JPH09135576A - ３レベル電力変換装置 - Google Patents
３レベル電力変換装置Info
- Publication number
- JPH09135576A JPH09135576A JP7314748A JP31474895A JPH09135576A JP H09135576 A JPH09135576 A JP H09135576A JP 7314748 A JP7314748 A JP 7314748A JP 31474895 A JP31474895 A JP 31474895A JP H09135576 A JPH09135576 A JP H09135576A
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- JP
- Japan
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- capacitor
- power
- switching
- inverter
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- Pending
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘導障害防止用のコンデンサの印加電圧を低
減して、コンデンサの小型化を図るに好適な３レベル電
力変換装置を提供することにある。 【解決手段】 直流電力を受け、この直流電力をスイッ
チング素子のスイッチングにより交流電力に変換する３
レベルインバータ１８と、このインバータの出力信号に
より電気車を駆動する電動機３２とを備えた電気車駆動
装置であって、前記３レベルインバータと前記電動機と
を結ぶ３相交流電力線３４と前記３レベルインバータの
中性点１９との間にコンデンサ３３を接続することを特
徴とする。
減して、コンデンサの小型化を図るに好適な３レベル電
力変換装置を提供することにある。 【解決手段】 直流電力を受け、この直流電力をスイッ
チング素子のスイッチングにより交流電力に変換する３
レベルインバータ１８と、このインバータの出力信号に
より電気車を駆動する電動機３２とを備えた電気車駆動
装置であって、前記３レベルインバータと前記電動機と
を結ぶ３相交流電力線３４と前記３レベルインバータの
中性点１９との間にコンデンサ３３を接続することを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気車駆動装置に
係り、特に、電気車を駆動する電動機を制御するに好適
な３レベル電力変換装置に関する。
係り、特に、電気車を駆動する電動機を制御するに好適
な３レベル電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、誘導電動機を可変電圧可変周波数
制御して電気車を駆動する３レベルインバータとして、
図６に示す３レベル電力変換装置が知られている。この
電気車は、パンタグラフ１０から直流電力を取り込み、
この直流電力を遮断器１２、フィルタリアクトル１４、
フィルタコンデンサ１６，１７を介してインバータ１８
に取り込み、主回路スイッチング素子２０〜３１のスイ
ッチングにより直流電力を交流電力に変換して誘導電動
機３２を駆動し、レール４０上を走行するように構成さ
れている。この電気車によれば、インバータ１８を可変
電圧可変周波数に制御することによって、誘導電動機３
２の駆動トルクを任意に調整することができる。ところ
が、主回路スイッチング素子２０〜３１を高周波でスイ
ッチングすると、インバータ１８と誘導電動機３２を結
ぶ電力線３４からの電磁誘導によって地上信号設備に誘
導障害が生じることが知られている。このような誘導障
害を防止するために、例えばＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓ Ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｓ Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．４，Ｊｕｌｙ／Ａｕ
ｇｕｓｔ １９９２によれば、インバータ１８と誘導電
動機３２とを結ぶ３相交流電力線３４とインバータ１８
のグランド線４６との間にコンデンサ３５を挿入するこ
とが行われている。
制御して電気車を駆動する３レベルインバータとして、
図６に示す３レベル電力変換装置が知られている。この
電気車は、パンタグラフ１０から直流電力を取り込み、
この直流電力を遮断器１２、フィルタリアクトル１４、
フィルタコンデンサ１６，１７を介してインバータ１８
に取り込み、主回路スイッチング素子２０〜３１のスイ
ッチングにより直流電力を交流電力に変換して誘導電動
機３２を駆動し、レール４０上を走行するように構成さ
れている。この電気車によれば、インバータ１８を可変
電圧可変周波数に制御することによって、誘導電動機３
２の駆動トルクを任意に調整することができる。ところ
が、主回路スイッチング素子２０〜３１を高周波でスイ
ッチングすると、インバータ１８と誘導電動機３２を結
ぶ電力線３４からの電磁誘導によって地上信号設備に誘
導障害が生じることが知られている。このような誘導障
