JP2008283755A - Surge suppression circuit and inverter driving motor system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To get surge suppression effect to zero-phase components while reducing a leakage current. <P>SOLUTION: A surge suppressing circuit 16 is provided with resistors RN1-RN3 and capacitors CN1-CN3, and one end of a series circuit consisting of these resistors RN1-RN3 and capacitors CN1-CN3 is connected to each phase of a motor receiving end T2, and also the other end of this series circuit is connected to the neutral point V<SB>M</SB>of DC voltage of an inverter 13. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はサージ抑制回路およびインバータ駆動モータシステムに関し、特に、スイッチング素子にて出力電圧波形を制御し、ケーブルを介してモータに電力を供給するインバータにおけるサージ電圧の抑制方法に適用して好適なものである。   The present invention relates to a surge suppression circuit and an inverter drive motor system, and particularly suitable for a surge voltage suppression method in an inverter that controls an output voltage waveform with a switching element and supplies power to a motor via a cable. It is.

インバータ駆動モータシステムでは、インバータに設けられたスイッチング素子にて出力電圧波形を制御し、ケーブルを介してモータに電力を供給することが行われている。
図4は、従来のインバータ駆動モータシステムの概略構成を示す図である。
図4において、インバータ13の入力側は、コンバータ12およびトランス11を順次介して商用電源に接続され、インバータ13の出力側は、ケーブル14を介してモータ15に接続されている。
In an inverter drive motor system, an output voltage waveform is controlled by a switching element provided in the inverter, and electric power is supplied to the motor via a cable.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional inverter drive motor system.
In FIG. 4, the input side of the inverter 13 is connected to a commercial power source via the converter 12 and the transformer 11 in sequence, and the output side of the inverter 13 is connected to the motor 15 via the cable 14.

ここで、コンバータ12には、スイッチング素子S11〜S22およびダイオードD11〜S28が設けられている。そして、スイッチング素子S11〜S22は、ダイオードD11〜S22がそれぞれ逆並列接続されるとともに、スイッチング素子S11〜S14は互いに直列接続され、スイッチング素子S15〜S18は互いに直列接続され、スイッチング素子S19〜S22は互いに直列接続されている。   Here, the converter 12 is provided with switching elements S11 to S22 and diodes D11 to S28. In the switching elements S11 to S22, the diodes D11 to S22 are connected in antiparallel, the switching elements S11 to S14 are connected in series, the switching elements S15 to S18 are connected in series, and the switching elements S19 to S22 are They are connected in series with each other.

そして、直列接続されたスイッチング素子S11〜S14と、直列接続されたスイッチング素子S15〜S18と、直列接続されたスイッチング素子S19〜S22とは互いに並列接続されている。
また、ダイオードD23、D24は互いに直列接続され、直列接続されたダイオードD23、D24は、直列接続されたスイッチング素子S12、S13に逆並列接続されている。また、ダイオードD25、D26は互いに直列接続され、直列接続されたダイオードD25、D26は、直列接続されたスイッチング素子S16、S17に逆並列接続されている。さらに、ダイオードD27、D28は互いに直列接続され、直列接続されたダイオードD27、D28は、直列接続されたスイッチング素子S20、S21に逆並列接続されている。
The switching elements S11 to S14 connected in series, the switching elements S15 to S18 connected in series, and the switching elements S19 to S22 connected in series are connected in parallel to each other.
The diodes D23 and D24 are connected in series with each other, and the diodes D23 and D24 connected in series are connected in reverse parallel to the switching elements S12 and S13 connected in series. The diodes D25 and D26 are connected in series with each other, and the diodes D25 and D26 connected in series are connected in reverse parallel to the switching elements S16 and S17 connected in series. Furthermore, the diodes D27 and D28 are connected in series with each other, and the diodes D27 and D28 connected in series are connected in reverse parallel to the switching elements S20 and S21 connected in series.

そして、スイッチング素子S12、S13の接続点、スイッチング素子S16、S17の接続点およびスイッチング素子S20、S21の接続点は、トランス11を介して商用電源の各相にそれぞれ接続されている。
すなわち、コンバータ12において、スイッチング素子S11〜S14およびダイオードD11〜D14にて1相分を受け持つことができ、スイッチング素子S15〜S18およびダイオードD15〜D18にて他の1相分を受け持つことができ、スイッチング素子S19〜S22およびダイオードD19〜D22にてさらに他の1相分を受け持つことができる。
The connection points of the switching elements S12 and S13, the connection points of the switching elements S16 and S17, and the connection points of the switching elements S20 and S21 are connected to each phase of the commercial power supply via the transformer 11, respectively.
That is, in converter 12, switching elements S11-S14 and diodes D11-D14 can handle one phase, and switching elements S15-S18 and diodes D15-D18 can handle another phase. The switching elements S19 to S22 and the diodes D19 to D22 can further handle another one phase.

