KR101633049B1

KR101633049B1 - 전력 변환 장치

Info

Publication number: KR101633049B1
Application number: KR1020147012577A
Authority: KR
Inventors: 요스케 나카자와; 다케루 무라오; 마사히로 츠메나가
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2016-06-23
Also published as: EP2784925A1; JP2013115837A; EP2784925B1; CN103959633B; WO2013077421A1; BR112014012055A2; KR20140078732A; EP2784925A4; CN103959633A; US9369065B2; JP5881386B2; US20140254226A1

Abstract

버퍼 리액터와 같은 고비용, 대형의 리액터를 생략할 수 있고, 저렴하며 소형의 전력 변환 장치를 제공한다. 스위칭에 의해 직류와 교류를 변환하는 복수의 스위칭 소자(21u, 21x)와, 스위칭 소자(21u, 21x)와 콘덴서(30)를 포함하는 단위 유닛(C)과, 단위 유닛(C)을 적어도 1개 포함하는 단위 아암(10P, 10N)을 갖고, 누설 인덕턴스 성분에 의해 단락 전류를 억제하도록, 한 쌍의 단위 아암(10P, 10N) 사이에, 트랜스포머(40)의 1차 측이 접속되어 있다.

Description

전력 변환 장치{POWER CONVERSION DEVICE}

본 발명의 실시형태는, 교류와 직류 사이에서 서로 전력을 변환하는 전력 변환 장치에 관한 것이다.

교류와 직류 사이에서 서로 전력의 변환을 행하는 전력 변환 장치는, 다양한 용도에 사용되어 있다. 예를 들면, 전력 계통의 교류를 직류로 변환하는 컨버터나, 직류를 교류로 변환하여 모터 구동에 사용하는 인버터로서는, 3상 2레벨의 타입이 사용되어 왔다. 3상 2레벨이란, 6개의 스위치의 온오프와 같은 2레벨에서의 전환을 행함으로써, 직류와 3상 교류의 변환을 행하는 방법이다.

온오프의 전환인 스위칭을 행하는 스위칭 소자는, 반도체 소자가 사용된다. 일반적으로는, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)가, 스위칭 소자로서 사용된다. 3상 2레벨 인버터는, 이 스위칭 소자를, 상기한 바와 같이, 최소한 6개로 구성할 수 있다.

3상 2레벨 인버터의 제어 방법은, 일반적으로는, PWM 제어이다. PWM 제어는, 펄스폭을 제어함으로써, 출력되는 교류 전압의 크기를 제어하는 방법이다. 예를 들면, 입력되는 직류 전압을 Vdc로 했을 때, 각 상마다, 소정의 타이밍에 +Vdc/2와 -Vdc/2의 2값의 전환을 행한다. 이에 따라, 3상 2레벨 인버터로부터의 출력 파형을, 의사적(擬似的)으로 생성된 교류의 파형으로 할 수 있다.

그런데, 최근에는, 교류 송전과 비교하여, 전력의 손실이 적은 대규모의 직류 송전의 필요성이 높아지고 있다. 예를 들면, 해저 케이블에 의한 송전, 50Hz-60Hz의 변환, 원격의 대규모 태양광 발전 시스템으로부터 소비지로의 장거리 직류 송전 등이 주목되고 있다.

이러한 직류 송전의 경우, 온오프의 대상이 되는 직류가 300㎸ 등의 초고전압이 된다. 한편, 스위칭 소자로서 사용되는 IGBT는, 정격이 6500V 정도이다. 그래서, 이것을 다수 직렬로 접속한 멀티 레벨 인버터로 함으로써, 개개의 스위칭 소자에 걸리는 전압을 작게 할 수 있다.

일본국 특표2010-512134호 공보

상기와 같은 전력 변환 장치에 있어서는, 스위칭에 따라 전압의 출력의 유무를 전환하는 전압원으로서, 콘덴서가 사용되어 있는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 예를 들면, 2개의 스위칭 소자에 직류 콘덴서를 병렬로 접속한 단위 유닛이 구성되어 있다. 이러한 단위 유닛에서는, 한쪽의 스위칭 소자가 온일 때에, 직류 콘덴서만큼의 전압이 출력되고, 다른 쪽의 스위칭 소자가 온일 때에, 제로 전압이 된다.

