(57)【要約】  【課題】  インバータ装置，直流電源装置等の直流回路部に電解コンデンサを有する電解コンデンサ回路においては、回路部品をより有効利用（可能な限り回路部品数を減少）し、装置停止時または電源開放時に、電解コンデンサに蓄積された電荷を放出できることが要求される。  【解決手段】  回路部品（特に、充放電負荷６Ｂ）を有効利用し、電解コンデンサ８と充放電負荷６Ｂとを含む閉回路Ｒを構成することによって、前記電解コンデンサ８に蓄積された電荷が前記充放電負荷６Ｂによって放出される。充放電負荷６Ｂによって電解コンデンサ８に蓄積された電荷が放出されることにより、放電負荷を備える必要がなくなり、コストの低減が可能となる。  【選択図】  図１
2009106013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの直流電力を蓄積する電解コンデンサと、
充放電負荷および充放電切替開閉器を並列接続して成り、前記直流電源と前記電解コンデンサとの間に介挿され、投入時に前記充放電負荷の両端が短絡する充放電切替回路と、を具備した電解コンデンサ回路であって、
前記直流電源と前記充放電切替回路との間に、投入時にＰアームとＮアーム間を短絡する放電開閉器を備え、
装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入することにより、前記電解コンデンサと前記充放電負荷を含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする電解コンデンサ回路。
【請求項２】
整流素子および自己消弧素子を逆並列に接続して成る順変換部をＰアーム側に複数個備え、それら各順変換部が交流電源に接続されたＰアーム順変換部群と、
前記順変換部をＮアーム側に複数個備え、それら各順変換部が前記交流電源に接続されたＮアーム順変換部群と、
前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群の直流出力側に接続された電解コンデンサと、
充放電負荷および充放電切替開閉器を並列接続して成り、前記Ｐアーム順変換部群またはＮアーム順変換部群と前記電解コンデンサとの間に少なくとも一つ介挿され、投入時に前記充放電負荷の両端が短絡する充放電切替回路と、を具備した電解コンデンサ回路であって、
装置停止時または電源開放時においてＰアーム順変換部群とＮアーム順変換部群のうち、同相の順変換部を少なくとも一つずつオン制御することにより、前記電解コンデンサと前記充放電負荷を含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする電解コンデンサ回路。
【請求項３】
前記Ｐアーム順変換部群，前記Ｎアーム順変換部群と前記充放電切替回路との間に、投入時にＰアームとＮアーム間を短絡する放電開閉器を備え、
装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入することにより、前記電解コンデンサと前記充放電負荷を含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする請求項２記載の電解コンデンサ回路。
【請求項４】
整流素子および自己消弧素子を逆並列に接続して成る順変換部をＰアーム側に複数個備え、それら各順変換部が交流電源に接続されたＰアーム順変換部群と、
前記の順変換部をＮアーム側に複数個備え、それら各順変換部が前記交流電源に接続されたＮアーム順変換部群と、
前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群の直流出力側に接続された電解コンデンサと、
充放電負荷によって構成され、前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群と交流電源との間に介挿された充放電切替回路と、を具備した電解コンデンサ回路であって、
前記充放電切替回路における充放電回路の入力側に一端が接続され、他端が三相短絡された放電開閉器を備え、
装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入し、ＰアームとＮアーム間が短絡しないように、Ｐアーム順変換部群とＮアーム順変換部群においてそれぞれ一つずつ順変換部をオン制御することにより、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする電解コンデンサ回路。
【請求項５】
装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入し、ＰアームとＮアームとの間が短絡しないように、Ｐアーム順変換部群とＮアーム順変換部群とをオンオフ制御することによって、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする請求項４記載の電解コンデンサ回路。
【請求項６】
整流素子および自己消弧素子を逆並列に接続して成る順変換部をＰアーム側に複数個備え、それら各順変換部が交流電源に接続されたＰアーム順変換部群と、
前記の順変換部をＮアーム側に複数個備え、それら各順変換部が前記交流電源に接続されたＮアーム順変換部群と、
前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群の直流出力側に接続された電解コンデンサと、
