JPH0530758A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH0530758A JPH0530758A JP3174980A JP17498091A JPH0530758A JP H0530758 A JPH0530758 A JP H0530758A JP 3174980 A JP3174980 A JP 3174980A JP 17498091 A JP17498091 A JP 17498091A JP H0530758 A JPH0530758 A JP H0530758A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １台の直流電源装置で電力変換装置の全コン
デンサの初期充電を可能とし、そのための時間の短縮を
図る。 【構成】 自励変換器と他励変換器とを逆並列接続して
構成される変換器ユニットに対し、そのエネルギー吸収
用として設けられるクリッパ回路のコンデンサＣａ，Ｃ
ｂ，Ｃｃは変換器ユニット起動時には初期充電しておく
必要があるので、ここでは１台の直流電源装置１０と、
個別のスイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｃにて実現するこ
とにより小型化，低コスト化を図り、充電時間を短縮す
る。
デンサの初期充電を可能とし、そのための時間の短縮を
図る。 【構成】 自励変換器と他励変換器とを逆並列接続して
構成される変換器ユニットに対し、そのエネルギー吸収
用として設けられるクリッパ回路のコンデンサＣａ，Ｃ
ｂ，Ｃｃは変換器ユニット起動時には初期充電しておく
必要があるので、ここでは１台の直流電源装置１０と、
個別のスイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｃにて実現するこ
とにより小型化，低コスト化を図り、充電時間を短縮す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自励変換器と他励変換
器とを互いに逆並列接続して構成される電力変換装置、
特にクリッパ回路のコンデンサ初期充電回路を備えた電
力変換装置に関する。
器とを互いに逆並列接続して構成される電力変換装置、
特にクリッパ回路のコンデンサ初期充電回路を備えた電
力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は例えば特開昭６１−１７７１６
７号公報に示される３相電力変換装置の一般的な主回路
構成図である。同図において、１は３相交流電源、２ａ
〜２ｃはスイッチ、３ａ〜３ｃは変圧器、４ａ〜４ｃは
他励変換器、５ａ〜５ｃは自励変換器、６は負荷であ
る。ここで、例えばａ相の変換器は、ＧＴＯサイリスタ
等の自己消弧可能な可制御電気弁からなる自励変換器５
ａと、サイリスタの如く自己消弧できない可制御電気弁
からなる他励変換器４ａとを互いに逆並列接続した可逆
ブリッジ整流器で構成される。これはｂ相，ｃ相の変換
器も同様である。また、Ｐａ，Ｎａはａ相変換器（４
ａ，５ａ）の出力端子を示し、Ｐｂ，Ｎｂはｂ相、Ｐ
ｃ，Ｎｃはｃ相の出力端子をそれぞれ示している。各相
変換器の一方の出力端（他励変換器の負極性側）Ｎａ，
Ｎｂ，Ｎｃは互いに接続されて中性点Ｎ0 となるととも
に、他の端子Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃは負荷６の端子ａ，ｂ，
ｃにそれぞれ接続される。なお、自励変換器を構成する
自己消弧スイッチ素子には、これがターンオフしたとき
のアノード電圧の立ち上がりを抑制するためのスナバ回
路、また他励変換器を構成するスイッチ素子には、これ
がターンオフしたときに発生する急峻な飛躍逆電圧を抑
制するためのスナバ回路がそれぞれスイッチ素子のアノ
ードとカソードとの間に接続されるが、これらスナバ回
路は簡単のためここでは省略している。
７号公報に示される３相電力変換装置の一般的な主回路
構成図である。同図において、１は３相交流電源、２ａ
〜２ｃはスイッチ、３ａ〜３ｃは変圧器、４ａ〜４ｃは
他励変換器、５ａ〜５ｃは自励変換器、６は負荷であ
る。ここで、例えばａ相の変換器は、ＧＴＯサイリスタ
等の自己消弧可能な可制御電気弁からなる自励変換器５
ａと、サイリスタの如く自己消弧できない可制御電気弁
からなる他励変換器４ａとを互いに逆並列接続した可逆
ブリッジ整流器で構成される。これはｂ相，ｃ相の変換
器も同様である。また、Ｐａ，Ｎａはａ相変換器（４
ａ，５ａ）の出力端子を示し、Ｐｂ，Ｎｂはｂ相、Ｐ
ｃ，Ｎｃはｃ相の出力端子をそれぞれ示している。各相
変換器の一方の出力端（他励変換器の負極性側）Ｎａ，
Ｎｂ，Ｎｃは互いに接続されて中性点Ｎ0 となるととも
に、他の端子Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃは負荷６の端子ａ，ｂ，
ｃにそれぞれ接続される。なお、自励変換器を構成する
自己消弧スイッチ素子には、これがターンオフしたとき
のアノード電圧の立ち上がりを抑制するためのスナバ回
路、また他励変換器を構成するスイッチ素子には、これ
がターンオフしたときに発生する急峻な飛躍逆電圧を抑
制するためのスナバ回路がそれぞれスイッチ素子のアノ
ードとカソードとの間に接続されるが、これらスナバ回
路は簡単のためここでは省略している。
【０００３】自己消弧可能なスイッチ素子にて構成され
る自励変換器では一般に、スイッチ素子のターンオフに
より電源回路や負荷回路のインダクタンスを流れる電流
をしゃ断するため、この回路インダクタンスに蓄積され
たエネルギーによりスイッチ素子に過大な電圧が印加さ
れるが、この電圧がスイッチ素子の定格を越えるとスイ
ッチ素子は破壊してしまう。そこで、このような過電圧
からスイッチ素子を保護するために、この種の電力変換
