JPS6166573A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPS6166573A JPS6166573A JP59187180A JP18718084A JPS6166573A JP S6166573 A JPS6166573 A JP S6166573A JP 59187180 A JP59187180 A JP 59187180A JP 18718084 A JP18718084 A JP 18718084A JP S6166573 A JPS6166573 A JP S6166573A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
- H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
- H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Power Conversion In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は電力変換装置に係り、特に電気車両用に直流電
源を供給するに当り、損失を低減し高効率化を図るに好
適な電力変換装置に関する。
源を供給するに当り、損失を低減し高効率化を図るに好
適な電力変換装置に関する。
一般に、電気車両に電力変換装置を用いて直流電力を供
給する場合は、車両の力行時に−はダイオード整流装置
を用いて交流電源を直流に変換して供給し、回生時には
他動式逆変換装置を用いて直流を交流に変換してｉ主電
力の交流電源への回生を行なっている。
給する場合は、車両の力行時に−はダイオード整流装置
を用いて交流電源を直流に変換して供給し、回生時には
他動式逆変換装置を用いて直流を交流に変換してｉ主電
力の交流電源への回生を行なっている。
第３図はかかる周知の電力変換装置のブロック図である
。同図に示す如く、変圧器１は交流電源ＡＣとダイオー
ド整流装置２及びサイリスタを用いた他動式逆変換装置
３の間に配され、電圧の変成を行なっている。ダイオー
ド整流装置２及び逆変換装置゛３の出力側は車両の直＠
電動機等の負荷４に接続される。
。同図に示す如く、変圧器１は交流電源ＡＣとダイオー
ド整流装置２及びサイリスタを用いた他動式逆変換装置
３の間に配され、電圧の変成を行なっている。ダイオー
ド整流装置２及び逆変換装置゛３の出力側は車両の直＠
電動機等の負荷４に接続される。
かかる構成において、車両の力行運転時は交流電源ＡＣ
からの交流電力を変圧器１を介して車両に適した電圧に
変成し、ダイオード整流装置２を介して直流に変換し、
これを負ｖＪ４に供給する。
からの交流電力を変圧器１を介して車両に適した電圧に
変成し、ダイオード整流装置２を介して直流に変換し、
これを負ｖＪ４に供給する。
一方、車両の回生運動時は負荷４で発生した回生直流電
力を他励式逆変換装置３を介して交流に変換し、変圧器
１を介して交流電源へ〇と同じ電圧に変成し、交流電源
ＡＣに回生ずる。
力を他励式逆変換装置３を介して交流に変換し、変圧器
１を介して交流電源へ〇と同じ電圧に変成し、交流電源
ＡＣに回生ずる。
とごろが、車両の力行運転時、回生運転時共に交流電源
ＡＣ側の電流に電源周波数の第５．７゜１１．１３次の
高調波が多量に含まれているため、電圧、電流の歪に起
因する種々の障害が発生する。
ＡＣ側の電流に電源周波数の第５．７゜１１．１３次の
高調波が多量に含まれているため、電圧、電流の歪に起
因する種々の障害が発生する。
そこで、従来からこの高調波を低減するためにパルス幅
変調形（以下、ＰＷＭ形と称する）自助式変換Ｓ置を用
いて順変換と逆変換の両方の動作を行なわせ、かつ交流
電流を正弦波にして常に力率が°゛１″になるように運
転する電力変換装置が考えられて来た。
変調形（以下、ＰＷＭ形と称する）自助式変換Ｓ置を用
いて順変換と逆変換の両方の動作を行なわせ、かつ交流
電流を正弦波にして常に力率が°゛１″になるように運
転する電力変換装置が考えられて来た。
第４図はかかる従来の電力変換装置のブロック図である
。同図に示す如く、交流電源ＡＣと負荷４の間に介在す
るＰＷＭ形自励式変換装Ｎ５は、自己消弧能力のある制
御整流素子、例えばターンオフサイリスタ、トランジス
タなどの半導体素子から構成され、変圧器１からの交流
電力を直流変換して負荷４に供給したり、負ｒ：ｉ４か
らの回生直流電力を交流に変換して変圧器１側に回生じ
