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JP2010283989A - Power conversion apparatus - Google Patents

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JP2010283989A
JP2010283989A JP2009135117A JP2009135117A JP2010283989A JP 2010283989 A JP2010283989 A JP 2010283989A JP 2009135117 A JP2009135117 A JP 2009135117A JP 2009135117 A JP2009135117 A JP 2009135117A JP 2010283989 A JP2010283989 A JP 2010283989A
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power
rectifier circuit
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power conversion
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JP2009135117A
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Inventor
Junichi Yoshida
純一 吉田
Koichi Kimura
幸市 木村
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion apparatus capable of keeping current equilibrium between three phases. <P>SOLUTION: According to the power conversion apparatus, out of a pair of input terminals of a second rectifying circuit 201 in a single-phase power conversion unit 12, one input terminal is connected to a neutral point of a power supply 10, while the other input terminal is connected to a negative output end of a first rectifying circuit 101 in a three-phase power conversion unit 11. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力変換装置に係り、特に、三相負荷と単相負荷とが混在する電力利用システムに適用可能な電力変換装置に関するものである。   The present invention relates to a power conversion device, and more particularly to a power conversion device applicable to a power utilization system in which a three-phase load and a single-phase load are mixed.

三相電源線の他に中性線を備えた三相4線式の電源を用いて、三相負荷と単相負荷とが混在する複合機器を駆動する場合、三相のうちのいずれか一相を用いて単相交流電力を生成し、この単相交流電力を単相負荷に供給することが提案されている。
例えば、特許文献1には、図11に示すように、三相のうちのいずれか一相と中性点との間の相電圧から単相交流電力を生成し、単相負荷に単相交流電力を供給する電力変換装置が開示されている。
When driving a composite device in which a three-phase load and a single-phase load are mixed using a three-phase four-wire power source with a neutral wire in addition to a three-phase power wire, either one of the three phases It has been proposed to generate single-phase AC power using phases and supply this single-phase AC power to a single-phase load.
For example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 11, single-phase AC power is generated from a phase voltage between any one of three phases and a neutral point, and a single-phase AC power is supplied to a single-phase load. A power conversion device that supplies power is disclosed.

再表2005/006531号公報(図1)No. 2005/006531 (FIG. 1)

しかしながら、特許文献1に開示されているように、三相のうちの一相を用いて単相交流電力を生成する場合、以下のような問題点があった。
即ち、図11において、単相電力変換装置と接続される相の相電流をIL1´,他の2相の電流をそれぞれIL2´,IL3´とした場合、図12に示すように、相電流IL1´に単相負荷へ供給される単相負荷電流IL4´が重畳されてしまい、三相間の電流平衡が保てないという問題があった。
更に、単相負荷電流IL4´は3次高調波成分を多く有していることから、相電流IL1´に高調波が含まれてしまい、高調波の大きさによっては、所定の高調波規格(例えば、IEC/EN61000-3-2等)を満足することができないという問題があった。
However, as disclosed in Patent Document 1, when single-phase AC power is generated using one of the three phases, there are the following problems.
That is, in FIG. 11, when the phase current of the phase connected to the single-phase power converter is I L1 ′ and the other two-phase currents are I L2 ′ and I L3 ′, respectively, as shown in FIG. There is a problem that the single-phase load current I L4 ′ supplied to the single-phase load is superimposed on the phase current I L1 ′, and current balance among the three phases cannot be maintained.
Furthermore, since the single-phase load current I L4 ′ has many third-order harmonic components, harmonics are included in the phase current I L1 ′, and depending on the magnitude of the harmonics, predetermined harmonics There was a problem that standards (for example, IEC / EN61000-3-2 etc.) could not be satisfied.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、三相間の電流平衡を保つことのできる電力変換装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the power converter device which can maintain the current balance between three phases.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、三相4線式の電源に適用可能な電力変換装置であって、三相負荷に電力を供給する三相電力変換部と、単相負荷に電力を供給する単相電力変換部とを備え、前記三相電力変換部は、前記電源から出力された三相交流電力を直流電力に変換する第1整流回路と、前記第1整流回路によって整流された直流電力を三相交流電力に変換する第1インバータとを備え、前記単相電力変換部は、一方の入力端子が前記電源の中性点に接続され、他方の入力端子が前記第1整流回路の負極出力側に接続された第2整流回路と、前記第2整流回路から出力された直流電力を単相交流電力に変換する第2インバータとを具備する電力変換装置を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention is a power conversion device applicable to a three-phase four-wire power source, and includes a three-phase power conversion unit that supplies power to a three-phase load, and a single-phase power conversion unit that supplies power to a single-phase load The three-phase power converter includes a first rectifier circuit that converts three-phase AC power output from the power source into DC power, and three-phase AC power that is rectified by the first rectifier circuit. A first inverter that converts the first-phase power converter, wherein one input terminal is connected to a neutral point of the power source, and the other input terminal is connected to a negative output side of the first rectifier circuit. And a second inverter that converts DC power output from the second rectifier circuit into single-phase AC power.

