JP2001016866A - 多レベル中性点電位固定型電力変換装置 - Google Patents
多レベル中性点電位固定型電力変換装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】多レベル逆変換回路を構成する半導体素子の急
峻な電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄｔ）、電圧急変（ｄＶ
／ｄｔ）、またゲート回路への外乱を抑制すると共に、
小型化、経済性、および信頼性の向上を図ること。 【解決手段】互いに直列接続された２組のコンデンサＣ
１，Ｃ２の接続点を中性点Ｃとし、正極Ｐおよび負極Ｎ
を有する直流電源Ｖと、複数個の半導体素子ＵＳ１，Ｕ
Ｓ２，ＵＳ３，ＵＳ４をブリッジ接続してなり、直流電
源Ｖを交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を供給する
多レベル逆変換回路とを備えて構成される多レベル中性
点電位固定型電力変換装置において、多レベル逆変換回
路と直流電源Ｖの正極Ｐ、負極Ｎ、および中性点Ｃとの
間に、それぞれ可飽和リアクトルＬＰ、ＬＮ、ＬＣを接
続する。
峻な電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄｔ）、電圧急変（ｄＶ
／ｄｔ）、またゲート回路への外乱を抑制すると共に、
小型化、経済性、および信頼性の向上を図ること。 【解決手段】互いに直列接続された２組のコンデンサＣ
１，Ｃ２の接続点を中性点Ｃとし、正極Ｐおよび負極Ｎ
を有する直流電源Ｖと、複数個の半導体素子ＵＳ１，Ｕ
Ｓ２，ＵＳ３，ＵＳ４をブリッジ接続してなり、直流電
源Ｖを交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を供給する
多レベル逆変換回路とを備えて構成される多レベル中性
点電位固定型電力変換装置において、多レベル逆変換回
路と直流電源Ｖの正極Ｐ、負極Ｎ、および中性点Ｃとの
間に、それぞれ可飽和リアクトルＬＰ、ＬＮ、ＬＣを接
続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中性点電位を有す
る直流電源と、複数個の半導体素子からなる多レベル逆
変換回路とから構成される多レベル中性点電位固定型電
力変換装置に係り、特に多レベル逆変換回路を構成する
半導体素子の安全な動作を確保すると共に損失の低減を
図れるようにした多レベル中性点電位固定型電力変換装
置に関するものである。
る直流電源と、複数個の半導体素子からなる多レベル逆
変換回路とから構成される多レベル中性点電位固定型電
力変換装置に係り、特に多レベル逆変換回路を構成する
半導体素子の安全な動作を確保すると共に損失の低減を
図れるようにした多レベル中性点電位固定型電力変換装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１２は、この種の従来の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置の構成例を示す回路図であ
る。
点電位固定型電力変換装置の構成例を示す回路図であ
る。
【０００３】なお、図１２では、代表例として３レベル
インバータ装置の１相分のみの構成例について示してい
る。
インバータ装置の１相分のみの構成例について示してい
る。
【０００４】図１２において、３レベルインバータ装置
は、直流電源と、多レベル逆変換回路である３レベルイ
ンバータ回路とから構成されている。
は、直流電源と、多レベル逆変換回路である３レベルイ
ンバータ回路とから構成されている。
【０００５】直流電源は、互いに直列接続された２組の
直流電源１ａ，１ｂの接続点を中性点とし、正極Ｐ、お
よび負極Ｎを有する。
直流電源１ａ，１ｂの接続点を中性点とし、正極Ｐ、お
よび負極Ｎを有する。
【０００６】３レベルインバータ回路は、４個のゲート
制御付き半導体素子（以下、単に半導体素子と称する）
ＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ３，ＵＳ４と、２個のダイオード
ＵＤ１，ＵＤ２とを、図示のように接続して構成され、
直流電源を交流電圧に逆変換して、図示しない負荷に交
流電力を供給する。
制御付き半導体素子（以下、単に半導体素子と称する）
ＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ３，ＵＳ４と、２個のダイオード
ＵＤ１，ＵＤ２とを、図示のように接続して構成され、
直流電源を交流電圧に逆変換して、図示しない負荷に交
流電力を供給する。
【０００７】なお、３レベルインバータ装置の動作は、
良く知られているので、ここではその説明については省
略する。
良く知られているので、ここではその説明については省
略する。
【０００８】一方、３レベルインバータ回路を構成して
いる半導体素子ＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ３，ＵＳ４、ダイ
オードＵＤ１，ＵＤ２を過電圧から保護するために、一
般に用いられるスナバ回路が設けられている。
いる半導体素子ＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ３，ＵＳ４、ダイ
オードＵＤ１，ＵＤ２を過電圧から保護するために、一
般に用いられるスナバ回路が設けられている。
【０００９】すなわち、３レベルインバータ装置の容量
が大きくなると、図１２のＡ部に示すように、充放電ス
ナバ回路Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂ，Ｓ１２ａ，Ｓ１２ｂを、
図示のように半導体素子毎に個別に設けるか、Ｂ部に示
すように、クランプ式スナバ回路Ｓ２１ａ，Ｓ２１ｂ，
Ｓ２２ａ，Ｓ２２ｂを図示のように設けるか、いずれか
または両方が採用される場合が多い。
が大きくなると、図１２のＡ部に示すように、充放電ス
ナバ回路Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂ，Ｓ１２ａ，Ｓ１２ｂを、
図示のように半導体素子毎に個別に設けるか、Ｂ部に示
すように、クランプ式スナバ回路Ｓ２１ａ，Ｓ２１ｂ，
Ｓ２２ａ，Ｓ２２ｂを図示のように設けるか、いずれか
または両方が採用される場合が多い。
【００１０】また、近年では、電圧駆動型の半導体素子
の大容量化（例えば、４．５ＫＶ−４ＫＡ遮断）に伴な
い、大電流を高速でターンオン、ターンオフすることが
可能になってきている。
の大容量化（例えば、４．５ＫＶ−４ＫＡ遮断）に伴な
い、大電流を高速でターンオン、ターンオフすることが
可能になってきている。
【００１１】そして、このターンオン時の急峻な電流の
立ち上がりｄＩ／ｄｔ（特に、フリーホイールダイオー
ド還流時の反対側半導体素子のターンオンによるダイオ
ードの逆回復時）による半導体素子の破損防止を防止す
るため、３レベルインバータ回路と直流電源の正極Ｐお
よび負極Ｎとの間に、それぞれｄＩ／ｄｔ抑制用リアク
トルである非飽和リアクトル２ａおよび２ｂが設けられ
る場合が多い。
立ち上がりｄＩ／ｄｔ（特に、フリーホイールダイオー
ド還流時の反対側半導体素子のターンオンによるダイオ
ードの逆回復時）による半導体素子の破損防止を防止す
るため、３レベルインバータ回路と直流電源の正極Ｐお
よび負極Ｎとの間に、それぞれｄＩ／ｄｔ抑制用リアク
トルである非飽和リアクトル２ａおよび２ｂが設けられ
る場合が多い。
【００１２】しかしながら、前述のスナバ回路やｄＩ／
ｄｔ抑制用リアクトルは、装置の高圧大容量化に伴なっ
て、それぞれの外形が大きくなること、また価格も高騰
することが余儀なくされており、経済的ではない。
ｄｔ抑制用リアクトルは、装置の高圧大容量化に伴なっ
て、それぞれの外形が大きくなること、また価格も高騰
することが余儀なくされており、経済的ではない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】一方、最近では、電圧
駆動型半導体素子の発展に伴なって、高電圧大電流を高
速でスイッチングすることが可能となり、例えば多レベ
ルインバータ装置では、直流電圧が数ＫＶの高圧大容量
インバータ装置が実用化されてきている。
駆動型半導体素子の発展に伴なって、高電圧大電流を高
速でスイッチングすることが可能となり、例えば多レベ
ルインバータ装置では、直流電圧が数ＫＶの高圧大容量
インバータ装置が実用化されてきている。
【００１４】しかしながら、前述したように、半導体素
子保護用のスナバ回路やｄＩ／ｄｔ抑制リアクトルは、
電力変換装置の部品数も多く、また外形も大きくなるこ
とから、信頼性や経済性の点で問題があり、その改良が
強く望まれてきている。
子保護用のスナバ回路やｄＩ／ｄｔ抑制リアクトルは、
電力変換装置の部品数も多く、また外形も大きくなるこ
とから、信頼性や経済性の点で問題があり、その改良が
強く望まれてきている。
【００１５】本発明の目的は、多レベル逆変換回路を構
成する半導体素子の急峻な電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄ
ｔ）を抑制することができ、小型化、経済性、および信
頼性の向上を図ることが可能な多レベル中性点電位固定
型電力変換装置を提供することにある。
成する半導体素子の急峻な電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄ
ｔ）を抑制することができ、小型化、経済性、および信
頼性の向上を図ることが可能な多レベル中性点電位固定
型電力変換装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、互いに直列接続された２組のコンデンサの接続点
を中性点とし、正極および負極を有する直流電源と、複
数個の半導体素子をブリッジ接続してなり、直流電源を
交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を供給する多レベ
ル逆変換回路とを備えて構成される多レベル中性点電位
固定型電力変換装置において、請求項１の発明では、多
レベル逆変換回路と直流電源の正極および負極との間
に、それぞれ可飽和リアクトルを接続している。
めに、互いに直列接続された２組のコンデンサの接続点
を中性点とし、正極および負極を有する直流電源と、複
数個の半導体素子をブリッジ接続してなり、直流電源を
交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を供給する多レベ
ル逆変換回路とを備えて構成される多レベル中性点電位
固定型電力変換装置において、請求項１の発明では、多
レベル逆変換回路と直流電源の正極および負極との間
に、それぞれ可飽和リアクトルを接続している。
【００１７】従って、請求項１の発明の多レベル中性点
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路と直流電源の正極および負極との間にそれぞれ可飽和
リアクトルを接続することにより、これら正極および負
極に設けた可飽和リアクトルに電流が流れ始める時に、
電流の立ち上りを抑制することができ、電力変換装置を
構成する半導体素子の立ち上り電流（ｄＩ／ｄｔ）を抑
制して、ストレスを軽減することが可能となる。
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路と直流電源の正極および負極との間にそれぞれ可飽和
リアクトルを接続することにより、これら正極および負
極に設けた可飽和リアクトルに電流が流れ始める時に、
電流の立ち上りを抑制することができ、電力変換装置を
構成する半導体素子の立ち上り電流（ｄＩ／ｄｔ）を抑
制して、ストレスを軽減することが可能となる。
【００１８】また、請求項２の発明では、多レベル逆変
換回路と直流電源の中性点との間に、可飽和リアクトル
を接続している。
換回路と直流電源の中性点との間に、可飽和リアクトル
を接続している。
【００１９】従って、請求項２の発明の多レベル中性点
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路と直流電源の中性点との間に可飽和リアクトルを接続
することにより、中性点に設けた可飽和リアクトルに電
流が流れ始める時に、電流の立ち上りを抑制することが
でき、電力変換装置を構成する半導体素子の立ち上り電
流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制して、ストレスを軽減すること
が可能となる。
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路と直流電源の中性点との間に可飽和リアクトルを接続
することにより、中性点に設けた可飽和リアクトルに電
流が流れ始める時に、電流の立ち上りを抑制することが
でき、電力変換装置を構成する半導体素子の立ち上り電
流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制して、ストレスを軽減すること
が可能となる。
【００２０】さらに、請求項３の発明では、多レベル逆
変換回路と直流電源の正極、負極、および中性点との間
に、それぞれ可飽和リアクトルを接続している。
変換回路と直流電源の正極、負極、および中性点との間
に、それぞれ可飽和リアクトルを接続している。
【００２１】従って、請求項３の発明の多レベル中性点
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路と直流電源の正極、負極、および中性点との間に、そ
れぞれ可飽和リアクトルを接続することにより、これら
正極および負極、およびに設けた可飽和リアクトルに電
流が流れ始める時に、電流の立ち上りを抑制することが
でき、電力変換装置を構成する半導体素子の立ち上り電
流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制して、ストレスを軽減すること
が可能となる。
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路と直流電源の正極、負極、および中性点との間に、そ
れぞれ可飽和リアクトルを接続することにより、これら
正極および負極、およびに設けた可飽和リアクトルに電
流が流れ始める時に、電流の立ち上りを抑制することが
でき、電力変換装置を構成する半導体素子の立ち上り電
流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制して、ストレスを軽減すること
が可能となる。
【００２２】さらにまた、請求項４の発明では、上記請
求項１乃至請求項３のいずれか１項の発明の多レベル中
性点電位固定型電力変換装置において、直流電源の正極
と中性点との間、および負極と中性点との間に、それぞ
れサージ電圧抑制回路を設けている。
