JP4678221B2 - Three-phase power converter - Google Patents
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Description
本発明は、3相コンバータと3相インバータとを含む3相電力変換装置に関する。 The present invention relates to a three-phase power converter including a three-phase converter and a three-phase inverter.
従来の典型的な3相電力変換装置は、3相交流入力端子にインダクタを介して接続された3相PWM(パルス幅変調)形式の3相コンバータ回路(AC−DC変換回路)と、この3相コンバータ回路の対の直流出力端子間に接続されたコンデンサと、このコンデンサに接続された3相PWM形式の3相インバータ回路(DC−AC変換回路)と、3相インバータ回路と負荷との間に接続された絶縁トランスとから成る。 A conventional typical three-phase power converter includes a three-phase PWM (pulse width modulation) type three-phase converter circuit (AC-DC converter circuit) connected to a three-phase AC input terminal via an inductor, A capacitor connected between the DC output terminals of the pair of phase converter circuits, a three-phase PWM type three-phase inverter circuit (DC-AC conversion circuit) connected to the capacitor, and between the three-phase inverter circuit and the load And an insulating transformer.
絶縁トランスを設けると、3相電力変換装置が必然的に大型且つコスト高になるので、絶縁トランスを省き、この代りに3相コンバータ回路の対の直流出力端子間に2つのコンデンサの直列回路を接続し、この2つのコンデンサの中点と3相交流入力端子に接続され且つY結線(星形結線)された入力段の3つのコンデンサの中点及び3相交流出力端子に接続され且つY結線された出力段の3つのコンデンサの中点とを互いに接続し、且つ3相コンバータの2相を電流制御し、残りの1相を電圧制御することが後記特許文献1に開示されている。この特許文献1の方式によれば、絶縁トランスが無いにも拘わらずコモンモード電流を除去することができる。
If an insulation transformer is provided, the three-phase power converter is inevitably large and expensive, so the insulation transformer is omitted. Instead, a series circuit of two capacitors is connected between the DC output terminals of the pair of three-phase converter circuits. Connected to the midpoint of these two capacitors and the three-phase AC input terminal, and connected to the midpoint and three-phase AC output terminal of the three capacitors of the input stage Y-connected (star-connected) and Y-connected Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 discloses that the midpoints of the three capacitors of the output stage connected to each other, current control of the two phases of the three-phase converter, and voltage control of the remaining one phase. According to the method disclosed in
ところで、特許文献1では、電圧制御と電流制御が混在するのみではなく、直流中性点を設け、3相コンバータの残りの1相と直流中性点との電圧を検出する手段及びこれを制御する手段を設けなければならない。従って、3相電力変換装置の構成が複雑になる。
本発明が解決しようとする課題は、3相電力変換装置においてコモンモード電流を容易に除去することが困難なことである。 The problem to be solved by the present invention is that it is difficult to easily remove the common mode current in the three-phase power converter.
上記課題を解決するための本発明は、
3相交流入力電圧を供給するための第1、第2及び第3の交流入力端子と、
3相交流出力電圧を送出するための第1、第2及び第3の交流出力端子と、
前記第1、第2及び第3の交流入力端子に接続された第1、第2及び第3相コンバータスイッチング回路を有する3相コンバータ回路と、
前記3相交流入力電圧を直流電圧に変換するように前記第1、第2及び第3相コンバータスイッチング回路を制御するコンバータ制御回路と、
前記3相コンバータ回路の対の直流出力端子間に接続された蓄電手段と、
前記3相コンバータ回路及び前記蓄電手段と前記第1、第2及び第3の交流出力端子との間に接続された第1、第2及び第3相インバータスイッチング回路を有する3相インバータ回路と、
前記直流電圧を前記3相交流出力電圧に変換するように前記第1、第2及び第3相インバータスイッチング回路を制御するインバータ制御回路と
を有している3相電力変換装置であって、
前記コンバータ制御回路が、力率を改善するように前記第2及び第3相コンバータスイッチング回路を制御する手段と、前記第1、第2及び第3の交流入力端子を流れる第1、第2及び第3相電流の総和(コモンモード電流)が零になるように前記第1相コンバータスイッチング回路を制御する手段とを有していることを特徴とする3相電力変換装置に係わるものである。
The present invention for solving the above problems is as follows.
First, second and third AC input terminals for supplying a three-phase AC input voltage;
First, second and third AC output terminals for delivering a three-phase AC output voltage;
A three-phase converter circuit having first, second and third phase converter switching circuits connected to the first, second and third AC input terminals;
A converter control circuit for controlling the first, second and third phase converter switching circuits to convert the three-phase AC input voltage into a DC voltage;
Power storage means connected between the pair of DC output terminals of the three-phase converter circuit;
A three-phase inverter circuit having first, second and third phase inverter switching circuits connected between the three-phase converter circuit and the power storage means and the first, second and third AC output terminals;
A three-phase power converter having an inverter control circuit for controlling the first, second and third-phase inverter switching circuits so as to convert the DC voltage into the three-phase AC output voltage,
Means for controlling the second and third phase converter switching circuits so that the converter control circuit improves power factor; and first, second and third currents flowing through the first, second and third AC input terminals. And a means for controlling the first phase converter switching circuit so that the sum of the third phase currents (common mode current) becomes zero.
なお、請求項2に示すように、前記第1相コンバータスイッチング回路は、前記第1の交流入力端子と前記対の直流出力端子の一方との間に接続された第1のコンバータ用ダイオードと第1のコンバータ用スイッチとの並列回路と、前記第1の交流入力端子と前記対の直流出力端子の他方との間に接続された第2のコンバータ用ダイオードと第2のコンバータ用スイッチとの並列回路とから成り、
前記第2相コンバータスイッチング回路は、前記第2の交流入力端子と前記一方の直流出力端子との間に接続された第3のコンバータ用ダイオードと第3のコンバータ用スイッチとの並列回路と、前記第2の交流入力端子と前記他方の直流出力端子との間に接続された第4のコンバータ用ダイオードと第4のコンバータ用スイッチとの並列回路とから成り、
前記第3相コンバータスイッチング回路は、前記第3の交流入力端子と前記一方の直流出力端子との間に接続された第5のコンバータ用ダイオードと第5のコンバータ用スイッチとの並列回路と、前記第3の交流入力端子と前記他方の直流出力端子との間に接続された第6のコンバータ用ダイオードと第6のコンバータ用スイッチとの並列回路とから成り、
前記コンバータ制御回路は、
前記第2及び第3の交流入力端子の第2及び第3相交流入力電圧を検出する交流入力電圧検出手段と、
前記蓄電手段の出力電圧を検出する直流電圧検出器と、
前記蓄電手段の出力電圧の目標値を示す基準値を発生する基準電圧源と、
前記直流電圧検出器と前記基準電圧源とに接続され且つ前記直流電圧検出器の出力と前記基準電圧源の基準値との差を増幅した信号から成る直流電圧制御信号を形成する機能を有している直流電圧制御信号形成手段と、
前記交流入力電圧検出手段と前記直流電圧制御信号形成手段とに接続され且つ前記交流入力電圧検出手段から得られた第2相電圧検出信号に前記直流電圧制御信号を乗算する第1の乗算器と、
前記交流入力電圧検出手段と前記直流電圧制御信号形成手段とに接続され且つ前記交流入力電圧検出手段から得られた第3相電圧検出信号に前記直流電圧制御信号を乗算する第2の乗算器と、
前記第2及び第3の交流入力端子を通って流れる電流を検出するための第2及び第3相電流検出器と、
前記第1、第2及び第3の交流入力端子を流れる第1、第2及び第3相電流の総和を示すコモンモード電流を検出するコモンモード電流検出手段と、
前記コモンモード電流検出手段に接続され且つ前記コモンモード電流をゼロにするためのコモンモード電流制御信号を形成し、このコモンモード電流制御信号を第1相電流制御信号として出力する第1相電流制御信号形成手段と、
前記第1の乗算器と前記第2相電流検出器とに接続され且つ前記第1の乗算器の出力と前記第2相電流検出器の出力との差を増幅した信号から成る第2相電流制御信号を形成する第2相電流制御信号形成手段と、
前記第2の乗算器と前記第3相電流検出器とに接続され且つ前記第2の乗算器の出力と前記第3相電流検出器の出力との差を増幅した信号から成る第3相電流制御信号を形成する第3相電流制御信号形成手段と、
前記第2及び第3相交流入力電圧より高い周波数で比較波を発生する比較波発生器と、
前記第1相電流制御信号形成手段と前記比較波発生器とに接続され且つ前記第1相電流制御信号と前記比較波とを比較して前記第1及び第2のコンバータ用スイッチをオン・オフするための第1相制御信号を形成する機能を有している第1相制御信号形成回路と、
前記第2相電流制御信号形成手段と前記比較波発生器とに接続され且つ前記第2相電流制御信号と前記比較波とを比較して前記第3及び第4のコンバータ用スイッチをオン・オフするための第2相制御信号を形成する機能を有している第2相制御信号形成回路と、
前記第3相電流制御信号形成手段と前記比較波発生器とに接続され且つ前記第3相電流制御信号と前記比較波とを比較して前記第5及び第6のコンバータ用スイッチをオン・オフするための第3相制御信号を形成する機能を有している第3相制御信号形成回路と
を備えていることが望ましい。
また、請求項3に示すように、前記第1相インバータスイッチング回路は、前記一方の直流出力端子と前記第1の交流出力端子との間に接続された第1のインバータ用スイッチと、前記他方の直流出力端子と前記第1の交流出力端子との間に接続された第2のインバータ用スイッチと、前記第1のインバータ用スイッチに並列接続された第1のインバータ用ダイオードと、前記第2のインバータ用スイッチに並列接続された第2のインバータ用ダイオードとから成り、
前記第2相インバータスイッチング回路は、前記一方の直流出力端子と前記第2の交流出力端子との間に接続された第3のインバータ用スイッチと、前記他方の直流出力端子と前記第2の交流出力端子との間に接続された第4のインバータ用スイッチと、前記第3のインバータ用スイッチに並列接続された第3のインバータ用ダイオードと、前記第4のインバータ用スイッチに並列接続された第4のインバータ用ダイオードとから成り、
前記第3相インバータスイッチング回路は、前記一方の直流出力端子と前記第3の交流出力端子との間に接続された第5のインバータ用スイッチと、前記他方の直流出力端子と前記第3の交流出力端子との間に接続された第6のインバータ用スイッチと、前記第5のインバータ用スイッチに並列接続された第5のインバータ用ダイオードと、前記第6のインバータ用スイッチに並列接続された第6のインバータ用ダイオードとから成り、
前記インバータ制御回路は、
第1、第2及び第3相基準正弦波を発生する基準正弦波発生手段と、
前記第1、第2及び第3の交流出力端子に接続された3相交流出力電圧検出器と、