また、インバータ13には、スイッチング素子S51〜S62およびダイオードD51〜D68が設けられている。そして、スイッチング素子S51〜S62は、ダイオードD51〜S62がそれぞれ逆並列接続されるとともに、スイッチング素子S51〜S54は互いに直列接続され、スイッチング素子S55〜S58は互いに直列接続され、スイッチング素子S59〜S62は互いに直列接続されている。
そして、直列接続されたスイッチング素子S51〜S54と、直列接続されたスイッチング素子S55〜S58と、直列接続されたスイッチング素子S59〜S62とは互いに並列接続されている。
The inverter 13 is provided with switching elements S51 to S62 and diodes D51 to D68. In the switching elements S51 to S62, the diodes D51 to S62 are connected in antiparallel, the switching elements S51 to S54 are connected in series, the switching elements S55 to S58 are connected in series, and the switching elements S59 to S62 are They are connected in series with each other.
The switching elements S51 to S54 connected in series, the switching elements S55 to S58 connected in series, and the switching elements S59 to S62 connected in series are connected in parallel to each other.

また、ダイオードD63、D64は互いに直列接続され、直列接続されたダイオードD63、D64は、直列接続されたスイッチング素子S62、S63に逆並列接続されている。また、ダイオードD65、D66は互いに直列接続され、直列接続されたダイオードD65、D66は、直列接続されたスイッチング素子S56、S57に逆並列接続されている。さらに、ダイオードD67、D68は互いに直列接続され、直列接続されたダイオードD67、D68は、直列接続されたスイッチング素子S60、S61に逆並列接続されている。   The diodes D63 and D64 are connected in series to each other, and the diodes D63 and D64 connected in series are connected in reverse parallel to the switching elements S62 and S63 connected in series. The diodes D65 and D66 are connected in series with each other, and the diodes D65 and D66 connected in series are connected in reverse parallel to the switching elements S56 and S57 connected in series. Furthermore, the diodes D67 and D68 are connected in series with each other, and the diodes D67 and D68 connected in series are connected in reverse parallel to the switching elements S60 and S61 connected in series.

そして、スイッチング素子S52、S53の接続点、スイッチング素子S56、S57の接続点およびスイッチング素子S60、S61の接続点は、ケーブル14を介してモータ15の各相にそれぞれ接続されている。
すなわち、インバータ13において、スイッチング素子S51〜S54およびダイオードD51〜D54にて1相分を受け持つことができ、スイッチング素子S55〜S58およびダイオードD55〜D58にて他の1相分を受け持つことができ、スイッチング素子S59〜S62およびダイオードD59〜D62にてさらに他の1相分を受け持つことができる。
The connection points of the switching elements S52 and S53, the connection points of the switching elements S56 and S57, and the connection points of the switching elements S60 and S61 are connected to the respective phases of the motor 15 via the cable 14.
That is, in the inverter 13, the switching elements S51 to S54 and the diodes D51 to D54 can take charge of one phase, and the switching elements S55 to S58 and the diodes D55 to D58 can take charge of the other phase. The switching elements S59 to S62 and the diodes D59 to D62 can further handle another one phase.

また、直流コンデンサC1、C2は互いに直列接続され、直列接続された直流コンデンサC1、C2の両端は、直列接続されたスイッチング素子S15〜S18の両端にそれぞれ接続されるとともに、直列接続されたスイッチング素子S55〜S58の両端にそれぞれ接続されている。
また、直列接続されたダイオードD23、D24の接続点、直列接続されたダイオードD25、D26の接続点、直列接続されたダイオードD27、D28の接続点は直流コンデンサC1、C2の接続点に接続されるとともに、直列接続されたダイオードD63、D64の接続点、直列接続されたダイオードD65、D66の接続点、直列接続されたダイオードD67、D68の接続点は直流コンデンサC1、C2の接続点に接続されている。
The DC capacitors C1 and C2 are connected in series, and both ends of the DC capacitors C1 and C2 connected in series are respectively connected to both ends of the switching elements S15 to S18 connected in series, and the switching elements connected in series. Connected to both ends of S55 to S58, respectively.
Further, the connection point of the diodes D23 and D24 connected in series, the connection point of the diodes D25 and D26 connected in series, and the connection point of the diodes D27 and D28 connected in series are connected to the connection point of the DC capacitors C1 and C2. In addition, the connection point of the diodes D63 and D64 connected in series, the connection point of the diodes D65 and D66 connected in series, and the connection point of the diodes D67 and D68 connected in series are connected to the connection point of the DC capacitors C1 and C2. Yes.

