(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換すると共に回生機能を有するコンバータ部と、
前記コンバータ部により変換された直流電力を第１の被試験対象である二次電池への直流電圧に適合した電圧に変換して前記二次電池に供給すると共に、前記二次電池から供給される直流電力を回生電力に変換する第１のチョッパー部と、
前記コンバータ部から供給される電力を第２の被試験対象である車両用補機類に適合する電圧に変換して前記車両用補機類に供給する第２のチョッパー部と、
を備えてなり、
前記コンバータ部の直流端子が、共通母線を介して前記第１および第２のチョッパー部に接続されており、
前記二次電池の放電時において、前記第１のチョッパー部によって変換された回生電力が、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力よりも大きい場合、前記第１のチョッパー部は、変換された前記回生電力のうち、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力の分を、前記第２のチョッパー部に供給するとともに、残りの分を、前記コンバータ部に供給し、
一方、変換された前記回生電力が、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力よりも小さい場合、前記第１のチョッパー部は、変換された前記回生電力を第２のチョッパー部に供給し、前記コンバータ部は、前記コンバータ部からの直流電力を前記第２のチョッパー部に供給することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
外部の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換すると共に回生機能を有するコンバータ部と、
第１の被試験対象である電力発生装置から供給される直流電力を回生電力に変換する第１のチョッパー部と、
前記コンバータ部から供給される電力を第２の被試験対象である車両用補機類に適合する電圧に変換して前記車両用補機類に供給する第２のチョッパー部と、
を備えてなり、
前記コンバータ部の直流端子が、共通母線を介して前記第１および第２のチョッパー部に接続されており、
前記第１のチョッパー部によって変換された回生電力が、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力よりも大きい場合、前記第１のチョッパー部は、変換された前記回生電力のうち、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力の分を、前記第２のチョッパー部に供給するとともに、残りの分を、前記コンバータ部に供給し、
一方、変換された前記回生電力が、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力よりも小さい場合、前記第１のチョッパー部は、変換された前記回生電力を第２のチョッパー部に供給し、前記コンバータ部は、前記コンバータ部からの直流電力を前記第２のチョッパー部に供給することを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
外部の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換すると共に回生機能を有するコンバータ部と、
前記コンバータ部により変換された直流電力を第１の被試験対象である二次電池への直流電圧に適合した電圧に変換して該第１の被試験対象に供給すると共に、前記二次電池の放電時において前記二次電池から供給される直流電力を回生電力として前記コンバータ部に供給する第１のチョッパー部と、
第２の被試験対象である電力発生装置から供給される直流電力を回生電力に変換する第２のチョッパー部と、
を備えてなり、
前記コンバータ部の直流端子が、共通母線を介して前記第１および第２のチョッパー部に接続されており、
前記二次電池の充電時において、前記第２のチョッパー部によって変換された回生電力が、前記第１のチョッパー部で必要とされる電力よりも大きい場合、前記第２のチョッパー部は、変換された前記回生電力のうち、前記第１のチョッパー部で必要とされる電力の分を、前記第１のチョッパー部に供給するとともに、残りの分を、前記コンバータ部に供給し、