前記基準正弦波発生手段の第1、第2及び第3相基準正弦波を送出する第1、第2及び第3の出力端子と前記3相交流出力電圧検出器の第1、第2及び第3の出力ラインとに接続され且つ前記基準正弦波発生手段から得られた第1、第2及び第3相基準正弦波と前記3相交流出力電圧検出器から得られた第1、第2及び第3相交流出力電圧検出信号との差を増幅した信号から成る第1、第2及び第3相出力電圧制御信号を形成する第1、第2及び第3相出力電圧制御信号形成手段と、
前記第1、第2及び第3相基準正弦波よりも高い周波数で比較波を発生する比較波発生器と、
前記第1、第2及び第3相出力電圧制御信号形成手段と前記比較波発生器とに接続され且つ前記第1、第2及び第3相出力電圧制御信号と前記比較波とをそれぞれ比較して前記第1、第2、第3、第4、第5及び第6のインバータ用スイッチをオン・オフするための制御信号を形成する機能を有しているインバータ制御信号形成回路と
を備えていることが望ましい。
また、請求項4に示すように、前記第1相インバータスイッチング回路は、前記一方の直流出力端子と前記第1の交流出力端子との間に接続された第1のインバータ用スイッチと、前記他方の直流出力端子と前記第1の交流出力端子との間に接続された第2のインバータ用スイッチと、前記第1のインバータ用スイッチに並列接続された第1のインバータ用ダイオードと、前記第2のインバータ用スイッチに並列接続された第2のインバータ用ダイオードとから成り、
前記第2相インバータスイッチング回路は、前記一方の直流出力端子と前記第2の交流出力端子との間に接続された第3のインバータ用スイッチと、前記他方の直流出力端子と前記第2の交流出力端子との間に接続された第4のインバータ用スイッチと、前記第3のインバータ用スイッチに並列接続された第3のインバータ用ダイオードと、前記第4のインバータ用スイッチに並列接続された第4のインバータ用ダイオードとから成り、
前記第3相インバータスイッチング回路は、前記一方の直流出力端子と前記第3の交流出力端子との間に接続された第5のインバータ用スイッチと、前記他方の直流出力端子と前記第3の交流出力端子との間に接続された第6のインバータ用スイッチと前記第5のインバータ用スイッチに並列接続された第5のインバータ用ダイオードと、前記第6のインバータ用スイッチに並列接続された第6のインバータ用ダイオードとから成り、
前記インバータ制御回路は、
前記第2の交流入力端子と前記第1の交流入力端子との間の線間電圧に相当する第1の基準正弦波(Vvu*)と、前記第3の交流入力端子と前記第1の交流入力端子との間の線間電圧に相当する第2の基準正弦波(Vwu*)を発生する基準正弦波発生手段と、
前記第1、第2及び第3の交流出力端子に接続され且つ前記第2の交流出力端子と前記第1の交流出力端子との間の線間電圧に相当する第1の交流出力電圧検出値(Vvu)を得ると共に前記第3の交流出力端子と前記第1の交流出力端子との間の線間線圧に相当する第2の交流出力電圧検出値(Vwu)を得るように形成された交流出力電圧検出器と、
前記第1の基準正弦波(Vvu*)と前記第1の交流出力電圧検出値(Vvu)との差を増幅した信号から成る第1の電圧制御信号(V2´ )を形成する第1の電圧制御信号形成手段と、
前記第2の基準正弦波(Vwu*)と前記第2の交流出力電圧検出値(Vwu)との差を増幅した信号から成る第2の電圧制御信号(V3´)を形成する第2の電圧制御信号形成手段と、
前記第1の電圧制御信号形成手段と前記第2の電圧制御信号形成手段とに接続され且つ前記第1の電圧制御信号(V2´ )及び前記第2の電圧制御信号(V3´)を相電圧で示される第1、第2及び第3の出力電圧制御信号(Vu,Vv,Vw)に変換する機能を有している変換手段(73a)と、
前記コンバータ制御回路の前記比較波発生器又はインバータ用比較波発生器から比較波を供給する比較波供給手段と、
前記変換手段(73a)と前記比較波供給手段とに接続され且つ前記第1の出力電圧制御信号(Vu)と前記比較波とを比較して前記第1及び第2のインバータ用スイッチをオン・オフ制御するための第1相制御信号(Gu)を形成する機能を有している第1相制御信号形成回路と、
前記変換手段(73a)と前記比較波供給手段とに接続され且つ前記第2の出力電圧制御信号(Vv)と前記比較波とを比較して前記第3及び第4のインバータ用スイッチをオン・オフ制御するための第2相制御信号(Gv )を形成する機能を有している第2相制御信号形成回路と、
前記変換手段(73a)と前記比較波供給手段とに接続され且つ前記第3の出力電圧制御信号(Vw)と前記比較波とを比較して前記第5及び第6のインバータ用スイッチをオン・オフ制御するための第3相制御信号(Gw )を形成する機能を有している第3相制御信号形成回路と
を有していることが望ましい。
According to a second aspect of the present invention, the first phase converter switching circuit includes a first converter diode connected between the first AC input terminal and one of the pair of DC output terminals, and a first converter diode. A parallel circuit of one converter switch and a second converter diode and a second converter switch connected between the first AC input terminal and the other of the pair of DC output terminals Circuit and
The second phase converter switching circuit includes a parallel circuit of a third converter diode and a third converter switch connected between the second AC input terminal and the one DC output terminal, A parallel circuit of a fourth converter diode and a fourth converter switch connected between a second AC input terminal and the other DC output terminal;
The third phase converter switching circuit includes a parallel circuit of a fifth converter diode and a fifth converter switch connected between the third AC input terminal and the one DC output terminal, A parallel circuit of a sixth converter diode and a sixth converter switch connected between a third AC input terminal and the other DC output terminal;
The converter control circuit is
AC input voltage detecting means for detecting second and third phase AC input voltages of the second and third AC input terminals;
A DC voltage detector for detecting the output voltage of the storage means;
A reference voltage source for generating a reference value indicating a target value of the output voltage of the power storage means;
A function of forming a DC voltage control signal comprising a signal which is connected to the DC voltage detector and the reference voltage source and amplifies a difference between an output of the DC voltage detector and a reference value of the reference voltage source; DC voltage control signal forming means,
A first multiplier connected to the AC input voltage detection means and the DC voltage control signal forming means and for multiplying the DC voltage control signal by a second phase voltage detection signal obtained from the AC input voltage detection means; ,
A second multiplier connected to the AC input voltage detection means and the DC voltage control signal forming means and for multiplying the third phase voltage detection signal obtained from the AC input voltage detection means by the DC voltage control signal; ,
Second and third phase current detectors for detecting current flowing through the second and third AC input terminals;
Common mode current detecting means for detecting a common mode current indicating a sum of first, second and third phase currents flowing through the first, second and third AC input terminals;
First phase current control connected to the common mode current detection means and forming a common mode current control signal for making the common mode current zero, and outputting the common mode current control signal as a first phase current control signal Signal forming means;
A second phase current comprising a signal connected to the first multiplier and the second phase current detector and an amplified difference between the output of the first multiplier and the output of the second phase current detector; A second phase current control signal forming means for forming a control signal;
A third phase current comprising a signal connected to the second multiplier and the third phase current detector and amplifying the difference between the output of the second multiplier and the output of the third phase current detector; A third phase current control signal forming means for forming a control signal;
A comparison wave generator for generating a comparison wave at a frequency higher than the second and third phase AC input voltages;
The first and second converter switches are connected to the first phase current control signal forming means and the comparison wave generator, and the first and second converter switches are turned on / off by comparing the first phase current control signal and the comparison wave. A first phase control signal forming circuit having a function of forming a first phase control signal for
The third and fourth converter switches are turned on / off by being connected to the second phase current control signal forming means and the comparison wave generator and comparing the second phase current control signal and the comparison wave. A second phase control signal forming circuit having a function of forming a second phase control signal for
The fifth and sixth converter switches are turned on / off by being connected to the third phase current control signal forming means and the comparison wave generator and comparing the third phase current control signal with the comparison wave. And a third phase control signal forming circuit having a function of forming a third phase control signal for the purpose.
