JPS62221865A - エネルギ−還元回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ゲートターンオフサイリスタ（以下ＧＴＯと
略称する）、トランジスタ等の自己消弧形デバイスのス
ナバ回路に蓄積されたエネルギーを有効に利用するエネ
ルギーの還元回路に関するものである。

Ｂ６発明の概要 本発明は自己消弧形デバイスをスイッチング素子とする
とともに、前記スインテング素子６二並列接続されるス
ナバ回路を備えた電力変換装置６二おいて、 １次、２次巻線を有する可飽和形の直流リアクトルを用
い、スナバ回路の蓄積エネルギーをスイッチング素子の
オン動作に伴って直流電流源Ｉ：還元することにより、 エネルギー損失の低減を図るようにしたものである。

Ｃ４従来の技術 インバータ回路のスイッチング素子として自己消弧形デ
バイス、例えばＧＴＯを用いる場合、第５図に示すよう
５ニコンデンサＣとダイオードＤの直列回路及び放電抵
抗Ｒからなるスナバ回路をＧＴＯＴのアノード、カソー
ド間ｇ′−接続し、振動電圧の発生を抑えたシ、サージ
電圧を抑制している。

Ｄ１発明が解決しようとする問題点 このスナバ回路では、そのコンデンサＣζニエネルギー
が蓄積され、ＧＴＯＴのオン動作の都度、−ＨＣＶ２を
二等しいエネルギーが放電抵抗Ｒによって消費されるこ
とになる。これは動作周波数に比例するため、動作周波
数が高くなると、そのエネルギー損失もかなりのものと
なる欠点があったＯＥ０問題点を解決するための手段 本発明は、自己消弧形デバイスをスイッチング素子とす
るとともに、前記スイッチング素子（−並列に接続され
、スナバコンデンサおよびダイオードを直列接続して成
るスナバ回路と、直流電流源として主直流リアクトルと
を備えた電力変換装置において、１次巻線および２次巻
線を有する可飽和形の直流リアクトルの１次巻線を前記
主直流リアクトル（−直列接続するととも（−１前記可
飽和形の直流リアクトルの２次巻線を前記スナバ回路の
ダイオード５二並列接続し、定常時は前記可飽和形の直
流リアクトルを飽和領域で動作させ、前記スイッチング
素子のオン動作時は前記スナバコンデンサの充電電圧Ｃ
二よシ前記可飽和形の直流リアクトルの飽和をリセット
するよう５二したことを特徴としている。

２０作用 定常時Ｃ二は飽和状態にある可飽和形の直流リアクトル
が、スイッチング素子のオン動作に伴うスナバコンデン
サの電圧あ印加５二よってリセットされ、スナバ回路の
蓄積エネルギーが直流電流源Ｉ：還元される。

Ｇ、実施例 第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、直
流リアクトルを備えた定電流方式のインバータに適用し
た場合である。即ち、ＧＴｏＴでブリッジ回路を構成し
てその直流入力端Ｉ：定電流！０の直流電流源としての
主直流リアクトル−を接続し、交流出力端５；所要の交
流を得るようにしている。

そして、各ＧＴＯＴ　にコンデンサＣ及びダイオードＤ
の直列接続よシなるスナバ回路を各々並列に接続すると
ともｇ；、とのスナバ回路と定電流回路との間≦ニスナ
バエネルギーの還元回路を設けている。この還元回路は
、１次巻線１．２次巻線ｆｉｍを有する可飽和形の直流
リアクトルしｒを用いて構成する。このリアクトルＬｒ
は空隙のないコアに巻数Ｎ１の１次巻線ム、巻数Ｎ２の
２次巻Ｈｆ１ｍを巻装したもので、通常の変圧器と同じ
構造であリ、１次巻線ｉ１は前記主直流リアクトル−と
直列に接続し、２次巻線りは前記スナバ回路のダイオー
ドＤと並列Ｃ二接続している。

