JP2002165461A - トランスレスインバータ電源 - Google Patents
トランスレスインバータ電源Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
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- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
-
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- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
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- Y04S20/20—End-user application control systems
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- Inverter Devices (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな浮遊容量をもつ直流電源を電源とし、
逆変換器で交流電力に変換して接地をもつ負荷に供給す
るトランスレスインバータ電源では、大地漏洩電流が流
れて漏電しゃ断器が動作してしまう。 【解決手段】 直流電源１の高圧側および低圧側から半
導体スイッチＧ１，Ｇ２により平滑リアクトルＬを通し
て大地に制御した電流を流すことを可能にしておく。こ
のスイッチＧ１，Ｇ２の制御回路１１〜２２は、逆変換
器４から負荷５に供給する電流の零相電流を検出し、こ
の零相電流からインバータ電源の漏電しゃ断器が動作す
る低次の漏洩電流を抽出し、この漏洩電流とは逆位相の
電流になるようスイッチＧ１，Ｇ２をＰＷＭ制御する。
逆変換器で交流電力に変換して接地をもつ負荷に供給す
るトランスレスインバータ電源では、大地漏洩電流が流
れて漏電しゃ断器が動作してしまう。 【解決手段】 直流電源１の高圧側および低圧側から半
導体スイッチＧ１，Ｇ２により平滑リアクトルＬを通し
て大地に制御した電流を流すことを可能にしておく。こ
のスイッチＧ１，Ｇ２の制御回路１１〜２２は、逆変換
器４から負荷５に供給する電流の零相電流を検出し、こ
の零相電流からインバータ電源の漏電しゃ断器が動作す
る低次の漏洩電流を抽出し、この漏洩電流とは逆位相の
電流になるようスイッチＧ１，Ｇ２をＰＷＭ制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源に大きな
浮遊容量をもつインバータ電源に係り、特に出力段トラ
ンスを省略したトランスレスインバータ電源における大
地漏洩電流の抑制装置に関する。
浮遊容量をもつインバータ電源に係り、特に出力段トラ
ンスを省略したトランスレスインバータ電源における大
地漏洩電流の抑制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、直流電源に大きな浮遊容量をも
つインバータ電源の構成を示す。直流電源１は、太陽電
池、燃料電池、蓄電池などで構成される。この直流電源
１を電源とし、電圧調整機能をもつチョッパなどのＤＣ
／ＤＣ変換器２を通した直流電力を逆変換器（インバー
タ本体）３で交流電力に変換し、絶縁トランス４を通し
て周波数と電圧を制御した交流電力を得る。
つインバータ電源の構成を示す。直流電源１は、太陽電
池、燃料電池、蓄電池などで構成される。この直流電源
１を電源とし、電圧調整機能をもつチョッパなどのＤＣ
／ＤＣ変換器２を通した直流電力を逆変換器（インバー
タ本体）３で交流電力に変換し、絶縁トランス４を通し
て周波数と電圧を制御した交流電力を得る。
【０００３】この種のインバータ電源は、商用電源と連
系する非常用電源や自家発電設備にされたり、交流電動
機等の負荷に対する無停電電源設備等にされる。
系する非常用電源や自家発電設備にされたり、交流電動
機等の負荷に対する無停電電源設備等にされる。
【０００４】ここで、直流電源１は、太陽電池などで構
成されると大きな浮遊容量をもつ。このため、絶縁トラ
ンス４を設けない場合は、電力系統と連系時に系統の接
地や電動機負荷の接地があると、図中に破線で示すルー
トにより、大地を通して低次の漏洩電流が流れ、この電
流で漏電遮断器が動作して停電を起こす。
成されると大きな浮遊容量をもつ。このため、絶縁トラ
ンス４を設けない場合は、電力系統と連系時に系統の接
地や電動機負荷の接地があると、図中に破線で示すルー
トにより、大地を通して低次の漏洩電流が流れ、この電
流で漏電遮断器が動作して停電を起こす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、直流電
源に大きな浮遊容量をもち、負荷側で接地があるインバ
ータ電源では、漏洩電流を抑制するために絶縁トランス
４を設けている。
源に大きな浮遊容量をもち、負荷側で接地があるインバ
ータ電源では、漏洩電流を抑制するために絶縁トランス
４を設けている。
【０００６】この絶縁トランスは、必要とする電力容量
が大きく、その容積（設置スペース）が大きく、重量が
重く、価格が高くなるという問題があった。
が大きく、その容積（設置スペース）が大きく、重量が
重く、価格が高くなるという問題があった。
