JP2000253664A - 周波数直接変換装置 - Google Patents
周波数直接変換装置Info
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- JP2000253664A JP2000253664A JP4955199A JP4955199A JP2000253664A JP 2000253664 A JP2000253664 A JP 2000253664A JP 4955199 A JP4955199 A JP 4955199A JP 4955199 A JP4955199 A JP 4955199A JP 2000253664 A JP2000253664 A JP 2000253664A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract 2
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 7
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
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- 229910001219 R-phase Inorganic materials 0.000 description 1
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数変換装置の小型軽量化を図ること、及
び溶接電源としては適当と考察される経済的な周波数変
換装置を提供すること。 【解決手段】 三相商用電源を入力源とし、該三相商用
電源を波形整形器及びゲートコントロール器に接続し、
該ゲートコントロール器を該波形整形器に接続し、該波
形整形器を整形トランスに接続すること。
び溶接電源としては適当と考察される経済的な周波数変
換装置を提供すること。 【解決手段】 三相商用電源を入力源とし、該三相商用
電源を波形整形器及びゲートコントロール器に接続し、
該ゲートコントロール器を該波形整形器に接続し、該波
形整形器を整形トランスに接続すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は三相電源を単相電源
に変え、かつ商用周波数を３倍又は直流にしてみれば６
倍の周波数の電源に直接変換する装置に関するものであ
る。
に変え、かつ商用周波数を３倍又は直流にしてみれば６
倍の周波数の電源に直接変換する装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の周波数変換装置は図１に示す通
り、三相商用電源を直流に変換し、ＳＣＲ等の半導体に
よって三相又は単相交流電流に再変換するものであり、
その際ＳＣＲ等のゲートコントロール周波数を任意にす
ることにより、任意の周波数の電源を得ることが出来る
ものである。
り、三相商用電源を直流に変換し、ＳＣＲ等の半導体に
よって三相又は単相交流電流に再変換するものであり、
その際ＳＣＲ等のゲートコントロール周波数を任意にす
ることにより、任意の周波数の電源を得ることが出来る
ものである。
【０００３】しかし、例えばロボット用スポット溶接電
源のように大電力を必要とするような装置になると大電
力を制御するのに大容量の電流を制御しなければなら
ず、したがって、高価となり、メリットが半減する。
源のように大電力を必要とするような装置になると大電
力を制御するのに大容量の電流を制御しなければなら
ず、したがって、高価となり、メリットが半減する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、産業用スポット
溶接は作業者の健康管理及び安全の見地からロボットに
よる作業が多くなり、そのため変換トランス、即ち溶接
トランスの重量の軽量化を図り、より小型のロボットで
作業できるニーズが増加してきた。溶接トランスを小型
軽量化する方法としては電源周波数を高くすることが知
られている。しかし、電源周波数をあげすぎると交流抵
抗（インピーダンス）があがってしまい、そのため電流
ドロップが生じるという問題点がある。
溶接は作業者の健康管理及び安全の見地からロボットに
よる作業が多くなり、そのため変換トランス、即ち溶接
トランスの重量の軽量化を図り、より小型のロボットで
作業できるニーズが増加してきた。溶接トランスを小型
軽量化する方法としては電源周波数を高くすることが知
られている。しかし、電源周波数をあげすぎると交流抵
抗（インピーダンス）があがってしまい、そのため電流
ドロップが生じるという問題点がある。
【０００５】そこで、本発明は従来の交流を直流に変換
する変換器を省略することにより小型軽量化を図り、ま
た周波数を商用周波数の３倍又は直流にしてみれば６倍
とすることにより、溶接電源としては適当と考察される
経済的な周波数変換装置を提供することを目的とする。
