JP2911558B2 - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JP2911558B2 JP2911558B2 JP2190141A JP19014190A JP2911558B2 JP 2911558 B2 JP2911558 B2 JP 2911558B2 JP 2190141 A JP2190141 A JP 2190141A JP 19014190 A JP19014190 A JP 19014190A JP 2911558 B2 JP2911558 B2 JP 2911558B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は電源電圧の瞬停時には支障無く運転を続行
できる電圧型のインバータ装置に関するものである。
できる電圧型のインバータ装置に関するものである。
［従来の技術］ 第３図は例えばインバータ応用マニュアル（電気書院
昭和60年発行）P.57に示された電圧型トランジスタイン
バータの構成図であり、図において１はダイオードブリ
ッジで構成された順変換器、２は順変換器１の直流出力
端に接続された平滑コンデンサ、３はトランジスタで構
成された逆変換器、VSは電源電圧、VDCは直流電圧であ
る。
昭和60年発行）P.57に示された電圧型トランジスタイン
バータの構成図であり、図において１はダイオードブリ
ッジで構成された順変換器、２は順変換器１の直流出力
端に接続された平滑コンデンサ、３はトランジスタで構
成された逆変換器、VSは電源電圧、VDCは直流電圧であ
る。
次に動作について説明する。直流電圧VDCは VDC＝1.35×VS ……（１） で表される。この直流電圧（VDC）は逆変換器３によっ
て所定の交流電圧、及び周波数の交流電源に逆変換され
る。この時、平滑コンデンサ２は順変換器１及び逆変換
器３から流れ込むリップル電流を吸収して電源電圧の平
滑作用を行う。このため平滑コンデンサ２の静電容量
（静電エネルギー;1/2CV2〔Ｊ〕）は、一般的にはイン
バータ出力容量の数％に設計される。
て所定の交流電圧、及び周波数の交流電源に逆変換され
る。この時、平滑コンデンサ２は順変換器１及び逆変換
器３から流れ込むリップル電流を吸収して電源電圧の平
滑作用を行う。このため平滑コンデンサ２の静電容量
（静電エネルギー;1/2CV2〔Ｊ〕）は、一般的にはイン
バータ出力容量の数％に設計される。
［発明が解決しようとする課題］ 従来のインバータ装置は以上のように構成されている
ので、電源電圧の瞬停時には平滑コンデンサ２に貯えら
れたエネルギーを負荷に供給する必要があるにもかかわ
らず、平滑コンデンサ２に貯えられるエネルギーはわず
かであるために短時間で放電が終了してしまう。そのた
め直流電圧が低下することになりインバータ装置が運転
不能になるという課題があった。
ので、電源電圧の瞬停時には平滑コンデンサ２に貯えら
れたエネルギーを負荷に供給する必要があるにもかかわ
らず、平滑コンデンサ２に貯えられるエネルギーはわず
かであるために短時間で放電が終了してしまう。そのた
め直流電圧が低下することになりインバータ装置が運転
不能になるという課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、瞬停発生時にも直流電圧を一定値に保持し、
運転を継続できる電圧型のインバータ装置を得ることを
目的とする。
たもので、瞬停発生時にも直流電圧を一定値に保持し、
運転を継続できる電圧型のインバータ装置を得ることを
目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明にかかるインバータ装置は、瞬停時に第１の
平滑コンデンサの端子電圧が第２の平滑コンデンサの端
子電圧より低くなると、当該第２の平滑コンデンサに蓄
積されたエネルギーを当該第１の平滑コンデンサの端子
電圧に重畳供給するダイオードと、瞬停時に始動され、
上記第２の平滑コンデンサの端子電圧を昇圧して上記第
１の平滑コンデンサの端子電圧に重畳供給する昇圧チョ
ッパと、上記第１の平滑コンデンサから出力された直流
電力を交流電力に変換する逆変換器とを備えたものであ
る。
平滑コンデンサの端子電圧が第２の平滑コンデンサの端
子電圧より低くなると、当該第２の平滑コンデンサに蓄
積されたエネルギーを当該第１の平滑コンデンサの端子
電圧に重畳供給するダイオードと、瞬停時に始動され、
上記第２の平滑コンデンサの端子電圧を昇圧して上記第
１の平滑コンデンサの端子電圧に重畳供給する昇圧チョ
ッパと、上記第１の平滑コンデンサから出力された直流
電力を交流電力に変換する逆変換器とを備えたものであ
る。
［作用］ この発明における昇圧チョッパ４は、電源電圧に瞬停
が生ずると低下した第１の平滑コンデンサ間の電圧を規
定値まで昇圧するように動作する。また、第２の平滑コ
ンデンサ11は、電源電圧の低下が所定値以下になった時
