(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換部と、
前記電力変換部の交流側に接続される交流端子と、
前記電力変換部の直流側の一端に接続される第１の端子と、
逆流防止素子を介して前記電力変換部の直流側の一端に接続される第２の端子と、
前記電力変換部の直流側の他端に接続される第３の端子と、
を備えることを特徴とする回生コンバータ。
【請求項２】
一端が前記電力変換部の直流側の一端に接続され、他端が前記逆流防止素子と前記第１の端子との接続点に接続される突入電流防止回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の回生コンバータ。
【請求項３】
一端が前記電力変換部の直流側の一端と前記逆流防止素子との接続点に接続され、他端が前記第１の端子に接続される突入電流防止回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の回生コンバータ。
【請求項４】
前記第２の端子と前記第３の端子は、
整流回路と、前記整流回路からの直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、当該電力変換部と前記整流回路との間に配置された突入電流防止回路と、前記突入電流防止回路と前記整流回路との間に配置された直流端子とを有するインバータの、前記直流端子に接続されることを特徴とする請求項３に記載の回生コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源から供給される電力を変換して負荷へ出力すると共に負荷から供給される電力を変換して電源へ出力する回生コンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回生コンバータは、交流電動機の可変速制御を行うインバータと交流電源との間に配置され、交流電動機の減速時に発生する誘導起電力を交流電源に回生する電力変換器である。特許文献１に示す従来の電力変換器は、回生コンバータの機能とインバータの機能とを併せ持ち、インバータ単体または回生コンバータ単体で使用できるため使い勝手が良く、また生産性の向上を図ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１９４１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回生コンバータは２種類に分類され、一方は交流電源から交流電動機に供給される力行電流と交流電動機から交流電源に回生される回生電流との双方が、回生コンバータを構成する主回路の電力変換部に流れるコンバータであり、他方は回生電流のみが電力変換部に流れるコンバータである。以下では説明を簡単化するため、前者のコンバータを全回生コンバータと称し、後者を部分回生コンバータと称する。全回生コンバータでは力行電流が電力変換部に流れるのに対して、部分回生コンバータでは力行電流が電力変換部に流れないようにするため力行電流防止用ダイオードが設けられている。従って全回生コンバータと部分回生コンバータは共用することができない。部分回生コンバータは、力行電力よりも回生電力が小さい用途において、回生コンバータの容量を回生電力によって選定し、コンバータコストを低減することが可能である。特許文献１に示す従来技術は、回生コンバータの機能とインバータの機能とを併せ持つが、全回生コンバータの機能と部分回生コンバータの機能とを併せ持つものではなく、回生電力が小さい用途であっても力行電力に対応できる全回生コンバータが必要となるため、回生コンバータのコストの更なる低減を図るというニーズに対応することができないという課題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストの更なる低減を図ることができる回生コンバータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電力変換部の交流側に接続される交流端子と、前記電力変換部の直流側の一端に接続される第１の端子と、逆流防止素子を介して前記電力変換部の直流側の一端に接続される第２の端子と、前記電力変換部の直流側の他端に接続される第３の端子と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる回生コンバータは、コストの更なる低減を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る回生コンバータの構成図
【図２】本発明の実施の形態１に係る回生コンバータに接続されるインバータの構成図
【図３】本発明の実施の形態１に係る回生コンバータが全回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータとインバータとの接続例を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係る回生コンバータが部分回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータとインバータとの接続例を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係る回生コンバータの構成図
【図６】本発明の実施の形態２に係る回生コンバータに接続されるインバータの構成図
【図７】図６に示すインバータを図１に示す回生コンバータに接続したときに流れる電流の経路を示す図
【図８】本発明の実施の形態２に係る回生コンバータが全回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図２に示すインバータとの接続例を示す図
