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JP6788940B2 - Power converter - Google Patents
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Description

本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a power converter.

複数の変換器を並列に接続した並列多重型の電力変換装置がある。各変換器は、スイッチング素子を有し、スイッチング素子のスイッチングにより、交流電力から直流電力への変換、及び直流電力から交流電力への変換の少なくとも一方を行う。各変換器の直流側には、電荷蓄積素子(直流コンデンサ)が設けられる。各電荷蓄積素子は、それぞれ並列に接続される。 There is a parallel multiplex type power converter in which a plurality of converters are connected in parallel. Each converter has a switching element, and by switching the switching element, at least one of conversion from AC power to DC power and conversion from DC power to AC power is performed. A charge storage element (DC capacitor) is provided on the DC side of each converter. Each charge storage element is connected in parallel.

並列多重型の電力変換装置では、交流電力の1つの線路に対して複数の変換器を並列に接続することにより、スイッチング素子の高耐圧化を抑えつつ、大容量化に対応することができる。 In the parallel multiplexing type power converter, by connecting a plurality of converters in parallel to one line of AC power, it is possible to cope with a large capacity while suppressing a high withstand voltage of the switching element.

一方、複数の変換器を並列に接続した場合には、各変換器におけるスイッチング素子のスイッチングのタイミングが問題となる。各変換器においては、スイッチング素子の個体差、配線抵抗、及び配線インダクタンスなどの影響により、スイッチング素子のスイッチングのタイミングにバラツキが生じてしまう。このタイミングの差が比較的大きくなると、並列に接続された各変換器において、電流の不平衡が生じてしまう。例えば、タイミングの速い変換器に過渡的に大きな電流が流れたり、タイミングの速い変換器からタイミングの遅い変換器に電流が流れたりし、スイッチング素子を破損させてしまう可能性がある。 On the other hand, when a plurality of converters are connected in parallel, the switching timing of the switching element in each converter becomes a problem. In each converter, the switching timing of the switching element varies due to the influence of individual differences of the switching element, wiring resistance, wiring inductance, and the like. If this timing difference becomes relatively large, current imbalance will occur in each of the converters connected in parallel. For example, a large current may transiently flow through a converter having a fast timing, or a current may flow from a converter having a fast timing to a converter having a slow timing, which may damage the switching element.

スイッチングのタイミングのずれにより発生する過渡的な大電流を抑制するために、交流出力側にリアクトルを挿入することが一般的である。しかしながら、スイッチング毎に並列間の不平衡電流は拡大していく。これに対して、交流出力側に抵抗器を設置することでスイッチングのタイミングずれで発生した不平衡電流を減衰させ、不平衡電流の拡大を抑制する方法が挙げられる。しかしながら、この場合には、抵抗器に比較的大きな交流電流が流れ、抵抗損失が大きくなってしまう。このため、並列多重型の電力変換装置では、損失を抑えつつ、並列に接続された複数の変換器における電流の不平衡を抑制できるようにすることが望まれる。 It is common to insert a reactor on the AC output side in order to suppress a transient large current generated by a shift in switching timing. However, the unbalanced current between parallels increases with each switching. On the other hand, there is a method of suppressing the expansion of the unbalanced current by attenuating the unbalanced current generated by the timing shift of switching by installing a resistor on the AC output side. However, in this case, a relatively large alternating current flows through the resistor, resulting in a large resistance loss. Therefore, in a parallel multiplex type power converter, it is desired to be able to suppress current imbalance in a plurality of converters connected in parallel while suppressing loss.

特開2005−102444号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-102444

本発明の実施形態は、損失を抑えつつ、並列に接続された複数の変換器における電流の不平衡を抑制できる電力変換装置を提供する。 An embodiment of the present invention provides a power converter capable of suppressing current imbalance in a plurality of converters connected in parallel while suppressing loss.