のエネルギー供給源として動作する。更に昇圧チョッパ
４の入出力間に設けられたダイオード13は補償動作開始
時に昇圧チョッパ４の動作が安定になるまで第２の平滑
コンデンサ11から第１の平滑コンデンサ２へバイパスし
て蓄積電流を供給する。
が生ずると低下した第１の平滑コンデンサ間の電圧を規
定値まで昇圧するように動作する。また、第２の平滑コ
ンデンサ11は、電源電圧の低下が所定値以下になった時
のエネルギー供給源として動作する。更に昇圧チョッパ
４の入出力間に設けられたダイオード13は補償動作開始
時に昇圧チョッパ４の動作が安定になるまで第２の平滑
コンデンサ11から第１の平滑コンデンサ２へバイパスし
て蓄積電流を供給する。
［発明の実施例］ 以下この発明の一実施例を図について説明する。図中
第２図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第１
図において、４は昇圧型（Boost）DC−DCコンバータか
らなる昇圧チョッパで、リアクトル5,ダイオード6,自己
消弧素子としての例えば、トランジスタ７及びチョッパ
制御装置８により構成される。９は電源電圧を検出する
電圧変成器PT、10は順変換器１の出力電圧を検出する直
流電圧検出器、11は第２の平滑コンデンサ、12は第２の
順変換器、13は昇圧チョッパ４の入出力間に設けられた
ダイオードである。ここで１を第１の順変換器、２を第
１の平滑コンデンサ、11を第２の平滑コンデンサと呼
ぶ。また自己消弧素子としては、トランジスタ以外に高
速スイッチング素子としてGTOやIGBT等がある。
第２図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第１
図において、４は昇圧型（Boost）DC−DCコンバータか
らなる昇圧チョッパで、リアクトル5,ダイオード6,自己
消弧素子としての例えば、トランジスタ７及びチョッパ
制御装置８により構成される。９は電源電圧を検出する
電圧変成器PT、10は順変換器１の出力電圧を検出する直
流電圧検出器、11は第２の平滑コンデンサ、12は第２の
順変換器、13は昇圧チョッパ４の入出力間に設けられた
ダイオードである。ここで１を第１の順変換器、２を第
１の平滑コンデンサ、11を第２の平滑コンデンサと呼
ぶ。また自己消弧素子としては、トランジスタ以外に高
速スイッチング素子としてGTOやIGBT等がある。
まず最初に詳細な説明に入る前に第２図を参照して昇
圧チョッパ４の動作の概要について述べる。この昇圧チ
ョッパ４はスイッチング用のトランジスタ７がONの時に
リアクトル５にエネルギーを蓄え、OFFの時にこのエネ
ルギーを入力電源に重畳させて出力に取り出す回路、す
なわち、入力電圧より出力電圧を高く取り出せる回路と
して特徴がある。
圧チョッパ４の動作の概要について述べる。この昇圧チ
ョッパ４はスイッチング用のトランジスタ７がONの時に
リアクトル５にエネルギーを蓄え、OFFの時にこのエネ
ルギーを入力電源に重畳させて出力に取り出す回路、す
なわち、入力電圧より出力電圧を高く取り出せる回路と
して特徴がある。
トランジスタ７がONのとき、リアクトル５に加わる電
圧はV1、OFFのときはVO−VIとなる。従って、定常状態
ではこの電源変化分が等しいとすると、 となる。断続モードの場合、トランジスタ７がONした場
合、入力電圧をV1とすると入力から供給される電力PON
は、昇圧チョッパ４に流れる電流がV1t/Lとなるので、 となる。また、トランジスタ７がOFFの期間でも電源か
ら電力が供給される。この時、入力電流は（VO−VI）t/
Lとなるので、OFFの期間に供給される電力POFFは、 となる。従って、出力電力POは上記（４），（５）式の
電力を夫々ｔ＝Ｏ〜TON,及びＯ〜TOFF期間積分した電力
の平均値と等しくなる。
圧はV1、OFFのときはVO−VIとなる。従って、定常状態
ではこの電源変化分が等しいとすると、 となる。断続モードの場合、トランジスタ７がONした場
合、入力電圧をV1とすると入力から供給される電力PON
は、昇圧チョッパ４に流れる電流がV1t/Lとなるので、 となる。また、トランジスタ７がOFFの期間でも電源か
ら電力が供給される。この時、入力電流は（VO−VI）t/
Lとなるので、OFFの期間に供給される電力POFFは、 となる。従って、出力電力POは上記（４），（５）式の
電力を夫々ｔ＝Ｏ〜TON,及びＯ〜TOFF期間積分した電力
の平均値と等しくなる。
ここで、TOFF＝VITON/（VI−VO）となるので、出力Ｐ
＝IOVOとして出力電圧VOを求めると、 よって、臨界点はIO＝VO/2L TON,リアクトル５の電流I
Lが連続となる条件は、 次に第１図の動作について説明する。通常の運転中で
は第１の順変換器１→第１の平滑コンデンサ２→逆変換
器３の経路で負荷にエネルギーが供給される。ここで瞬
停により電源電圧VSが低下したとなると負荷Ｌへの供給
