JP2006340410A - Ac direct converter unit - Google Patents
Ac direct converter unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006340410A JP2006340410A JP2005158363A JP2005158363A JP2006340410A JP 2006340410 A JP2006340410 A JP 2006340410A JP 2005158363 A JP2005158363 A JP 2005158363A JP 2005158363 A JP2005158363 A JP 2005158363A JP 2006340410 A JP2006340410 A JP 2006340410A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- phase
- direct
- direct converter
- input
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Abstract
Description
本発明は、交流直接変換器と入力フィルタとを備えた交流直接変換装置において、入力フィルタによる共振周波数成分に起因した電源短絡を防止するための技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for preventing a power supply short circuit due to a resonance frequency component caused by an input filter in an AC direct conversion device including an AC direct converter and an input filter.
図4は、この種の交流直接変換装置の従来技術を示すもので、交流直接変換器3の入出力が三相の例である(入力相をR,S,T相、出力相をU,V,W相とする)。
図4において、1は三相交流電源、2はリアクトル21及びコンデンサ22からなる入力フィルタ、3は例えばマトリクスコンバータ等の交流直接変換器、11は各相入力電圧vr,vs,vtから最大電圧相、中間電圧相、最小電圧相を検出して入力電圧の大小関係を判別する入力電圧大小判別手段、12は大小判別結果と入力電流指令及び出力電圧指令が入力され、交流直接変換器3を構成する半導体スイッチのPWM信号を作成して出力するPWM信号作成手段である。後述するように、交流直接変換器3では各相入力電圧の大小関係に応じてスイッチングする半導体スイッチを切り替えるため、PWM信号作成手段12では入力電圧大小判別手段11による判別結果が必要とされる。
なお、図4において、vrsは入力フィルタ2の一次側のR相−S相線間電圧を、vrscは同じく二次側線間電圧を、vrc,vsc,vtcはそれぞれコンデンサ22の共通接続点22cを基準とした入力フィルタ2の二次側の各相電圧を示している。
FIG. 4 shows a conventional technique of this type of AC direct conversion device, in which the input / output of the AC
In FIG. 4, 1 is a three-phase AC power source, 2 is an input filter comprising a
In FIG. 4, v rs is the primary side R-phase to S-phase line voltage, v rsc is the secondary side line voltage, and v rc , v sc , and v tc are the
周知のように、交流直接変換器3は入力電圧を短冊状に切り出して出力電圧を得るので、交流直接変換器3の半導体スイッチに流れる電流も短冊状となる。このため、短冊状の電流が系統に流れないように、高調波抑制装置として交流直接変換器3の電源側に入力フィルタ2を備えている。
As is well known, the AC
図5は、交流直接変換器3の一例であるマトリクスコンバータの出力1相分(図5の例ではU相)の等価回路を示している。また、三相入力電圧のうち、最大電圧相の電圧をvmax、中間電圧相の電圧をvmid、最小電圧相の電圧をvminにて表してあり、S1は最大電圧相に接続される双方向スイッチ、S2は中間電圧相に接続される双方向スイッチ、S3は最小電圧相に接続される双方向スイッチである。これらの双方向スイッチS1,S2,S3は、例えば逆耐圧性能を有するIGBT等の半導体スイッチング素子S1A,S1B、S2A,S2B、S3A,S3Bをそれぞれ2個逆並列に接続して構成されている。
なお、最大電圧相、中間電圧相、最小電圧相は時々刻々変化するので、これらの各電圧相と入力側の各相(U,V,W相)との関係は固定的ではない。
FIG. 5 shows an equivalent circuit of one phase output (U phase in the example of FIG. 5) of the matrix converter which is an example of the AC
Since the maximum voltage phase, the intermediate voltage phase, and the minimum voltage phase change from moment to moment, the relationship between each voltage phase and each phase (U, V, W phase) on the input side is not fixed.