一方、前記第２のチョッパー部によって変換された回生電力が、前記第１のチョッパー部で必要とされる電力よりも小さい場合、前記第２のチョッパー部は、変換された前記回生電力を第１のチョッパー部に供給し、前記コンバータ部は、前記コンバータ部からの直流電力を前記第１のチョッパー部に供給することを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
外部の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換すると共に回生機能を有するコンバータ部と、
前記コンバータ部により変換された直流電力を第１の被試験対象であるモータ装置への直流電圧に適合した電圧に変換して前記モータ装置に供給すると共に、前記モータ装置から供給される直流電力を回生電力として前記コンバータ部に供給するチョッパー部と、
前記コンバータ部から供給される直流電力を交流電力に変換して前記モータ装置に連結された外部のダイナモに供給すると共に、前記ダイナモから供給された交流電力を直流電力に変換して前記コンバータ部に供給するインバータ部と、
を備えてなり、
前記コンバータ部の直流端子が、共通母線を介して前記チョッパー部および前記インバータ部に接続されており、
前記チョッパー部が、前記モータ装置に電力を供給して前記モータ装置を駆動すると、
前記インバータ部は、前記モータ装置によって駆動されたダイナモから供給された交流電力を直流電力に変換して前記チョッパー部に供給することを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力変換装置に関し、さらに詳しくは、二次電池の充放電試験に用いられる充放電装置と、燃料電池等の負荷試験に用いられる負荷装置と、直流電力を発生する直流電源装置に関し、直流電源で力行／回生するインバータ、モータ用電源装置、インバータ、モータ用負荷装置であるダイナモ用インバータの各機能を併せ持つ装置技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車載用のバッテリ（二次電池）の試験は充電特性と放電特性とについて行われており、そのための充放電装置がある。図５（ａ）に、従来技術に係る充放電装置の基本構成を示す。同図に示すように、この充放電装置は、交流電力Ｐ１１と直流電力Ｐ１２を相互に電力変換するコンバータ部１１と、直流電力Ｐ１２，Ｐ１３を相互に電圧変換するチョッパー部１２とから構成される。
【０００３】
この充放電装置によれば、充電時には、外部の交流電源１０から供給される交流電力Ｐ１１がコンバータ部１１により直流電力Ｐ１２に変換される。この直流電力Ｐ１２は、チョッパー部１２により電圧変換されて直流電力Ｐ１３として充放電用端子１３に供給される。充放電用端子１３には被試験対象のバッテリ（図示なし）が接続されており、このバッテリが直流電力Ｐ１３により充電される。逆に、放電時には、被試験対象のバッテリから供給される直流電力Ｐ１３がチョッパー部１２により直流電力Ｐ１２に変換される。この直流電力Ｐ１２は、コンバータ部１１により交流電力Ｐ１１に変換され、交流電源１０に回生される。以上により、バッテリの充放電試験が行われる。
【０００４】
また、近年、電気自動車の実用化が推し進められ、その電源として燃料電池が注目されている。この種の用途では、比較的大きな電流を長時間にわたって安定的に供給する性能が電池に要求され、そのような電池の性能を評価するための負荷試験が行われている。図５（ｂ）に、従来技術に係る負荷装置の基本構成を示す。この負荷装置は、図示しない燃料電池側から供給される直流電力Ｐ２３を電圧変換して直流電力Ｐ２２を得るチョッパー部２２と、この直流電力Ｐ２２を交流電力Ｐ２１に変換するコンバータ部２１とから構成される。
【０００５】
この負荷装置によれば、端子２３に接続された燃料電池が発生する直流電力Ｐ２３は、チョッパー部２２により直流電力Ｐ２２に電力変換される。この直流電力Ｐ２２はコンバータ部２１により交流電力Ｐ２１に変換され、交流電源２０に回生される。以上により、負荷電流が電源側に回生される。
【０００６】
