JP2003070263A - Three-level inverter device - Google Patents

Three-level inverter device

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JP2003070263A
JP2003070263A JP2001253143A JP2001253143A JP2003070263A JP 2003070263 A JP2003070263 A JP 2003070263A JP 2001253143 A JP2001253143 A JP 2001253143A JP 2001253143 A JP2001253143 A JP 2001253143A JP 2003070263 A JP2003070263 A JP 2003070263A
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Japan
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resonance
potential
bus
terminal
positive
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Japanese (ja)
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Takashi Ikimi
高志 伊君
Kiyotaka Kobayashi
清隆 小林
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance conversion efficiency and operation stability by controlling the resonance current of the DC bus of a three-level inverter device. SOLUTION: This device controls a resonance current going through a middle potential bus by interposing resonance control resistors 6a-6d in the middle potential bus C between the DC neutral point potential terminal and the DC link part of a multiphase inverter. This can arrange the resonance frequency of the DC link part not to accord with the switching frequency of a PWM by interposing reactors 7a and 7b for resonance control at least either between the DC positive potential terminal of the multiphase inverter and the DC positive potential bus, or between the DC negative potential terminal of the above multiphase inverter and the DC negative potential bus, thereby setting the resonance frequency properly.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、可変周波数の電力
を得るための電力変換装置に係わり、特に直流母線にお
ける共振現象を抑制し、装置を安定に動作させる3レベ
ルインバータ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion device for obtaining electric power of a variable frequency, and more particularly to a three-level inverter device which suppresses a resonance phenomenon in a DC bus and operates the device stably.

【0002】[0002]

【従来の技術】交流電動機の駆動などを駆動するための
電力変換器として、インバータ装置が適用され、特に大
容量の用途では3レベルインバータ装置が利用されてい
る。一般にインバータ装置は、交流電源の電力を直流に
変換するコンバータと直流を交流に変換するインバータ
とを直流母線で接続して構成されている。
2. Description of the Related Art An inverter device is applied as a power converter for driving a drive of an AC motor, and a three-level inverter device is used especially for large capacity applications. In general, an inverter device is configured by connecting a converter that converts the power of an AC power source to DC and an inverter that converts DC to AC by a DC bus.

【0003】したがって、コンバータの直流部およびイ
ンバータの直流部に各々平滑コンデンサを有するインバ
ータ装置では、両者の平滑コンデンサと直流母線のイン
ダクタンス成分により共振現象が発生し、共振電流によ
り直流母線および平滑コンデンサが温度上昇するという
問題があった。
Therefore, in an inverter device having a smoothing capacitor in each of the DC part of the converter and the DC part of the inverter, a resonance phenomenon occurs due to the inductance components of the smoothing capacitor and the DC bus of both, and the DC current and the smoothing capacitor are caused by the resonance current. There was a problem that the temperature rose.

【0004】この問題を解決する方法として、特開平1
1−18435に記載した3レベルインバータ(従来技
術1)がある。この発明では、コンバータおよびインバ
ータにおいてPWM制御を行い、それぞれのPWMスイ
ッチング周波数を直流リンク部の1次共振周波数の1/
√2以下に設定することにより、共振電流が増大するこ
とを防止している。
As a method for solving this problem, Japanese Unexamined Patent Publication No.
There is a 3-level inverter (Prior Art 1) described in No. 1-18435. According to the present invention, PWM control is performed in the converter and the inverter, and each PWM switching frequency is set to 1 / n of the primary resonance frequency of the DC link unit.
Setting √2 or less prevents the resonance current from increasing.

【0005】また、特開平11−46481記載のイン
バータ装置(従来技術2)は、複数台の3レベルインバ
ータを直流回路で結合した並列多重インバータ装置にお
いて、直流母線のうち、正電位母線と負電位母線にダン
ピング抵抗器を挿入し、共振電流を抑制している。
Further, the inverter device described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-46481 (Prior Art 2) is a parallel multiplex inverter device in which a plurality of three-level inverters are connected by a DC circuit. A damping resistor is inserted in the bus bar to suppress the resonance current.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、大容量のイン
バータ装置においては、平滑コンデンサの静電容量が大
きくなるとともに、装置寸法の大型化により直流母線の
インダクタンスも大きくなり、直流母線における共振周
波数が低くなる。
However, in a large-capacity inverter device, the capacitance of the smoothing capacitor becomes large, and the size of the device becomes large, so that the inductance of the DC bus also becomes large and the resonance frequency in the DC bus becomes large. Get lower.