一般にマトリクスコンバータは、交流電源電圧から電解コンデンサ等の大型のエネルギーバッファを介さずに交流出力を直接得る電力変換器であり、長寿命、省スペースであると共に、電力回生が可能であり、入力電流を制御できるために入力電流高調波も抑制できるという特徴をもつ。このマトリクスコンバータは、図5からも明らかなように、入出力端子を半導体スイッチング素子を介して直接接続することにより、出力端子に電圧vmax,vmid,vminの何れかを発生させるようになっている。従って各スイッチング素子をオンオフさせるパルス幅を制御すれば、所望の出力電圧を得ることができる。すなわち、マトリクスコンバータでは、出力端子に現れる入力端子電圧(最大電圧、中間電圧、最小電圧)を切り替えることで所望の電圧を出力させている。 In general, a matrix converter is a power converter that directly obtains an AC output from an AC power supply voltage without going through a large energy buffer such as an electrolytic capacitor, has a long life, saves space, and is capable of regenerating power. Therefore, it is possible to control the input current harmonics. As is apparent from FIG. 5, this matrix converter directly connects the input / output terminals via the semiconductor switching element so as to generate any one of the voltages v max , v mid , and v min at the output terminal. It has become. Therefore, a desired output voltage can be obtained by controlling the pulse width for turning on / off each switching element. That is, in the matrix converter, a desired voltage is output by switching the input terminal voltage (maximum voltage, intermediate voltage, minimum voltage) appearing at the output terminal.
図6は、マトリクスコンバータの出力電圧の一例を示しており、例えば図5のU相出力電圧vuに相当する。
図6におけるvmaxからvmidや、vmidからvminへの切替動作を、一般に転流という。例えば、vmaxからvmidへ転流を行う場合、図5における双方向スイッチS1内の2個のスイッチング素子S1A,S1Bと双方向スイッチS2内の2個のスイッチング素子S2A,S2Bとを同時に切り替える方法、つまり、双方向スイッチS1をオフすると同時に双方向スイッチS2をオンする方法がある。
FIG. 6 shows an example of the output voltage of the matrix converter, which corresponds to, for example, the U-phase output voltage v u of FIG.
The switching operation from v max to v mid or v mid to v min in FIG. 6 is generally called commutation. For example, v if max performing commutation to v mid from the two switching elements S 2A of the two switching elements S 1A, S 1B and the bidirectional switch S 2 of the bidirectional switch S 1 in FIG. 5, There is a method of switching S 2B at the same time, that is, a method of turning on the bidirectional switch S 2 at the same time as turning off the bidirectional switch S 1 .
ところが、この場合には双方向スイッチS1をオフするタイミングが遅れて双方向スイッチS1,S2が同時にオンすると、スイッチング素子S1A,S2Bを介して電源が短絡されるため、これらのスイッチング素子に過電流が流れる。
一方、双方向スイッチS2をオンするタイミングが遅れると、つまり、双方向スイッチS1,S2が同時にオフすると、出力電流の連続性が保たれなくなる結果、これらの双方向スイッチに負荷のエネルギーが放出されてスイッチング素子に過電圧が印加されることになる。従って、上記のどちらのケースでも、最悪の場合にはスイッチング素子が破損するおそれがある。
マトリクスコンバータ等の交流直接変換器では、上述したような電源の短絡や負荷端の開放を防止することが要請されている。
However, in this case, when the bidirectional switch S 1 and S 2 are turned on at the same time when the bidirectional switch S 1 is turned off, the power supply is short-circuited via the switching elements S 1A and S 2B . Overcurrent flows through the switching element.
On the other hand, if the timing of turning on the bidirectional switch S 2 is delayed, that is, if the bidirectional switches S 1 and S 2 are turned off at the same time, the continuity of the output current cannot be maintained. Is released and an overvoltage is applied to the switching element. Therefore, in either case, the switching element may be damaged in the worst case.
In an AC direct converter such as a matrix converter, it is required to prevent the short circuit of the power source and the opening of the load end as described above.
そこで従来より、電源の短絡や負荷端の開放を回避するために、各スイッチング素子をオンオフするタイミングを制御する転流方法がいくつか知られている。
以下に、これらの転流方法のうち一般的に用いられている4ステップ転流について説明する。ただし、ここでは、電源電圧の状態に応じて転流を行う電圧転流について説明し、負荷電流の状態に応じて転流を行う電流転流については割愛する。
In order to avoid a short circuit of the power supply or an opening of the load end, several commutation methods for controlling the timing for turning on / off each switching element have been known.
