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JP2003088127A - Power converter - Google Patents

Power converter

Info

Publication number
JP2003088127A
JP2003088127A JP2001275558A JP2001275558A JP2003088127A JP 2003088127 A JP2003088127 A JP 2003088127A JP 2001275558 A JP2001275558 A JP 2001275558A JP 2001275558 A JP2001275558 A JP 2001275558A JP 2003088127 A JP2003088127 A JP 2003088127A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic flux
transformer
self
detecting means
pulse pattern
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
JP2001275558A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Uchino
廣 内野
Hironobu Kin
宏信 金
Takehiro Tanaka
健弘 田中
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.)
Toshiba Corp
Shibafu Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Shibafu Engineering Corp
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 Toshiba Corp, Shibafu Engineering Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2001275558A priority Critical patent/JP2003088127A/en
Publication of JP2003088127A publication Critical patent/JP2003088127A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 変圧器の偏磁を抑制する共に、各変圧器の磁
束をバランスさせることができる電力変換装置を提供す
る。 【解決手段】 1次側が交流電源201に直列接続さ
れ、2次側電圧の位相が60°/nずつシフトした変圧
器101a、101bと、変圧器のそれぞれの2次側に
交流側が接続された自励式電圧型変換器103a、10
3bと、自励式電圧型変換器のそれぞれの直流側に接続
された平滑コンデンサ105と、自励式電圧型変換器の
それぞれに、位相が60°/nシフトしたパルスパター
ンのスイッチング信号を供給するパルスパターン発生器
17とを有する電力変換装置において、パルスパターン
発生器17が、磁束検出器11a、11bによって検出
される各変圧器に生じる磁束を減少させる方向にパルス
幅を制御する。
(57) [Problem] To provide a power conversion device capable of suppressing the magnetic polarization of a transformer and balancing the magnetic flux of each transformer. SOLUTION: A primary side is connected in series to an AC power supply 201, and an AC side is connected to each of transformers 101a and 101b in which a phase of a secondary side voltage is shifted by 60 ° / n, and a secondary side of each of the transformers. Self-excited voltage type converters 103a, 10a
3b, a smoothing capacitor 105 connected to each DC side of the self-excited voltage type converter, and a pulse for supplying a switching signal of a pulse pattern with a phase shift of 60 ° / n to each of the self-excited voltage type converters. In the power converter having the pattern generator 17, the pulse pattern generator 17 controls the pulse width in a direction to reduce the magnetic flux generated in each transformer detected by the magnetic flux detectors 11a and 11b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換装置に関
し、特に、交流電力を直流電力に変換する電力変換装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter, and more particularly to a power converter for converting AC power into DC power.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力変換装置の中に、交流電力を直流電
力に変換するものがある。
2. Description of the Related Art Some power converters convert AC power into DC power.

【0003】図9は、従来の交流電力を直流電力に変換
する電力変換装置の構成を示す回路図であり、図10
は、この電力変換装置の動作波形を示す図面である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing the structure of a conventional power converter for converting AC power into DC power.
[FIG. 3] is a diagram showing operation waveforms of this power converter.

【0004】従来の電力変換装置は、図9に示すよう
に、変圧器101a、101b、自励式電圧型変換器1
03a、103b、平滑コンデンサ105、およびパル
スパターン発生器107よりなり、U、V、Wの3相交
流電源201が入力交流電源として接続されており、負
荷203に直流電力を供給している。ここで、この電力
変換装置の多重数はn=2である。
As shown in FIG. 9, a conventional power conversion device includes transformers 101a and 101b, a self-excited voltage type converter 1
03a and 103b, a smoothing capacitor 105, and a pulse pattern generator 107, a three-phase AC power supply 201 of U, V, and W is connected as an input AC power supply, and supplies DC power to a load 203. Here, the number of multiplexes of this power converter is n = 2.

【0005】変圧器101a、101bは、交流電源2
01の電圧を所望の電圧にするもので、1次側が交流電
源201に直列接続されており、2次側電圧の位相が変
圧器101bに対して変圧器101aが30°進んでい
る。
The transformers 101a and 101b are AC power sources 2
The voltage of 01 is set to a desired voltage, the primary side is connected in series to the AC power supply 201, and the phase of the secondary side voltage of the transformer 101a is advanced by 30 ° with respect to the transformer 101b.

【0006】自励式電圧型変換器103a、103b
は、たとえば電力トランジスタ、IGBT、GTOなど
半導体素子よりなるスイッチング素子113a〜113
fおよび133a〜123fと、このスイッチング素子
113a〜113f、133a〜123fに逆並列接続
された整流素子143a〜143fおよび153a〜1
53fよりなる。
Self-excited voltage type converters 103a and 103b
Are switching elements 113a to 113 made of semiconductor elements such as power transistors, IGBTs and GTOs.
f and 133a to 123f and rectifying elements 143a to 143f and 153a to 1 connected in antiparallel to the switching elements 113a to 113f and 133a to 123f.
It consists of 53f.

【0007】そして、自励式電圧型変換器103a、1
03bでは、それぞれU側とX側の2組からなり、自励
式電圧型変換器103aではスイッチング素子113a
〜113cのある方がU側、113d〜113fのある
方がX側である。同様に、自励式電圧型変換器103b
では、スイッチング素子133a〜123cのある方が
U側、123d〜123fのある方がX側である。
The self-excited voltage type converters 103a, 1
03b is composed of two sets, U side and X side, respectively. In self-excited voltage converter 103a, switching element 113a is used.
~ 113c is on the U side, and 113d to 113f is on the X side. Similarly, the self-excited voltage converter 103b
Then, the side with the switching elements 133a to 123c is the U side, and the side with the switching elements 123d to 123f is the X side.

【0008】この自励式電圧型変換器103a、103
bの交流側は、変圧器101a、101bの2次側にそ
れぞれ接続されている。
These self-excited voltage type converters 103a and 103
The AC side of b is connected to the secondary sides of the transformers 101a and 101b, respectively.

【0009】パルスパターン発生器107は、自励式電
圧型変換器103a、103bに与えられるスイッチン
グ信号のパルスパターンを発生する。自励式電圧型変換
器103a、103bに与えられるパルスパターンは、
パルスパターンとしては同じであるが、その位相が自励
式電圧型変換器103bに与えられるパルスパターンに
対して自励式電圧型変換器103aには30°進んだも
のが与えられている。なお、パルスパターンの位相は多
重数をnとしたとき60°/nとしている。
The pulse pattern generator 107 generates a pulse pattern of a switching signal given to the self-excited voltage type converters 103a and 103b. The pulse pattern given to the self-excited voltage type converters 103a and 103b is
Although the pulse patterns are the same, the self-excited voltage converter 103a is provided with a phase that is advanced by 30 ° with respect to the pulse pattern given to the self-excited voltage converter 103b. The phase of the pulse pattern is 60 ° / n, where n is the number of multiplexes.