本発明によれば、単相電力変換部において、第2整流回路の一方の入力端子が電源の中性点に接続され、他方の入力端子が第1整流回路の負極出力側に接続されているので、三相電力変換部における整流後の電流を単相電力変換部へ入力させることができる。これにより、単相電力変換部へ供給する電流を電源の三相間にバランスよく負担させることができ、この結果、三相間の電流を平衡化させることができる。   According to the present invention, in the single-phase power converter, one input terminal of the second rectifier circuit is connected to the neutral point of the power supply, and the other input terminal is connected to the negative output side of the first rectifier circuit. Therefore, the rectified current in the three-phase power converter can be input to the single-phase power converter. As a result, the current supplied to the single-phase power conversion unit can be balanced between the three phases of the power supply, and as a result, the current between the three phases can be balanced.

上記電力変換装置は、前記第2整流回路の正極側の出力端子と前記第2インバータの正極側の入力端子との間に直列接続されたリアクトルと、前記リアクトルと並列に接続された共振用コンデンサとを更に備えていてもよい。   The power converter includes a reactor connected in series between a positive output terminal of the second rectifier circuit and a positive input terminal of the second inverter, and a resonance capacitor connected in parallel with the reactor. And may be further provided.

このように、リアクトルと共振用コンデンサとを並列に接続することにより、単相電力変換部における通電時間を長くすることができる。これにより、単相電力変換部における電流の周波数成分を、共振用コンデンサを有しない場合と比べて変化させることができる。この結果、共振用コンデンサを有しない場合に生じる3次の高調波成分を低減することができ、これに伴い、三相電力変換部に入力される各相電流の3次の高調波成分を抑制することが可能となる。   In this way, the energization time in the single-phase power converter can be extended by connecting the reactor and the resonance capacitor in parallel. Thereby, the frequency component of the current in the single-phase power converter can be changed as compared with the case where no resonance capacitor is provided. As a result, it is possible to reduce the third-order harmonic component generated when the resonance capacitor is not provided, and to suppress the third-order harmonic component of each phase current input to the three-phase power converter. It becomes possible to do.

上記電力変換装置は、前記共振用コンデンサと直列に接続される抵抗を更に備えていてもよい。   The power conversion device may further include a resistor connected in series with the resonance capacitor.

このように、共振用コンデンサと直列に抵抗を接続することで、共振用コンデンサを接続することにより生ずる電流の急峻な立ち上がり(ピーク値)を低減させることが可能となる。これにより、単相負荷に供給される単相負荷電流の高調波成分を更に抑制することができ、この結果、三相電力変換部に入力される各相電流の高調波成分を更に抑制することが可能となる。   Thus, by connecting the resistor in series with the resonance capacitor, it is possible to reduce the steep rise (peak value) of the current generated by connecting the resonance capacitor. Thereby, the harmonic component of the single phase load current supplied to the single phase load can be further suppressed, and as a result, the harmonic component of each phase current input to the three-phase power converter is further suppressed. Is possible.

本発明によれば、三相間の電流平衡を保つことができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to maintain a current balance between the three phases.

