JP2790600B2 - Power converter - Google Patents

Power converter

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JP2790600B2
JP2790600B2 JP5214319A JP21431993A JP2790600B2 JP 2790600 B2 JP2790600 B2 JP 2790600B2 JP 5214319 A JP5214319 A JP 5214319A JP 21431993 A JP21431993 A JP 21431993A JP 2790600 B2 JP2790600 B2 JP 2790600B2
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capacitor
diode
self
snubber
extinguishing
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秀夫 岡山
弥寿仁 下村
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は自己消弧型半導体素子
を適用して構成される直流から交流へ電力を変換するイ
ンバータ装置、交流から直流へ電力を変換するコンバー
タ装置または3レベルインバータ装置等を含む電力変換
装置に関し、特に小形化およびコストダウンならびに高
効率化を実現するとともに信頼性を向上させた電力変換
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter for converting power from DC to AC, a converter for converting power from AC to DC, a three-level inverter, etc. More particularly, the present invention relates to a power conversion device that achieves downsizing, cost reduction, high efficiency, and improved reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】図27は例えば抵抗器による損失を無く
したスナバ回路を適用したインバータ装置からなる従来
の電力変換装置を示す回路構成図である。このような電
力変換装置は、例えば、1985年にジェイ・シー・ベ
ンディーン他(J.C.BENDIEN etal)が
アイ・イー・イー・イー・ピー・イー・エス・シー(I
EEE PESC)の第165頁〜第170頁で発表し
た「高スイッチング周波数を用いたパワー電子アプリケ
ーションにおけるスナバエネルギの回生回路(RECO
VERY CIRCUIT FOR SNUBBER
EUERGY IN POWER ELECTRONI
CS APPLICATIONS WIGH HIGH
SWITCHING FREQUENCIES)」に
記載されている。
2. Description of the Related Art FIG. 27 is a circuit diagram showing a conventional power converter including an inverter device to which a snubber circuit in which a loss due to a resistor is eliminated is applied. Such a power converter is disclosed in, for example, JC Bendien et al., 1985, in the form of an IEP.
EEE PESC) of the 165 pages-recovery circuit of snubber energy in power electronic applications with "high switching frequency and presented at the 170 pages (RECO
VERY CIRCUIT FOR SNUBBER
Euergy in Power Electroni
CS APPLICATIONS HIGH HIGH
SWITCHING FREQUENCIES) ".

【0003】図27において、1a,1bは例えばIG
BT,GTOサイリスタなどからなる自己消弧型半導体
素子であり、ここでは、GTOサイリスタ(以下、単に
GTOという)の場合を例にとって説明する。2a,2
bはGTO1a,1bにそれぞれ逆並列接続されたフリ
ーホイールダイオード、AはGTO1aとGTO1bと
の接続点に設けられた出力端子である。
In FIG. 27, 1a and 1b are, for example, IG
This is a self-extinguishing type semiconductor device including a BT, a GTO thyristor, and the like. Here, a case of a GTO thyristor (hereinafter, simply referred to as GTO) will be described as an example. 2a, 2
b denotes a freewheel diode connected in anti-parallel to the GTOs 1a and 1b, and A denotes an output terminal provided at a connection point between the GTO1a and the GTO1b.

【0004】3はGTO1aに並列接続されたスナバダ
イオード、4はスナバダイオード3に直列接続されたス
ナバコンデンサであり、スナバダイオードおよびスナバ
コンデンサ4は、GTO1aに対するスナバ回路を構成
している。5はGTO1aに直列接続されたリアクトル
である。
Reference numeral 3 denotes a snubber diode connected in parallel to the GTO 1a, and 4 denotes a snubber capacitor connected in series to the snubber diode 3. The snubber diode and the snubber capacitor 4 constitute a snubber circuit for the GTO 1a. Reference numeral 5 denotes a reactor connected in series to the GTO 1a.

【0005】6はスナバダイオード3とスナバコンデン
サ4との接続点に接続された極性ダイオード、7は極性
ダイオード6に直列接続されて他端がGTO1bに接続
された回収コンデンサであり、回収コンデンサ7は、極
性ダイオード6を介して、リアクトルの蓄積エネルギを
回収するようになっている。スナバコンデンサ4、極性
ダイオード6および回収コンデンサ7は、GTO1bに
対するスナバ回路を構成している。
Reference numeral 6 denotes a polarity diode connected to a connection point between the snubber diode 3 and the snubber capacitor 4, reference numeral 7 denotes a recovery capacitor connected in series to the polarity diode 6, and the other end connected to the GTO 1b. The energy stored in the reactor is recovered through the polar diode 6. The snubber capacitor 4, the polarity diode 6, and the recovery capacitor 7 constitute a snubber circuit for the GTO 1b.

【0006】8は極性ダイオード6と回収コンデンサ7
との接続点に接続された電力回生回路、9はリアクトル
5,GTO1a,1bからなる直列回路の両端間ならび
に電力回生回路8の両端間に接続された直流電源、P,
Nは直流電源9の正負母線である。
Reference numeral 8 denotes a polarity diode 6 and a recovery capacitor 7
A power regenerative circuit connected to a connection point between the DC power source and a DC power source connected between both ends of a series circuit including the reactors 5 and GTO1a and 1b and between both ends of the power regenerative circuit 8;
N is a positive / negative bus of the DC power supply 9.

【0007】電力回生回路8は、一例として、直流電源
9の両端間に直列接続されたリアクトル10およびダイ
オード11と、リアクトル10とダイオード11との接
続点と極性ダイオード6と回収コンデンサ7との接続点
との間に接続されたスイッチ素子12とからなる降圧チ
ョッパにより構成されている。
The power regeneration circuit 8 includes, for example, a reactor 10 and a diode 11 connected in series between both ends of a DC power supply 9, a connection point between the reactor 10 and the diode 11, a connection between the polarity diode 6 and the recovery capacitor 7. And a switching element 12 connected between the two points.

【0008】回収コンデンサ7は、GTO1bのスイッ
チング動作により、リアクトル5およびスナバコンデン
サ4に蓄えられたエネルギを回収し、回収コンデンサ7
に過剰に蓄えられたエネルギは、電力回生回路8により
直流電源9に回生されるようになっている。
The recovery capacitor 7 recovers the energy stored in the reactor 5 and the snubber capacitor 4 by the switching operation of the GTO 1b,
The excess energy stored in the DC power supply 9 is regenerated by the power regeneration circuit 8.

【0009】図28はインバータ装置からなる従来の電
力変換装置の他の例を示す回路構成図である。このよう
な電力変換装置は、例えば、特公昭62−15023号
公報「スナバ回路」に記載されている。図28におい
て、1a,1b、2a,2b、A、7、9およびP,N
は前述と同様のものである。
FIG. 28 is a circuit diagram showing another example of a conventional power converter comprising an inverter device. Such a power converter is described, for example, in Japanese Patent Publication No. Sho 62-15023, "Snubber circuit". In FIG. 28, 1a, 1b, 2a, 2b, A, 7, 9 and P, N
Is the same as described above.

【0010】3a,4aはGTO1aに並列接続された
スナバダイオードおよびスナバコンデンサであり、GT
O1aに対するスナバ回路を構成している。3b,4b
はGTO1bに並列接続されたスナバダイオードおよび
スナバコンデンサであり、GTO1bに対するスナバ回
路を構成している。5a,5bはGTO1a,1bに直
列接続されたリアクトルであり、この場合、出力端子A
はリアクトル5aとリアクトル5bとの接続点に設けら
れている。
Reference numerals 3a and 4a denote snubber diodes and snubber capacitors connected in parallel to the GTO 1a.
A snubber circuit for O1a is configured. 3b, 4b
Is a snubber diode and a snubber capacitor connected in parallel to the GTO 1b, and constitutes a snubber circuit for the GTO 1b. Reference numerals 5a and 5b denote reactors connected in series to the GTOs 1a and 1b.
Is provided at a connection point between the reactor 5a and the reactor 5b.

【0011】回収コンデンサ7は、GTO1a,1bの
スイッチング動作により、リアクトル5a,5bおよび
スナバコンデンサ4a,4bに蓄えられたエネルギを回
収するようになっている。13は回収コンデンサ7の両
端間および直流電源9の両端間に接続された電力処理装
置であり、具体的な回路の記載を省略するが、抵抗器に
よる損失を無くしたスナバ回路を適用したインバータ装
置から構成されている。
The recovery capacitor 7 recovers the energy stored in the reactors 5a and 5b and the snubber capacitors 4a and 4b by the switching operation of the GTOs 1a and 1b. Reference numeral 13 denotes a power processing device connected between both ends of the recovery capacitor 7 and between both ends of the DC power supply 9. Although an illustration of a specific circuit is omitted, an inverter device using a snubber circuit in which loss due to a resistor is eliminated is applied. It is composed of

【0012】次に、電力変換装置が3レベルインバータ
装置の場合の従来構成について説明する。従来の3レベ
ルインバータ装置の基本構成は、例えば、特開昭55−
43996号公報に示されている。この場合、3レベル
インバータ装置を構成する自己消弧型半導体素子とし
て、電圧上昇率及び電流上昇率に制約のあるもの、例え
ば、GTOを適用する場合には、スナバ回路を必要とす
る。
Next, a conventional configuration in which the power converter is a three-level inverter will be described. The basic configuration of a conventional three-level inverter device is disclosed in, for example,
No. 43996. In this case, a snubber circuit is required when a self-extinguishing type semiconductor element constituting a three-level inverter device, which has a restriction on a voltage increase rate and a current increase rate, for example, a GTO is applied.

【0013】図29は抵抗器による損失を無くしたスナ
バ回路を適用した3レベルインバータ装置からなる従来
の電力変換装置を示す回路構成図である。このような電
力変換装置は、例えば、特開平1−198280号公報
「3点インバータ」に記載されている。
FIG. 29 is a circuit diagram showing a conventional power conversion device comprising a three-level inverter device to which a snubber circuit eliminating a loss due to a resistor is applied. Such a power converter is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-198280, "Three-Point Inverter".

【0014】図29において、1a,1b、2a,2
b、3a,3b、4a,4bおよび5a,5bは前述と
同様のものであり、X、6a,6b、7a,7b、8
a,8b、9a,9bは、それぞれ、出力端子A、極性
ダイオード6、回収コンデンサ7、電力回生回路8、直
流電源9に対応している。
In FIG. 29, 1a, 1b, 2a, 2
b, 3a, 3b, 4a, 4b and 5a, 5b are the same as described above, and X, 6a, 6b, 7a, 7b, 8
a, 8b, 9a, and 9b correspond to the output terminal A, the polarity diode 6, the recovery capacitor 7, the power regeneration circuit 8, and the DC power supply 9, respectively.

【0015】1c,1dは各GTO1a,1bに直列接
続されたGTO、2c,2dは、各GTO1c,1dに
並列接続されたフリーホイールダイオードである。ま
た、回収コンデンサ7a,7bは、極性ダイオード6
a,6bを介して、各アノードリアクトル5a,5bの
蓄積エネルギを回収するようになっている。
1c and 1d are GTOs connected in series to the GTOs 1a and 1b, and 2c and 2d are freewheel diodes connected in parallel to the GTOs 1c and 1d. In addition, the recovery capacitors 7a and 7b are connected to the polarity diode 6
The stored energy of each anode reactor 5a, 5b is recovered via a, 6b.

【0016】このような3レベルインバータ装置からな
る電力変換装置の場合、中間電位点Cで分割された直列
の直流電源9a,9bに対応して、それぞれ同様の構成
からなる対称回路を有する。即ち、GTO1a,1c
は、正側母線Pに接続された正アームを構成し、GTO
1d,1bは、負側母線Nに接続された負アームを構成
し、スナバ回路3a,4a,6a,7aおよび電力回生
回路8aは正アームのGTO1aおよび負アームのGT
O1dに関連し、スナバ回路3b,4b,6b,7bお
よび電力回生回路8bは負アームのGTO1bおよび正
アームのGTO1cに関連している。
In the case of such a power conversion device comprising a three-level inverter device, a symmetrical circuit having the same configuration is provided for each of the series DC power supplies 9a and 9b divided at the intermediate potential point C. That is, GTO1a, 1c
Constitutes a positive arm connected to the positive bus P, and GTO
1d and 1b constitute a negative arm connected to the negative bus N. The snubber circuits 3a, 4a, 6a and 7a and the power regeneration circuit 8a are a GTO 1a of a positive arm and a GT of a negative arm.
In relation to O1d , snubber circuits 3b, 4b, 6b, 7b and power regeneration circuit 8b are connected to GTO1b of the negative arm and positive
It is related to GTO1c of the arm .

【0017】この場合、出力端子Xは、GTO1cとG
TO1dとの接続点、即ち正アームと負アームとの接続
点に設けられている。14a,14bはスナバコンデン
サ4a,4bと回収コンデンサ7a,7bとの間にそれ
ぞれ挿入されたクランプダイオードであり、GTO1
a,1cの接続点および1d,1bの接続点と中間電位
点Cとの間に挿入されている。
In this case, the output terminal X is connected to GTO1c and GTO1c.
It is provided at the connection point with TO1d, that is, the connection point between the positive arm and the negative arm. Reference numerals 14a and 14b denote clamp diodes inserted between the snubber capacitors 4a and 4b and the recovery capacitors 7a and 7b, respectively.
It is inserted between the connection point of a, 1c and the connection point of 1d, 1b and the intermediate potential point C.

【0018】スナバダイオード3aおよびスナバコンデ
ンサ4aは、GTO1aに対するスナバ回路を構成し、
スナバダイオード3bおよびスナバコンデンサ4bは、
GTO1bに対するスナバ回路を構成している。また、
スナバコンデンサ4a、極性ダイオード6aおよびスナ
バコンデンサ7aは、GTO1dに対するスナバ回路を
構成し、スナバコンデンサ4b、極性ダイオード6bお
よび回収コンデンサ7bは、GTO1cに対するスナバ
回路を構成している。
The snubber diode 3a and the snubber capacitor 4a form a snubber circuit for the GTO 1a.
The snubber diode 3b and the snubber capacitor 4b
A snubber circuit for the GTO 1b is configured. Also,
Snubber capacitor 4a, polar diode 6a and snubber capacitor 7a constitute a snubber circuit for GTO 1d, and snubber capacitor 4b, polar diode 6b and recovery capacitor 7b constitute a snubber circuit for GTO 1c.

【0019】回収コンデンサ7aは、GTO1a,1d
のスイッチング動作により、リアクトル5aおよびスナ
バコンデンサ4aに蓄えられたエネルギを回収し、回収
コンデンサ7bは、GTO1c,1bのスイッチング動
作により、リアクトル5bおよびスナバコンデンサ4b
に蓄えられたエネルギを回収するようになっている。ま
た、回収コンデンサ7a,7bに過剰に蓄えられたエネ
ルギは、電力回生回路8a,8bにより直流電源9a,
9bに回生されるようになっている。
The recovery capacitor 7a is a GTO 1a, 1d
, The energy stored in the reactor 5a and the snubber capacitor 4a is recovered, and the recovery capacitor 7b is switched by the GTO 1c and 1b to operate the reactor 5b and the snubber capacitor 4b.
The energy stored in the vehicle is recovered. Further, the energy excessively stored in the recovery capacitors 7a and 7b is supplied to the DC power sources 9a and 9b by the power regeneration circuits 8a and 8b.
9b.

【0020】図30および図31は、スナバ回路に蓄積
されたエネルギを直流電源に回生する手段を備えた3レ
ベルインバータ装置からなる従来の電力変換装置を示す
回路構成図であり、このような電力変換装置は、上記特
開平1−198280号公報に記載されている。
FIGS. 30 and 31 are circuit diagrams showing a conventional power converter comprising a three-level inverter having means for regenerating the energy stored in the snubber circuit to a DC power supply. The conversion device is described in the above-mentioned JP-A-1-198280 .

【0021】図において、1a〜1d、2a〜2d、3
a,3b、4a,4b、5a,5b、6a,6b、7
a,7b、8a,8b、9a,9bおよび14a,14
bは図29内のものと同様のものである。
In the figure, 1a to 1d, 2a to 2d, 3
a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b, 7
a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b and 14a, 14
b is the same as that in FIG.

【0022】スナバダイオード3cおよびスナバコンデ
ンサ4cはGTO1cに並列接続されたスナバ回路を構
成し、スナバダイオード3dおよびスナバコンデンサ4
dはGTO1dに並列接続されたスナバ回路を構成す
る。15は正負母線P,N間に接続された変成器、16
は変成器15に直列接続されたダイオード、17は変成
器15のリセット抵抗器である。
The snubber diode 3c and the snubber capacitor 4c form a snubber circuit connected in parallel to the GTO 1c, and include the snubber diode 3d and the snubber capacitor 4c.
d forms a snubber circuit connected in parallel to the GTO 1d. 15 is a transformer connected between the positive and negative buses P and N;
Is a diode connected in series to the transformer 15, and 17 is a reset resistor of the transformer 15.

【0023】18は変成器15、ダイオード16および
リセット抵抗器17に代えて挿入された放電抵抗器であ
り、スナバ回路3c,4cおよび3d,4dの各接続点
間に接続されている。
Reference numeral 18 denotes a discharge resistor inserted in place of the transformer 15, the diode 16, and the reset resistor 17, and is connected between the connection points of the snubber circuits 3c, 4c and 3d, 4d.

【0024】図31においては、図30内の直流電源9
a,9bの正負母線PN間へのエネルギ回生回路(変成
器15、ダイオード16およびリセット抵抗器17)に
対応させて、放電抵抗器18が部分的に示されている。
図31から明らかなように、スナバコンデンサ4c,4
dに蓄積されたエネルギは、放電抵抗器18で消費され
るようになっている。
Referring to FIG. 31, the DC power supply 9 shown in FIG.
A discharge resistor 18 is partially shown corresponding to an energy regeneration circuit (transformer 15, diode 16 and reset resistor 17) between a and 9b between the positive and negative buses PN.
As is clear from FIG. 31, the snubber capacitors 4c, 4c
The energy stored in d is consumed by the discharge resistor 18.

【0025】次に、図27〜図31を参照しながら、従
来の電力変換装置の動作について説明する。例えば、図
27に示した電力変換装置(インバータ装置)において
は、回収コンデンサ7の耐圧仕様として、直流電源9の
電圧以上のものが要求される。また、GTO1a,1b
をインバータの自己消弧型半導体素子として用いた場
合、直流電源9の電圧は数1000Vとなる。
Next, the operation of the conventional power converter will be described with reference to FIGS. For example, in the power conversion device (inverter device) shown in FIG. 27, the withstand voltage specification of the recovery capacitor 7 is required to be higher than the voltage of the DC power supply 9. GTO1a, 1b
Is used as a self-extinguishing type semiconductor element of an inverter, the voltage of DC power supply 9 is several thousand volts.

【0026】従って、このようなインバータ装置を構成
した場合、回収コンデンサ7には、1000A以上のス
ナバ放電電流、または、GTO1a,1bを遮断した負
荷電流が流れ込むことになり、回収コンデンサ7におい
て、相当量の熱損失が発生する。
Therefore, when such an inverter device is configured, a snubber discharge current of 1000 A or more or a load current with the GTOs 1a and 1b cut off flows into the recovery capacitor 7, and the recovery capacitor 7 An amount of heat loss occurs.

【0027】この熱損失を抑制する方法としては、回収
コンデンサ7に冷却装置を設けるか、または、大形コン
デンサを適用して回収コンデンサ7の熱容量を大きくす
ることが考えられるが、いずれにしても、インバータ装
置が大形化してしまう。
As a method of suppressing the heat loss, it is conceivable to provide a cooling device in the recovery condenser 7 or to increase the heat capacity of the recovery condenser 7 by applying a large condenser. As a result, the size of the inverter device increases.