【0007】そのため、前述の従来技術1のようにPW
Mスイッチング周波数を共振周波数1/√2以下に設定
すると、スイッチング周波数が低いためにインバーダの
出力電圧の波形ひずみが大きくなり、負荷電動機の振動
が大きいなど所望の性能を得られないという問題があ
る。
Therefore, as in the above-mentioned prior art 1, the PW
When the M switching frequency is set to be equal to or lower than the resonance frequency 1 / √2, there is a problem that the waveform distortion of the output voltage of the inverter becomes large due to the low switching frequency and the desired performance cannot be obtained due to large vibration of the load motor. .

【0008】また、コンバータとインバータ間の直流母
線においては、変換される電力に応じた直流電流が流れ
るため、従来技術2のように正母線および負母線に抵抗
器を挿入すると、直流電流による発生損失が大きく、イ
ンバータ装置の変換効率が低下するという問題がある。
Further, in the DC bus between the converter and the inverter, a DC current corresponding to the power to be converted flows. Therefore, if a resistor is inserted in the positive bus and the negative bus as in the prior art 2, it is generated by the DC current. There is a problem that the loss is large and the conversion efficiency of the inverter device is reduced.

【0009】本発明の目的は、変換効率を低下させるこ
となく直流母線における共振電流を抑制し、高効率で安
定した動作の得られる3レベルインバータ装置を提供す
ることである。
An object of the present invention is to provide a three-level inverter device which suppresses the resonance current in the DC bus without lowering the conversion efficiency and can obtain a highly efficient and stable operation.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の1特徴は、平滑
コンデンサを有する多相インバータの直流中間電位端子
と直流中間電位母線との間に共振抑制用の抵抗器を挿入
するものである。直流中間電位母線には、正母線電流と
負母線電流の差に相当する電流が流れるため、共振電流
以外の電流は小さく、抵抗を挿入することによる損失は
わずかである。
One feature of the present invention is to insert a resonance suppressing resistor between a DC intermediate potential terminal and a DC intermediate potential bus of a multi-phase inverter having a smoothing capacitor. Since a current corresponding to the difference between the positive bus current and the negative bus current flows through the DC intermediate potential bus, the currents other than the resonance current are small and the loss due to the insertion of the resistor is small.

【0011】また本発明では、平滑コンデンサを有する
多相インバータの直流正電位端子と直流正電位母線との
間および前記多相インバータの直流負電位端子と直流負
電位母線との間の少なくとも一方にインダクタンスを挿
入し、インバータユニットの平滑コンデンサと直流母線
との共振周波数を適切に設定することによりPWMのス
イッチング周波数に一致しないようにする。
Further, according to the present invention, at least one of a DC positive potential terminal and a DC positive potential bus of a multi-phase inverter having a smoothing capacitor and at least one of a DC negative potential terminal and a DC negative potential bus of the multi-phase inverter is provided. The inductance is inserted and the resonance frequency between the smoothing capacitor of the inverter unit and the DC bus is appropriately set so that the resonance frequency does not match the PWM switching frequency.

【0012】また本発明では、平滑コンデンサを有する
単相インバータユニットの直流中間電位端子と直流中間
電位母線との間に共振抑制用の抵抗器を挿入し、多相イ
ンバータ間の共振電流に加え、単相インバータユニット
間の共振電流をも抑制する。
Further, in the present invention, a resonance suppressing resistor is inserted between the DC intermediate potential terminal and the DC intermediate potential bus of the single-phase inverter unit having the smoothing capacitor, and in addition to the resonance current between the multi-phase inverters, It also suppresses the resonance current between the single-phase inverter units.

【0013】また本発明では、単相インバータユニット
の直流正電位端子と直流正電位母線との間および単相イ
ンバータユニットの直流負電位端子と直流負電位母線と
の間の少なくとも一方にインダクタンスを挿入し、多相
インバータ間の共振周波数および、単相インバータユニ
ット間の共振周波数を適切に設定することによりPWM
のスイッチング周波数に一致しないようにする。
Further, according to the present invention, an inductance is inserted between at least one of the DC positive potential terminal and the DC positive potential bus of the single-phase inverter unit and between the DC negative potential terminal and the DC negative potential bus of the single-phase inverter unit. However, PWM is set by appropriately setting the resonance frequency between the multi-phase inverters and the resonance frequency between the single-phase inverter units.
Do not match the switching frequency of.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)図2は本発明を
用いた3レベルインバータ装置を示す略線図で、3レベ
ルコンバータ1aは、電源トランス2から供給される交
流電力を直流電力に変換し、直流リンク部3に供給す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG. 2 is a schematic diagram showing a three-level inverter device using the present invention. A three-level converter 1a converts AC power supplied from a power transformer 2 into DC power. And is supplied to the DC link unit 3.

