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JPH07327374A - 高周波リンクdc/acコンバータの停止方法 - Google Patents

高周波リンクdc/acコンバータの停止方法

Info

Publication number
JPH07327374A
JPH07327374A JP6139458A JP13945894A JPH07327374A JP H07327374 A JPH07327374 A JP H07327374A JP 6139458 A JP6139458 A JP 6139458A JP 13945894 A JP13945894 A JP 13945894A JP H07327374 A JPH07327374 A JP H07327374A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cycloconverter
high frequency
inverter
switching element
frequency transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6139458A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Uematsu
武 上松
Atsushi Totsuka
厚志 戸塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Industry Co Ltd filed Critical Nippon Electric Industry Co Ltd
Priority to JP6139458A priority Critical patent/JPH07327374A/ja
Publication of JPH07327374A publication Critical patent/JPH07327374A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スナバ回路やホールCT等を設置することな
しに高周波リンクDC/ACコンバータを安全に急停止
させる。 【構成】 直流電源1からの直流電力を高周波電力に変
換するインバータ2、インバータ2の高周波電力を変圧
する高周波トランス5、高周波トランス5を介してイン
バータ2の高周波電力を入力して商用周波数電力に変換
するサイクロコンバータ3、サイクロコンバータ3の出
力端に設けられたACフィルタ4によって高周波リンク
DC/ACコンバータを構成し、インバータ2のスイッ
チングシーケンス情報によってサイクロコンバータ3を
急停止させる時のACフィルタ4と高周波トランス5の
リアクタンス成分の電流経路を確保してサイクロコンバ
ータを停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータドライブ,UP
S等に用いられる高周波リンクDC/ACコンバータの
停止方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術による高周波リンクDC/AC
コンバータの回路構成を示すブロック図は図7と図8に
示す通りである。図7において、4つのスイッチング素
子10〜13を単相ブリッジ接続して構成したインバー
タ2は直流電源1を入力して高周波電力に変換し、高周
波トランス5を介してサイクロコンバータ3に高周波電
力を送出する。サイクロコンバータ3は互いに極性の異
なるスイッチング素子を2個直列接続した両方向スイッ
チ6群を3相ブリッジ接続したものであり、高周波トラ
ンス5からの高周波電力を商用周波数交流電力に変換
し、リアクタとコンデンサより成るACフィルタ4を介
して交流電力を負荷に供給する。
【0003】サイクロコンバータを停止もしくは急停止
させる際は、ACフィルタ4や高周波トランス5のリア
クタンス成分に蓄積されたエネルギーを放出させなくて
はならない。そのためスナバ回路等によりそのエネルギ
ーを吸収・放出する必要があり、図7はその一例であっ
て電圧クランプ回路を用いており、単相ブリッジ接続し
た4つのスイッチング素子と、並列コンデンサ、および
3相ブリッジ接続した6つのダイオードによって構成し
ている。ACフィルタ4と高周波トランス5のリアクタ
ンス成分に蓄積されたエネルギーは電圧クランプ回路の
並列コンデンサに吸収され、スイッチング素子を介して
電源側に還流される。
【0004】図8は、もう1つのサイクロコンバータの
急停止方法を示すブロック図であって、高周波トランス
5とACフィルタ4における電流の方向を検出するため
に4つのホールCTを設けたものである。即ち、高周波
トランス5の2次側出力回路の一線と、サイクロコンバ
ータ3とACフィルタ4との間の3本の接続線にそれぞ
れホールCTを設けておき、これら4つのホールCTに
よって高周波トランスとサイクロコンバータ3からAC
フィルタ4へ流出する電流の方向を検出し、この電流方
向によってサイクロコンバータ3のスイッチング素子群
を制御して急停止時における蓄積エネルギーの放出電流
経路を確保する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した電圧クランプ
回路などのスナバ回路を設けてリアクタンス成分に蓄積
されたエネルギーを吸収する方法は装置が大型となって
高価なものとなり、また4つのホールCTを設けて電流
方向を検出する方法も回路構成が複雑になるばかりでな
く、ホールCTは静電ノイズの影響を受け易い欠点があ