装置には上記蓄積エネルギーを吸収するためのコンデン
サ，ダイオードおよび抵抗からなるクリッパ回路が設け
られる。図１１にかかるクリッパ回路付電力変換装置の
構成を示す。これは、図１０に示す３相電力変換装置主
回路の１相分にクリッパ回路７を付加して構成したもの
で、このクリッパ回路７はダイオードＤ１〜Ｄ６からな
るブリッジ整流器と、このブリッジ整流器の出力（Ｐ
ｋ，Ｎｋ）と電力変換器の出力端（Ｐ，Ｎ）との間に接
続されたダイオードＤ７，Ｄ８と、上記ダイオードブリ
ッジ整流器の出力端（Ｐｋ，Ｎｋ）間に接続されたコン
デンサＣと、このコンデンサＣに並列に接続された放電
抵抗Ｒとから構成され、回路インダクタンスに蓄積され
たエネルギーを吸収する。
る自励変換器では一般に、スイッチ素子のターンオフに
より電源回路や負荷回路のインダクタンスを流れる電流
をしゃ断するため、この回路インダクタンスに蓄積され
たエネルギーによりスイッチ素子に過大な電圧が印加さ
れるが、この電圧がスイッチ素子の定格を越えるとスイ
ッチ素子は破壊してしまう。そこで、このような過電圧
からスイッチ素子を保護するために、この種の電力変換
装置には上記蓄積エネルギーを吸収するためのコンデン
サ，ダイオードおよび抵抗からなるクリッパ回路が設け
られる。図１１にかかるクリッパ回路付電力変換装置の
構成を示す。これは、図１０に示す３相電力変換装置主
回路の１相分にクリッパ回路７を付加して構成したもの
で、このクリッパ回路７はダイオードＤ１〜Ｄ６からな
るブリッジ整流器と、このブリッジ整流器の出力（Ｐ
ｋ，Ｎｋ）と電力変換器の出力端（Ｐ，Ｎ）との間に接
続されたダイオードＤ７，Ｄ８と、上記ダイオードブリ
ッジ整流器の出力端（Ｐｋ，Ｎｋ）間に接続されたコン
デンサＣと、このコンデンサＣに並列に接続された放電
抵抗Ｒとから構成され、回路インダクタンスに蓄積され
たエネルギーを吸収する。
【０００４】図１１において、変換器起動時にはコンデ
ンサＣに蓄えられている電荷は零であるため、主回路側
のスイッチ２を投入した瞬間には、ダイオードＤ１〜Ｄ
６とコンデンサＣを通して変圧器３の２次側回路が短絡
された形となって回路に大きな短絡電流が流れ、機器を
破壊し危険な状態になることがある。そこで、変換器の
電源投入時における充電電流を抑制するための手当てが
必要となる。図１２にクリッパ回路付電力変換装置の初
期充電方式の１例を示す。この図の図１１との相違点
は、ダイオードブリッジ整流器Ｄ１〜Ｄ６の出力端子Ｐ
ｋと、クリッパコンデンサＣとの間に充電電流抑制抵抗
Ｒ0 を設け、これと並列にスイッチＳＷ０を接続した点
である。図１２の起動時の動作波形を図８に示す。な
お、変換器（４，５）の停止時には、図１２の電源スイ
ッチ２およびスイッチＳＷ０はともに開放しておくもの
とする。そして、起動時には電源スイッチ２のみ閉と
し、抵抗Ｒ0 を通してコンデンサＣを充電し、時間Ｔ０
後のコンデンサ電圧が或る程度高くなった時点でスイッ
チＳＷ０を閉とし、抵抗Ｒ0 の両端を短絡して通常運転
に入る。つまり、電源投入直後の或る期間のみコンデン
サの電流抑制抵抗を作用させる方式と言うことができ
る。
ンサＣに蓄えられている電荷は零であるため、主回路側
のスイッチ２を投入した瞬間には、ダイオードＤ１〜Ｄ
６とコンデンサＣを通して変圧器３の２次側回路が短絡
された形となって回路に大きな短絡電流が流れ、機器を
破壊し危険な状態になることがある。そこで、変換器の
電源投入時における充電電流を抑制するための手当てが
必要となる。図１２にクリッパ回路付電力変換装置の初
期充電方式の１例を示す。この図の図１１との相違点
は、ダイオードブリッジ整流器Ｄ１〜Ｄ６の出力端子Ｐ
ｋと、クリッパコンデンサＣとの間に充電電流抑制抵抗
Ｒ0 を設け、これと並列にスイッチＳＷ０を接続した点
である。図１２の起動時の動作波形を図８に示す。な
お、変換器（４，５）の停止時には、図１２の電源スイ
ッチ２およびスイッチＳＷ０はともに開放しておくもの
とする。そして、起動時には電源スイッチ２のみ閉と
し、抵抗Ｒ0 を通してコンデンサＣを充電し、時間Ｔ０
後のコンデンサ電圧が或る程度高くなった時点でスイッ
チＳＷ０を閉とし、抵抗Ｒ0 の両端を短絡して通常運転
に入る。つまり、電源投入直後の或る期間のみコンデン
サの電流抑制抵抗を作用させる方式と言うことができ
る。
【０００５】ところで、クリッパ回路の目的は転流時に
負荷電流通流経路中のインダクタンスに蓄えられたエネ
ルギーを吸収することにあり、そのためにはクリッパ回
路の回路インダクタンスを極力低くしなければならず、
そのためには機器間の配線をできるだけ短くする必要が
ある。しかし、図１２の方式では、通常運転時にはダイ
オードブリッジ整流器の出力端子ＰｋとコンデンサＣと
の間にスイッチＳＷ０が接続されるため、端子Ｐｋとコ
ンデンサＣとの配線長が長くなって配線インダクタンス
の増加が問題となり、クリッパ回路本来の機能が損なわ
れ、変換器の保護ができなくなるおそれがある。図１３
は別の初期充電方式を採用したクリッパ回路付電力変換
装置の例を示す構成図である。同図において、１０は３
相交流電源１０１、スイッチ１０２、変圧器１０３およ
びダイオードブリッジ整流器１０４等からなる直流電源
装置、２０は抵抗、２１はスイッチ、Ｐｄｃは直流電源
装置１０の正極性端子、Ｍｄｃは同じくその負極性端子
である。直流電源装置１０のＭｄｃ端子はクリッパコン
デンサＣの両端子のうち、ダイオード整流器（Ｄ１〜Ｄ
６）のアノードコモン側端子Ｎｋに接続され、直流電源
装置１０のＰｄｃ端子はスイッチ２１および充電電流抑
制抵抗２０を介してコンデンサＣの別の端子（Ｐｋ側端
子）に接続され、その他の点は図１２の方式と同様であ
る。
負荷電流通流経路中のインダクタンスに蓄えられたエネ
ルギーを吸収することにあり、そのためにはクリッパ回
