JPH08275531A - 静止型電力変換装置 - Google Patents
静止型電力変換装置Info
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- JPH08275531A JPH08275531A JP9622695A JP9622695A JPH08275531A JP H08275531 A JPH08275531 A JP H08275531A JP 9622695 A JP9622695 A JP 9622695A JP 9622695 A JP9622695 A JP 9622695A JP H08275531 A JPH08275531 A JP H08275531A
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Abstract
において、PWM変換器の交流入力回路にトランスを設
けることなく、PWM変換器直流出力を交流電源電圧の
波高値以下に抑制し、かつ、電源から見た力率を100
%にする静止型電力変換装置。 【構成】 PWM変換器入力交流側に接続されたリアク
トルの電源側に進相コンデンサを設け、このコンデンサ
に流れる電流に等しく、電源電圧に対して90゜遅れ位
相の無効電流指令信号を出力する手段と、直流出力電圧
の設定値と実際値の偏差信号に交流電源電圧を掛けた積
を有効電流指令信号とする手段と、それらを加算して電
流指令信号とする手段と、電流指令信号に応じてゲート
信号を出力する手段より構成される。
Description
を100%にし、しかも、入力交流電圧をトランス等で
降圧することなく、静止型電力変換装置の負荷にかかる
電圧を低くすることを可能にした静止型電力変換装置に
関するものである。
い、交流電源から供給される電流、または、交流電源に
回生する電流を正弦波電流にし、かつ、力率を100%
にする場合、従来より行われている方法では、PWM変
換器の交流入力電圧は交流電源電圧より高くなる。以
下、その詳細を図3および図4を用いて説明する。
路構成図であり、1は交流電源、2は静止型電力変換装
置、21はPWM変換器、22は交流電源1とPWM変換器
21の間に挿入されたリアクトル、23はPWM変換器21の
直流側に接続され、フィルタとして作用する直流コンデ
ンサである。PWM変換器21はオン・オフ可能な半導体
素子と、該半導体素子と逆並列に接続されたダイオード
から構成され、三相ブリッジ回路として接続されてい
る。
M変換器21の交流入力電圧Vと,PWM変換器21の交流
入力電流Iの関係を示すベクトル図であり、(a)は順
変換動作の場合、(b)は逆変換動作の場合を示す。
(a)あるいは(b)に示すように、PWM変換器21に
交流電源1から供給される電流I、または、交流電源1
に回生する電流Iは、交流電源1の電圧Eと同位相ある
いは逆位相になるように制御することにより電源から見
た力率を100%にすることができる。
(a)、(b)のいずれにおいても、PWM変換器21の
交流入力電圧Vはリアクトル22の両端電圧XIにより、
交流電源1の電圧より大きくなる。このため、PWM変
換器21の出力電圧も高くなる。PWM変換器21の負荷と
して、VVVFインバータ(図示せず)など半導体素子
を使用した装置を使用すると、半導体素子のスイッチン
グ動作に伴い、サージ電圧が発生するが、PWM変換器
21の出力電圧が高いため、サージ電圧も高くなってしま
うという不具合がある。
(図示せず)を駆動するような場合、VVVFインバー
タから電動機までのケーブルの長さによっては、さらに
大きなサージ電圧が電動機に加わり、既設の電動機の中
には巻線の絶縁破壊に至るものもあった。また、VVV
Fインバータを構成する半導体素子の破損や、直流側に
接続される直流コンデンサ23等も耐圧的に苦しくなると
言う不具合があった。
体素子や直流コンデンサを高耐圧品にしたり、電動機の
絶縁レベルを変えたり、あるいは、電源側にトランスを
設けてPWM変換器の入力電圧を下げて使用していた
が、コストが高くなり、重量も増加するという不具合が
あった。
を解消するためになされたものであり、その目的とする
ところは、高耐圧半導体素子や絶縁レベルの高い電動機
の使用、あるいはトランスを用いるなどの特別な対策を
しないで、PWM変換器の入力電圧を交流入力電圧以下
にし、かつ、交流電源から見た力率を100%にする静
止型電力変換装置を提供することにある。
フ可能な半導体素子および、それと逆並列に接続される
ダイオードにより構成されるPWM変換器と、該PWM
変換器の交流側に直列に接続されるリアクトルと、該リ
アクトルの交流電源側に接続される進相コンデンサと、
前記交流電源電圧を検出する手段と、前記直流出力電圧
の設定値と実際値を比較して電圧偏差信号を出力する手
段と、前記交流電源電圧に対し位相が90゜遅れ、か
つ、前記進相コンデンサに流れる電流に等しく、かつ、
逆位相の無効電流指令信号を出力する手段と、前記電圧
偏差信号と前記交流電源電圧との積により有効電流指令
信号を出力する手段と、該有効電流指令信号と前記無効
電流指令信号を加算して電流指令信号を出力する手段
と、該電流指令信号に応じて前記PWM変換器の点弧制
御を行う手段より構成される。
(a)はPWM変換器が順変換領域で動作する場合のベ
クトル図である。図中Ifは、交流電源より進相コンデ
ンサに流入する進相分電流、Ipは直流出力の電圧偏差
信号ΔVに比例した有効分電流(電源電圧の同相電流成
分)、Iqは大きさが進相分電流Ifに等しく、かつ電
源電圧に対して90゜位相の遅れた無効分電流(したが
って、進相分電流Ifより180゜位相の遅れた電流成
分)である。
の合成成分がPWM変換器に流入するようにPWM変換
器を制御することにより、リアクトル22には交流電源電
圧に対して位相の遅れた電流Icが流れることになる。
PWM変換器に入力される電圧は交流電源電圧から遅れ