According to a third aspect of the present invention, the first phase inverter switching circuit includes a first inverter switch connected between the one DC output terminal and the first AC output terminal, and the other A second inverter switch connected between the first DC output terminal and the first AC output terminal, a first inverter diode connected in parallel to the first inverter switch, and the second A second inverter diode connected in parallel to the inverter switch of
The second-phase inverter switching circuit includes a third inverter switch connected between the one DC output terminal and the second AC output terminal, the other DC output terminal, and the second AC A fourth inverter switch connected to the output terminal; a third inverter diode connected in parallel to the third inverter switch; and a fourth inverter switch connected in parallel to the fourth inverter switch. 4 inverter diodes,
The third-phase inverter switching circuit includes a fifth inverter switch connected between the one DC output terminal and the third AC output terminal, the other DC output terminal, and the third AC A sixth inverter switch connected to the output terminal; a fifth inverter diode connected in parallel to the fifth inverter switch; and a sixth inverter switch connected in parallel to the sixth inverter switch. 6 inverter diodes,
The inverter control circuit is
Reference sine wave generating means for generating first, second and third phase reference sine waves;
A three-phase AC output voltage detector connected to the first, second and third AC output terminals;
First, second and third output terminals for sending first, second and third phase reference sine waves of the reference sine wave generating means and first, second and second of the three phase AC output voltage detector. Are connected to the three output lines and obtained from the reference sine wave generating means, the first, second and third phase reference sine waves and the first, second and third obtained from the three-phase AC output voltage detector. First, second and third phase output voltage control signal forming means for forming first, second and third phase output voltage control signals comprising signals obtained by amplifying the difference from the third phase AC output voltage detection signal;
A comparison wave generator for generating a comparison wave at a higher frequency than the first, second and third phase reference sine waves;
The first, second and third phase output voltage control signal forming means and the comparison wave generator are connected to each other, and the first, second and third phase output voltage control signals and the comparison wave are respectively compared. And an inverter control signal forming circuit having a function of forming a control signal for turning on and off the first, second, third, fourth, fifth and sixth inverter switches. It is desirable that
According to a fourth aspect of the present invention, the first phase inverter switching circuit includes a first inverter switch connected between the one DC output terminal and the first AC output terminal, and the other inverter. A second inverter switch connected between the first DC output terminal and the first AC output terminal, a first inverter diode connected in parallel to the first inverter switch, and the second A second inverter diode connected in parallel to the inverter switch of
The second-phase inverter switching circuit includes a third inverter switch connected between the one DC output terminal and the second AC output terminal, the other DC output terminal, and the second AC A fourth inverter switch connected to the output terminal; a third inverter diode connected in parallel to the third inverter switch; and a fourth inverter switch connected in parallel to the fourth inverter switch. 4 inverter diodes,
The third-phase inverter switching circuit includes a fifth inverter switch connected between the one DC output terminal and the third AC output terminal, the other DC output terminal, and the third AC A sixth inverter switch connected between the output terminals, a fifth inverter diode connected in parallel to the fifth inverter switch, and a sixth inverter connected in parallel to the sixth inverter switch. The inverter diode
The inverter control circuit is
A first reference sine wave (Vvu * ) corresponding to a line voltage between the second AC input terminal and the first AC input terminal, the third AC input terminal, and the first AC Reference sine wave generating means for generating a second reference sine wave (Vwu * ) corresponding to a line voltage between the input terminal and the input terminal;
A first AC output voltage detection value connected to the first, second and third AC output terminals and corresponding to a line voltage between the second AC output terminal and the first AC output terminal (Vvu) is obtained, and a second AC output voltage detection value (Vwu) corresponding to the line pressure between the third AC output terminal and the first AC output terminal is obtained. An AC output voltage detector;
A first voltage forming a first voltage control signal (V2 ') comprising a signal obtained by amplifying a difference between the first reference sine wave (Vvu * ) and the first AC output voltage detection value (Vvu). Control signal forming means;
A second voltage forming a second voltage control signal (V3 ') comprising a signal obtained by amplifying the difference between the second reference sine wave (Vwu * ) and the second AC output voltage detection value (Vwu). Control signal forming means;
The first voltage control signal forming means and the second voltage control signal forming means are connected to each other, and the first voltage control signal (V2 ') and the second voltage control signal (V3') are converted into phase voltages. Conversion means (73a) having a function of converting into first, second and third output voltage control signals (Vu, Vv, Vw) indicated by:
Comparison wave supply means for supplying a comparison wave from the comparison wave generator or the inverter comparison wave generator of the converter control circuit;
The first and second inverter switches are turned on by comparing the first output voltage control signal (Vu) with the comparison wave, connected to the conversion means (73a) and the comparison wave supply means. A first phase control signal forming circuit having a function of forming a first phase control signal (Gu) for off-control;
The third and fourth inverter switches are turned on by comparing the second output voltage control signal (Vv) with the comparison wave and connected to the conversion means (73a) and the comparison wave supply means. A second phase control signal forming circuit having a function of forming a second phase control signal (Gv) for off-control;
The fifth inverter and the sixth inverter switch are turned on by comparing the third output voltage control signal (Vw) with the comparison wave and connected to the conversion means (73a) and the comparison wave supply means. It is desirable to have a third phase control signal forming circuit having a function of forming a third phase control signal (Gw) for off control.