【0028】また、回収コンデンサ7の充電電圧が直流
電源9の電圧以上であるため、電力回生回路8の構成要
素の耐圧仕様は全て直流電源9の電圧以上が要求され
る。この結果、スイッチ素子12の高周波スイッチング
動作が困難となるため、リアクトル10を小形化するこ
とができず、従って、電力回生回路8の大形化、ひいて
はインバータ装置が大形化することになる。
Further, since the charging voltage of the recovery capacitor 7 is higher than the voltage of the DC power supply 9, the withstand voltage specifications of the components of the power regeneration circuit 8 are all required to be higher than the voltage of the DC power supply 9. As a result, the high-frequency switching operation of the switching element 12 becomes difficult, so that the size of the reactor 10 cannot be reduced. Therefore, the size of the power regeneration circuit 8 and the size of the inverter device increase.

【0029】また、図28に示したインバータ装置の場
合は、回収コンデンサ7の低電圧化を実現することので
きる構成になっているが、スナバコンデンサ4a,4b
と回収コンデンサ7との3つのコンデンサが直列に接続
されているため、直流電源9を投入した初期状態(GT
O1a,1bがオフ状態)において、回収コンデンサ7
は、「点(図28参照)」を付していない電極を正極と
して充電される。
In the case of the inverter device shown in FIG. 28, the voltage of the recovery capacitor 7 can be reduced, but the snubber capacitors 4a, 4b
And the recovery capacitor 7 are connected in series, so that the initial state (GT
O1a and 1b are off), the recovery capacitor 7
Is charged with the electrode without “dots” (see FIG. 28) as the positive electrode.

【0030】一方、通常運転時において、回収コンデン
サ7は、「点」を付した電極を正極として充電されてい
る状態が要求される。従って、電力処理装置13には正
負両極性に対して耐圧を持たせる必要があり、電力処理
装置13の構成が複雑となってしまう。
On the other hand, during normal operation, the recovery capacitor 7 is required to be charged with the electrode marked with "dot" as the positive electrode. Therefore, the power processing device 13 needs to have a withstand voltage for both positive and negative polarities, and the configuration of the power processing device 13 is complicated.

【0031】更に、GTO1a,1bに対してスナバコ
ンデンサ4a,4bを備えているが、2つのコンデンサ
4a,4bの配置や容量選定次第によっては、GTO1
a,1bに対してスナバコンデンサ4a,4bを設ける
必要はなくなる(図27内のスナバコンデンサ4参
照)。従って、回路構成の改良により、図28内のイン
バータ装置の構成要素は低減可能であることが想像する
ことができる。
Further, snubber capacitors 4a and 4b are provided for the GTOs 1a and 1b, but depending on the arrangement of the two capacitors 4a and 4b and the selection of the capacitance, the GTO 1a and 1b are provided.
There is no need to provide snubber capacitors 4a and 4b for a and 1b (see snubber capacitor 4 in FIG. 27). Therefore, it can be imagined that the components of the inverter device in FIG. 28 can be reduced by improving the circuit configuration.

【0032】なお、直流電源9の電圧が数1000Vと
なるインバータ装置の場合、スナバコンデンサ4a,4
bの耐圧は、直流電源9の電圧以上が要求され、かつ、
GTO1a,1bの破壊原因の1つとなる、電流遮断時
に発生するスパイク電圧を低減するため、スナバコンデ
ンサ4a,4bの低インダクタンス化が要求される。従
って、スナバコンデンサ4a,4bは、直流電源9の高
電圧化に伴って、大形化および高コスト化を招き、ひい
てはインバータ装置が大形化および高コスト化すること
になる。
In the case of an inverter device in which the voltage of the DC power supply 9 is several thousand volts, the snubber capacitors 4a, 4
The withstand voltage of b is required to be higher than the voltage of the DC power supply 9, and
In order to reduce a spike voltage generated at the time of current interruption, which is one of the causes of destruction of the GTOs 1a and 1b, it is required to reduce the inductance of the snubber capacitors 4a and 4b. Accordingly, the snubber capacitors 4a and 4b are increased in size and cost with an increase in the voltage of the DC power supply 9, and as a result, the inverter device is increased in size and cost.

【0033】更に、出力端子Aの両側にリアクトル(ア
ノードリアクトル)5a,5bが配置されているため、
2つのリアクトル5a,5bのインダクタンス値を合わ
せる必要があるうえ、GTO1a,1bの電流遮断時の
電圧上昇率を抑制するためのスナバコンデンサ4a,4
bを設ける必要がある。
Further, since the reactors (anode reactors) 5a and 5b are arranged on both sides of the output terminal A,
It is necessary to match the inductance values of the two reactors 5a, 5b, and the snubber capacitors 4a, 4b for suppressing the voltage rise rate when the current of the GTOs 1a, 1b is cut off.
It is necessary to provide b.

【0034】上記構成をとる理由は、電流遮断時にリア
クトル5aまたは5bに必ず負荷電流が流れている状態
となることから、GTO1a,1bのスイッチング時に
負荷電流変化があった場合に、リアクトル5aまたは5
bに電圧が誘起されて、電流遮断途中のGTO1a,1
bにスパイク電圧が印加されることから防止するためで
ある。このため、インバータ装置の構成要素が多くな
り、ひいては大形化、高コスト化することになる。
The reason for adopting the above configuration is that a load current always flows through the reactor 5a or 5b when the current is interrupted. Therefore, if there is a change in the load current during switching of the GTOs 1a and 1b, the reactor 5a or 5b
b, a voltage is induced in the GTO 1a, 1
This is to prevent a spike voltage from being applied to b. Therefore, the number of components of the inverter device increases, which results in an increase in size and cost.

【0035】更に、図29に示した3レベルインバータ
装置の場合も、図27のインバータ装置の場合と同様
に、回収コンデンサ7a,7bの耐圧仕様として、直流
電源9a,9bの電圧以上が要求され、電力回生回路8
a,8bが大形化する。
Further, in the case of the three-level inverter shown in FIG. 29, as in the case of the inverter shown in FIG. 27, the withstand voltage of the recovery capacitors 7a and 7b is required to be higher than the voltage of the DC power supplies 9a and 9b. , Power regeneration circuit 8
a, 8b increase in size.

【0036】また、図30に示した3レベルインバータ
装置において、各GTO1a〜1dにかかる電圧上昇率
(dv/dt)は、例えば、GTO1aについてはスナ
バダイオード3aおよびスナバコンデンサ4aからなる
スナバ回路により抑制され、他のGTO1b〜1dにつ
いても同様に各スナバ回路により抑制される。また、電
流上昇率(di/dt)については、アノードリアクト
ル5aにより、GTO1a,1dにかかる電流上昇率が
抑制され、アノードリアクトル5bにより、GTO1
c、1bにかかる電流上昇率が抑制される。
In the three-level inverter shown in FIG. 30, the rate of voltage rise (dv / dt) applied to each of the GTOs 1a to 1d is suppressed by, for example, a snubber circuit including a snubber diode 3a and a snubber capacitor 4a for the GTO 1a. The other GTOs 1b to 1d are similarly suppressed by the snubber circuits. Regarding the current increase rate (di / dt), the anode reactor 5a suppresses the current increase rate on the GTOs 1a and 1d, and the anode reactor 5b controls the GTO1
The rate of increase in current applied to c and 1b is suppressed.

【0037】図30の3レベルインバータ装置において
は、スナバコンデンサ4aおよびアノードリアクトル5
aに蓄積されたエネルギは、極性ダイオード6aを介し
て回収コンデンサ7aに回収され、スナバコンデンサ4
bおよびアノードリアクトル5bに蓄積されたエネルギ
は、極性ダイオード6bを介して回収コンデンサ7bに
回収される。
In the three-level inverter device shown in FIG. 30, snubber capacitor 4a and anode reactor 5
The energy stored in the snubber capacitor 4a is recovered by the recovery capacitor 7a via the polarity diode 6a.
b and the energy stored in the anode reactor 5b are recovered by the recovery capacitor 7b via the polarity diode 6b.

【0038】ここで、回収コンデンサ7a,7bは、そ
れぞれ直流電源9a,9bの電圧値よりも、好ましくは
高い電圧値に充電されている。回収コンデンサ7a,7
bの過充電電圧は、アノードリアクトル5a、5bに蓄
積されたエネルギを高速に回収コンデンサ9A、9Bに
回収するために必要となる。
Here, the recovery capacitors 7a and 7b are charged to a voltage value that is preferably higher than the voltage value of the DC power supplies 9a and 9b, respectively. Collection capacitors 7a, 7
The overcharge voltage b is required to quickly recover the energy stored in the anode reactors 5a and 5b to the recovery capacitors 9A and 9B.

【0039】回収コンデンサ7aに回収された過剰なエ
ネルギは、スイッチ12a、ダイオード11a、リアク
トル10aからなる公知の降圧チョッパを電力エネルギ
回生回路として用いることにより、直流電源9aに回生
される。また、回収コンデンサ7bについても、過剰エ
ネルギが同様に直流電源9bに回生される。また、図3
1において、スナバコンデンサ4c、4dに蓄積された
エネルギは、放電抵抗器18で消費される。
Excess energy recovered by the recovery capacitor 7a is regenerated to the DC power supply 9a by using a known step-down chopper including a switch 12a, a diode 11a, and a reactor 10a as a power energy regenerating circuit. Excess energy of the recovery capacitor 7b is similarly regenerated by the DC power supply 9b. FIG.
In 1, the energy stored in the snubber capacitors 4 c and 4 d is consumed by the discharge resistor 18.

【0040】[0040]

【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換装置は
以上のように、例えば、図27のインバータ装置の場合
は、回収コンデンサ7の耐圧として直流電源9の電圧以
上が要求され、回収コンデンサ7に1000A以上のス
ナバ放電電流またはGTO遮断時の負荷電流が流れ込
み、これにより、回収コンデンサ7において相当量の熱
損失が発生するという問題点があった。
As described above, in the conventional power converter, for example, in the case of the inverter device shown in FIG. 27, the withstand voltage of the recovery capacitor 7 is required to be higher than the voltage of the DC power supply 9. However, there is a problem that a snubber discharge current of 1000 A or more or a load current at the time of shutting off the GTO flows in, thereby causing a considerable amount of heat loss in the recovery capacitor 7.

【0041】また、上記問題点を解決しようとして、回
収コンデンサ7に冷却装置を設けるか、または回収コン
デンサ7の熱容量を大きくすると、装置全体が大形化す
るという問題点があった。また、回収コンデンサ7の充
電電圧が直流電源9の電圧以上であるため、電力回生回
路8の構成要素の耐圧が全て直流電源9の電圧以上が要
求され、従って、リアクトル10を小形化することがで
きず、電力回生回路8の大形化、ひいては装置全体が大
形化するという問題点があった。
Further, in order to solve the above problems, if a cooling device is provided in the recovery condenser 7 or if the heat capacity of the recovery condenser 7 is increased, the overall size of the recovery condenser 7 becomes large. Further, since the charging voltage of the recovery capacitor 7 is equal to or higher than the voltage of the DC power supply 9, all the withstand voltages of the components of the power regeneration circuit 8 are required to be equal to or higher than the voltage of the DC power supply 9. However, there is a problem that the power regeneration circuit 8 becomes large, and the whole device becomes large.

【0042】また、図28のインバータ装置の場合は、
回収コンデンサ7の低電圧化が図れるものの、スナバコ
ンデンサ4a,4bおよび回収コンデンサ7が直列接続
されていることから、回収コンデンサ7が、直流電源9
を投入した初期状態においては点を付していない電極が
正極として充電され、通常運転時には点を付した電極が
正極として充電されるので、電力処理装置13に正負両
極性の耐圧を持たせる必要があり、電力処理装置13の
構成が複雑になるという問題点があった。
In the case of the inverter device shown in FIG. 28,
Although the voltage of the recovery capacitor 7 can be reduced, since the snubber capacitors 4a and 4b and the recovery capacitor 7 are connected in series, the recovery capacitor 7 is connected to the DC power supply 9
In the initial state of the power supply, the electrode with no dot is charged as a positive electrode, and the electrode with dot is charged as a positive electrode during normal operation. However, there is a problem that the configuration of the power processing device 13 is complicated.

【0043】また、図28のインバータ装置において、
直流電源9の電圧が数1000Vとなる場合、スナバコ
ンデンサ4a,4bは、直流電源9の電圧以上の耐圧が
要求され、かつ、GTO電流遮断時に発生するスパイク
電圧を低減するために低インダクタンス化が要求される
ので、直流電源9の高電圧化に伴い大形化、高コスト化
を招き、ひいては装置全体の大形化および高コスト化を
招くという問題点があった。
In the inverter device shown in FIG.
When the voltage of the DC power supply 9 is several thousand volts, the snubber capacitors 4a and 4b are required to have a withstand voltage higher than the voltage of the DC power supply 9 and reduce the inductance to reduce a spike voltage generated when the GTO current is cut off. Since there is a demand, the increase in the voltage of the DC power supply 9 leads to an increase in size and cost, which in turn leads to an increase in size and cost of the entire apparatus.

【0044】更に、出力端子Aの両側のリアクトル5
a,5bのインダクタンス値を合わせる必要があるう
え、GTO1a,1bの電流遮断時の電圧上昇率を抑制
するためにスナバコンデンサ4a,4bを設ける必要が
あり、装置全体の構成要素が多くなるため、大型化およ
び高コスト化を招くという問題点があつた。
Further, the reactors 5 on both sides of the output terminal A
In addition, it is necessary to adjust the inductance values of a and 5b, and it is necessary to provide snubber capacitors 4a and 4b in order to suppress the rate of voltage rise when the current of the GTOs 1a and 1b is interrupted. There is a problem that the size and cost are increased.

【0045】同様に、図29または図30に示した3レ
ベルインバータ装置の場合は、回収コンデンサ7a,7
bの耐圧として直流電源9a,9bの電圧以上が要求さ
れるため、電力回生回路8a,8bが大形化し、装置全
体が大形化するという問題点があった。
Similarly, in the case of the three-level inverter device shown in FIG. 29 or 30, the recovery capacitors 7a, 7
Since the withstand voltage b is required to be equal to or higher than the voltage of the DC power supplies 9a and 9b, there is a problem that the power regeneration circuits 8a and 8b become large and the whole device becomes large.

【0046】また、図30のように、スナバコンデンサ
4c,4dに蓄積された電力エネルギを、変成器15お
よびダイオード16を介して正負母線P,Nに回生する
場合は、リセット電圧がスナバダイオード4c,4dお
よびリセット抵抗器17で生じる電圧降下分に限られる
ため、変成器15のリセット時間が長くなるという問題
点があった。また、エネルギ回生手段として変成器15
を用いると、多相インバータ装置を構成する場合、各相
について変成器15を設ける必要があり、装置が大形化
および高コスト化するという問題点があった。
As shown in FIG. 30, when power energy stored in snubber capacitors 4c and 4d is regenerated to positive and negative buses P and N via transformer 15 and diode 16, reset voltage is applied to snubber diode 4c. , 4d and the voltage drop generated by the reset resistor 17, the reset time of the transformer 15 becomes longer. Further, the transformer 15 is used as an energy regenerating means.
When a multi-phase inverter device is used, it is necessary to provide a transformer 15 for each phase, and there is a problem that the device is increased in size and cost.

【0047】更に、図31のように、放電抵抗器18に
よりスナバコンデンサ4c,4dに蓄積された電力エネ
ルギを消費する場合は、効率が低下するという問題点が
あった。
Further, as shown in FIG. 31, when the electric energy stored in the snubber capacitors 4c and 4d is consumed by the discharge resistor 18, there is a problem that the efficiency is reduced.

【0048】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、スナバ回路およびリアクトルに
蓄えられたエネルギを回収するための回収コンデンサを
低電圧化するとともにその充電極性を片極性にすること
により、自己消弧型半導体素子のスナバ回路の構成要素
を低減した電力変換装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. The present invention reduces the voltage of a snubber circuit and a recovery capacitor for recovering energy stored in a reactor, and changes the charging polarity to one polarity. Accordingly, it is an object of the present invention to obtain a power converter in which the components of the snubber circuit of the self-extinguishing type semiconductor element are reduced.

【0049】また、この発明は、スナバコンデンサおよ
びアノードリアクトルに蓄積されるエネルギを回収する
回収コンデンサの耐圧を低減させた電力変換装置を得る
ことを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a power converter in which the withstand voltage of a recovery capacitor for recovering energy stored in a snubber capacitor and an anode reactor is reduced.

【0050】また、この発明は、放電抵抗器で消費して
いたエネルギを回収コンデンサに回収することにより、
回収した電力エネルギを変成器を用いることなく直流電
源に回生可能にした電力変換装置を得ることを目的とす
る。
Further, according to the present invention, the energy consumed by the discharge resistor is recovered by the recovery capacitor.
It is an object of the present invention to obtain a power converter that can recover recovered power energy to a DC power supply without using a transformer.

【0051】また、この発明は、回収コンデンサおよび
電力エネルギ回生回路を複数の相で共用することによ
り、装置全体の構成を簡素化して小形化およびローコス
ト化を実現した電力変換装置を得ることを目的とする。
Another object of the present invention is to obtain a power conversion device which realizes downsizing and low cost by simplifying the configuration of the whole device by sharing a recovery capacitor and a power energy regeneration circuit in a plurality of phases. And

【0052】また、この発明は、放電抵抗器で消費され
るエネルギを蓄積するためにクランプダイオードに並列
接続されたスナバコンデンサの静電容量を減じることに
よって、消費されるエネルギを減らし、効率向上を実現
した電力変換装置を得ることを目的とする。
Also, the present invention reduces the energy consumed and improves the efficiency by reducing the capacitance of a snubber capacitor connected in parallel with the clamp diode to store the energy consumed by the discharge resistor. It is an object to obtain a realized power converter.

【0053】[0053]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る電力変換装置は、直流電源の正負母線間に直列接続さ
れた第1および第2の自己消弧型半導体素子と、第1お
よび第2の自己消弧型半導体素子の各々に逆並列接続さ
れた第1および第2のダイオードと、第1および第2の
自己消弧型半導体素子間に直列接続されたリアクトル
と、第2の自己消弧型半導体素子とリアクトルとの接続
点に設けられた出力端子と、第1の自己消弧型半導体素
子に並列接続された第1のコンデンサおよび第3のダイ
オードからなるスナバ回路と、第1のコンデンサと第3
のダイオードとの接続点と出力端子との間に直列接続さ
れた第2のコンデンサおよび第4のダイオードと、第1
および第2の自己消弧型半導体素子のスイッチング動作
によって第2のコンデンサに蓄積されたエネルギを直流
電源に回生する電力回生回路とを備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, a power converter includes first and second self-extinguishing type semiconductor elements connected in series between positive and negative buses of a DC power supply. A first and second diode connected in anti-parallel to each of the second self-extinguishing semiconductor devices, a reactor connected in series between the first and second self-extinguishing semiconductor devices, and a second An output terminal provided at a connection point between the self-extinguishing type semiconductor element and the reactor; a snubber circuit including a first capacitor and a third diode connected in parallel to the first self-extinguishing type semiconductor element; 1st capacitor and 3rd
A second capacitor and a fourth diode connected in series between a connection point to the diode and the output terminal;
And a power regeneration circuit that regenerates energy stored in the second capacitor to the DC power supply by a switching operation of the second self-extinguishing type semiconductor element.