本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the power converter device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the power converter device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置の平滑コンデンサに流れる電流及び端子間電圧の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the electric current which flows into the smoothing capacitor of the power converter device which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the voltage between terminals. 図3の比較例を示した図である。It is the figure which showed the comparative example of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the power converter device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る電力変換装置の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the power converter device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the power converter device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る電力変換装置の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the power converter device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る電力変換装置の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the power converter device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る電力変換装置の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the power converter device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 従来の電力変換装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the conventional power converter device. 図11に示した電力変換装置における各相電流と単相負荷電流とを示した図である。It is the figure which showed each phase current and single phase load current in the power converter device shown in FIG.

以下に、本発明に係る電力変換装置の各実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第1の実施形態〕
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示したブロック図である。本実施形態に係る電力変換装置は、三相4線式の電源に適用可能な電力変換装置であって、三相負荷に電力を供給する三相電力変換部11と、単相負荷に電力を供給する単相電力変換部12とを備えている。
Below, each embodiment of the power converter device concerning the present invention is described with reference to drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the power conversion device according to the first embodiment of the present invention. The power conversion device according to the present embodiment is a power conversion device applicable to a three-phase four-wire power source, and includes a three-phase power conversion unit 11 that supplies power to a three-phase load, and power to a single-phase load. And a single-phase power converter 12 to be supplied.

三相電力変換部11は、三相4線式の電源10から出力された三相交流電力を直流電力に変換する第1整流回路101と、第1整流回路101によって整流された直流電力を三相交流電力に変換する第1インバータ102とを備えている。第1整流回路101の正極出力端子P1と負極出力端子N1との間には、平滑コンデンサ103が接続されている。換言すると、第1整流回路101と第1インバータ102との間には、平滑コンデンサ103が並列に接続されている。更に、第1整流回路101の正極出力端子P1と平滑コンデンサ103の正極側の接続点P2とは、リアクトル104を介して接続されている。   The three-phase power conversion unit 11 converts the three-phase AC power output from the three-phase four-wire power source 10 into DC power, and three DC power rectified by the first rectifier circuit 101. And a first inverter 102 for converting into phase AC power. A smoothing capacitor 103 is connected between the positive output terminal P1 and the negative output terminal N1 of the first rectifier circuit 101. In other words, the smoothing capacitor 103 is connected in parallel between the first rectifier circuit 101 and the first inverter 102. Further, the positive output terminal P 1 of the first rectifier circuit 101 and the connection point P 2 on the positive side of the smoothing capacitor 103 are connected via a reactor 104.

単相電力変換部12は、一方の入力端子が電源10の中性点Nに接続され、他方の入力端子が第1整流回路101の負極出力側に接続された第2整流回路201と、第2整流回路201から出力された直流電力を単相交流電力に変換する第2インバータ202とを備えている。具体的には、第2整流回路201の他方の入力端子は、第1整流回路101の負極出力端子N1と第1インバータ102の負極入力端子とを接続する配線、または、端子自体に直接的に接続されている。
第2整流回路201の正極出力端子P3と負極出力端子N3との間には、平滑コンデンサ203が接続されている。更に、第2整流回路201の正極出力端子P3と平滑コンデンサ203の正極側の接続点P4とは、リアクトル204を介して接続されている。
The single-phase power converter 12 includes a second rectifier circuit 201 having one input terminal connected to the neutral point N of the power supply 10 and the other input terminal connected to the negative output side of the first rectifier circuit 101; And a second inverter 202 that converts DC power output from the rectifier circuit 201 into single-phase AC power. Specifically, the other input terminal of the second rectifier circuit 201 is directly connected to the wiring connecting the negative output terminal N1 of the first rectifier circuit 101 and the negative input terminal of the first inverter 102, or directly to the terminal itself. It is connected.
A smoothing capacitor 203 is connected between the positive output terminal P3 and the negative output terminal N3 of the second rectifier circuit 201. Further, the positive output terminal P 3 of the second rectifier circuit 201 and the connection point P 4 on the positive side of the smoothing capacitor 203 are connected via a reactor 204.