さらに、電気自動車には、補機類を駆動させるための電源として直流電源装置が搭載されている。図５（ｃ）に、従来技術に係る直流電源装置の基本構成を示す。この直流電源装置は、交流電力Ｐ３１を直流電力Ｐ３２に変換するコンバータ部３１と、この直流電力Ｐ３２を電圧変換して直流電力Ｐ３３を得るチョッパー部３２とから構成される。この直流電源装置によれば、交流電源３０から供給される交流電力Ｐ３１はコンバータ部３１により直流電力Ｐ３２に変換される。この直流電力Ｐ３２は、チョッパー部３２により直流電力Ｐ３３に変換され、直流電源用端子３３に接続された図示しない補機類に供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来技術によれば、充放電装置、負荷装置、直流電源装置のそれぞれが単独の装置として存在するため、これら装置の設置場所として広いスペースを確保する必要があると共にコストが上昇するという問題がある。
この発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、構成を簡略化し、省スペース化およびコストの低減を図ることができる電力変換装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明は以下の構成を有する。即ち、請求項１に記載された発明に係る電力変換装置は、外部の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換すると共に回生機能を有するコンバータ部（例えば図１に示すコンバータ部１１に相当する構成要素）と、前記コンバータ部により変換された直流電力を第１の被試験対象である二次電池への直流電圧に適合した電圧に変換して前記二次電池に供給すると共に、前記二次電池から供給される直流電力を回生電力に変換する第１のチョッパー部（例えば図１に示すチョッパー部１２に相当する構成要素）と、前記コンバータ部から供給される電力を第２の被試験対象である車両用補機類に適合する電圧に変換して前記車両用補機類に供給する第２のチョッパー部（例えば図１に示すチョッパー部３２に相当する構成要素）と、を備えてなり、前記コンバータ部の直流端子（例えば図１に示すＰ電力１２，Ｐ３２が現れるノード）が、共通母線を介して前記第１および第２のチョッパー部に接続されており、前記二次電池の放電時において、前記第１のチョッパー部によって変換された回生電力が、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力よりも大きい場合、前記第１のチョッパー部は、変換された前記回生電力のうち、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力の分を、前記第２のチョッパー部に供給するとともに、残りの分を、前記コンバータ部に供給し、一方、変換された前記回生電力が、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力よりも小さい場合、前記第１のチョッパー部は、変換された前記回生電力を第２のチョッパー部に供給し、前記コンバータ部は、前記コンバータ部からの直流電力を前記第２のチョッパー部に供給することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載された発明に係る電力変換装置は、外部の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換すると共に回生機能を有するコンバータ部（例えば図２に示すコンバータ部１１に相当する構成要素）と、第１の被試験対象である電力発生装置から供給される直流電力を回生電力に変換する第１のチョッパー部（例えば図２に示すチョッパー部２２に相当する構成要素）と、前記コンバータ部から供給される電力を第２の被試験対象である車両用補機類に適合する電圧に変換して前記車両用補機類に供給する第２のチョッパー部（例えば図２に示すチョッパー部３２に相当する構成要素）と、を備えてなり、前記コンバータ部の直流端子（例えば図１に示す電力Ｐ２２，Ｐ３２が現れるノード）が、共通母線を介して前記第１および第２のチョッパー部に接続されており、前記第１のチョッパー部によって変換された回生電力が、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力よりも大きい場合、前記第１のチョッパー部は、変換された前記回生電力のうち、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力の分を、前記第２のチョッパー部に供給するとともに、残りの分を、前記コンバータ部に供給し、一方、変換された前記回生電力が、前記第２のチョッパー部で必要とされる電力よりも小さい場合、前記第１のチョッパー部は、変換された前記回生電力を第２のチョッパー部に供給し、前記コンバータ部は、前記コンバータ部からの直流電力を前記第２のチョッパー部に供給することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載された発明に係る電力変換装置は、外部の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換すると共に回生機能を有するコンバータ部（例えば図３に示すコンバータ部１１に相当する構成要素）と、前記コンバータ部により変換された直流電力を第１の被試験対象である二次電池への直流電圧に適合した電圧に変換して該第１の被試験対象に供給すると共に、前記二次電池の放電時において前記二次電池から供給される直流電力を回生電力として前記コンバータ部に供給する第１のチョッパー部（例えば図３に示すチョッパー部１２に相当する構成要素）と、第２の被試験対象である電力発生装置から供給される直流電力を回生電力に変換する第２のチョッパー部（例えば図３に示すチョッパー部２２に相当する構成要素）と、を備えてなり、前記コンバータ部の直流端子（例えば図１に示す電力Ｐ１２，Ｐ２２が現れるノード）が、共通母線を介して前記第１および第２のチョッパー部に接続されており、前記二次電池の充電時において、前記第２のチョッパー部によって変換された回生電力が、前記第１のチョッパー部で必要とされる電力よりも大きい場合、前記第２のチョッパー部は、変換された前記回生電力のうち、前記第１のチョッパー部で必要とされる電力の分を、前記第１のチョッパー部に供給するとともに、残りの分を、前記コンバータ部に供給し、一方、前記第２のチョッパー部によって変換された回生電力が、前記第１のチョッパー部で必要とされる電力よりも小さい場合、前記第２のチョッパー部は、変換された前記回生電力を第１のチョッパー部に供給し、前記コンバータ部は、前記コンバータ部からの直流電力を前記第１のチョッパー部に供給することを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項４に記載された発明に係る電力変換装置は、外部の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換すると共に回生機能を有するコンバータ部（例えば図４に示すコンバータ部１１に相当する構成要素）と、前記コンバータ部により変換された直流電力を第１の被試験対象であるモータ装置への直流電圧に適合した電圧に変換して前記モータ装置に供給すると共に、前記モータ装置から供給される直流電力を回生電力として前記コンバータ部に供給するチョッパー部（例えば図４に示すチョッパー部１２に相当する構成要素）と、前記コンバータ部から供給される直流電力を交流電力に変換して前記モータ装置に連結された外部のダイナモに供給すると共に、前記ダイナモから供給された交流電力を直流電力に変換して前記コンバータ部に供給するインバータ部（例えば図４に示すインバータ部４２に相当する構成要素）と、を備えてなり、前記コンバータ部の直流端子（例えば図４に示す電力Ｐ１２，Ｐ４２が現れるノード）が、共通母線を介して前記チョッパー部および前記インバータ部に接続されており、前記チョッパー部が、前記モータ装置に電力を供給して前記モータ装置を駆動すると、前記インバータ部は、前記モータ装置によって駆動されたダイナモから供給された交流電力を直流電力に変換して前記チョッパー部に供給することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
なお、この発明では、電力の回生とは、電力を電源に戻すことのほかに、外部から電力を回収して電源に戻すことなく出力することを含むものとする。
（実施の形態１）
図１に、この発明の実施の形態１に係る電力変換装置１００の構成例を示す。同図において、前述の図５に示す要素と共通する要素には同一符号を付す。この電力変換装置１００は、基本的には充放電装置として機能するものであり、直流電源装置としての機能を併せ持つ。即ち、この電力変換装置は、従来別体とされていた充放電装置と直流電源装置のコンバータ部１１を共用化したものであり、１台のコンバータ部１１と２台のチョッパー部１２，３２とを有する。
なお、この実施の形態１において、充放電装置とは、二次電池の充電特性および放電特性を試験するために用いられるものを意味するものとするが、この発明は、これに限定されるものではなく、試験以外のどのような用途に用いるものであってもよい。
【００１３】