路の回路インダクタンスを極力低くしなければならず、
そのためには機器間の配線をできるだけ短くする必要が
ある。しかし、図１２の方式では、通常運転時にはダイ
オードブリッジ整流器の出力端子ＰｋとコンデンサＣと
の間にスイッチＳＷ０が接続されるため、端子Ｐｋとコ
ンデンサＣとの配線長が長くなって配線インダクタンス
の増加が問題となり、クリッパ回路本来の機能が損なわ
れ、変換器の保護ができなくなるおそれがある。図１３
は別の初期充電方式を採用したクリッパ回路付電力変換
装置の例を示す構成図である。同図において、１０は３
相交流電源１０１、スイッチ１０２、変圧器１０３およ
びダイオードブリッジ整流器１０４等からなる直流電源
装置、２０は抵抗、２１はスイッチ、Ｐｄｃは直流電源
装置１０の正極性端子、Ｍｄｃは同じくその負極性端子
である。直流電源装置１０のＭｄｃ端子はクリッパコン
デンサＣの両端子のうち、ダイオード整流器（Ｄ１〜Ｄ
６）のアノードコモン側端子Ｎｋに接続され、直流電源
装置１０のＰｄｃ端子はスイッチ２１および充電電流抑
制抵抗２０を介してコンデンサＣの別の端子（Ｐｋ側端
子）に接続され、その他の点は図１２の方式と同様であ
る。
【０００６】図９にその起動タイミング図を示す。すな
わち、起動時にはまずスイッチ２１を閉じることによ
り、図１３で直流電源のＰｄｃ端子〜スイッチ２１〜抵
抗２０〜Ｐｋ端子〜コンデンサＣ〜Ｎｋ端子〜直流電源
のＭｄｃ端子なる経路を形成し、コンデンサＣを直流電
源装置１０で充電する。このときの充電電流は、抵抗２
０で制限される。そして、コンデンサ電圧が高くなった
時点Ｔ０でスイッチ２１を開いた後、変換器の交流側主
回路スイッチ２を投入し、通常運転に入る。
わち、起動時にはまずスイッチ２１を閉じることによ
り、図１３で直流電源のＰｄｃ端子〜スイッチ２１〜抵
抗２０〜Ｐｋ端子〜コンデンサＣ〜Ｎｋ端子〜直流電源
のＭｄｃ端子なる経路を形成し、コンデンサＣを直流電
源装置１０で充電する。このときの充電電流は、抵抗２
０で制限される。そして、コンデンサ電圧が高くなった
時点Ｔ０でスイッチ２１を開いた後、変換器の交流側主
回路スイッチ２を投入し、通常運転に入る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
に示す方式では変換器の数だけコンデンサ充電回路が必
要となり、例えば３相１２パルス方式の変換装置では６
台の充電回路が必要となり、設備の大型化，コスト増な
どの問題がある。また、１台の充電回路をスイッチによ
り順次切り換える方式も考えられるが、このようにする
と起動から通常運転に入るまでに時間が掛かるという問
題がある。したがって、本発明の課題は充電回路を１台
とし、しかも起動から通常運転に入るまでの時間を短縮
することにある。
に示す方式では変換器の数だけコンデンサ充電回路が必
要となり、例えば３相１２パルス方式の変換装置では６
台の充電回路が必要となり、設備の大型化，コスト増な
どの問題がある。また、１台の充電回路をスイッチによ
り順次切り換える方式も考えられるが、このようにする
と起動から通常運転に入るまでに時間が掛かるという問
題がある。したがって、本発明の課題は充電回路を１台
とし、しかも起動から通常運転に入るまでの時間を短縮
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、この発明では、自己消弧可能なスイッチ素子に
て構成される自励変換器と、自己消弧できないスイッチ
素子にて構成される他励変換器とを互いに逆並列接続し
て構成される変換器ユニットに対し、ダイオードブリッ
ジ整流器と、その出力端間にそれぞれ並設されるコンデ
ンサおよび抵抗と、前記ダイオードブリッジ整流器の出
力端と自励変換器出力端間に接続されたダイオードとか
らなり、前記自励変換器に蓄積されたエネルギーを吸収
するためのクリッパ回路を付加した電力変換器を複数台
組み合わせて構成される電力変換装置を共通の構成要素
として、 （１）前記電力変換装置の中性点を基準に共通の直流電
源を、共通の抵抗および個別のスイッチを介して前記コ
ンデンサの端子にそれぞれ接続して初期充電を可能にす
る。 （２）前記電力変換装置の中性点を基準に共通の直流電
源を、共通の抵抗および個別のダイオードを介して前記
コンデンサの端子にそれぞれ接続して初期充電を可能に
する。 （３）前記電力変換装置の中性点を基準に共通の直流電
源を、共通の抵抗および個別のダイオードを介して前記
電力変換器の負荷側出力端子にそれぞれ接続して初期充
電を可能にする。 （４）前記電力変換装置の中性点を基準に、直流電源を
抵抗およびスイッチを介して負荷の入力端子のうちのい
ずれか１つに接続して初期充電を可能にする。 （５）前記電力変換装置の中性点を基準に、直流電源を
抵抗およびスイッチを介して負荷の中性点に接続して初
期充電を可能にする。のいずれかとすることを特徴とし
ている。
るため、この発明では、自己消弧可能なスイッチ素子に
て構成される自励変換器と、自己消弧できないスイッチ
素子にて構成される他励変換器とを互いに逆並列接続し
て構成される変換器ユニットに対し、ダイオードブリッ
ジ整流器と、その出力端間にそれぞれ並設されるコンデ
ンサおよび抵抗と、前記ダイオードブリッジ整流器の出
力端と自励変換器出力端間に接続されたダイオードとか
らなり、前記自励変換器に蓄積されたエネルギーを吸収
するためのクリッパ回路を付加した電力変換器を複数台
組み合わせて構成される電力変換装置を共通の構成要素
として、 （１）前記電力変換装置の中性点を基準に共通の直流電
源を、共通の抵抗および個別のスイッチを介して前記コ
ンデンサの端子にそれぞれ接続して初期充電を可能にす
る。 （２）前記電力変換装置の中性点を基準に共通の直流電
源を、共通の抵抗および個別のダイオードを介して前記
コンデンサの端子にそれぞれ接続して初期充電を可能に