各請求項の本発明によれば、第1、第2及び第3の交流入力端子を流れる電流の総和を示す信号即ちコモンモード電流を零にするように3相インバータ回路の第1相コンバータスイッチング回路を制御するので、コモンモード電流を容易に抑制又は除去することができる。コモンモード電流(交流出力端子又は負荷を通ってアースに流れる電流成分)が抑制又は除去されると、他の電気機器に悪影響を及ぼすコモンモードノイズが抑制又は除去される。また、コモンモード電流が抑制又は除去されることにより、絶縁トランスを省き、3相電力変換装置を小型化することが可能になる。 According to the present invention of each claim, the first phase converter switching of the three-phase inverter circuit so that the signal indicating the sum of the currents flowing through the first, second and third AC input terminals, that is, the common mode current is made zero. Since the circuit is controlled, the common mode current can be easily suppressed or eliminated. When the common mode current (current component that flows to the ground through the AC output terminal or load) is suppressed or removed, common mode noise that adversely affects other electrical devices is suppressed or eliminated. Further, by suppressing or eliminating the common mode current, it is possible to omit the insulation transformer and reduce the size of the three-phase power converter.
次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示す実施例1に従う3相電力変換装置は3相無停電電源装置と呼ぶこともできるものであって、大別して3相交流入力電圧を供給するための第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cと、3相交流出力電圧を送出するための第1、第2及び第3の交流出力端子2a、2b、2cと、第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cに接続され且つ力率改善機能及びコモンモード電流抑制機能を有して3相交流を直流に変換する3相交流−直流変換回路即ち3相コンバータ回路3と、3相コンバータ回路3の対の直流出力端子4、5間に接続された蓄電手段としてのコンデンサ6と、コンデンサ6と第1、第2及び第3の交流出力端子2a、2b、2cとの間に接続され且つ直流を3相交流に変換するための直流−3相交流変換回路即ち3相インバータ回路7と、3相コンバータ回路3及び3相インバータ回路7を制御するための制御手段8と、高周波フィルタを構成するための第1、第2、第3、第4、第5及び第6のフィルタ用コンデンサC1 、C2 、C3 、C4 、C5 、C6 と、第1、第2、第3、第4、第5及び第6のインダクタL1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 と、制御手段8の一部と見なすこともできるS相(第2相)及びT相(第3相)電流検出器9s、9tと、コモンモード電流検出器10とを有する。 The three-phase power converter according to the first embodiment shown in FIG. 1 can also be called a three-phase uninterruptible power supply, and is broadly divided into first, second and third for supplying a three-phase AC input voltage. AC input terminals 1a, 1b, and 1c, first, second, and third AC output terminals 2a, 2b, and 2c for sending a three-phase AC output voltage, and first, second, and third AC A three-phase AC-DC converter circuit that is connected to the input terminals 1a, 1b, and 1c and has a power factor improving function and a common mode current suppression function to convert a three-phase AC to a DC, that is, a three-phase converter circuit 3, and a three-phase A capacitor 6 serving as a power storage means connected between the pair of DC output terminals 4 and 5 of the converter circuit 3 and connected between the capacitor 6 and the first, second and third AC output terminals 2a, 2b and 2c. DC-3 phase conversion for converting DC to 3 phase AC A conversion circuit, that is, a three-phase inverter circuit 7, a control means 8 for controlling the three-phase converter circuit 3 and the three-phase inverter circuit 7, and first, second, third, fourth, Fifth and sixth filter capacitors C1, C2, C3, C4, C5, C6 and first, second, third, fourth, fifth and sixth inductors L1, L2, L3, L4, L5 , L6, and S-phase (second phase) and T-phase (third phase) current detectors 9s and 9t, which can be regarded as a part of the control means 8, and a common mode current detector 10.
第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cは例えば図示されていない50Hzの商用3相交流電源等の3相交流電源に接続され、互いに120度の位相差を有する第1、第2及び第3相交流電圧Vr 、Vs 、Vt を供給する。
The first, second, and third
3相コンバータ回路3は3相スイッチング整流回路又は3相PWM整流回路と呼ぶこともできるものであって、第1、第2及び第3相コンバータスイッチング回路を有し、図2に示すように3相ブリッジ接続された第1、第2、第3、第4、第5及び第6のダイオードD1 、D2 、D3 、D4 、D5 、D6 と、第1〜第6のダイオードD1 〜D6 にそれぞれ逆方向に並列接続されたIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)から成る第1、第2、第3、第4、第5及び第6のコンバータ用スイッチQ1 、Q2 、Q3 、Q4 、Q5 、Q6 とで構成されている。図2では第1〜第6のダイオードD1 〜D6 が個別ダイオードとして示されているが、この代りに第1〜第6のコンバータ用スイッチQ1 〜Q6 の内蔵即ち寄生ダイオードとすることができる。また、本実施例では第1〜第6のコンバータ用スイッチQ1 〜Q6 としてIGBTが使用されているが、第1〜第6のコンバータ用スイッチQ1 〜Q6 をIGBT以外のトランジスタ、FET等の別の半導体スイッチで構成することもできる。また、第1〜第6のダイオードD1 〜D6 を上記の別の半導体スイッチの内蔵即ち寄生ダイオードとすることができる。
The three-
この実施例では、3相コンバータ回路3の第1相(R相)コンバータスイッチング回路が第1及び第2のダイオードD1 、D2 と第1及び第2のコンバータ用スイッチQ1 、Q2 とで構成され、第2相(S相)コンバータスイッチング回路が第3及び第4のダイオードD3 、D4 と第3及び第4のコンバータ用スイッチQ3 、Q4 とで構成され、第3相(T相)コンバータスイッチング回路が第5及び第6のダイオードD5 、D6 と第5及び第6のコンバータ用スイッチQ5 、Q6 とで構成されている。なお、ここでは第1相がR相とされているが、第1相をS相又はT相とすることもできる。
In this embodiment, the first-phase (R-phase) converter switching circuit of the three-
第1、第3及び第5のダイオードD1 、D3 、D5 のアノードは第1、第2及び第3のインダクタL1 、L2 、L3 を介して第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cに接続され、これ等のカソードは正側直流出力端子4を介してコンデンサ6の正端子に接続されている。第2、第4及び第6のダイオードD2 、D4 、D6 のアノードは負側直流出力端子5を介してコンデンサ6の負端子に接続され、これ等のカソードは第1、第2及び第3のインダクタL1 、L2 、L3 を介して第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cに接続されている。
The anodes of the first, third and fifth diodes D1, D3 and D5 are connected to the first, second and third
蓄電手段としてのコンデンサ6は3相コンバータ回路3の対の直流出力端子4、5間に接続され、3相コンバータ回路3の出力で充電され、次段の3相インバータ回路7の直流電源として機能する。なお、蓄電手段をコンデンサ6とここに直接に又は間接に並列接続された蓄電池との組み合せで構成することができる。また、コンデンサ6の代りの蓄電池のみで蓄電手段を構成することができる。また、蓄電池に直列に逆流阻止用ダイオードを接続すること、及び蓄電池に充電回路を接続することができる。
A
3相インバータ回路7は、直流を3相交流に変換する回路であって、第1、第2及び第3相インバータスイッチング回路を有し、図2に示すように3相ブリッジ接続されたIGBTから成る第1、第2、第3、第4、第5及び第6のインバータ用スイッチQa 、Qb 、Qc 、Qd 、Qe 、Qf とこれ等に逆方向に並列接続された第1、第2、第3、第4、第5及び第6の帰還ダイオードDa 、Db 、Dc 、Dd 、De 、Df とから成る。図2では第1〜第6の帰還ダイオードDa 〜Df が個別ダイオードで示されているが、これ等を第1〜第6のインバータ用スイッチQa 〜Qf の内蔵即ち寄生ダイオードとすることもできる。また、第1〜第6のインバータ用スイッチQa 〜Qf をIGBT以外のトランジスタ、FET等の別の半導体スイッチで構成することもできる。また、第1〜第6の帰還ダイオードDa 〜Df を上記の別の半導体スイッチの内蔵ダイオードとすることができる。
The three-
この実施例では、3相インバータ回路7の第1相(U相)インバータスイッチング回路が第1及び第2のインバータ用スイッチQa 、Qb と第1及び第2の帰還ダイオードDa 、Dbと で構成され、第2相(V相)インバータスイッチング回路が第3及び第4のインバータ用スイッチQc 、Qd と第3及び第4の帰還ダイオードDc 、Dd とで構成され、第3相(W相)インバータスイッチング回路は第5及び第6のインバータ用スイッチQe 、Qf と第5及び第6の帰還ダイオードDe 、Df とで構成されている。
In this embodiment, the first-phase (U-phase) inverter switching circuit of the three-
第1、第3、第5のインバータ用スイッチQa 、Qc 、Qe の一方の主端子(コレクタ)はコンデンサ6の正端子に接続され、これ等の他方の主端子(エミッタ)は第4、第5及び第6のインダクタL4 、L5 、L6 を介して第1、第2及び第3の交流出力端子2a、2b、2cに接続されている。第2、第4及び第6のインバータ用スイッチQb 、Qd 、Qf の一方の主端子(コレクタ)は第4、第5及び第6のインダクタL4 、L5 、L6 を介して第1、第2及び第3の交流出力端子2a、2b、2cに接続され、これ等の他方の主端子(エミッタ)はコンデンサ6の負端子に接続されている。
One main terminal (collector) of the first, third, and fifth inverter switches Qa, Qc, Qe is connected to the positive terminal of the
第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cと3相コンバータ回路3との間の3相ラインに直列に接続された第1、第2及び第3のインダクタL1 、L2 、L3 は3相コンバータ回路3のPWM制御によって生じる入力電流の高周波成分を除去するためのフィルタ機能を有する他に、入力電流の波形改善及び力率改善のための電流を流すための機能を有する。なお、第1、第2及び第3のインダクタL1 、L2 、L3 を寄生インダクタンスを有する交流ラインで構成することもできる。第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1c間に接続された第1、第2及び第3のフィルタ用コンデンサC1 、C2 、C3 は3相コンバータ回路3のPWM制御によって生じる入力電流の高周波成分を除去するためのフィルタ機能を有する。
First, second and third inductors L1, L2, connected in series to a three-phase line between the first, second and third
3相インバータ回路7と第1、第2及び第3の交流出力端子2a、2b、2cとの間の交流ラインに直列に接続された第4、第5及び第6のインダクタL4 、L5 、L6 は3相インバータ回路7のPWM制御された出力電圧の高周波成分を除去して正弦波にするためのフィルタ機能を有する。第4、第5及び第6のインダクタL4 、L5 、L6 を個別素子とする代りに寄生インダクタンスを有する交流ラインで構成することもできる。第1、第2及び第3の交流出力端子2a、2b、2c間に接続された第4、第5及び第6のフィルタ用コンデンサC4 、C5 、C6 は3相インバータ回路7のPWM制御された出力電圧の高周波成分を除去して正弦波にするためのフィルタ機能を有する。
Fourth, fifth and sixth inductors L4, L5 and L6 connected in series to an AC line between the three-
入力段の高周波フィルタ及び出力段の高周波フィルタは図1及び図2に示す第1〜第6のインダクタL1 〜L6 と第1〜第6のフィルタ用コンデンサC1 〜C6 とに基づく回路に限定されるものでなく、変形可能なものである。例えば、第1〜第6のフィルタ用コンデンサC1 〜C6 を省くこと又は交流ラインの寄生容量で構成することもできる。 The high-frequency filter of the input stage and the high-frequency filter of the output stage are limited to circuits based on the first to sixth inductors L1 to L6 and the first to sixth filter capacitors C1 to C6 shown in FIGS. It is not a thing but can be deformed. For example, the first to sixth filter capacitors C1 to C6 may be omitted, or the AC line parasitic capacitance may be used.
図1に示す制御手段8は、3相コンバータ回路3及び3相インバータ回路7を制御するために入力電圧検出器11、入力電流検出回路12、コモンモード電流検出回路13、直流電圧検出器14、出力電圧検出器15、制御信号形成回路16、コンバータ駆動回路17、及びインバータ駆動回路18を有する。
The control means 8 shown in FIG. 1 includes an input voltage detector 11, an input