【図９】本発明の実施の形態２に係る回生コンバータが全回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図６に示すインバータとの接続例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る回生コンバータが部分回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図２に示すインバータとの接続例を示す図
【図１１】本発明の実施の形態２に係る回生コンバータが部分回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図６に示すインバータとの接続例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかる回生コンバータを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る回生コンバータの構成図、図２は本発明の実施の形態１に係る回生コンバータに接続されるインバータの構成図である。図１に示す回生コンバータ１００は、交流端子１１に接続され、複数のスイッチング素子で構成される電力変換部１２と、直流端子１６と、突入電流防止回路１３と、力行電流防止用ダイオード１４と、主回路コンデンサ１５とを備える。以下の説明では電力変換部１２の交流端子１１側を「電力変換部１２の交流側」とし、電力変換部１２の直流端子１６側を「電力変換部１２の直流側」とする。
【００１１】
直流端子１６は、突入電流防止回路１３を介して電力変換部１２の直流側の一端である正極母線Ｐに接続されると共に、図２に示すインバータ２００の直流端子２４を構成する正極端子Ｐに接続される第１の端子Ｐ１と、力行電流防止用ダイオード１４と突入電流防止回路１３とを介して電力変換部１２の直流側の正極母線Ｐに接続されると共に、図２に示すインバータ２００の直流端子２４を構成する正極端子Ｐに接続される第２の端子Ｐ２と、電力変換部１２の直流側の他端である負極母線Ｑに接続されると共に、図２に示すインバータ２００の直流端子２４を構成する負極端子Ｎに接続される第３の端子Ｎとで構成される。突入電流防止回路１３は、一端が電力変換部１２の直流側の正極母線Ｐに接続され、他端が力行電流防止用ダイオード１４と第１の端子Ｐ１との接続点に接続される。力行電流防止用ダイオード１４は、電力変換部１２から第２の端子Ｐ２側へ流れる電流、すなわち力行電流を防止する逆流防止素子の一例であり、図示例ではアノードが第２の端子Ｐ２に接続され、カソードが突入電流防止回路１３に接続される。主回路コンデンサ１５は、一端が突入電流防止回路１３と力行電流防止用ダイオード１４と第１の端子Ｐ１との接続点に接続され、他端が電力変換部１２の直流側の負極母線Ｑと第３の端子Ｎとの接続点に接続される。なお、第１の端子Ｐ１と第２の端子Ｐ２と第３の端子Ｎと力行電流防止用ダイオード１４と突入電流防止回路１３との配置関係は図示例に限定されるものではなく、力行電流防止用ダイオード１４と突入電流防止回路１３とを電力変換部１２の直流側の負極母線Ｑ側に接続し、かつ、力行電流防止用ダイオード１４の向きを反転させる構成でもよい。
【００１２】
電力変換部１２は、スイッチング素子１２ａとスイッチング素子１２ｄとで構成される直列回路と、スイッチング素子１２ｂとスイッチング素子１２ｅとで構成される直列回路と、スイッチング素子１２ｃとスイッチング素子１２ｆとで構成される直列回路と、スイッチング素子１２ａと並列に接続される逆流防止素子１２ａ１と、スイッチング素子１２ｂと並列に接続される逆流防止素子１２ｂ１と、スイッチング素子１２ｃと並列に接続される逆流防止素子１２ｃ１と、スイッチング素子１２ｄと並列に接続される逆流防止素子１２ｄ１と、スイッチング素子１２ｅと並列に接続される逆流防止素子１２ｅ１と、スイッチング素子１２ｆと並列に接続される逆流防止素子１２ｆ１とで構成される。スイッチング素子１２ｃとスイッチング素子１２ｆとの接続点は交流端子１１のＲ相端子に接続され、スイッチング素子１２ｂとスイッチング素子１２ｅとの接続点は交流端子１１のＳ相端子に接続され、スイッチング素子１２ａとスイッチング素子１２ｄとの接続点は交流端子１１のＴ相端子に接続されている。複数のスイッチング素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの各々には、パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）といった半導体素子を用いてもよいし、窒素ガリウムまたは炭化ケイ素といったワイドバンドギャップ半導体を用いてもよい。一般的にワイドバンドギャップ半導体はシリコン半導体に比べて耐電圧および耐熱性が高いため、許容電流密度も高くなる。そのため、電力変換部１２の小型化が可能となり、回生コンバータ１００の更なる小型化を図ることができる。また回生コンバータ１００の小型化により、回生コンバータ１００の製造に係る部材の減容化を図ることができる。
【００１３】
図２に示すインバータ２００は、複数の整流ダイオードで構成され、交流端子２１に接続される整流回路２２と、複数のスイッチング素子で構成され、整流回路２２から出力される直流電力または図１に示す回生コンバータ１００からの直流電力を交流電力に変換すると共に、交流端子２７から入力される交流電力を直流電力に変換する電力変換部２６と、整流回路２２と電力変換部２６との間の正極母線Ｐに接続された突入電流防止回路２３と、直流端子２４と、一端が突入電流防止回路２３と電力変換部２６との間の正極母線Ｐに接続され、他端が整流回路２２と電力変換部２６との間の負極母線Ｑに接続されるコンデンサ２５とを備える。直流端子２４を構成する正極端子Ｐは、突入電流防止回路２３と電力変換部２６との間の正極母線Ｐに接続され、直流端子２４を構成する負極端子Ｎは、整流回路２２と電力変換部２６との間の負極母線Ｑに接続される。
