CN101359880A - 电力变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供电力变换装置。本发明目的为抑制在变换器驱动电动机中产生的浪涌电压引起的电动机绕组匝之间的绝缘劣化的发生。为了解决上述问题，本发明从浪涌电压的上升时间和耐浪涌电压的关系，决定为了抑制由变换器驱动的电动机绕组的匝之间产生的部分放电的发生，最优的上升时间；并从浪涌电压的上升时间和插入电抗线圈的电感的关系，决定最优的电抗线圈的电容。将该最优电容的电抗线圈设在变换器和电动机绕组之间，该电抗线圈可以为卷绕有配线的结构或空芯电抗线圈等。

Description

电力变换装置

(本案是申请号为200510080602.3、发明名称为

电力变换装置、电动机、电动机驱动系统及其维修方法的专利申请的分案申请)

技术领域

本发明涉及用电力变换装置驱动电动机的技术。

背景技术

在非专利文献1中，说明了“当利用变换器驱动电动机时，由变换器元件的切换产生的浪涌(surge)电压与变换器的输出电压重叠，加在电动机的端子上。在该浪涌电压高的情况下，存在着对电动机的绝缘有影响，直至损伤的事例。为了在未发生前防止这种事例发生，本资料说明了变换器的浪涌电压发生的机理及其对策”(在第1页，第2～6行选录说明)。

另外，在非专利文献1中还有以下的说明：“作为在用400V级的变换器驱动电动机的情况下，由浪涌电压引起的绝缘损伤的对策，有以下的方法”(在第3页，第2～3行中选录说明)。

“4.2抑制浪涌电压的方法

为了抑制浪涌电压，有抑制电压升高的方法和抑制波高值的方法。

输出电抗线圈

如果线路长度比较短，则通过在变换器的输出侧设置AC(交流)电抗线圈，抑制电压的升高(dv/dt)，可以减小浪涌电压。(参见图4(1))。

但是，当配线长度长时，抑制浪涌电压的波高值较为困难。

输出滤波器

在变换的输出侧设置滤波器，可抑制电动机的端子电压的波高值(参见图4(2))(在第3页，第6～15行中选录说明)。”

另外，上述选录说明中的(参见图4(1))和(参见图4(2))的括弧写的“图4”，为在非专利文献1中所述，与本说明书中后述的图4没有关系。

非专利文献1：社团法人，日本电机工业会“在用400V级的变换器驱动通用电动机的情况下，对绝缘的影响”(1995年3月)。

发明要解决的问题

在上述现有的技术中，通过使用本来以降低噪声为目的的AC电抗线圈，可以避免由浪涌电压引起的绕组之间的绝缘劣化。然而，一般AC电抗线圈尺寸大、价格贵，另外，由于部件数目增加，在设置空间和成本方面存在问题。另外，有使用输出滤波器、正弦波化滤波器的方法，但输出滤波器，正弦波化滤波器也是尺寸大、价格贵。

另外，通过使用AC电抗线圈或输出滤波器、正弦波化滤波器，从变换器供给至电动机的实际有效电压降低。

发明内容

考虑到上述现有的问题，本发明的目的是改善由浪涌电压产生的电动机绕组匝之间的绝缘劣化，并且，这时可减小尺寸、降低成本，减少由于插入AC电抗线圈或输出滤波器、正弦波化滤波器造成的实际有效电压的降低。

解决问题所用的方法

对于上述问题，通过变更施加在电动机绕组上的施加电压波形的上升时间，在设置可减少浪涌电压的影响的上升时间变更部分中，本发明根据下列顺序，根据预先求出的第一特性和第二特性，求出减少在电动机绕组的匝之间的浪涌电压的影响的上升时间变更部分的电感。

首先，求出表示在电动机绕组之间不产生部分放电的电压值(以下称该电压值为耐浪涌电压)对于施加在电动机绕组上的施加电压的上升时间的关系的第一特性。

从该第一特性可得到可以减少在电动机绕组匝之间产生的部分放电的发生的变换器的施加电压的上升时间(以下称该电压为减小浪涌电压上升时间)。

其次，求出表示施加电压的上升时间对于设在变换器和电动机之间的电抗线圈的电感的变化关系的第二特性。

从该第二特性求出使上述浪涌电压减小的上升时间的电感。将该求出的电感的电抗线圈设在变换器和电动机绕组之间。该电抗线圈可以为卷绕配线的线圈，或没有铁芯等的空芯电抗线圈等都可以。另外，设置位置为变换器和电动机间的任意位置也可以；在变换器所设置的控制板内或变换器的壳体内、电动机的壳体内也可以。

