WO2006035752A1 - 並列多重マトリクスコンバータ装置 - Google Patents

並列多重マトリクスコンバータ装置 Download PDF

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Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
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    • H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel

Definitions

  • the present invention relates to a device that performs a large capacity by using a parallel multiple connection configuration of a matrix converter device that outputs an arbitrary multiphase AC or DC voltage from a multiphase AC power supply.
  • the rear tuttles 51 to 56 are inserted and connected to the respective output phases of the matrix converter devices connected in parallel, and the action of the voltage drop that occurs in each of the rear tuttles.
  • the output short circuit that occurs between the matrix comparator devices is prevented, and the equalization of the current balance is also ensured (see, for example, Patent Document 1).
  • the filter input reactor for each power input phase is provided on the input side.
  • 43 and a filter capacitor 61 or 63 are connected, so that the AC power supply current can be made into a continuous and smooth waveform.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-259647 (FIG. 1)
  • the conventional parallel multiplex matrix converter device shown in FIG. 9 requires a rear tuttle on both the input side and the output side, resulting in an increase in the size of the entire device including the rear tuttle. There is. In addition, since there is a rear tuttle on the output side, there is a problem if the surge voltage increases when the bidirectional switch is cut off.
  • the present invention has been made in view of such problems, and provides a parallel multiple matrix converter device capable of suppressing the increase in size of the entire device and reducing the surge voltage when the bidirectional switch is cut off.
  • the purpose is to do.
  • the invention according to claim 1 is characterized in that an AC power supply is used as an input power supply and one input phase and each output phase are connected to each input phase of each input power supply by each bidirectional switch.
  • the parallel multiple matrix converter device in which the matrix converter device that outputs an arbitrary cross-flow voltage from each output phase by PWM control of each bidirectional switch is configured by parallel connection of the output phases by at least two units.
  • the parallel connection of the phases is configured by direct connection without a rear tuttle, and the first rear tuttle inserted and connected between the input phase of the input power source of each matrix converter device connected in parallel and the AC power source. It is characterized by having it.
  • the rear turtle connected to the output side in the conventional example is moved to the input side and the position where the output current flows.
  • a current flow route is created between the first rear tuttle, the capacitor, and the AC power supply using the first rear tuttle and the filter capacitor shared with the filter input rear tuttle. In this case, the continuity of the current flowing through the first rear tuttle can be ensured, and the surge voltage generated when the bidirectional switch is interrupted can be suppressed.
  • the invention according to claim 2 uses an AC power supply as an input power supply, and provides one for each input phase of the input power supply. Output by at least two or more matrix converter devices that connect the input phase and each output phase with each bidirectional switch and PWM control each bidirectional switch to output an arbitrary cross-flow voltage from each output phase.
  • the parallel multiple matrix converter device configured by parallel connection of phases the parallel connection of the output phases is configured by direct connection without a rear tuttle, and each of the matrix converter devices connected in parallel is connected to an input power source.
  • Each phase has a first rear tuttle inserted and connected between each bidirectional switch connecting one input phase and each output phase.
  • Each matrix converter device is provided with the first rear tuttle, and has the same functions and effects as the invention.
  • the invention according to claim 3 is the second rear tuttle inserted and connected between the common connection point and the AC power source at the common connection point of the AC power source and the first rear tuttle. It is characterized by having.
  • each matrix converter device in other words, a second rear tuttle, and each matrix converter device is equipped with a first rear tutor to ensure current balance equalization, etc. It is.
  • the first rear tuttle is not shared as an input rear tutor for the filter, it is possible to secure a degree of freedom for both rear tuttles when selecting a constant such as an inductance value.
  • the invention according to claim 4 is the second rear tuttle inserted and connected between the common connection point and the AC power supply at a common connection point between the AC power supply and the input phase of each matrix converter device. It is characterized by having
  • the invention according to claim 2 adopts the same configuration as that of the invention according to claim 3, and in this case as well, it is possible to secure the degree of freedom of constant selection for both the first and second rear tuttles. .
  • the parallel multiple matrix converter device directly connects the output phase of each matrix comparator device in parallel without going through the output reactor, and the AC power source of each matrix converter device is connected.
  • a first rear tuttle that is inserted and connected between the input unit and the AC power supply. And sharing this with the filter input rear tutor has the effect of eliminating the need for an output rear tuttle despite the parallel multiplexing and reducing the overall size of the device.
