JPH0823682A - Surge voltage suppression deevice - Google Patents
Surge voltage suppression deeviceInfo
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- JPH0823682A JPH0823682A JP6153854A JP15385494A JPH0823682A JP H0823682 A JPH0823682 A JP H0823682A JP 6153854 A JP6153854 A JP 6153854A JP 15385494 A JP15385494 A JP 15385494A JP H0823682 A JPH0823682 A JP H0823682A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電動機を可変速駆動す
る電圧型PWM(パルス幅変調)インバータにおけるサ
ージ電圧抑制装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surge voltage suppressor in a voltage type PWM (pulse width modulation) inverter for driving a motor at a variable speed.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4に、基本的な電動機の駆動システム
を示す。図中1は電圧型PWMインバータ、2は交流電
動機、3はこれらを結合するケーブルである。ケーブル
の長さ方向には、抵抗成分とインダクタンス成分とが存
在し、線間または対大地間には静電容量が存在し、分布
容量回路網を形成している。一方、PWMインバータ1
は図5に例示するような構成になっており、出力段のブ
リッジ回路(一般にはトランジスタを使用)を高周波の
キャリア信号でオンオフし、出力電圧を制御している。
ここで、スイッチング時のトランジスタの損失を小さく
するため、電圧の変化をできるだけ急峻にすることが望
ましい。図4の回路構成で、ケーブルの入り側に急峻な
電圧を印加すると、ケーブル3が長い場合(例えば10
0m以上)、インバータ出力の高い電圧変化率(dv/
dt)とケーブル3のL,C,R定数とによる共振によ
って電動機端子に高電圧が印加され、絶縁の寿命を縮め
る結果となる。インバータ出力にトランスを設置して昇
圧する場合には、この現象がさらに顕著になることがあ
る。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a basic electric motor drive system. In the figure, 1 is a voltage type PWM inverter, 2 is an AC electric motor, and 3 is a cable connecting them. A resistance component and an inductance component are present in the length direction of the cable, and an electrostatic capacitance is present between the lines or between the earth and the ground, forming a distributed capacitance network. On the other hand, the PWM inverter 1
Has a configuration as illustrated in FIG. 5, and controls the output voltage by turning on / off a bridge circuit (generally using a transistor) at the output stage with a high frequency carrier signal.
Here, in order to reduce the loss of the transistor at the time of switching, it is desirable to make the voltage change as steep as possible. In the circuit configuration of FIG. 4, when a steep voltage is applied to the entry side of the cable, when the cable 3 is long (for example, 10
0m or more), high voltage change rate (dv /
Due to the resonance caused by dt) and the L, C, and R constants of the cable 3, a high voltage is applied to the motor terminals, resulting in shortening the insulation life. When a transformer is installed at the output of the inverter to boost the voltage, this phenomenon may become more remarkable.
【0003】その対策として、多くの場合、電動機の絶
縁をより高電圧の仕様(約2倍)にする方法が採られて
いるが、コスト高になることは免れず、電動機寸法が大
きくなることもある。特に、既設電動機をインバータ駆
動化するような場合は、一層それが困難になる。図6
は、インバータ1の出力に適当なフィルタ4を挿入し、
ケーブル3と電動機2に印加される電圧の変化率を緩和
して、振動を抑えようとするものである。この方式で
は、個別の条件によって最適のフィルタ定数を選定する
必要があり、フィルタ定数の選定を誤ると、逆効果にな
る恐れさえあるため、普遍的な対策とはなり得ない。ま
た、特開昭59−25584号公報に記載されたサージ
電圧抑圧装置は、タップ付きリアクトル、コンデンサお
よびクランプダイオードという構成により、サージ電圧
を低減しているが、共振によりリアクトルに蓄えられた
電流が、ダイオードによって共振がクランプされた後
も、リアクトル−ダイオード−主回路素子を循環し続け
て発生損失の増加を招き、特にスイッチング周波数が高
い場合に主回路素子の負担が大きくなるという問題があ
る。As a countermeasure against this, in many cases, a method of insulating the electric motor to a higher voltage specification (about twice) is adopted, but it is unavoidable that the cost becomes high and the size of the electric motor becomes large. There is also. Especially, when the existing electric motor is driven by an inverter, it becomes more difficult. Figure 6
Inserts a suitable filter 4 into the output of the inverter 1,
