JP2003324972A - 電力変換装置の絶縁構造 - Google Patents
電力変換装置の絶縁構造Info
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- JP2003324972A JP2003324972A JP2002124555A JP2002124555A JP2003324972A JP 2003324972 A JP2003324972 A JP 2003324972A JP 2002124555 A JP2002124555 A JP 2002124555A JP 2002124555 A JP2002124555 A JP 2002124555A JP 2003324972 A JP2003324972 A JP 2003324972A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電力変換装置の主回路電圧が高い場合でも、当
該電力変換装置とその収納ケースとの間の耐電圧を低下
させることで、装置の小形化を図ることにある。 【解決手段】整流器１１，１２とインバータ１５と、こ
れら両者の直流側同士を結合している直流主回路に接続
した平滑コンデンサ１３，１４と、これらを制御する各
制御回路と、で構成している電力変換装置を、導電性材
料で形成されている収納ケース１０に収納するが、該収
納ケース１０は大地から絶縁する。この収納ケース１０
に収納した前記電力変換装置の直流主回路の正極Ｐから
の電位と負極Ｎからの電位とが等しくなる直流中間電位
（Ｍ電位）点を定め、この直流中間電位点と収納ケース
１０とを接続すると共に、前記制御回路の基準電位を前
記直流中間電位に固定することで、電力変換装置と収納
ケース１０との間，および各機器相互間の耐電圧値の低
下を図る。
該電力変換装置とその収納ケースとの間の耐電圧を低下
させることで、装置の小形化を図ることにある。 【解決手段】整流器１１，１２とインバータ１５と、こ
れら両者の直流側同士を結合している直流主回路に接続
した平滑コンデンサ１３，１４と、これらを制御する各
制御回路と、で構成している電力変換装置を、導電性材
料で形成されている収納ケース１０に収納するが、該収
納ケース１０は大地から絶縁する。この収納ケース１０
に収納した前記電力変換装置の直流主回路の正極Ｐから
の電位と負極Ｎからの電位とが等しくなる直流中間電位
（Ｍ電位）点を定め、この直流中間電位点と収納ケース
１０とを接続すると共に、前記制御回路の基準電位を前
記直流中間電位に固定することで、電力変換装置と収納
ケース１０との間，および各機器相互間の耐電圧値の低
下を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高電圧での電力
変換を行う電力変換装置の絶縁を軽減する電力変換装置
の絶縁構造に関する。
変換を行う電力変換装置の絶縁を軽減する電力変換装置
の絶縁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は3.３kVの商用電源から供給される
三相交流電力を3.３kVの単相交流電力に変換する従来の
絶縁構造の電力変換装置における各部の絶縁耐圧を示し
た回路図である。この図２において、商用電源から２回
線の3.３kV三相交流電力が引き込まれ、整流器１１，１
２でこれらを直流電力に変換した後、平滑にする平滑コ
ンデンサ１３，１４でこの直流電力の脈動分を除去して
いる。この平滑された直流電力はインバータ１５で所望
の電圧と周波数の単相交流電力に変換されるのである
が、そのような制御のための各制御回路すなわち絶縁ト
ランス２１，制御電源２２，制御装置２３，パルス分配
回路２４，電圧監視回路２５および半導体駆動回路２６
と２７も、金属製の収納ケース１０に収納されている。
三相交流電力を3.３kVの単相交流電力に変換する従来の
絶縁構造の電力変換装置における各部の絶縁耐圧を示し
た回路図である。この図２において、商用電源から２回
線の3.３kV三相交流電力が引き込まれ、整流器１１，１
２でこれらを直流電力に変換した後、平滑にする平滑コ
ンデンサ１３，１４でこの直流電力の脈動分を除去して
いる。この平滑された直流電力はインバータ１５で所望
の電圧と周波数の単相交流電力に変換されるのである
が、そのような制御のための各制御回路すなわち絶縁ト
ランス２１，制御電源２２，制御装置２３，パルス分配
回路２４，電圧監視回路２５および半導体駆動回路２６
と２７も、金属製の収納ケース１０に収納されている。
【０００３】この収納ケース１０は接地されるのが通常
であるから、この収納ケース１０に収納される3.３kVの
主回路関連機器すなわち入力２側主回路導体と出力側主
回路導体，整流器１１と１２，インバータ１５等は、接
地電位にある収納ケース１０に対して１０kVの電圧に耐
える絶縁を施す必要があるし、主回路の各相間は3.５kV
の耐電圧が必要である。
であるから、この収納ケース１０に収納される3.３kVの
主回路関連機器すなわち入力２側主回路導体と出力側主
回路導体，整流器１１と１２，インバータ１５等は、接
地電位にある収納ケース１０に対して１０kVの電圧に耐
える絶縁を施す必要があるし、主回路の各相間は3.５kV