【0054】また、この発明の請求項2に係る電力変換
装置は、直流電源の正負母線間に直列接続された第1お
よび第2の自己消弧型半導体素子と、第1および第2の
自己消弧型半導体素子の各々に逆並列接続された第1お
よび第2のダイオードと、第1および第2の自己消弧型
半導体素子間に直列接続されたリアクトルと、第1の自
己消弧型半導体素子とリアクトルとの接続点に設けられ
た出力端子と、第2の自己消弧型半導体素子に並列接続
された第1のコンデンサおよび第3のダイオードからな
るスナバ回路と、第1のコンデンサと第3のダイオード
との接続点と出力端子との間に直列接続された第2のコ
ンデンサおよび第4のダイオードと、第1および第2の
自己消弧型半導体素子のスイッチング動作によって第2
のコンデンサに蓄積されたエネルギを直流電源に回生す
る電力回生回路とを備えたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a power conversion device comprising: a first and a second self-extinguishing type semiconductor element connected in series between a positive and a negative bus of a DC power supply; First and second diodes connected in anti-parallel to each of the arc-extinguishing semiconductor devices, a reactor connected in series between the first and second self-extinguishing semiconductor devices, and a first self-extinguishing type An output terminal provided at a connection point between the semiconductor element and the reactor, a snubber circuit including a first capacitor and a third diode connected in parallel to the second self-extinguishing type semiconductor element; The second capacitor and the fourth diode connected in series between the connection point with the third diode and the output terminal, and the second operation by the switching operation of the first and second self-extinguishing semiconductor elements.
And a power regenerating circuit for regenerating the energy stored in the capacitor to the DC power supply.

【0055】また、この発明の請求項3に係る電力変換
装置は、中間電位点を有する直流電源の正負母線間に直
列接続された第1、第2、第3および第4の自己消弧型
半導体素子と、第1、第2、第3および第4の自己消弧
型半導体素子の各々に逆並列接続された第1、第2、第
3および第4のダイオードと、第1および第2の自己消
弧型半導体素子間に接続された第1のリアクトルと、第
3および第4の自己消弧型半導体素子間に接続された第
2のリアクトルと、第2の自己消弧型半導体素子と第1
のリアクトルとの接続点と中間電位点との間に接続され
た第5のダイオードと、第3の自己消弧型半導体素子と
第2のリアクトルとの接続点と中間電位点との間に接続
された第6のダイオードと、第2の自己消弧型半導体素
子と第3の自己消弧型半導体素子との接続点に設けられ
た出力端子と、第1の自己消弧型半導体素子に並列接続
された第1のコンデンサおよび第7のダイオードからな
る第1のスナバ回路と、第4の自己消弧型半導体素子に
並列接続された第2のコンデンサおよび第8のダイオー
ドからなる第2のスナバ回路と、第1のリアクトルと第
2の自己消弧型半導体素子との接続点と第1のコンデン
サと第7のダイオードとの接続点との間に直列接続され
た第3のコンデンサおよび第9のダイオードと、第2の
リアクトルと第3の自己消弧型半導体素子との接続点と
第2のコンデンサと第8のダイオードとの接続点との間
に直列接続された第4のコンデンサおよび第10のダイ
オードと、第1、第2、第3および第4の自己消弧型半
導体素子のスイッチング動作により第3および第4のコ
ンデンサに蓄積されたエネルギを直流電源に回生する第
1および第2の電力回生回路とを備えたものである。
A power converter according to a third aspect of the present invention is the first, second, third and fourth self-extinguishing type series-connected between the positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point. A semiconductor device, first, second, third, and fourth diodes connected in anti-parallel to each of the first, second, third, and fourth self-turn-off semiconductor devices; A first reactor connected between the self-arc-extinguishing semiconductor devices, a second reactor connected between the third and fourth self-arc-extinguishing semiconductor devices, and a second self-arc-extinguishing semiconductor device And the first
A fifth diode connected between the connection point with the first reactor and the intermediate potential point, and a fifth diode connected between the connection point between the third self-extinguishing semiconductor element and the second reactor and the intermediate potential point A sixth diode, an output terminal provided at a connection point between the second self-extinguishing semiconductor device and the third self-extinguishing semiconductor device, and a parallel connection to the first self-extinguishing semiconductor device. A first snubber circuit including a first capacitor and a seventh diode connected to each other, and a second snubber including a second capacitor and an eighth diode connected in parallel to the fourth self-extinguishing semiconductor element A third capacitor connected in series between a circuit, a connection point between the first reactor and the second self-extinguishing semiconductor device, and a connection point between the first capacitor and the seventh diode; Diode, the second reactor and the third A fourth capacitor and a tenth diode connected in series between a connection point with the self-extinguishing type semiconductor element and a connection point with the second capacitor and the eighth diode; A first and a second power regeneration circuit that regenerates energy stored in the third and fourth capacitors to a DC power supply by a switching operation of the third and fourth self-extinguishing semiconductor elements.

【0056】また、この発明の請求項4に係る電力変換
装置は、中間電位点を有する直流電源の正負母線間に直
列接続された第1、第2、第3および第4の自己消弧型
半導体素子と、第1、第2、第3および第4の自己消弧
型半導体素子の各々に逆並列接続された第1、第2、第
3および第4のダイオードと、第1および第2の自己消
弧型半導体素子間に接続された第1のリアクトルと、第
3および第4の自己消弧型半導体素子間に接続された第
2のリアクトルと、第2の自己消弧型半導体素子と第1
のリアクトルとの接続点と中間電位点との間に接続され
た第5のダイオードと、第3の自己消弧型半導体素子と
第2のリアクトルとの接続点と中間電位点との間に接続
された第6のダイオードと、第2の自己消弧型半導体素
子と第3の自己消弧型半導体素子との接続点に設けられ
た出力端子と、第1の自己消弧型半導体素子に並列接続
された第1のコンデンサおよび第7のダイオードからな
る第1のスナバ回路と、第4の自己消弧型半導体素子に
並列接続された第2のコンデンサおよび第8のダイオー
ドからなる第2のスナバ回路と、第5のダイオードに並
列接続された第3のコンデンサおよび第9のダイオード
からなる第3のスナバ回路と、第6のダイオードに並列
接続された第4のコンデンサおよび第10のダイオード
からなる第4のスナバ回路と、第3のコンデンサと第9
のダイオードとの接続点と第1のコンデンサと第7のダ
イオードとの接続点との間に直列接続された第5のコン
デンサおよび第11のダイオードと、第2のコンデンサ
と第8のダイオードとの接続点と第4のコンデンサと第
10のダイオードとの接続点との間に直列接続された第
6のコンデンサおよび第12のダイオードと、第1、第
2、第3および第4の自己消弧型半導体素子のスイッチ
ング動作により第5および第6のコンデンサに蓄積され
たエネルギを直流電源に回生する第1および第2の電力
回生回路とを備えたものである。
A power converter according to a fourth aspect of the present invention is the first, second, third and fourth self-extinguishing type series-connected between the positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point. A semiconductor device, first, second, third, and fourth diodes connected in anti-parallel to each of the first, second, third, and fourth self-turn-off semiconductor devices; A first reactor connected between the self-arc-extinguishing semiconductor devices, a second reactor connected between the third and fourth self-arc-extinguishing semiconductor devices, and a second self-arc-extinguishing semiconductor device And the first
A fifth diode connected between the connection point with the first reactor and the intermediate potential point, and a fifth diode connected between the connection point between the third self-extinguishing semiconductor element and the second reactor and the intermediate potential point A sixth diode, an output terminal provided at a connection point between the second self-extinguishing semiconductor device and the third self-extinguishing semiconductor device, and a parallel connection to the first self-extinguishing semiconductor device. A first snubber circuit including a first capacitor and a seventh diode connected to each other, and a second snubber including a second capacitor and an eighth diode connected in parallel to the fourth self-extinguishing semiconductor element A third snubber circuit including a third capacitor and a ninth diode connected in parallel with the fifth diode, and a fourth capacitor and a tenth diode connected in parallel with the sixth diode. Fourth And bus circuits, and the third capacitor 9
Of a fifth capacitor and an eleventh diode, which are connected in series between a connection point with the first diode and the connection point of the first capacitor and the seventh diode, and a second capacitor and an eighth diode. A sixth capacitor and a twelfth diode connected in series between the connection point and a connection point between the fourth capacitor and the tenth diode, and first, second, third and fourth self-extinguishing arcs; A first and a second power regenerating circuit for regenerating energy stored in the fifth and sixth capacitors to a DC power supply by a switching operation of the die semiconductor element.

【0057】また、この発明の請求項5に係る電力変換
装置は、中間電位点を有する直流電源の正負母線間に直
列接続された第1、第2、第3および第4の自己消弧型
半導体素子と、第1、第2、第3および第4の自己消弧
型半導体素子の各々に逆並列接続された第1、第2、第
3および第4のダイオードと、第1および第2の自己消
弧型半導体素子間に接続された第1のリアクトルと、第
3および第4の自己消弧型半導体素子間に接続された第
2のリアクトルと、第2の自己消弧型半導体素子と第1
のリアクトルとの接続点と中間電位点との間に接続され
た第5のダイオードと、第3の自己消弧型半導体素子と
第2のリアクトルとの接続点と中間電位点との間に接続
された第6のダイオードと、第2の自己消弧型半導体素
子と第3の自己消弧型半導体素子との接続点に設けられ
た出力端子と、第1の自己消弧型半導体素子に並列接続
された第1のコンデンサおよび第7のダイオードからな
る第1のスナバ回路と、第4の自己消弧型半導体素子に
並列接続された第2のコンデンサおよび第8のダイオー
ドからなる第2のスナバ回路と、第5のダイオードに並
列接続された第3のコンデンサおよび第9のダイオード
からなる第3のスナバ回路と、第6のダイオードに並列
接続された第4のコンデンサおよび第10のダイオード
からなる第4のスナバ回路と、第3のコンデンサと第9
のダイオードとの接続点と第1のコンデンサと第7のダ
イオードとの接続点との間に接続された第1の抵抗器
と、第2のコンデンサと第8のダイオードとの接続点と
第4のコンデンサと第10のダイオードとの接続点との
間に接続された第2の抵抗器とを備えたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus including first, second, third, and fourth self-extinguishing types connected in series between positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point. A semiconductor device, first, second, third, and fourth diodes connected in anti-parallel to each of the first, second, third, and fourth self-turn-off semiconductor devices; A first reactor connected between the self-arc-extinguishing semiconductor devices, a second reactor connected between the third and fourth self-arc-extinguishing semiconductor devices, and a second self-arc-extinguishing semiconductor device And the first
A fifth diode connected between the connection point with the first reactor and the intermediate potential point, and a fifth diode connected between the connection point between the third self-extinguishing semiconductor element and the second reactor and the intermediate potential point A sixth diode, an output terminal provided at a connection point between the second self-extinguishing semiconductor device and the third self-extinguishing semiconductor device, and a parallel connection to the first self-extinguishing semiconductor device. A first snubber circuit including a first capacitor and a seventh diode connected to each other, and a second snubber including a second capacitor and an eighth diode connected in parallel to the fourth self-extinguishing semiconductor element A third snubber circuit including a third capacitor and a ninth diode connected in parallel with the fifth diode, and a fourth capacitor and a tenth diode connected in parallel with the sixth diode. Fourth And bus circuits, and the third capacitor 9
A first resistor connected between a connection point with the first diode and the connection point between the first capacitor and the seventh diode; a connection point between the second capacitor and the eighth diode; And a second resistor connected between the capacitor and the connection point of the tenth diode.

【0058】また、この発明の請求項6に係る電力変換
装置は、請求項1または請求項2において、正負母線間
に直列接続されたコンデンサおよびダイオードと、ダイ
オードに並列接続された抵抗器とからなる電圧クランプ
回路を設けたものである。
A power converter according to a sixth aspect of the present invention is the power converter according to the first or second aspect, further comprising a capacitor and a diode connected in series between the positive and negative buses, and a resistor connected in parallel to the diode. Is provided.

【0059】また、この発明の請求項7に係る電力変換
装置は、請求項3、請求項4または請求項5において、
正負母線と中間電位点との間にそれぞれ直列接続された
コンデンサおよびダイオードと、ダイオードに並列接続
された抵抗器とからなる電圧クランプ回路を複数個設け
たものである。
A power converter according to claim 7 of the present invention is characterized in that in claim 3, claim 4, or claim 5,
A plurality of voltage clamp circuits each including a capacitor and a diode connected in series between the positive and negative buses and the intermediate potential point, and a resistor connected in parallel to the diode are provided.

【0060】また、この発明の請求項8に係る電力変換
装置は、請求項1または請求項2において、正負母線間
に直列接続されたコンデンサおよびダイオードからなる
電圧クランプ回路を設けるとともに、コンデンサに蓄積
されたエネルギを直流電源に回生する電力回生回路を設
けたものである。
In the power converter according to claim 8 of the present invention, a voltage clamp circuit comprising a capacitor and a diode connected in series between the positive and negative buses is provided, and the power is stored in the capacitor. And a power regeneration circuit that regenerates the obtained energy to the DC power supply.

【0061】また、この発明の請求項9に係る電力変換
装置は、請求項3、請求項4または請求項5において、
正負母線と中間電位点との間にそれぞれ直列接続された
コンデンサおよびダイオードからなる電圧クランプ回路
を複数個設けるとともに、コンデンサに蓄積されたエネ
ルギを直流電源に回生する電力回生回路を設けたもので
ある。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a power converter according to the third, fourth or fifth aspect.
A plurality of voltage clamp circuits each including a capacitor and a diode connected in series between the positive and negative buses and the intermediate potential point, and a power regeneration circuit for regenerating energy stored in the capacitor to a DC power supply are provided. .

【0062】また、この発明の請求項10に係る電力変
換装置は、請求項1または請求項2において、電力回生
回路は、第2のコンデンサに蓄積された過剰なエネルギ
を直流電源に回生するとともに、第2のコンデンサの充
電電圧を直流電源の電圧よりも低い値に制御するもので
ある。
According to a tenth aspect of the present invention, in the power conversion device according to the first or second aspect, the power regeneration circuit regenerates excess energy stored in the second capacitor to the DC power supply. , The charging voltage of the second capacitor is controlled to a value lower than the voltage of the DC power supply.

【0063】また、この発明の請求項11に係る電力変
換装置は、請求項3において、第1および第2の電力回
生回路は、第3および第4のコンデンサに蓄積された過
剰なエネルギを直流電源に回生するとともに、第3およ
び第4のコンデンサの充電電圧を直流電源の電圧よりも
低い値に制御するものである。
Further, in the power converter according to claim 11 of the present invention, in claim 3, the first and second power regenerating circuits convert excess energy stored in the third and fourth capacitors into direct current. In addition to regenerating the power supply, the charging voltage of the third and fourth capacitors is controlled to a value lower than the voltage of the DC power supply.

【0064】また、この発明の請求項12に係る電力変
換装置は、請求項4において、第1および第2の電力回
生回路は、第5および第6のコンデンサに蓄積された過
剰なエネルギを直流電源に回生するとともに、第5およ
び第6のコンデンサの充電電圧を直流電源の電圧よりも
低い値に制御するものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the power conversion apparatus according to the fourth aspect, the first and second power regeneration circuits convert excess energy accumulated in the fifth and sixth capacitors into a direct current. While regenerating the power, the charging voltage of the fifth and sixth capacitors is controlled to a value lower than the voltage of the DC power supply.

【0065】また、この発明の請求項13に係る電力変
換装置は、中間電位点を有する直流電源の正負母線間に
正アームとして直列接続された第1および第2の自己消
弧型半導体素子と、正負母線間に負アームとして直列接
続された第3および第4の自己消弧型半導体素子と、自
己消弧型半導体素子の各々に逆並列接続されたフリーホ
イールダイオードと、第1および第2の自己消弧型半導
体素子の直列接続点と中間電位点との間に接続された第
1のクランプダイオードと、第3および第4の自己消弧
型半導体素子の直列接続点と中間電位点との間に接続さ
れた第2のクランプダイオードと、正アームと負アーム
との接続点に接続された出力端子とを備えた3レベルイ
ンバータからなる電力変換装置において、正負アームの
各々に直列接続されたアノードリアクトルと、第1およ
び第4の自己消弧型半導体素子ならびに第1および第2
のクランプダイオードにそれぞれ並列接続されたスナバ
ダイオードおよびスナバコンデンサからなる第1、第
2、第3および第4のスナバ回路と、第1の自己消弧型
半導体素子に対する第1のスナバ回路のスナバダイオー
ドとスナバコンデンサとの接続点と正側母線との間に接
続された第1のダイオードおよび第1の回収コンデンサ
と、第4の自己消弧型半導体素子に対する第2のスナバ
回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接続点
と負側母線との間に接続された第2のダイオードおよび
第2の回収コンデンサと、第1のクランプダイオードに
対する第3のスナバ回路のスナバダイオードとスナバコ
ンデンサとの接続点と中間電位点との間に接続された第
1の放電抵抗器と、第2のクランプダイオードに対する
第4のスナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデン
サとの接続点と中間電位点との間に接続された第2の放
電抵抗器と、第1の回収コンデンサからエネルギを取り
出して、中間電位点で分割される直流電源の正側に回生
する第1のエネルギ回生回路と、第2の回収コンデンサ
からエネルギを取り出して、中間電位点で分割される直
流電源の負側に回生する第2のエネルギ回生回路とを備
えたものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a power conversion device comprising: a first and a second self-extinguishing type semiconductor element connected in series as a positive arm between positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point; A third and a fourth self-extinguishing type semiconductor element connected in series as a negative arm between the positive and negative buses, a freewheel diode connected in anti-parallel to each of the self-extinguishing type semiconductor elements, A first clamp diode connected between the series connection point of the self-extinguishing type semiconductor element and the intermediate potential point; and a series connection point and an intermediate potential point of the third and fourth self-extinguishing type semiconductor elements. A power conversion device comprising a three-level inverter having a second clamp diode connected between the positive and negative arms and an output terminal connected to a connection point between the positive and negative arms. Anode reactor and, first and fourth self arc-suppressing semiconductor device and the first and second
, Second, third, and fourth snubber circuits each including a snubber diode and a snubber capacitor connected in parallel to the clamp diode of the first embodiment, and a snubber diode of the first snubber circuit for the first self-extinguishing semiconductor device. A first diode and a first recovery capacitor connected between a connection point between the first self-extinguishing semiconductor element and a snubber diode and a snubber connected to the positive bus. A second diode and a second recovery capacitor connected between a connection point with the capacitor and the negative bus, and a connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the third snubber circuit with respect to the first clamp diode. A first discharge resistor connected between the intermediate potential point and a fourth snubber circuit for the second clamp diode; A second discharge resistor connected between the connection point between the navar diode and the snubber capacitor and the intermediate potential point, and energy taken out from the first recovery capacitor, and the positive polarity of the DC power supply divided at the intermediate potential point And a second energy regenerating circuit that extracts energy from the second recovery capacitor and regenerates to the negative side of the DC power supply divided at the intermediate potential point. is there.

