JPH03128698A - 電圧型インバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、ダイオードで構成される順変換器とトラン
ジスタで構成される自動式の逆変換器とを備え、逆変換
器をパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御〉して、出力に可変
電圧周波数を得る電圧型インバータ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Ｐ。 １９９、昭５Ｊ６０年９月、電気書院発行に示された従
来の電圧型インバータを示す構成国である。 図において、ｌは順変換器としてのダイオードコンバー
タ、２は直流コンタクタ、３は平滑用の大容量電解コン
デンサ、４はインバータ始動時、上記大容量電解コンデ
ンサ３を充電する限流抵抗、５はトランジスタで構成さ
れた逆変換器、６は出力としての電動機、７は電圧制御
用スイッチとしてのトランジスタスイッチ、８は放電抵
抗、９は直流電圧検出器、１０は直流電圧制御装置であ
る。 次に動作について説明する。まず、ダイオードコンバー
タ１で交流を一定電圧の直流に変換し、大容量電解コン
デンサ３で平滑し、この直流電圧を逆変換器５で、電動
機６の要求する電圧と周波数を持つ交流に逆変換する。 この波形処理は、逆変換器５をパルス幅変調制御して実
現されるが、図中ではこの制御回路を省略している。 この電圧型インバータは直流回路に大容量電解コンデン
サ３を有しているため、始動時に直流コンタクタ２を開
極し、限流抵抗４を通して大容量電解コンデンサ３を充
電することで突入電流を制限しいている。 また、直流電圧検出器９は大容量電解コンデンサ３の両
端の直流電圧を監視しているが、この直流電圧が第４図
（ｂ）に示すように所定の電圧値Ｖｏを越えてΔＶ大き
くなると、この現象を該直流電圧検出器９は電力回生中
であると判断する。 すなわち、電動機６が逆変換器５によって駆動される周
波数での回転数を上回って負荷側のエネルギーによって
駆動されると電動機６は発電機として作用するので、第
４図（ａ）に示すように直流電流Ｉｏは負の電流に変化
し、電源に電力回生を行う。この直流電圧が所定値を越
えた時、その検出信号を直流電圧制御装置１０に伝達す
ると、該直流電圧１ｉｌＩ御装置１０はトランジスタス
イッチ７をオン／オフ制御して大容量電解コンデンサ３
の電荷を放電抵抗８を介して消費させ、直流電圧を一定
値以下に保持するように制御する。 【発明が解決しようとする課題】 従来の電圧型インバータは以上のように構成されている
ので、電力回生運転中に直流電圧が電動運転時の１０〜
１５％も上昇し、高耐圧のインバータ素子を使用しなけ
ればならず高価となるなどの課題があった。 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、軽負荷電動運転時、あるいは電力回生運転時に
直流コンタクタを開極し、抵抗を通して電力を供給する
ことにより、直流電圧を定格時より予め１０〜１５％低
い値に保ち、電力回生運転時にも直流電圧が定格値を越
えないようにトランジスタスイッチを制御して耐圧の低
いインバータ素子の使用を可能にした電圧型インバータ
を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

この発明に係る電圧型インバータは逆変換器の入力側の
直流電圧を直流電圧検出器により検出すると共に、該逆
変換器に流れる直流電流を直流電流検出手段により検出
して電圧コントローラに取込み、前記電圧コントローラ
は電力回生動作時に電圧制御用スイッチの制御信号と直
流コンタクタのオフ信号を出力して直流電圧の上昇を抑
えるようにしたものである。

【作　用】

この発明における電圧コントローラは、電圧型インバー
タの直流電圧と直流電流とを直流電圧検出器及び直流電
流検出手段によって検出して取込み、電力回生動作時に
直流電流が所定値以下になると電圧制御用スイッチを制
御して直流電圧を放電する。また、直流コンタクタをオ
ンからオフに切換えて逆変換器の直流電圧を定格値より
低い値に抑制するように制御する。