求項１乃至請求項３のいずれか１項の発明の多レベル中
性点電位固定型電力変換装置において、直流電源の正極
と中性点との間、および負極と中性点との間に、それぞ
れサージ電圧抑制回路を設けている。
【００２３】従って、請求項４の発明の多レベル中性点
電位固定型電力変換装置においては、上記請求項１乃至
請求項３のいずれか１項の発明と同様の作用を奏するの
に加えて、直流電源の正極と中性点との間、および負極
と中性点との間にそれぞれサージ電圧抑制回路を設ける
ことにより、直流電源から電力変換回路までの配線イン
ダクタンスと可飽和リアクトルのエネルギーによるサー
ジ電圧を吸収して、サージ電圧を抑制することが可能と
なる。
電位固定型電力変換装置においては、上記請求項１乃至
請求項３のいずれか１項の発明と同様の作用を奏するの
に加えて、直流電源の正極と中性点との間、および負極
と中性点との間にそれぞれサージ電圧抑制回路を設ける
ことにより、直流電源から電力変換回路までの配線イン
ダクタンスと可飽和リアクトルのエネルギーによるサー
ジ電圧を吸収して、サージ電圧を抑制することが可能と
なる。
【００２４】一方、請求項５の発明では、多レベル逆変
換回路の各相毎に、直流電源の正極および負極との間
に、それぞれ可飽和リアクトルを接続している。
換回路の各相毎に、直流電源の正極および負極との間
に、それぞれ可飽和リアクトルを接続している。
【００２５】従って、請求項５の発明の多レベル中性点
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路の各相毎に、直流電源の正極および負極との間にそれ
ぞれ可飽和リアクトルを接続することにより、これら正
極および負極に設けた可飽和リアクトルに電流が流れ始
める時に、各相間の干渉なく電流の立ち上りを抑制する
ことができ、電力変換装置を構成する半導体素子の立ち
上り電流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制して、ストレスを軽減す
ることができると共に、装置の容量を大きくすることが
可能となる。
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路の各相毎に、直流電源の正極および負極との間にそれ
ぞれ可飽和リアクトルを接続することにより、これら正
極および負極に設けた可飽和リアクトルに電流が流れ始
める時に、各相間の干渉なく電流の立ち上りを抑制する
ことができ、電力変換装置を構成する半導体素子の立ち
上り電流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制して、ストレスを軽減す
ることができると共に、装置の容量を大きくすることが
可能となる。
【００２６】また、請求項６の発明では、多レベル逆変
換回路の各相毎に、直流電源の中性点との間に、可飽和
リアクトルを接続している。
換回路の各相毎に、直流電源の中性点との間に、可飽和
リアクトルを接続している。
【００２７】従って、請求項６の発明の多レベル中性点
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路の各相毎に、直流電源の中性点との間に可飽和リアク
トルを接続することにより、中性点に設けた可飽和リア
クトルに電流が流れ始める時に、各相間の干渉なく電流
の立ち上りを抑制することができ、電力変換装置を構成
する半導体素子の立ち上り電流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制し
て、ストレスを軽減することができると共に、装置の容
量を大きくすることが可能となる。
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路の各相毎に、直流電源の中性点との間に可飽和リアク
トルを接続することにより、中性点に設けた可飽和リア
クトルに電流が流れ始める時に、各相間の干渉なく電流
の立ち上りを抑制することができ、電力変換装置を構成
する半導体素子の立ち上り電流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制し
て、ストレスを軽減することができると共に、装置の容
量を大きくすることが可能となる。
【００２８】さらに、請求項７の発明では、多レベル逆
変換回路の各相毎に、直流電源の正極、負極、および中
性点との間に、それぞれ可飽和リアクトルを接続してい
る。
変換回路の各相毎に、直流電源の正極、負極、および中
性点との間に、それぞれ可飽和リアクトルを接続してい
る。
【００２９】従って、請求項７の発明の多レベル中性点
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路の各相毎に、直流電源の正極、負極、および中性点と
の間にそれぞれ可飽和リアクトルを接続することによ
り、正極、負極、および中性点に設けた可飽和リアクト
ルに電流が流れ始める時に、各相間の干渉なく電流の立
ち上りを抑制することができ、電力変換装置を構成する
半導体素子の立ち上り電流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制して、
ストレスを軽減することができると共に、装置の容量を
大きくすることが可能となる。
電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換回
路の各相毎に、直流電源の正極、負極、および中性点と
の間にそれぞれ可飽和リアクトルを接続することによ
り、正極、負極、および中性点に設けた可飽和リアクト
ルに電流が流れ始める時に、各相間の干渉なく電流の立
ち上りを抑制することができ、電力変換装置を構成する
半導体素子の立ち上り電流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制して、
ストレスを軽減することができると共に、装置の容量を
大きくすることが可能となる。
【００３０】さらにまた、請求項８の発明では、上記請
求項５乃至請求項７のいずれか１項の発明の多レベル中
性点電位固定型電力変換装置において、多レベル逆変換
回路の各相毎に、直流電源の正極と中性点との間、およ
び負極と中性点との間に、それぞれサージ電圧抑制回路
を設け、多レベル逆変換回路を構成する個々の半導体素
子にはスナバ回路を設けないようにしている。
求項５乃至請求項７のいずれか１項の発明の多レベル中
性点電位固定型電力変換装置において、多レベル逆変換
回路の各相毎に、直流電源の正極と中性点との間、およ
び負極と中性点との間に、それぞれサージ電圧抑制回路
を設け、多レベル逆変換回路を構成する個々の半導体素
子にはスナバ回路を設けないようにしている。
【００３１】従って、請求項８の発明の多レベル中性点
電位固定型電力変換装置においては、上記請求項５乃至
請求項７のいずれか１項の発明と同様の作用を奏するの
に加えて、直流電源の正極と中性点との間、および負極
と中性点との間にそれぞれサージ電圧抑制回路を設ける
ことにより、直流電源から電力変換回路までの配線イン
ダクタンスと可飽和リアクトルのエネルギーによるサー
ジ電圧を吸収して、サージ電圧を抑制することが可能と
なる。
電位固定型電力変換装置においては、上記請求項５乃至
請求項７のいずれか１項の発明と同様の作用を奏するの
に加えて、直流電源の正極と中性点との間、および負極
と中性点との間にそれぞれサージ電圧抑制回路を設ける
ことにより、直流電源から電力変換回路までの配線イン
ダクタンスと可飽和リアクトルのエネルギーによるサー
ジ電圧を吸収して、サージ電圧を抑制することが可能と
なる。
【００３２】一方、請求項９の発明では、上記請求項１
乃至請求項８のいずれか１項の発明の多レベル中性点電
位固定型電力変換装置において、可飽和リアクトルは、
比透磁率が大きく角型Ｂ−Ｈ特性を有し、その電圧時間
積は多レベル逆変換回路を構成する半導体素子の電圧降
下時間（ｔｒ）、逆回復時間（ｔｒｒ）、または順回復
時間（ｔｆｒ）以上の時間積を確保するように選定して
いる。
乃至請求項８のいずれか１項の発明の多レベル中性点電
位固定型電力変換装置において、可飽和リアクトルは、
比透磁率が大きく角型Ｂ−Ｈ特性を有し、その電圧時間
積は多レベル逆変換回路を構成する半導体素子の電圧降
下時間（ｔｒ）、逆回復時間（ｔｒｒ）、または順回復
時間（ｔｆｒ）以上の時間積を確保するように選定して
いる。
【００３３】従って、請求項９の発明の多レベル中性点
電位固定型電力変換装置においては、可飽和リアクトル
は、比透磁率が大きく角型Ｂ−Ｈ特性を有し、その電圧
時間積は多レベル逆変換回路を構成する半導体素子の電
圧降下時間（ｔｒ）、逆回復時間（ｔｒｒ）、または順
回復時間（ｔｆｒ）以上の時間積を確保するように選定
することにより、半導体素子のオン後に電流が流れ始め
るため、スイッチング損失を軽減することができる。
電位固定型電力変換装置においては、可飽和リアクトル
は、比透磁率が大きく角型Ｂ−Ｈ特性を有し、その電圧
時間積は多レベル逆変換回路を構成する半導体素子の電
圧降下時間（ｔｒ）、逆回復時間（ｔｒｒ）、または順
回復時間（ｔｆｒ）以上の時間積を確保するように選定
することにより、半導体素子のオン後に電流が流れ始め
るため、スイッチング損失を軽減することができる。
【００３４】また、請求項１０の発明では、上記請求項
４または請求項８の発明の多レベル中性点電位固定型電
力変換装置において、サージ電圧抑制回路を、コンデン
サと直列にダイオードを接続し、かつ当該ダイオードと
並列に抵抗を接続して構成している。
４または請求項８の発明の多レベル中性点電位固定型電
力変換装置において、サージ電圧抑制回路を、コンデン
サと直列にダイオードを接続し、かつ当該ダイオードと
並列に抵抗を接続して構成している。
【００３５】従って、請求項１０の発明の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置においては、サージ電圧抑制
回路を、コンデンサと直列にダイオードを接続し、かつ
ダイオードと並列に抵抗を接続して構成することによ
り、充電はコンデンサとダイオードを介して行なわれ、
放電はコンデンサから抵抗を介して行なわれるため、上
記請求項４または請求項８の発明の作用を、より一層効
果的に奏することができる。
点電位固定型電力変換装置においては、サージ電圧抑制
回路を、コンデンサと直列にダイオードを接続し、かつ
ダイオードと並列に抵抗を接続して構成することによ
り、充電はコンデンサとダイオードを介して行なわれ、
放電はコンデンサから抵抗を介して行なわれるため、上
記請求項４または請求項８の発明の作用を、より一層効
果的に奏することができる。
【００３６】さらに、請求項１１の発明では、上記請求
項４または請求項８の発明の多レベル中性点電位固定型
電力変換装置において、サージ電圧抑制回路と並列にサ
ージ電圧クリップ素子を設けている。
項４または請求項８の発明の多レベル中性点電位固定型
電力変換装置において、サージ電圧抑制回路と並列にサ
ージ電圧クリップ素子を設けている。
【００３７】従って、請求項１１の発明の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置においては、サージ電圧抑制
回路と並列にサージ電圧クリップ素子を設けることによ
り、サージ電圧クリップ素子は、サージ電圧抑制回路で
抑え切れない大きなサージ電圧、例えば過電流を遮断し
た場合の大きな単発的サージ電圧を所定レベルでクリッ
プするため、サージ電圧抑制回路の部品定格を低減し
て、小型化することができる。
点電位固定型電力変換装置においては、サージ電圧抑制
回路と並列にサージ電圧クリップ素子を設けることによ
り、サージ電圧クリップ素子は、サージ電圧抑制回路で
抑え切れない大きなサージ電圧、例えば過電流を遮断し
た場合の大きな単発的サージ電圧を所定レベルでクリッ
プするため、サージ電圧抑制回路の部品定格を低減し
て、小型化することができる。
【００３８】一方、請求項１２の発明では、多レベル逆
変換回路と直流電源の正極および負極との間に、それぞ
れ非飽和リアクトルと可飽和リアクトルの両方を接続
し、多レベル逆変換回路と直流電源の中性点との間に、
可飽和リアクトルを接続し、直流電源の正極と中性点と
の間、および負極と中性点との間に、それぞれサージ電
圧抑制回路を設けている。
変換回路と直流電源の正極および負極との間に、それぞ
れ非飽和リアクトルと可飽和リアクトルの両方を接続
し、多レベル逆変換回路と直流電源の中性点との間に、
可飽和リアクトルを接続し、直流電源の正極と中性点と
の間、および負極と中性点との間に、それぞれサージ電
圧抑制回路を設けている。
【００３９】従って、請求項１２の発明の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換
回路と直流電源の正極および負極との間にそれぞれ非飽
和リアクトルと可飽和リアクトルの両方を接続し、多レ
ベル逆変換回路と直流電源の中性点との間に可飽和リア
クトルを接続し、直流電源の正極と中性点との間、およ
び負極と中性点との間にそれぞれサージ電圧抑制回路を
設けることにより、非飽和リアクトルと可飽和リアクト
ルの両方は、多レベル逆変換回路の半導体素子の電流の
立ち上りを抑制するため、短絡電流耐量の比較的小さい
半導体素子の場合にも、短絡電流のピーク値を低減する
ことができる。
点電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換
回路と直流電源の正極および負極との間にそれぞれ非飽
和リアクトルと可飽和リアクトルの両方を接続し、多レ
ベル逆変換回路と直流電源の中性点との間に可飽和リア
クトルを接続し、直流電源の正極と中性点との間、およ
び負極と中性点との間にそれぞれサージ電圧抑制回路を
設けることにより、非飽和リアクトルと可飽和リアクト
ルの両方は、多レベル逆変換回路の半導体素子の電流の
立ち上りを抑制するため、短絡電流耐量の比較的小さい
半導体素子の場合にも、短絡電流のピーク値を低減する
ことができる。
【００４０】また、請求項１３の発明では、上記請求項
１乃至請求項８、または請求項１２のいずれか１項の発
明の多レベル中性点電位固定型電力変換装置において、
可飽和リアクトルに、当該可飽和リアクトルのリセット
時に発生する逆電圧を吸収する逆電圧抑制スナバ回路を
設けている。
１乃至請求項８、または請求項１２のいずれか１項の発
明の多レベル中性点電位固定型電力変換装置において、
可飽和リアクトルに、当該可飽和リアクトルのリセット
時に発生する逆電圧を吸収する逆電圧抑制スナバ回路を
設けている。
【００４１】従って、請求項１３の発明の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置においては、可飽和リアクト
ルに逆電圧抑制スナバ回路を設けることにより、サージ
電圧抑制回路を小さくすることができ、また削除するこ
とが可能となる。
点電位固定型電力変換装置においては、可飽和リアクト
