(57)【要約】【課題】電力変換器の出力に含まれる高周波電圧を低減することで、装置全体として小型化することが可能となる電力変換装置を提供する。【解決手段】変圧器３の一次巻線３ａに出力側が接続された電力変換器１と、変圧器３の二次巻線３ｂに界磁巻線５ａが接続されたブラシレス励磁機５と、電力変換器１から変圧器３までの接続回路に挿入されたリアクトル２ａおよび変圧器３の一次巻線３ａと並列に挿入されたコンデンサ２ｂにより構成された第一のフィルタ２と、抵抗４ａとコンデンサ４ｂの直列回路により構成され界磁巻線５ａと並列に挿入された第二のフィルタ４を設けたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器の一次巻線に出力側が接続された電力変換器と、前記変圧器の二次巻線に界磁巻線が接続された励磁機と、前記電力変換器から前記変圧器までの接続回路に挿入されたリアクトルおよび前記変圧器の一次巻線と並列に挿入されたコンデンサにより構成された第一のフィルタと、抵抗とコンデンサの直列回路により構成され前記界磁巻線と並列に挿入された第二のフィルタを備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記第一のフィルタでキャリア周波数成分を低減させ、前記第二のフィルタで高周波成分を低減させることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
発熱の多い部品を配置し冷却流体により冷却する冷却エリアと該冷却エリア以外の非冷却エリアを備え、前記第一のフィルタのリアクトルを冷却エリアに配置するとともに、前記第一のフィルタのコンデンサおよび前記第二のフィルタを非冷却エリアに配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばブラシレス励磁機の界磁巻線などを励磁する電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力変換装置では、インバータなどの電力変換器の出力をブラシレス励磁機の一次巻線に接続し、ブラシレス励磁機の回転子側に設けられた二次巻線を回転整流器に接続している。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３８０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電力変換装置においては、インバータなどの電力変換器の出力をブラシレス励磁機の一次巻線に直接接続しているため、電力変換器の出力に含まれる高周波電圧がブラシレス励磁機の二次巻線を通して回転整流器に印加されていた。回転整流器に高周波電圧が印加されると、回転整流器の損失が増加して発熱量が増加するため、冷却を可能にする必要性から多数の回転整流器が必要となり装置が大型化するという課題があった。
【０００５】
この発明は以上のような課題を解決するためになされたもので、電力変換器の出力に含まれる高周波電圧を低減することで、装置全体として小型化することが可能となる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電力変換装置は、変圧器の一次巻線に出力側が接続された電力変換器と、前記変圧器の二次巻線に界磁巻線が接続された励磁機と、前記電力変換器から前記変圧器までの接続回路に挿入されたリアクトルおよび前記変圧器の一次巻線と並列に挿入されたコンデンサにより構成された第一のフィルタと、抵抗とコンデンサの直列回路により構成され前記界磁巻線と並列に挿入された第二のフィルタを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、変圧器の一次巻線に出力側が接続された電力変換器と、前記変圧器の二次巻線に界磁巻線が接続された励磁機と、前記電力変換器から前記変圧器までの接続回路に挿入されたリアクトルおよび前記変圧器の一次巻線と並列に挿入されたコンデンサにより構成された第一のフィルタと、抵抗とコンデンサの直列回路により構成され前記界磁巻線と並列に挿入された第二のフィルタを備えているため、電力変換器の出力に含まれる高周波電圧を低減することで、装置全体として小型化することが可能となる電力変換装置を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１における電力変換装置の概略構成を示す単線結線図である。