It is intended to reduce the rate of change of the voltage applied to the cable 3 and the electric motor 2 to suppress vibration. In this method, it is necessary to select the optimum filter constant depending on individual conditions, and if the selection of the filter constant is wrong, there is a possibility that it may have an adverse effect, so it cannot be a universal measure. Further, the surge voltage suppressor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-25584 reduces the surge voltage by the configuration of the tapped reactor, the capacitor and the clamp diode, but the current stored in the reactor due to resonance is reduced. Even after the resonance is clamped by the diode, there is a problem that the reactor-diode-main circuit element continues to circulate, resulting in an increase in generated loss, and the burden on the main circuit element becomes large especially when the switching frequency is high.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決すべき課
題は、簡単な回路の付加だけで、電動機に印加される過
電圧を抑制し、回路定数の選定が容易であり、電動機巻
線の絶縁の長寿命化を図ることにある。The problem to be solved by the present invention is to suppress the overvoltage applied to the electric motor by simply adding a simple circuit, to easily select the circuit constant, and to insulate the electric motor winding. Is to extend the life of the.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第1のサージ電圧抑制装置は、比較的長い
ケーブルで電圧型PWMインバータに接続され、前記イ
ンバータで駆動される交流電動機の入力端子に、3相ダ
イオードブリッジ回路の交流端子を接続し、前記3相ダ
イオードブリッジ回路の直流端子の両端にコンデンサと
抵抗器とを並列接続したものである。本発明の第2のサ
ージ電圧抑制装置は、比較的長いケーブルで電圧型PW
Mインバータに接続され、前記インバータで駆動される
交流電動機の入力端子に、3相ダイオードブリッジ回路
の交流端子を接続し、前記3相ダイオードブリッジ回路
の直流端子の両端にコンデンサを接続し、さらに前記3
相ダイオードブリッジの正負端子と前記インバータ本体
の直流母線の正負端子とを、それぞれリアクトルを介し
て接続したものである。本発明の第3のサージ電圧抑制
装置は、比較的長いケーブルで電圧型PWMインバータ
に接続され、前記インバータで駆動される交流電動機の
入力端子に、3相ダイオードブリッジ回路の交流端子を
接続し、前記3相ダイオードブリッジの直流端子の両端
にコンデンサを接続し、さらに前記3相ダイオードブリ
ッジの正負端子と前記インバータ本体の直流母線の正負
端子とを、それぞれ接続したものである。In order to solve the above problems, a first surge voltage suppressor of the present invention is an AC motor driven by the inverter, which is connected to a voltage type PWM inverter with a relatively long cable. An AC terminal of a three-phase diode bridge circuit is connected to the input terminal, and a capacitor and a resistor are connected in parallel at both ends of the DC terminal of the three-phase diode bridge circuit. The second surge voltage suppressor of the present invention is a voltage-type PW with a relatively long cable.
An AC motor connected to the M inverter and driven by the inverter is connected to an input terminal of a three-phase diode bridge circuit, and a capacitor is connected to both ends of a DC terminal of the three-phase diode bridge circuit. Three
The positive and negative terminals of the phase diode bridge and the positive and negative terminals of the DC bus of the inverter body are connected to each other via a reactor. A third surge voltage suppressor of the present invention is connected to a voltage type PWM inverter with a relatively long cable, and connects an AC terminal of a three-phase diode bridge circuit to an input terminal of an AC motor driven by the inverter, A capacitor is connected to both ends of the DC terminal of the three-phase diode bridge, and the positive and negative terminals of the three-phase diode bridge are connected to the positive and negative terminals of the DC bus of the inverter body.
【0006】[0006]
【作用】本発明では、電動機の入力に、3相ダイオード
ブリッジの交流端子を接続し、その直流端子の両端に、
コンデンサを接続する。サージ電圧のエネルギをこのコ
ンデンサで吸収するとともに、ケーブルのインピーダン
スとこのコンデンサによる共振現象は、ダイオードによ
り半サイクルで停止させる。コンデンサが吸収したエネ
ルギによる電圧上昇分は、コンデンサに並列に抵抗器を
接続して消費するか、ダイオードブリッジの正負の直流
端子を、インバータ本体の直流母線にそれぞれ直接また
はリアクトルを介して接続し、回収を図る。これによ
り、PWMインバータの急峻な電圧変化とケーブルの
L,C,R定数とによって生じる電圧のオーバーシュー
トを抑制する。特に、電動機端子の直近にダイオードブ
リッジとコンデンサを接続するため、ケーブルの定数等
の影響を受けにくい。In the present invention, the AC terminal of the three-phase diode bridge is connected to the input of the electric motor, and both ends of the DC terminal are connected.