ルに逆電圧抑制スナバ回路を設けることにより、サージ
電圧抑制回路を小さくすることができ、また削除するこ
とが可能となる。
【００４２】さらに、請求項１４の発明では、上記請求
項１３の発明の多レベル中性点電位固定型電力変換装置
において、可飽和リアクトルに設けた逆電圧抑制スナバ
回路は、ダイオードと直列にコンデンサを接続し、かつ
当該コンデンサと並列に抵抗を接続してなる。
項１３の発明の多レベル中性点電位固定型電力変換装置
において、可飽和リアクトルに設けた逆電圧抑制スナバ
回路は、ダイオードと直列にコンデンサを接続し、かつ
当該コンデンサと並列に抵抗を接続してなる。
【００４３】従って、請求項１４の発明の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置においては、可飽和リアクト
ルに設けた逆電圧抑制スナバ回路は、ダイオードと直列
にコンデンサを接続し、かつコンデンサと並列に抵抗を
接続することにより、可飽和リアクトルの逆電圧エネル
ギーは、ダイオードを介してコンデンサに充電された後
に抵抗で放電されるため、上記請求項の発明の作用を、
より一層効果的に奏することができる。
点電位固定型電力変換装置においては、可飽和リアクト
ルに設けた逆電圧抑制スナバ回路は、ダイオードと直列
にコンデンサを接続し、かつコンデンサと並列に抵抗を
接続することにより、可飽和リアクトルの逆電圧エネル
ギーは、ダイオードを介してコンデンサに充電された後
に抵抗で放電されるため、上記請求項の発明の作用を、
より一層効果的に奏することができる。
【００４４】一方、請求項１５の発明では、互いに直列
接続された２組のコンデンサの接続点を中性点とし、正
極および負極を有する直流電源と、複数個の半導体素子
をブリッジ接続して構成され、直流電源を交流電圧に逆
変換して負荷に交流電力を供給する多レベル逆変換回路
とを備えて構成される多レベル中性点電位固定型電力変
換装置において、多レベル逆変換回路と直流電源の正極
および負極との間に、それぞれ可飽和リアクトルを設
け、直流電源の中性点からは、ダイオードを介して可飽
和リアクトルをリセットできるように逆方向に電流を流
すように接続し、直流電源の正極と中性点との間、およ
び負極と中性点との間に、それぞれサージ電圧抑制回路
を設けている。
接続された２組のコンデンサの接続点を中性点とし、正
極および負極を有する直流電源と、複数個の半導体素子
をブリッジ接続して構成され、直流電源を交流電圧に逆
変換して負荷に交流電力を供給する多レベル逆変換回路
とを備えて構成される多レベル中性点電位固定型電力変
換装置において、多レベル逆変換回路と直流電源の正極
および負極との間に、それぞれ可飽和リアクトルを設
け、直流電源の中性点からは、ダイオードを介して可飽
和リアクトルをリセットできるように逆方向に電流を流
すように接続し、直流電源の正極と中性点との間、およ
び負極と中性点との間に、それぞれサージ電圧抑制回路
を設けている。
【００４５】従って、請求項１５の発明の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換
回路と直流電源の正極および負極との間に、それぞれ可
飽和リアクトルを設け、直流電源の中性点からは、ダイ
オードを介して可飽和リアクトルをリセットできるよう
に逆方向に電流を流すように接続し、直流電源の正極と
中性点との間、および負極と中性点との間に、それぞれ
サージ電圧抑制回路を設けることにより、中性点に可飽
和リアクトルを設ける必要がなく、中性点に可飽和リア
クトルを設けた場合と同様の作用を奏することができ
る。
点電位固定型電力変換装置においては、多レベル逆変換
回路と直流電源の正極および負極との間に、それぞれ可
飽和リアクトルを設け、直流電源の中性点からは、ダイ
オードを介して可飽和リアクトルをリセットできるよう
に逆方向に電流を流すように接続し、直流電源の正極と
中性点との間、および負極と中性点との間に、それぞれ
サージ電圧抑制回路を設けることにより、中性点に可飽
和リアクトルを設ける必要がなく、中性点に可飽和リア
クトルを設けた場合と同様の作用を奏することができ
る。
【００４６】また、請求項１６の発明では、上記請求項
１２の発明の多レベル中性点電位固定型電力変換装置に
おいて、非飽和リアクトルは、直流電源の正極および負
極の共通母線に、可飽和リアクトルは、多レベル逆変換
回路の各相毎に設けている。
１２の発明の多レベル中性点電位固定型電力変換装置に
おいて、非飽和リアクトルは、直流電源の正極および負
極の共通母線に、可飽和リアクトルは、多レベル逆変換
回路の各相毎に設けている。
【００４７】従って、請求項１６の発明の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置においては、非飽和リアクト
ルを、直流電源の正極および負極の共通母線に、可飽和
リアクトルを、多レベル逆変換回路の各相毎に設けるこ
とにより、非飽和リアクトルは共通母線に２個設けるこ
とで、上記請求項１２の発明の作用を、より一層効果的
に奏することができる。
点電位固定型電力変換装置においては、非飽和リアクト
ルを、直流電源の正極および負極の共通母線に、可飽和
リアクトルを、多レベル逆変換回路の各相毎に設けるこ
とにより、非飽和リアクトルは共通母線に２個設けるこ
とで、上記請求項１２の発明の作用を、より一層効果的
に奏することができる。
【００４８】さらに、請求項１７の発明では、上記請求
項１６の発明の多レベル中性点電位固定型電力変換装置
において、非飽和リアクトルに代えて、可飽和リアクト
ルを設けている。
項１６の発明の多レベル中性点電位固定型電力変換装置
において、非飽和リアクトルに代えて、可飽和リアクト
ルを設けている。
【００４９】従って、請求項１７の発明の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置においては、非飽和リアクト
ルに代えて、可飽和リアクトルを設けることにより、上
記請求項１６の発明の作用を、より一層効果的に奏する
ことができる。
点電位固定型電力変換装置においては、非飽和リアクト
ルに代えて、可飽和リアクトルを設けることにより、上
記請求項１６の発明の作用を、より一層効果的に奏する
ことができる。
【００５０】以上により、多レベル逆変換回路を構成す
る半導体素子の急峻な電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄ
ｔ）、電圧急変（ｄＶ／ｄｔ）、またゲート回路への外
乱を抑制することができると共に、小型化、経済性、お
よび信頼性の向上を図ることが可能となる。
る半導体素子の急峻な電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄ
ｔ）、電圧急変（ｄＶ／ｄｔ）、またゲート回路への外
乱を抑制することができると共に、小型化、経済性、お
よび信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００５１】さらに、直流電源から多レベル逆変換回路
までの配線インダクタンスと可飽和リアクトルのエネル
ギーによるサージ電圧を吸収して抑制することが可能と
なる。
までの配線インダクタンスと可飽和リアクトルのエネル
ギーによるサージ電圧を吸収して抑制することが可能と
なる。
【００５２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００５３】（第１の実施の形態：請求項１乃至請求項
４、請求項１０に対応）図１は、本実施の形態による多
レベル中性点電位固定型インバータ装置の構成例を示す
回路図であり、図１２と同一要素には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
４、請求項１０に対応）図１は、本実施の形態による多
レベル中性点電位固定型インバータ装置の構成例を示す
回路図であり、図１２と同一要素には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
【００５４】なお、図１では、３相構成の３レベル中性
点電位固定型インバータの場合について示してあり、イ
ンバータ装置の容量が比較的小さい場合に適用すること
ができる。
点電位固定型インバータの場合について示してあり、イ
ンバータ装置の容量が比較的小さい場合に適用すること
ができる。
【００５５】すなわち、本実施の形態の３レベル中性点
電位固定型インバータ装置は、図１に示すように、図１
２における直流電源１ａ，１ｂに代えて、互いに直列接
続された２組のコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点を中性点
Ｃとし、正極Ｐおよび負極Ｎを有する直流電源Ｖを備え
ている。
電位固定型インバータ装置は、図１に示すように、図１
２における直流電源１ａ，１ｂに代えて、互いに直列接
続された２組のコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点を中性点
Ｃとし、正極Ｐおよび負極Ｎを有する直流電源Ｖを備え
ている。
【００５６】また、直流電源１ａ，１ｂの正極Ｐおよび
負極Ｎに設けられている非飽和リアクトル２ａおよび２
ｂを省略し、これらに代えて、Ｕ，Ｖ，Ｗの３相構成の
３レベル逆変換回路と直流電源Ｖの正極Ｐおよび負極Ｎ
との間（正極Ｐおよび負極Ｎの共通ライン）に、それぞ
れ可飽和リアクトル（コア）ＬＰおよびＬＮを設け、か
つ中性点Ｃラインにも可飽和リアクトルＬＣを設けてい
る。
負極Ｎに設けられている非飽和リアクトル２ａおよび２
ｂを省略し、これらに代えて、Ｕ，Ｖ，Ｗの３相構成の
３レベル逆変換回路と直流電源Ｖの正極Ｐおよび負極Ｎ
との間（正極Ｐおよび負極Ｎの共通ライン）に、それぞ
れ可飽和リアクトル（コア）ＬＰおよびＬＮを設け、か
つ中性点Ｃラインにも可飽和リアクトルＬＣを設けてい
る。
【００５７】さらに、半導体素子ＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ
３，ＵＳ４（ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３，ＶＳ４、ＷＳ
１，ＷＳ２，ＷＳ３，ＷＳ４）にそれぞれ個別に設けて
いる抵抗、ダイオード、コンデンサからなる充放電スナ
バ回路Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂ，Ｓ１２ａ，Ｓ１２ｂと各ア
ームに設けられたクランプ式スナバ回路Ｓ２１ａ，Ｓ２
１ｂ，Ｓ２２ａ，Ｓ２２ｂを省略し、これらに代えて、
正極Ｐと中性点Ｃとの間、および負極Ｎと中性点Ｃとの
間に、それぞれコンデンサＣＳＰ，ＣＳＮと直列にダイ
オードＤＳＰ，ＤＳＮを接続し、かつこのダイオードＤ
ＳＰ，ＤＳＮと並列にそれぞれ抵抗ＲＳＰ，ＲＳＮを接
続してなるサージ電圧抑制回路を設けている。
３，ＵＳ４（ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３，ＶＳ４、ＷＳ
１，ＷＳ２，ＷＳ３，ＷＳ４）にそれぞれ個別に設けて
いる抵抗、ダイオード、コンデンサからなる充放電スナ
バ回路Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂ，Ｓ１２ａ，Ｓ１２ｂと各ア
ームに設けられたクランプ式スナバ回路Ｓ２１ａ，Ｓ２
１ｂ，Ｓ２２ａ，Ｓ２２ｂを省略し、これらに代えて、
正極Ｐと中性点Ｃとの間、および負極Ｎと中性点Ｃとの
間に、それぞれコンデンサＣＳＰ，ＣＳＮと直列にダイ
オードＤＳＰ，ＤＳＮを接続し、かつこのダイオードＤ
ＳＰ，ＤＳＮと並列にそれぞれ抵抗ＲＳＰ，ＲＳＮを接
続してなるサージ電圧抑制回路を設けている。
【００５８】次に、以上のように構成した本実施の形態
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置の動作につ
いて、図２乃至図４を用いて説明する。
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置の動作につ
いて、図２乃至図４を用いて説明する。
【００５９】なお、ここでは、図１の１相分（ここで
は、Ｕ相）の回路動作における可飽和リアクトルの効果
を主体として述べる。
は、Ｕ相）の回路動作における可飽和リアクトルの効果
を主体として述べる。
【００６０】図２（ａ）において、半導体素子ＵＳ１，
ＵＳ２がオンして電流Ｉ１が負荷へ流れている状態で半
導体素子ＵＳ１をオフすると、クランプダイオードＵＤ
１を介して中性点Ｃから電流Ｉ２として流れる。
ＵＳ２がオンして電流Ｉ１が負荷へ流れている状態で半
導体素子ＵＳ１をオフすると、クランプダイオードＵＤ
１を介して中性点Ｃから電流Ｉ２として流れる。
【００６１】半導体素子ＵＳ１をオフした後に半導体素
子ＵＳ３をオンしても、力行時には中性点Ｃからクラン
プダイオードＵＤ１を介して電流は流れ続ける。
子ＵＳ３をオンしても、力行時には中性点Ｃからクラン
プダイオードＵＤ１を介して電流は流れ続ける。
【００６２】半導体素子ＵＳ３をオフして再び半導体素
子ＵＳ１をオンすると、クランプダイオードＵＤ１の蓄
積電荷によって、逆回復電流Ｉｒ１が直流電源Ｖの正極
Ｐ、可飽和リアクトルＬＰ、半導体素子ＵＳ１、クラン
プダイオードＵＤ１、可飽和リアクトルＬＣ、中性点Ｃ
のループで、短絡電流が図２（ｂ）のＩ１に示すように
流れる（実線）が、この時、可飽和リアクトルＬＰ，Ｌ
Ｃによって、急峻な電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄｔ）が
抑えられる（破線）。
子ＵＳ１をオンすると、クランプダイオードＵＤ１の蓄
積電荷によって、逆回復電流Ｉｒ１が直流電源Ｖの正極
Ｐ、可飽和リアクトルＬＰ、半導体素子ＵＳ１、クラン
プダイオードＵＤ１、可飽和リアクトルＬＣ、中性点Ｃ
のループで、短絡電流が図２（ｂ）のＩ１に示すように
流れる（実線）が、この時、可飽和リアクトルＬＰ，Ｌ
Ｃによって、急峻な電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄｔ）が
抑えられる（破線）。
【００６３】これにより、半導体素子ＵＳ１とクランプ
ダイオードＵＤ１のスイッチング損失を低減することが
でき、半導体素子の高ｄＩ／ｄｔによる破損を防止する
ことができる。
ダイオードＵＤ１のスイッチング損失を低減することが
でき、半導体素子の高ｄＩ／ｄｔによる破損を防止する
ことができる。
【００６４】一方、図３に示すように、半導体素子ＵＳ
１，ＵＳ２がオンしている時、回生電流Ｉ３が流れてい
る状態で、半導体素子ＵＳ１オフして半導体素子ＵＳ３
をオンすると、半導体素子ＵＳ１のフリーホイールダイ
オードＤ１の逆回復電流Ｉｒ３によって、直流電源Ｖの
正極Ｐ、可飽和リアクトルＬＰ、フリーホイールダイオ
ードＤ１、半導体素子ＵＳ２，ＵＳ３、クランプダイオ
ードＵＤ２、可飽和リアクトルＬＣ、中性点Ｃのループ