そして、インバータ13の1相分を例にとって説明すると、例えば、スイッチング素子S51、S52をオンすることで正の直流電圧を出力することができ、スイッチング素子S52、S53をオンすることで零電圧を出力することができ、スイッチング素子S53、S54をオンすることで負の直流電圧を出力することができ、各相ごとに3レベルの電圧を出力する3レベルインバータとして動作させることができる。   For example, one phase of the inverter 13 is described. For example, a positive DC voltage can be output by turning on the switching elements S51 and S52, and a zero voltage can be obtained by turning on the switching elements S52 and S53. A negative DC voltage can be output by turning on the switching elements S53 and S54, and it can be operated as a three-level inverter that outputs a three-level voltage for each phase.

そして、3レベルインバータにおいて、コンバータ12にて整流された直流電圧=2Vdは、同容量の直流コンデンサC1、C2にてVdに分圧される。
ここで、インバータ駆動モータシステムにおいて、インバータ13のスイッチング素子S11〜S22は、数kHz〜十数kHzの周波数でオン/オフされ、インバータ出力端T1の電圧は立ち上がりと立ち下がりが急峻なパルス電圧となる。また、モータ15のインピーダンスはケーブル14のインピーダンスに比べて極めて大きい。
In the three-level inverter, the DC voltage = 2Vd rectified by the converter 12 is divided into Vd by the DC capacitors C1 and C2 having the same capacity.
Here, in the inverter drive motor system, the switching elements S11 to S22 of the inverter 13 are turned on / off at a frequency of several kHz to several tens of kHz, and the voltage at the inverter output terminal T1 is a pulse voltage with a steep rise and fall. Become. Further, the impedance of the motor 15 is extremely large compared to the impedance of the cable 14.

このため、インバータ駆動モータシステムでは、インバータ13からモータ15に電力が供給されると、モータ受電端T2で電圧が反射し、インバータ出力端T1の約2倍の電圧がサージ電圧として印加される。
このサージ電圧は、モータ15の線間や対地間の絶縁破壊を引き起こしたり、部分放電による電動機巻線の絶縁部の寿命を低下させたりする原因となる。このようなサージ電圧を抑制する方法として、サージ抑制回路をモータ受電端T2に接続する方法がある(特許文献1)。
For this reason, in the inverter drive motor system, when electric power is supplied from the inverter 13 to the motor 15, the voltage is reflected at the motor power receiving end T2, and a voltage about twice that of the inverter output end T1 is applied as a surge voltage.
This surge voltage causes insulation breakdown between the lines of the motor 15 and between the ground and the life of the insulating part of the motor winding due to partial discharge. As a method of suppressing such a surge voltage, there is a method of connecting a surge suppression circuit to the motor receiving end T2 (Patent Document 1).

図5は、従来のサージ抑制回路が適用されるインバータ駆動モータシステムの概略構成を示す図である。
図5において、サージ抑制回路16には、抵抗RN1〜RN3およびコンデンサCN1〜CN3が設けられている。そして、抵抗RN1とコンデンサCN1は互いに直列接続され、抵抗RN2とコンデンサCN2は互いに直列接続され、抵抗RN3とコンデンサCN3は互いに直列接続されている。そして、これらの抵抗RN1〜RN3およびコンデンサCN1〜CN3からなる直列回路の一端は、モータ受電端T2の各相にそれぞれ接続されるとともに、これらの直列回路の他端は共通に接続されている。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an inverter drive motor system to which a conventional surge suppression circuit is applied.
In FIG. 5, the surge suppression circuit 16 is provided with resistors RN1 to RN3 and capacitors CN1 to CN3. The resistor RN1 and the capacitor CN1 are connected in series, the resistor RN2 and the capacitor CN2 are connected in series, and the resistor RN3 and the capacitor CN3 are connected in series. One end of a series circuit composed of these resistors RN1 to RN3 and capacitors CN1 to CN3 is connected to each phase of the motor receiving end T2, and the other ends of these series circuits are connected in common.