第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cに接続された交流入力電圧検出手段としての入力電圧検出器11は、3相交流入力電圧の第1、第2及び第3相電圧Vr 、Vs 、Vt 即ちR相、S相及びT相電圧を検出してライン19、20、21に送出する。なお、図1では説明を容易にするために第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cにおける各相電圧と入力電圧検出器11の出力の各相電圧との両方が同一のVr 、Vs 、Vt で示されている。
The input voltage detector 11 as the AC input voltage detecting means connected to the first, second and third
S相及びT相電流検出器9s、9tは第2及び第3の交流入力端子1b、1cと第2及び第3のコンデンサC2 、C3 との間の交流ラインに電気的又は電磁的に結合されている。S相及びT相電流検出器9s、9tに接続された入力電流検出回路12は第2及び第3の交流入力端子1b、1cを流れるS相及びT相電流Is 、It を検出してS相及びT相電流検出ライン22、23に送出する。この実施例ではS相及びT相電流検出器9s、9tと入力電流検出回路12とによって入力電流検出手段が形成されているが、S相及びT相電流検出器9s、9tが目的とするS相及びT相電流Is 、It を検出する場合には入力電流検出手段から入力電流検出回路12を省くことができる。なお、図1では説明を容易にするために第2及び第3の交流入力端子1b、1cを流れる電流と入力電流検出回路12の出力電流との両方が同一のIs 、It で示されている。
The S-phase and T-phase
制御手段8に含めることもできる本発明に従うコモンモード電流検出器10は、第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cと第1、第2及び第3のコンデンサC1 、C2 、C3 との間の第1、第2及び第3相交流ラインに対して電磁結合され、第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cを通って流れる第1、第2及び第3相電流Ir 、Is 、It の総和即ちベクトル総和をコモンモード電流として検出する。コモンモード電流検出器10に接続されたコモンモード電流検出回路13はライン24にコモンモード電流検出信号Ioを出力する。ここでは、説明を容易にするためにコモンモード電流検出回路13の入力と出力との両方が同一のIoで示されている。
The common mode
この実施例ではコモンモード電流検出手段と呼ぶこともできる3相電流総和信号検出手段がコモンモード電流検出器10とコモンモード電流検出回路13との組み合せで構成されているが、コモンモード電流検出器10が要求されているレベルのコモンモード電流Io を出力する場合にはコモンモード電流検出回路13を省くことができる。また、コモンモード電流検出器10を設ける代りに図1で点線で示す第1相(R相)電流検出器9rを設け、且つ図1で点線で示すようにコモンモード電流検出回路13に第1、第2及び第3相電流検出器9r、9s、9tを接続し、コモンモード電流検出回路13で第1、第2及び第3相電流Ir 、Is 、It の総和即ちIr +Is +It を求め、この総和をコモンモード電流Io とすることができる。即ち、コモンモード電流検出回路13をIo =Ir +Is +It を演算する回路に変形することができる。
In this embodiment, the three-phase current sum signal detection means, which can be called common mode current detection means, is composed of a combination of the common mode
コンデンサ6の対の直流出力端子間に接続された直流電圧検出器14は、ライン25にコンデンサ6の電圧を示す直流検出電圧Vdcを送出する。なお、図1の直流電圧検出手段としての直流電圧検出器14を図3に示すコンバータ制御回路41に含めて示すこともできる。
The
第1、第2及び第3の交流出力端子2a、2b、2cに接続された出力電圧検出器15は、3相交流出力電圧の第1、第2及び第3相電圧Vu 、Vv 、Vw をライン26、27、28に送出する。なお、図1の出力電圧検出器15を図3のインバータ制御回路に含めて示すこともできる。また、本実施例においては、説明を容易にするために第1、第2及び第3の交流出力端子2a、2b、2cの第1、第2及び第3相電圧と出力電圧検出器15の出力ライン26、27、28の第1、第2及び第3相電圧とが同一のVu 、Vv 、Vw で示されている。
The output voltage detector 15 connected to the first, second and third
コンバータ駆動回路17は制御信号形成回路16と3相コンバータ回路3との間に接続され、制御信号形成回路16の出力ライン29、30、31に送出されたR相(第1相)、S相(第2相)及びT相(第3相)コンバータ制御信号Gr 、Gs 、Gt に応答して周知の方式で図2の第1〜第6のコンバータ用スイッチQ1 〜Q6 を駆動する。なお、図1のコンバータ駆動回路17を図3のコンバータ制御回路41に含めて示すこともできる。
The converter drive circuit 17 is connected between the control
インバータ駆動回路18は制御信号形成回路16と3相インバータ回路7との間に接続され、制御信号形成回路16の出力ライン32、33、34に送出された第1、第2及び第3相インバータ制御信号Gu 、Gv 、Gw に応答して周知の方式で図2に示す第1〜第6のインバータ用スイッチQa 〜Qfを駆動する。なお、図1のインバータ駆動回路18を図3のインバータ制御回路42に含めて示すこともできる。
The
図1の制御信号形成回路16は、図3に詳しく示すように大別してコンバータ制御回路41と、インバータ制御回路42とから成る。
The control
コンバータ制御回路41は、第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cにおける力率を改善するように3相コンバータ回路3の第3〜第6のコンバータ用スイッチQ3〜Q6を制御する手段と、3相電流のベクトル総和(コモンモード電流)を零にするように第1及び第2のコンバータ用スイッチQ1、Q2を制御する手段とを含む。即ちコンバータ制御回路41は、直流電圧制御用減算器43と、基準電圧源40と、直流電圧制御用増幅器44と、S相(第2相)及びT相(第3相)乗算器45、46と、S相及びT相電流制御用減算器47、48と、S相及びT相電流制御用増幅器49、50と、コモンモード電流制御用増幅器24aと、コンバータ制御信号形成回路51と、比較波発生器52とから成る。既に説明したように、このコンバータ制御回路41に、図1の直流電圧検出器14、3つの電流検出器9s、9t、10及び2つの電流検出回路12、13を含めることができる。
The
コンバータ制御回路41の直流電圧制御用減算器43は直流電圧Vdcの検出ライン25と基準電圧源40とに接続され、検出された直流電圧Vdcと基準電圧との差を示す信号を出力する。基準電圧源40はコンデンサ6の基準電圧即ち目標電圧を示す基準電圧を発生する。直流電圧制御用減算器43に接続された直流電圧制御用増幅器44は、直流電圧Vdcが基準電圧よりも小さくなるに従って大きくなる値を有する直流電圧制御信号を出力するものである。なお、この直流電圧制御用増幅器44を比例積分回路に置き換えることもできる。この実施例では交流入力電流を正弦波に制御しているので、直流電圧制御信号を電流振幅指令信号と呼ぶこともできる。また、直流電圧制御用減算器43を加算器に置き換え、この加算器の2つの入力信号の極性を逆にすることができる。また、直流電圧制御用減算器43と直流電圧制御用増幅器44とを誤差増幅器又は直流電圧制御信号形成手段と呼ぶことができる。
The DC
S相及びT相乗算器45、46の一方の入力端子は第2及び第3相電圧Vs 、Vt が伝送されるライン20、21にそれぞれ接続され、他方の入力端子は直流電圧制御用増幅器44に接続されている。S相及びT相乗算器45、46は第2及び第3相電圧Vs 、Vt の振幅を直流電圧制御用増幅器44の出力で変調した信号から成るS相及びT相交流電流指令信号Is*、It*を出力する。このS相及びT相交流電流指令信号Is*、It*は第2及び第3の交流入力端子1b、1cの目標交流電流波形を有する。なお、S相及びT相乗算器45、46をライン20、21に接続する代わりに基準正弦波発生器66の第2及び第3相基準正弦波出力端子66v、66wに接続することもできる。
One input terminal of the S-phase and T-
S相及びT相電流制御用減算器47、48の一方の入力端子はS相及びT相乗算器45、46にそれぞれ接続され、他方の入力端子はS相及びT相電流検出ライン22、23にそれぞれ接続されている。従って、S相及びT相電流制御用減算器47、48はS相及びT相交流電流指令信号Is*、It*とS相及びT相検出電流Is 、It との差を示す信号を形成する。
One input terminal of the S-phase and T-phase current control subtractors 47 and 48 is connected to the S-phase and T-
S相(第2相)及びT相(第3相)電流制御用減算器47,48に接続されたS相及びT相電流制御用増幅器49、50は、S相及びT相電流制御用減算器47、48の出力を増幅してS相及びT相電流制御信号Vis、Vitをライン53、54に出力する。このS相及びT相電流制御信号Vis、VitをS相及びT相パルス幅指令信号と呼ぶこともできる。また、S相及びT相電流制御用減算器47、48とS相及びT相電流制御用増幅器49、50とを合せてS相及びT相電流制御信号形成手段と呼ぶことができる。
なお、図3では、S相及びT相電流制御用減算器47、48とS相及びT相電流制御用増幅器49、50とが分けて示されているが、これ等を一体化してS相及びT相誤差増幅器とすることができる。また、S相及びT相電流制御用減算器47、48を加算器に置き換え、ここに互いに逆の極性を有する信号を入力させ、結果として減算出力を得るように変形することができる。要するに、S相及びT相電流制御用減算器47、48をS相及びT相検出電流Is 、It とS相及びT相交流電流指令信号Is*、It*との差を示す出力を得ることができる種々の演算回路に置き換えることができる。また、S相及びT相電流制御用増幅器49、50を比例積分回路とすることができる。
コモンモード電流制御用増幅器24aは図1のコモンモード電流検出回路13にライン24で接続され、コモンモード電流Ioをゼロにするためのコモンモード電流制御信号Vioを形成し、これをR相(第1相)電流制御信号としてライン24´によってコンバータ制御信号形成回路51に送るものであり、S相及びT相電流制御用増幅器49、50と同様に誤差増幅器又は比例積分調節器で構成される。従って、コモンモード電流制御用増幅器24aを第1相電流制御信号形成手段と呼ぶこともできる。
The S-phase and T-phase
In FIG. 3, the S-phase and T-phase current control subtractors 47 and 48 and the S-phase and T-phase
The common mode
コモンモード電流制御信号Vio即ちR相(第1相)電流制御信号を伝送するライン24´に接続され且つS相及びT相電流制御信号Vis、Vitを伝送するライン53、54に接続され且つ比較波発生器52にライン55で接続されたコンバータ制御信号形成回路51は、コンバータPWM制御信号形成回路と呼ぶこともできるものであって、ライン53、54のS相及びT相電流制御信号Vis、Vitとライン55の比較波V52とに基づいて第3〜第6のコンバータ用スイッチQ3 〜Q6 のPWM制御に必要な第2及び第3相コンバータ制御信号Gs 、Gt を形成し、且つライン24´のコモンモード電流制御信号Vio 即ちR相(第1相)電流制御信号と比較波V52との比較に基づいて第1及び第2のコンバータ用スイッチQ1 、Q2 の制御に必要な第1相コンバータ制御信号Gr を形成する。
Connected to a line 24 'for transmitting a common mode current control signal Vio, that is, an R-phase (first phase) current control signal, and connected to
比較波発生器52は、第1、第2及び第3相コンバータ制御信号Gr 、Gs 、Gt を形成するための三角波又は鋸波から成る比較波(搬送波)V52を発生するものであって、第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cの3相交流入力電圧よりも十分に高い周波数(例えば20〜100kHz)を有する比較波V52を発生する。
The
図3のコンバータ制御信号形成回路51は、例えば図4に示すように第1相、第2相及び第3相制御信号形成回路としてのR相、S相及びT相比較器56、57、58で形成することができる。R相比較器56の一方の入力端子はコモンモード電流制御信号Vioを伝送するライン24´に接続され、他方の入力端子は比較波V52を伝送するライン55に接続されている。このR相比較器56はコモンモード電流検出器10、コモンモード電流検出回路13及びコモンモード電流制御用増幅器24aと共にコモンモード電流制御手段を構成している。S相及びT相比較器57、58の一方の入力端子はS相及びT相電流制御信号Vis、Vitを伝送するライン53、54にそれぞれ接続され、他方の入力端子は比較波V52を伝送するライン55に接続されている。このS相及びT相比較器57,58は、図3のコンバータ制御回路41のコンバータ制御信号形成回路51を除いた部分と共に力率改善手段を構成している。R相、S相及びT相比較器56、57、58から得られるR相、S相及びT相コンバータ制御信号Gr 、Gs 、Gt は、コモンモード電流制御信号Vio 即ちR相電流制御信号、S相及びT相電流制御信号Vis、Vitが比較波V52即ち三角波又は鋸波電圧よりも高い期間に高レベル(論理の1)となり、低い期間に低レベル(論理の0)となる。
For example, as shown in FIG. 4, the converter control
コンバータ制御信号形成回路51に接続されたコンバータ駆動回路17は、図4に示すようにR相比較器56に接続されたR相駆動増幅器59及びR相NOT回路60と、S相比較器57に接続されたS相駆動増幅器61及びS相NOT回路62と、T相比較器58に接続されたT相駆動増幅器63及びT相NOT回路64とから成る。R相駆動増幅器59及びR相NOT回路60は図2の第1及び第2のコンバータ用スイッチQ1、Q2の制御端子(ゲート)に接続され、それぞれのゲート・エミッタ(ソース)間にPWM制御信号を供給する。S相駆動増幅器61及びS相NOT回路62は図2の第3及び第4のコンバータ用スイッチQ3、Q4の制御端子(ゲート)に接続され、それぞれのゲート・エミッタ(ソース)間にPWM制御信号を供給する。T相駆動増幅器63及びT相NOT回路64は第5及び第6のコンバータ用スイッチQ5、Q6の制御端子に接続され、それぞれのゲート・エミッタ(ソース)間にPWM制御信号を供給する。図2の第2、第4及び第6のコンバータ用スイッチQ2 、Q4 、Q6 は第1、第3及び第5のコンバータ用スイッチQ1 、Q3 、Q5 と逆にオン・オフ動作する。
The converter drive circuit 17 connected to the converter control
R相の第1及び第2のコンバータ用スイッチQ1、Q2は、コモンモード電流Ioを低減又は除去するようにオン・オフ制御される。
第3〜第6のコンバータ用スイッチQ3〜Q6は第2及び第3の交流入力端子1b、1cを流れるS相交流入力電流Is、及びT相交流入力電流Itを正弦波に近似させるように動作する。コモンモード電流Ioがゼロで、S相及びT相交流入力電流Is、Itが正弦波であれば、R相交流入力電流IrはIr=−(Is+It)の関係から必然的に正弦波になる。図3のコンバータ制御回路41は、力率改善機能及びコモンモード電流低減機能の他に直流電圧制御機能を有するので、コンデンサ6の直流電圧Vdcはほぼ一定値になる。
The R-phase first and second converter switches Q1 and Q2 are ON / OFF controlled so as to reduce or eliminate the common mode current Io.
