JP2010081665A - Converter device - Google Patents
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Abstract
【課題】三相四線式のコンバータ回路において、三相側コンバータの平滑コンデンサを簡単な構成で確実に放電させること。
【解決手段】三相交流を整流する三相側コンバータ回路51と、三相の内いずれか一相と中性点とを整流する単相側コンバータ回路52を併設したコンバータ装置において、ダイオード5aおよび5bと常閉接点6により、第一の平滑コンデンサ31と第二の平滑コンデンサ32を接続し、電圧検出器21により単相側コンバータ回路の直流出力端電圧を検出し、検出値に応じて常閉接点6を開閉することで、第一の平滑コンデンサ31の電荷を第二の平滑コンデンサ32側に放電させることにより、簡単な構成で三相交流電源遮断時における第一の平滑コンデンサ31の放電を行うことが可能になる。
【選択図】図1In a three-phase four-wire converter circuit, a smoothing capacitor of a three-phase side converter is reliably discharged with a simple configuration.
In a converter device provided with a three-phase converter circuit 51 for rectifying three-phase alternating current and a single-phase converter circuit 52 for rectifying any one of the three phases and a neutral point, a diode 5a and 5b and the normally closed contact 6 connect the first smoothing capacitor 31 and the second smoothing capacitor 32, and the voltage detector 21 detects the DC output terminal voltage of the single-phase side converter circuit. By opening and closing the closed contact 6, the electric charge of the first smoothing capacitor 31 is discharged to the second smoothing capacitor 32 side, thereby discharging the first smoothing capacitor 31 with a simple configuration when the three-phase AC power supply is cut off. It becomes possible to do.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、三相交流電源を直流に変換するコンバータ装置に関するものである。 The present invention relates to a converter device that converts a three-phase AC power source into DC.
従来、交流電源を直流に変換するコンバータ装置について、ブリッジ接続されたダイオードと、出力を平滑するコンデンサから成るものが最も基本的で広く一般に知られている。このような回路においては、コンデンサに蓄えられた電荷は負荷によって消費されるため、負荷が切り離された無負荷状態や、負荷として接続されたインバータが停止している状態においては、コンデンサに蓄えられた電荷が放電されず、高電圧が保持されたままになるという、安全上の問題が生じる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a converter device that converts an alternating current power source into a direct current is most basic and widely known, which includes a bridge-connected diode and a capacitor that smoothes the output. In such a circuit, since the charge stored in the capacitor is consumed by the load, it is stored in the capacitor in the no-load state where the load is disconnected or in the state where the inverter connected as the load is stopped. Therefore, there is a safety problem that the electric charge is not discharged and the high voltage is maintained.
これを解決するために、コンデンサの両端に放電用の抵抗を接続する方法が一般的であるが、この抵抗により常に電力消費が行われ効率が低下するという課題が生じる。 In order to solve this, a method of connecting a discharging resistor to both ends of the capacitor is generally used. However, this resistor causes a problem that power is always consumed and efficiency is lowered.
これらを同時に解決する手段として、放電用の抵抗と直列に開閉手段を設けて、負荷の状態に応じて開閉させることにより、通常時は抵抗による電力消費を行わず、無負荷状態においては抵抗で電力消費を行うようなインバータ装置がある(例えば、特許文献1参照)。 As a means to solve these problems at the same time, an open / close means is provided in series with the discharge resistor, and it is opened and closed according to the state of the load. There is an inverter device that consumes power (see, for example, Patent Document 1).
