JP3535477B2 - インバータ装置、インバータ変換方法およびインバータ装置の初期充電方法 - Google Patents
インバータ装置、インバータ変換方法およびインバータ装置の初期充電方法Info
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Description
を含むインバータ装置の主回路コンデンサ(平滑コンデ
ンサ)を初期充電するインバータ装置に関する。
00−50636号公報に記載されている一例構成を図
8、図9に示す。
ニットセル31〜39内の初期充電用サイリスターや初
期充電用リレーを制御して平滑コンデンサ32を初期充
電している。すなわち、主開閉器11が投入されると、
最初に電流制限抵抗器R13を介して平滑コンデンサ3
2を充電する。C・Rの数倍の時間が経過すれば十分な
電圧になっており、その後にサイリスター14(又はリ
レー)をオンする。この場合、各ユニットセル31〜3
9で初充電制御を実施している。
ットセルの員数倍のコスト(主回路の部品代と配線費用
と制御回路の部品代と配線費用)がかかり、特に多重イ
ンバータではユニットセルの数が多いので、その負担が
大きくなるという問題点を有する。例えば、図8、9に
示した多重インバータの場合はユニットセルが9台ある
ので、9倍のコストがかかることとなり、大きなコスト
負担となる。
失が発生するので変わりにリレーを用いることになるが
リレーではユニットセル内に実装する寸法上の困難さが
あり、装置全体が大型化するという問題点もある。
ンデンサ)の初期充電を低コストで、かつ電力効率を良
く行えるインバータ装置を提供することにある。
ろは、インバータ装置の入力側に設置される主トランス
に第3の巻線を設け、商用電源を第3の巻線を経由して
インバータ装置の平滑コンデンサに印加して初期充電を
するようにしたことにある。
図2にインバータユニット30の一例を示す。
チャートを用いて詳細に説明する。
器11、補助開閉器12、電流制限抵抗器(R)13、
3相入力側主トランス2と3相インバータユニット3
0、及び3相交流電動機(ACM)4から構成されてい
る。
に示す。
源103を可変周波数3相電圧104に変換し出力す
る。即ち、最初に3相交流電源103を3相全波ダイオ
ード整流器31で直流電圧(Vdc)105に変換しそ
の直流電圧(Vdc)105をコンデンサ(C)32で
平滑する。
圧(Vdc)105はトランジスタインバータ33で3
相可変周波数出力電圧104に変換され出力され、電動
機(ACM)4はその出力電圧で可変速度で駆動する。
おける平滑コンデンサ(C)32の初期充電について図
3のタイムチャートを用いて説明する。
させる前に予め平滑コンデンサ32に電圧を蓄電させて
おくことであり、この操作をしないで主開閉器11をオ
ンすると無電圧の平滑コンデンサ(C)32で商用交流
電源1を短絡することとなり過大な電流が流れて機器を
破損するのを防止するためである。
とする。このt1以前時刻t0に補助開閉器12をオン
開始させる。これによって主トランス2の3次巻線に電
源電圧を印加し、2次出力巻線経由で3相インバータユ
ニット30内のコンデンサ(C)32に直流電圧(Vd
c)105を充電する。この時電流制限抵抗器(R)1
3によって平滑コンデンサ(C)32に流入する電流が
制限されるので、過大に電流が流れることを抑制でき
る。通常運転状態ではこの第3の巻線は使用されず、電
流制限抵抗器(R)13による抵抗損失を発生しない。
実施例を示し、図5にインバータユニット30の一例を
示す。
チャートを用いて詳細に説明する。
電源1、主開閉器11、補助開閉器12、電流制限抵抗
器(R)13、3相入力主トランス2と3相インバータ
ユニット30、及び3相交流電動機(ACM)4から構
成されている。
ル41〜49の詳細を図5に示す。
源103を可変周波数3相電圧104に変換し出力す
る。3相交流電源103を各ユニットセル41〜49内
の3相全波ダイオード整流器31で直流電圧(Vdc)
105に変換し、その直流電圧(Vdc)105をコン
デンサ(C)32で平滑する。平滑された直流電圧(V
dc)105は各ユニットセルインバータ41〜49で
更に単相可変周波数電圧(U11〜13、V11〜1
3、W11〜13)106に変換され、その後で単相可
変周波数電圧を直列接続加算した3相可変交流電圧10
4として出力され、3相交流電動機(ACM)4を駆動
する。
が、図3の実施例では1相当たり3段の多重構成となっ
ているので高電圧の3相可変交流出力電圧104を得る
ことができる。
(C)32に初期充電を必要とすることは図1と同じで
ある。つまり、3相入力主トランス2の1次巻線から見
れば全てのインバータは並列に挿入されているからであ
る。
平滑コンデンサ32に電圧を蓄電させる操作をしないで
主開閉器11をオンすると無電圧の平滑コンデンサ
(C)32で商用交流電源1を短絡することとなって、
過大な電流が流れて機器を破損する場合がある。
期充電させる動作を説明する。主開閉器11をオン開始
させる時間をt1とする。このt1以前のt0に補助開
閉器をオン開始させる。これによって主トランス2の3
次巻線を介して、2次巻線から3相インバータユニット
30のユニットセル41〜49内のコンデンサ(C)3
2に直流電圧(Vdc)105を充電する。この時、電
流制限抵抗器13Rによって平滑コンデンサ(C)32
に流入する電流が制限され、過大電流が流れるのを防止
する。
の適用した実施例を示す。
源ではなく、別の任意の交流電源3となっている。この
場合は3相入力主トランス2の第3の巻線の巻数比を所