【００１４】
図３は本発明の実施の形態１に係る回生コンバータが全回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータとインバータとの接続例を示す図である。回生コンバータ１００を全回生コンバータとして使用する場合、回生コンバータ１００の交流端子１１にはリアクトル２を介して交流電源１が接続され、回生コンバータ１００の第１の端子Ｐ１には、インバータ２００の直流端子２４を構成する正極端子Ｐが接続され、回生コンバータ１００の第３の端子Ｎにはインバータ２００の直流端子２４を構成する負極端子Ｎが接続される。インバータ２００では、交流端子２７を構成するＵ相端子、Ｖ相端子、およびＷ相端子に交流電動機３が接続される。交流電動機３は誘導電動機であってもよいし同期電動機であってもよい。
【００１５】
以下、図３に示す回生コンバータ１００とインバータ２００の動作を説明する。まず交流電動機３の力行時の動作を説明した後に交流電動機３の回生時の動作を説明する。交流電動機３の力行時には、電力変換部１２を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、交流電源１から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子１６および直流端子２４を経由して電力変換部２６に供給される。電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部２６では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子２７を介して交流電動機３に供給され、交流電動機３は交流電力の供給を受けて駆動する。交流電動機３の回生時には、電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、交流電動機３から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子２４および直流端子１６を経由して電力変換部１２に供給される。電力変換部１２を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部１２では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子１１およびリアクトル２を介して交流電源１に回生される。
【００１６】
図４は本発明の実施の形態１に係る回生コンバータが部分回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータとインバータとの接続例を示す図である。回生コンバータ１００を部分回生コンバータとして使用する場合、回生コンバータ１００の交流端子１１にはリアクトル２を介して交流電源１が接続され、回生コンバータ１００の第２の端子Ｐ２には、インバータ２００の直流端子２４を構成する正極端子Ｐが接続され、回生コンバータ１００の第３の端子Ｎにはインバータ２００の直流端子２４を構成する負極端子Ｎが接続される。インバータ２００では、交流端子２１に交流電源１が接続され、交流端子２７を構成するＵ相端子、Ｖ相端子、およびＷ相端子に交流電動機３が接続される。
【００１７】
以下、図４に示す回生コンバータ１００とインバータ２００の動作を説明する。まず交流電動機３の力行時の動作を説明した後に交流電動機３の回生時の動作を説明する。交流電動機３の力行時には、整流回路２２を構成する複数の整流ダイオードにより、交流電源１から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は電力変換部２６に供給される。電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部２６では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子２７を介して交流電動機３に供給され、交流電動機３は交流電力の供給を受けて駆動する。この際、力行電流防止用ダイオード１４により、電力変換部１２には電力は流れない。交流電動機３の回生時には、電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、交流電動機３から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子２４および直流端子１６を経由して電力変換部１２に供給される。電力変換部１２を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部１２では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子１１およびリアクトル２を介して交流電源１に回生される。
【００１８】