エネルギーは、以下の経路で出力される。
＝IOVOとして出力電圧VOを求めると、 よって、臨界点はIO＝VO/2L TON,リアクトル５の電流I
Lが連続となる条件は、 次に第１図の動作について説明する。通常の運転中で
は第１の順変換器１→第１の平滑コンデンサ２→逆変換
器３の経路で負荷にエネルギーが供給される。ここで瞬
停により電源電圧VSが低下したとなると負荷Ｌへの供給
エネルギーは、以下の経路で出力される。
まず、第２の平滑コンデンサ11の端子電圧VIが第１の
平滑コンデンサ２の端子電圧VOよりも大（VI＞VO）で、
かつ昇圧チョッパ４の電流が立ち上がらない状態（トラ
ンジスタ７がOFF）では、第２の平滑コンデンサ11→ダ
イオード13→第１の平滑コンデンサ２→逆変換器３の経
路で負荷Ｌにエネルギーが供給される。
平滑コンデンサ２の端子電圧VOよりも大（VI＞VO）で、
かつ昇圧チョッパ４の電流が立ち上がらない状態（トラ
ンジスタ７がOFF）では、第２の平滑コンデンサ11→ダ
イオード13→第１の平滑コンデンサ２→逆変換器３の経
路で負荷Ｌにエネルギーが供給される。
また、第２の平滑コンデンサ11の端子電圧VIが第１の
平滑コンデンサ２の端子電圧VOよりも大（VI＞VO）の瞬
停状態で、かつ昇圧チョッパ４の電流が立ち上がった
（トランジスタ７がON）後は、第２の平滑コンデンサ11
→昇圧チョッパ４→第１の平滑コンデンサ２→逆変換器
３の経路で負荷Ｌにエネルギーが供給される。
平滑コンデンサ２の端子電圧VOよりも大（VI＞VO）の瞬
停状態で、かつ昇圧チョッパ４の電流が立ち上がった
（トランジスタ７がON）後は、第２の平滑コンデンサ11
→昇圧チョッパ４→第１の平滑コンデンサ２→逆変換器
３の経路で負荷Ｌにエネルギーが供給される。
さらに第２の平滑コンデンサ11の端子電圧VIが第１の
平滑コンデンサ２の端子電圧VOより小（VI＜VO）の瞬停
状態になると、第２の順変換器12→昇圧チョッパ４→第
１の平滑コンデンサ２→逆変換器３の経路で負荷Ｌにエ
ネルギが供給される。この時の昇圧チョッパ４の制御
は、電源電圧検出用のPT9の検出電圧と、直流電圧検出
器10の検出電圧及び該両検出電圧によってトランジスタ
７に制御信号を与えるチョッパ制御回路８の出力信号と
によって行われる。
平滑コンデンサ２の端子電圧VOより小（VI＜VO）の瞬停
状態になると、第２の順変換器12→昇圧チョッパ４→第
１の平滑コンデンサ２→逆変換器３の経路で負荷Ｌにエ
ネルギが供給される。この時の昇圧チョッパ４の制御
は、電源電圧検出用のPT9の検出電圧と、直流電圧検出
器10の検出電圧及び該両検出電圧によってトランジスタ
７に制御信号を与えるチョッパ制御回路８の出力信号と
によって行われる。
瞬停継続時間は通常１秒程度であり、電源電圧が回復
すれば定常状態にもどるので、第２の順変換器12,昇圧
チョッパ4,ダイオード13は短時間定格のものでよく、又
ダイオード13を備えたことで、チョッパの応答時間は標
準的なものでよく、瞬停中といえども逆変換器の運転を
継続可能にできる。
すれば定常状態にもどるので、第２の順変換器12,昇圧
チョッパ4,ダイオード13は短時間定格のものでよく、又
ダイオード13を備えたことで、チョッパの応答時間は標
準的なものでよく、瞬停中といえども逆変換器の運転を
継続可能にできる。
尚、上記実施例ではトランジスタを用いて説明した
が、GTO,IGBT等の他の自己消弧素子であってもよい。
が、GTO,IGBT等の他の自己消弧素子であってもよい。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、瞬停時に第１の平滑
コンデンサの端子電圧が第２の平滑コンデンサの端子電
圧より低くなると、当該第２の平滑コンデンサに蓄積さ
れたエネルギーを当該第１の平滑コンデンサの端子電圧
に重畳供給するダイオードと、瞬停時に始動され、上記
第２の平滑コンデンサの端子電圧を昇圧して上記第１の
平滑コンデンサの端子電圧に重畳供給する昇圧チョッパ
と、上記第１の平滑コンデンサから出力された直流電力
を交流電力に変換する逆変換器とを備えて構成したの
で、瞬停時にも装置の運転を継続でき、小形、安価で信
頼性の高い装置が得られる効果がある。また、昇圧チョ
ッパの制御応答が遅くても、ダイオードを介して第２の
平滑コンデンサからエネルギーの供給が行われ、装置が
安定に動作する効果がある。
コンデンサの端子電圧が第２の平滑コンデンサの端子電
圧より低くなると、当該第２の平滑コンデンサに蓄積さ
れたエネルギーを当該第１の平滑コンデンサの端子電圧
に重畳供給するダイオードと、瞬停時に始動され、上記
第２の平滑コンデンサの端子電圧を昇圧して上記第１の
平滑コンデンサの端子電圧に重畳供給する昇圧チョッパ
と、上記第１の平滑コンデンサから出力された直流電力
を交流電力に変換する逆変換器とを備えて構成したの
で、瞬停時にも装置の運転を継続でき、小形、安価で信