たりする作用を有する。なお、平滑コンデン号６はＰＷ
Ｍ形自励式変換装置５の直流側のリップルを除去する作
用を有する。
。同図に示す如く、交流電源ＡＣと負荷４の間に介在す
るＰＷＭ形自励式変換装Ｎ５は、自己消弧能力のある制
御整流素子、例えばターンオフサイリスタ、トランジス
タなどの半導体素子から構成され、変圧器１からの交流
電力を直流変換して負荷４に供給したり、負ｒ：ｉ４か
らの回生直流電力を交流に変換して変圧器１側に回生じ
たりする作用を有する。なお、平滑コンデン号６はＰＷ
Ｍ形自励式変換装置５の直流側のリップルを除去する作
用を有する。
かかる構成において車両の力１１運転時は交流電源ＡＣ
からの交流電力を変圧′ａ１を介して車両に適した電圧
に変成し、ＰＷＭ形自励式変換装詔５を介して直流に変
換し、これを負荷４に供給する。
からの交流電力を変圧′ａ１を介して車両に適した電圧
に変成し、ＰＷＭ形自励式変換装詔５を介して直流に変
換し、これを負荷４に供給する。
一方、車両の回生運転時は負荷４で発生した回生直流電
力をＰＷＭ形自励式変換装置５を介して交流に変換し、
変圧器１を介して交流電源△Ｃと同じ電圧に変成し、交
流電源ＡＣに回生ずる。
力をＰＷＭ形自励式変換装置５を介して交流に変換し、
変圧器１を介して交流電源△Ｃと同じ電圧に変成し、交
流電源ＡＣに回生ずる。
ところが、電気車両用の電源装置、つまり電力変換装置
には力行運転時に定格負荷の３００％短時間過負荷容吊
が要求されることが多い。一方、回生運転時には定格負
荷の１５０％程度の低い短時間過負荷容量を要求される
のが一般的である。
には力行運転時に定格負荷の３００％短時間過負荷容吊
が要求されることが多い。一方、回生運転時には定格負
荷の１５０％程度の低い短時間過負荷容量を要求される
のが一般的である。
このような要求に対して、ＰＷＭ形自励式変換装置で対
処する場合、３００％過負荷で考える必要が有り、制御
整流素子の使用数はその最大許容しゃ断電流の関係上か
なり多くなる。また、良好な運転特性を実現するために
は、制御整流素子のスイッチング周波数を数百Ｈ２から
数Ｋ ＨＺの比較的高い周波数に設定する必要があるが
、この場合、当然制御整流素子のスイッチング損失が大
きくなってしまう。更に、制御整流素子保護用のスナバ
回路の損失は、素子数並びにスイッチング周波数に比例
するので、非常に大きくなってしまう。
処する場合、３００％過負荷で考える必要が有り、制御
整流素子の使用数はその最大許容しゃ断電流の関係上か
なり多くなる。また、良好な運転特性を実現するために
は、制御整流素子のスイッチング周波数を数百Ｈ２から
数Ｋ ＨＺの比較的高い周波数に設定する必要があるが
、この場合、当然制御整流素子のスイッチング損失が大
きくなってしまう。更に、制御整流素子保護用のスナバ
回路の損失は、素子数並びにスイッチング周波数に比例
するので、非常に大きくなってしまう。
上述のように、従来の電力変換装置は使用するｖ制御整
流素子数の増加や、損失増加に伴う冷却器の容量増加等
によって装置が大型化し、効率も悪くなるという問題点
がある。
流素子数の増加や、損失増加に伴う冷却器の容量増加等
によって装置が大型化し、効率も悪くなるという問題点
がある。
従って、本発明の目的は、損失を低減し、小形かつ高効
率で高信頼度の電力変換装置を提供することにある。
率で高信頼度の電力変換装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は交流電源からの交
流電力を直流に変換して負荷に供給する整流装置と、力
行運転時は整流装置の入力交流電力の高調波成分をキャ
ンセルするような高調波を発生して交流電源に供給する
と共に回生運転時は負荷からの回生電力を交流に変換し
て交流電源に回生ずる自助式変換装置とを備えた電力変
換装置を提供するものである。
流電力を直流に変換して負荷に供給する整流装置と、力
行運転時は整流装置の入力交流電力の高調波成分をキャ
ンセルするような高調波を発生して交流電源に供給する
と共に回生運転時は負荷からの回生電力を交流に変換し
て交流電源に回生ずる自助式変換装置とを備えた電力変
換装置を提供するものである。
（発明の実施例）
以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る電力変換装置のブロッ
ク図である。同図に示す如く、交流電源ＡＣには変圧器
１Ａを介してダイオード整流装置２が接続され、変圧器
１Ｂを介してＰＷＭ形自励式変換装置５が接続される。