【0015】3レベルインバータ1b〜1dは、それぞ
れ直流リンク部3の電力を交流に変換する。3レベルイ
ンバータ1bの交流出力端子は電動機4bに接続され
る。3レベルインバータ1cと1dは並列運転させるよ
う構成されていて、共に交流出力端子側が共通の電動機
4cに接続されている。
The three-level inverters 1b to 1d convert the electric power of the DC link unit 3 into AC. The AC output terminal of the three-level inverter 1b is connected to the electric motor 4b. The three-level inverters 1c and 1d are configured to be operated in parallel, and both AC output terminal sides are connected to the common electric motor 4c.

【0016】3レベルコンバータ1aおよび3レベルイ
ンバータ1b〜1dは、互いに同じ構造であり、正電位
直流端子と中間電位直流端子間および中間電位直流端子
と負電位直流端子間にそれぞれ平滑コンデンサ41a〜
41dと42a〜42dを有する。直流リンク部3には、
正電位母線P,中間電位母線C、および負電位母線Nを
備えている。
The three-level converter 1a and the three-level inverters 1b to 1d have the same structure, and the smoothing capacitors 41a to 41d are connected between the positive potential DC terminal and the intermediate potential DC terminal and between the intermediate potential DC terminal and the negative potential DC terminal, respectively.
41d and 42a to 42d. In the DC link unit 3,
A positive potential bus P, an intermediate potential bus C, and a negative potential bus N are provided.

【0017】正電位母線Pは、配線インダクタンス51a
〜51c、中間電位母線Cは、配線インダクタンス52a〜52
c、負電位母線Nは、配線インダクタンス53a〜53cをそ
れぞれ有する。3レベルコンバータ1aおよび3レベル
インバータ1b〜1dの直流中性点端子Tna〜Tndと直流
リンク部の中間電位母線Cとの間には、それぞれ共振抑
制抵抗6a〜6dが介装されている。
The positive potential bus P has a wiring inductance 51a.
~ 51c, the intermediate potential bus C, wiring inductance 52a ~ 52
The c and negative potential buses N have wiring inductances 53a to 53c, respectively. Resonance suppressing resistors 6a to 6d are respectively interposed between the DC neutral point terminals Tna to Tnd of the three-level converter 1a and the three-level inverters 1b to 1d and the intermediate potential bus C of the DC link section.

【0018】共振抑制抵抗6a〜6cの動作を図3を用
いて説明する。図3は、図2の3レベルコンバータ1a
と3レベルインバータ1bおよび直流リンク部3のみの
部分における共振経路を示す説明図である。
The operation of the resonance suppressing resistors 6a to 6c will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the three-level converter 1a of FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a resonance path in a portion including only the three-level inverter 1b and the DC link unit 3;

【0019】共振経路には2つの共振経路X,Yがあ
る。共振経路Xは平滑コンデンサ41a、配線インダク
タンス51a、平滑コンデンサ41b、共振抑制抵抗器
6b、配線インダクタンス52a、共振抑制抵抗器6a
を一巡する経路である。共振経路Yは平滑コンデンサ4
1a、配線インダクタンス51a、平滑コンデンサ41
b,42b、配線インダクタンス53a、平滑コンデン
サ42aを一巡する経路である。
There are two resonance paths X and Y in the resonance path. The resonance path X includes the smoothing capacitor 41a, the wiring inductance 51a, the smoothing capacitor 41b, the resonance suppressing resistor 6b, the wiring inductance 52a, and the resonance suppressing resistor 6a.
It is a route that goes around. The resonance path Y is the smoothing capacitor 4
1a, wiring inductance 51a, smoothing capacitor 41
b, 42b, the wiring inductance 53a, and the smoothing capacitor 42a.

【0020】平滑コンデンサ41a、41b、42a,
42bのそれぞれの静電容量をC、直流母線の配線イン
ダクタンス51a〜53aをそれぞれLb、共振抑制抵
抗器6a,6bの抵抗値をそれぞれRcとすると、共振
経路Xの共振角周波数ωxおよび共振経路Yの共振角周
波数ωyはそれぞれ下記(1)式および(2)式で表わせる。
Smoothing capacitors 41a, 41b, 42a,
When the capacitance of each of 42b is C, the wiring inductances 51a to 53a of the DC bus are Lb, and the resistance values of the resonance suppressing resistors 6a and 6b are Rc, respectively, the resonance angular frequency ωx of the resonance path X and the resonance path Y are shown. The resonance angular frequency ωy of can be expressed by the following equations (1) and (2), respectively.

