JPH02307366A - 可変電圧・可変周波数電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、小型単相誘導電動機の速度制御やコンピュ
ータ等に用いる可変電圧・可変周波数電源装置、特にこ
の入力電流波形や出力電力波形の改善に関するものでお
る。

〔従来の技術〕

第２図は例えは特開昭６８−８１４１７６号公報に示さ
れ次従来の電源装置りを示す回路図であり、肉において
、（均はコンバータ回路であり、スイッチング回路（３
）が直列接続することによって形成されている。

このスイッチング回路（３）は、例えはトランジスタ、
あるいはＦ’ＥＴなどのスイッチング素子（３ｔ）とこ
のコレクタおよびエミッタ間を接続するフライホイール
ダイオードなどの整流素子（８ｄ）によって構成されて
いる。

（Ｂ）は、コンバータ回路（Ｄ）に並列接続された平滑
回路である。平滑回路（Ｂ）は２個の平滑コンデンサ（
２）が直列接続されて形成場れている。

■は平滑回路中）に接続され次インバータ回路で、２個
の直列接続され九スイッチング回路（３）から形成でれ
ている。

このスイッチング回路（３）は、例えばトランジスタ、
ろるいはＦ’ＥＴ等のスイッチング素子（８ｔ）と、こ
のコレクタおよびエミッタ間を接続するフライホイール
ダイオードなどの整流素子（８ｄ）によって構成δれて
いる。

そして、単相交流電圧の電力入力部（５）の一方は、コ
ンバータ回路（Ｄ）の２つのスイッチング回路（３）の
中間部に接続される。

１九、電力出力部（６）の一方は、インバータ回路（均
の２つのスイッチング回路（３）の中間部に接続式れる
。

そして、電力入力部（５）の他方と、電力出力部（６）
の他方は一本の接続線によって接続されている。

この接続線はアースされるとともに、スイッチ（４）を
介し、平滑回路中）の２つのコンデンサ（２）の中間部
に接続されている。

次に動作について説明する。

単相交流電圧は電力入力部（５）から入力でれるが、こ
の電力入力部（５）の一方は電力出力部（６）の一方と
一本の接続線によＶ接続されている。そして、この接続
線はアースされている几め、所定の電位に保持されてい
る。

電力入力部（５）のもう一方は、接続線によジコンバー
タ回路（功の２つのスイッチング回路（３）の中間部に
接続式れている。

そして、スイッチング回路（３）のスイッチング素子（
８ｔ）？スイッチングすることによって電流は一方向に
向けて整流されて流れる。そして、このようにして得ら
れ九大きなリップル分を含む直流電圧は、平滑回路中）
によって平滑化される。これによってリップル分が数％
以下の直流電圧が得られる。

この直流電圧に、インバータ回路■によって所定の電圧
２周波数の交流電力に変換式れる。このインバータ回路
■におけるスイッチングは、例えば次のようなＰＷＭｉ
ｔｉＩＪＱによって行う。このＰＷＭ制御は、スイッチ
ング素子（８ｔ）のベースに印加するパルスの幅を変調
制御することによりて、所定の電圧１周波数の交流電力
を得る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の可変電圧・可変周波数電源装置ｉｌｉは、以上の
ように構成されている几め入力電圧を外圧することがで
きず、よって入力電圧と同等の出力電圧を得ることがで
きず応用性に欠ぐるなどの課題がめった。

この発明は、と記のような課題全解消するためにな嘔れ
友もので、入力電圧と同等の出力電圧金得ることができ
る可変電圧・可変周波数電源装置を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決する友めの手段〕