害を防止するために、例えばＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓ Ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｓ Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．４，Ｊｕｌｙ／Ａｕ
ｇｕｓｔ １９９２によれば、インバータ１８と誘導電
動機３２とを結ぶ３相交流電力線３４とインバータ１８
のグランド線４６との間にコンデンサ３５を挿入するこ
とが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術にお
いては、インバータ１８と誘導電動機３２とを結ぶ３相
交流電力線３４とインバータのグランド線４６との間に
コンデンサ３５を接続すると、コンデンサ３５の耐電圧
は、誘導電動機３２にかかる電圧と同等の耐圧が必要に
なり、それだけ外形が大きくなってしまう。
いては、インバータ１８と誘導電動機３２とを結ぶ３相
交流電力線３４とインバータのグランド線４６との間に
コンデンサ３５を接続すると、コンデンサ３５の耐電圧
は、誘導電動機３２にかかる電圧と同等の耐圧が必要に
なり、それだけ外形が大きくなってしまう。
【０００４】本発明の課題は、誘導障害防止用のコンデ
ンサの印加電圧を低減して、コンデンサの小型化を図る
に好適な３レベル電力変換装置を提供することにある。
ンサの印加電圧を低減して、コンデンサの小型化を図る
に好適な３レベル電力変換装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題は、３レベルイ
ンバータと電動機とを結ぶ３相交流電力線と３レベルイ
ンバータの中性点との間にコンデンサを接続することに
よって、解決される。また、前記課題は、３レベルイン
バータの中性点にコンデンサを接続し、３レベルインバ
ータを構成するスイッチング素子のスイッチング時に発
生するスイッチング電流をコンデンサを介して流す閉回
路を形成することによって、解決される。ここで、スイ
ッチング電流を流す閉回路は、スイッチオンしたスイッ
チング素子、コンデンサ、３レベルインバータの中性点
および直流電力を２分割する第一のフィルタコンデンサ
から形成する閉回路と、スイッチオンしたスイッチング
素子、コンデンサ、３レベルインバータの中性点および
３レベルインバータのダイオードから形成する閉回路
と、スイッチオンしたスイッチング素子、直流電力を２
分割する第二のフィルタコンデンサ、３レベルインバー
タの中性点およびコンデンサから形成する閉回路である
ことを特徴とする。
ンバータと電動機とを結ぶ３相交流電力線と３レベルイ
ンバータの中性点との間にコンデンサを接続することに
よって、解決される。また、前記課題は、３レベルイン
バータの中性点にコンデンサを接続し、３レベルインバ
ータを構成するスイッチング素子のスイッチング時に発
生するスイッチング電流をコンデンサを介して流す閉回
路を形成することによって、解決される。ここで、スイ
ッチング電流を流す閉回路は、スイッチオンしたスイッ
チング素子、コンデンサ、３レベルインバータの中性点
および直流電力を２分割する第一のフィルタコンデンサ
から形成する閉回路と、スイッチオンしたスイッチング
素子、コンデンサ、３レベルインバータの中性点および
３レベルインバータのダイオードから形成する閉回路
と、スイッチオンしたスイッチング素子、直流電力を２
分割する第二のフィルタコンデンサ、３レベルインバー
タの中性点およびコンデンサから形成する閉回路である
ことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態を示
す３レベル電力変換装置の構成図である。図１におい
て、３レベルインバータ１８は、スイッチング素子２
０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２
８，２９，３０，３１、およびフィルタコンデンサ１
６，１７の中性点１９とスイッチング素子２０，２１、
スイッチング素子２２，２３、スイッチング素子２４，
２５、スイッチング素子２６，２７、スイッチング素子
２８，２９、スイッチング素子３０，３１の各接続点に
それぞれ接続されたダイオードからなり、３レベルイン
バータ１８には、パンタグラフ１０、遮断器１２、フィ
ルタリアクトル１４、フィルタコンデンサ１６，１７を
介して直流電力が供給される。誘導電動機３２は、各ス
イッチング素子２０〜３１の可変電圧可変周波数制御に
よって駆動され、誘導電動機３２によって電気車がレー
ル４０上を走行する。本実施形態においては、３レベル
インバータ１８と誘導電動機３２とを結ぶ３相交流電力
線３４とフィルタコンデンサ１６，１７の中性点１９と
の間にコンデンサ３３を接続する。
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態を示
す３レベル電力変換装置の構成図である。図１におい
て、３レベルインバータ１８は、スイッチング素子２
０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２
８，２９，３０，３１、およびフィルタコンデンサ１
６，１７の中性点１９とスイッチング素子２０，２１、
スイッチング素子２２，２３、スイッチング素子２４，
２５、スイッチング素子２６，２７、スイッチング素子
２８，２９、スイッチング素子３０，３１の各接続点に
それぞれ接続されたダイオードからなり、３レベルイン
バータ１８には、パンタグラフ１０、遮断器１２、フィ
ルタリアクトル１４、フィルタコンデンサ１６，１７を