Connect a capacitor. The energy of the surge voltage is absorbed by this capacitor, and the impedance of the cable and the resonance phenomenon due to this capacitor are stopped in a half cycle by the diode. The voltage rise due to the energy absorbed by the capacitor is consumed by connecting a resistor in parallel with the capacitor or by connecting the positive and negative DC terminals of the diode bridge to the DC bus of the inverter body directly or via a reactor, Try to collect. This suppresses the voltage overshoot caused by the steep voltage change of the PWM inverter and the L, C, and R constants of the cable. In particular, since the diode bridge and the capacitor are connected in the immediate vicinity of the motor terminal, they are not easily affected by the cable constant and the like.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。図1は本発明の第1実施例を示すものであ
り、本例では、電動機2に3相ダイオードブリッジ5の
交流端子を接続する。このダイオードブリッジ5の直流
側にコンデンサ6と抵抗器7とを並列に接続する。コン
デンサ6は、通常はインバータ出力電圧の最大値(イン
バータ直流母線電圧)に充電されている。ケーブル3に
よる共振によって電動機電圧が上昇しようとすると、ダ
イオードブリッジ5のダイオードを通じてコンデンサ6
に電流が流れ、サージのエネルギとコンデンサ容量に見
合っただけの電圧上昇にとどまる。コンデンサ6の電圧
がピークになって電流が反転しようとしたとき、ダイオ
ードブリッジ5のダイオードが阻止状態となり、過渡現
象の継続は停止する。図1において、コンデンサに蓄積
されたサージのエネルギは、抵抗器7で消費されるが、
これはもともと電動機の出力には寄与しなかったエネル
ギであり、システム全体の効率には大きく影響しない。
しかしながら、抵抗器で消費される電力の中には定常的
な出力電圧による部分が含まれている。このため、常時
の発熱があり、また総合効率にも影響を与える。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In this embodiment, an AC terminal of a three-phase diode bridge 5 is connected to the electric motor 2. A capacitor 6 and a resistor 7 are connected in parallel to the DC side of this diode bridge 5. Capacitor 6 is normally charged to the maximum value of the inverter output voltage (inverter DC bus voltage). When the motor voltage is going to rise due to the resonance of the cable 3, the diode of the diode bridge 5 causes the capacitor 6
A current flows through the device, and the voltage rises only in proportion to the energy of the surge and the capacitance of the capacitor. When the voltage of the capacitor 6 peaks and the current is about to be reversed, the diode of the diode bridge 5 is blocked, and the continuation of the transient phenomenon is stopped. In FIG. 1, the energy of the surge accumulated in the capacitor is consumed by the resistor 7,
This is energy that originally did not contribute to the output of the motor and does not significantly affect the efficiency of the entire system.
However, the power consumed by the resistor includes a portion due to the constant output voltage. Therefore, there is a constant heat generation, which also affects the overall efficiency.
【0008】図2はこのような第1実施例の欠点を改善
する第2実施例を示すもので、コンデンサ6と並列に抵
抗器7を接続する代わりにダイオードブリッジ5の正負
の端子からリアクトル8,9を介して、インバータ本体
1の正負直流母線端子にそれぞれ接続したものである。
リアクトル8,9のインダクタンスは、コンデンサ6と
の固有周波数がケーブル3による共振周波数に比べて十
分長くなるように選定して、緩やかな電流がインバータ
本体1に帰還するようにする。図3は、図2の実施例の
中から、リアクトル8,9を省いた第3実施例を示すも
のである。この場合は、サージ電流の一部がインバータ
本体1の素子に流れることになる。繰り返し周波数は高
いものの、通流期間は極く短いので、インバータ本体1
の容量に余裕があれば、回路が簡素化できるという長所
がある。FIG. 2 shows a second embodiment for improving the drawbacks of the first embodiment. Instead of connecting the resistor 7 in parallel with the capacitor 6, the positive and negative terminals of the diode bridge 5 are connected to the reactor 8. , 9 are respectively connected to the positive and negative DC bus terminals of the inverter body 1.
The inductances of the reactors 8 and 9 are selected so that the natural frequency with the capacitor 6 is sufficiently longer than the resonance frequency of the cable 3 so that a gentle current is fed back to the inverter body 1. FIG. 3 shows a third embodiment in which the reactors 8 and 9 are omitted from the embodiment of FIG. In this case, part of the surge current will flow through the elements of the inverter body 1. Although the repetition frequency is high, the flow period is extremely short, so the inverter body 1
If there is a spare capacity, the circuit can be simplified.