Below, 4 step commutation generally used among these commutation methods is explained. However, voltage commutation that performs commutation according to the state of the power supply voltage will be described here, and current commutation that performs commutation according to the state of the load current will be omitted.
図7は、上記電圧転流の動作を示すスイッチング素子のタイミングチャートであり、「High」レベルがオン、「Low」レベルがオフを示す。例えばvmaxからvmidへ転流を行う場合、転流開始前は双方向スイッチS1内の2個のスイッチング素子S1A,S1Bが何れもオンであり、双方向スイッチS2内の2個のスイッチング素子S2A,S2Bは何れもオフとなっている。 FIG. 7 is a timing chart of the switching element showing the voltage commutation operation, in which “High” level is on and “Low” level is off. For example, when commutation is performed from v max to v mid , the two switching elements S 1A and S 1B in the bidirectional switch S 1 are both on before the commutation starts, and 2 in the bidirectional switch S 2 . Each of the switching elements S 2A and S 2B is off.
電圧転流では、負荷電流の極性に依存せずに転流を行うので、負荷電流の連続性を保つために、図7に示す如く、まずスイッチング素子S2Aをオンする。
次に、電源の短絡を防止するため、スイッチング素子S1Aをオフし、その後、同S2Bをオンする。そして、最後にスイッチング素子S1Bをオフすることでvmaxからvmidへの転流動作が完了する。
In the voltage commutation, since the commutation is performed without depending on the polarity of the load current, the switching element S2A is first turned on as shown in FIG. 7 in order to maintain the continuity of the load current.
Next, in order to prevent a short circuit of the power source, the switching element S1A is turned off, and then the S2B is turned on. And finally, the commutation operation from v max to v mid is completed by turning off the switching element S 1B .
すなわち、スイッチング素子をオンオフする順序は、
(1)S2Aオン
(2)S1Aオフ
(3)S2Bオン
(4)S1Bオフ
となる。なお、図7に示した期間(a)については、後に説明する。
That is, the order in which the switching elements are turned on and off is
(1) S 2A on (2) S 1A off (3) S 2B on (4) S 1B off. Note that the period (a) shown in FIG. 7 will be described later.
ここで、図8は三相電源電圧vr,vs,vtの波形図であり、図中の○で囲った部分は各相電源電圧が交差する点、すなわち、交差する二相の間の線間電圧がゼロとなる付近を示している。 Here, FIG. 8 is a waveform diagram of the three-phase power supply voltages v r , v s , and v t , and a portion surrounded by a circle in the figure is a point where each phase power supply voltage intersects, that is, between two intersecting phases. This shows the vicinity where the line voltage becomes zero.
さて、図4に示したような回路構成において、入力フィルタ2には、リアクトル21及びコンデンサ22の値から決まる共振周波数成分の振動が発生する。
図9は線間電圧の一例を示す波形図であり、vrsは共振がない場合のR相−S相の線間電圧(入力フィルタ2の一次側の線間電圧)波形を示し、vrscはR相−S相の線間電圧に共振周波数成分が重畳した電圧(入力フィルタ2の二次側の線間電圧)波形を示している。なお、図9の縦軸は単位法表示した電圧値である。
ここで、S相電圧が最大、R相電圧が中間、T相電圧が最小の状態から、R相電圧が最大、S相電圧が中間、T相電圧が最小の状態へと推移する場合について考察する。
In the circuit configuration as shown in FIG. 4, the
FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of the line voltage, and v rs shows the waveform of the R phase-S phase line voltage (line voltage on the primary side of the input filter 2) when there is no resonance, and v rsc Shows a waveform of a voltage (a line voltage on the secondary side of the input filter 2) in which a resonance frequency component is superimposed on a line voltage between the R phase and the S phase. In addition, the vertical axis | shaft of FIG. 9 is the voltage value displayed by the unit method.
Here, consideration is given to a case where the S-phase voltage is maximum, the R-phase voltage is intermediate, and the T-phase voltage is minimum, and the R-phase voltage is maximum, the S-phase voltage is intermediate, and the T-phase voltage is minimum. To do.
