JP3240721B2 - 電力回生装置 - Google Patents
電力回生装置Info
- Publication number
- JP3240721B2 JP3240721B2 JP34311992A JP34311992A JP3240721B2 JP 3240721 B2 JP3240721 B2 JP 3240721B2 JP 34311992 A JP34311992 A JP 34311992A JP 34311992 A JP34311992 A JP 34311992A JP 3240721 B2 JP3240721 B2 JP 3240721B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- unit
- power
- self
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイオードを逆並列接
続した自己消弧形半導体素子をブリッジ接続してなるコ
ンバータ部と直流電源部とを有し、自己消弧形半導体素
子をスイッチング動作させて交流電源に電力を回生する
電力回生装置に関する。
続した自己消弧形半導体素子をブリッジ接続してなるコ
ンバータ部と直流電源部とを有し、自己消弧形半導体素
子をスイッチング動作させて交流電源に電力を回生する
電力回生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の電力回生装置では、パワ
トランジスタ等の自己消弧形半導体素子を構成部品とす
るコンバータ部を保護するため、このコンバータ部に流
れる電流値またはコンバータ部内の所定箇所の電圧値を
検出し、これらが設定値を越えないように制御してい
る。すなわち、電流等の検出値と予め設定された設定値
とを比較部において比較し、その出力信号により電力回
生装置の動作を停止させるか、あるいは自己消弧形半導
体素子のスイッチングを抑制する等の方法が採られてい
る。ここで、自己消弧形半導体素子のスイッチングを抑
制しながら電力回生装置を運転することを、以下では
「制限動作」と呼ぶことにする。
トランジスタ等の自己消弧形半導体素子を構成部品とす
るコンバータ部を保護するため、このコンバータ部に流
れる電流値またはコンバータ部内の所定箇所の電圧値を
検出し、これらが設定値を越えないように制御してい
る。すなわち、電流等の検出値と予め設定された設定値
とを比較部において比較し、その出力信号により電力回
生装置の動作を停止させるか、あるいは自己消弧形半導
体素子のスイッチングを抑制する等の方法が採られてい
る。ここで、自己消弧形半導体素子のスイッチングを抑
制しながら電力回生装置を運転することを、以下では
「制限動作」と呼ぶことにする。
【０００３】従来において前記検出値と比較される設定
値は、電力回生装置の動作を停止させる場合と、制限動
作を行う場合とで２種類用意されている。制限動作で
は、所定の設定値（制限動作設定値）と前記検出値とを
比較部にて比較し、その出力信号と自己消弧形半導体素
子に対する駆動信号（ベース駆動回路の出力信号）との
論理和信号により、半導体素子のスイッチングを行って
いた。なお、図３は制限動作設定値と検出値及びスイッ
チング信号の関係を示している。
値は、電力回生装置の動作を停止させる場合と、制限動
作を行う場合とで２種類用意されている。制限動作で
は、所定の設定値（制限動作設定値）と前記検出値とを
比較部にて比較し、その出力信号と自己消弧形半導体素
子に対する駆動信号（ベース駆動回路の出力信号）との
論理和信号により、半導体素子のスイッチングを行って
いた。なお、図３は制限動作設定値と検出値及びスイッ
チング信号の関係を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の制限動作におい
ては、図３から明らかなように、検出値が制限動作設定
値の前後で頻繁に変化する場合にはその比較結果に基づ
くスイッチング信号は周波数が高くなる。換言すれば、
半導体素子が高周波にてオン、オフを繰り返すことにな
る。周知のように、この種の半導体素子にとってスイッ
チング周波数の増加は損失の増加、発熱量の増加をもた
らすため、半導体素子の冷却体も上記制限動作を想定し
て高能力に設計しなくてはならない。
ては、図３から明らかなように、検出値が制限動作設定
値の前後で頻繁に変化する場合にはその比較結果に基づ
くスイッチング信号は周波数が高くなる。換言すれば、
半導体素子が高周波にてオン、オフを繰り返すことにな
る。周知のように、この種の半導体素子にとってスイッ
チング周波数の増加は損失の増加、発熱量の増加をもた
らすため、半導体素子の冷却体も上記制限動作を想定し
て高能力に設計しなくてはならない。
【０００５】すなわち、本来であれば図３のスイッチン
グ周期（交流電源の１周期）Ｔの間に１回スイッチング