そして、サージ抑制回路16の抵抗RN1〜RN3の値をケーブル14のインピーダンスと同程度の値に設定することにより、モータ受電端T2でのインピーダンス不整合による反射を低減し、サージ電圧を抑制することができる。
ここで、所定の基準電位に対して3相電圧を表すと、3相電圧の瞬時値を加算した値に1/3の係数を乗じた第1の成分と、3相電圧の瞬時値から第1の成分を減算した第2の成分に3相電圧を分離することができる。
Then, by setting the values of the resistors RN1 to RN3 of the surge suppression circuit 16 to the same value as the impedance of the cable 14, reflection due to impedance mismatch at the motor receiving end T2 is reduced, and the surge voltage is suppressed. Can do.
Here, when the three-phase voltage is expressed with respect to the predetermined reference potential, the first component obtained by multiplying the value obtained by adding the instantaneous value of the three-phase voltage by a coefficient of 1/3 and the instantaneous value of the three-phase voltage are calculated. The three-phase voltage can be separated into a second component obtained by subtracting one component.

この第1の成分は零相成分と呼ばれ、3相3線式では、回路の浮遊容量などを介して流れる漏れ電流の原因となる電圧成分である。第2の成分の3相電圧は対称成分と呼ばれ、その瞬時値を加算するとゼロになる。
例えば、対地に対する3相のサージ電圧を加算してもゼロにはならないので、サージ電圧には零相成分が含まれている。
This first component is called a zero-phase component, and in the three-phase three-wire system, it is a voltage component that causes a leakage current that flows through the stray capacitance of the circuit. The three-phase voltage of the second component is called a symmetric component, and becomes zero when the instantaneous values are added.
For example, even if a three-phase surge voltage with respect to the ground is added, it does not become zero, so the surge voltage includes a zero-phase component.

また、特許文献2には、線間の交流的短絡によるスイッチング素子の電流増加がなく、線間の共振及び中性点の共振もなく、高周波ノイズを低減するとともに、モータ等の電気機器の漏洩電流を低減するフィルタを構成するために、コモンモードチョークコイルと電気機器間の各線にコンデンサと抵抗の直列接続体の一方を接続し、その直列接続体の他端を共通接続し、共通接続された直列接続体の他端を交流電源より高い周波数成分に対して接地と同等の電位を持つ仮想接地電位部に接続する方法が開示されている。
特開平11−262245号公報 特開2001−69762号公報
Further, Patent Document 2 does not increase the current of the switching element due to an AC short circuit between lines, does not cause resonance between lines and resonance at a neutral point, reduces high frequency noise, and leaks of electric equipment such as a motor. To configure a filter that reduces current, connect one line of a series connection of a capacitor and a resistor to each line between the common mode choke coil and the electrical equipment, and connect the other end of the series connection together in common. A method of connecting the other end of the serial connection body to a virtual ground potential portion having a potential equivalent to ground with respect to a frequency component higher than that of the AC power supply is disclosed.
JP-A-11-262245 JP 2001-69762 A

しかしながら、図5のサージ抑制回路16では、そこに流れる3相電流の瞬時値を加算するとゼロになるので、サージ電圧の零相成分にはサージの抑制がなく、サージ電圧の対称成分にしかサージを抑制することができないという問題があった。
ここで、零相成分に対するサージの抑制効果が得られるようにするために、図6に示すように、抵抗RN1〜RN3およびコンデンサCN1〜CN3からなる直列回路の他端を接地する方法が考えられる。
However, in the surge suppression circuit 16 of FIG. 5, since the instantaneous value of the three-phase current flowing therethrough is zero, there is no surge suppression in the zero-phase component of the surge voltage, and only the symmetrical component of the surge voltage There was a problem that it could not be suppressed.
Here, in order to obtain the surge suppression effect for the zero-phase component, a method of grounding the other end of the series circuit including resistors RN1 to RN3 and capacitors CN1 to CN3 as shown in FIG. .

ただし、この図6の方法では、サージ抑制回路16を通った漏れ電流Ireakageは全て対地に流れ、漏れ電流Ireakageが増大するという問題がある。
また、共通接続された直列接続体の他端を接続するために、交流電源より高い周波数成分に対して接地と同等の電位を持つ仮想接地電位部を設ける必要があり、仮想接地電位部がない場合には適用できないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、漏れ電流を低減しつつ、零相成分に対するサージの抑制効果を得ることが可能なサージ抑制回路およびインバータ駆動モータシステムを提供することである。
However, the method of FIG. 6 has a problem in that all the leakage current I reakage that has passed through the surge suppression circuit 16 flows to the ground, and the leakage current I reakage increases.
Moreover, in order to connect the other end of the series connection body connected in common, it is necessary to provide a virtual ground potential portion having a potential equivalent to the ground with respect to a frequency component higher than the AC power supply, and there is no virtual ground potential portion. In some cases, it was not applicable.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a surge suppression circuit and an inverter drive motor system capable of obtaining a surge suppression effect against a zero-phase component while reducing leakage current.