充放電負荷によって構成され、前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群と交流電源との間に介挿された充放電切替回路と、を具備した電解コンデンサ回路であって、
前記充放電切替回路における充放電回路の入力側に一端が接続され、他端がＰアームに接続された放電開閉器を備え、
装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入し、Ｎアーム順変換部群において少なくとも一つの順変換部をオン制御することにより、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする電解コンデンサ回路。
【請求項７】
整流素子および自己消弧素子を逆並列に接続して成る順変換部をＰアーム側に複数個備え、それら各順変換部が交流電源に接続されたＰアーム順変換部群と、
前記の順変換部をＮアーム側に複数個備え、それら各順変換部が前記交流電源に接続されたＮアーム順変換部群と、
前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群の直流出力側に接続された電解コンデンサと、
充放電負荷によって構成され、前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群と交流電源との間に介挿された充放電切替回路と、を具備した電解コンデンサ回路であって、
前記充放電切替回路における充放電回路の入力側に一端が接続され、他端がＮアームに接続された放電開閉器を備え、
装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入し、Ｐアーム順変換部群において少なくとも一つの順変換部をオン制御することにより、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする電解コンデンサ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置，直流電源装置などの直流回路部に電解コンデンサを有する回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ装置，直流電源装置などの直流回路部に電解コンデンサを備えた電解コンデンサ回路では、電源投入時に電解コンデンサに対して過電流が流れるのを防止するために、予備充電負荷を備えたものや、また、電解コンデンサに蓄積された電荷を装置停止時，電源開放時に速やかに放電するために放電負荷を備えたものが適用されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図７は、上記従来の電解コンデンサ回路の一例を示す概略説明図であり、例えば電源側への回生を可能にしたり、高調波抑制するために、順変換部に自己消弧素子を備えたものである。図７において、符号１は、三相交流電源と順変換部２との間に介挿された遮断器を示し、通常は投入された状態となっており、三相交流電力の供給電力を必要に応じて遮断するものである。該遮断器１を介して三相交流電源に接続された順変換部２は、整流素子３（例えば、ダイオード等）と、該整流素子３に対し逆並列に接続された自己消弧能力を有するスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ等；以下、自己消弧素子と称する）４と、で構成されている。なお、この順変換部２の整流素子３により交流電力から直流電力に変換される回路部において、正極側（図中では上側）をＰアーム、負極側（図中では下側）をＮアームと示し、Ｐアームに備えられた順変換部の集合をＰアーム順変換部群２Ｐ，Ｎアームに備えられた順変換部の集合をＮアーム順変換部群２Ｎと示す。
【０００４】
符号７Ａは、予備充電開閉器５Ａと予備充電負荷６Ａとの並列接続によって構成され、前記Ｐアーム順変換部群２ＰまたはＮアーム順変換部群２Ｎの直流出力側に少なくとも一つ接続された予備充電回路を示すものであり、該予備充電開閉器５Ａの投入時には前記予備充電負荷６Ａの両端が短絡される（すなわち、予備充電負荷６Ａに電流が流れないようになる）。
【０００５】
符号８は、前記順変換部２の直流出力電圧に含まれる脈流波形を平滑化するための電解コンデンサを示すものである。この電解コンデンサ８においては、電源投入時（予備充電開閉器５Ａが投入される前）に充電開始され、その際に発生し得る突入電流（瞬時に流れ込む急峻かつ巨大な突入電流）は、前記予備充電負荷６Ａにより抑制される。また、前記電解コンデンサ８に蓄積された電荷は、放電開閉器１０と直列に接続されている放電負荷９により、装置停止時，電源開放時に放出される。
【０００６】
符号１１は、順変換部２の自己消弧素子４，逆変換部（図示せず）等を制御するための制御回路を示し、該制御回路１１は三相交流電源ラインのうち任意の二相ラインから電力が供給される。
【０００７】
前記の順変換部２のように、整流素子３に対し逆並列に自己消弧素子４を接続した構成により、電動機（図示せず）において発生した電圧は逆変換部（図示せず）の整流素子３を通して一旦直流に変換され、且つ電解コンデンサ８によって平滑された後、Ｐアーム順変換部群２ＰおよびＮアーム順変換部群２Ｎに備えられた自己消弧素子４によって三相交流に逆変換されて交流電源側に回生される。
【０００８】
ここで、図７に示した電解コンデンサ回路における各運転の各開閉器，各順変換部等の状態および電解コンデンサ回路の動作を表１に基づいて説明する。
【０００９】
【表１】
2009106013.tif 000003
