JPH0880062A - 3相サイクロコンバータ回路 - Google Patents
3相サイクロコンバータ回路Info
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- JPH0880062A JPH0880062A JP6206270A JP20627094A JPH0880062A JP H0880062 A JPH0880062 A JP H0880062A JP 6206270 A JP6206270 A JP 6206270A JP 20627094 A JP20627094 A JP 20627094A JP H0880062 A JPH0880062 A JP H0880062A
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- JP
- Japan
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- circuit
- switching
- series
- phase
- snubber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高周波の単相交流を、低周波の3相交流に変換
するサイクロコンバータ回路を提供する。 【構成】半導体スイッチ素子Q1〜Q10とダイオード
D1〜D10とをそれぞれ逆並列接続したスイッチング
回路2組を直列接続したスイッチング回路1〜5と、ス
ナバ回路15とを相互に並列接続し、スイッチング回路
1の中間接続点とスイッチング回路2の中間接続点との
間に高周波の単相交流電源を並列接続し、スイッチング
回路3〜5の中間接続点それぞれを3相交流フィルタ1
3のそれぞれの入力端子に接続した構成。
するサイクロコンバータ回路を提供する。 【構成】半導体スイッチ素子Q1〜Q10とダイオード
D1〜D10とをそれぞれ逆並列接続したスイッチング
回路2組を直列接続したスイッチング回路1〜5と、ス
ナバ回路15とを相互に並列接続し、スイッチング回路
1の中間接続点とスイッチング回路2の中間接続点との
間に高周波の単相交流電源を並列接続し、スイッチング
回路3〜5の中間接続点それぞれを3相交流フィルタ1
3のそれぞれの入力端子に接続した構成。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高周波の単相交流
を、低周波の3相交流に変換する3相サイクロコンバー
タ回路に関する。
を、低周波の3相交流に変換する3相サイクロコンバー
タ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図2に、従来の高周波の単相交流を、低
周波の3相交流に変換する3相サイクロコンバータ回路
の構成例を示す。図2においては、半導体スイッチ素子
とダイオードとを逆並列接続して構成したスイッチング
回路に同じ構成ののスイッチング回路を逆直列接続した
スイッチング逆直列回路を、双方向スイッチ回路として
用い、このスイッチング逆直列回路SW1〜SW6を、
図示の如く、3相ブリッジ構成にして3相サイクロコン
バータ回路にしている。
周波の3相交流に変換する3相サイクロコンバータ回路
の構成例を示す。図2においては、半導体スイッチ素子
とダイオードとを逆並列接続して構成したスイッチング
回路に同じ構成ののスイッチング回路を逆直列接続した
スイッチング逆直列回路を、双方向スイッチ回路として
用い、このスイッチング逆直列回路SW1〜SW6を、
図示の如く、3相ブリッジ構成にして3相サイクロコン
バータ回路にしている。
【0003】図2では、高周波インバータ11の出力を
高周波トランス12に接続し、高周波トランス12の2
次巻線u−v間に発生する高周波の単相交流をスイッチ
ング逆直列回路SW1〜SW6により低周波の3相交流
に変換し、リアクトル,コンデンサからなる3相交流フ
ィルタ13により波形整形して交流出力R、S、Tとし
た構成であり、スナバ回路14で吸収したエネルギー
は、図示のスイッチング回路により3相交流の出力側に
放電するようにしている。
高周波トランス12に接続し、高周波トランス12の2
次巻線u−v間に発生する高周波の単相交流をスイッチ
ング逆直列回路SW1〜SW6により低周波の3相交流
に変換し、リアクトル,コンデンサからなる3相交流フ
ィルタ13により波形整形して交流出力R、S、Tとし
た構成であり、スナバ回路14で吸収したエネルギー
は、図示のスイッチング回路により3相交流の出力側に
放電するようにしている。
【0004】図2において、例えば、交流出力R−S間
に正電圧を出力する場合、高周波トランス12が正励磁
期間であれば、スイッチング逆直列回路SW1とSW4
とを導通させ、負励磁期間であれば、スイッチング逆直
列回路SW2とSW3とを導通させる。また、交流出力
R−S間に負電圧を出力する場合、高周波トランス12