【0066】また、この発明の請求項14に係る電力変
換装置は、中間電位点を有する直流電源の正負母線間に
正アームとして直列接続された第1および第2の自己消
弧型半導体素子と、正負母線間に負アームとして直列接
続された第3および第4の自己消弧型半導体素子と、自
己消弧型半導体素子の各々に逆並列接続されたフリーホ
イールダイオードと、第1および第2の自己消弧型半導
体素子の直列接続点と中間電位点との間に接続された第
1のクランプダイオードと、第3および第4の自己消弧
型半導体素子の直列接続点と中間電位点との間に接続さ
れた第2のクランプダイオードと、正アームと負アーム
との接続点に接続された出力端子とを備えた3レベルイ
ンバータからなる電力変換装置において、正負アームの
各々に直列接続されたアノードリアクトルと、第1およ
び第4の自己消弧型半導体素子ならびに第1および第2
のクランプダイオードにそれぞれ並列接続されたスナバ
ダイオードおよびスナバコンデンサからなる第1、第
2、第3および第4のスナバ回路と、第1のクランプダ
イオードに対する第3のスナバ回路のスナバダイオード
とスナバコンデンサとの接続点と中間電位点との間に接
続された第1の放電抵抗器と、第2のクランプダイオー
ドに対する第4のスナバ回路のスナバダイオードとスナ
バコンデンサとの接続点と中間電位点との間に接続され
た第2の放電抵抗器と、第1の自己消弧型半導体素子に
対する第1のスナバ回路のスナバダイオードとスナバコ
ンデンサとの接続点と正側母線との間に接続された第3
の放電抵抗器と、第4の自己消弧型半導体素子に対する
第2のスナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデン
サとの接続点と負側母線との間に接続された第4の放電
抵抗器とを備えたものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus comprising: a first and a second self-extinguishing type semiconductor element connected in series as a positive arm between positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point; A third and a fourth self-extinguishing type semiconductor element connected in series as a negative arm between the positive and negative buses, a freewheel diode connected in anti-parallel to each of the self-extinguishing type semiconductor elements, A first clamp diode connected between the series connection point of the self-extinguishing type semiconductor element and the intermediate potential point; and a series connection point and an intermediate potential point of the third and fourth self-extinguishing type semiconductor elements. A power conversion device comprising a three-level inverter having a second clamp diode connected between the positive and negative arms and an output terminal connected to a connection point between the positive and negative arms. Anode reactor and, first and fourth self arc-suppressing semiconductor device and the first and second
First, second, third and fourth snubber circuits respectively connected in parallel to the clamp diodes of the first and second snubber circuits; and a snubber diode and a snubber capacitor of a third snubber circuit for the first clamp diode. A first discharge resistor connected between the connection point of the second snubber circuit and the intermediate potential point, and a connection point between the connection point of the snubber diode and the snubber capacitor of the fourth snubber circuit to the second clamp diode and the intermediate potential point. A second discharge resistor connected to the first self-extinguishing semiconductor device and a third bus connected between the connection point of the snubber diode and the snubber capacitor of the first snubber circuit to the first self-extinguishing semiconductor element and the positive bus.
And a fourth discharge resistor connected between the connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the second snubber circuit for the fourth self-arc-extinguishing semiconductor element and the negative bus. It is provided.

【0067】また、この発明の請求項15に係る電力変
換装置は、中間電位点を有する直流電源の正負母線間に
正アームとして直列接続された第1および第2の自己消
弧型半導体素子と、正負母線間に負アームとして直列接
続された第3および第4の自己消弧型半導体素子と、自
己消弧型半導体素子の各々に逆並列接続されたフリーホ
イールダイオードと、第1および第2の自己消弧型半導
体素子の直列接続点と中間電位点との間に接続された第
1のクランプダイオードと、第3および第4の自己消弧
型半導体素子の直列接続点と中間電位点との間に接続さ
れた第2のクランプダイオードと、正アームと負アーム
との接続点に接続された出力端子とを備えた3レベルイ
ンバータからなる電力変換装置において、正負アームの
各々に直列接続されたアノードリアクトルと、第1およ
び第4の自己消弧型半導体素子ならびに第1および第2
のクランプダイオードにそれぞれ並列接続されたスナバ
ダイオードおよびスナバコンデンサからなる第1、第
2、第3および第4のスナバ回路と、第1の自己消弧型
半導体素子に対する第1のスナバ回路のスナバダイオー
ドとスナバコンデンサとの接続点と正側母線との間に接
続された第1のダイオードおよび第1の回収コンデンサ
と、第4の自己消弧型半導体素子に対する第2のスナバ
回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接続点
と負側母線との間に接続された第2のダイオードおよび
第2の回収コンデンサと、第1のクランプダイオードに
対する第3のスナバ回路のスナバダイオードとスナバコ
ンデンサとの接続点と中間電位点との間に接続された第
3のダイオード、第1のリアクトルおよび第3の回収コ
ンデンサと、第2のクランプダイオードに対する第4の
スナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの
接続点と中間電位点との間に接続された第4のダイオー
ド、第2のリアクトルおよび第4の回収コンデンサと、
第1の回収コンデンサからエネルギを取り出して、中間
電位点で分割される直流電源の正側に回生する第1のエ
ネルギ回生回路と、第2の回収コンデンサからエネルギ
を取り出して、中間電位点で分割される直流電源の負側
に回生する第2のエネルギ回生回路と、第3の回収コン
デンサからエネルギを取り出して、中間電位点で分割さ
れる直流電源の正側に回生する第3のエネルギ回生回路
と、第4の回収コンデンサからエネルギを取り出して、
中間電位点で分割される直流電源の負側に回生する第4
のエネルギ回生回路とを備えたものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus comprising: a first and a second self-extinguishing type semiconductor element connected in series as a positive arm between positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point; A third and a fourth self-extinguishing type semiconductor element connected in series as a negative arm between the positive and negative buses, a freewheel diode connected in anti-parallel to each of the self-extinguishing type semiconductor elements, A first clamp diode connected between the series connection point of the self-extinguishing type semiconductor element and the intermediate potential point; and a series connection point and an intermediate potential point of the third and fourth self-extinguishing type semiconductor elements. A power conversion device comprising a three-level inverter having a second clamp diode connected between the positive and negative arms and an output terminal connected to a connection point between the positive and negative arms. Anode reactor and, first and fourth self arc-suppressing semiconductor device and the first and second
, Second, third, and fourth snubber circuits each including a snubber diode and a snubber capacitor connected in parallel to the clamp diode of the first embodiment, and a snubber diode of the first snubber circuit for the first self-extinguishing semiconductor device. A first diode and a first recovery capacitor connected between a connection point between the first self-extinguishing semiconductor element and a snubber diode and a snubber connected to the positive bus. A second diode and a second recovery capacitor connected between a connection point with the capacitor and the negative bus, and a connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the third snubber circuit with respect to the first clamp diode. A third diode, a first reactor, and a third recovery capacitor connected between the second diode and the intermediate potential point; Fourth snubber circuit snubber diode and a fourth diode connected between the connection point and the intermediate potential point of the snubber capacitor for the lamp diode, a second reactor and the fourth recovery capacitor,
Energy is extracted from the first recovery capacitor, and a first energy regeneration circuit that regenerates the positive side of the DC power supply divided at the intermediate potential point, and energy is extracted from the second recovery capacitor and divided at the intermediate potential point A second energy regenerating circuit for regenerating to the negative side of the DC power supply, and a third energy regenerating circuit for retrieving energy from the third recovery capacitor and regenerating to the positive side of the DC power supply divided at the intermediate potential point And extracting energy from the fourth recovery condenser,
The fourth regenerated to the negative side of the DC power supply divided at the intermediate potential point
Energy regeneration circuit.

【0068】また、この発明の請求項16に係る電力変
換装置は、請求項15において、第1、第2、第3およ
び第4の回収コンデンサと、第1、第2、第3および第
4のエネルギ回生回路とは、それぞれ複数の相について
共通に接続されたものである。
A power converter according to a sixteenth aspect of the present invention is the power converter according to the fifteenth aspect, wherein the first, second, third, and fourth recovery capacitors are connected to the first, second, third, and fourth recovery capacitors. Are connected in common for a plurality of phases.

【0069】また、この発明の請求項17に係る電力変
換装置は、請求項15において、第1、第2、第3およ
び第4の回収コンデンサにそれぞれ並列接続された第
5、第6、第7および第8の回収コンデンサを設け、第
5、第6、第7および第8の回収コンデンサと、第1、
第2、第3および第4のエネルギ回生回路とは、それぞ
れ複数の相について共通に接続されたものである。
A power converter according to a seventeenth aspect of the present invention is the power converter according to the fifteenth aspect, wherein the fifth, sixth, and fifth capacitors are connected in parallel to the first, second, third, and fourth recovery capacitors, respectively. Seventh and eighth recovery capacitors are provided, and fifth, sixth, seventh and eighth recovery capacitors,
The second, third and fourth energy regenerating circuits are respectively connected in common for a plurality of phases.

【0070】また、この発明の請求項18に係る電力変
換装置は、請求項13、請求項14、請求項15、請求
項16または請求項17において、第3および第4のス
ナバ回路のスナバコンデンサは、第1および第2のスナ
バ回路のスナバコンデンサの静電容量よりも低減された
静電容量を有し、第3および第4のスナバ回路を構成す
るスナバコンデンサに蓄積されるエネルギを減じたもの
である。
The power converter according to claim 18 of the present invention is the power converter according to claim 13, claim 14, claim 15, claim 16, or claim 17, wherein the snubber capacitors of the third and fourth snubber circuits are provided. Has a capacitance smaller than the capacitance of the snubber capacitors of the first and second snubber circuits, and reduces the energy stored in the snubber capacitors constituting the third and fourth snubber circuits. Things.

【0071】[0071]

【作用】この発明においては、自己消弧型半導体素子に
加わる急峻な電圧および電流の立上りを所望値に抑制す
る機能を損なうことなく、スナバ回路の構成要素を低減
し、また、スナバ回路及びリアクトルの蓄積エネルギ回
収用の回収コンデンサを低電圧化することにより、装置
全体の構成を簡素化する。
According to the present invention, the components of the snubber circuit can be reduced without impairing the function of suppressing the steep rise of the voltage and current applied to the self-extinguishing type semiconductor element to a desired value. By reducing the voltage of the recovery capacitor for recovering the stored energy, the configuration of the entire apparatus is simplified.

【0072】また、この発明においては、回収コンデン
サに回収された過剰エネルギを取り出して直流電源に回
生し、回収コンデンサの充電電圧を低電圧に一定制御す
る電力回生回路を用いることにより、高効率化を実現す
る。
Further, in the present invention, the use of a power regeneration circuit for extracting excess energy recovered by the recovery capacitor, regenerating it into a DC power supply, and controlling the charging voltage of the recovery capacitor to a low voltage, and using the power regeneration circuit to improve efficiency. To achieve.

【0073】また、この発明においては、回収コンデン
サを直流電源の直流母線の正側母線および負側母線に接
続することにより、回収コンデンサの充電電圧値を低減
して耐圧の低減化を可能にする。
Further, in the present invention, by connecting the recovery capacitor to the positive bus and the negative bus of the DC bus of the DC power supply, the charging voltage value of the recovery capacitor can be reduced and the withstand voltage can be reduced. .

【0074】また、この発明においては、エネルギ回生
回路を放電抵抗器に置換することにより、構成要素を低
減する。
In the present invention, the number of components is reduced by replacing the energy regeneration circuit with a discharge resistor.

【0075】また、この発明においては、回収コンデン
サにより、放電抵抗器で消費されていた全てのエネルギ
を回収し、更に、エネルギ回生回路により、回収したエ
ネルギを変成器を用いることなく直流電源に回生する。
In the present invention, the recovery capacitor recovers all the energy consumed by the discharge resistor, and the energy recovery circuit recovers the recovered energy to the DC power supply without using a transformer. I do.

【0076】また、この発明においては、回収コンデン
サおよびエネルギ回生回路を複数の相で共用可能にす
る。
In the present invention, the recovery capacitor and the energy regeneration circuit can be shared by a plurality of phases.

【0077】また、この発明においては、クランプダイ
オードに接続されるスナバコンデンサにより、蓄積エネ
ルギを低減し、放電抵抗器で消費されていたエネルギの
低減を実現する。
According to the present invention, the stored energy is reduced by the snubber capacitor connected to the clamp diode, and the energy consumed by the discharge resistor is reduced.

【0078】[0078]

【実施例】実施例1.以下、この発明の実施例1を図に
ついて説明する。図1はインバータ装置を例にとった場
合のこの発明の実施例1(請求項1に対応)を示す回路
構成図であり、1a,1b、2a,2b、3、4〜9、
A、PおよびNは前述(図27参照)と同様のものであ
る。従って、ここでは、自己消弧型半導体素子1a,1
bとして、GTO(ゲートターンオフ)サイリスタを適
用しているものとする。
[Embodiment 1] Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment (corresponding to claim 1) of the present invention in which an inverter device is taken as an example, wherein 1a, 1b, 2a, 2b, 3, 4 to 9;
A, P and N are the same as those described above (see FIG. 27). Therefore, here, the self-extinguishing type semiconductor elements 1a, 1
It is assumed that a GTO (gate turn-off) thyristor is applied as b.

【0079】但し、この場合、各要素の接続関係が異な
り、出力端子Aは、リアクトル5とGTO1bとの接続
点に設けられている。なお、矢印(イ),(ロ)は負荷
電流Ioの向きを示している。GTO1aのスナバ回路
を構成するスナバダイオード3は、GTO1aのカソー
ド側に接続され、スナバコンデンサ4は正側母線Pに接
続されている。
However, in this case, the connection relation of each element is different, and the output terminal A is provided at the connection point between the reactor 5 and the GTO 1b. Note that arrows (a) and (b) indicate the direction of the load current Io. The snubber diode 3 constituting the snubber circuit of the GTO 1a is connected to the cathode side of the GTO 1a, and the snubber capacitor 4 is connected to the positive bus P.

【0080】GTO1bのスナバ回路を構成する回収コ
ンデンサ7は、電力回生回路8の両入力端子間に挿入さ
れ、回収コンデンサ7の充電方向を決定する極性ダイオ
ード6は、GTO1bのアノード側に接続されている。
なお、極性ダイオード6および回収コンデンサ7の位置
は、入れ換えられても何ら回路動作には影響を及ぼさな
い。また、電力回生回路8の具体的な回路構成例につい
ては、後述の実施例5において詳述する。
The recovery capacitor 7 constituting the snubber circuit of the GTO 1b is inserted between both input terminals of the power regeneration circuit 8, and the polarity diode 6 for determining the charging direction of the recovery capacitor 7 is connected to the anode side of the GTO 1b. I have.
It should be noted that the positions of the polarity diode 6 and the recovery capacitor 7 do not affect the circuit operation at all even if they are interchanged. Further, a specific circuit configuration example of the power regeneration circuit 8 will be described in detail in a fifth embodiment described later.

【0081】電力回生回路8は、回収コンデンサ7から
過剰なエネルギを取り出し、インバータ装置の直流電源
9に回生し、かつ回収コンデンサ7の充電電圧を図中
「点」を付した電極を正極として、直流電源9の電圧E
よりも低い電圧eに、ほぼ一定に制御する機能を有す
る。ここで、電圧eは電圧Eの数分の1程度である。
The power regeneration circuit 8 extracts excess energy from the recovery capacitor 7, regenerates it to the DC power supply 9 of the inverter device, and sets the charging voltage of the recovery capacitor 7 to a positive electrode with the electrode marked with “dot” in the figure as a positive electrode. Voltage E of DC power supply 9
It has a function of controlling the voltage e to be lower than the voltage e. Here, the voltage e is about a fraction of the voltage E.

【0082】図2はGTO1a,1bのスイッチングモ
ードと出力端子Aの電圧の関係を示す説明図、図3は負
荷電流Ioの流れる経路を示す説明図である。以下、図
2および図3を参照しながら、図1に示したこの発明の
実施例1の動作について説明する。まず、負荷電流Io
の向きが矢印(イ)の場合の2つのスイッチングモード
(図2参照)における回路動作について説明する。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the switching modes of the GTOs 1a and 1b and the voltage at the output terminal A, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing the path through which the load current Io flows. Hereinafter, the operation of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2 and FIG. First, the load current Io
The circuit operation in the two switching modes (see FIG. 2) when the direction of the arrow is (a) is described.

【0083】モード「1」(図2参照)の初期状態にお
いては、負荷電流Ioが経路「1」(図3参照)で流れ
ており、出力端子Aの電圧は0であり、スナバコンデン
サ4は電圧(E+e)に充電されている。この状態か
ら、GTO1bをターンオフさせ、更に短絡防止時間T
d後にGTO1aをターンオンさせる場合を考える。こ
こで、GTO1bをターンオフさせても回路状態は変化
しない。
In the initial state of the mode “1” (see FIG. 2), the load current Io is flowing through the path “1” (see FIG. 3), the voltage of the output terminal A is 0, and the snubber capacitor 4 It is charged to the voltage (E + e). From this state, the GTO 1b is turned off, and the short circuit prevention time T
Consider a case where the GTO 1a is turned on after d. Here, even if the GTO 1b is turned off, the circuit state does not change.

【0084】GTO1aをターンオンさせると、リアク
トル5に直流電源9の電圧Eが印加されることにより、
GTO1aにかかる電流上昇率(di/dt)がリアク
トル5により抑制されつつ、負荷電流Ioは経路「2」
に流れ始める。このときの電流上昇率di/dtは、以
下の(1)式から求められる。但し、(1)式におい
て、Lsはリアクトル5のインダクタンスである。
When the GTO 1a is turned on, the voltage E of the DC power supply 9 is applied to the reactor 5,
While the current increase rate (di / dt) applied to the GTO 1a is suppressed by the reactor 5, the load current Io is changed to the path “2”.
Start to flow. The current rise rate di / dt at this time is obtained from the following equation (1). Here, in the equation (1), Ls is the inductance of the reactor 5.

【0085】di/dt=E/Ls …(1)Di / dt = E / Ls (1)

【0086】また、スナバコンデンサ4は、経路「3」
により電圧0まで放電される。このとき、経路「3」に
より、スナバコンデンサ4の電力エネルギは、回収コン
デンサ7に回収される。このため、リアクトル5に流れ
る電流は、負荷電流Io以上となる。
The snubber capacitor 4 is connected to the path "3".
Is discharged to the voltage 0. At this time, the power energy of the snubber capacitor 4 is recovered by the recovery capacitor 7 via the path “3”. Therefore, the current flowing through reactor 5 is equal to or greater than load current Io.

【0087】従って、スナバコンデンサ4の放電直後に
おいては、リアクトル5に過剰エネルギが蓄積されてい
るが、スナバダイオード3が導通するため、経路「4」
により、過剰エネルギは回収コンデンサ7に回収され
る。この結果、リアクトル5の電流は、負荷電流Ioの
値に収束する。以上の過程を経て、負荷電流Ioは経路
「2」に流れ、出力端子Aの電圧はEとなる。
Therefore, immediately after the discharge of the snubber capacitor 4, excess energy is accumulated in the reactor 5, but since the snubber diode 3 conducts, the path "4"
As a result, excess energy is recovered by the recovery capacitor 7. As a result, the current of reactor 5 converges on the value of load current Io. Through the above process, the load current Io flows through the path “2”, and the voltage at the output terminal A becomes E.

【0088】次に、モード「2」の初期状態において
は、負荷電流Ioが経路「2」で流れており、出力端子
Aの電圧はEであり、スナバコンデンサ4の電圧は0で
ある。この状態から、GTO1aをターンオフさせ、更
に短絡防止時間Td後にGTO1bをターンオンさせる
場合を考える。
Next, in the initial state of the mode “2”, the load current Io is flowing through the path “2”, the voltage of the output terminal A is E, and the voltage of the snubber capacitor 4 is 0. From this state, it is assumed that the GTO 1a is turned off and the GTO 1b is turned on after the short circuit prevention time Td.

