し、これら各相のスタックの半導体素子の向
    き及び実装構造が全て同じにであることを特徴とする電
    力変換装置。
JP20888797A 1997-08-04 1997-08-04 電力変換装置 Pending JPH1155951A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011207603A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Sumitomo Heavy Industries Engineering-Service Co Ltd 天井クレーン

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011207603A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Sumitomo Heavy Industries Engineering-Service Co Ltd 天井クレーン

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