The third to sixth converter switches Q3 to Q6 operate so as to approximate the S-phase AC input current Is and the T-phase AC input current It flowing through the second and third
図3に示すインバータ制御回路42は、位相検出回路65と、基準正弦波発生器66と、第1、第2及び第3の出力電圧制御用減算器67、68、69と、第1、第2及び第3の出力電圧制御用増幅器70、71、72と、インバータ制御信号形成回路73とから成る。既に説明したように、このインバータ制御回路42に図1の入力電圧検出器11、出力電圧検出器15を含めることができる。
また、比較波発生器52がコンバータ制御回路41とインバータ制御回路42とで兼用されているが、この代りにインバータ制御回路42に別の比較波発生器を独立に設けることができる。
The
Further, although the
位相検出回路65はライン19、20、21によって図1の入力電圧検出器11に接続され、3相インバータ回路7を3相交流入力電圧に同期して駆動するための位相信号θを検出する。
The
位相検出回路65に接続された基準正弦波発生器66は例えば正弦波データが格納されたメモリから成り、位相検出信号θに同期して第1、第2及び第3相基準正弦波出力端子66u、66v、66wから互いに120度の位相差を有する第1、第2及び第3相基準正弦波Vu*、Vv*、Vw*を発生する。
なお、3相インバータ回路7を3相交流入力電圧に同期して運転することが不安な場合には、位相検出回路65による基準正弦波発生器66の制御を省き、基準正弦波発生器66から任意の基準正弦波を送出することができる。
The reference
When it is uneasy to operate the three-
第1、第2及び第3の出力電圧制御用減算器67、68、69の一方の入力端子は基準正弦波発生器66の第1、第2及び第3相基準正弦波出力端子66u、66v、66wにそれぞれ接続され、他方の入力端子は第1、第2及び第3相電圧Vu、Vv、Vwが伝送されるライン26、27、28にそれぞれ接続されている。従って、第1、第2及び第3の出力電圧制御用減算器67、68、69は第1、第2及び第3相基準正弦波電圧Vu*、Vv*、Vw*と検出された第1、第2及び第3相電圧Vu、Vv、Vwとの差を示す信号を出力する。
One input terminal of the first, second, and third output
第1、第2及び第3の出力電圧制御用減算器67、68、69に接続された第1、第2及び第3の出力電圧制御用増幅器70、71、72は第1、第2及び第3の出力電圧制御用減算器67、68、69の出力を増幅して第1、第2及び第3の電圧制御信号V1、V2、V3をライン74、75、76に送出する。この第1、第2及び第3の電圧制御信号V1、V2、V3を第1、第2及び第3相インバータパルス幅制御信号又は、第1、第2及び第3相出力電圧制御信号と呼ぶこともできる。また、第1、第2及び第3の出力電圧制御用減算器67、68、69と第1、第2及び第3の出力電圧制御用増幅器70、71、72とを合せて第1、第2及び第3の出力電圧制御信号形成手段と呼ぶこともできる。
また、第1、第2及び第3の出力電圧制御用減算器67、68、69と第1、第2及び第3の出力電圧制御用増幅器70、71、72とを一体に形成して第1、第2及び第3の誤差増幅器とすることができる。また、第1、第2及び第3の出力電圧制御用減算器67、68、69の代りに加算器を設け、この加算器に互いに極性の異なる2つの入力を与えるように変形することもできる。また、第1、第2及び第3の出力電圧制御用増幅器70、71、72を比例積分回路にそれぞれ置き換えることができる。
The first, second, and third output
The first, second and third output
第1、第2及び第3の電圧制御信号V1、V2、V3を伝送するライン74、75、76と比較波発生器52の出力ライン77とに接続されたインバータ制御信号形成回路73はインバータPWM制御信号形成回路と呼ぶこともできるものであって、比較波V52と第1、第2及び第3の電圧制御信号V1、V2、V3とをそれぞれ比較して第1、第2及び第3相インバータ制御信号Gu、Gv、Gwを形成し、これ等をライン31、32、33に送出する周知の回路である。
The inverter control
インバータ制御信号形成回路73は図4に示すように第1相、第2相及び第3相制御信号形成回路としての電圧比較のための第1相、第2相及び第3相比較器78、79、80から成る。第1相、第2相及び第3相比較器78、79、80の一方の入力端子は第1、第2及び第3の電圧制御信号V1、V2、V3を伝送するライン74、75、76にそれぞれ接続され、他方の入力端子は比較波V52を伝送するライン77にそれぞれ接続されている。従って、第1相、第2相及び第3相比較器78、79、80の出力は、第1、第2及び第3の電圧制御信号V1、V2、V3が比較波V52即ち三角波又は鋸波電圧よりも高い期間に高レベル(論理の1)となり、低い期間に低レベル(論理の0)となる。
As shown in FIG. 4, the inverter control
図4に示すインバータ駆動回路18は、第1相比較器78にライン32を介して接続された第1相駆動増幅器81及び第1相NOT回路82と、第2相比較器79にライン33を介して接続された第2相駆動増幅器83及び第2相NOT回路84と、第3相比較器80にライン34を介して接続された第3相駆動増幅器85及び第3相NOT回路86とから成る。インバータ駆動回路18の第1相駆動増幅器81は第1のインバータ用スイッチQaの制御端子に接続され、第1相NOT回路82は第2のインバータ用スイッチQbの制御端子に接続され、第2相駆動増幅器83は第3のインバータ用スイッチQcの制御端子に接続され、第2相NOT回路84は第4のインバータ用スイッチQdの制御端子に接続され、第3相駆動増幅器85は第5のインバータ用スイッチQeの制御端子に接続され、第3相NOT回路86は第6のインバータ用スイッチQfの制御端子に接続されている。周知のように第2、第4及び第6のインバータ用スイッチQb、Qd、Qfは第1、第3及び第5のインバータ用スイッチQa、Qc、Qeと逆にオン・オフ動作する。
The
本実施例は次の効果を有する。
(1) 3相コンバータ回路3の第1相コンバータスイッチング回路を構成する第1及び第2のコンバータ用スイッチQ1、Q2を制御することによってコモンモード電流Ioを低減しているので、コモンモード電流の低減を比較的簡単な回路で容易に達成することができる。
(2) 3相インバータ回路7と負荷との間に絶縁トランスを設けない構成の場合であっても負荷を通るコモンモード電流を抑制することができる。従って、コモンモード電流が流れる恐れのある負荷の場合であっても絶縁トランスを省くことができ、3相電力変換装置の小型化及び低コスト化が可能になる。
This embodiment has the following effects.
(1) Since the common mode current Io is reduced by controlling the first and second converter switches Q1 and Q2 constituting the first phase converter switching circuit of the three
(2) Even in the case where an insulating transformer is not provided between the three-
図5は実施例2に従う変形された3相電力変換装置を示し、図6は図5の変形された制御信号形成回路16aを示す。図5に示す実施例2に従う3相電力変換装置は変形された出力電圧検出器15a及び制御信号形成回路16aを含む制御手段8aを設け、この他は図1に示す実施例1と同一に構成したものである。従って、図5において図1と共通する部分には図1と同一の参照符号を付してその説明を省略する。また、図6においても図3と同一の部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。 5 shows a modified three-phase power converter according to the second embodiment, and FIG. 6 shows a modified control signal forming circuit 16a of FIG. The three-phase power converter according to the second embodiment shown in FIG. 5 is provided with a control means 8a including a modified output voltage detector 15a and a control signal forming circuit 16a, and the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. It is a thing. Therefore, in FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. Also in FIG. 6, the same parts as those in FIG.
図5の出力電圧検出器15aは、第1、第2及び第3の交流出力端子2a、2b、2cに接続され、第2の交流出力端子2bと第1の交流出力端子2aとの間の線間電圧Vvuを検出してこれをライン27に送出し、且つ、第3の交流出力端子2cと第1の交流出力端子2aとの間の線間電圧Vwuを検出してこれをライン28に送出する。それぞれがベクトル値から成る第1、第2及び第3の交流出力端子1a、1b、1cにおける第1、第2及び第3相電圧Vu、Vv、Vwと出力電圧検出器15aから得られる線間電圧Vvu、Vwuとの関係は次式に示す通りである。
Vvu=Vv−Vu
Vwu=Vw−Vu
The output voltage detector 15a of FIG. 5 is connected to the first, second and third
Vvu = Vv-Vu
Vwu = Vw−Vu
図6に示す実施例2の制御信号形成回路16aは変形されたインバータ制御回路42aを設け、この他は図3と同一に形成したものである。
The control signal forming circuit 16a of the second embodiment shown in FIG. 6 is provided with a modified
変形されたインバータ制御回路42aは、基準正弦波発生器66aと第1及び第2の出力電圧制御用減算器68´、69´と第1及び第2の出力電圧制御用増幅器71´、72´と変換回路73aとにおいて図3と相違し、この他は図3と同一に形成されている。
The modified
図6の変形された基準正弦波発生器66aは、第2の交流入力端子1bと第1の交流入力端子1aとの間の線間電圧Vsrに相当する第1の基準正弦波Vvu*を出力端子66vuに送出し、且つ第3の交流入力端子1cと第1の交流入力端子1aとの間の線間電圧Vtrに相当する第2の基準正弦波Vwu*を出力端子66wuに送出する。ベクトルで示される第1及び第2の基準正弦波Vvu*、Vwu*と第1、第2及び第3の交流入力端子1a、1b、1cの第1、第2及び第3相交流電圧Vr、Vs、VtのベクトルVr*、Vs*、Vt*との関係は次式に示す通りである。
Vvu*=Vs*−Vr*
Vwu*=Vt*−Vr*
第1及び第2の基準正弦波Vvu*、Vwu*は、3相インバータ回路7の目標線間電圧を示している。
The modified reference
Vvu * = Vs * −Vr *
Vwu * = Vt * -Vr *
The first and second reference sine waves Vvu * and Vwu * indicate the target line voltage of the three-
図6の第1の出力電圧制御用減算器68´は基準正弦波発生器66aの出力端子66vuと図5の出力電圧検出器15aの出力ライン27とに接続されており、第1の基準正弦波Vvu*からライン27の電圧Vvuを減算する。第2の出力電圧制御用減算器69´は基準正弦波発生器66aの出力端子66wuと出力電圧検出器15aの出力ライン28とに接続されており、第2の基準正弦波Vwu*からライン28の電圧Vvuを減算する。
第1及び第2の出力電圧制御用増幅器71´、72´は第1及び第2の出力電圧制御用減算器68´、69´の出力を増幅又は比例積分してV相―U相間及びW相―U相間の線間電圧で示される第1及び第2の出力電圧制御信号V2´,V3´をライン75,76に送出する。
なお、第1及び第2の出力電圧制御用減算器68´、69´と第1及び第2の出力電圧制御用増幅器71´、72´とをそれぞれ合せて第1及び第2の出力電圧制御信号形成手段と呼ぶことができる。また、第1及び第2の出力電圧制御用減算器68´、69´と第1及び第2の出力電圧制御用増幅器71´、72´とを一体に形成して第1及び第2の誤差増幅器とすることができる。また、第1及び第2の出力電圧制御用減算器68´、69´の代りに加算器を設け、この加算器に互いに極性の異なる2つの入力を与えるように変形することもできる。
The first output voltage control subtractor 68 'in FIG. 6 is connected to the output terminal 66vu of the reference
The first and second output
The first and second output voltage control subtracters 68 'and 69' are combined with the first and second output voltage control amplifiers 71 'and 72', respectively. It can be called a signal forming means. Also, the first and second output voltage control subtracters 68 'and 69' and the first and second output voltage control amplifiers 71 'and 72' are integrally formed to form first and second errors. It can be an amplifier. Further, an adder may be provided in place of the first and second output voltage control subtracters 68 'and 69', and the adder may be modified to give two inputs having different polarities.
第1及び第2の出力電圧制御信号V2´,V3´を伝送するライン75,76に接続された変換回路73aは、V相―U相間及びW相―U相間の線間電圧で示される第1及び第2の出力電圧制御信号V2´,V3´を、U相、V相、W相の相電圧で示される第1、第2及び第3の出力電圧制御信号Vu,Vv,Vwに変換してライン98,99,100に送出する。
即ち、変換回路73aは次に示す変換を実行する。
Vu=−{(V2´)/3}−{(V3´)/3}
Vv={(V2´)2/3}−{(V3´)/3}
Vw=−{(V2´)/3}+{(V3´)2/3}
上記変換を実行するために変換回路73aは、図7に示すようにライン75に接続された2/3乗算器91及び1/3乗算器93と、ライン76に接続された1/3乗算器92及び2/3乗算器94と、1/3乗算器92の出力と1/3乗算器93の出力とをそれぞれ極性反転して加算する加算器95と、2/3乗算器91の出力に1/3乗算器92の出力を極性反転して加算する加算器96と、2/3乗算器94の出力に1/3乗算器93の出力を極性反転して加算する加算器97とを有する。第1、第2及び第3の加算器75,76,77はライン98,99,100に相電圧で示される第1、第2及び第3の出力電圧制御信号Vu,Vv,Vwを送出する。
The conversion circuit 73a connected to the
That is, the conversion circuit 73a performs the following conversion.