図１において、コンバータ１１の一次側の交流端子は交流電源１０に接続され、その二次側の直流端子は、共通母線１０１を介してチョッパー部１２，３２の一次側の直流端子に接続される。チョッパー部１２の二次側の直流端子は充放電用端子１３を介して図示しない二次電池（バッテリ）に接続され、チョッパー部３２の二次側の直流端子は直流電源用端子３３を介して例えば電気自動車の補機類などの負荷装置に接続される。コンバータ部１１は、外部の交流電源１０から供給される交流電力Ｐ１１を直流電力Ｐ１２に変換する機能を有すると共に、直流電力Ｐ１２を交流電源１０側に回生する機能を有している。また、チョッパー部１２は、一次側の直流電力Ｐ１２と二次側の直流電力Ｐ１３とを相互に電圧変換する機能を有し、チョッパー部３２は、一次側の直流電力Ｐ３２を二次側の負荷に適合する直流電力Ｐ３３に電圧変換するものである。
【００１４】
以下、この実施の形態１に係る電力変換装置１００の動作を説明する。
充電動作時には、コンバータ部１１が、交流電源１０から供給される交流電力Ｐ１１を直流電力Ｐ１２に変換してチョッパー部１２に供給する。チョッパー部１２は、直流電力Ｐ１２を電圧変換して直流電力Ｐ１３とし、これを充放電用端子１３を介して図示しない二次電池に出力する。また、コンバータ部１１から出力された直流電力Ｐ１２の一部は、直流電力Ｐ３２としてチョッパー部３２に供給され、直流電力Ｐ３３に変換される。これにより、充放電用端子１３に接続された二次電池が充電されると共に、直流電源端子３３に接続された負荷装置に直流電力Ｐ３３が供給される。
【００１５】
これに対し、放電動作時には、充放電用端子１３に接続された二次電池から供給される直流電力Ｐ１３が、チョッパー部１２により直流電力Ｐ１２（回生電力）に電圧変換され、共通母線１０１を介し直流電力Ｐ３２としてチョッパー部３２に供給される。ここで、チョッパー部１２から出力された直流電力が、チョッパー部３２で必要とされる直流電力Ｐ３２を上回っている場合、その余剰分がコンバータ部１１側に供給され、交流電力Ｐ１１として交流電力１０に回生される。この場合、交流電源１０側の消費電力は発生しない。
また、チョッパー部１２から出力される直流電力が、チョッパー部３２で必要とされる直流電力Ｐ３２を下回っている場合、その不足分がコンバータ部１１側からチョッパー部３２に供給される。この場合、コンバータ部１１に供給すべき直流電力Ｐ３２の多くが、チョッパー部１２から出力される直流電力でまかなわれるので、コンバータ部１１から出力すべき直流電力Ｐ１２が低減される。
【００１６】
以上により、充放電用端子１３に接続された二次電池の充放電試験が行われると共に、直流電源端子３３に接続された負荷に電源が供給される。
この実施の形態１によれば、被試験対象の二次電池から放電される電力が負荷側に循環され、電力が回生される。このとき、余剰電力が発生した場合にはコンバータ部１１側に回生され、不足分が発生した場合にはコンバータ部１１側から補充される。従って、電力の有効利用（省エネ化）を図ることが可能になると共に、コンバータ部１１の容量の低減を図ることが可能になり、装置を小型に実現することが可能になる。
【００１７】
（実施の形態２）
図２に、この発明の実施の形態２に係る電力変換装置２００の構成例を示す。同図において、前述の図５に示す要素と共通する要素には同一符号を付す。
この電力変換装置２００は、基本的には負荷装置として機能するものであって、直流電源装置としての機能を併せ持つ。即ち、この電力変換装置は、従来別体とされていた負荷装置と直流電源装置のコンバータ部１１を共用化したものであり、上述の図１に示す実施の形態１の構成において、チョッパー部１２に代えてチョッパー部２２を備える。コンバータ部１１の二次側の直流端子は、共通母線２０１を介してチョッパー部２２，３２の一次側の直流端子に接続される。
【００１８】
チョッパー部２２は、負荷用端子２３を介して図示しない負荷試験の対象とされる電池側に接続され、この電池側から負荷電力として供給される直流電力Ｐ２３を直流電力Ｐ２２に電圧変換し、共通母線２０１を介してコンバータ部１１およびチョッパー部３２側に供給するものである。他の構成は上述の実施の形態１と同様である。
なお、この実施の形態２において、負荷装置とは、電池または発電機の負荷試験を行うための負荷電流を発生させるものを意味するものとするが、被試験対象物としては電池や発電機に限らず、電力を発生するものであれば、どのようなものであってもよい。
【００１９】
以下、この実施の形態２に係る電力変換装置２００の動作を説明する。