【0089】GTO1aをターンオフさせると、負荷電
流Ioが遮断されて経路「5」にバイパスされる。この
とき、スナバコンデンサ4が負荷電流Ioによって充電
されることにより、GTO1aにかかる電圧上昇率(d
v/dt)はスナバコンデンサ4により抑制される。こ
のときの電圧上昇率dv/dtは、以下の(2)式から
求められる。但し、(2)において、Csはスナバコン
デンサ4の静電容量である。
When the GTO 1a is turned off, the load current Io is cut off and bypassed to the path "5". At this time, the snubber capacitor 4 is charged by the load current Io, so that the voltage rise rate (d
v / dt) is suppressed by the snubber capacitor 4. The voltage rise rate dv / dt at this time is obtained from the following equation (2). However, in (2), Cs is the capacitance of the snubber capacitor 4.

【0090】dv/dt=Io/cs …(2)Dv / dt = Io / cs (2)

【0091】また、スナバコンデンサ4は電圧(E+
e)まで充電され、フリーホイールダイオード2bが導
通するため、負荷電流Ioは経路「1」により流れ始め
る。この充電直後においては、リアクトル5に過剰にエ
ネルギが蓄積されているが、経路「4」により、過剰エ
ネルギは回収コンデンサ7に回収される。従って、リア
クトル5の電流は0に収束する。
The snubber capacitor 4 has the voltage (E +
e), and the freewheel diode 2b conducts, so that the load current Io starts flowing through the path “1”. Immediately after the charging, excess energy is accumulated in the reactor 5, but the excess energy is recovered by the recovery capacitor 7 through the path “4”. Therefore, the current of the reactor 5 converges to zero.

【0092】ここで、短絡防止時時間Td後にGTO1
bをターンオンさせても回路状態は変化しない。以上の
過程を経て、負荷電流Ioは経路「1」に流れ、出力端
子Aの電圧は0となる。
Here, after the short-circuit prevention time Td, GTO1
Turning on b does not change the circuit state. Through the above process, the load current Io flows through the path “1”, and the voltage of the output terminal A becomes 0.

【0093】次に、負荷電流Ioの向きが矢印(ロ)の
場合の2つのスイッチングモードにおける回路動作につ
いて説明する。まず、モード「1」の初期状態において
は、負荷電流Ioが経路「6」に流れており、出力端子
Aの電圧は0であり、スナバコンデンサ4の電圧は(E
+e)である。この状態から、GTO1bをターンオフ
させ、更に短絡防止時間Td後にGTO1aをターンオ
ンさせる場合を考える。
Next, the circuit operation in the two switching modes when the direction of the load current Io is the arrow (b) will be described. First, in the initial state of the mode “1”, the load current Io is flowing through the path “6”, the voltage of the output terminal A is 0, and the voltage of the snubber capacitor 4 is (E
+ E) . From this state, a case is considered in which the GTO 1b is turned off and the GTO 1a is turned on after the short circuit prevention time Td.

【0094】GTO1bをターンオフさせると、負荷電
流Ioは遮断されて経路「7」にバイパスされる。この
とき、スナバコンデンサ4が負荷電流Ioによって放電
されることにより、GTO1bにかかる電圧上昇率(d
v/dt)はスナバコンデンサ4により抑制される。ま
た、経路「7」にはスナバコンデンサ4および回収コン
デンサ7が直列配置されているので、GTO1bにかか
る電圧上昇率(dv/dt)は、以下の(3)式から求
められる。但し、Coは回収コンデンサ7の静電容量で
ある。
When the GTO 1b is turned off, the load current Io is cut off and bypassed to the path "7". At this time, since the snubber capacitor 4 is discharged by the load current Io, the voltage rise rate (d
v / dt) is suppressed by the snubber capacitor 4. Further, since the snubber capacitor 4 and the recovery capacitor 7 are arranged in series on the path “7”, the voltage increase rate (dv / dt) applied to the GTO 1b can be obtained from the following equation (3). Here, Co is the capacitance of the recovery capacitor 7.

【0095】 dv/dt=Io/{CsCo/(Cs+Co)} …(3)Dv / dt = Io / {CsCo / (Cs + Co)} (3)

【0096】ここで、以下の(4)式の関係を満足する
ように、即ち、スナバコンデンサ4の静電容量Csより
も十分大きくなるように回収コンデンサ7の静電容量C
oを選定すれば、等価的に、(3)式の電圧上昇率は、
(2)式の電圧上昇率と同じ値となる。
Here, the capacitance C of the recovery capacitor 7 is set so as to satisfy the relationship of the following equation (4), that is, so as to be sufficiently larger than the capacitance Cs of the snubber capacitor 4.
If o is selected, equivalently, the voltage rise rate of the equation (3) is
This is the same value as the voltage rise rate in the equation (2).

【0097】Co>>Cs …(4)Co >> Cs (4)

【0098】スナバコンデンサ4は、電圧0まで放電さ
れ、スナバコンデンサ4の電力エネルギは回収コンデン
サ7に回収される。また、フリーホイールダイオードが
導通するための負荷電流Ioは、経路「8」より流れ始
める。ここで、短絡防止時間Td後にGTO1aをター
ンオンさせても回路状態は変化しない。
The snubber capacitor 4 is discharged to a voltage of 0, and the power energy of the snubber capacitor 4 is recovered by the recovery capacitor 7. Also, the load current Io for the freewheeling diode to conduct starts to flow from the path “8”. Here, even if the GTO 1a is turned on after the short circuit prevention time Td, the circuit state does not change.

【0099】以上の過程を経て、負荷状態Ioは経路
「8」に流れ、出力端子Aの電圧はEとなる。ここで、
経路「7」にリアクトルなどがないため、つまり、GT
O1bに対して順方向にスパイク電圧を印加させる構成
要素がないため、GTO1bの電流遮断時の印加電圧は
0より上昇し、その電圧上昇率dv/dtを上記(3)
式のように抑制することができる。
Through the above process, the load state Io flows to the path “8”, and the voltage at the output terminal A becomes E. here,
Since there is no reactor or the like in the route “7”, that is, GT
Since there is no component for applying a spike voltage to O1b in the forward direction, the applied voltage at the time of current interruption of GTO1b rises from 0, and the voltage rise rate dv / dt is set to the above (3).
It can be suppressed as in the equation.

【0100】モード「2」の初期状態においては、負荷
電流Ioが経路8で流れており、出力端子Aの電圧はE
であり、スナバコンデンサ4の電圧は0である。この状
態から、GTO1aをターンオフさせ、更に短絡防止時
間Td後にGTO1bをターンオンさせる場合を考え
る。ここで、GTO1aをターンオフさせても回路状態
は変化しない。
In the initial state of the mode "2", the load current Io is flowing through the path 8, and the voltage of the output terminal A is E.
And the voltage of the snubber capacitor 4 is zero. From this state, it is assumed that the GTO 1a is turned off and the GTO 1b is turned on after the short circuit prevention time Td. Here, even if the GTO 1a is turned off, the circuit state does not change.

【0101】GTO1bをターンオンさせると、リアク
トル5に直流電源9の電圧Eが印加されることにより、
GTO1bにかかる電流上昇率di/dtがリアクトル
5により抑制されつつ、負荷電流Ioは経路6に流れ始
める。このときの電流上昇率di/dtは、上記(1)
式から求められる。
When the GTO 1b is turned on, the voltage E of the DC power supply 9 is applied to the reactor 5,
The load current Io starts to flow to the path 6 while the current increase rate di / dt applied to the GTO 1b is suppressed by the reactor 5. The current rise rate di / dt at this time is as described in (1) above.
Obtained from the formula.

【0102】また、スナバコンデンサ4は、経路9によ
り電圧(E+e)まで充電される。このため、リアクト
ル5の電流の向きは、初期状態に流れていた電流の向き
とは逆方向となる。従って、スナバコンデンサ4の充電
直後においては、リアクトル5に過剰にエネルギが蓄積
されているが、極性ダイオード6が導通するため、経路
「4」によりそのエネルギは回収コンデンサ7に回収さ
れる。従って、リアクトル5の電流は0に収束する。以
上の過程を経て、負荷電流Ioは経路「6」に流れ、出
力端子Aの電圧は0となる。
The snubber capacitor 4 is charged to the voltage (E + e) by the path 9. For this reason, the direction of the current of the reactor 5 is opposite to the direction of the current flowing in the initial state. Therefore, immediately after the snubber capacitor 4 is charged, excessive energy is stored in the reactor 5, but since the polarity diode 6 conducts, the energy is recovered by the recovery capacitor 7 through the path “4”. Therefore, the current of the reactor 5 converges to zero. Through the above process, the load current Io flows through the path “6”, and the voltage of the output terminal A becomes 0.

【0103】以上のように、図1に示すインバータ装置
からなるこの発明の実施例1によれば、GTO1a,1
bのスイッチング動作における電圧上昇率(dv/d
t)および電流上昇率(di/dt)を抑制することが
でき、かつ、スナバコンデンサ4およびリアクトル5に
蓄積された電力エネルギを全て回収コンデンサ7に回収
することができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention comprising the inverter device shown in FIG.
b in the switching operation (dv / d)
t) and the current rise rate (di / dt) can be suppressed, and all the power energy stored in the snubber capacitor 4 and the reactor 5 can be recovered by the recovery capacitor 7.

【0104】また、図27に示した従来のインバータ装
置においては、リアクトル5に蓄積されたエネルギを回
収コンデンサ7に回収する経路更にはスナバコンデンサ
4の放電経路に直流電源9が含まれるため、回収コンデ
ンサ7の充電電圧を低くすることが困難であったが、こ
の発明の実施例1においては、放電経路に直流電源9が
含まれない構成としたため、図1の回収コンデンサ7の
充電電圧を低くすることができる。
In the conventional inverter device shown in FIG. 27, since the DC power supply 9 is included in the path for recovering the energy stored in the reactor 5 to the recovery capacitor 7 and the discharge path for the snubber capacitor 4, the recovery is performed. Although it was difficult to lower the charging voltage of the capacitor 7, the first embodiment of the present invention does not include the DC power supply 9 in the discharge path, so the charging voltage of the recovery capacitor 7 in FIG. can do.

【0105】また、図28に示した従来のインバータ装
置においては、2つのスナバコンデンサ4a,4bと回
収コンデンサ7とが直列接続されており、回収コンデン
サ7に両極性の電圧が印加されるため、回収コンデンサ
7の充電電圧を低くすることが困難であったが、この発
明の実施例1においては、回収コンデンサ7への両極性
の電圧印加を極性ダイオード6により回避できる構成と
したので、回収コンデンサ7の充電電圧を低くすること
ができる。
In the conventional inverter device shown in FIG. 28, two snubber capacitors 4a and 4b and a recovery capacitor 7 are connected in series, and a bipolar voltage is applied to the recovery capacitor 7. Although it was difficult to lower the charging voltage of the recovery capacitor 7, in the first embodiment of the present invention, the bipolar diode 6 was used to avoid the application of the bipolar voltage to the recovery capacitor 7. 7, the charging voltage can be reduced.

【0106】即ち、上記回路動作の詳細説明から明らか
なように、回収コンデンサ7の静電容量をスナバコンデ
ンサ4の静電容量よりも大きく選ぶことにより、また、
リアクトル5とGTO1bとの接続点から出力端子Aを
引き出す構成とすることにより、GTO1bのスナバ回
路の機能は、極性ダイオード6、回収コンデンサ7、ス
ナバコンデンサ4からなる直列回路で十分果たし得る。
That is, as is clear from the above detailed description of the circuit operation, by selecting the capacitance of the recovery capacitor 7 to be larger than the capacitance of the snubber capacitor 4,
With the configuration in which the output terminal A is drawn from the connection point between the reactor 5 and the GTO 1b, the function of the snubber circuit of the GTO 1b can be sufficiently performed by a series circuit including the polar diode 6, the recovery capacitor 7, and the snubber capacitor 4.

【0107】なお、電力回生回路8の回路自体はこの発
明の特徴の主なるものではないが、電力回生回路8の具
体的な回路を用いてこの発明の実施例1が実現可能であ
ることを実施例5(後述する)において説明する。
Although the circuit itself of the power regeneration circuit 8 is not the main feature of the present invention, it is understood that the first embodiment of the present invention can be realized using a specific circuit of the power regeneration circuit 8. This will be described in a fifth embodiment (described later).

【0108】実施例2.上記実施例1では、図1に示し
たように、GTO1aに対するスナバ回路3,4を直列
的に接続したが、GTO1bに対するスナバ回路を直列
的に接続してもよい。
Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the snubber circuits 3 and 4 for the GTO 1a are connected in series as shown in FIG. 1, but the snubber circuits for the GTO 1b may be connected in series.

【0109】図4はインバータ装置を例にとった場合の
この発明の実施例2(請求項2に対応)を示す回路構成
図であり、1a,1b、2a,2b、3〜9、A,Pお
よびNは前述と同様のものである。この場合、GTO1
bに対するスナバ回路3,4が直列的に接続されている
が、回路動作については、図1の場合と全く対称的であ
るため説明は省略する。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment (corresponding to claim 2) of the present invention in which an inverter device is taken as an example, wherein 1a, 1b, 2a, 2b, 3 to 9, A, P and N are the same as described above. In this case, GTO1
Although snubber circuits 3 and 4 for b are connected in series, the circuit operation is completely symmetrical to that of FIG.

【0110】実施例3.また、上記実施例1では、電力
変換装置がインバータ装置の場合を示したが、図29の
ような3レベルインバータ装置であってもこの発明が適
用できることは言うまでもない。
Embodiment 3 FIG. Further, in the first embodiment, the case where the power conversion device is an inverter device has been described. However, it is needless to say that the present invention can be applied to a three-level inverter device as shown in FIG.

【0111】図5は3レベルインバータ装置を例にとっ
た場合のこの発明の実施例3(請求項3に対応)を示す
回路構成図であり、1a〜1d、2a,2b、3a,3
b、4a,4b、5a,5b、6a,6b、7a,7
b、8a,8b、9a,9b、14a,14b、A、
C、PおよびNは前述(図29参照)と同様のものであ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a third embodiment (corresponding to claim 3) of the present invention in the case of taking a three-level inverter device as an example, wherein 1a to 1d, 2a, 2b, 3a, 3
b, 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7
b, 8a, 8b, 9a, 9b, 14a, 14b, A,
C, P and N are the same as those described above (see FIG. 29).

【0112】この場合、しばしば平滑コンデンサによっ
て置換され得る直流電源9a,9bの電圧は、それぞれ
E/2とする。図6はGTO1a,1b,1c,1dの
スイッチングモード「1」〜「4」と出力端子Xの電圧
との関係を示す説明図、図7は負荷電流Ioの流れる経
路「1」〜「17」を示す説明図である。
In this case, the voltages of DC power supplies 9a and 9b, which can be replaced by smoothing capacitors, are each assumed to be E / 2. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the switching modes “1” to “4” of the GTOs 1a, 1b, 1c, and 1d and the voltage of the output terminal X. FIG. 7 is a diagram illustrating the paths “1” to “17” through which the load current Io flows. FIG.

【0113】電力回生回路8a,8bは、前述と同様
に、回収コンデンサ7a,7bの過剰なエネルギを取り
出し、直流電流9a,9bに回生し、かつ回収コンデン
サ7a,7bの電圧を直流電源電圧E(=E/2)の数
分の1程度の一定電圧eに制御する機能を有する。但
し、図中、回収コンデンサ7a,7bは、「点」を付し
た電極を正極として充電される。
Power regeneration circuits 8a and 8b extract excess energy of recovery capacitors 7a and 7b, regenerate them into DC currents 9a and 9b, and convert the voltages of recovery capacitors 7a and 7b to DC power supply voltage E, as described above. It has a function of controlling the voltage to a constant voltage e which is about a fraction of (= E / 2). However, in the drawing, the recovery capacitors 7a and 7b are charged with the electrodes marked with "dots" as positive electrodes.

【0114】以下、図6および図7を参照しながら、図
5に示したこの発明の実施例3の動作について説明す
る。まず、負荷電流Ioの向きが矢印(イ)である場合
の4つのスイッチングモードについて回路動作を説明す
る。
The operation of the third embodiment shown in FIG. 5 will be described below with reference to FIGS. 6 and 7. First, the circuit operation will be described for four switching modes when the direction of the load current Io is the arrow (a).

【0115】モード「1」の初期状態においては、負荷
電流Ioが経路「1」で流れており、出力端子Xの電圧
は0であり、スナバコンデンサ4aは電圧(E+e)に
充電されており、スナバコンデンサ4bの電圧は0であ
る。この状態から、GTO1bをターンオフさせ、更に
短絡防止時間Td後にGTO1cをターンオンさせる場
合を考える。ここで、GTO1bをターンオフさせても
回路状態は変化しない。
In the initial state of the mode “1”, the load current Io is flowing through the path “1”, the voltage of the output terminal X is 0, and the snubber capacitor 4a is charged to the voltage (E + e). The voltage of the snubber capacitor 4b is zero. From this state, it is assumed that the GTO 1b is turned off and the GTO 1c is turned on after the short circuit prevention time Td. Here, even if the GTO 1b is turned off, the circuit state does not change.

【0116】GTO1cをターンオンさせると、アノー
ドリアクトル5bに直流電源9bの電圧Eが印加される
ことにより、GTO1bにかかる電流上昇率di/dt
がアノードリアクトル5bにより抑制されつつ、負荷電
流Ioは経路「2」に流れ始める。このときの電流上昇
率di/dtは、以下の(5)式から求められる。但
し、Lsはアノードリアクトル5a,5bのインダクタ
ンスである。
When the GTO 1c is turned on, the voltage E of the DC power supply 9b is applied to the anode reactor 5b, and the current rise rate di / dt applied to the GTO 1b is increased.
Is suppressed by the anode reactor 5b, and the load current Io starts flowing through the path “2”. The current rise rate di / dt at this time is obtained from the following equation (5). Here, Ls is the inductance of the anode reactors 5a and 5b.

【0117】di/dt=E/Ls …(5)Di / dt = E / Ls (5)

【0118】その後、GTO1bに流れる電流が負荷電
流Io以上となるが、その過剰な電流は経路「3」に流
れることになり、スナバコンデンサ4bは電圧(E+
e)まで充電される。スナバコンデンサ4bの充電直後
においては、アノードリアクトル5bに過剰にエネルギ
が蓄積されているが、経路「4」により、過剰エネルギ
は回収コンデンサ7bに回収される。以上の過程を経
て、負荷電流Ioは経路2に流れ、出力端子Xの電圧は
E/2となる。
Thereafter, the current flowing through the GTO 1b exceeds the load current Io, but the excess current flows through the path "3", and the snubber capacitor 4b sets the voltage (E +
e) is charged. Immediately after the charging of the snubber capacitor 4b, excessive energy is accumulated in the anode reactor 5b, but the excess energy is recovered by the recovery capacitor 7b through the path "4". Through the above process, the load current Io flows through the path 2 and the voltage at the output terminal X becomes E / 2.

【0119】また、モード「2」の初期状態において
は、負荷電流Ioが経路「2」で流れており、出力端子
Xの電圧はE/2であり、スナバコンデンサ4a,4b
は電圧(E+e)に充電されている。この状態から、G
TO1dをターンオフさせ、更に短絡防止時間Td後に
GTO1aをターンオンさせる場合を考える。ここで、
GTO1dをターンオフさせても回路状態は変化しな
い。
In the initial state of the mode "2", the load current Io is flowing through the path "2", the voltage of the output terminal X is E / 2, and the snubber capacitors 4a and 4b
Are charged to the voltage (E + e). From this state, G
It is assumed that the TO 1d is turned off and the GTO 1a is turned on after the short circuit prevention time Td. here,
Turning GTO 1d off does not change the circuit state.