する変換器を省略することにより小型軽量化を図り、ま
た周波数を商用周波数の３倍又は直流にしてみれば６倍
とすることにより、溶接電源としては適当と考察される
経済的な周波数変換装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の周波数直接変換装置は、三相商用電源を入
力源とし、該三相商用電源を波形整形器及びゲートコン
トロール器に接続し、該ゲートコントロール器を該波形
整形器に接続し、該波形整形器を整形トランスに接続す
ることからなるものである。
に、本発明の周波数直接変換装置は、三相商用電源を入
力源とし、該三相商用電源を波形整形器及びゲートコン
トロール器に接続し、該ゲートコントロール器を該波形
整形器に接続し、該波形整形器を整形トランスに接続す
ることからなるものである。
【０００７】三相交流商用電源を入力源として波形整形
器に加え、入力電源周波数に同期したパルスをゲートコ
ントロール器によって発生させ、各相の導通角を正の半
サイクル期間の１／３πから導通開始させ、２／３πの
角度導通させ、負の半サイクル期間を４／３πから５／
３πの角度導通させ、各相の導通度を図４（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示す各相毎に整形トランス一次側に入
力することにより整形トランス二次側に三相交流入力周
波数の３倍又は直流にしてみれば６倍の周波数をもつ単
相交流電流を得ることが出来るものである。
器に加え、入力電源周波数に同期したパルスをゲートコ
ントロール器によって発生させ、各相の導通角を正の半
サイクル期間の１／３πから導通開始させ、２／３πの
角度導通させ、負の半サイクル期間を４／３πから５／
３πの角度導通させ、各相の導通度を図４（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示す各相毎に整形トランス一次側に入
力することにより整形トランス二次側に三相交流入力周
波数の３倍又は直流にしてみれば６倍の周波数をもつ単
相交流電流を得ることが出来るものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて説明する。図１は、従来の周波数変換
装置を示す略図であり、三相商用電源を交流−直流変換
器１に接続し、該交流−直流変換器１を直流−交流変換
器２に接続し、また該直流−交流変換器２をゲートコン
トロール器３に接続し、さらに該直流−交流変換器２を
変換トランス４に接続する装置を示している。
を図面に基づいて説明する。図１は、従来の周波数変換
装置を示す略図であり、三相商用電源を交流−直流変換
器１に接続し、該交流−直流変換器１を直流−交流変換
器２に接続し、また該直流−交流変換器２をゲートコン
トロール器３に接続し、さらに該直流−交流変換器２を
変換トランス４に接続する装置を示している。
【０００９】前述したように従来のこの装置では、たと
えばロボット用スポット溶接電源のように大電力を必要
とするような場合は高価となりメリットが半減すること
になる。
えばロボット用スポット溶接電源のように大電力を必要
とするような場合は高価となりメリットが半減すること
になる。
【００１０】図２は、本発明の周波数直接変換装置を示
す略図であり、三相商用電源を入力源とし、該三相商用
電源を波形整形器５及びゲートコントロール器６に接続
し、該ゲートコントロール器６を該波形整形器５に接続
し、該波形整形器５を整形トランス７に接続したことか
らなる周波数直接変換装置を示している。
す略図であり、三相商用電源を入力源とし、該三相商用
電源を波形整形器５及びゲートコントロール器６に接続
し、該ゲートコントロール器６を該波形整形器５に接続
し、該波形整形器５を整形トランス７に接続したことか
らなる周波数直接変換装置を示している。
【００１１】ここで波形整形器５はゲートコントロール
器６によるスイッチのＯＮ、ＯＦＦを各相（Ｒ相、Ｓ
相、Ｔ相）毎に行うことにより、図４の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示す斜線部分の波形を作り出す作用を
するものである。
器６によるスイッチのＯＮ、ＯＦＦを各相（Ｒ相、Ｓ
相、Ｔ相）毎に行うことにより、図４の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示す斜線部分の波形を作り出す作用を
するものである。
【００１２】図３は、Ｒ相８、Ｓ相９、Ｔ相１０の相の
合成を示す図である。
合成を示す図である。
【００１３】図４は、波形整形器５でコントロールされ
た各相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）毎の波形図を示すものであ
り、図４の（ａ）の斜線部分がＲ相８の導通角を示し、
図４の（ｂ）の斜線部分がＳ相９の導通角を示し、図４
の（ｃ）の斜線部分がＴ相１０の導通角を示している。