【0009】[0009]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記の効果を奏する。 (1)簡単な回路を付加するのみで、電動機に印加され
る高電圧を抑制することができる。 (2)回路定数の選定が比較的容易であり、駆動装置個
々に定数を設定する煩雑さがない。 (3)サージエネルギを電源に帰還することにより、効
率の改善を図ることができる。 (4)電動機端子の直近にダイオードブリッジとコンデ
ンサを接続することになるため、ケーブルの定数等の影
響を受けにくい。As described above, the present invention has the following effects. (1) The high voltage applied to the electric motor can be suppressed simply by adding a simple circuit. (2) Selection of circuit constants is relatively easy, and there is no need to set constants for each driving device. (3) Efficiency can be improved by returning the surge energy to the power supply. (4) Since the diode bridge and the capacitor are connected in the immediate vicinity of the motor terminal, the influence of the cable constant and the like is small.
【図1】 本発明の第1実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の第2実施例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の第3実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図4】 本発明の対象とするシステムの構成図であ
る。FIG. 4 is a configuration diagram of a system to which the present invention is applied.
【図5】 電圧型PWMインバータの主回路構成の例を
示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a main circuit configuration of a voltage type PWM inverter.
【図6】 従来の電圧抑制装置の例を示す回路図であ
る。FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a conventional voltage suppression device.
1 電圧型PWMインバータ、2 交流電動機、3 ケ
ーブル、4 フィルタ回路網、5 3相ダイオードブリ
ッジ、6 コンデンサ、7 抵抗器、8,9 リアクト
ル1 voltage type PWM inverter, 2 AC motor, 3 cable, 4 filter network, 5 3 phase diode bridge, 6 capacitor, 7 resistor, 8 and 9 reactor
Claims (3)
バータに接続され、前記インバータで駆動される交流電
動機の入力端子に、3相ダイオードブリッジ回路の交流
端子を接続し、前記3相ダイオードブリッジ回路の直流
端子の両端にコンデンサと抵抗器とを並列接続したこと
を特徴とするサージ電圧抑制装置。1. A three-phase diode bridge circuit is connected to a voltage-type PWM inverter with a relatively long cable, and an AC terminal of a three-phase diode bridge circuit is connected to an input terminal of an AC motor driven by the inverter. A surge voltage suppressor characterized in that a capacitor and a resistor are connected in parallel at both ends of a DC terminal.
バータに接続され、前記インバータで駆動される交流電
動機の入力端子に、3相ダイオードブリッジ回路の交流
端子を接続し、前記3相ダイオードブリッジ回路の直流
端子の両端にコンデンサを接続し、さらに前記3相ダイ
オードブリッジの正負端子と前記インバータ本体の直流
母線の正負端子とを、それぞれリアクトルを介して接続
したことを特徴とするサージ電圧抑制装置。2. A voltage-type PWM inverter connected by a relatively long cable, and an AC terminal of a three-phase diode bridge circuit connected to an input terminal of an AC electric motor driven by the inverter. A surge voltage suppressor characterized in that a capacitor is connected to both ends of a DC terminal, and the positive and negative terminals of the three-phase diode bridge and the positive and negative terminals of a DC bus of the inverter body are connected to each other via a reactor.
バータに接続され、前記インバータで駆動される交流電
動機の入力端子に、3相ダイオードブリッジ回路の交流
端子を接続し、前記3相ダイオードブリッジの直流端子
の両端にコンデンサを接続し、さらに前記3相ダイオー
ドブリッジの正負端子と前記インバータ本体の直流母線
の正負端子とを、それぞれ接続したことを特徴とするサ
ージ電圧抑制装置。3. A direct current of said three-phase diode bridge, wherein a three-phase diode bridge circuit is connected to an input terminal of an AC electric motor driven by said inverter, which is connected to a voltage type PWM inverter with a relatively long cable. A surge voltage suppressor characterized in that a capacitor is connected to both ends of the terminal, and the positive and negative terminals of the three-phase diode bridge are connected to the positive and negative terminals of the DC bus of the inverter body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6153854A JPH0823682A (en) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | Surge voltage suppression deevice |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6153854A JPH0823682A (en) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | Surge voltage suppression deevice |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0823682A true JPH0823682A (en) | 1996-01-23 |
Family
ID=15571562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6153854A Pending JPH0823682A (en) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | Surge voltage suppression deevice |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0823682A (en) |
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