根据上述顺序求出的电感上升时间变更部分，可以利用比现有技术简单的结构，减少成为电动机绕组匝之间的绝缘劣化的原因的浪涌电压的影响，此外，还可以减小尺寸、降低成本。

发明的效果

采用本发明，可以提供可靠性比现有技术高的电动机驱动系统。

附图说明

图1为表示本发明的实施例的流程图；

图2表示进入绕组中的浪涌电压的位置；

图3为分担电压产生原理；

图4为上升时间和耐浪涌电压的关系；

图5为电感和上升时间的关系；

图6为电抗线圈种类、电感和绝缘劣化开始的上限和下限的关系；

图7为将上升时间变更部分内置于变换器的结构；

图8为将上升时间变更部分内置于控制板的结构；

图9为在电动机内部设置上升时间变更部分的结构；

图10为在电动机端子箱内设置上升时间变更部分的结构；

图11为将电力供给装置和电动机之间的电缆卷绕在电动机外周上，作为上升时间变更部分的结构；

图12为将电力供给装置和电动机之间的电缆作为上升时间变更部分的结构。

符号说明：1电力变换装置，2控制板，3电缆，4电动机，5AC电抗线圈，6正弦波化滤波器，7上升时间变更部分。

具体实施方式

现在说明实施本发明的优选实施方式。

在说明实施例以前，说明上述的称为由浪涌电压引起的电动机绕组匝之间的部分放电的放电现象的发生。

所谓浪涌电压为在电力通过配线系统从变换器施加在电动机上的情况下，由于从配线系统至电动机的阻抗的变化，产生电压的反射波，随着该反射波返回变换器，加在电动机上所产生的电压。因此，理论上说，浪涌电压的最大值为所加电压最大值的二倍。

图2中，示意性地表示加在电动机的定子绕组匝之间的施加电压的电压波形。如图2所示，从电力变换装置输出，加在电动机上的施加电压的电压波形，不是垂直地上升达到Vp的电压值，而是为具有倾斜的上升的电压变换，在tr秒后上升至Vp的电压值。这里，图2的电压波形Vin是上述施加电压达到线圈的开始卷绕位置Ms时的电压波形，取该时间为t＝0。因此，如图2的Vin形状所示，t＝0时，卷绕开始Ms的电位为零。

另外，卷绕结束的位置Me的电位也为零。因此，卷绕开始Ms和卷绕结束Me之间的电位差为零

图2所表示的线圈，为表示作为磁场侧的定子的线圈。在图2中表示放置在设在定子中的多个槽内的一个槽中的线圈。另外，传播时间T表示上述所加的电压波形从线圈卷绕开始Ms传播到达卷绕结束Me为止所要的时间。

图2中所示的施加电压的Vin，在t＝0时到达卷绕开始Ms，随着时间的经过，传播至图2的表示图面的右侧，T秒后，到达卷绕结束Me。

图3表示根据图2所示的电压波形向右方向行进的卷绕开始Ms和卷绕结束Me的电位变化。图3(a)为如图所示，上升时间短的情况，图3(b)为如图所示，上升时间长的情况。

在图3(a)中，t＝0时为零的卷绕开始Ms的电位VaMs，tr秒后，该电压波形的上升时间为tr，因此如图3(a)所示，成为Vp的电压值。

另外，在到达t＝T时，施加的电压没有到达卷绕结束Me，卷绕结束Me的位置的电位VaMe为零。但随着卷绕开始Ms的电位VaMs的上升，卷绕开始Ms和卷绕结束Me之间的电位差(VaMs-VaMe)从零向着Vp上升。但t＝T时间以后，随着卷绕结束Me的电位VaMe的上升，电位差(VaMs-VaMe)减小，呈台阶状变化，变为零。