【０００７】本発明の目的は、絶縁トランスを省略しな
がら低次の大地漏洩電流を抑制できるトランスレスイン
バータ電源を提供することにある。
がら低次の大地漏洩電流を抑制できるトランスレスイン
バータ電源を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、大地漏洩電流
を逆変換器から負荷に供給する電流の零相電流を検出
し、この零相電流から漏電しゃ断器が動作する低次の漏
洩電流を抽出し、直流電源から大地に漏洩電流とは逆位
相の電流を流して漏洩電流をキャンセルするようにした
もので、以下の構成を特徴とする。
を逆変換器から負荷に供給する電流の零相電流を検出
し、この零相電流から漏電しゃ断器が動作する低次の漏
洩電流を抽出し、直流電源から大地に漏洩電流とは逆位
相の電流を流して漏洩電流をキャンセルするようにした
もので、以下の構成を特徴とする。
【０００９】大きな浮遊容量をもつ直流電源を電源と
し、逆変換器で交流電力に変換して接地をもつ負荷に供
給するトランスレスインバータ電源において、前記直流
電源の高圧側および低圧側から大地に制御した電流を流
すことができる電流発生回路と、前記逆変換器から負荷
に供給する電流の零相電流を検出し、この零相電流から
インバータ電源の漏電しゃ断器が動作する低次の漏洩電
流を抽出し、この漏洩電流とは逆位相の電流になるよう
前記電流発生回路を制御する制御回路とを備えたことを
特徴とする。
し、逆変換器で交流電力に変換して接地をもつ負荷に供
給するトランスレスインバータ電源において、前記直流
電源の高圧側および低圧側から大地に制御した電流を流
すことができる電流発生回路と、前記逆変換器から負荷
に供給する電流の零相電流を検出し、この零相電流から
インバータ電源の漏電しゃ断器が動作する低次の漏洩電
流を抽出し、この漏洩電流とは逆位相の電流になるよう
前記電流発生回路を制御する制御回路とを備えたことを
特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態１を示
す回路図であり、負荷としては電力系統に連系する場合
である。
す回路図であり、負荷としては電力系統に連系する場合
である。
【００１１】同図において、逆変換器３の出力段は絶縁
トランスを省いて直接に負荷５に接続するトランスレス
インバータ電源に構成する。ＤＣ／ＤＣ変換器２は、高
圧側と低圧側に介挿した平滑リアクトルを互いに磁気結
合させることで非対称電流の発生を抑制するチョッパと
する。
トランスを省いて直接に負荷５に接続するトランスレス
インバータ電源に構成する。ＤＣ／ＤＣ変換器２は、高
圧側と低圧側に介挿した平滑リアクトルを互いに磁気結
合させることで非対称電流の発生を抑制するチョッパと
する。
【００１２】ここで、本実施形態では、トランスレスイ
ンバータ電源での漏洩電流を抑制する手段を設ける。こ
の手段の電流発生回路は、直流電源１の出力端（Ｐ，
Ｎ）の両端に一対の半導体スイッチＧ１，Ｇ２の直列接
続回路を設け、その直列接続点から大地との間に平滑リ
アクトルＬを設ける。
ンバータ電源での漏洩電流を抑制する手段を設ける。こ
の手段の電流発生回路は、直流電源１の出力端（Ｐ，
Ｎ）の両端に一対の半導体スイッチＧ１，Ｇ２の直列接
続回路を設け、その直列接続点から大地との間に平滑リ
アクトルＬを設ける。
【００１３】このスイッチＧ１，Ｇ２の制御回路は、逆
変換器３から負荷に供給する出力電流の零相電流の検出
でそれに含まれる低次の漏洩電流を検出し、この漏洩電
流を目標値としてスイッチＧ１，Ｇ２をスイッチング制
御し、この制御により平滑リアクトルＬに流す電流を漏
洩電流とは逆極性にして漏洩電流をキャンセルする。
変換器３から負荷に供給する出力電流の零相電流の検出
でそれに含まれる低次の漏洩電流を検出し、この漏洩電
流を目標値としてスイッチＧ１，Ｇ２をスイッチング制
御し、この制御により平滑リアクトルＬに流す電流を漏
洩電流とは逆極性にして漏洩電流をキャンセルする。
【００１４】この制御回路は、回路要素１１〜２２で構
成される。零相電流検出器１１は、逆変換器３の出力端
の零相電流を検出する。ローパスフィルタ１２は、零相
電流検出器１１で検出する零相電流のうち、トランスレ
スインバータ電源の漏電しゃ断器が動作する低次の電流
成分を抽出する。実効値回路１３は、低次の電流成分の
実効値を求め、これを漏洩電流抑制の目標値とする。
成される。零相電流検出器１１は、逆変換器３の出力端
の零相電流を検出する。ローパスフィルタ１２は、零相
電流検出器１１で検出する零相電流のうち、トランスレ
スインバータ電源の漏電しゃ断器が動作する低次の電流
成分を抽出する。実効値回路１３は、低次の電流成分の
実効値を求め、これを漏洩電流抑制の目標値とする。
【００１５】電流検出器１４は、スイッチＧ１，Ｇ２の
制御により平滑リアクトルＬから大地に流す制御電流を
検出する。ローパスフィルタ１５は、電流検出器１４で
検出する制御電流の低次の電流成分を抽出する。実効値
回路１６は、低次の電流成分の実効値を求め、これを漏
洩電流抑制のフィードバック信号とする。電流制御アン
プ１７は、実効値回路１３からの目標値と実効値回路１
６からのフィードバック値の偏差を得、この偏差の比例
積分（ＰＩ）演算を行い、漏洩電流抑制の電流指令を得
る。
制御により平滑リアクトルＬから大地に流す制御電流を
検出する。ローパスフィルタ１５は、電流検出器１４で