  • the filter capacitor connected to the input side it is possible to secure a current route when the bidirectional switch is interrupted, so there is also an effect of suppressing the surge voltage when the bidirectional switch is interrupted.
  • FIG. 1 shows a parallel multiple matrix converter device showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a simplified equivalent circuit of a parallel multiple matrix converter device according to the present invention.
  • FIG. 6 shows a parallel multiple matrix converter device showing a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 Parallel multiple matrix converter device as a conventional example
  • FIG. 1 shows a parallel multiple matrix converter device configured by connecting in parallel two matrix converter devices using three-phase AC power input and three-phase AC output as a first embodiment of the present invention. .
  • reference numeral 1 denotes a three-phase AC power source.
  • first rear tutor 71 that is shared with the filter input rear tutor! 73 and 74 are connected!
  • 76 are connected!
  • 81, 83 and 84 or 86 are filter capacitors, which are connected to the first rear tutors 71 to 73 and 74 to 76, respectively, and are connected to the respective matrix converter devices as filter input rear tutors and filter capacitors.
  • an input filter is formed.
  • 4A and 4B are matrix converter devices, both of which are three-phase AC power input and three-phase AC output. The matrix converter devices 4A and 4B are directly connected in parallel with each other's output phases, and each phase of the three-phase output thus formed is connected to the three-phase motor 5, thereby It drives an electric motor.
  • the bi-directional switch used in the matrix converter device has a connection structure with an IGBT and a diode as shown in Fig. 2 and Fig. 3 only when two IGBTs as shown in Fig. 1 are connected in reverse parallel. In some cases. In any case, each of the self-extinguishing semiconductor switching elements such as IGBTs functions as a bidirectional switch by PWM control on and off, and the AC power supply voltage is output from the output phase by PWM and any voltage is output. Is called.
  • the bidirectional switch is composed of semiconductor switching elements such as IGBTs
  • the IGBTs corresponding to each output phase that is, the matrix converter device 4A
  • the output phases of each other are directly connected in parallel.
  • the voltage difference can be absorbed as a voltage drop of the rear tuttle, and the generation of the output side short circuit current can be suppressed.
  • the U-phase output voltage values of the matrix converter devices 4A (bidirectional switch 6 is on) and 4B (bidirectional switch 7 are on) are different, the voltage difference between the rear tutors 71 and 75 is instantaneously dropped. Can be absorbed.
  • the output current Since there is a route flowing from the rear tuttle 71 to the capacitor 81, capacitors 82 and 83, the rear tuttle 72 and 73, a rear tuttle 74 and 76, a capacitor 84 and 86, a capacitor 85, and a route flowing to the rear tuttle 85, it is accumulated in the rear tuttle.
  • the generation of surge voltage accompanying the discharge of electromagnetic energy is suppressed.
  • the conventional parallel multiple connection is connected in parallel to each other via a rear tutor inserted on the output side, but the present invention relates to a matrix converter device that directly outputs an AC power supply voltage via a bidirectional switch. Focusing on the fact that the output-side rear tuttle can be replaced by the input-side rear tuttle, the input-side rear tuttle is replaced by the output-side rear tuttle.
  • the output-side rear tuttle can be eliminated and can be shared with the filter input rear tuttle, so that the overall size of the apparatus can be reduced.
  • Figure 4 shows a simplified equivalent circuit of a parallel multiple matrix converter device in accordance with the prior art.
  • a semiconductor switching element such as an IGBT is considered to be a power source that generates a voltage whose value increases with the magnitude of the input current. Therefore, in Fig. 4, IGBTs are shown as 33A and 33B as power supplies that generate a voltage proportional to the current. If the characteristics of the two IGBTs are different, the proportionality coefficient of the generated voltage with respect to the current will be different, and these proportionality coefficients are a 1 and ⁇ 2, respectively. In this case, since the two IGBT equivalent power supplies 33 ⁇ and 33 ⁇ are connected in parallel, the following equation (1) is established.
  • FIG. 5 shows a simple equivalent circuit of a parallel multiple matrix converter based on the present invention.
  • reactors 22A and 22B are individually connected in series with two IGBTs 23A and 23B, respectively, and these two sets of IGBT and rear tuttle series circuits are connected in parallel. Since a voltage drop proportional to the flowing current occurs in the rear tuttle, the following equation (2) is established when the angular frequency of the AC power source 21 is ⁇ .