【0010】基本的な電力変換動作は、変圧器103
a、103bからそれぞれ出力された3相交流が、相ご
とに2組のスイッチング素子と整流素子に供給され、パ
ルスパターン発生器107からのパルスパターンによっ
てスイッチング素子113a〜113fおよび133a
〜123fがスイッチングされることで、相ごとに直流
成分を取り出し交流を直流に変換して、平滑コンデンサ
105にて平滑化した後、負荷203に直流電力として
供給している。
The basic power conversion operation is the transformer 103.
The three-phase alternating currents respectively output from a and 103b are supplied to the two sets of switching elements and rectifying elements for each phase, and the pulse patterns from the pulse pattern generator 107 cause the switching elements 113a to 113f and 133a.
By switching ~ 123f, a DC component is extracted for each phase, AC is converted to DC, and smoothing is performed by the smoothing capacitor 105, and then supplied to the load 203 as DC power.

【0011】図10に示した動作波形は、各自励式電圧
型変換器103a、103bのU相およびV相のスイッ
チング素子Su1、Sv1、Su2、Sv2に与えられ
るスイッチング信号パルスパターンGu1、Gv1、G
u2、Gv2と、各変圧器101a、101bの2次側
線間電圧波形Vuv1、Vuv2および交流電源接続点
での変圧器1次側線間電圧波形Vsuvの一例を示した
ものである。なお、ここでは平滑コンデンサ105の端
子間電圧をVdとしている。
The operation waveforms shown in FIG. 10 are switching signal pulse patterns Gu1, Gv1, G provided to the U-phase and V-phase switching elements Su1, Sv1, Su2, Sv2 of the self-excited voltage type converters 103a, 103b.
7 shows an example of u2, Gv2, secondary-side line voltage waveforms Vuv1, Vuv2 of each transformer 101a, 101b, and transformer primary-side line voltage waveform Vsuv at the AC power supply connection point. The voltage across the smoothing capacitor 105 is Vd.

【0012】この電力変換装置では、スイッチング周波
数を交流電源201の周波数と同じとした場合でも、交
流側線間電圧波形Vsuvが正弦波状になる。交流入力
電流波形に含まれる高調波成分は、変換器交流電圧Vs
uvに含まれる高調波成分によって決まるため、変換器
交流電圧Vsuvが正弦波状であれば、交流入力電流波
形も正弦波状となり含有高調波を低減可能となる。した
がって、スイッチング周波数を高めることなく交流入力
電流波形に含まれる高調波成分を低減できる。
In this power converter, the AC side line voltage waveform Vsuv becomes sinusoidal even when the switching frequency is the same as the frequency of the AC power supply 201. The harmonic component included in the AC input current waveform is the converter AC voltage Vs.
Since the converter AC voltage Vsuv has a sinusoidal shape, the AC input current waveform also has a sinusoidal shape, so that the contained harmonics can be reduced. Therefore, the harmonic component contained in the AC input current waveform can be reduced without increasing the switching frequency.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電力変換装置では、スイッチング周波数、および交流入
力電流波形に含まれる高調波成分を低くした結果、変圧
器に発生する磁束による影響が大きくなることがわかっ
た。
However, in the conventional power converter, as a result of lowering the switching frequency and the harmonic components contained in the AC input current waveform, the influence of the magnetic flux generated in the transformer becomes large. all right.

【0014】たとえば、変圧器には、交流電源に含まれ
ている直流成分や、自励式電圧型変換器が発生する直流
成分により直流磁束が発生し、この直流磁束よって変圧
器が偏磁する場合があり、この偏磁が進むと変圧器が飽
和してしまい、過電流などにより電力変換装置の運転が
困難になるおそれがある。
For example, in a transformer, a DC magnetic flux is generated by a DC component contained in an AC power source or a DC component generated by a self-exciting voltage type converter, and the DC magnetic flux causes the transformer to be demagnetized. There is a possibility that, when the demagnetization proceeds, the transformer is saturated, and the operation of the power conversion device may be difficult due to overcurrent or the like.

【0015】また、変圧器の1次側巻線を直列に接続し
て構成するために、変圧器のインピーダンスの違いや各
自励式電圧型変換器が出力する交流電圧の電圧差によ
り、変圧器間で磁束のアンバランスが発生するおそれも
ある。
Further, since the primary side windings of the transformers are connected in series, the difference between the impedances of the transformers and the voltage difference of the AC voltage output by each self-excited voltage type converter causes a difference between the transformers. There is also a risk that magnetic flux imbalance will occur.

【0016】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、スイッチング周波数や交流入力電流
波形に含まれる高調波成分を高くすることなく、変圧器
の偏磁を抑制する共に、各変圧器の磁束をバランスさせ
ることができる電力変換装置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above,
An object of the present invention is to provide a power conversion device capable of suppressing the magnetic bias of the transformers and balancing the magnetic fluxes of the transformers without increasing the harmonic components included in the switching frequency and the AC input current waveform. It is to be.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記課題を解決するため、1次側が交流電源に直列接続
され、2次側電圧の位相が60°/nずつシフトしたn
台の変圧器と、前記変圧器のそれぞれの2次側に交流側
が接続されたn台の自励式電圧型変換器と、前記変圧器
に生じる磁束を検出する磁束検出手段と、前記磁束検出
手段が検出した磁束に応じてパルス幅を制御したパルス
パターンを、前記自励式電圧型変換器のそれぞれに位相
を60°/nシフトして供給するパルスパターン発生手
段と、を有することを要旨とする。
The invention according to claim 1 is
In order to solve the above problems, the primary side is connected in series with an AC power source, and the phase of the secondary side voltage is shifted by 60 ° / n.
Transformers, n self-exciting voltage type converters whose AC side is connected to each secondary side of the transformers, magnetic flux detecting means for detecting magnetic flux generated in the transformers, and the magnetic flux detecting means. And a pulse pattern generation means for supplying a pulse pattern whose pulse width is controlled according to the magnetic flux detected by the above-mentioned to each of the self-excited voltage type converters by shifting the phase by 60 ° / n. .

【0018】この発明は、磁束検出手段により変圧器に
生じる磁束を検出して、パルスパターン発生手段が検出
された磁束に応じて自励式電圧型変換器のそれぞれに供
給するパルスパターンのパルス幅を制御することで、各
自励式電圧型変換器がオンしている間隔を変化させて、
それにより各変圧器に流れる電流量を制御して各変圧器
に発生する磁束を制御しようとするものである。
According to the present invention, the magnetic flux generated in the transformer is detected by the magnetic flux detecting means, and the pulse width of the pulse pattern supplied to each of the self-excited voltage type converters is determined by the pulse pattern generating means according to the detected magnetic flux. By controlling, changing the interval that each self-excited voltage type converter is on,
Thereby, the amount of current flowing through each transformer is controlled to control the magnetic flux generated in each transformer.

【0019】請求項2記載の発明は、請求項1記載の電
力変換装置において、前記パルスパターン発生手段は、
前記磁束検出手段が検出した前記変圧器の磁束直流分が
減少する方向に、前記パルス幅を前記n台の自励式電圧
型変換器間で同方向に変化させることを要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in the power converter according to the first aspect, the pulse pattern generating means is
The gist is to change the pulse width in the same direction among the n self-exciting voltage type converters in a direction in which the magnetic flux DC component of the transformer detected by the magnetic flux detecting means decreases.

【0020】この発明は、磁束検出手段が検出した変圧
器の磁束直流分が減少する方向に、パルスパターンのパ
ルス幅を各自励式電圧型変換器間で同方向に変化させる
ことで、変圧器に生じる磁束の偏りを減少させようとす
るものである。
According to the present invention, by changing the pulse width of the pulse pattern between the self-excited voltage type converters in the direction in which the magnetic flux DC component of the transformer detected by the magnetic flux detecting means is decreased, It is intended to reduce the deviation of the generated magnetic flux.

