JPH0686563A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JPH0686563A JPH0686563A JP4233459A JP23345992A JPH0686563A JP H0686563 A JPH0686563 A JP H0686563A JP 4233459 A JP4233459 A JP 4233459A JP 23345992 A JP23345992 A JP 23345992A JP H0686563 A JPH0686563 A JP H0686563A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直流中間回路を直接接地して地絡電流を抑制
するとともに電力変換装置の対地絶縁低減、回路動作安
定化を図ったものである。 【構成】 コンバータ１、インバータ２、コンバータ１
とインバータ２に挟まれた直流中間回路３を含む電力変
換装置であって、直流中間回路３が直流平滑コンデンサ
３１，３２からなり、その接続点Ｑが地絡電流によって
溶断されるヒューズ６或いはヒューズとヒューズ溶断後
も対地静電容量を低減する低抵抗体の並列接続体を介し
て接地されているものである。
するとともに電力変換装置の対地絶縁低減、回路動作安
定化を図ったものである。 【構成】 コンバータ１、インバータ２、コンバータ１
とインバータ２に挟まれた直流中間回路３を含む電力変
換装置であって、直流中間回路３が直流平滑コンデンサ
３１，３２からなり、その接続点Ｑが地絡電流によって
溶断されるヒューズ６或いはヒューズとヒューズ溶断後
も対地静電容量を低減する低抵抗体の並列接続体を介し
て接地されているものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流を交流に変換する
電力変換装置に関するものである。
電力変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来のＮＰＣ（中性点電位固定
方式）三相ブリッジインバータ方式による電力変換装置
の一例を示すものであり、斯る電力変換装置は、例え
ば、電気学会半導体電力変換研究会資料ＳＰＣ−９１−
３７（１９９１年６月２１日電気学会発行）の１１３頁
に示されている。図に於いて、１は交流を直流に変換す
るコンバータ、２は制御装置（図示なし）によって直流
を交流に変換するＧＴＯ（ゲートターンオフサイリス
タ）等からなるインバータ、３はリップル成分を吸収す
る直列接続された直流平滑コンデンサ３１，３２からな
る直流中間回路、４は高周波成分を抑制する直流平滑リ
アクトル、５は誘導電動機等の負荷である。
方式）三相ブリッジインバータ方式による電力変換装置
の一例を示すものであり、斯る電力変換装置は、例え
ば、電気学会半導体電力変換研究会資料ＳＰＣ−９１−
３７（１９９１年６月２１日電気学会発行）の１１３頁
に示されている。図に於いて、１は交流を直流に変換す
るコンバータ、２は制御装置（図示なし）によって直流
を交流に変換するＧＴＯ（ゲートターンオフサイリス
タ）等からなるインバータ、３はリップル成分を吸収す
る直列接続された直流平滑コンデンサ３１，３２からな
る直流中間回路、４は高周波成分を抑制する直流平滑リ
アクトル、５は誘導電動機等の負荷である。
【０００３】次に動作について説明する。コンバータ１
の直流出力は、直流平滑リアクトル４と直流中間回路３
によって、直流出力に含有する高周波成分とリップル電
圧が抑制されて平滑化されインバータ２に加えられる。
インバータ２は、制御装置による制御に基づいて、イン
バータ１から供給される直流電圧を交流電圧に変換し、
この交流電圧を負荷５に供給する。斯る電力変換装置で
は、直流中間回路３の直流平滑コンデンサ３１と３２の
接続点Ｑが直接接地されている。これは、全体回路の対
地静電容量を低下させることによって、零相電流（大地
漏洩電流）を抑制して安定化を図ると共に、対地絶縁強
度の低減を図るためである。
の直流出力は、直流平滑リアクトル４と直流中間回路３
によって、直流出力に含有する高周波成分とリップル電
圧が抑制されて平滑化されインバータ２に加えられる。
インバータ２は、制御装置による制御に基づいて、イン
バータ１から供給される直流電圧を交流電圧に変換し、
この交流電圧を負荷５に供給する。斯る電力変換装置で
は、直流中間回路３の直流平滑コンデンサ３１と３２の
接続点Ｑが直接接地されている。これは、全体回路の対
地静電容量を低下させることによって、零相電流（大地
漏洩電流）を抑制して安定化を図ると共に、対地絶縁強
度の低減を図るためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
た従来の電力変換装置は、図５の中のＰ或いはＮ電位点
が地絡した場合、漏電遮断器等によって地絡を検出して
コンバータ１とインバータ２を即時停止する。この際、
直流平滑コンデンサ３１，３２の残留エネルギーが地絡
点Ｐ或いはＮと接続点Ｑを結ぶ短絡回路系で放出される