介して直流電力が供給される。誘導電動機３２は、各ス
イッチング素子２０〜３１の可変電圧可変周波数制御に
よって駆動され、誘導電動機３２によって電気車がレー
ル４０上を走行する。本実施形態においては、３レベル
インバータ１８と誘導電動機３２とを結ぶ３相交流電力
線３４とフィルタコンデンサ１６，１７の中性点１９と
の間にコンデンサ３３を接続する。
【０００７】３レベルインバータ１８のスイッチング制
御が行われると、図５に示されるような周期をＴとした
スイッチング電流（ノイズ電流）がインバータ１８と誘
導電動機３２とを結ぶ３相線３４の間に流れる。コンデ
ンサ３３は、このスイッチング電流をバイパスし、コン
デンサ３３を取り付けた位置より後、つまり誘導電動機
３２にスイッチング電流が流れることを防止する。
御が行われると、図５に示されるような周期をＴとした
スイッチング電流（ノイズ電流）がインバータ１８と誘
導電動機３２とを結ぶ３相線３４の間に流れる。コンデ
ンサ３３は、このスイッチング電流をバイパスし、コン
デンサ３３を取り付けた位置より後、つまり誘導電動機
３２にスイッチング電流が流れることを防止する。
【０００８】図２、図３、図４により、スイッチング素
子の動作とノイズ電流の経路について説明する。図２に
おいて、スイッチング素子２８，２９がオンした場合、
これによって発生したノイズ電流は、点線で示すよう
に、スイッチング素子２８，２９、コンデンサ３３、フ
ィルタコンデンサ１６，１７の中性点１９、フィルタコ
ンデンサ１６を通り、スイッチング素子２８，２９に戻
る経路を形成する。スイッチング素子２０，２１、スイ
ッチング素子２４，２５がオンした場合も同様である。
図３において、スイッチング素子２９，３０がオンした
場合、これによって発生したノイズ電流は、スイッチン
グ素子２９、コンデンサ３３、フィルタコンデンサ１
６，１７の中性点１９、ダイオードを通り、スイッチン
グ素子２９に戻る図示矢印の点線経路と、スイッチング
素子３０、ダイオード、フィルタコンデンサ１６，１７
の中性点１９、コンデンサ３３を通り、スイッチング素
子３０に戻る図示矢印の点線経路を形成する。スイッチ
ング素子２１，２２、スイッチング素子２５，２６がオ
ンした場合も同様である。図４において、スイッチング
素子３０，３１がオンした場合、これによって発生した
ノイズ電流は、点線で示すように、スイッチング素子３
０，３１、フィルタコンデンサ１６、フィルタコンデン
サ１６，１７の中性点１９、コンデンサ３３を通り、ス
イッチング素子３０，３１に戻る経路を形成する。スイ
ッチング素子２２，２３、スイッチング素子２６，２７
がオンした場合も同様である。
子の動作とノイズ電流の経路について説明する。図２に
おいて、スイッチング素子２８，２９がオンした場合、
これによって発生したノイズ電流は、点線で示すよう
に、スイッチング素子２８，２９、コンデンサ３３、フ
ィルタコンデンサ１６，１７の中性点１９、フィルタコ
ンデンサ１６を通り、スイッチング素子２８，２９に戻
る経路を形成する。スイッチング素子２０，２１、スイ
ッチング素子２４，２５がオンした場合も同様である。
図３において、スイッチング素子２９，３０がオンした
場合、これによって発生したノイズ電流は、スイッチン
グ素子２９、コンデンサ３３、フィルタコンデンサ１
６，１７の中性点１９、ダイオードを通り、スイッチン
グ素子２９に戻る図示矢印の点線経路と、スイッチング
素子３０、ダイオード、フィルタコンデンサ１６，１７
の中性点１９、コンデンサ３３を通り、スイッチング素
子３０に戻る図示矢印の点線経路を形成する。スイッチ
ング素子２１，２２、スイッチング素子２５，２６がオ
ンした場合も同様である。図４において、スイッチング
素子３０，３１がオンした場合、これによって発生した
ノイズ電流は、点線で示すように、スイッチング素子３
０，３１、フィルタコンデンサ１６、フィルタコンデン
サ１６，１７の中性点１９、コンデンサ３３を通り、ス
イッチング素子３０，３１に戻る経路を形成する。スイ
ッチング素子２２，２３、スイッチング素子２６，２７
がオンした場合も同様である。
【０００９】このように、本実施形態では、３レベルイ
ンバータ１８のスイッチング制御により発生するノイズ
電流は、コンデンサ３３を介して形成した閉回路を流れ
るため、誘導電動機３２には流れない。また、コンデン
サ３３は、フィルタコンデンサ１６および１７の中性点
１９に接続することにより、誘導電動機３２にかかる電
圧の半分の耐電圧で足り、機器の小型化が可能となる。
ンバータ１８のスイッチング制御により発生するノイズ
電流は、コンデンサ３３を介して形成した閉回路を流れ
るため、誘導電動機３２には流れない。また、コンデン
サ３３は、フィルタコンデンサ１６および１７の中性点
１９に接続することにより、誘導電動機３２にかかる電
圧の半分の耐電圧で足り、機器の小型化が可能となる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
３レベルインバータの中性点にコンデンサを接続するこ
とにより、誘導電動機にスイッチング電流が流れること
を防止すると共に、コンデンサにかかる印加電圧を低減
することができ、この結果、耐電圧の低いコンデンサの
使用が可能となり、コンデンサの外形を小さく、小型化
することができる。
３レベルインバータの中性点にコンデンサを接続するこ
とにより、誘導電動機にスイッチング電流が流れること
を防止すると共に、コンデンサにかかる印加電圧を低減