【0021】請求項3記載の発明は、請求項1記載の電
力変換装置において、前記パルスパターン発生手段は、
前記磁束検出手段が検出した前記変圧器間における磁束
の差を減少する方向に、前記パルス幅を前記n台の自励
式電圧型変換器間でそれぞれ変化させることを要旨とす
る。
According to a third aspect of the present invention, in the power converter according to the first aspect, the pulse pattern generating means is
The gist is to change the pulse width among the n self-excited voltage type converters in a direction to reduce the difference in magnetic flux between the transformers detected by the magnetic flux detecting means.

【0022】この発明は、磁束検出手段が検出した変圧
器間における磁束の差を減少させる方向に、パルスパタ
ーンのパルス幅を各自励式電圧型変換器間でそれぞれ変
化させることで、各変圧器間における磁束のアンバラン
スを減少させようとするものである。
According to the present invention, by changing the pulse width of the pulse pattern between the self-exciting voltage type converters in the direction of reducing the magnetic flux difference between the transformers detected by the magnetic flux detecting means, the voltage between the transformers is changed. It is intended to reduce the imbalance of the magnetic flux in.

【0023】請求項4記載の発明は、請求項1記載の電
力変換装置において、前記パルスパターン発生手段は、
前記磁束検出手段が検出した前記変圧器の磁束直流分が
減少する方向に、かつ、前記磁束検出手段が検出した前
記変圧器間における磁束の差を減少させる方向に、前記
パルス幅を前記n台の自励式電圧型変換器間でそれぞれ
変化させることを要旨とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the power converter according to the first aspect, the pulse pattern generating means is
The pulse widths of the n units are set in a direction in which the magnetic flux DC component of the transformer detected by the magnetic flux detection unit is reduced and a difference in magnetic flux between the transformers detected by the magnetic flux detection unit is reduced. The gist is to change between the self-excited voltage type converters.

【0024】この発明は、磁束検出手段が検出した変圧
器の磁束直流分が減少する方向にパルスパターンのパル
ス幅を変化させると共に、磁束検出手段が検出した各変
圧器間における磁束の差を減少させる方向にパルスパタ
ーンのパルス幅を変化させることで、変圧器の偏磁を抑
制すると共に変圧器間の磁束をバランスさせようとする
ものである。
According to the present invention, the pulse width of the pulse pattern is changed in the direction in which the magnetic flux DC component of the transformer detected by the magnetic flux detecting means is reduced, and the difference in magnetic flux between the transformers detected by the magnetic flux detecting means is reduced. By changing the pulse width of the pulse pattern in the direction in which the voltage is changed, the magnetic bias between the transformers is suppressed and the magnetic flux between the transformers is balanced.

【0025】請求項5記載の発明は、請求項1〜4記載
の電力変換装置において、前記磁束検出手段の代わり
に、前記変圧器にかかる電圧を検出する電圧検出手段
と、前記電圧検出手段が検出した電圧値を積分する積分
手段と、を有し、前記パルスパターン発生手段は、前記
積分手段により積分された電圧値を前記磁束検出手段か
ら出力される磁束相当値として、前記パルス幅の制御に
用いることを要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the power converter according to the first to fourth aspects, the voltage detecting means for detecting the voltage applied to the transformer and the voltage detecting means are used in place of the magnetic flux detecting means. Integrating the detected voltage value, the pulse pattern generating means controls the pulse width by using the voltage value integrated by the integrating means as a magnetic flux equivalent value output from the magnetic flux detecting means. The point is to use it for.

【0026】この発明は、変圧器の磁束を直接検出する
代わりに、変圧器にかかる電圧の積分値を磁束相当値と
して制御に用いるようにして、部品点数およびコストの
削減を図ろうとするものである。
The present invention intends to reduce the number of parts and the cost by using the integrated value of the voltage applied to the transformer as the magnetic flux equivalent value for control instead of directly detecting the magnetic flux of the transformer. is there.

【0027】請求項6記載の発明は、請求項1〜4記載
の電力変換装置において、前記磁束検出手段の代わり
に、前記変圧器の電流を検出する電流検出手段を有し、
前記パルスパターン発生手段は、前記電流検出手段によ
り検出された電流値を前記磁束検出手段から出力される
磁束相当値として、前記パルス幅の制御に用いることを
要旨とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the power conversion device according to the first to fourth aspects, instead of the magnetic flux detecting means, there is provided current detecting means for detecting the current of the transformer.
The gist of the pulse pattern generation means is to use the current value detected by the current detection means as the magnetic flux equivalent value output from the magnetic flux detection means for controlling the pulse width.

【0028】この発明は、変圧器の磁束を直接検出する
代わりに、変圧器の電流値を磁束相当値として制御に用
いるようにして、部品点数およびコストの削減を図ろう
とするものである。
The present invention intends to reduce the number of parts and the cost by using the current value of the transformer as a magnetic flux equivalent value for control instead of directly detecting the magnetic flux of the transformer.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】(第1の実施の形態)図1は、本発明を適
用した第1の実施の形態の電力変換装置の構成を示す回
路図であり、図2は、この電力変換装置を動作させるた
めに用いるパルスパターンを示す図面である。なお、図
において従来と同じ部材には同じ符号を付し、それらの
部材についての説明は一部省略した。また基本的な電力
変換動作についても、従来と同様であるので説明を省略
した。
(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a power conversion device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 operates this power conversion device. It is drawing which shows the pulse pattern used for it. In the drawings, the same members as those in the related art are designated by the same reference numerals, and the description of those members is partially omitted. The basic power conversion operation is also the same as the conventional one, and thus the description thereof is omitted.

【0031】この電力変換装置は、変圧器101a、1
01b、自励式電圧型変換器103a、103b、平滑
コンデンサ105、磁束検出器11a、11b、加算器
13、演算器15、およびパルスパターン発生器17よ
りなる。
This power conversion device includes transformers 101a, 1
01b, self-excited voltage converters 103a and 103b, smoothing capacitor 105, magnetic flux detectors 11a and 11b, adder 13, calculator 15, and pulse pattern generator 17.

【0032】入力される交流電源は、従来と同様に、
U、V、Wの3相交流電源201であり、負荷203に
直流電力を供給している。変圧器や自励式電圧型変換器
の並列に接続されている台数nによって決定される多重
数は2である。
The input AC power source is the same as the conventional one.
It is a three-phase AC power supply 201 of U, V, W and supplies DC power to the load 203. The number of multiplexes determined by the number n of transformers or self-excited voltage type converters connected in parallel is two.

【0033】変圧器101a、101bは、1次側が交
流電源201に直列接続され、2次側電圧の位相が変圧
器101bに対して変圧器101aが30°進んでい
る。
The primary sides of the transformers 101a and 101b are connected in series to the AC power source 201, and the phase of the secondary side voltage of the transformer 101a leads the transformer 101b by 30 °.

【0034】磁束検出器11a、11bは、各変圧器1
01a、101bの各相の磁束Φu1、Φu2を検出す
る。
The magnetic flux detectors 11a and 11b are each transformer 1
The magnetic fluxes Φu1 and Φu2 of the respective phases 01a and 101b are detected.

