JP2000358372A - 三相整流装置 - Google Patents
三相整流装置Info
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- JP2000358372A JP2000358372A JP11165914A JP16591499A JP2000358372A JP 2000358372 A JP2000358372 A JP 2000358372A JP 11165914 A JP11165914 A JP 11165914A JP 16591499 A JP16591499 A JP 16591499A JP 2000358372 A JP2000358372 A JP 2000358372A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 十分な高調波低減効果を達成するとともに、
小型化、低コスト化を達成する。 【解決手段】 三相交流電源１の各相の出力端子に交流
リアクトル２の一方の端子を接続し、各交流リアクトル
２の他方の端子に、それぞれ互いに電磁結合された第１
リアクトル３、第２リアクトル４を並列接続するととも
に、各第２リアクトル４に対して他の相の第１リアクト
ル３、第２リアクトル４と電磁結合された第３リアクト
ル５を直列接続し、第１リアクトル３の出力端子間に第
１の三相電圧型全波整流回路６を接続するとともに、第
３リアクトル５の出力端子間に第２の三相電圧型全波整
流回路７を接続している。
小型化、低コスト化を達成する。 【解決手段】 三相交流電源１の各相の出力端子に交流
リアクトル２の一方の端子を接続し、各交流リアクトル
２の他方の端子に、それぞれ互いに電磁結合された第１
リアクトル３、第２リアクトル４を並列接続するととも
に、各第２リアクトル４に対して他の相の第１リアクト
ル３、第２リアクトル４と電磁結合された第３リアクト
ル５を直列接続し、第１リアクトル３の出力端子間に第
１の三相電圧型全波整流回路６を接続するとともに、第
３リアクトル５の出力端子間に第２の三相電圧型全波整
流回路７を接続している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、三相交流電源を
入力として直流電圧を得るための三相整流装置に関す
る。
入力として直流電圧を得るための三相整流装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】インバータ機器の普及に伴って、従来の
交流負荷と比較して高調波発生量の大きな整流器負荷が
急増しており、高調波電流に伴う、電力系統の進相コン
デンサ、トランスの過熱、焼損等の障害が顕在化しつつ
ある。このため、高圧系統で受電する需要家に対して
は、受電端での総量規制となる特定需要家ガイドライン
が適用され、業務用空調機においては６ＨＰ（２０Ａ／
相）以上のインバータ機が計算対象となっている。
交流負荷と比較して高調波発生量の大きな整流器負荷が
急増しており、高調波電流に伴う、電力系統の進相コン
デンサ、トランスの過熱、焼損等の障害が顕在化しつつ
ある。このため、高圧系統で受電する需要家に対して
は、受電端での総量規制となる特定需要家ガイドライン
が適用され、業務用空調機においては６ＨＰ（２０Ａ／
相）以上のインバータ機が計算対象となっている。
【０００３】そして、三相整流回路の簡便な高調波低減
法として、図１１に示すように、三相全波整流回路の三
相交流側に交流リアクトルを挿入する方法が知られてい
る。
法として、図１１に示すように、三相全波整流回路の三
相交流側に交流リアクトルを挿入する方法が知られてい
る。
【０００４】また、特定需要家の高調波抑制対策指針と
して、図１３に示すように、Ｙ−Ｙ、Ｙ−Δ変圧器と２
組の三相全波整流回路とを用いる１２相整流が推奨され
ている。
して、図１３に示すように、Ｙ−Ｙ、Ｙ−Δ変圧器と２
組の三相全波整流回路とを用いる１２相整流が推奨され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１１に示す構成の三
相整流回路を採用した場合には、直流電圧降下を余り大
きくしないようにするために、挿入される交流リアクト
ルとして数％程度のものを用いることになるが、図１２
中（Ａ）に示すように、三相整流回路の入力電圧波形が
６パルスであるため、図１２中（Ｂ）に示すように、三
相整流回路の入力電流の歪みが大きくなり、高調波低減
効果が十分ではないという不都合がある。
相整流回路を採用した場合には、直流電圧降下を余り大
きくしないようにするために、挿入される交流リアクト
ルとして数％程度のものを用いることになるが、図１２
中（Ａ）に示すように、三相整流回路の入力電圧波形が
６パルスであるため、図１２中（Ｂ）に示すように、三
