JPH11346478A - 電圧形インバータ - Google Patents
電圧形インバータInfo
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- JPH11346478A JPH11346478A JP10150858A JP15085898A JPH11346478A JP H11346478 A JPH11346478 A JP H11346478A JP 10150858 A JP10150858 A JP 10150858A JP 15085898 A JP15085898 A JP 15085898A JP H11346478 A JPH11346478 A JP H11346478A
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Abstract
し、信頼性の向上、損失の低減を可能にする。 【解決手段】 交流電圧源を整流した直流電圧を入力と
してインバータ部により電力変換を行い、n相(n≧2
であり、n=2を単相とする)交流電圧を負荷に供給す
る電圧形インバータに関する。前記インバータ部の交流
出力側の各相に、互いに密結合しているn+1個の巻線
を有する零相トランスのn個の巻線を接続するととも
に、残りの1個の巻線を、前記インバータ部の直流入力
側の等分圧点または一方の電位点と負荷の接地点との間
に接続する。これにより、零相トランスのn+1個の巻
線に流れる電流を打ち消す方向の電流を、残りの1個の
巻線に生じる逆起電圧により当該1個の巻線に流す。
Description
を可変速駆動するための電圧形インバータの漏れ電流
(零相電流)の低減技術に関するものである。
せる従来技術を示す。この回路は、平成8年電気学会全
国大会・論文NO.852「インバータ負荷のアクティ
ブ漏れ電流補償回路」として発表されたものである。そ
の詳細な説明は省略するが、基本動作としては、誘導電
動機IMに流れる零相電流iLとは逆向きの補償電流
iL'を接地点に供給することにより、三相交流電源11
側の零相電流iSLを大きく減少させるものである。
のプッシュプル増幅器を構成するトランジスタTr1,
Tr2のオン、オフによって供給される。補償回路80
は、零相電流検出用の零相変流器CT、検出された零相
電流iSL'が各ベースに供給され、かつ両者が直列接続
された前記トランジスタTr1,Tr2、これらのトラ
ンジスタTr1,Tr2の接続点(零相変流器CTの二
次側の一端)と接地点との間に接続されたコンデンサC
bから構成されている。なお、図において、20はダイ
オード整流回路、30は直流中間回路の平滑コンデン
サ、40は自己消弧形半導体スイッチ素子及び逆並列ダ
イオードからなるアームを6個有する電圧形インバータ
部であり、平滑コンデンサ30の両端は前記トランジス
タTr1,Tr2の直列回路の両端に接続されている。
補償電流iL'をトランジスタTr1,Tr2のプッシュ
プル増幅器によって供給しているため、零相電流(漏れ
電流)の低減効果がトランジスタの特性に大きく影響さ
れることになり、信頼性が低い。また、トランジスタの
能動領域を利用していることから、トランジスタの損失
が大きくなる等の問題がある。
子を用いずに零相トランスを使用して補償電流を流すこ
とにより、電源側の漏れ電流を減少させ、信頼性の向上
や損失の低減を可能にした電圧形インバータを提供しよ
うとするものである。
め、請求項1記載の発明は、交流電圧源を整流した直流
電圧を入力としてインバータ部により電力変換を行い、
n相(n≧2であり、n=2を単相とする)交流電圧を
負荷に供給する電圧形インバータにおいて、前記インバ
ータ部の交流出力側の各相に、互いに密結合しているn
+1個の巻線を有する零相トランスのn個の巻線を接続
するとともに、残りの1個の巻線を、前記インバータ部
の直流入力側の等分圧点と前記負荷の接地点との間に接
続し、前記零相トランスのn+1個の巻線に流れる電流
を打ち消す方向の電流を、前記残りの1個の巻線に生じ
る誘起電圧により当該1個の巻線に流すようにしたもの
である。
した直流電圧を入力としてインバータ部により電力変換
を行い、n相交流電圧を負荷に供給する電圧形インバー
タにおいて、前記インバータ部の交流出力側の各相に、
互いに密結合しているn+1個の巻線を有する零相トラ
ンスのn個の巻線を接続するとともに、残りの1個の巻
線を、前記インバータ部の直流入力側の一方の電位点と
前記負荷の接地点との間に接続し、前記零相トランスの
n+1個の巻線に流れる電流を打ち消す方向の電流を、
前記残りの1個の巻線に生じる誘起電圧により当該1個
の巻線に流すようにしたものである。
インバータシステムの等価回路を示す。その基本構成
は、電源10、電圧形インバータ部40及び負荷50で
あるが、インバータ部40は零相電圧を発生する電圧源
であり、電源10及び負荷50は高周波的にはそれぞれ
が浮遊容量CS,CLを介して接地されているとみなして
いる。LEは接地線のインダクタンスである。
量は三相誘導電動機のような負荷50の浮遊容量CLに
比べて小さいため、図4の等価回路では無視してある。
また、電源10、インバータ部40及び負荷50は、相
互の配線や接地線におけるインダクタンスを介して接続
されているが、これら相互の配線インダクタンスは接地
線のインダクタンスLEに比べて小さいことから、この
配線インダクタンスも無視してある。
バータ部40によって零相電圧が発生すると、浮遊容量
CL,CS及び接地線のインダクタンスLEを介して零相
電流が流れることが容易に理解できる。
・電流に着目した電圧形インバータシステムの等価回路
を示す図である。本発明では、図4と比べて、零相電圧
の電圧源である電圧形インバータ部40と負荷50との