上述的说明为针对图3(a)的短的上升时间的情况的说明，在长的上升时间的情况下的图3(b)中，也同样，省略其说明。

在将电压加在线圈上的情况下，一般将用线圈任意二点之间的电位差相对于上述施加电压的百分率表示的电压称为分担电压。当该分担电压的大小为大时，在电动机绕组的匝之间，可产生部分放电。

利用图3，说明分担电压的大小和上升时间，传播时间的关系。

在图3中，以线圈任意二点作为卷绕开始Ms和卷绕结束Me，表示该二点间的电位差(即分担电压)。

从图3可看出，上升时间越短，则分担电压越大；上升时间越长，则分担电压越小。可以看出，图3(a)的卷绕开始和卷绕结束之间的电位差波形(VaMs-VaMe)的最大值为Vp，图3(b)的卷绕开始和卷绕结束间的电位差波形(VbMs-VbMe)的最大值，为比Vp小的值。

换句话说，在施加电压急剧上升的情况下，分担电压大；在施加电压缓慢上升的情况下，分担电压小。这点，是与报告的事例一致的。

在上述的传播时间和分担电压的关系中，不言而喻，当传播时间变长时，分担电压变大；当传播时间变短时，分担电压变小。

另外，由于电压波的传播速度一定，因此，传播时间的长短，与传播的长度成比例。因此，线圈的长度变长时，分担电压变大。或者，当测定分担电压的线圈的二点之间的距离长时，分担电压变大。

因此，在上述图2、图3中，通过研究作为线圈的任意二点之间，在线圈内最大长度的卷绕开始Ms和卷绕结束Me之间的分担电压，可以得到分担电压变为更大时的研究结果。

另外，即使卷绕开始Ms和卷绕结束Me之间的分担电压最大，如果在实际的槽内，两者的绕组部分在离开开始放电的距离以上进行卷绕，则不产生放电现象。然而，由于在槽内使用机械任意卷绕线圈，因此也可有卷绕成使卷绕开始Ms和卷绕结束Me位于在开始放电的距离以内的情况。

根据以上的状况，在分担电压引起的部分放电的发生的研究中，作为容易产生放电的条件，是假定卷绕开始Ms和卷绕结束Me接近、发生大的分担电压的情况进行研究的。相反来说，如果发现在该条件下可以减少部分放电的解决方法，则即使为其他的条件和状态，也可推断出减少部分放电的方法。

在至此为止的说明中，为了使说明简单，使分担电压的最大值为所加电压的100％，但实际上，为比100％低的值。

从至今的实验结果可看出，当上升时间为0.1μs时，分担电压为80％，在80％大致饱和，这样，分担电压饱和是图2所示的绕组之间的浮游电容的影响。

由于以上述观象为基础，求出上述的第一特性，可进行以下的测定。

在该测定中，为了产生模拟的浪涌电压，使用输出的电压值大小和上升时间可以任意改变的试验装置。从该试验装置，将模拟的浪涌电压的输出给与模拟的电动机绕组。所谓模拟的电动机绕组为依照上述的容易产生部分放电的条件，成为最大的传播时间，可产生大的分担电压，而且使卷绕开始Ms和卷绕结束Me接近配置的试验的电动机绕组。

通过进行使用上述测定装置等的方法进行绕组间的部分放电开始电压的测定，得到由分担电压产生的绕组之间的部分放电开始电压和上升时间的关系。

这样，在测定中，由于使用试验的浪涌电压发生的试验装置和试验的电动机绕组进行测定，在实际的电动机安装状态下，如施加浪涌电压的状态那样，应加进实际施加浪涌电压的施加时间等各种状态，进行测定结果的校正，求出上述第一特性。

再从绕组之间的部分放电开始电压的测定和对于上升时间的分担电压的测定结果进行分析，成为测定对象的标准的电动机为400V级、22kW。

(1)使上述试验装置的输出电压的上升时间一定，增大输出的电压值，测定在电动机绕组中，产生部分放电的电压值。

(2)在上述(1)的测定中，使上升时间在0.01μs至10μs之间变化进行测定。

上述(1)(2)的测定结果，表示在图4中。

从图4得到在任意的上升时间，开始产生部分放电的电压值。相反地说，可以知道为了不发生部分放电，所加电压的上升时间的大小为何种程度较好，以该关系作为上述第一特性使用，例如，为了得到1500Vp耐浪涌电压，上升时间在0.5μs以上较好。