図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されている各相の半
サイクル期間中の中間６０度の導通角を得るために、ゲ
ートパルスとしては導通開始パルス及び導通停止パルス
の２つのパルスを各相毎に必要とし、この導通コントロ
ールパルスは各相のゼロクロス点でパルスを発生させ、
このコントロールパルスはＧＴＯ及びＧＴＲをコントロ
ールするために導通開始は正のパルス、導通停止パルス
は負のパルスを必要とする。
た各相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）毎の波形図を示すものであ
り、図４の（ａ）の斜線部分がＲ相８の導通角を示し、
図４の（ｂ）の斜線部分がＳ相９の導通角を示し、図４
の（ｃ）の斜線部分がＴ相１０の導通角を示している。
図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されている各相の半
サイクル期間中の中間６０度の導通角を得るために、ゲ
ートパルスとしては導通開始パルス及び導通停止パルス
の２つのパルスを各相毎に必要とし、この導通コントロ
ールパルスは各相のゼロクロス点でパルスを発生させ、
このコントロールパルスはＧＴＯ及びＧＴＲをコントロ
ールするために導通開始は正のパルス、導通停止パルス
は負のパルスを必要とする。
【００１４】図４の（ａ）の斜線部分のＲ相８の正の半
サイクルの導通開始パルスはＳ相９の正の立ち下りのゼ
ロクロス点で正のパルスを発生させ、導通を開始し、Ｔ
相１０の正の立ち上りのゼロクロス点で負の停止パルス
を発生させる。図５は、整形トランスを示す略図である
が、これにより図５中の出力波形１１を得る。
サイクルの導通開始パルスはＳ相９の正の立ち下りのゼ
ロクロス点で正のパルスを発生させ、導通を開始し、Ｔ
相１０の正の立ち上りのゼロクロス点で負の停止パルス
を発生させる。図５は、整形トランスを示す略図である
が、これにより図５中の出力波形１１を得る。
【００１５】次に、図４の（ｂ）の斜線部分のＳ相９の
負の半サイクルの導通開始パルスはＴ相１０の正の立ち
上りのゼロクロス点で正のパルスを発生させ、停止パル
スはＲ相８の正の立ち下りのゼロクロス点で負のパルス
を発生させ、図５中の出力波形１２を得る。
負の半サイクルの導通開始パルスはＴ相１０の正の立ち
上りのゼロクロス点で正のパルスを発生させ、停止パル
スはＲ相８の正の立ち下りのゼロクロス点で負のパルス
を発生させ、図５中の出力波形１２を得る。
【００１６】さらに、図４の（ｃ）の斜線部分のＴ相１
０の導通開始パルスはＲ相８の正の立ち下りゼロクロス
点で正のパルスによって導通を開始させ、Ｓ相９の正の
立ち上りゼロクロス点で負の停止パルスを発生させ、図
５中の出力波形１３を得る。
０の導通開始パルスはＲ相８の正の立ち下りゼロクロス
点で正のパルスによって導通を開始させ、Ｓ相９の正の
立ち上りゼロクロス点で負の停止パルスを発生させ、図
５中の出力波形１３を得る。
【００１７】図４の（ａ）の斜線部分１４の波形を得る
ため、導通開始パルスをＳ相９の立ち上りゼロクロス点
で正のパルスを発生させ、Ｔ相１０の正の立ち上りゼロ
クロス点で負の停止パルスを発生させ、図５中の出力波
形１５を得る。
ため、導通開始パルスをＳ相９の立ち上りゼロクロス点
で正のパルスを発生させ、Ｔ相１０の正の立ち上りゼロ
クロス点で負の停止パルスを発生させ、図５中の出力波
形１５を得る。
【００１８】図４の（ｂ）の斜線部分１６の波形を得る
ため、導通開始パルスをＴ相１０の立ち下りゼロクロス
点で正の導通開始パルスで導通を開始し、Ｒ相８の正の
立ち上りゼロクロス点で負の停止パルスを発生させ、図
５中の出力波形１７を得る。
ため、導通開始パルスをＴ相１０の立ち下りゼロクロス
点で正の導通開始パルスで導通を開始し、Ｒ相８の正の
立ち上りゼロクロス点で負の停止パルスを発生させ、図
５中の出力波形１７を得る。
【００１９】図４の（ｃ）の斜線部分１８の波形を得る
ため、導通開始パルスをＲ相８の正の立ち上りゼロクロ
ス点で正のパルスを得、Ｓ相９の立ち下りのゼロクロス
点で負の停止パルスを発生させ、図５中の出力波形１９
を得ることが出来る。
ため、導通開始パルスをＲ相８の正の立ち上りゼロクロ
ス点で正のパルスを得、Ｓ相９の立ち下りのゼロクロス
点で負の停止パルスを発生させ、図５中の出力波形１９
を得ることが出来る。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明により理解される如く、三相
交流入力電流各相一サイクルにて図５中の波形は３倍の
単相波を得ることが出来、商用周波数５０Hz地区では１
５０Hz、６０Hz地区では１８０Hzの単相電源を経済的に
得ることが出来、かつ小型軽量化することが出来る。
交流入力電流各相一サイクルにて図５中の波形は３倍の
単相波を得ることが出来、商用周波数５０Hz地区では１
５０Hz、６０Hz地区では１８０Hzの単相電源を経済的に
得ることが出来、かつ小型軽量化することが出来る。