このような回路構成において、電源10から出力された三相交流電力は、第1整流回路101によって直流電力に変換され、出力される。第1整流回路101から出力された直流電力は、第1インバータ102に入力される。第1インバータ102において、入力された直流電力は三相交流電力に変換され、三相負荷である三相交流モータ300に出力される。例えば、本実施形態に係る電力変換装置が空気調和機に電力を供給する電源装置に適用された場合、三相交流モータ300の一例としては、空気調和機のコンプレッサを駆動するモータが挙げられる。   In such a circuit configuration, the three-phase AC power output from the power supply 10 is converted into DC power by the first rectifier circuit 101 and output. The DC power output from the first rectifier circuit 101 is input to the first inverter 102. In the first inverter 102, the input DC power is converted into three-phase AC power and output to the three-phase AC motor 300 that is a three-phase load. For example, when the power conversion device according to the present embodiment is applied to a power supply device that supplies power to an air conditioner, an example of a three-phase AC motor 300 is a motor that drives a compressor of the air conditioner.

また、単相電力変換部12において、第2整流回路201の一方の入力端子は電源10の中性点Nに、他方の入力端子は第1整流回路101の負極出力側に接続されていることから、電源10の中性点Nと第1整流回路101の負極出力側との間の電力が第2整流回路201に入力電力(三相全波整流非平滑直流電圧)として供給される。第2整流回路201から出力された直流電力は、リアクトル204及び平滑コンデンサ203の作用により、平滑化及び高調波成分(リップル)抑制され、第2インバータ202に入力される。この際、整流回路201は単相負荷電流が第1整流回路に逆流しない為の役割を有する。第2インバータ202において、入力された直流電力は単相交流電力に変換され、単相負荷である単相交流モータ400に出力される。例えば、本実施形態に係る電力変換装置が空気調和機に電力を供給する電源装置に適用された場合、単相交流モータ400の一例としては、空気調和機の室外機のファンを駆動するモータが挙げられる。   In the single-phase power converter 12, one input terminal of the second rectifier circuit 201 is connected to the neutral point N of the power supply 10, and the other input terminal is connected to the negative output side of the first rectifier circuit 101. Thus, power between the neutral point N of the power supply 10 and the negative output side of the first rectifier circuit 101 is supplied to the second rectifier circuit 201 as input power (three-phase full-wave rectified non-smooth DC voltage). The DC power output from the second rectifier circuit 201 is smoothed and suppressed by harmonic components (ripple) by the action of the reactor 204 and the smoothing capacitor 203, and is input to the second inverter 202. At this time, the rectifier circuit 201 has a role to prevent the single-phase load current from flowing back to the first rectifier circuit. In the second inverter 202, the input DC power is converted into single-phase AC power and output to the single-phase AC motor 400 that is a single-phase load. For example, when the power conversion device according to the present embodiment is applied to a power supply device that supplies power to an air conditioner, an example of a single-phase AC motor 400 is a motor that drives a fan of an outdoor unit of the air conditioner. Can be mentioned.

以上、説明してきたように、本実施形態によれば、電源10の中性点Nと第1整流回路101の負極出力側とから単相電力変換部12の電源(三相全波整流非平滑直流電圧)をとるので、負荷へ供給される電流(以下、「単相負荷電流」という。)を電源10の三相間にバランスよく負担させることができる。
この結果、図2に示すように、三相間の電流を平衡化させることができる。図2において、IL1,IL2,IL3は、図1に示すように三相の各相に流れる電流を示しており、IL4は、単相負荷電流である。図2から単相負荷電流IL4が、各相電流IL1,IL2,IL3にバランスよく分配されていることがわかる。
As described above, according to the present embodiment, the power source (three-phase full-wave rectification non-smoothing) of the single-phase power conversion unit 12 from the neutral point N of the power source 10 and the negative output side of the first rectifier circuit 101. Therefore, the current supplied to the load (hereinafter referred to as “single-phase load current”) can be balanced between the three phases of the power supply 10 in a balanced manner.
As a result, as shown in FIG. 2, the current between the three phases can be balanced. In FIG. 2, I L1 , I L2 , and I L3 indicate currents flowing through the three phases as shown in FIG. 1, and I L4 is a single-phase load current. FIG. 2 shows that the single-phase load current I L4 is distributed in a balanced manner to the phase currents I L1 , I L2 , and I L3 .