る。本発明は上述した従来技術の欠点を解消するために
なされたものであって、電圧クランプ回路やホールCT
を設けることなしにインバータのスイッチングシーケン
ス情報に基づいて高周波トランスとACフィルタのリア
クタンス成分に蓄積されたエネルギーを放出させる電流
経路を確保し、サイクロコンバータを安全に急停止させ
ようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための本発明による高周波リンクDC/ACコンバータ
の停止方法は、インバータと高周波トランスおよびサイ
クロコンバータによって構成した高周波リンクDC/A
Cコンバータにおいて、前記インバータのスイッチング
シーケンス情報に基づいて、高周波トランスの2次出力
電流の電流方向の変化と同一の周期をもって動作状態を
変化させる前記インバータを構成するスイッチング素子
を選定しておき、このスイッチング素子の動作状況から
推定される高周波トランスの2次出力電流の電流方向に
対応して、前記サイクロコンバータの各アームを構成す
る両方向スイッチのうち前記インバータのスイッチング
素子と同一極性のスイッチング素子群と反対極性のスイ
ッチング素子群を同時にオンまたはオフとなるように制
御することにより、高周波トランスの2次コイルとサイ
クロコンバータの各アームとによって閉ループ回路を形
成させたうえでサイクロコンバータを停止させる。
【0007】
【作用】インバータ2とサイクロコンバータ3のスイッ
チングシーケンスは図3と図4に示す通りであり、イン
バータ2におけるスイッチング素子12と13の動作状
態の変化(オンまたはオフ)と高周波トランス5の2次
側電流iT の電流方向の変化とは同一の周期によって行
われていることが判る。よって、スイッチング素子12
がオフの時、およびスイッチング素子13がオンの時
は、インバータ2のスイッチング素子と同一極性を有す
るサイクロコンバータ3のスイッチング素子14,1
6,18,20,22,24を同時にオンとし、反対極
性のスイッチング素子15,17,19,21,23,
25を同時にオフとすると、サイクロコンバータ3の3
つのアームは高周波トランス5を介して3つの閉ループ
回路を形成する。ACフィルタ4もそれぞれの閉ループ
回路に接続されているので、高周波トランス5とACフ
ィルタ4におけるリアクタンス成分の蓄積エネルギーの
放出経路が形成される。また、スイッチング素子12が
オンの時、およびスイッチング素子13がオフの時は高
周波トランス5の2次側電流iT の電流方向が反対にな
るので、スイッチング素子14,16,18,20,2
2,24を同時にオフとし、スイッチング素子15,1
7,19,21,23,25を同時にオンとすることに
よってサイクロコンバータ3に3つの閉ループ回路が形
成される。従って、インバータ2を構成するスイッチン
グ素子のスイッチングシーケンス情報に基づいて、サイ
クロコンバータ3のスイッチング素子群を同時にオンも
しくはオフとして閉ループ回路を形成させ、サイクロコ
ンバータを停止させる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図1は本発明における高周波リンクDC/A
Cコンバータの回路構成を示すブロック図である。図1
において、直流電源1からの直流入力を高周波電力に変
換するインバータ2は、スイッチング素子10〜13を
単相ブリッジ接続して構成されている。このインバータ
2の高周波電力は高周波トランス5において変圧された
うえでサイクロコンバータ3へ送出される。サイクロコ
ンバータ3は極性の異なる2つのスイッチング素子を直
列接続して構成した6組の両方向スイッチ14と15、
16と17、18と19、20と21、22と23、2
4と25を3相ブリッジ接続したものである。このサイ
クロコンバータ3の出力端にはそれぞれ3つのリアクト
ル26〜28と3つのコンデンサ29〜31より成るA
Cフィルタ4が接続されており、このACフィルタ4を
介して負荷に接続されている。
【0009】サイクロコンバータ3における線間電圧と
相電流は図2(a)に示す通りであり、相電圧と相電流
の位相関係よりサイクロコンバータ3の動作を求めると
図2(b)に示すようになる。また、サイクロコンバー
タ3の動作モード1と動作モード2を例として、相電圧
とキャリア(搬送波)とによって決まるインバータ2を
構成するスイッチング素子とサイクロコンバータ3を構
成するスイッチング素子の動作状態を示す波形図は図3
のようになる。このとき、動作モード1における動作状
態1〜4の等価回路は図5の(a),(b)および図6
の(a),(b)に示す通りであり、図5と図6におけ
る0点は仮想中性点であって、矢印は各電流の流れる方
向を示している。以上のことから直流電源1からインバ
ータ2への流入電流ii および高周波トランス5の2次
側出力電流iT の動作状態を示す波形図は図4に示す通
りである。図3と図4を参照すると、動作モード1と動
作モード2におけるインバータ2のスイッチング素子1
2と13の動作状態の変化(オンまたはオフ)と高周波
トランス5の2次側出力電流iT の流出方向の変化とは
同一の周期であることが判る。他の動作モードにおいて
も同様であるので、スイッチング素子12と13のオン
・オフ状態を検出すると高周波トランス5の2次側出力
電流iT の電流方向を知ることができる。
【0010】インバータ2のスイッチング素子12がオ
フの時、およびスイッチング素子13がオンの時は高周
波トランス5の2次側出力電流iT は図1に示す方向に
流出する。この時に、サイクロコンバータ3における両
