JPH07194132A - インバータ設備 - Google Patents
インバータ設備Info
- Publication number
- JPH07194132A JPH07194132A JP5335629A JP33562993A JPH07194132A JP H07194132 A JPH07194132 A JP H07194132A JP 5335629 A JP5335629 A JP 5335629A JP 33562993 A JP33562993 A JP 33562993A JP H07194132 A JPH07194132 A JP H07194132A
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- JP
- Japan
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- inverter
- zero
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- ground
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高次零相高調波成分の電流・電圧による保護
装置の誤動作を防止したインバータ設備を提供する。 【構成】 配電用変圧器を電源とする低圧母線を一次側
とし、二次側出力を誘導電動機４1等の負荷に接続ケー
ブルを介して供給するＰＷＭ形インバータ装置を複数台
備えたインバータ設備において、各ＰＷＭ形インバータ
装置３1は、それぞれ二次側接続ケーブル１１R，１
１S，１１Tの各相のメタルシースＭＳを絶縁ケーブル１
２R，１２S，１２Tで互いに接続し、接地抵抗１３を介
して接地する。この接地抵抗はインバータ装置の二次側
出力に含まれる零相高調波電流・電圧が一次側の保護リ
レーの誤動作電流・電圧として回り込むのを抑制する。
装置の誤動作を防止したインバータ設備を提供する。 【構成】 配電用変圧器を電源とする低圧母線を一次側
とし、二次側出力を誘導電動機４1等の負荷に接続ケー
ブルを介して供給するＰＷＭ形インバータ装置を複数台
備えたインバータ設備において、各ＰＷＭ形インバータ
装置３1は、それぞれ二次側接続ケーブル１１R，１
１S，１１Tの各相のメタルシースＭＳを絶縁ケーブル１
２R，１２S，１２Tで互いに接続し、接地抵抗１３を介
して接地する。この接地抵抗はインバータ装置の二次側
出力に含まれる零相高調波電流・電圧が一次側の保護リ
レーの誤動作電流・電圧として回り込むのを抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数台のＰＷＭ形イン
バータ装置を低圧母線に接続したインバータ設備に係
り、特に高次零相高調波対策を施したインバータ設備に
関する。
バータ装置を低圧母線に接続したインバータ設備に係
り、特に高次零相高調波対策を施したインバータ設備に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＷＭインバータは、低次高調波を抑制
した交流出力によって誘導電動機等の負荷に供給できる
ため、交流電動機の電源にして騒音低減や高速応答制御
等に効果的となる。
した交流出力によって誘導電動機等の負荷に供給できる
ため、交流電動機の電源にして騒音低減や高速応答制御
等に効果的となる。
【０００３】図４は、誘導電動機群を負荷とするインバ
ータ設備の配電系統を示す。配電用変圧器１で降圧され
た低圧母線２には多数のインバータ装置３1〜３Nがフィ
ーダ結線され、各インバータ装置３1〜３Nによって負荷
となる誘導電動機４1〜４Nに可変電圧可変周波（ＶＶＶ
Ｆ）の交流電力を供給して可変速運転を行う。
ータ設備の配電系統を示す。配電用変圧器１で降圧され
た低圧母線２には多数のインバータ装置３1〜３Nがフィ
ーダ結線され、各インバータ装置３1〜３Nによって負荷
となる誘導電動機４1〜４Nに可変電圧可変周波（ＶＶＶ
Ｆ）の交流電力を供給して可変速運転を行う。
【０００４】また、インバータ装置を介することなく、
低圧母線２から直接に誘導電動機５を運転する負荷構成
も設けられる。
低圧母線２から直接に誘導電動機５を運転する負荷構成
も設けられる。
【０００５】インバータ装置３1〜３Nは、インバータ装
置３1に代表して示すように、遮断器ＣＢと交流リアク
トルＡＣＬ及びフィルタＦＩＬを介してＰＷＭ形のＶＶ
ＶＦインバータＩＮＶに引き込み、インバータＩＮＶに
誘導電動機４1の運転出力を得る。
置３1に代表して示すように、遮断器ＣＢと交流リアク
トルＡＣＬ及びフィルタＦＩＬを介してＰＷＭ形のＶＶ
ＶＦインバータＩＮＶに引き込み、インバータＩＮＶに
誘導電動機４1の運転出力を得る。