以下、図面を参照しながら従来のインバータ装置について説明する。図2は特許文献1に記載されているインバータ装置の構成図である。このインバータ装置は、コンバータ部1と、インバータ部2と、平滑コンデンサ3と、ブレーキ用抵抗器4と、ブレーキ用スイッチングトランジスタ5とを有し、コンバータ部1に入力電源60より三相交流を与えられ、インバータ部2より所定電圧・所定周波数の交流を誘導電動機70へ出力する。ブレーキ用抵抗器4と直列に、かつブレーキ用スイッチングトランジスタ5と並列に、リレー20の常閉接点20aが設けられており、ブレーキ用抵抗器4は、ブレーキ用スイッチングトランジスタ5とは別に、常閉接点20aによっても導通状態になり、平滑コンデンサ3との並列回路を成立する。
Hereinafter, a conventional inverter device will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a configuration diagram of the inverter device described in
入力電源60がコンバータ部1に与える電圧は電圧検出器21により検出され、電圧検出器21により検出される電源電圧は比較器22に入力される。比較器22は電圧検出器21により検出される電源電圧と比較基準電圧との比較によって入力電源60の遮断を検出する。
The voltage supplied to the
リレー20のリレー駆動回路23は比較器22の出力信号を入力し、入力電源60の遮断検出によりリレー20に対する通電を停止する。
The
またリレー駆動回路23には、マニュアルスイッチ24が接続されており、リレー駆動回路23は、入力電源60の遮断検出時以外に、マニュアルスイッチ24の状態反転に拘らずリレー20に対する通電停止を禁止する。
In addition, a manual switch 24 is connected to the
このインバータ装置では、入力電源60が遮断されると、このことが比較器22によって検出され、リレー駆動回路23がリレー20に対する通電を停止する。
In this inverter device, when the
これによりリレー20の常閉接点20aが閉じ、ブレーキ用抵抗器4が平滑コンデンサ3の両端に接続された銅通状態になり、ブレーキ用抵抗器4によって平滑コンデンサ3の放電が行われる。
As a result, the normally closed contact 20a of the
以上のように従来のインバータ装置では、ブレーキ用抵抗器とリレーを直列に接続し、リレーの開閉を制御することで、通常時の電力消費をなくしながら、停止時には電解コンデンサの放電を確実に行うことが可能になる。
しかしながら前記従来の構成では、入力電源が3相4線式で、インバータ側に3相電源を供給するコンバータと、制御回路用として中性点と3相のうち1相からなるいわゆる単相電源を供給するコンバータを併設する回路構成の場合、それぞれのコンバータに放電抵抗を設ける必要が生じてしまう。 However, in the conventional configuration, the input power source is a three-phase four-wire type, a converter that supplies the three-phase power source to the inverter side, and a so-called single-phase power source composed of a neutral point and one of the three phases for the control circuit. In the case of a circuit configuration in which a converter to be supplied is provided, it becomes necessary to provide a discharge resistor for each converter.
また、3相電源側のコンバータに接続される負荷がインバータのみである場合、放電回路を制御するための制御回路を設ける必要が生じるため、部品点数の増加を招くことになる。 Further, when the load connected to the converter on the three-phase power source side is only an inverter, it is necessary to provide a control circuit for controlling the discharge circuit, resulting in an increase in the number of components.
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、三相電源用コンバータと、単相電源用コンバータを併設するような回路構成において、簡単な構成で平滑コンデンサの放電を確実に行うことができるコンバータ装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and in a circuit configuration in which a three-phase power converter and a single-phase power converter are provided side by side, the smoothing capacitor can be reliably discharged with a simple configuration. An object of the present invention is to provide a converter device that can be used.
前記従来の課題を解決するために、本発明のコンバータ装置は、三相交流電源と、三相交流を整流平滑する三相側コンバータ回路と、三相交流のうちの一相と中性点からなる、いわゆる単相交流を整流平滑する単相側コンバータ回路と、三相側コンバータ回路と単相側コンバータ回路を接続するダイオードおよび常閉接点と、単相側コンバータ回路の直流出力電圧を検出する電圧検出器とを備えることにより、簡単な構成で三相側コンバータ回路の平滑コンデンサを確実に放電することができる。 In order to solve the conventional problems, a converter device of the present invention includes a three-phase AC power source, a three-phase side converter circuit that rectifies and smoothes the three-phase AC, and one phase and a neutral point of the three-phase AC. A single-phase converter circuit that rectifies and smoothes so-called single-phase alternating current, a diode and a normally closed contact that connect the three-phase converter circuit and the single-phase converter circuit, and a DC output voltage of the single-phase converter circuit. By providing the voltage detector, the smoothing capacitor of the three-phase side converter circuit can be reliably discharged with a simple configuration.