ク図である。同図に示す如く、交流電源ＡＣには変圧器
１Ａを介してダイオード整流装置２が接続され、変圧器
１Ｂを介してＰＷＭ形自励式変換装置５が接続される。
ダイオード整流装置２及びＰＷＭ自励式変換装置５の直
流出力側は並列接続され、ここに平滑コンデンサ６及び
負荷４が接続される。
流出力側は並列接続され、ここに平滑コンデンサ６及び
負荷４が接続される。
かかる構成において、力行運転時は交Ｐｔ Ｆ源ＡＣか
らの交流電力を変圧器１Ａを介して車両に適した電圧に
変成し、ダイオード整流装置２を介して直流に変換し、
これを負荷４に供給する。この場合の電力供給は３００
％負荷までダイオード整流装置２にて行なう。この時、
交流電源ＡＣ側の電流の基本波力率は“１”であるが、
高調波成分を含んでいる。このような高調波に対しては
ＰＷＭ形自励式変換装置５でその高調波成分と逆位相の
ａ調波を発生し、これを変圧器１Ｂを介して交流電源Ａ
Ｃ側に供給することにより、全体的に力率” １ ”で
高調波の少ない運転を実施することができる。なお、こ
の時ＰＷＭ形自励式変換装置５は交流ｆｆｉ源ＡＣ側に
高調波成分のみ供給すればよいため、容重的には小さく
ても良い。一方、回生運転時は負荷４で発生した回生直
流電力をＰＷＭ形自励式変換装置５を介して交流に変換
し、変圧器１Ｂを介して交流型ＩＡＣに回生する。この
場合、ＰＷＭ形自形式動式変換装置５に力率が１″にな
るように回生運転する。このような回生運転時は、ＰＷ
Ｍ形自励式変換装＠５は１５０％負荷までを負担できれ
ば良く、従って、容量は小さくても良い。
らの交流電力を変圧器１Ａを介して車両に適した電圧に
変成し、ダイオード整流装置２を介して直流に変換し、
これを負荷４に供給する。この場合の電力供給は３００
％負荷までダイオード整流装置２にて行なう。この時、
交流電源ＡＣ側の電流の基本波力率は“１”であるが、
高調波成分を含んでいる。このような高調波に対しては
ＰＷＭ形自励式変換装置５でその高調波成分と逆位相の
ａ調波を発生し、これを変圧器１Ｂを介して交流電源Ａ
Ｃ側に供給することにより、全体的に力率” １ ”で
高調波の少ない運転を実施することができる。なお、こ
の時ＰＷＭ形自励式変換装置５は交流ｆｆｉ源ＡＣ側に
高調波成分のみ供給すればよいため、容重的には小さく
ても良い。一方、回生運転時は負荷４で発生した回生直
流電力をＰＷＭ形自励式変換装置５を介して交流に変換
し、変圧器１Ｂを介して交流型ＩＡＣに回生する。この
場合、ＰＷＭ形自形式動式変換装置５に力率が１″にな
るように回生運転する。このような回生運転時は、ＰＷ
Ｍ形自励式変換装＠５は１５０％負荷までを負担できれ
ば良く、従って、容量は小さくても良い。
第２図は第１図の構成の具体的な構成例を示すブロック
図である。同図において、電流検出器８はダイオード整
流ＶｉＦＪ２の交流入力電流を検出りる。バイパスフィ
ルタ９は電流検出器８の出力信号から高調波分のみを油
出する。、電流検出器１０はＰＷＭ形自励式変換装置５
の交流側電流を検出する。ｔ３流電圧検出器１１は直流
側の電圧を検出する。交流電圧検出器１２は交流側の電
圧を検出する。１ｉＩＩ御演算回路１３は電流検出器８
，１０、直流電圧検出器１１及び交流電圧検出器１２か
らの各検出信号に基いて、ＰＷＭ形自励式変ＰＩ８装置
５の制御整流素子をオン、オフ制御する。
図である。同図において、電流検出器８はダイオード整
流ＶｉＦＪ２の交流入力電流を検出りる。バイパスフィ
ルタ９は電流検出器８の出力信号から高調波分のみを油
出する。、電流検出器１０はＰＷＭ形自励式変換装置５
の交流側電流を検出する。ｔ３流電圧検出器１１は直流
側の電圧を検出する。交流電圧検出器１２は交流側の電
圧を検出する。１ｉＩＩ御演算回路１３は電流検出器８
，１０、直流電圧検出器１１及び交流電圧検出器１２か
らの各検出信号に基いて、ＰＷＭ形自励式変ＰＩ８装置
５の制御整流素子をオン、オフ制御する。
かかる構成において、力行運転時はダイオード整流装置
２が運転されるから電流検出器８の出力信号をバイパス
フィルタ９に入力し、基本波電流成分を除去して高調波
分のみを制御演算回路１３に入力する。制御演算回路１
３はＰＷＭ形自形式動式変換装置５１１１制御整流素子
にｙ制御信号を与え、検出された高調波成分と逆位相の
電流を交流電源ＡＣ側に供給させる。
２が運転されるから電流検出器８の出力信号をバイパス
フィルタ９に入力し、基本波電流成分を除去して高調波
分のみを制御演算回路１３に入力する。制御演算回路１
３はＰＷＭ形自形式動式変換装置５１１１制御整流素子