で、正側電源短絡電流が流れて負荷電流Ｉ４に重畳され
るが、この時可飽和リアクトルＬＰ，ＬＣによって、急
峻な逆回復電流Ｉｒ３の立ち上がり（ｄＩ／ｄｔ）が抑
えられる。
１，ＵＳ２がオンしている時、回生電流Ｉ３が流れてい
る状態で、半導体素子ＵＳ１オフして半導体素子ＵＳ３
をオンすると、半導体素子ＵＳ１のフリーホイールダイ
オードＤ１の逆回復電流Ｉｒ３によって、直流電源Ｖの
正極Ｐ、可飽和リアクトルＬＰ、フリーホイールダイオ
ードＤ１、半導体素子ＵＳ２，ＵＳ３、クランプダイオ
ードＵＤ２、可飽和リアクトルＬＣ、中性点Ｃのループ
で、正側電源短絡電流が流れて負荷電流Ｉ４に重畳され
るが、この時可飽和リアクトルＬＰ，ＬＣによって、急
峻な逆回復電流Ｉｒ３の立ち上がり（ｄＩ／ｄｔ）が抑
えられる。
【００６５】可飽和リアクトルＬＰ，ＬＣだけで中性点
Ｃの可飽和リアクトルＬＣがない場合には、力行時の中
性点クランプダイオードの逆回復電流が可飽和リアクト
ルＬＰにとって力行時と同一方向電流のため、飽和状態
にあるので、ｄＩ／ｄｔを抑える効果はほとんどない。
Ｃの可飽和リアクトルＬＣがない場合には、力行時の中
性点クランプダイオードの逆回復電流が可飽和リアクト
ルＬＰにとって力行時と同一方向電流のため、飽和状態
にあるので、ｄＩ／ｄｔを抑える効果はほとんどない。
【００６６】また、中性点Ｃの可飽和リアクトルＬＣだ
けでは、回生時にはやはり同一方向の電流となるため、
半導体素子ＵＳ１、またはＵＳ４のフリーホイールダイ
オードの逆回復電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄｔ）を抑え
ることはできない。
けでは、回生時にはやはり同一方向の電流となるため、
半導体素子ＵＳ１、またはＵＳ４のフリーホイールダイ
オードの逆回復電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄｔ）を抑え
ることはできない。
【００６７】従って、図１に示すように、直流電源Ｖの
正極Ｐ、中性点Ｃ、電源Ｖの負極Ｎの各ラインに可飽和
リアクトルＬＰ，ＬＣ，ＬＮを設けることにより、負荷
電流のあらゆるモードの電流に対してｄＩ／ｄｔを抑制
することができる。
正極Ｐ、中性点Ｃ、電源Ｖの負極Ｎの各ラインに可飽和
リアクトルＬＰ，ＬＣ，ＬＮを設けることにより、負荷
電流のあらゆるモードの電流に対してｄＩ／ｄｔを抑制
することができる。
【００６８】半導体素子ＵＳ１乃至ＵＳ４それぞれがオ
フする時の可飽和リアクトルＬＰ，ＬＣ，ＬＮのエネル
ギーによるサージ電圧は、直流電源Ｖの正極Ｐと中性点
Ｃとの間、直流電源Ｖの負極Ｎと中性点Ｃとの間に設け
たサージ電圧抑制回路により抑制することができる。
フする時の可飽和リアクトルＬＰ，ＬＣ，ＬＮのエネル
ギーによるサージ電圧は、直流電源Ｖの正極Ｐと中性点
Ｃとの間、直流電源Ｖの負極Ｎと中性点Ｃとの間に設け
たサージ電圧抑制回路により抑制することができる。
【００６９】すなわち、サージ電圧抑制回路では、充電
はコンデンサＣＳＰ，ＣＳＮとダイオードダイオードＤ
ＳＰ，ＤＳＮを介して行なわれ、放電はコンデンサＣＳ
Ｐ，ＣＳＮから抵抗ＲＳＰ，ＲＳＮを介して行なわれ
る。
はコンデンサＣＳＰ，ＣＳＮとダイオードダイオードＤ
ＳＰ，ＤＳＮを介して行なわれ、放電はコンデンサＣＳ
Ｐ，ＣＳＮから抵抗ＲＳＰ，ＲＳＮを介して行なわれ
る。
【００７０】可飽和リアクトルＬＰ，ＬＣ，ＬＮは、実
験結果によれば、図４に示すように、時刻ｔ１で半導体
素子の電流ＩＣがオフされると、時刻ｔ２でサージ電圧
抑制回路のダイオードの逆回復時の電圧急変（ｄＶ／ｄ
ｔ）が発生するが、可飽和リアクトルＬＰ，ＬＣ，ＬＮ
によってｄＶ／ｄｔも抑制できる効果もあり、負のゲー
ト電圧が正方向へ持上がると言う外乱がなくなるという
副次的効果も得られる。
験結果によれば、図４に示すように、時刻ｔ１で半導体
素子の電流ＩＣがオフされると、時刻ｔ２でサージ電圧
抑制回路のダイオードの逆回復時の電圧急変（ｄＶ／ｄ
ｔ）が発生するが、可飽和リアクトルＬＰ，ＬＣ，ＬＮ
によってｄＶ／ｄｔも抑制できる効果もあり、負のゲー
ト電圧が正方向へ持上がると言う外乱がなくなるという
副次的効果も得られる。
【００７１】なお、Ｖ相、Ｗ相の回路動作についても、
上記Ｕ相の回路動作の場合と同様となる。
上記Ｕ相の回路動作の場合と同様となる。
【００７２】上述したように、本実施の形態の３レベル
中性点電位固定型インバータ装置では、３レベル逆変換
回路と、中性点Ｃを有する直流電源Ｖの正極Ｐ、負極Ｎ
および中性点Ｃとの間に、それぞれ可飽和リアクトルＬ
Ｐ，ＬＮ，ＬＣを接続するようにしているので、３レベ
ル逆変換回路を構成する半導体素子ＵＳ１，ＵＳ２，Ｕ
Ｓ３，ＵＳ４（ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３，ＶＳ４、ＷＳ
１，ＷＳ２，ＷＳ３，ＷＳ４）の急峻な電流の立ち上が
り（ｄＩ／ｄｔ）、電圧急変（ｄＶ／ｄｔ）、またゲー
ト回路への外乱を抑制することができると共に、小型
化、経済性、および信頼性の向上を図ることが可能とな
る。
中性点電位固定型インバータ装置では、３レベル逆変換
回路と、中性点Ｃを有する直流電源Ｖの正極Ｐ、負極Ｎ
および中性点Ｃとの間に、それぞれ可飽和リアクトルＬ
Ｐ，ＬＮ，ＬＣを接続するようにしているので、３レベ
ル逆変換回路を構成する半導体素子ＵＳ１，ＵＳ２，Ｕ
Ｓ３，ＵＳ４（ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３，ＶＳ４、ＷＳ
１，ＷＳ２，ＷＳ３，ＷＳ４）の急峻な電流の立ち上が
り（ｄＩ／ｄｔ）、電圧急変（ｄＶ／ｄｔ）、またゲー
ト回路への外乱を抑制することができると共に、小型
化、経済性、および信頼性の向上を図ることが可能とな
る。
【００７３】さらに、必要に応じて、直流電源Ｖの正極
Ｐと中性点Ｃとの間、および負極Ｎと中性点Ｃとの間
に、それぞれサージ電圧抑制回路を設けるようにしてい
るので、直流電源Ｖから３レベル逆変換回路までの配線
インダクタンスと可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，ＬＣの
エネルギーによるサージ電圧を吸収して抑制することが
可能となる。
Ｐと中性点Ｃとの間、および負極Ｎと中性点Ｃとの間
に、それぞれサージ電圧抑制回路を設けるようにしてい
るので、直流電源Ｖから３レベル逆変換回路までの配線
インダクタンスと可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，ＬＣの
エネルギーによるサージ電圧を吸収して抑制することが
可能となる。
【００７４】（第２の実施の形態：請求項５乃至請求項
８、請求項１０に対応）図５は、本実施の形態による多
レベル中性点電位固定型インバータ装置の構成例を示す
回路図であり、図１と同一要素には同一符号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
８、請求項１０に対応）図５は、本実施の形態による多
レベル中性点電位固定型インバータ装置の構成例を示す
回路図であり、図１と同一要素には同一符号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
【００７５】なお、図５では、３相構成の３レベル中性
点電位固定型インバータの場合について示してあり、イ
ンバータ装置の容量が比較的大きい場合に適用すること
ができる。
点電位固定型インバータの場合について示してあり、イ
ンバータ装置の容量が比較的大きい場合に適用すること
ができる。
【００７６】すなわち、本実施の形態の３レベル中性点
電位固定型インバータ装置は、図５に示すように、図１
における３レベル逆変換回路の各相毎に、図６に示すよ
うな構成（図６では、３レベル逆変換回路の１相分（Ｕ
相）のみについて示している）を有する前述の可飽和リ
アクトルＬＰ，ＬＮ，ＬＣ、およびサージ電圧抑制回路
を設け、３レベル逆変換回路を構成する個々の半導体素
子ＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ３，ＵＳ４（ＶＳ１，ＶＳ２，
ＶＳ３，ＶＳ４、ＷＳ１，ＷＳ２，ＷＳ３，ＷＳ４）に
は、スナバ回路を設けないようにしている。
電位固定型インバータ装置は、図５に示すように、図１
における３レベル逆変換回路の各相毎に、図６に示すよ
うな構成（図６では、３レベル逆変換回路の１相分（Ｕ
相）のみについて示している）を有する前述の可飽和リ
アクトルＬＰ，ＬＮ，ＬＣ、およびサージ電圧抑制回路
を設け、３レベル逆変換回路を構成する個々の半導体素
子ＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ３，ＵＳ４（ＶＳ１，ＶＳ２，
ＶＳ３，ＶＳ４、ＷＳ１，ＷＳ２，ＷＳ３，ＷＳ４）に
は、スナバ回路を設けないようにしている。
【００７７】次に、以上のように構成した本実施の形態
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第１の実施の形態の場合と同様に動作する
ので、ここではその説明を省略する。
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第１の実施の形態の場合と同様に動作する
ので、ここではその説明を省略する。
【００７８】特に、本実施の形態の場合には、３レベル
逆変換回路の各相毎に、直流電源Ｖの正極Ｐ、負極Ｎ、
および中性点Ｃとの間に、それぞれ可飽和リアクトルＬ
Ｐ，ＬＮ，ＬＣを接続していることにより、正極Ｐ、負
極Ｎ、および中性点Ｃに設けた可飽和リアクトルＬＰ，
ＬＮ，ＬＣに電流が流れ始める時に、各相間の干渉なく
電流の立ち上りを抑制することができ、３レベル逆変換
回路を構成する半導体素子ＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ３，Ｕ
Ｓ４（ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３，ＶＳ４、ＷＳ１，ＷＳ
２，ＷＳ３，ＷＳ４）の急激な立ち上り電流（ｄＩ／ｄ
ｔ）を抑制して、ストレスを軽減することができると共
に、装置の容量を大きくすることができる。
逆変換回路の各相毎に、直流電源Ｖの正極Ｐ、負極Ｎ、
および中性点Ｃとの間に、それぞれ可飽和リアクトルＬ
Ｐ，ＬＮ，ＬＣを接続していることにより、正極Ｐ、負
極Ｎ、および中性点Ｃに設けた可飽和リアクトルＬＰ，
ＬＮ，ＬＣに電流が流れ始める時に、各相間の干渉なく
電流の立ち上りを抑制することができ、３レベル逆変換
回路を構成する半導体素子ＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ３，Ｕ
Ｓ４（ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ３，ＶＳ４、ＷＳ１，ＷＳ
２，ＷＳ３，ＷＳ４）の急激な立ち上り電流（ｄＩ／ｄ
ｔ）を抑制して、ストレスを軽減することができると共
に、装置の容量を大きくすることができる。
【００７９】上述したように、本実施の形態の３レベル
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１の
実施の形態の場合と同様の効果を得ることができるのに
加えて、各相間の干渉なく電流の立ち上りを抑制するこ
とができ、３レベル逆変換回路を構成する半導体素子Ｕ
Ｓ１，ＵＳ２，ＵＳ３，ＵＳ４（ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ
３，ＶＳ４、ＷＳ１，ＷＳ２，ＷＳ３，ＷＳ４）の立ち
上り電流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制して、ストレスを軽減す
ることができると共に、装置の容量を大きくすることが
可能となる。
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１の
実施の形態の場合と同様の効果を得ることができるのに
加えて、各相間の干渉なく電流の立ち上りを抑制するこ
とができ、３レベル逆変換回路を構成する半導体素子Ｕ
Ｓ１，ＵＳ２，ＵＳ３，ＵＳ４（ＶＳ１，ＶＳ２，ＶＳ
３，ＶＳ４、ＷＳ１，ＷＳ２，ＷＳ３，ＷＳ４）の立ち
上り電流（ｄＩ／ｄｔ）を抑制して、ストレスを軽減す
ることができると共に、装置の容量を大きくすることが
可能となる。
【００８０】（第３の実施の形態：請求項９に対応）本
実施の形態による３レベル中性点電位固定型インバータ
装置は、前述した第１または第２の実施の形態におい
て、可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，ＬＣは、比透磁率が
大きく角型Ｂ−Ｈ特性を有し、その電圧時間積は３レベ
ル逆変換回路を構成する半導体素子の電圧降下時間（ｔ
ｒ）、逆回復時間（ｔｒｒ）、または順回復時間（ｔｆ
ｒ）以上の時間積を確保するように選定している。
実施の形態による３レベル中性点電位固定型インバータ
装置は、前述した第１または第２の実施の形態におい
て、可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，ＬＣは、比透磁率が
大きく角型Ｂ−Ｈ特性を有し、その電圧時間積は３レベ
ル逆変換回路を構成する半導体素子の電圧降下時間（ｔ
ｒ）、逆回復時間（ｔｒｒ）、または順回復時間（ｔｆ
ｒ）以上の時間積を確保するように選定している。
【００８１】次に、以上のように構成した本実施の形態
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置の動作につ
いて、図７を用いて説明する。
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置の動作につ
いて、図７を用いて説明する。
【００８２】図７（ａ）は可飽和リアクトルＬＰ，Ｌ
Ｎ，ＬＣの磁束（Ｂ）と電界の強さ（Ｈ）との関係を示
したＢＨカーブを、図７（ｂ）はダイオードの逆回復特
性を、図７（ｃ）はダイオードの電流通電時の順回復特
性をそれぞれ示したものである。
Ｎ，ＬＣの磁束（Ｂ）と電界の強さ（Ｈ）との関係を示
したＢＨカーブを、図７（ｂ）はダイオードの逆回復特
性を、図７（ｃ）はダイオードの電流通電時の順回復特
性をそれぞれ示したものである。
【００８３】すなわち、図７（ａ）に示すように、ＢＨ
カーブは角型の特性を有しているものが好ましい。
カーブは角型の特性を有しているものが好ましい。
【００８４】また、図７（ｂ）においては、半導体素子
の逆回復時間（ｔｒｒ）の間、可飽和リアクトルＬＰ，
ＬＮ，ＬＣの効果によって電流は破線のように抑えられ
るため、逆回復時の電流Ｉｒｒ）は低減される。
の逆回復時間（ｔｒｒ）の間、可飽和リアクトルＬＰ，
ＬＮ，ＬＣの効果によって電流は破線のように抑えられ
るため、逆回復時の電流Ｉｒｒ）は低減される。
【００８５】さらに、図７（ｃ）においては、半導体素