本発明の実施形態によれば、スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチングにより、交流電力から直流電力への変換、及び直流電力から交流電力への変換の少なくとも一方を行う複数の変換器と、前記複数の変換器の直流側に設けられた第1共通線と、前記複数の変換器の直流側に設けられ、前記第1共通線よりも低電位に設定される第2共通線と、前記複数の変換器のそれぞれと前記第1共通線とを接続する複数の第1配線と、前記複数の変換器のそれぞれと前記第2共通線とを接続する複数の第2配線と、前記複数の変換器のそれぞれの直流側において、前記第1配線と前記第2配線との間に設けられた複数の電荷蓄積素子と、前記複数の第1配線のそれぞれの間に配置され、全体として直列の抵抗列を構成するように前記第1共通線に設けられた複数の第1抵抗器と、を備えた電力変換装置が提供される。
According to an embodiment of the present invention, a plurality of converters having a switching element and performing at least one of conversion from AC power to DC power and conversion from DC power to AC power by switching the switching element. A first common line provided on the DC side of the plurality of converters, and a second common line provided on the DC side of the plurality of converters and set to a lower potential than the first common line. A plurality of first wires connecting each of the plurality of converters and the first common line, a plurality of second wires connecting each of the plurality of converters and the second common line, and the plurality of second wires. On each DC side of the converter, a plurality of charge storage elements provided between the first wiring and the second wiring are arranged between the plurality of first wirings, and are arranged in series as a whole. a first resistor, a power conversion apparatus having a are provided a plurality of provided in the first common line so that make up the resistor string.

損失を抑えつつ、並列に接続された複数の変換器における電流の不平衡を抑制できる電力変換装置が提供される。 A power converter capable of suppressing current imbalance in a plurality of converters connected in parallel while suppressing loss is provided.

実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the power conversion apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the converter which concerns on embodiment. 実施形態に係る電力変換装置の変形例を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the modification of the power conversion apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る電力変換装置の変形例を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the modification of the power conversion apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the converter which concerns on embodiment.

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the sizes between the parts, and the like are not necessarily the same as the actual ones. Further, even when the same parts are represented, the dimensions and ratios may be different from each other depending on the drawings.
In addition, in the present specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the above-mentioned figures are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

図1は、実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
図1に表したように、電力変換装置10は、複数の変換器20と、第1共通線31と、第2共通線32と、複数の第1配線41と、複数の第2配線42と、電荷蓄積素子50と、複数の第1抵抗器51と、複数の第2抵抗器52と、を備える。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a power conversion device according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, the power conversion device 10 includes a plurality of converters 20, a first common line 31, a second common line 32, a plurality of first wirings 41, and a plurality of second wirings 42. , A charge storage element 50, a plurality of first resistors 51, and a plurality of second resistors 52.

また、電力変換装置10は、第1交流端子60uと、第2交流端子60vと、第3交流端子60wと、蓄電部62と、を有する。電力変換装置10は、例えば、各交流端子60u、60v、60wを介して交流電力系統に接続される。この例において、交流電力系統の交流電力は、三相交流電力である。各交流端子60u、60v、60wは、交流電力系統の各相の線路のそれぞれに接続される。 Further, the power conversion device 10 has a first AC terminal 60u, a second AC terminal 60v, a third AC terminal 60w, and a power storage unit 62. The power conversion device 10 is connected to the AC power system via, for example, the AC terminals 60u, 60v, and 60w. In this example, the AC power of the AC power system is three-phase AC power. The AC terminals 60u, 60v, and 60w are connected to the lines of each phase of the AC power system.

各変換器20は、インダクタ64を介して各交流端子60u、60v、60wのいずれかと接続されている。各変換器20は、各交流端子60u、60v、60wから供給された交流電力を直流電力に変換する。蓄電部62は、各変換器20の直流側に設けられている。蓄電部62は、各変換器20によって変換された直流電力を貯蔵する。蓄電部62には、例えば、電荷蓄積素子や二次電池などが用いられる。各変換器20は、蓄電部62に貯蔵された直流電力を交流電力に変換し、変換後の交流電力を交流電力系統に供給する。 Each converter 20 is connected to any of the AC terminals 60u, 60v, and 60w via an inductor 64. Each converter 20 converts the AC power supplied from the AC terminals 60u, 60v, 60w into DC power. The power storage unit 62 is provided on the DC side of each converter 20. The power storage unit 62 stores the DC power converted by each converter 20. For the power storage unit 62, for example, a charge storage element, a secondary battery, or the like is used. Each converter 20 converts the DC power stored in the power storage unit 62 into AC power, and supplies the converted AC power to the AC power system.

