JP2001352765A - Power converter - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は交流電力を直流電力
に変換し、インバータで直流電力を可変周波の交流電力
に変換し、交流電動機を可変速運転する電力変換装置に
係り、特に交流電動機への制動などシステム停止時の安
全性や省電力効果、経済性の向上を図った電力変換装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter for converting AC power into DC power, converting DC power into variable frequency AC power by an inverter, and operating an AC motor at a variable speed, and particularly to an AC motor. The present invention relates to a power conversion device that improves safety, power saving effect, and economy at the time of system stop such as braking.
【０００２】[0002]
【従来の技術】本発明に関する電力変換装置の従来技術
例として、多レベルインバータ（例えば特開昭５５−４
３９９６ブリッジ変換回路とその変換方法）がある。こ
の多レベルインバータ回路は種々の方式があるが、ここ
では平成４年電気学会産業部門全国大会論文Ｎｏ．９
１、Ｎｏ．９２、Ｎｏ．９３などで３レベルインバータ
と呼称されるインバータを使用した電力変換装置を引用
して従来技術の問題点について説明する。2. Description of the Related Art A multi-level inverter (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
3996 bridge conversion circuit and its conversion method). There are various types of this multilevel inverter circuit. 9
1, No. 92, No. The problems of the prior art will be described with reference to a power converter using an inverter called a three-level inverter in 93 and the like.
【０００３】図５に公知の３レベルインバータを使用し
た電力変換装置の主回路構成を示す。この図において、
１１は直流電源、１２，１３はコンデンサ、１４は３レ
ベルインバータ回路、１５は交流電力機、１６，１７は
しゃ断器、１８は制動抵抗器である。３レベルインバー
タ回路１４は直流入力端子Ｐ，Ｏ，Ｎ及び交流電力端子
Ｕ，Ｖ，Ｗを有し、各相はＧＴＯやＩＧＢＴなどの半導
体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４及びダイオードＤ
１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４などで構成され、保護用ヒューズ
Ｆ１，Ｆ２が設けられている。FIG. 5 shows a main circuit configuration of a power conversion device using a known three-level inverter. In this figure,
11 is a DC power supply, 12 and 13 are capacitors, 14 is a three-level inverter circuit, 15 is an AC power machine, 16 and 17 are circuit breakers, and 18 is a braking resistor. The three-level inverter circuit 14 has DC input terminals P, O, N and AC power terminals U, V, W, and each phase has a semiconductor switch S1, S2, S3, S4 such as GTO or IGBT and a diode D
1, D2, D3, D4, etc., and protection fuses F1, F2 are provided.
【０００４】この３レベルインバータ回路１４の詳細な
動作については既に前記引用文献などにより公知である
ため、説明を省略するが、直流電源１１の直流電圧を直
列接続されたコンデンサ１２と１３で分圧して３レベル
インバータ回路１４の直流入力端子Ｐ，Ｏ，Ｎに接続
し、直流電源１１の直流電力を３レベルインバータ回路
１４で交流電力に変換して出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗより任意
の周波数の交流電力を出力する。この時出力端子Ｕ，
Ｖ，Ｗには３レベルの電圧を半導体スイッチＳ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４の選択によって得るため、出力する交流
電力に含まれる高調波成分が少なく、また直流電圧がコ
ンデンサ１２と１３で１／２に分割されており、半導体
スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４にはコンデンサ１２又
は１３の充電電圧が印加されるため、半導体スイッチＳ
１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は直接２個の半導体スイッチを直
列接続して使用する方式よりも電圧利用率が向上するな
どの特徴がある。The detailed operation of the three-level inverter circuit 14 is already known from the above cited documents and the like, and therefore will not be described. However, the DC voltage of the DC power supply 11 is divided by capacitors 12 and 13 connected in series. Connected to the DC input terminals P, O, N of the three-level inverter circuit 14 to convert the DC power of the DC power supply 11 into AC power by the three-level inverter circuit 14 and output from the output terminals U, V, W any frequency. Outputs AC power. At this time, the output terminals U,
V and W are three-level voltages applied to the semiconductor switches S1, S
2, S3 and S4 are selected, so that the harmonic component contained in the output AC power is small, and the DC voltage is divided into two by capacitors 12 and 13, so that the semiconductor switches S1, S2, S3 Since the charging voltage of the capacitor 12 or 13 is applied to S4, the semiconductor switch S
1, S2, S3, and S4 are characterized in that the voltage utilization is improved as compared with a system in which two semiconductor switches are directly connected in series.