  • the balance of the current flowing through the two IGBTs is an unbalance ratio smaller than the unbalance ratio determined by the proportionality coefficient al, ⁇ 2 determined by the characteristics of the IGBT. It can be seen that is improved. Also, the balance ratio can be adjusted by the inductance value L of the reactor.
  • the rear tuttles 71 to 73, 74 to 76 are installed outside the matrix converter devices 4 and 4 and the rear tuttles 71 to 73 are built in the matrix converter device 4 and the rear tuttles 74 to 76 are installed in the matrix converter device. The same effect can be obtained when it is built into the 4th floor.
  • FIG. 1 is a configuration example of a parallel multiplex matrix converter apparatus with two units, but the present invention is not limited to two units, and the present invention is similarly applied to three or more units connected in parallel. It can be used for the first time.
  • filter capacitors 81 to 83 and 84 to 86 in this embodiment are connected to each phase of the AC power supply and are connected to each other and may be delta connected to each other. Nah ...
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment except that the second reactor 47, 48, 49 is additionally inserted as a common filter input reactor for two matrix converter devices connected in parallel. is there.
  • the configuration example in which the matrix converter devices having the three-phase output are connected in parallel is shown.
  • the present invention is not limited to this, and the output phase is limited to one.
  • a matrix converter device having 2 can be configured in the same way even if connected in parallel, and it is of course that this case is included.
  • the present invention relates to a matrix converter device that can also regenerate power, and relates to a technical field in which a plurality of matrix converter devices having a small capacity are configured as a parallel multiple matrix converter device and used as a large output device that can regenerate power. Furthermore, the output side of each matrix converter device can be directly connected in parallel with each other, while the input side can be connected to each matrix converter device by inserting a rear tuttle to achieve low cost