JP2000092892A - 電動機の制御装置 - Google Patents
電動機の制御装置Info
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- JP2000092892A JP2000092892A JP10256741A JP25674198A JP2000092892A JP 2000092892 A JP2000092892 A JP 2000092892A JP 10256741 A JP10256741 A JP 10256741A JP 25674198 A JP25674198 A JP 25674198A JP 2000092892 A JP2000092892 A JP 2000092892A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サージ電圧、昇圧トランスの偏磁や過励磁、
インバータ出力の中性点電圧の変動、モータの軸受けベ
アリングの電食破損、モータやモータケーブルの浮遊容
量を介して流れる漏洩電流を防止する。 【解決手段】 パルス幅変調によって電動機４を制御す
る可変電圧可変周波数の電圧を出力するインバータ部２
と、前記インバータ部２の出力電圧を正弦波に変換して
出力する正弦波フィルタ部７と、前記正弦波フィルタ部
７の出力電圧を昇圧し前記電動機４へ出力する昇圧トラ
ンス３とを有する電動機４の制御装置において、前記昇
圧トランス３の１次側巻線または２次側巻線の少なくと
も一方を星形結線とし前記星形結線の中性点を接地した
ことを特徴とする電動機の制御装置。
インバータ出力の中性点電圧の変動、モータの軸受けベ
アリングの電食破損、モータやモータケーブルの浮遊容
量を介して流れる漏洩電流を防止する。 【解決手段】 パルス幅変調によって電動機４を制御す
る可変電圧可変周波数の電圧を出力するインバータ部２
と、前記インバータ部２の出力電圧を正弦波に変換して
出力する正弦波フィルタ部７と、前記正弦波フィルタ部
７の出力電圧を昇圧し前記電動機４へ出力する昇圧トラ
ンス３とを有する電動機４の制御装置において、前記昇
圧トランス３の１次側巻線または２次側巻線の少なくと
も一方を星形結線とし前記星形結線の中性点を接地した
ことを特徴とする電動機の制御装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機を駆動する
ための制御装置に関する。
ための制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に従来の技術例を示す。図におい
て、１は商用電源、２はインバータ部、３は昇圧トラン
ス部、４は制御対象であるモータであり、インバータ２
のＰＷＭ出力を直接昇圧する方法である。
て、１は商用電源、２はインバータ部、３は昇圧トラン
ス部、４は制御対象であるモータであり、インバータ２
のＰＷＭ出力を直接昇圧する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来方法ではイン
バータ２と昇圧トランス３を接続するケーブルや、昇圧
トランス３とモータ４を接続するケーブルが長いとき
に、インバータの主回路素子の高速スイッチングと、ケ
ーブルの浮遊インピーダンスの影響によって過大なサー
ジ電圧が発生する。このサージ電圧によって、昇圧トラ
ンスのコイルやモータコイルの絶縁が劣化し、焼損に至
る場合がある。また、インバータ２は直流成分を含んだ
矩形波を出力するため、昇圧トランス内に偏磁現象が発
生し、特にインバータ２からの出力周波数の低周波領域
で昇圧トランスが過励磁になるという問題があった。さ
らに、モータ４のシャフトがアースブラシ等で接地され
ていない場合や、ファンなどのように負荷側が対地から
離れた状態であると、インバータ出力の中性点電圧の変
動に起因してモータの軸に電圧が生じ、モータのベアリ
ングに電食が発生し、破損するという問題があった。こ
の中性点電圧の変動は、モータやモータケーブルの浮遊
容量を介して流れる漏洩電流の原因にもなっていた。本
発明は、前述したサージ電圧、昇圧トランスの偏磁や過
励磁、インバータ出力の中性点電圧の変動、モータのベ
アリングの電食破損、モータやモータケーブルの浮遊容
量を介して流れる漏洩電流の問題点を解決した電動機の
制御装置を提供することを目的としている。
バータ２と昇圧トランス３を接続するケーブルや、昇圧
トランス３とモータ４を接続するケーブルが長いとき
に、インバータの主回路素子の高速スイッチングと、ケ
ーブルの浮遊インピーダンスの影響によって過大なサー
ジ電圧が発生する。このサージ電圧によって、昇圧トラ
ンスのコイルやモータコイルの絶縁が劣化し、焼損に至
る場合がある。また、インバータ２は直流成分を含んだ
矩形波を出力するため、昇圧トランス内に偏磁現象が発
生し、特にインバータ２からの出力周波数の低周波領域
で昇圧トランスが過励磁になるという問題があった。さ
らに、モータ４のシャフトがアースブラシ等で接地され
ていない場合や、ファンなどのように負荷側が対地から
離れた状態であると、インバータ出力の中性点電圧の変
動に起因してモータの軸に電圧が生じ、モータのベアリ
ングに電食が発生し、破損するという問題があった。こ
の中性点電圧の変動は、モータやモータケーブルの浮遊