この発明に係る可変電圧・可変周波数電源装置に、入力
される交流電力全コンバータ回路によって直流電力に交
換し、この直流電力全平滑回路によって平滑し、これ全
インバータ回路によって所定の交流電力に変換する電源
装置であり、コンバータ回路を整流素子およびスイッチ
ング素子からなるスイッチング回路を少なくとも２個直
列接続することによりて構成し、平滑回路全コンデンサ
を少なくとも２個直列接続することによって構成し、イ
ンバータ回路を整流素子およびスイッチング素子からな
るスイッチング回路を少なくとも２個直列接続すること
によって構成するとともに、一対の交流電力入力部の一
方全コンバータ回路ｔ−構成するスイッチング回路間に
リアクトＩｖヲ介して接続し、一対の交流電力出力部の
一方をインバータ回路を構成するスイッチング回路間に
接続し、交流電力入力部の他方と、交流電力出力部の他
方全共通線で接続し、芒らに一方を上記平滑回路のコン
デンサ間に接続し他方をと記共通線に接続したものであ
る。

〔作　用〕

この発明における可変電圧・可変周波数電源装置ハ、一
対の交流電力入力部の一方をコンバータ回路の２個のス
イッチング回路間に接続する。

これによりて、入力された交流電力が整流堰れ、直流電
圧に変換される。

この直流電圧は平滑回路によって平滑化される。

そして、この平滑化−ｇｆｌｌ直流電圧がインバータｌ
１ａｌ路によって所定の交流電圧に変換される。

この変換はインバータ回Ｗ＆を構成するスイッチング回
路のスイッチング制御によって行われる。

ここで、電力の入力部の一方と出力部の一方はｌｌｃ接
捩続されている。

この几め、１記変換にこの入出力共通側に対して行われ
、回路は半ブリツジ構成となる。

さらに、一対の交流電力入力部の一方をコンバータ回路
の２つのスイッチング回路ｔ−ｍ続する中間部にリアク
）Ａ／’＠介して接続されて−ることによって、直流の
端子電圧を外圧する。

〔発明の冥施例〕

第１図にこの発明の一冥施例を示す回路図であり、図ｔ
ζおいて、（Ｄ）はコンバーク回路でめり、スイッチン
グ回路′（３）が直列接続することによって形成されて
いる。

このスイッチング回路（３）は、例えばトランジスタ、
めるい（４Ｆ　Ｅ　Ｔなどのスイッチング素子（８ｔ）
とこのコレクタおよびエミッタ間ｔ−接続するフフイホ
イー／Ｉ／ｐイオードなどの整流素子（８ｄ）によって
構成されている。

（均は、コンバータ回路０に並列接続はれた平滑回路で
６る。平滑回路（Ｂ）は２個の平滑コンデンサ（２）が
直列接続されて形成てれている。

（均は平滑口＃＆（Ｂ）に接続されたインバータ回路で
、２個の直列接続式れ九スイッチング回′＃！？（３）
から形成嘔れている。

このスイッチング回路（３）は、例えはトランジスタ、
あるいはＦ’　Ｅ　Ｔ等のスイッチング素子（８ｔ）と
、このコレクタおよびエミッタ間を接続するフライホイ
ールダイオードなどの整流素子（８ｄ）によって綱成嘔
れている。

そして、単相交流電圧の電力入力５（５）の一方は、コ
ンバータ回路（Ｄｉの２つのスイッチング回ｉｆ！　（
３）の中間部にリアクト／Ｌ’（ロ）を介して接続式れ
る。

１７ｔ、電力出力部（６）の一方は、インバータ回路（
均の２つのスイッチング回路（３）の中間部に接続され
る。

そして、電力入力ｆ！６（５）の他方と、電力出力部（
６）の他方は一本の接続線によって接続されている。

この接続線はアースされるとともに、スイッチ（４）を
介し、平滑回路（Ｂ）の２つのコンデンサ（２）の中間
部に接続されている。

次に動作について説明する。

単相交流電圧は電力入力部（５）から入力されるが、こ
の電力人力１１ｓ（５）の一方は電力出力５（６）の一
方と一本の接続線により接続式れている。そして、この
接続線はアースされている友め、所定の電位に保持石れ
て−る。

電力入力部（５）のもう一方は、接続線によりコンバー
タ回路０の２つのスイッチング回路（３）の中間部にリ
アクトραηを介して接続されている。

そして、スイッチング回路（３）のスイッチング素子（
８ｔ）ｔ−スイッチングすることによって電流は一方向
に向けて整流でれて流れる。そして、このようにして得
られた大きなリップμ分を含む直流電圧は、平滑回路（
Ｂ）によって平滑化される。これによってリップμ分が
数％以下の直流電圧が得られる。