為に、その放電電流によって地絡点に重大な損傷が生じ
たり、直流平滑コンデンサ３１，３２が破壊される恐れ
がある等の問題点がある。
た従来の電力変換装置は、図５の中のＰ或いはＮ電位点
が地絡した場合、漏電遮断器等によって地絡を検出して
コンバータ１とインバータ２を即時停止する。この際、
直流平滑コンデンサ３１，３２の残留エネルギーが地絡
点Ｐ或いはＮと接続点Ｑを結ぶ短絡回路系で放出される
為に、その放電電流によって地絡点に重大な損傷が生じ
たり、直流平滑コンデンサ３１，３２が破壊される恐れ
がある等の問題点がある。
【０００５】本発明は、上述のような課題を解決する為
になされたものであって、直流中間回路の直接接地を可
能にし、且つ、地絡点の損傷を軽微にすると共に直流平
滑コンデンサの破壊も防止できる電力変換装置を提供す
ることを目的とするものである。
になされたものであって、直流中間回路の直接接地を可
能にし、且つ、地絡点の損傷を軽微にすると共に直流平
滑コンデンサの破壊も防止できる電力変換装置を提供す
ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電力変換装
置は、交流を直流に変換するコンバータ、該コンバータ
の発生する直流を交流に変換するインバータ、及び該イ
ンバータと該コンバータの間に介在し直流平滑コンデン
サを有する直流中間回路からなり、前記直流中間回路が
ヒューズ或いはヒューズと抵抗体との並列接続体を介し
て接地されているものである。又、前記直流中間回路が
直列接続された直流平滑コンデンサからなる少なくとも
一つの直列接続体からなり、直列接続された該直流平滑
コンデンサの中間接続点がヒューズ或いはヒューズと抵
抗体との並列接続体を介して接地されているものであ
る。更に、前記直流中間回路が直流平滑コンデンサから
なり、該直流平滑コンデンサの正端子或いは負端子の何
れかがヒューズ或いはヒューズと抵抗体との並列接続体
を介して接地されている。
置は、交流を直流に変換するコンバータ、該コンバータ
の発生する直流を交流に変換するインバータ、及び該イ
ンバータと該コンバータの間に介在し直流平滑コンデン
サを有する直流中間回路からなり、前記直流中間回路が
ヒューズ或いはヒューズと抵抗体との並列接続体を介し
て接地されているものである。又、前記直流中間回路が
直列接続された直流平滑コンデンサからなる少なくとも
一つの直列接続体からなり、直列接続された該直流平滑
コンデンサの中間接続点がヒューズ或いはヒューズと抵
抗体との並列接続体を介して接地されているものであ
る。更に、前記直流中間回路が直流平滑コンデンサから
なり、該直流平滑コンデンサの正端子或いは負端子の何
れかがヒューズ或いはヒューズと抵抗体との並列接続体
を介して接地されている。
【０００７】
【作用】本発明に係る電力変換装置は、直流中間回路を
ヒューズ若しくはヒューズと低抵抗体の並列接続体を介
して接地することで、直流中間回路の地絡時に直流平滑
コンデンサの残留エネルギーの放出によって地絡電流が
速やかに限流遮断されるようにしたものである。
ヒューズ若しくはヒューズと低抵抗体の並列接続体を介
して接地することで、直流中間回路の地絡時に直流平滑
コンデンサの残留エネルギーの放出によって地絡電流が
速やかに限流遮断されるようにしたものである。
【０００８】
【実施例】実施例１．以下、本発明の実施例１を図に基
づいて説明する。図１に於いて、図５と同一符号は同一
部分を示しており、これら同一部分の説明は省略する。
６は直流中間回路３の接地点Ｑと接地間に接続されたヒ
ューズである。
づいて説明する。図１に於いて、図５と同一符号は同一
部分を示しており、これら同一部分の説明は省略する。
６は直流中間回路３の接地点Ｑと接地間に接続されたヒ
ューズである。
【０００９】次に、その動作について説明する。直流中
間回路のＰ或いはＮ電位点が地絡すると、地絡点から大
地、ヒューズ６、接続点Ｑを結ぶ短絡回路に地絡電流が
流れ、その大きさ、波形は直流平滑コンデンサの端子間
電圧、キャパシタンス、短絡回路のループインダクタン
スで略決まる。直流平滑コンデンサ３１，３２の端子間
電圧とキャパシタンスをそれぞれ３ＫＶ，２０ｍＦ、及
びループインダクタンスを５０μＨとすると、地絡電流
は波高値６０ＫＡ、周期６．２８ｍｓの振動電流となる
が、Ｑ点と接地間に接続されたヒューズ６は、この地絡
電流によって溶断発弧して限流作用を行うので、地絡電
流は６０ＫＡの波高値に達するよりかなり前に、図２に
示すように限流遮断される。従って、地絡点は直流平滑
コンデンサ３１，３２の残留エネルギーによって大きな
損傷を受けることがない。又、直流平滑コンデンサの放
電電流も同じく限流遮断されるので、コンデンサの破壊
が防止される。
間回路のＰ或いはＮ電位点が地絡すると、地絡点から大
地、ヒューズ６、接続点Ｑを結ぶ短絡回路に地絡電流が
流れ、その大きさ、波形は直流平滑コンデンサの端子間
電圧、キャパシタンス、短絡回路のループインダクタン
スで略決まる。直流平滑コンデンサ３１，３２の端子間
電圧とキャパシタンスをそれぞれ３ＫＶ，２０ｍＦ、及
