JPH082180B2 - 交直変換器 - Google Patents
交直変換器Info
- Publication number
- JPH082180B2 JPH082180B2 JP59059878A JP5987884A JPH082180B2 JP H082180 B2 JPH082180 B2 JP H082180B2 JP 59059878 A JP59059878 A JP 59059878A JP 5987884 A JP5987884 A JP 5987884A JP H082180 B2 JPH082180 B2 JP H082180B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- thyristor
- output voltage
- voltage
- current
- 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 - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/505—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/515—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は交流入力を直流に変換する交直変換器に関す
る。
る。
近年ゲートターンオフサイリスタ等の高速にて電流を
オンオフできる半導体素子の発達により直流交流交換器
（インバータ）許りでなく交流直流変換器にも高周波変
調方式が用いられるようになっている。
オンオフできる半導体素子の発達により直流交流交換器
（インバータ）許りでなく交流直流変換器にも高周波変
調方式が用いられるようになっている。
第１図はこの高周波変調により入力交流電流波形の制
御を行い得る単相交流−直流変換器の主回路構成を示し
ており、D1〜D4はダイオード、GT1〜GT4はゲートターン
オフサイリスタ（以下GTOと呼ぶ）でありブリッジ回路
を構成している。このブリッジ回路の入力側には交流電
源ＳがリアクトルＬを介して接続されており、また出力
側にはコンデンサＣが並列接続された負荷Ｍが接続され
ている。
御を行い得る単相交流−直流変換器の主回路構成を示し
ており、D1〜D4はダイオード、GT1〜GT4はゲートターン
オフサイリスタ（以下GTOと呼ぶ）でありブリッジ回路
を構成している。このブリッジ回路の入力側には交流電
源ＳがリアクトルＬを介して接続されており、また出力
側にはコンデンサＣが並列接続された負荷Ｍが接続され
ている。
この回路は、GTOを電源周波数よりかなり高い周波数
でオンオフし、入力電流波形の基本波位相を電圧と同相
になるようにして入力力率を向上させると共に、同時に
入力電流波形を正弦波に近くなるようにして高調波成分
を除去するようにしている。
でオンオフし、入力電流波形の基本波位相を電圧と同相
になるようにして入力力率を向上させると共に、同時に
入力電流波形を正弦波に近くなるようにして高調波成分
を除去するようにしている。
第２図は第１図の回路の動作時各部波形を示したもの
である。この波形図において、期間T1ではGT2、GT4に点
弧信号が与えられているため電源ＳからリアクトルＬ、
GT2、D4を介して流れる電流が増加する。次に期間T2に
おいてはGT1、GT4に点弧信号が与えられているが、実際
にはリアクトルＬに蓄積されたエネルギによって電流は
減衰しながらも期間T1と同方向に流れようとするため、
ダイオードD4、電源Ｓ、リアクトルＬ、ダイオードD1、
コンデンサＣを通して電流が流れる。期間T3では再び期
間T1と同様のGTOに点弧信号が与えられるため再び電流
は増加し同様に期間T4では電流が減少する。この繰返し
により電流を高周波で増加減少させることによって瞬時
波形を制御し位相および波形を制御することができる。
第２図の例では説明のために、変調周波数を電源周波数
に対しあまり高く選んでいないため電流波形では比較的
凹凸の多い波形となっているが、変調周波数を高くとれ
ばより滑らかな波形とすることができる。
である。この波形図において、期間T1ではGT2、GT4に点
弧信号が与えられているため電源ＳからリアクトルＬ、
GT2、D4を介して流れる電流が増加する。次に期間T2に
おいてはGT1、GT4に点弧信号が与えられているが、実際
にはリアクトルＬに蓄積されたエネルギによって電流は
減衰しながらも期間T1と同方向に流れようとするため、
ダイオードD4、電源Ｓ、リアクトルＬ、ダイオードD1、
コンデンサＣを通して電流が流れる。期間T3では再び期
間T1と同様のGTOに点弧信号が与えられるため再び電流
は増加し同様に期間T4では電流が減少する。この繰返し