Vu = − {(V2 ′) / 3} − {(V3 ′) / 3}
Vv = {(V2 ′) 2/3} − {(V3 ′) / 3}
Vw = − {(V2 ′) / 3} + {(V3 ′) 2/3}
In order to perform the conversion, the conversion circuit 73a includes a 2/3 multiplier 91 and a 1/3
ライン98,99,100に接続された図6のインバータ制御信号形成回路73は図4のインバータ制御信号回路73と同一である。従って、図6のインバータ制御信号形成回路73から第1、第2及び第3相インバータ制御信号Gu、Gv、Gwがライン31、32、33に送出され、これ等が図5のインバータ駆動回路18を介して図2に示す第3〜第6のインバータ用スイッチQc〜Qfに供給される。
The inverter control
実施例2は実施例1と同一の効果を有する他に、制御回路を簡略化できる効果を有する。 The second embodiment has the same effect as the first embodiment and also has the effect of simplifying the control circuit.
本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、例えば次の変形が可能なものである。
(1) 電流検出器9s、9t コモンモード電流検出器10をコンデンサC1,C2,C3の後段に配置することもできる。
(2) 制御信号形成回路16、16aの一部又は全部をディジタル回路で構成することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications are possible.
(1)
(2) A part or all of the control
本発明の3相電力変換装置は無停電電源装置等に利用可能である。 The three-phase power converter of the present invention can be used for an uninterruptible power supply.
1a、1b、1c 第1、第2及び第3の交流入力端子
2a、2b、2c 第1、第2及び第3の交流出力端子
3 3相コンバータ回路
7 3相インバータ回路
10 コモンモード電流検出器
1a, 1b, 1c First, second and third
Claims (4)
3相交流出力電圧を送出するための第1、第2及び第3の交流出力端子と、
前記第1、第2及び第3の交流入力端子に接続された第1、第2及び第3相コンバータスイッチング回路を有する3相コンバータ回路と、
前記3相交流入力電圧を直流電圧に変換するように前記第1、第2及び第3相コンバータスイッチング回路を制御するコンバータ制御回路と、
前記3相コンバータ回路の対の直流出力端子間に接続された蓄電手段と、
前記3相コンバータ回路及び前記蓄電手段と前記第1、第2及び第3の交流出力端子との間に接続された第1、第2及び第3相インバータスイッチング回路を有する3相インバータ回路と、
前記直流電圧を前記3相交流出力電圧に変換するように前記第1、第2及び第3相インバータスイッチング回路を制御するインバータ制御回路と
を有している3相電力変換装置であって、
前記コンバータ制御回路が、力率を改善するように前記第2及び第3相コンバータスイッチング回路を制御する手段と、前記第1、第2及び第3の交流入力端子を流れる第1、第2及び第3相電流の総和が零になるように前記第1相コンバータスイッチング回路を制御する手段とを有していることを特徴とする3相電力変換装置。 First, second and third AC input terminals for supplying a three-phase AC input voltage;
First, second and third AC output terminals for delivering a three-phase AC output voltage;
A three-phase converter circuit having first, second and third phase converter switching circuits connected to the first, second and third AC input terminals;
A converter control circuit for controlling the first, second and third phase converter switching circuits to convert the three-phase AC input voltage into a DC voltage;
Power storage means connected between the pair of DC output terminals of the three-phase converter circuit;
A three-phase inverter circuit having first, second and third phase inverter switching circuits connected between the three-phase converter circuit and the power storage means and the first, second and third AC output terminals;
A three-phase power converter having an inverter control circuit for controlling the first, second and third-phase inverter switching circuits so as to convert the DC voltage into the three-phase AC output voltage,
Means for controlling the second and third phase converter switching circuits so that the converter control circuit improves power factor; and first, second and third currents flowing through the first, second and third AC input terminals. And a means for controlling the first phase converter switching circuit so that the sum of the third phase currents becomes zero.
前記第2相コンバータスイッチング回路は、前記第2の交流入力端子と前記一方の直流出力端子との間に接続された第3のコンバータ用ダイオードと第3のコンバータ用スイッチとの並列回路と、前記第2の交流入力端子と前記他方の直流出力端子との間に接続された第4のコンバータ用ダイオードと第4のコンバータ用スイッチとの並列回路とから成り、
前記第3相コンバータスイッチング回路は、前記第3の交流入力端子と前記一方の直流出力端子との間に接続された第5のコンバータ用ダイオードと第5のコンバータ用スイッチとの並列回路と、前記第3の交流入力端子と前記他方の直流出力端子との間に接続された第6のコンバータ用ダイオードと第6のコンバータ用スイッチとの並列回路とから成り、
前記コンバータ制御回路は、
前記第2及び第3の交流入力端子の第2及び第3相交流入力電圧を検出する交流入力電圧検出手段と、
前記蓄電手段の出力電圧を検出する直流電圧検出器と、
前記蓄電手段の出力電圧の目標値を示す基準値を発生する基準電圧源と、
前記直流電圧検出器と前記基準電圧源とに接続され且つ前記直流電圧検出器の出力と前記基準電圧源の基準値との差を増幅した信号から成る直流電圧制御信号を形成する機能を有している直流電圧制御信号形成手段と、
前記交流入力電圧検出手段と前記直流電圧制御信号形成手段とに接続され且つ前記交流入力電圧検出手段から得られた第2相電圧検出信号に前記直流電圧制御信号を乗算する第1の乗算器と、
前記交流入力電圧検出手段と前記直流電圧制御信号形成手段とに接続され且つ前記交流入力電圧検出手段から得られた第3相電圧検出信号に前記直流電圧制御信号を乗算する第2の乗算器と、
前記第2及び第3の交流入力端子を通って流れる電流を検出するための第2及び第3相電流検出器と、
前記第1、第2及び第3の交流入力端子を流れる第1、第2及び第3相電流の総和を示すコモンモード電流を検出するコモンモード電流検出手段と、
前記コモンモード電流検出手段に接続され且つ前記コモンモード電流をゼロにするためのコモンモード電流制御信号を形成し、このコモンモード電流制御信号を第1相電流制御信号として出力する第1相電流制御信号形成手段と、
前記第1の乗算器と前記第2相電流検出器とに接続され且つ前記第1の乗算器の出力と前記第2相電流検出器の出力との差を増幅した信号から成る第2相電流制御信号を形成する第2相電流制御信号形成手段と、
前記第2の乗算器と前記第3相電流検出器とに接続され且つ前記第2の乗算器の出力と前記第3相電流検出器の出力との差を増幅した信号から成る第3相電流制御信号を形成する第3相電流制御信号形成手段と、
前記第2及び第3相交流入力電圧より高い周波数で比較波を発生する比較波発生器と、
前記第1相電流制御信号形成手段と前記比較波発生器とに接続され且つ前記第1相電流制御信号と前記比較波とを比較して前記第1及び第2のコンバータ用スイッチをオン・オフするための第1相制御信号を形成する機能を有している第1相制御信号形成回路と、
前記第2相電流制御信号形成手段と前記比較波発生器とに接続され且つ前記第2相電流制御信号と前記比較波とを比較して前記第3及び第4のコンバータ用スイッチをオン・オフするための第2相制御信号を形成する機能を有している第2相制御信号形成回路と、
前記第3相電流制御信号形成手段と前記比較波発生器とに接続され且つ前記第3相電流制御信号と前記比較波とを比較して前記第5及び第6のコンバータ用スイッチをオン・オフするための第3相制御信号を形成する機能を有している第3相制御信号形成回路と
を備えていることを特徴とする請求項1記載の3相電力変換装置。 The first phase converter switching circuit includes a parallel circuit of a first converter diode and a first converter switch connected between the first AC input terminal and one of the pair of DC output terminals. A parallel circuit of a second converter diode and a second converter switch connected between the first AC input terminal and the other of the pair of DC output terminals,
The second phase converter switching circuit includes a parallel circuit of a third converter diode and a third converter switch connected between the second AC input terminal and the one DC output terminal, A parallel circuit of a fourth converter diode and a fourth converter switch connected between a second AC input terminal and the other DC output terminal;
The third phase converter switching circuit includes a parallel circuit of a fifth converter diode and a fifth converter switch connected between the third AC input terminal and the one DC output terminal, A parallel circuit of a sixth converter diode and a sixth converter switch connected between a third AC input terminal and the other DC output terminal;
The converter control circuit is
AC input voltage detecting means for detecting second and third phase AC input voltages of the second and third AC input terminals;
A DC voltage detector for detecting the output voltage of the storage means;
A reference voltage source for generating a reference value indicating a target value of the output voltage of the power storage means;
A function of forming a DC voltage control signal comprising a signal which is connected to the DC voltage detector and the reference voltage source and amplifies a difference between an output of the DC voltage detector and a reference value of the reference voltage source; DC voltage control signal forming means,
A first multiplier connected to the AC input voltage detection means and the DC voltage control signal forming means and for multiplying the DC voltage control signal by a second phase voltage detection signal obtained from the AC input voltage detection means; ,
A second multiplier connected to the AC input voltage detection means and the DC voltage control signal forming means and for multiplying the third phase voltage detection signal obtained from the AC input voltage detection means by the DC voltage control signal; ,
Second and third phase current detectors for detecting current flowing through the second and third AC input terminals;
Common mode current detecting means for detecting a common mode current indicating a sum of first, second and third phase currents flowing through the first, second and third AC input terminals;
First phase current control connected to the common mode current detection means and forming a common mode current control signal for making the common mode current zero, and outputting the common mode current control signal as a first phase current control signal Signal forming means;
A second phase current comprising a signal connected to the first multiplier and the second phase current detector and an amplified difference between the output of the first multiplier and the output of the second phase current detector; A second phase current control signal forming means for forming a control signal;
A third phase current comprising a signal connected to the second multiplier and the third phase current detector and amplifying the difference between the output of the second multiplier and the output of the third phase current detector; A third phase current control signal forming means for forming a control signal;
A comparison wave generator for generating a comparison wave at a frequency higher than the second and third phase AC input voltages;
The first and second converter switches are connected to the first phase current control signal forming means and the comparison wave generator, and the first and second converter switches are turned on / off by comparing the first phase current control signal and the comparison wave. A first phase control signal forming circuit having a function of forming a first phase control signal for
The third and fourth converter switches are turned on / off by being connected to the second phase current control signal forming means and the comparison wave generator and comparing the second phase current control signal and the comparison wave. A second phase control signal forming circuit having a function of forming a second phase control signal for
The fifth and sixth converter switches are turned on / off by being connected to the third phase current control signal forming means and the comparison wave generator and comparing the third phase current control signal with the comparison wave. The three-phase power converter according to claim 1, further comprising a third-phase control signal forming circuit having a function of forming a third-phase control signal for performing the operation.