する。 （３）前記電力変換装置の中性点を基準に共通の直流電
源を、共通の抵抗および個別のダイオードを介して前記
電力変換器の負荷側出力端子にそれぞれ接続して初期充
電を可能にする。 （４）前記電力変換装置の中性点を基準に、直流電源を
抵抗およびスイッチを介して負荷の入力端子のうちのい
ずれか１つに接続して初期充電を可能にする。 （５）前記電力変換装置の中性点を基準に、直流電源を
抵抗およびスイッチを介して負荷の中性点に接続して初
期充電を可能にする。のいずれかとすることを特徴とし
ている。
【０００９】
【作用】変換装置の中性点を基準にして、１台の直流電
源から個別のスイッチ，ダイオードを介すか、または負
荷の任意の相の１端子から負荷のインピーダンスを介し
て各クリッパコンデンサをそれぞれ充電することによ
り、全コンデンサの同時充電を可能として充電用電源を
１台で済ませ、小型，低コスト化を図る。
源から個別のスイッチ，ダイオードを介すか、または負
荷の任意の相の１端子から負荷のインピーダンスを介し
て各クリッパコンデンサをそれぞれ充電することによ
り、全コンデンサの同時充電を可能として充電用電源を
１台で済ませ、小型，低コスト化を図る。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す構成図であ
る。同図において、６は負荷、７ａ，７ｂ，７ｃはクリ
ッパ回路、１０は直流電源装置、２０は抵抗、２１ａ，
２１ｂ，２１ｃはスイッチで、主回路部分は省略してい
る。すなわち、直流電源装置１０を設け、その負極性端
子Ｍｄｃを変換装置の中性点Ｎ0 に接続し、その正極性
端子Ｐｄｃを共通の充電電流抑制抵抗２０と個別のスイ
ッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを介して、各相のクリッパ
コンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃの正極性側端子Ｐｋａ，Ｐ
ｋｂ，Ｐｋｃに接続した点が特徴である。起動時の動作
タイミング波形を図７に示す。起動時には、まずスイッ
チ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを投入してコンデンサＣａ，
Ｃｂ，Ｃｃを充電する。このときの例えばａ相の充電経
路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１ａ〜Ｐｋａ〜Ｃａ〜Ｎｋａ〜
Ｄ８ａ〜Ｎ0 〜Ｍｄｃとなる。なお、ｂ相，ｃ相も同様
である。そして、コンデンサが充電されると、図７で示
すＴ０時間後にスイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを開
き、図示されない主回路のスイッチを投入して通常運転
に入る。
る。同図において、６は負荷、７ａ，７ｂ，７ｃはクリ
ッパ回路、１０は直流電源装置、２０は抵抗、２１ａ，
２１ｂ，２１ｃはスイッチで、主回路部分は省略してい
る。すなわち、直流電源装置１０を設け、その負極性端
子Ｍｄｃを変換装置の中性点Ｎ0 に接続し、その正極性
端子Ｐｄｃを共通の充電電流抑制抵抗２０と個別のスイ
ッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを介して、各相のクリッパ
コンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃの正極性側端子Ｐｋａ，Ｐ
ｋｂ，Ｐｋｃに接続した点が特徴である。起動時の動作
タイミング波形を図７に示す。起動時には、まずスイッ
チ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを投入してコンデンサＣａ，
Ｃｂ，Ｃｃを充電する。このときの例えばａ相の充電経
路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１ａ〜Ｐｋａ〜Ｃａ〜Ｎｋａ〜
Ｄ８ａ〜Ｎ0 〜Ｍｄｃとなる。なお、ｂ相，ｃ相も同様
である。そして、コンデンサが充電されると、図７で示
すＴ０時間後にスイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを開
き、図示されない主回路のスイッチを投入して通常運転
に入る。
【００１１】図２に本発明の第２の実施例を示す。これ
は、直流電源装置１０を設け、その負極性端子Ｍｄｃを
変換装置の中性点Ｎ0 に接続し、その正極性端子Ｐｄｃ
を共通の充電電流抑制抵抗２０およびスイッチ２１と個
別のダイオード２２ａ，２２ｂ，２２ｃを介して、各相
のクリッパコンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃの正極性側端子
Ｐｋａ，Ｐｋｂ，Ｐｋｃにそれぞれ接続した点が特徴で
ある。起動時の動作タイミング波形を図７に示す。起動
時には、まずスイッチ２１を投入してコンデンサＣａ，
Ｃｂ，Ｃｃを充電する。このときの充電経路は、Ｐｄｃ
〜２１〜２０〜（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）〜（Ｐｋ
ａ，Ｐｋｂ，Ｐｋｃ）〜（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）〜（Ｎｋ
ａ，Ｎｋｂ，Ｎｋｃ）〜（Ｄ８ａ，Ｄ８ｂ，Ｄ８ｃ）〜
Ｎ0 〜Ｍｄｃとなり、３相が同時に充電される。そし
て、コンデンサが充電されると、図７で示すＴ０時間後
にスイッチ２１を開き、図示されない主回路のスイッチ
を投入して通常運転に入る。なお、通常運転中にダイオ
ード２２ａ，２２ｂ，２２ｃが導通することはないの
で、変換器回路に対する影響はない。また、この方式は
ダイオード２２ａ，２２ｂ，２２ｃを通った直流電圧は
クリッパ回路７ａ，７ｂ，７ｃ内のダイオードＤ７ａ，