このように、各変換器20は、交流電力から直流電力への変換、及び直流電力から交流電力への変換を行う。これにより、電力変換装置10は、例えば、交流電力系統の変動を抑制する。なお、各変換器20は、双方の変換を行うものに限ることなく、交流電力から直流電力への変換、及び直流電力から交流電力への変換の一方のみを行うものでもよい。 In this way, each converter 20 performs conversion from AC power to DC power and conversion from DC power to AC power. As a result, the power conversion device 10 suppresses fluctuations in the AC power system, for example. The converter 20 is not limited to the one that performs both conversions, and may be one that performs only one of the conversion from AC power to DC power and the conversion from DC power to AC power.

各変換器20は、第1直流端子20aと、第2直流端子20bと、交流端子20cと、を有する。第2直流端子20bの電位は、第1直流端子20aの電位よりも低い。各変換器20に入力される直流電力又は各変換器20から出力される直流電力に対し、第1直流端子20aは、高電位側の端子であり、第2直流端子20bは、低電位側の端子である。 Each converter 20 has a first DC terminal 20a, a second DC terminal 20b, and an AC terminal 20c. The potential of the second DC terminal 20b is lower than the potential of the first DC terminal 20a. With respect to the DC power input to each converter 20 or the DC power output from each converter 20, the first DC terminal 20a is a terminal on the high potential side, and the second DC terminal 20b is a terminal on the low potential side. It is a terminal.

各変換器20は、交流端子20cを介してインダクタ64及び各交流端子60u、60v、60wのいずれかと接続される。 Each converter 20 is connected to the inductor 64 and any of the AC terminals 60u, 60v, 60w via the AC terminal 20c.

複数の変換器20は、複数の第1変換器21と、複数の第2変換器22と、複数の第3変換器23と、を有する。各第1変換器21は、第1交流端子60uに接続されている。各第2変換器22は、第2交流端子60vに接続されている。各第3変換器23は、第3交流端子60wに接続されている。 The plurality of converters 20 include a plurality of first converters 21, a plurality of second converters 22, and a plurality of third converters 23. Each first converter 21 is connected to the first AC terminal 60u. Each second converter 22 is connected to a second AC terminal 60v. Each third converter 23 is connected to the third AC terminal 60w.

第1共通線31は、各変換器20の直流側に設けられる。第2共通線32は、各変換器20の直流側に設けられ、第1共通線31よりも低電位に設定される。 The first common line 31 is provided on the DC side of each converter 20. The second common line 32 is provided on the DC side of each converter 20 and is set to a lower potential than the first common line 31.

各第1配線41は、各変換器20のそれぞれと第1共通線31とを接続する。各第2配線42は、各変換器20のそれぞれと第2共通線32とを接続する。より詳しくは、各第1配線41は、各変換器20のそれぞれの第1直流端子20aと第1共通線31とを接続する。各第2配線42は、各変換器20のそれぞれの第2直流端子20bと第2共通線32とを接続する。 Each first wiring 41 connects each of the converters 20 to the first common line 31. Each of the second wirings 42 connects each of the converters 20 to the second common line 32. More specifically, each first wiring 41 connects each first DC terminal 20a of each converter 20 and the first common line 31. Each second wiring 42 connects the second DC terminal 20b of each converter 20 and the second common line 32.

この例において、各変換器20の直流側は、第1変換器21、第2変換器22、第3変換器23の順に繰り返し並ぶように、第1共通線31及び第2共通線32に接続されている。 In this example, the DC side of each converter 20 is connected to the first common line 31 and the second common line 32 so as to be repeatedly arranged in the order of the first converter 21, the second converter 22, and the third converter 23. Has been done.

また、この例では、蓄電部62の一端が、配線43を介して第1共通線31に接続され、蓄電部62の他端が、配線44を介して第2共通線32に接続されている。各共通線31、32及び各配線41〜44は、例えば、平行平板状のブスバーである。 Further, in this example, one end of the power storage unit 62 is connected to the first common line 31 via the wiring 43, and the other end of the power storage unit 62 is connected to the second common line 32 via the wiring 44. .. The common lines 31, 32 and the wirings 41 to 44 are, for example, parallel flat plate-shaped busbars.

各電荷蓄積素子50は、各変換器20のそれぞれの直流側において、第1配線41と第2配線42との間に設けられている。換言すれば、各電荷蓄積素子50は、各変換器20のそれぞれの第1直流端子20aと第2直流端子20bとの間に設けられている。 Each charge storage element 50 is provided between the first wiring 41 and the second wiring 42 on the DC side of each converter 20. In other words, each charge storage element 50 is provided between the first DC terminal 20a and the second DC terminal 20b of each converter 20.

