JPH0454873A - 電力変換装置 - 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〕 本発明は、電動機を負荷とした直流電圧を昇降圧してイ
ンバータを駆動する電力変換器に関する。

〔従来の技術〕

第２図は従来技術による電力変換装置の一例を示す。第
２図において１は電源２はリアクトル６は平滑コンデン
サ７は負荷のモータ３は４つのスイッチング素子３０〜
３３と４つのダイオード４０〜４３からなる整流回路と
その入力側に接続されたりアクドル２から構成されるコ
ンバータ部、４はスイッチング素子３４〜３９と４つの
ダイオード４４〜４９とから構成されるインバータ部、
８はコンバータ部３とインバータ部４のスイッチングを
制御する制御回路、９は運転周波数指令である口 次に動作について説明する。

コンバータ部３では入力電流し、直流電圧■ｄｅが印加
され、電源電圧のゼロクｐス信号が制御回路８に入力さ
れ入力電流が正弦波状となり、かつ直流電圧が負荷７の
モータのＶ／ＦｆＦ性と運転周波数指令９によりてあら
かじめ決められた直流電圧指令値に等しくなるように制
御回路８でスイッチング素子３０〜３３のスイッチング
が制御されている。

インバータ部４では運転周波数指令９に対応したＰＷＭ
　／”ターンにより制御回路８でスイッチング素子３４
〜３９が制御され、負荷７を駆動している。

〔発明が解決しようとする課題〕

モータを低速域で運転するためには、モータのＶ／１’
特性を満足するために低電圧が必要となる。

しかしながら従来のコンバータにおいてはスイッチング
素子のスイッチングの制御によって、入力電流は正弦波
状に制御されると同時にリアクトルの昇圧作用により直
流電圧は昇圧されている。

よって、直流電圧が最低となるのは、スイッチングを行
なわない時でｌ）出力電圧は全波整流した電圧値以下に
は下げることができなかった。またその時には、入力電
流を正弦波状にすることもできなかった。

ゆえに、モータのり特性を満足させるためには、インバ
ータ部で電圧を低く制御しなければならなかった。

第３図に正弦波・三角波比較法によるＰＷＭパターン発
生法を示す。

三角波の振幅を１とすれば、正弦波■、■の振幅は電圧
制御率Ａｆ１　＋　Ａｌ１となる。ｂ）図Ｃ）図はａ）
図においてそれぞれ正弦波■、■に対する溝パターンで
ある。低い電圧を発生させるＫは電圧制御率をν２の様
にＩトさくとらなければならず丙睨波形はノ々ルス幅の
狭い高周波を多く含んだものとなり、モータ効率がよく
、電磁騒音の少ない最適１？ターンを作成できなかった
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る電力変換器は、コンバータ部とインバー
タ部の間に降圧チ１ツバが接続されこの降圧チ曹ツバの
入力側と出力側に平滑用のコンデンサが接続されており
この降圧チ田ツ／４’を構成するスイッチング素子及び
リアクトル部分をう回するように開閉器が接続されてい
る。

この開閉器は直流電圧指令値に対応して昇圧時にはオン
、降圧時にはオフするように制御され、また開閉器のオ
ン、オフ動作は降圧チョッパのスイッチング素子がオン
の時に動作するように制御されている。

〔作用〕

この発明における電力変換装置は、コンバータ出力電圧
と、運転周波数指令によりて決まる直流電圧指令値とを
比較し、比較の結果降圧チ冒ツバで降圧することが必要
のない時には、降圧チ冒ツ／４’の動作を止めかつ開閉
器をオンにすることでスイッチング素子のオン抵抗損失
とりアクドルの損失をなくすとともに、コンバータ部に
おいて入力電流を正弦波状にしかつコンバータ出力電圧
を直流電圧指令値が等しくなるように制御回路で制御す
る。そして降圧チｌツノセで降圧が必要な時には、降圧
部で開閉器をオフし、直流電圧出力が直流電圧指令値と
なるよ５に降圧チｍツバのスイッチングを制御するとと
もにコンバータ部で入力電流を正弦波状になるように制
御回路で制御する。また開閉器のオン、オフはスムーズ
に行われるように降圧チ冒ツバのスイッチング素子がオ
ンの時に行うものである。