容量を介して流れる漏洩電流の原因にもなっていた。本
発明は、前述したサージ電圧、昇圧トランスの偏磁や過
励磁、インバータ出力の中性点電圧の変動、モータのベ
アリングの電食破損、モータやモータケーブルの浮遊容
量を介して流れる漏洩電流の問題点を解決した電動機の
制御装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の電動機の制御装
置は、パルス幅変調によって電動機を制御する可変電圧
可変周波数の電圧を出力するインバータ部と、前記イン
バータ部の出力電圧を正弦波に変換して出力する正弦波
フィルタ部と、前記正弦波フィルタ部の出力電圧を昇圧
し前記電動機へ出力する昇圧トランスとを有する電動機
の制御装置において、前記昇圧トランスの１次側巻線ま
たは２次側巻線の少なくとも一方を星形結線とし前記星
形結線の中性点を接地したものである。また、前記電動
機の制御装置に置いて、前記インバータ部の筐体と前記
電動機のフレームと前記昇圧トランスのシールド板と前
記星形結線の中性点とを接地したものである。また、前
記電動機の制御装置に置いて、前記正弦波フィルタ部
は、前記インバータ部出力の各相に直列に接続されるリ
アクトルと、前記昇圧トランスの１次側の線間に星形結
線または環状結線されたコンデンサからなるものであ
る。また前記正弦波フィルタ部の各相と直列に共通鉄心
を持つコモンモードチョークコイルを接続したものであ
る。
置は、パルス幅変調によって電動機を制御する可変電圧
可変周波数の電圧を出力するインバータ部と、前記イン
バータ部の出力電圧を正弦波に変換して出力する正弦波
フィルタ部と、前記正弦波フィルタ部の出力電圧を昇圧
し前記電動機へ出力する昇圧トランスとを有する電動機
の制御装置において、前記昇圧トランスの１次側巻線ま
たは２次側巻線の少なくとも一方を星形結線とし前記星
形結線の中性点を接地したものである。また、前記電動
機の制御装置に置いて、前記インバータ部の筐体と前記
電動機のフレームと前記昇圧トランスのシールド板と前
記星形結線の中性点とを接地したものである。また、前
記電動機の制御装置に置いて、前記正弦波フィルタ部
は、前記インバータ部出力の各相に直列に接続されるリ
アクトルと、前記昇圧トランスの１次側の線間に星形結
線または環状結線されたコンデンサからなるものであ
る。また前記正弦波フィルタ部の各相と直列に共通鉄心
を持つコモンモードチョークコイルを接続したものであ
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。なお、同一名称には同一符号を付し重複
説明を省略する。図１は本発明の第一実施例の構成図で
ある。図において１は商用電源、２はＰＷＭインバータ
部、３は昇圧トランス部、４は制御対象であるモータ、
７はＰＷＭインバータ部２の出力電圧を正弦波に変換し
て出力する正弦波フィルタ部、８は昇圧トランスのシー
ルド板である。この正弦波フィルタ部７は、インバータ
部出力の各相に直列に接続されるリアクトル５と昇圧ト
ランス３の１次側の線間に星形結線または環状結線され
たコンデンサ６から構成されている。インバータ出力の
ＰＷＭ波形は正弦波フィルタ部７によって正弦波に変換
される。これによりインバータ出力電圧は高調波成分が
除去され前述のようなトランスやモータにおけるサージ
電圧、トランス部３における過励磁現象や偏磁現象を起
こすことなく昇圧され、交流電動機に与えられる。昇圧
トランス３の構成は、１次側巻線および２次側巻線の少
なくとも一方を星形結線とする。図１は１次側を環状結
線、２次側を星型結線にした例である。また、接地方法
は、星形結線の中性点を接地する。図１は、インバータ
の筐体、昇圧トランスのシールド板およびモータフレー
ムに接続される接地ケーブルを含めた一点接地とした例
である。図２に本発明の駆動装置を用いたシステムにお
けるインバータ出力電圧、モータ入力電圧およびモータ
軸電圧を示す。図２において（ａ）はインバータ出力電
圧であり、（ｂ）はモータ端子の入力電圧である。正弦
波フィルタ部７によってインバータ出力電圧の波形
（ａ）を正弦波化し、この正弦波電圧を昇圧してモータ
へ与えるので、モータ端子においても（ｂ）の波形のよ
うにようにサージ電圧は発生しない。またトランスの星
形結線の中性点を接地することで、トランスの２次側の
中性点電圧の変動を抑制できるので、（ｃ）のようにモ
ータ軸電圧も発生しない。第二実施例を図３に示す。図
３において図１と異なる部分は共通鉄心を持つコモンモ
ードチョークコイル（９）を正弦波フィルタ部の各相と
直列に接続した点だけである。このコモンモードチョー
クコイルによってインバータ出力のコモンモードインピ
ーダンスが高くなり、ＰＷＭインバータによって発生す
るコモンモード電圧、漏洩電流、モータの軸電圧を第一
実施例よりもさらに抑制することができる。このコモン
モードチョークコイルを接続する位置は、インバータ部
出力と昇圧トランスの間のどこでもよい。図３では、コ
モンモードチョークコイルをコンデンサ６と昇圧トラン
スの間に直列接続した例である。図４は第二実施例の変
形例であり、コモンモードチョークコイルをリアクトル
５とコンデンサ６との間に直列接続した例である。図５
はコモンモードチョークコイルの例を示す。各相の巻線
は全て同一回数、同一方向の極性を持ち、磁気的に互い