其次，为了求出上述的第二特性，进行以下的测定。

在该测定中，将以输出的电压值大小和以上升时间作为给定值的输出给与电动机绕组，在电动机绕组的输入端前，安装电抗线圈。

(1)以加在电动机绕组上的上升时间作为给定值，测定由安装的电抗线圈的电感造成的变化的结果的上升时间。

(2)在上述(1)的测定中，使电抗线圈的电感在0.0001mH～30mH之间变化，进行测定。

上述(1)、(2)的测定结果表示在图5中。

从图5可以知道为了得到所希望的上升时间所必要的电抗线圈的电感大小，将该关系作为上述第二特性使用。

根据上述求出的第一特性和第二特性，以下说明作为本发明的实施方式的实施例。

(实施例1)

本发明的实施例以上述的测定结果为基础，可以简单地算出电抗线圈的电感。图1为表示本发明的实施例的方法的流程图，现说明该流程的顺序。

(1)从电动机的规格等，决定以减小部分放电为目标的耐浪涌电压。

(2)从第一特性，决定成为作为目标的耐浪涌电压的减少浪涌电压的上升时间。

(3)从第二特性，决定成为在(2)中求出的减小浪涌电压上升时间的插入电抗线圈的电感。

(4)将具有(3)中求出的电感的电抗线圈插入变换器和电动机绕组之间。

当根据上述流程顺序，耐浪涌电压为1500Vp时，求出可以减小浪涌电压影响的电感，得到0.01mH的值。作为提供该电感的电抗线圈，可以为无铁芯的线圈或空芯线圈等。根据实验，在上述空芯线圈中，可以减小浪涌电压的影响，减少电动机绕组之间的部分放电，可以确认可作为浪涌电压对策。

(实施例2)

图6中表示各种形式的电抗线圈的电感，和在本实施例中，可以减少由浪涌电压引起的绝缘劣化的电感的相关关系。

图6中(1)区域的电感为表示只是配线的电感。换句话说，不是用于与减少任何浪涌电压的影响对应，而是表示与其他形式的比较。因此，在(1)区域的电感中，当变换器和电动机之间连接时，可以产生由浪涌电压引起的绝缘劣化。

如果为图6的(2)、(3)区域的电感，由于可将浪涌电压的上升时间改变至一个大的值，可以减少浪涌电压的影响。

但是，在(3)的区域中，可以减少浪涌电压的影响，然而加在电动机上的实际有效电压也可能减少。

与此相对，(2)的区域表示可以减少上述实际有效电压的降低、没有问题的范围。“将配线卷绕的结构”、“空芯电抗线圈”的重量和容积小，另外，可以减少实际有效电压的降低，减小尺寸和降低成本，对现有设备的变更小，可以减小浪涌电压的影响，因此是合适的。

(实施例3)

至此的说明，说明了标准的22kW的电动机的机种。然而，当电动机容量变化时，从上述线圈的卷绕开始至卷绕结束的绕组的长度发生变化，与该绕组的长度变化相应，传播时间也发生改变。结果，上述上升时间和耐浪涌电压的关系也不同。

例如，当电动机容量小时，由于电动机绕组中的浪涌电压传播时间短，图4中的耐浪涌电压的曲线向左侧移动，成为用图4的“传播时间短”表示的特性。另一方面，当电动机容量大时，由于电动机绕组中的浪涌电压传播时间长，耐浪涌电压的曲线向右侧移动，成为用图4的“传播时间长”表示的特性。

现在说明图4中所示的“传播时间短”、“标准”、“传播时间长”三种电动机的相对的关系。在图4中，“标准”为标准的电动机的22kW的特性。与此相对，“传播时间短”的电动机，为容量比“标准”小的电动机，其传播时间为“标准”的传播时间的1/2的值。另外，“传播时间长”的电动机为容量比“标准”大的电动机，其传播时间为“标准”的传播时间的2倍。

根据图4，大致说明电动机容量不同的耐浪涌电压和上升时间的关系。例如，为了得到耐浪涌电压2000Vp，在“标准”的电动机中，必需1μsec以上的上升时间。另一方面，在“传播时间长”的电动机中，为了得到相同的2000Vp的耐浪涌电压，必需2μsec以上的上升时间；而在“传播时间短”的电动机中，需要0.5μsec以上的上升时间。