このように、電力変換装置10は、各交流端子60u、60v、60wに対して複数の変換器20を並列に接続するとともに、複数の変換器20の直流側を並列に接続した並列多重型の電力変換装置がある。こうした並列多重型の電力変換装置では、並列に接続する変換器20の数を増やすことにより、比較的容易に大容量化に対応することができる。この例では、各交流端子60u、60v、60wのそれぞれに対して、2つの変換器20を並列に接続している。各変換器20の並列接続数は、2つに限ることなく、3つ以上でもよい。各変換器20の並列接続数は、任意の数でよい。 In this way, the power converter 10 is a parallel multiplexing type in which a plurality of converters 20 are connected in parallel to each AC terminal 60u, 60v, 60w and the DC sides of the plurality of converters 20 are connected in parallel. There is a power converter. In such a parallel multiplex type power conversion device, it is possible to relatively easily increase the capacity by increasing the number of converters 20 connected in parallel. In this example, two converters 20 are connected in parallel to each of the AC terminals 60u, 60v, and 60w. The number of parallel connections of each converter 20 is not limited to two, and may be three or more. The number of parallel connections of each converter 20 may be any number.

各第1抵抗器51は、各第1配線41のそれぞれの間に配置されるように、第1共通線31に設けられている。各第1抵抗器51は、第1共通線31に直列接続されて設けられている。また、この例では、第1配線41と配線43との間にも、第1抵抗器51が設けられている。 Each of the first resistors 51 is provided on the first common line 31 so as to be arranged between the first wirings 41. Each first resistor 51 is provided so as to be connected in series to the first common line 31. Further, in this example, the first resistor 51 is also provided between the first wiring 41 and the wiring 43.

各第2抵抗器52は、各第2配線42のそれぞれの間に配置されるように、第2共通線32に設けられている。各第2抵抗器52は、第2共通線32に直列接続されて設けられている。また、この例では、第2配線42と配線44との間にも、第2抵抗器52が設けられている。 Each second resistor 52 is provided on the second common line 32 so as to be arranged between each of the second wirings 42. Each second resistor 52 is provided so as to be connected in series to the second common line 32. Further, in this example, a second resistor 52 is also provided between the second wiring 42 and the wiring 44.

各第1抵抗器51及び各第2抵抗器52には、例えば、内部に冷却水を流すための流路が設けられた水冷式の抵抗器が用いられる。各第1抵抗器51の抵抗値及び各第2抵抗器52の抵抗値は、例えば、数mΩ(1mΩ以上10mΩ以下)である。各第1抵抗器51の抵抗値は、各第1抵抗器51のそれぞれにおいて実質的に同じでもよいし、異なってもよい。各第2抵抗器52の抵抗値は、各第2抵抗器52のそれぞれにおいて実質的に同じでもよいし、異なってもよい。 For each of the first resistor 51 and each second resistor 52, for example, a water-cooled resistor provided with a flow path for flowing cooling water inside is used. The resistance value of each first resistor 51 and the resistance value of each second resistor 52 are, for example, several mΩ (1 mΩ or more and 10 mΩ or less). The resistance value of each first resistor 51 may be substantially the same or different in each of the first resistors 51. The resistance value of each of the second resistors 52 may be substantially the same or different in each of the second resistors 52.

図2は、実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。
図2に表したように、変換器20は、直列に接続された2つのスイッチング素子101、102と、2つのスイッチング素子101、102のそれぞれに逆並列に接続された2つの整流素子111、112と、を有する。スイッチング素子101、102には、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やパワーMOSFETなどのパワー半導体が用いられる。整流素子111、112は、いわゆる還流ダイオードである。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the converter according to the embodiment.
As shown in FIG. 2, the converter 20 has two switching elements 101 and 102 connected in series and two rectifying elements 111 and 112 connected in antiparallel to each of the two switching elements 101 and 102. And have. For the switching elements 101 and 102, for example, a power semiconductor such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a power MOSFET is used. The rectifying elements 111 and 112 are so-called freewheeling diodes.

スイッチング素子101の一方の主端子(例えばコレクタ)は、第1直流端子20aに接続されている。スイッチング素子101の他方の主端子(例えばエミッタ)は、スイッチング素子102の一方の主端子と電気的に接続されている。スイッチング素子102の他方の主端子は、第2直流端子20bに接続されている。スイッチング素子101、102の接続点は、交流端子20cに接続されている。 One main terminal (for example, a collector) of the switching element 101 is connected to the first DC terminal 20a. The other main terminal (for example, an emitter) of the switching element 101 is electrically connected to one main terminal of the switching element 102. The other main terminal of the switching element 102 is connected to the second DC terminal 20b. The connection points of the switching elements 101 and 102 are connected to the AC terminal 20c.