【０００５】３レベルインバータ回路１４内に設けられ
た保護ヒューズＦ１，Ｆ２は、半導体スイッチＳ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４の誤動作による導通や電気的劣化などに
より直流入力端子ＰとＯ、ＯとＮ、ＰとＮ間などの短絡
が発生した時、この直流短絡電流を限流して溶断し、直
流短絡回路を開放するために保護用として設けられてい
る。[0005] The protection fuses F1 and F2 provided in the three-level inverter circuit 14 are connected to semiconductor switches S1 and S2.
2. When a short circuit occurs between the DC input terminals P and O, O and N, and P and N due to conduction or electrical deterioration due to malfunction of S3, S4, etc., this DC short-circuit current is limited and blown. It is provided for protection in order to open the short circuit.
【０００６】交流電動機１５は定常運転中はしゃ断器１
６を閉にして、電力変換装置の３レベルインバータ回路
１４より可変周波数の交流電力を得て可変速運転されて
いる。しかし前記するような保護ヒューズＦ１，Ｆ２が
溶断するような事故時には、３レベルインバータ回路１
４よりの電力供給は不可能なため、交流電動機１５に制
動をかける手段として、しゃ断器１７を閉、しゃ断器１
６を開にして交流電動機１５の入力端子に制動抵抗器１
８を接続する。[0006] The AC motor 15 operates during the steady operation.
6 is closed, and variable-speed AC power is obtained from the three-level inverter circuit 14 of the power converter to perform variable speed operation. However, in the case where the protective fuses F1 and F2 are blown as described above, the three-level inverter circuit 1
Since the power supply from the AC motor 4 is impossible, the circuit breaker 17 is closed and the circuit breaker 1
6 is opened and the braking resistor 1 is connected to the input terminal of the AC motor 15.
8 is connected.
【０００７】交流電動機１５が単独で可変速運転されて
いる場合には、事故時に交流電動機１５が有していた回
転エネルギーは自然に減少するのを待てば良いが、種々
の製造プラント内では他の機械との協調が重要となって
くるために、前記するような事故時には交流電動機１５
に制動をかけることが重要となってくる。このため、し
ゃ断器１６や１７、制動抵抗器１８などが必要となって
いた。When the AC motor 15 is independently operated at a variable speed, it is sufficient to wait for the rotational energy of the AC motor 15 to naturally decrease at the time of the accident. In the event of an accident as described above, the AC motor 15
It becomes important to apply braking. For this reason, the circuit breakers 16 and 17 and the braking resistor 18 have been required.
【０００８】他方電力変換装置内では、保護ヒューズＦ
１やＦ２が溶断した時点で装置の運転は停止するが、コ
ンデンサ１２や１３など装置内部には直流電源１１の定
格電圧に近い電圧が充電されたままで、非常に大きな電
荷が電力変換装置内に残ったままとなっており、これら
の電荷を処理しなければ、電力変換装置を補修できず、
安全上も問題があった。On the other hand, in the power converter, the protection fuse F
Although the operation of the device is stopped when 1 or F2 is blown, a voltage close to the rated voltage of the DC power supply 11 is charged inside the device such as the capacitors 12 and 13, and a very large electric charge is stored in the power converter. The power conversion device cannot be repaired unless these charges are processed,
There were also safety issues.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの電
力変換装置を使用した交流電動機の可変速運転システム
では、システムを構成する各装置や用品の小形軽量化や
効率の向上、保護性、安全性の向上や他の機械との運転
の協調などが重要な技術課題となっている。By the way, in a variable speed operation system of an AC motor using these power converters, each device and articles constituting the system can be reduced in size and weight, efficiency can be improved, and protection and safety can be improved. Improvement of operation and coordination of operation with other machines are important technical issues.
【００１０】しかし従来技術を使用した電力変換装置で
は、次のような点でこれらの技術課題を充分に解決する
ことができなかった。[0010] However, the power conversion device using the prior art could not sufficiently solve these technical problems in the following points.