相整流回路の入力電流の歪みが大きくなり、高調波低減
効果が十分ではないという不都合がある。
【０００６】図１３に示す構成の三相整流回路（１２相
整流回路）を採用した場合には、位相差３０°の電流Ｉ
ａ２、Ｉｃ２｛図１４中（Ｂ）（Ｃ）参照｝が変圧器の
Ｙ−Δ結線により合成され、一次巻線に６ステップの電
流Ｉｒ２｛図１４中（Ｅ）参照｝を形成し、変圧器のＹ
−Ｙ結線による同位相電流Ｉｒ１｛図１４中（Ｄ）参
照｝との合成電流により１２相電流｛図１４中（Ｆ）参
照｝を形成することができる。そして、１２ステップ波
形であるから５次、７次の高調波電流を大きく低減する
ことができる。しかし、変圧器が必須であるため、定格
容量相当になる。この結果、大型の変圧器が必要にな
り、受電設備の大型化、コストアップを招いてしまうと
いう不都合がある。
整流回路）を採用した場合には、位相差３０°の電流Ｉ
ａ２、Ｉｃ２｛図１４中（Ｂ）（Ｃ）参照｝が変圧器の
Ｙ−Δ結線により合成され、一次巻線に６ステップの電
流Ｉｒ２｛図１４中（Ｅ）参照｝を形成し、変圧器のＹ
−Ｙ結線による同位相電流Ｉｒ１｛図１４中（Ｄ）参
照｝との合成電流により１２相電流｛図１４中（Ｆ）参
照｝を形成することができる。そして、１２ステップ波
形であるから５次、７次の高調波電流を大きく低減する
ことができる。しかし、変圧器が必須であるため、定格
容量相当になる。この結果、大型の変圧器が必要にな
り、受電設備の大型化、コストアップを招いてしまうと
いう不都合がある。
【０００７】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、十分な高調波低減効果を達成できるとと
もに、小型化、低コスト化を達成できる三相整流装置を
提供することを目的としている。
たものであり、十分な高調波低減効果を達成できるとと
もに、小型化、低コスト化を達成できる三相整流装置を
提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の三相整流装置
は、三相交流電源の各相端子に、それぞれ互いに電磁結
合された第１リアクトル、第２リアクトルを並列接続し
てあるとともに、各第２リアクトルに対して他の相の第
１リアクトル、第２リアクトルと電磁結合された第３リ
アクトルを直列接続し、第１リアクトルの出力端子間に
第１の三相電圧型全波整流回路を接続してあるととも
に、第３リアクトルの出力端子間に第２の三相電圧型全
波整流回路を接続してあるものである。
は、三相交流電源の各相端子に、それぞれ互いに電磁結
合された第１リアクトル、第２リアクトルを並列接続し
てあるとともに、各第２リアクトルに対して他の相の第
１リアクトル、第２リアクトルと電磁結合された第３リ
アクトルを直列接続し、第１リアクトルの出力端子間に
第１の三相電圧型全波整流回路を接続してあるととも
に、第３リアクトルの出力端子間に第２の三相電圧型全
波整流回路を接続してあるものである。
【０００９】請求項２の三相整流装置は、第１の三相電
圧型全波整流回路の出力端子と第２の三相電圧型全波整
流回路の出力端子とを互いに接続してあるとともに、互
いに等しい容量の１対の平滑用コンデンサを互いに直列
接続してあり、しかも、１対の平滑用コンデンサどうし
の接続点と第１の三相電圧型全波整流回路の入力端子、
第２の三相電圧型全波整流回路の入力端子との間に交流
スイッチを接続してあるものである。
圧型全波整流回路の出力端子と第２の三相電圧型全波整
流回路の出力端子とを互いに接続してあるとともに、互
いに等しい容量の１対の平滑用コンデンサを互いに直列
接続してあり、しかも、１対の平滑用コンデンサどうし
の接続点と第１の三相電圧型全波整流回路の入力端子、
第２の三相電圧型全波整流回路の入力端子との間に交流
スイッチを接続してあるものである。
【００１０】請求項３の三相整流装置は、三相交流電源
の各相端子と第１リアクトル、第２リアクトルとの間
に、それぞれ交流リアクトルを接続してあるものであ
る。
の各相端子と第１リアクトル、第２リアクトルとの間
に、それぞれ交流リアクトルを接続してあるものであ
る。
【００１１】請求項４の三相整流装置は、第１リアクト
ルの巻数と第２リアクトル、第３リアクトルの巻数との
比を３1/2：１に設定してあるものである。
ルの巻数と第２リアクトル、第３リアクトルの巻数との
比を３1/2：１に設定してあるものである。
【００１２】
【作用】請求項１の三相整流装置であれば、三相交流電
源の各相端子に、それぞれ互いに電磁結合された第１リ
アクトル、第２リアクトルを並列接続してあるととも
に、各第２リアクトルに対して他の相の第１リアクト
ル、第２リアクトルと電磁結合された第３リアクトルを
直列接続し、第１リアクトルの出力端子間に第１の三相
電圧型全波整流回路を接続してあるとともに、第３リア