このように、変換器20は、2つのスイッチング素子101、102の両端を、各直流端子20a、20bに接続し、2つのスイッチング素子101、102の接続点を交流端子20cに接続したハーフブリッジ回路である。換言すれば、変換器20は、双方向チョッパ回路である。これにより、各変換器20のスイッチング素子101、102のスイッチングにより、前述のように、交流電力から直流電力への変換、及び直流電力から交流電力への変換を行うことができる。 In this way, the converter 20 is a half-bridge circuit in which both ends of the two switching elements 101 and 102 are connected to the DC terminals 20a and 20b, and the connection points of the two switching elements 101 and 102 are connected to the AC terminal 20c. Is. In other words, the converter 20 is a bidirectional chopper circuit. As a result, as described above, the conversion from AC power to DC power and the conversion from DC power to AC power can be performed by switching the switching elements 101 and 102 of each converter 20.

以上、説明したように、本実施形態に係る電力変換装置10では、各変換器20の直流側に各第1抵抗器51及び各第2抵抗器52を設けている。これにより、例えば、並列に接続された各変換器21、22、23などにおいて、各スイッチング素子101、102のスイッチングのタイミングに差が生じ、不平衡電流が発生した場合に、不平衡電流の減衰を早めることでスイッチング毎に発生する不平衡電流の拡大を抑制できる。従って、並列に接続された各変換器21、22、23などにおいて、各スイッチング素子101、102のスイッチングのタイミングに差が生じた場合などにも、電流の不平衡電流の拡大を抑制することができる。 As described above, in the power conversion device 10 according to the present embodiment, each first resistor 51 and each second resistor 52 are provided on the DC side of each converter 20. As a result, for example, in the converters 21, 22, 23, etc. connected in parallel, when a difference occurs in the switching timing of the switching elements 101, 102 and an unbalanced current is generated, the unbalanced current is attenuated. It is possible to suppress the expansion of the unbalanced current generated at each switching by accelerating. Therefore, in the converters 21, 22, 23, etc. connected in parallel, it is possible to suppress the expansion of the unbalanced current even when there is a difference in the switching timing of the switching elements 101, 102. it can.

例えば、インダクタ64と直列に接続するなど、各変換器20の交流側に抵抗器を設けることも提案されている。しかしながら、交流側に抵抗器を設けた場合には、比較的大きな交流電流が抵抗器に流れてしまうため、抵抗損失が大きくなってしまう。 For example, it has been proposed to provide a resistor on the AC side of each converter 20 by connecting it in series with the inductor 64. However, when a resistor is provided on the AC side, a relatively large AC current flows through the resistor, so that the resistance loss becomes large.

これに対して、各第1抵抗器51及び各第2抵抗器52を直流側に設けた場合には、不平衡の電流分だけが各第1抵抗器51及び各第2抵抗器52に流れるだけであるので、交流側に抵抗器を設ける場合と比べて損失を抑制することができる。従って、損失を抑えつつ、並列に接続された複数の変換器20における電流の不平衡を抑制することができる。 On the other hand, when each of the first resistor 51 and each of the second resistors 52 is provided on the DC side, only the unbalanced current flows through each of the first resistor 51 and each of the second resistors 52. Therefore, the loss can be suppressed as compared with the case where the resistor is provided on the AC side. Therefore, it is possible to suppress the current imbalance in the plurality of converters 20 connected in parallel while suppressing the loss.

また、損失の抑制にともなって、各第1抵抗器51及び各第2抵抗器52の容量を小さくすることもできる。例えば、各第1抵抗器51及び各第2抵抗器52に水冷式の抵抗器を用いた場合などにも、各第1抵抗器51及び各第2抵抗器52の大型化を抑制することができる。従って、電力変換装置10の小型化を図ることもできる。 Further, the capacitance of each of the first resistor 51 and each of the second resistors 52 can be reduced as the loss is suppressed. For example, even when a water-cooled resistor is used for each of the first resistor 51 and each of the second resistors 52, it is possible to suppress the enlargement of each of the first resistor 51 and each of the second resistors 52. it can. Therefore, the power conversion device 10 can be downsized.