また、電源10の中性点Nと第1整流回路101の負極出力側とから単相電力変換部12の入力電力を供給するので、平滑コンデンサ203の容量を小さくすることが可能となる。図3に、本実施形態に係る電力変換装置の平滑コンデンサ203に流れる電流Ic及び端子間電圧Vcを示す。また、図4に、比較例として、例えば、図11に示される構成のように、交流電源の中性点Nと三相のうちの一相とから単相電力変換部に入力電力を供給した場合の平滑コンデンサ203に流れる電流Ic及び端子間電圧Vcを示す。   Further, since the input power of the single-phase power converter 12 is supplied from the neutral point N of the power supply 10 and the negative output side of the first rectifier circuit 101, the capacity of the smoothing capacitor 203 can be reduced. FIG. 3 shows the current Ic and the terminal voltage Vc flowing through the smoothing capacitor 203 of the power converter according to this embodiment. Also, in FIG. 4, as a comparative example, input power is supplied from the neutral point N of the AC power source and one of the three phases to the single-phase power conversion unit, for example, as in the configuration shown in FIG. The current Ic flowing through the smoothing capacitor 203 and the terminal voltage Vc are shown.

本実施形態に係る電力変換装置によれば、図1に示すように、第1整流回路101により三相全波整流された後の電流の一部を単相電力変換部12に供給することから、平滑コンデンサ203の充放電の周期を図11に示した回路構成の場合よりも短くすることができる。この結果、図3に示すように、図4に比べて、平滑コンデンサ203に流れる電流Ic及び端子間電圧Vcを小さくでき、平滑コンデンサ203を小容量化することが可能となる。   According to the power conversion device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a part of the current after being three-phase full-wave rectified by the first rectifier circuit 101 is supplied to the single-phase power conversion unit 12. The charging / discharging cycle of the smoothing capacitor 203 can be made shorter than in the circuit configuration shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 3, the current Ic flowing through the smoothing capacitor 203 and the terminal voltage Vc can be reduced as compared with FIG. 4, and the smoothing capacitor 203 can be reduced in capacity.

〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について、図5を用いて説明する。
図5は、本実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示した図である。図5に示すように、本実施形態に係る電力変換装置は、単相電力変換部12において、リアクトル204と並列に共振用コンデンサ205が接続されている点において、上述した第1の実施形態に係る電力変換装置と異なる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of the power conversion device according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the power conversion device according to the present embodiment is the same as the first embodiment described above in that the resonance capacitor 205 is connected in parallel with the reactor 204 in the single-phase power conversion unit 12. It differs from the power converter which concerns.

共振用コンデンサ205をリアクトル204と並列に接続することで、単相負荷電流の周波数成分を変化させることができる。
図6は、共振用コンデンサ205を接続した場合の単相負荷電流IL4-1及び相電流IL-1と、共振用コンデンサ205を接続していない場合、即ち、上述した第1の実施形態に係る電力変換装置の入力電流IL4及び相電流ILとを比較して示した図である。ここで、相電流IL-1は、各相電流IL1-1,IL2-1,IL3-1のうちのいずれかを示している。即ち、本実施形態において、各相電流IL1-1,IL2-1,IL3-1はいずれも位相が異なるのみで、波形は同一であるため、これら相電流IL1-1,IL2-1,IL3-1のいずれかを代表例として示したものである。なお、相電流ILについても同様である。
By connecting the resonance capacitor 205 in parallel with the reactor 204, the frequency component of the single-phase load current can be changed.
FIG. 6 shows the case where the resonance capacitor 205 is not connected to the single-phase load current I L4-1 and the phase current I L-1 when the resonance capacitor 205 is connected, that is, the first embodiment described above. It illustrates by comparing the input current I L4 and the phase current I L of the electric power converter according to. Here, the phase current I L-1 indicates one of the phase currents I L1-1 , I L2-1 , I L3-1 . That is, in this embodiment, since the phase currents I L1-1 , I L2-1 , and I L3-1 are all different in phase and have the same waveform, these phase currents I L1-1 , I L2 -1 or IL3-1 is shown as a representative example. The same applies to the phase current I L.