の耐電圧が必要である。
【０００４】また絶縁トランス２１，制御電源２２，制
御装置２３，パルス分配回路２４，電圧監視回路２５，
半導体駆動回路２６と２７は、それぞれの零ボルト端子
は浮遊電位となっていることから、これら各機器や回路
も収納ケース１０に対して耐電圧１０kVの絶縁を施すと
ともに、各機器相互間は２kVに耐える絶縁にしなけばな
らない。すなわち、図２において矢印付きの破線で耐電
圧を図示しているが、Ａは矢印間の耐電圧が１０kVであ
ることを示し、Ｂは矢印間の耐電圧が3.５kV、Ｃは矢印
間の耐電圧が２kVで、Ｄは矢印間の耐電圧が2.５kVであ
ることをそれぞれが示している。
御装置２３，パルス分配回路２４，電圧監視回路２５，
半導体駆動回路２６と２７は、それぞれの零ボルト端子
は浮遊電位となっていることから、これら各機器や回路
も収納ケース１０に対して耐電圧１０kVの絶縁を施すと
ともに、各機器相互間は２kVに耐える絶縁にしなけばな
らない。すなわち、図２において矢印付きの破線で耐電
圧を図示しているが、Ａは矢印間の耐電圧が１０kVであ
ることを示し、Ｂは矢印間の耐電圧が3.５kV、Ｃは矢印
間の耐電圧が２kVで、Ｄは矢印間の耐電圧が2.５kVであ
ることをそれぞれが示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、接地
電位にある収納ケース１０に収納している主回路電圧が
3.３kVの各機器とその制御回路は、収納ケース１０に対
して耐電圧１０kVの絶縁を施さなければならないので、
例えば絶縁碍子を使用することになるし、各機器相互間
や相間の耐電圧も２kVあるいは3.５kVの値が要求され
る。それ故、これらの耐電圧に対応した絶縁を施すため
に広いスペースが必要になることから、収納ケース１０
の外形寸法も大きくなり、装置の実装密度が低下して大
形で高価な電力変換装置になってしまう不具合があっ
た。
電位にある収納ケース１０に収納している主回路電圧が
3.３kVの各機器とその制御回路は、収納ケース１０に対
して耐電圧１０kVの絶縁を施さなければならないので、
例えば絶縁碍子を使用することになるし、各機器相互間
や相間の耐電圧も２kVあるいは3.５kVの値が要求され
る。それ故、これらの耐電圧に対応した絶縁を施すため
に広いスペースが必要になることから、収納ケース１０
の外形寸法も大きくなり、装置の実装密度が低下して大
形で高価な電力変換装置になってしまう不具合があっ
た。
【０００６】そこでこの発明の目的は、電力変換装置の
主回路電圧が高い場合でも、当該電力変換装置とこれを
収納する収納ケースとの間の耐電圧を低下させること
で、装置の小形化を図ることにある。
主回路電圧が高い場合でも、当該電力変換装置とこれを
収納する収納ケースとの間の耐電圧を低下させること
で、装置の小形化を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、この発明の電力変換装置の絶縁構造は、第１電力
変換器と、第２電力変換器と、これら両電力変換器の直
流側同士を結合している直流主回路に接続した平滑コン
デンサと、これらを制御する制御回路と、で構成してい
る電力変換装置において、導電性材料で形成されている
収納ケースを大地から絶縁し、この収納ケースに前記電
力変換装置を絶縁して収納し、当該電力変換装置の前記
直流主回路の正極からの電位と負極からの電位とが等し
くなる直流中間電位点を定め、この直流中間電位点と前
記収納ケースとを接続するものとする。
めに、この発明の電力変換装置の絶縁構造は、第１電力
変換器と、第２電力変換器と、これら両電力変換器の直
流側同士を結合している直流主回路に接続した平滑コン
デンサと、これらを制御する制御回路と、で構成してい
る電力変換装置において、導電性材料で形成されている
収納ケースを大地から絶縁し、この収納ケースに前記電
力変換装置を絶縁して収納し、当該電力変換装置の前記
直流主回路の正極からの電位と負極からの電位とが等し
くなる直流中間電位点を定め、この直流中間電位点と前
記収納ケースとを接続するものとする。
【０００８】または、導電性材料で形成されている収納
ケースを大地から絶縁し、この収納ケースに前記電力変
換装置を絶縁して収納し、当該電力変換装置の前記直流
主回路の正極からの電位と負極からの電位とが等しくな
る直流中間電位点を定め、この直流中間電位点と前記収
納ケースとを接続し、前記制御回路の基準電位を前記直
流中間電位に固定するものとする。
ケースを大地から絶縁し、この収納ケースに前記電力変
換装置を絶縁して収納し、当該電力変換装置の前記直流
主回路の正極からの電位と負極からの電位とが等しくな
る直流中間電位点を定め、この直流中間電位点と前記収
納ケースとを接続し、前記制御回路の基準電位を前記直
流中間電位に固定するものとする。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を表した回
路図である。この図１において、電力変換装置の直流主
回路，すなわち整流器１１と１２の直流側とインバータ
１５の直流側とを結合している正極Ｐからの電位と負極
Ｎからの電位とが等しくなる直流中間電位点（以下では
この点の電位をＭ電位と称する）を設け、このＭ電位点