にｙ制御信号を与え、検出された高調波成分と逆位相の
電流を交流電源ＡＣ側に供給させる。
一方、回生運転時は負荷４からの回生電力により直流電
圧が上昇して来るため、ダイオード整流装置２は運転で
きなくなる。このため、電流検出器８の出力は無くなる
。一方、制御演算回路１３は直流電圧を一定に保つよう
にしながら、ＰＷＭ形自励式変換装置５の出力交流電流
が交流電源ＡＣからの入力交流電圧と逆位相になるよう
に制御整流素子に信号を与える。その結果、力率“１″
での回生運転を実施することができる。
圧が上昇して来るため、ダイオード整流装置２は運転で
きなくなる。このため、電流検出器８の出力は無くなる
。一方、制御演算回路１３は直流電圧を一定に保つよう
にしながら、ＰＷＭ形自励式変換装置５の出力交流電流
が交流電源ＡＣからの入力交流電圧と逆位相になるよう
に制御整流素子に信号を与える。その結果、力率“１″
での回生運転を実施することができる。
なお、力行運転と回生運転の切り換えは、回生運転時に
Ｍ流側電圧が上界すると共にダイオード整流装置２の出
力電流が無くなるのを利用して、これを電流検出器８と
直流電圧検出器１１により判別することによって実施す
る。
Ｍ流側電圧が上界すると共にダイオード整流装置２の出
力電流が無くなるのを利用して、これを電流検出器８と
直流電圧検出器１１により判別することによって実施す
る。
このように、第２図の構成においては、力行運転時、回
生運転時のどちらの場合にも力率“１″で高調波の無い
運転を実現する口とができる。
生運転時のどちらの場合にも力率“１″で高調波の無い
運転を実現する口とができる。
以上述べた如く、本発明によれば、次のような効果を得
ることができる。
ることができる。
ＰＷＭ形自助式変換装置の容量は回生時の容量又は高調
波抑ｉ＋１時の容量で決定されるため、力行運転時まで
想定した場合の容量よりも小さくすることができる。こ
のため、制御整流素子の使用数が減って装置の小型化、
損失の低減化が可能となる。
波抑ｉ＋１時の容量で決定されるため、力行運転時まで
想定した場合の容量よりも小さくすることができる。こ
のため、制御整流素子の使用数が減って装置の小型化、
損失の低減化が可能となる。
一方、ダイオード整流装置はＰＷＭ形自励式変換装置の
ように整流素子のａ大しゃ断許容電流に左右されず、短
時間過負荷耐量も比較的大きくとれることから、容易に
装置の小型化、低損失化が訓れる。
ように整流素子のａ大しゃ断許容電流に左右されず、短
時間過負荷耐量も比較的大きくとれることから、容易に
装置の小型化、低損失化が訓れる。
従って、装置全体の据付面積は従来よりも小さくてよく
、損失も低減させることができるため、省エネルギ形で
高効率の電力変挽装買を実現することができる。まｌご
、制御整流素子数が小さくなることによって、より高信
頼度の装置を実現することができる。
、損失も低減させることができるため、省エネルギ形で
高効率の電力変挽装買を実現することができる。まｌご
、制御整流素子数が小さくなることによって、より高信
頼度の装置を実現することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る電力変換装置のブロッ
ク図、 第２図は第１図の構成の具体的な構成例を示すブロック
図、 第３図は周知の電力変換表間のブロック図、第４図は従
来の電力変換装画のブロック図である。 １．１Ａ、１Ｂ・・・変圧器、２・・・ダイオード整流
装置、４・・・負荷、５・・・ＰＷＭ形自励式変換装置
、８．１０・・・？１ｊ ？７ｉＣ検出器、９・・・バ
イパスフィルタ、１１・・・直流電圧検出器、１２・・
・交流電圧検出器、１３・・・制御演弾回路。 出願人代理人 猪 股 清 ｂ １ 図 ｂ ２ 図
ク図、 第２図は第１図の構成の具体的な構成例を示すブロック
図、 第３図は周知の電力変換表間のブロック図、第４図は従
来の電力変換装画のブロック図である。 １．１Ａ、１Ｂ・・・変圧器、２・・・ダイオード整流
装置、４・・・負荷、５・・・ＰＷＭ形自励式変換装置
、８．１０・・・？１ｊ ？７ｉＣ検出器、９・・・バ
イパスフィルタ、１１・・・直流電圧検出器、１２・・
・交流電圧検出器、１３・・・制御演弾回路。 出願人代理人 猪 股 清 ｂ １ 図 ｂ ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、交流電源からの交流電力を直流に変換して負荷に供
給する整流装置と、力行運転時は前記整流装置の入力交