が正励磁期間であれば、スイッチング逆直列回路SW2
とSW3とを導通させ、負励磁期間であれば、スイッチ
ング逆直列回路SW1とSW4とを導通させる。
に正電圧を出力する場合、高周波トランス12が正励磁
期間であれば、スイッチング逆直列回路SW1とSW4
とを導通させ、負励磁期間であれば、スイッチング逆直
列回路SW2とSW3とを導通させる。また、交流出力
R−S間に負電圧を出力する場合、高周波トランス12
が正励磁期間であれば、スイッチング逆直列回路SW2
とSW3とを導通させ、負励磁期間であれば、スイッチ
ング逆直列回路SW1とSW4とを導通させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】半導体スイッチ素子を
用いたこの種の電力変換装置では、前記スイッチング回
路2組を直列接続したスイッチング直列回路のユニッ
ト、またはこのスイッチング直列回路を単相や3相のブ
リッジ構成のブリッジユニットを用いて構成するのが一
般的である。
用いたこの種の電力変換装置では、前記スイッチング回
路2組を直列接続したスイッチング直列回路のユニッ
ト、またはこのスイッチング直列回路を単相や3相のブ
リッジ構成のブリッジユニットを用いて構成するのが一
般的である。
【0006】しかしながら、図2に示した従来例を構成
するための前記双方向スイッチ回路は、新たにスイッチ
ング回路2組を逆直列接続したユニットを製作する必要
があり、また、前記双方向スイッチ回路の半導体スイッ
チ素子には、正,負両極性の電圧が印加されるので、ス
ナバ回路として交流用スナバ回路が必要となり、この交
流用スナバ回路では整流回路と、該交流用スナバ回路で
の損失を抑えるための回生回路とを必要とする。
するための前記双方向スイッチ回路は、新たにスイッチ
ング回路2組を逆直列接続したユニットを製作する必要
があり、また、前記双方向スイッチ回路の半導体スイッ
チ素子には、正,負両極性の電圧が印加されるので、ス
ナバ回路として交流用スナバ回路が必要となり、この交
流用スナバ回路では整流回路と、該交流用スナバ回路で
の損失を抑えるための回生回路とを必要とする。
【0007】このため従来の3相サイクロコンバータ回
路では、主回路構成が複雑となり、装置が大形化すると
いう問題があった。この発明の課題は、上述の問題点を
解決する3相サイクロコンバータ回路を提供することに
ある。
路では、主回路構成が複雑となり、装置が大形化すると
いう問題があった。この発明の課題は、上述の問題点を
解決する3相サイクロコンバータ回路を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】高周波の単相交流を、低
周波の3相交流に変換するサイクロコンバータ回路にお
いて、この第1の発明では、半導体スイッチ素子とダイ
オードとの逆並列接続で構成した第1スイッチング回路
に同じ構成の第2スイッチング回路を直列接続した第1
スイッチング直列回路と、前記第1スイッチング回路と
同じ構成の第3スイッチング回路と第4スイッチング回
路とを直列接続した第2スイッチング直列回路と、前記
第1スイッチング回路と同じ構成の第5スイッチング回
路と第6スイッチング回路とを直列接続した第3スイッ
チング直列回路と、前記第1スイッチング回路と同じ構
成の第7スイッチング回路と第8スイッチング回路とを
直列接続した第4スイッチング直列回路と、前記第1ス
イッチング回路と同じ構成の第9スイッチング回路と第
10スイッチング回路とを直列接続した第5スイッチン
グ直列回路と、スナバ回路とを相互に並列接続し、前記
第1スイッチング直列回路の中間接続点と前記第2スイ
ッチング直列回路の中間接続点との間に高周波の単相交
流電源を並列接続し、前記第3スイッチング直列回路の
中間接続点に3相交流フィルタの第1入力端子を接続
し、前記第4スイッチング直列回路の中間接続点に前記
3相交流フィルタの第2入力端子を接続し、前記第5ス
イッチング直列回路の中間接続点に前記3相交流フィル
タの第3入力端子を接続し、前記3相交流フィルタの第
1,第2,第3出力端子を低周波の3相交流のそれぞれ
の相の出力とする。
周波の3相交流に変換するサイクロコンバータ回路にお
いて、この第1の発明では、半導体スイッチ素子とダイ
オードとの逆並列接続で構成した第1スイッチング回路
に同じ構成の第2スイッチング回路を直列接続した第1
スイッチング直列回路と、前記第1スイッチング回路と
同じ構成の第3スイッチング回路と第4スイッチング回
路とを直列接続した第2スイッチング直列回路と、前記
第1スイッチング回路と同じ構成の第5スイッチング回
路と第6スイッチング回路とを直列接続した第3スイッ
チング直列回路と、前記第1スイッチング回路と同じ構
成の第7スイッチング回路と第8スイッチング回路とを
直列接続した第4スイッチング直列回路と、前記第1ス
イッチング回路と同じ構成の第9スイッチング回路と第
10スイッチング回路とを直列接続した第5スイッチン