〔実施例〕

第１図は、本発明の実施例に係る電力変換装置の概略図
である。

従来例に係る第２図に示したものと同一部位は同一符号
を付し説明を略す。

５１Ｆｉスイッチング素子、５２はリアクトル。

５３はダイオード、５４／ｄ開閉器、６′は平滑コンデ
ンサ、５５はスイッチング素子５１．リアクトル５２．
ダイオード５３から構成される降圧チ１ッ／ｅ、ｓｕ、
降圧チｌツノや５５を構成するスイッチング素子５ノと
りアクドル６２をう回するように接続された開閉器５４
と降圧チ璽ツＡ５５とから構成される降圧部であり、降
圧部５０入力側に平滑コンデンサ６′、出力側に平滑コ
ンデンサ６が接続されている。

次に動作について説明する。

コンバータ部３では、従来例と同様に制御回路８で入力
電流が正弦波状となりかつ直流電圧が負荷７のモータの
Ｖ／Ｔ特性と運転周波数指令９によりてあらかじめ決ま
る直流電圧指令値と等しくなるようにスイッチング素子
３０〜３３のスイッチングが制御されている。

しかしコンバータ部３だけでは直流電圧を全波整流した
電圧以下にはすることはできないので降圧チ冒ツバ５５
によシ降圧させている。

入力電流を正弦波状にするために生じる昇圧されたコン
バータ出力電圧と直流電圧指令値とを比較し、降圧の必
要のない時には、降圧チ璽ツバ５５のスイッチング素子
６１の動作を止めかつ開閉器６４をオンにする。これＫ
よシスイツチング素子５１とりアクドル５２がう回され
スイッチング素子５Ｊのオン抵抗損失とりアクドル５２
の損失がなくなり、コンバータ部３０作用だけがインバ
ータ部４に伝達されるように制御回路８で制御されてい
る。

降圧の必要な時には％開閉器５４をオフして。

コンバータ部３０作用によ少入力電流を正弦波化すると
ともに、降圧チョッノ臂５５のスイッチング素子５ノの
スイッチング作用により直流電圧が降圧され、インバー
タ部に伝達されるように制御回路８で制御されている。

また開閉器のオン・オフ動作は、スムーズに行なわれる
ようにスイッチング素子５ノがオンの時に行なわれる。

第２の実施例として、コンバータ部を第４図の様な構成
にしても同様な効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように降圧チ■ツバをインバータとコンバータの
間に挿入することで入力電流を正弦波状にしたままで降
圧作用を付加することができ、直流電圧を低圧から高圧
まで制御できる。よってインバータでの電圧制御が必要
なく、インバータでは第３図■のようなモータに対して
最適な魔パターンを使うことができ、モータ効率の向上
や電磁音の低減が図れる。

また降圧部の開閉器の制御によシ、昇圧時には必要のな
い降圧ナツツ／４回路をう回させ、降圧チ覆ツΔ部のス
イッチング素子のオン抵抗とりアクドルの損失をなくす
ことができ、効率の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る電力変換装置の概
略図であり、第２図は従来の電力変換装置の概略図であ
り、第３図はインバータのＰＷＭ　／＋ターンの概略図
であり、第４図は本発明の第２の実施例に係る電力変換
装置の概略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流電源に接続された昇圧制御及び力率制御機能を有す
   るコンバータ部と前記コンバータ部の直流を交流に変換
   するインバータ部と前記コンバータ部と前記インバータ
   部とを制御する制御回路とから構成される電力変換装置
   において、 前記コンバータ部と前記インバータ部の間に、スイッチ
   ング素子、リアクトル、ダイオードから構成される降圧
   チョッパを接続し、前記降圧チョッパの入力側及び出力
   側に平滑コンデンサを接続し、前記降圧チョッパの入力
   側と出力側を短絡するように開閉器を接続し、この開閉
   器を直流電圧指令値に対応して昇圧時にはオン、降圧時
   にはオフすることを特徴とする電力変換装置。