각 단위 유닛의 구성 요소인 직류 콘덴서는, 적절히 충방전이 행해지도록, 전압값을 일정하게 제어할 필요가 있다. 이 때문에, 단위 유닛에는, 직류 전원을 환류시키는 환류 전류를, 항상 흘리는 것이 필요하다. 보다 구체적으로는, 각 상마다, 충방전을 위한 단락 경로를 마련할 필요가 있다.

그러나, 3상용의 전력 변환 장치에 있어서는, 3상을 동일 직류 전원에 접속하고 있다. 이 때문에, 각 상의 직류 전압 합성값이 약간이라도 다르면, 상간에 과대한 단락 전류가 흐르게 되고, 기기에 영향을 줄 가능성이 있다. 각 상의 직류 전압 합성값의 평균값이 일치하고 있어도, 온오프의 타이밍이나 주기가 다르면, 같은 문제가 생긴다.

이에 대처하기 위해서, 각 상에 버퍼 리액터를 삽입하고, 단락 전류가 과대해지지 않도록 제한을 가하고 있다. 그러나, 이 버퍼 리액터를 사용하는 것은, 결국, 장치 전체의 대형화, 고비용화를 초래하게 된다.

본 발명의 실시형태는, 버퍼 리액터와 같은 고비용, 대형의 리액터를 생략할 수 있고, 저렴하며 소형의 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 실시형태의 전력 변환 장치는, 이하의 구성을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

(1) 스위칭에 의해 직류와 교류를 변환하는 복수의 스위칭 소자

(2) 상기 스위칭 소자와 콘덴서를 포함하는 단위 유닛

(3) 상기 단위 유닛을 적어도 1개 포함하는 단위 아암

(4) 한 쌍의 상기 단위 아암 사이에, 누설 인덕턴스 성분에 의해 단락 전류를 억제하도록, 1차 권선이 접속된 트랜스포머

도 1은 실시형태의 전력 변환 장치의 구성예를 나타낸 회로도.
도 2는 도 1의 단위 유닛을 나타낸 회로도.
도 3은 리액터를 사용한 전력 변환 장치의 구성예를 나타낸 회로도.
도 4는 도 1의 1상을 간략하게 나타낸 회로도.
도 5는 정(正)측의 단위 유닛의 전압파형(A), 부(負)측의 단위 유닛의 전압파형(B)을 나타낸 도면.
도 6은 정측 트랜스포머 1차 권선의 전압파형(A), 부측 트랜스포머 1차 권선의 전압파형(B), 트랜스포머 2차 권선의 전압파형(C)을 나타낸 도면.
도 7은 트랜스포머 2차 권선을 각 상 병렬로 접속한 일례를 나타낸 회로도.
도 8은 각 상의 트랜스포머의 1차 2차 권선을 공통의 철심으로 한 일례를 나타낸 구성도.
도 9는 3상 트랜스포머를 사용한 일례를 나타낸 구성도.

[A. 실시형태의 구성]

[1. 전체 구성]

본 실시형태의 구성을, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 본 실시형태는, 3상의 교류 계통과 직류 계통 사이에 접속되고, 교류와 직류의 변환을 행하는 전력 변환 장치이다. 이 전력 변환 장치는, 3상마다, 정측과 부측의 상측 아암인 단위 아암(10P, 10N)을 갖고 있다. 이 단위 아암(10P, 10N)은, 트랜스포머(40P, 40N)를 통하여 교류 계통에 접속되어 있다.

[2. 단위 아암]

정측의 단위 아암(10P), 부측의 단위 아암(10N)은, N개의 단위 유닛(C)을 직렬로 접속한 것이다. 단위 유닛(C)은, 후술하는 초퍼 브리지 단위 변환기이다. 또, 도 1은, N=2인 예이지만, N≥1이면 된다.