and downsizing of the overall device. Therefore, it is possible to facilitate the layout design of the electrical apparatus using the entire apparatus. It can be applied to, for example, elevators / crane applications, etc. as an application that makes the most of the features of a parallel multiple matrix converter that can regenerate with large capacity.

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Abstract

　並列多重マトリクスコンバータ装置において、全体装置の小型化を実現する。 　交流電源入力相と各出力相とを繋ぐ各双方向スイッチをＰＷＭ制御して任意の直交流電圧を出力するマトリクスコンバータ装置を、少なくとも２台以上並列接続して構成する並列多重マトリクスコンバータ装置において、マトリクスコンバータ装置どおしの出力側での並列接続はリアクトルを介さない直接接続とし、入力側においては並列接続した各マトリクスコンバータ装置ごとに交流電源入力相と交流電源との間にリアクトルを挿入接続する。

Description

明 細 書
並列多重マトリクスコンバータ装置
技術分野
[0001] 本発明は、多相交流電源から任意の多相交流または直流電圧出力を行うマトリクス コンバータ装置を並列多重接続構成にして大容量ィ匕する装置に関する。
背景技術
[0002] マトリクスコンバータ装置の大容量ィ匕を実現するには、複数のマトリクスコンバータ 装置を準備し、これら各装置の出力側を互いに並列接続する並列多重構成を用いる 手段があるが、出力側を直接並列接続すると、並列接続された各装置の出力側電位 は常に同電位になるというわけではないので、マトリクスコンバータ各装置間で出力 短絡を生じる恐れがある。また並列接続された各マトリクスコンバータ装置を流れる電 流に関し、各装置間での電流バランスを均等に保てないという問題も生じる。
そこで従来のマトリクスコンバータ装置の並列多重構成においては、図 7に示すよう に並列接続した各マトリクスコンバータ装置の各出力相にリアタトル 51ないし 56を挿 入接続し、前記各リアタトルについて生じる電圧降下の作用により、マトリクスコンパ一 タ装置間で生じる前記出力短絡を防止し、電流バランスの均等化をも確保してきた（ 例えば特許文献 1参照)。
なおマトリクスコンバータ装置による双方向スィッチのオンオフ PWM制御により、交 流電源の各相を流れる電源電流が断続的になるのを防止するため、入力側には電 源入力相ごとにフィルタ用入力リアタトル 41ないし 43及びフィルタ用コンデンサ 61な いし 63を接続するのが一般的であり、これによつて交流電源電流を連続的で滑らか な波形にすることができる。
[0003] 特許文献 1 :特開 2003— 259647号公報 (第 1図）
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 図 9に示す前記従来の並列多重マトリクスコンバータ装置は、入力側と出力側の双 方にリアタトルが必要となり、リアタトルを含む全体装置が大型化してしまうという問題 がある。また、出力側にリアタトルがあるため双方向スィッチを遮断した際のサージ電 圧が大きくなると 、う問題もある。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、全体装置の大型化を抑え ることができ、双方向スィッチを遮断した際のサージ電圧を低減できる並列多重マトリ タスコンバータ装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0005] 上記課題を解決するため請求項 1記載の発明は、交流電源を入力電源とし入力電 源の各入力相ごとに一の入力相と各出力相とを各双方向スィッチで接続し前記各双 方向スィッチを PWM制御して任意の直交流電圧を前記各出力相から出力するマトリ タスコンバータ装置を、少なくとも 2台以上による出力相の並列接続によって構成する 並列多重マトリクスコンバータ装置において、前記出力相の並列接続はリアタトルを 介さない直接接続によって構成されており、前記並列接続した各マトリクスコンバータ 装置の入力電源の入力相と前記交流電源との間に挿入接続される第 1の各リアタト ルを備えたことを特徴として 、る。
マトリクスコンバータ装置においては、双方向スィッチの出力側および入力側ともに 出力電流が流れることに着目し、従来例では出力側に接続していたリアタトルを入力 側であってしかも出力電流の流れる位置に移動させ、これによつてマトリクスコンパ一 タ装置相互間の短絡防止や電流バランスの均等化を確保しつつ、入力リアタトルとの 共用化をも実現して全体装置としての小型化を図っている。
