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公開番号2024141633
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023053389
出願日2023-03-29
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類H02M 7/12 20060101AFI20241003BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】単相交流電源が電気的に接続された場合にAC/DC変換器から出力される電圧と、三相交流電源が電気的に接続された場合にAC/DC変換器から出力される電圧とを近づけたい場合であっても、単相交流電源が電気的に接続された場合のAC/DC変換器の昇圧率を抑えること。
【解決手段】第1コンデンサC1の一端は、第1上アームスイッチング素子Q1、第2上アームスイッチング素子Q3及び第3上アームスイッチング素子Q5の接続点と接続される。第2コンデンサC2の一端は、第1下アームスイッチング素子Q2、第2下アームスイッチング素子Q4及び第3下アームスイッチング素子Q6の接続点と接続される。第2コンデンサC2の他端は、第1コンデンサC1の他端と接続される。第4配線60の一端は、第1コンデンサC1と第2コンデンサC2との接続点と接続される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
入力された交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換器と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に接続されたコンデンサユニットと、を有する電力変換装置であって、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器は、
第１上アームスイッチング素子と第１下アームスイッチング素子とを直列接続した第１直列接続体と、
第２上アームスイッチング素子と第２下アームスイッチング素子とを直列接続した第２直列接続体と、
第３上アームスイッチング素子と第３下アームスイッチング素子とを直列接続した第３直列接続体と、
一端が前記第１上アームスイッチング素子と前記第１下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第１リアクトルと、
一端が前記第１リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第１相と電気的に接続され、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、中性点が接地された単相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記単相交流電源と電気的に接続されることで非接地配線として使用される第１配線と、
一端が前記第２上アームスイッチング素子と前記第２下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第２リアクトルと、
一端が前記第２リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第２相と電気的に接続される第２配線と、
一端が前記第３上アームスイッチング素子と前記第３下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第３リアクトルと、
一端が前記第３リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第３相と電気的に接続される第３配線と、を備え、
前記コンデンサユニットは、
一端が、前記第１上アームスイッチング素子、前記第２上アームスイッチング素子及び前記第３上アームスイッチング素子の接続点と接続される第１コンデンサと、
一端が、前記第１下アームスイッチング素子、前記第２下アームスイッチング素子及び前記第３下アームスイッチング素子の接続点と接続されるとともに、他端が、前記第１コンデンサの他端と接続される第２コンデンサと、
一端が前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの接続点と接続される第４配線と、を備え、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、中性点が接地された単相交流電源を電気的に接続する場合、前記第４配線の他端は前記単相交流電源に電気的に接続されて非接地配線として使用される、電力変換装置。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記第１配線と前記第２配線とを電気的に接続するか、前記第２配線と三相交流電源の第２相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第１切替部と、
前記第１配線と前記第３配線とを電気的に接続するか、前記第３配線と三相交流電源の第３相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第２切替部と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、前記第２配線と前記三相交流電源の第２相とが電気的に接続されるように前記第１切替部を制御し、かつ、前記第３配線と前記三相交流電源の第３相とが電気的に接続されるように前記第２切替部を制御し、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、前記単相交流電源を電気的に接続する場合、前記第１配線と前記第２配線とが電気的に接続させるように前記第１切替部を制御し、かつ、前記第１配線と前記第３配線とが電気的に接続させるように前記第２切替部を制御する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記ＡＣ／ＤＣ変換器に接続されるＤＣ／ＤＣ変換器を備える、請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示の電力変換装置は、ＡＣ／ＤＣ変換器と、ＤＣ／ＤＣ変換器と、を備える。ＡＣ／ＤＣ変換器は、交流電源から加わる交流電力を直流電力に変換して出力する。ＤＣ／ＤＣ変換器には、ＡＣ／ＤＣ変換器から出力された直流電力が入力される。