なお、第１図のインバータ回路のよう６ユ複数のＧＴＯ
を用いる場合は、ＧＴＯ数と同数の２次巻線を有する１
個のりアクドルを用いるか、　あるいはＧＴＯ数と同数
のりアクドルを用いてその１次側を直列に接続する。

次Ｃ１動作について述べる。定常動作時≦−還還元用直
流リックドルｒは、直流電流１０により第３図Ｃ二示す
ようにＮＩＸＩｏのレベルで磁束１ｍ　ｉ二飽和した状
態にある。スナバ回路のコンデンサＣは充電され、その
両端電圧ｖｃはｖｃとなっている。

この状態で、ＧＴＯＴがオンすると、スナバコンデンサ
Ｃの電圧ｖｃが還元用リアクトルしｒの２次巻＝１．ｘ
Ｎ、−二達したところで還元用リアクトルしｒの飽和が
リセットされ、第４図に示すようＣ二電流Ｉ６でコンデ
ンサ電圧ｖｃが零になるまで、つまシＧＴＯＴのオン時
点ｔ１から放電完了時点ｔ！まで放電が行われる。これ
により、スナバ回路に蓄積されたエネルギーは直流電流
源（二還元されるととＣ；なる。

上記実施例は定電流方式のインバータに適用した場合で
あるが、電流Ｉｏが変化し、かつ軽負荷で電流が少ない
場合は、２次巻線に補償用の抵抗を並列≦二接続したシ
、直列に制限抵抗を接続して飽和状態で使用する。また
、電流１ｏが変化し、且つ重負荷で電流が犬きく、ＧＴ
Ｏの許容値を越えるおそれがある場合は、直列Ｃ二制限
抵抗を接続する。

Ｈ１発明の効果 以上のようＣ二本発明によれば、１次、２次巻線を有す
る可飽和形の直流リアクトルを用い、その１次巻線を直
流電流源側の主直流リアクトルと直列に、２次巻線をコ
ンデンサ及びダイオードの直列接続よシなるスナバ回路
のダイオードと並列Ｃ二それぞれ接続し、定常時は飽和
領域で動作させ、自己消弧形のスイッチング素子のオン
動作時５ユスナパコンデンサの電圧により飽和なりセラ
）するよう（二したので、スナバ回路に蓄積されたエネ
ルギーを直流電流源に還元することができ、損失の低減
が図れる。特に、直流電流源が定電流源の定電流インバ
ータの場合は高効率で還元可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明Ｃ二係るエネルギー還元回路な適用した
定電流インバータの回路構成を示す回路図、第２図はエ
ネルギー還元回路の回路図、第３図はエネルギー還元回
路を構成する直流リアクトルのアンペアターンと磁束の
関係を示す特性図、第４図はエネルギー還元動作を説明
するための電流−電圧波形図、第５図は従来のスナバ回
路図である。 Ｔ・・・ＧＴＯ，Ｄ・・・ダイオード、Ｃ・・・スナバ
コンデンサ、ｋｎ・・・主直流リアクトル、Ｌｒ・・・
還元用直流リアクトル、Ｑ＋・・・１次巻線、ｈ・・・
２次巻線。 第１図 実力Ｕρ’ＪＥ示す回路図 工 第２図 委郡口路拐 第３図 石地東羽・１・１０ ψ 第４図 電流、＠圧刹・Ｆ生国

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自己消弧形デバイスをスイッチング素子とするとともに
   、前記スイッチング素子に並列に接続され、スナバコン
   デンサおよびダイオードを直列接続して成るスナバ回路
   と、直流電流源として主直流リアクトルとを備えた電力
   変換装置において、１次巻線および２次巻線を有する可
   飽和形の直流リアクトルの１次巻線を前記主直流リアク
   トルに直列接続するとともに、前記可飽和形の直流リア
   クトルの２次巻線を前記スナバ回路のダイオードに並列
   接続し、定常時は前記可飽和形の直流リアクトルを飽和
   領域で動作させ、前記スイッチング素子のオン動作時は
   前記スナバコンデンサの充電電圧により前記可飽和形の
   直流リアクトルの飽和をリセットするようにしたことを
   特徴とするエネルギー還元回路。