クトルの出力端子間に第２の三相電圧型全波整流回路を
接続してあるので、第１、第２、第３リアクトルによっ
て電源の二次側電流の位相差を所定位相に設定して第１
の三相電圧型全波整流回路、第２の三相電圧型全波整流
回路に供給することができ、この結果、十分な高調波電
流低減効果を達成することができるとともに、装置全体
としての小型化、低コスト化を実現することができる。
源の各相端子に、それぞれ互いに電磁結合された第１リ
アクトル、第２リアクトルを並列接続してあるととも
に、各第２リアクトルに対して他の相の第１リアクト
ル、第２リアクトルと電磁結合された第３リアクトルを
直列接続し、第１リアクトルの出力端子間に第１の三相
電圧型全波整流回路を接続してあるとともに、第３リア
クトルの出力端子間に第２の三相電圧型全波整流回路を
接続してあるので、第１、第２、第３リアクトルによっ
て電源の二次側電流の位相差を所定位相に設定して第１
の三相電圧型全波整流回路、第２の三相電圧型全波整流
回路に供給することができ、この結果、十分な高調波電
流低減効果を達成することができるとともに、装置全体
としての小型化、低コスト化を実現することができる。
【００１３】請求項２の三相整流装置であれば、第１の
三相電圧型全波整流回路の出力端子と第２の三相電圧型
全波整流回路の出力端子とを互いに接続してあるととも
に、互いに等しい容量の１対の平滑用コンデンサを互い
に直列接続してあり、しかも、１対の平滑用コンデンサ
どうしの接続点と第１の三相電圧型全波整流回路の入力
端子、第２の三相電圧型全波整流回路の入力端子との間
に交流スイッチを接続してあるので、電流波形のステッ
プ数を増加させて波形歪みを一層低減し、一層の高調波
電流低減効果を達成することができるとともに、装置全
体としての小型化、低コスト化を実現することができ
る。
三相電圧型全波整流回路の出力端子と第２の三相電圧型
全波整流回路の出力端子とを互いに接続してあるととも
に、互いに等しい容量の１対の平滑用コンデンサを互い
に直列接続してあり、しかも、１対の平滑用コンデンサ
どうしの接続点と第１の三相電圧型全波整流回路の入力
端子、第２の三相電圧型全波整流回路の入力端子との間
に交流スイッチを接続してあるので、電流波形のステッ
プ数を増加させて波形歪みを一層低減し、一層の高調波
電流低減効果を達成することができるとともに、装置全
体としての小型化、低コスト化を実現することができ
る。
【００１４】請求項３の三相整流装置であれば、三相交
流電源の各相端子と第１リアクトル、第２リアクトルと
の間に、それぞれ交流リアクトルを接続してあるので、
より一層の高調波電流低減効果を達成することができる
とともに、装置全体としての小型化、低コスト化を実現
することができる。
流電源の各相端子と第１リアクトル、第２リアクトルと
の間に、それぞれ交流リアクトルを接続してあるので、
より一層の高調波電流低減効果を達成することができる
とともに、装置全体としての小型化、低コスト化を実現
することができる。
【００１５】請求項４の三相整流装置は、第１リアクト
ルの巻数と第２リアクトル、第３リアクトルの巻数との
比を３1/2：１に設定してあるので、電源の二次側電流
の位相差を３０°に設定することができ、第１、第２、
第３リアクトルが、高調波成分について結合を持つトラ
ンスとして部分的に働くため、ｋＶＡ容量を小さくする
ことができるほか、請求項１から請求項３の何れかと同
様の作用を達成することができる。
ルの巻数と第２リアクトル、第３リアクトルの巻数との
比を３1/2：１に設定してあるので、電源の二次側電流
の位相差を３０°に設定することができ、第１、第２、
第３リアクトルが、高調波成分について結合を持つトラ
ンスとして部分的に働くため、ｋＶＡ容量を小さくする
ことができるほか、請求項１から請求項３の何れかと同
様の作用を達成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明の三相整流装置の実施の態様を詳細に説明する。
発明の三相整流装置の実施の態様を詳細に説明する。
【００１７】図１はこの発明の三相整流装置の一実施態
様を示す電気回路図である。
様を示す電気回路図である。
【００１８】この三相整流装置は、三相交流電源１の各
相の出力端子に交流リアクトル２の一方の端子を接続
し、各交流リアクトル２の他方の端子に、それぞれ互い
に電磁結合された第１リアクトル３、第２リアクトル４
を並列接続するとともに、各第２リアクトル４に対して
他の相の第１リアクトル３、第２リアクトル４と電磁結
合された第３リアクトル５を直列接続し、第１リアクト
ル３の出力端子間に第１の三相電圧型全波整流回路６を
接続するとともに、第３リアクトル５の出力端子間に第
２の三相電圧型全波整流回路７を接続している。そし
て、第１の三相電圧型全波整流回路６の出力端子と第２