[3. 단위 유닛]

단위 유닛(C)인 초퍼 브리지 단위 변환기는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 레그(20)와 콘덴서(30)를 병렬로 접속한 것이다. 레그(20)에 있어서는, 자기(自己) 소호(消弧) 능력을 가지는 2개의 스위칭 소자(21U, 21X)가, 직렬로 접속되어 있다. 이 스위칭 소자(21U, 21X)로서는, 예를 들면, IGBT를 사용한다. 각 스위칭 소자(21U, 21X)에는, 역병렬로 다이오드(22U, 22X)가 접속되어 있다. 이 다이오드(22U, 22X)는, 피드백 다이오드이다.

[4. 트랜스포머]

트랜스포머(40P, 40N)는, 1차 2차 권선 간의 권선비 1:1인 절연용의 단상(單相) 트랜스포머이다. 트랜스포머(40P, 40N)는, 각 상마다, 정측과 부측으로 나누어 설치되어 있다. 또, 트랜스포머(40P, 40N)의 1차 2차 권선에 있어서의 정측은, 흑점으로 나타낸다.

[5. 각 부의 접속 관계]

정측의 각 상의 단위 아암(10P)의 일단은, 각각 직류 전원의 정측에 접속되어 있다. 각 상의 단위 아암(10P)의 타단은, 각각 정측의 트랜스포머(40P)의 1차 권선의 정측에 접속되어 있다.

부측의 각 상의 단위 아암(10N)의 일단은, 각각 직류 전원의 부측에 접속되어 있다. 각 상의 단위 아암(10N)의 타단은, 각각 부측의 트랜스포머(40P)의 1차 권선의 정측에 접속되어 있다.

각 상에 있어서의 정측의 트랜스포머(40P)의 1차 권선의 부측과, 부측의 트랜스포머(40N)의 1차 권선의 부측은, 서로 접속되어 있다. 또한, 정측의 트랜스포머(40P)의 1차 권선의 부측과, 부측의 트랜스포머(40N)의 1차 권선의 부측은, U상, V상, W상의 3상 사이에서도 서로 접속되어 있다.

각 상에 있어서의 정측의 트랜스포머(40P)의 2차 권선과, 부측의 트랜스포머(40N)의 2차 권선은, 직렬로 접속되어 있다. 부측의 트랜스포머(40N)의 2차 권선의 부측은, U상, V상, W상의 3상 사이에서 서로 단락 접속되어 있다. 정측의 트랜스포머(40P)의 2차 권선의 정측은, U상, V상, W상의 접속단으로서 교류 측에 접속되어 있다.

[B. 실시형태의 작용]

[1. 누설 인덕턴스의 이용]

실제의 트랜스포머에는, 자기 누설에 의한 누설 자속이 반드시 존재한다. 이 누설 자속은, 변압 작용에 기여하지 않고, 1차 측 및 2차 측의 권선의 누설 인덕턴스로서 작용한다.

본 실시형태에 있어서는, 후술과 같이 직류 순환 전류가 흐를 때에, 절연 트랜스포머로서의 트랜스포머(40P, 40N)의 1차 측의 권선이, 직류 순환 전류의 경로로 되어 있다. 이 때문에, 트랜스포머(40P, 40N)의 1차 권선의 누설 인덕턴스 성분에 의해, 리액터와 같이, 직류 순환 전류의 급증이 억제된다.

예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 리액터(L)를 설치하여, 절연 트랜스포머(T)를 계통에의 출력과 절연을 위해 사용했을 경우, 절연 트랜스포머(T)의 권선 부분을 리액터로서 이용할 수는 없다. 본 실시형태에 있어서는, 상기와 같은 결선 구조로 함으로써, 트랜스포머(40P, 40N)의 1차 측의 누설 인덕턴스 성분을, 리액터로서 기능시킬 수 있다.

[2. 고조파의 억제]

또한, 반도체 소자에 의한 스위칭에 있어서는, 왜형파가 발생한다. 그리고, 이 왜형파에 포함되는 고조파 성분이, 기기에 영향을 준다. 이에 대처하기 위해서, 예를 들면, 발생한 고조파를 흡수하는 필터를 삽입하는 것을 생각할 수 있다. 이 필터는, 일반적으로는, 고조파 성분을 억제하는 리액터나 콘덴서로 구성할 수 있다.