びループインダクタンスを５０μＨとすると、地絡電流
は波高値６０ＫＡ、周期６．２８ｍｓの振動電流となる
が、Ｑ点と接地間に接続されたヒューズ６は、この地絡
電流によって溶断発弧して限流作用を行うので、地絡電
流は６０ＫＡの波高値に達するよりかなり前に、図２に
示すように限流遮断される。従って、地絡点は直流平滑
コンデンサ３１，３２の残留エネルギーによって大きな
損傷を受けることがない。又、直流平滑コンデンサの放
電電流も同じく限流遮断されるので、コンデンサの破壊
が防止される。
【００１０】尚、上記実施例１では、ヒューズ６により
地絡電流を限流遮断するようにしたが、ヒューズ６の溶
断によって直流中間回路３は接地から切り離されること
となる。通常は地絡電流の検出によって電力変換装置の
運転は停止されるので、ヒューズ６の溶断によって接地
から切り離されても支障がない。しかし、ヒューズ溶断
後も接地と接続されていることが必要な電力変換装置に
あっては、図３に示す実施例２が適用される。
地絡電流を限流遮断するようにしたが、ヒューズ６の溶
断によって直流中間回路３は接地から切り離されること
となる。通常は地絡電流の検出によって電力変換装置の
運転は停止されるので、ヒューズ６の溶断によって接地
から切り離されても支障がない。しかし、ヒューズ溶断
後も接地と接続されていることが必要な電力変換装置に
あっては、図３に示す実施例２が適用される。
【００１１】実施例２．本発明の実施例２について図３
に基づいて説明する。尚、図１と同一符号は、同一部分
を示しており、同一部分の説明は省略する。７はヒュー
ズ６に並列接続された低抵抗体であり、地絡電流によっ
てヒューズ６が溶断した後は、地絡電流は低抵抗体７に
移り、直流平滑コンデンサ３１或いは３２の端子間電圧
と低抵抗体７の抵抗値で決まる大きさに限流される。地
絡電流は、図４に抵抗体電流として示すように、直流平
滑コンデンサ３１或いは３２のキャパシタンスと低抵抗
体７の抵抗値で決まる時定数で減衰する。低抵抗体７の
抵抗値は、０．１〜１Ω程度で十分低く設定することに
よって、電力変換装置はヒューズ溶断後も低抵抗体７を
介して接地されているので、直流中間回路３の対地静電
容量を十分低くすることができ、それによって回路の安
定化を図ることができる。
に基づいて説明する。尚、図１と同一符号は、同一部分
を示しており、同一部分の説明は省略する。７はヒュー
ズ６に並列接続された低抵抗体であり、地絡電流によっ
てヒューズ６が溶断した後は、地絡電流は低抵抗体７に
移り、直流平滑コンデンサ３１或いは３２の端子間電圧
と低抵抗体７の抵抗値で決まる大きさに限流される。地
絡電流は、図４に抵抗体電流として示すように、直流平
滑コンデンサ３１或いは３２のキャパシタンスと低抵抗
体７の抵抗値で決まる時定数で減衰する。低抵抗体７の
抵抗値は、０．１〜１Ω程度で十分低く設定することに
よって、電力変換装置はヒューズ溶断後も低抵抗体７を
介して接地されているので、直流中間回路３の対地静電
容量を十分低くすることができ、それによって回路の安
定化を図ることができる。
【００１２】実施例３．実施例１，２では、直列接続さ
れた２組の直流平滑コンデンサ３１，３２の中点Ｑをヒ
ューズ６若しくはヒューズ６と低抵抗体７の並列接続体
を介して接地する場合を示したが、直流中間回路３を構
成する直流平滑コンデンサが直列接続でなく、即ち、接
続中間点Ｑがない場合は、直流平滑コンデンサの正端子
或いは負端子の何れか片側と接地間にヒューズ若しくは
ヒューズと低抵抗体の並列接続体を接続すればよい。
又、直流中間回路３が、直列接続された直流平滑コンデ
ンサが２組を越えて構成され、接続中間点Ｑが複数個の
ある場合は、接続の必要な中間点と接地間にヒューズ若
しくはヒューズと低抵抗体の並列接続体を設ければよ
い。
れた２組の直流平滑コンデンサ３１，３２の中点Ｑをヒ
ューズ６若しくはヒューズ６と低抵抗体７の並列接続体
を介して接地する場合を示したが、直流中間回路３を構
成する直流平滑コンデンサが直列接続でなく、即ち、接
続中間点Ｑがない場合は、直流平滑コンデンサの正端子
或いは負端子の何れか片側と接地間にヒューズ若しくは
ヒューズと低抵抗体の並列接続体を接続すればよい。
又、直流中間回路３が、直列接続された直流平滑コンデ
ンサが２組を越えて構成され、接続中間点Ｑが複数個の
ある場合は、接続の必要な中間点と接地間にヒューズ若
しくはヒューズと低抵抗体の並列接続体を設ければよ
い。
【００１３】
【発明の効果】上述のように、本発明の電力変換装置に
よれば、直流中間回路の接地を、ヒューズ或いはヒュー
ズと低抵抗体との並列接続体を介して行うので、直流中
間回路に地絡が生じたとしても地絡電流がヒューズによ
って限流遮断され、地絡点の損傷が軽微で済み、直流平
滑コンデンサの破壊もない。而も、ヒューズ溶断後も並
列抵抗によって電力変換装置の対地静電容量は十分低く
抑えられているので、電力変換装置全体回路の対地絡静
電容量が増大して零相電流が増して対地電位が不安定に
なることもなく、安全で動作の安定した電力変換装置が
得られる効果を奏するもである。