【００１１】電力変換装置は、通常停止時も同じである
が、故障停止した時直流電圧が定格電圧に近い状態で停
止してしまうため、電力変換装置内に充電されている電
荷を抵抗器などを使用して放電させなければならなかっ
た。この結果として、 （ａ）放電させるための、放電回路を電力変換装置内に
常設しておけば、電力変換装置内の部品数の問題があっ
た。[0011] The power converter is the same during normal stop, but when a failure stops, the DC voltage stops near the rated voltage, so that the electric charge in the power converter is transferred to a resistor or the like. Had to be discharged using. As a result, (a) If a discharge circuit for discharging is permanently installed in the power converter, there is a problem of the number of components in the power converter.
【００１２】（ｂ）別置の抵抗器で放電させようとする
と、一般に直流電圧が高い電圧のため、安全上の問題が
あった。(B) There is a problem in safety when an attempt is made to discharge with a separate resistor, since the DC voltage is generally high.
【００１３】（ｃ）電力変換装置内の充電電荷を放電さ
せるため、一般に数分以上の時間が必要であり、通常停
止や故障停止に電力変換装置の盤内点検は停止してから
数十分後にしかできず、保守性の面でも問題があった。(C) Generally, it takes several minutes or more to discharge the charged charges in the power converter, and several tens of minutes after stopping the inspection inside the panel of the power converter for a normal stop or a failure stop. This could only be done later, and there was also a problem in terms of maintainability.
【００１４】本発明は前述する従来技術の欠点を除去す
るためになされたもので、電力変換装置の故障停止や通
常停止時に直流電源で電力変換装置内部の充電電荷を交
流入力電源側へ回生することによって、保守点検が容易
で安全性にも優れ、省電力的にも優れた電力変換装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and regenerates the charge stored in the power converter to the AC input power source with a DC power source when the power converter is stopped due to a failure or normal stop. Accordingly, an object of the present invention is to provide a power conversion device that is easy to perform maintenance and inspection, has excellent safety, and is also excellent in power saving.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成する。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
【００１６】請求項１に対応する発明として、コンデン
サが並列接続された直流電圧を交流電圧に変換して交流
電動機を駆動する多レベルインバータ回路を備えた電力
変換装置において、交流電源から前記直流電圧を生成す
る可逆コンバータを備え、前記多レベルインバータ回路
により前記交流電動機を制動停止させるとき、前記直流
電圧を所定値に低下するまで前記可逆コンバータの運転
を継続して前記コンデンサの残留電荷を減少させる。交
流電動機に制動をかけ停止する時に可逆コンバータから
出力する直流電圧を可変制御することによって、制動エ
ネルギーが交流電源に回生され、電力変換装置が制動中
の電力の有効利用ができ、制動停止時のコンデンサの充
電電荷も大幅に減少し、残った電荷の放電も容易であ
り、保守の安全性も向上する。According to a first aspect of the present invention, there is provided a power conversion device including a multi-level inverter circuit for driving a AC motor by converting a DC voltage having a capacitor connected in parallel to an AC voltage. When the AC motor is stopped by the multi-level inverter circuit, the operation of the reversible converter is continued until the DC voltage is reduced to a predetermined value to reduce the residual charge of the capacitor. . By variably controlling the DC voltage output from the reversible converter when braking and stopping the AC motor, braking energy is regenerated to the AC power supply, and the power conversion device can effectively use the power during braking. The charge on the capacitor is greatly reduced, the remaining charge is easily discharged, and the maintenance safety is improved.
【００１７】請求項２に対応する発明として、コンデン
サが並列接続された共通の直流電圧をそれぞれ交流電圧
に変換して複数の交流電動機をそれぞれ駆動する複数の
多レベルインバータ回路を備えた電力変換装置におい
て、交流電源から前記直流電圧を生成する可逆コンバー
タを備え、いずれかの多レベルインバータ回路により交
流電動機を停止させるとき、他のすべての多レベルイン
バータ回路の運転を停止させ、前記直流電圧を所定値に
低下するまで前記可逆コンバータの運転を継続して前記
コンデンサの残留電荷を減少させる。可変コンバータの
直流出力に多数台のインバータ回路が接続され、これら
のインバータ回路が同一の製造ラインの交流電動機を可
変速運転している場合、少なくとも１台のインバータ回
路に制動をかけ停止するときに、他のインバータ回路も
停止させ、可逆コンバータの直流出力電圧を低下させな
がら制動エネルギーを交流電源に回生する。これにより
コンデンサの充電電荷が減少し、前記と同様に放電も容
易であり、各インバータ回路ごとの放電なども不要とな
るため、保守性、安全性も大幅に向上させる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a power converter including a plurality of multi-level inverter circuits for respectively converting a common DC voltage having a capacitor connected in parallel to an AC voltage and driving a plurality of AC motors, respectively. A reversible converter for generating the DC voltage from an AC power supply, when stopping the AC motor by any one of the multi-level inverter circuits, stop the operation of all the other multi-level inverter circuits, the predetermined DC voltage The operation of the reversible converter is continued until the value decreases to reduce the residual charge of the capacitor. When a large number of inverter circuits are connected to the DC output of the variable converter, and these inverter circuits operate an AC motor of the same production line at a variable speed, when at least one of the inverter circuits is braked and stopped. Also, the other inverter circuits are stopped, and the braking energy is regenerated to the AC power supply while the DC output voltage of the reversible converter is reduced. As a result, the charge of the capacitor is reduced, and the discharge is easy as in the above case, and the discharge of each inverter circuit is not required, so that the maintainability and safety are greatly improved.