に結合される共通鉄心上に構成されている。零相電流が
零の場合は、共通鉄心に発生する磁束は相殺されるた
め、この電流に対してインピーダンスは零となるが、零
相電流が零でない場合はインピーダンスを持つものであ
る。
して説明する。なお、同一名称には同一符号を付し重複
説明を省略する。図１は本発明の第一実施例の構成図で
ある。図において１は商用電源、２はＰＷＭインバータ
部、３は昇圧トランス部、４は制御対象であるモータ、
７はＰＷＭインバータ部２の出力電圧を正弦波に変換し
て出力する正弦波フィルタ部、８は昇圧トランスのシー
ルド板である。この正弦波フィルタ部７は、インバータ
部出力の各相に直列に接続されるリアクトル５と昇圧ト
ランス３の１次側の線間に星形結線または環状結線され
たコンデンサ６から構成されている。インバータ出力の
ＰＷＭ波形は正弦波フィルタ部７によって正弦波に変換
される。これによりインバータ出力電圧は高調波成分が
除去され前述のようなトランスやモータにおけるサージ
電圧、トランス部３における過励磁現象や偏磁現象を起
こすことなく昇圧され、交流電動機に与えられる。昇圧
トランス３の構成は、１次側巻線および２次側巻線の少
なくとも一方を星形結線とする。図１は１次側を環状結
線、２次側を星型結線にした例である。また、接地方法
は、星形結線の中性点を接地する。図１は、インバータ
の筐体、昇圧トランスのシールド板およびモータフレー
ムに接続される接地ケーブルを含めた一点接地とした例
である。図２に本発明の駆動装置を用いたシステムにお
けるインバータ出力電圧、モータ入力電圧およびモータ
軸電圧を示す。図２において（ａ）はインバータ出力電
圧であり、（ｂ）はモータ端子の入力電圧である。正弦
波フィルタ部７によってインバータ出力電圧の波形
（ａ）を正弦波化し、この正弦波電圧を昇圧してモータ
へ与えるので、モータ端子においても（ｂ）の波形のよ
うにようにサージ電圧は発生しない。またトランスの星
形結線の中性点を接地することで、トランスの２次側の
中性点電圧の変動を抑制できるので、（ｃ）のようにモ
ータ軸電圧も発生しない。第二実施例を図３に示す。図
３において図１と異なる部分は共通鉄心を持つコモンモ
ードチョークコイル（９）を正弦波フィルタ部の各相と
直列に接続した点だけである。このコモンモードチョー
クコイルによってインバータ出力のコモンモードインピ
ーダンスが高くなり、ＰＷＭインバータによって発生す
るコモンモード電圧、漏洩電流、モータの軸電圧を第一
実施例よりもさらに抑制することができる。このコモン
モードチョークコイルを接続する位置は、インバータ部
出力と昇圧トランスの間のどこでもよい。図３では、コ
モンモードチョークコイルをコンデンサ６と昇圧トラン
スの間に直列接続した例である。図４は第二実施例の変
形例であり、コモンモードチョークコイルをリアクトル
５とコンデンサ６との間に直列接続した例である。図５
はコモンモードチョークコイルの例を示す。各相の巻線
は全て同一回数、同一方向の極性を持ち、磁気的に互い
に結合される共通鉄心上に構成されている。零相電流が
零の場合は、共通鉄心に発生する磁束は相殺されるた
め、この電流に対してインピーダンスは零となるが、零
相電流が零でない場合はインピーダンスを持つものであ
る。
【０００６】
【発明の効果】以上説明したように、パルス幅変調によ
って電動機を制御する可変電圧可変周波数の電圧を出力
するインバータ部と、前記インバータ部の出力電圧を正
弦波に変換して出力する正弦波フィルタ部と、前記正弦
波フィルタ部の出力電圧を昇圧し前記電動機へ出力する
昇圧トランスとを有する電動機の制御装置において、前
記昇圧トランスの１次側巻線または２次側巻線の少なく
とも一方を星形結線とし前記星形結線の中性点を接地し
たので、前述の軸電圧の発生原因となるモータに印可さ
れる電圧の中性点電圧とアースが同電位となるので、軸
電圧は発生せず、漏洩電流も流れない。また、インバー
タ出力電圧を正弦波フィルタによって正弦波化した電圧
波形を昇圧トランスによって昇圧するので、昇圧トラン
スやモータ端子には正弦波電圧が印加され、サージ電圧
は発生しないし、昇圧トランスの偏磁現象が起こった
り、過励磁になったりすることが避けられる。したがっ
て、本発明は交流電動機の駆動装置として次のような利
点がある。 （１）正弦波フィルタによってインバータ出力電圧が正
弦波化され、接続ケーブルが長いときでも、サージ電圧
の発生がない。 （２）昇圧トランスの１次側巻線および２次側巻線の少
なくとも一方を星形結線とし、星形結線の中性点を接地
することでモータに印可される電圧の中性点電圧とアー
スが同電位となり、軸電圧は発生せず、漏洩電流も流れ
ない。 （３）本発明の駆動装置は、低圧インバータで高圧モー
タを駆動する昇圧ドライブシステムに用いると効果的で
ある。
って電動機を制御する可変電圧可変周波数の電圧を出力
するインバータ部と、前記インバータ部の出力電圧を正
弦波に変換して出力する正弦波フィルタ部と、前記正弦
波フィルタ部の出力電圧を昇圧し前記電動機へ出力する
昇圧トランスとを有する電動機の制御装置において、前
記昇圧トランスの１次側巻線または２次側巻線の少なく
とも一方を星形結線とし前記星形結線の中性点を接地し
たので、前述の軸電圧の発生原因となるモータに印可さ
れる電圧の中性点電圧とアースが同電位となるので、軸