の三相電圧型全波整流回路７の出力端子とを互いに接続
するとともに、互いに等しい容量の１対の平滑用コンデ
ンサ８を互いに直列接続している。なお、三相電圧型全
波整流回路を構成するダイオードはＤで示し、相を表す
ａ、ｂ、ｃ、第１の三相電圧型全波整流回路６、第２の
三相電圧型全波整流回路７を表す１、２、上アーム、下
アームを表す＋、−をＤに付加している。
相の出力端子に交流リアクトル２の一方の端子を接続
し、各交流リアクトル２の他方の端子に、それぞれ互い
に電磁結合された第１リアクトル３、第２リアクトル４
を並列接続するとともに、各第２リアクトル４に対して
他の相の第１リアクトル３、第２リアクトル４と電磁結
合された第３リアクトル５を直列接続し、第１リアクト
ル３の出力端子間に第１の三相電圧型全波整流回路６を
接続するとともに、第３リアクトル５の出力端子間に第
２の三相電圧型全波整流回路７を接続している。そし
て、第１の三相電圧型全波整流回路６の出力端子と第２
の三相電圧型全波整流回路７の出力端子とを互いに接続
するとともに、互いに等しい容量の１対の平滑用コンデ
ンサ８を互いに直列接続している。なお、三相電圧型全
波整流回路を構成するダイオードはＤで示し、相を表す
ａ、ｂ、ｃ、第１の三相電圧型全波整流回路６、第２の
三相電圧型全波整流回路７を表す１、２、上アーム、下
アームを表す＋、−をＤに付加している。
【００１９】図２は三相分の前記第１、第２、第３リア
クトルの関係を示す図であり、破線が電磁結合を示して
いる。
クトルの関係を示す図であり、破線が電磁結合を示して
いる。
【００２０】これらの第１、第２、第３リアクトル（相
間リアクトル）において、電源の二次側電流の位相差を
３０°に設定した場合の基本波に対する電流ベクトル図
は図３中（Ａ）に示すとおりである。そして、第１リア
クトル３の巻数をＷ１、第２、第３リアクトル４、５の
巻数をＷ２とし、巻数比Ｗ１：Ｗ２を３1/2：１とした
場合、第１リアクトル３による起磁力Ｗ１Ｉa1と第２、
第３リアクトル４、５による起磁力Ｗ２Ｉb2−Ｗ１Ｉa2
との合成起磁力は零となり、位相差３０°の基本波、１
１次、１３次の高調波に対しては低インピーダンスとな
る。一方、５次、７次の高調波に対しては、図３中
（Ｂ）に示すように、第１リアクトル３による起磁力Ｗ
１Ｉa1と第２、第３リアクトル４、５による起磁力Ｗ２
Ｉb2−Ｗ１Ｉ a2との合成起磁力が大きくなり、これらの
高調波に対して高リアクタンスとなる。このため、高調
波成分について、結合を持つトランスとして部分的に働
くため、トランスのｋＶＡ容量は小さくなる。
間リアクトル）において、電源の二次側電流の位相差を
３０°に設定した場合の基本波に対する電流ベクトル図
は図３中（Ａ）に示すとおりである。そして、第１リア
クトル３の巻数をＷ１、第２、第３リアクトル４、５の
巻数をＷ２とし、巻数比Ｗ１：Ｗ２を３1/2：１とした
場合、第１リアクトル３による起磁力Ｗ１Ｉa1と第２、
第３リアクトル４、５による起磁力Ｗ２Ｉb2−Ｗ１Ｉa2
との合成起磁力は零となり、位相差３０°の基本波、１
１次、１３次の高調波に対しては低インピーダンスとな
る。一方、５次、７次の高調波に対しては、図３中
（Ｂ）に示すように、第１リアクトル３による起磁力Ｗ
１Ｉa1と第２、第３リアクトル４、５による起磁力Ｗ２
Ｉb2−Ｗ１Ｉ a2との合成起磁力が大きくなり、これらの
高調波に対して高リアクタンスとなる。このため、高調
波成分について、結合を持つトランスとして部分的に働
くため、トランスのｋＶＡ容量は小さくなる。
【００２１】図１に示す三相整流装置は、図２に示す構
成の相間リアクトルを用いているため、第１の三相電圧
型全波整流回路６と第２の三相電圧型全波整流回路７と
には、それぞれ位相差が３０°の基本波が通電し、ダイ
オードの通電モードは、図４に示すように、各相３０°
の位相差を持つ１８０°通電動作となる。
成の相間リアクトルを用いているため、第１の三相電圧
型全波整流回路６と第２の三相電圧型全波整流回路７と
には、それぞれ位相差が３０°の基本波が通電し、ダイ
オードの通電モードは、図４に示すように、各相３０°
の位相差を持つ１８０°通電動作となる。
【００２２】次に、相間リアクトルの巻数比Ｗ１：Ｗ２
＝３1/2：１より各部の波形を求める。
＝３1/2：１より各部の波形を求める。
【００２３】図１について各相を分離して表記すると、
図５に示すような接続関係となる。ここで、Ａ相につい
て着目すると、以下の関係が成り立つ。 ＶaN＝Ｖaa1＋Ｖa1N＝Ｗ１ｄφA／ｄｔ＋Ｖa1N ＶaN＝Ｖaa2＋Ｖa2N ＝−Ｗ２ｄφA／ｄｔ＋Ｗ２ｄφC／ｄｔ＋Ｖa2N ここで、Ｗ１／Ｗ２＝３1/2の関係を用いると、各リア