【００２１】なお、自動電圧調節を行うには、最大導通
角を６０度とし、導通角を出力電圧に反比例的にすれば
良い。
角を６０度とし、導通角を出力電圧に反比例的にすれば
良い。
【図１】従来の周波数変換装置を示す略図である。
【図２】本発明の周波数直接変換装置を示す略図であ
る。
る。
【図３】Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相各三相の相の合成を示す図で
ある。
ある。
【図４】（ａ）は、Ｒ相の波形を示す図である。（ｂ）
は、Ｓ相の波形を示す図である。（ｃ）は、Ｔ相の波形
を示す図である。
は、Ｓ相の波形を示す図である。（ｃ）は、Ｔ相の波形
を示す図である。
【図５】整形トランスの略図であり、出力波形を示す図
である。
である。
１ 交流−直流変換器 ２ 直流−交流変換器 ３、６ ゲートコントロール器 ４ 変換トランス ５ 波形整形器 ７ 整形トランス ８ Ｒ相 ９ Ｓ相 １０ Ｔ相 １１、１２、１３、１５、１７、１９ 出力波形 １４、１６、１８ 斜線部分
Claims (1)
- 【請求項１】 三相商用電源を入力源とし、該三相商用
電源を波形整形器及びゲートコントロール器に接続し、
該ゲートコントロール器を該波形整形器に接続し、該波
形整形器を整形トランスに接続することからなることを
特徴とする周波数直接変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4955199A JP2000253664A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 周波数直接変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4955199A JP2000253664A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 周波数直接変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000253664A true JP2000253664A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12834340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4955199A Pending JP2000253664A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 周波数直接変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000253664A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2023474A1 (en) | 2007-08-07 | 2009-02-11 | Baake, Michael | Apparatus for providing AC voltage |
| RU2705586C1 (ru) * | 2019-03-06 | 2019-11-11 | Александр Павлович Старцев | Трехфазный статический преобразователь частоты с непосредственной связью |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP4955199A patent/JP2000253664A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2023474A1 (en) | 2007-08-07 | 2009-02-11 | Baake, Michael | Apparatus for providing AC voltage |
| US8027173B2 (en) | 2007-08-07 | 2011-09-27 | Michael Baake | Apparatus for providing AC voltage |
| RU2705586C1 (ru) * | 2019-03-06 | 2019-11-11 | Александр Павлович Старцев | Трехфазный статический преобразователь частоты с непосредственной связью |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20060117 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090120 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090609 |