図２において、チョッパー部２２はスイッチング動作を行い、そのスイッチングのデューティに応じた負荷電流を発生させる。このとき、チョッパー部２２は、図示しない電池側から負荷電流に応じて供給される直流電力Ｐ２３を直流電力Ｐ２２（回生電力）に電圧変換する。この直流電力Ｐ２２は、直流電力Ｐ３２としてチョッパー部３２に供給される。
【００２０】
ここで、チョッパー部２２から出力される直流電力Ｐ２２が、チョッパー部３２で必要とされる直流電力Ｐ３２を上回っている場合、その余剰分がコンバータ部１１側に供給され、交流電力Ｐ１１として交流電力１０に回生される。また、チョッパー部２２から出力される直流電力Ｐ２２が、チョッパー部３２で必要とされる直流電力Ｐ３２を下回っている場合、その不足分がコンバータ部１１側からチョッパー部３２に供給される。以上により、負荷用端子２３に接続された電池の負荷試験が行われると共に、直流電源端子３３に接続された負荷に電源が供給される。
【００２１】
この実施の形態２によれば、上述の実施の形態１と同様に、被試験対象の電池から供給される負荷電力がチョッパー部２２により回収されてチョッパー部３２に供給される。このとき、余剰電力が発生した場合にはコンバータ部１１側に回生され、不足分が発生した場合にはコンバータ部１１側から補充されるので、電力の有効利用（省電力化）することができ、コンバータ部１１の容量の低減を図ることが可能になる。
【００２２】
（実施の形態３）
図３に、この発明の実施の形態３に係る電力変換装置３００の構成例を示す。同図において、上述の図１および図２に示す要素と共通する要素には同一符号を付す。この電力変換装置３００は、充放電装置と負荷装置の機能を併せ持つものであり、従来別体とされていた充放電装置と負荷装置のコンバータ部１１を共用化して構成されたものであり、上述の図１に示す実施の形態１の構成において、チョッパー部３２に代え、図２に示す実施の形態２に係るチョッパー部２２を備える。コンバータ部１１の二次側の直流端子は、共通母線３０１を介してチョッパー部１２，２２の一次側の直流端子に接続される。
【００２３】
以下、この実施の形態３に係る電力変換装置２００の動作を説明する。
図３において、チョッパー部２２は、実施の形態２と同様に、スイッチング動作を行って負荷電流を発生させ、この負荷電流に応じた直流電力Ｐ２３を直流電力Ｐ２２（回生電力）に電圧変換する。ここで、充放電用端子１３に接続された電池が放電状態にある場合、チョッパー１２は、直流電力Ｐ１３を直流電力Ｐ１２（回生電力）に変換して出力する。従ってこの場合、チョッパー部１２，２２側から供給される直流電力は、コンバータ部１１を介して交流電源１０側に回生される。
【００２４】
これに対し、充放電用端子１３に接続された電池が充電状態にある場合、チョッパー部２２から出力された直流電力Ｐ２２は、チョッパー部１２側に供給される。ここで、チョッパー部２２から出力される直流電力Ｐ２２が、チョッパー部１２で必要とされる直流電力Ｐ１２を上回っている場合、その余剰分がコンバータ部１１側に供給されて交流電力１０に回生される。また、チョッパー部２２から出力される直流電力Ｐ２２が、チョッパー部１２で必要とされる直流電力Ｐ１２を下回っている場合、その不足分がコンバータ部１１側からチョッパー部１２に供給される。以上により、充放電用端子１３に接続された電池の充放電試験が行われると共に、負荷用端子２３に接続された電池の負荷試験行われる。
【００２５】
この実施の形態３によれば、被試験対象の電池の負荷電力がチョッパー部２２により回収されてチョッパー部１２に供給される。このとき、余剰分が発生した場合にはコンバータ部１１側に回生され、不足分が発生した場合にはコンバータ部１１側から補充されるので、電力の有効利用（省電力化）が可能となり、コンバータ部１１の容量の低減を図ることが可能になる。
なお、図３に示す構成に加えてチョッパー部３２をさらに備え、直流電源装置としての機能をさらに併せ持つものとしてもよい。
【００２６】
（実施の形態４）
図４に、この発明の実施の形態４に係る電力変換装置４００の適用例を示す。同図において、上述の図１に示す要素と共通する要素には同一符号を付す。
この電力変換装置４００は、充放電装置とインバータ装置の機能を併せ持つものであり、従来別体とされていた充放電装置とインバータ装置とのコンバータ部１１を共用化したものであって、コンバータ部１１とチョッパー部１２とインバータ部４２とを有し、コンバータ１１の二次側の直流端子は、共通母線４０１を介してチョッパー部１２の一次側の直流端子およびインバータ部３２の一次側の直流端子に接続される。このインバータ部４２の二次側の交流端子は交流電源用端子４３に接続される。