以上に説明したように実施の形態１に係る回生コンバータ１００は、第２の端子Ｐ２および第３の端子Ｎにインバータ２００の直流端子２４を接続することにより、部分回生コンバータとして機能し、第１の端子Ｐ１および第３の端子Ｎにインバータ２００の直流端子２４を接続することにより、回生コンバータ１００は全回生コンバータとして機能する。前述したように全回生コンバータでは力行電流が電力変換部に流れるのに対して、部分回生コンバータでは力行電流が電力変換部に流れないように構成する必要がある。従って、従来技術では全回生コンバータと部分回生コンバータとを共用することはできないが、実施の形態１に係る回生コンバータ１００は、第１の端子Ｐ１、第２の端子Ｐ２、および第３の端子Ｎで構成される直流端子１６を備え、直流端子１６の接続を切り替えることにより、部分回生コンバータと全回生コンバータとの何れにも対応可能である。
【００１９】
なお、部分回生コンバータは、交流電動機で駆動される負荷がベルトコンベヤおよびポンプといった機械損失の大きい負荷である場合に適している。一方、全回生コンバータは、交流電動機で駆動される負荷が自動車および列車といった機械損失の小さい負荷である場合に適している。具体的に説明すると、機械損失の大きい負荷では回生電力の大半が機械損失で失われるため、回生コンバータに供給される回生電力は、機械損失の小さい負荷が用いられる場合に比べて小さい。図４に示す回生コンバータ１００とインバータ２００との組み合わせでは、力行電力をインバータ２００に負担させることができるため、インバータ２００の力行容量と回生コンバータ１００の回生容量との関係は力行容量≫回生容量となる。従って、図４に示す回生コンバータ１００とインバータ２００との組み合わせでは、回生時のインバータ容量と力行時のコンバータ容量との関係をインバータ容量≫コンバータ容量とすることができる。従って部分回生コンバータは全回生コンバータよりも小型で安価に構成することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係る回生コンバータの構成図である。実施の形態２では、実施の形態１と同一部分に同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図５に示す回生コンバータ１００Ａは、図１に示す回生コンバータ１００と同様に電力変換部１２、突入電流防止回路１３、力行電流防止用ダイオード１４、主回路コンデンサ１５、および直流端子１６を備える。図１に示す回生コンバータ１００との相違点は突入電流防止回路１３の位置と主回路コンデンサ１５の位置である。図５に示す回生コンバータ１００Ａでは、突入電流防止回路１３は、一端が電力変換部１２の直流側の正極母線Ｐと力行電流防止用ダイオード１４との接続点に接続され、他端が第１の端子Ｐ１と主回路コンデンサ１５との接続点に接続されている。また主回路コンデンサ１５は、一端が突入電流防止回路１３と第１の端子Ｐ１との接続点に接続され、他端が電力変換部１２の直流側の負極母線Ｑと第３の端子Ｎとの接続点に接続される。
【００２１】
図６は本発明の実施の形態２に係る回生コンバータに接続されるインバータの構成図であり、図７は図６に示すインバータを図１に示す回生コンバータに接続したときに流れる電流の経路を示す図である。図６に示すインバータ２００Ａは、図２に示すインバータ２００と同様に整流回路２２、電力変換部２６、突入電流防止回路２３、直流端子２４、およびコンデンサ２５を備える。図２に示すインバータ２００との相違点は直流端子２４の接続位置である。図６に示すインバータ２００Ａでは、直流端子２４を構成する正極端子Ｐが、突入電流防止回路２３と整流回路２２との間の正極母線Ｐに接続されている。
【００２２】
図７には、図６に示すインバータ２００Ａに図１の回生コンバータ１００を接続した例が示されている。図７に示す回生コンバータ１００とインバータ２００Ａとの組み合わせは、回生コンバータ１００を部分回生コンバータとして使用する場合の接続構成である。図７の接続例によれば、インバータ２００Ａの直流端子２４を構成する正極端子Ｐが回生コンバータ１００の直流端子１６を構成する第２の端子Ｐ２に接続され、インバータ２００Ａの直流端子２４を構成する負極端子Ｎが回生コンバータ１００の直流端子１６を構成する第３の端子Ｎに接続されている。図７の接続構成では、電源投入の際、交流端子２１、整流回路２２、直流端子２４、力行電流防止用ダイオード１４、および主回路コンデンサ１５が接続された状態となり、実線の矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち突入電流防止回路を経由せずに電流が流れるため、主回路コンデンサ１５が交流電源１と直結され、短絡電流が流れる。図５に示す回生コンバータ１００Ａでは、突入電流防止回路１３が電力変換部１２の直流側の正極母線Ｐと力行電流防止用ダイオード１４との接続点と、第１の端子Ｐ１と主回路コンデンサ１５との接続点との間に接続されている。そのため、図５に示す回生コンバータ１００Ａでは、図２に示すインバータ２００と図６に示すインバータ２００Ａとの何れかが接続された場合でも、短絡電流を防止することができる。以下、図８から図１１を用いて具体的に説明する。
【００２３】
図８は本発明の実施の形態２に係る回生コンバータが全回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図２に示すインバータとの接続例を示す図である。回生コンバータ１００Ａを全回生コンバータとして使用する場合、回生コンバータ１００Ａの交流端子１１にはリアクトル２を介して交流電源１が接続され、回生コンバータ１００Ａの第１の端子Ｐ１には、インバータ２００の直流端子２４を構成する正極端子Ｐが接続され、回生コンバータ１００Ａの第３の端子Ｎにはインバータ２００の直流端子２４を構成する負極端子Ｎが接続される。インバータ２００では、交流端子２７を構成するＵ相端子、Ｖ相端子、およびＷ相端子に交流電動機３が接続される。
【００２４】