【００１８】請求項３に対応する発明として、交流電源
を入力としコンデンサが並列接続された負荷回路に直流
電圧を出力する可逆コンバータを備えた電力変換装置に
おいて、装置の運転を停止するとき、前記直流電圧が所
定値に低下するまで前記可逆コンバータの運転を継続
し、停止後の前記コンデンサの残留電荷を減少させる。
電力変換装置の通常停止や事故停止時に、直流電圧が所
定値に下るまで可逆コンバータにより電力回生し、直流
電圧が所定値に下ったら可逆コンバータの運転が停止す
る。これによって、コンデンサの充電電荷が減少し、前
記と同様に保守性、安全性も大幅に向上させる。According to a third aspect of the present invention, in a power converter including a reversible converter that receives an AC power as an input and outputs a DC voltage to a load circuit connected in parallel with a capacitor, when the operation of the device is stopped, The operation of the reversible converter is continued until the DC voltage drops to a predetermined value, and the residual charge of the capacitor after stopping is reduced.
When the power converter is stopped normally or in an accident, power is regenerated by the reversible converter until the DC voltage falls to a predetermined value, and the operation of the reversible converter stops when the DC voltage falls to a predetermined value. As a result, the charge of the capacitor is reduced, and maintainability and safety are greatly improved as described above.
【００１９】請求項４に対応する発明として、可逆コン
バータで成る直流電源部を備えた電力変換装置におい
て、前記直流電源部のみを単独に運転できるようにし
て、電力変換装置の残留電荷を交流入力電源に回生す
る。電力変換装置内部に大きな充電電荷が残っている
時、この充電電荷を可逆コンバータのみを運転して入力
交流電源に回生し、電力変換装置の保守性、安全性を大
幅に向上させることができる。According to a fourth aspect of the present invention, in a power converter including a DC power supply unit composed of a reversible converter, only the DC power supply unit can be operated independently, and the residual charge of the power converter is input to an AC input device. Regenerate to power. When a large charge remains in the power converter, the charge is regenerated to the input AC power supply by operating only the reversible converter, thereby greatly improving the maintainability and safety of the power converter.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１に示す。な
お図５と同一機能を有する回路要素に同一符号を付して
示す。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Circuit elements having the same functions as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.
【００２１】この図１で、１９は可逆コンバータで構成
された直流電源、２０は交流入力電源、Ｆ１とＦ２は保
護ヒューズである。３レベルインバータ回路１４の各相
には保護ヒューズＦ１，Ｆ２がそれぞれ挿入され、交流
出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗは直流交流電動機１５に接続して、
３レベルインバータ回路１４より可変周波数の交流電力
を交流電動機１５に供給して、交流電動機１５を可変速
運転する。３レベルインバータ回路１４内部で、半導体
スイッチなどの誤動作で、直流入力端子間の短絡事故が
あっても、一般にこれらの事故は全部の相で発生するの
ではなく、特定の相のみに発生するため、直流短絡事故
を発生した相の保護ヒューズＦ１とＦ２が溶断する。従
って直流短絡事故を発生した相以外は交流出力電圧を健
全に出力することができる。In FIG. 1, reference numeral 19 denotes a DC power supply constituted by a reversible converter, 20 denotes an AC input power supply, and F1 and F2 denote protection fuses. Protective fuses F1 and F2 are inserted into each phase of the three-level inverter circuit 14, and the AC output terminals U, V and W are connected to the DC AC motor 15,
AC power of a variable frequency is supplied to the AC motor 15 from the three-level inverter circuit 14 to operate the AC motor 15 at a variable speed. Even if there is a short circuit between the DC input terminals due to a malfunction of a semiconductor switch or the like in the three-level inverter circuit 14, these faults generally occur not in all phases but only in a specific phase. Then, the protection fuses F1 and F2 of the phase in which the DC short-circuit accident has occurred are blown. Therefore, the AC output voltage can be output properly except for the phase in which the DC short circuit has occurred.