【００１０】
表１に示すように、予備充電時は、遮断器１を投入，予備充電開閉器５Ａを開放，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオフ制御にする。その結果、順変換部２の整流素子３によって交流から直流に変換された電流は、前記予備充電負荷６Ａによって抑制され、前記電解コンデンサ８に蓄積される。通常運転時は、遮断器１を投入，予備充電開閉器５Ａを投入，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオンオフ制御にする。その結果、順変換部２の整流素子３によって交流電力から直流電力に変換され、直流出力電圧に含まれる脈流波形が電解コンデンサ８を介して平滑化され、例えば逆変換部（図示せず）等に出力される。放電時（装置停止時および電源開放時）は、遮断器１を開放，予備充電開閉器５Ａを開放，放電開閉器１０を投入，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオフ制御にする。その結果、直流回路部のＰアームとＮアーム間とが短絡されることによって、前記電解コンデンサ８と放電負荷９を含む閉回路Ｒが構成され、前記電解コンデンサ８に蓄積された電荷が前記放電負荷９によって放出される。
【００１１】
次に、従来の電解コンデンサ回路の他例（三相交流電力側（Ｐアーム順変換部群２ＰおよびＮアーム順変換部群２Ｎの入力側）に予備充電回路を配置した電解コンデンサ回路）を概略図に基づいて説明する。図７と同一なものについては、同一符号を用いて詳細な説明は省略する。図８において、符号１２は、遮断器１を介して三相交流電源に接続された主開閉器を示し、Ｐアーム順変換部群２ＰおよびＮアーム順変換部群２Ｎの交流入力側に接続される。予備充電負荷６Ａと予備充電開閉器５Ｂとを直列に接続して構成された予備充電回路７Ｂは、前記主開閉器１２と並列に接続される。
【００１２】
ここで、図８に示した電解コンデンサ回路における各運転の開閉器，各順変換部等の状態および電解コンデンサ回路の動作を表２に基づいて説明する。
【００１３】
【表２】
2009106013.tif 000004
【００１４】
表２に示すように、予備充電時は、遮断器１を投入，主開閉器１２を開放，予備充電開閉器５Ｂを投入，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオフ制御にする。その結果、順変換部２の整流素子３によって交流から直流に変換された電流は、前記予備充電負荷６Ａによって抑制され、前記電解コンデンサ８に蓄積される。通常運転時は、遮断器１を投入，主開閉器１２を投入，予備充電開閉器５Ｂを開放，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオンオフ制御にする。その結果、順変換部２の整流素子３によって交流電力から直流電力に変換され、直流出力電圧に含まれる脈流波形が電解コンデンサ８を介して平滑化され、例えば逆変換部（図示せず）等に出力される。放電時（装置停止時および電源開放時）は、遮断器１を開放，主開閉器１２を開放，予備充電開閉器５Ｂを開放，放電開閉器１０を投入，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオフ制御にする。その結果、直流回路部のＰアームとＮアーム間とが短絡されることによって、前記電解コンデンサ８と放電負荷９を含む閉回路Ｒが構成され、前記電解コンデンサ８に蓄積された電荷が前記放電負荷９によって放出される。
【特許文献１】特開２００２−７８３５３号公報（第４−５頁、第１図）
【特許文献２】特開平７−７８０７号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記のように従来においては、電解コンデンサ回路に放電負荷を備え、装置停止時や電源開放時は、電源遮断後に放電開閉器を投入し、電解コンデンサに蓄積された電荷を前記放電負荷によって速やかに放電できるようにしていた。
【００１６】
しかしながら、予備充電負荷６Ａ、放電負荷９は、単に電解コンデンサの充電、放電のみに利用されるものであり、通常運転時に利用されることがなく、それらが同時に機能することもない。すなわち、回路部品（２種類もの抵抗）が有効利用されていなかった。
【００１７】
以上示したようなことから、インバータ装置，直流電源装置などの直流回路部に電解コンデンサを有する電解コンデンサ回路においては、回路部品をより有効利用（可能な限り回路部品数を減少）し、装置停止時または電源開放時に、電解コンデンサに蓄積された電荷を放出できることが要求される。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、インバータ装置，直流電源装置などの直流回路部に電解コンデンサを有する電解コンデンサ回路において、放電負荷を備えていなくとも、装置停止時または電源開放時に、電解コンデンサに蓄積された電荷を放出できるようにしたものである。
【００１９】
具体的に、請求項１記載の発明は、直流電源からの直流電力を蓄積する電解コンデンサと、充放電負荷および充放電切替開閉器を並列接続して成り、前記直流電源と前記電解コンデンサとの間に介挿され、投入時に前記充放電負荷の両端が短絡する充放電切替回路と、を具備した電解コンデンサ回路であって、前記直流電源と前記充放電切替回路との間に、投入時にＰアームとＮアーム間を短絡する放電開閉器を備え、装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入することにより、前記電解コンデンサと前記充放電負荷を含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする。