그러나, 전력 계통에 유출하는 고조파 성분을, 다른 기기에 영향을 끼치지 않는 레벨까지 저감시키기 위해서는, 큰 용량의 필터가 필요하다. 이 때문에, 필터에 필요한 리액터나 콘덴서가 대형화하고, 비용 향상과, 중량 증가를 초래한다.

본 실시형태에 있어서는, 단위 유닛(C)을 직렬로 다단으로 접속한 멀티 레벨 변환 장치를 구성하고 있다. 이에 따라, 출력 파형을, 보다 정현파에 근접시킬 수 있고, 고조파를 억제할 수 있다.

[3. 교류 전압 출력 동작]

본 실시형태에 의한 교류 파형의 출력 동작을, 도 4∼도 6을 사용하여 설명한다. 또, 도 4에서는, 설명의 간략화를 위해, 정측과 부측에서 단위 유닛(C)을 1개씩으로 하고 있다. 우선, 도 4에 나타낸 바와 같이, 직류 전원의 중성점을 접지점으로 하여 전압 기준으로 한다.

그리고,

Vu…접지점으로부터 본 교류 출력점의 전압

Vdc…직류 전원의 정부(正負) 각각의 전압

Vc…단위 유닛(C)의 콘덴서(30)의 전압

VuP…정측 전원 측에 접속되는 단위 유닛(C)의 출력 전압

VuN…부측 전원 측에 접속되는 단위 유닛(C)의 출력 전압

VuRef…상위의 시스템에서 연산되는 출력하고자 하는 교류 전압 지령

이라고 한다.

그러면, 정측의 단위 유닛(C)의 출력 전압(VuP)은, 이하와 같다.

(수식 1)

VuP=Vdc-VuRef

이 VuP의 전압파형을, 도 5의 (A)에 나타낸다. 또한, 정측의 트랜스포머(40P)에 있어서의 1차 권선의 전압(VtrP1)의 파형을, 도 6의 (A)에 나타낸다.

이때, 출력 전압(Vu)은 이하와 같이 출력된다.

(수식 2)

Vu=Vdc-VuP=Vdc-(Vdc-VuRef)=VuRef

한편, 부측의 단위 유닛(C)의 출력 전압(VuN)은, 이하와 같다.

(수식 3)

VuN=Vdc-VuRef

이 VuN의 전압파형을, 도 5의 (B)에 나타낸다. 또한, 정측의 트랜스포머(40N)에 있어서의 1차 권선의 전압(VtrN1)의 파형을, 도 6의 (B)에 나타낸다.

이때, 출력 전압(Vu)은 이하와 같이 출력된다.

(수식 4)

Vu=-Vdc+VuN=-Vdc+(Vdc-VuRef)=-VuRef

트랜스포머(40P)의 1차 권선, 2차 권선은 감극성, 트랜스포머(40N)의 1차 권선, 2차 권선은 가극성으로 되어 있으므로, 도 6의 (C)에 나타낸 바와 같이, 2차 측에서 합성된 전압(Vtr2)이 출력된다.

[4. 직류 충방전 동작]

교류 부하 전류를 Iu라고 하면, 이 Iu는, 정측의 단위 유닛(C)과 부측의 단위 유닛(C)에 각각 흐른다. 이때, 정측의 단위 유닛(C)의 콘덴서(30)는, 이하의 식으로 표현되는 전력(PowerP)에 의해 충방전이 된다.

(수식 5)

PowerP=VuP×Iu=(Vdc-VuRef)×Iu

VuRef와 Iu가 동위상, 즉 역률 1로 동작하고 있는 경우에 대해서 계산하면, 교류 1주기에서의 PowerP의 평균값은 마이너스가 된다. 즉, 상기와 같은 출력 전압 제어를 행하면, 정측의 단위 유닛(C)의 콘덴서 전압 평균값을 일정하게 유지할 수 없고, 운전 계속을 할 수 없다.

마찬가지로, 부측의 단위 유닛(C)의 콘덴서 전압도, 역률 1일 때의 PowerN은, 교류 1주기에서의 평균값이 플러스가 되고, 콘덴서 전압 평균값을 일정하게 유지할 수 없고, 운전 계속을 할 수 없다.

