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公開番号2023016478
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-02-02
出願番号2021120815
出願日2021-07-21
発明の名称電力変換装置
出願人山洋電気株式会社
代理人弁理士法人信栄事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20230126BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】二相変調時にコンバータ回路側とインバータ回路側の位相がずれた場合でも、フィルタに流れる電流を抑制でき、装置を大型化せずに電力変換の効率を向上可能な電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置1は、三相交流電源91に接続され、三相交流電源91の交流を直流に変換するコンバータ回路Cと、コンバータ回路Cの直流出力端子42a、42bに接続され、コンデンサからなる平滑回路Sと、平滑回路Sの直流端子61a、62bに接続され、平滑回路Sの直流を交流に変換して交流負荷92に出力するインバータ回路Iと、コンバータ回路Cを二相変調方式によりPWM制御するコンバータ制御部12と、インバータ回路Iを二相変調方式によりPWM制御するインバータ制御部13と、を備える。コンバータ制御部12は、インバータ制御部13で用いる二相変調用の二相変調用信号を用いてコンバータ回路Cの二相変調方式によるPWM制御を行う。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
三相交流電源に接続され、前記三相交流電源からの交流を直流に変換するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路の直流出力端子に接続され、コンデンサからなる平滑回路と、
前記平滑回路の直流端子に接続され、前記平滑回路からの直流を交流に変換して交流負荷に出力するインバータ回路と、
前記コンバータ回路を二相変調方式によりＰＷＭ制御するコンバータ制御部と、
前記インバータ回路を二相変調方式によりＰＷＭ制御するインバータ制御部と、
を備え、
前記コンバータ回路およびインバータ回路は、スイッチング素子からなる三相のフルブリッジ回路で構成され、前記コンバータ回路側のフィルタを構成する入力フィルタコンデンサと前記インバータ回路側のフィルタを構成する出力フィルタコンデンサが接続されており、
前記コンバータ制御部は、前記インバータ制御部で用いる二相変調用の二相変調用信号を用いて前記コンバータ回路の二相変調方式によるＰＷＭ制御を行う、
電力変換装置。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記インバータ制御部は、インバータ正弦波リファレンス生成部と、二相変調用信号生成部と、を有し、
前記インバータ正弦波リファレンス生成部は、理想正弦波を生成し、前記二相変調用信号生成部へ出力し、
前記二相変調用信号生成部は前記理想正弦波が入力され、二相変調用信号を生成し、前記コンバータ制御部へ出力する、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記コンバータ制御部は、コンバータ変調指令生成部と、第１二相変調制御部と、第１ＰＷＭ信号生成部と、を有し、
前記コンバータ変調指令生成部は、前記三相交流電源の三相交流電圧が入力され、三相交流正弦波からなるコンバータ変調指令信号を生成し、前記第１二相変調制御部へ出力し、
前記第１二相変調制御部は、前記コンバータ変調指令生成部から前記コンバータ変調指令信号を、前記インバータ制御部の前記二相変調用信号生成部から前記二相変調用信号が入力され、二相変調指令信号を生成し、第１ＰＷＭ信号生成部へ出力する、
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記インバータ制御部は、インバータ変調指令生成部と、第２二相変調制御部と、第２ＰＷＭ信号生成部と、を更に有し、
前記インバータ変調指令生成部は、前記インバータ正弦波リファレンス生成部で生成される前記理想正弦波が入力され、三相交流正弦波からなるインバータ変調指令信号を生成し、前記二相変調制御部へ出力し、
前記第２二相変調制御部は、前記インバータ変調指令生成部からインバータ変調指令信号を、前記二相変調用信号生成部から二相変調用信号が入力され、二相変調指令信号を生成し、第２ＰＷＭ信号生成部へ出力する、
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記コンバータ回路および前記インバータ回路と並列にバイパス回路を更に備え、
前記制御部は、所定条件に応じて、前記インバータ回路から前記交流負荷への給電と、前記バイパス回路から前記交流負荷への給電とを切り替える、
請求項１から４の何れか一項に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１などにより、非絶縁型の無停電電源装置として機能する電力変換装置が知られている。特許文献１に記載の電力変換装置では、三相交流電源からの交流をコンバータ回路により直流に変換し、更に、この直流をインバータ回路により交流に変換した交流電力と、三相交流電源から直接供給される交流電力とを切り替えることで電力変換装置を無停電電源装置として機能させている。
【０００３】
また、特許文献２などにより、電力の変換効率を向上可能な変調方式として二相変調方式が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－２５３２６２号公報
特開昭５９－１３９８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の電力変換装置では，変換器により出力されたＰＷＭ波形を平滑して正弦波を生成するために、リアクトルおよびコンデンサを用いてＡＣフィルタを作り、このＡＣフィルタの中点と直流部の中点を接続している。したがって、例えば、特許文献１に記載の電力変換装置で二相変調を行うと、二相変調の波形がそのままＡＣフィルタに印加されるため、コンバータ側、インバータ側それぞれのＡＣフィルタのリアクトルおよびコンデンサに多大な電流が流れる。
【０００６】
そこで、二相変調方式を行ってもＡＣフィルタに大きな電圧波形が印加されないようにするために、コンバータ回路のＡＣフィルタにおけるコンデンサとインバータ回路のＡＣフィルタにおけるコンデンサとを接続するとともに、平滑コンデンサをＡＣフィルタのコンデンサの中性点に接続しない構成としている。
【０００７】
しかしながら、上記構成において、インバータ回路の出力電圧に対するコンバータ回路の入力電圧の位相がずれると、ＡＣフィルタのリアクトルおよびコンデンサに多大な電流が流れ得る。よって、電力変換装置で二相変調方式を行う場合には、これらの点に関して改善の余地がある。
【０００８】
そこで、本発明は、二相変調時にインバータ回路の出力電圧に対するコンバータ回路の入力電圧の位相がずれた場合でも、装置を大型化せずに電力変換の効率を向上させることが可能な電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態に係る一側面に係る電力変換装置は、
三相交流電源に接続され、前記三相交流電源からの交流を直流に変換するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路の直流出力端子に接続され、コンデンサからなる平滑回路と、
前記平滑回路の直流端子に接続され、前記平滑回路からの直流を交流に変換して交流負荷に出力するインバータ回路と、
前記コンバータ回路を二相変調方式によりＰＷＭ制御するコンバータ制御部と、
前記インバータ回路を二相変調方式によりＰＷＭ制御するインバータ制御部と、
を備え、
前記コンバータ回路およびインバータ回路は、スイッチング素子からなる三相のフルブリッジ回路で構成され、前記コンバータ回路側のフィルタを構成する入力フィルタコンデンサと前記インバータ回路側のフィルタを構成する出力フィルタコンデンサが接続されており、
前記平滑回路の平滑コンデンサは、前記入力フィルタコンデンサ及び前記出力フィルタコンデンサに接続されておらず、
前記コンバータ制御部は、前記インバータ制御部で用いる二相変調用信号を用いて前記コンバータ回路の二相変調方式によるＰＷＭ制御を行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インバータ制御部で用いる二相変調用信号を用いてコンバータ回路の二相変調方式によるＰＷＭ制御行うことにより、二相変調時にコンバータ回路側とインバータ回路側の位相がずれた場合でも、入力フィルタリアクトル、入力フィルタコンデンサ、出力フィルタリアクトル、及び出力フィルタコンデンサに流れる電流を抑制することができる。このため、電力変換装置を大型化せずに電力変換の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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