グ直列回路と、スナバ回路とを相互に並列接続し、前記
第1スイッチング直列回路の中間接続点と前記第2スイ
ッチング直列回路の中間接続点との間に高周波の単相交
流電源を並列接続し、前記第3スイッチング直列回路の
中間接続点に3相交流フィルタの第1入力端子を接続
し、前記第4スイッチング直列回路の中間接続点に前記
3相交流フィルタの第2入力端子を接続し、前記第5ス
イッチング直列回路の中間接続点に前記3相交流フィル
タの第3入力端子を接続し、前記3相交流フィルタの第
1,第2,第3出力端子を低周波の3相交流のそれぞれ
の相の出力とする。
【0009】第2の発明では、前記第1の発明のスナバ
回路として、コンデンサのみで構成する。第3の発明で
は、前記第1の発明のスナバ回路として、コンデンサと
抵抗を直列接続した構成のスナバ回路を備える。第4の
発明では、前記第1の発明のスナバ回路として、ダイオ
ードの両端に抵抗を並列接続し、前記ダイオードの片端
にコンデンサを接続した構成のスナバ回路を備える。
回路として、コンデンサのみで構成する。第3の発明で
は、前記第1の発明のスナバ回路として、コンデンサと
抵抗を直列接続した構成のスナバ回路を備える。第4の
発明では、前記第1の発明のスナバ回路として、ダイオ
ードの両端に抵抗を並列接続し、前記ダイオードの片端
にコンデンサを接続した構成のスナバ回路を備える。
【0010】
【作用】この発明によれば、各種の電力変換装置に用い
られる一般的なスイッチング直列回路5組で構成できる
ため、主回路構成が簡単になり、また、前記主回路構成
のスイッチング直列回路を、スナバ回路のエネルギー回
生のための放電スイッチとして共用でき、さらに、スナ
バ回路も簡単な構成になる。
られる一般的なスイッチング直列回路5組で構成できる
ため、主回路構成が簡単になり、また、前記主回路構成
のスイッチング直列回路を、スナバ回路のエネルギー回
生のための放電スイッチとして共用でき、さらに、スナ
バ回路も簡単な構成になる。
【0011】
【実施例】図1に、この発明の実施例を示し、図2の従
来例と同一機能を有する部材には、同一符号を付して説
明を省略する。すなわち図1において、半導体スイッチ
素子Q1〜Q10とダイオードD1〜D10とをぞれぞ
れ逆並列接続したスイッチング回路2組を直列接続した
スイッチング直列回路1〜5と、半導体スイッチ素子Q
1〜Q10を保護するスナバ回路15とを相互に並列接
続し、スイッチング直列回路1の中間接続点とスイッチ
ング直列回路2の中間接続点との間に高周波トランス1
2の2次巻線u、vをそれぞれ接続し、スイッチング直
列回路3の中間接続点に3相交流フィルタ13の第1入
力端子を接続し、スイッチング直列回路4の中間接続点
に3相交流フィルタ13の第2入力端子を接続し、スイ
ッチング直列回路5の中間接続点に3相交流フィルタ1
3の第3入力端子を接続している。
来例と同一機能を有する部材には、同一符号を付して説
明を省略する。すなわち図1において、半導体スイッチ
素子Q1〜Q10とダイオードD1〜D10とをぞれぞ
れ逆並列接続したスイッチング回路2組を直列接続した
スイッチング直列回路1〜5と、半導体スイッチ素子Q
1〜Q10を保護するスナバ回路15とを相互に並列接
続し、スイッチング直列回路1の中間接続点とスイッチ
ング直列回路2の中間接続点との間に高周波トランス1
2の2次巻線u、vをそれぞれ接続し、スイッチング直
列回路3の中間接続点に3相交流フィルタ13の第1入
力端子を接続し、スイッチング直列回路4の中間接続点
に3相交流フィルタ13の第2入力端子を接続し、スイ
ッチング直列回路5の中間接続点に3相交流フィルタ1
3の第3入力端子を接続している。
【0012】図1に示した、この発明の実施例の動作を
以下に説明する。図1において、高周波トランス12の
励磁が正極性の場合には、半導体スイッチ素子Q1とQ
4とを導通させる。また、高周波トランス12の励磁が
負極性の場合には、半導体スイッチ素子Q2とQ3とを
導通させる。さらに、高周波トランス12の励磁が零の
場合には、半導体スイッチ素子Q1〜Q4の全てを不導
通とする。この結果、高周波トランス12により入力さ
れた高周波の交流が整流され、ブリッジ回路の並列接続
端子p−n間に現れる。 (1)交流出力RーS間に正電圧を出力する場合 半導体スイッチ素子Q1,Q4またはQ2,Q3が導通
し、並列接続端子p−n間に高周波インバータ11の整
流電圧が発生している期間において、半導体スイッチ素
子Q5とQ8とを導通させる。この導通により交流出力
R−S間に正電圧が発生する。またこのときの出力電流
ルートは、以下のようになる。
以下に説明する。図1において、高周波トランス12の
励磁が正極性の場合には、半導体スイッチ素子Q1とQ
4とを導通させる。また、高周波トランス12の励磁が
負極性の場合には、半導体スイッチ素子Q2とQ3とを
導通させる。さらに、高周波トランス12の励磁が零の
場合には、半導体スイッチ素子Q1〜Q4の全てを不導