また、フィルタ用入力リアタトルと共用化された第 1のリアタトルとフィルタ用コンデンサ とを用いて第 1のリアタトルと前記コンデンサと交流電源との間において電流の流れる ルートができるので、双方向スィッチが遮断された際にも第 1のリアタトルを流れる電 流の連続性を確保でき、第 1のリアタトル力 生じる双方向スィッチ遮断時のサージ 電圧を抑制することもできる。
緊急遮断時や双方向スィッチのオンオフ切替え順序を誤った場合にお!ヽては、双方 向遮断により電流ルートが無くなって大きなサージ電圧が発生しやすくなる力 このよ うな場合にもサージ電圧を抑制することが可能となる。
[0006] 請求項 2記載の発明は、交流電源を入力電源とし入力電源の各入力相ごとに一の 入力相と各出力相とを各双方向スィッチで接続し前記各双方向スィッチを PWM制 御して任意の直交流電圧を前記各出力相から出力するマトリクスコンバータ装置を、 少なくとも 2台以上による出力相の並列接続によって構成する並列多重マトリクスコン バータ装置において、前記出力相の並列接続はリアタトルを介さない直接接続によ つて構成されており、前記並列接続した各マトリクスコンバータ装置は、入力電源の 入力相ごとに一の入力相と各出力相とを接続する各双方向スィッチとの間に挿入接 続される第 1のリアタトルを備えたことを特徴としている。
各マトリクスコンバータ装置内ごとに第 1のリアタトルを備えたものであるが、前記発明 と同様の作用 ·効果を奏するものである。
[0007] 請求項 3記載の発明は、前記交流電源と前記第 1の各リアタトルとの共通接続点に おいて、前記共通接続点と前記交流電源との間に挿入接続される第 2のリアタトルを 備えたことを特徴としている。
各マトリクスコンバータ装置共通の入力リアタトル、言 、換えれば第 2のリアタトルを備 えつつ、更に各マトリクスコンバータ装置ごとに第 1の各リアタトルを備えて、電流バラ ンス均等化の確保等も実現したものである。
第 1のリアタトルがフィルタ用入力リアタトルとして共用化されてないため、インダクタン ス値などの定数選定に際し、双方のリアタトルについて自由度を確保することが可能 になる。
[0008] 請求項 4記載の発明は、前記交流電源と前記各マトリクスコンバータ装置の入力相 との共通接続点において、前記共通接続点と前記交流電源との間に挿入接続される 第 2のリアタトルを備えたことを特徴として 、る。
請求項 2記載の発明に対し、請求項 3記載の発明と同様の構成を採用したものであり 、この場合にも第 1、第 2のリアタトル双方について定数選定の自由度を確保すること ができる。
発明の効果
[0009] 本発明によれば、並列多重マトリクスコンバータ装置にぉ 、て、各マトリクスコンパ一 タ装置の出力相を出力リアタトルを介さずに直接並列接続し、前記各マトリクスコンパ ータ装置の交流電源入力部と交流電源との間に各々挿入接続する第 1のリアタトル を備え、これをフィルタ用入力リアタトルと共用化したことで、並列多重化にもかかわら ず出力リアタトルを不要にでき、全体装置の小型化を実現できるという効果がある。 また、入力側に接続されたフィルタ用コンデンサとの関係で、双方向スィッチを遮断 した際の電流ルートを確保できるので、双方向スィッチ遮断時のサージ電圧を抑制 できるという効果もある。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]本発明の第 1の実施例を示した並列多重マトリクスコンバータ装置
[図 2]マトリクスコンバータ装置の双方向スィッチの構成例 2
[図 3]マトリクスコンバータ装置の双方向スィッチの構成例 3
[図 4]従来技術に沿った並列多重マトリクスコンバータ装置の簡易等価回路
[図 5]本発明に基づく並列多重マトリクスコンバータ装置の簡易等価回路
[図 6]本発明の第 2の実施例を示した並列多重マトリクスコンバータ装置
[図 7]従来例としての並列多重マトリクスコンバータ装置
符号の説明
[0011] 1 三相交流電源
4A、4B マトリクスコンバータ装置
5 三相交流電動機
6 マトリクスコンバータ装置 4A内にある双方向スィッチ
7 マトリクスコンバータ装置 4B内にある双方向スィッチ
11〜16 ダイオード
17〜19 IGBT
21, 31 単相交流電源
22A、 22B、 32 リアク卜ル
23A、 23B、 33A、 33B IGBT等価電源
41, 42, 43 フィルタ用入力リアタトル
47, 48, 49 第 2のリアク卜ル
51-56 出力側リアタトル
61, 62, 63 フィルタ用コンデンサ 71〜76 第 1のリアク卜ル
81〜86 フィルタ用コンデンサ
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、本発明の各実施形態について図を用いて説明する。
実施例 1
[0013] 図 1は本発明の第 1の実施例として、三相交流電源入力三相交流出力によるマトリ タスコンバータ装置を 2台並列接続して構成した並列多重マトリクスコンバータ装置を 示したものである。