【０００６】このような配電系統の保護手段として、イ
ンバータＩＮＶのフィーダ側に地絡過電流リレー（５１
Ｇ）ＯＣＧが設けられる。また、低圧母線２には、三相
計器用変圧器ＧＰＴを介して地絡過電圧リレー（６４）
ＯＶＧ及び零相電圧リレー（Ｖ0）ＶＺＲが設けられ
る。
ンバータＩＮＶのフィーダ側に地絡過電流リレー（５１
Ｇ）ＯＣＧが設けられる。また、低圧母線２には、三相
計器用変圧器ＧＰＴを介して地絡過電圧リレー（６４）
ＯＶＧ及び零相電圧リレー（Ｖ0）ＶＺＲが設けられ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】低圧母線１から多数の
インバータ負荷及びその他の一般用負荷に配電する系統
において、ＰＷＭ形インバータＩＮＶの負荷側には高次
零相高調波成分の電流・電圧が発生する。
インバータ負荷及びその他の一般用負荷に配電する系統
において、ＰＷＭ形インバータＩＮＶの負荷側には高次
零相高調波成分の電流・電圧が発生する。
【０００８】この零相高調波成分は、ＰＷＭ形インバー
タＩＮＶのキャリア（搬送波）周波数が高くなるほど零
相電流や零相電圧の増加として現れ、インバータの出力
段に設けられるフィルタでは除去しにくい。特に、最近
ではインバータを低騒音化するためにキャリア周波数を
高くする傾向にあり、零相高調波成分がますます高くな
ってきている。
タＩＮＶのキャリア（搬送波）周波数が高くなるほど零
相電流や零相電圧の増加として現れ、インバータの出力
段に設けられるフィルタでは除去しにくい。特に、最近
ではインバータを低騒音化するためにキャリア周波数を
高くする傾向にあり、零相高調波成分がますます高くな
ってきている。
【０００９】上記の零相高調波電流・電圧は、配電母線
２側にも回り込みを起こし、地絡過電圧リレーＯＶＧや
零相電圧リレーＶＺＲ及び地絡過電流リレーＯＣＧの誤
動作を招く問題があった。これを以下に詳細に説明す
る。
２側にも回り込みを起こし、地絡過電圧リレーＯＶＧや
零相電圧リレーＶＺＲ及び地絡過電流リレーＯＣＧの誤
動作を招く問題があった。これを以下に詳細に説明す
る。
【００１０】インバータＩＮＶの負荷側に発生する高調
波零相電圧は、負荷側の接続ケーブルのキャパシタンス
及び誘導電動機ＩＭ内部の対地キャパシタンスを介して
大地を通り、配電系統に回り込む。
波零相電圧は、負荷側の接続ケーブルのキャパシタンス
及び誘導電動機ＩＭ内部の対地キャパシタンスを介して
大地を通り、配電系統に回り込む。
【００１１】この回り込みは、（１）抵抗接地系では接
地抵抗ＮＧＲを通って、（２）直接接地系では変圧器１
の二次中性点を通って、（３）非接地系ではインバータ
ＩＮＶの一次側漂遊キャパシタンスを通って起きる。
地抵抗ＮＧＲを通って、（２）直接接地系では変圧器１
の二次中性点を通って、（３）非接地系ではインバータ
ＩＮＶの一次側漂遊キャパシタンスを通って起きる。
【００１２】この回り込みは、高調波電流・電圧がイン
バータＩＮＶに戻るという閉ループを構成して零相電流
を流し、この零相電流が接地抵抗ＮＧＲや漂遊キャパシ
タンスを通って電圧降下を起こし、これが地絡過電圧リ
レーＯＶＧや零相電圧リレーＶＺＲを動作させると共
に、インバータＩＮＶのフィーダの地絡過電流リレーＯ
ＣＧを動作させてしまうことがある。
バータＩＮＶに戻るという閉ループを構成して零相電流
を流し、この零相電流が接地抵抗ＮＧＲや漂遊キャパシ
タンスを通って電圧降下を起こし、これが地絡過電圧リ
レーＯＶＧや零相電圧リレーＶＺＲを動作させると共
に、インバータＩＮＶのフィーダの地絡過電流リレーＯ
ＣＧを動作させてしまうことがある。
【００１３】これらの動作は、地絡が起きていないにも
拘わらず生ずるもので、誤動作になる。
拘わらず生ずるもので、誤動作になる。
【００１４】本発明の目的は、高次零相高調波成分の電
流・電圧による保護装置の誤動作を防止したインバータ
設備を提供することにある。
流・電圧による保護装置の誤動作を防止したインバータ
設備を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、配電用変圧器を電源とする低圧母線を一
次側とし、二次側出力を誘導電動機等の負荷に接続ケー
ブルを介して供給するＰＷＭ形インバータ装置を複数台
備えたインバータ設備において、前記各ＰＷＭ形インバ
ータ装置は、それぞれ二次側接続ケーブルの各相のシー
スを互いに接続して接地抵抗を介して接地し、該接地抵
抗は前記二次側出力に含まれる零相高調波電流・電圧が
前記一次側の保護リレーの誤動作電流・電圧として回り
込むのを抑制する抵抗値にしたことを特徴とする。
決を図るため、配電用変圧器を電源とする低圧母線を一
次側とし、二次側出力を誘導電動機等の負荷に接続ケー
ブルを介して供給するＰＷＭ形インバータ装置を複数台
