JP2733462B2 - 単相ダイオード整流装置 - Google Patents
単相ダイオード整流装置Info
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- JP2733462B2 JP2733462B2 JP30763495A JP30763495A JP2733462B2 JP 2733462 B2 JP2733462 B2 JP 2733462B2 JP 30763495 A JP30763495 A JP 30763495A JP 30763495 A JP30763495 A JP 30763495A JP 2733462 B2 JP2733462 B2 JP 2733462B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単相ダイオード整
流装置に係り、詳細には、単相全波ダイオード整流回路
を利用して単相交流電力から直流電力に変換する単相ダ
イオード整流装置に関する。
流装置に係り、詳細には、単相全波ダイオード整流回路
を利用して単相交流電力から直流電力に変換する単相ダ
イオード整流装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の交流電力の整流用に利用されてい
る単相ダイオード整流装置は、その搭載される直流フィ
ルタ回路の方式により、コンデンサインプット形とリア
クトルインプット形に大別される。
る単相ダイオード整流装置は、その搭載される直流フィ
ルタ回路の方式により、コンデンサインプット形とリア
クトルインプット形に大別される。
【０００３】コンデンサインプット形単相ダイオード整
流装置では、コンデンサの特性により交流入力電流は三
角波状のパルス電流に変換されるため、多くの低次高調
波が含まれている。
流装置では、コンデンサの特性により交流入力電流は三
角波状のパルス電流に変換されるため、多くの低次高調
波が含まれている。
【０００４】また、リアクトルインプット形単相ダイオ
ード整流装置では、リアクトルの特性により交流入力電
流は矩形波状のパルス電流に変換されるため、高調波の
次数Ｎとすると、１／Ｎ（但し、Ｎ＝１，３，５・・
・）の高調波が含まれている。
ード整流装置では、リアクトルの特性により交流入力電
流は矩形波状のパルス電流に変換されるため、高調波の
次数Ｎとすると、１／Ｎ（但し、Ｎ＝１，３，５・・
・）の高調波が含まれている。
【０００５】これらの単相ダイオード整流装置におい
て、直流フィルタ回路を通過することにより交流入力電
流に発生する高調波を抑制するため、自己消弧形半導体
デバイスを用いた入力電流波形改善方法が提案されてい
る。
て、直流フィルタ回路を通過することにより交流入力電
流に発生する高調波を抑制するため、自己消弧形半導体
デバイスを用いた入力電流波形改善方法が提案されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の単相ダイオード整流装置にあっては、コンデ
ンサインプット形あるいはリアクトルインプット形の直
流フィルタ回路を利用することにより交流入力電流に発
生する高調波を抑制するため、自己消弧形半導体デバイ
スを用いた入力電流波形改善方法が提案されていたが、
この入力電流波形改善方法では、入力電流または電圧波
形を利用して波形改善のための制御を行うようにしてい
たため、外来のノイズや電圧波形障害への対策が必要と
なり、回路が複雑化するとともに、その回路動作の信頼
性についても低下が免れないという問題点があった。
うな従来の単相ダイオード整流装置にあっては、コンデ
ンサインプット形あるいはリアクトルインプット形の直
流フィルタ回路を利用することにより交流入力電流に発
生する高調波を抑制するため、自己消弧形半導体デバイ
スを用いた入力電流波形改善方法が提案されていたが、
この入力電流波形改善方法では、入力電流または電圧波
形を利用して波形改善のための制御を行うようにしてい
たため、外来のノイズや電圧波形障害への対策が必要と
なり、回路が複雑化するとともに、その回路動作の信頼
性についても低下が免れないという問題点があった。
【０００７】本発明の課題は、自己消弧形半導体デバイ
スを用いず、ダイオードだけを用いて交流入力電流に発
生する高調波を抑制する単相ダイオード整流装置を提供