上述した課題を解決するために、請求項1記載のサージ抑制回路によれば、多レベルインバータからケーブルを介して電力を供給されるモータの受電端に接続されるサージ抑制回路において、前記サージ抑制回路は、前記モータの受電端でのインピーダンス不整合による反射が低減されるように値が設定された第1の抵抗と第1のコンデンサとが直列接続された直列回路を備え、前記直列回路の一端は前記モータの受電端に接続されるとともに、前記直列回路の他端は前記多レベルインバータの直流電圧の中性点に接続されることを特徴とする。
また、請求項2記載のサージ抑制回路によれば、前記直列回路に直列接続され、零相成分についてのインピーダンス整合がとられるように値が設定された第2の抵抗または第2のコンデンサをさらに備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, according to the surge suppression circuit according to claim 1, in the surge suppression circuit connected to the power receiving end of the motor supplied with power from the multi-level inverter via a cable, the surge suppression circuit The circuit includes a series circuit in which a first resistor having a value set so that reflection due to impedance mismatch at the power receiving end of the motor is reduced and a first capacitor are connected in series, One end is connected to the power receiving end of the motor, and the other end of the series circuit is connected to a neutral point of the DC voltage of the multilevel inverter.
The surge suppression circuit according to claim 2 further includes a second resistor or a second capacitor connected in series to the series circuit and having a value set so as to obtain impedance matching for the zero-phase component. It is characterized by providing.

また、請求項3記載のインバータ駆動モータシステムによれば、モータに電力を供給する多レベルインバータと、前記モータと前記多レベルインバータとを接続するケーブルと、前記モータの受電端に接続されたサージ抑制回路とを備え、前記サージ抑制回路は、前記モータの受電端でのインピーダンス不整合による反射が低減されるように値が設定された第1の抵抗と第1のコンデンサとが直列接続された直列回路を備え、前記直列回路の一端は前記モータの受電端に接続されるとともに、前記直列回路の他端は前記多レベルインバータの直流電圧の中性点に接続されることを特徴とする。
また、請求項4記載のインバータ駆動モータシステムによれば、前記直列回路に直列接続され、零相成分についてのインピーダンス整合がとられるように値が設定された第2の抵抗または第2のコンデンサをさらに備えることを特徴とする。
According to the inverter drive motor system of claim 3, a multi-level inverter that supplies electric power to the motor, a cable that connects the motor and the multi-level inverter, and a surge that is connected to the power receiving end of the motor A first resistor whose value is set so that reflection due to impedance mismatch at the power receiving end of the motor is reduced, and a first capacitor are connected in series. A series circuit is provided, and one end of the series circuit is connected to a power receiving end of the motor, and the other end of the series circuit is connected to a neutral point of the DC voltage of the multilevel inverter.
According to the inverter drive motor system of claim 4, the second resistor or the second capacitor connected in series to the series circuit and set to have impedance matching for the zero phase component is provided. It is further provided with the feature.

以上説明したように、本発明によれば、サージ抑制回路に設けられた直列回路の他端を多レベルインバータの直流電圧の中性点に接続することにより、サージ抑制回路の直列回路の他端を商用電源の接地点と同電位に保ちつつ、サージ抑制回路を通った漏れ電流を多レベルインバータ側に回生させることが可能となる。このため、サージ電圧の対称成分だけでなくサージ電圧の零相成分についてもサージの抑制効果を発揮させつつ、サージ抑制回路を通った漏れ電流が対地に流れるのを抑制することができ、漏れ電流を低減することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the other end of the series circuit of the surge suppression circuit is connected by connecting the other end of the series circuit provided in the surge suppression circuit to the neutral point of the DC voltage of the multilevel inverter. Is maintained at the same potential as the ground point of the commercial power supply, and the leakage current that has passed through the surge suppression circuit can be regenerated to the multi-level inverter side. For this reason, it is possible to suppress the leakage current passing through the surge suppression circuit to the ground while exhibiting the surge suppression effect not only for the symmetrical component of the surge voltage but also for the zero phase component of the surge voltage. Can be reduced.