定の値に変更することによって容易に初期充電の機能を
得ることができる。また、電流制限抵抗R13は、抵抗
以外でも電流を制限できる機能のものであれば良く、例
えばインダクタンスやアクテブ電流制限器や更には大き
めに設定された第3次巻線の短絡リアクタンスを用いる
ことができる。
が、各ユニットセル内の初期充電制御用サイリスターを
削除できるので、そのサイリスター素子の電圧降下から
発生する電力損失分を削除できるので装置全体の効率を
向上でき、かつ装置のトータル配線工数を低減でき、装
置全体のコストを低減できる。
サイリスター又は初期充電制御用リレーを削除できるの
で、そのサイリスターまたはリレー部分の主回路とサイ
リスターゲートのオン/オフゲート配線またはリレーの
オン/オフ用コイル配線を削除できるので配線工数が下
げられる。
用サイリスター素子又は初期充電制御用リレーを削除で
きるので、その部品代を節約できる。
ットセル内の初期充電制御用サイリスターを削除できる
ので、そのサイリスター素子の電圧降下から発生する電
力損失分を削除できるので装置全体の効率を向上でき、
かつ装置のトータル配線工数を低減でき、装置全体のコ
ストを低減できる。本発明は特に多重インバータ装置に
用いるとその効率が顕著になる。
ルの一例構成図である。
チャートである。
ルの一例構成図である。
チャートである。
成図である。
Claims (8)
- 【請求項1】交流電源から所定の可変周波数電圧を生成
するインバータ装置において、平滑コンデンサを有する
複数のインバータユニットと、前記インバータ装置の入
力側に設置される主トランスを有し、前記主トランスの
一部をなすよう交流電源側に第3の巻線を設け、前記交
流電源を前記第3の巻線を経由して前記複数のインバー
タユニットの各々の平滑コンデンサに印加して初期充電
をするようにしたことを特徴とするインバータ装置。 - 【請求項2】複数個(n相xm段個)の第2次巻線を有
する入力側主トランスとユニットインバータセルをn相
m段接続して交流電源からn相の可変周波数電圧を出力
する多重インバータ装置において、前記入力側主トラン
スの一部をなすよう交流電源側に第3の巻線を設け、前
記交流電源を前記第3の巻線を経由して前記ユニットイ
ンバータセルの主回路コンデンサに印加して初期充電を
するようにしたことを特徴とするインバータ装置。 - 【請求項3】商用電源または任意の周波数電源から所定
の可変周波数電圧を生成するインバータ装置において、
平滑コンデンサを有する複数のインバータユニットと、
前記インバータ装置の入力側に設置される主トランスを
有し、前記主トランスの一部をなすよう電源側に第3の
巻線を設け、前記商用電源または任意の周波数電源また
は別の電源を前記第3の巻線を経由して前記複数のイン
バータユニットの各々の主回路コンデンサに印加して初
期充電をするようにしたことを特徴とするインバータ装
置。 - 【請求項4】1次巻線を商用電源に接続され、複数個の
2次巻線を有する主トランスと、前記複数個の2次巻線
からそれぞれ印加される交流電圧を直流電圧に変換し平
滑コンデンサで平滑された直流電圧を所定の可変周波数
電圧に変換する複数個のユニットインバータとを有し、
交流電源に接続される第3の巻線を前記主トランスに設
け、前記交流電源を前記第3の巻線を経由して前記複数
個のユニットインバータを構成するそれぞれの平滑コン
デンサに印加して初期充電をするようにしたことを特徴
とするインバータ装置。 - 【請求項5】1次巻線を商用電源に接続され、複数個の
2次巻線を有する主トランスと、前記複数個の2次巻線
からそれぞれ印加される交流電圧を直流電圧に変換し平
滑コンデンサで平滑された直流電圧を所定の可変周波数
電圧に変換する複数個のユニットインバータとを有し、
前記商用電源に接続される第3の巻線を前記主トランス
に設け、前記商用電源を前記第3の巻線を経由して前記
複数個のユニットインバータを構成するそれぞれの平滑
コンデンサに印加して初期充電をするようにしたことを
特徴とするインバータ装置。 - 【請求項6】1次巻線を商用電源に接続され、複数個
(n相xm段個)の2次巻線を有する主トランスと、直
流電圧を平滑する平滑コンデンサを有するユニットイン
バータをn相m段接続して商用電源からn相の可変周波
数電源を出力する多重インバータ装置において、前記商
用電源に接続される第3の巻線を前記主トランスに設
け、前記商用電源を前記第3の巻線を経由してn相m段
接続された前記複数個のユニットインバータを構成する
それぞれの平滑コンデンサに印加して初期充電をするよ
うにしたことを特徴とする多重インバータ装置。 - 【請求項7】交流電源から主トランスの一部をなす前記
電源側の第3の巻線を介して、複数のインバータユニッ
トの各々の平滑コンデンサに初期充電し、交流電源から
前記主トランスの一部をなす前記電源側の第1の巻線を
介して、前記複数のインバータユニットで可変周波数に
変換するインバータ変換方法。 - 【請求項8】1次巻線を商用電源に接続される主トラン
スの複数個の2次巻線からそれぞれ印加される交流電圧
を直流電圧に変換し平滑コンデンサで平滑された直流電
圧を所定の可変周波数電圧に変換する複数個のユニット
インバータを有するインバータ装置であって、前記商用
電源に接続される第3の巻線を前記主トランスに設け、
前記商用電源を前記第3の巻線を経由して前記複数個の
ユニットインバータを構成するそれぞれの平滑コンデン
サに印加して初期充電をするようにしたことを特徴とす
るインバータ装置の初期充電方法。
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