JPH03145971A - High voltage pulse power supply - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce the cost and the size of a high voltage pulse power supply by alternately firing P side and N side electric valves in a power inverting section thereby consuming energy in a DC capacitor through a snubber resistor. CONSTITUTION:Upon firing of a P side GTO 43, charges flow from a P side snubber capacitor 412 through a snubber resistor 413 and the GTO 43, and the energy in the snubber capacitor 412 is consumed by the snubber resistor 413. Upon subsequent tiring of an N side GTO 44, energy in a snubber capacitor 422 is consumed by a snubber resistor 423. When the P side and N side GTOs 43, 44 are fired simultaneously and alternately, energy in a capacitor 3 is con sumed by the snubber resistors 412, 423. Consequently, the GTO elements 43, 44 function as conventional switches whereas the snubber resistors 413, 423 function as discharging resistors.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、大容量コンデンサを有する電圧型インバー
タにおける、大容量コンデンサのエネヤギー放電に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to energy discharge of a large capacitor in a voltage type inverter having a large capacitor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第８図は従来の電圧型インバータの構成図である。（１
）は順変換器でサイリスタ（ロ）〜（７）で構成される
。（２）は直流リアクト−レ、（３〉はコンデンサ％　
（１１）は３相の逆変換器でＧＴ（１１（４４，＠６４
１．−（財）とフリーホイーリングダイオードーーーー
ーーから構成される。なお、逆変換部（９）にはスナバ
回路を省略して示している。（７）はスイッチ％（８）
は放電抵抗である。ＱＯはモータである。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional voltage type inverter. (1
) is a forward converter and is composed of thyristors (b) to (7). (2) is DC reactor, (3> is capacitor%)
(11) is a three-phase inverter and GT (11(44, @64
1. - (foundation) and a freewheeling diode. Note that the snubber circuit is omitted from the inverse conversion section (9). (7) is switch% (8)
is the discharge resistance. QO is a motor.

次に動作について説明する。順変換器（１）で３相交流
を直流に変換し、直流フィーレタリアクトル（り、大容
量フィルタコンデンサ（３）で平滑された直流電圧を得
る。逆変換器（９）で再び交流に逆変換して交流モータ
（ＩＱを駆動する。Next, the operation will be explained. The forward converter (1) converts the three-phase AC into DC, and the DC feeder reactor (3) obtains a smoothed DC voltage.The inverse converter (9) converts the three-phase AC into DC again. It is converted to drive an AC motor (IQ).

ＧＴＯで構成されたＶＶＶＦ　（可変同波数可変電圧）
電源では、出力周波数が低い領域（例えば２０　Ｈｚ以
下）では直流電圧を一定にしてＰＷＭ制御して交流出力
電圧を変化させる。ｔた出力周波数が高い領域（例えば
２０〜６０　Ｈｚ）ではＰＡＭ　ＩＩＩ　＊を行ない直
流電圧を出力周波数に比例して増加させる。VVVF (variable same wave number variable voltage) composed of GTO
In a power supply, in a region where the output frequency is low (for example, 20 Hz or less), the DC voltage is kept constant and the AC output voltage is changed by PWM control. In a region where the output frequency is high (for example, 20 to 60 Hz), PAM III* is performed to increase the DC voltage in proportion to the output frequency.

ＧＴＯはスイッチング周波数があ憬り高くできないため
に、このような制御をする。GTO performs such control because the switching frequency cannot be made very high.

インバータを起動するときには、コンデンサ（３）の電
圧をモータ叫が回転している周波数に対応する電圧以下
に低下させる必要がある。例えばモータの回転周波数が
２０　Ｈｚ以下のときには、４００　Ｖ以下にする。第
１Ｏ図にこの関係を示す、川はインバータ停止後の回転
数の低下するカーブを表わし、１υは第９図から要求さ
れるインバータを起動するために必要なコンデンサ（３
）の電圧の上限値、このためにスイフｆ（７）と放電抵
抗（８）を設けて、インバータ停止後直ちにスイッチ（
７）を投入して、第１０図−の電圧特性を得る。When starting the inverter, it is necessary to reduce the voltage of the capacitor (3) below the voltage corresponding to the frequency at which the motor is rotating. For example, when the rotational frequency of the motor is 20 Hz or less, the voltage is set to 400 V or less. This relationship is shown in Figure 1O, where the river represents the curve in which the rotational speed decreases after the inverter stops, and 1υ is the capacitor required to start the inverter (3
), for which a swift f (7) and a discharge resistor (8) are provided, and the switch (
7) to obtain the voltage characteristics shown in FIG.

