サイクロコンバーター

サイクロコンバータ（CCV）またはサイクロインバータは、中間DCリンクなしでAC電源のセグメントから出力波形を合成することにより、一定振幅、一定周波数のAC波形をより低い周波数の別のAC波形に変換します（ Dorf 1993 、pp. 2241–2243およびLander 1993 、p. 181）。CCVには、循環電流型とブロッキングモード型の2つの主要なタイプがあり、市販の高出力製品のほとんどはブロッキングモード型です。^{[ 2 ]}  

位相制御型半導体制御整流器（SCR）はCCVの全範囲で使用できますが、低コスト、低電力のTRIACベースのCCVは本質的に抵抗負荷アプリケーションに限定されています。コンバータの出力電圧の振幅と周波数はどちらも可変です。三相CCVの出力対入力周波数比は、循環電流モードCCVの場合は約3分の1未満、ブロッキングモードCCVの場合は2分の1未満でなければなりません。（Lander 1993 、p. 188）^{[ 3 ]}出力波形品質は、 CCVの入力で位相シフト構成のスイッチングデバイスブリッジのパルス数が増加するにつれて向上します。一般に、CCVは1相/1相、3相/1相、および3相/3相の入出力構成を持つことができ、ほとんどのアプリケーションは3相/3相です。^{[ 1 ]} 

標準化された CCV の競争力のある出力定格範囲は、数メガワットから数十メガワットに及びます。CCV は、鉱山の巻き上げ機、圧延機の主モーター、^{[ 4 ]} 鉱石処理用のボールミル、セメントキルン、船舶の推進システム、^{[ 5 ]}スリップ電力回収巻線型誘導モーター (すなわち、シェルビウス駆動)、航空機の 400  Hz 発電に使用されます。^{[ 6 ]}サイクロコンバータの可変周波数出力は、実質的にゼロにまで下げることができます。これは、非常に大きなモーターを非常に低い回転数で全負荷で起動し、徐々に全速まで上げることができることを意味します。これは、たとえばボールミルで重要であり、空のバレルからミルを起動して徐々に全容量まで負荷をかけるのではなく、全負荷で起動することができます。このような機器の全負荷での「ハード スタート」は、基本的に停止したモーターに全電力を印加することになります。可変速と逆転は、熱間圧延製鉄所などのプロセスに不可欠です。従来は、SCR制御のDCモータが使用されていましたが、定期的なブラシ/整流子のメンテナンスが必要で、効率も低くなっていました。サイクロコンバータ駆動の同期モータは、メンテナンスが少なく、信頼性と効率が向上します。単相ブリッジCCVは、電気牽引用途でも広く使用されており、たとえば、 米国では25Hz、ヨーロッパでは16  2/  3Hzの電力を供給しています。^{[ 7 ] [ 8 ]}

CCVを含む位相制御コンバータは、IGBT、GTO、IGCTなどのスイッチングデバイスに基づくより高速なPWM自己制御コンバータに徐々に置き換えられつつありますが、これらの古い古典的なコンバータは、これらのアプリケーションの電力定格範囲の上限ではまだ使用されています。^{[ 3 ]}

CCVの動作により、CCVの入力と出力に電流と電圧の高調波が発生します。ACラインの高調波は、式^{[ 9 ]}に従ってCCVの入力に発生します。

f _h = f ₁ ( k q ±1) ± 6 n f _o、

どこ

• f _hは交流線路に課せられる高調波周波数であり、
• kとnは整数であり、
• qはパルス番号（6、12、…）です。
• f _oは CCV の出力周波数です。
• この方程式の最初の項は、6パルス構成から始まるパルス数変換器の高調波成分を表し、
• この式の第2項は、コンバータの側波帯特性周波数（関連する中間高調波および下位高調波を含む）を表します。

インライン参照

一般的な参考文献