【0035】磁束検出器としては、たとえばホール素子
や磁気抵抗効果素子等を用いたものであり、この磁束検
出器11a、11bは、各変圧器101a、101bに
対して、直接的に磁束を検出するように取り付けられ
る。
As the magnetic flux detector, for example, a Hall element or a magnetoresistive effect element is used, and the magnetic flux detectors 11a and 11b directly detect the magnetic flux with respect to the transformers 101a and 101b. To be installed.

【0036】加算器13は、磁束検出器11a、11b
よって検出された変圧器101a、101b間での同相
の磁束が平均されるようにしたものである。
The adder 13 includes magnetic flux detectors 11a and 11b.
Therefore, the detected in-phase magnetic fluxes between the transformers 101a and 101b are averaged.

【0037】演算器15は、加算器13から出力される
変圧器101a、101b間での同相の平均磁束を交流
電源の1周期分を平均して、変圧器101a、101b
の磁束直流分Φdcを算出し、パルスパターン発生器1
7へ入力する。
The computing unit 15 averages the in-phase average magnetic flux between the transformers 101a and 101b output from the adder 13 for one cycle of the AC power source, and calculates the transformers 101a and 101b.
Of the DC magnetic flux Φdc of the pulse pattern generator 1
Input to 7.

【0038】パルスパターン発生器17は、たとえばパ
ルス幅変調(PWM)制御回路であり、各自励式電圧型
変換器103a、103bのスイッチング素子をスイッ
チングするためのパルスパターンを発生するものであ
り、後述するように、演算器15からの磁束直流分Φd
cに応じて、発生させるパルスパターンのパルス幅を制
御している。
The pulse pattern generator 17 is, for example, a pulse width modulation (PWM) control circuit and generates a pulse pattern for switching the switching elements of the self-excited voltage type converters 103a and 103b, and will be described later. Thus, the magnetic flux DC component Φd from the calculator 15
The pulse width of the generated pulse pattern is controlled according to c.

【0039】以下、図2を参照して本第1の実施の形態
の作用を説明する。
The operation of the first embodiment will be described below with reference to FIG.

【0040】図2は、各自励式電圧型変換器103a、
103bのU相アーム(変換器のU相に接続されるも
の)のスイッチング素子Su1、Sx1、Su2、Sx
2に与えられるスイッチング信号パルスパターンGu
1、Gx1、Gu2、Gx2を示す。
FIG. 2 shows each self-excited voltage type converter 103a,
Switching elements Su1, Sx1, Su2, Sx of U-phase arm (connected to U-phase of converter) 103b
Switching signal pulse pattern Gu given to 2
1, Gx1, Gu2 and Gx2 are shown.

【0041】各自励式電圧型変換器103a、103b
のU側およびX側のスイッチング素子は、通常、交互に
同一パルス幅でスイッチングされている。
Each self-excited voltage type converter 103a, 103b
The U-side and X-side switching elements are normally alternately switched with the same pulse width.

【0042】ここで、U側スイッチング時に変圧器10
1a、101bのU相に正方向の磁束が発生するものと
して、磁束検出器11aおよび11bがU相正方向に磁
束直流分が発生したことを検出した場合の制御方法を示
す。
Here, at the time of U side switching, the transformer 10
A control method in the case where the magnetic flux detectors 11a and 11b detect that a magnetic flux DC component is generated in the positive direction of the U phase will be described, assuming that the positive magnetic flux is generated in the U phase of 1a and 101b.

【0043】この場合、パルスパターン発生器17によ
り、元のパルスパターンP0のパルス幅に対して、各自
励式電圧型変換器103a、103bのU側に供給する
パルスパターンGu1およびGu2のパルス幅(オン区
間、以下すべて同様)を磁束直流分Φdcに比例させて
短くし、X側に供給するパルスパターンGx1およびG
x2のパルス幅を磁束直流分Φdcに比例させて長くす
る。
In this case, the pulse width of the pulse widths of the pulse patterns Gu1 and Gu2 supplied to the U side of the self-excited voltage converters 103a and 103b (on The pulse patterns Gx1 and Gx supplied to the X side are shortened in proportion to the magnetic flux DC component Φdc.
The pulse width of x2 is lengthened in proportion to the magnetic flux DC component Φdc.

【0044】これにより、自励式電圧型変換器103a
と103bの間では、U側とX側がそれぞれ同じパルス
幅で変化することになる。このため、U側とX側で各変
圧器103a、103bにかかる電圧に差が生じて、発
生する磁束にも差が生じる。
As a result, the self-excited voltage type converter 103a
And 103b, the U side and the X side change with the same pulse width. Therefore, a difference occurs between the voltages applied to the transformers 103a and 103b on the U side and the X side, and the generated magnetic flux also differs.

【0045】この例では、自励式電圧型変換器103
a、103bのU側に電圧がかかる期間が短くなりX側
が長くなるため、変圧器103a、103bの磁束の偏
りはU相負方向に向き、正方向の磁束直流分が減少す
る。
In this example, the self-excited voltage type converter 103
Since the period in which the voltage is applied to the U side of a and 103b becomes shorter and the X side becomes longer, the bias of the magnetic flux of the transformers 103a and 103b is in the negative direction of the U phase, and the magnetic flux DC component in the positive direction decreases.

【0046】このように本第1の実施の形態では、変圧
器101a、101bの磁束直流分が減少する方向に、
パルスパターンのパルス幅を自励式電圧型変換器の間で
同方向に変化させることとしたので、スイッチング周波
数および交流入力電流波形に含まれる高調波成分を高く
することなく、変圧器101a、101bの偏磁を抑制
することができる。
As described above, in the first embodiment, in the direction in which the magnetic flux DC component of the transformers 101a and 101b decreases,
Since the pulse width of the pulse pattern is changed in the same direction between the self-exciting voltage type converters, the switching frequency and the harmonic components included in the AC input current waveform are not increased, and the transformers 101a and 101b are not affected. Demagnetization can be suppressed.

【0047】(第2の実施の形態)図3は、本発明を適
用した第2の実施の形態における電力変換装置の構成を
示す回路図であり、図4は、この電力変換装置を動作さ
せるために用いるパルスパターンを示す図面である。な
お、図において従来と同じ部材には同じ符号を付し、そ
れらの部材についての説明は省略した。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a power converter in a second embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 4 operates this power converter. It is drawing which shows the pulse pattern used for it. In the drawings, the same members as those in the conventional art are designated by the same reference numerals, and the description of those members is omitted.

【0048】本第2の実施の形態における電力変換装置
では、前述した第1の実施の形態の電力変換装置におけ
る加算器13および演算器15の代わりに、引き算器2
1を設けたものである。その他の構成は第1の実施の形
態と同様である。
In the power converter of the second embodiment, the subtractor 2 is used instead of the adder 13 and the calculator 15 in the power converter of the first embodiment described above.
1 is provided. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

【0049】この引き算器21は、磁束検出器11a、
11bにより検出された各変圧器101a、101bの
各相の磁束Φu1、Φu2を引き算することで、変圧器
間での磁束差ΔΦを算出する。
This subtracter 21 is composed of a magnetic flux detector 11a,
The magnetic flux difference ΔΦ between the transformers is calculated by subtracting the magnetic fluxes Φu1 and Φu2 of the respective phases of the transformers 101a and 101b detected by 11b.