よれば、直流中間回路の接地を、ヒューズ或いはヒュー
ズと低抵抗体との並列接続体を介して行うので、直流中
間回路に地絡が生じたとしても地絡電流がヒューズによ
って限流遮断され、地絡点の損傷が軽微で済み、直流平
滑コンデンサの破壊もない。而も、ヒューズ溶断後も並
列抵抗によって電力変換装置の対地静電容量は十分低く
抑えられているので、電力変換装置全体回路の対地絡静
電容量が増大して零相電流が増して対地電位が不安定に
なることもなく、安全で動作の安定した電力変換装置が
得られる効果を奏するもである。
【図１】本発明の電力変換装置の実施例１を示す回路図
である。
である。
【図２】図１における地絡電流波形概念図である。
【図３】本発明の電力変換装置の実施例２を示す回路図
である。
である。
【図４】図３における地絡電流波形概念図である。
【図５】従来の電力変換装置の一例を示す回路図であ
る。
る。
１ コンバータ ２ インバータ ３ 直流中間回路 ４ 直流平滑リアクトル ５ 負荷 ６ ヒューズ ７ 低抵抗体
Claims (3)
- 【請求項１】 交流を直流に変換するコンバータ、該コ
ンバータの発生する直流を交流に変換するインバータ、
及び該インバータと該コンバータの間に介在し直流平滑
コンデンサを有する直流中間回路からなる電力変換装置
に於いて、前記直流中間回路がヒューズ或いはヒューズ
と抵抗体との並列接続体を介して接地されていることを
特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】 前記直流中間回路が直列接続された直流
平滑コンデンサからなる少なくとも一つの直列接続体か
らなり、直列接続された該直流平滑コンデンサの中間接
続点がヒューズ或いはヒューズと抵抗体との並列接続体
を介して接地されていることを特徴とする請求項１記載
の電力変換装置。 - 【請求項３】 前記直流中間回路が直流平滑コンデンサ
からなり、該直流平滑コンデンサの正端子或いは負端子
の何れかがヒューズ或いはヒューズと抵抗体との並列接
続体を介して接地されていることを特徴とする請求項１
記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233459A JPH0686563A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233459A JPH0686563A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0686563A true JPH0686563A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=16955367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4233459A Pending JPH0686563A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686563A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0682401A1 (de) * | 1994-05-11 | 1995-11-15 | Schaffner Elektronik Ag | Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit der ausgangsseitigen Spannung eines selbstgeführten Umrichters |
| GB2399465A (en) * | 2003-03-13 | 2004-09-15 | Bombardier Transp | A protection arrangement for transferring electric power to a power consumer |
-
1992
- 1992-09-01 JP JP4233459A patent/JPH0686563A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0682401A1 (de) * | 1994-05-11 | 1995-11-15 | Schaffner Elektronik Ag | Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit der ausgangsseitigen Spannung eines selbstgeführten Umrichters |
| GB2399465A (en) * | 2003-03-13 | 2004-09-15 | Bombardier Transp | A protection arrangement for transferring electric power to a power consumer |
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