Ｄ７ｂ，Ｄ７ｃでブロックされて負荷６側へは印加され
ないので、変換装置の中性点Ｎ0 と負荷の中性点ＮM が
接続されているかどうかに関係なく適用することができ
る。つまり、図２に点線にて示すように、この間は接続
してもしなくても良いわけである。
は、直流電源装置１０を設け、その負極性端子Ｍｄｃを
変換装置の中性点Ｎ0 に接続し、その正極性端子Ｐｄｃ
を共通の充電電流抑制抵抗２０およびスイッチ２１と個
別のダイオード２２ａ，２２ｂ，２２ｃを介して、各相
のクリッパコンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃの正極性側端子
Ｐｋａ，Ｐｋｂ，Ｐｋｃにそれぞれ接続した点が特徴で
ある。起動時の動作タイミング波形を図７に示す。起動
時には、まずスイッチ２１を投入してコンデンサＣａ，
Ｃｂ，Ｃｃを充電する。このときの充電経路は、Ｐｄｃ
〜２１〜２０〜（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）〜（Ｐｋ
ａ，Ｐｋｂ，Ｐｋｃ）〜（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）〜（Ｎｋ
ａ，Ｎｋｂ，Ｎｋｃ）〜（Ｄ８ａ，Ｄ８ｂ，Ｄ８ｃ）〜
Ｎ0 〜Ｍｄｃとなり、３相が同時に充電される。そし
て、コンデンサが充電されると、図７で示すＴ０時間後
にスイッチ２１を開き、図示されない主回路のスイッチ
を投入して通常運転に入る。なお、通常運転中にダイオ
ード２２ａ，２２ｂ，２２ｃが導通することはないの
で、変換器回路に対する影響はない。また、この方式は
ダイオード２２ａ，２２ｂ，２２ｃを通った直流電圧は
クリッパ回路７ａ，７ｂ，７ｃ内のダイオードＤ７ａ，
Ｄ７ｂ，Ｄ７ｃでブロックされて負荷６側へは印加され
ないので、変換装置の中性点Ｎ0 と負荷の中性点ＮM が
接続されているかどうかに関係なく適用することができ
る。つまり、図２に点線にて示すように、この間は接続
してもしなくても良いわけである。
【００１２】図３に本発明の第３の実施例を示す。これ
は、変換装置の中性点Ｎ0 と負荷の中性点ＮM が接続さ
れていない例である。すなわち、この例は直流電源装置
１０を設け、その負極性端子Ｍｄｃを変換装置の中性点
Ｎ0 に接続し、その正極性端子Ｐｄｃを共通の充電電流
抑制抵抗２０およびスイッチ２１と個別のダイオード２
３ａ，２３ｂ，２３ｃを介して、各相の変換器の負荷側
出力端子Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃに接続した点が特徴である。
起動時の動作タイミング波形を図７に示す。起動時に
は、まずスイッチ２１を投入してコンデンサＣａ，Ｃ
ｂ，Ｃｃを充電する。このときの充電経路は、Ｐｄｃ〜
２１〜２０〜（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）〜（Ｐａ，Ｐ
ｂ，Ｐｃ）〜（Ｄ７ａ，Ｄ７ｂ，Ｄ７ｃ）〜（Ｃａ，Ｃ
ｂ，Ｃｃ）〜（Ｄ８ａ，Ｄ８ｂ，Ｄ８ｃ）〜Ｎ0 〜Ｍｄ
ｃとなり、３相が同時に充電される。そして、コンデン
サが充電されると、図７で示すＴ０時間後にスイッチ２
１を開き、図示されない主回路のスイッチを投入して通
常運転に入る。この例は、充電時に直流電圧がダイオー
ド２３ａ，２３ｂ，２３ｃを介して負荷６の端子ａ，
ｂ，ｃへも印加されるが、負荷と変換装置間で両者の中
性点が接続されていないため、負荷６に電流が流れるこ
とはない。なお、通常運転中はダイオード２２ａ，２２
ｂ，２２ｃがブロック状態となるため、変換器回路への
影響もない。
は、変換装置の中性点Ｎ0 と負荷の中性点ＮM が接続さ
れていない例である。すなわち、この例は直流電源装置
１０を設け、その負極性端子Ｍｄｃを変換装置の中性点
Ｎ0 に接続し、その正極性端子Ｐｄｃを共通の充電電流
抑制抵抗２０およびスイッチ２１と個別のダイオード２
３ａ，２３ｂ，２３ｃを介して、各相の変換器の負荷側
出力端子Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃに接続した点が特徴である。
起動時の動作タイミング波形を図７に示す。起動時に
は、まずスイッチ２１を投入してコンデンサＣａ，Ｃ
ｂ，Ｃｃを充電する。このときの充電経路は、Ｐｄｃ〜
２１〜２０〜（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）〜（Ｐａ，Ｐ
ｂ，Ｐｃ）〜（Ｄ７ａ，Ｄ７ｂ，Ｄ７ｃ）〜（Ｃａ，Ｃ
ｂ，Ｃｃ）〜（Ｄ８ａ，Ｄ８ｂ，Ｄ８ｃ）〜Ｎ0 〜Ｍｄ
ｃとなり、３相が同時に充電される。そして、コンデン
サが充電されると、図７で示すＴ０時間後にスイッチ２
１を開き、図示されない主回路のスイッチを投入して通
常運転に入る。この例は、充電時に直流電圧がダイオー
ド２３ａ，２３ｂ，２３ｃを介して負荷６の端子ａ，
ｂ，ｃへも印加されるが、負荷と変換装置間で両者の中
性点が接続されていないため、負荷６に電流が流れるこ
とはない。なお、通常運転中はダイオード２２ａ，２２
ｂ，２２ｃがブロック状態となるため、変換器回路への
影響もない。
【００１３】図４に本発明の第４の実施例を示す。これ
は、負荷６が電動機のように、負荷インピーダンスが直
流に対して低インピーダンスとなる場合の例である。す
なわち、この例は直流電源装置１０を設け、その負極性
端子Ｍｄｃを変換装置の中性点Ｎ0 に接続し、その正極
性端子Ｐｄｃを共通の充電電流抑制抵抗２０およびスイ
ッチ２１を介して、変換器の負荷側出力端子（負荷６の
入力端子に同じ）Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃのいずれか１つに接
続した点が特徴である。ここでは、ｃ相変換器の端子Ｐ
ｃに接続した例である。起動時の動作タイミング波形を