〔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、大容量の放電抵抗を設けなければｌらず、また直
流電圧が高い場合にはスイッ：Ｐ（７）が大型化すると
いう課題があった。[Problem to be solved by the invention] Since the conventional voltage type inverter is configured as described above, it is necessary to provide a discharge resistor with a large capacity, and when the DC voltage is high, the switch:P( 7) was becoming larger.

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、構成部品が少なく安価な装置を得ることを目的
とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide an inexpensive device with fewer components.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係る電圧型インバータは、直流コンデンサの
ｗｉｔｓのエネＩレギーを逆変換器のＰ側アームとＮ側
アームを交互に直流させてスナバ抵抗によって消費させ
る機能を持たせるようにしたものである。The voltage type inverter according to the present invention has a function of causing the energy I leg of the wits of the DC capacitor to be consumed by the snubber resistor by alternately passing DC through the P-side arm and the N-side arm of the inverter. .

〔作　用〕[For production]

この発明における装置においては、進度［８の主スイッ
ｙ−（第８図では、ＧＴＯ素子−９圓、１５Ｓ１．圓。In the device according to the present invention, the main switch y- (in FIG. 8, the GTO element-9 yen, 15S 1.yen.

１３１、Ｉ４１）が従来のスイッチ（７）の作用をし、
またスナバ抵抗が放電抵抗の作用をする。131, I41) acts as a conventional switch (7),
Additionally, the snubber resistor acts as a discharge resistor.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、ｔ４）　ｔ５１　（６）は逆変換部の各相
のアーム対、（ロ）４ｔ１はＰ側及びＮ側のスナバ回路
である。アーム対及びスナバ回路の具体例を第２図に示
す、　（４１１）、（４２りはスナバダイオード、（４
１２）　（４２２）はスナバコンデンサ％（４１３）　
（４２３）がスナバ抵抗である。別の逆変換部アーム対
の実施例を第３図に示す＠　（７３）　（７４）はＧＴ
Ｏ、（７５）　（７６）はフリーホイーリングダイオー
ド、（７７）はりアクドル、（７１１）　（７２１）は
スナバダイオード、（７１２）　（７２２）　はスナバ
コンデンサ、（７０３）はスナバ抵抗である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
In the figure, t4) t51 (6) is a pair of arms for each phase of the inverse conversion section, and (b) 4t1 is a P-side and N-side snubber circuit. A specific example of the arm pair and snubber circuit is shown in Fig. 2. (411), (42) are snubber diodes, (4
12) (422) is snubber capacitor% (413)
(423) is the snubber resistance. Another embodiment of the inverse converter arm pair is shown in FIG.
O, (75) and (76) are freewheeling diodes, (77) beam handles, (711) and (721) are snubber diodes, (712) and (722) are snubber capacitors, and (703) is a snubber resistor.