【0120】GTO1aをターンオンさせると、アノー
ドリアクトル5aに直流電源9aの電圧Eが印加される
ことにより、GTO1aにかかる電流上昇率di/dt
がアノードリアクトル5aにより抑制されつつ、負荷電
流Ioは経路「5」に流れ始める。このときの電流上昇
率di/dtは、上記(5)式から求められる。
When the GTO 1a is turned on, the voltage E of the DC power supply 9a is applied to the anode reactor 5a, and the current rise rate di / dt applied to the GTO 1a is increased.
Is suppressed by the anode reactor 5a, and the load current Io starts flowing through the path “5”. The current rise rate di / dt at this time is obtained from the above equation (5).

【0121】このとき、クランプダイオード14aは逆
電圧が印加されてオフ状態となり、また、スナバコンデ
ンサ4aは経路「6」により電圧0まで放電される。こ
の経路「6」により、スナバコンデンサ4aのエネルギ
は回収コンデンサ7aに回収される。スナバコンデンサ
4aの放電直後においては、アノードリアクトル5aに
過剰にエネルギが蓄積されているが、経路「7」によ
り、過剰エネルギは回収コンデンサ7aに回収される。
以上の過程を経て、負荷電流Ioは経路「5」に流れ、
出力端子Xの電圧はEとなる。
At this time, the reverse voltage is applied to the clamp diode 14a to turn it off, and the snubber capacitor 4a is discharged to the voltage 0 through the path "6". Through this path “6”, the energy of the snubber capacitor 4a is recovered by the recovery capacitor 7a. Immediately after the discharge of the snubber capacitor 4a, excess energy is accumulated in the anode reactor 5a, but the excess energy is recovered by the recovery capacitor 7a through the path "7".
Through the above process, the load current Io flows through the path “5”,
The voltage at the output terminal X becomes E.

【0122】モード「3」の初期状態においては、負荷
電流Ioが経路「5」に流れており、出力端子Xの電圧
はEであり、スナバコンデンサ4aの電圧は0であり、
スナバコンデンサ4bは電圧(E+e)に充電されてい
る。この状態から、GTO1aをターンオフさせ、短絡
防止時間Td後にGTO1dをターンオンさせる場合を
考える。
In the initial state of the mode “3”, the load current Io is flowing through the path “5”, the voltage of the output terminal X is E, the voltage of the snubber capacitor 4a is 0,
The snubber capacitor 4b is charged to the voltage (E + e). From this state, consider a case where to turn off the GTO1a, to turn on the GTO 1d after the dead time Td.

【0123】GTO1aをターンオフさせると、負荷電
流Ioは遮断されて経路8にバイパスされる。このと
き、スナバコンデンサ4aが負荷電流Ioによって充電
されることにより、GTO1aにかかる電圧上昇率は、
スナバコンデンサ4aにより抑制される。このときの電
圧上昇率dv/dtは、以下の(6)式から求められ
る。但し、Csはスナバコンデンサ4a,4bの静電容
量である。
When the GTO 1a is turned off, the load current Io is cut off and bypassed to the path 8. At this time, since the snubber capacitor 4a is charged by the load current Io, the rate of voltage increase applied to the GTO 1a is:
Suppressed by snubber capacitor 4a. The voltage rise rate dv / dt at this time is obtained from the following equation (6). Here, Cs is the capacitance of the snubber capacitors 4a and 4b.

【0124】dv/dt=Io/cs …(6)Dv / dt = Io / cs (6)

【0125】スナバコンデンサ4aは電圧(E+e)ま
で充電され、クランプダイオード14aが導通するた
め、負荷電流Ioは経路「2」に流れ始める。スナバコ
ンデンサ4aの充電直後においては、アノードリアクト
ル5aに過剰にエネルギが蓄積されているが、経路7に
より過剰エネルギは回収コンデンサ7aに回収される。
ここで、短絡防止時間Td後にGTO1dをターンオン
させても回路状態は変化しない。以上の過程を経て、負
荷電流Ioは経路「2」に流れ、出力端子Xの電圧はE
/2となる。
The snubber capacitor 4a is charged up to the voltage (E + e), and the clamp diode 14a conducts, so that the load current Io starts flowing through the path "2". Immediately after charging the snubber capacitor 4a, excess energy is accumulated in the anode reactor 5a, but excess energy is recovered by the recovery capacitor 7a through the path 7.
Here, even if the GTO 1d is turned on after the short circuit prevention time Td, the circuit state does not change. Through the above process, the load current Io flows through the path “2”, and the voltage of the output terminal X becomes E
/ 2.

【0126】モード「4」の初期状態においては、負荷
電流Ioが経路「2」で流れており、出力端子Xの電圧
はE/2であり、スナバコンデンサ4a,4bの電圧は
(E+e)である。この状態から、GTO1cをターン
オフさせ、更に短絡防止時間Td後にGTO1bをター
ンオンさせる場合を考える。
In the initial state of the mode "4", the load current Io is flowing through the path "2", the voltage of the output terminal X is E / 2, and the voltages of the snubber capacitors 4a and 4b are (E + e). is there. From this state, a case is considered in which the GTO 1c is turned off and the GTO 1b is turned on after the short circuit prevention time Td.

【0127】GTO1cをターンオフさせると、負荷電
流Ioが遮断され、経路「9」により負荷電流Ioが供
給される。このとき、スナバコンデンサ4bが負荷電流
Ioによって放電されることにより、GTO1cにかか
る電圧上昇率が抑制される。経路「9」にはスナバコン
デンサ4bおよび回収コンデンサ7bが直列配置されて
いるので、その電圧上昇率dv/dtは、以下の(7)
式から求められる。但し、Coは回収コンデンサ7a,
7bの静電容量である。
When the GTO 1c is turned off, the load current Io is cut off, and the load current Io is supplied via the path "9". At this time, the snubber capacitor 4b is discharged by the load current Io, so that the rate of voltage increase applied to the GTO 1c is suppressed. Since the snubber capacitor 4b and the recovery capacitor 7b are arranged in series on the path "9", the voltage rise rate dv / dt is as follows (7).
Obtained from the formula. However, Co is the recovery capacitor 7a,
7b.

【0128】 dv/dt=Io/{CsCo/(Cs+Co)} …(7)Dv / dt = Io / {CsCo / (Cs + Co)} (7)

【0129】ここで、以下の(8)式の関係を満足する
ように、即ち、スナバコンデンサ4a,4bの静電容量
Csよりも十分大きくなるように回収コンデンサ7a,
7bの静電容量Coを選定すれば、等価的に、(7)式
の電圧上昇率は(6)式の電圧上昇率と同じ値となる。
Here, the recovery capacitors 7a and 7a are set so as to satisfy the relationship of the following expression (8), that is, so as to be sufficiently larger than the capacitance Cs of the snubber capacitors 4a and 4b.
If the capacitance Co of 7b is selected, the voltage rise rate of the equation (7) becomes equivalently the same value as the voltage rise rate of the equation (6).

【0130】Co>>Cs …(8)Co >> Cs (8)

【0131】スナバコンデンサ4bは0まで放電され、
スナバコンデンサ4bのエネルギは回収コンデンサ7b
に回収される。また、フリーホイールダイオード2dが
導通するため、負荷電流は経路「1」に流れ始める。こ
こで、短路防止時時間Td後にGTO1bをターンオン
させても回路状態は変化しない。以上の過程を経て、負
荷電流Ioは経路「1」に流れ、出力端子Xの電圧は0
となる。
The snubber capacitor 4b is discharged to 0,
The energy of the snubber condenser 4b is recovered by the recovery condenser 7b.
Will be collected. Further, since the freewheel diode 2d conducts, the load current starts to flow to the path “1”. Here, even if the GTO 1b is turned on after the short circuit prevention time Td, the circuit state does not change. Through the above process, the load current Io flows through the path “1”, and the voltage of the output terminal X becomes 0
Becomes

【0132】なお、負荷電流Ioの向きが矢印(ロ)の
場合での4つのスイッチングモード(図6)における回
路動作については、上述の負荷電流Ioの向きが矢印
(イ)の場合での回路動作と全く対称であるため、説明
を省略する。
The circuit operation in the four switching modes (FIG. 6) in the case where the direction of the load current Io is the arrow (B) is described with reference to the circuit in the case where the direction of the load current Io is the arrow (A). Since the operation is completely symmetric, the description is omitted.

【0133】以上のように、図5に示すインバータ装置
は、GTO1a,1b,1c,1dのスイッチング動作
における電圧上昇率dv/dtおよび電流上昇率di/
dtを抑制することができ、かつ、スナバコンデンサ4
a,4b,アノードリアクトル5a,5bに蓄積された
エネルギを全て回収コンデンサ7a,7bに回収するこ
とができる。
As described above, the inverter shown in FIG. 5 operates in the switching operation of GTOs 1a, 1b, 1c and 1d in the voltage rise rate dv / dt and the current rise rate di /
dt can be suppressed, and the snubber capacitor 4
a, 4b, and all the energy stored in the anode reactors 5a, 5b can be recovered in the recovery capacitors 7a, 7b.

【0134】なお、電力回生回路8a,8bについて
は、回路自体はこの発明の主なるものではないが、具体
的な回路を用いてこの発明の実施例が実現可能であるこ
とを実施例5(後述する)において説明する。
The power regeneration circuits 8a and 8b are not the main circuits of the present invention, but the fifth embodiment shows that the embodiments of the present invention can be realized using specific circuits. This will be described later.

【0135】実施例4.図8は3レベルインバータ装置
を例にとった場合のこの発明の実施例4(請求項4に対
応)を示す回路構成図であり、同一符号で示した部分は
前述(図5参照)と同様のものである。
Embodiment 4 FIG. FIG. 8 is a circuit diagram showing a fourth embodiment (corresponding to claim 4) of the present invention in a case where a three-level inverter device is taken as an example. Portions denoted by the same reference numerals are the same as those described above (see FIG. 5). belongs to.

【0136】図8において、図5(実施例3)との相違
点についてのみ説明すると、3c,4cはクランプダイ
オード14aに並列接続されたスナバコンデンサおよび
スナバダイオードであり、これらはクランプダイオード
14aに対するスナバ回路を構成している。
Referring to FIG. 8, only the differences from FIG. 5 (Embodiment 3) will be described. Numerals 3c and 4c denote snubber capacitors and snubber diodes connected in parallel to clamp diode 14a. Make up the circuit.

【0137】スナバコンデンサ4cとスナバダイオード
3cとの接続点と、スナバコンデンサ4aとスナバダイ
オード3aとの接続点との間には、極性ダイオード6a
および回収コンデンサ7aからなる直列回路が接続され
ている。
A polarity diode 6a is connected between a connection point between snubber capacitor 4c and snubber diode 3c and a connection point between snubber capacitor 4a and snubber diode 3a.
And a series circuit composed of a recovery capacitor 7a.

【0138】また、クランプダイオード14bについて
も同様の構成を有し、3d,4dはクランプダイオード
14bに並列接続されたスナバコンデンサおよびスナバ
ダイオードであり、これらはクランプダイオード14b
に対するスナバ回路を構成している。更に、その他の構
成については、図5に示した通りである。
The clamp diode 14b has the same structure, and 3d and 4d are a snubber capacitor and a snubber diode connected in parallel to the clamp diode 14b.
Are configured as a snubber circuit. Further, other configurations are as shown in FIG.

【0139】以下、図6および図7の説明図を参照しな
がら、図8に示したこの発明の実施例4において、負荷
電流Ioの向きが矢印(イ)の場合の4つのスイッチン
グモードにおける回路動作について説明する。
Hereinafter, with reference to the explanatory diagrams of FIGS. 6 and 7, in the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 8, the circuit in the four switching modes when the direction of the load current Io is the arrow (a) The operation will be described.

【0140】モード「1」の初期状態においては、負荷
電流Ioが経路「1」で流れており、出力端子Xの電圧
は0であり、スナバコンデンサ4a,4dは電圧(E+
e)に充電されており、スナバコンデンサ4b,4cの
電圧は0である。この状態から、GTO1bをターンオ
フさせ、更に短絡防止時間Td後にGTO1cをターン
オンさせる場合を考える。ここで、GTO1bをターン
オフさせても回路状態は変化しない。
In the initial state of the mode “1”, the load current Io is flowing through the path “1”, the voltage of the output terminal X is 0, and the snubber capacitors 4a and 4d output the voltage (E +
e), and the voltages of the snubber capacitors 4b and 4c are 0. From this state, consider a case where the GTO 1b is turned off and the GTO 1c is turned on after the short circuit prevention time Td. Here, even if the GTO 1b is turned off, the circuit state does not change.

【0141】GTO1cをターンオンさせると、アノー
ドリアクトル5bに直流電源9bの電圧E(=E/2)
が印加されることにより、GTO1cにかかる電流上昇
率di/dtがアノードリアクトル5bにより抑制され
つつ、負荷電流Ioは経路「2」に流れ始める。このと
きの電流上昇率di/dtは、以下の(9)式から求め
られる。但し、Lsはアノードリアクトル5a,5bの
インダクタンスである。
When the GTO 1c is turned on, the voltage E (= E / 2) of the DC power supply 9b is applied to the anode reactor 5b.
Is applied, the load current Io starts to flow through the path “2” while the current increase rate di / dt applied to the GTO 1c is suppressed by the anode reactor 5b. The current rise rate di / dt at this time is obtained from the following equation (9). Here, Ls is the inductance of the anode reactors 5a and 5b.

【0142】di/dt=E/Ls …(9)Di / dt = E / Ls (9)

【0143】その後、GTO1bに流れる電流は負荷電
流Io以上になるが、過剰な電流は経路「3」に流れる
ことになり、スナバコンデンサ4bは電圧(E+e)ま
で充電される。また、スナバコンデンサ4dは経路「1
0」により電圧0まで放電され、この経路「10」によ
り、スナバコンデンサ4dのエネルギは、回収コンデン
サ7bに回収される。
Thereafter, the current flowing through the GTO 1b exceeds the load current Io, but the excess current flows through the path "3", and the snubber capacitor 4b is charged to the voltage (E + e). The snubber capacitor 4d is connected to the path “1”.
In this case, the energy of the snubber capacitor 4d is recovered by the recovery capacitor 7b.

【0144】このとき、スナバコンデンサ4dの放電直
後においては、アノードリアクトル5bに過剰にエネル
ギが蓄積されているが、経路「11」により過剰エネル
ギは回収コンデンサ7bに回収される。以上の過程を経
て、負荷電流Ioは経路「2」に流れ、出力端子Xの電
圧はE/2となる。
At this time, immediately after the discharge of the snubber capacitor 4d, excessive energy is stored in the anode reactor 5b, but the excess energy is recovered by the recovery capacitor 7b through the path "11". Through the above process, the load current Io flows through the path “2”, and the voltage of the output terminal X becomes E / 2.

【0145】また、モード「2」の初期状態において
は、負荷電流Ioが経路「2」で流れており、出力端子
Xの電圧はE/2であり、スナバコンデンサ4a,4b
は電圧(E+e)に充電され、スナバコンデンサ4c,
4dの電圧は0である。この状態から、GTO1dをタ
ーンオフさせ、更に短絡防止時間Td後にGTO1aを
ターンオンさせる場合を考える。ここで、GTO1dを
ターンオフさせても回路状態は変化しない。
In the initial state of the mode "2", the load current Io is flowing through the path "2", the voltage of the output terminal X is E / 2, and the snubber capacitors 4a and 4b
Is charged to the voltage (E + e), and the snubber capacitors 4c,
The voltage of 4d is 0. From this state, consider a case where the GTO 1d is turned off and the GTO 1a is further turned on after the short circuit prevention time Td. Here, even if the GTO 1d is turned off, the circuit state does not change.

【0146】GTO1aをターンオンさせると、アノー
ドリアクトル5aには直流電源9aの電圧Eが印加され
ることにより、GTO1aにかかる電流上昇率di/d
tがアノードリアクトル5aにより抑制されつつ、負荷
電流Ioは経路「5」に流れ始める。このときの電流上
昇率di/dtは、上記(9)式から求められる。
When the GTO 1a is turned on, the voltage E of the DC power supply 9a is applied to the anode reactor 5a, and the current rise rate di / d applied to the GTO 1a is increased.
While t is suppressed by the anode reactor 5a, the load current Io starts flowing through the path “5”. The current rise rate di / dt at this time is obtained from the above equation (9).

【0147】その後、GTO1cに流れる電流が負荷電
流Io以上になるが、その過剰電流は経路「12」に流
れることになり、スナバコンデンサ4cは、電圧(E+
e)まで充電されてクランプダイオード14aはオフ状
態となる。また、スナバコンデンサ4aは経路「13」
により電圧0まで放電される。
Thereafter, the current flowing through the GTO 1c exceeds the load current Io, but the excess current flows through the path "12", and the snubber capacitor 4c sets the voltage (E +
e) and the clamp diode 14a is turned off. The snubber capacitor 4a is connected to the path "13".
Is discharged to the voltage 0.

【0148】この経路「13」により、スナバコンデン
サ4aのエネルギは回収コンデンサ7aに回収される。
このとき、スナバコンデンサ4aの放電直後において
は、アノードリアクトル5aに過剰にエネルギが蓄積さ
れているが、経路「14」により、過剰エネルギは回収
コンデンサ7aに回収される。以上の過程を経て、負荷
電流Ioは経路「5」に流れ、出力端子Xの電圧はEと
なる。
The energy of the snubber capacitor 4a is recovered by the recovery capacitor 7a through the path "13".
At this time, immediately after the discharge of the snubber capacitor 4a, excess energy is accumulated in the anode reactor 5a, but the excess energy is recovered by the recovery capacitor 7a through the path "14". Through the above process, the load current Io flows through the path “5”, and the voltage at the output terminal X becomes E.

【0149】モード「3」の初期状態においては、負荷
電流Ioが経路「5」に流れており、出力端子Xの電圧
はEであり、スナバコンデンサ4a,4dの電圧は0、
スナバコンデンサ4b,4cは電圧(E+e)に充電さ
れている。この状態から、GTO1aをターンオフさ
せ、更に短絡防止時間Td後にGTO1dをターンオン
させる場合を考える。
In the initial state of the mode “3”, the load current Io is flowing through the path “5”, the voltage of the output terminal X is E, the voltage of the snubber capacitors 4a and 4d is 0,
The snubber capacitors 4b and 4c are charged to the voltage (E + e). From this state, it is assumed that the GTO 1a is turned off and the GTO 1d is turned on after the short circuit prevention time Td.

【0150】GTO1aをターンオフさせると、負荷電
流Ioは遮断されて経路8にバイパスされる。また、ス
ナバコンデンサ4cも経路「15」により放電する。つ
まり、負荷電流Ioは経路「8」および経路「15」に
より供給されることになる。これにより、GTO1aに
かかる電圧上昇率dv/dtが抑制される。
When the GTO 1a is turned off, the load current Io is cut off and bypassed to the path 8. Further, the snubber capacitor 4c is also discharged through the path " 15 ". That is, the load current Io is supplied via the path “8” and the path “15”. As a result, the voltage rise rate dv / dt applied to the GTO 1a is suppressed.

【0151】また、経路「15」にはスナバコンデンサ
4cおよび回収コンデンサ7aが直列配置されている。
従って、GTO1aにかかる電圧上昇率dv/dtは、
以下の(10)式から求められる。但し、(10)式に
おいて、Csはスナバコンデンサ4a,4b,4c,4
dの、Coは回収コンデンサ4a,4bの静電容量であ
る。
The snubber capacitor 4c and the recovery capacitor 7a are arranged in series on the path "15".
Therefore, the voltage rise rate dv / dt applied to the GTO 1a is
It is obtained from the following equation (10). However, in the equation (10), Cs is the snubber capacitors 4a, 4b, 4c, 4
In d, Co is the capacitance of the recovery capacitors 4a and 4b.