子が完全にターンオンするまでの時間、すなわち電圧降
下時間（ｔｒ）の間、ダイオードが通電時に電流の立上
がりが早いと過渡的に電圧（ｖｆｒ）が順回復時間（ｔ
ｆｒ）の間は、ターンオン損失が大きく発生するが、可
飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，ＬＣの効果によって電流の
立上がりが抑えられるため、損失が低減される。
子が完全にターンオンするまでの時間、すなわち電圧降
下時間（ｔｒ）の間、ダイオードが通電時に電流の立上
がりが早いと過渡的に電圧（ｖｆｒ）が順回復時間（ｔ
ｆｒ）の間は、ターンオン損失が大きく発生するが、可
飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，ＬＣの効果によって電流の
立上がりが抑えられるため、損失が低減される。
【００８６】ここで、可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，Ｌ
Ｃが作用する時間としては、半導体素子の逆回復時間
（ｔｒｒ）、電圧降下時間（ｔｒ）、順回復時間（ｔｆ
ｒ）を少なくとも確保することが必要であり、これを満
足する電圧時間積を有する可飽和リアクトルを選定して
おり、その時間は、数μ秒程度あれば充分に効果が得ら
れる。
Ｃが作用する時間としては、半導体素子の逆回復時間
（ｔｒｒ）、電圧降下時間（ｔｒ）、順回復時間（ｔｆ
ｒ）を少なくとも確保することが必要であり、これを満
足する電圧時間積を有する可飽和リアクトルを選定して
おり、その時間は、数μ秒程度あれば充分に効果が得ら
れる。
【００８７】上述したように、本実施の形態の３レベル
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１ま
たは第２の実施の形態の場合と同様の効果を得ることが
できるのに加えて、半導体素子のオン後に電流が流れ始
めるため、スイッチング損失を軽減することが可能とな
る。
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１ま
たは第２の実施の形態の場合と同様の効果を得ることが
できるのに加えて、半導体素子のオン後に電流が流れ始
めるため、スイッチング損失を軽減することが可能とな
る。
【００８８】（第４の実施の形態：請求項１１に対応）
図８は、本実施の形態による多レベル中性点電位固定型
インバータ装置の構成例を示す回路図であり、図１また
は図６と同一要素には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
図８は、本実施の形態による多レベル中性点電位固定型
インバータ装置の構成例を示す回路図であり、図１また
は図６と同一要素には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００８９】なお、図８では、代表例として３レベルイ
ンバータ装置の１相分（Ｕ相）のみの構成例について示
している。
ンバータ装置の１相分（Ｕ相）のみの構成例について示
している。
【００９０】すなわち、本実施の形態の３レベル中性点
電位固定型インバータ装置は、図８に示すように、図１
または図６におけるサージ電圧抑制回路と並列に、それ
ぞれサージ電圧クリップ素子（例えば、非線形抵抗から
なるもの）２０，２１を設けた構成としている。
電位固定型インバータ装置は、図８に示すように、図１
または図６におけるサージ電圧抑制回路と並列に、それ
ぞれサージ電圧クリップ素子（例えば、非線形抵抗から
なるもの）２０，２１を設けた構成としている。
【００９１】次に、以上のように構成した本実施の形態
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第１または第２の実施の形態の場合と同様
に動作するので、ここではその説明を省略する。
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第１または第２の実施の形態の場合と同様
に動作するので、ここではその説明を省略する。
【００９２】特に、本実施の形態の場合には、サージ電
圧抑制回路と並列にサージ電圧クリップ素子２０，２１
を設けていることにより、サージ電圧クリップ素子２
０，２１は、サージ電圧抑制回路で抑え切れない大きな
サージ電圧、例えば過電流を遮断した場合の大きな単発
的サージ電圧を、所定レベル（規定電圧）でクリップす
るため、サージ電圧抑制回路の部品定格を低減して、小
型化することができる。
圧抑制回路と並列にサージ電圧クリップ素子２０，２１
を設けていることにより、サージ電圧クリップ素子２
０，２１は、サージ電圧抑制回路で抑え切れない大きな
サージ電圧、例えば過電流を遮断した場合の大きな単発
的サージ電圧を、所定レベル（規定電圧）でクリップす
るため、サージ電圧抑制回路の部品定格を低減して、小
型化することができる。
【００９３】上述したように、本実施の形態の３レベル
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１ま
たは第２の実施の形態の場合と同様の効果を得ることが
できるのに加えて、サージ電圧抑制回路の部品定格を低
減して、小型化することが可能となる。
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１ま
たは第２の実施の形態の場合と同様の効果を得ることが
できるのに加えて、サージ電圧抑制回路の部品定格を低
減して、小型化することが可能となる。
【００９４】（第５の実施の形態：請求項１２に対応）
図９は、本実施の形態による多レベル中性点電位固定型
インバータ装置の構成例を示す回路図であり、図１また
は図６と同一要素には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
図９は、本実施の形態による多レベル中性点電位固定型
インバータ装置の構成例を示す回路図であり、図１また
は図６と同一要素には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００９５】なお、図９では、代表例として３レベルイ
ンバータ装置の１相分（Ｕ相）のみの構成例について示
している。
ンバータ装置の１相分（Ｕ相）のみの構成例について示
している。
【００９６】すなわち、本実施の形態の３レベル中性点
電位固定型インバータ装置は、図９に示すように、図１
または図６における３レベル逆変換回路と直流電源Ｖの
正極Ｐおよび負極Ｎとの間に、それぞれ非飽和リアクト
ルＬ１およびＬ２と可飽和リアクトルＬＰおよびＬＮの
両方を接続し、３レベル逆変換回路と直流電源Ｖの中性
点Ｃとの間に、可飽和リアクトルＬＣを接続し、直流電
源Ｖの正極Ｐと中性点Ｃとの間、および負極Ｎと中性点
Ｃとの間に、それぞれ前述のサージ電圧抑制回路を設け
た構成としている。
電位固定型インバータ装置は、図９に示すように、図１
または図６における３レベル逆変換回路と直流電源Ｖの
正極Ｐおよび負極Ｎとの間に、それぞれ非飽和リアクト
ルＬ１およびＬ２と可飽和リアクトルＬＰおよびＬＮの
両方を接続し、３レベル逆変換回路と直流電源Ｖの中性
点Ｃとの間に、可飽和リアクトルＬＣを接続し、直流電
源Ｖの正極Ｐと中性点Ｃとの間、および負極Ｎと中性点
Ｃとの間に、それぞれ前述のサージ電圧抑制回路を設け
た構成としている。
【００９７】次に、以上のように構成した本実施の形態
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第１または第２の実施の形態の場合と同様
に動作するので、ここではその説明を省略する。
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第１または第２の実施の形態の場合と同様
に動作するので、ここではその説明を省略する。
【００９８】特に、本実施の形態の場合には、非飽和リ
アクトルＬ１，Ｌ２と可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，Ｌ
Ｃとを併用していることにより、非飽和リアクトルＬ
１，Ｌ２と可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，ＬＣの両方
は、３レベル逆変換回路の半導体素子の電流の立ち上り
を抑制するため、短絡電流耐量の比較的小さい半導体素
子の場合にも、短絡電流のピーク値を低減することがで
きる。
アクトルＬ１，Ｌ２と可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，Ｌ
Ｃとを併用していることにより、非飽和リアクトルＬ
１，Ｌ２と可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，ＬＣの両方
は、３レベル逆変換回路の半導体素子の電流の立ち上り
を抑制するため、短絡電流耐量の比較的小さい半導体素
子の場合にも、短絡電流のピーク値を低減することがで
きる。
【００９９】上述したように、本実施の形態の３レベル
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１ま
たは第２の実施の形態の場合と同様の効果を得ることが
できるのに加えて、短絡電流耐量の比較的小さい半導体
素子の場合にも、短絡電流のピーク値を低減することが
可能となる。
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１ま
たは第２の実施の形態の場合と同様の効果を得ることが
できるのに加えて、短絡電流耐量の比較的小さい半導体
素子の場合にも、短絡電流のピーク値を低減することが
可能となる。
【０１００】（第６の実施の形態：請求項１３、請求項
１４に対応）本実施の形態による３レベル中性点電位固
定型インバータ装置は、前述した第１、第２または第５
の実施の形態において、図１０に示すように、前記可飽
和リアクトルＬＰ（ＬＣ，ＬＮ）に並列に、この可飽和
リアクトルＬＰ（ＬＣ，ＬＮ）のリセット時に発生する
逆電圧を吸収する逆電圧抑制スナバ回路を設けた構成と
している。
１４に対応）本実施の形態による３レベル中性点電位固
定型インバータ装置は、前述した第１、第２または第５
の実施の形態において、図１０に示すように、前記可飽
和リアクトルＬＰ（ＬＣ，ＬＮ）に並列に、この可飽和
リアクトルＬＰ（ＬＣ，ＬＮ）のリセット時に発生する
逆電圧を吸収する逆電圧抑制スナバ回路を設けた構成と
している。
【０１０１】ここで、逆電圧抑制スナバ回路は、ダイオ
ード３１と直列にコンデンサ３２を接続し、かつこのコ
ンデンサ３２と並列に抵抗３３を接続してなるものであ
る。
ード３１と直列にコンデンサ３２を接続し、かつこのコ
ンデンサ３２と並列に抵抗３３を接続してなるものであ
る。
【０１０２】次に、以上のように構成した本実施の形態
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第１、第２または第５の実施の形態の場合
と同様に動作するので、ここではその説明を省略する。
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第１、第２または第５の実施の形態の場合
と同様に動作するので、ここではその説明を省略する。
【０１０３】特に、本実施の形態の場合には、可飽和リ
アクトルＬＰ（ＬＣ，ＬＮ）に並列に逆電圧抑制スナバ
回路を設けていることにより、サージ電圧抑制回路を小
さくすることができ、また削除することができる。
アクトルＬＰ（ＬＣ，ＬＮ）に並列に逆電圧抑制スナバ
回路を設けていることにより、サージ電圧抑制回路を小
さくすることができ、また削除することができる。
【０１０４】上述したように、本実施の形態の３レベル
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１、
第２または第５の実施の形態の場合と同様の効果を得る
ことができるのに加えて、サージ電圧抑制回路を小さく
することができ、また削除することが可能となる。
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１、
第２または第５の実施の形態の場合と同様の効果を得る
ことができるのに加えて、サージ電圧抑制回路を小さく
することができ、また削除することが可能となる。
【０１０５】（第７の実施の形態：請求項１５に対応）
図１１は、本実施の形態による多レベル中性点電位固定
型インバータ装置の構成例を示す回路図であり、図１ま
たは図６と同一要素には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
図１１は、本実施の形態による多レベル中性点電位固定
型インバータ装置の構成例を示す回路図であり、図１ま
たは図６と同一要素には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１０６】なお、図１１では、代表例として３レベル
インバータ装置の１相分（Ｕ相）のみの構成例について
示している。
インバータ装置の１相分（Ｕ相）のみの構成例について
示している。
【０１０７】すなわち、本実施の形態の３レベル中性点
電位固定型インバータ装置は、図１１に示すように、図
１または図６における３レベル逆変換回路と直流電源Ｖ
の正極Ｐおよび負極Ｎとの間に、それぞれ可飽和リアク
トルＬＰおよびＬＮを設け、直流電源Ｖの中性点Ｃから
は、クランプダイオードＵＤ１およびＵＤ２を介して可
飽和リアクトルＬＰおよびＬＮをリセットできるように
逆方向に電流を流すように接続し、可飽和リアクトルＬ
ＰおよびＬＮの後段の直流電源Ｖの正極Ｐと中性点Ｃと
の間、および負極Ｎと中性点Ｃとの間に、それぞれサー
ジ電圧抑制回路を設けた構成としている。
電位固定型インバータ装置は、図１１に示すように、図
１または図６における３レベル逆変換回路と直流電源Ｖ
の正極Ｐおよび負極Ｎとの間に、それぞれ可飽和リアク
トルＬＰおよびＬＮを設け、直流電源Ｖの中性点Ｃから
は、クランプダイオードＵＤ１およびＵＤ２を介して可
飽和リアクトルＬＰおよびＬＮをリセットできるように
逆方向に電流を流すように接続し、可飽和リアクトルＬ
ＰおよびＬＮの後段の直流電源Ｖの正極Ｐと中性点Ｃと
の間、および負極Ｎと中性点Ｃとの間に、それぞれサー
ジ電圧抑制回路を設けた構成としている。
【０１０８】次に、以上のように構成した本実施の形態
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第１または第２の実施の形態の場合と同様
に動作するので、ここではその説明を省略する。
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第１または第２の実施の形態の場合と同様
に動作するので、ここではその説明を省略する。
【０１０９】特に、本実施の形態の場合には、３レベル
逆変換回路と直流電源Ｖの正極Ｐおよび負極Ｎとの間
に、それぞれ可飽和リアクトルＬＰおよびＬＮを設け、