这样，在减小浪涌电压影响的情况下的上升时间，根据电动机的容量也发生变化，作为上升时间的电抗线圈的电感也发生变化。

另外，在上述说明中，以耐浪涌电压的设定值为1500Vp进行说明。当电动机容量变化时，由于耐浪涌电压的设定值也不同，因此必要的电感也发生变化。

另外，存在通过安装电抗线圈而产生电压降低的情况。但是，通过设置用于减小浪涌电压的电抗线圈，将加在电动机上的实际有效电压降低至必需以上不为优选。

如上所述，用于减小浪涌电压的影响的电抗线圈的电感，不能一律地规定，也包含上述说明，根据电力变换装置，电动机和具有它们的系统的使用状态、条件、用途等而改变。因此，考虑这种电动机的种类、耐浪涌电压的设定值不同、实际有效电压的减小和安全因数等，规定用于减小浪涌电压影响的电抗线圈的电感为以下的三个范围。

(1)第一范围(0.04mH以上、0.2mH以下的范围)

该范围是以图4的“传播时间长”的情况的测定结果为基础求出的。从图4可看出，在0.04mH使用时，可耐受2000Vp的浪涌电压，在0.2mH使用时，可耐受2300V的浪涌电压。

该范围取上限值为0.2mH，可以在几乎全部电动机种类中，减少浪涌电压的影响。当为0.2mH左右时，容积和重量有增大的倾向，但与现有的AC电抗线圈比较，还是较小的。

(2)第二个范围(0.004mH以上0.04mH以下的范围)

该范围是以图4的“传播时间长”的情况下的测定结果为基础求出的。从图4可看出，在0.004mH使用时，可耐受1500Vp的浪涌电压，在0.04mH使用时，可耐受2000Vp的浪涌电压。

在该范围的情况下，虽不是如同上述第一范围那样，几乎在全部的电动机种类中，能够减小浪涌电压的影响，但具有实际有效电压降低小到不成问题的程度的特征。另外，当使用0.004mH左右的电抗线圈时，对于1500Vp的浪涌电压，为了减少浪涌电压的影响，必需进行调整。然而，对于多数种类的电动机，可以减少浪涌电压的影响。

另外，0.04mH左右的电抗线圈容积和重量小，对减小尺寸、减轻重量有利。

(3)第三范围(0.0003mH以上0.004mH以下的范围)

该范围是以图4的“标准”情况下的测定结果为基础求出的，从图4看出，在0.0003mH使用时，可耐受1500Vp的浪涌电压，在0.004mH使用时，可以耐受1800Vp的浪涌电压。

在该范围的情况下，与上述(1)、(2)比较，容积和重量较小，对减小尺寸、减轻重量有利。

另外，在“传播时间短”的电动机和“标准”的电动机中，通过使用该范围的电抗线圈，可以减小浪涌电压的影响，但在图4的“传播时间长”的电动机中，与上述(1)、(2)比较，减小浪涌电压困难。因此在“传播时间长的”电动机中，不使用该(3)的范围的电抗线圈，而必需使用上述(1)、(2)范围的电抗线圈。然而，一般来说，“传播时间长”的电动机容积和重量比较大，即使使用上述(1)、(2)范围的电抗线圈，在减小尺寸和减轻重量方面的问题小。

另外，关于实际有效电压的降低，可以比上述(2)的范围的电抗线圈降低更小的值。

规定了上述三个范围，但不是仅限于此，例如，使各个范围为以下的范围也可以。

(a)0.0003mH以上0.2mH以下的范围，(b)0.0003mH以上0.04mH以下的范围，(c)0.0003mH以上0.004mH以下的范围。

上述(a)～(c)的范围着眼于由上限值规定的电抗线圈的容积和重量，在希望减小尺寸的情况下，可以图6所示的外形尺寸为目标。

如上所述，在使用根据本实施方式的电抗线圈时，范围着眼于可能对应的电动机的种类的范围、有效电压降低的程度、容积和重量值等特征，可以适当地设定。

(实施例4)

在图5中，没有电抗线圈的状态(只有配线)的上升时间为0.25μs，这时的耐浪涌电压为1400Vp，在耐浪涌电压的目标为1500Vp的情况下，在电动机绕组之间可能产生绝缘劣化，必需有提高耐浪涌电压的对策。

迄今，在作为浪涌电压引起的绝缘破坏的对策所使用的AC电抗线圈的情况下，上升时间为25μs，可以充分地使上升时间变得迟缓，以不产生绕组之间的绝缘劣化，但系统尺寸增大、价格高成为问题。

另一方面，在插入了本实施例的卷绕配线的电抗线圈(0.01mH)的情况下，可将上升时间减小至1μs左右，可以充分地实现耐浪涌电压的目标1500Vp。另外，具有0.01mH电感的电抗线圈，不是必需有铁芯等的芯子，完全可以使用空芯线圈。例如，将线材作成直径为10cm左右的圆环状，卷绕9～16圈，即使不设置铁芯等芯子，也可得到上述0.01mH左右的电感。与该卷绕圈数和直径等有关的设计，可由以下的式(式(1))求出。

L＝k*μ*π*(a*a)*(N*N)/b    (H)………………(1)

式中各系数如下：

k：长冈系数(用于有限螺线管的自感计算方面的系数)；

μ：＝4*π*10^-7

a：线圈半径(m)；

b：线圈长度(m)；

N：线圈圈数。

在利用3相交流驱动的情况下，必需在各相的每一个相中设置上述圆环状的所谓空芯线圈，共设置3个。

现在利用图7～图12说明本发明的实施方式。

图7为在称为变换器的电力变换装置1中，在驱动电动机4的系统中，将具有上述电感的电抗线圈的上升时间变更部分7放置在电力变换装置1中。

一般，称为变换器的电力变换装置1，作为结构部分，具有：将来自电源供给部分的交流电力变换为直流电力的顺变换部分20、使顺变换部分20的输出平滑的平滑部分22、将直流电力变换为交流电力的逆变换部分24、和至少是控制上述逆变换部分24的控制部分26。将这些部分都放置在框体28中。在使用现有的AC电抗线圈、输出滤波器、和正弦波化滤波器的方法中，与这些逆变换器24和控制部分26等比较，AC电抗线圈、输出滤波器、和正弦波化滤波器的容积和重量大，设置在上述相同的框体内部困难。当设置在电力变换装置1的框体内部中时，必需变更上述框体28的形状。

然而，本实施例的上升时间变更部分7比现有的AC电抗线圈、输出滤波器、和正弦波化滤波器等小，即使为上述的空芯线圈的大小，也可以减小浪涌电压。如果为这种大小，则电力变换装置1的框体28不作大的设计变更，如图7所示那样，可以在电力变换装置1的框体28的内部设置上升时间变更部分。这样，可以提供小型、重量轻、成本低的通过电力变换装置驱动电动机的系统。

图8为说明使用设在控制板2中的电力变换装置1、驱动电动机4的系统的实施例。

在图8的实施例中，将具有上述电感的电抗线圈的上升时间变更部分7放置在控制板2中。作为上述上升时间变更部分7的设置场所，当设在控制板2中时，可省去设置工作中的麻烦，可以不用设置上升时间变更部分7的设置场所等作业，很便利。

另外，如果以上述电感的电抗线圈、空芯线圈等作为本实施方式的上升时间变更部分7，则不需要大幅度地变更控制板2的容纳框体30的形状。可以比较容易地将上述的电抗线圈、空芯线圈等设置在如图8所示的控制板2内部。

图9-图11表示将具有上述的电感的电抗线圈的上升时间变更部分7与电动机4作成一体的结构的实施方式。

图9为示意性地将上述的电感的上升时间变更部分7设在电动机4的框体内部的图。图10为示意性地表示当将电力加在电动机上时，使从电力变换装置等输出的驱动用的电力与电动机电连接，将上述电感的上升时间变更部分7设在设有施加电力用的端子等的端子箱8中的图。

另外，图11为示意性地表示将作为上述上升时间变更部分的空芯线圈、电抗线圈等卷绕在电动机4的外周上的实施方式的图。将该空芯线圈、电抗线圈等卷绕在外周上时的卷绕方法，可以卷绕设置在支撑电动机4的框体的外侧；也可以在用空芯线圈、电抗线圈等卷绕后，用框体覆盖电动机4(即卷绕设置在支撑电动机4的框体的内侧)。

在图9-图11的实施例中，将作为上述上升时间变更部分的空芯线圈和电抗线圈等设置在电动机或电动机的附属部分(端子箱等)的内部，可以减少浪涌电压的影响。当然，不是仅限于电动机或电动机的附属部分的内部，将上升时间变更部分设在电动机或电动机的附属部分的附近或与其相邻也可以。总之，通过使用该实施例的电动机，不需大幅度地改变电力变换装置和控制板系统结构，可以构成可减少浪涌电压影响的系统。

图12为表示在电力变换装置1和布置作为电动机4的配线的电缆3的中途，通过卷成线圈状进行敷设，设置具有上述的电感的电抗线圈的上升时间变更部分7的结构的图。当然，不是只卷绕电缆3的一部分，将具有空芯线圈、电抗线圈等构成的另外的上升时间变更部分放置在电缆3的任意位置上也可以。在该实施例的情况下，减小浪涌电压的影响等的维修时，也可以进行在电缆3的中间等处，适当地放置具有空芯线圈、电抗线圈等构成的另外的上升时间变更部分的工作。或者，在具有电力变换装置1和电动机4的系统的构成时，在布线和连接电力变换装置1和电动机4的电缆3的中间，预先设置上述上升时间变更部分也可以。

如这些实施例中所述，不需要大幅度地改变系统中的控制板和电力变换装置与电动机的结构，可以在设置配线的大小的空间中，设置本实施例的上升时间变更部分7。与现有技术比较，可以比较容易地构成浪涌电压对应系统。

如上所述，采用根据本发明的实施例，与现有技术比较，可以用简单的结构与浪涌电压应对。

所谓的简单结构可举出将仅卷绕有配线等的电容的电抗线圈等设置在电力变换装置的输出部分和电动机的绕组之间的任意位置上的结构等。

表1中表示以某种的标准电动机的重量和容积为100％时的标准变换器、标准AC电抗线圈、正弦波化滤波器、和仅卷绕有配线的结构(本实施例)的相对比较值。

表1

抑制浪涌电压引起的绝缘化用的现有的AC电抗线圈或输出滤波器、正弦波化滤波器，相对于标准电动机，其重量和容积分别占大约30％、大约45％。另外对于标准器，因为重量为250～350％左右，容积大致相同，因此通过排入AC电抗线圈或输出滤波器、正弦波化滤波器，系统结构尺寸增大。

另一方面，采用本实施例的、仅卷绕了配线的结构，对于标准电动机，重量和容积只为2-3％左右，重量轻，尺寸小。因此，如果为这种程度的重量和容积，可以安装在设置在变换器和电动机之间的控制板等上，或可以设在变换器和电动机的内部，不需要大幅度改变具有变换器和电动机的设备的结构，可以减小尺寸，降低成本。

另外，可以减少由于插入AC电抗线圈或输出滤波器、正弦波化滤波器造成的实际有效电压的降低。

Claims (3)

1.一种电力变换装置，该电力变换装置用于输出驱动电动机的交流电力，具有：

将直流电力变换为交流电力的逆变换部分；

控制所述逆变换部分的控制部分；和

收纳所述逆变换部分和所述控制部分的框体，

其特征在于，

在所述框体内设有变更从所述逆变换部分输出的交流电力的电压波形的上升时间的上升时间变更部分，

所述上升时间变更部分为，使导体成为根据以下关系式得到的线圈圈数的空芯电抗线圈，

L＝k*μ*π*(a*a)*(N*N)/b  (H)

式中各系数如下：

L：0.0003mH以上且0.2mH以下

k：长冈系数；

μ＝4*π*10^-7；

π：圆周率

a：线圈半径(m)；

b：线圈长度(m)；

N：线圈圈数。

2.如权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，

当输出N相交流电流时，针对各个相配置所述上升时间变更部分，所述上升时间变更部分设置有N个。

3.如权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，

当输出3相交流电流时，针对各个相配置所述上升时间变更部分，所述上升时间变更部分设置有3个。

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