図6に示されるように、共振用コンデンサ205を接続することにより、単相負荷電流IL4-1の通電時間を長くすることができる(例えば、図6の領域A参照)。つまり、共振用コンデンサ205を接続しない場合の単相負荷電流IL4は、電流が流れない時間が周期的に現れている。このように、単相負荷電流IL4-1が流れている時間を長期化することにより、3次の高調波成分を低減させることができる。具体的には、図11に示した従来回路の場合、負荷電流は、負荷によっても変化するが、一般的に、電源電圧1周期分(50Hzの場合20ms)に対し、その約1/3期間分が流れることとなる。このため、図11に示した従来回路の単相負荷電流には電源電圧周期の3次成分が多く含まれることとなる。これに対し、本実施形態に係る電力変換装置によれば、単相負荷電流IL4-1の通電時間を長くすることができ、3次成分を低減することができる。更に、単相負荷電流IL4-1の周波数成分を変化させることにより、相電流IL-1のピーク値を低減させることができる(図6の領域B参照)。 As shown in FIG. 6, by connecting a resonance capacitor 205, it is possible to increase the energization time of the single-phase load current I L4-1 (see, for example, the area A in FIG. 6). That is, the single-phase load current I L4 when the resonance capacitor 205 is not connected periodically shows a time during which no current flows. In this way, the third harmonic component can be reduced by lengthening the time during which the single-phase load current I L4-1 is flowing. Specifically, in the case of the conventional circuit shown in FIG. 11, the load current varies depending on the load, but generally, about one third of the period for one cycle of the power supply voltage (20 ms at 50 Hz). Minutes will flow. For this reason, the single-phase load current of the conventional circuit shown in FIG. On the other hand, according to the power converter device which concerns on this embodiment, the energization time of single phase load current IL4-1 can be lengthened, and a tertiary component can be reduced. Furthermore, the peak value of the phase current I L-1 can be reduced by changing the frequency component of the single-phase load current I L4-1 (see region B in FIG. 6).

〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について、図7を用いて説明する。
図7は、本実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示した図である。図7に示すように、本実施形態に係る電力変換装置は、単相電力変換部12において、リアクトル204と並列に、共振用コンデンサ205と抵抗206とを直列に接続した直列接続回路210が接続されている点において、上述した第1の実施形態に係る電力変換装置と異なる。即ち、本実施形態に係る電力変換装置は、第2の実施形態に係る電力変換装置において、共振用コンデンサ205と直列に抵抗206が接続されている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of the power conversion device according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, in the power conversion device according to this embodiment, in the single-phase power conversion unit 12, a series connection circuit 210 in which a resonance capacitor 205 and a resistor 206 are connected in series is connected in parallel with the reactor 204. This is different from the power converter according to the first embodiment described above. That is, the power converter according to the present embodiment has a resistor 206 connected in series with the resonance capacitor 205 in the power converter according to the second embodiment.

例えば、第2の実施形態に係る電力変換装置のように、リアクトル204と並列に共振用コンデンサ205を接続すると、上述したように、単相負荷電流IL4-1の通電時間を長くすることができるが、周期的に、電流値が一瞬増加する現象が起こる(図6の領域Aを参照)。そこで、周期的に発生する単相負荷電流IL4-1の瞬時的な増加を抑制するために、抵抗206を共振用コンデンサ205に直列接続する。図8に抵抗206の値を1Ω、5Ω、10Ωの3パターンに振ったときの単相負荷電流IL4-2の変化を示す。ここでは、5Ωの抵抗206を採用したときに、単相負荷電流IL4-2のピーク値が最小であった。また、図9に、抵抗206の値を1Ω、5Ω、10Ωの3パターンに振ったときの相電流IL-2を示す。図9に示すように、単相負荷電流IL4-2の低下に伴い、相電流IL-2の高調波成分が抑制されていることがわかる。なお、相電流IL-2の定義は、上述した第2の実施形態と同様である。 For example, when the resonance capacitor 205 is connected in parallel with the reactor 204 as in the power conversion device according to the second embodiment, as described above, the energization time of the single-phase load current I L4-1 can be increased. However, a phenomenon occurs in which the current value increases momentarily periodically (see region A in FIG. 6). Therefore, a resistor 206 is connected in series with the resonance capacitor 205 in order to suppress an instantaneous increase in the single-phase load current I L4-1 that occurs periodically. FIG. 8 shows changes in the single-phase load current I L4-2 when the value of the resistor 206 is changed to three patterns of 1Ω, 5Ω, and 10Ω . Here, when the 5Ω resistor 206 was employed, the peak value of the single-phase load current I L4-2 was the smallest. FIG. 9 shows the phase current IL-2 when the value of the resistor 206 is changed to three patterns of 1Ω, 5Ω, and 10Ω. As shown in FIG. 9, it can be seen that the harmonic component of the phase current I L-2 is suppressed as the single-phase load current I L4-2 decreases. The definition of the phase current I L-2 is the same as in the second embodiment described above.