直流電源Ｖの中性点Ｃからは、クランプダイオードＵＤ
１およびＵＤ２を介して可飽和リアクトルＬＰおよびＬ
Ｎをリセットできるように逆方向に電流を流すように接
続し、可飽和リアクトルＬＰおよびＬＮの後段の直流電
源Ｖの正極Ｐと中性点Ｃとの間、および負極Ｎと中性点
Ｃとの間に、それぞれサージ電圧抑制回路を設けている
ことにより、中性点に可飽和リアクトル（ＬＣ）を設け
る必要がなく、中性点に可飽和リアクトル（ＬＣ）を設
けた場合と同様の作用を奏することができる。
逆変換回路と直流電源Ｖの正極Ｐおよび負極Ｎとの間
に、それぞれ可飽和リアクトルＬＰおよびＬＮを設け、
直流電源Ｖの中性点Ｃからは、クランプダイオードＵＤ
１およびＵＤ２を介して可飽和リアクトルＬＰおよびＬ
Ｎをリセットできるように逆方向に電流を流すように接
続し、可飽和リアクトルＬＰおよびＬＮの後段の直流電
源Ｖの正極Ｐと中性点Ｃとの間、および負極Ｎと中性点
Ｃとの間に、それぞれサージ電圧抑制回路を設けている
ことにより、中性点に可飽和リアクトル（ＬＣ）を設け
る必要がなく、中性点に可飽和リアクトル（ＬＣ）を設
けた場合と同様の作用を奏することができる。
【０１１０】上述したように、本実施の形態の３レベル
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１ま
たは第２の実施の形態の場合と同様の効果を得ることが
できるのに加えて、中性点に可飽和リアクトル（ＬＣ）
を設ける必要がなく、中性点に可飽和リアクトル（Ｌ
Ｃ）を設けた場合と同様の効果を得ることが可能とな
る。
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第１ま
たは第２の実施の形態の場合と同様の効果を得ることが
できるのに加えて、中性点に可飽和リアクトル（ＬＣ）
を設ける必要がなく、中性点に可飽和リアクトル（Ｌ
Ｃ）を設けた場合と同様の効果を得ることが可能とな
る。
【０１１１】（第８の実施の形態：請求項１６に対応）
本実施の形態による３レベル中性点電位固定型インバー
タ装置は、前述した第５の実施の形態において、非飽和
リアクトルＬ１およびＬ２を、直流電源Ｖの正極Ｐおよ
び負極Ｎの共通母線に、可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，
ＬＣを、３レベル逆変換回路の各相毎に設けた構成とし
ている。
本実施の形態による３レベル中性点電位固定型インバー
タ装置は、前述した第５の実施の形態において、非飽和
リアクトルＬ１およびＬ２を、直流電源Ｖの正極Ｐおよ
び負極Ｎの共通母線に、可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，
ＬＣを、３レベル逆変換回路の各相毎に設けた構成とし
ている。
【０１１２】次に、以上のように構成した本実施の形態
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第５の実施の形態の場合と同様に動作する
ので、ここではその説明を省略する。
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第５の実施の形態の場合と同様に動作する
ので、ここではその説明を省略する。
【０１１３】特に、本実施の形態の場合には、非飽和リ
アクトルＬ１およびＬ２は、直流電源Ｖの正極Ｐおよび
負極Ｎの共通母線に、可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，Ｌ
Ｃは、３レベル逆変換回路の各相毎に設けていることに
より、非飽和リアクトルＬ１およびＬ２は、共通母線に
２個設けることで、前述した第５の実施の形態の場合の
作用を、より一層効果的に奏することができる。
アクトルＬ１およびＬ２は、直流電源Ｖの正極Ｐおよび
負極Ｎの共通母線に、可飽和リアクトルＬＰ，ＬＮ，Ｌ
Ｃは、３レベル逆変換回路の各相毎に設けていることに
より、非飽和リアクトルＬ１およびＬ２は、共通母線に
２個設けることで、前述した第５の実施の形態の場合の
作用を、より一層効果的に奏することができる。
【０１１４】上述したように、本実施の形態の３レベル
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第５の
実施の形態の場合と同様の効果をより一層効果的に得る
ことが可能となる。
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第５の
実施の形態の場合と同様の効果をより一層効果的に得る
ことが可能となる。
【０１１５】（第９の実施の形態：請求項１７に対応）
本実施の形態による３レベル中性点電位固定型インバー
タ装置は、前述した第８の実施の形態において、非飽和
リアクトルＬ１およびＬ２に代えて、可飽和リアクトル
を設けた構成としている。
本実施の形態による３レベル中性点電位固定型インバー
タ装置は、前述した第８の実施の形態において、非飽和
リアクトルＬ１およびＬ２に代えて、可飽和リアクトル
を設けた構成としている。
【０１１６】次に、以上のように構成した本実施の形態
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第８の実施の形態の場合と同様に動作する
ので、ここではその説明を省略する。
の３レベル中性点電位固定型インバータ装置において
も、前述した第８の実施の形態の場合と同様に動作する
ので、ここではその説明を省略する。
【０１１７】特に、本実施の形態の場合には、非飽和リ
アクトルＬ１およびＬ２に代えて、可飽和リアクトルを
設けている、すなわち直流電源Ｖの正極Ｐおよび負極Ｎ
の共通母線に可飽和リアクトルを設け、かつ各相毎にも
可飽和リアクトルを設けていることにより、前述した第
８の実施の形態の場合の作用を、より一層効果的に奏す
ることができる。
アクトルＬ１およびＬ２に代えて、可飽和リアクトルを
設けている、すなわち直流電源Ｖの正極Ｐおよび負極Ｎ
の共通母線に可飽和リアクトルを設け、かつ各相毎にも
可飽和リアクトルを設けていることにより、前述した第
８の実施の形態の場合の作用を、より一層効果的に奏す
ることができる。
【０１１８】上述したように、本実施の形態の３レベル
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第８の
実施の形態の場合と同様の効果をより一層効果的に得る
ことが可能となる。
中性点電位固定型インバータ装置では、前述した第８の
実施の形態の場合と同様の効果をより一層効果的に得る
ことが可能となる。
【０１１９】（その他の実施の形態） （ａ）前記第１の実施の形態では、３レベル逆変換回路
と直流電源Ｖの正極Ｐおよび負極Ｎとの間（正極Ｐおよ
び負極Ｎの共通ライン）に、それぞれ可飽和リアクトル
（コア）ＬＰおよびＬＮを設け、かつ中性点Ｃラインに
も可飽和リアクトルＬＣを設ける場合について説明した
が、これに限らず、３レベル逆変換回路と直流電源Ｖの
正極Ｐおよび負極Ｎとの間（正極Ｐおよび負極Ｎの共通
ライン）のみにそれぞれ可飽和リアクトル（コア）ＬＰ
およびＬＮを設けるか、または中性点Ｃラインのみに可
飽和リアクトルＬＣを設けるようにしてもよい。
と直流電源Ｖの正極Ｐおよび負極Ｎとの間（正極Ｐおよ
び負極Ｎの共通ライン）に、それぞれ可飽和リアクトル
（コア）ＬＰおよびＬＮを設け、かつ中性点Ｃラインに
も可飽和リアクトルＬＣを設ける場合について説明した
が、これに限らず、３レベル逆変換回路と直流電源Ｖの
正極Ｐおよび負極Ｎとの間（正極Ｐおよび負極Ｎの共通
ライン）のみにそれぞれ可飽和リアクトル（コア）ＬＰ
およびＬＮを設けるか、または中性点Ｃラインのみに可
飽和リアクトルＬＣを設けるようにしてもよい。
【０１２０】（ｂ）前記第２の実施の形態では、３レベ
ル逆変換回路の各相毎に、直流電源Ｖの正極Ｐ、負極
Ｎ、および中性点Ｃとの間に、それぞれ可飽和リアクト
ルＬＰ，ＬＮ，ＬＣを接続する場合について説明した
が、これに限らず、３レベル逆変換回路の各相毎に、直
流電源Ｖの正極Ｐおよび負極Ｎとの間のみにそれぞれ可
飽和リアクトル（コア）ＬＰおよびＬＮを設けるか、ま
たは中性点Ｃとの間のみに可飽和リアクトルＬＣを設け
るようにしてもよい。
ル逆変換回路の各相毎に、直流電源Ｖの正極Ｐ、負極
Ｎ、および中性点Ｃとの間に、それぞれ可飽和リアクト
ルＬＰ，ＬＮ，ＬＣを接続する場合について説明した
が、これに限らず、３レベル逆変換回路の各相毎に、直
流電源Ｖの正極Ｐおよび負極Ｎとの間のみにそれぞれ可
飽和リアクトル（コア）ＬＰおよびＬＮを設けるか、ま
たは中性点Ｃとの間のみに可飽和リアクトルＬＣを設け
るようにしてもよい。
【０１２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の多レベル
中性点電位固定型電力変換装置によれば、多レベル逆変
換回路と、中性点を有する直流電源の正極および負極と
の間、または中性点との間、もしくは正極、負極および
中性点との間に、それぞれ可飽和リアクトルを接続する
ようにしているので、多レベル逆変換回路を構成する半
導体素子の急峻な電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄｔ）、電
圧急変（ｄＶ／ｄｔ）、またゲート回路への外乱を抑制
することができると共に、小型化、経済性、および信頼
性の向上を図ることが可能となる。
中性点電位固定型電力変換装置によれば、多レベル逆変
換回路と、中性点を有する直流電源の正極および負極と
の間、または中性点との間、もしくは正極、負極および
中性点との間に、それぞれ可飽和リアクトルを接続する
ようにしているので、多レベル逆変換回路を構成する半
導体素子の急峻な電流の立ち上がり（ｄＩ／ｄｔ）、電
圧急変（ｄＶ／ｄｔ）、またゲート回路への外乱を抑制
することができると共に、小型化、経済性、および信頼
性の向上を図ることが可能となる。
【０１２２】さらに、必要に応じて、直流電源の正極と
中性点との間、および負極と中性点との間に、それぞれ
サージ電圧抑制回路を設けるようにしているので、直流
電源から多レベル逆変換回路までの配線インダクタンス
と可飽和リアクトルのエネルギーによるサージ電圧を吸
収して抑制することが可能となる。
中性点との間、および負極と中性点との間に、それぞれ
サージ電圧抑制回路を設けるようにしているので、直流
電源から多レベル逆変換回路までの配線インダクタンス
と可飽和リアクトルのエネルギーによるサージ電圧を吸
収して抑制することが可能となる。
【図１】本発明による３レベル中性点電位固定型インバ
ータ装置の第１の実施の形態を示す回路図。
ータ装置の第１の実施の形態を示す回路図。
【図２】同第１の実施の形態の３レベル中性点電位固定
型インバータ装置における動作を説明するための図。
型インバータ装置における動作を説明するための図。
【図３】同第１の実施の形態の３レベル中性点電位固定
型インバータ装置における動作を説明するための図。
型インバータ装置における動作を説明するための図。
【図４】同第１の実施の形態の３レベル中性点電位固定
型インバータ装置における効果を説明するための図。
型インバータ装置における効果を説明するための図。
【図５】本発明による３レベル中性点電位固定型インバ
ータ装置の第２の実施の形態を示す回路図。
ータ装置の第２の実施の形態を示す回路図。
【図６】同第２の実施の形態の３レベル中性点電位固定
型インバータ装置における３レベル逆変換回路の１相分
の可飽和リアクトルおよびサージ電圧抑制回路の構成例
を示す回路図。
型インバータ装置における３レベル逆変換回路の１相分
の可飽和リアクトルおよびサージ電圧抑制回路の構成例
を示す回路図。
【図７】本発明による３レベル中性点電位固定型インバ
ータ装置の第３の実施の形態を示す特性図。
ータ装置の第３の実施の形態を示す特性図。
【図８】本発明による３レベル中性点電位固定型インバ
ータ装置の第４の実施の形態を示す回路図。
ータ装置の第４の実施の形態を示す回路図。
【図９】本発明による３レベル中性点電位固定型インバ
ータ装置の第５の実施の形態を示す回路図。
ータ装置の第５の実施の形態を示す回路図。
【図１０】本発明による３レベル中性点電位固定型イン
バータ装置の第６の実施の形態を示す回路図。
バータ装置の第６の実施の形態を示す回路図。
【図１１】本発明による３レベル中性点電位固定型イン
バータ装置の第７の実施の形態を示す回路図。
バータ装置の第７の実施の形態を示す回路図。
【図１２】従来の３レベル中性点電位固定型電力変換装
置の構成例を示す回路図。
置の構成例を示す回路図。
ＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ３，ＵＳ４（ＶＳ１，ＶＳ２，Ｖ
Ｓ３，ＶＳ４、ＷＳ１，ＷＳ２，ＷＳ３，ＷＳ４）…半
導体素子 ＣＳＰ，ＣＳＮ…コンデンサ ＤＳＰ，ＤＳＮ…ダイオード ＵＤ１，ＵＤ２…クランプダイオード Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂ，Ｓ１２ａ，Ｓ１２ｂ…充放電スナ
バ回路 Ｓ２１ａ，Ｓ２１ｂ，Ｓ２２ａ，Ｓ２２ｂ…クランプ式
スナバ回路 ＬＰ，ＬＮ，ＬＣ…可飽和リアクトル Ｌ１，Ｌ２…非飽和リアクトル １０，１１…サージ電圧抑制回路 ２０，２１…サージ電圧クリップ素子 ３１…ダイオード ３２…コンデンサ ３３…抵抗 Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ Ｃ…中性点 Ｐ…正極 Ｎ…負極 Ｖ…直流電源。
Ｓ３，ＶＳ４、ＷＳ１，ＷＳ２，ＷＳ３，ＷＳ４）…半
導体素子 ＣＳＰ，ＣＳＮ…コンデンサ ＤＳＰ，ＤＳＮ…ダイオード ＵＤ１，ＵＤ２…クランプダイオード Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂ，Ｓ１２ａ，Ｓ１２ｂ…充放電スナ
バ回路 Ｓ２１ａ，Ｓ２１ｂ，Ｓ２２ａ，Ｓ２２ｂ…クランプ式
スナバ回路 ＬＰ，ＬＮ，ＬＣ…可飽和リアクトル Ｌ１，Ｌ２…非飽和リアクトル １０，１１…サージ電圧抑制回路 ２０，２１…サージ電圧クリップ素子 ３１…ダイオード ３２…コンデンサ ３３…抵抗 Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ Ｃ…中性点 Ｐ…正極 Ｎ…負極 Ｖ…直流電源。
Claims (17)
- 【請求項１】 互いに直列接続された２組のコンデンサ
の接続点を中性点とし、正極および負極を有する直流電
源と、複数個の半導体素子をブリッジ接続してなり、前
記直流電源を交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を供
給する多レベル逆変換回路とを備えて構成される多レベ
ル中性点電位固定型電力変換装置において、 前記多レベル逆変換回路と前記直流電源の正極および負
極との間に、それぞれ可飽和リアクトルを接続したこと
を特徴とする多レベル中性点電位固定型電力変換装置。 - 【請求項２】 互いに直列接続された２組のコンデンサ