この直流電ＥＥは、インバータ回路■によって所定の電
圧９周波数の交流電力に変換される。このインバータ回
路■におけるスイッチングは、例えば次のようなＰＷＭ
ｌｌｊｌｌによりて行う。このＰＷＭ制ａは、スイッチ
ング素子（３りのベースに印加するパルスの幅を変調制
御することによりて、所定の電圧２周波数の交流電力を
得る。

上述の回路は、入力側と出力側との両方から見て全く同
一の構成ｔ−有している。１几、スイッチング素子（８
ｔ）は電流に対して両方向性でろるので、インバータに
もコンバータにもな９得る。そこで入力側に電源（８）
ｔ−接続し出力側に負ｉｆｆ　（９）側を接続した場合
に、負荷（９）側から電源（８）側に電力を送る電力回
生が可能となる。

まｔ、上記リアクトραηとコンバータ回路（Ｄ）のス
イッチング回路（３）とによって公知技術でおる外圧チ
ッッパの原理により直流の端子電圧を外圧することがで
き、必要な直流電圧に昇圧することによって入力電圧と
同一るるいはそれ以との出力電圧を得ることができる。

さらに、と記回路構成上のスイッチ（４）は、通常のコ
ンバータ回路Φ）、インバータ回路（Ｅでの直流電圧を
交流電圧に変換する場合についてはＯＮとし、特別なケ
ースとしてと記コンバータ回路ρ）、インバータ回路（
Ｅ）ｔ−コントロールさせない場合やスイッチング回路
（３）のスイッチング素子（８ｔ）が壊れｔ場合などに
は、上記スイッチ（４）ｔ−ＯＦＦとする。

なお、上記実施例においては、フライホイールダイオー
ド付きトランジスタとして、パイボーフ型トランジスタ
金示したが、ＭＯ８ＦＥＴ型トランジスタでも良く、さ
らにこれらに変わる同一動作可能な素子であっても良い
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の可変電圧・可変周波数電源装
置によれば、コンバータ回路を構成するスイッチング回
路間にリアクトルを介して接続し九ので、上記リアクト
ルによって外圧することができ、入力電圧と同一出力電
圧を得ることができるとともに、必要な直流電圧に外圧
することによって入力電圧と同一あるいはそれ以との出
力電圧を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる可変電圧・可変周
波数電源装置を示す回路図、第２図は従来の可変電圧・
可変周波数電源装ｍｔ−示す回路図である。 図において、（２）はコンデンサ、（３）はスイッチン
グ回路、（３ｔ）はスイッチング素子、（３ｄ）に整流
素子、αηはりアクドル、φ）に平滑回路、（Ｄ）はコ
ンバータ回路、■はインバータ回路である。 なお、図中同一符号は同一、ま几は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流電力が入力され、これを直流電力に変換するコンバ
   ータ回路と、この直流電力を平滑する平滑回路と、この
   直流電力を所定の交流電力に変換するインバータ回路を
   有する電源装置において、上記コンバータ回路は、整流
   素子およびスイッチング素子からなるスイッチング回路
   を少なくとも２個直列接続することによって構成し、 上記平滑回路は、コンデンサを少なくとも２個直列接続
   することによって構成し、 上記インバータ回路は、整流素子およびスイッチング素
   子からなるスイッチング回路を少なくとも２個直列接続
   することによつて構成し、 交流電力入力部の一方を上記コンバータ回路を構成する
   スイッチング回路間にリアクトルを介して接続し、 交流電力出力部の一方を上記インバータ回路を構成する
   スイッチング回路間に接続し、 上記交流電力入力部の他方と、上記交流電力出力部の他
   方を共通線で接続し、さらに一方を上記平滑回路のコン
   デンサ間に接続し他方をこの共通線に接続したことを特
   徴とする可変電圧・可変周波数電源装置。