頼性の高い装置が得られる効果がある。また、昇圧チョ
ッパの制御応答が遅くても、ダイオードを介して第２の
平滑コンデンサからエネルギーの供給が行われ、装置が
安定に動作する効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す電圧形のインバータ
装置のブロック構成図、第２図は昇圧チョッパの動作原
理を示す説明図、第３図は従来の電圧形のインバータ装
置の構成を示すブロック図である。 図において、１は第１の順変換器、２は第１の平滑コン
デンサ、３は逆変換器、４は昇圧チョッパ、11は第２の
平滑コンデンサ、12は第２の順変換器、13はダイオード
である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
装置のブロック構成図、第２図は昇圧チョッパの動作原
理を示す説明図、第３図は従来の電圧形のインバータ装
置の構成を示すブロック図である。 図において、１は第１の順変換器、２は第１の平滑コン
デンサ、３は逆変換器、４は昇圧チョッパ、11は第２の
平滑コンデンサ、12は第２の順変換器、13はダイオード
である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】交流電源から交流電力を供給されると、当
該交流電力を直流電力に変換する第１の順変換器と、上
記第１の順変換器の直流出力端子間に接続された第１の
平滑コンデンサと、上記第１の順変換器と並列に接続さ
れ、上記交流電源から交流電力を供給されると、当該交
流電力を直流電力に変換する第２の順変換器と、上記第
２の順変換器の直流出力端子間に接続された第２の平滑
コンデンサと、瞬停時に上記第１の平滑コンデンサの端
子電圧が上記第２の平滑コンデンサの端子電圧より低く
なると、当該第２の平滑コンデンサに蓄積されたエネル
ギーを当該第１の平滑コンデンサの端子電圧に重畳供給
するダイオードと、瞬停時に始動され、上記第２の平滑
コンデンサの端子電圧を昇圧して上記第１の平滑コンデ
ンサの端子電圧に重畳供給する昇圧チョッパと、上記第
１の平滑コンデンサから出力された直流電力を交流電力
に変換する逆変換器とを備えたインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2190141A JP2911558B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2190141A JP2911558B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0479734A JPH0479734A (ja) | 1992-03-13 |
| JP2911558B2 true JP2911558B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=16253085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2190141A Expired - Fee Related JP2911558B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2911558B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH069346U (ja) * | 1992-06-29 | 1994-02-04 | 横河電機株式会社 | 電源システムのバックアップ回路 |
| JP4560657B2 (ja) * | 2000-12-08 | 2010-10-13 | レシップ株式会社 | 無停電電源装置 |
| KR20090113241A (ko) * | 2006-06-28 | 2009-10-29 | 가부시키가이샤 야스카와덴키 | 인버터 제어 장치 및 그 운전 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5445739A (en) * | 1977-09-20 | 1979-04-11 | Toshiba Corp | Inverter divece |
| JPS63194544U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-14 |
-
1990
- 1990-07-18 JP JP2190141A patent/JP2911558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0479734A (ja) | 1992-03-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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