図 1において、 1は三相交流電源であり、交流電源と各マトリクスコンバータ装置への 交流電源入力部との間には、それぞれフィルタ用入力リアタトルと共用化された第 1 のリアタトル 71な!、し 73及び 74な!、し 76が接続されて!、る。 81な!、し 83及び 84な いし 86はフィルタ用コンデンサであり、それぞれ第 1のリアタトル 71ないし 73及び 74 ないし 76に接続され、フィルタ用入力リアタトルおよびフィルタ用コンデンサとして各 々のマトリクスコンバータ装置に対して入力フィルタを形成している。 4A及び 4Bはマ トリタスコンバータ装置であり、ともに三相交流電源入力三相交流出力となっている。 マトリクスコンバータ装置 4Aと 4Bとは、対応する互いの出力相どおしを直接に並列 接続されており、こうして形成された三相出力の各相が三相電動機 5に接続されるこ とでこの電動機を駆動するものである。
[0014] マトリクスコンバータ装置に用いる双方向スィッチは、図 1に示すような 2個の IGBT を逆並列接続した場合だけでなぐ図 2や図 3に示すような IGBT及びダイオードとの 接続構成体の場合もある。いずれの場合にも、 IGBT等の自己消弧形半導体スイツ チング素子を各々オンオフ PWM制御することで双方向スィッチとして機能させ、交 流電源電圧を出力相から PWM出力して任意の電圧出力が行われる。
このように双方向スィッチは IGBT等の半導体スイッチング素子で構成されて ヽるた め、互いの出力相を直接に並列接続してしまうと各出力相に対応する IGBT、すなわ ちマトリクスコンバータ装置 4A側の IGBTと 4B側の IGBTとの飽和電圧等の特性差 により、各々の IGBTを流れる電流に大きなアンバランスが生じてしまうこととなる。 そこで、両マトリクスコンバータ装置の入力側にリアタトル 71ないし 73, 74ないし 76を 挿入接続し、これらのリアタトルにぉ 、て IGBT特性差を問題としな 、だけの電圧降 下を生じさせることとして 、る。
また、マトリクスコンバータ装置 4A, 4Bの各出力電圧値が異なる場合でも、その電 圧差をリアタトルの電圧降下として吸収でき、出力側短絡電流の発生を抑制できる。 例えばマトリクスコンバータ装置 4A (双方向スィッチ 6がオン） , 4B (双方向スィッチ 7 がオン)の各 U相出力電圧値が異なっている場合、その電圧差をリアタトル 71および 75とが電圧降下として瞬時に吸収できる。
また例えば、リアタトル 71から双方向スィッチ 6、モータ 5、双方向スィッチ 7、リアタト ル 75へと流れていた出力電流に対し、双方向スィッチ 6または 7が遮断されたとして も、前記出力電流にはリアタトル 71からコンデンサ 81、コンデンサ 82および 83、リア タトル 72および 73へと流れるルート、リアタトル 74および 76、コンデンサ 84および 86 、コンデンサ 85、リアタトル 85へと流れるルートとが存在するのでリアタトルに蓄積さ れた電磁エネルギーの放電に伴うサージ電圧の発生は抑制されることとなる。
[0015] 従来の並列多重接続は、出力側に挿入したリアタトルを介して相互に並列接続して いるが、本発明は双方向スィッチを介して交流電源電圧を直接電圧出力するマトリク スコンバータ装置の特徴から、入力側リアタトルで出力側リアタトルを代替できることに 着目し、そのまま入力側リアタトルを出力側リアタトルとして代替している。
これによつて、出力側リアタトルを不要にできフィルタ用入力リアタトルとも共用化でき るので、全体装置としての小型化を実現することができる。
[0016] 次に入力側に設置した第 1の各リアタトルの電流バランスに対する有効性について 説明する。図 4は従来技術に沿った並列多重マトリクスコンバータ装置の簡易等価回 路である。一般に IGBTのような半導体スイッチング素子は、入力電流の大きさによつ て値が大きくなる電圧を発生する電源とも考えられる。そこで図 4では電流に比例し た電圧を発生する電源として 33A、 33Bとして各 IGBTを表記している。二つの IGB Tの特性が異なれば発生電圧の電流に対する比例係数が異なることになり、この比 例係数をそれぞれ a l、 α 2としている。この場合前記二つの IGBT等価電源 33Α、 3 3Βは並列に接続されるため以下の式（1)が成立する。
« 1 * 11 = « 2 * 12 Ι1:Ι2= α2: al
従って並列接続された各 IGBTには比例係数 a 1及び a 2に応じた比率で電流が流 れるため、このバランスを改善しょうとすれば出力側にリアタトルを設置する等の手段 が必要となる。
これに対し図 5に示すのは本発明に基づく並列多重マトリクスコンバータの簡易等 価回路である。この回路では二つの IGBT23A、 23Bと直列にそれぞれ個別にリアク トル 22A、 22Bが接続されており、この 2組の IGBT、リアタトル直列回路が並列に接 続されている。リアタトルには流れる電流に比例した電圧降下を生じるため、交流電 源 21の角周波数を ωとすると以下の式（2)が成り立つ。
Figure imgf000009_0001
.•.Il:I2 = (a2+WL): (α1+ωυ···(2)