検出する制御電流の低次の電流成分を抽出する。実効値
回路１６は、低次の電流成分の実効値を求め、これを漏
洩電流抑制のフィードバック信号とする。電流制御アン
プ１７は、実効値回路１３からの目標値と実効値回路１
６からのフィードバック値の偏差を得、この偏差の比例
積分（ＰＩ）演算を行い、漏洩電流抑制の電流指令を得
る。
【００１６】乗算器１８は、正弦波発生器１９で発生す
る一定電圧の正弦波信号を電流制御アンプ１７からの電
流指令で乗じることで、電流指令に比例した振幅の正弦
波を得る。コンパレータ２０は、キャリア信号発生器２
１で発生するキャリア（搬送波）信号と乗算器１８から
の正弦波信号とのレベル比較を行いＰＷＭ波形を生成す
る。このコンパレータ２０が発生するＰＷＭ波形は、ス
イッチＧ１のゲート信号にすると共に、論理反転回路２
２により極性反転してスイッチＧ２のゲート信号にす
る。
る一定電圧の正弦波信号を電流制御アンプ１７からの電
流指令で乗じることで、電流指令に比例した振幅の正弦
波を得る。コンパレータ２０は、キャリア信号発生器２
１で発生するキャリア（搬送波）信号と乗算器１８から
の正弦波信号とのレベル比較を行いＰＷＭ波形を生成す
る。このコンパレータ２０が発生するＰＷＭ波形は、ス
イッチＧ１のゲート信号にすると共に、論理反転回路２
２により極性反転してスイッチＧ２のゲート信号にす
る。
【００１７】以上の構成により、漏洩電流抑制装置は、
逆変換器３の零相電流ｉ0を検出し、ローパスフィルタ
により漏電しゃ断器が動作する低次の電流成分を取り出
し、それを指令値としてスイッチＧ１，Ｇ２をＰＷＭス
イッチングすることで、零相電流と逆位相の電流ｉ1を
大地に流し、零相電流をキャンセルする。
逆変換器３の零相電流ｉ0を検出し、ローパスフィルタ
により漏電しゃ断器が動作する低次の電流成分を取り出
し、それを指令値としてスイッチＧ１，Ｇ２をＰＷＭス
イッチングすることで、零相電流と逆位相の電流ｉ1を
大地に流し、零相電流をキャンセルする。
【００１８】図２は、本発明の実施形態２の主回路構成
図を示す。同図が図１と異なる部分は、半導体スイッチ
Ｇ１，Ｇ２と平滑リアクトルＬで構成する電流供給回路
に代えて、半導体スイッチＧ３，Ｇ４と逆流阻止ダイオ
ードＤ１，Ｄ２および平滑リアクトルＬ１．Ｌ２によっ
て抑制電流を流す構成にした点にある。
図を示す。同図が図１と異なる部分は、半導体スイッチ
Ｇ１，Ｇ２と平滑リアクトルＬで構成する電流供給回路
に代えて、半導体スイッチＧ３，Ｇ４と逆流阻止ダイオ
ードＤ１，Ｄ２および平滑リアクトルＬ１．Ｌ２によっ
て抑制電流を流す構成にした点にある。
【００１９】本実施形態では、直流電源１の高圧側Ｐと
低圧側Ｎから大地に個別に抑制電流を流す構成であり、
スイッチＧ３，Ｇ４の制御回路は図１の場合と同様にな
るし、その作用効果も同等のものになる。
低圧側Ｎから大地に個別に抑制電流を流す構成であり、
スイッチＧ３，Ｇ４の制御回路は図１の場合と同様にな
るし、その作用効果も同等のものになる。
【００２０】なお、本発明は、図１に示す構成のインバ
ータ電源に限らず、浮遊容量の大きい直流電源をもち、
負荷側が接地される他のインバータ電源に適用して同等
の作用効果を得ることができる。
ータ電源に限らず、浮遊容量の大きい直流電源をもち、
負荷側が接地される他のインバータ電源に適用して同等
の作用効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、大地漏
洩電流を逆変換器から負荷に供給する電流の零相電流を
検出し、この零相電流から漏電しゃ断器が動作する低次
の漏洩電流を抽出し、直流電源から大地に漏洩電流とは
逆位相の電流を流して漏洩電流をキャンセルするように
したため、絶縁トランスを省いた構成にしながら漏洩し
ゃ断器が動作する低次の大地漏洩電流を抑制できる。
洩電流を逆変換器から負荷に供給する電流の零相電流を
検出し、この零相電流から漏電しゃ断器が動作する低次
の漏洩電流を抽出し、直流電源から大地に漏洩電流とは
逆位相の電流を流して漏洩電流をキャンセルするように
したため、絶縁トランスを省いた構成にしながら漏洩し
ゃ断器が動作する低次の大地漏洩電流を抑制できる。
【図１】本発明の実施形態１を示すトランスレスインバ
ータ電源の回路図。
ータ電源の回路図。
【図２】本発明の実施形態２を示す主回路構成図。
【図３】インバータ電源の回路例。
１…直流電源 ２…ＤＣ／ＤＣ変換器 ３…逆変換器 ４…絶縁トランス ５…負荷 Ｇ１〜Ｇ４…半導体スイッチ １１、１４…電流検出器 １２、１５…ローパスフィルタ １３、１６…実効値回路 １７…電流制御アンプ １８…乗算器 ２０…コンパレータ
Claims (1)
- 【請求項１】 大きな浮遊容量をもつ直流電源を電源と
し、逆変換器で交流電力に変換して接地をもつ負荷に供
給するトランスレスインバータ電源において、 前記直流電源の高圧側および低圧側から大地に制御した
電流を流すことができる電流発生回路と、 前記逆変換器から負荷に供給する電流の零相電流を検出
し、この零相電流からインバータ電源の漏電しゃ断器が
動作する低次の漏洩電流を抽出し、この漏洩電流とは逆
位相の電流になるよう前記電流発生回路を制御する制御
回路とを備えたことを特徴とするトランスレスインバー