【0050】また、本第2の実施の形態において、パル
スパターン発生器17は、前述した第1の実施の形態と
同様に、各自励式電圧型変換器103a、103bへ供
給するパルスパターンを発生させるものであるが、ここ
では後述するように、引き算器21から出力された磁束
差ΔΦに応じて、発生させるパルスパターンのパルス幅
を制御している。
Further, in the second embodiment, the pulse pattern generator 17 generates the pulse pattern to be supplied to the self-excited voltage type converters 103a and 103b, as in the first embodiment described above. However, here, as will be described later, the pulse width of the generated pulse pattern is controlled according to the magnetic flux difference ΔΦ output from the subtractor 21.

【0051】以下、図4を参照して本第2の実施の形態
の作用を説明する。
The operation of the second embodiment will be described below with reference to FIG.

【0052】図4は、各自励式電圧型変換器103a、
103bのU相アームのスイッチング素子Su1、Sx
1、Su2、Sx2に与えられるスイッチング信号パル
スパターンGu1、Gx1、Gu2、Gx2を示す。
FIG. 4 shows each self-excited voltage type converter 103a,
Switching elements Su1 and Sx of the U-phase arm 103b
1 shows switching signal pulse patterns Gu1, Gx1, Gu2, Gx2 given to 1, Su2, Sx2.

【0053】各自励式電圧型変換器103a、103b
のU側およびX側のスイッチング素子は、通常、交互に
同一パルス幅でスイッチングされている。
Each self-excited voltage type converter 103a, 103b
The U-side and X-side switching elements are normally alternately switched with the same pulse width.

【0054】ここでは、U側スイッチング時に変圧器1
01a、101bのU相に正方向の磁束が発生するもの
として、磁束検出器11aと11bにより検出された各
変圧器101aと101bの磁束に差が生じた場合の制
御方法を示す。
Here, the transformer 1 is used during U-side switching.
A method of controlling when the magnetic fluxes of the transformers 101a and 101b detected by the magnetic flux detectors 11a and 11b are different from each other will be described, assuming that a positive magnetic flux is generated in the U phase of 01a and 101b.

【0055】この場合、引き算器21からの出力である
磁束差ΔΦが正方向にアンバランスとなる。
In this case, the magnetic flux difference ΔΦ output from the subtractor 21 is unbalanced in the positive direction.

【0056】この磁束差ΔΦが入力されたパルスパター
ン発生器17では、元のパルスパターンP0のパルス幅
に対して、自励式電圧型変換器103aのU側に供給す
るパルスパターンGu1のパルス幅を磁束差ΔΦに比例
して短くし、X側に供給するパルスパターンGx1のパ
ルス幅を磁束差ΔΦに比例して長くする。逆に、自励式
電圧型変換器103bのU側に供給するパルスパターン
Gu2のパルス幅を磁束差ΔΦに比例して長くし、X側
に供給するパルスパターンGx2のパルス幅を磁束差Δ
Φに比例して短くする。
In the pulse pattern generator 17 to which this magnetic flux difference ΔΦ is input, the pulse width of the pulse pattern Gu1 supplied to the U side of the self-excited voltage converter 103a is set to the pulse width of the original pulse pattern P0. The pulse width of the pulse pattern Gx1 supplied to the X side is shortened in proportion to the magnetic flux difference ΔΦ, and lengthened in proportion to the magnetic flux difference ΔΦ. On the contrary, the pulse width of the pulse pattern Gu2 supplied to the U side of the self-excited voltage converter 103b is lengthened in proportion to the magnetic flux difference ΔΦ, and the pulse width of the pulse pattern Gx2 supplied to the X side is magnetic flux difference ΔΦ.
Shorten in proportion to Φ.

【0057】これにより自励式電圧型変換器103aと
103bの間で、U側とX側のパルス幅は逆の変化とな
る。
As a result, the pulse widths on the U side and the X side between the self-excited voltage type converters 103a and 103b change in opposite directions.

【0058】このように自励式電圧型変換器103a、
103b間でU側とX側の電圧差が逆になるようにU側
とX側にかかる電圧に差を設けることで、自励式電圧型
変換器103aと103b間で磁束にも差が生じる。こ
の例では、自励式電圧型変換器103aのU側に電圧が
かかる期間が短くなり、自励式電圧型変換器103bの
U側が長くなるため、変圧器101aと101bの磁束
差は負方向に向き、正方向の磁束差が減少する。
In this way, the self-excited voltage type converter 103a,
By providing a difference in the voltage applied to the U side and the X side so that the voltage difference between the U side and the X side is opposite between 103b, a difference also occurs in the magnetic flux between the self-excited voltage type converters 103a and 103b. In this example, the period in which the voltage is applied to the U side of the self-excited voltage converter 103a becomes shorter and the U side of the self-excited voltage converter 103b becomes longer. Therefore, the magnetic flux difference between the transformers 101a and 101b is negative. , The magnetic flux difference in the positive direction decreases.

【0059】このように本第2の実施の形態では、変圧
器間に磁束差が発生した場合に、その磁束差を少なくす
る方向に自励式電圧型変換器103a、103bへ供給
するパルスパターンのパルス幅を制御することとしたの
で、スイッチング周波数および交流入力電流波形に含ま
れる高調波成分を高くすることなく、変圧器101a、
101b間の磁束をバランスさせることができる。
As described above, in the second embodiment, when the magnetic flux difference is generated between the transformers, the pulse pattern of the pulse pattern to be supplied to the self-excited voltage type converters 103a and 103b is reduced. Since the pulse width is controlled, the transformer 101a, the switching frequency and the harmonic components included in the AC input current waveform are not increased.
The magnetic flux between 101b can be balanced.

【0060】(第3の実施の形態)図5は、本発明を適
用した第3の実施の形態における電力変換装置の構成を
示す回路図であり、図6は、この電力変換装置を動作さ
せるために用いるパルスパターンを示す図面である。な
お、図において従来と同じ部材には同じ符号を付し、そ
れらの部材についての説明は省略した。
(Third Embodiment) FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a power conversion device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 operates this power conversion device. It is drawing which shows the pulse pattern used for it. In the drawings, the same members as those in the conventional art are designated by the same reference numerals, and the description of those members is omitted.

【0061】本第3の実施の形態における電力変換装置
では、前述した第1の実施の形態の電力変換装置におけ
る加算器13および演算器15と、前述した第2の実施
の形態における引き算器21を共に設けたものである。
In the power conversion device according to the third embodiment, the adder 13 and the calculator 15 in the power conversion device according to the first embodiment described above and the subtracter 21 according to the second embodiment described above. Are provided together.

【0062】したがって、パルスパターン発生器17
は、加算器13によって磁束検出器11a、11bより
検出された変圧器101a、101b間での同相の磁束
が平均され、さらに演算器15によって交流電源周期の
1周期分が平均された変圧器101a、101bの磁束
直流分Φdcと、引き算器21によって磁束検出器11
a、11bにより検出された各変圧器101a、101
bの各相の磁束Φu1、Φu2を引き算して得られた変
圧器間での磁束差ΔΦが入力される。
Therefore, the pulse pattern generator 17
Is the transformer 101a in which the in-phase magnetic fluxes between the transformers 101a and 101b detected by the magnetic flux detectors 11a and 11b are averaged by the adder 13 and one AC power supply cycle is averaged by the calculator 15. , 101b of the magnetic flux DC component of the magnetic flux detector 11
Each transformer 101a, 101 detected by a, 11b
The magnetic flux difference ΔΦ between the transformers, which is obtained by subtracting the magnetic fluxes Φu1 and Φu2 of each phase of b, is input.