クトルの端子間電圧は次式で求められる。 Ｖaa1＝Ｗ１ｄφA／ｄｔ ＝−２／３・Ｖa1a2−（２−３1/2）／３・Ｖb1b2 −（３1/2−１）／３・Ｖc1c2 Ｖaa2＝−Ｗ２ｄφA／ｄｔ＋Ｗ２ｄφC／ｄｔ ＝１／３・Ｖa1a2−（２−３1/2）／３・Ｖb1b2 −（３1/2−１）／３・Ｖc1c2 また、直流側仮想中性点Ｎ、電源中性点Ｏ間の電位は、 ＶON＝−（Ｖa2N＋Ｖb2N＋Ｖc2N）／３ 以上より各部の波形を合成すると、図６に示すような関
係となり、１２ステップ波形が形成可能であることが分
かる。
図５に示すような接続関係となる。ここで、Ａ相につい
て着目すると、以下の関係が成り立つ。 ＶaN＝Ｖaa1＋Ｖa1N＝Ｗ１ｄφA／ｄｔ＋Ｖa1N ＶaN＝Ｖaa2＋Ｖa2N ＝−Ｗ２ｄφA／ｄｔ＋Ｗ２ｄφC／ｄｔ＋Ｖa2N ここで、Ｗ１／Ｗ２＝３1/2の関係を用いると、各リア
クトルの端子間電圧は次式で求められる。 Ｖaa1＝Ｗ１ｄφA／ｄｔ ＝−２／３・Ｖa1a2−（２−３1/2）／３・Ｖb1b2 −（３1/2−１）／３・Ｖc1c2 Ｖaa2＝−Ｗ２ｄφA／ｄｔ＋Ｗ２ｄφC／ｄｔ ＝１／３・Ｖa1a2−（２−３1/2）／３・Ｖb1b2 −（３1/2−１）／３・Ｖc1c2 また、直流側仮想中性点Ｎ、電源中性点Ｏ間の電位は、 ＶON＝−（Ｖa2N＋Ｖb2N＋Ｖc2N）／３ 以上より各部の波形を合成すると、図６に示すような関
係となり、１２ステップ波形が形成可能であることが分
かる。
【００２４】次いで、以上の各部の波形より、相間リア
クトルのｋＶＡ容量を求める。
クトルのｋＶＡ容量を求める。
【００２５】Ａ相の入力ＶＡは ＶaO・Ｉa＝Ｖd２1/2／３・Ｉa 一方、相間リアクトルＷ１巻線の容量は図６の波形よ
り、 Ｖaa1・Ｉa1＝Ｖd（５／２−３1/2）1/2／３・Ｉa1 ２つのＷ２巻線の容量は ２・（Ｗ２／Ｗ１）・Ｖaa1・Ｉa2 したがって、１相分の総容量はＩa1＝Ｉa2より （１＋２・Ｗ２／Ｗ１）・Ｖaa1・Ｉa1 以上より、等価変圧器容量（ＶＡ）equは （ＶＡ）equ＝（１／２）・（１＋２・Ｗ２／Ｗ１）・
Ｖaa1・Ｉa1 また、電源電流Ｉa、整流回路電流Ｉa1の関係は、図３
より、＝２・Ｉa1・ｃｏｓ（π／１２） 相間リアクトルの装置容量は （ＶＡ）equ＝（１／２）・（１＋２／３1/2）・Ｖaa1
・Ｉa1＝０．３４ となり、１２相整流の場合に比べ、３０％程度のｋＶＡ
容量にて、１２パルス波形を生成することが可能とな
る。
り、 Ｖaa1・Ｉa1＝Ｖd（５／２−３1/2）1/2／３・Ｉa1 ２つのＷ２巻線の容量は ２・（Ｗ２／Ｗ１）・Ｖaa1・Ｉa2 したがって、１相分の総容量はＩa1＝Ｉa2より （１＋２・Ｗ２／Ｗ１）・Ｖaa1・Ｉa1 以上より、等価変圧器容量（ＶＡ）equは （ＶＡ）equ＝（１／２）・（１＋２・Ｗ２／Ｗ１）・
Ｖaa1・Ｉa1 また、電源電流Ｉa、整流回路電流Ｉa1の関係は、図３
より、＝２・Ｉa1・ｃｏｓ（π／１２） 相間リアクトルの装置容量は （ＶＡ）equ＝（１／２）・（１＋２／３1/2）・Ｖaa1
・Ｉa1＝０．３４ となり、１２相整流の場合に比べ、３０％程度のｋＶＡ
容量にて、１２パルス波形を生成することが可能とな
る。
【００２６】また、図６に示すように、コンバータ入力
電圧と電源相電圧との位相関係は１５°である。このた
め、入力力率を１近くにするためには、三相交流電源１
と相間リアクトルとの間に接続される交流リアクトル２
の容量は、図７に示す関係より３０％程度を選択すれば
よい。 Ｖ1／Ｖr＝ｔａｎ（π／１２）＝０．２７ 図８はこの発明の三相整流装置の他の実施態様を示す電
気回路図である。
電圧と電源相電圧との位相関係は１５°である。このた
め、入力力率を１近くにするためには、三相交流電源１
と相間リアクトルとの間に接続される交流リアクトル２
の容量は、図７に示す関係より３０％程度を選択すれば
よい。 Ｖ1／Ｖr＝ｔａｎ（π／１２）＝０．２７ 図８はこの発明の三相整流装置の他の実施態様を示す電
気回路図である。
【００２７】この三相整流装置が図５の三相整流装置と
異なる点は、直流仮想中性点（平滑用コンデンサ８どう
しの接続点）と第１の三相電圧型全波整流回路６の入力
端子、第２の三相電圧型全波整流回路７の入力端子との
間に交流スイッチ９を接続して３レベル入力とした点の
みである。なお、個別の交流スイッチを表す表記は、Ｓ
に対して、ダイオードと同様の記号を付加して行う。こ
こで、交流スイッチ９の通電期間を１５°とした場合の
各スイッチの通電モードは図９に示すとおりになる。そ
して、１２パルスの場合と同様に波形を合成すると、図
１０に示すように、２４ステップの波形が得られ、波形
歪みをさらに改善することが可能となる。また、この場
合には、図１０の波形に示すように、電源相電圧とコン
バータ入力電圧との位相差が７．５°となるため、交流
リアクトル２の容量を半減することが可能になる。 Ｖ1／Ｖr＝ｔａｎ（π／２４）＝０．１３ また、交流スイッチ９の通電モードは図９に示すものに