前記第2相インバータスイッチング回路は、前記一方の直流出力端子と前記第2の交流出力端子との間に接続された第3のインバータ用スイッチと、前記他方の直流出力端子と前記第2の交流出力端子との間に接続された第4のインバータ用スイッチと、前記第3のインバータ用スイッチに並列接続された第3のインバータ用ダイオードと、前記第4のインバータ用スイッチに並列接続された第4のインバータ用ダイオードとから成り、
前記第3相インバータスイッチング回路は、前記一方の直流出力端子と前記第3の交流出力端子との間に接続された第5のインバータ用スイッチと、前記他方の直流出力端子と前記第3の交流出力端子との間に接続された第6のインバータ用スイッチと、前記第5のインバータ用スイッチに並列接続された第5のインバータ用ダイオードと、前記第6のインバータ用スイッチに並列接続された第6のインバータ用ダイオードとから成り、
前記インバータ制御回路は、
第1、第2及び第3相基準正弦波を発生する基準正弦波発生手段と、
前記第1、第2及び第3の交流出力端子に接続された3相交流出力電圧検出器と、
前記基準正弦波発生手段の第1、第2及び第3相基準正弦波を送出する第1、第2及び第3の出力端子と前記3相交流出力電圧検出器の第1、第2及び第3の出力ラインとに接続され且つ前記基準正弦波発生手段から得られた第1、第2及び第3相基準正弦波と前記3相交流出力電圧検出器から得られた第1、第2及び第3相交流出力電圧検出信号との差を増幅した信号から成る第1、第2及び第3相出力電圧制御信号を形成する第1、第2及び第3相出力電圧制御信号形成手段と、
前記第1、第2及び第3相基準正弦波よりも高い周波数で比較波を発生する比較波発生器と、
前記第1、第2及び第3相出力電圧制御信号形成手段と前記比較波発生器とに接続され且つ前記第1、第2及び第3相出力電圧制御信号と前記比較波とをそれぞれ比較して前記第1、第2、第3、第4、第5及び第6のインバータ用スイッチをオン・オフするための制御信号を形成する機能を有しているインバータ制御信号形成回路と
を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載の3相電力変換装置。 The first phase inverter switching circuit includes a first inverter switch connected between the one DC output terminal and the first AC output terminal, the other DC output terminal, and the first AC A second inverter switch connected to the output terminal; a first inverter diode connected in parallel to the first inverter switch; and a second inverter switch connected in parallel to the second inverter switch. Consisting of two inverter diodes,
The second-phase inverter switching circuit includes a third inverter switch connected between the one DC output terminal and the second AC output terminal, the other DC output terminal, and the second AC A fourth inverter switch connected to the output terminal; a third inverter diode connected in parallel to the third inverter switch; and a fourth inverter switch connected in parallel to the fourth inverter switch. 4 inverter diodes,
The third-phase inverter switching circuit includes a fifth inverter switch connected between the one DC output terminal and the third AC output terminal, the other DC output terminal, and the third AC A sixth inverter switch connected to the output terminal; a fifth inverter diode connected in parallel to the fifth inverter switch; and a sixth inverter switch connected in parallel to the sixth inverter switch. 6 inverter diodes,
The inverter control circuit is
Reference sine wave generating means for generating first, second and third phase reference sine waves;
A three-phase AC output voltage detector connected to the first, second and third AC output terminals;
First, second and third output terminals for sending first, second and third phase reference sine waves of the reference sine wave generating means and first, second and second of the three phase AC output voltage detector. Are connected to the three output lines and obtained from the reference sine wave generating means, the first, second and third phase reference sine waves and the first, second and third obtained from the three-phase AC output voltage detector. First, second and third phase output voltage control signal forming means for forming first, second and third phase output voltage control signals comprising signals obtained by amplifying the difference from the third phase AC output voltage detection signal;
A comparison wave generator for generating a comparison wave at a higher frequency than the first, second and third phase reference sine waves;
The first, second and third phase output voltage control signal forming means and the comparison wave generator are connected to each other, and the first, second and third phase output voltage control signals and the comparison wave are respectively compared. And an inverter control signal forming circuit having a function of forming a control signal for turning on and off the first, second, third, fourth, fifth and sixth inverter switches. The three-phase power converter according to claim 1 or 2, wherein
前記第2相インバータスイッチング回路は、前記一方の直流出力端子と前記第2の交流出力端子との間に接続された第3のインバータ用スイッチと、前記他方の直流出力端子と前記第2の交流出力端子との間に接続された第4のインバータ用スイッチと、前記第3のインバータ用スイッチに並列接続された第3のインバータ用ダイオードと、前記第4のインバータ用スイッチに並列接続された第4のインバータ用ダイオードとから成り、
前記第3相インバータスイッチング回路は、前記一方の直流出力端子と前記第3の交流出力端子との間に接続された第5のインバータ用スイッチと、前記他方の直流出力端子と前記第3の交流出力端子との間に接続された第6のインバータ用スイッチと前記第5のインバータ用スイッチに並列接続された第5のインバータ用ダイオードと、前記第6のインバータ用スイッチに並列接続された第6のインバータ用ダイオードとから成り、
前記インバータ制御回路は、
前記第2の交流入力端子と前記第1の交流入力端子との間の線間電圧に相当する第1の基準正弦波(Vvu*)と、前記第3の交流入力端子と前記第1の交流入力端子との間の線間電圧に相当する第2の基準正弦波(Vwu*)を発生する基準正弦波発生手段と、
前記第1、第2及び第3の交流出力端子に接続され且つ前記第2の交流出力端子と前記第1の交流出力端子との間の線間電圧に相当する第1の交流出力電圧検出値(Vvu)を得ると共に前記第3の交流出力端子と前記第1の交流出力端子との間の線間線圧に相当する第2の交流出力電圧検出値(Vwu)を得るように形成された交流出力電圧検出器と、
前記第1の基準正弦波(Vvu*)と前記第1の交流出力電圧検出値(Vvu)との差を増幅した信号から成る第1の電圧制御信号(V2´ )を形成する第1の電圧制御信号形成手段と、
前記第2の基準正弦波(Vwu*)と前記第2の交流出力電圧検出値(Vwu)との差を増幅した信号から成る第2の電圧制御信号(V3´)を形成する第2の電圧制御信号形成手段と、
前記第1の電圧制御信号形成手段と前記第2の電圧制御信号形成手段とに接続され且つ前記第1の電圧制御信号(V2´ )及び前記第2の電圧制御信号(V3´)を相電圧で示される第1、第2及び第3の出力電圧制御信号(Vu,Vv,Vw)に変換する機能を有している変換手段(73a)と、
前記コンバータ制御回路の前記比較波発生器又はインバータ用比較波発生器から比較波を供給する比較波供給手段と、
前記変換手段(73a)と前記比較波供給手段とに接続され且つ前記第1の出力電圧制御信号(Vu)と前記比較波とを比較して前記第1及び第2のインバータ用スイッチをオン・オフ制御するための第1相制御信号(Gu)を形成する機能を有している第1相制御信号形成回路と、
前記変換手段(73a)と前記比較波供給手段とに接続され且つ前記第2の出力電圧制御信号(Vv)と前記比較波とを比較して前記第3及び第4のインバータ用スイッチをオン・オフ制御するための第2相制御信号(Gv )を形成する機能を有している第2相制御信号形成回路と、
前記変換手段(73a)と前記比較波供給手段とに接続され且つ前記第3の出力電圧制御信号(Vw)と前記比較波とを比較して前記第5及び第6のインバータ用スイッチをオン・オフ制御するための第3相制御信号(Gw )を形成する機能を有している第3相制御信号形成回路と
を有していることを特徴とする請求項1記載の3相電力変換装置。 The first phase inverter switching circuit includes a first inverter switch connected between the one DC output terminal and the first AC output terminal, the other DC output terminal, and the first AC A second inverter switch connected to the output terminal; a first inverter diode connected in parallel to the first inverter switch; and a second inverter switch connected in parallel to the second inverter switch. Consisting of two inverter diodes,
The second-phase inverter switching circuit includes a third inverter switch connected between the one DC output terminal and the second AC output terminal, the other DC output terminal, and the second AC A fourth inverter switch connected to the output terminal; a third inverter diode connected in parallel to the third inverter switch; and a fourth inverter switch connected in parallel to the fourth inverter switch. 4 inverter diodes,
The third-phase inverter switching circuit includes a fifth inverter switch connected between the one DC output terminal and the third AC output terminal, the other DC output terminal, and the third AC A sixth inverter switch connected between the output terminals, a fifth inverter diode connected in parallel to the fifth inverter switch, and a sixth inverter connected in parallel to the sixth inverter switch. The inverter diode
The inverter control circuit is
A first reference sine wave (Vvu * ) corresponding to a line voltage between the second AC input terminal and the first AC input terminal, the third AC input terminal, and the first AC Reference sine wave generating means for generating a second reference sine wave (Vwu * ) corresponding to a line voltage between the input terminal and the input terminal;
A first AC output voltage detection value connected to the first, second and third AC output terminals and corresponding to a line voltage between the second AC output terminal and the first AC output terminal (Vvu) is obtained, and a second AC output voltage detection value (Vwu) corresponding to the line pressure between the third AC output terminal and the first AC output terminal is obtained. An AC output voltage detector;
A first voltage forming a first voltage control signal (V2 ') comprising a signal obtained by amplifying a difference between the first reference sine wave (Vvu * ) and the first AC output voltage detection value (Vvu). Control signal forming means;
A second voltage forming a second voltage control signal (V3 ') comprising a signal obtained by amplifying the difference between the second reference sine wave (Vwu * ) and the second AC output voltage detection value (Vwu). Control signal forming means;
The first voltage control signal forming means and the second voltage control signal forming means are connected to each other, and the first voltage control signal (V2 ') and the second voltage control signal (V3') are converted into phase voltages. Conversion means (73a) having a function of converting into first, second and third output voltage control signals (Vu, Vv, Vw) indicated by:
Comparison wave supply means for supplying a comparison wave from the comparison wave generator or the inverter comparison wave generator of the converter control circuit;
The first and second inverter switches are turned on by comparing the first output voltage control signal (Vu) with the comparison wave, connected to the conversion means (73a) and the comparison wave supply means. A first phase control signal forming circuit having a function of forming a first phase control signal (Gu) for off-control;
The third and fourth inverter switches are turned on by comparing the second output voltage control signal (Vv) with the comparison wave and connected to the conversion means (73a) and the comparison wave supply means. A second phase control signal forming circuit having a function of forming a second phase control signal (Gv) for off-control;
The fifth inverter and the sixth inverter switch are turned on by comparing the third output voltage control signal (Vw) with the comparison wave and connected to the conversion means (73a) and the comparison wave supply means. 3. A three-phase power converter according to claim 1, further comprising a third-phase control signal forming circuit having a function of forming a third-phase control signal (Gw) for off-control. .
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