本来であれば、図9における時点bで線間電圧vrsの極性が入れ替わる、すなわち、S相電圧とR相電圧との大小関係が入れ替わることになるが、共振周波数成分が重畳すると、入力フィルタ2の一次側ではS相電圧とR相電圧との大小関係が入れ替わっていないにもかかわらず、入力フィルタ2の二次側(つまり交流直接変換器3の入力側)ではその大小関係が入れ替わっている場合がある。図9における区間Iは、この現象が生じている区間である。 Originally, the polarity of the line voltage v rs is switched at the time point b in FIG. 9, that is, the magnitude relationship between the S-phase voltage and the R-phase voltage is switched. However, when the resonance frequency component is superimposed, the input filter Although the magnitude relationship between the S-phase voltage and the R-phase voltage is not switched on the primary side of 2, the magnitude relationship is switched on the secondary side of the input filter 2 (that is, the input side of the AC direct converter 3). There may be. A section I in FIG. 9 is a section where this phenomenon occurs.
この場合、図4における入力電圧大小判別手段11が、S相電圧が最大、R相電圧が中間(vr<vs)と判別した状態で上記区間Iに転流を行うと、この区間Iは、入力フィルタ2の二次側ではvrc>vscであるため、先に図7により説明した順番で4ステップ転流を行うと、スイッチング素子S2A,S1Bを介して短絡経路が形成される(図7の区間(a))。
すなわち、図9の区間Iでは、図5における最大電圧相vmaxと中間電圧相vmidとが入れ替わる状態になり、その状態で図7に示すようにスイッチング素子S2A,S1Bが共にオンしていることにより、電源1からスイッチング素子S2A,S1Bを経由する電源短絡経路が形成されることになる。
その結果、これらのスイッチング素子S2A,S1Bには過電流が流れ、最悪の場合には破損してしまう。
In this case, when the input voltage magnitude determining means 11 in FIG. 4 performs commutation to the section I in a state where the S-phase voltage is determined to be maximum and the R-phase voltage is determined to be intermediate (v r <v s ), the section I Since v rc > v sc on the secondary side of the
That is, in the section I in FIG. 9, the maximum voltage phase v max and the intermediate voltage phase v mid in FIG. 5 are switched, and in this state, the switching elements S 2A and S 1B are both turned on as shown in FIG. As a result, a power supply short-circuit path from the
As a result, overcurrent flows through these switching elements S 2A and S 1B , and in the worst case, they are damaged.
上記の問題を解決する手段が、例えば非特許文献1に開示されている。
図10は、非特許文献1により提案されている出力電圧波形を示しており、前述した図6と対応するものである。
すなわち、非特許文献1では、最大電圧相と中間電圧相との間で直接、転流を行わずに、必ず最小電圧相を介して転流を行うことにより電圧を発生している。最大電圧相から最小電圧相へ転流する場合、スイッチング素子をオンオフする順番は、先の図7におけるS2AをS3Aに、S2BをS3Bにそれぞれ置き換えるだけでよい。
A means for solving the above problem is disclosed in
FIG. 10 shows an output voltage waveform proposed by
That is, in
つまり、スイッチング素子をオンオフする順序は、
(1)S3Aオン
(2)S1Aオフ
(3)S3Bオン
(4)S1Bオフ
となる。
この場合、図9における区間Iに最大電圧相から最小電圧相へ転流を行ったとしても、vrcやvscは最小電圧相のvtcよりも高いため、短絡経路が形成されず、電源短絡を生じることはない。
In other words, the order in which the switching elements are turned on and off is
(1) S 3A on (2) S 1A off (3) S 3B on (4) S 1B off.
In this case, even if commutation from the maximum voltage phase to the minimum voltage phase is performed in the section I in FIG. 9, since v rc and v sc are higher than v tc of the minimum voltage phase, a short circuit path is not formed, and the power supply There is no short circuit.