備えたインバータ設備において、前記各ＰＷＭ形インバ
ータ装置は、それぞれ二次側接続ケーブルの各相のシー
スを互いに接続して接地抵抗を介して接地し、該接地抵
抗は前記二次側出力に含まれる零相高調波電流・電圧が
前記一次側の保護リレーの誤動作電流・電圧として回り
込むのを抑制する抵抗値にしたことを特徴とする。
【００１６】また、本発明は、前記各ＰＷＭ形インバー
タ別にかつ各高調波次数別に求める定電圧源から平均的
な電圧を算出し、各接続ケーブルの長さと単位容量から
平均的な容量を求め、これら平均的な電圧及び容量から
零相電流を求めて必要な前記接地抵抗の抵抗値を求める
ことを特徴とする。
タ別にかつ各高調波次数別に求める定電圧源から平均的
な電圧を算出し、各接続ケーブルの長さと単位容量から
平均的な容量を求め、これら平均的な電圧及び容量から
零相電流を求めて必要な前記接地抵抗の抵抗値を求める
ことを特徴とする。
【００１７】
【作用】インバータ装置の二次側に現れる零相高調波電
流・電圧が接地系を介して一次側に回り込むのを接地抵
抗によって抑制し、一次側の保護リレーの誤動作を防止
する。
流・電圧が接地系を介して一次側に回り込むのを接地抵
抗によって抑制し、一次側の保護リレーの誤動作を防止
する。
【００１８】低圧母線に複数台のＰＷＭ形インバータ装
置が接続され、接地抵抗を設けたときの設備において、
インバータ装置の二次側から発生する高調波についての
等価回路は、図１に示すようになる。
置が接続され、接地抵抗を設けたときの設備において、
インバータ装置の二次側から発生する高調波についての
等価回路は、図１に示すようになる。
【００１９】定電圧源Ｅ21〜Ｅ2MはＭ台のインバータの
二次側に現れるｎ次高調波の電圧源を示し、コンデンサ
Ｃ21〜Ｃ2Mは各インバータと負荷を接続するケーブルが
持つ静電容量を示し、コンデンサＣ11〜Ｃ1Lは各インバ
ータの二次側の静電容量以外の静電容量を示し、抵抗Ｃ
ＶＲ1〜ＣＶＲMはケーブルシースと接地間に介挿する接
地抵抗を示す。
二次側に現れるｎ次高調波の電圧源を示し、コンデンサ
Ｃ21〜Ｃ2Mは各インバータと負荷を接続するケーブルが
持つ静電容量を示し、コンデンサＣ11〜Ｃ1Lは各インバ
ータの二次側の静電容量以外の静電容量を示し、抵抗Ｃ
ＶＲ1〜ＣＶＲMはケーブルシースと接地間に介挿する接
地抵抗を示す。
【００２０】この等価回路から各高調波次数別に零相電
流が求められ、それぞれを重畳の理に基づき加算するこ
とにより零相電流が求められる。また、ｎ次高調波電圧
が各インバータで異なるときは、二次側静電容量の重み
も加味して次のようにして平均的な電圧ＥnAVRを決定
し、このｎ次高調波電圧が全てのインバータに発生して
いることとして以下の式から算出する。
流が求められ、それぞれを重畳の理に基づき加算するこ
とにより零相電流が求められる。また、ｎ次高調波電圧
が各インバータで異なるときは、二次側静電容量の重み
も加味して次のようにして平均的な電圧ＥnAVRを決定
し、このｎ次高調波電圧が全てのインバータに発生して
いることとして以下の式から算出する。
【００２１】
【数１】
【００２２】接地抵抗ＣＶＲ1〜ＣＶＲMは、接続ケーブ
ルの単位長当たりに必要とする抵抗値ＣＶＲ0を求めて
おき、接続ケーブルの長さに応じて各インバータの接地
抵抗を比例演算で求めことができる。例えば、ケーブル
が２倍の長さであれば１／２の抵抗値にする。このとき
の等価回路は図２に示す回路に集約される。
ルの単位長当たりに必要とする抵抗値ＣＶＲ0を求めて
おき、接続ケーブルの長さに応じて各インバータの接地
抵抗を比例演算で求めことができる。例えば、ケーブル
が２倍の長さであれば１／２の抵抗値にする。このとき
の等価回路は図２に示す回路に集約される。
【００２３】
【実施例】図３は、本発明の一実施例を示す要部構成図
であり、インバータ装置３1と誘導電動機４1のケーブル
接続部を示す。
であり、インバータ装置３1と誘導電動機４1のケーブル
接続部を示す。
【００２４】インバータ装置３1のＲ，Ｓ，Ｔ相の出力
端と誘導電動機４1の電源端は、３本の接続ケーブル１
１R，１１S，１１Tによって接続される。各ケーブル１
１R，１１S，１１TのメタルシースＭＳには編組線を芯
線とする絶縁ケーブル１２R，１２S，１２Tの一端が接
続され、この絶縁ケーブルの他端は互いに接続されて接
地抵抗１３を介して接地される。
端と誘導電動機４1の電源端は、３本の接続ケーブル１
１R，１１S，１１Tによって接続される。各ケーブル１
１R，１１S，１１TのメタルシースＭＳには編組線を芯
線とする絶縁ケーブル１２R，１２S，１２Tの一端が接
続され、この絶縁ケーブルの他端は互いに接続されて接
地抵抗１３を介して接地される。
【００２５】この接続構成によれば、インバータ装置３