流電力の高調波成分をキャンセルするような高調波を発
生して前記交流電源に供給すると共に回生運転時は負荷
からの回生電力を交流に変換して前記交流電源に回生す
る自励式変換装置とを備えたことを特徴とする電力変換
装置。 ２、自励式変換装置がパルス幅変調自励式変換装置で構
成され、整流器がダイオード整流装置で構成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電力変
換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59187180A JPS6166573A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59187180A JPS6166573A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166573A true JPS6166573A (ja) | 1986-04-05 |
| JPH0576269B2 JPH0576269B2 (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=16201504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59187180A Granted JPS6166573A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166573A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4428907B4 (de) * | 1993-08-17 | 2005-03-17 | Mitsubishi Denki K.K. | Wechselspannungs/Gleichspannungs-Energiewandler |
| JP2010041915A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Dr Ing Hcf Porsche Ag | ジェネレータとして動作し得る少なくとも１つの電気機械を有する車両 |
| JP2012239346A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Fuji Electric Co Ltd | 永久磁石発電機／電動機用電力変換システム |
| US8994314B2 (en) | 2011-07-26 | 2015-03-31 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Injection molding machine |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP59187180A patent/JPS6166573A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4428907B4 (de) * | 1993-08-17 | 2005-03-17 | Mitsubishi Denki K.K. | Wechselspannungs/Gleichspannungs-Energiewandler |
| JP2010041915A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Dr Ing Hcf Porsche Ag | ジェネレータとして動作し得る少なくとも１つの電気機械を有する車両 |
| JP2012239346A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Fuji Electric Co Ltd | 永久磁石発電機／電動機用電力変換システム |
| US8994314B2 (en) | 2011-07-26 | 2015-03-31 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Injection molding machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0576269B2 (ja) | 1993-10-22 |
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