することである。
スを用いず、ダイオードだけを用いて交流入力電流に発
生する高調波を抑制する単相ダイオード整流装置を提供
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の単
相ダイオード整流装置は、２組の２次巻線を有する１組
の変圧器と、この変圧器の各２次巻線に単相全波ダイオ
ード整流回路を接続し、このうち１組の変圧器の２次巻
線と単相全波ダイオード整流回路の間の交流線の１線に
リアクトルを接続し、この単相全波ダイオード整流回路
の直流出力段にコンデンサからなる直流フィルタ回路を
接続し、他の１組の前記変圧器の２次巻線と接続される
単相全波ダイオード整流回路の直流出力段に直流リアク
トルとコンデンサからなる逆Ｌ形フィルタ回路を接続
し、前記直流フィルタ回路の直流出力と前記逆Ｌ形フィ
ルタ回路の直流出力とを直列に接続したことを特徴とし
ている。
相ダイオード整流装置は、２組の２次巻線を有する１組
の変圧器と、この変圧器の各２次巻線に単相全波ダイオ
ード整流回路を接続し、このうち１組の変圧器の２次巻
線と単相全波ダイオード整流回路の間の交流線の１線に
リアクトルを接続し、この単相全波ダイオード整流回路
の直流出力段にコンデンサからなる直流フィルタ回路を
接続し、他の１組の前記変圧器の２次巻線と接続される
単相全波ダイオード整流回路の直流出力段に直流リアク
トルとコンデンサからなる逆Ｌ形フィルタ回路を接続
し、前記直流フィルタ回路の直流出力と前記逆Ｌ形フィ
ルタ回路の直流出力とを直列に接続したことを特徴とし
ている。
【０００９】この請求項１記載の発明の単相ダイオード
整流装置によれば、２組の２次巻線を有する１組の変圧
器の各２次巻線に単相全波ダイオード整流回路が接続さ
れ、この各単相全波ダイオード整流回路の各直流出力段
には、それぞれ回路構成の異なる直流フィルタ回路が接
続され、この各直流フィルタ回路の直流出力を直列接続
することにより、交流入力電流に発生する高調波を抑制
する。すなわち、１組の単相全波ダイオード整流回路
は、その直流出力段にコンデンサからなる直流フィルタ
回路を接続したコンデンサインプット形整流回路とし、
その交流入力段にリアクトルを挿入することにより、コ
ンデンサ特性により発生する三角波状の交流入力電流の
波高値と電流通流角を拡げる。また、他の１組の単相全
波ダイオード整流回路は、直流出力段に直流リアクトル
とコンデンサからなるリアクトルインプット形の逆ＬＣ
形の直流フィルタ回路を接続する。そして、２組の単相
全波ダイオード整流回路の各入力段は、単相変圧器によ
り各々絶縁されており、その各直流出力段は、直列接続
されている。
整流装置によれば、２組の２次巻線を有する１組の変圧
器の各２次巻線に単相全波ダイオード整流回路が接続さ
れ、この各単相全波ダイオード整流回路の各直流出力段
には、それぞれ回路構成の異なる直流フィルタ回路が接
続され、この各直流フィルタ回路の直流出力を直列接続
することにより、交流入力電流に発生する高調波を抑制
する。すなわち、１組の単相全波ダイオード整流回路
は、その直流出力段にコンデンサからなる直流フィルタ
回路を接続したコンデンサインプット形整流回路とし、
その交流入力段にリアクトルを挿入することにより、コ
ンデンサ特性により発生する三角波状の交流入力電流の
波高値と電流通流角を拡げる。また、他の１組の単相全
波ダイオード整流回路は、直流出力段に直流リアクトル
とコンデンサからなるリアクトルインプット形の逆ＬＣ
形の直流フィルタ回路を接続する。そして、２組の単相
全波ダイオード整流回路の各入力段は、単相変圧器によ
り各々絶縁されており、その各直流出力段は、直列接続
されている。
【００１０】したがって、前記単相変圧器の１次側に入
力される交流入力電流は、その２次側のコンデンサイン
プット形フィルタ回路により変換される三角波状の交流
電流と、もう一方の２次側のリアクトルインプット形フ
ィルタ回路により変換される矩形波状の交流電流とが合
成され、高調波低減作用が発生される。
力される交流入力電流は、その２次側のコンデンサイン
プット形フィルタ回路により変換される三角波状の交流
電流と、もう一方の２次側のリアクトルインプット形フ
ィルタ回路により変換される矩形波状の交流電流とが合
成され、高調波低減作用が発生される。
【００１１】したがって、コンデンサインプット形整流