本発明のコンバータ装置は、三相側コンバータ回路の直流出力端と、単相側コンバータ回路の直流出力端とを、常閉接点およびダイオードにより接続し、単相側コンバータ回路の直流出力端の電圧により常閉接点の開閉を行うことにより、三相側コンバータ回路の平滑コンデンサを確実に放電することが可能になり、従来のインバータ装置の構成と比較して回路部品の削減を図ることが可能になる。 In the converter device of the present invention, the DC output terminal of the three-phase side converter circuit and the DC output terminal of the single-phase side converter circuit are connected by a normally closed contact and a diode, and the voltage at the DC output terminal of the single-phase side converter circuit is By opening and closing the normally closed contact, it becomes possible to discharge the smoothing capacitor of the three-phase converter circuit with certainty, and it is possible to reduce circuit parts compared to the conventional inverter device configuration Become.
第1の発明は、三相四線式交流電源と、三相交流出力を入力とする第一の整流回路および第一の平滑コンデンサからなる三相側コンバータ回路と、三相交流出力のうちいずれか一相と中性点とを入力とする第二の整流回路および第二の平滑コンデンサからなる単相側コンバータ回路と、単相側コンバータ回路の直流出力端電圧を検出する電圧検出器を有し、第一の平滑コンデンサの正極側直流出力端から第二の平滑コンデンサの正極側直流出力端に向かって電流が流れる向きにダイオードおよび常閉接点が直列接続されるとともに、第二の平滑コンデンサの負極側直流出力端から第一の平滑コンデンサの負極側直流出力端に向かって電流が流れる向きにダイオードおよび常閉接点が直列接続され、電圧検出器によって検出される単相側コンバータ回路の直流出力端電圧が所定値を上回る場合に、常閉接点を開状態にすることを特徴としたコンバータ装置であり、三相側コンバータに設けられる第一の平滑コンデンサの放電を、簡単な構成で確実に行うことが可能となる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a three-phase four-wire AC power source, a three-phase converter circuit including a first rectifier circuit and a first smoothing capacitor having a three-phase AC output as an input, and a three-phase AC output. A single-phase side converter circuit consisting of a second rectifier circuit and a second smoothing capacitor that receive the single phase and neutral point, and a voltage detector that detects the DC output terminal voltage of the single-phase side converter circuit. A diode and a normally closed contact are connected in series in a direction in which current flows from the positive DC output end of the first smoothing capacitor to the positive DC output end of the second smoothing capacitor, and the second smoothing capacitor A single-phase side converter that is detected by a voltage detector, in which a diode and a normally closed contact are connected in series in a direction in which current flows from the negative side DC output end of the first smoothing capacitor toward the negative side DC output end of the first smoothing capacitor. The converter device is characterized in that the normally closed contact is opened when the DC output terminal voltage of the inverter circuit exceeds a predetermined value, and the discharge of the first smoothing capacitor provided in the three-phase side converter can be simplified. It becomes possible to carry out reliably with a simple configuration.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の
形態によって本発明が限定されるものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明におけるコンバータ装置の構成の一実施例を示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a configuration of a converter device according to the present invention.
図1において、60は三相四線式交流電源(以下三相電源)、11は第一の整流回路、12は第二の整流回路である。 In FIG. 1, 60 is a three-phase four-wire AC power supply (hereinafter referred to as three-phase power supply), 11 is a first rectifier circuit, and 12 is a second rectifier circuit.
第一の整流回路11の交流入力端には三相電源60の三相出力が入力され、直流出力端には第一の平滑コンデンサ31が接続されて第一のコンバータ回路51を構成している(以下、三相側コンバータとする)。
The first rectifier circuit 11 is supplied with the three-phase output of the three-
また、第二の整流回路12の交流入力端には三相電源60の三相出力の内のいずれか一相と中性点が入力され、直流出力端には第二の平滑コンデンサ32が接続されて第二のコンバータ回路52を構成している(以下、単相側コンバータとする)。
Also, one of the three-phase outputs of the three-
三相側コンバータ51および単相側コンバータ52の直流出力端には、それぞれ負荷41、負荷42が接続される。 A load 41 and a load 42 are connected to the DC output terminals of the three-phase side converter 51 and the single-phase side converter 52, respectively.