1の出力に含まれる高調波電流・電圧は接続ケーブル１
１R，１１S，１１Tの芯線とメタルシースＭＳとの間に
存在するキャパシタンス及び接地抵抗１３を介して接地
側に流れる。
1の出力に含まれる高調波電流・電圧は接続ケーブル１
１R，１１S，１１Tの芯線とメタルシースＭＳとの間に
存在するキャパシタンス及び接地抵抗１３を介して接地
側に流れる。
【００２６】上記の接続構成は、他のインバータ装置３
2〜３Nと誘導電動機４2〜４Nとのケーブル接続にも同様
に施される。
2〜３Nと誘導電動機４2〜４Nとのケーブル接続にも同様
に施される。
【００２７】接地抵抗の抵抗値は、前述のことから、ケ
ーブルの三相分静電容量の単位容量当たりの直列抵抗値
を決め、そのケーブルの静電容量が２倍になるときは単
位当たりの抵抗を２個並列に接続する。
ーブルの三相分静電容量の単位容量当たりの直列抵抗値
を決め、そのケーブルの静電容量が２倍になるときは単
位当たりの抵抗を２個並列に接続する。
【００２８】上記の構成により、配電系統が抵抗接地系
では、接地抵抗ＮＧＲの電圧分担を二次側接地抵抗で軽
減し、また零相電流自体も軽減することによって地絡過
電圧リレーＯＶＧと地絡過電流リレーＯＣＧの誤動作を
防止することができる。また、零相電圧計ＶＺＲの振れ
を防止することができる。
では、接地抵抗ＮＧＲの電圧分担を二次側接地抵抗で軽
減し、また零相電流自体も軽減することによって地絡過
電圧リレーＯＶＧと地絡過電流リレーＯＣＧの誤動作を
防止することができる。また、零相電圧計ＶＺＲの振れ
を防止することができる。
【００２９】直接接地系では、地絡過電圧リレーＯＶＧ
の誤動作の問題は無いが、次数の高い周波数成分におい
ては零相電圧が小さくともインピーダンスが小ささによ
っては零相電流が増加し、地絡過電流リレーＯＣＧのフ
イルタ容量に問題が発生するが、接地抵抗の介挿によっ
て誤動作を防止できる。
の誤動作の問題は無いが、次数の高い周波数成分におい
ては零相電圧が小さくともインピーダンスが小ささによ
っては零相電流が増加し、地絡過電流リレーＯＣＧのフ
イルタ容量に問題が発生するが、接地抵抗の介挿によっ
て誤動作を防止できる。
【００３０】非接地系では、インバータの一次側のケー
ブルの静電容量を経由して零相電流が流れると地絡過電
圧リレーＯＶＧの誤動作の恐れがあるが、接地抵抗の介
挿によって誤動作を防止できる。地絡過電流リレーＯＣ
Ｇについては零相電流が小さいため、あまり問題はな
い。
ブルの静電容量を経由して零相電流が流れると地絡過電
圧リレーＯＶＧの誤動作の恐れがあるが、接地抵抗の介
挿によって誤動作を防止できる。地絡過電流リレーＯＣ
Ｇについては零相電流が小さいため、あまり問題はな
い。
【００３１】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、各ＰＷ
Ｍ形インバータ装置は、それぞれ二次側接続ケーブルの
各相のシースを互いに接続して接地抵抗を介して接地
し、接地抵抗は二次側出力に含まれる零相高調波電流・
電圧が一次側の保護リレー側に回り込むのを抑制するよ
うにしたため、ＰＷＭ形インバータのキャリアによる高
次零相高調波によって低圧母線側になるインバータ装置
の一次側の各種リレーが誤動作するのを防止できる効果
がある。
Ｍ形インバータ装置は、それぞれ二次側接続ケーブルの
各相のシースを互いに接続して接地抵抗を介して接地
し、接地抵抗は二次側出力に含まれる零相高調波電流・
電圧が一次側の保護リレー側に回り込むのを抑制するよ
うにしたため、ＰＷＭ形インバータのキャリアによる高
次零相高調波によって低圧母線側になるインバータ装置
の一次側の各種リレーが誤動作するのを防止できる効果
がある。
【００３２】また、接地抵抗は、各ＰＷＭ形インバータ
別にかつ各高調波次数別に求める定電圧源から平均的な
電圧を算出し、各接続ケーブルの長さと単位容量から平
均的な容量を求め、これら平均的な電圧及び容量から零
相電流を求めて必要な接地抵抗値を求めるため、ケーブ
ル長変更による接地抵抗の変更等を確実容易にする効果
がある。
別にかつ各高調波次数別に求める定電圧源から平均的な
電圧を算出し、各接続ケーブルの長さと単位容量から平
均的な容量を求め、これら平均的な電圧及び容量から零
相電流を求めて必要な接地抵抗値を求めるため、ケーブ
ル長変更による接地抵抗の変更等を確実容易にする効果
がある。
【図１】複数台インバータにおける高調波電流・電圧に
関係する等価回路。
関係する等価回路。
【図２】図１を集約した等価回路。
【図３】本発明の一実施例を示す要部構成図。
【図４】インバータ設備の配電系統図。