以下、図８に示す回生コンバータ１００Ａとインバータ２００の動作を説明する。まず交流電動機３の力行時の動作を説明した後に交流電動機３の回生時の動作を説明する。交流電動機３の力行時には、電力変換部１２を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、交流電源１から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子１６および直流端子２４を経由して電力変換部２６に供給される。電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部２６では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子２７を介して交流電動機３に供給され、交流電動機３は交流電力の供給を受けて駆動する。交流電動機３の回生時には、電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、交流電動機３から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子２４および直流端子１６を経由して電力変換部１２に供給される。電力変換部１２を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部１２では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子１１およびリアクトル２を介して交流電源１に回生される。
【００２５】
図９は本発明の実施の形態２に係る回生コンバータが全回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図６に示すインバータとの接続例を示す図である。回生コンバータ１００Ａを全回生コンバータとして使用する場合、回生コンバータ１００Ａの交流端子１１にはリアクトル２を介して交流電源１が接続され、回生コンバータ１００Ａの第１の端子Ｐ１には、インバータ２００Ａの直流端子２４を構成する正極端子Ｐが接続され、回生コンバータ１００Ａの第３の端子Ｎにはインバータ２００Ａの直流端子２４を構成する負極端子Ｎが接続される。
【００２６】
以下、図９に示す回生コンバータ１００Ａとインバータ２００Ａの動作を説明する。交流電動機３の力行時には、電力変換部１２を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、交流電源１から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子１６および直流端子２４を経由して電力変換部２６に供給される。電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部２６では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子２７を介して交流電動機３に供給され、交流電動機３は交流電力の供給を受けて駆動する。交流電動機３の回生時には、電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、交流電動機３から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子２４および直流端子１６を経由して電力変換部１２に供給される。電力変換部１２を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部１２では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子１１およびリアクトル２を介して交流電源１に回生される。
【００２７】
図１０は本発明の実施の形態２に係る回生コンバータが部分回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図２に示すインバータとの接続例を示す図である。回生コンバータ１００Ａを部分回生コンバータとして使用する場合、回生コンバータ１００Ａの交流端子１１にはリアクトル２を介して交流電源１が接続され、回生コンバータ１００Ａの第２の端子Ｐ２には、インバータ２００の直流端子２４を構成する正極端子Ｐが接続され、回生コンバータ１００Ａの第３の端子Ｎにはインバータ２００の直流端子２４を構成する負極端子Ｎが接続される。インバータ２００では、交流端子２１に交流電源１が接続され、交流端子２７を構成するＵ相端子、Ｖ相端子、およびＷ相端子に交流電動機３が接続される。
【００２８】
以下、図１０に示す回生コンバータ１００Ａとインバータ２００の動作を説明する。交流電動機３の力行時には、整流回路２２を構成する複数の整流ダイオードにより、交流電源１から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は電力変換部２６に供給される。電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部２６では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子２７を介して交流電動機３に供給され、交流電動機３は交流電力の供給を受けて駆動する。交流電動機３の回生時には、電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、交流電動機３から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子２４および直流端子１６を経由して電力変換部１２に供給される。電力変換部１２を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部１２では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子１１およびリアクトル２を介して交流電源１に回生される。