図７に示す。起動時には、まずスイッチ２１を投入して
コンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃを充電する。このときの例
えばｃ相の充電経路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１〜Ｐｃ〜Ｄ
７ｃ〜Ｃｃ〜Ｄ８ｃ〜Ｎ0 〜Ｍｄｃとなり、ｂ相の充電
経路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１〜負荷６のｃ〜負荷６のｂ
〜Ｐｂ〜Ｄ７ｂ〜Ｃｂ〜Ｄ８ｂ〜Ｎ0 〜Ｍｄｃとなり、
ａ相の充電経路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１〜負荷６のｃ〜
負荷６のａ〜Ｐａ〜Ｄ７ａ〜Ｃａ〜Ｄ８ａ〜Ｎ0 〜Ｍｄ
ｃとなり、負荷６を経由することで３相同時充電が行な
われる。そして、コンデンサが充電されると、図７で示
すＴ０時間後にスイッチ２１を開き、図示されない主回
路のスイッチを投入して通常運転に入る。
は、負荷６が電動機のように、負荷インピーダンスが直
流に対して低インピーダンスとなる場合の例である。す
なわち、この例は直流電源装置１０を設け、その負極性
端子Ｍｄｃを変換装置の中性点Ｎ0 に接続し、その正極
性端子Ｐｄｃを共通の充電電流抑制抵抗２０およびスイ
ッチ２１を介して、変換器の負荷側出力端子（負荷６の
入力端子に同じ）Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃのいずれか１つに接
続した点が特徴である。ここでは、ｃ相変換器の端子Ｐ
ｃに接続した例である。起動時の動作タイミング波形を
図７に示す。起動時には、まずスイッチ２１を投入して
コンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃを充電する。このときの例
えばｃ相の充電経路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１〜Ｐｃ〜Ｄ
７ｃ〜Ｃｃ〜Ｄ８ｃ〜Ｎ0 〜Ｍｄｃとなり、ｂ相の充電
経路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１〜負荷６のｃ〜負荷６のｂ
〜Ｐｂ〜Ｄ７ｂ〜Ｃｂ〜Ｄ８ｂ〜Ｎ0 〜Ｍｄｃとなり、
ａ相の充電経路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１〜負荷６のｃ〜
負荷６のａ〜Ｐａ〜Ｄ７ａ〜Ｃａ〜Ｄ８ａ〜Ｎ0 〜Ｍｄ
ｃとなり、負荷６を経由することで３相同時充電が行な
われる。そして、コンデンサが充電されると、図７で示
すＴ０時間後にスイッチ２１を開き、図示されない主回
路のスイッチを投入して通常運転に入る。
【００１４】図５に本発明の第５の実施例を示す。これ
は、負荷６を経由してコンデンサの初期充電を行なう例
である。すなわち、この例は直流電源装置１０を設け、
その負極性端子Ｍｄｃを変換装置の中性点Ｎ0 に接続
し、その正極性端子Ｐｄｃを共通の充電電流抑制抵抗２
０およびスイッチ２１を介して、負荷の中性点ＮM に接
続した点が特徴である。起動時の動作タイミング波形を
図７に示す。起動時には、まずスイッチ２１を投入して
コンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃを充電する。このときの充
電経路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１〜ＮM 〜負荷端子（ａ，
ｂ，ｃ）〜（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ）〜（Ｄ７ａ，Ｄ７ｂ，
Ｄ７ｃ）〜（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）〜（Ｄ８ａ，Ｄ８ｂ，
Ｄ８ｃ）〜Ｎ0 〜Ｍｄｃとなり、３相同時充電が行なわ
れる。そして、コンデンサが充電されると、図７で示す
Ｔ０時間後にスイッチ２１を開き、図示されない主回路
のスイッチを投入して通常運転に入る。
は、負荷６を経由してコンデンサの初期充電を行なう例
である。すなわち、この例は直流電源装置１０を設け、
その負極性端子Ｍｄｃを変換装置の中性点Ｎ0 に接続
し、その正極性端子Ｐｄｃを共通の充電電流抑制抵抗２
０およびスイッチ２１を介して、負荷の中性点ＮM に接
続した点が特徴である。起動時の動作タイミング波形を
図７に示す。起動時には、まずスイッチ２１を投入して
コンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃを充電する。このときの充
電経路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１〜ＮM 〜負荷端子（ａ，
ｂ，ｃ）〜（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ）〜（Ｄ７ａ，Ｄ７ｂ，
Ｄ７ｃ）〜（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）〜（Ｄ８ａ，Ｄ８ｂ，
Ｄ８ｃ）〜Ｎ0 〜Ｍｄｃとなり、３相同時充電が行なわ
れる。そして、コンデンサが充電されると、図７で示す
Ｔ０時間後にスイッチ２１を開き、図示されない主回路
のスイッチを投入して通常運転に入る。
【００１５】図６に図５の応用例を示す。これは、図５
の考え方を３相１２パルス方式変換装置に適用した例で
ある。なお、変換器はａ相に対応するものだけを詳しく
示しているが、ｂ，ｃ相も同様である。この場合の例え
ばａ相の充電経路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１〜ＮM 〜負荷
端子ａ〜Ｐａ１〜Ｄ７ａ１〜Ｃａ１〜Ｄ８ａ１〜Ｎａ１