以下、本発明の実施形態に係るサージ抑制回路について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るサージ抑制回路が適用されるインバータ駆動モータシステムの概略構成を示す図である。
図1において、インバータ駆動モータシステムには、コンバータ12およびインバータ13が設けられ、インバータ13はケーブル14を介してモータ15に接続されるとともに、モータ受電端T2にはサージ抑制回路16が接続されている。なお、インバータ13は、直流電圧の高電位点VP、直流電圧の中性点VMおよび直流電圧の低電位点VNを有する3レベルインバータを構成することができる。また、コンバータ12に設けられたスイッチング素子S11〜S22およびインバータ13に設けられたスイッチング素子S51〜S62としては、例えば、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ:Insulated Gate Bipolar Transistor)やパワーMOSFETを用いることができる。
Hereinafter, a surge suppression circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an inverter drive motor system to which a surge suppression circuit according to a first embodiment of the present invention is applied.
In FIG. 1, the inverter drive motor system is provided with a converter 12 and an inverter 13. The inverter 13 is connected to a motor 15 through a cable 14, and a surge suppression circuit 16 is connected to the motor power receiving end T2. Yes. The inverter 13 may form a three-level inverter having a low potential point V N of the high potential point V P, the neutral point V M and the DC voltage of the DC voltage of the DC voltage. Further, as the switching elements S11 to S22 provided in the converter 12 and the switching elements S51 to S62 provided in the inverter 13, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a power MOSFET can be used. .

ここで、サージ抑制回路16には、抵抗RN1〜RN3およびコンデンサCN1〜CN3が設けられている。そして、これらの抵抗RN1〜RN3およびコンデンサCN1〜CN3からなる直列回路の一端は、モータ受電端T2の各相にそれぞれ接続されるとともに、これらの直列回路の他端はインバータ13の直流電圧の中性点VMに接続されている。
ここで、サージ抑制回路16の直列回路の他端をインバータ13の直流電圧の中性点VMに接続することにより、サージ抑制回路16の直列回路の他端が商用電源の接地点と同電位に保たれつつ、サージ抑制回路16を通った漏れ電流Ireakageはインバータ13側に回生される。このため、サージ電圧の対称成分だけでなくサージ電圧の零相成分についてもサージの抑制効果を発揮させつつ、サージ抑制回路16を通った漏れ電流Ireakageが対地に流れるのを抑制することができ、漏れ電流Ireakageを低減することが可能となる。
Here, the surge suppression circuit 16 is provided with resistors RN1 to RN3 and capacitors CN1 to CN3. One end of a series circuit composed of these resistors RN1 to RN3 and capacitors CN1 to CN3 is connected to each phase of the motor receiving end T2, and the other end of these series circuits is connected to the DC voltage of the inverter 13. It is connected to the sexual point V M.
Here, by connecting the other end of the series circuit of a surge suppression circuit 16 to the neutral point V M of the DC voltage of the inverter 13, the ground point of the other end of the series circuit of a surge suppression circuit 16 is a commercial power supply at the same potential The leakage current I reakage that has passed through the surge suppression circuit 16 is regenerated to the inverter 13 side. For this reason, it is possible to suppress the leakage current I reakage flowing through the surge suppression circuit 16 from flowing to the ground while exerting the surge suppression effect not only on the symmetrical component of the surge voltage but also on the zero-phase component of the surge voltage. The leakage current I reakage can be reduced.

図2は、図1のインバータ駆動モータシステムに適用されるサージ抑制回路のその他の構成例を示す図である。
図2(a)において、サージ抑制回路16aの抵抗RN1〜RN3およびコンデンサCN1〜CN3からなる直列回路の他端は、インバータ13の直流電圧の中性点VMに直接接続するようにしてもよい。
FIG. 2 is a diagram showing another configuration example of the surge suppression circuit applied to the inverter drive motor system of FIG.
2 (a), the other end of the resistor RN1~RN3 and a series circuit comprising a capacitor CN1~CN3 surge suppression circuit 16a may be directly connected to the neutral point V M of the DC voltage of the inverter 13 .