【0021】[0021]

【数1】 [Equation 1]

【数2】 図3から明らかなように、共振抑制抵抗器6a、6bに
は共振経路Xの電流を抑制する効果がある。通常のイン
バータ装置において、共振抑制抵抗器6a、6bとして
適当な抵抗値は、数Ωから数十Ωである。
[Equation 2] As is clear from FIG. 3, the resonance suppression resistors 6a and 6b have an effect of suppressing the current in the resonance path X. In a normal inverter device, the resistance value suitable for the resonance suppressing resistors 6a and 6b is several Ω to several tens Ω.

【0022】図4は直流リンク部3の共振特性を示すグ
ラフである。実線は共振抑制抵抗器6a、6bが介装さ
れている場合、破線は介装されていない場合を示してい
る。共振抑制抵抗器6a、6bを介装することにより、
共振経路Xの電流を抑制することができるため、共振角
周波数ωx近辺での共振電流を低減できる。
FIG. 4 is a graph showing the resonance characteristic of the DC link unit 3. The solid line shows the case where the resonance suppression resistors 6a and 6b are provided, and the broken line shows the case where they are not provided. By interposing the resonance suppression resistors 6a and 6b,
Since the current on the resonance path X can be suppressed, the resonance current near the resonance angular frequency ωx can be reduced.

【0023】3レベルインバータ装置において、中間電
位母線Cには、直流リンク部3の直流正電圧と直流負電
圧のバランスを調整する電流成分のみが流れる。したが
って、共振抑制抵抗6a、6bを介装することによる損
失増加はわずかである。
In the three-level inverter device, only the current component for adjusting the balance between the DC positive voltage and the DC negative voltage of the DC link section 3 flows through the intermediate potential bus C. Therefore, the increase in loss due to the insertion of the resonance suppression resistors 6a and 6b is slight.

【0024】図3および図4は3レベルコンバータ1a
と3レベルインバータ1bの間の共振経路をについて説
明しているが、他の3レベルインバータ1cおよび1d
を考慮した場合には、4つの3レベルコンバータおよび
3レベルインバータ相互の共振経路を考慮する必要があ
るが、それぞれにおいての共振抑制の効果は同様であ
る。
3 and 4 show a three-level converter 1a.
Although the resonance path between the 3-level inverter 1b and the 3-level inverter 1b has been described, the other 3-level inverters 1c and 1d are described.
In consideration of the above, it is necessary to consider the resonance paths of the four three-level converters and the three-level inverters, but the effect of suppressing resonance in each is the same.

【0025】本実施形態は、3レベルコンバータ1また
は3レベルインバータ2のPWMスイッチング周波数が
ωxに近い値となる場合でも、直流リンク部での共振電
流が増大することを防止できるので、平滑コンデンサお
よび直流母線で発生する損失を低減でき、高効率で安定
した動作が得られるという効果がある。
In the present embodiment, even when the PWM switching frequency of the three-level converter 1 or the three-level inverter 2 becomes a value close to ωx, it is possible to prevent the resonance current in the DC link section from increasing, so that the smoothing capacitor and There is an effect that the loss generated in the DC bus can be reduced and a highly efficient and stable operation can be obtained.

【0026】(実施の形態2)図1は本発明を用いた第
2の3レベルインバータ装置を示す図である。図2との
差異は、3レベルコンバータ1aおよび3レベルインバ
ータ1b〜1dの直流正電位端子と直流リンク部の正電
位母線Pとの間に、それぞれ共振抑制リアクトル71a
〜71が介装され、3レベルコンバータ1aおよび3レ
ベルインバータ1b〜1dの直流負電位端子と直流リン
ク部の負電位母線Nとの間に、それぞれ共振抑制リアク
トル72a〜72dが介装されている点である。
(Embodiment 2) FIG. 1 is a diagram showing a second three-level inverter device using the present invention. The difference from FIG. 2 is that the resonance suppression reactor 71a is provided between the DC positive potential terminals of the three-level converter 1a and the three-level inverters 1b to 1d and the positive potential bus P of the DC link unit, respectively.
To 71, and resonance suppressing reactors 72a to 72d are respectively interposed between the DC negative potential terminals of the three-level converter 1a and the three-level inverters 1b to 1d and the negative potential bus N of the DC link unit. It is a point.

【0027】共振抑制抵抗6a〜6cおよび共振抑制リ
アクトル71a〜72cの動作を図5を用いて説明す
る。図5は、図1の3レベルコンバータ1aと3レベル
インバータ1bおよび直流リンク部3のみの部分におけ
る共振経路を示す説明図である。
The operation of the resonance suppressing resistors 6a to 6c and the resonance suppressing reactors 71a to 72c will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a resonance path in only the three-level converter 1a, the three-level inverter 1b, and the DC link unit 3 in FIG.