【００２９】
図１１は本発明の実施の形態２に係る回生コンバータが部分回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図６に示すインバータとの接続例を示す図である。回生コンバータ１００Ａを部分回生コンバータとして使用する場合、回生コンバータ１００Ａの交流端子１１にはリアクトル２を介して交流電源１が接続され、回生コンバータ１００Ａの第２の端子Ｐ２には、インバータ２００Ａの直流端子２４を構成する正極端子Ｐが接続され、回生コンバータ１００Ａの第３の端子Ｎにはインバータ２００Ａの直流端子２４を構成する負極端子Ｎが接続される。インバータ２００Ａでは、交流端子２１に交流電源１が接続され、交流端子２７を構成するＵ相端子、Ｖ相端子、およびＷ相端子に交流電動機３が接続される。
【００３０】
以下、図１１に示す回生コンバータ１００Ａとインバータ２００Ａの動作を説明する。交流電動機３の力行時には、整流回路２２を構成する複数の整流ダイオードにより、交流電源１から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は電力変換部２６に供給される。電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部２６では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子２７を介して交流電動機３に供給され、交流電動機３は交流電力の供給を受けて駆動する。交流電動機３の回生時には、電力変換部２６を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、交流電動機３から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子２４および直流端子１６を経由して電力変換部１２に供給される。電力変換部１２を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部１２では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子１１およびリアクトル２を介して交流電源１に回生される。
【００３１】
以上に説明したように実施の形態１，２に係る回生コンバータ１００，１００Ａは、電力変換部の交流側に接続される交流端子と、前記電力変換部の直流側の一端に接続される第１の端子と、逆流防止素子を介して前記電力変換部の直流側の一端に接続される第２の端子と、前記電力変換部の直流側の他端に接続される第３の端子とを備える。この構成により回生コンバータ１００，１００Ａは、第１の端子Ｐ１、第２の端子Ｐ２、および第３の端子Ｎで構成される直流端子の接続を切り替えることにより、全回生コンバータの機能と部分回生コンバータの機能とを発揮することができ、各々の機能を有する回生コンバータを個別に製作する必要がなく、コストの更なる低減を図ることが可能である。
【００３２】
また、実施の形態２に係る回生コンバータ１００Ａは、第２の端子と第３の端子とが、整流回路と、整流回路からの直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、当該電力変換部と前記整流回路との間に配置された突入電流防止回路と、前記突入電流防止回路と前記整流回路との間に配置された直流端子とを有するインバータ２００Ａの、前記直流端子に接続される。この構成により、図１１に示すようにインバータ２００Ａが回生コンバータ１００Ａに接続された場合でも、回生コンバータ１００Ａ内の突入電流防止回路１３により、電源投入時の短絡電流が遮断される。その結果、実施の形態２に係る回生コンバータ１００Ａは、実施の形態１の効果に加えて品質の向上を図ることができる。
【００３３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  交流電源、２  リアクトル、３  交流電動機、１１  交流端子、１２  電力変換部、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ  スイッチング素子、１２ａ１，１２ｂ１，１２ｃ１，１２ｄ１，１２ｅ１，１２ｆ１  逆流防止素子、１３  突入電流防止回路、１４  力行電流防止用ダイオード、１５  主回路コンデンサ、１６  直流端子、２１  交流端子、２２  整流回路、２３  突入電流防止回路、２４  直流端子、２５  コンデンサ、２６  電力変換部、２７  交流端子、１００，１００Ａ  回生コンバータ、２００，２００Ａ  インバータ。
【要約】
回生コンバータ１００は、複数のスイッチング素子で構成される電力変換部１２と、電力変換部１２の交流側に接続される交流端子１１と、電力変換部１２の直流側の一端に接続される第１の端子Ｐ１と、逆流防止素子を介して電力変換部１２の直流側の一端に接続される第２の端子Ｐ２と、電力変換部１２の直流側の他端に接続される第３の端子Ｎとを備え、第１の端子Ｐ１、第２の端子Ｐ２、および第３の端子Ｎの接続を切り替えることにより、部分回生コンバータと全回生コンバータとの何れにも対応可能であり、コストの更なる低減を図ることができる。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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