【0063】そして、本第3の実施の形態においてパル
スパターン発生器17は、各自励式電圧型変換器103
a、103bへ供給するパルスパターンのパルス幅を、
後述するように、磁束直流分Φdcと磁束差ΔΦに応じ
て制御している。
In the third embodiment, the pulse pattern generator 17 includes the self-excited voltage type converter 103.
a, the pulse width of the pulse pattern supplied to 103b,
As will be described later, control is performed according to the magnetic flux DC component Φdc and the magnetic flux difference ΔΦ.

【0064】以下、図6を参照して本第3の実施の形態
の作用を説明する。
The operation of the third embodiment will be described below with reference to FIG.

【0065】図6は、各自励式電圧型変換器103a、
103bのU相アームのスイッチング素子Su1、Sx
1、Su2、Sx2に与えられるスイッチング信号パル
スパターンGu1、Gx1、Gu2、Gx2を示す。
FIG. 6 shows each self-excited voltage type converter 103a,
Switching elements Su1 and Sx of the U-phase arm 103b
1 shows switching signal pulse patterns Gu1, Gx1, Gu2, Gx2 given to 1, Su2, Sx2.

【0066】各自励式電圧型変換器103a、103b
のU側およびX側のスイッチング素子は、通常、交互に
同一パルス幅でスイッチングされている。
Self-excited voltage type converters 103a and 103b
The U-side and X-side switching elements are normally alternately switched with the same pulse width.

【0067】ここで、U側スイッチング時に各変圧器1
01a、101bにはU相に正方向の磁束が発生するも
のとして、U相正方向に磁束直流分が発生し、かつ自励
式電圧型変換器103a、103b間の磁束差ΔΦが正
方向にアンバランスとなった場合の制御方法を示す。
Here, at the time of U side switching, each transformer 1
It is assumed that the positive magnetic flux is generated in the U phase in 01a and 101b, and the magnetic flux DC component is generated in the positive direction of the U phase, and the magnetic flux difference ΔΦ between the self-excited voltage type converters 103a and 103b is positive. The control method when the balance is achieved is shown below.

【0068】この場合のパルスパターン発生器17によ
るパルス幅の変化分は、磁束直流分Φdcに比例して自
励式電圧変換器103a、103b間でU側のパルス幅
を短くし、X側のパルス幅を長くする。さらに、磁束差
ΔΦに比例して、自励式電圧型変換器103aはU側の
パルス幅を短くし、X側のパルス幅を長くする。一方、
自励式電圧型変換器103bはこの逆とする。
In this case, the variation of the pulse width by the pulse pattern generator 17 is such that the pulse width on the U side is shortened and the pulse width on the X side is shortened between the self-excited voltage converters 103a and 103b in proportion to the magnetic flux DC component Φdc. Increase the width. Further, in proportion to the magnetic flux difference ΔΦ, the self-exciting voltage type converter 103a shortens the pulse width on the U side and lengthens the pulse width on the X side. on the other hand,
The self-excited voltage type converter 103b is the opposite.

【0069】したがって、パルスパターン発生器17
は、自励式電圧型変換器103aのU側に供給するパル
スパターンGu1のパルス幅を(Φdc+ΔΦ)に比例
して短くし、X側に供給するパルスパターンGx1のパ
ルス幅を(Φdc+ΔΦ)に比例して長くする。一方、
自励式電圧型変換器103bでは、U側に供給するパル
スパターンGu2のパルス幅を(Φdc−ΔΦ)に比例
して短くし、X側に供給するパルスパターンGx2のパ
ルス幅を(Φdc−ΔΦ)に比例して長くする。
Therefore, the pulse pattern generator 17
Means that the pulse width of the pulse pattern Gu1 supplied to the U side of the self-excited voltage converter 103a is shortened in proportion to (Φdc + ΔΦ), and the pulse width of the pulse pattern Gx1 supplied to the X side is proportional to (Φdc + ΔΦ). And make it longer. on the other hand,
In the self-excited voltage converter 103b, the pulse width of the pulse pattern Gu2 supplied to the U side is shortened in proportion to (Φdc−ΔΦ), and the pulse width of the pulse pattern Gx2 supplied to the X side is (Φdc−ΔΦ). Lengthen in proportion to.

【0070】このように、各自励式電圧型変換器103
a、103bのU側とX側で、かつ自励式電圧型変換器
103a、103b間で変圧器101a、101bにか
かる電圧に差を設けることで磁束にも差が生じる。
In this way, each self-excited voltage type converter 103 is
By providing a difference in the voltage applied to the transformers 101a and 101b between the U side and the X side of a and 103b and between the self-exciting voltage type converters 103a and 103b, a difference occurs in the magnetic flux.

【0071】この例では、U側に電圧がかかる期間が短
くなりX側が長くなるため、変圧器の磁束の偏りはU相
負方向に向き、正方向の磁束直流分が減少する。さら
に、自励式電圧型変換器103aのU側に電圧がかかる
期間が短くなり、自励式電圧型変換器103bのU側が
長くなるため、変圧器の磁束差は負方向に向き、正方向
の磁束差が減少する。
In this example, since the period in which the voltage is applied to the U side is short and the X side is long, the bias of the magnetic flux of the transformer is in the negative direction of the U phase and the direct current magnetic flux is reduced. Furthermore, the period in which the voltage is applied to the U side of the self-excited voltage type converter 103a becomes shorter, and the U side of the self-excited voltage type converter 103b becomes longer, so that the magnetic flux difference of the transformer is in the negative direction and the positive direction magnetic flux. The difference decreases.

【0072】このように本第3の実施の形態では、磁束
検出器11a、11bが検出した変圧器の磁束直流分が
減少する方向に、パルスパターンのパルス幅を変化させ
ると共に、磁束検出器11a、11bが検出した変圧器
間における磁束差を減少させる方向に、パルスパターン
のパルス幅を各自励式電圧型変換器間でそれぞれ変化さ
せることとしたので、スイッチング周波数および交流入
力電流波形に含まれる高調波成分を高くすることなく、
変圧器の偏磁を抑制すると共に変圧器101a、101
b間の磁束をバランスさせることができる。
As described above, in the third embodiment, the pulse width of the pulse pattern is changed in the direction in which the magnetic flux DC component of the transformer detected by the magnetic flux detectors 11a and 11b is decreased, and the magnetic flux detector 11a is changed. , 11b, the pulse width of the pulse pattern is changed between the self-excited voltage-type converters in the direction of decreasing the magnetic flux difference between the transformers. Without increasing the wave component,
Suppressing the magnetic bias of the transformers and the transformers 101a, 101
The magnetic flux between b can be balanced.