【0028】共振経路には2つの共振経路X,Yがあ
る。共振経路Xは平滑コンデンサ41a、共振抑制リア
クトル71a、配線インダクタンス51a、共振抑制リ
アクトル71b、平滑コンデンサ41b、共振抑制抵抗
器6b、配線インダクタンス52a、共振抑制抵抗器6
aを一巡する経路である。
There are two resonance paths X and Y in the resonance path. The resonance path X includes the smoothing capacitor 41a, the resonance suppressing reactor 71a, the wiring inductance 51a, the resonance suppressing reactor 71b, the smoothing capacitor 41b, the resonance suppressing resistor 6b, the wiring inductance 52a, and the resonance suppressing resistor 6.
It is a route that goes around a.

【0029】共振経路Yは平滑コンデンサ41a、共振
抑制リアクトル71a、配線インダクタンス51a、共
振抑制リアクトル71b、平滑コンデンサ41b,42
b、共振抑制リアクトル72b、配線インダクタンス5
3a、共振抑制リアクトル72a、平滑コンデンサ42
aを一巡する経路である。
The resonance path Y includes a smoothing capacitor 41a, a resonance suppressing reactor 71a, a wiring inductance 51a, a resonance suppressing reactor 71b, and smoothing capacitors 41b and 42.
b, resonance suppression reactor 72b, wiring inductance 5
3a, resonance suppression reactor 72a, smoothing capacitor 42
It is a route that goes around a.

【0030】平滑コンデンサ41a、41b、42a,
42bのそれぞれの静電容量をC、直流母線の配線イン
ダクタンス51a〜53aをそれぞれLb、共振抑制抵
抗器6a,6bの抵抗値をそれぞれRc、共振抑制リア
クトル71a〜72bのインダクタンスをLcとする
と、共振経路Xの共振角周波数ωxおよび共振経路Yの
共振角周波数ωyはそれぞれ下記(3)式および(4)式で表
わせる。
Smoothing capacitors 41a, 41b, 42a,
Let C be the capacitance of 42b, Lb be the DC bus wiring inductances 51a to 53a, Rc be the resistance values of the resonance suppression resistors 6a and 6b, and Lc be the resonance suppression reactors 71a to 72b. The resonance angular frequency ωx of the path X and the resonance angular frequency ωy of the resonance path Y can be expressed by the following expressions (3) and (4), respectively.

【0031】[0031]

【数3】 [Equation 3]

【数4】 図6は直流リンク部3の共振特性を示すグラフである。
実線は共振抑制抵抗器6a、6bおよび共振抑制リアク
トル71a〜72bが介装されている場合、破線は介装
されていない場合を示している。
[Equation 4] FIG. 6 is a graph showing the resonance characteristic of the DC link unit 3.
The solid line shows the case where the resonance suppression resistors 6a and 6b and the resonance suppression reactors 71a to 72b are installed, and the broken line shows the case where they are not installed.

【0032】共振抑制抵抗器6a、6bを介装すること
により、共振経路Xの電流を抑制することができるた
め、共振角周波数ωx近辺での共振電流を低減できる。
また、共振抑制リアクトル71a〜72bを介装するこ
とにより、共振経路Yの共振角周波数ωyを低下させる
ことができる。共振角周波数ωyは、共振抑制リアクト
ル7a,7bにより任意に設定できるので、3レベルコ
ンバータ1または3レベルインバータ2のPWMスイッ
チング周波数に一致しないように設定することにより、
直流リンク部における共振電流が増大しないようにす
る。
By interposing the resonance suppressing resistors 6a and 6b, the current in the resonance path X can be suppressed, so that the resonance current in the vicinity of the resonance angular frequency ωx can be reduced.
Further, the resonance angular frequency ωy of the resonance path Y can be reduced by interposing the resonance suppression reactors 71a to 72b. Since the resonance angular frequency ωy can be arbitrarily set by the resonance suppression reactors 7a and 7b, by setting it so as not to match the PWM switching frequency of the three-level converter 1 or the three-level inverter 2,
Make sure that the resonance current in the DC link does not increase.

【0033】3レベルインバータ装置において、中間電
位母線Cには、直流リンク部3の直流正電圧と直流負電
圧のバランスを調整する電流成分のみが流れる。したが
って、共振抑制抵抗6a、6bを介装することによる損
失増加はわずかである。
In the three-level inverter device, only the current component for adjusting the balance between the DC positive voltage and the DC negative voltage of the DC link section 3 flows through the intermediate potential bus C. Therefore, the increase in loss due to the insertion of the resonance suppression resistors 6a and 6b is slight.