式（2)を見れば二つの IGBTを流れる電流のバランスは IGBTの特性で決まる比例 係数 al、 α 2で定まるアンバランス比率よりも小さなアンバランス比率となり、（1)式 の場合よりも電流バランスが改善されていることがわかる。また、バランス比率はリアク トルのインダクタンス値 Lで調整することも可能となる。
従って出力フィルタが有していた電流バランス機能は、入力側にリアタトルを設置して も同様に実現できることとなる。
本実施例ではリアタトル 71ないし 73, 74ないし 76をマトリクスコンバータ装置 4Α, 4 Βの外側に設置している力 リアタトル 71ないし 73をマトリクスコンバータ装置 4Αに内 蔵し、リアタトル 74ないし 76をマトリクスコンバータ装置 4Βに内蔵した場合にも同様な 効果を奏するのはもとよりである。
また、図 1に示す実施例は 2台による並列多重マトリクスコンバータ装置の構成例で あるが、本発明は 2台に限られるわけではなぐ 3台以上の並列接続であっても本発 明を同様に用いることができるのはもとよりである。
また、本実施例におけるフィルタ用コンデンサ 81ないし 83および 84ないし 86は交 流電源各相に接続され、相互に Υ結線されたものである力 これを相互に Δ結線した ものであっても差し支えはな 、。
実施例 2 [0018] 図 6は本発明の第 2の実施例を示したものである。図 6において、並列接続されたマ トリタスコンバータ装置 2台に共通のフィルタ用入力リアタトルとして第 2のリアクトノレ 47 , 48, 49を追加挿入した点を除けば、前記第 1の実施例と同じである。
共通のフィルタ用入力リアタトルである第 2のリアタトルと電流バランス用の第 1の各リ ァクトルとに分離した点を特徴としており、これによつてフィルタ用入力リアタトルとして のインダクタンス値および電流バランス用のリアタトル値とを自由に定数設定すること が可能となる。
また、本実施例では電流バランス用の各リアタトルを各マトリクスコンバータ装置の 外側に設置している力 各リアタトルを各マトリクスコンバータ装置に内蔵しても同様 の効果を奏することができるのはもとよりである。
[0019] なお、前記第 1、第 2の実施例では 3相出力を備えるマトリクスコンバータ装置を並 列接続した構成例を示したが、本発明はこれに限られるわけではなぐ出力相を 1ま たは 2を備えたマトリクスコンバータ装置を並列接続しても同様に構成することができ 、このような場合をも含む趣旨であるのはもとよりである。
産業上の利用可能性
[0020] 本発明は電源回生も可能なマトリクスコンバータ装置に関し、小容量のこれら複数 のマトリクスコンバータ装置を並列多重マトリクスコンバータ装置として構成し、電源回 生可能な大出力装置として利用する技術分野に関するものであり、更に各マトリクス コンバータ装置の出力側を互いに直接並列接続する一方で入力側は各マトリクスコ ンバータ装置ごとリアタトルを挿入接続することで、全体装置の低コスト ·小型化をも 実現することができ、本全体装置を使用した電機装置のレイアウト設計の容易化を図 ることが可能となる。大容量で回生可能な並列多重マトリクスコンバータ装置の特徴 を生力した用途として、例えばエレベータ'クレーン用途等に適用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 交流電源を入力電源とし入力電源の各入力相ごとに一の入力相と各出力相とを各 双方向スィッチで接続し前記各双方向スィッチを PWM制御して任意の直交流電圧 を前記各出力相から出力するマトリクスコンバータ装置を、少なくとも 2台以上による 出力相の並列接続によって構成する並列多重マトリクスコンバータ装置において、 前記出力相の並列接続はリアタトルを介さない直接接続によって構成されており、 前記並列接続した各マトリクスコンバータ装置の入力電源の入力相と前記交流電源 との間に挿入接続される第 1の各リアタトルを備えたことを特徴とする並列多重マトリク スコンバータ装置。
[2] 交流電源を入力電源とし入力電源の各入力相ごとに一の入力相と各出力相とを各 双方向スィッチで接続し前記各双方向スィッチを PWM制御して任意の直交流電圧 を前記各出力相から出力するマトリクスコンバータ装置を、少なくとも 2台以上による 出力相の並列接続によって構成する並列多重マトリクスコンバータ装置において、 前記出力相の並列接続はリアタトルを介さない直接接続によって構成されており、 前記並列接続した各マトリクスコンバータ装置は、入力電源の入力相ごとに一の入力 相と各出力相とを接続する各双方向スィッチとの間に挿入接続される第 1のリアタトル を備えたことを特徴とする並列多重マトリクスコンバータ装置。
[3] 前記交流電源と前記第 1の各リアタトルとの共通接続点において、前記共通接続点 と前記交流電源との間に挿入接続される第 2のリアタトルを備えたことを特徴とする請 求項 1記載の並列多重マトリクスコンバータ装置。
[4] 前記交流電源と前記各マトリクスコンバータ装置の入力相との共通接続点において 、前記共通接続点と前記交流電源との間に挿入接続される第 2のリアタトルを備えた ことを特徴とする請求項 2記載の並列多重マトリクスコンバータ装置。
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