이에 대처하기 위해서, 직류 전원의 정측으로부터 정측의 단위 유닛(C), 정측의 트랜스포머(40P), 부측의 트랜스포머(40N), 부측의 단위 유닛(C), 직류 전원의 부측으로 하는 경로에서, 직류로 충방전 전류를 흘려 보낸다. 이에 따라, 콘덴서 전압의 평균값을 일정하게 한다.

구체적으로는, 이하의 식에 의해, 콘덴서 전압의 평균값을 일정하게 제어하기 위한 보정값 ΔVfcControl을 연산한다. 그리고, 이 보정값 ΔVfcControl에 의해, 정측 및 부측의 단위 유닛 출력 전압(VuP, VuN)을 보정 출력한다.

(수식 6)

ΔVfcControl=G(s)×(VCref-VCu_AVE)

VCref…단위 유닛(C)의 콘덴서 전압 지령값(미리 설정되는 값)

VCu_AVE…U상 정부 모든 단위 유닛의 콘덴서 전압 평균값

G(s)…제어 게인 s는 라플라스 연산자 비례 적분 제어가 적합함

[C. 실시형태의 효과]

이상과 같은 본 실시형태에 의하면, 직류 순환 전류의 급증을, 트랜스포머(40P, 40N)의 1차 측의 누설 인덕턴스를 이용하여 억제하고, 단위 유닛(C)의 콘덴서 전압의 평균값을 일정하게 제어할 수 있다. 따라서, 버퍼 리액터와 같은 대형이며 고비용의 장치를 설치하지 않고, 소형이며 저비용의 전력 변환 장치를 구성할 수 있다.

이러한 구조는, 멀티 레벨 변환 장치로서 구성했을 경우에, 특히 유효해진다. 즉, 스위칭 소자(21U, 21X)는, 리액터 등에 비해서 소요 스페이스는 작지만, 다단으로 접속하는 경우에는, 수가 늘어날수록, 소요 스페이스는 확대된다. 그러나, 본 실시형태에서는, 리액터만큼의 스페이스를 절약할 수 있으므로, 접속되는 스위칭 소자(21U, 21X)의 수가 증대해도, 대형화를 방지할 수 있다.

[D. 다른 실시형태]

본 발명의 실시형태는, 상기의 형태에는 한정되지 않는다.

(1) 예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기의 실시형태의 각 상에 있어서, 트랜스포머(40P, 40N)의 2차 권선을 서로 병렬로 접속해도 된다. 직렬로 접속할지, 병렬로 접속할지는, 접속되는 직류 계통, 교류 계통, 부하 등에 따라, 적절히 선택된다.

(2) 또한, 상기의 실시형태에서는, 각 상을 한 쌍의 트랜스포머(40P, 40N)에 의해 구성하고 있었다. 그러나, 도 8에 나타낸 바와 같이, 2개의 트랜스포머(40P, 40N)의 철심(M)을 공통화한 구성으로 하는 것도 가능하다.

즉, 도 8에서는, 각 상마다, 1차 권선과 2차 권선이 공통의 철심(M)에 감겨 있다. 1차 권선은, 정측과 부측에서 2개 설치되어 있다. 한쪽의 1차 권선의 단부는, 각 상에 있어서의 단위 아암(10P)의 한쪽의 단부에 접속되어 있다. 다른 쪽의 1차 권선의 단부는, 각 상에 있어서의 단위 아암(10N)의 한쪽의 단부에 접속되어 있다. 2개의 1차 권선의 중성점은, 서로 접속되어 있다.

또한, 각 상에 있어서의 2차 권선의 부측은, 3상 사이에서 서로 접속되어 있다. 각 상에 있어서의 2차 권선의 정측은, U상, V상, W상의 접속단으로서 교류 측에 접속되어 있다.

이러한 구성으로 함으로써, 도면 중, Icharge로 나타낸 바와 같이, 단락 전류가 흐름으로써, 콘덴서의 직류 충방전 전류가 된다. 이 직류 충방전 전류에 의해 발생하는 직류 자속은, 서로 상쇄되게 된다. 이 때문에, 포화 자속 밀도를 작게 할 수 있고, 철심(M)의 소형화가 더 가능해진다. 또, 도면 중의 IuP와 IuN은, 정측과 부측의 입력 전류, IuP+IuN은 출력 전류이다.