【0034】図5および図6は3レベルコンバータ1a
と3レベルインバータ1bの間の共振経路をについて説
明しているが、他の3レベルインバータ1cおよび1d
を考慮した場合には、4つの3レベルコンバータおよび
3レベルインバータ相互の共振経路を考慮する必要があ
るが、それぞれにおいての共振抑制の効果は同様であ
る。
5 and 6 show a three-level converter 1a.
Although the resonance path between the 3-level inverter 1b and the 3-level inverter 1b has been described, the other 3-level inverters 1c and 1d are described.
In consideration of the above, it is necessary to consider the resonance paths of the four three-level converters and the three-level inverters, but the effect of suppressing resonance in each is the same.

【0035】上述した実施形態は、直流リンク部の共振
経路Xの共振電流を抑制するとともに共振経路Yの共振
周波数ωyを任意に設定することにより、共振周波数ωy
を3レベルコンバータ1または3レベルインバータ2の
PWMスイッチング周波数に一致しないようにし、直流
リンク部での共振電流が増大することを防止できるの
で、平滑コンデンサおよび直流母線で発生する損失を低
減でき、高効率で安定した動作が得られるという効果が
ある。
In the above-described embodiment, the resonance frequency ωy of the resonance path X of the DC link portion is suppressed and the resonance frequency ωy of the resonance path Y is arbitrarily set to obtain the resonance frequency ωy.
Is prevented from matching the PWM switching frequency of the three-level converter 1 or the three-level inverter 2 and the resonance current in the DC link section can be prevented from increasing, so that the loss generated in the smoothing capacitor and the DC bus can be reduced, There is an effect that stable operation can be obtained with efficiency.

【0036】(実施の形態3)図7は本発明を用いて第
3の3レベルインバータ装置を示す図である。図7にお
いて、1aは3レベルコンバータであり、電源トランス
2から供給される交流電力を直流電力に変換し。直流リ
ンク部3に供給する。直流を交流に変換する3レベルイ
ンバータ1b、1cは、それぞれはこの直流リンク部3
の直流電力を交流電力に変換し電動機4b、4cに供給
する。
(Third Embodiment) FIG. 7 is a diagram showing a third three-level inverter device using the present invention. In FIG. 7, reference numeral 1a is a three-level converter, which converts the AC power supplied from the power transformer 2 into DC power. Supply to the DC link unit 3. The three-level inverters 1b and 1c for converting direct current into alternating current have the direct current link unit 3 respectively.
DC power of the above is converted into AC power and supplied to the electric motors 4b and 4c.

【0037】直流リンク部3には、正電位母線P,中間
電位母線C、および負電位母線Nを備え、正電位母線P
には配線インダクタンス51a〜51c、中間電位母線Cには
配線インダクタンス52a〜52c、負電位母線Nには配線イ
ンダクタンス53a〜53cが存在する。
The DC link unit 3 is provided with a positive potential bus P, an intermediate potential bus C, and a negative potential bus N, and a positive potential bus P
Has wiring inductances 51a to 51c, intermediate potential bus bar C has wiring inductances 52a to 52c, and negative potential bus bar N has wiring inductances 53a to 53c.

【0038】3レベルコンバータ1aおよび3レベルイ
ンバータ1b、1cは互いに同じ構造であり、それぞれ
3つの単相インバータユニット11a〜13a、11b
〜13b、11c〜13cから構成される。単相インバ
ータユニット11a〜13cは互いに同様の構造であ
り、それぞれ正側の平滑コンデンサ41a〜43cと負
側の平滑コンデンサ44a〜46cを有する。さらに単
相インバータユニット11a〜13cは直流中性点端子
と2つの平滑コンデンサの相互接続点との間に、それぞ
れ共振抑制抵抗61a〜63cが介装されている。
The three-level converter 1a and the three-level inverters 1b and 1c have the same structure, and each has three single-phase inverter units 11a to 13a and 11b.
.About.13b, 11c to 13c. The single-phase inverter units 11a to 13c have the same structure as each other, and have positive side smoothing capacitors 41a to 43c and negative side smoothing capacitors 44a to 46c, respectively. Further, in the single-phase inverter units 11a to 13c, resonance suppression resistors 61a to 63c are respectively interposed between the DC neutral point terminal and the interconnection point of the two smoothing capacitors.

【0039】共振抑制抵抗61a〜63cの動作は、本
発明の第1実施形態における共振抑制抵抗6a〜6dと
同様であり、3レベルコンバータ1aと3レベルインバ
ータ1bおよび3レベルインバータ1cの相互間の共振
電流を抑制する。
The operation of the resonance suppressing resistors 61a to 63c is similar to that of the resonance suppressing resistors 6a to 6d in the first embodiment of the present invention, and is performed between the 3-level converter 1a, the 3-level inverter 1b and the 3-level inverter 1c. Suppress resonance current.