間に零相トランス60が挿入されており、その二次側は
インバータ部40の入力側(浮遊容量CIの一端)と負
荷50の入力側(浮遊容量CLの一端)との間に接続さ
れている。零相トランス60の一次側、二次側の各巻線
の極性は、図中、ドットを付したとおりである。なお、
零相トランスは、周知のように、接地のための中性点を
与えることを主目的とするトランスである。
の浮遊容量CIは負荷50の浮遊容量CLに比べて小さい
ため無視できるから、零相トランス60の二次側はイン
バータ部40、零相トランス60の一次側及び負荷50
の浮遊容量CLの直列回路に並列に接続されていると考
えることができる。
次側に電流が流れると、その電流によって零相トランス
60の二次側に誘起電圧が発生する。この誘起電圧は、
一次側の電流を打ち消す方向に二次側の電流を流す極性
である。この作用により、零相トランス60の二次側に
は一次側とほぼ同等の電流が補償電流iL'として流れる
ことになり、これによって図4に示した零相電流が低減
され、接地線のインダクタンスLEを介して電源側に流
れる漏れ電流iSLを低減させることができる。
態を説明する。図1は第1実施形態を示す回路図であ
り、電源,負荷及びインバータの各浮遊容量は図示を省
略してある。
イオードD1〜D6からなるダイオード整流回路、3は
直流中間回路に接続された平滑コンデンサ、4はIGB
T等の自己消弧形半導体スイッチ素子Q1〜Q6と各々
に逆並列接続されたダイオードD7〜D12とからなる
電圧形インバータ部、5は負荷としての三相誘導電動
機、6は一次巻線N11,N12,N13がインバータ
部4の交流出力端子と誘導電動機5の交流入力端子との
間に接続され、二次巻線N2が誘導電動機5の接地点と
分圧コンデンサ7a,7bの接続点(等分圧点)との間
に接続された零相トランスである。
2,N13,N2は互いに密結合されているとともに、
各巻線の極性は図にドットを付したとおりであり、二次
巻線N2には、一次巻線N11,N12,N13に流れ
る電流を打ち消す方向の電流を流すような誘起電圧が発
生する。なお、分圧コンデンサ7a,7bはインバータ
部4の直流入力側を等分圧するものであり、その直列回
路は平滑コンデンサ3に並列に接続されている。
巻線N11,N12,N13に電流が流れると、この電
流を打ち消す方向の補償電流が二次巻線N2に流れ、図
5に示したように接地点を介して誘導電動機5と三相交
流電源1との間に流れる漏れ電流を低減することができ
る。
は正または負の値をとり得る。従って、二次巻線N2の
電圧が正負いずれの場合でも補償電流が平衡して流れる
ように、等分圧用のコンデンサ7a,7bを直流中間回
路に接続し、その中点の電位を基準にした場合に正電位
点及び負電位点の各電位が平衡するように考慮してい
る。
図2はこの実施形態を示すもので、図1との相違点は、
零相トランス6の二次巻線N2の一端を直流中間回路の
負電位点Nに接続したものである。二次巻線N2の一端
は直流中間回路の正電位点Pに接続してもよい。零相ト
ランス6自体の動作は、図1における分圧コンデンサ7
a,7bの有無に左右されない。また、図2のような構
成にした場合にも、二次巻線N2の誘起電圧の極性によ
っては一次巻線N11,N12,N13を流れる電流を
打ち消す方向の補償電流が流れるので、電源側の漏れ電
流を低減させることができる。
り、n=2を単相とする)交流電圧を出力する電圧形イ
ンバータに適用可能であり、その場合には、インバータ
部のn相交流出力側を、互いに密結合されたn+1個の
巻線を有する零相トランスのn個の巻線を介して負荷に
接続し、残り1個の巻線を、負荷の接地点とインバータ
部の直流入力側の等分圧点または直流入力側の一方の電
位点との間に接続すればよい。
うにトランジスタ等の能動素子を使用せずに零相トラン
スを使用することによって所望の補償電流を流すことが
でき、零相電流の低減、ひいては電源側の漏れ電流を低
減することができる。従って、補償電流を流すための能
動素子の特性に起因する信頼性の低下や損失の増加を防
止することができる。
技術の回路図である。
ステムの等価回路図である。
形インバータシステムの等価回路図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 交流電圧源を整流した直流電圧を入力と
してインバータ部により電力変換を行い、n相(n≧2
であり、n=2を単相とする)交流電圧を負荷に供給す
る電圧形インバータにおいて、 前記インバータ部の交流出力側の各相に、互いに密結合
しているn+1個の巻線を有する零相トランスのn個の
巻線を接続するとともに、残りの1個の巻線を、前記イ
ンバータ部の直流入力側の等分圧点と前記負荷の接地点
との間に接続し、 前記零相トランスのn+1個の巻線に流れる電流を打ち
消す方向の電流を、前記残りの1個の巻線に生じる誘起
電圧により当該1個の巻線に流すようにしたことを特徴
とする電圧形インバータ。 - 【請求項2】 交流電圧源を整流した直流電圧を入力と
してインバータ部により電力変換を行い、n相(n≧2
であり、n=2を単相とする)交流電圧を負荷に供給す
る電圧形インバータにおいて、 前記インバータ部の交流出力側の各相に、互いに密結合
しているn+1個の巻線を有する零相トランスのn個の
巻線を接続するとともに、残りの1個の巻線を、前記イ
ンバータ部の直流入力側の一方の電位点と前記負荷の接
地点との間に接続し、 前記零相トランスのn+1個の巻線に流れる電流を打ち
消す方向の電流を、前記残りの1個の巻線に生じる誘起
電圧により当該1個の巻線に流すようにしたことを特徴
とする電圧形インバータ。
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