このように、本実施形態に係る電力変換装置によれば、共振用コンデンサ205と抵抗206とを直列に接続した直列接続回路210をリアクトル204と並列に接続するので、各相電流IL1-2,IL2-2,IL3-2に発生する高調数成分を更に抑制することができる。これにより、例えば、図10に示すように、高調波規格であるIEC/EN61000-3-2を満足する結果を得ることができる。図10は、図7に示した回路構成において、抵抗206として5Ωを採用した場合の試験結果を示したものである。図10において、PWHD(Partial weighted harmonic distortion)は部分加重高調波歪み、THD(Total harmonic distortion)は全高調波歪みである。 Thus, according to the power conversion device according to the present embodiment, since the connecting a series connection circuit 210 connected to the resonance capacitor 205 and a resistor 206 in series with a reactor 204 in parallel, each phase current I L1-2 , I L2-2 , I L3-2 can further suppress harmonic components. Thereby, for example, as shown in FIG. 10, a result satisfying IEC / EN61000-3-2 that is a harmonic standard can be obtained. FIG. 10 shows a test result when 5Ω is adopted as the resistor 206 in the circuit configuration shown in FIG. In FIG. 10, PWHD (Partial weighted harmonic distortion) is partially weighted harmonic distortion, and THD (Total harmonic distortion) is total harmonic distortion.

10 電源
11 三相電力変換部
12 単相電力変換部
101 第1整流回路
102 第1インバータ
103,203 平滑コンデンサ
104,204 リアクトル
201 第2整流回路
202 第2インバータ
205 共振用コンデンサ
206 抵抗
300 三相交流モータ
400 単相交流モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power supply 11 Three-phase power converter 12 Single-phase power converter 101 1st rectifier circuit 102 1st inverter 103,203 Smoothing capacitor 104,204 Reactor 201 2nd rectifier circuit 202 2nd inverter 205 Resonance capacitor 206 Resistance 300 Three-phase AC motor 400 Single-phase AC motor

Claims (3)

三相4線式の電源に適用可能な電力変換装置であって、
三相負荷に電力を供給する三相電力変換部と、
単相負荷に電力を供給する単相電力変換部と
を備え、
前記三相電力変換部は、
前記電源から出力された三相交流電力を直流電力に変換する第1整流回路と、
前記第1整流回路によって整流された直流電力を三相交流電力に変換する第1インバータと
を備え、
前記単相電力変換部は、
一方の入力端子が前記電源の中性点に接続され、他方の入力端子が前記第1整流回路の負極出力側に接続された第2整流回路と、
前記第2整流回路から出力された直流電力を単相交流電力に変換する第2インバータと
を具備する電力変換装置。
A power conversion device applicable to a three-phase four-wire power source,
A three-phase power converter for supplying power to a three-phase load;
A single-phase power converter for supplying power to a single-phase load,
The three-phase power converter is
A first rectifier circuit that converts three-phase AC power output from the power source into DC power;
A first inverter that converts DC power rectified by the first rectifier circuit into three-phase AC power;
The single-phase power converter is
A second rectifier circuit having one input terminal connected to a neutral point of the power supply and the other input terminal connected to the negative output side of the first rectifier circuit;
A power conversion device comprising: a second inverter that converts DC power output from the second rectifier circuit into single-phase AC power.
前記第2整流回路の正極側の出力端子と前記第2インバータの正極側の入力端子との間に直列接続されたリアクトルと、
前記リアクトルと並列に接続された共振用コンデンサと、
を具備する請求項1に記載の電力変換装置。
A reactor connected in series between a positive output terminal of the second rectifier circuit and a positive input terminal of the second inverter;
A resonance capacitor connected in parallel with the reactor;
The power converter device according to claim 1 comprising:
前記共振用コンデンサと直列に接続される抵抗を備える請求項2に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 2, further comprising a resistor connected in series with the resonance capacitor.
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