また、図2(b)において、サージ抑制回路16bの抵抗RN1〜RN3およびコンデンサCN1〜CN3からなる直列回路の他端は、コンデンサCCを介してインバータ13の直流電圧の中性点VMに接続するようにしてもよい。
また、図2(c)において、サージ抑制回路16cの抵抗RN1〜RN3およびコンデンサCN1〜CN3からなる直列回路の他端は、抵抗RCを介してインバータ13の直流電圧の中性点VMに接続するようにしてもよい。
Further, in FIG. 2 (b), the other end of the resistor RN1~RN3 and a series circuit comprising a capacitor CN1~CN3 surge suppression circuit 16b is connected to the neutral point V M of the DC voltage of the inverter 13 through capacitor CC You may make it do.
The connection in FIG. 2 (c), the other end of the resistor RN1~RN3 and a series circuit comprising a capacitor CN1~CN3 surge suppression circuit 16c via a resistor RC to the neutral point V M of the DC voltage of the inverter 13 You may make it do.

また、図2(d)において、サージ抑制回路16dの抵抗RN1〜RN3およびコンデンサCN1〜CN3からなる直列回路の他端は、抵抗RCおよびコンデンサCCを順次介してインバータ13の直流電圧の中性点VMに接続するようにしてもよい。
ここで、例えば、ケーブル14の対称成分の特性インピーダンスをRN0、ケーブル14の零相成分の特性インピーダンスをRC0とすると、図2(a)の構成では、対称成分のサージ電圧を抑制するために、特性インピーダンスRN0とインピーダンス整合させると、抵抗RN1〜RN3の値RNは、RN=2RN0/3となる。この場合、サージ抑制回路16bの零相成分の抵抗値は、RN/3(=2RN0/9)となる。
Further, in FIG. 2D, the other end of the series circuit composed of the resistors RN1 to RN3 and the capacitors CN1 to CN3 of the surge suppression circuit 16d is the neutral point of the DC voltage of the inverter 13 through the resistor RC and the capacitor CC sequentially. You may be connected to V M.
Here, for example, if the characteristic impedance of the symmetric component of the cable 14 is R N0 and the characteristic impedance of the zero-phase component of the cable 14 is R C0 , the configuration of FIG. If the impedance is matched with the characteristic impedance R N0 , the values R N of the resistors RN1 to RN3 are R N = 2R N0 / 3. In this case, the resistance value of the zero-phase component of the surge suppression circuit 16b is R N / 3 (= 2R N0 / 9).

ここで、ケーブル14の特性インピーダンスは、RC0>RN0という関係があることから、図2(a)の構成では、零相成分については完全なインピーダンス不整合をとることができない(RC0/3>RN/3=2RN0/9)。
一方、図2(c)の構成では、抵抗RCの値RCが(RC0−RN)/3となるように設定することで、サージ抑制回路16cの零相成分の抵抗値についても完全なインピーダンス不整合をとることができ、対称成分と零相成分の双方に対して高いサージ抑制効果を期待することができる。
Here, since the characteristic impedance of the cable 14 has a relationship of R C0 > R N0 , in the configuration of FIG. 2A, a complete impedance mismatch cannot be obtained for the zero-phase component (R C0 / 3> R N / 3 = 2R N0 / 9).
On the other hand, FIG. In the arrangement of 2 (c), the value R C of the resistor RC is (R C0 -R N) / 3 and the set to be such that, completely also the resistance value of the zero-phase component of the surge suppression circuit 16c Impedance mismatch can be obtained, and a high surge suppression effect can be expected for both the symmetric component and the zero-phase component.

また、図2(b)または図2(d)の構成において、対称成分と零相成分の双方に対して高いサージ抑制効果が得られるように、コンデンサCCの値CCを任意に決めることができる。
なお、図1の実施形態では、交流を直流に変換するためにコンバータ12を設ける方法について説明したが、図3に示すように、コンバータ12の代わりに、ダイオードD101〜D106から構成されるダイオード整流回路17を設けるようにしてもよい。
また、多レベルインバータとしては、サージ抑制回路16の直列回路の他端を接続可能な直流電圧の中性点VMを持つものならば、3レベルインバータ以外のものでもよい。
In the configuration shown in FIG. 2 (b) or FIG. 2 (d), the so high surge suppression effect for both the symmetric component and the zero-phase components are obtained, it is arbitrarily determined value C C of the capacitor CC it can.
In the embodiment of FIG. 1, the method of providing the converter 12 for converting alternating current to direct current has been described. However, as shown in FIG. 3, diode rectification configured by diodes D <b> 101 to D <b> 106 instead of the converter 12. A circuit 17 may be provided.
As the multi-level inverter, if those having a neutral point V M at the other end can be connected DC voltage of the series circuit of a surge suppression circuit 16 may be a material other than the 3-level inverter.