【0040】さらに共振抑制抵抗61a〜63aは3レ
ベルコンバータ1a内の単相インバータユニット11a
〜13a相互間の共振電流も抑制する。同様に共振抑制
抵抗61b〜63bは3レベルインバータ1b内の単相
インバータユニット11b〜13b相互間の共振電流も
抑制し、共振抑制抵抗61c〜63cは3レベルインバ
ータ1b内の単相インバータユニット11c〜13c相
互間の共振電流も抑制する。
Further, the resonance suppressing resistors 61a to 63a are the single-phase inverter unit 11a in the three-level converter 1a.
The resonance current between 13a to 13a is also suppressed. Similarly, the resonance suppression resistors 61b to 63b also suppress the resonance current between the single-phase inverter units 11b to 13b in the three-level inverter 1b, and the resonance suppression resistors 61c to 63c each include the single-phase inverter unit 11c in the three-level inverter 1b. The resonance current between 13c is also suppressed.

【0041】図7では各単相インバータユニット内に共
振抑制抵抗を実装しているが、共振抑制抵抗はユニット
外の接続部に実装しても効果は変わらない。
In FIG. 7, the resonance suppressing resistor is mounted in each single-phase inverter unit, but the effect is not changed even if the resonance suppressing resistor is mounted in the connecting portion outside the unit.

【0042】第2実施形態例と同様に、共振抑制リアク
トルを各単相インバータユニットの直流正電位端子また
は直流負電位端子に介装しても、同様の効果が得られ
る。
Similar to the second embodiment, the same effect can be obtained by interposing the resonance suppression reactor at the DC positive potential terminal or the DC negative potential terminal of each single-phase inverter unit.

【0043】この実施形態は、平滑コンデンサを有する
単相インバータユニットで構成される複数の多相インバ
ータにおいて、多相インバータ相互間の直流リンク部の
共振電流を抑制するとともに、多相インバータ内の単相
インバータユニット相互間の共振電流も抑制できるの
で、平滑コンデンサおよび直流母線で発生する損失を低
減でき、高効率で安定した動作が得られる。
In this embodiment, in a plurality of multi-phase inverters composed of a single-phase inverter unit having a smoothing capacitor, the resonance current of the DC link portion between the multi-phase inverters is suppressed, and the single-phase inverters in the multi-phase inverters are suppressed. Since the resonance current between the phase inverter units can also be suppressed, the loss generated in the smoothing capacitor and the DC bus can be reduced, and highly efficient and stable operation can be obtained.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、平
滑コンデンサおよび直流母線で発生する損失を低減で
き、その温度上昇を防止できるとともに、高効率で安定
した動作が得られる。
As described above, according to the present invention, the loss generated in the smoothing capacitor and the DC bus can be reduced, the temperature rise can be prevented, and highly efficient and stable operation can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第2実施形態の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the first embodiment of the present invention.

【図3】第1実施形態における共振経路を示す等価回路
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit showing a resonance path in the first embodiment.

【図4】共振特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing resonance characteristics.

【図5】第2実施形態における共振経路を示す等価回路
である。
FIG. 5 is an equivalent circuit showing a resonance path in the second embodiment.

【図6】共振特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing resonance characteristics.

【図7】第3実施形態の構成図を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration diagram of a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a…3レベルコンバータ、1b〜1d…3レベルイン
バータ、3…直流リンク部、41a〜46d…平滑コン
デンサ、51a〜53c…配線インダクタンス、6a〜
6d、61a〜63c…共振抑制抵抗器、71a〜72
d…共振抑制リアクトル。
1a ... 3-level converter, 1b-1d ... 3-level inverter, 3 ... DC link part, 41a-46d ... Smoothing capacitor, 51a-53c ... Wiring inductance, 6a-
6d, 61a to 63c ... Resonance suppressing resistors, 71a to 72
d ... Resonance suppressing reactor.