により電流を高周波で増加減少させることによって瞬時
波形を制御し位相および波形を制御することができる。
第２図の例では説明のために、変調周波数を電源周波数
に対しあまり高く選んでいないため電流波形では比較的
凹凸の多い波形となっているが、変調周波数を高くとれ
ばより滑らかな波形とすることができる。
この回路は次のような問題点がある。すなわち入力電
圧と出力電圧の関係は第３図に示すように、直流側のコ
ンデンサ電圧ecが入力交流電圧e1の絶対値e1より常に高
いことを要する。したがって直流負荷としては零電圧か
ら連続に制御を必要とするもの、例えば直流電動機を徐
々に電圧を上げて回転数を制御するような場合には適用
することができない。このような場合には、直流出力側
に電圧を変えることができる回路を更に付加しなければ
ならない。
圧と出力電圧の関係は第３図に示すように、直流側のコ
ンデンサ電圧ecが入力交流電圧e1の絶対値e1より常に高
いことを要する。したがって直流負荷としては零電圧か
ら連続に制御を必要とするもの、例えば直流電動機を徐
々に電圧を上げて回転数を制御するような場合には適用
することができない。このような場合には、直流出力側
に電圧を変えることができる回路を更に付加しなければ
ならない。
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、直流電
圧を連続的に制御し、しかも大きい負荷をとる状態では
交流電流の位相と波形を高周波制御し外部への影響が少
い交直変換回路を提供することを目的とする。
圧を連続的に制御し、しかも大きい負荷をとる状態では
交流電流の位相と波形を高周波制御し外部への影響が少
い交直変換回路を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するために、本発明は、自己消弧
性半導体素子とサイリスタとを逆並列接続した回路を２
組直列接続してその中点を交流電源の一方の端子に接続
し、また自己消弧性半導体素子とダイオードもしくはサ
イリスタとを逆並列接続した回路を２組直列接続してそ
の中点を交流電源の他方の端子に接続し、逆並列接続し
た回路の各他端をアノード同士およびカソード同士で接
続してブリッジ回路を構成し、これらアノード同士接続
点およびカソード同士接続点から直流出力電圧を取り出
し、サイリスタの点弧位相制御角を制御して直流出力電
圧を上昇させ、直流出力電圧が最大になった際に、自己
消弧性半導体素子の動作を行って交流電源を流れる交流
電流の位相と波形を制御する交直変換器を提供するもの
である。
性半導体素子とサイリスタとを逆並列接続した回路を２
組直列接続してその中点を交流電源の一方の端子に接続
し、また自己消弧性半導体素子とダイオードもしくはサ
イリスタとを逆並列接続した回路を２組直列接続してそ
の中点を交流電源の他方の端子に接続し、逆並列接続し
た回路の各他端をアノード同士およびカソード同士で接
続してブリッジ回路を構成し、これらアノード同士接続
点およびカソード同士接続点から直流出力電圧を取り出
し、サイリスタの点弧位相制御角を制御して直流出力電
圧を上昇させ、直流出力電圧が最大になった際に、自己
消弧性半導体素子の動作を行って交流電源を流れる交流
電流の位相と波形を制御する交直変換器を提供するもの
である。
以下第４図乃至第６図を参照して本発明を実施例につ
き説明する。
き説明する。
第４図は本発明の一実施例を示したもので、この回路
は第１図の回路におけるダイオードD1,D2をサイリスタT
H1,TH2に置き換えたものであり、第１図と同符号は同一
要素を示す。
は第１図の回路におけるダイオードD1,D2をサイリスタT
H1,TH2に置き換えたものであり、第１図と同符号は同一
要素を示す。
この第４図の回路において、GTOサイリスタGT1〜GT4
のゲートに信号が与えられなければサイリスタTH1,TH2
およびダイオードD3,D4は単なる混合ブリッジ回路とし
て動作を行うもので、サイリスタTH1,TH2に位相制御パ
ルスを与えることにより連続的な直流出力電圧制御がで
きる。
のゲートに信号が与えられなければサイリスタTH1,TH2
およびダイオードD3,D4は単なる混合ブリッジ回路とし
て動作を行うもので、サイリスタTH1,TH2に位相制御パ
ルスを与えることにより連続的な直流出力電圧制御がで
きる。
第５図はこの様子を示したもので、サイリスタTH1,TH
2に与えるゲート信号すなわち位相制御角αを180゜から
順次０゜へ近付けることにより直流出力電圧の連続制御
を行う。
2に与えるゲート信号すなわち位相制御角αを180゜から
順次０゜へ近付けることにより直流出力電圧の連続制御
を行う。
第６図は高周波変調運転を行う際のサイリスタTH1,TH
2に与えるゲート信号を示したものである。このゲート