本発明の第1実施形態に係るサージ抑制回路が適用されるインバータ駆動モータシステムの概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an inverter drive motor system to which a surge suppression circuit according to a first embodiment of the present invention is applied. 図1のインバータ駆動モータシステムに適用されるサージ抑制回路のその他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the surge suppression circuit applied to the inverter drive motor system of FIG. 本発明の第2実施形態に係るサージ抑制回路が適用されるインバータ駆動モータシステムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the inverter drive motor system to which the surge suppression circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention is applied. 従来のインバータ駆動モータシステムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional inverter drive motor system. 従来のサージ抑制回路が適用されるインバータ駆動モータシステムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the inverter drive motor system to which the conventional surge suppression circuit is applied. 零相成分に対するサージの抑制効果が得られるサージ抑制回路を適用したインバータ駆動モータシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the inverter drive motor system to which the surge suppression circuit with which the suppression effect of the surge with respect to a zero phase component is acquired.

符号の説明Explanation of symbols

11 トランス
12 コンバータ
13 インバータ
14 ケーブル
15 モータ
16、16a〜16d サージ抑制回路
17 ダイオード整流回路
S11〜S22、S51〜S62 スイッチング素子
D11〜S28、D51〜D68、D101〜D106 ダイオード
C1、C2 直流コンデンサ
CN1〜CN3、CC コンデンサ
RN1〜RN3、RC 抵抗
T1 インバータ出力端
T2 モータ受電端
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Transformer 12 Converter 13 Inverter 14 Cable 15 Motor 16, 16a-16d Surge suppression circuit 17 Diode rectifier circuit S11-S22, S51-S62 Switching element D11-S28, D51-D68, D101-D106 Diode C1, C2 DC capacitor CN1- CN3, CC capacitor RN1 to RN3, RC resistance T1 Inverter output terminal T2 Motor receiving terminal

Claims (4)

多レベルインバータからケーブルを介して電力を供給されるモータの受電端に接続されるサージ抑制回路において、
前記サージ抑制回路は、前記モータの受電端でのインピーダンス不整合による反射が低減されるように値が設定された第1の抵抗と第1のコンデンサとが直列接続された直列回路を備え、
前記直列回路の一端は前記モータの受電端に接続されるとともに、前記直列回路の他端は前記多レベルインバータの直流電圧の中性点に接続されることを特徴とするサージ抑制回路。
In the surge suppression circuit connected to the power receiving end of the motor supplied with power from the multi-level inverter via a cable,
The surge suppression circuit includes a series circuit in which a first resistor and a first capacitor whose values are set so as to reduce reflection due to impedance mismatch at the power receiving end of the motor are connected in series,
One end of the series circuit is connected to a power receiving end of the motor, and the other end of the series circuit is connected to a neutral point of a DC voltage of the multilevel inverter.
前記直列回路に直列接続され、零相成分についてのインピーダンス整合がとられるように値が設定された第2の抵抗または第2のコンデンサをさらに備えることを特徴とする請求項1記載のサージ抑制回路。   2. The surge suppression circuit according to claim 1, further comprising a second resistor or a second capacitor connected in series to the series circuit and having a value set so as to obtain impedance matching for a zero-phase component. . モータに電力を供給する多レベルインバータと、
前記モータと前記多レベルインバータとを接続するケーブルと、
前記モータの受電端に接続されたサージ抑制回路とを備え、
前記サージ抑制回路は、前記モータの受電端でのインピーダンス不整合による反射が低減されるように値が設定された第1の抵抗と第1のコンデンサとが直列接続された直列回路を備え、
前記直列回路の一端は前記モータの受電端に接続されるとともに、前記直列回路の他端は前記多レベルインバータの直流電圧の中性点に接続されることを特徴とするインバータ駆動モータシステム。
A multi-level inverter that supplies power to the motor;
A cable connecting the motor and the multi-level inverter;
A surge suppression circuit connected to the power receiving end of the motor,
The surge suppression circuit includes a series circuit in which a first resistor and a first capacitor whose values are set so as to reduce reflection due to impedance mismatch at the power receiving end of the motor are connected in series,
One end of the series circuit is connected to the power receiving end of the motor, and the other end of the series circuit is connected to a neutral point of the DC voltage of the multilevel inverter.
前記直列回路に直列接続され、零相成分についてのインピーダンス整合がとられるように値が設定された第2の抵抗または第2のコンデンサをさらに備えることを特徴とする請求項3記載のインバータ駆動モータシステム。   4. The inverter drive motor according to claim 3, further comprising a second resistor or a second capacitor connected in series to the series circuit and having a value set so as to obtain impedance matching for a zero-phase component. system.
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