することができ、この結果、耐電圧の低いコンデンサの
使用が可能となり、コンデンサの外形を小さく、小型化
することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す３レベル電力変換装
置の構成図
置の構成図
【図２】スイッチング素子の動作とノイズ電流の経路を
説明するための図
説明するための図
【図３】スイッチング素子の動作とノイズ電流の経路を
説明するための図
説明するための図
【図４】スイッチング素子の動作とノイズ電流の経路を
説明するための図
説明するための図
【図５】スイッチング電流の波形
【図６】従来の３レベル電力変換装置の構成図
１０ パンタグラフ １２ 遮断器 １４ フィルタリアクトル １６ フィルタコンデンサ １７ フィルタコンデンサ １８ ３レベルインバータ １９ 中性点 ２０〜３１ スイッチング素子 ３２ 誘導電動機 ３３ コンデンサ ３４ モータ３相線 ４６ 帰線
Claims (3)
- 【請求項１】 直流電力を受け、この直流電力をスイッ
チング素子のスイッチングにより交流電力に変換する３
レベルインバータと、このインバータの出力信号により
電気車を駆動する電動機とを備えた電気車駆動装置であ
って、前記３レベルインバータと前記電動機とを結ぶ３
相交流電力線と前記３レベルインバータの中性点との間
にコンデンサを接続することを特徴とする３レベル電力
変換装置。 - 【請求項２】 直流電力を受け、この直流電力をスイッ
チング素子のスイッチングにより交流電力に変換する３
レベルインバータと、このインバータの出力信号により
電気車を駆動する電動機とを備えた電気車駆動装置であ
って、前記３レベルインバータの中性点にコンデンサを
接続し、このコンデンサを介して前記スイッチング素子
のスイッチング時に発生するスイッチング電流を流す閉
回路を形成することを特徴とする３レベル電力変換装
置。 - 【請求項３】 請求項２において、スイッチング電流を
流す閉回路は、スイッチオンしたスイッチング素子、コ
ンデンサ、３レベルインバータの中性点および直流電力
を２分割する第一のフィルタコンデンサから形成する閉
回路と、スイッチオンしたスイッチング素子、コンデン
サ、３レベルインバータの中性点および３レベルインバ
ータのダイオードから形成する閉回路と、スイッチオン
したスイッチング素子、直流電力を２分割する第二のフ
ィルタコンデンサ、３レベルインバータの中性点および
コンデンサから形成する閉回路であることを特徴とする
３レベル電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7314748A JPH09135576A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | ３レベル電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7314748A JPH09135576A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | ３レベル電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09135576A true JPH09135576A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=18057118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7314748A Pending JPH09135576A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | ３レベル電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09135576A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009033828A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Honda Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| CN110474596A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-19 | 北京中航智科技有限公司 | 一种三电平电机驱动器的控制方法、装置及电机控制设备 |
-
1995
- 1995-11-08 JP JP7314748A patent/JPH09135576A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009033828A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Honda Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| CN110474596A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-19 | 北京中航智科技有限公司 | 一种三电平电机驱动器的控制方法、装置及电机控制设备 |
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