【0073】(第4の実施の形態)図7は、本発明を適
用した第4の実施の形態における電力変換装置の構成を
示す回路図である。なお、図において従来と同じ部材に
は同じ符号を付し、それらの部材についての説明は省略
した。
(Fourth Embodiment) FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a power conversion device according to a fourth embodiment of the present invention. In the drawings, the same members as those in the conventional art are designated by the same reference numerals, and the description of those members is omitted.

【0074】本第4の実施の形態における電力変換装置
では、各変圧器101a、101bのU相の電圧Vu1
およびVu2を計測する電圧計31aおよび31bと、
検出した電圧をそれぞれ積算するための積分器33aお
よび33bを設けている。
In the power converter according to the fourth embodiment, the U-phase voltage Vu1 of each transformer 101a, 101b.
And voltmeters 31a and 31b for measuring Vu2,
Integrators 33a and 33b are provided for integrating the detected voltages, respectively.

【0075】積分器33a、33bは、各変圧器101
a、101bにかかる相電圧をそれぞれ積分し、これを
各変圧器101a、101bの各相の磁束相当値として
パルスパターン発生器17に入力している。
The integrators 33a and 33b are the transformers 101, respectively.
The phase voltages applied to a and 101b are respectively integrated, and this is input to the pulse pattern generator 17 as a magnetic flux equivalent value of each phase of each transformer 101a and 101b.

【0076】パルスパターン発生器17における制御
は、前述した第1〜第3の実施の形態のいずれかと同様
でよい。たとえば前述した第1の実施の形態と同様の制
御を行うとすれば、図示しない加算器および演算器を用
いて、積分器33aおよび33bからの出力を交流電源
の1周期分平均してからパルスパターン発生器17へ入
力する。同様に、前述した第2の実施の形態と同様に制
御するには、図示しない引き算器により積分器33a、
33bからの出力を引き算してその差分信号をパルスパ
ターン発生器17へ入力する。また、前述した第3の実
施の形態と同様に制御するには、積分器33a、33b
からの出力を交流電源の1周期分平均した信号と、引き
算器により積分器33a、33bからの出力を引き算し
た差分信号とをパルスパターン発生器17へ入力する。
The control in the pulse pattern generator 17 may be the same as that in any of the above-described first to third embodiments. For example, if the same control as in the above-described first embodiment is performed, the outputs from the integrators 33a and 33b are averaged for one cycle of the AC power supply using an adder and an arithmetic unit (not shown), and then the pulse is output. Input to the pattern generator 17. Similarly, in order to perform control similar to that of the second embodiment described above, an integrator 33a,
The output from 33b is subtracted and the difference signal is input to the pulse pattern generator 17. Further, in order to perform control similar to that of the above-described third embodiment, integrators 33a and 33b are required.
A signal obtained by averaging the output from the AC power supply for one cycle and a difference signal obtained by subtracting the outputs from the integrators 33a and 33b by the subtracter are input to the pulse pattern generator 17.

【0077】これにより、本第4の実施の形態では、変
圧器101a、101bに磁束検出器を備える必要がな
くなるので、部品点数およびコストを削減することがで
きる。
As a result, in the fourth embodiment, it is not necessary to equip the transformers 101a and 101b with the magnetic flux detector, so that the number of parts and the cost can be reduced.

【0078】なお、本第4の実施の形態では、変圧器の
U相出力電圧を測定することとしたが、これに代えて、
V相、W相のいずれか一相の電圧を測定すればよいもの
であって、U相の電圧測定に限定されるものではない。
Although the U-phase output voltage of the transformer is measured in the fourth embodiment, instead of this,
It suffices to measure the voltage of either the V phase or the W phase, and is not limited to the measurement of the U phase voltage.

【0079】(第5の実施の形態)図8は、本発明を適
用した第5の実施の形態における電力変換装置の構成を
示す回路図である。なお、図において従来と同じ部材に
は同じ符号を付し、それらの部材についての説明は省略
した。
(Fifth Embodiment) FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a power conversion device according to a fifth embodiment of the present invention. In the drawings, the same members as those in the conventional art are designated by the same reference numerals, and the description of those members is omitted.

【0080】本第5の実施の形態における電力変換装置
では、各変圧器101a、101bのU相の電流Iu1
およびIu2を計測する電流計41aおよび41bを設
けている。
In the power converter according to the fifth embodiment, the U-phase current Iu1 of each transformer 101a, 101b.
And ammeters 41a and 41b for measuring Iu2 are provided.

【0081】電流計41a、41bは、各変圧器101
a、101bの相電流Iu1、Iu2を検出し、これを
各変圧器101a、101bの各相の磁束相当値として
いる。
The ammeters 41a and 41b correspond to the transformers 101
The phase currents Iu1 and Iu2 of a and 101b are detected and used as magnetic flux equivalent values of the respective phases of the transformers 101a and 101b.

【0082】パルスパターン発生器17における制御
は、前述した第1〜第3の実施の形態のいずれかと同様
でよい。たとえば前述した第1の実施の形態と同様の制
御を行うとすれば、図示しない加算器および演算器を用
いて、電流計41a、41bからの出力を交流電源の1
周期分平均してからパルスパターン発生器17へ入力す
る。同様に、前述した第2の実施の形態と同様に制御す
るには、図示しない引き算器により電流計41a、41
bからの出力を引き算してその差分信号をパルスパター
ン発生器17へ入力する。また、前述した第3の実施の
形態と同様に制御するには、電流計41a、41bから
の出力を交流電源の1周期分平均した信号と、引き算器
により電流計41a、41bからの出力を引き算した差
分信号とをパルスパターン発生器17へ入力する。
The control in the pulse pattern generator 17 may be the same as that in any of the above-described first to third embodiments. For example, if the same control as in the above-described first embodiment is performed, the outputs from the ammeters 41a and 41b are output to the AC power supply 1 using an adder and an arithmetic unit (not shown).
After averaging for a period, it is input to the pulse pattern generator 17. Similarly, in order to perform control similar to that of the second embodiment described above, the ammeters 41a, 41
The output from b is subtracted and the difference signal is input to the pulse pattern generator 17. Further, in order to perform control similar to the third embodiment described above, a signal obtained by averaging the outputs from the ammeters 41a and 41b for one cycle of the AC power supply and the output from the ammeters 41a and 41b by the subtractor are used. The subtracted difference signal is input to the pulse pattern generator 17.

【0083】これにより、本第5の実施の形態では、変
圧器101a、101bに磁束検出器を備える必要がな
くなるので、部品点数およびコストを削減することがで
きる。
As a result, in the fifth embodiment, it is not necessary to equip the transformers 101a and 101b with the magnetic flux detector, so that the number of parts and the cost can be reduced.

【0084】なお、本第5の実施の形態では、変圧器の
U相出力電流を測定することとしたが、これに代えて、
V相、W相のいずれか一相の電流を測定すればよいもの
であって、U相の電流測定に限定されるものではない。
In the fifth embodiment, the U-phase output current of the transformer is measured, but instead of this,
It suffices to measure the current of one of the V phase and the W phase, and is not limited to the measurement of the U phase current.