回路単一で出力される直流出力電流波形のひずみ率及び
リアクトルインプット形整流回路単一で出力される直流
出力電流波形のひずみ率に比べ、各整流回路の直流出力
電流が合成された交流入力電流波形のひずみ率を小さく
することができる。
回路単一で出力される直流出力電流波形のひずみ率及び
リアクトルインプット形整流回路単一で出力される直流
出力電流波形のひずみ率に比べ、各整流回路の直流出力
電流が合成された交流入力電流波形のひずみ率を小さく
することができる。
【００１２】また、合成した交流入力電流実効値は単一
整流回路による入力交流電流実効値の算術和より小さく
なり、交流入力力率も改善することができる。
整流回路による入力交流電流実効値の算術和より小さく
なり、交流入力力率も改善することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１〜図２は、本発明を適用
した単相ダイオード整流装置の一実施の形態を示す図で
ある。
の形態を詳細に説明する。図１〜図２は、本発明を適用
した単相ダイオード整流装置の一実施の形態を示す図で
ある。
【００１４】まず、構成を説明する。図１は、本実施の
形態の単相ダイオード整流装置１の回路構成を示す図で
ある。
形態の単相ダイオード整流装置１の回路構成を示す図で
ある。
【００１５】この図１において、単相ダイオード整流装
置１は、変圧器２と、変圧器２の２組の２次側出力のう
ちｕ相に接続されたリアクトル３と、リアクトル３の後
段に接続された単相全波ダイオード整流回路４と、単相
全波ダイオード整流回路４の出力段に接続されたコンデ
ンサ５によるコンデンサフィルタと、単相全波ダイオー
ド整流回路４とコンデンサフィルタから構成されたコン
デンサインプット形整流器１０と、変圧器２の２組の２
次側出力のうちａ相に接続された単相全波ダイオード整
流回路６と、単相全波ダイオード整流回路６の出力段に
接続されたリアクトル７とコンデンサ８から構成される
逆Ｌ形ＬＣフィルタと、単相全波ダイオード整流回路６
と逆Ｌ形ＬＣフィルタから構成されたリアクトルインプ
ット形整流器２０と、から構成される。
置１は、変圧器２と、変圧器２の２組の２次側出力のう
ちｕ相に接続されたリアクトル３と、リアクトル３の後
段に接続された単相全波ダイオード整流回路４と、単相
全波ダイオード整流回路４の出力段に接続されたコンデ
ンサ５によるコンデンサフィルタと、単相全波ダイオー
ド整流回路４とコンデンサフィルタから構成されたコン
デンサインプット形整流器１０と、変圧器２の２組の２
次側出力のうちａ相に接続された単相全波ダイオード整
流回路６と、単相全波ダイオード整流回路６の出力段に
接続されたリアクトル７とコンデンサ８から構成される
逆Ｌ形ＬＣフィルタと、単相全波ダイオード整流回路６
と逆Ｌ形ＬＣフィルタから構成されたリアクトルインプ
ット形整流器２０と、から構成される。
【００１６】そして、コンデンサインプット形整流器１
０とリアクトルインプット形整流器２０の各整流出力の
コンデンサ５とコンデンサ８は直列に接続されて、負荷
９に接続されている。
０とリアクトルインプット形整流器２０の各整流出力の
コンデンサ５とコンデンサ８は直列に接続されて、負荷
９に接続されている。
【００１７】変圧器２の単相１次側に入力される交流入
力電流は、一方の２次側のコンデンサインプット形整流
器１０により三角波状の交流電流に変換されるととも
に、もう一方の２次側のリアクトルインプット形整流器
２０により矩形波状の交流電流に変換され、これらの三
角波交流電流と矩形波交流電流の合成電流が変圧器２の
一次側に流れる。
力電流は、一方の２次側のコンデンサインプット形整流
器１０により三角波状の交流電流に変換されるととも
に、もう一方の２次側のリアクトルインプット形整流器
２０により矩形波状の交流電流に変換され、これらの三
角波交流電流と矩形波交流電流の合成電流が変圧器２の
一次側に流れる。
【００１８】この合成電流は、同一の交流電源から供給
されるため、位相が一致し、三角波状の交流電流と矩形
波状の交流電流の合成による高調波低減作用が発生し、
単独の整流器に比べて高調波が抑制された交流入力電流
となる。
されるため、位相が一致し、三角波状の交流電流と矩形
波状の交流電流の合成による高調波低減作用が発生し、
単独の整流器に比べて高調波が抑制された交流入力電流