信号は直流電圧最大となったところでGTOサイリスタGT1
〜GT4と協調をとって与えられ、これにより第４図の回
路は第１図の回路と同一機能となるため、この時点から
高周波変調運転を行うことができる。
2に与えるゲート信号を示したものである。このゲート
信号は直流電圧最大となったところでGTOサイリスタGT1
〜GT4と協調をとって与えられ、これにより第４図の回
路は第１図の回路と同一機能となるため、この時点から
高周波変調運転を行うことができる。
このような運転を行った場合、GTOサイリスタGT1〜GT
4を動作させない期間では当然に入力電流は従来の通常
の整流器と同一となるため入力力率も比較的良くはない
し波形歪による高調波の発生も従来の整流器に比べて何
ら改善はない。しかしこの領域では入力電力自体が少い
ため発生無効電力も少く、また電流の絶対値も少いため
高調波自体も少い。そして直流出力電圧が大となり消費
電力が大となると高周波変調による本来の機能を発揮す
る。
4を動作させない期間では当然に入力電流は従来の通常
の整流器と同一となるため入力力率も比較的良くはない
し波形歪による高調波の発生も従来の整流器に比べて何
ら改善はない。しかしこの領域では入力電力自体が少い
ため発生無効電力も少く、また電流の絶対値も少いため
高調波自体も少い。そして直流出力電圧が大となり消費
電力が大となると高周波変調による本来の機能を発揮す
る。
第７図は本発明の他の実施例を示す回路図であり、第
４図におけるダイオードD3,D4をそれぞれサイリスタTH
3,TH4に置き換えた点を除き第４図の実施例と同一であ
る。
４図におけるダイオードD3,D4をそれぞれサイリスタTH
3,TH4に置き換えた点を除き第４図の実施例と同一であ
る。
この回路におけるサイリスタTH1〜TH4の制御は、第４
図の回路と同様に直流負荷電圧が小のときは通常の位相
制御整流器として動作させ直流負荷電圧大の領域では高
周波変調交流直流変換器として動作させるものである。
図の回路と同様に直流負荷電圧が小のときは通常の位相
制御整流器として動作させ直流負荷電圧大の領域では高
周波変調交流直流変換器として動作させるものである。
第８図は第７図の実施例における入力電力が少いとき
の各サイリスタに与えるゲート信号の例を示したもの
で、第５図の場合と同様に位相制御角αを順次制御する
ことにより直流電圧の平均値を小さい値から大きい値へ
制御することができる。
の各サイリスタに与えるゲート信号の例を示したもの
で、第５図の場合と同様に位相制御角αを順次制御する
ことにより直流電圧の平均値を小さい値から大きい値へ
制御することができる。
第９図は、直流電圧が最大となった後にサイリスタTH
1〜TH4およびGTOサイリスタGT1〜GT4に与えるべきゲー
トパルスを示したもので、第６図に示したものと同様に
第７図の回路に高周波変調運転を行わせる。
1〜TH4およびGTOサイリスタGT1〜GT4に与えるべきゲー
トパルスを示したもので、第６図に示したものと同様に
第７図の回路に高周波変調運転を行わせる。
上記実施例では単相交流直流変換器を説明したが、本
発明を多相変換器に適用することもできる。
発明を多相変換器に適用することもできる。
本発明は上述のように、GTO等の自己消弧性半導体素
子とサイリスタとの逆並列回路２組ならびにGTO等の自
己消弧性素子とダイオードもしくはサイリスタとの逆並
列回路２組によってブリッジ回路を構成し、このブリッ
ジ回路を入力電力が少いときは位相制御整流器として、
また入力電力が大となったら高周波変調整流器として動
作させるようにしたため、特別の電圧調整装置を必要と
せずに出力電圧を零から連続的に増すような制御ができ
る。しかも入力電流が大きく負荷電力の大きい状態では
入力電流の位相を入力電圧の位相と等しくなるように制
御して入力力率をよくし、電圧降下や不要な発熱の低
減、さらには同一電力系統の他の機器への影響を少くす
る等の効果を発揮するばかりでなく、入力電流波形を正
弦波に近くなるように制御し高調波電流の発生を低減す
ることができる。
子とサイリスタとの逆並列回路２組ならびにGTO等の自
己消弧性素子とダイオードもしくはサイリスタとの逆並
列回路２組によってブリッジ回路を構成し、このブリッ
ジ回路を入力電力が少いときは位相制御整流器として、
また入力電力が大となったら高周波変調整流器として動
作させるようにしたため、特別の電圧調整装置を必要と
せずに出力電圧を零から連続的に増すような制御ができ
る。しかも入力電流が大きく負荷電力の大きい状態では
入力電流の位相を入力電圧の位相と等しくなるように制
御して入力力率をよくし、電圧降下や不要な発熱の低
減、さらには同一電力系統の他の機器への影響を少くす
る等の効果を発揮するばかりでなく、入力電流波形を正