の接続点を中性点とし、正極および負極を有する直流電
源と、複数個の半導体素子をブリッジ接続してなり、前
記直流電源を交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を供
給する多レベル逆変換回路とを備えて構成される多レベ
ル中性点電位固定型電力変換装置において、 前記多レベル逆変換回路と前記直流電源の中性点との間
に、可飽和リアクトルを接続したことを特徴とする多レ
ベル中性点電位固定型電力変換装置。 - 【請求項３】 互いに直列接続された２組のコンデンサ
の接続点を中性点とし、正極および負極を有する直流電
源と、複数個の半導体素子をブリッジ接続してなり、前
記直流電源を交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を供
給する多レベル逆変換回路とを備えて構成される多レベ
ル中性点電位固定型電力変換装置において、 前記多レベル逆変換回路と前記直流電源の正極、負極、
および中性点との間に、それぞれ可飽和リアクトルを接
続したことを特徴とする多レベル中性点電位固定型電力
変換装置。 - 【請求項４】 前記請求項１乃至請求項３のいずれか１
項に記載の多レベル中性点電位固定型電力変換装置にお
いて、 前記直流電源の正極と中性点との間、および負極と中性
点との間に、それぞれサージ電圧抑制回路を設けたこと
を特徴とする多レベル中性点電位固定型電力変換装置。 - 【請求項５】 互いに直列接続された２組のコンデンサ
の接続点を中性点とし、正極および負極を有する直流電
源と、複数個の半導体素子をブリッジ接続してなり、前
記直流電源を交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を供
給する多レベル逆変換回路とを備えて構成される多レベ
ル中性点電位固定型電力変換装置において、 前記多レベル逆変換回路の各相毎に、前記直流電源の正
極および負極との間に、それぞれ可飽和リアクトルを接
続したことを特徴とする多レベル中性点電位固定型電力
変換装置。 - 【請求項６】 互いに直列接続された２組のコンデンサ
の接続点を中性点とし、正極および負極を有する直流電
源と、複数個の半導体素子をブリッジ接続してなり、前
記直流電源を交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を供
給する多レベル逆変換回路とを備えて構成される多レベ
ル中性点電位固定型電力変換装置において、 前記多レベル逆変換回路の各相毎に、前記直流電源の中
性点との間に、可飽和リアクトルを接続したことを特徴
とする多レベル中性点電位固定型電力変換装置。 - 【請求項７】 互いに直列接続された２組のコンデンサ
の接続点を中性点とし、正極および負極を有する直流電
源と、複数個の半導体素子をブリッジ接続してなり、前
記直流電源を交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を供
給する多レベル逆変換回路とを備えて構成される多レベ
ル中性点電位固定型電力変換装置において、 前記多レベル逆変換回路の各相毎に、前記直流電源の正
極、負極、および中性点との間に、それぞれ可飽和リア
クトルを接続したことを特徴とする多レベル中性点電位
固定型電力変換装置。 - 【請求項８】 前記請求項５乃至請求項７のいずれか１
項に記載の多レベル中性点電位固定型電力変換装置にお
いて、 前記多レベル逆変換回路の各相毎に、前記直流電源の正
極と中性点との間、および負極と中性点との間に、それ
ぞれサージ電圧抑制回路を設け、 前記多レベル逆変換回路を構成する個々の半導体素子に
はスナバ回路を設けないようにしたことを特徴とする多
レベル中性点電位固定型電力変換装置。 - 【請求項９】 前記請求項１乃至請求項８のいずれか１
項に記載の多レベル中性点電位固定型電力変換装置にお
いて、 前記可飽和リアクトルは、比透磁率が大きく角型Ｂ−Ｈ
特性を有し、その電圧時間積は前記多レベル逆変換回路
を構成する半導体素子の電圧降下時間（ｔｒ）、逆回復
時間（ｔｒｒ）、または順回復時間（ｔｆｒ）以上の時
間積を確保するように選定したことを特徴する多レベル
中性点電位固定型電力変換装置。 - 【請求項１０】 前記請求項４または請求項８に記載の
多レベル中性点電位固定型電力変換装置において、 前記サージ電圧抑制回路は、コンデンサと直列にダイオ
ードを接続し、かつ当該ダイオードと並列に抵抗を接続
してなることを特徴とする多レベル中性点電位固定型電
力変換装置。 - 【請求項１１】 前記請求項４または請求項８に記載の
多レベル中性点電位固定型電力変換装置において、 前記サージ電圧抑制回路と並列にサージ電圧クリップ素
子を設けたことを特徴とする多レベル中性点電位固定型
電力変換装置。 - 【請求項１２】 互いに直列接続された２組のコンデン
サの接続点を中性点とし、正極および負極を有する直流
電源と、複数個の半導体素子をブリッジ接続してなり、
前記直流電源を交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を
供給する多レベル逆変換回路とを備えて構成される多レ
ベル中性点電位固定型電力変換装置において、 前記多レベル逆変換回路と前記直流電源の正極および負
極との間に、それぞれ非飽和リアクトルと可飽和リアク
トルの両方を接続し、 前記多レベル逆変換回路と前記直流電源の中性点との間
に、可飽和リアクトルを接続し、 前記直流電源の正極と中性点との間、および負極と中性
点との間に、それぞれサージ電圧抑制回路を設けたこと
を特徴とする多レベル中性点電位固定型電力変換装置。 - 【請求項１３】 前記請求項１乃至請求項８、または請
求項１２のいずれか１項に記載の多レベル中性点電位固
定型電力変換装置において、 前記可飽和リアクトルに、当該可飽和リアクトルのリセ
ット時に発生する逆電圧を吸収する逆電圧抑制スナバ回
路を設けたことを特徴とする多レベル中性点電位固定型
電力変換装置。 - 【請求項１４】 前記請求項１３に記載の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置において、 前記可飽和リアクトルに設けた逆電圧抑制スナバ回路
は、ダイオードと直列にコンデンサを接続し、かつ当該
コンデンサと並列に抵抗を接続してなることを特徴とす
る多レベル中性点電位固定型電力変換装置。 - 【請求項１５】 互いに直列接続された２組のコンデン
サの接続点を中性点とし、正極および負極を有する直流
電源と、複数個の半導体素子をブリッジ接続してなり、
前記直流電源を交流電圧に逆変換して負荷に交流電力を
供給する多レベル逆変換回路とを備えて構成される多レ
ベル中性点電位固定型電力変換装置において、 前記多レベル逆変換回路と前記直流電源の正極および負
極との間に、それぞれ可飽和リアクトルを設け、 前記直流電源の中性点からは、ダイオードを介して前記
可飽和リアクトルをリセットできるように逆方向に電流
を流すように接続し、 前記直流電源の正極と中性点との間、および負極と中性
点との間に、それぞれサージ電圧抑制回路を設けたこと
を特徴とする多レベル中性点電位固定型電力変換装置。 - 【請求項１６】 前記請求項１２に記載の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置において、 前記非飽和リアクトルは、前記直流電源の正極および負
極の共通母線に、前記可飽和リアクトルは、多レベル逆
変換回路の各相毎に設けたことを特徴とする多レベル中
性点電位固定型電力変換装置。 - 【請求項１７】 前記請求項１６に記載の多レベル中性
点電位固定型電力変換装置において、 前記非飽和リアクトルに代えて、可飽和リアクトルを設
けたことを特徴とする多レベル中性点電位固定型電力変
換装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18169099A JP3745561B2 (ja) | 1999-06-28 | 1999-06-28 | 多レベル中性点電位固定型電力変換装置 |
| AU42522/00A AU751041B2 (en) | 1999-06-28 | 2000-06-19 | NPC inverter control system |
| US09/598,974 US6392907B1 (en) | 1999-06-28 | 2000-06-22 | NPC inverter control system |
| CA002312456A CA2312456C (en) | 1999-06-28 | 2000-06-27 | Npc inverter control system |
| CNB001200461A CN1201471C (zh) | 1999-06-28 | 2000-06-28 | Npc逆变器控制系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18169099A JP3745561B2 (ja) | 1999-06-28 | 1999-06-28 | 多レベル中性点電位固定型電力変換装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=16105177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18169099A Expired - Lifetime JP3745561B2 (ja) | 1999-06-28 | 1999-06-28 | 多レベル中性点電位固定型電力変換装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3745561B2 (ja) |
| CN (1) | CN1201471C (ja) |
| AU (1) | AU751041B2 (ja) |
| CA (1) | CA2312456C (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003052178A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Hitachi Ltd | ３レベルインバータ装置 |
| JP2008503194A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲー | 三つの電圧レベルのスイッチングのためのコンバータ回路における漏電処理のための方法 |
| WO2008093429A1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Forced commutated inverter apparatus |
| WO2012093486A1 (ja) * | 2011-01-07 | 2012-07-12 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| JP2012253981A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-20 | Fuji Electric Co Ltd | ５レベル変換回路 |
| US20130314957A1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | General Electric Company | High voltage high power multi-level drive structure |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1347565A4 (en) * | 2000-12-07 | 2007-03-14 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | THREE LEVEL NEUTRAL POINT CLAMP PWM INVERTER AND NEUTRAL POINT VOLTAGE REGULATOR |
| EP1398861A1 (de) * | 2002-09-13 | 2004-03-17 | Abb Research Ltd. | Umrichterschaltung sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Umrichterschaltung |
| US6838925B1 (en) * | 2003-10-07 | 2005-01-04 | American Power Conversion Corporation | Three level inverter |
| US7573732B2 (en) * | 2007-05-25 | 2009-08-11 | General Electric Company | Protective circuit and method for multi-level converter |
| WO2008151145A1 (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Drs Power & Control Technologies, Inc. | Four pole neutral-point clamped three phase converter with zero common mode voltage output |
| US20090016089A1 (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Nguyen Vietson M | Electromechanical power transfer system with even phase number dynamoelectric machine and three level inverter |
| US7952896B2 (en) * | 2008-08-20 | 2011-05-31 | Hamilton Sundstrand Corporation | Power conversion architecture with zero common mode voltage |
| US8279640B2 (en) | 2008-09-24 | 2012-10-02 | Teco-Westinghouse Motor Company | Modular multi-pulse transformer rectifier for use in symmetric multi-level power converter |
| US7940537B2 (en) * | 2008-12-31 | 2011-05-10 | Teco-Westinghouse Motor Company | Partial regeneration in a multi-level power inverter |