されるべきものが多数回にわたってスイッチングされる
ので、冷却装置の能力、外形寸法、重量等が増大し、コ
ストや設置スペースの点で不利となる。本発明は上記問
題点を解決するためになされたもので、その目的とする
ところは、制限動作時における自己消弧形半導体素子の
スイッチング周波数を抑制して発生損失及び発熱量を減
少させ、コストの低減及び装置の小形軽量化を図った電
力回生装置を提供することにある。
グ周期（交流電源の１周期）Ｔの間に１回スイッチング
されるべきものが多数回にわたってスイッチングされる
ので、冷却装置の能力、外形寸法、重量等が増大し、コ
ストや設置スペースの点で不利となる。本発明は上記問
題点を解決するためになされたもので、その目的とする
ところは、制限動作時における自己消弧形半導体素子の
スイッチング周波数を抑制して発生損失及び発熱量を減
少させ、コストの低減及び装置の小形軽量化を図った電
力回生装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、ダイオードを逆並列接続した自己消弧形
半導体素子をブリッジ接続してなるコンバータ部と直流
電源部とを有し、自己消弧形半導体素子をスイッチング
動作させて交流電源に電力を回生する電力回生装置にお
いて、前記コンバータ部から交流電源への回生電力を検
出する電流検出器等の回生電力検出手段と、この検出手
段による検出値と前記スイッチング動作を制限するため
の設定値とを比較してリセット信号を出力する比較部
と、自己消弧形半導体素子を交流電源の一周期に１回点
弧させるための駆動信号を生成する駆動部と、駆動部か
ら出力された駆動信号の周期を複数の区間に等分割して
出力する分割部と、分割部の出力信号をラッチし、各区
間ごとに前記リセット信号によりリセットした信号を自
己消弧形半導体素子に対するスイッチング信号として出
力するラッチ部とを備えたものである。
め、本発明は、ダイオードを逆並列接続した自己消弧形
半導体素子をブリッジ接続してなるコンバータ部と直流
電源部とを有し、自己消弧形半導体素子をスイッチング
動作させて交流電源に電力を回生する電力回生装置にお
いて、前記コンバータ部から交流電源への回生電力を検
出する電流検出器等の回生電力検出手段と、この検出手
段による検出値と前記スイッチング動作を制限するため
の設定値とを比較してリセット信号を出力する比較部
と、自己消弧形半導体素子を交流電源の一周期に１回点
弧させるための駆動信号を生成する駆動部と、駆動部か
ら出力された駆動信号の周期を複数の区間に等分割して
出力する分割部と、分割部の出力信号をラッチし、各区
間ごとに前記リセット信号によりリセットした信号を自
己消弧形半導体素子に対するスイッチング信号として出
力するラッチ部とを備えたものである。
【０００７】なお、前記分割部は、駆動信号の周期を２
区間に等分割するか、あるいは３または４区間に等分割
することが望ましい。
区間に等分割するか、あるいは３または４区間に等分割
することが望ましい。
【０００８】
【作用】本発明では、自己消弧形半導体素子を交流電源
の一周期に１回点弧させるための駆動信号の周期が、分
割部により複数区間に等分割されてラッチ部にラッチさ
れる。これらの各区間において、回生電力の検出値が制
限動作設定値を上回ると比較部からリセット信号が出力
され、このリセット信号がラッチ部に加えられて駆動信
号が各区間でリセットされる。これにより、ラッチ部か
らは周波数が抑制されたスイッチング信号が出力され、
このスイッチング信号が自己消弧形半導体素子に加えら
れる。
の一周期に１回点弧させるための駆動信号の周期が、分
割部により複数区間に等分割されてラッチ部にラッチさ
れる。これらの各区間において、回生電力の検出値が制
限動作設定値を上回ると比較部からリセット信号が出力
され、このリセット信号がラッチ部に加えられて駆動信
号が各区間でリセットされる。これにより、ラッチ部か
らは周波数が抑制されたスイッチング信号が出力され、
このスイッチング信号が自己消弧形半導体素子に加えら
れる。
【０００９】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１はこの実施例の回路構成を示すもので、電力回
生装置１００は三相交流電源２００に接続されている。
電力回生装置１００において、ダイオード１０２が逆並
列接続された自己消弧形半導体素子１０１は三相交流電
源２００に対しブリッジ接続され、その全体でコンバー
タ部１０３が構成されている。このコンバータ部１０３
の直流側両端子間には、直流電源部として平滑用の電解
コンデンサ１０４が接続される。なお、電力回生装置１
００の直流側には、例えばインバータを介して交流電動
機等の負荷が接続されているが、便宜上、これらの図示
は省略してある。
る。図１はこの実施例の回路構成を示すもので、電力回
生装置１００は三相交流電源２００に接続されている。