【００２０】
請求項２記載の発明は、整流素子および自己消弧素子を逆並列に接続して成る順変換部をＰアーム側に複数個備え、それら各順変換部が交流電源に接続されたＰアーム順変換部群と、前記順変換部をＮアーム側に複数個備え、それら各順変換部が前記交流電源に接続されたＮアーム順変換部群と、前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群の直流出力側に接続された電解コンデンサと、充放電負荷および充放電切替開閉器を並列接続して成り、前記Ｐアーム順変換部群またはＮアーム順変換部群と前記電解コンデンサとの間に少なくとも一つ介挿され、投入時に前記充放電負荷の両端が短絡する充放電切替回路と、を具備した電解コンデンサ回路であって、装置停止時または電源開放時においてＰアーム順変換部群とＮアーム順変換部群のうち、同相の順変換部を少なくとも一つずつオン制御することにより、前記電解コンデンサと前記充放電負荷を含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記Ｐアーム順変換部群，前記Ｎアーム順変換部群と前記充放電切替回路との間に、投入時にＰアームとＮアーム間を短絡する放電開閉器を備え、装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入することにより、前記電解コンデンサと前記充放電負荷を含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする。
【００２２】
請求項４記載の発明は、整流素子および自己消弧素子を逆並列に接続して成る順変換部をＰアーム側に複数個備え、それら各順変換部が交流電源に接続されたＰアーム順変換部群と、前記の順変換部をＮアームに複数個備え、それら各順変換部が前記交流電源に接続されたＮアーム順変換部群と、前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群の直流出力側に接続された電解コンデンサと、充放電負荷によって構成され、前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群と交流電源との間に介挿された充放電切替回路と、を具備した電解コンデンサ回路であって、前記充放電切替回路における充放電回路の入力側に一端が接続され、他端が三相短絡された放電開閉器を備え、装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入し、ＰアームとＮアーム間が短絡しないように、Ｐアーム順変換部群とＮアーム順変換部群において、それぞれ一つずつ順変換部をオン制御することにより、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入し、ＰアームとＮアームとの間が短絡しないように、Ｐアーム順変換部群とＮアーム順変換部群とをオンオフ制御することによって、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする。
【００２４】
請求項６記載の発明は、整流素子および自己消弧素子を逆並列に接続して成る順変換部をＰアーム側に複数個備え、それら各順変換部が交流電源に接続されたＰアーム順変換部群と、前記の順変換部をＮアームに複数個備え、それら各順変換部が前記交流電源に接続されたＮアーム順変換部群と、前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群の直流出力側に接続された電解コンデンサと、充放電負荷によって構成され、前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群と交流電源との間に介挿された充放電切替回路と、を具備した電解コンデンサ回路であって、前記充放電切替回路における充放電回路の入力側に一端が接続され、他端がＰアームに接続された放電開閉器を備え、装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入し、Ｎアーム順変換部群において少なくとも一つの順変換部をオン制御することにより、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする。
【００２５】
請求項７記載の発明は、整流素子および自己消弧素子を逆並列に接続して成る順変換部をＰアーム側に複数個備え、それら各順変換部が交流電源に接続されたＰアーム順変換部群と、前記の順変換部をＮアームに複数個備え、それら各順変換部が前記交流電源に接続されたＮアーム順変換部群と、前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群の直流出力側に接続された電解コンデンサと、充放電負荷によって構成され、前記Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群と交流電源との間に介挿された充放電切替回路と、を具備した電解コンデンサ回路であって、前記充放電切替回路における充放電回路の入力側に一端が接続され、他端がＮアームに接続された放電開閉器を備え、装置停止時または電源開放時に前記放電開閉器を投入し、Ｐアーム順変換部群において少なくとも一つの順変換部をオン制御することにより、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成され、前記電解コンデンサに蓄積された電荷が前記充放電負荷によって放出されることを特徴とする。