【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３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、２１は軽負荷電動運転時、あるいは電力
回生運転時に電力の供給を行う抵抗、２２は直流電流検
出用ＤＣＣＴ　（直流変流器）、２３は直流電流検出器
、２４は負荷に応じて直流電圧を制御する電圧コントロ
ーラである。 次に動作について説明する。基本動作は従来例と同様で
あるので説明を省略する。 まず、直流電流をＤＣＣＴ２２によって検出し、直流電
流検出器２３を経て所定の信号波形に変換するが、この
直流電流が一定値以下（例えば、定格の５％以下）とな
った時に電圧コントローラ２４から出力信号を発生し、
直流コンタクタ２を開極して、抵抗２１を通し電圧降下
を行わせた状態で電力の供給を行う。同時に、トランジ
スタスイッチ７をＯＮ動作させ直流電圧を定格値より低
い値（例えば、定格値の９０％）になるように制御する
。この場合には、抵抗２１は定格負荷の０．５％の電力
を消費するだけでよいため小型のものですむことがわか
る。 このように制御を行うことで、トランジスタスイッチ７
の応答の遅れ等に起因する直流電圧リップルを考慮して
も、直流電圧は電力回生状態でも定格値以下に保持する
ことが可能となる。 従来方式の場合には前述したように電力回生運転になる
と、直流電圧が定格電圧ＶｏからΔＶ（通常１０〜１５
％）上昇する（第４図参照）。 これに対してこの発明の場合には第２図に示すように、
直流電流が一定値Δ■以下になると、これをＤＣＣＴ２
２で検出し、かつ直流電圧を直流電圧検出器９によって
検出して電圧コントローラ２４に入力し、定格電圧Ｖｏ
よりΔＶ１低い値にするように制御するので、電力回生
運転中といえども、リップル電圧を含め直流電圧が定格
値を越えることはない。 なお、上記実施例では、直流コンタクタを用いた例につ
いて述べたが、オン／オフが制御できるものであれば、
半導体スイッチであってもよい。 また、軽負荷電動運転中、及び電力回生運転中の電力供
給用の抵抗２１を新たに設けた例について説明したが、
限流抵抗４を大型にして、これと共用するようにしても
よい。更に、逆変換器５及び電圧制御用スイッチ７とし
てトランジスタを用いた例について説明したが、ＧＴ○
（ゲートターンオフ・サイリスク）等、他の自動式スイ
ッチを用いてもよい。

【発明の効果】

以上のように、この発明によれば、従来の直流電圧の検
出による直流電圧の制御に加え、ＤＣＣＴを設けて直流
電流を検出し、この直流電流を直流電流検出器によって
波形処理し、電圧コントローラに入力して電圧制御用ス
イッチを制御するようにしたので、前記電圧制御用スイ
ッチは低い耐圧の素子で仕様を満たすことになり、低価
格のもので足りることから装置を安価に構成できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電圧型インバータの
ブロック構成図、第２図はこの発明の効果を示す直流電
圧、電流の特性図、第３図は従来の電圧型インバータの
ブロック構成図、第４図は従来の直流電圧、電流の特性
図である。 図において、１は順変換器（ダイオードコンバータ）、
２は直流コンタクタ、３は大容量電解コンデンサ、４は
限流抵抗、５は逆変換器、７．は電圧制御用スイッチ（
トランジスタスイッチ）、９は直流電圧検出器、２１は
抵抗、２２はＤＣＣＴ、２３は直流電流検出器（２２，
２３は直流電流検出手段〉、２４は電圧コントローラで
ある。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 順変換器と逆変換器との間に大容量電解コンデンサを設
   け、該大容量電解コンデンサの突入電流を制御するため
   に直流コンタクタと限流抵抗とを並列にして順変換器の
   出力側に設け、かつ電力回生動作時に該大容量電解コン
   デンサ両端の直流電圧を検出する直流電圧検出器を設け
   、該直流電圧を一定に保持する電圧制御用スイッチを有
   する電圧型インバータにおいて、前記逆変換器に流れる
   直流電流を検出する直流電流検出手段と、前記直流電流
   検出手段、及び直流電圧検出器の出力信号を取込み電圧
   制御用スイッチをオンし、直流コンタクタを開極する制
   御信号を出力する電圧コントローラと、前記直流コンタ
   クタと並列に接続した抵抗とを備えたことを特徴とする
   電圧型インバータ。