次に動作について説明する。第４図に示すようにＰ（Ｉ
ＩＧＴＯ−を点弧すると、Ｐ側スナバコンデンサ（４１
２）の電荷は、スナバ抵抗（４１３）、ＧＴＯＩＩを迦
って電流ｉを形成し、スナバコンデンサ（４１２）のエ
ネルギーはスナバ抵抗（４１３）で消費される。同時に
電流５が、コンデンサ（３）−ＧＴＯｎ−スナバダイオ
ード（４２１）−スナバコンデンサ（４２２）−コンデ
ンサ（３）の経路で流れ、コンデンサ（３）のエネルギ
ーの一部がスナバコンデンサ（４２２）に移る。続いて
第５図に示すようにＮａＧＴＯ（４４を直流するとスナ
バコンデンサ（４２２）のエネルギーはスナバ抵抗（４
２３）で消費される。（電流ｉ４）、同時にＰ側スナバ
コンデンサ（４１２）が、コンデンサ（３）から充電さ
れる。（電流ｉｎ　）−第１図のＧＴＯａｌＭ　　關軸
　−一を第６図に示すように、Ｐ（［１−一とＮ側（財
）−一を交互にいっせいに点弧すると、コンデンサ（３
）のエネＩレギーは、スナバ抵抗で消費される。スナバ
コンデンサの容量をＣ（Ｆ）とし、スイッチング周波数
をｆ（Ｈｚ）とすればコンデンサ（３）の電圧がＶ　（
ｖ、〕のとき単位時間にスナバ抵抗で消費されるエネＩ
レギーば２×−Ｘ　３　Ｘ　ＣＶ’ｘｆ　＝　３ｃｆｖ
２ｃｗＪであるから、茄〔Ω〕の放電抵抗を接続したの
と同一の効果がある。Next, the operation will be explained. As shown in Figure 4, P(I
When IGTO- is ignited, the P side snubber capacitor (41
The charge of 2) flows through the snubber resistor (413) and GTOII to form a current i, and the energy of the snubber capacitor (412) is consumed by the snubber resistor (413). At the same time, current 5 flows through the path of capacitor (3) - GTOn - snubber diode (421) - snubber capacitor (422) - capacitor (3), and part of the energy of capacitor (3) is transferred to snubber capacitor (422). . Next, as shown in Figure 5, when NaGTO (44) is DC-powered, the energy of the snubber capacitor (422) is transferred to the snubber resistor (44).
23) is consumed. (current i4), and at the same time, the P-side snubber capacitor (412) is charged from the capacitor (3). (current in) - GTOalM related axis -1 in Fig. 1, as shown in Fig.
) is consumed by the snubber resistor. If the capacitance of the snubber capacitor is C (F) and the switching frequency is f (Hz), the voltage of the capacitor (3) is V (
v, ], the energy I consumed by the snubber resistor per unit time
Legge 2 x - x 3 x cv'xf = 3cfv
Since it is 2 cwJ, it has the same effect as connecting a discharge resistor of Ω.

第７図に起動時のシーケンスを示す。１．で起動指令が
入力される。直ちにスイッチング放電を開始し、直流電
圧が一定値ｉで低下してからｔｘで、通常の運転を開始
する。Figure 7 shows the sequence at startup. 1. The start command is input. Switching discharge is immediately started, and after the DC voltage has decreased by a constant value i, normal operation is started at tx.

なお上記実施例では電気弁としてＧＴＯを用いたが、ス
ナバ構成が同一であれば他の電力半導体スイッチ素子を
用いたインバータであってもよい。In the above embodiment, a GTO was used as the electric valve, but an inverter using other power semiconductor switch elements may be used as long as the snubber configuration is the same.

また、インバータ停止後外部からの指令によって開議の
方法で直流電圧を低下させることができる。Furthermore, after the inverter is stopped, the DC voltage can be lowered by an external command.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、直流コンデンサのエ
ネルギーを逆変換部のＰＯ！１ｉｆｔ気弁とＮ側電気弁
を交互に点弧することでスナバ抵抗で消費させるように
したので、従来のようにスイッチ、放電抵抗などの特別
な付加装置が不要になり、装置が安価、小型になる効果
がある。As described above, according to the present invention, the energy of the DC capacitor is converted into the PO! By igniting the 1ift air valve and the N-side electric valve alternately, the energy is consumed by the snubber resistor, which eliminates the need for special additional devices such as switches and discharge resistors, making the device cheaper and more compact. It has the effect of