【図２】この発明の実施の形態１における電力変換装置のフィルタの冷却を考慮した配置位置を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について説明するが、各図において同一、または相当部分については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電力変換装置の概略構成を示す単線結線図、図２はこの発明の実施の形態１における電力変換装置のフィルタの冷却を考慮した配置位置を説明する説明図である。
【００１０】
図１において、インバータなどの電力変換器１の出力は、出力回路に直列に挿入されたリアクトル２ａおよび出力回路に並列に挿入されたコンデンサ２ｂにより構成された第一のフィルタ２を介して変圧器３の一次巻線３ａに接続されており、変圧器３の二次巻線３ｂは、抵抗４ａとコンデンサ４ｂが直列接続されて構成された第二のフィルタ４が線間に並列接続されたブラシレス励磁機５の界磁巻線５ａに接続されている。ブラシレス励磁機５の回転子巻線は回転整流器６に接続されており、ブラシレス励磁機５の出力は回転整流器６で整流された後に発電機７の界磁巻線７ａに印加されている。
【００１１】
電力変換器１および変圧器３は、三相であっても単相であっても良く、ブラシレス励磁機５の界磁巻線５ａの構成に従って選択可能である。第一のフィルタ２はリアクトル２ａおよびコンデンサ２ｂにより構成されたＬＣフィルタ構成であり、電力変換器１の出力のキャリア周波数成分を低減させることを目的とするものである。第二のフィルタ４は抵抗４ａとコンデンサ４ｂが直列接続されたＲＣフィルタ構成であり、ブラシレス励磁機５の界磁巻線５ａに入力する高周波成分を低減させることを目的とするものである。
【００１２】
次に動作について説明する。電力変換器１はＰＷＭ駆動によって出力波形が制御されており、キャリア周波数でスイッチングを繰り返したパルス波形となっている。第一のフィルタ２はキャリア周波数より低い周波数を通過させるローパスフィルタであり、電力変換器１の出力に含まれているキャリア周波数成分を低減させる。その後、変圧器３によってブラシレス励磁機５の界磁巻線５ａに合った電圧まで昇圧される。第一のフィルタ２はリアクトル２ａとコンデンサ２ｂで構成されているが、リアクトル２ａには電力変換器１の出力電流が流れるため、発熱量が大きくなる。そのため、冷却の良い配置としなければならず、構造上の制約のため、コンデンサ２ｂと離れた配置となることもある。その場合、第一のフィルタ２は高周波成分を低減できず、変圧器３以降に高周波成分が流出してしまうこととなる。
【００１３】
第二のフィルタ４は流出した高周波成分を低減させるために配置する。第一のフィルタ２と第二のフィルタ４のカットオフ周波数を比較すると、第一のフィルタ２のカットオフ周波数の方が低くなる。第二のフィルタ４は抵抗とコンデンサの直列回路で構成されており、ブラシレス励磁機５の界磁巻線５ａの線間に配置されている。第二のフィルタ４に流れる電流は比較的小さくなるため、冷却を考慮した配置にする必要が無く、必要な高周波特性に特化した配置とすることが可能となる。
【００１４】
具体的には、図２に示すように、電力変換装置の部品配置を発熱量が大きく冷却流体による冷却が必要な冷却エリアと、積極的な冷却が不要な非冷却エリアに分けることが可能となる。大型の部品となる第一のフィルタ２のコンデンサ２ａを非冷却エリアに配置することができるため、冷却エリアに配置された部品を冷却するための冷却流体の圧力損失を低減させた配置が可能となる。また、第二のフィルタ４は発熱量が小さいため、冷却を特別に考慮する必要が無くなり、例えば、電力変換装置の出力端子に直に接続するなど、高周波特性に特化した配置とすることが可能となる。第一のフィルタ２と第二のフィルタ４を配置することで、回転整流器６に印加される電圧に高周波成分が含まれず、回転整流器
６の損失を低減させることが可能となる。
【００１５】
このように、第一のフィルタ２のコンデンサ２ａを非冷却エリアに配置することで、冷却流体の圧力損失を低減させた配置が可能となり、電力変換装置の小型化が可能となるとともに、電力変換器の出力に含まれる高周波電圧を低減することで、回転整流器６の発熱量を低減でき、回転整流器６も小型化が可能となるため、装置全体として小型化することが可能となる。
【００１６】
なお、この発明は、その発明の範囲内において実施の形態を自由に組み合わせたり、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能であり、上記実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【符号の説明】
【００１７】
１  電力変換器、２  第一のフィルタ、３  変圧器、４  第二のフィルタ、５  ブラシレス励磁機、６  回転整流器、７  発電機
【図１】
2017221037.tif 000003
【図２】
2017221037.tif 000004