【0152】 dv/dt=Io/{Cs+CoCs/(Cs+Co)} …(10)Dv / dt = Io / {Cs + CoCs / (Cs + Co)} (10)

【0153】ここで、以下の(11)式の関係を満足す
るように回収コンデンサ7a,7bの静電容量Coを選
定すれば、等価的に、(10)式の電圧上昇率は、以下
の(12)式の電圧上昇率とほぼ同じ値となる。
Here, if the capacitance Co of the recovery capacitors 7a and 7b is selected so as to satisfy the relationship of the following expression (11), the voltage rise rate of the expression (10) is equivalently obtained by the following expression. This is almost the same value as the voltage rise rate in the equation (12).

【0154】 Co>>Cs …(11) dv/dt=Io/2Cs …(12)Co >> Cs (11) dv / dt = Io / 2Cs (12)

【0155】その後、スナバコンデンサ4aは電圧(E
+e)まで充電され、スナバコンデンサ4cは、経路
「15」により電圧0まで放電するため、スナバコンデ
ンサ4cの電力エネルギは回収コンデンサ7aに回収さ
れる。これにより、クランプダイオード14aが導通す
るため、負荷電流Ioは経路「2」に流れ始める。
Thereafter, the snubber capacitor 4a applies the voltage (E
+ E), and the snubber capacitor 4c is discharged to the voltage 0 through the path “15”, so that the power energy of the snubber capacitor 4c is recovered by the recovery capacitor 7a. This causes the clamp diode 14a to conduct, so that the load current Io starts to flow through the path “2”.

【0156】このとき、スナバコンデンサ4cの放電直
後においては、アノードリアクトル5aに過剰にエネル
ギが蓄積されているが、経路「14」により、過剰エネ
ルギは回収コンデンサ7aに回収される。ここで、短絡
防止時間Td後にGTO1dをターンオンさせても回路
状態は変化しない。以上の過程を経て、負荷電流Ioは
経路「2」に流れ、出力端子Xの電圧はE/2となる。
At this time, immediately after the discharge of the snubber capacitor 4c, excessive energy is stored in the anode reactor 5a, but the excess energy is recovered by the recovery capacitor 7a through the path "14". Here, even if the GTO 1d is turned on after the short circuit prevention time Td, the circuit state does not change. Through the above process, the load current Io flows through the path “2”, and the voltage of the output terminal X becomes E / 2.

【0157】モード「4」の初期状態においては、負荷
電流Ioが経路「2」に流れており、出力端子Xの電圧
はE/2であり、スナバコンデンサ4a,4bの電圧は
(E+e)、スナバコンデンサ4c,4dの電圧は0で
ある。この状態から、GTO1cをターンオフさせ、更
に短絡防止時間Td後にGTO1bをターンオンさせる
場合を考える。
In the initial state of the mode “4”, the load current Io flows through the path “2”, the voltage of the output terminal X is E / 2, and the voltages of the snubber capacitors 4a and 4b are (E + e). The voltages of the snubber capacitors 4c and 4d are zero. From this state, it is assumed that the GTO 1c is turned off and the GTO 1b is turned on after the short circuit prevention time Td.

【0158】GTO1cをターンオフさせると、負荷電
流Ioが遮断されて経路「16」にバイパスされ、スナ
バコンデンサ4bも経路「17」により放電する。つま
り、負荷電流Ioは、経路「16」および経路「17」
により供給されることになる。これにより、GTO1c
にかかる電圧上昇率dv/dtが抑制される。
When the GTO 1c is turned off, the load current Io is cut off, bypassed to the path "16", and the snubber capacitor 4b is also discharged by the path "17". That is, the load current Io is equal to the path “16” and the path “17”.
Will be supplied by Thereby, GTO1c
Dv / dt is suppressed.

【0159】また、経路「17」にはスナバコンデンサ
4bと回収コンデンサ7bが直列配置されているので、
GTO1cにかかる電圧上昇率dv/dtは、上記(1
0)式から求められる。また、回収コンデンサ4a,4
bの静電容量Coが上記(11)式を満足するならば、
GTO1cの電圧上昇率dv/dtは上記(12)式と
なる。
Since the snubber capacitor 4b and the recovery capacitor 7b are arranged in series on the path "17",
The voltage rise rate dv / dt applied to the GTO 1c is calculated as (1
It is obtained from the equation (0). In addition, the recovery capacitors 4a, 4
If the capacitance Co of b satisfies the above equation (11),
The voltage rise rate dv / dt of the GTO 1c is given by the above equation (12).

【0160】その後、スナバコンデンサ4dは電圧(E
+e)まで充電され、スナバコンデンサ4bは経路「1
7」により電圧0まで放電するため、スナバコンデンサ
4bのエネルギは回収コンデンサ7bに回収される。こ
れにより、フリーホイールダイオード2bが導通するた
め、負荷電流Ioは経路「1」に流れ始める。ここで、
短絡防止時間Td後にGTO1bをターンオンさせても
回路状態は変化しない。
Thereafter, the snubber capacitor 4d applies the voltage (E
+ E), and the snubber capacitor 4b is connected to the path “1”.
7, the energy of the snubber capacitor 4b is recovered by the recovery capacitor 7b. This causes the freewheel diode 2b to conduct, so that the load current Io starts to flow through the path “1”. here,
Even if GTO1b is turned on after the short circuit prevention time Td, the circuit state does not change.

【0161】以上の過程を経て、負荷電流Ioは経路
「1」に流れ、出力端子Xの電圧は0となる。なお、負
荷電流Ioの向きが矢印(ロ)の場合での4つのスイッ
チングモード(図6参照)における回路動作について
は、前述した負荷電流Ioの向きが矢印(イ)の場合の
回路動作と全く対称であるため、説明を省略する。
Through the above process, the load current Io flows through the path “1”, and the voltage at the output terminal X becomes 0. Note that the circuit operation in the four switching modes (see FIG. 6) when the direction of the load current Io is the arrow (b) is completely the same as the circuit operation when the direction of the load current Io is the arrow (a). The description is omitted because it is symmetric.

【0162】以上のように、図8に示す3レベルインバ
ータ装置は、GTO1a,1b,1c,1dのスイッチ
ング動作における電圧上昇率dv/dtおよび電流上昇
率di/dtを抑制することができ、かつ、スナバコン
デンサ4a,4b,4c,4dおよびリアクトル5a,
5bに蓄積されたエネルギを全て回収コンデンサ7a,
7bに回収することができる。
As described above, the three-level inverter device shown in FIG. 8 can suppress the voltage rise rate dv / dt and the current rise rate di / dt in the switching operation of GTOs 1a, 1b, 1c, 1d, and , Snubber capacitors 4a, 4b, 4c, 4d and reactor 5a,
5b collects all the energy stored in the storage capacitors 7a,
7b.

【0163】なお、電力回生回路8a,8bについて
は、回路自体はこの発明の主なるものではないが、具体
的な回路を用いてこの発明回路が実現可能であることを
以下の実施例5において説明する。
The power regeneration circuits 8a and 8b are not the main circuits of the present invention, but it is shown in the following embodiment 5 that the present invention circuit can be realized using a specific circuit. explain.

【0164】実施例5.図9は上記実施例1〜実施例4
における電力回生回路8,8a,8bの具体例を示す回
路構成図であり、6、7および9は前述と同様のもので
ある。ここでは、図4内の電力回生回路8に適用した場
合を示すが、他の実施例の電力回生回路にも適用できる
ことは言うまでもない。
Embodiment 5 FIG. FIG. 9 shows the first to fourth embodiments.
FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing a specific example of power regeneration circuits 8, 8a, 8b in FIG. 6, where 6, 7, and 9 are the same as those described above. Here, a case where the present invention is applied to the power regeneration circuit 8 in FIG. 4 is shown, but it is needless to say that the present invention can be applied to the power regeneration circuit of another embodiment.

【0165】図9において、20a,20b,20c,
20dは回収コンデンサ7に並列接続された比較的耐圧
の近い2対の自己消孤型半導体素子(以下、単にスイッ
チという)であり、各スイッチ20a〜20dには、そ
れぞれダイオードが逆並列接続されている。21は1次
側がスイッチ20a〜20dの各対の接続点に接続され
た変成器であり、1次および2次巻数比が以下の(1
3)式のように設定されている。
In FIG. 9, 20a, 20b, 20c,
Reference numeral 20d denotes two pairs of self-extinguishing semiconductor devices (hereinafter simply referred to as "switches") having a relatively high withstand voltage connected in parallel to the recovery capacitor 7. Diodes are connected in anti-parallel to the respective switches 20a to 20d. I have. Reference numeral 21 denotes a transformer whose primary side is connected to a connection point of each pair of switches 20a to 20d, and has a primary and secondary turns ratio of (1)
3) is set as in the equation.

【0166】1次:2次=1:Nk …(13)Primary: secondary = 1: Nk (13)

【0167】22a,22b,22c,22dは直流電
源9の両端間に接続された2対のダイオードであり、ダ
イオード22a〜22dの各対の接続点は変成器21の
2次側に接続されている。ここで、回収コンデンサ7が
低電圧eに制御されるものとすれば、巻数比Nkは、以
下の(14)式のように設定されることが望ましい。
Reference numerals 22a, 22b, 22c and 22d denote two pairs of diodes connected between both ends of the DC power supply 9. The connection point of each pair of the diodes 22a to 22d is connected to the secondary side of the transformer 21. I have. Here, assuming that the recovery capacitor 7 is controlled to the low voltage e, the turns ratio Nk is desirably set as in the following equation (14).

【0168】Nk=E/e …(14)Nk = E / e (14)

【0169】スイッチ20a〜20dはブリッジを構成
しており、各対のうちの一方および他方の組合せからな
るスイッチ20a,20dおよび20c,20bは、各
組合せについては交互にスイッチングされ、各組合せ内
の2つのスイッチについては同時にスイッチングされる
ようになっている。
The switches 20a to 20d form a bridge, and the switches 20a, 20d and 20c, 20b, each of which is a combination of one and the other of each pair, are alternately switched for each combination. The two switches are switched at the same time.

【0170】つまり、まず、スイッチ20a,20dを
オンさせると、変成器21の1次側には、回収コンデン
サ7の電圧が「点」を付した側を正として印加され、変
成器21の2次側には、そのNk倍の電圧が、「点」を
付した側を正として誘起される。
[0170] That is, first, when turning on the switch 20a, the 20d, the primary side of the transformer 21 is a voltage of the recovery capacitor 7 is denoted by "point" side as the positive, 2 the transformer 21 On the next side, the voltage of Nk times the "point"
It is induced with the attached side being positive.

【0171】変成器21の2次誘起電圧が直流電源9の
電圧E以上であれば、ブリッジ構成のダイオード22a
〜22dのうちのダイオード22a,22dが導通し、
回収コンデンサ7が放電して変成器21の1次側に流
れ、その放電電流の1/N倍の電流が2次側に流れるこ
とになる。従って、回収コンデンサ7のエネルギを直流
電源9に回生することができる。
If the secondary induced voltage of transformer 21 is equal to or higher than voltage E of DC power supply 9, bridge-structured diode 22a
-22d, the diodes 22a and 22d become conductive,
The recovery capacitor 7 discharges and flows to the primary side of the transformer 21, and a current 1 / N times the discharge current flows to the secondary side. Therefore, the energy of the recovery capacitor 7 can be regenerated to the DC power supply 9.

【0172】スイッチ20a,20dをオフさせると、
回収コンデンサ7の放電はオフし、変成器21に蓄積さ
れたエネルギは、スイッチ20a,20dの逆並列ダイ
オードにより、再び回収コンデンサ7に回収される。
When the switches 20a and 20d are turned off,
The discharge of the recovery capacitor 7 is turned off, and the energy stored in the transformer 21 is recovered by the recovery capacitor 7 again by the antiparallel diodes of the switches 20a and 20d.

【0173】次に、スイッチ20b,20cをオンさせ
ると、前述した動作原理により、回収コンデンサ7の過
剰なエネルギが直流電源9に回生されることになる。こ
のスイッチング動作を高周波化することにより、回収コ
ンデンサ7の電圧をほぼ一定電圧eに制御することがで
きる。また、変成器21の小型化も可能となる。これら
は、回収コンデンサ7の電圧が低電圧であるため実現す
ることができる。
Next, when the switches 20b and 20c are turned on, excessive energy of the recovery capacitor 7 is regenerated to the DC power supply 9 according to the above-described operation principle. By increasing the frequency of this switching operation, the voltage of the recovery capacitor 7 can be controlled to a substantially constant voltage e. Further, the size of the transformer 21 can be reduced. These can be realized because the voltage of the recovery capacitor 7 is low.

【0174】更に、図9の電力回生回路8による有利な
点は、変成器21に両極性電圧を印加することにより変
成器21の偏磁を防止できることである。また、極性ダ
イオード6により、回収コンデンサ7の充電電流が一方
向となるため、逆電流による変成器21の偏磁なども防
止することができる。
Further, an advantage of the power regeneration circuit 8 shown in FIG. 9 is that the application of a bipolar voltage to the transformer 21 can prevent the transformer 21 from being demagnetized. In addition, since the charging current of the recovery capacitor 7 is unidirectional due to the polarity diode 6, it is possible to prevent the transformer 21 from being demagnetized due to the reverse current.

【0175】以上の説明により、電力回生回路8,8
a,8bの具体的回路を用いて、前述した全ての実施例
1〜実施例4が実現可能であることは明らかである。
According to the above description, power regeneration circuits 8, 8
It is apparent that all the above-described first to fourth embodiments can be realized using the specific circuits a and 8b.

【0176】実施例6.図10は3レベルインバータ装
置を例にとった場合のこの発明の実施例6(請求項5に
対応)を示す回路構成図であり、同一符号は図8(実施
例4)に示したものと同様のものである。
Embodiment 6 FIG. FIG. 10 is a circuit diagram showing a sixth embodiment (corresponding to claim 5) of the present invention in which a three-level inverter device is taken as an example, and the same reference numerals are used as those in FIG. 8 (fourth embodiment). It is similar.

【0177】図10において、図8との相違点について
のみ説明すると、18a,18bは放電抵抗器であり、
スナバダイオード3a,3bとスナバコンデンサ4a,
4bとの各接続点と、スナバダイオード3c,3dとス
ナバコンデンサ4c,4dとの各接続点との間に挿入さ
れている。
Referring to FIG. 10, only differences from FIG. 8 will be described. Reference numerals 18a and 18b denote discharge resistors.
Snubber diodes 3a, 3b and snubber capacitors 4a,
4b and each connection point between snubber diodes 3c and 3d and snubber capacitors 4c and 4d.

【0178】放電抵抗器18aは、図8内の極性ダイオ
ード6a、回収コンデンサ7aおよび電力回生回路8a
に対応し、放電抵抗器18bは、図8内の極性ダイオー
ド6b、回収コンデンサ7bおよび電力回生回路8bに
対応している。なお、動作原理については、実施例4の
場合と同じであるため説明を省略する。
The discharge resistor 18a is composed of the polarity diode 6a, the recovery capacitor 7a and the power regeneration circuit 8a shown in FIG.
, The discharge resistor 18b corresponds to the polarity diode 6b, the recovery capacitor 7b, and the power regeneration circuit 8b in FIG. Note that the operation principle is the same as that of the fourth embodiment, and the description is omitted.

【0179】図10の構成により、図8(実施例4)の
場合と比べて、3レベルインバータ装置としての構成要
素が非常に少なくなる。この構成は、スナバコンデンサ
4a,4b,4c,4dおよびアノードリアクトル5
a,5bに蓄積されるエネルギが比較的少ない場合に効
果的である。
With the configuration of FIG. 10, the number of components as a three-level inverter device is significantly reduced as compared with the case of FIG. 8 (Embodiment 4). This configuration includes the snubber capacitors 4a, 4b, 4c, 4d and the anode reactor 5
This is effective when the energy stored in a and 5b is relatively small.

【0180】実施例7.図11,図12はインバータ装
置(請求項6に対応)および3レベルインバータ装置
(請求項7に対応)を例にとった場合のこの発明の実施
例7を示す回路構成図であり、同一符号は前述と同様の
ものである。また、各図中、23,24はGTO、スナ
バ回路およびリアクトルを含むスイッチング回路であ
り、ここでは、これらの具体的構成については特に実施
例を選ばない。
Embodiment 7 FIG. FIGS. 11 and 12 are circuit diagrams showing a seventh embodiment of the present invention in which an inverter device (corresponding to claim 6) and a three-level inverter device (corresponding to claim 7) are taken as examples. Is the same as described above. In addition, in each of the drawings, reference numerals 23 and 24 denote switching circuits including a GTO, a snubber circuit, and a reactor, and the specific configuration thereof is not particularly limited to the embodiment.

【0181】25a,25b,25cは直流電源9,9
a,9bとスイッチング回路23,24とを接続する配
線に形成された配線インダクタンス、26,26a,2
6bはダイオード、27,27a,27bは各ダイオー
ド26,26a,26bに直列接続されたコンデンサで
ある。
25a, 25b and 25c are DC power sources 9, 9
a, 9b and wiring inductances formed in the wiring connecting the switching circuits 23 and 24, 26, 26a, 2
6b is a diode, and 27, 27a and 27b are capacitors connected in series to the diodes 26, 26a and 26b.

【0182】ダイオード26およびコンデンサ27から
なる直列回路は、正側母線Pと負側母線Nとの間に挿入
され、ダイオード26aおよびコンデンサ27aからな
る直列回路は、正側母線Pと中間電位点Cとの間に挿入
され、ダイオード26bおよびコンデンサ27bからな
る直列回路は、中間電位点Cと負側母線Nとの間に挿入
されている。
A series circuit including diode 26 and capacitor 27 is inserted between positive bus P and negative bus N, and a series circuit including diode 26a and capacitor 27a is connected between positive bus P and intermediate potential point C. And a series circuit including the diode 26b and the capacitor 27b is inserted between the intermediate potential point C and the negative bus N.

【0183】また、ダイオード26の両端間には放電抵
抗器18が並列接続され、ダイオード26a,26bの
両端間には放電抵抗器18a,18bがそれぞれ並列接
続されている。ダイオード26,26a,26b、コン
デンサ27,27a,27bおよび放電抵抗器18,1
8a,18bは、それぞれ、各相毎の電圧クランプ回路
を構成している。
The discharge resistor 18 is connected in parallel between both ends of the diode 26, and the discharge resistors 18a and 18b are connected in parallel between both ends of the diodes 26a and 26b. Diodes 26, 26a, 26b, capacitors 27, 27a, 27b and discharge resistors 18, 1
8a and 18b each constitute a voltage clamp circuit for each phase.

【0184】一般に、大容量のインバータ装置または3
レベルインバータ装置を構成する場合、直流電源9,9
a,9bとインバータ装置または3レベルインバータ装
置の各相を構成するハーフブリッジとの間の配線インダ
クタンス25a,25b,25cが無視できない値とな
る場合がある。
Generally, a large-capacity inverter device or 3
When configuring the level inverter device, the DC power supplies 9
Wiring inductances 25a, 25b, and 25c between a and 9b and the half bridges constituting each phase of the inverter device or the three-level inverter device may have nonnegligible values.

【0185】このような場合、配線インダクタンス25
a,25b,25cに蓄積されるエネルギがスイッチン
グ回路23,24内のスナバコンデンサの過充電を発生
させ、自己消孤型半導体素子(例えば、GTO)に過電
圧を印加させる原因になり得る。
In such a case, the wiring inductance 25
The energy stored in a, 25b, and 25c may cause the snubber capacitors in the switching circuits 23 and 24 to overcharge, causing an overvoltage to be applied to the self-extinguishing semiconductor device (for example, GTO).