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Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正電位母線、負電位母線および中間電位
母線からなる直流リンク部と、前記正電位母線、負電位
母線および中間電位母線へそれぞれ接続される正電位直
流入力端子、負電位直流入力端子、および中間電位直流
入力端子、交流出力端子を備え、前記正電位直流入力端
子と中間電位直流端子間および中間電位直流入力端子と
負電位直流端子間にそれぞれ平滑コンデンサを有する複
数の多相インバータを備えた3レベルインバータ装置に
おいて、前記多相インバータの中間電位直流端子と前記
直流リンク部の中間電位母線との間に抵抗器を介装した
ことを特徴とする3レベルインバータ装置。
1. A direct current link unit comprising a positive potential bus, a negative potential bus and an intermediate potential bus, a positive potential DC input terminal and a negative potential DC input respectively connected to the positive potential bus, the negative potential bus and the intermediate potential bus. Terminals, an intermediate potential DC input terminal, an AC output terminal, and a plurality of multi-phase inverters having smoothing capacitors between the positive potential DC input terminal and the intermediate potential DC terminal and between the intermediate potential DC input terminal and the negative potential DC terminal, respectively. A three-level inverter device comprising: a multi-phase inverter, wherein a resistor is interposed between the intermediate-potential DC terminal of the multiphase inverter and the intermediate-potential bus bar of the DC link unit.
【請求項2】 正電位母線、負電位母線および中間電位
母線からなる直流リンク部と、前記正電位母線、負電位
母線および中間電位母線へそれぞれ接続される正電位直
流入力端子、負電位直流入力端子、および中間電位直流
入力端子、交流出力端子を備え、前記正電位直流入力端
子と中間電位直流端子間および中間電位直流入力端子と
負電位直流端子間にそれぞれ平滑コンデンサを有する複
数の多相インバータを備えた3レベルインバータ装置に
おいて、前記多相インバータの直流入力端子と前記直流
リンク部の母線との間にインダクタンスを介装したこと
を特徴とする3レベルインバータ装置。
2. A direct current link unit comprising a positive potential bus, a negative potential bus and an intermediate potential bus, and a positive potential DC input terminal and a negative potential DC input respectively connected to the positive potential bus, the negative potential bus and the intermediate potential bus. Terminals, an intermediate potential DC input terminal, an AC output terminal, and a plurality of multi-phase inverters having smoothing capacitors between the positive potential DC input terminal and the intermediate potential DC terminal and between the intermediate potential DC input terminal and the negative potential DC terminal, respectively. In a three-level inverter device including: a three-level inverter device, wherein an inductance is provided between a DC input terminal of the multi-phase inverter and a bus bar of the DC link unit.
【請求項3】 正電位母線、負電位母線および中間電位
母線からなる直流リンク部と、前記正電位母線、負電位
母線および中間電位母線へそれぞれ接続される正電位直
流入力端子、負電位直流入力端子、および中間電位直流
入力端子、交流出力端子を備え、前記正電位直流入力端
子と中間電位直流端子間および中間電位直流入力端子と
負電位直流端子間にそれぞれ平滑コンデンサを有する複
数の単相インバータユニットを備えた3レベルインバー
タ装置において、前記単相インバータユニットの中間電
位直流端子と前記直流リンク部の中間電位母線との間に
抵抗器を介装したことを特徴とする3レベルインバータ
装置。
3. A direct current link unit comprising a positive potential bus, a negative potential bus and an intermediate potential bus, and a positive potential DC input terminal and a negative potential DC input respectively connected to the positive potential bus, the negative potential bus and the intermediate potential bus. Terminals, an intermediate potential DC input terminal, an AC output terminal, and a plurality of single-phase inverters having smoothing capacitors between the positive potential DC input terminal and the intermediate potential DC terminal and between the intermediate potential DC input terminal and the negative potential DC terminal, respectively. A three-level inverter device including a unit, wherein a resistor is provided between the intermediate-potential DC terminal of the single-phase inverter unit and the intermediate-potential bus bar of the DC link section.
【請求項4】 正電位母線、負電位母線および中間電位
母線からなる直流リンク部と、前記正電位母線、負電位
母線および中間電位母線へそれぞれ接続される正電位直
流入力端子、負電位直流入力端子、および中間電位直流
入力端子、交流出力端子を備え、前記正電位直流入力端
子と中間電位直流端子間および中間電位直流入力端子と
負電位直流端子間にそれぞれ平滑コンデンサを有する複
数の単相インバータユニットを備えた3レベルインバー
タ装置において、前記単相インバータユニットの直流端
子と前記直流リンク部の母線との間にインダクタンスを
介装したことを特徴とする3レベルインバータ装置。
4. A direct current link unit comprising a positive potential bus, a negative potential bus and an intermediate potential bus, a positive potential DC input terminal and a negative potential DC input respectively connected to the positive potential bus, the negative potential bus and the intermediate potential bus. Terminals, an intermediate potential DC input terminal, an AC output terminal, and a plurality of single-phase inverters having smoothing capacitors between the positive potential DC input terminal and the intermediate potential DC terminal and between the intermediate potential DC input terminal and the negative potential DC terminal, respectively. A three-level inverter device including a unit, wherein an inductance is provided between a DC terminal of the single-phase inverter unit and a bus bar of the DC link unit.
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