電圧は発生せず、漏洩電流も流れない。また、インバー
タ出力電圧を正弦波フィルタによって正弦波化した電圧
波形を昇圧トランスによって昇圧するので、昇圧トラン
スやモータ端子には正弦波電圧が印加され、サージ電圧
は発生しないし、昇圧トランスの偏磁現象が起こった
り、過励磁になったりすることが避けられる。したがっ
て、本発明は交流電動機の駆動装置として次のような利
点がある。 （１）正弦波フィルタによってインバータ出力電圧が正
弦波化され、接続ケーブルが長いときでも、サージ電圧
の発生がない。 （２）昇圧トランスの１次側巻線および２次側巻線の少
なくとも一方を星形結線とし、星形結線の中性点を接地
することでモータに印可される電圧の中性点電圧とアー
スが同電位となり、軸電圧は発生せず、漏洩電流も流れ
ない。 （３）本発明の駆動装置は、低圧インバータで高圧モー
タを駆動する昇圧ドライブシステムに用いると効果的で
ある。
【図１】本発明の第一実施例の構成図である。
【図２】本発明の第一実施例を用いた場合の波形図であ
り、(a) はインバータ出力電圧、(b) はモータ入力電
圧、(c) はモータ軸電圧である。
り、(a) はインバータ出力電圧、(b) はモータ入力電
圧、(c) はモータ軸電圧である。
【図３】本発明の第二実施例の構成図である。
【図４】本発明の第二実施例の構成図の変形例である。
【図５】本発明の第二実施例で使用するコモンモードチ
ョークコイルの構成図である。
ョークコイルの構成図である。
【図６】従来の交流電動機の駆動装置の構成図である。
１ 商用電源 ２ インバータ ３ 昇圧トランス ４ モータ ５ リアクトル ６ コンデンサ ７ 正弦波フィルタ ８ シールド板 ９ コモンモードチョークコイル
Claims (4)
- 【請求項１】 パルス幅変調によって電動機を制御する
可変電圧可変周波数の電圧を出力するインバータ部と、
前記インバータ部の出力電圧を正弦波に変換して出力す
る正弦波フィルタ部と、前記正弦波フィルタ部の出力電
圧を昇圧し前記電動機へ出力する昇圧トランスとを有す
る電動機の制御装置において、 前記昇圧トランスの１次側巻線または２次側巻線の少な
くとも一方を星形結線とし前記星形結線の中性点を接地
したことを特徴とする電動機の制御装置。 - 【請求項２】 パルス幅変調によって電動機を制御する
可変電圧可変周波数の電圧を出力するインバータ部と、
前記インバータ部の出力電圧を正弦波に変換して出力す
る正弦波フィルタ部と、前記正弦波フィルタ部の出力電
圧を昇圧し前記電動機へ出力する昇圧トランスとを有す
る電動機の制御装置において、 前記インバータ部の筐体と前記電動機のフレームと前記
昇圧トランスのシールド板と前記星形結線の中性点とを
接地したことことを特徴とする電動機の制御装置。 - 【請求項３】 前記正弦波フィルタ部は、前記インバー
タ部出力の各相に直列に接続されるリアクトルと前記昇
圧トランスの１次側の線間に星形結線または環状結線さ
れたコンデンサからなる請求項１または２に記載の電動
機の制御装置。 - 【請求項４】 前記正弦波フィルタ部の各相と直列に共
通鉄心を持つコモンモードチョークコイルを接続したこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電
動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25674198A JP4114109B2 (ja) | 1998-07-15 | 1998-09-10 | 電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20057298 | 1998-07-15 | ||
| JP10-200572 | 1998-07-15 | ||
| JP25674198A JP4114109B2 (ja) | 1998-07-15 | 1998-09-10 | 電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000092892A true JP2000092892A (ja) | 2000-03-31 |
| JP4114109B2 JP4114109B2 (ja) | 2008-07-09 |
Family
ID=26512272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25674198A Expired - Fee Related JP4114109B2 (ja) | 1998-07-15 | 1998-09-10 | 電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4114109B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004045043A1 (ja) * | 2002-11-11 | 2004-05-27 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | フィルタ装置 |
| EP2079161A1 (en) * | 2008-01-11 | 2009-07-15 | National University Corporation Nagaoka University of Technology | Alternating current motor drive circuit and electric vehicle drive circuit |