ところで、図6のように電圧を発生させる場合、最大相から中間相への転流の際には、中間相のスイッチング素子はvmax−vmidの電圧が印加された状態でスイッチングを行う。これに対し、非特許文献1の方法により図10のような電圧発生パターンにすると、最大相から最小相への転流の際には、最小相のスイッチング素子はvmax−vminの電圧が印加された状態でスイッチングを行うことになる。すなわち、非特許文献1の方法を用いると、スイッチング素子のオンオフ時の電圧差が大きいため、スイッチング損失が増加するという問題がある。
By the way, when the voltage is generated as shown in FIG. 6, the switching element of the intermediate phase performs switching in a state where a voltage of v max −v mid is applied at the time of commutation from the maximum phase to the intermediate phase. On the other hand, when the voltage generation pattern as shown in FIG. 10 is made by the method of
また、電圧利用率を上げるためには、最小電圧相を用いない出力電圧が必要となる場合もあり、非特許文献1の方法では最小電圧相が必須になるため電圧利用率が低下するという問題もある。
更に、交流直接変換器3の入力電圧に、図9に示したような振動成分が重畳している状態でスイッチング素子をオンさせると、前述の如く交流直接変換器は入出力端子が直接接続されるので、出力電圧に入力側の振動成分が重畳されて出力電圧制御性能の低下を招く結果となる。
Further, in order to increase the voltage utilization factor, an output voltage that does not use the minimum voltage phase may be required. In the method of
Further, when the switching element is turned on with the vibration component as shown in FIG. 9 superimposed on the input voltage of the AC
なお、下記の特許文献1には、PWM変換器において、振動成分による影響が出力側に現れないようにする方法が開示されている。この方法では、振動成分をハイパスフィルタにより抽出し、PWM変換器出力の指令値から振動成分を減算することで振動成分の影響を相殺している。
しかし、この特許文献1に記載された技術を交流直接変換器に適用する場合には、入力電流を検出する入力電流検出手段を追加する必要があり、コスト上昇の原因となる。また、振動成分は比較的周波数が高いため、高速な演算装置が必要になる。
However, when the technique described in
上述したように、非特許文献1に記載された出力電圧発生方法では、交流直接変換器の入力電圧に共振周波数成分などの高調波成分が重畳しても電源短絡を防止することは可能であるが、あくまで高調波成分を減衰させずに出力電圧の発生パターンを変更することによって対処する方法であり、スイッチング損失の増加や電圧利用率の低下、更には出力電圧制御性能の低下を招くという問題がある。
また、特許文献1の従来技術を交流直接変換器に適用する場合には入力電流検出手段や高速な演算装置が必要になり、コスト高になるといった問題がある。
そこで本発明は、上記の課題を解決して、低コストかつ高調波抑制性能に優れた交流直接変換装置を提供しようとするものである。
As described above, in the output voltage generation method described in
Further, when the prior art of
Therefore, the present invention is intended to solve the above problems and provide an AC direct conversion device that is low in cost and excellent in harmonic suppression performance.
上記課題を解決するため、請求項1に記載した発明は、交流電源電圧を任意の大きさ及び周波数の交流電圧に直接変換する交流直接変換器と、この交流直接変換器の電源側に接続され、かつリアクトル及びコンデンサを有する入力フィルタと、を備えた交流直接変換装置において、
前記入力フィルタが、前記コンデンサに直列に接続された抵抗を有するものである。
この場合、コンデンサと抵抗との直列回路は、交流直接変換器の各相入力端子の相互間にスター接続またはデルタ接続される。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in
The input filter has a resistor connected in series to the capacitor.
In this case, the series circuit of the capacitor and the resistor is star-connected or delta-connected between the respective phase input terminals of the AC direct converter.
請求項2に記載した発明は、請求項1において、前記リアクトルに並列に、別の抵抗を接続したものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, another resistor is connected in parallel to the reactor.
請求項3に記載した発明は、請求項1または2において、前記交流直接変換器の駆動パルスを作成するために交流直接変換器の入力電圧の大小を判別する大小判別手段を備え、この大小判別手段が、前記入力フィルタの電源側の電圧に基づいて入力電圧の大小を判別するものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the present invention further comprises a magnitude discrimination means for discriminating the magnitude of the input voltage of the AC direct converter in order to create a drive pulse for the AC direct converter. The means determines the magnitude of the input voltage based on the voltage on the power supply side of the input filter.
請求項4に記載した発明は、請求項1または2において、前記大小判別手段を備え、この大小判別手段が、前記入力フィルタの前記交流直接変換器側の電圧に基づいて入力電圧の大小を判別するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the size determination unit includes the size determination unit, and the size determination unit determines the magnitude of the input voltage based on the voltage on the AC direct converter side of the input filter. To do.