【００２６】
請求項１または３記載の発明のような構成によれば、放電負荷を設置しなくとも、放電開閉器を投入することによって、予備充電負荷と電解コンデンサとを含む閉回路が構成される。
【００２７】
請求項２または３記載の発明のような構成によれば、放電負荷を設置しなくとも、Ｐアーム順変換部群およびＮアーム順変換部群のうち同相の順変換部（に備えられた自己消弧素子）を少なくとも一つずつオン制御することによって、予備充電負荷と電解コンデンサとを含む閉回路が構成される。
【００２８】
請求項４記載の発明のような構成によれば、放電負荷を設置しなくとも、放電開閉器を投入し、ＰアームとＮアーム間が短絡しないように、Ｐアーム順変換部群とＮアーム順変換部群においてそれぞれ少なくとも一つずつ順変換部（に備えられた自己消弧素子）をオン制御することにより、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成される。
【００２９】
請求項５記載の発明のような構成によれば、放電負荷を設置しなくとも、放電開閉器を投入し、ＰアームとＮアーム間が短絡しないように、Ｐアーム順変換部群（に備えられた自己消弧素子）とＮアーム順変換部群（に備えられた自己消弧素子）とをオンオフ制御することによって、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成される。
【００３０】
請求項６記載の発明のような構成によれば、放電負荷を設置しなくとも、放電開閉器を投入し、Ｎアーム順変換部群のうち少なくとも一つの順変換部（に備えられた自己消弧素子）をオン制御することによって、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成される。
【００３１】
請求項７記載の発明のような構成によれば、放電負荷を設置しなくとも、放電開閉器を投入し、Ｐアーム順変換部群のうち少なくとも一つの順変換部（に備えられた自己消弧素子）をオン制御することによって、電解コンデンサと充放電負荷とを含む閉回路が構成される。
【発明の効果】
【００３２】
以上述べたように、請求項１乃至７記載の発明によれば、回路部品（特に充放電負荷）を有効利用（可能な限り回路部品数を減少）し、装置停止時または電源開放時に電解コンデンサに蓄えられた電荷を充放電負荷によって放出することができる。その結果、放電抵抗を備える必要がなくなり、コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態における電解コンデンサ回路を実施例１乃至６等に基づいて詳細に説明する。
【００３４】
本実施形態における、インバータ装置や直流電源装置の直流回路部に電解コンデンサを有する電解コンデンサ回路は、装置停止時または電源開放時において、前記電解コンデンサと充放電負荷を含む閉回路を構成することによって、前記電解コンデンサに蓄積された電荷を前記充放電負荷によって放出させることを特徴とする電解コンデンサ回路である。充放電負荷によって電解コンデンサに蓄積された電荷が放出されることにより、放電負荷を備える必要がなくなる。
【００３５】
［実施例１］
図１は、本発明の第１の実施例を示した電解コンデンサ回路の回路図を示し、図７と同様なものについては、同一符号を用いて詳細な説明を省略する。実施例１は単相直流電源を用いた電解コンデンサ回路であり、符号１は前記単相直流電源に接続された遮断器を示す。充放電切替開閉器５Ｃと充放電負荷６Ｂとを並列に接続して構成された充放電切替回路７Ｃは、電解コンデンサ８の入力側に接続され、該充放電切替開閉器５Ｃの投入時には前記充放電負荷６Ｂの両端が短絡される（即ち、充放電負荷６Ｂに電流が流れないようになる）。前記電解コンデンサ８は、前記充放電切替回路７Ｃの出力側に並列に接続されている。符号１０は、遮断器１と予備充電回路７Ａとの間に並列に介挿された放電開閉器を示し、投入時にはＰアーム，Ｎアーム間が短絡される。符号１１は、直流電源から電力が供給された制御回路を示す。
【００３６】
次に実施例１においての各運転における各開閉器の状態および電解コンデンサ回路の動作を表３に基づいて説明する。
【００３７】
【表３】
2009106013.tif 000005
【００３８】
表３に示すように、予備充電時は、遮断器１を投入，充放電切替開閉器５Ｃを開放，放電開閉器１０を開放にする。その結果、充放電負荷６Ｂによって抑制された電流が電解コンデンサ８に蓄積される。通常運転時は、遮断器１を投入，充放電切替開閉器５Ｃを投入，放電開閉器１０を開放にする。その結果、電解コンデンサ８を介して、直流電力が例えば逆変換部等（図示せず）に出力される。放電時（装置停止時および電源開放時）は、遮断器１を開放，充放電切替開閉器５Ｃを開放，放電開閉器１０を投入にする。その結果、ＰアームとＮアームとの間が短絡され、前記電解コンデンサ８と前記充放電負荷６Ｂを含む閉回路Ｒが構成され、電解コンデンサ８に蓄積された電荷が充放電負荷６Ｂによって放出される。
【００３９】
上記に示したように、本実施例１のような構成によれば、放電負荷を設置しなくとも、電解コンデンサに蓄積された電荷を充放電負荷６Ｂによって放出することができる。すなわち、充放電負荷６Ｂを有効利用することにより、例えば図７，図８の電解コンデンサ回路と比較して、回路部品点数を減少することができ、コストの低減が可能となる。