【００２７】
インバータ部４２は、基本的には直流電力を交流電力に変換するものではあるが、この実施の形態４では、交流電源用端子４３を介して外部から供給された交流電力Ｐ４３を直流電力Ｐ４２に変換するものとして機能する。交流電源用端子４３には、ダイナモ（Ｄｙ）４４が接続され、充放電用端子１３には、インバータ（ＩＮＶ）４５を介してモータ（Ｍ）４６が接続される。これらインバータ４５とモータ４６はワークを構成する。モータ４６の出力軸はトルク計（Ｔ）４７を介してダイナモ４４の入力軸に連結される。
【００２８】
以下、この実施の形態４の動作を説明する。
コンバータ部１１は、交流電源１０から供給される交流電力Ｐ１１を直流電力Ｐ１２に変換してチョッパー部１２に供給する。チョッパー部１２は、直流電力Ｐ１２を電圧変換し、充放電用端子１３を介して直流電力Ｐ１３を外部のインバータ４５に出力する。インバータ４５は、直流電力Ｐ１３を交流電力に変換してモータ４６に供給し、モータ４６を駆動する。
【００２９】
モータ４６の回転力はトルク計４７を介してダイナモ４４を駆動する。これによりダイナモ４４が交流電力Ｐ４３を発電する。この交流電力Ｐ４３はインバータ部４２により直流電力Ｐ４２（回生電力）に変換される。インバータ部４２から出力された直流電力Ｐ４２は、チョッパー部１２に供給される。この結果、コンバータ部１１から供給される直流電力Ｐ１２は、直流電力Ｐ４２に相当する分だけ低減される。見方を変えれば、直流電力Ｐ４２が、回生機能を有するコンバータ部１１を介して交流電力１０側に回生されたとも言える。
このように、この実施の形態４によれば、チョッパー部１２から外部に直流電力Ｐ１３が出力される一方で、外部で発生した余剰の電力が交流電力Ｐ４３としてインバータ部４２により回収される。従って、システム全体で省電力化を図ることが可能になる。
【００３０】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば上述の実施の形態４では、充放電装置とインバータ装置とのコンバータを共用化するものとしたが、これに限定されることなく、負荷装置とインバータ装置とのコンバータ部、または直流電源装置とインバータ装置とのコンバータ部、または充放電装置と負荷装置と直流電源装置とインバータ装置とのコンバータ部をそれぞれ共用化するものとしてもよい。結局のところ、充放電装置、負荷装置、直流電源装置、インバータ装置を構成するコンバータ部を共用化し、外部の電力を回収するように構成される限度において、これら装置をどのように組み合わせてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、充放電装置、負荷装置、直流電源装置がそれぞれ備えるべきコンバータ部を共用化したので、複数のコンバータを備えることなく、充放電装置、負荷装置、直流電源装置などの各機能を備えた電力変換装置を実現することが可能になる。従って、構成を簡略化することができ、装置の省スペース化および低コスト化を図ることが可能になる。また、外部の電力を回収するようにしたので、電力を有効利用することができ、省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態２に係る電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図３】  この発明の実施の形態３に係る電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図４】  この発明の実施の形態４に係る電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図５】  従来技術に係る電力変換装置である充放電装置、負荷装置、および直流電源装置を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１０；交流電源、１１，２１，３１；コンバータ部、１２，２２，３２；チョッパー部、１３；充放電用端子、２３；負荷用端子、３３；直流電源用端子、４２；インバータ部、４３；交流電源用端子、１０１，２０１，３０１，４０１；共通母線。
【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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