電流Icによるリアクタンスドロップ分を差し引いた電
圧が加わるので、図2(a)に示すように交流電源電圧
Eよりも低い電圧Vが加わることになる。
動作させた場合のベクトル図で、この場合はIpが交流
電源電圧に対して180゜位相がずれるが、PWM変換
器に入力される電圧は図2(b)に示す通りであり、図
2(a)の場合と同様に交流電源電圧Eよりも低い電圧
Vが加わることになる。
図中、3は静止型電力変換装置、4は静止型電力変換装
置の負荷であり、電動機を駆動するVVVFインバータ
などが接続される。31は進相コンデンサ、32は交流電圧
検出器、33は変流器、34は電圧設定回路、35は直流電圧
検出器、36は電圧比較器、37は掛算器、38は無効電流指
令回路、39は加算器、40は比較器、41はゲート回路、42
は変流器である。なお、図3と同一部分については同一
符号を付した。
sと直流電圧検出器35で検出した実際値Vdは電圧比較
器36で比較され、電圧偏差信号ΔVが出力される。図2
に示す有効分電流Ipの大きさは、この電圧偏差信号Δ
Vによって制御され、PWM変換器21の出力に接続され
ているフィルタ用直流コンデンサ23の充放電を行い、ま
た、PWM変換器の負荷に電流が供給される。掛算器37
は、交流電圧検出器32で検出した交流電源電圧Esと電
圧偏差信号ΔVを入力とし、それらの積を有効電流指令
信号Spとして加算器37に出力する。無効電流指令回路
38は、交流電源電圧Esと進相コンデンサ31に流れる電
流Ifの検出信号Sfを入力とし、電流Ifと同じ大き
さを有し、交流電源電圧Esに対して位相が90゜遅れ
た無効分電流Iqを流すための無効電流指令信号Sqを
加算器39に出力する。
流指令信号Sqを加算し、電流指令信号Sを比較器40に
出力する。比較器40は変流器33で検出したPWM変換器
21の入力電流Icの検出信号Scと加算器39より入力さ
れた電流指令信号Sを比較し、電流指令信号Sに検出信
号Scが追従するようにPWM信号Gsをゲート回路41
に出力する。ゲート回路41はPWM信号Gsに基づいて
PWM変換器21の半導体素子にゲート信号Gを出力す
る。
うに、交流電源から見た力率を100%に保ちながら、
PWM変換器の交流入力電圧を交流電源電圧よりも下げ
ることができるので、静止型電力変換装置の出力直流電
圧は交流電源電圧の波高値よりも低くすることができ、
軽量で安価な静止型電力変換装置を提供することができ
るようになった。
図である。
図である。
ル図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 交流電源電圧を直流電圧に変換するPW
M変換器と、該PWM変換器の交流側に直列に接続され
るリアクトルと、該リアクトルの交流電源側に接続され
る進相コンデンサと、前記交流電源電圧を検出する手段
と、前記直流出力電圧の設定値と実際値を比較して電圧
偏差信号を出力する手段と、前記交流電源電圧に対して
位相が90゜遅れ、かつ、前記進相コンデンサに流れる
電流に等しい無効電流指令信号を出力する手段と、前記
電圧偏差信号と前記交流電源電圧との積により有効電流
指令信号を出力する手段と、該有効電流指令信号と前記
無効電流指令信号を加算して電流指令信号を出力する手
段と、該電流指令信号に応じて前記PWM変換器の点弧
制御を行う手段とを備えた静止型電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09622695A JP3524626B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 静止型電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09622695A JP3524626B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 静止型電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08275531A true JPH08275531A (ja) | 1996-10-18 |
| JP3524626B2 JP3524626B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=14159327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09622695A Expired - Fee Related JP3524626B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 静止型電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3524626B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005229723A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 交流/直流コンバータの無効電流制御装置 |
-
1995
- 1995-03-29 JP JP09622695A patent/JP3524626B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005229723A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 交流/直流コンバータの無効電流制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3524626B2 (ja) | 2004-05-10 |
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