【００４０】
［実施例２］
図２は、本発明の第２の実施例を示した電解コンデンサ回路の回路構成図を示し、図７と同様なものについては、同一符号を用いて詳細な説明を省略する。図２において、遮断器１は三相交流電源に接続され、順変換部２は該遮断器１を介して三相交流電源に接続される。この順変換部２は、整流素子３と該整流素子３に対し逆並列に接続された自己消弧素子４とで構成される。なお、この順変換部２の整流素子３によって交流電力から直流電力に変換される回路部において、正極側（図中では上側）をＰアーム、負極側（図中では下側）をＮアームと示し、Ｐアームに備えられた順変換部２の集合をＰアーム順変換部群２Ｐと示し、Ｎアームに備えられた順変換部の集合をＮアーム順変換部群２Ｎと示す。
【００４１】
充放電切替開閉器５Ｃと充放電負荷６Ｂとを並列に接続して構成された充放電切替回路７Ｃは、前記Ｐアーム順変換部群２ＰまたはＮアーム順変換部群２Ｎの直流出力側に少なくとも一つ接続され、該充放電切替開閉器５Ｃの投入時には前記充放電負荷６Ｂの両端が短絡される（即ち、充放電負荷６Ｂに電流が流れないようになる）。
【００４２】
電解コンデンサ８は、充放電切替回路７Ｃを介して順変換部２の出力側に接続され、前記Ｐアーム順変換部群２ＰおよびＮアーム順変換部群２Ｎの直流出力電圧に含まれる脈流波形を平滑化する。符号１１は、順変換部２や逆変換部（図示せず）等の自己消弧素子４を制御するためのゲート信号を出力する制御回路を示し、該制御回路１１は三相交流電源ラインのうち任意の二相ラインから電力が供給されている。
【００４３】
次に実施例２の電解コンデンサ回路においての各運転における各開閉器，各順変換部等の状態および電解コンデンサ回路の動作を表４に基づいて説明する。
【００４４】
【表４】
2009106013.tif 000006
【００４５】
表４に示すように、予備充電時は、遮断器１を投入，充放電切替開閉器５Ｃを開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオフ制御にする。その結果、順変換部２の整流素子３によって整流された電力が充放電負荷６Ｂによって抑制されて電解コンデンサ８に蓄積される。通常運転時は、遮断器１を投入，充放電切替開閉器５Ｃを投入，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオンオフ制御にする。その結果、順変換部２の整流素子３によって交流電力から直流電力に変換され、直流出力電圧に含まれる脈流波形が電解コンデンサ８を介して平滑化され、例えば逆変換部（図示せず）等に出力される。放電時（装置停止時および電源開放時）は、遮断器１を開放，充放電切替開閉器５Ｃを開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）のうち同相の順変換部２（に備えられた自己消弧素子４）を少なくとも一つずつをオン制御にする。その結果、自己消弧素子４はオン時に導通可能となるため、直流回路部のＰアームとＮアーム間とが短絡され、前記電解コンデンサ８と前記充放電負荷６Ｂを含む閉回路Ｒが構成され、前記電解コンデンサ８に蓄積された電荷が前記充放電負荷６Ｂによって放出される。
【００４６】
上記に示したように、本実施例２のような構成によれば、放電負荷と放電開閉器を設置しなくとも、電解コンデンサに蓄積された電荷を充放電負荷によって放出することができる。すなわち、本実施例２のような構成において、前述の実施例１と同様の作用効果を奏する。
【００４７】
［実施例３］
図３は、本発明の第３の実施例に係る電解コンデンサ回路構成図を示し、図２，図７と同様なものについては、同一符号を用いて詳細な説明を省略する。本実施例３と実施例２との相違点は、本実施例３においては、Ｐアーム順変換部群２ＰおよびＮアーム順変換部群２Ｎと充放電切替回路７Ｃとの間に放電開閉器を並列に介挿し、該放電開閉器を投入することによってＰアームとＮアームとの間を短絡できるようにした点である。
【００４８】
ここで、実施例３の電解コンデンサ回路における各運転の各開閉器，各順変換部等の状態および電解コンデンサ回路の動作を表５に基づいて説明する。
【００４９】
【表５】
2009106013.tif 000007
【００５０】
表５に示すように、予備充電時は、遮断器１を投入，充放電切替開閉器５Ｃを開放，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオフ制御にする。その結果、順変換部２の整流素子３によって整流された直流電力が充放電負荷６Ｂによって抑制されて電解コンデンサ８に蓄積される。通常運転時は、遮断器１を投入，充放電切替開閉器５Ｃを投入，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオンオフ制御にする。その結果、順変換部２の整流素子３によって交流電力から直流電力に変換され、直流出力電圧に含まれる脈流波形が電解コンデンサ８を介して平滑化され、例えば逆変換部（図示せず）等に出力される。放電時（装置停止時または電源開放時）は、遮断器１を開放，充放電切替開閉器５Ｃを開放，放電開閉器１０を投入，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオフ制御にする。その結果、直流回路部のＰアームとＮアーム間とが短絡されることによって、前記電解コンデンサ８と前記充放電負荷６Ｂを含む閉回路Ｒが構成され、前記電解コンデンサ８に蓄積された電荷が前記充放電負荷６によって放出される。