通とする。この結果、高周波トランス12により入力さ
れた高周波の交流が整流され、ブリッジ回路の並列接続
端子p−n間に現れる。 (1)交流出力RーS間に正電圧を出力する場合 半導体スイッチ素子Q1,Q4またはQ2,Q3が導通
し、並列接続端子p−n間に高周波インバータ11の整
流電圧が発生している期間において、半導体スイッチ素
子Q5とQ8とを導通させる。この導通により交流出力
R−S間に正電圧が発生する。またこのときの出力電流
ルートは、以下のようになる。
【0013】 正電流出力時:u→D1→Q5→R→S→Q8→D4→v または、v→D3→Q5→R→S→Q8→D2→u 負電流出力時:v→Q4→D8→S→R→D5→Q1→u または、u→Q2→D8→S→R→D5→Q3→v (2)交流出力R−S間に負電圧を出力する場合 半導体スイッチ素子Q1,Q4またはQ2,Q3が導通
し、並列接続端子p−n間に高周波インバータ11の整
流電圧が発生している期間において、半導体スイッチ素
子Q6とQ7とを導通させる。この導通により交流出力
R−S間に負電圧が発生する。またこのときの出力電流
ルートは、以下のようになる。
し、並列接続端子p−n間に高周波インバータ11の整
流電圧が発生している期間において、半導体スイッチ素
子Q6とQ7とを導通させる。この導通により交流出力
R−S間に負電圧が発生する。またこのときの出力電流
ルートは、以下のようになる。
【0014】 正電流出力時:v→Q4→D6→R→S→D7→Q3→u または、u→Q2→D6→R→S→D7→Q3→v 負電流出力時:u→D1→Q7→S→R→Q6→D4→v または、v→D3→Q7→S→R→Q6→D2→u また、整流電圧が零の場合は、半導体スイッチ素子Q
5,Q7またはQ6,Q8のいずれかを同時に導通させ
て電流を還流させる。
5,Q7またはQ6,Q8のいずれかを同時に導通させ
て電流を還流させる。
【0015】また、高周波トランス12が正励磁のとき
に半導体スイッチ素子Q1とQ4とを導通させ、負励磁
のときには半導体スイッチ素子Q2とQ3とを導通させ
ることにより、スナバ15の吸収したエネルギーを高周
波トランス12の2次巻線u−v間電圧まで放電する。
に半導体スイッチ素子Q1とQ4とを導通させ、負励磁
のときには半導体スイッチ素子Q2とQ3とを導通させ
ることにより、スナバ15の吸収したエネルギーを高周
波トランス12の2次巻線u−v間電圧まで放電する。
【0016】
【発明の効果】この発明によれば、各種の電力変換装置
に用いられる一般的なスイッチング直列回路5組で構成
できるため、主回路構成が従来の回路に比べて簡単にな
り、また、前記主回路構成のスイッチング直列回路を、
スナバ回路のエネルギー回生のための放電スイッチとし
て共用できるため、別にスイッチング回路を備える必要
が無く、さらに、スナバ回路も簡単な構成ですむので回
路構成が簡単になる。
に用いられる一般的なスイッチング直列回路5組で構成
できるため、主回路構成が従来の回路に比べて簡単にな
り、また、前記主回路構成のスイッチング直列回路を、
スナバ回路のエネルギー回生のための放電スイッチとし
て共用できるため、別にスイッチング回路を備える必要
が無く、さらに、スナバ回路も簡単な構成ですむので回
路構成が簡単になる。
【0017】以上の結果、従来のサイクロコンバータ回
路に比べて、部品点数の削減、装置の小型化、低コス
ト、信頼性の向上が計れる。
路に比べて、部品点数の削減、装置の小型化、低コス
ト、信頼性の向上が計れる。
【図1】この発明の実施例を示す3相サイクロコンバー
タ回路の構成図
タ回路の構成図
【図2】従来例を示す3相サイクロコンバータ回路の構
成図
成図
1〜5…スイッチング直列回路、11…高周波インバー
タ、12…高周波トランス、13…3相交流フィルタ、
14,15…スナバ回路、SW1〜SW6…スイッチン
グ逆直列回路、Q1〜Q10…半導体スイッチ素子、D
1〜D10…ダイオード。
タ、12…高周波トランス、13…3相交流フィルタ、
14,15…スナバ回路、SW1〜SW6…スイッチン
グ逆直列回路、Q1〜Q10…半導体スイッチ素子、D
1〜D10…ダイオード。
Claims (4)
- 【請求項1】高周波の単相交流を、低周波の3相交流に
変換するサイクロコンバータ回路において、 半導体スイッチ素子とダイオードとの逆並列接続で構成
した第1スイッチング回路に同じ構成の第2スイッチン
グ回路を直列接続した第1スイッチング直列回路と、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第3スイッチン
グ回路と第4スイッチング回路とを直列接続した第2ス
イッチング直列回路と、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第5スイッチン
グ回路と第6スイッチング回路とを直列接続した第3ス
イッチング直列回路と、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第7スイッチン