또한, 이러한 각 상마다의 트랜스포머는, 2개의 단상 트랜스포머를 합한 것으로 파악할 수도 있고, 2개의 1차 권선을 갖는 단일의 트랜스포머로 파악할 수도 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 각 상의 2차 권선에 대해서도, 2개를 병렬로 접속한 구성으로 할 수도 있다.

(3) 또한, 상기의 실시형태에 있어서는, 트랜스포머(40P, 40N)를 3상 개별로 각각 설치되어 있었다. 그러나, 도 9에 나타낸 바와 같이, 3상 트랜스포머의 권선 구성에 의해, 실시형태를 실현하는 것도 가능하다. 예를 들면, 3상 3레그 트랜스포머의 각 레그에 있어서의 권선 구성을 하기와 같이 한다.

즉, 도 9에 나타낸 3상 트랜스포머는, 각 상에 1차 권선을 2개 갖는다. 3상 트랜스포머의 한쪽의 1차 권선의 단부(Up, Vp, Wp)는, 각 상에 있어서의 단위 아암(10P)의 단부에 접속되어 있다. 3상 트랜스포머의 다른 쪽의 1차 권선의 단부(Un, Vn, Wn)는, 각 상에 있어서의 단위 아암(10N)의 단부에 접속되어 있다. 3상 트랜스포머의 각 상에 있어서의 2개의 1차 권선의 중성점은, 서로 접속되어 있다.

3상 트랜스포머의 2차 권선의 부측은, 3상 사이에서 서로 접속되어 있다. 3상 트랜스포머의 각 상에 있어서의 2차 권선의 정측의 단부(Us, Vs, Ws)는, U상, V상, W상의 접속단으로서 교류 측에 접속되어 있다.

이러한 구성으로 함으로써, 상기와 같이 각 상의 직류 자속이 서로 상쇄되는 것에 의한 효과가 얻어진다. 또한, 3상 3레그 트랜스포머 등에 의해 구성하므로, 소형화를 더 달성할 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 각 상의 2차 권선에 대해서도, 2개를 병렬로 접속한 구성으로 할 수도 있다.

(4) 또, 상기의 실시형태는, 동일 구성에 의해, 직류로부터 교류, 교류로부터 직류의 변환을 행할 수 있다. 즉, 본 실시형태의 전력 변환 장치는, 인버터로서도 컨버터로서도 구성할 수 있다. 또한, 전력 변환 장치의 교류 계통 측을 Δ결선으로 해도 되고, 중성점을 형성한 3상 Y결선으로 해도 된다.

(5) 본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 실시형태는, 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되는 것과 같이, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함되는 것이다.

10P, 10N…단위 아암
20…레그
21U, 21X…스위칭 소자
30…콘덴서
40P, 40N…트랜스포머
C…단위 유닛
M…철심
T…절연 트랜스포머