限定されるものではなく、通電期間を１５°として、通
電位相を制御してもよい。この場合には、図７のＶｌ＝
ωＬＩの関係より、負荷電流に応じて、通電位相を制御
することにより、力率制御を行うことが可能である。
異なる点は、直流仮想中性点（平滑用コンデンサ８どう
しの接続点）と第１の三相電圧型全波整流回路６の入力
端子、第２の三相電圧型全波整流回路７の入力端子との
間に交流スイッチ９を接続して３レベル入力とした点の
みである。なお、個別の交流スイッチを表す表記は、Ｓ
に対して、ダイオードと同様の記号を付加して行う。こ
こで、交流スイッチ９の通電期間を１５°とした場合の
各スイッチの通電モードは図９に示すとおりになる。そ
して、１２パルスの場合と同様に波形を合成すると、図
１０に示すように、２４ステップの波形が得られ、波形
歪みをさらに改善することが可能となる。また、この場
合には、図１０の波形に示すように、電源相電圧とコン
バータ入力電圧との位相差が７．５°となるため、交流
リアクトル２の容量を半減することが可能になる。 Ｖ1／Ｖr＝ｔａｎ（π／２４）＝０．１３ また、交流スイッチ９の通電モードは図９に示すものに
限定されるものではなく、通電期間を１５°として、通
電位相を制御してもよい。この場合には、図７のＶｌ＝
ωＬＩの関係より、負荷電流に応じて、通電位相を制御
することにより、力率制御を行うことが可能である。
【００２８】
【発明の効果】請求項１の発明は、第１、第２、第３リ
アクトルによって電源の二次側電流の位相差を所定位相
に設定して第１の三相電圧型全波整流回路、第２の三相
電圧型全波整流回路に供給することができ、この結果、
十分な高調波電流低減効果を達成することができるとと
もに、装置全体としての小型化、低コスト化を実現する
ことができるという特有の効果を奏する。
アクトルによって電源の二次側電流の位相差を所定位相
に設定して第１の三相電圧型全波整流回路、第２の三相
電圧型全波整流回路に供給することができ、この結果、
十分な高調波電流低減効果を達成することができるとと
もに、装置全体としての小型化、低コスト化を実現する
ことができるという特有の効果を奏する。
【００２９】請求項２の発明は、電流波形のステップ数
を増加させて波形歪みを一層低減し、一層の高調波電流
低減効果を達成することができるとともに、装置全体と
しての小型化、低コスト化を実現することができるとい
う特有の効果を奏する。
を増加させて波形歪みを一層低減し、一層の高調波電流
低減効果を達成することができるとともに、装置全体と
しての小型化、低コスト化を実現することができるとい
う特有の効果を奏する。
【００３０】請求項３の発明は、より一層の高調波電流
低減効果を達成することができるとともに、装置全体と
しての小型化、低コスト化を実現することができるとい
う特有の効果を奏する。
低減効果を達成することができるとともに、装置全体と
しての小型化、低コスト化を実現することができるとい
う特有の効果を奏する。
【００３１】請求項４の発明は、電源の二次側電流の位
相差を３０°に設定することができ、第１、第２、第３
リアクトルが、高調波成分について結合を持つトランス
として部分的に働くため、ｋＶＡ容量を小さくすること
ができるほか、請求項１から請求項３の何れかと同様の
効果を奏する。
相差を３０°に設定することができ、第１、第２、第３
リアクトルが、高調波成分について結合を持つトランス
として部分的に働くため、ｋＶＡ容量を小さくすること
ができるほか、請求項１から請求項３の何れかと同様の
効果を奏する。
【図１】この発明の三相整流装置の一実施態様を示す電
気回路図である。
気回路図である。
【図２】三相分の第１、第２、第３リアクトルの関係を
示す図である。
示す図である。
【図３】電源の二次側電流の位相差を３０°に設定した
場合の基本波に対する電流ベクトル図である。
場合の基本波に対する電流ベクトル図である。
【図４】ダイオードの通電モードを示す図である。
【図５】図１について各相を分離して示す電気回路図で
ある。
ある。
【図６】各部の波形を示す図である。
【図７】コンバータ入力電圧と電源相電圧との関係を示
す図である。
す図である。
【図８】この発明の三相整流装置の他の実施態様を示す
電気回路図である。
電気回路図である。
【図９】交流スイッチの通電モードを示す図である。
【図１０】各部の波形を示す図である。
【図１１】従来の三相整流装置の一例を示す電気回路図
である。
である。
【図１２】入力電圧波形と入力電流波形を示す図であ
る。
る。
【図１３】従来の三相整流装置の他の例を示す電気回路
図である。
図である。
【図１４】各部の電流波形を示す図である。
１ 三相交流電源 ２ 交流リアクトル ３ 第１リアクトル ４ 第２リアクトル ５ 第３リアクトル ６ 第１の三相電圧型全波整流