三相側コンバータ51の正極側直流出力端から単相側コンバータ52の正極側直流出力端に向かってダイオード5aおよび常閉接点6が直列に接続されるとともに、単相側コンバータ52の負極側直流出力端から三相側コンバータの負極側直流出力端に向かってダイオード5bおよび常閉接点6が直列に接続される。
The diode 5a and the normally closed
電圧検出器7には、単相側コンバータ52の直流出力端電圧を検出し、検出された電圧は比較器8により、所定の値と比較を行う。リレー駆動手段9は、比較器8から得られた結果に基づき、所定の値より電圧が高い場合は常閉接点を開状態、すなわちリレー駆動手段9によりリレーコイル6aへの通電を行う。
The voltage detector 7 detects the DC output terminal voltage of the single-phase side converter 52, and the detected voltage is compared with a predetermined value by the comparator 8. Based on the result obtained from the comparator 8, the relay driving means 9 opens the normally closed contact when the voltage is higher than a predetermined value, that is, the relay driving means 9 energizes the
以上の構成において、比較器8により比較する所定の電圧値は、通常時における単相側コンバータの直流出力端電圧より低く設定されており、電源投入後の定常状態においては、電圧検出器7による検出電圧は常に所定の値を上回ることになり、常閉接点6は常時開状態となる。ここで、三相交流電源60が遮断された場合は、負荷42により平滑コンデンサ32の電荷が放電され、単相側コンバータ回路の直流出力端の電圧は低下する。これにより、電圧検出器7による検出電圧が所定の値を下回ることで、常閉接点6のリレーコイル6aへの通電が停止され、常閉接点6は閉状態となり、第一のダイオード5aおよび第二のダイオード5bにより、第一の平滑コンデンサ31に蓄えられた電荷は第二の平滑コンデンサ32に移動することで放電が行われる。
In the above configuration, the predetermined voltage value to be compared by the comparator 8 is set lower than the DC output terminal voltage of the single-phase side converter at the normal time, and in the steady state after power-on, the voltage detector 7 The detected voltage always exceeds a predetermined value, and the normally closed
ここで、三相電源60の三相出力と中性点出力の関係から明らかなように、定常時における第一の平滑コンデンサ31の直流出力端電圧は、第二の平滑コンデンサ32の直流出力端電圧のおよそ1.7倍であるため、常閉接点6が閉状態になり第二の平滑コンデンサ32への充電が行われると、定常時の1.7倍の電圧に向かって上昇するため、電圧検出器7および比較器8により、常閉接点6は開状態に戻ることになる。
Here, as is clear from the relationship between the three-phase output of the three-
しかしながら、三相交流電源60は遮断されるため、第一の平滑コンデンサ32の直流出力端電圧は低下し、所定の値を下回ることで、再度常閉接点6は閉状態となる。これらの状態を繰返し、第一の平滑コンデンサ31の電荷が放電することで終了する。
However, since the three-phase
以上のように、単相側コンバータの直流出力端電圧を検出する構成だけで、三相側コン
バータの平滑コンデンサを確実に放電することが可能になり、部品点数の低減を図ることができる。
As described above, the smoothing capacitor of the three-phase side converter can be surely discharged by only detecting the DC output terminal voltage of the single-phase side converter, and the number of parts can be reduced.
以上のように、本発明にかかるコンバータ装置は、三相側コンバータ回路と単相側コンバータ回路を分離する必要がある回路構成において、少ない部品点数で確実に三相側コンバータの平滑コンデンサを放電することが可能となる。 As described above, the converter device according to the present invention reliably discharges the smoothing capacitor of the three-phase converter with a small number of parts in a circuit configuration in which the three-phase converter circuit and the single-phase converter circuit need to be separated. It becomes possible.
60 三相交流電源
1、11、12 整流回路
3、31、32 平滑コンデンサ
5a、5b ダイオード
41、42 負荷
6 常閉接点
6a リレー駆動コイル
21 電圧検出器
22 比較器
9 リレー駆動手段
4 ブレーキ用抵抗器
5 ブレーキ用スイッチングトランジスタ
70 誘導電動機
20 リレー
23 リレー駆動回路
24 マニュアルスイッチ
51 三相側コンバータ
52 単相側コンバータ
60 Three-phase
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008243745A JP2010081665A (en) | 2008-09-24 | 2008-09-24 | Converter device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013097818A1 (en) * | 2011-12-31 | 2013-07-04 | 深圳市比亚迪汽车研发有限公司 | Electric automobile charging method and charging device |
CN113169678A (en) * | 2018-11-30 | 2021-07-23 | 日立安斯泰莫株式会社 | Discharge control device |
-
2008
- 2008-09-24 JP JP2008243745A patent/JP2010081665A/en active Pending
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