Claims

전력 변환 장치로서,
스위칭에 의해 직류와 교류를 변환하는 복수의 스위칭 소자와,
상기 스위칭 소자와 콘덴서를 포함하는 단위 유닛과,
상기 단위 유닛을 적어도 1개 포함하는 단위 아암과,
한 쌍의 상기 단위 아암 사이에, 누설 인덕턴스 성분에 의해 단락 전류를 억제하도록, 1차 권선이 접속된 트랜스포머를 갖고,
상기 단위 유닛에 있어서의 상기 스위칭 소자는, 복수가 직렬로 접속되고,
상기 단위 유닛에 있어서의 상기 콘덴서는, 상기 스위칭 소자에 병렬로 접속되고,
상기 단위 아암에 있어서의 상기 단위 유닛은, 1개 혹은 복수 직렬로 접속되고,
상기 한 쌍의 단위 아암은, 3상에 대응하여 설치되고,
상기 트랜스포머는, 각 상(相)마다 2개 설치된 단상 트랜스포머이고,
각 상에 있어서의 한쪽의 단위 아암의 단부는, 한쪽의 단상 트랜스포머의 1차 권선의 정(正)측에 접속되고,
각 상에 있어서의 다른 쪽의 단위 아암의 단부는, 다른 쪽의 단상 트랜스포머의 1차 권선의 정측에 접속되고,
각 상에 있어서의 2개의 단상 트랜스포머의 1차 권선의 부(負)측끼리는, 서로 접속되고,
각 상에 있어서의 2개의 단상 트랜스포머의 1차 권선의 부측은, 3상 사이에서도 서로 접속되고,
각 상에 있어서의 2개의 단상 트랜스포머의 2차 권선끼리는, 서로 접속되고,
각 상에 있어서의 상기 2개의 단상 트랜스포머의 2차 권선의 부측은, 3상 사이에서도 서로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,
각 상에 있어서의 2개의 단상 트랜스포머의 2차 권선끼리는, 서로 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,
각 상에 있어서의 2개의 단상 트랜스포머의 2차 권선끼리는, 서로 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
각 상에 있어서의 상기 2개의 단상 트랜스포머는, 철심이 공통인 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
전력 변환 장치로서,
스위칭에 의해 직류와 교류를 변환하는 복수의 스위칭 소자와,
상기 스위칭 소자와 콘덴서를 포함하는 단위 유닛과,
상기 단위 유닛을 적어도 1개 포함하는 단위 아암과,
한 쌍의 상기 단위 아암 사이에, 누설 인덕턴스 성분에 의해 단락 전류를 억제하도록, 1차 권선이 접속된 트랜스포머를 갖고,
상기 단위 유닛에 있어서의 상기 스위칭 소자는, 복수가 직렬로 접속되고,
상기 단위 유닛에 있어서의 상기 콘덴서는, 상기 스위칭 소자에 병렬로 접속되고,
상기 단위 아암에 있어서의 상기 단위 유닛은, 1개 혹은 복수 직렬로 접속되고,
상기 한 쌍의 단위 아암은, 3상에 대응하여 설치되고,
상기 트랜스포머는, 각 상마다, 1차 권선과 2차 권선이 공통의 철심에 감기고,
각 상에 있어서의 1차 권선은, 2개 설치되고,
각 상에 있어서의 한쪽의 단위 아암의 단부는, 상기 트랜스포머의 한쪽의 1차 권선에 접속되고,
각 상에 있어서의 다른 쪽의 단위 아암의 단부는, 상기 트랜스포머의 다른 쪽의 1차 권선에 접속되고,
각 상에 있어서의 상기 트랜스포머의 2개의 1차 권선의 중성점은, 서로 접속되고,
각 상에 있어서의 상기 트랜스포머의 2차 권선의 부측은, 3상 사이에서 서로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
전력 변환 장치로서,
스위칭에 의해 직류와 교류를 변환하는 복수의 스위칭 소자와,
상기 스위칭 소자와 콘덴서를 포함하는 단위 유닛과,
상기 단위 유닛을 적어도 1개 포함하는 단위 아암과,
한 쌍의 상기 단위 아암 사이에, 누설 인덕턴스 성분에 의해 단락 전류를 억제하도록, 1차 권선이 접속된 트랜스포머를 갖고,
상기 단위 유닛에 있어서의 상기 스위칭 소자는, 복수가 직렬로 접속되고,
상기 단위 유닛에 있어서의 상기 콘덴서는, 상기 스위칭 소자에 병렬로 접속되고,
상기 단위 아암에 있어서의 상기 단위 유닛은, 1개 혹은 복수 직렬로 접속되고,
상기 한 쌍의 단위 아암은, 3상에 대응하여 설치되고,
상기 트랜스포머는, 각 상에 1차 권선을 2개 갖는 3상 트랜스포머이며,
각 상에 있어서의 한쪽의 단위 아암의 단부는, 상기 3상 트랜스포머의 한쪽의 1차 권선에 접속되고,
각 상에 있어서의 다른 쪽의 단위 아암의 단부는, 상기 3상 트랜스포머의 다른 쪽의 1차 권선에 접속되고,
각 상에 있어서의 상기 3상 트랜스포머의 2개의 1차 권선의 중성점은, 서로 접속되고,
각 상에 있어서의 상기 3상 트랜스포머의 2차 권선의 부측은, 3상 사이에서 서로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
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