回路 ７ 第２の三相電圧型全波整流回路 ８ 平滑用コン
デンサ ９ 交流スイッチ
回路 ７ 第２の三相電圧型全波整流回路 ８ 平滑用コン
デンサ ９ 交流スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミシ アブダラ 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の１ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 Ｆターム(参考） 5H006 AA02 CA07 CB01 CC01 CC04 CC08 DA02 5H740 BB05 NN01 NN06 NN18
Claims (4)
- 【請求項１】 三相交流電源（１）の各相端子に、それ
ぞれ互いに電磁結合された第１リアクトル（３）、第２
リアクトル（４）を並列接続してあるとともに、各第２
リアクトル（４）に対して他の相の第１リアクトル
（３）、第２リアクトル（４）と電磁結合された第３リ
アクトル（５）を直列接続し、第１リアクトル（３）の
出力端子間に第１の三相電圧型全波整流回路（６）を接
続してあるとともに、第３リアクトル（５）の出力端子
間に第２の三相電圧型全波整流回路（７）を接続してあ
ることを特徴とする三相整流装置。 - 【請求項２】 第１の三相電圧型全波整流回路（６）の
出力端子と第２の三相電圧型全波整流回路（７）の出力
端子とを互いに接続してあるとともに、互いに等しい容
量の１対の平滑用コンデンサ（８）を互いに直列接続し
てあり、しかも、１対の平滑用コンデンサ（８）どうし
の接続点と第１の三相電圧型全波整流回路（６）の入力
端子、第２の三相電圧型全波整流回路（７）の入力端子
との間に交流スイッチ（９）を接続してある請求項１に
記載の三相整流装置。 - 【請求項３】 三相交流電源（１）の各相端子と第１リ
アクトル（３）、第２リアクトル（４）との間に、それ
ぞれ交流リアクトル（２）を接続してある請求項１また
は請求項２に記載の三相整流装置。 - 【請求項４】 第１リアクトル（３）の巻数と第２リア
クトル（４）、第３リアクトル（５）の巻数との比を３
1/2：１に設定してある請求項１から請求項３の何れか
に記載の三相整流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16591499A JP4395669B2 (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 三相整流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16591499A JP4395669B2 (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 三相整流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000358372A true JP2000358372A (ja) | 2000-12-26 |
| JP4395669B2 JP4395669B2 (ja) | 2010-01-13 |
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ID=15821421
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16591499A Expired - Fee Related JP4395669B2 (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 三相整流装置 |
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| JP (1) | JP4395669B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002044953A (ja) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Daikin Ind Ltd | 三相半電圧出力形整流装置 |
| WO2003017457A1 (en) * | 2001-08-21 | 2003-02-27 | Emerson Energy Systems Ab | An arrangement for an electrical converter |
| JP2008278713A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 並列２４パルス整流回路 |