また、各変換器20の直流側には、各電荷蓄積素子50や配線インダクタンスなどの影響により、共振電流が発生する。この際、上記のように、各第1抵抗器51及び各第2抵抗器52を直流側に設けることにより、直流側に発生する共振電流を抑制することもできる。 Further, a resonance current is generated on the DC side of each converter 20 due to the influence of each charge storage element 50, wiring inductance, and the like. At this time, as described above, by providing each of the first resistors 51 and each of the second resistors 52 on the DC side, the resonance current generated on the DC side can be suppressed.

さらに、電力変換装置10では、各変換器20の直流側が、第1変換器21、第2変換器22、第3変換器23の順に繰り返し並ぶように、第1共通線31及び第2共通線32に接続されている。これにより、並列に接続された各変換器20の間に設けられる抵抗器の数を増やすことができる。例えば、並列に接続された各第1変換器21の間に、各第2変換器22及び各第3変換器23の各抵抗器51、52も設けることができる。これにより、電流の不平衡をより適切に抑制することができる。 Further, in the power converter 10, the first common line 31 and the second common line 31 and the second common line so that the DC side of each converter 20 is repeatedly arranged in the order of the first converter 21, the second converter 22, and the third converter 23. It is connected to 32. As a result, the number of resistors provided between the converters 20 connected in parallel can be increased. For example, resistors 51 and 52 of the second converter 22 and the third converter 23 may be provided between the first converters 21 connected in parallel. Thereby, the imbalance of the current can be suppressed more appropriately.

図3は、実施形態に係る電力変換装置の変形例を模式的に表すブロック図である。
なお、上記実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明は、省略する。
図3に表したように、この例の電力変換装置10aでは、第3交流端子60w及び複数の第3変換器23が省略されている。この例において、交流電力系統の交流電力は、単相交流電力である。各交流端子60u、60vは、交流電力系統の単相交流電力の一対の線路のそれぞれに接続される。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a modified example of the power conversion device according to the embodiment.
The same reference numerals are given to those having substantially the same functions and configurations as those of the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 3, in the power converter 10a of this example, the third AC terminal 60w and the plurality of third converters 23 are omitted. In this example, the AC power of the AC power system is single-phase AC power. The AC terminals 60u and 60v are connected to each of a pair of single-phase AC power lines of the AC power system.

そして、電力変換装置10aでは、各変換器20の直流側が、第1変換器21と第2変換器22とが交互に並ぶように、第1共通線31及び第2共通線32に接続されている。 Then, in the power converter 10a, the DC side of each converter 20 is connected to the first common line 31 and the second common line 32 so that the first converter 21 and the second converter 22 are arranged alternately. There is.

このように、電力変換装置10aの変換する交流電力は、単相交流電力でもよい。そして、単相交流電力を変換する場合には、第1変換器21と第2変換器22とが交互に並ぶように、各変換器20の直流側を第1共通線31及び第2共通線32に接続する。これにより、並列に接続された各変換器20の間に設けられる抵抗器の数を増やすことができ、電流の不平衡をより適切に抑制することができる。 As described above, the AC power converted by the power conversion device 10a may be single-phase AC power. Then, when converting the single-phase AC power, the first common line 31 and the second common line 31 and the second common line are arranged on the DC side of each converter 20 so that the first converter 21 and the second converter 22 are arranged alternately. Connect to 32. As a result, the number of resistors provided between the converters 20 connected in parallel can be increased, and the current imbalance can be suppressed more appropriately.

図4は、実施形態に係る電力変換装置の変形例を模式的に表すブロック図である。
図4に表したように、電力変換装置10bでは、各変換器20が、第1直流端子20aと、第2直流端子20bと、第1交流端子20cと、第2交流端子20dと、第3交流端子20eと、を有する。
FIG. 4 is a block diagram schematically showing a modified example of the power conversion device according to the embodiment.
As shown in FIG. 4, in the power converter 10b, each converter 20 has a first DC terminal 20a, a second DC terminal 20b, a first AC terminal 20c, a second AC terminal 20d, and a third. It has an AC terminal 20e and.