【００２２】図２は、図１の電力変換装置で交流出力Ｕ
相の保護ヒューズが溶断し、Ｖ相とＷ相が健全とした時
の交流出力電圧波形例を示す。事故を発生したＵ相は直
流入力端子Ｏの電位に固定でき、Ｖ相とＷ相は直流入力
端子Ｐ，Ｏ，Ｎの３レベルの電位を取れる。従って、こ
の状態でＵ相電圧をｅｕ、Ｖ相電圧をｅｖ、Ｗ相電圧を
ｅｗ、３相線間電圧をそれぞれｅｕ−ｖ，ｅｖ−ｗ，ｅ
ｗ−ｕとして図２に示す。交流電動機１５には、３レベ
ルインバータ回路１４によって図２に示すように多レベ
ルインバータ回路の特徴から、交流電力を供給すること
ができるから、交流電動機１５に所望の制動トルクを発
生させることができる。FIG. 2 shows an AC output U of the power converter of FIG.
7 shows an example of an AC output voltage waveform when the protection fuse of a phase is blown and the V and W phases are sound. The U-phase in which an accident has occurred can be fixed to the potential of the DC input terminal O, and the V-phase and W-phase can take three levels of potentials of the DC input terminals P, O, and N. Accordingly, in this state, the U-phase voltage is eu, the V-phase voltage is ev, the W-phase voltage is ew, and the three-phase line voltage is eu-v, ev-w, e.
This is shown in FIG. 2 as wu. As shown in FIG. 2, the AC motor 15 can be supplied with AC power by the three-level inverter circuit 14 because of the characteristics of the multi-level inverter circuit, so that the AC motor 15 can generate a desired braking torque. .
【００２３】このように、３レベルインバータ回路１４
の健全相によって交流電動機１５に制動トルクを発生さ
せることができ、その制動トルクを調整できるから、図
５の従来技術の如くしゃ断器１６や１７、制御抵抗器１
８を設けることなく、他の機械との制動の協調をとるこ
とができる。As described above, the three-level inverter circuit 14
5, a braking torque can be generated in the AC motor 15 and the braking torque can be adjusted. Therefore, as in the prior art shown in FIG.
It is possible to coordinate the braking with other machines without providing 8.
【００２４】図３は、本発明の請求項１、請求項２、請
求項３、請求項４の動作を説明するための図で、直流電
源１９の直流電圧Ｅｄと時間ｔの関係を示している。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the first, second, third and fourth aspects of the present invention, and shows the relationship between the DC voltage Ed of the DC power supply 19 and the time t. I have.
【００２５】請求項１に対応する実施例を図１と図３よ
り説明する。図１の電力変換装置で３レベルインバータ
回路１４で１相分の保護ヒューズＦ１，Ｆ２が溶断した
時点を、図３の時刻ｔ１とすると、３レベルインバータ
回路１４で交流電動機１５に制動をかけながら、直流電
源１９の直流電圧を定格のＥｄ１から可変制御してＥｄ
２の如く減少させ、交流電動機１５の回転エネルギーと
コンデンサの充電電荷を併せて交流入力電源２０に回生
し、制動が完了し直流電源１９の直流電圧が所定値とな
った時刻ｔ２で電力変換装置を停止させる。このように
制動エネルギーと充電電荷を回生すると、省電力化で
き、電力変換装置が停止した時のコンデンサ１２や１３
などの充電電荷が大幅に減少するから、放電作業での安
全性や保守性も大幅に向上する。An embodiment corresponding to claim 1 will be described with reference to FIGS. When the protection fuses F1 and F2 for one phase are blown by the three-level inverter circuit 14 in the power converter of FIG. 1 and the time t1 in FIG. , The DC voltage of the DC power supply 19 is variably controlled from the rated Ed1 to Ed.
2, the rotational energy of the AC motor 15 and the charge of the capacitor are regenerated together into the AC input power supply 20. At time t2 when the braking is completed and the DC voltage of the DC power supply 19 reaches a predetermined value, the power converter is turned on. To stop. By regenerating the braking energy and the charge as described above, power can be saved, and the capacitors 12 and 13 when the power conversion device stops operating.