と収納ケース１０とを接続する。その結果、交流主回路
導体と大地との間，および収納ケース１０と大地との間
は１０kVの耐電圧が必要となるが、直流主回路導体と収
納ケース１０との間は2.５kVの耐電圧，交流主回路の各
相間は3.５kVの耐電圧で十分となる。
路図である。この図１において、電力変換装置の直流主
回路，すなわち整流器１１と１２の直流側とインバータ
１５の直流側とを結合している正極Ｐからの電位と負極
Ｎからの電位とが等しくなる直流中間電位点（以下では
この点の電位をＭ電位と称する）を設け、このＭ電位点
と収納ケース１０とを接続する。その結果、交流主回路
導体と大地との間，および収納ケース１０と大地との間
は１０kVの耐電圧が必要となるが、直流主回路導体と収
納ケース１０との間は2.５kVの耐電圧，交流主回路の各
相間は3.５kVの耐電圧で十分となる。
【００１０】更に各制御回路を構成している制御電源２
２，制御装置２３，パルス分配回路２４，電圧監視回路
２５および半導体駆動回路２６と２７の基準電位である
零ボルトをこのＭ電位に固定して共通電位とする。その
結果、これら各制御回路と収納ケース１０との間の耐電
圧は0.５kVに低下させることができるし、各機器相互間
の耐電圧も0.５kVに低下できる。すなわち図１におい
て、矢印付きの破線はＡが矢印間の耐電圧１０kVを示
し、Ｂは矢印間の耐電圧が3.５kVを、Ｄは矢印間の耐電
圧が2.５kVで、Ｅは矢印間の耐電圧が0.５kVであること
をそれぞれが示している。
２，制御装置２３，パルス分配回路２４，電圧監視回路
２５および半導体駆動回路２６と２７の基準電位である
零ボルトをこのＭ電位に固定して共通電位とする。その
結果、これら各制御回路と収納ケース１０との間の耐電
圧は0.５kVに低下させることができるし、各機器相互間
の耐電圧も0.５kVに低下できる。すなわち図１におい
て、矢印付きの破線はＡが矢印間の耐電圧１０kVを示
し、Ｂは矢印間の耐電圧が3.５kVを、Ｄは矢印間の耐電
圧が2.５kVで、Ｅは矢印間の耐電圧が0.５kVであること
をそれぞれが示している。
【００１１】
【発明の効果】この発明によれば、従来は高電圧電力変
換装置とその制御回路を収納する収納ケースを接地して
いたので、当該収納ケース１０とその収納機器との間の
耐電圧が高くなり、そのために大きな絶縁距離を確保す
る必要があって装置が大形化する不具合があったが、本
発明では電力変換装置の直流主回路の正極Ｐからの電位
と負極Ｎからの電位とが等しくなるＭ電位点（直流中間
電位点）を設け、このＭ電位点と収納ケースとを接続す
る。更に各制御回路の基準電位をこのＭ電位に固定する
ことで、収納ケースとこれに収納される各機器との間の
耐電圧を従来よりも低下させることができて、絶縁が簡
略化されると共に、装置が小形化できる効果も得られ
る。
換装置とその制御回路を収納する収納ケースを接地して
いたので、当該収納ケース１０とその収納機器との間の
耐電圧が高くなり、そのために大きな絶縁距離を確保す
る必要があって装置が大形化する不具合があったが、本
発明では電力変換装置の直流主回路の正極Ｐからの電位
と負極Ｎからの電位とが等しくなるＭ電位点（直流中間
電位点）を設け、このＭ電位点と収納ケースとを接続す
る。更に各制御回路の基準電位をこのＭ電位に固定する
ことで、収納ケースとこれに収納される各機器との間の
耐電圧を従来よりも低下させることができて、絶縁が簡
略化されると共に、装置が小形化できる効果も得られ
る。
【図１】本発明の実施例を表した回路図
【図２】3.３kVの商用電源から供給される三相交流電力
を3.３kVの単相交流電力に変換する従来の絶縁構造の電
力変換装置における各部の絶縁耐圧を示した回路図
を3.３kVの単相交流電力に変換する従来の絶縁構造の電
力変換装置における各部の絶縁耐圧を示した回路図
１０ 収納ケース
１１，１２ 整流器
１３，１４ 平滑コンデンサ
１５ インバータ
２１ 絶縁トランス
２２ 制御電源
２３ 制御装置
２４ パルス分配回路
２５ 電圧監視回路
２６，２７ 半導体駆動回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H006 AA00 BB00 CA01 CA07 CA12
CA13 CC01 CC03 DC05 HA05
5H007 AA06 CA01 CB04 CB05 CC04
CC06 CC13 DA06 DB01 DC05
EA02 HA03
Claims (2)
- 【請求項１】第１電力変換器と、第２電力変換器と、こ
れら両電力変換器の直流側同士を結合している直流主回
路に接続した平滑コンデンサと、これらを制御する制御
回路と、で構成している電力変換装置において、 導電性材料で形成されている収納ケースを大地から絶縁
し、この収納ケースに前記電力変換装置を絶縁して収納
し、当該電力変換装置の前記直流主回路の正極からの電
位と負極からの電位とが等しくなる直流中間電位点を定
め、この直流中間電位点と前記収納ケースとを接続する
ことを特徴とする電力変換装置の絶縁構造。 - 【請求項２】第１電力変換器と、第２電力変換器と、こ
れら両電力変換器の直流側同士を結合している直流主回
路に接続した平滑コンデンサと、これらを制御する制御