第1交流端子20cは、インダクタ64uを介して第1交流端子60uに接続されている。第2交流端子20dは、インダクタ64vを介して第2交流端子60vに接続されている。第3交流端子20eは、インダクタ64wを介して第1交流端子60wに接続されている。このように、各変換器20のそれぞれを、各交流端子60u、60v、60wのそれぞれに接続してもよい。 The first AC terminal 20c is connected to the first AC terminal 60u via an inductor 64u. The second AC terminal 20d is connected to the second AC terminal 60v via an inductor 64v. The third AC terminal 20e is connected to the first AC terminal 60w via an inductor 64w. In this way, each of the converters 20 may be connected to each of the AC terminals 60u, 60v, and 60w.

図5は、実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。
電力変換装置10bにおいて、各変換器20は、6つのスイッチング素子101〜106と、6つの整流素子111〜116と、を有する。各変換器20は、6つのスイッチング素子101〜106をフルブリッジ接続した3レグのフルブリッジ回路である。
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the converter according to the embodiment.
In the power converter 10b, each converter 20 has six switching elements 101-106 and six rectifying elements 111-116. Each converter 20 is a 3-leg full-bridge circuit in which six switching elements 101 to 106 are fully bridge-connected.

直列に接続されたスイッチング素子101、102の一端は、第1直流端子20aと電気的に接続されている。スイッチング素子101、102の他端は、第2直流端子20bと電気的に接続されている。そして、スイッチング素子101とスイッチング素子102との接続点は、第1交流端子20cと電気的に接続されている。 One end of the switching elements 101 and 102 connected in series is electrically connected to the first DC terminal 20a. The other ends of the switching elements 101 and 102 are electrically connected to the second DC terminal 20b. The connection point between the switching element 101 and the switching element 102 is electrically connected to the first AC terminal 20c.

直列に接続されたスイッチング素子103、104の一端は、第1直流端子20aと電気的に接続されている。スイッチング素子103、104の他端は、第2直流端子20bと電気的に接続されている。そして、スイッチング素子103とスイッチング素子104との接続点は、第2交流端子20dと電気的に接続されている。 One end of the switching elements 103 and 104 connected in series is electrically connected to the first DC terminal 20a. The other ends of the switching elements 103 and 104 are electrically connected to the second DC terminal 20b. The connection point between the switching element 103 and the switching element 104 is electrically connected to the second AC terminal 20d.

直列に接続されたスイッチング素子105、106の一端は、第1直流端子20aと電気的に接続されている。スイッチング素子105、106の他端は、第2直流端子20bと電気的に接続されている。そして、スイッチング素子105とスイッチング素子106との接続点は、第3交流端子20eと電気的に接続されている。 One end of the switching elements 105 and 106 connected in series is electrically connected to the first DC terminal 20a. The other ends of the switching elements 105 and 106 are electrically connected to the second DC terminal 20b. The connection point between the switching element 105 and the switching element 106 is electrically connected to the third AC terminal 20e.

各整流素子111〜116は、各スイッチング素子101〜106に逆並列に接続されている。 The rectifying elements 111 to 116 are connected to the switching elements 101 to 106 in antiparallel.

このように構成された電力変換装置10bにおいても、各第1抵抗器51及び各第2抵抗器52を直流側に設けることにより、上記実施形態と同様に、損失を抑えつつ、並列に接続された複数の変換器20における電流の不平衡を抑制することができる。 Also in the power converter 10b configured in this way, by providing each first resistor 51 and each second resistor 52 on the DC side, they are connected in parallel while suppressing loss as in the above embodiment. It is possible to suppress the imbalance of current in the plurality of converters 20.

また、電力変換装置10bでは、交流電力系統の交流電力が、三相交流電力の場合を例示している。交流電力系統の交流電力が単相交流電力の場合に、各変換器20のそれぞれを、各交流端子60u、60vのそれぞれに接続する場合には、各変換器20を2レグのフルブリッジ回路とすればよい。 Further, in the power conversion device 10b, the case where the AC power of the AC power system is a three-phase AC power is illustrated. When the AC power of the AC power system is single-phase AC power and each converter 20 is connected to each of the AC terminals 60u and 60v, each converter 20 is connected to a 2-leg full bridge circuit. do it.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