| US8233258B2 (en) * | 2009-01-15 | 2012-07-31 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | DC bus clamp circuit to prevent over voltage failure of adjustable speed drives |
| US8223515B2 (en) * | 2009-02-26 | 2012-07-17 | TECO—Westinghouse Motor Company | Pre-charging an inverter using an auxiliary winding |
| JP5279911B2 (ja) * | 2009-07-30 | 2013-09-04 | 三菱電機株式会社 | 系統連系インバータ装置 |
| CN101753044B (zh) * | 2010-01-26 | 2012-06-27 | 北方工业大学 | 一种基于零序电压注入的三电平中点电位平衡控制方法 |
| DE102010008426B4 (de) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Hochschule Konstanz | 3-Stufen-Pulswechselrichter mit Entlastungsnetzwerk |
| FR2962608B1 (fr) * | 2010-07-07 | 2012-08-10 | Toulouse Inst Nat Polytech | Nouvelles structures de redondance pour convertisseurs statiques |
| DE102010038511A1 (de) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | Robert Bosch Gmbh | Überspannungsschutzschaltung für mindestens einen Zweig einer Halbbrücke, Wechselrichter, Gleichspannungswandler und Schaltungsanordnung zum Betrieb einer elektrischen Maschine |
| CN102064727B (zh) * | 2011-01-06 | 2012-12-26 | 中铁建电气化局集团有限公司 | 一种多电平功率电路控制方法和装置 |
| US8929114B2 (en) * | 2011-02-24 | 2015-01-06 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Three-level active neutral point clamped zero voltage switching converter |
| CN102832796A (zh) * | 2011-06-15 | 2012-12-19 | 力博特公司 | 缓冲电路和具有该缓冲电路的逆变器 |
| AT512409B1 (de) * | 2012-02-06 | 2013-08-15 | Fronius Int Gmbh | Ac/dc-spannungswandler und betriebsverfahren hierfür |
| DE102012205335A1 (de) | 2012-04-02 | 2013-10-02 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Wechselrichter |
| US9444320B1 (en) | 2012-04-16 | 2016-09-13 | Performance Controls, Inc. | Power controller having active voltage balancing of a power supply |
| CN104272574B (zh) * | 2012-05-10 | 2017-09-29 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 电力转换装置 |
| EP2779345B8 (en) * | 2013-03-14 | 2015-06-10 | ABB Technology Oy | Method for controlling switching branch of active neutral point clamped (ANPC) three-level converter and switching branch for such converter |
| US9083230B2 (en) * | 2013-06-20 | 2015-07-14 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Multilevel voltage source converters and systems |
| JP6219188B2 (ja) * | 2014-02-03 | 2017-10-25 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| US9531252B2 (en) * | 2014-09-25 | 2016-12-27 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Snubber circuit |
| US9966875B2 (en) * | 2015-01-29 | 2018-05-08 | Hongliang Wang | Five-level topology units and inverter thereof |
| DE102015215886A1 (de) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | Robert Bosch Gmbh | Inverterschaltung mit einer Schaltungsanordnung zum regenerativen Dämpfen elektrischer Schwingungen und Verfahren zum regenerativen Dämpfen elektrischer Schwingungen |
| CN106877715A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 日月元科技(深圳)有限公司 | 三电平电路 |
| CN105406747B (zh) * | 2015-12-25 | 2018-03-20 | 成都麦隆电气有限公司 | 一种npc三电平内管无损均压钳位电路 |
| RU168787U1 (ru) * | 2016-05-17 | 2017-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Устройство управления трехфазным трехуровневым инвертором напряжения с фиксированной нейтральной точкой |
| US10063161B2 (en) * | 2016-10-18 | 2018-08-28 | Abb Schweiz Ag | Active neutral point clamped converter control system and method |
| US11424693B2 (en) * | 2018-04-27 | 2022-08-23 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Three-level power conversion device, three-level power conversion device control method, and storage medium |
| US11770066B2 (en) | 2021-06-11 | 2023-09-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Protection circuitry for power converters |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5442540A (en) * | 1992-06-12 | 1995-08-15 | The Center For Innovative Technology | Soft-switching PWM converters |
| JPH07312878A (ja) | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Fuji Electric Co Ltd | ３レベルインバータのスナバ回路 |
| JP3391095B2 (ja) | 1994-05-17 | 2003-03-31 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置の制御方法 |
| JPH08308252A (ja) * | 1995-05-11 | 1996-11-22 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| US5790396A (en) * | 1995-12-19 | 1998-08-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Neutral point clamped (NPC) inverter control system |
| JP3263317B2 (ja) * | 1996-06-18 | 2002-03-04 | 株式会社東芝 | スイッチングモジュールおよびモジュールを用いた電力変換器 |
| US5982646A (en) * | 1998-06-30 | 1999-11-09 | General Electric Company | Voltage clamp snubbers for three level converter |
-
1999
- 1999-06-28 JP JP18169099A patent/JP3745561B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-06-19 AU AU42522/00A patent/AU751041B2/en not_active Expired
- 2000-06-22 US US09/598,974 patent/US6392907B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-27 CA CA002312456A patent/CA2312456C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-28 CN CNB001200461A patent/CN1201471C/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003052178A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Hitachi Ltd | ３レベルインバータ装置 |
| JP2008503194A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲー | 三つの電圧レベルのスイッチングのためのコンバータ回路における漏電処理のための方法 |
| WO2008093429A1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Forced commutated inverter apparatus |
| JP2009512403A (ja) * | 2007-01-30 | 2009-03-19 | 三菱電機株式会社 | 自励式インバータ装置 |
| AU2007345826B2 (en) * | 2007-01-30 | 2010-10-21 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Forced commutated inverter apparatus |
| AU2007345826C1 (en) * | 2007-01-30 | 2011-04-28 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Forced commutated inverter apparatus |
| WO2012093486A1 (ja) * | 2011-01-07 | 2012-07-12 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| US20130208518A1 (en) * | 2011-01-07 | 2013-08-15 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Electric power converter |
| JP5653458B2 (ja) * | 2011-01-07 | 2015-01-14 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| US9438135B2 (en) | 2011-01-07 | 2016-09-06 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Electric power converter including a stabilization circuit |
| JP2012253981A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-20 | Fuji Electric Co Ltd | ５レベル変換回路 |
| US20130314957A1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | General Electric Company | High voltage high power multi-level drive structure |
| US9148069B2 (en) * | 2012-05-25 | 2015-09-29 | General Electric Company | High voltage high power multi-level drive structure |
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