| WO2011154416A1 (en) | 2010-06-10 | 2011-12-15 | Schaffner Emv Ag | Integrated magnetic device for low harmonics three-phase front-end |
-
1999
- 1999-06-11 JP JP16591499A patent/JP4395669B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002044953A (ja) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Daikin Ind Ltd | 三相半電圧出力形整流装置 |
| WO2003017457A1 (en) * | 2001-08-21 | 2003-02-27 | Emerson Energy Systems Ab | An arrangement for an electrical converter |
| JP2008278713A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 並列２４パルス整流回路 |
| WO2011154416A1 (en) | 2010-06-10 | 2011-12-15 | Schaffner Emv Ag | Integrated magnetic device for low harmonics three-phase front-end |
| WO2011154058A1 (en) | 2010-06-10 | 2011-12-15 | Schaffner Emv Ag | Integrated magnetic device for low harmonics three-phase front-end |
| CN102948056A (zh) * | 2010-06-10 | 2013-02-27 | 沙夫纳Emv股份公司 | 用于低谐波三相前端的集成磁性装置 |
| CN102948055A (zh) * | 2010-06-10 | 2013-02-27 | 沙夫纳Emv股份公司 | 用于低谐波三相前端的集成磁性装置 |
| CN102971949A (zh) * | 2010-06-10 | 2013-03-13 | 沙夫纳Emv股份公司 | 谐波消除相间磁性装置 |
| DE112010005642T5 (de) | 2010-06-10 | 2013-03-21 | Schaffner Emv Ag | Magnetische Interphasen-Vorrichtung zur Beseitigung von Oberwellen |
| DE112010005643T5 (de) | 2010-06-10 | 2013-03-28 | Schaffner Emv Ag | Integrierte magnetische Vorrichtung für ein dreiphasiges Frontend mit niedriger Oberwelligkeit |
| JP2013528348A (ja) * | 2010-06-10 | 2013-07-08 | シャフナー・エーエムファウ・アクチェンゲゼルシャフト | 低高調波の３相フロンエンド機器用の統合型磁気デバイス |
| DE112011101942T5 (de) | 2010-06-10 | 2013-07-18 | Schaffner Emv Ag | Integrierte magnetische Vorrichtung für ein dreiphasiges Frontend mit niedriger Oberwelligkeit |
| US8698584B2 (en) | 2010-06-10 | 2014-04-15 | Schaffner Emv Ag | Integrated magnetic device for low harmonics three-phase front-end |
| US8890642B2 (en) | 2010-06-10 | 2014-11-18 | Schaffner Emv Ag | Integrated magnetic device for low harmonics three-phase front-end |
| US9153376B2 (en) | 2010-06-10 | 2015-10-06 | Schaffner Emv Ag | Harmonic cancelling interphase magnetic device |
| CN102971949B (zh) * | 2010-06-10 | 2016-01-06 | 沙夫纳Emv股份公司 | 谐波消除相间磁性装置 |
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