弦波に近くなるように制御し高調波電流の発生を低減す
ることができる。
第１図は従来の高周波変調交直変換器の主回路を示す
図、第２図は第１図の回路の動作説明図、第３図は第１
図の回路の入出力電圧関係説明図、第４図は本発明の一
実施例の回路図、第５図は第４図の回路を位相制御動作
させたときの各部波形を示す図、第６図は第４図の回路
を高周波変調動作させたときの各部波形を示す図、第７
図は本発明の他の実施例の回路図、第８図は第７図の回
路を位相制御動作させたときの各部波形を示す図、第９
図は第７図の回路を高周波変調動作させたときの各部波
形を示す図である。 GT……GTO、Ｄ……ダイオード、TH……サイリスタ。
図、第２図は第１図の回路の動作説明図、第３図は第１
図の回路の入出力電圧関係説明図、第４図は本発明の一
実施例の回路図、第５図は第４図の回路を位相制御動作
させたときの各部波形を示す図、第６図は第４図の回路
を高周波変調動作させたときの各部波形を示す図、第７
図は本発明の他の実施例の回路図、第８図は第７図の回
路を位相制御動作させたときの各部波形を示す図、第９
図は第７図の回路を高周波変調動作させたときの各部波
形を示す図である。 GT……GTO、Ｄ……ダイオード、TH……サイリスタ。
Claims (1)
- 【請求項１】自己消弧性半導体素子とサイリスタとを逆
並列接続した回路を２組直列接続してその中点を交流電
源の一方の端子に接続し、 また自己消弧性半導体素子とダイオードもしくはサイリ
スタとを逆並列接続した回路を２組直列接続してその中
点を交流電源の他方の端子に接続し、 前記逆並列接続した回路の各他端をアノード同士および
カソード同士で接続してブリッジ回路を構成し、 これらアノード同士接続点およびカソード同士接続点か
ら直流出力電圧を取り出し、前記サイリスタの点弧位相
制御角を制御して前記直流出力電圧を上昇させ、前記直
流出力電圧が最大になった際に、前記自己消弧性半導体
素子の動作を行って前記交流電源を流れる交流電流の位
相と波形を制御する交直変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59059878A JPH082180B2 (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 交直変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59059878A JPH082180B2 (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 交直変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60204266A JPS60204266A (ja) | 1985-10-15 |
| JPH082180B2 true JPH082180B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=13125845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59059878A Expired - Lifetime JPH082180B2 (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 交直変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH082180B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62207177A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-11 | Fuji Electric Co Ltd | パルス幅変調コンバ−タの制御方法 |
| JP2595593B2 (ja) * | 1987-12-21 | 1997-04-02 | 三菱電機株式会社 | 整流装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5336563A (en) * | 1977-10-01 | 1978-04-04 | Masami Ikemura | Conveying apparatus |
-
1984
- 1984-03-28 JP JP59059878A patent/JPH082180B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60204266A (ja) | 1985-10-15 |
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