【0085】以上本発明の実施の形態を説明したが、本
発明は、これらの実施の形態に限定されるものではな
い。たとえば、上述した実施の形態では、いずれも多重
数を2としたが、本発明は、さらに多くの多重数を有す
る電力変換装置においても適用可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. For example, in the above-described embodiments, the number of multiplexes is 2, but the present invention is also applicable to a power conversion device having a larger number of multiplexes.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スイッチング周波数および交流入力電流波形に含まれる
高調波成分を高くすることなく、変圧器の偏磁を減少さ
せ、また変圧器間の磁束のアンバランスを減少させるこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to reduce the magnetic bias of the transformer and reduce the imbalance of the magnetic flux between the transformers without increasing the harmonic components included in the switching frequency and the AC input current waveform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による電力変換装置
の構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a power conversion device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態による電力変換装置の動作を
説明するためのパルスパターンを示す図面である。
FIG. 2 is a drawing showing a pulse pattern for explaining the operation of the power conversion device according to the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施の形態による電力変換装置
の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a power conversion device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】第2の実施の形態による電力変換装置の動作を
説明するためのパルスパターンを示す図面である。
FIG. 4 is a drawing showing a pulse pattern for explaining the operation of the power conversion device according to the second embodiment.

【図5】本発明の第3の実施の形態による電力変換装置
の構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a power conversion device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】第3の実施の形態による電力変換装置の動作を
説明するためのパルスパターンを示す図面である。
FIG. 6 is a drawing showing a pulse pattern for explaining the operation of the power conversion device according to the third embodiment.

【図7】本発明の第4の実施の形態による電力変換装置
の構成を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a power conversion device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施の形態による電力変換装置
の構成を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a power conversion device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】従来の電力変換装置の構成を示す回路図であ
る。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional power conversion device.

【図10】従来の電力変換装置の動作を説明するための
動作波形図である。
FIG. 10 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the conventional power conversion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

103a、103b 変圧器 11a、11b 磁束検出器 13 加算器 15 演算器 17 パルスパターン発生器 21 引き算器 31a、31b 電圧計 33a、33b 積分器 41a、41b 電流計 101a、101b 変圧器 103a、103b 自励式電圧型変換器 105 平滑コンデンサ 107 パルスパターン発生器 113a〜f、133a〜f スイッチング素子 143a〜f、153a〜f 整流素子 201 交流電源 203 負荷 103a, 103b transformer 11a, 11b Magnetic flux detector 13 adder 15 arithmetic unit 17 pulse pattern generator 21 subtractor 31a, 31b Voltmeter 33a, 33b integrator 41a, 41b ammeter 101a, 101b Transformer 103a, 103b Self-excited voltage type converter 105 Smoothing capacitor 107 pulse pattern generator 113a-f, 133a-f switching elements 143a-f, 153a-f Rectifying element 201 AC power supply 203 load

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 宏信 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 田中 健弘 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 Fターム(参考) 5H006 CA01 CA07 CB01 CC01 CC04 DA02 DB01 DC02 DC05 FA02 FA03    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hironobu Kim             No. 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Corporation             Fuchu Office (72) Inventor Takehiro Tanaka             1-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Co., Ltd.             Toshiba headquarters office F-term (reference) 5H006 CA01 CA07 CB01 CC01 CC04                       DA02 DB01 DC02 DC05 FA02                       FA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1次側が交流電源に直列接続され、2次
側電圧の位相が60°/nずつシフトしたn台の変圧器
と、 前記変圧器のそれぞれの2次側に交流側が接続されたn
台の自励式電圧型変換器と、 前記変圧器に生じる磁束を検出する磁束検出手段と、 前記磁束検出手段が検出した磁束に応じてパルス幅を制
御したパルスパターンを、前記自励式電圧型変換器のそ
れぞれに位相を60°/nシフトして供給するパルスパ
ターン発生手段と、 を有することを特徴とする電力変換装置。
1. The n transformers whose primary side is connected in series with an AC power source and whose secondary voltage phase is shifted by 60 ° / n, and the AC side is connected to each secondary side of said transformer. N
Self-exciting voltage type converter, a magnetic flux detecting means for detecting the magnetic flux generated in the transformer, and a pulse pattern in which the pulse width is controlled according to the magnetic flux detected by the magnetic flux detecting means, And a pulse pattern generating means for supplying a phase-shifted 60 ° / n to each of the converters.
【請求項2】 前記パルスパターン発生手段は、前記磁
束検出手段が検出した前記変圧器の磁束直流分が減少す
る方向に、前記パルス幅を前記n台の自励式電圧型変換
器間で同方向に変化させることを特徴とする請求項1記
載の電力変換装置。
2. The pulse pattern generation means sets the pulse width in the same direction between the n self-exciting voltage type converters in a direction in which the magnetic flux DC component of the transformer detected by the magnetic flux detection means decreases. The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion device is changed to.
【請求項3】 前記パルスパターン発生手段は、前記磁
束検出手段が検出した前記変圧器間における磁束の差を
減少する方向に、前記パルス幅を前記n台の自励式電圧
型変換器間でそれぞれ変化させることを特徴とする請求
項1記載の電力変換装置。
3. The pulse pattern generating means reduces the pulse width between the n self-exciting voltage type converters in a direction to reduce the difference in magnetic flux between the transformers detected by the magnetic flux detecting means. The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion device is changed.
【請求項4】 前記パルスパターン発生手段は、前記磁
束検出手段が検出した前記変圧器の磁束直流分が減少す
る方向に、かつ、前記磁束検出手段が検出した前記変圧
器間における磁束の差を減少させる方向に、前記パルス
幅を前記n台の自励式電圧型変換器間でそれぞれ変化さ
せることを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
4. The pulse pattern generating means reduces the magnetic flux difference between the transformers detected by the magnetic flux detecting means in a direction in which the magnetic flux DC component of the transformer detected by the magnetic flux detecting means decreases. The power converter according to claim 1, wherein the pulse width is changed between the n self-excited voltage type converters in a decreasing direction.
【請求項5】 前記磁束検出手段の代わりに、前記変圧
器にかかる電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検
出手段が検出した電圧値を積分する積分手段と、を有
し、 前記パルスパターン発生手段は、前記積分手段により積
分された電圧値を前記磁束検出手段から出力される磁束
相当値として、前記パルス幅の制御に用いることを特徴
とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の電力変換装
置。
5. The pulse pattern comprises: instead of the magnetic flux detecting means, voltage detecting means for detecting a voltage applied to the transformer, and integrating means for integrating a voltage value detected by the voltage detecting means. The generating means uses the voltage value integrated by the integrating means as the magnetic flux equivalent value output from the magnetic flux detecting means for controlling the pulse width. The power converter described.
【請求項6】 前記磁束検出手段の代わりに、前記変圧
器の電流を検出する電流検出手段を有し、 前記パルスパターン発生手段は、前記電流検出手段によ
り検出された電流値を前記磁束検出手段から出力される
磁束相当値として、前記パルス幅の制御に用いることを
特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の電力変
換装置。
6. Instead of the magnetic flux detecting means, a current detecting means for detecting a current of the transformer is provided, and the pulse pattern generating means uses the current value detected by the current detecting means as the magnetic flux detecting means. The power conversion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the power conversion device is used for controlling the pulse width as a magnetic flux equivalent value output from the power conversion device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007006601A (en) * 2005-06-23 2007-01-11 Toshiba Corp Power converter
US7868613B2 (en) 2006-10-31 2011-01-11 Tdk Corporation Magnetic sensor and manufacturing method thereof

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