【００５１】
上記に示したように、本実施例３のような構成によれば、放電負荷を設置しなくとも、電解コンデンサ８に蓄積された電荷を充放電負荷６Ｂによって放出することができる。すなわち、本実施例３のような構成において、前述の実施例１または実施例２と同様の作用効果を奏する。
【００５２】
［実施例４］
図４は、本発明の第４の実施例を示した電解コンデンサ回路の回路図を示し、図１，８と同様なものについては、同一符号を用いて詳細な説明を省略する。図４において、符号１２は、主開閉器を示し、遮断器１とＰアーム順変換部群２ＰおよびＮアーム順変換部群２Ｎとの間に介挿される。充放電切替開閉器５Ｄと充放電負荷６Ｂとを直列に接続して構成された充放電切替回路７Ｄは、前記主開閉器１２に対して並列に接続される。交流回路部に設けられた放電開閉器１０は、一端を充放電切替開閉器５Ｄと充放電負荷６Ｂとの間に接続され、他端は三相短絡される。
【００５３】
次に実施例４の電解コンデンサ回路においての各運転における各開閉器，各順変換部等の状態および電解コンデンサ回路の動作を表５に基づいて説明する。
【００５４】
【表６】
2009106013.tif 000008
【００５５】
表７に示すように、予備充電時は、遮断器１を投入，主開閉器１２を開放，充放電切替開閉器５Ｄを投入，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオフ制御にする。その結果、充放電負荷６Ｂによって抑制された電力が、順変換部２の整流素子３によって交流電力から直流電力に変換され、電解コンデンサ８に蓄積される。通常運転時は、遮断器１を投入，主開閉器１２を投入，充放電切替開閉器５Ｄを開放，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）はオンオフ制御にする。その結果、順変換部２の整流素子３によって交流電力から直流電力に変換され、直流出力電圧に含まれる脈流波形が平滑コンデンサ８を介して平滑化され、例えば逆変換部（図示せず）等に出力される。放電時（装置停止時および電源開放時）は、遮断器１を開放，主開閉器１２を開放，充放電切替開閉器５Ｄを開放，放電開閉器１０を投入，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）を放電用のスイッチング制御（Ｐアーム順変換部群２ＰとＮアーム順変換部群２Ｎとの間で短絡してしまうと充放電負荷６Ｂで放電することができないため、同相であるＰアーム順変換部群２ＰとＮアーム順変換部群２Ｎが同時にオン制御にならないようにスイッチングする制御）にする。その結果、自己消弧素子４はオン時に導通可能となるため、前記電解コンデンサ８と前記充放電負荷６Ｂを含む閉回路Ｒが構成され、前記電解コンデンサ８に蓄積された電荷が前記充放電負荷６Ｂによって放出される。
【００５６】
上記に示したように、本実施例５のような構成によれば、放電負荷を設置しなくとも、電解コンデンサ８に蓄積された電荷を充放電負荷６Ｂによって放出することができる。すなわち、本実施例４のような構成において、前述の実施例１乃至３と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
［実施例５］
図５は、本実施例の第５の実施例を示した電解コンデンサ回路の回路構成図を示し、図４，図７と同様なものについては、同一符号を用いて詳細な説明を省略する。本実施例５と実施例４との相違点は、一端側が充放電切替開閉器５Ｄと充放電負荷６Ｂとの間に接続された放電開閉器１０において、実施例４では他端側が三相短絡されたが、本実施例５においては、該他端側が三相短絡されると共にＰアームに接続された点である。
【００５８】
【表７】
2009106013.tif 000009
【００５９】
表７に示すように、予備充電時は、遮断器１を投入，主開閉器１２を開放，充放電切替開閉器５Ｄを投入，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオフ制御にする。その結果、充放電負荷６Ｂによって抑制された電力が、順変換部２の整流素子３によって交流電力から直流電力に変換され、電解コンデンサ８に蓄積される。通常運転時は、遮断器１を投入，主開閉器１２を投入，充放電切替開閉器５を開放，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオンオフ制御にする。その結果、順変換部２の整流素子３によって交流電力から直流電力に変換され、直流出力電圧に含まれる脈流波形が電解コンデンサ８を介して平滑化され、例えば逆変換部（図示せず）等に出力される。放電時（装置停止時および電源開放時）は、遮断器１を開放，主開閉器１２を開放，充放電切替開閉器５を開放，放電開閉器１０を投入，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）をオフ制御，Ｎアーム順変換部群２Ｎのうち少なくとも一つの順変換部２（に備えられた自己消弧素子４）をオン制御にする。その結果、自己消弧素子４はオン時に導通可能となるため、前記電解コンデンサ８と前記充放電負荷６Ｂとを含む閉回路Ｒが構成され、前記電解コンデンサ８に蓄積された電荷が前記充放電負荷６ｂによって放出される。
【００６０】