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明の一実施例によるＧＴＯインバータ、
第２図、第３図はアーム対の構成図、第４図、第５図は
直流コンデンサのエネＩレギー放電の説明図、第６図は
スイッチングのタイミングチャート図、第７図はインバ
ータ起動アｒレゴリズムの説明図、第８図は従来のＧＴ
Ｏ（ンバータの構成図、第９図ばＧＴＯインバータの直
流電圧と出力周波数の関係を示す図、第１０図はインバ
ータ停止後の電動機回転数と直流電圧の関係を示す図で
ある。 （１）・・・順変換器、（２）・・・リアクトル、（３
）・・・コンデンサ、＋４１　＋５）（６）・・・逆変
換器アーム対、（９）・・・逆変換器、叫・・・モータ
、ａｔ４４ｔｕｈ、−一（７３）　（７４）・・・ＧＴ
Ｏ，［ｍＭ　＠　閉ｌｌ　（７５）　（７６）・・・フ
リーホイーリングダイオード、（４１１）　（４２１）
　（７１１）　（７２１）・・・スナバダイオード、（
４１２）　（４２２）（７１ｚ）　（７２２）・・・ス
ナバコンデンサ、（４１３）　（４Ｚ３）　（７０３）
・・・スナｔ＜抵抗、（７７）・−・リアクトル。 なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代地穴　　大　岩　増　雄 第１！！！ ｆ　ＩＩＦ変挫豚 ２　リアントル ？キ変沖妹 １０　　モータ ４ｒ、ｏニス丁へ旧正を ４３．４４　：　６　ｒ　。 第２図 第３図 ４／１４２１　：　Ｚすへフイオ−Ｙ ４ｔ２４２２　：スデハ万テ゛７寸 ４１３、４２３　：スナハ禽ＮわＬ 第４図 第５図 第７！！ｌFIG. 1 shows a GTO inverter according to an embodiment of the present invention.
Figures 2 and 3 are configuration diagrams of arm pairs, Figures 4 and 5 are explanatory diagrams of DC capacitor energy I leg discharge, Figure 6 is a switching timing chart, and Figure 7 is an inverter start-up diagram. An explanatory diagram of r rego rhythm, Figure 8 is a conventional GT
(1) ... Forward converter, (2) ... Reactor, (3
)... Capacitor, +41 +5) (6)... Inverter arm pair, (9)... Inverter, shout... Motor, at44tuh, -1 (73) (74)... GT
O, [mM @ closedll (75) (76)...Freewheeling diode, (411) (421)
(711) (721)...Snubber diode, (
412) (422) (71z) (722)... Snubber capacitor, (413) (4Z3) (703)
...Snat t<resistance, (77) ---Reactor. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. Daijiana Oiwa Masuo No. 1! ! ! f IIF Hensetbuta 2 Lientre? Kihen Oki Sister 10 Motor 4r, old original to Onisto 43.44: 6r. Figure 2 Figure 3 4/1421: Z Hephio-Y 4t2422: Sudeha Banten 7 sun 413, 423: Sunah bird NwaL Figure 4 Figure 5 Figure 7! ! l

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）順変換器と、直流リアクトルとコンデンサからな
るフィルタと、コンデンサと抵抗とダイオードからなる
スナバ回路を有する逆変換部とを備えた電圧型インバー
タにおいて、前記逆変換部のＰ側アームとＮ側アームの
電気弁を交互に点弧させてフィルタコンデンサのエネル
ギーをスナバ回路の抵抗で消費させることを特徴とする
、電圧型インバータの駆動方法。(1) In a voltage type inverter equipped with a forward converter, a filter consisting of a DC reactor and a capacitor, and an inverse conversion section having a snubber circuit consisting of a capacitor, a resistor, and a diode, the P side arm of the inverse conversion section and the N A method for driving a voltage-type inverter, characterized in that electric valves in side arms are alternately fired to consume energy in a filter capacitor by a resistance in a snubber circuit. （２）インバータ起動指令入力後直ちにコンデンサのエ
ネルギーを放電し、コンデンサ電圧が所定の値まで低下
した後、インバータを起動させることを特徴とする請求
項第１項記載の電圧型インバータの駆動方法。(2) The method for driving a voltage type inverter according to claim 1, characterized in that the energy of the capacitor is discharged immediately after the inverter start command is input, and the inverter is started after the capacitor voltage has decreased to a predetermined value.