本発明によれば、入力フィルタ内の抵抗を用いて共振周波数成分を抑制するので、コストを大幅に増加させずにスイッチングに伴う電源短絡を防止することができ、従来技術に見られるようなスイッチング損失の増加や電圧利用率の低下、出力電圧制御性能の低下を防ぐことができる。
また、入力フィルタの交流直接変換器側から入力電圧を取り込んでその大小を判別するようにすれば、共振周波数成分を十分に抑制できない場合であっても、振動成分を含む電圧に基づいて大小判別を行うことにより電源短絡を防止することができる。
更に、コンデンサ自身のインダクタンス成分及び容量成分による共振現象を前記抵抗によって抑制できると共に、マトリクスコンバータ内の双方向スイッチを介して万一、短絡が発生した場合には、前記抵抗により短絡電流を制限することが可能である。
According to the present invention, the resonance frequency component is suppressed by using the resistance in the input filter, so that it is possible to prevent a power supply short circuit due to switching without significantly increasing the cost, and switching as in the prior art. It is possible to prevent an increase in loss, a decrease in voltage utilization rate, and a decrease in output voltage control performance.
Also, if the input voltage is taken in from the AC direct converter side of the input filter and the magnitude of the input voltage is discriminated, the magnitude discrimination based on the voltage including the vibration component is possible even when the resonance frequency component cannot be sufficiently suppressed. By performing this, it is possible to prevent a power supply short circuit.
Furthermore, the resonance phenomenon due to the inductance component and the capacitance component of the capacitor itself can be suppressed by the resistor, and in the event that a short circuit occurs via the bidirectional switch in the matrix converter, the short circuit current is limited by the resistor. It is possible.
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。まず、図1は本発明の第1実施形態に係る交流直接変換装置の構成図であり、図4と同一の構成要素には同一の符号を付してある。
以下では、図4と異なる部分を中心に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a configuration diagram of an AC direct conversion device according to the first embodiment of the present invention, and the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
Below, it demonstrates centering on a different part from FIG.
図1において、入力フィルタ2Aは、三相交流電源1の各相端子と交流直接変換器3の各相入力端子との間にそれぞれ接続されたリアクトル10と、これらのリアクトル10の交流直接変換器3側の各一端(交流直接変換器3の各相入力端子)に接続された、抵抗23及びコンデンサ22からなる三つの直列回路とから構成されている。
この実施形態では、抵抗23とコンデンサ22との直列回路をスター結線しているが、デルタ結線としても良い。
In FIG. 1, an
In this embodiment, the series circuit of the
リアクトル21とコンデンサ22との間にそれぞれ直列接続された抵抗23は、共振周波数成分の電流が流れるのを抑制するため、この共振周波数成分は交流直接変換器3の入力端子に現れなくなる。従って、図9に示したような線間電圧の共振周波数成分が減衰するので、出力電圧の発生パターンを図6のように中間電圧相を介在させるパターンにしても、図9の区間Iに相当する区間が発生せず、図7の4ステップ転流動作時に電源1が短絡するおそれはない。
The
すなわち、共振周波数成分を抑制できるため、入力フィルタ2Aの一次側において判別された電源電圧の大小関係が、そのまま入力フィルタ2Aの二次側における交流直接変換器3の入力電圧の大小関係に通用することになる。よって、従来のように入力フィルタの一次側、二次側で大小関係が入れ替わった状態でスイッチングすることによる電源の短絡を未然に防止することができる。
That is, since the resonance frequency component can be suppressed, the magnitude relationship of the power supply voltage determined on the primary side of the
また、本実施形態では、図10の如く最大電圧相から最小電圧相を経由して転流する必要がなくなるため、スイッチング損失を低減すると共に電圧利用率の低下を回避することができる。
更に、交流直接変換器3を介してその出力電圧に共振周波数成分が重畳する恐れがなく、特許文献1のように振動成分を減少させるために入力電流検出手段や高速な演算装置を用いる必要がないため、コストの低減が可能になる。
Further, in this embodiment, since it is not necessary to commutate from the maximum voltage phase via the minimum voltage phase as shown in FIG. 10, it is possible to reduce switching loss and avoid a decrease in voltage utilization rate.