Since the charge of such a charge is greatly reduced, the safety and maintainability in the discharge work are also greatly improved.
【００２６】図４は本発明の請求項２、請求項３、請求
項４に対応した他の実施例である。この図で図１と同一
機能を有する回路要素に同一符号を付して示す。２１は
共通直流母線、２２はコンデンサ、２３，２４，２５は
インバータ回路、２６，２７，２８は交流電動機であ
る。FIG. 4 shows another embodiment corresponding to the second, third and fourth aspects of the present invention. In this figure, circuit elements having the same functions as those in FIG. 21 is a common DC bus, 22 is a capacitor, 23, 24 and 25 are inverter circuits, and 26, 27 and 28 are AC motors.
【００２７】図４の構成で本発明の請求項２に対応する
実施例として、交流入力電源２０より可逆コンバータで
構成された直流電源１９を介して共通直流母線２１に電
力を供給し、各インバータ回路２３，２４，２５より交
流電動機２６，２７，２８をそれぞれ可変速運転する。
この時コンデンサ２２は共通直流母線２１の電圧を平滑
化している。このように構成された電力変換装置では、
各インバータ回路２３，２４，２５は同一製造ラインの
交流電動機２６，２７，２８を可変速運転する場合であ
り、１台の交流電動機２６に制動をかけるときには、他
の交流電動機２７，２８にも制動をかけることが多い。
従って制動をかける時、前記と同様に直流電源１９の直
流電圧を減少させ、直流電源１９の運転を直流電圧が所
定値になる時刻ｔ２で停止するようにする。図４の如く
多数台のインバータ回路が設けられた電力変換装置で
は、各部のコンデンサ２２などに充電電荷が残り、これ
らの電荷の処理が保守の場合に大変であったが、このよ
うに直流電源１９を直流電圧が所定値になるまで運転継
続すると放電作業での安全性や保守性も大幅に向上する 本発明の請求項３に対応する実施例として、従来は図１
の３レベルインバータ回路１４や、図４のインバータ回
路２３，２４，２５が停止する時には、直流電源１９も
運転停止していたが、前記する制動操作時だけではな
く、直流電源１９は図３の時刻ｔ２に示すように、その
出力直流電圧が所定値に減少するまで運転継続する機能
を設ける。このように電力変換装置内部の充電電荷を減
少させてから直流電源１９が停止すると、電力変換装置
の停止直後の安全性が大幅に向上し、電力変換装置内部
の放電抵抗も減少させることができる。As an embodiment corresponding to claim 2 of the present invention in the configuration of FIG. 4, power is supplied from an AC input power supply 20 to a common DC bus 21 via a DC power supply 19 constituted by a reversible converter, and each inverter The AC motors 26, 27, 28 are operated at variable speeds by the circuits 23, 24, 25, respectively.
At this time, the capacitor 22 smoothes the voltage of the common DC bus 21. In the power converter configured as described above,
Each of the inverter circuits 23, 24, and 25 operates the AC motors 26, 27, and 28 of the same manufacturing line at a variable speed. When one AC motor 26 is braked, the other AC motors 27 and 28 are also operated. Often brakes are applied.
Therefore, when braking is performed, the DC voltage of the DC power supply 19 is reduced in the same manner as described above, and the operation of the DC power supply 19 is stopped at time t2 when the DC voltage reaches a predetermined value. In the power conversion device provided with a large number of inverter circuits as shown in FIG. 4, charged charges remain in the capacitors 22 and the like of the respective parts, and processing of these charges is difficult in the case of maintenance. 19, the safety and maintainability in the discharging operation are greatly improved when the operation is continued until the DC voltage reaches a predetermined value. As an embodiment corresponding to claim 3 of the present invention,
When the three-level inverter circuit 14 and the inverter circuits 23, 24, and 25 in FIG. 4 stop, the DC power supply 19 also stops operating. As shown at time t2, a function is provided to continue operation until the output DC voltage decreases to a predetermined value. As described above, when the DC power supply 19 is stopped after reducing the charge inside the power converter, the safety immediately after the stop of the power converter is greatly improved, and the discharge resistance inside the power converter can be reduced. .