方向スイッチのうち同一極性のスイッチング素子14と
16、18と20、22と24を同時にオンとし、反対
極性のスイッチング素子15と17、19と21、23
と25を同時にオフとすると、オンとなったスイッチン
グ素子と直列接続してある反対極性のスイッチング素子
のダイオードを介して高周波トランス5の2次コイルと
サイクロコンバータ3の各アーム間に3つの閉ループ回
路が形成される。スイッチング素子12がオンの時、お
よびスイッチング素子13がオフの時は高周波トランス
5の2次側出力電流iT の電流方向は反対になるので、
この時にスイッチング素子14と16、18と20、2
2と24を同時にオフとし、スイッチング素子15と1
7、19と21、23と25を同時にオンとすると、高
周波トランス5の2次コイルを介してサイクロコンバー
タ3の内部に電流方向が反対の3つの閉ループ回路が形
成される。
【0011】従って、サイクロコンバータ3を急停止さ
せる必要が生じた時は、インバータ2のスイッチング素
子12と13のオン・オフ動作状態を検出して、この状
態に応じてサイクロコンバータ3のスイッチング素子群
を2グループに分けて同時にオン・オフ制御して高周波
トランス5の2次コイルとサイクロコンバータ3の各ア
ーム間に閉ループ回路を形成させる。この結果、高周波
トランス5とACフィルタ4のリアクタンス成分に蓄積
されたエネルギーはサイクロコンバータ3内部の閉ルー
プ回路に放出電流経路が確保されるので、安全に停止さ
せることが可能となる。即ち、インバータ2のスイッチ
ングシーケンス情報に基づいてサイクロコンバータ3の
スイッチング素子群をオン・オフ制御することにより、
サイクロコンバータ3を安全に急停止させることがで
き、極めて経済性に優れた停止方法を得ることができ
る。なお、上述した手法に基づいて、インバータ2を構
成する他のスイッチング素子のシーケンス情報によって
サイクロコンバータ3の2組のとスイッチング素子群を
オンまたはオフに制御し、サイクロコンバータ3を安全
に急停止させることができる。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による高周
波リンクDC/ACコンバータの停止方法は、インバー
タ部のスイッチングシーケンス情報に基づいてサイクロ
コンバータ部のスイッチング素子群をオン・オフ制御し
て閉ループ回路を形成させ、高周波トランスとACフィ
ルタのリアクタンス成分の電流経路を確保することがで
きるので、高周波リンクDC/ACコンバータを安全に
急停止させることができる。従って、電圧クランプ回路
またはACスナバー回路を設ける必要もなく、急停止さ
せるために必要な情報をセンサー等によって検出しなく
ともよい。即ち、急停止操作に必要な付帯設備は一切必
要でなく、インバータ部とサイクロコンバータ部の制御
方法を多少手直しするだけでよいので極めて経済性に優
れた停止方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す高周波リンクDC/AC
コンバータのブロック図。
【図2】サイクロコンバータの動作モード。
【図3】動作モードとスイッチング素子の動作状態を示
す波形図。
【図4】動作モードと高周波トランス出力電流との関係
を示す波形図。
【図5】スイッチング素子群の各動作状態における等価
回路
【図6】スイッチング素子群の各動作状態における等価
回路
【図7】従来技術による高周波リンクDC/ACコンバ
ータのブロック図。
【図8】従来技術による高周波リンクDC/ACコンバ
ータのブロック図。
【符号の説明】
2 インバータ 3 サイクロコンバータ 4 ACフィルタ 5 高周波トランス 10〜13 スイッチング素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電力を入力して高周波電力に変換す
    る単相ブリッジ接続したスイッチング素子より成るイン
    バータと、前記インバータから入力した高周波電力を変
    圧してサイクロコンバータへ出力する高周波トランス
    と、極性の異なる2つのスイッチング素子を直列接続し
    た両方向スイッチを3相ブリッジ接続して構成し、高周
    波トランスを介して入力した高周波電力を商用周波数交
    流電力に変換するサイクロコンバータとによって構成し
    た高周波リンクDC/ACコンバータにおいて、 前記インバータのスイッチングシーケンス情報に基づい
    て、前記高周波トランスの2次側出力電流の電流方向の
    変化と同一の周期をもって動作状態を変化させる前記イ
    ンバータを構成するスイッチング素子を選定しておき、 このスイッチング素子の動作状況から推定される前記高
    周波トランスの2次出力電流の電流方向に対応して、前
    記サイクロコンバータの各アームを構成する両方向スイ
    ッチのうち前記インバータのスイッチング素子と同一極
    性のスイッチング素子群と反対極性のスイッチング素子
    群を同時にオンまたはオフとすることにより、サイクロ
    コンバータの各アームと高周波トランスの2次コイルよ
    り成る閉ループ回路を形成させ、前記サイクロコンバー
    タを停止させることを特徴とする高周波リンクDC/A
    Cコンバータの停止方法。
JP6139458A 1994-05-30 1994-05-30 高周波リンクdc/acコンバータの停止方法 Pending JPH07327374A (ja)

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