回路と、で構成している電力変換装置において、 導電性材料で形成されている収納ケースを大地から絶縁
し、この収納ケースに前記電力変換装置を絶縁して収納
し、当該電力変換装置の前記直流主回路の正極からの電
位と負極からの電位とが等しくなる直流中間電位点を定
め、この直流中間電位点と前記収納ケースとを接続し、
前記各制御回路の基準電位を前記直流中間電位に固定す
ることを特徴とする電力変換装置の絶縁構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002124555A JP2003324972A (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 電力変換装置の絶縁構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002124555A JP2003324972A (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 電力変換装置の絶縁構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003324972A true JP2003324972A (ja) | 2003-11-14 |
Family
ID=29539566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002124555A Pending JP2003324972A (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 電力変換装置の絶縁構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003324972A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009081976A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP2010063284A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 電力変換装置及び電力変換システム |
| JP2010268680A (ja) * | 2010-07-08 | 2010-11-25 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| WO2013080383A1 (ja) | 2011-12-02 | 2013-06-06 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| EP4216417A1 (en) * | 2022-01-20 | 2023-07-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Gate drive grounding scheme in motor drive systems for wide input dc link voltage |
-
2002
- 2002-04-25 JP JP2002124555A patent/JP2003324972A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009081976A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP2010063284A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 電力変換装置及び電力変換システム |
| JP2010268680A (ja) * | 2010-07-08 | 2010-11-25 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| WO2013080383A1 (ja) | 2011-12-02 | 2013-06-06 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| JP5642294B2 (ja) * | 2011-12-02 | 2014-12-17 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| EP2787625A4 (en) * | 2011-12-02 | 2016-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | POWER CONVERTER |
| EP4216417A1 (en) * | 2022-01-20 | 2023-07-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Gate drive grounding scheme in motor drive systems for wide input dc link voltage |
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