ＤＣ／ＤＣ変換器は、入力された直流電力を変圧して出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１１９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力変換装置のＡＣ／ＤＣ変換器は、単相交流電源と三相交流電源のどちらにも電気的に接続可能に構成される場合がある。この場合、ＡＣ／ＤＣ変換器に三相交流電源が電気的に接続されている場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧と、ＡＣ／ＤＣ変換器に単相交流電源が電気的に接続されている場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧の差を小さくすることが好ましいが、ＡＣ／ＤＣ変換器に単相交流電源が電気的に接続された場合のＡＣ／ＤＣ変換器の昇圧率を、ＡＣ／ＤＣ変換器に三相交流電源が電気的に接続された場合の昇圧率よりも大幅に高くする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する電力変換装置は、入力された交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換器と、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に接続されたコンデンサユニットと、を有する電力変換装置であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器は、第１上アームスイッチング素子と第１下アームスイッチング素子とを直列接続した第１直列接続体と、第２上アームスイッチング素子と第２下アームスイッチング素子とを直列接続した第２直列接続体と、第３上アームスイッチング素子と第３下アームスイッチング素子とを直列接続した第３直列接続体と、一端が前記第１上アームスイッチング素子と前記第１下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第１リアクトルと、一端が前記第１リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第１相と電気的に接続され、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、中性点が接地された単相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記単相交流電源と電気的に接続されることで非接地配線として使用される第１配線と、一端が前記第２上アームスイッチング素子と前記第２下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第２リアクトルと、一端が前記第２リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第２相と電気的に接続される第２配線と、一端が前記第３上アームスイッチング素子と前記第３下アームスイッチング素子との接続点と電気的に接続される第３リアクトルと、一端が前記第３リアクトルの他端と接続される配線であって、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、他端が前記三相交流電源の第３相と電気的に接続される第３配線と、を備え、前記コンデンサユニットは、一端が、前記第１上アームスイッチング素子、前記第２上アームスイッチング素子及び前記第３上アームスイッチング素子の接続点と接続される第１コンデンサと、一端が、前記第１下アームスイッチング素子、前記第２下アームスイッチング素子及び前記第３下アームスイッチング素子の接続点と接続されるとともに、他端が、前記第１コンデンサの他端と接続される第２コンデンサと、一端が前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの接続点と接続される第４配線と、を備え、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、中性点が接地された単相交流電源を電気的に接続する場合、前記第４配線の他端は前記単相交流電源に電気的に接続されて非接地配線として使用される。
【０００６】
単相交流電源が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧と、三相交流電源が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧とを近づけたい場合であっても、単相交流電源が電気的に接続された場合のＡＣ／ＤＣ変換器の昇圧率を抑えることができる。
【０００７】
上記電力変換装置について、前記第１配線と前記第２配線とを電気的に接続するか、前記第２配線と三相交流電源の第２相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第１切替部と、前記第１配線と前記第３配線とを電気的に接続するか、前記第３配線と三相交流電源の第３相とを電気的に接続するかを切り替え可能とする第２切替部と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、三相交流電源を電気的に接続する場合、前記第２配線と前記三相交流電源の第２相とが電気的に接続されるように前記第１切替部を制御し、かつ、前記第３配線と前記三相交流電源の第３相とが電気的に接続されるように前記第２切替部を制御し、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に、前記単相交流電源を電気的に接続する場合、前記第１配線と前記第２配線とが電気的に接続させるように前記第１切替部を制御し、かつ、前記第１配線と前記第３配線とが電気的に接続させるように前記第２切替部を制御してもよい。
【０００８】
上記電力変換装置について、前記ＡＣ／ＤＣ変換器に接続されるＤＣ／ＤＣ変換器を備えていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、単相交流電源が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧と、三相交流電源が電気的に接続された場合にＡＣ／ＤＣ変換器から出力される電圧とを近づけたい場合であっても、単相交流電源が電気的に接続された場合のＡＣ／ＤＣ変換器の昇圧率を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
三相交流電源が接続されている場合の電力変換装置を示す回路図である。
単相交流電源が接続されている場合の電力変換装置を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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