電力回生装置１００において、ダイオード１０２が逆並
列接続された自己消弧形半導体素子１０１は三相交流電
源２００に対しブリッジ接続され、その全体でコンバー
タ部１０３が構成されている。このコンバータ部１０３
の直流側両端子間には、直流電源部として平滑用の電解
コンデンサ１０４が接続される。なお、電力回生装置１
００の直流側には、例えばインバータを介して交流電動
機等の負荷が接続されているが、便宜上、これらの図示
は省略してある。
【００１０】コンバータ部１０３と電解コンデンサ１０
４との間の直流中間回路には、回生電力検出部としての
電流検出器１０５が接続されており、この電流検出器１
０５による回生電流検出値は比較部１０６に入力されて
いる。比較部１０６には制限動作設定部１０７からの制
限動作設定値が入力されており、この設定値と電流検出
値との比較結果である比較部１０６の出力信号がリセッ
ト信号Ａとしてラッチ部１０８に入力されている。
４との間の直流中間回路には、回生電力検出部としての
電流検出器１０５が接続されており、この電流検出器１
０５による回生電流検出値は比較部１０６に入力されて
いる。比較部１０６には制限動作設定部１０７からの制
限動作設定値が入力されており、この設定値と電流検出
値との比較結果である比較部１０６の出力信号がリセッ
ト信号Ａとしてラッチ部１０８に入力されている。
【００１１】一方、１０９は三相交流電源２００に同期
した信号を生成する変換部であり、前記同期信号はベー
ス駆動部１１０に入力される。ベース駆動部１１０で
は、前記半導体素子１０１を各々交流電源２００の一周
期に１回点弧させるためのベース駆動信号が生成され
る。これらのベース駆動信号は周波数てい倍回路等から
なる分割部１１１に入力され、正常運転時のスイッチン
グ周期Ｔが二等分割または三等分割あるいは四等分割さ
れる。
した信号を生成する変換部であり、前記同期信号はベー
ス駆動部１１０に入力される。ベース駆動部１１０で
は、前記半導体素子１０１を各々交流電源２００の一周
期に１回点弧させるためのベース駆動信号が生成され
る。これらのベース駆動信号は周波数てい倍回路等から
なる分割部１１１に入力され、正常運転時のスイッチン
グ周期Ｔが二等分割または三等分割あるいは四等分割さ
れる。
【００１２】そして、分割部１１１の出力信号がラッチ
部１０８に入力されてラッチされ、ラッチ部１０８で
は、比較部１０６からのリセット信号Ａにより各区間ご
とにベース駆動信号のリセットを行う。このラッチ部１
０８の出力信号により各半導体素子１０１をスイッチン
グする。
部１０８に入力されてラッチされ、ラッチ部１０８で
は、比較部１０６からのリセット信号Ａにより各区間ご
とにベース駆動信号のリセットを行う。このラッチ部１
０８の出力信号により各半導体素子１０１をスイッチン
グする。
【００１３】以下、この実施例の動作を図１及び図２を
参照しつつ説明する。まず、あるアームの半導体素子１
０１についてのベース駆動信号が分割器１１１に入力さ
れ、正常運転時のスイッチング周期Ｔが例えば二等分割
されて図２に示すように周期がＴ／２である２つの区間
が生成される。本来のベース駆動信号は、これらの各区
間において１つづつ存在しており、これらのベース駆動
信号はラッチ部１０８によりラッチされている。
参照しつつ説明する。まず、あるアームの半導体素子１
０１についてのベース駆動信号が分割器１１１に入力さ
れ、正常運転時のスイッチング周期Ｔが例えば二等分割
されて図２に示すように周期がＴ／２である２つの区間
が生成される。本来のベース駆動信号は、これらの各区
間において１つづつ存在しており、これらのベース駆動
信号はラッチ部１０８によりラッチされている。
【００１４】制限動作時には、回生電流検出値が制限動
作設定値を越えた際に出力される比較部１０６からのリ
セット信号Ａがラッチ部１０８に入力され、図２の時刻
ｔ1，ｔ2においてベース駆動信号がリセットされる。こ
の結果、図示されるような半導体素子スイッチング信号
がラッチ部１０８から出力され、このスイッチング信号
によって半導体素子１０１がスイッチングされることに
なる。
作設定値を越えた際に出力される比較部１０６からのリ
セット信号Ａがラッチ部１０８に入力され、図２の時刻
ｔ1，ｔ2においてベース駆動信号がリセットされる。こ
の結果、図示されるような半導体素子スイッチング信号
がラッチ部１０８から出力され、このスイッチング信号
によって半導体素子１０１がスイッチングされることに
なる。
【００１５】つまり、制限動作時のスイッチング周波数
は、正常運転時のスイッチング周波数に対したかだか等
分割数を乗じたものとなり、二等分割時には制限動作時
のスイッチング周波数が最小、すなわちスイッチング損
失が最小になるのが明らかである。なお、発明者らの鋭
意研究によれば、三等分割または四等分割程度までは制
限動作時のスイッチング周波数を従来技術（例えば図３