【００２８】本発明の請求項４に対応する実施例とし
て、図１や図４の電力変換装置において、可逆コンバー
タで構成された直流電源１９をインバータ回路側とは無
関係に運転できる機能を設け、直流電源１９の直流電圧
を図３のＥｄ２の如く、所定値まで減少する間、直流電
源１９を単独に運転して電力変換装置内部の充電電荷を
交流入力電源２０側に回生することにより保守が容易と
なり、取扱いの安全性も大幅に向上する。As an embodiment corresponding to claim 4 of the present invention, the power converter shown in FIGS. 1 and 4 is provided with a function capable of operating a DC power supply 19 constituted by a reversible converter independently of the inverter circuit side. While the DC voltage of the DC power supply 19 is reduced to a predetermined value as indicated by Ed2 in FIG. It becomes easy and handling safety is greatly improved.
【００２９】図３で時刻ｔ１は前記説明で制動開始点と
して説明したが、制動中の任意の時間であってもよく、
前記する効果は同一である。その他本発明の要旨を変更
しない範囲において、種々設計変更を行なって実施でき
るものである。In FIG. 3, time t1 has been described as the braking start point in the above description, but may be any time during braking.
The effects described above are the same. In addition, various design changes can be made and implemented without departing from the scope of the present invention.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上の説明のように、本発明の電力変換
装置によれば、次のような効果が得られる。（１）請求
項１及び請求項２の発明によれば、可逆コンバータで構
成された直流電源を採用した電力変換装置において、制
動時に直流電源の出力電圧が所定値に下るまで直流電源
が運転を継続するため、電力変換装置が停止した時の電
力変換装置内部の残留電荷が大幅に減少し、残留電荷の
放電が容易となり、保守の安全性も大幅に向上する。 （２）請求項３の発明によれば、可逆コンバータで構成
された直流電源を採用した電力変換装置で、事故停止時
だけではなく、定常の装置停止時にも直流電圧が所定値
に減少するまで直流電源を運転継続する機能を設けたた
め、電力変換装置が停止した時には、常時、残留電荷が
大幅に減少し、装置の取扱い操作や安全性が大幅に向上
する。 （３）請求項４の発明によれば、可逆コンバータで構成
された直流電源を採用した電力変換装置で、直流電源の
みを単独運転して、直流電源電圧を所定値まで交流入力
電源に回生しながら放電させるから、同様に操作性や安
全性が大幅に向上する。As described above, according to the power converter of the present invention, the following effects can be obtained. (1) According to the first and second aspects of the present invention, in a power converter employing a DC power supply constituted by a reversible converter, the DC power supply operates until the output voltage of the DC power supply falls to a predetermined value during braking. Because of the continuation, the residual charge inside the power converter when the power converter stops is greatly reduced, the discharge of the residual charge is facilitated, and the maintenance safety is greatly improved. (2) According to the third aspect of the present invention, there is provided a power conversion device employing a DC power supply constituted by a reversible converter. Since the function of continuing the operation of the DC power supply is provided, when the power converter is stopped, the residual charge is significantly reduced at all times, and the handling operation and safety of the device are greatly improved. (3) According to the fourth aspect of the present invention, in the power converter employing a DC power supply constituted by a reversible converter, the DC power supply alone is operated alone to regenerate the DC power supply voltage to a predetermined value to the AC input power supply. While discharging, the operability and safety are also greatly improved.
【図１】本発明の電力変換装置の実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a power conversion device of the present invention.
【図２】前記実施例の交流出力電圧例を示す波形図。FIG. 2 is a waveform chart showing an example of an AC output voltage of the embodiment.
【図３】本発明の電力変換装置の請求項１、請求項２、
請求項３、請求項４を説明するための直流電圧Ｅｄの図
面。FIG. 3 is a circuit diagram of a power converter according to the present invention;
The drawing of DC voltage Ed for explaining claim 3 and claim 4.
【図４】本発明の電力変換装置の請求項２、請求項３、
請求項４に対応する実施例の構成図。FIG. 4 is a plan view of a power converter according to the present invention;
FIG. 6 is a configuration diagram of an embodiment corresponding to claim 4.
【図５】従来の電力変換装置の構成を示す主回路構成
図。FIG. 5 is a main circuit configuration diagram showing a configuration of a conventional power converter.