| JP2014003763A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Sinfonia Technology Co Ltd | 静止型空港電源 |
| CN105245140A (zh) * | 2014-06-30 | 2016-01-13 | 施耐德东芝换流器欧洲公司 | 用于起动同步电动马达的控制方法 |
| US9845011B2 (en) | 2011-11-24 | 2017-12-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Auxiliary power source device for vehicle |
| PL426640A1 (pl) * | 2018-08-10 | 2019-04-08 | Instytut Napędów I Maszyn Elektrycznych Komel | Ochrona układu izolacyjnego transformatora |
| KR20210137137A (ko) * | 2019-04-22 | 2021-11-17 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 교류 전동기 구동 시스템 |
-
1998
- 1998-09-10 JP JP25674198A patent/JP4114109B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004045043A1 (ja) * | 2002-11-11 | 2004-05-27 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | フィルタ装置 |
| EP2079161A1 (en) * | 2008-01-11 | 2009-07-15 | National University Corporation Nagaoka University of Technology | Alternating current motor drive circuit and electric vehicle drive circuit |
| US8040101B2 (en) | 2008-01-11 | 2011-10-18 | National University Corporation Nagaoka University Of Technology | Alternating current motor drive circuit and electric vehicle drive circuit |
| US9845011B2 (en) | 2011-11-24 | 2017-12-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Auxiliary power source device for vehicle |
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| JP2016015877A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-28 | シュネーデル、トウシバ、インベーター、ヨーロッパ、ソシエテ、パル、アクション、セプリフエＳｃｈｎｅｉｄｅｒ Ｔｏｓｈｉｂａ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ Ｅｕｒｏｐｅ Ｓａｓ | 同期電動機を始動させるための制御方法 |
| PL426640A1 (pl) * | 2018-08-10 | 2019-04-08 | Instytut Napędów I Maszyn Elektrycznych Komel | Ochrona układu izolacyjnego transformatora |
| PL241018B1 (pl) * | 2018-08-10 | 2022-07-18 | Instytut Napedow I Masz Elektrycznych Komel | System ochrony układu izolacyjnego transformatora |
| KR20210137137A (ko) * | 2019-04-22 | 2021-11-17 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 교류 전동기 구동 시스템 |
| KR102670615B1 (ko) | 2019-04-22 | 2024-05-29 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 교류 전동기 구동 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4114109B2 (ja) | 2008-07-09 |
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