Furthermore, there is no fear that the resonance frequency component is superimposed on the output voltage via the AC
次に、図2は本発明の第2実施形態を示す構成図である。
この実施形態は、第1実施形態におけるリアクトル21に並列に抵抗24をそれぞれ接続して入力フィルタ2Bを構成したものである。この実施形態においても、抵抗23とコンデンサ22との直列回路をデルタ結線しても良い。
Next, FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
In this embodiment, an
本実施形態では、抵抗24が前記抵抗23と相まって共振周波数成分を抑制するため、共振周波数成分が交流直接変換器3の入力端子に現れるのを防止することができる。
よって、第1実施形態と同様の効果を得ることができると共に、抵抗23,24によって発生損失を分担できるという利点もある。
In the present embodiment, since the
Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the generated loss can be shared by the
なお、図示されていないが、図1及び図2における入力電圧大小判別手段100の入力端子を入力フィルタ2Aまたは2Bの二次側、すなわち交流直接変換器3の入力端子に接続することにより、交流直接変換器3の入力電圧からその大小関係を判別しても良い。
この場合、入力フィルタ2Aまたは2Bにより振動成分を十分に抑制できずに図9のような波形となったとしても、振動成分を含む電圧から大小判別を行い、その結果に基づいて同じ電圧を交流直接変換器3が切り出すので、電源短絡を防止して図6のように出力電圧を発生することができる。
Although not shown, by connecting the input terminal of the input voltage magnitude discrimination means 100 in FIGS. 1 and 2 to the secondary side of the
In this case, even if the vibration component cannot be sufficiently suppressed by the
上記各実施形態においては、コンデンサが有するインダクタンス成分及び容量成分によるコンデンサ22自身の共振現象も抑制できるという効果がある。また、マトリクスコンバータ内の双方向スイッチを介して万一、短絡が発生した場合に、抵抗23,24により短絡電流を制限することも可能である。
In each of the above embodiments, there is an effect that the resonance phenomenon of the
なお、上記各実施形態では、例えばマトリクスコンバータ等の交流直接変換器3を想定しているが、本発明は、第3実施形態として図3に示すように、半導体スイッチS31からなるPWM整流器31と半導体スイッチS32からなるインバータ32とにより構成され、直流リンク部にエネルギーバッファを備えない交流直接変換器3Aにも適用可能である。
In each of the above embodiments, for example, an AC
1:三相交流電源
2A,2B:入力フィルタ
3:交流直接変換器
11:入力電圧大小判別手段
12:PWM信号作成手段
21:リアクトル
22:コンデンサ
22c:共通接続点
23,24:抵抗
1: Three-phase
Claims (4)
前記入力フィルタは、
前記コンデンサに直列に接続された抵抗を有することを特徴とする交流直接変換装置。 AC direct converter comprising an AC direct converter for directly converting an AC power supply voltage into an AC voltage of an arbitrary magnitude and frequency, and an input filter connected to the power supply side of the AC direct converter and having a reactor and a capacitor. In the conversion device,
The input filter is
An AC direct conversion device comprising a resistor connected in series to the capacitor.
前記リアクトルに並列に、別の抵抗を接続したことを特徴とする交流直接変換装置。 In the AC direct conversion device according to claim 1,
An AC direct conversion device characterized in that another resistor is connected in parallel to the reactor.
前記交流直接変換器の駆動パルスを作成するために交流直接変換器の入力電圧の大小を判別する大小判別手段を備え、
この大小判別手段が、前記入力フィルタの電源側の電圧に基づいて大小を判別することを特徴とする交流直接変換装置。 In the AC direct conversion device according to claim 1 or 2,
A magnitude discrimination means for discriminating the magnitude of the input voltage of the AC direct converter in order to create a drive pulse of the AC direct converter,
The AC direct conversion device characterized in that the size discrimination means discriminates the size based on the voltage on the power source side of the input filter.