上記に示したように、本実施例５のような構成によれば、放電負荷を設置しなくとも、電解コンデンサに蓄積された電荷を充放電負荷６Ｂによって放出することができる。すなわち、本実施例５のような構成において、前述の実施例１乃至４と同様の作用効果を奏する。
【００６１】
［実施例６］
図６は、本発明の第６の実施例を示した電解コンデンサ回路の回路図を示し、図５，図８と同様なものについては、同一符号を用いて詳細な説明を省略する。本実施例６と実施例５との相違点は、一端側が充放電切替開閉器５Ｄと充放電負荷６Ｂとの間に接続された放電開閉器１０において、実施例５では、他端側が三相短絡されて直流回路部のＰアームに接続されたが、本実施例６では、該他端側が三相短絡されると共に直流回路部のＮアームに接続された点である。
【００６２】
次に実施例４においての各運転における各開閉器，各順変換部等の状態および電解コンデンサ回路の動作を表６に基づいて説明する。
【００６３】
【表８】
2009106013.tif 000010
【００６４】
表８に示すように、予備充電時は、遮断器１を投入，主開閉器１２を開放，充放電切替開閉器５Ｄを投入，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎをオフ制御（に備えられた自己消弧素子４）にする。その結果、充放電負荷６Ｂによって抑制された電力が、順変換部２の整流素子３によって交流電力から直流電力に変換され、電解コンデンサ８に蓄積される。通常運転時は、遮断器１を投入，主開閉器１２を投入，充放電切替開閉器５Ｄを開放，放電開閉器１０を開放，Ｐアーム順変換部群２Ｐ（に備えられた自己消弧素子４）およびＮアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオンオフ制御にする。その結果、順変換部２の整流素子３によって交流電力から直流電力に変換され、直流出力電圧に含まれる脈流波形が電解コンデンサ８を介して平滑化され、例えば逆変換部（図示せず）等に出力される。放電時（装置停止時および電源開放時）は、遮断器１を開放，主開閉器１２を開放，充放電切替開閉器５Ｄを開放，放電開閉器１０を投入，Ｐアーム順変換部群２Ｐのうち少なくとも一つの順変換部２（に備えられた自己消弧素子４）をオン制御，Ｎアーム順変換部群２Ｎ（に備えられた自己消弧素子４）をオフ制御にする。その結果、自己消弧素子４はオン時に導通が可能となるため、前記電解コンデンサ８と前記充放電負荷６Ｂを含む閉回路Ｒが構成され、前記電解コンデンサ８に蓄積された電荷が前記充放電負荷６Ｂによって放出される。
【００６５】
上記に示したように、本実施例６のような構成によれば、放電負荷を設置しなくとも、電解コンデンサに蓄積された電荷を充放電負荷６Ｂによって放出することができる。すなわち、本実施例６のような構成において、前述の実施例１乃至５と同様の作用効果を奏する。
【００６６】
以上本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形及び修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００６７】
例えば本発明の実施例２乃至６の電解コンデンサ回路では、三相交流電源の回路について説明しているが、単相もしくは多相交流の電源の回路でも適用が可能である。また、実施例４乃至６の電解コンデンサ回路において、遮断器１または充放電切替開閉器５Ｄをどちらか片方は省略しても適用可能であり、さらに遮断器１を省略した場合において、充放電負荷６Ｂは少なくとも二相に装備することで適用が可能となる。さらに、実施例４では放電時に、三相全ての順変換部２を放電用のスイッチング制御にしていたが、ＰアームおよびＮアームそれぞれ一つずつ順変換部２（に備えられた自己消弧素子４）をオン制御することによって、電解コンデンサ８に蓄積された電荷が充放電負荷６Ｂによって放電される（ただし、ＰアームとＮアームとの間で短絡しないようにオンにする順変換部２（に備えられた自己消弧素子４）を選定する必要がある）。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例１における電解コンデンサ回路の回路構成図。
【図２】本発明の実施例２における電解コンデンサ回路の回路構成図。
【図３】本発明の実施例３における電解コンデンサ回路の回路構成図。
【図４】本発明の実施例４における電解コンデンサ回路の回路構成図。
【図５】本発明の実施例５における電解コンデンサ回路の回路構成図。
【図６】本発明の実施例６における電解コンデンサ回路の回路構成図。
【図７】従来の電解コンデンサ回路の一例を示す回路構成図。
【図８】従来の電解コンデンサ回路の他例を示す回路構成図。
【符号の説明】
【００６９】
２…順変換部
２Ｐ…Ｐアーム順変換部群
２Ｎ…Ｎアーム順変換部群
３…整流素子
４…自己消弧素子
５Ａ，５Ｂ…予備充電開閉器
５Ｃ，５Ｄ…充放電切替開閉器
６Ａ…予備充電負荷
６Ｂ…充放電負荷
７Ａ，７Ｂ…予備充電回路
７Ｃ，７Ｄ…充放電切替回路
８…電解コンデンサ
９…放電負荷
１０…放電開閉器
Ｒ…閉回路
【図１】
2009106013.tif 000011
【図２】
2009106013.tif 000012
【図３】
2009106013.tif 000013
【図４】
2009106013.tif 000014
【図５】
2009106013.tif 000015
【図６】
2009106013.tif 000016
【図７】
2009106013.tif 000017
【図８】
2009106013.tif 000018