となる。
【００１９】次に、本実施の形態の動作を説明する。上
記図１の単相ダイオード整流装置１の動作について図２
に示す各部信号のタイミングチャートを参照して説明す
る。
記図１の単相ダイオード整流装置１の動作について図２
に示す各部信号のタイミングチャートを参照して説明す
る。
【００２０】いま、負荷電流Ｉｒは、コンデンサ５とコ
ンデンサ８により充分に平滑された直流電圧から供給さ
れるため、図２（ａ）に示すように、リップルの少ない
直流電流となる。変圧器２の２次側出力のｕ相電流Ｉｕ
は、リアクトル３によって調整される図２（ｂ）に示す
電流であると仮定する。すなわち、図２（ｂ）に示すｕ
相電流Ｉｕの実効値が１ｐ．ｕ．、波高値が２．４５
ｐ．ｕ．、半サイクル間の通流角が（π／４）から（３
π／４）の三角波電流とする。
ンデンサ８により充分に平滑された直流電圧から供給さ
れるため、図２（ａ）に示すように、リップルの少ない
直流電流となる。変圧器２の２次側出力のｕ相電流Ｉｕ
は、リアクトル３によって調整される図２（ｂ）に示す
電流であると仮定する。すなわち、図２（ｂ）に示すｕ
相電流Ｉｕの実効値が１ｐ．ｕ．、波高値が２．４５
ｐ．ｕ．、半サイクル間の通流角が（π／４）から（３
π／４）の三角波電流とする。
【００２１】また、変圧器２のもう１組の２次側出力の
ａ相電流Ｉａは、図２（ｃ）に示すように、実効値が１
ｐ．ｕ．、波高値が１ｐ．ｕ．の矩形波電流とする。さ
らに、変圧器２の１次側と２組の２次側の巻数比は、
１：１：１とすると、この時の交流入力電流Ｉｎの実効
値は次式（１）に示す値となる。
ａ相電流Ｉａは、図２（ｃ）に示すように、実効値が１
ｐ．ｕ．、波高値が１ｐ．ｕ．の矩形波電流とする。さ
らに、変圧器２の１次側と２組の２次側の巻数比は、
１：１：１とすると、この時の交流入力電流Ｉｎの実効
値は次式（１）に示す値となる。
【００２２】
【数１】
【００２３】また、この交流入力電流Ｉｎをフーリエ級
数展開すると、次式（２）に示す値となる。
数展開すると、次式（２）に示す値となる。
【００２４】
【数２】
【００２５】そして、変圧器２の２次側ｕ相出力電流Ｉ
ｕと２次側ａ相出力電流Ｉａと１次側交流入力電流Ｉｎ
の電流波形を比較すると、次表に示す値となる。
ｕと２次側ａ相出力電流Ｉａと１次側交流入力電流Ｉｎ
の電流波形を比較すると、次表に示す値となる。
【００２６】
【表１】
【００２７】この表において、コンデンサインプット形
整流器１０とリアクトルインプット形整流器２０からの
三角波交流電流と矩形波交流電流との合成電流のひずみ
率は、表に示している通り、高調波電流が抑制されてい
る。
整流器１０とリアクトルインプット形整流器２０からの
三角波交流電流と矩形波交流電流との合成電流のひずみ
率は、表に示している通り、高調波電流が抑制されてい
る。
【００２８】すなわち、本実施の形態による単相ダイオ
ード整流装置１によれば、コンデンサインプット形整流
器１０単一で出力される交流入力電流波形のひずみ率及
びリアクトルインプット形整流器２０単一で出力される
交流入力電流波形のひずみ率に比べ、各整流器の直流出
力をカスケード接続することにより得られる交流入力電
流波形のひずみ率は小さくなる。
ード整流装置１によれば、コンデンサインプット形整流
器１０単一で出力される交流入力電流波形のひずみ率及
びリアクトルインプット形整流器２０単一で出力される
交流入力電流波形のひずみ率に比べ、各整流器の直流出
力をカスケード接続することにより得られる交流入力電
流波形のひずみ率は小さくなる。
【００２９】また、合成した交流入力電流実効値は単一
整流器による入力交流電流実効値の算術和より小さくな
り、交流入力力率も改善される。
整流器による入力交流電流実効値の算術和より小さくな
り、交流入力力率も改善される。
【００３０】なお、上記実施の形態では、リアクトル３
は変圧器２のリアクタンス分や配線によるリアクタンス
分で代用することができる。また、単相変圧器は直流出
力電圧の設定により、２次側巻線を省略することができ
る。
は変圧器２のリアクタンス分や配線によるリアクタンス
分で代用することができる。また、単相変圧器は直流出
力電圧の設定により、２次側巻線を省略することができ
る。
【００３１】
【発明の効果】請求項１記載の発明の単相ダイオード整