前記交流直接変換器の駆動パルスを作成するために交流直接変換器の入力電圧の大小を判別する大小判別手段を備え、
この大小判別手段が、前記入力フィルタの前記交流直接変換器側の電圧に基づいて大小を判別することを特徴とする交流直接変換装置。 In the AC direct conversion device according to claim 1 or 2,
A magnitude discrimination means for discriminating the magnitude of the input voltage of the AC direct converter to create a drive pulse of the AC direct converter,
The AC direct conversion device characterized in that the size determination means determines the size based on a voltage on the AC direct converter side of the input filter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005158363A JP2006340410A (en) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Ac direct converter unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005158363A JP2006340410A (en) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Ac direct converter unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006340410A true JP2006340410A (en) | 2006-12-14 |
Family
ID=37560477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005158363A Withdrawn JP2006340410A (en) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Ac direct converter unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006340410A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009077518A (en) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Yaskawa Electric Corp | Power convertor |
JP2010246174A (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Meidensha Corp | Ac-ac direct converter and method of controlling commutation of the same |
WO2011036899A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | ダイキン工業株式会社 | Power converter |
CN103647461A (en) * | 2013-12-06 | 2014-03-19 | 西南交通大学 | Control method and apparatus of AC-DC series resonance matrix converter |
CN103929072A (en) * | 2014-04-15 | 2014-07-16 | 西南交通大学 | Control method for AC-DC series resonance matrix converter |
CN110855157A (en) * | 2019-12-02 | 2020-02-28 | 四川航电微能源有限公司 | Airplane ground static variable power supply direct-current bus control method based on active rectification |
-
2005
- 2005-05-31 JP JP2005158363A patent/JP2006340410A/en not_active Withdrawn
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009077518A (en) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Yaskawa Electric Corp | Power convertor |
JP2010246174A (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Meidensha Corp | Ac-ac direct converter and method of controlling commutation of the same |
WO2011036899A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | ダイキン工業株式会社 | Power converter |
JP2011072142A (en) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Daikin Industries Ltd | Power converter |
EP2485382A4 (en) * | 2009-09-28 | 2017-01-04 | Daikin Industries, Ltd. | Power converter |
CN103647461A (en) * | 2013-12-06 | 2014-03-19 | 西南交通大学 | Control method and apparatus of AC-DC series resonance matrix converter |
CN103647461B (en) * | 2013-12-06 | 2016-04-13 | 西南交通大学 | A kind of control method of AC-DC series resonance matrix converter and device |
CN103929072A (en) * | 2014-04-15 | 2014-07-16 | 西南交通大学 | Control method for AC-DC series resonance matrix converter |
CN103929072B (en) * | 2014-04-15 | 2016-04-13 | 西南交通大学 | A kind of control method of AC-DC series resonance matrix converter |
CN110855157A (en) * | 2019-12-02 | 2020-02-28 | 四川航电微能源有限公司 | Airplane ground static variable power supply direct-current bus control method based on active rectification |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2200165B1 (en) | Direct type ac power converting apparatus | |
US11356034B2 (en) | Multi-level inverter clamping modulation method and apparatus, and inverter | |
JP5049964B2 (en) | Power converter | |
JP4599959B2 (en) | Multi-level converter and control method thereof | |
JP6111541B2 (en) | Control method of multi-level power conversion circuit | |
JP2011193589A (en) | Power converter | |
JP2006340410A (en) | Ac direct converter unit | |
JP5493432B2 (en) | AC-AC direct conversion device and commutation control method for AC-AC direct conversion device | |
EP3958452B1 (en) | Neutral-point-clamped three-level circuit and control method | |
JP2009095083A (en) | Power converter | |
JP4304862B2 (en) | Power converter | |
JP2003244960A (en) | Pwm cycloconverter | |
JP2010110179A (en) | Rectifying circuit | |
JP4491718B2 (en) | 3-level converter | |
JP2019058019A (en) | Electric power converter | |
JP4466830B2 (en) | AC / AC direct conversion device | |
JP2003230275A (en) | Protection method for pwm cycloconverter | |
JP5676990B2 (en) | Switching method for power converter | |
JP4276097B2 (en) | Inverter driving method and inverter device | |
JPH07327374A (en) | Stopping method for high frequency link dc/ac converter | |
JP2005143212A (en) | Three-phase step-down type rectifier | |
JP4688021B2 (en) | AC-AC direct conversion power converter | |
JP2007124888A (en) | Inverter control device | |
JPH11275873A (en) | Resonant inverter device | |
JP2004357358A (en) | Inverter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080805 |