〜Ｐａ２〜Ｄ７ａ２〜Ｃａ２〜Ｄ８ａ２〜Ｎａ２〜Ｎ0
〜Ｍｄｃとなる。ｂ，ｃ相についても上記と同様の充電
経路が形成され、これにより６台の変換器の各コンデン
サを１台の直流電源装置により同時充電することが可能
となる。その他は図５と同様である。なお、図５および
図６の例では、充電中における負荷電流は各相とも同一
値であり、これは零相電流と呼ばれる。負荷が電動機の
場合、この零相電流による合成起磁力は零のため、電動
機は零相電流ではトルクを生じない。すなわち、図５お
よび図６のような構成では、充電中に電動機が回転する
ことがないという特長を有している。
の考え方を３相１２パルス方式変換装置に適用した例で
ある。なお、変換器はａ相に対応するものだけを詳しく
示しているが、ｂ，ｃ相も同様である。この場合の例え
ばａ相の充電経路は、Ｐｄｃ〜２０〜２１〜ＮM 〜負荷
端子ａ〜Ｐａ１〜Ｄ７ａ１〜Ｃａ１〜Ｄ８ａ１〜Ｎａ１
〜Ｐａ２〜Ｄ７ａ２〜Ｃａ２〜Ｄ８ａ２〜Ｎａ２〜Ｎ0
〜Ｍｄｃとなる。ｂ，ｃ相についても上記と同様の充電
経路が形成され、これにより６台の変換器の各コンデン
サを１台の直流電源装置により同時充電することが可能
となる。その他は図５と同様である。なお、図５および
図６の例では、充電中における負荷電流は各相とも同一
値であり、これは零相電流と呼ばれる。負荷が電動機の
場合、この零相電流による合成起磁力は零のため、電動
機は零相電流ではトルクを生じない。すなわち、図５お
よび図６のような構成では、充電中に電動機が回転する
ことがないという特長を有している。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、変換装置の中性点を基
準にして、１台の直流電源から個別のスイッチ，ダイオ
ードを介すか、または負荷の任意の相の１端子から負荷
のインピーダンスを介して各クリッパコンデンサをそれ
ぞれ充電するようにしたので、全コンデンサの同時充電
が可能になるだけでなく、充電用電源が１台で済み、小
型，低コスト化を図ることができる。また、変換装置の
中性点を基準にして、１台の直流電源により負荷の中性
点から負荷のインピーダンスを介して負荷の零相電流で
各クリッパコンデンサをそれぞれ充電するようにすれ
ば、全コンデンサの同時充電が可能となって小型，低コ
スト化が図れるだけでなく、負荷が電動機の場合に、充
電中に電動機にトルクが発生することがなく、回転する
こともないという利点がある。
準にして、１台の直流電源から個別のスイッチ，ダイオ
ードを介すか、または負荷の任意の相の１端子から負荷
のインピーダンスを介して各クリッパコンデンサをそれ
ぞれ充電するようにしたので、全コンデンサの同時充電
が可能になるだけでなく、充電用電源が１台で済み、小
型，低コスト化を図ることができる。また、変換装置の
中性点を基準にして、１台の直流電源により負荷の中性
点から負荷のインピーダンスを介して負荷の零相電流で
各クリッパコンデンサをそれぞれ充電するようにすれ
ば、全コンデンサの同時充電が可能となって小型，低コ
スト化が図れるだけでなく、負荷が電動機の場合に、充
電中に電動機にトルクが発生することがなく、回転する
こともないという利点がある。
【図１】本発明の第１実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す構成図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の第４実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の第５実施例を示す構成図である。
【図６】図５の応用例を示す構成図である。
【図７】図１ないし図６の動作を説明するための説明図
である。
である。
【図８】図１２の動作を説明するための説明図である。
【図９】図１３の動作を説明するための説明図である。
【図１０】電力変換装置の一般的な例を示す構成図であ
る。
る。
【図１１】クリッパ回路付電力変換装置の例を示す構成
図である。
図である。
【図１２】クリッパコンデンサの充電方式を説明するた
めの説明図である。
めの説明図である。
【図１３】クリッパコンデンサの別の充電方式を説明す
るための説明図である。
るための説明図である。
１ ３相電源
２ スイッチ
３ 変圧器
４ 他励変換器
５ 自励変換器
６ 負荷
７ クリッパ回路
１０ 直流電源装置
２０ 抵抗
２１ スイッチ
２ａ スイッチ
２ｂ スイッチ
２ｃ スイッチ
３ａ 変圧器
３ｂ 変圧器
３ｃ 変圧器
４ａ 他励変換器
４ｂ 他励変換器
４ｃ 他励変換器
５ａ 自励変換器
５ｂ 自励変換器
５ｃ 自励変換器
７ａ クリッパ回路
７ｂ クリッパ回路
７ｃ クリッパ回路
２１ａ スイッチ
２１ｂ スイッチ
２１ｃ スイッチ
２２ａ ダイオード
２２ｂ ダイオード
２２ｃ ダイオード
２３ａ ダイオード
２３ｂ ダイオード
２３ｃ ダイオード
１０１ 電源
１０２ スイッチ
１０３ 変圧器
１０４ 整流器
Claims (5)
- 【請求項１】 自己消弧可能なスイッチ素子にて構成さ
れる自励変換器と、自己消弧できないスイッチ素子にて
構成される他励変換器とを互いに逆並列接続して構成さ
れる変換器ユニットに対し、ダイオードブリッジ整流器
と、その出力端間にそれぞれ並設されるコンデンサおよ
び抵抗と、前記ダイオードブリッジ整流器の出力端と自
励変換器出力端間に接続されたダイオードとからなり、
前記自励変換器に蓄積されたエネルギーを吸収するため
のクリッパ回路を付加した電力変換器を複数台組み合わ
せて構成される電力変換装置において、 前記電力変換装置の中性点を基準に共通の直流電源を、
共通の抵抗および個別のスイッチを介して前記コンデン
サの端子にそれぞれ接続して初期充電を可能にしてなる
ことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】 自己消弧可能なスイッチ素子にて構成さ
れる自励変換器と、自己消弧できないスイッチ素子にて
構成される他励変換器とを互いに逆並列接続して構成さ
れる変換器ユニットに対し、ダイオードブリッジ整流器
と、その出力端間にそれぞれ並設されるコンデンサおよ
び抵抗と、前記ダイオードブリッジ整流器の出力端と自
励変換器出力端間に接続されたダイオードとからなり、
前記自励変換器に蓄積されたエネルギーを吸収するため
のクリッパ回路を付加した電力変換器を複数台組み合わ
せて構成される電力変換装置において、 前記電力変換装置の中性点を基準に共通の直流電源を、
共通の抵抗および個別のダイオードを介して前記コンデ
ンサの端子にそれぞれ接続して初期充電を可能にしてな
ることを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項３】 自己消弧可能なスイッチ素子にて構成さ
れる自励変換器と、自己消弧できないスイッチ素子にて
構成される他励変換器とを互いに逆並列接続して構成さ
れる変換器ユニットに対し、ダイオードブリッジ整流器
と、その出力端間にそれぞれ並設されるコンデンサおよ
び抵抗と、前記ダイオードブリッジ整流器の出力端と自
励変換器出力端間に接続されたダイオードとからなり、
前記自励変換器に蓄積されたエネルギーを吸収するため
のクリッパ回路を付加した電力変換器を複数台組み合わ
せて構成される電力変換装置において、 前記電力変換装置の中性点を基準に共通の直流電源を、
共通の抵抗および個別のダイオードを介して前記電力変
換器の負荷側出力端子にそれぞれ接続して初期充電を可
能にしてなることを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項４】 自己消弧可能なスイッチ素子にて構成さ
れる自励変換器と、自己消弧できないスイッチ素子にて
構成される他励変換器とを互いに逆並列接続して構成さ
れる変換器ユニットに対し、ダイオードブリッジ整流器
と、その出力端間にそれぞれ並設されるコンデンサおよ
び抵抗と、前記ダイオードブリッジ整流器の出力端と自
励変換器出力端間に接続されたダイオードとからなり、
前記自励変換器に蓄積されたエネルギーを吸収するため
のクリッパ回路を付加した電力変換器を複数台組み合わ
せて構成される電力変換装置において、 前記電力変換装置の中性点を基準に、直流電源を抵抗お
よびスイッチを介して負荷の入力端子のうちのいずれか
１つに接続して初期充電を可能にしてなることを特徴と
する電力変換装置。 - 【請求項５】 自己消弧可能なスイッチ素子にて構成さ
れる自励変換器と、自己消弧できないスイッチ素子にて
構成される他励変換器とを互いに逆並列接続して構成さ
れる変換器ユニットに対し、ダイオードブリッジ整流器
と、その出力端間にそれぞれ並設されるコンデンサおよ
び抵抗と、前記ダイオードブリッジ整流器の出力端と自
励変換器出力端間に接続されたダイオードとからなり、
前記自励変換器に蓄積されたエネルギーを吸収するため
のクリッパ回路を付加した電力変換器を複数台組み合わ
せて構成される電力変換装置において、 前記電力変換装置の中性点を基準に、直流電源を抵抗お
よびスイッチを介して負荷の中性点に接続して初期充電
を可能にしてなることを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3174980A JPH0530758A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3174980A JPH0530758A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0530758A true JPH0530758A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=15988118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3174980A Pending JPH0530758A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0530758A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009195019A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 負荷駆動装置 |
| JP2011223735A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| JP2012018872A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | 開閉装置用電磁操作装置 |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP3174980A patent/JPH0530758A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009195019A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 負荷駆動装置 |
| JP2011223735A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| JP2012018872A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | 開閉装置用電磁操作装置 |
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