１…配電用変圧器 ２…低圧母線 ３1、３N…ＰＷＭ形インバータ装置 ４1、４N…誘導電動機 １１R、１１S、１１T…接続ケーブル １２R、１２S、１２T…絶縁ケーブル １３…接地抵抗 ＭＳ…メタルシース ＯＣＧ…地絡過電流リレー ＯＶＧ…地絡過電圧リレー ＶＺＲ…零相電圧計
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｐ 7/74 Ｇ
Claims (2)
- 【請求項１】 配電用変圧器を電源とする低圧母線を一
次側とし、二次側出力を誘導電動機等の負荷に接続ケー
ブルを介して供給するＰＷＭ形インバータ装置を複数台
備えたインバータ設備において、前記各ＰＷＭ形インバ
ータ装置は、それぞれ二次側接続ケーブルの各相のシー
スを互いに接続して接地抵抗を介して接地し、該接地抵
抗は前記二次側出力に含まれる零相高調波電流・電圧が
前記一次側の保護リレーの誤動作電流・電圧として回り
込むのを抑制する抵抗値にしたことを特徴とするインバ
ータ設備。 - 【請求項２】 前記各ＰＷＭ形インバータ別にかつ各高
調波次数別に求める定電圧源から平均的な電圧を算出
し、各接続ケーブルの長さと単位容量から平均的な容量
を求め、これら平均的な電圧及び容量から零相電流を求
めて必要な前記接地抵抗の抵抗値を求めることを特徴と
するインバータ設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335629A JPH07194132A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | インバータ設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335629A JPH07194132A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | インバータ設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07194132A true JPH07194132A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18290735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5335629A Pending JPH07194132A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | インバータ設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07194132A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006353075A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Honda Motor Co Ltd | 制御回路装置 |
| JP2010130704A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Mitsubishi Electric Corp | 発電機の起動装置 |
| JP2012108080A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Hasegawa Denki Kogyo Kk | 非接地交流回路の地絡検出装置 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5335629A patent/JPH07194132A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006353075A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Honda Motor Co Ltd | 制御回路装置 |
| JP4680042B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2011-05-11 | 本田技研工業株式会社 | 制御回路装置 |
| JP2010130704A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Mitsubishi Electric Corp | 発電機の起動装置 |
| JP2012108080A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Hasegawa Denki Kogyo Kk | 非接地交流回路の地絡検出装置 |
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