参照）に比べて小さくできるため、ある程度のスイッチ
ング損失の低減が可能である。
は、正常運転時のスイッチング周波数に対したかだか等
分割数を乗じたものとなり、二等分割時には制限動作時
のスイッチング周波数が最小、すなわちスイッチング損
失が最小になるのが明らかである。なお、発明者らの鋭
意研究によれば、三等分割または四等分割程度までは制
限動作時のスイッチング周波数を従来技術（例えば図３
参照）に比べて小さくできるため、ある程度のスイッチ
ング損失の低減が可能である。
【００１６】ここで、本発明は単相の電力回生装置にも
適用可能である。更に、コンバータ部を構成する自己消
弧形半導体素子はＧＴＯサイリスタであって良いのは勿
論である。
適用可能である。更に、コンバータ部を構成する自己消
弧形半導体素子はＧＴＯサイリスタであって良いのは勿
論である。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、自己消弧
形半導体素子を交流電源の一周期に１回点弧させるため
の駆動信号の周期が、分割部により複数区間に等分割さ
れてラッチされ、これらの各区間において、回生電力の
検出値が制限動作設定値を上回るとラッチされている駆
動信号がリセットされる。この結果、従来よりも周波数
が抑制されたスイッチング信号が生成され、このスイッ
チング信号により自己消弧形半導体素子が駆動されるの
で、スイッチング周波数の低減によりスイッチング損失
ひいては発熱量の減少が可能であり、冷却装置の小型化
による装置全体の小形軽量化、低価格化が可能になる。
形半導体素子を交流電源の一周期に１回点弧させるため
の駆動信号の周期が、分割部により複数区間に等分割さ
れてラッチされ、これらの各区間において、回生電力の
検出値が制限動作設定値を上回るとラッチされている駆
動信号がリセットされる。この結果、従来よりも周波数
が抑制されたスイッチング信号が生成され、このスイッ
チング信号により自己消弧形半導体素子が駆動されるの
で、スイッチング周波数の低減によりスイッチング損失
ひいては発熱量の減少が可能であり、冷却装置の小型化
による装置全体の小形軽量化、低価格化が可能になる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図２】図１の実施例における制限動作設定値と検出値
及びスイッチング信号の関係を示す波形図である。
及びスイッチング信号の関係を示す波形図である。
【図３】従来の制限動作設定値と検出値及びスイッチン
グ信号の関係を示す波形図である。
グ信号の関係を示す波形図である。
１００ 電力回生装置 １０１ 自己消弧形半導体素子 １０２ ダイオード １０３ コンバータ部 １０４ 電解コンデンサ １０５ 電流検出器 １０６ 比較部 １０７ 制限動作設定部 １０８ ラッチ部 １０９ 変換部 １１０ ベース駆動部 １１１ 分割部 ２００ 三相交流電源 Ａ リセット信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/797 H02J 5/00 H02M 7/48
Claims (3)
- 【請求項１】 ダイオードを逆並列接続した自己消弧形
半導体素子をブリッジ接続してなるコンバータ部と、こ
のコンバータ部に接続された直流電源部とを有し、自己
消弧形半導体素子をスイッチング動作させて交流電源に
電力を回生する電力回生装置において、 前記コンバータ部から交流電源への回生電力を検出する
手段と、 この検出手段による検出値と前記スイッチング動作を制
限するための設定値とを比較してリセット信号を出力す
る比較部と、 自己消弧形半導体素子を交流電源の一周期に１回点弧さ
せるための駆動信号を生成する駆動部と、 この駆動部から出力された駆動信号の周期を複数の区間
に等分割して出力する分割部と、 この分割部の出力信号をラッチし、各区間ごとに前記リ
セット信号によりリセットした信号を自己消弧形半導体
素子に対するスイッチング信号として出力するラッチ部
と、 を備えたことを特徴とする電力回生装置。 - 【請求項２】 分割部が、駆動信号の周期を２区間に等
分割する請求項１記載の電力回生装置。 - 【請求項３】 分割部が、駆動信号の周期を３または４
区間に等分割する請求項１記載の電力回生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34311992A JP3240721B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 電力回生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34311992A JP3240721B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 電力回生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06169579A JPH06169579A (ja) | 1994-06-14 |