タ電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000360482A JP2002165461A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | トランスレスインバータ電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000360482A JP2002165461A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | トランスレスインバータ電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002165461A true JP2002165461A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18832073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000360482A Pending JP2002165461A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | トランスレスインバータ電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002165461A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10353192A1 (de) * | 2003-11-13 | 2005-08-04 | Schüler, Uwe, Dipl.-Ing.(FH) | Verfahren zur Kompensation eines Erdableitstromes bei elektrischen Betriebsmitteln und Vorrichtung zur Kompensation eines Erdableitstromes beim Betrieb von elektrischen Betriebsmitteln |
| DE102011078304A1 (de) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Reduktion von Ableitströmen in einem Frequenzumrichter |
| US8625307B2 (en) | 2008-11-18 | 2014-01-07 | Mitsubishi Electric Corporation | DC to AC power converting apparatus |
| GB2504565A (en) * | 2013-04-12 | 2014-02-05 | Baldwin & Francis Ltd | Variable voltage drive controller including adaptive earth leakage detection threshold |
| JP2014161214A (ja) * | 2013-02-13 | 2014-09-04 | Valeo Systemes De Controle Moteur | 共通モード電流を低減させる方法 |
-
2000
- 2000-11-28 JP JP2000360482A patent/JP2002165461A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10353192A1 (de) * | 2003-11-13 | 2005-08-04 | Schüler, Uwe, Dipl.-Ing.(FH) | Verfahren zur Kompensation eines Erdableitstromes bei elektrischen Betriebsmitteln und Vorrichtung zur Kompensation eines Erdableitstromes beim Betrieb von elektrischen Betriebsmitteln |
| US8625307B2 (en) | 2008-11-18 | 2014-01-07 | Mitsubishi Electric Corporation | DC to AC power converting apparatus |
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| JP2014161214A (ja) * | 2013-02-13 | 2014-09-04 | Valeo Systemes De Controle Moteur | 共通モード電流を低減させる方法 |
| GB2504565A (en) * | 2013-04-12 | 2014-02-05 | Baldwin & Francis Ltd | Variable voltage drive controller including adaptive earth leakage detection threshold |
| GB2504565B (en) * | 2013-04-12 | 2015-12-30 | Baldwin & Francis Ltd | Variable voltage drive controller, system and method |
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