流装置によれば、コンデンサインプット形整流回路単一
時の交流入力電流波形のひずみ率及びリアクトルインプ
ット形整流回路単一時の交流入力電流波形のひずみ率に
比べ、各整流回路の交流入力電流が合成された交流入力
電流波形のひずみ率を小さくすることができる。
流装置によれば、コンデンサインプット形整流回路単一
時の交流入力電流波形のひずみ率及びリアクトルインプ
ット形整流回路単一時の交流入力電流波形のひずみ率に
比べ、各整流回路の交流入力電流が合成された交流入力
電流波形のひずみ率を小さくすることができる。
【００３２】また、合成した交流入力電流実効値は単一
整流回路による入力交流電流実効値の算術和より小さく
なり、交流入力力率も改善することができる。
整流回路による入力交流電流実効値の算術和より小さく
なり、交流入力力率も改善することができる。
【図１】本発明を適用した単相ダイオード整流装置の回
路構成を示す図。
路構成を示す図。
【図２】図１の回路内各部の電流信号波形のタイミング
チャートを示す図。
チャートを示す図。
１ 単相ダイオード整流装置 ２ 変圧器 ３ リアクトル ４ 単相全波ダイオード整流回路 ５ コンデンサ ６ 単相全波ダイオード整流回路 ７ リアクトル ８ コンデンサ ９ 負荷 １０ コンデンサインプット形整流器 ２０ リアクトルインプット形整流器
Claims (1)
- 【請求項１】２組の２次巻線を有する１組の変圧器と、
この変圧器の各２次巻線に単相全波ダイオード整流回路
を接続し、このうち１組の変圧器の２次巻線と単相全波
ダイオード整流回路の間の交流線の１線にリアクトルを
接続し、この単相全波ダイオード整流回路の直流出力段
にコンデンサからなる直流フィルタ回路を接続し、他の
１組の前記変圧器の２次巻線と接続される単相全波ダイ
オード整流回路の直流出力段に直流リアクトルとコンデ
ンサからなる逆Ｌ形の直流フィルタ回路を接続し、前記
各直流フィルタ回路の各直流出力を直列に接続したこと
を特徴とする単相ダイオード整流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30763495A JP2733462B2 (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 単相ダイオード整流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30763495A JP2733462B2 (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 単相ダイオード整流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09149644A JPH09149644A (ja) | 1997-06-06 |
| JP2733462B2 true JP2733462B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=17971404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30763495A Expired - Fee Related JP2733462B2 (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 単相ダイオード整流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2733462B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4765006B2 (ja) * | 2006-09-04 | 2011-09-07 | 富士電機株式会社 | 電力変換システム |
-
1995
- 1995-11-27 JP JP30763495A patent/JP2733462B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09149644A (ja) | 1997-06-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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