10、10a、10b…電力変換装置、 20〜23…変換器、 31…第1共通線、 32…第2共通線、 41…第1配線、 42…第2配線、 43、44…配線、 50…電荷蓄積素子、 51…第1抵抗器、 52…第2抵抗器、 60u…第1交流端子、 60v…第2交流端子、 60w…第3交流端子、 62…蓄電部、 64…インダクタ、 101〜106…スイッチング素子、 111〜116…整流素子 10, 10a, 10b ... Power converter, 20-23 ... Converter, 31 ... 1st common line, 32 ... 2nd common line, 41 ... 1st wiring, 42 ... 2nd wiring, 43, 44 ... Wiring, 50 ... Charge storage element, 51 ... 1st resistor, 52 ... 2nd resistor, 60u ... 1st AC terminal, 60v ... 2nd AC terminal, 60w ... 3rd AC terminal, 62 ... Power storage unit, 64 ... inductor, 101 ~ 106 ... Switching element, 111-116 ... Rectifying element

Claims (4)

スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチングにより、交流電力から直流電力への変換、及び直流電力から交流電力への変換の少なくとも一方を行う複数の変換器と、
前記複数の変換器の直流側に設けられた第1共通線と、
前記複数の変換器の直流側に設けられ、前記第1共通線よりも低電位に設定される第2共通線と、
前記複数の変換器のそれぞれと前記第1共通線とを接続する複数の第1配線と、
前記複数の変換器のそれぞれと前記第2共通線とを接続する複数の第2配線と、
前記複数の変換器のそれぞれの直流側において、前記第1配線と前記第2配線との間に設けられた複数の電荷蓄積素子と、
前記複数の第1配線のそれぞれの間に配置され、全体として直列の抵抗列を構成するように前記第1共通線に設けられた複数の第1抵抗器と、
を備えた電力変換装置。
A plurality of converters having a switching element and performing at least one of conversion from AC power to DC power and conversion from DC power to AC power by switching the switching element.
The first common line provided on the DC side of the plurality of converters and
A second common line provided on the DC side of the plurality of converters and set to a lower potential than the first common line,
A plurality of first wirings connecting each of the plurality of converters and the first common line, and
A plurality of second wirings connecting each of the plurality of converters and the second common line, and
On the DC side of each of the plurality of converters, a plurality of charge storage elements provided between the first wiring and the second wiring, and
Wherein disposed respectively between the plurality of first wirings, a plurality of first resistors provided on the first common line so that make up the series resistor string as a whole,
Power converter equipped with.
前記複数の第2配線のそれぞれの間に配置され、全体として直列の抵抗列を構成するように前記第2共通線に設けられた複数の第2抵抗器を、さらに備えた請求項1記載の電力変換装置。 Disposed between each of the plurality of second wiring as a whole a plurality of second resistors provided on the second common line so that make up the series resistor string further claim 1, further comprising Power converter. 前記交流電力は、三相交流電力であり、
第1交流端子と、第2交流端子と、第3交流端子と、をさらに備え、
前記複数の変換器は、
前記第1交流端子に接続された複数の第1変換器と、
前記第2交流端子に接続された複数の第2変換器と、
前記第3交流端子に接続された複数の第3変換器と、
を有し、
前記複数の変換器の直流側は、前記第1変換器、前記第2変換器、前記第3変換器の順に繰り返し並ぶように、前記第1共通線及び前記第2共通線に接続されている請求項1又は2に記載の電力変換装置。
The AC power is a three-phase AC power.
Further provided with a first AC terminal, a second AC terminal, and a third AC terminal,
The plurality of converters
A plurality of first converters connected to the first AC terminal,
A plurality of second converters connected to the second AC terminal,
A plurality of third converters connected to the third AC terminal,
Have,
The DC side of the plurality of converters is connected to the first common line and the second common line so as to be repeatedly arranged in the order of the first converter, the second converter, and the third converter. The power converter according to claim 1 or 2.
前記交流電力は、単相交流電力であり、
第1交流端子と、第2交流端子と、をさらに備え、
前記複数の変換器は、
前記第1交流端子に接続された複数の第1変換器と、
前記第2交流端子に接続された複数の第2変換器と、
を有し、
前記複数の変換器の直流側は、前記第1変換器と前記第2変換器とが交互に並ぶように、前記第1共通線及び前記第2共通線に接続されている請求項1又は2に記載の電力変換装置。
The AC power is single-phase AC power, and is
Further equipped with a first AC terminal and a second AC terminal,
The plurality of converters
A plurality of first converters connected to the first AC terminal,
A plurality of second converters connected to the second AC terminal,
Have,
Claim 1 or 2 in which the DC side of the plurality of converters is connected to the first common line and the second common line so that the first converter and the second converter are arranged alternately. The power converter described in.
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