| JP3240721B2 true JP3240721B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=18359079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34311992A Expired - Fee Related JP3240721B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 電力回生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3240721B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP34311992A patent/JP3240721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06169579A (ja) | 1994-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mokrytzki | Pulse width modulated inverters for ac motor drives | |
| US4489371A (en) | Synthesized sine-wave static generator | |
| US4736148A (en) | AC motor control method and its control apparatus | |
| JP3237719B2 (ja) | 電力回生制御装置 | |
| Chung et al. | New current source inverters with DC-side commutation and load-side energy recovery circuit | |
| JP7494321B2 (ja) | 三相３レベルインバータの駆動制御装置および駆動制御方法 | |
| JPH06169579A (ja) | 電力回生装置 | |
| JP3341004B2 (ja) | パルス幅変調方式インバータの制御装置 | |
| Cho et al. | A new current source inverter with simultaneous recovery and commutation | |
| JPH06165582A (ja) | インバータ装置 | |
| JPH0669316B2 (ja) | 電力変換装置の電力回生制御回路 | |
| JP3413189B2 (ja) | パルス幅変調方式インバータの制御装置 | |
| JP2762003B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP2549101B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH08228489A (ja) | 電力変換器の制御装置 | |
| JPH082183B2 (ja) | 直列ｎ重インバータの制御方法 | |
| JPH07222462A (ja) | 電力変換装置 | |
| JP2752189B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPS5826587A (ja) | 直流エレベ−タ−の制御装置 | |
| JP3251805B2 (ja) | Ｎｐｃインバータ装置及びその制御方法 | |
| JP3019554B2 (ja) | Ｇｔｏサイリスタインバータ | |
| Cho | New Current Source Inverters with DC-side Commutation and Load-Side Energy Recovery Circuit | |
| JP3221941B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH11220885A (ja) | 共振形電力変換装置 | |
| JPS6116794Y2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010918 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081019 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091019 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |