DE112021003182T5

DE112021003182T5 - Filter, der mit einem PWM-Umrichter verbunden ist, und Umrichtersystem

Info

Publication number: DE112021003182T5
Application number: DE112021003182.1T
Authority: DE
Inventors: Yuuya NAKAGAWA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2023-04-20
Also published as: JPWO2022044927A1; US20230246559A1; CN115968529A; WO2022044927A1

Abstract

Dieser Filter ist an einer Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite eines PWM-Wandlers vorgesehen, in dem ein Glättungskondensator und eine Vorladeschaltung zum Vorladen des Glättungskondensators angeschlossen sind, wobei das Filter umfasst: eine Drossel, die in Reihe mit dem PWM-Wandler geschaltet ist; einen Filterkondensator, der parallel zu dem PWM-Wandler geschaltet ist; und einen Schalter, der die Drossel mit dem Filterkondensator in einem geschlossenen Zustand elektrisch verbindet und die Drossel von dem Filterkondensator in einem offenen Zustand elektrisch trennt. Wenn dem PWM-Wandler Strom zugeführt werden soll, befindet sich der Schalter im offenen Zustand.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filter, der mit einem PWM-Umrichter verbunden ist, und ein Umrichtersystem.
TECHNISCHER HINTERGRUND
In einer Motorantriebseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den Antrieb eines Motors in Werkzeugmaschinen, Umformmaschinen, Spritzgießmaschinen, Industriemaschinen oder verschiedenen Arten von Robotern steuert, wird die von einer Wechselstrom-Versorgung gelieferte Wechselstromleistung vorübergehend durch einen Wandler (Gleichrichter) in Gleichstromleistung umgewandelt; anschließend wird die Gleichstromleistung durch einen Wechselrichter weiter in Wechselstromleistung umgewandelt, und die Wechselstromleistung wird dem Motor als Motorantriebsleistung zugeführt.
Als Wandler in einer Motorantriebseinheit wird häufig ein PWM-Wandler eingesetzt, der in der Lage ist, regenerative Energie, die beim Abbremsen eines Motors erzeugt wird, in eine dreiphasige Wechselstrom-Versorgung zurückzuführen. Ein solcher PWM-Wandler umfasst eine Brückenschaltung, die aus einem Leistungsbauelement, bestehend aus einer Diode, und einem antiparallel zur Diode geschalteten Schaltbauelement besteht. Da die Ein- und Ausschaltvorgänge der Schaltvorrichtungen gemäß einem PWM-Steuerverfahren gesteuert werden, kann der PWM-Wandler eine bidirektionale Leistungsumwandlung zwischen Wechselstrom auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite und Gleichstrom auf der Gleichstrom-Eingangs- / - Ausgangsseite durchführen.
Der PWM-Wandler enthält einen Glättungskondensator auf der DC-Eingangs- / -Ausgangsseite. Der Glättungskondensator hat die Aufgabe, eine pulsierende Komponente des GleichstromAusgangs des PWM-Wandlers zu unterdrücken und Gleichstrom zu speichern.
Der Glättungskondensator muss nach dem Einschalten der Motorantriebseinheit (d. h. nach dem Einschalten des PWM-Umrichters) und vor dem Antrieb des Motors (d. h. vor der Leistungsumwandlung durch den Umrichter) auf eine bestimmte Spannung aufgeladen werden. Diese Aufladung wird gemeinhin als Vorladung (Erstaufladung) bezeichnet. Eine Vorladeschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie den Glättungskondensator vorlädt, ist zwischen einer Hauptstromrichterschaltung und dem Glättungskondensator im PWM-Umrichter oder auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite der Hauptstromrichterschaltung im PWM-Umrichter vorgesehen. Die Vorladeschaltung ist eine Schaltung zur Begrenzung des Einschaltstroms, der beim Einschalten in den Glättungskondensator fließt, um ein Leistungsgerät vor Überstrom zu schützen, und die Schaltung kann als „Anfangsladeschaltung“ oder „EinschaltstromBegrenzungsschaltung“ bezeichnet werden.
Durch das Ein- und Ausschalten der Schaltgeräte im PWM-Wandler wird auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite des PWM-Wandlers ein hochfrequenter Ripplestrom erzeugt. Um diesen hochfrequenten Welligkeitsstrom zu reduzieren, ist es üblich, auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite des PWM-Wandlers einen LC-Filter (im Folgenden einfach als „Filter“ bezeichnet) vorzusehen, der aus einer Drossel und einem Kondensator besteht.
Zum Beispiel in Matrixwandlern, die einen LC-Filter auf der Eingangsseite einer dreiphasigen Wechselstrom-Versorgung und eine Dämpfungsschaltung mit einer ersten Gruppe von Dämpfungsdioden für die Vollwellengleichrichtung einer dreiphasigen Eingangsstromversorgung, einer zweiten Gruppe von Dämpfungsdioden für die Vollwellengleichrichtung einer dreiphasigen Ausgangsstromversorgung enthalten, eine zweite Gruppe von Snubber-Dioden zur Vollwellengleichrichtung einer dreiphasigen Ausgangsstromversorgung und einen Snubber-Kondensator, der mit der durch die erste und zweite Gruppe von Snubber-Dioden gleichgerichteten Gleichspannung verbunden ist und jede Phase der dreiphasigen Wechselstrom-Versorgung direkt mit der entsprechenden Phase der dreiphasigen Ausgangsstromversorgung mit einem bidirektionalen Schalter verbindet, wobei der Matrixwandler so konfiguriert ist, dass er eine beliebige gegebene Wechsel-/Gleichspannung ausgibt, indem er eine PWM-Steuerung der Spannung von der Wechselstrom-Versorgung in Übereinstimmung mit einem Ausgangsspannungsbefehl durchführt, ist ein Matrixwandler bekannt, dadurch gekennzeichnet, dass der Matrixwandler umfasst: eine Snubber-Einschaltstrombegrenzungsschaltung, die zwischen der ersten Gruppe von Snubber-Dioden und dem Snubber-Kondensator angeordnet ist und die einen Strombegrenzungswiderstand zum Begrenzen des Ladestroms zu dem Snubber-Kondensator und ein Kurzschlussschütz zum Kurzschließen beider Enden des Strombegrenzungswiderstandes umfasst; Mittel zum Erfassen der Spannung an beiden Enden des Snubber-Kondensators und zum Kurzschließen des Kurzschlussschützes, wenn die erfasste Spannung gleich oder höher als ein bestimmter Spannungspegel ist; und einen Eingangsfilter-Resonanzunterdrückungskondensator zum Begrenzen der Resonanzspannung des LC-Filters innerhalb eines vorbestimmten Spannungsbereichs, wobei der Kondensator zwischen der ersten Gruppe von Snubber-Dioden und dem Strombegrenzungswiderstand angeordnet ist (siehe z. B.g., PTL 1).
[ZITIERLISTE]
[PATENTLITERATUR]
[PTL 1] Japanisches Patent Nr. 4662022
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[TECHNISCHES PROBLEM]
Wenn ein Filter und ein PWM-Wandler eingeschaltet werden, wird die Vorladung eines Glättungskondensators 3 gestartet. Da die Vorladung in einem Zustand gestartet wird, in dem keine Energie im Glättungskondensator gespeichert ist, wird unmittelbar nach dem Einschalten des PWM-Wandlers der in den Glättungskondensator fließende Strom durch die Vorladeschaltung begrenzt. Folglich kann der Glättungskondensator die Schwankungen der an das Leistungsgerät angelegten Spannung nicht unterdrücken, bis der Vorladevorgang abgeschlossen ist. Beim Einschalten wird zwischen einem Filterkondensator und der Drossel im Filter eine LC-Resonanz erzeugt, die eine höhere Spannung als üblich auf der Wechselstrom-Eingangsseite des PWM-Wandlers verursacht. Wenn LC-Resonanz erzeugt wird und eine Spannung, die die Nennspannung übersteigt, an das Leistungsgerät im PWM-Wandler angelegt wird, kann dies zu einem Bruch des Leistungsgeräts führen. Daher ist es wünschenswert, für PWM-Wandler, die auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite mit einem Filter ausgestattet sind, eine Technik zur Verhinderung des Bruchs einer Leistungsvorrichtung bereitzustellen, die durch die beim Einschalten erzeugte LC-Resonanz verursacht wird.
(LÖSUNG DES PROBLEMS)
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite eines PWM-Wandlers bereitzustellendes Filter, in dem ein Glättungskondensator und eine Vorladeschaltung, die zum Vorladen des Glättungskondensators konfiguriert ist, angeschlossen sind: eine Drossel, die mit dem PWM-Wandler in Reihe zu schalten ist; einen Filterkondensator, der mit dem PWM-Wandler parallel zu schalten ist; und einen Schalter, der so konfiguriert ist, dass er in einem geschlossenen Zustand die Drossel mit dem Filterkondensator elektrisch verbindet und in einem offenen Zustand die Drossel von dem Filterkondensator elektrisch trennt, und der Schalter sich in dem offenen Zustand befindet, wenn der PWM-Wandler eingeschaltet ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Wandlersystem: einen PWM-Wandler mit einer Leistungswandlereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Leistungsumwandlung zwischen Wechselstrom auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite und Gleichstrom auf der Gleichstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite mittels einer PWM-Steuerung durchführt, einen Kondensator, der auf der Gleichstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite der Leistungswandlereinheit vorgesehen ist, und eine Vorladeschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Glättungskondensator vorlädt; und einen Filter, der eine Drossel enthält, die mit der Leistungswandlereinheit auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite in Reihe zu schalten ist, einen Filterkondensator, der mit der Leistungswandlereinheit auf der WechselstromEingangs- / -Ausgangsseite parallel zu schalten ist, und einen Schalter, der die Drossel mit dem Filterkondensator in einem geschlossenen Zustand elektrisch verbindet und der die Drossel von dem Filterkondensator in einem offenen Zustand elektrisch trennt, wobei der Schalter in dem offenen Zustand ist, wenn der PWM-Wandler eingeschaltet ist.
[VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG]
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein PWM-Wandler, an dessen Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite ein Filter vorgesehen ist, ein Versagen eines Leistungsgeräts verhindern, das durch eine beim Einschalten erzeugte LC-Resonanz verursacht wird.
Figurenliste

1 ist ein Schaltbild, das einen Filter mit einer Schalter-Steuereinheit und einem Wandlersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ist ein Schaltbild, das einen Filter und ein Umrichtersystem mit einer Schalter-Steuereinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
3 ist ein Schaltbild, das eine erste Anschlusskonfiguration eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4 ist ein Schaltbild, das eine zweite Anschlusskonfiguration eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
5 ist ein Schaltbild, das eine dritte Anschlusskonfiguration eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
6 ist ein Schaltbild, das eine vierte Anschlusskonfiguration eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
7 ist ein Flussdiagramm, das eine erste Betriebsart eines Filters, eines Schalters und einer Vorladeschaltung in einem PWM-Wandler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
8 ist ein Flussdiagramm, das eine zweite Betriebsart eines Filters, eines Schalters und einer Vorladeschaltung im PWM-Wandler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
9A ist ein Schaltbild, das den Stromfluss in einer Abfolge von Operationen eines Filters, eines Schalters und einer Vorladeschaltung in einem PWM-Wandler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht und den Stromfluss während einer Vorladeperiode zeigt;
9B ist ein Schaltbild, das den Stromfluss in einer Abfolge von Operationen eines Filters, eines Schalters und einer Vorladeschaltung in einem PWM-Wandler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht und den Stromfluss nach Abschluss des Vorladens veranschaulicht; und
10 ist ein Schaltbild, das einen Filter mit einer Schalter-Steuereinheit und einem Wandlersystem gemäß einer Variante einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den Zeichnungen werden ein an einen PWM-Wandler angeschlossener Filter und ein Wandlersystem beschrieben. In jeder Zeichnung sind ähnliche Elemente durch ähnliche Referenznummern gekennzeichnet. Um das Verständnis zu erleichtern, werden in den Zeichnungen gegebenenfalls unterschiedliche Maßstäbe verwendet. Eine in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform ist ein Beispiel für die Umsetzung der vorliegenden Offenbarung, und die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt.
1 ist ein Schaltbild, das einen Filter mit einer Schalter-Steuereinheit und einem Wandlersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Als Beispiel wird ein Fall gezeigt, in dem ein Motor 500 von einer Motorantriebseinheit gesteuert wird, die an eine Wechselstrom-Versorgung 400 angeschlossen ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Motortyp 500 nicht besonders begrenzt und kann ein Induktionsmotor oder ein Synchronmotor sein. Die Anzahl der Phasen der Wechselstrom-Versorgung 400 und des Motors 500 schränkt die vorliegende Ausführungsform nicht besonders ein, und die Anzahl der Phasen kann z. B. drei Phasen oder eine einzige Phase betragen. In einem in 1 dargestellten Beispiel sind sowohl die Wechselstrom-Versorgung 400 als auch der Motor 500 dreiphasig. Beispiele für die Wechselstrom-Versorgung 400 sind eine dreiphasige 400-V-Wechselstrom-Versorgung, eine dreiphasige 200-V-Wechselstrom-Versorgung, eine dreiphasige 600-V-Wechselstrom-Versorgung und eine einphasige 100-V-Wechselstrom-Versorgung. Beispiele für Maschinen, die mit dem Motor 500 ausgestattet sind, sind z. B. Werkzeugmaschinen, Roboter, Umformmaschinen, Spritzgießmaschinen und Industriemaschinen.
Wie in 1 dargestellt, umfasst die Motorantriebseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Filter 1, einen PWM-Wandler 100 und einen Wechselrichter 200.
Der PWM-Wandler 100 ist als Gleichrichter konfiguriert, der mittels einer PWM-Steuerung zur Energierückgewinnung fähig ist und eine bidirektionale Energieumwandlung zwischen Wechselstrom auf der WechselstromEingangs- / -Ausgangsseite und Gleichstrom auf der GleichstromEingangs- / -Ausgangsseite durchführen kann. Der PWM-Wandler 100 umfasst eine Leistungswandlereinheit 2, einen Glättungskondensator 3, eine Vorladeschaltung 4 und eine Leistungswandler-Steuereinheit 5. In der folgenden Beschreibung bedeutet „Einschalten des PWM-Wandlers 100“ „Beginn der Stromzufuhr von der Wechselstrom-Versorgung 400 zur Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100“. Mit anderen Worten, vor dem Einschalten des PWM-Wandlers 100 wird der Leistungswandlereinheit 2 kein Strom von der Wechselstrom-Versorgung 400 zugeführt; nach dem Einschalten des PWM-Wandlers 100 wird der Leistungswandlereinheit 2 Strom von der Wechselstrom-Versorgung 400 zugeführt. Es ist zu beachten, dass eine Stromleitung für die Stromversorgung der Leistungswandlersteuereinheit 5 eine andere ist als die für die Stromversorgung der Leistungswandlereinheit 2 von der Wechselstrom-Versorgung 400, auch wenn sie hier nicht dargestellt ist. Mit anderen Worten, bereits vor dem Einschalten der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 wird Strom zur Aktivierung der Leistungswandlersteuereinheit 5 als Vorbereitung für den Betrieb der Leistungswandlersteuereinheit 5 beim Einschalten der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 zugeführt.
Die Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100, die als Hauptstromrichterschaltung dient, umfasst eine Vollbrückenschaltung, die aus einem Leistungsbauelement, bestehend aus einer Diode und einem antiparallel zu der Diode geschalteten Schaltbauelement, aufgebaut ist. Beispiele für Schaltvorrichtungen sind ein IGBT, ein FET, ein Thyristor, ein GTO und ein Transistor, obwohl auch andere Arten von Halbleitervorrichtungen verwendet werden können. Da in dem in 1 dargestellten Beispiel davon ausgegangen wird, dass es sich bei der Wechselstrom-Versorgung 400 um eine dreiphasige Wechselstrom-Versorgung handelt, ist die Leistungswandlereinheit 2 aus einer dreiphasigen Vollbrückenschaltung aufgebaut. Wenn einphasiger Wechselstrom von der Wechselstrom-Versorgung 400 geliefert wird, ist die Leistungswandlereinheit 2 aus einer einphasigen Brückenschaltung aufgebaut. Die Leistungswandlereinheit 2 führt selektiv, während die Leistungswandlersteuereinheit 5 die Ein-Aus-Operationen der Schaltvorrichtungen gemäß einem PWM-Steuerverfahren steuert, einen Gleichrichtungsvorgang durch, der die von der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite eingegebene Wechselstromleistung in Gleichstromleistung umwandelt und die Gleichstromleistung an die Gleichstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite ausgibt, und einen Rückspeisevorgang, der die Gleichstromleistung an der Gleichstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite in Wechselstromleistung umwandelt und die Wechselstromleistung an die Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite ausgibt.
Der Glättungskondensator 3 ist an der Gleichstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite der Leistungswandlereinheit 2 vorgesehen. Der Glättungskondensator 3 hat die Funktion, eine pulsierende Komponente eines Gleichstromausgangs von der Leistungswandlereinheit 2 zu unterdrücken und Gleichstrom zu speichern. Der Glättungskondensator 3 kann als Gleichspannungs-Zwischenkreis-Kondensator bezeichnet werden. Beispiele für den Glättungskondensator 3 sind z. B. ein Elektrolytkondensator und ein Folienkondensator.
In dem in 1 dargestellten Beispiel ist zwischen der Leistungswandlereinheit 2 und dem Glättungskondensator 3 die Vorladeschaltung 4 zum Vorladen des Glättungskondensators 3 vorgesehen. Stattdessen kann die Vorladeschaltung 4 auf der Wechselstrom-Eingangs- / - Ausgangsseite der Leistungswandlereinheit 2 vorgesehen sein.
Die Vorladeschaltung 4 umfasst einen Vorladewiderstand 41 und einen Vorladeschalter 42, der parallel zu dem Vorladewiderstand 41 geschaltet ist. Der Vorladeschalter 42 kann selektiv zwischen einem offenen Zustand, in dem ein elektrischer Pfad, der durch den Vorladewiderstand 41 geht, gebildet wird, und einem geschlossenen Zustand, in dem ein Kurzschluss, der nicht durch den Vorladewiderstand 41 geht, gebildet wird, geschaltet werden. Obwohl die Darstellung einer Steuereinheit, die zur Steuerung der Öffnungs- / Schließ-Vorgänge des Vorladeschalters 42 konfiguriert ist, weggelassen wird, kann die Steuereinheit in der Leistungswandlersteuereinheit 5 vorgesehen sein. Während der Vorladeperiode nach dem Einschalten des PWM-Wandlers 100, bis der Antrieb des Motors 500 gestartet wird, fließt der von der Leistungswandlereinheit 2 ausgegebene Gleichstrom durch den Vorladewiderstand 41 in den Glättungskondensator 3, indem der Vorladeschalter 42 in den offenen Zustand versetzt wird, wodurch der Glättungskondensator 3 geladen wird. Während der Vorladezeit fließt der von der Leistungswandlereinheit 2 ausgegebene Gleichstrom durch den Vorladewiderstand 41, und die Erzeugung eines Einschaltstroms kann verhindert werden. Wenn der Glättungskondensator 3 auf eine vorgegebene Spannung aufgeladen ist, wird der Vorladeschalter 42 vom offenen in den geschlossenen Zustand geschaltet, und der Vorladevorgang ist abgeschlossen. Beachten Sie, dass die Abbildung einer Erfassungseinheit, die zum Erfassen der Spannung über dem Glättungskondensator 3 konfiguriert ist, weggelassen wurde.
An die Gleichstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite des PWM-Wandlers 100 ist der Wechselrichter 200 angeschlossen. Der Schaltungsteil, der die Gleichstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite des PWM-Wandlers 100 mit der Gleichstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite des Wechselrichters 200 elektrisch verbindet, wird als „Gleichstromzwischenkreis“ bezeichnet. „Der Gleichstrom-Zwischenkreis kann als „Gleichstrom-Zwischenkreis-Einheit“, „Gleichstrom-Zwischenkreis“, „Gleichstrom-Einheit“, „Gleichstrom-Busleitung“, „Gleichstrom-Zwischenkreis“ oder ähnliches bezeichnet werden.
Der Wechselrichter 200 besteht aus einer Vollbrückenschaltung mit einer Schaltvorrichtung und einer Diode, die antiparallel zur Schaltvorrichtung geschaltet ist. Beispiele für Schaltvorrichtungen sind ein IGBT, ein FET, ein Thyristor, ein GTO und ein Transistor, obwohl auch andere Arten von Halbleitervorrichtungen verwendet werden können. Da in dem in 1 dargestellten Beispiel davon ausgegangen wird, dass es sich bei dem Motor 500 um einen dreiphasigen Wechselstrommotor handelt, ist der Wechselrichter 200 aus einer dreiphasigen Vollbrückenschaltung aufgebaut. Handelt es sich bei dem Motor 500 um einen einphasigen Wechselstrommotor, wird der Wechselrichter 200 aus einer einphasigen Brückenschaltung aufgebaut.
Der Wechselrichter 200 wandelt Gleichstrom am Gleichstromzwischenkreis in Wechselstrom um, da die Ein- und Ausschaltvorgänge der Schaltvorrichtungen im Wechselrichter 200 mittels einer PWM-Steuerung gemäß einem Befehl von einer übergeordneten Steuerung (nicht dargestellt) gesteuert werden, und liefert den Wechselstrom an den Motor 500, der an der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite des Wechselrichters 200 vorgesehen ist; außerdem wandelt der Wechselrichter 200 den durch Abbremsen des Motors 500 zurückgewonnenen Wechselstrom in Gleichstrom um und gibt den Gleichstrom an den Gleichstromzwischenkreis zurück. Der Motor 500 wird auf der Grundlage der vom Wechselrichter 200 gelieferten Wechselstromleistung in Bezug auf die Drehzahl, das Drehmoment oder die Position des Rotors gesteuert. Die übergeordnete Steuerung, die den Wechselrichter 200 steuert, kann aus einer Kombination aus einer analogen Schaltung und einer arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung oder nur aus einer arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung bestehen. Zu den arithmetischen Verarbeitungsvorrichtungen, die die übergeordnete Steuerung des Wechselrichters 200 bilden können, gehören ein IC, eine LSI, eine CPU, eine MPU und ein DSP.
Auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite des PWM-Wandlers 100 befindet sich das Filter 1.
Das Filter 1 umfasst: eine Drossel 11, die mit dem PWM-Wandler 100 in Reihe zu schalten ist; einen Filterkondensator 12, der mit dem PWM-Wandler parallel zu schalten ist; und einen Schalter 13, der die Drossel 11 mit dem Filterkondensator 12 in einem geschlossenen Zustand elektrisch verbindet und der die Drossel 11 von dem Filterkondensator 12 in einem offenen Zustand elektrisch trennt. Darüber hinaus ist in dem in 1 dargestellten Beispiel im Filter 1 eine Schalter-Steuereinheit 14 vorgesehen, die so konfiguriert ist, dass sie die Öffnungs- / Schließ-Vorgänge des Schalters 13 steuert. Das Ein- und Ausschalten des Filters 1 und der Schaltvorrichtungen im PWM-Wandler, wenn sich der Schalter 13 im geschlossenen Zustand befindet, hat die Funktion, den auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite des PWM-Wandlers erzeugten hochfrequenten Welligkeitsstrom zu reduzieren. Während Einzelheiten des Betriebs der Schalter-Steuereinheit 14 später beschrieben werden, steuert die Schalter-Steuereinheit 14 in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung den Schalter 13 so, dass der Schalter 13 beim Einschalten des PWM-Wandlers, d.h. beim Starten des Vorladevorgangs durch die Vorladeschaltung 4, im offenen Zustand gehalten wird. Es ist zu beachten, dass eine Stromleitung für die Stromversorgung der Schalter-Steuereinheit 14 sich von der Stromzufuhr von der Wechselstrom-Versorgung 400 zur Leistungswandlereinheit 2 unterscheidet, auch wenn dies hier nicht dargestellt ist. Mit anderen Worten, bereits vor dem Einschalten der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 wird Strom zur Aktivierung der Schalter-Steuereinheit 14 als Vorbereitung für den Betrieb der Schalter-Steuereinheit 14 beim Einschalten der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 bereitgestellt.
Beispiele für den Filterkondensator 12 sind z. B. ein Elektrolytkondensator und ein Folienkondensator. Beispiele für den Schalter 13 sind ein Relais, ein Halbleiterschaltgerät und ein elektromagnetisches Schütz. Beispiele für Halbleiterschalter sind ein FET, ein IGBT, ein Thyristor, ein GTO und ein Transistor.
Um die Zeichnung einfach und übersichtlich zu gestalten, ist in 1 eine Konfiguration der Verbindungen zwischen der Drossel 11, dem Filterkondensator 12 und dem Schalter 13 im Filter 1 schematisch dargestellt. Spezifische Konfigurationen von Verbindungen zwischen der Drossel 11, dem Filterkondensator 12 und dem Schalter 13 im Filter 1 werden später beschrieben.
Da in dem in 1 dargestellten Beispiel davon ausgegangen wird, dass es sich bei der Wechselstrom-Versorgung 400 um eine dreiphasige Wechselstrom-Versorgung handelt, verbindet eine dreiphasige Stromleitung die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2, die aus einer dreiphasigen Vollbrückenschaltung besteht, elektrisch. In diesem Fall ist jede der Leitungen für zwei Phasen der dreiphasigen Stromleitung mit einem ersten Filter versehen, nämlich dem Filter 1 mit der Drossel 11, dem Filterkondensator 12 und dem Schalter 13; mit anderen Worten sind zwei Filter 1 vorgesehen. Die Leitung für die verbleibende eine Phase der Stromleitung ist mit einem zweiten Filter versehen, der durch Entfernen des Schalters 13 aus dem Filter 1 gebildet wird. Wenn es sich bei der Wechselstrom-Versorgung 400 um eine einphasige Wechselstrom-Versorgung handelt, ist die einphasige Stromleitung, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der aus einer einphasigen Vollbrückenschaltung aufgebauten Leistungswandlereinheit 2 elektrisch verbindet, mit einem Filter 1 versehen, der die Drossel 11, den Filterkondensator 12 und den Schalter 13 enthält.
2 ist ein Schaltbild, das einen Filter und ein Umrichtersystem mit einer Schalter-Steuereinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 2 zeigt schematisch die Verbindungskonfiguration der Drossel 11, des Filterkondensators 12 und des Schalters 13 im Filter 1. Obwohl die Schalter-Steuereinheit 14 in dem in 1 dargestellten Beispiel im Filter 1 vorgesehen ist, kann die Schalter-Steuereinheit 14 stattdessen im PWM-Umrichter 100 vorgesehen sein, wie in 2 dargestellt. In diesem Fall besteht ein Umrichtersystem 1000 aus: dem PWM-Umrichter 100, der die Leistungswandlereinheit 2, den Glättungskondensator 3, die Vorladeschaltung 4, die Leistungswandlersteuereinheit 5 und die Schalter-Steuereinheit 14 enthält, und dem Filter 1.
Als nächstes werden vier spezifische Anschlusskonfigurationen der Drossel 11, des Filterkondensators 12 und des Schalters 13 im Filter 1 aufgeführt. In jeder der ersten bis vierten Anschlusskonfiguration ist die Drossel 11 in Reihe mit dem PWM-Wandler 100 geschaltet, das Filterkondensator 12 ist parallel zum PWM-Wandler 100 geschaltet, und der Öffnungs-/Schließvorgang des Schalters 13 wird durch die Schalter-Steuereinheit 14 gesteuert. Die Schalter-Steuereinheit 14 ist im Filter 1, wie in 1 dargestellt, oder im PWM-Wandler 100, wie in 2 dargestellt, vorgesehen.
Da in den in 1 und 2 dargestellten Beispielen davon ausgegangen wird, dass es sich bei der Wechselstrom-Versorgung 400 um eine dreiphasige Wechselstrom-Versorgung handelt, verbindet eine dreiphasige Stromleitung die Wechselstrom-Versorgung 400 elektrisch mit der aus einer dreiphasigen Vollbrückenschaltung aufgebauten Stromwandlereinheit 2. In jeder der ersten bis vierten Anschlusskonfiguration ist jede der Leitungen für zwei Phasen der dreiphasigen Stromleitung mit dem Filter 1 versehen, der als erstes Filter dient, und die Leitung für die verbleibende eine Phase ist mit dem zweiten Filter (nicht dargestellt) versehen, der ein Filter ist, der durch Entfernen des Schalters 13 aufgebaut ist. Mit anderen Worten, der zweite Filter umfasst eine Drossel, die mit dem PWM-Wandler 100 in Reihe geschaltet ist, und den Filterkondensator, der parallel zum PWM-Wandler 100 geschaltet ist, und der zweite Filter ist im Prinzip derselbe wie ein herkömmlicher Filter.
3 ist ein Schaltbild, das eine erste Anschlusskonfiguration eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Das Filter 1 der ersten Anschlusskonfiguration ist als erstes Filter konfiguriert, der zwei Drosseln 11, einen Filterkondensator 12, einen Schalter 13 und einen Widerstand 15 umfasst. In dem als erstes Filter dienenden Filter 1 sind die beiden in Reihe geschalteten Drosseln 11 für jede der Leitungen für zwei Phasen der dreiphasigen Stromleitung vorgesehen, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet. Ein Ende eines Satzes aus dem Schalter 13, dem Widerstand 15 und dem Filterkondensator 12, die miteinander in Reihe geschaltet sind, ist mit den beiden Drosseln 11 verbunden, die für die Leitungen für die beiden Phasen der dreiphasigen Stromleitung an einem Verbindungspunkt der beiden Drosseln 11 vorgesehen sind. Gleichzeitig wird ein Filter als zweiter Filter (nicht dargestellt) konfiguriert, der durch Entfernen des Schalters 13 aus dem ersten Filter konstruiert wird, wie in 3 dargestellt. Die Leitung für die verbleibende eine Phase der dreiphasigen Stromleitung, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet, ist mit dem zweiten Filter versehen, das den Schalter 13 nicht enthält. In dem zweiten Filter sind zwei Drosseln in der Leitung für die verbleibende eine Phase der dreiphasigen Stromleitung vorgesehen, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet, und ein Ende eines Satzes aus einem Widerstand und einem Filterkondensator, die miteinander in Reihe geschaltet sind, ist mit den beiden Drosseln an einem Verbindungspunkt der beiden Drosseln verbunden. Ein Ende von zwei ersten Filtern, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, und ein Ende eines zweiten Filters, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, sind verbunden; folglich sind die zwei ersten Filter und der eine zweite Filter in einer Sternschaltung (Y-Schaltung) verbunden. Es ist zu beachten, dass, obwohl der Fall beschrieben wurde, in dem die Filter in einer Sternschaltung (Y-Schaltung) verbunden sind, ein Ende jedes Filters, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, an einem Punkt zwischen dem Widerstand 15 und den Filterkondensatoren 12 eines anderen Filters angeschlossen werden kann, um eine Dreieckschaltung zu bilden (Δ). Darüber hinaus ist die Reihenfolge des Schalters 13, des Widerstands 15 und des Filterkondensators 12 in einer Reihenschaltung, wie sie in 3 dargestellt ist, nur ein Beispiel, und die Reihenschaltung kann in anderer Reihenfolge erfolgen.
4 ist ein Schaltbild, das eine zweite Anschlusskonfiguration eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Das Filter 1 der zweiten Anschlusskonfiguration ist als erstes Filter konfiguriert, der eine Drossel 11, zwei Filterkondensatoren 12 und zwei Schalter 13 umfasst. In dem als erstes Filter dienenden Filter 1 ist die Drossel 11 für jede der Leitungen für zwei Phasen der dreiphasigen Stromleitung vorgesehen, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet. Zwei Sätze des Schalters 13 und des Filterkondensators 12, die miteinander in Reihe geschaltet sind, sind mit der Drossel 11 verbunden, die für die Leitungen für die beiden Phasen der dreiphasigen Stromleitung vorgesehen ist, ein Satz an jedem Ende der Drossel 11. Gleichzeitig wird ein Filter als zweiter Filter konfiguriert (nicht abgebildet), der durch Entfernen des Schalters 13 aus dem ersten Filter konstruiert wird, wie in 4 dargestellt. Die Leitung für die verbleibende eine Phase der dreiphasigen Stromleitung, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet, ist mit dem zweiten Filter versehen, in dem der Schalter 13 entfernt ist. In dem zweiten Filter ist eine Drossel in der Leitung für die verbleibende eine Phase der dreiphasigen Stromleitung vorgesehen, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet, und die Filterkondensatoren 12 sind mit der Drossel 11 an beiden Enden der Drossel 11 verbunden. Ein Ende von zwei ersten Filtern, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, und ein Ende eines zweiten Filters, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, sind verbunden; folglich sind die zwei ersten Filter und der eine zweite Filter in einer Sternschaltung (Y-Schaltung) verbunden. Es ist zu beachten, dass, obwohl der Fall beschrieben wurde, in dem die Filter in einer Sternschaltung (Y-Schaltung) verbunden sind, ein Ende jedes Filters, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, an einem Punkt zwischen dem Schalter 13 und den Filterkondensatoren 12 eines anderen Filters angeschlossen werden kann, um eine Dreieckschaltung zu bilden (Δ-Schaltung). Darüber hinaus ist die Reihenfolge des Schalters 13 und des Filterkondensators 12 in einer Reihenschaltung, wie sie in 4 dargestellt ist, nur ein Beispiel, und die Reihenschaltung kann auch in anderer Reihenfolge erfolgen.
5 ist ein Schaltbild, das eine dritte Anschlusskonfiguration eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Das Filter 1 der dritten Anschlusskonfiguration ist als erstes Filter konfiguriert, der zwei Drosseln 11, einen Filterkondensator 12, einen Schalter 13, einen Widerstand 15 und eine Drossel 21 umfasst. In dem als erstes Filter dienenden Filter 1 sind die beiden in Reihe geschalteten Drosseln 11 für jede der Leitungen für zwei Phasen der dreiphasigen Stromleitung vorgesehen, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet. Ein Ende eines Satzes aus der Drossel 21, dem Schalter 13, dem Widerstand 15 und dem Filterkondensator 12, die miteinander in Reihe geschaltet sind, ist mit den beiden Drosseln 11 verbunden, die für die Leitungen für die beiden Phasen der dreiphasigen Stromleitung an einem Verbindungspunkt der beiden Drosseln 11 vorgesehen sind. Gleichzeitig wird ein Filter als zweiter Filter (nicht dargestellt) konfiguriert, der durch Entfernen des Schalters 13 aus dem ersten Filter konstruiert wird, wie in 5 dargestellt. Die Leitung für die verbleibende eine Phase der dreiphasigen Stromleitung, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet, ist mit dem zweiten Filter versehen, in dem der Schalter 13 entfernt ist. In dem zweiten Filter sind zwei Drosseln in der Leitung für die verbleibende eine Phase der dreiphasigen Stromleitung vorgesehen, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet, und ein Ende eines Satzes aus einer Drossel (d.h. diejenige, die sich von den beiden Drosseln für die Leitung für die eine Phase der Stromleitung unterscheidet), einem Widerstand und einem Filterkondensator, die miteinander in Reihe geschaltet sind, ist mit den beiden Drosseln an einem Verbindungspunkt der beiden Drosseln verbunden. Ein Ende von zwei ersten Filtern, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, und ein Ende eines zweiten Filters, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, sind verbunden; folglich sind die zwei ersten Filter und der eine zweite Filter in einer Sternschaltung (Y-Schaltung) verbunden. Es ist zu beachten, dass, obwohl der Fall beschrieben wurde, in dem die Filter in Sternschaltung (Y-Schaltung) angeschlossen sind, ein Ende jedes Filters, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, an einem Punkt zwischen dem Widerstand 15 und den Filterkondensatoren 12 eines anderen Filters angeschlossen werden kann, um eine Dreieckschaltung (Δ) zu bilden. Darüber hinaus ist die Reihenfolge der Drossel 21, des Schalters 13, des Widerstands 15 und des Filterkondensators 12 in einer Reihenschaltung, wie sie in 5 dargestellt ist, nur ein Beispiel, und die Reihenschaltung kann in anderer Reihenfolge erfolgen.
6 ist ein Schaltbild, das eine vierte Anschlusskonfiguration eines Filters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Das Filter 1 der vierten Anschlusskonfiguration ist als erstes Filter konfiguriert, der einen Blindwiderstand (Drossel) 11, einen Filterkondensator 12, einen Schalter 13, einen Widerstand 15 und Blindwiderstand (Drossel) 22 umfasst. In dem als erstes Filter dienenden Filter 1 sind der Blindwiderstand (Drossel) 22 und der Widerstand 15 parallel zueinander geschaltet, der Schalter 13 und der Filterkondensator 12 sind in Reihe zueinander geschaltet. Der Blindwiderstand (Drossel) 11 ist für jede der Leitungen für zwei Phasen der dreiphasigen Stromleitung vorgesehen, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet. Ein Ende eines Satzes aus dem c 22 und dem Widerstand 15, dem Schalter 13 und dem Filterkondensator 12 ist mit dem anderen Ende der Drossel 11 verbunden, die für die Leitungen für die beiden Phasen der dreiphasigen Stromleitung vorgesehen ist, wobei das Ende dem einen Ende gegenüberliegt, an das der PWM-Umrichter 100 angeschlossen ist. Gleichzeitig wird ein Filter als zweiter Filter (nicht dargestellt) konfiguriert, der durch Entfernen des Schalters 13 aus dem ersten Filter konstruiert wird, wie in 6 dargestellt. Die Leitung für die verbleibende eine Phase der dreiphasigen Stromleitung, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet, ist mit dem zweiten Filter versehen, in dem der Schalter 13 entfernt ist. In dem zweiten Filter ist eine Drossel in der Leitung für die verbleibende eine Phase der dreiphasigen Stromleitung vorgesehen, die die Wechselstrom-Versorgung 400 mit der Leistungswandlereinheit 2 des PWM-Wandlers 100 verbindet, und ein Ende eines Satzes aus einer Drossel (d.h. diejenige, die sich von den beiden Drosseln für die Leitung für die eine Phase der Stromleitung unterscheidet), einem Widerstand und einem Filterkondensator ist mit dem anderen Ende der Drossel 11 verbunden, wobei das Ende dem einen Ende gegenüberliegt, an das der PWM-Wandler 100 angeschlossen ist. Ein Ende von zwei ersten Filtern, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, und ein Ende eines zweiten Filters, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, sind verbunden; folglich sind die zwei ersten Filter und der eine zweite Filter in einer Sternschaltung (Y-Schaltung) verbunden. Es ist zu beachten, dass, obwohl der Fall beschrieben wurde, in dem die Filter in einer Sternschaltung (Y-Schaltung) verbunden sind, ein Ende jedes Filters, das nicht mit der oben erwähnten Stromleitung verbunden ist, an einem Punkt zwischen dem Schalter 13 und den Filterkondensatoren 12 eines anderen Filters angeschlossen werden kann, um eine Dreieckschaltung zu bilden (Δ). Darüber hinaus ist die Reihenfolge des Blindwiderstands (der Drossel) 22 und des Widerstands 15, die parallel zueinander geschaltet sind, des Schalters 13 und des Filterkondensators 12 in einer Reihenschaltung, wie sie in 6 dargestellt ist, lediglich ein Beispiel, und die Reihenschaltung kann in anderen Reihenfolgen erfolgen.
Wenn die Wechselstrom-Versorgung 400 und die Leistungswandlereinheit 2 auf diese Weise durch eine dreiphasige Stromleitung elektrisch verbunden sind, wird in jeder der oben beschriebenen ersten bis vierten Verbindungskonfiguration jede der Leitungen für zwei Phasen der dreiphasigen Stromleitung mit dem Filter 1 versehen, der als erstes Filter dient, und die Leitung für die verbleibende eine Phase wird mit dem zweiten Filter versehen, der durch Entfernen des Schalters 13 vom Filter 1 konstruiert wird. Beachten Sie, dass, wenn die Wechselstrom-Versorgung 400 und die Leistungswandlereinheit 2 durch eine einphasige Stromleitung elektrisch verbunden sind, ein einziger Filter 1 vorgesehen ist, bei dem eine Leitung für eine Phase der Stromleitung als die oben erwähnte erste Stromleitung und die andere Leitung für die andere Phase der Stromleitung als die oben erwähnte zweite Stromleitung konfiguriert ist.
Nachfolgend werden mehrere Betriebsabläufe des Filters 1 und des Schalters 13 und der Vorladeschaltung 4 im PWM-Wandler 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die im Folgenden beschriebenen Betriebsabläufe des Schalters 13 und der Vorladeschaltung 4 gelten sowohl für den Fall, dass die Schalter-Steuereinheit 14 im Filter 1 vorgesehen ist, wie in 1 dargestellt, als auch für den Fall, dass die Schalter-Steuereinheit 14 im PWM-Wandler 100 vorgesehen ist, wie in 2 dargestellt. Darüber hinaus gelten die Betriebsabläufe sowohl für den Fall, dass die Vorladeschaltung 4 zwischen der Leistungswandlereinheit 2 und dem Glättungskondensator 3 vorgesehen ist, als auch für den Fall, dass die Vorladeschaltung 4 auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite der Leistungswandlereinheit 2 vorgesehen ist.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen ersten Betriebsmodus eines Filters, eines Schalters und einer Vorladeschaltung in einem PWM-Wandler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 9A ist ein Schaltbild, das den Stromfluss in einer Betriebsabfolge eines Filters, eines Schalters und einer Vorladeschaltung in einem PWM-Wandler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht und den Stromfluss während einer Vorladeperiode zeigt. 9B ist ein Schaltbild, das den Stromfluss in einer Abfolge von Operationen eines Filters, eines Schalters und einer Vorladeschaltung in einem PWM-Wandler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht und den Stromfluss nach Abschluss des Vorladens zeigt.
Bevor der PWM-Wandler 100 eingeschaltet wird, steuert die Schalter-Steuereinheit 14 den Schalter 13 im Filter 1 so, dass er sich im offenen Zustand befindet (Schritt S101).
Wenn der PWM-Wandler 100 in Schritt S102 eingeschaltet wird, beginnt die Vorladeschaltung 4 in Schritt S103 mit dem Vorladen des Glättungskondensators 3. Wie in 9A dargestellt, fließt der von der Leistungswandlereinheit 2 ausgegebene Gleichstrom durch den Vorladewiderstand 41 in den Glättungskondensator 3, indem der Vorladeschalter 42 während der Vorladeperiode in den offenen Zustand versetzt wird, wodurch der Glättungskondensator 3 geladen wird. Während der Vorladeperiode fließt der von der Leistungswandlereinheit 2 ausgegebene Gleichstrom durch den Vorladewiderstand 41, und die Erzeugung eines Einschaltstroms kann verhindert werden. Es ist anzumerken, dass bei einer herkömmlichen Technik die LC-Resonanz durch einen Filter beim Einschalten des PWM-Wandlers 100 verursacht wird. Im Gegensatz dazu steuert die Schalter-Steuereinheit 14 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einem Zeitraum vor dem Einschalten des PWM-Wandlers 100 bis zum Abschluss des Vorladens weiterhin den Schalter 13 im Filter 1 so, dass er sich im offenen Zustand befindet; folglich fließt kein Strom durch den Filterkondensator 12 im Filter 1. Daher wird nach dem Einschalten des PWM-Wandlers 100 und während der Vorladezeit keine LC-Resonanz zwischen dem Filterkondensator 12 und der Drossel 11 im Filter 1 erzeugt.
In Schritt S104 bestimmt die Schalter-Steuereinheit 14, ob die Vorladeschaltung 4 das Vorladen des Glättungskondensators 3 abgeschlossen hat oder nicht. Wenn der Glättungskondensator 3 auf eine vorbestimmte Spannung aufgeladen ist, schaltet die Vorladeschaltung 4 den Vorladeschalter 42 aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand, um das Vorladen abzuschließen, und eine Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die Öffnungs- / Schließ-Vorgänge des Vorladeschalters 42 steuert (z. B. die Leistungswandlersteuereinheit 5), teilt der Schalter-Steuereinheit 14 mit, dass das Vorladen abgeschlossen ist. Es ist zu beachten, dass, wenn der Vorladeschalter 42 vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand geschaltet wird, der Glättungskondensator 3 und die Leistungseinrichtung in der Leistungswandlereinheit 2 nicht über den Vorladewiderstand 41 parallel zueinander geschaltet sind, was bewirkt, dass Schwankungen der an die Leistungseinrichtung angelegten Spannung durch den Glättungskondensator 3 unterdrückt werden.
Wenn die Schalter-Steuereinheit 14 in Schritt S104 feststellt, dass die Vorladeschaltung 4 das Vorladen des Glättungskondensators 3 abgeschlossen hat, steuert die Schalter-Steuereinheit 14 in Schritt S105 das Umschalten des Schalters 13 im Filter 1 vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand. Wenn der Schalter 13 in dem Filter 1 in den geschlossenen Zustand geschaltet wird, wird in dem Filter 1 eine LC-Resonanz erzeugt. Nachdem das Vorladen abgeschlossen ist, verursacht der Vorladeschalter 42 im geschlossenen Zustand einen Kurzschluss, der eine Verbindung ohne den Vorladewiderstand 41 ermöglicht, wie in 9B dargestellt; folglich sind der Glättungskondensator 3 und die Leistungsvorrichtung in der Leistungswandlereinheit 2 parallel geschaltet. Der durch die LC-Resonanz im Filter 1 erzeugte Strom fließt über die Leistungsvorrichtung in den Glättungskondensator 3, aber da die Kapazität des Glättungskondensators 3 wesentlich höher ist als die des Filterkondensators 12, schwankt die Spannung am Glättungskondensator kaum; daher wird die Überspannung aufgrund der LC-Resonanz nicht an die Leistungsvorrichtung angelegt, die parallel zum Glättungskondensator 3 geschaltet ist, und die Leistungsvorrichtung wird nicht unterbrochen. Da sich der Schalter 13 im Filter 1 im geschlossenen Zustand befindet, führt das Filter 1 außerdem die inhärente Filterfunktion für den PWM-Wandler 100 aus. Nach Schritt S105 kann die Motorantriebseinheit, die aus dem Filter 1, dem PWM-Wandler 100 und dem Wechselrichter 200 besteht, den Motor 500 normalerweise mit der von der Wechselstrom-Versorgung 400 gelieferten Energie antreiben.
8 ist ein Flussdiagramm, das eine zweite Betriebsart des Filters, des Schalters und der Vorladeschaltung im PWM-Wandler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Bevor der PWM-Wandler 100 eingeschaltet wird, steuert die Schalter-Steuereinheit 14 den Schalter 13 im Filter 1 so, dass er sich im offenen Zustand befindet (Schritt S201).
In Schritt S202 wird der PWM-Wandler 100 eingeschaltet. In Reaktion auf das Einschalten des PWM-Wandlers 100 beginnt die Schalter-Steuereinheit 14 mit der Zeitmessung.
In Schritt S203 beginnt die Vorladeschaltung 4 mit dem Vorladen des Glättungskondensators 3. Darüber hinaus fließt, wie in 9A dargestellt, der von der Leistungswandlereinheit 2 ausgegebene Gleichstrom durch den Vorladewiderstand 41 in den Glättungskondensator 3, indem der Vorladeschalter 42 während der Vorladeperiode in den offenen Zustand versetzt wird, wodurch der Glättungskondensator 3 geladen wird. Während der Vorladeperiode fließt der von der Leistungswandlereinheit 2 ausgegebene Gleichstrom durch den Vorladewiderstand 41, und die Erzeugung eines Einschaltstroms kann verhindert werden. Darüber hinaus steuert die Schalter-Steuereinheit 14 in einem Zeitraum vor dem Einschalten des PWM-Wandlers 100 bis zum Abschluss des Vorladens weiterhin den Schalter 13 im Filter 1 so, dass er sich im offenen Zustand befindet; folglich fließt kein Strom durch den Filterkondensator 12 im Filter 1. Daher wird nach dem Einschalten des PWM-Wandlers 100 und während der Vorladezeit keine LC-Resonanz zwischen dem Filterkondensator 12 und der Drossel 11 im Filter 1 erzeugt.
In Schritt S204 bestimmt die Schalter-Steuereinheit 14, ob seit dem Einschalten des PWM-Wandlers 100 eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist oder nicht. Die vorgenannte „vorbestimmte Zeit“, die für den Bestimmungsprozess durch die Schalter-Steuereinheit 14 in Schritt S204 verwendet wird, ist auf eine Zeit eingestellt, die länger ist als die Zeit, die die Vorladeschaltung 4 benötigt, um das Vorladen des Glättungskondensators 3 seit dem Einschalten des PWM-Wandlers 100 abzuschließen. Durch die Einstellung der oben erwähnten „vorbestimmten Zeit“ auf eine solche Zeit kann verhindert werden, dass der Schalter 13 während der Vorladeperiode, in der der Strom von der Leistungswandlereinheit 2 in den Glättungskondensator 3 fließt, vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand geschaltet wird. Es ist zu beachten, dass die Zeit, die die Vorladeschaltung 4 benötigt, um das Vorladen des Glättungskondensators 3 seit dem Einschalten des PWM-Wandlers 100 abzuschließen, beispielsweise durch Berechnung auf der Grundlage der Kapazität des Glättungskondensators 3 oder der kombinierten Kapazität einer Vielzahl von Kondensatoren, die in der Gleichstromverbindung vorgesehen sind, und des Widerstands des Vorladewiderstands 41 vor dem Versand des PWM-Wandlers 100 aus dem Werk ermittelt werden kann, oder sie kann durch Messung der Zeit durch tatsächliches Aktivieren des PWM-Wandlers 100 und der Vorladeschaltung 4 ermittelt werden. Die vorgenannte „vorbestimmte Zeit“ kann durch eine externe Vorrichtung rekonfiguriert werden, wobei der Wert auf einer wiederbeschreibbaren Speichereinheit (nicht dargestellt) gespeichert wird; auf diese Weise kann die vorgenannte „vorbestimmte Zeit“ auf einen geeigneten Wert geändert werden, auch nachdem sie bereits eingestellt wurde.
Die vorgenannte „vorbestimmte Zeit“ ist somit auf eine Zeit eingestellt, die länger ist als die Zeit, die die Vorladeschaltung 4 benötigt, um das Vorladen des Glättungskondensators 3 seit dem Einschalten des PWM-Wandlers 100 abzuschließen. Daher wird die Vorladeschaltung 4 zu dem Zeitpunkt, zu dem die oben erwähnte „vorbestimmte Zeit“ seit dem Einschalten des PWM-Wandlers 100 verstrichen ist, das Vorladen abschließen, indem sie den Vorladeschalter 42 von dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand schaltet. Wenn der Vorladeschalter 42 als Reaktion auf den Abschluss des Vorladens vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand geschaltet wird, sind der Glättungskondensator 3 und die Leistungsvorrichtung in der Leistungswandlereinheit 2 nicht über den Vorladewiderstand 41 parallel zueinander geschaltet, was bewirkt, dass Schwankungen der an die Leistungsvorrichtung angelegten Spannung durch den Glättungskondensator 3 unterdrückt werden.
Im Schritt S204, wenn die Schalter-Steuereinheit 14 feststellt, dass die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, steuert die Schalter-Steuereinheit 14 das Umschalten des Schalters 13 im Filter 1 vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand im Schritt S205. Wenn der Schalter 13 in dem Filter 1 in den geschlossenen Zustand geschaltet wird, wird in dem Filter 1 eine LC-Resonanz erzeugt. Nachdem das Vorladen abgeschlossen ist, verursacht der Vorladeschalter 42 im geschlossenen Zustand einen Kurzschluss, der eine Verbindung ohne den Vorladewiderstand 41 ermöglicht, wie in 9B dargestellt; folglich sind der Glättungskondensator 3 und die Leistungsvorrichtung in der Leistungswandlereinheit 2 parallel geschaltet. Der durch die LC-Resonanz im Filter 1 erzeugte Strom fließt über die Leistungsvorrichtung in den Glättungskondensator 3, aber da die Kapazität des Glättungskondensators 3 wesentlich höher ist als die des Filterkondensators 12, schwankt die Spannung am Glättungskondensator kaum; daher wird die Überspannung aufgrund der LC-Resonanz nicht an die Leistungsvorrichtung angelegt, die parallel zum Glättungskondensator 3 geschaltet ist, und die Leistungsvorrichtung wird nicht unterbrochen. Da sich der Schalter 13 im Filter 1 im geschlossenen Zustand befindet, führt das Filter 1 außerdem die inhärente Filterfunktion für den PWM-Wandler 100 aus. Nach Schritt S205 kann die Motorantriebseinheit, die aus dem Filter 1, dem PWM-Wandler 100 und dem Wechselrichter 200 besteht, den Motor 500 normalerweise mit der von der Wechselstrom-Versorgung 400 gelieferten Energie antreiben.
10 ist ein Schaltbild, das einen Filter mit einer Schalter-Steuereinheit und einem Wandlersystem gemäß einer Variante einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. In dieser Variante ist der Schalter 13 im Filter 1 aus einem sogenannten „zwangsgeführten Relais“ aufgebaut, das einen Fehler eines internen Kontakts erkennen kann, und bei Erkennung eines Fehlers des internen Kontakts des Schalters 13 werden die Wechselstrom-Versorgung 400 und das Filter 1 elektrisch getrennt. Beachten Sie, dass, obwohl diese Variante unter der Annahme beschrieben wird, dass die Schalter-Steuereinheit 14 im Filter 1, wie in 1 dargestellt, vorgesehen ist, diese Variante auch für den Fall anwendbar ist, dass die Schalter-Steuereinheit 14 im PWM-Wandler 100, wie in 2 dargestellt, vorgesehen ist. Darüber hinaus gilt diese Variante auch für den Fall, dass die Vorladeschaltung 4 zwischen der Leistungswandlereinheit 2 und dem Glättungskondensator 3 vorgesehen ist, sowie für den Fall, dass die Vorladeschaltung 4 auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite der Leistungswandlereinheit 2 vorgesehen ist.
Das Filter 1 umfasst ferner eine Fehlererkennungseinheit 31, die so konfiguriert ist, dass sie das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Fehlers an einem internen Kontakt des Schalters 13 erkennt. Beispiele für den Schalter 13, bei dem ein Fehler eines Kontakts von der Fehlererkennungseinheit 31 erkannt werden kann, sind z. B. ein kraftgesteuertes Relais.
Ein zwangsgeführtes Relais hat einen NO-Kontakt (Normal Open), der normalerweise offen ist, und einen NC-Kontakt (Normal Close), der normalerweise geschlossen ist. Der Schließer und der Öffner sind durch eine Wand getrennt und gegeneinander isoliert. Der Schließer und der Öffner sind durch eine Führung (Verbindungsmechanismus) mechanisch miteinander verbunden, und der Schließer und der Öffner arbeiten in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer an einen Elektromagneten des Relais angelegten Spannung zusammen. Wenn keine Spannung an den Elektromagneten des Relais angelegt wird, ist der Schließer offen, während der Öffner geschlossen ist; wenn Spannung an den Elektromagneten des Relais angelegt wird, ist der Schließer geschlossen, während der Öffner offen ist. Wenn der NO-Kontakt verschweißt ist, ist der NO-Kontakt geschlossen, auch wenn keine Spannung an den Elektromagneten des Relais angelegt wird. In diesem Fall wird der Öffner, der über die Führung mit dem Schließer zusammenarbeitet, im offenen Zustand gehalten, obwohl er unter normalen Bedingungen (d. h. wenn der Schließer nicht verschweißt ist) geschlossen sein sollte. Durch die Erkennung dieses Zustands kann die Fehlererkennungseinheit 31 feststellen, dass am Kontakt (Schließer) des Schalters 13 eine Schweißung erfolgt.
Auf der Seite der Wechselstrom-Versorgung 400 des Filters 1 ist eine Öffnungs- / Schließeinheit 7 vorgesehen, die so konfiguriert ist, dass sie selektiv einen Verbindungsvorgang, bei dem die Wechselstrom-Versorgung 400 und das Filter 1 elektrisch verbunden werden, und einen Trennungsvorgang, bei dem die Wechselstrom-Versorgung 400 und das Filter 1 elektrisch getrennt werden, durch Öffnen/Schließen eines elektrischen Pfades zwischen der Wechselstrom-Versorgung 400 und dem Filter 1 durchführt. Beispiele für die Öffnungs- / Schließeinheit 7 sind z. B. ein elektromagnetisches Schütz. Der Verbindungsvorgang, bei dem die Wechselstrom-Versorgung 400 und das Filter 1 elektrisch verbunden werden, wird durch Öffnen eines Kontakts des als Öffnungs- / Schließeinheit 7 dienenden elektromagnetischen Schützes durchgeführt, während der Verbindungsvorgang, bei dem die Wechselstrom-Versorgung 400 und das Filter 1 elektrisch verbunden werden, durch Schließen des Kontakts des als Öffnungs- / Schließeinheit 7 dienenden elektromagnetischen Schützes durchgeführt wird. Anstelle eines elektromagnetischen Schützes kann auch eine Halbleiterschaltvorrichtung als Öffnungs- / Schließeinheit 7 verwendet werden. Beispiele für Halbleiterschalter sind ein IGBT, ein FET, ein Thyristor, ein GTO und ein Transistor, obwohl auch andere Arten von Halbleiterschaltern verwendet werden können.
Das Öffnen/Schließen des elektrischen Weges durch die Öffnungs- / Schließeinheit 7 wird durch eine Öffnungs- / Schließ-Steuereinheit 8 gesteuert. Wenn die Fehlererkennungseinheit 31 einen Fehler an einem Kontakt des Schalters 13 erkennt, steuert die Öffnungs- / Schließ-Steuereinheit 8 die Öffnungs- / Schließeinheit 7, um den elektrischen Pfad zwischen der Wechselstrom-Versorgung 400 und dem Filter 1 von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand zu schalten. Auf diese Weise führt die Öffnungs- / Schließeinheit 7 den Trennungsvorgang durch, bei dem die Wechselstrom-Versorgung 400 und das Filter 1 elektrisch getrennt werden. Mit diesem Vorgang kann der Stromfluss von der Wechselstrom-Versorgung 400 in den PWM-Wandler 100 blockiert werden, selbst wenn der Schalter 13 im Filter 1 ausfällt, und die Sicherheit ist gewährleistet. Es ist zu beachten, dass die Öffnungs- / Schließ-Steuereinheit 8 in der Steuereinheit 5 für die Leistungsumwandlung vorgesehen sein kann.
Die oben beschriebene Leistungswandlersteuereinheit 5, die Schalter-Steuereinheit 14, die Öffnungs-/Schließ-Steuereinheit 8 und die Fehlererkennungseinheit 31 können nur aus einer arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung bestehen, oder sie können aus einer Kombination aus einer analogen Schaltung und einer arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung bestehen, oder sie können nur aus einer analogen Schaltung bestehen. Die arithmetischen Verarbeitungsgeräte, die die Leistungswandlersteuereinheit 5, die Schalter-Steuereinheit 14, die Öffnungs- / Schließ-Steuereinheit und die Fehlererkennungseinheit 31 bilden können, umfassen einen IC, eine LSI, eine CPU, eine MPU und einen DSP. Wenn die Leistungswandlersteuereinheit 5, die Schalter-Steuereinheit 14, die Öffnungs- / Schließ-Steuereinheit 8 und die Fehlererkennungseinheit 31 beispielsweise in Form eines Softwareprogramms aufgebaut sind, können die Funktionen der Leistungswandlersteuereinheit 5, der Schalter-Steuereinheit 14, der Öffnungs-/Schließsteuereinheit 8 und der Fehlererkennungseinheit 31 durch Betreiben der arithmetischen Verarbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Softwareprogramm erreicht werden. Alternativ können die Leistungswandlersteuereinheit 5, die Schalter-Steuereinheit 14, die Öffnungs-/Schließsteuereinheit 8 und die Fehlererkennungseinheit 31 als eine integrierte Halbleiterschaltung aufgebaut sein, in die ein Softwareprogramm zum Erreichen der Funktionen der jeweiligen Einheiten geschrieben ist. Alternativ können die Leistungswandlersteuereinheit 5, die Schalter-Steuereinheit 14, die Öffnungs-/Schließsteuereinheit 8 und die Fehlererkennungseinheit 31 als Aufzeichnungsmedium ausgeführt sein, auf das ein Softwareprogramm zum Erreichen der Funktionen der jeweiligen Einheiten geschrieben ist. Alternativ können die Leistungswandlersteuereinheit 5, die Schalter-Steuereinheit 14, die Öffnungs- / Schließ-Steuereinheit 8 und die Fehlererkennungseinheit 31 beispielsweise in einer numerischen Steuerungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine oder in einer Robotersteuerung, die einen Roboter steuert, vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

1: Filter
2: Leistungswandlereinheit
3: Glättungskondensator
4: Vorladeschaltung
5: Leistungswandlersteuereinheit
7: Öffnungs- / Schließeinheit
8: Öffnungs- / Schließ-Steuereinheit
11: Drossel
12: Filterkondensator
13: Schalter
14: Schalter-Steuereinheit
15: Widerstand
21: Blindwiderstand
22: Blindwiderstand
31: Fehlererkennungseinheit
41: Vorladewiderstand
42: Vorladeschalter
100: PWM-Wandler
200: Wechselrichter
400: Wechselstrom-Versorgung
500: Motor
1000: Umrichtersystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4662022 [0008]

Claims

Filter, das auf einer Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite eines PWM-Wandlers vorgesehen ist, in dem ein Glättungskondensator und eine Vorladeschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie den Glättungskondensator vorlädt, verbunden sind, umfassend: eine Drossel, die in Reihe mit dem PWM-Wandler geschaltet wird; einen Filterkondensator, der parallel zum PWM-Wandler geschaltet ist; und einen Schalter, der so konfiguriert ist, dass er in einem geschlossenen Zustand die Drossel mit dem Filterkondensator elektrisch verbindet und in einem offenen Zustand die Drossel von dem Filterkondensator elektrisch trennt, wobei sich der Schalter im offenen Zustand befindet, wenn der PWM-Wandler eingeschaltet wird.
Filter nach Anspruch 1, mit einer Schalter-Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die Öffnungs- / Schließ-Vorgänge des Schalters steuert.
Filter nach Anspruch 2, wobei die Schalter-Steuereinheit das Umschalten des Schalters vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand steuert, nachdem die Vorladeschaltung das Vorladen des Glättungskondensators beim Einschalten des PWM-Wandlers durchgeführt hat und das Vorladen des Glättungskondensators durch die Vorladeschaltung abgeschlossen ist.
Filter nach Anspruch 2, wobei die Schalter-Steuereinheit das Umschalten des Schalters vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand steuert, nachdem eine vorbestimmte Zeit seit dem Einschalten des PWM-Wandlers vergangen ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das als erstes Filter dienende Filter für jede Leitung für zwei Phasen einer dreiphasigen Stromleitung auf der Wechselstrom-Eingangs- / - Ausgangsseite des PWM-Umrichters vorgesehen ist, die aus einer dreiphasigen Brückenschaltung aufgebaut ist, und für die Leitung für die verbleibende eine Phase ein zweites Filter vorgesehen ist, das eine in Reihe mit dem PWM-Umrichter zu schaltende zweite Drossel und einen parallel zum PWM-Umrichter zu schaltenden zweiten Filterkondensator enthält.
Das Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Schalter ein Relais ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: eine Fehlererkennungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Fehlers an einem internen Kontakt des Schalters erkennt, wobei, wenn die Fehlererkennungseinheit einen Fehler eines Kontakts des Schalters erkennt, eine Wechselstrom-Versorgung und das Filter elektrisch getrennt werden.
Ein Konvertersystem, das Folgendes umfasst: einen PWM-Wandler mit einer Leistungswandlereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Leistungsumwandlung zwischen Wechselstrom auf der Wechselstrom-Eingangs- / - Ausgangsseite und Gleichstrom auf der Gleichstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite mittels einer PWM-Steuerung durchführt, einem Glättungskondensator, der auf der Gleichstrom-Eingangs- / - Ausgangsseite der Leistungswandlereinheit vorgesehen ist, und einer Vorladeschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie den Glättungskondensator vorlädt; und ein Filter mit einer Drossel, die mit der Leistungswandlereinheit auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite in Reihe zu schalten ist, einem Filterkondensator, der mit der Leistungswandlereinheit auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite parallel zu schalten ist, und einem Schalter, der so konfiguriert ist, dass er in einem geschlossenen Zustand die Drossel mit dem Filterkondensator elektrisch verbindet und in einem offenen Zustand die Drossel von dem Filterkondensator elektrisch trennt, wobei sich der Schalter im offenen Zustand befindet, wenn der PWM-Wandler eingeschaltet wird.
Wandlersystem nach Anspruch 8, wobei der PWM-Wandler eine Schalter-Steuereinheit enthält, die so konfiguriert ist, dass sie Öffnungs- / Schließ-Vorgänge des Schalters steuert.
Umrichtersystem nach Anspruch 9, wobei die Schalter-Steuereinheit das Umschalten des Schalters vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand steuert, nachdem die Vorladeschaltung das_Vorladen des Glättungskondensators beim Einschalten des PWM-Umrichters durchgeführt hat und das Vorladen des Glättungskondensators durch die Vorladeschaltung abgeschlossen ist.
Umrichtersystem nach Anspruch 9, wobei die Schalter-Steuereinheit das Umschalten des Schalters vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand steuert, nachdem eine vorbestimmte Zeit seit dem Einschalten des PWM-Umrichters vergangen ist.
Umrichtersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das als erstes Filter dienende Filter für jede Leitung für zwei Phasen einer dreiphasigen Stromleitung auf der Wechselstrom-Eingangs- / -Ausgangsseite des PWM-Umrichters vorgesehen ist, die aus einer dreiphasigen Brückenschaltung aufgebaut ist, und ein zweites Filter mit einer zweiten Drossel, die in Reihe mit dem PWM-Umrichter zu schalten ist, und einem zweiten Filterkondensator, der parallel zum PWM-Umrichter zu schalten ist, für die Leitung für die verbleibende eine Phase vorgesehen ist.
Das Umrichtersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Schalter ein Relais ist.
Das Umrichtersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Filter eine Fehlererkennungseinheit enthält, die so konfiguriert ist, dass sie das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Fehlers eines internen Kontakts des Schalters erkennt, das Umrichtersystem umfasst außerdem: eine Öffnungs- / Schließeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie selektiv einen Verbindungsvorgang durchführt, bei dem eine Wechselstrom-Versorgung und das Filter elektrisch verbunden werden, und einen Trennvorgang, bei dem die Wechselstrom-Versorgung und das Filter elektrisch getrennt werden; und eine Öffnungs- / Schließ-Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die Öffnungs- / Schließeinheit steuert, um den Trennvorgang durchzuführen, wenn die Fehlererkennungseinheit einen Fehler des Kontakts erkennt.