グ回路と第8スイッチング回路とを直列接続した第4ス
イッチング直列回路と、 前記第1スイッチング回路と同じ構成の第9スイッチン
グ回路と第10スイッチング回路とを直列接続した第5
スイッチング直列回路と、 スナバ回路とを相互に並列接続し、 前記第1スイッチング直列回路の中間接続点と前記第2
スイッチング直列回路の中間接続点との間に高周波の単
相交流電源を並列接続し、 前記第3スイッチング直列回路の中間接続点に3相交流
フィルタの第1入力端子を接続し、 前記第4スイッチング直列回路の中間接続点に前記3相
交流フィルタの第2入力端子を接続し、 前記第5スイッチング直列回路の中間接続点に前記3相
交流フィルタの第3入力端子を接続し、 前記3相交流フィルタの第1,第2,第3出力端子を低
周波の3相交流のそれぞれの相の出力としたことを特徴
とする3相サイクロコンバータ回路。 - 【請求項2】請求項1に記載の3相サイクロコンバータ
回路において、 前記スナバ回路として、コンデンサの
みで構成したスナバ回路を備えたことを特徴とする3相
サイクロコンバータ回路。 - 【請求項3】請求項1に記載の3相サイクロコンバータ
回路において、 前記スナバ回路として、コンデンサと
抵抗とを直列接続した構成のスナバ回路を備えたことを
特徴とする3相サイクロコンバータ回路。 - 【請求項4】請求項1に記載の3相サイクロコンバータ
回路において、 前記スナバ回路として、ダイオードの
両端に抵抗を並列接続し、前記ダイオードの片端にコン
デンサを接続した構成のスナバ回路を備えたことを特徴
とする3相サイクロコンバータ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206270A JPH0880062A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 3相サイクロコンバータ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206270A JPH0880062A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 3相サイクロコンバータ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0880062A true JPH0880062A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16520553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6206270A Pending JPH0880062A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 3相サイクロコンバータ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0880062A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015038995A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Enphase Energy, Inc. | Single-phase cycloconverter with integrated line-cycle energy storage |
| CN105262355B (zh) * | 2015-09-28 | 2018-08-14 | 南京航空航天大学 | 一种多端口逆变器 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP6206270A patent/JPH0880062A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015038995A1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Enphase Energy, Inc. | Single-phase cycloconverter with integrated line-cycle energy storage |
| US9531300B2 (en) | 2013-09-16 | 2016-12-27 | Enphase Energy, Inc. | Single phase cycloconverter with integrated line-cycle energy storage |
| CN105262355B (zh) * | 2015-09-28 | 2018-08-14 | 南京航空航天大学 | 一种多端口逆变器 |
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