１１…直流電源、１２，１３…コンデンサ、１４…３レ
ベルインバータ回路、１５…交流電動機、１６，１７…
しゃ断器、１８…制動抵抗器、１９…可逆コンバータで
構成した直流電源、２０…交流入力電源、２１…共通直
流母線、２２…コンデンサ、２３，２４，２５…インバ
ータ回路、２６，２７，２８…交流電動機、Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４…半導体スイッチ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，
Ｄ４…ダイオード、Ｆ１，Ｆ２…保護ヒューズ、Ｐ，
Ｏ，Ｎ…直流入力端子、Ｕ，Ｖ，Ｗ…交流出力端子、ｅ
ｕ，ｅｖ，ｅｗ…交流相電圧、ｅｕ−ｖ，ｅｖ−ｗ，ｅ
ｗ−ｕ…交流線間電圧、Ｅｄ，Ｅｄ１，Ｅｄ２…直流電
圧、ｔ１，ｔ２…時刻。11: DC power supply, 12, 13: capacitor, 14: 3-level inverter circuit, 15: AC motor, 16, 17 ...
Circuit breaker, 18: braking resistor, 19: DC power supply composed of a reversible converter, 20: AC input power supply, 21: common DC bus, 22: capacitor, 23, 24, 25 ... inverter circuit, 26, 27, 28 ... AC motor, S1, S
2, S3, S4 ... Semiconductor switches, D1, D2, D3
D4: diode, F1, F2: protective fuse, P,
O, N: DC input terminal, U, V, W: AC output terminal, e
u, ev, ew: AC phase voltage, eu-v, ev-w, e
wu: AC line voltage, Ed, Ed1, Ed2: DC voltage, t1, t2: time.
Claims (4)
交流電圧に変換して交流電動機を駆動する多レベルイン
バータ回路を備えた電力変換装置において、交流電源か
ら前記直流電圧を生成する可逆コンバータを備え、前記
多レベルインバータ回路により前記交流電動機を制動停
止させるとき、前記直流電圧を所定値に低下するまで前
記可逆コンバータの運転を継続して前記コンデンサの残
留電荷を減少させることを特徴とする電力変換装置。1. A power converter comprising a multi-level inverter circuit for driving a AC motor by converting a DC voltage connected in parallel with a capacitor to an AC voltage, comprising a reversible converter for generating the DC voltage from an AC power supply. Wherein when the AC motor is stopped by the multi-level inverter circuit, the reversible converter is continuously operated until the DC voltage is reduced to a predetermined value to reduce the residual charge of the capacitor. apparatus.
電圧をそれぞれ交流電圧に変換して複数の交流電動機を
それぞれ駆動する複数の多レベルインバータ回路を備え
た電力変換装置において、交流電源から前記直流電圧を
生成する可逆コンバータを備え、いずれかの多レベルイ
ンバータ回路により交流電動機を停止させるとき、他の
すべての多レベルインバータ回路の運転を停止させ、前
記直流電圧を所定値に低下するまで前記可逆コンバータ
の運転を継続して前記コンデンサの残留電荷を減少させ
ることを特徴とする電力変換装置。2. A power conversion apparatus comprising: a plurality of multi-level inverter circuits for respectively converting a common DC voltage to which a capacitor is connected in parallel to an AC voltage to drive a plurality of AC motors, respectively; A reversible converter for generating a voltage, when the AC motor is stopped by any one of the multi-level inverter circuits, the operation of all other multi-level inverter circuits is stopped, and the reversible is performed until the DC voltage is reduced to a predetermined value. A power converter, wherein the converter keeps operating to reduce the residual charge of the capacitor.
続された負荷回路に直流電圧を出力する可逆コンバータ
を備えた電力変換装置において、装置の運転を停止する
とき、前記直流電圧が所定値に低下するまで前記可逆コ
ンバータの運転を継続し、停止後の前記コンデンサの残
留電荷を減少させることを特徴とする電力変換装置。3. A power conversion apparatus comprising a reversible converter for inputting an AC power supply and outputting a DC voltage to a load circuit connected in parallel with a capacitor, when the operation of the apparatus is stopped, the DC voltage drops to a predetermined value. A power conversion device, wherein the operation of the reversible converter is continued until the operation is completed, and the residual charge of the capacitor after the stop is reduced.
た電力変換装置において、前記直流電源部のみを単独に
運転できるようにして、電力変換装置の残留電荷を交流
入力電源に回生することを特徴とする電力変換装置。4. A power converter provided with a DC power supply unit composed of a reversible converter, wherein only the DC power supply unit can be operated independently to regenerate residual charges of the power converter to an AC input power supply. Power converter.
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