JP2000092892A - 電動機の制御装置 - Google Patents
電動機の制御装置Info
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Abstract
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
ための制御装置に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ョークコイルの構成図である。
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)
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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 |
---|---|---|---|
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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 |
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JP4114109B2 JP4114109B2 (ja) | 2008-07-09 |
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-09-10 JP JP25674198A patent/JP4114109B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR20210137137A (ko) * | 2019-04-22 | 2021-11-17 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 교류 전동기 구동 시스템 |
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