【0186】そこで、図11,図12のように、ダイオ
ード26,26a,26b、コンデンサ27,27a,
27bおよび放電抵抗器18,18a,18bからなる
電圧クランプ回路を各相に接続することにより、配線イ
ンダクタンス25a,25b,25cのエネルギをコン
デンサ27,27a,27bに吸収させる。
Therefore, as shown in FIGS. 11 and 12, diodes 26, 26a, 26b, capacitors 27, 27a,
The energy of the wiring inductances 25a, 25b, 25c is absorbed by the capacitors 27, 27a, 27b by connecting a voltage clamp circuit composed of 27b and discharge resistors 18, 18a, 18b to each phase.

【0187】このとき、コンデンサ27,27a,27
bの静電容量は、好ましくはスナバコンデンサの数倍程
度に選定される。これにより、GTOに過電圧を印加さ
せることは無くなり、また、放電抵抗器18,18a,
18bは相共通に用いることも可能である。
At this time, capacitors 27, 27a, 27
The capacitance of b is preferably selected to be about several times that of the snubber capacitor. As a result, no overvoltage is applied to the GTO, and the discharge resistors 18, 18a,
18b can be commonly used.

【0188】実施例8.図13,図14はインバータ装
置(請求項8に対応)および3レベルインバータ装置
(請求項9に対応)を例にとった場合のこの発明の実施
例7を示す回路構成図であり、同一符号は前述と同様の
ものである。
Embodiment 8 FIG. FIGS. 13 and 14 are circuit diagrams showing a seventh embodiment of the present invention in which an inverter device (corresponding to claim 8) and a three-level inverter device (corresponding to claim 9) are taken as examples. Is the same as described above.

【0189】図13,図14において、図11,図12
(実施例7)との相違点は、図11,図12内の放電抵
抗器18,18a,18bを、リアクトル10,10
a,10b、ダイオード11,11a,11bおよび自
己消孤型半導体素子12,12a,12bからなるチョ
ッパ回路(電力回生回路8,8a,8b)に置換したこ
とにある。
In FIGS. 13 and 14, FIGS.
The difference from the seventh embodiment is that the discharge resistors 18, 18a, 18b in FIGS.
a, 10b, diodes 11, 11a, 11b and chopper circuits (power regeneration circuits 8, 8a, 8b) comprising self-extinguishing semiconductor elements 12, 12a, 12b.

【0190】この場合、ダイオード26は極性ダイオー
ド、コンデンサ27は回収コンデンサにそれぞれ相当す
る。図13,図14に示した実施例8において、配線イ
ンダクタンス25a,25b,25cのエネルギを吸収
したコンデンサ27,27a,27bの電圧は、直流電
源9,9a,9bの電圧Eよりも若干高くなる。
In this case, the diode 26 corresponds to a polarity diode, and the capacitor 27 corresponds to a recovery capacitor. In the eighth embodiment shown in FIGS. 13 and 14, the voltage of the capacitors 27, 27a, 27b absorbing the energy of the wiring inductances 25a, 25b, 25c is slightly higher than the voltage E of the DC power supplies 9, 9a, 9b. .

【0191】各コンデンサ27,27a,27bのエネ
ルギは、自己消孤型半導体素子12,12a,12bの
オン動作により、リアクトル10,10a,10bに移
される。その後、自己消孤型半導体素子12,12a,
12bのオフ動作により、リアクトル10,10a,1
0bのエネルギは、ダイオード11,11a,11bを
介して直流電源9,9a,9bに回生される。
The energy of the capacitors 27, 27a, 27b is transferred to the reactors 10, 10a, 10b by the ON operation of the self-extinguishing semiconductor elements 12, 12a, 12b. Then, the self-extinguishing semiconductor devices 12, 12a,
The reactors 10, 10a, 1 are turned off by the off operation of 12b.
The energy of 0b is regenerated to the DC power supplies 9, 9a, 9b via the diodes 11, 11a, 11b.

【0192】これにより、インバータ装置または3レベ
ルインバータ装置の高効率化を実現することができ、も
ちろん、インバータ装置または3レベルインバータ装置
を構成する自己消孤型半導体素子(例えば、GTO)の
過電圧を抑制することもできる。また、チョッパ回路
8,8a,8bは相共通に用いることも可能である。
Thus, the efficiency of the inverter device or the three-level inverter device can be improved, and, of course, the overvoltage of the self-extinguishing semiconductor device (eg, GTO) constituting the inverter device or the three-level inverter device can be reduced. It can also be suppressed. The chopper circuits 8, 8a, 8b can be used in common.

【0193】実施例9.なお、上記実施例8において
は、電力回生回路8,8a,8bにより、回収コンデン
サ27,27a,27bから取り出されたエネルギを、
インバータ装置あるいは3レベルインバータ装置の直流
電源9,9a,9bに回生する構成としたが、例えば、
自己消孤型半導体素子12,12a,12bのゲートド
ライブ回路(図示せず)内の直流電源等に固定してもよ
い。
Embodiment 9 FIG. In the eighth embodiment, the energy extracted from the recovery capacitors 27, 27a, 27b by the power regeneration circuits 8, 8a, 8b is
The regenerative power is supplied to the DC power supply 9, 9a, 9b of the inverter device or the three-level inverter device.
It may be fixed to a DC power supply or the like in a gate drive circuit (not shown) of the self-extinguishing semiconductor devices 12, 12a, 12b.

【0194】実施例10.また、上記各実施例におい
て、出力端子A,Xに接続される自己消孤型半導体素子
(例えば、GTO)に対して、更に追加的に、抵抗器、
ダイオード、コンデンサからなるスナバ回路を接続して
もよい。この場合、追加スナバ回路のコンデンサの静電
容量は小さなものでよい。このような構成は、対象とな
る自己消孤型半導体素子の電圧上昇率抑制効果の強化が
必要な場合に有効である。
Embodiment 10 FIG. In each of the above embodiments, a resistor, a self-extinguishing semiconductor device (for example, GTO) connected to the output terminals A and X is further added.
A snubber circuit composed of a diode and a capacitor may be connected. In this case, the capacitance of the capacitor of the additional snubber circuit may be small. Such a configuration is effective when the effect of suppressing the voltage rise rate of the target self-extinguishing semiconductor device needs to be enhanced.

【0195】実施例11.また、上記各実施例におい
て、リアクトル5またはアノードリアクトル5a,5b
を回路構成要素として設けたが、これらは回路構成要素
として必ず設ける必要はなく、例えば、配線インダクタ
ンス25,25a,25b(図11〜図14参照)によ
ってその機能を持たせることも可能である。
Embodiment 11 FIG. In each of the above embodiments, the reactor 5 or the anode reactors 5a and 5b
Are provided as circuit components, but they need not necessarily be provided as circuit components. For example, their functions can be provided by the wiring inductances 25, 25a, and 25b (see FIGS. 11 to 14).

【0196】実施例12.また、上記各実施例では、イ
ンバータ装置または3レベルインバータ装置を例にとっ
て説明したが、コンバータ装置等の他の電力変換装置に
適用した場合においても同様に動作し、各々の機能およ
び作用効果を奏することは言うまでもないことである。
Embodiment 12 FIG. In each of the above embodiments, an inverter device or a three-level inverter device has been described as an example. However, the present invention operates similarly when applied to another power conversion device such as a converter device, and has the respective functions and effects. Needless to say.

【0197】実施例13.また、上記実施例3(図5)
および実施例4(図8)では、3レベルインバータ装置
の回収コンデンサ7a,7bを、それぞれ電力回生回路
8a,8bに両入力端子に接続したが、回収コンデンサ
7a,7bの各一端を正負母線P,Nに接続してもよ
い。次に、回収コンデンサ7a,7bを正負母線P,N
に接続した装置の場合のこの発明の実施例13(請求項
13に対応)を図について説明する。
Embodiment 13 FIG. Further, the third embodiment (FIG. 5)
In the fourth embodiment (FIG. 8), the recovery capacitors 7a and 7b of the three-level inverter device are connected to both input terminals of the power regeneration circuits 8a and 8b, respectively, but one end of each of the recovery capacitors 7a and 7b is connected to the positive and negative buses P. , N. Next, the recovery capacitors 7a and 7b are connected to the positive and negative buses P and N, respectively.
A thirteenth embodiment (corresponding to claim 13) of the present invention will be described with reference to the drawings in the case of a device connected to the present invention.

【0198】図15はこの発明の実施例13を示す回路
構成図であり、図において、同一符号で示した構成は前
述と同様のものである。従って、自己消弧型半導体素子
として、GTO1a〜1dが用いられており、中間電位
点Cを有する直流電源9a,9bの正負母線PN間に、
GTO1a,1cおよび1d,1bが正負アームとして
接続されている。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a thirteenth embodiment of the present invention. In the figure, the components denoted by the same reference numerals are the same as those described above. Therefore, GTOs 1a to 1d are used as self-extinguishing type semiconductor elements, and are connected between positive and negative buses PN of DC power supplies 9a and 9b having an intermediate potential point C.
GTOs 1a, 1c and 1d, 1b are connected as positive and negative arms.

【0199】また、GTO1a〜1dにはそれぞれフリ
ーホイールダイオード2a〜2dが逆並列接続され、G
TO1aとGTO1cとの直列接続点と中間電位点Cと
の間にはクランプダイオード14aが接続され、GTO
1cとGTO1bとの直列接続点と中間電位点Cとの間
にはクランプダイオード14bが接続され、正アームと
負アームとの接続点には出力端子Xが設けられている。
Freewheel diodes 2a to 2d are connected in anti-parallel to GTOs 1a to 1d, respectively.
A clamp diode 14a is connected between a series connection point of TO1a and GTO1c and an intermediate potential point C, and GTO
A clamp diode 14b is connected between a series connection point between the first arm 1c and the GTO 1b and an intermediate potential point C, and an output terminal X is provided at a connection point between the positive arm and the negative arm.

【0200】また、アノードリアクトル5aを介して正
側母線Pに接続されたGTO1aに対しては、直列接続
されたスナバコンデンサ4aおよびスナバダイオード3
aからなるスナバ回路が並列接続されており、アノード
リアクトル5bを介して負側母線Pに接続されたGTO
1bに対しては、直列接続されたスナバコンデンサ4b
およびスナバダイオード3bからなるスナバ回路が並列
接続されている。
For GTO 1a connected to positive bus P via anode reactor 5a, snubber capacitor 4a and snubber diode 3 connected in series are connected.
a GTO connected in parallel to the negative bus P via the anode reactor 5b
1b, a snubber capacitor 4b connected in series
And a snubber circuit including a snubber diode 3b are connected in parallel.

【0201】同様に、クランプダイオード14a,14
bに対してもスナバ回路4c,3cおよび4d,3dが
並列接続されている。また、スナバダイオード3c,3
dの各両端間には、放電抵抗器18a,18bが並列接
続されている。
Similarly, clamp diodes 14a and 14
Snubber circuits 4c and 3c and 4d and 3d are also connected in parallel to b. Also, the snubber diodes 3c, 3
Discharge resistors 18a and 18b are connected in parallel between both ends of d.

【0202】この場合、回収コンデンサ7a,7bは、
正負母線P,Nに接続されており、スナバコンデンサ4
a,4b、アノードリアクトル5a,5bに蓄積される
エネルギをダイオード6a,6bを介して回収する。ス
イッチ12a,12b、ダイオード11a,11bおよ
びリアクトル10a,10bから構成された電力回生回
路8a,8bは、回収コンデンサ7a,7bから電力エ
ネルギを取り出し、直流電源9aに回生する。
In this case, the recovery capacitors 7a and 7b
Connected to the positive and negative buses P and N, a snubber capacitor 4
a, 4b and the energy stored in the anode reactors 5a, 5b are recovered through the diodes 6a, 6b. Power regeneration circuits 8a and 8b each composed of switches 12a and 12b, diodes 11a and 11b, and reactors 10a and 10b extract power energy from the recovery capacitors 7a and 7b and regenerate them to the DC power supply 9a.

【0203】この場合、各直流電源9a,9bの電圧は
Eであり、回収コンデンサ7a,7bは「点」印を付し
た側を正として電圧eに充電され、出力端子Xには図示
しない誘導性負荷が接続され、負荷電流Ioのベクトル
は各GTO1a〜1dのスイッチング動作中には変化し
ないものとする。
In this case, the voltage of each of the DC power supplies 9a and 9b is E, the recovery capacitors 7a and 7b are charged to the voltage e with the side marked with "dot" being positive, and the output terminal X is connected to an output terminal X (not shown). A load is connected, and the vector of the load current Io does not change during the switching operation of each of the GTOs 1a to 1d.

【0204】次に、各GTO1a〜1dのスイッチング
動作を示すタイミングチャート(図16)と、図15内
の回路に流れる電流経路を示す説明図(図17)とを参
照しながら、図15に示したこの発明の実施例13の動
作について説明する。まず、GTO1aのターンオフに
より、出力端子Xの電圧を2EからEに変化させる場合
の回路動作について説明する。
Next, referring to a timing chart (FIG. 16) showing a switching operation of each of the GTOs 1a to 1d and an explanatory diagram (FIG. 17) showing a current path flowing through the circuit in FIG. 15, FIG. The operation of the thirteenth embodiment of the present invention will be described. First, a circuit operation when the voltage of the output terminal X is changed from 2E to E by turning off the GTO 1a will be described.

【0205】いま、正アームのGTO1a,1cがオ
ン、負アームのGTO1d,1bがオフしており、経路
「41」(図17参照)を介して、出力端子Xから図中
矢印(イ)の方向に負荷電流Ioが流れているものとす
る。このとき、スナバコンデンサ4a,4dの各電圧は
0、スナバコンデンサ4c,4bの電圧は、直流電源
a,9bの電圧Eと回収コンデンサ7a,7bの電圧e
との和の電圧値に充電されており、この状態から、GT
O1aをターンオフさせて負荷電流Ioを遮断し、ある
短絡防止時間Td後にGTO1dをターンオンさせる場
合を考える。
Now, the GTOs 1a and 1c of the positive arm are on, the GTOs 1d and 1b of the negative arm are off, and the output terminal X is connected to the output terminal X via the path "41" (see FIG. 17). It is assumed that the load current Io flows in the direction. In this case, the snubber capacitor 4a, the respective voltages of 4d 0, snubber capacitor 4c, the voltage of 4b, the DC power source 9
a, 9b and the voltage e of the recovery capacitors 7a, 7b
Is charged to the sum voltage value of
Consider a case in which O1a is turned off to cut off load current Io, and GTO1d is turned on after a certain short circuit prevention time Td.

【0206】GTO1aをターンオフさせると、遮断さ
れた負荷電流Ioは経路「42」にバイバスされ、スナ
バコンデンサ4aは、直流電源9aの電圧Eと回収コン
デンサ7aの電圧eとの和の電圧値まで充電される。こ
のとき、スナバコンデンサ4aは、GTO1aにかかる
電圧上昇率dv/dtを抑制する。
When the GTO 1a is turned off, the interrupted load current Io is bypassed to the path "42", and the snubber capacitor 4a is charged to the sum of the voltage E of the DC power supply 9a and the voltage e of the recovery capacitor 7a. Is done. At this time, the snubber capacitor 4a suppresses the voltage rise rate dv / dt applied to the GTO 1a.

【0207】その直後においては、アノードリアクトル
5aに電力エネルギが過剰に蓄積されているが、経路
「43」を介して、過剰エネルギは全て回収コンデンサ
7aに回収される。なお、従来(図31参照)と異なる
点は、この経路「43」に直流電源9aが含まれない点
である。従って、回収コンデンサ7aの充電電圧を低減
することができる。
Immediately after that, power energy is excessively stored in the anode reactor 5a, but all excess energy is recovered by the recovery capacitor 7a via the path "43". The difference from the related art (see FIG. 31) is that this path “43” does not include the DC power supply 9a. Therefore, the charging voltage of the recovery capacitor 7a can be reduced.

【0208】GTO1aをターンオフしてから短絡防止
時間Td後にGTO1dをターンオンさせると、スナバ
コンデンサ4cは、経路「44」を介して電圧0まで放
電される。このとき、GTO1dにかかるスナバコンデ
ンサ4cの放電電流による電流上昇率di/dtは、放
電抵抗器18aにより抑制されるが、スナバコンデンサ
4cに蓄積されていたエネルギは、放電抵抗器18aで
消費される。
When GTO1d is turned on after short-circuit prevention time Td after GTO1a is turned off, snubber capacitor 4c is discharged to voltage 0 via path "44". At this time, the current increase rate di / dt due to the discharge current of the snubber capacitor 4c applied to the GTO 1d is suppressed by the discharge resistor 18a, but the energy stored in the snubber capacitor 4c is consumed by the discharge resistor 18a. .

【0209】スナバコンデンサ4aの充電電圧が電圧E
以上になると、クランプダイオード14aが導通する。
この過程を経て、負荷電流Ioは、経路「45」に流れ
ることになり、GTO1aのターンオフにより、出力端
子Xの電圧を2EからEに変化させる場合の回路動作が
終了する。
When the charging voltage of snubber capacitor 4a is equal to voltage E
Then, the clamp diode 14a becomes conductive.
Through this process, the load current Io flows through the path “45”, and the circuit operation for changing the voltage of the output terminal X from 2E to E by turning off the GTO1a ends.

【0210】次に、GTO1cのターンオフにより、出
力端子Xの電圧をEから0に変化させる場合の回路動作
について説明する。いま、正アームのGTO1aがオ
フ、GTO1cがオン、負アームのGTO1dがオン、
GTO1bがオフしており、経路「45」を介して、出
力端子Xに図中矢印(イ)の方向に負荷電流Ioが流れ
ているものとする。
Next, the circuit operation when the voltage at the output terminal X is changed from E to 0 by turning off the GTO 1c will be described. Now, GTO1a of the positive arm is off, GTO1c is on, GTO1d of the negative arm is on,
It is assumed that the GTO 1b is off, and the load current Io flows to the output terminal X via the path “45” in the direction of the arrow (a) in the figure.

【0211】このとき、スナバコンデンサ4c,4dの
各電圧は0、スナバコンデンサ4a,4bの各電圧は、
直流電源9a,9bの電圧Eと回収コンデンサ7a,7
bの電圧eとの和の電圧値に充電されている。この状態
から、GTO1cをターンオフさせて負荷電流Ioを遮
断し、短絡防止時間Td後にGTO1bをターンオンさ
せる場合を考える。
At this time, each voltage of snubber capacitors 4c and 4d is 0, and each voltage of snubber capacitors 4a and 4b is
Voltage E of DC power supplies 9a and 9b and recovery capacitors 7a and 7
It has been charged to the sum of the voltage b and the voltage e. From this state, a case is considered in which the GTO 1c is turned off to cut off the load current Io, and the GTO 1b is turned on after the short circuit prevention time Td.

【0212】GTO1cをターンオフさせると、遮断さ
れた負荷電流Ioは経路「46」にバイバスされ、スナ
バコンデンサ4dは、直流電源9bの電圧Eと回収コン
デンサ7bの電圧eとの和の電圧値まで充電される。こ
のとき、スナバコンデンサ4dは、GTO1cにかかる
電圧上昇率dv/dtを抑制する。
When the GTO 1c is turned off, the interrupted load current Io is bypassed to the path "46", and the snubber capacitor 4d is charged to the sum of the voltage E of the DC power supply 9b and the voltage e of the recovery capacitor 7b. Is done. At this time, the snubber capacitor 4d suppresses the voltage rise rate dv / dt applied to the GTO 1c .

【0213】GTO1cをターンオフしてから短絡防止
時間Td後にGTO1bをターンオンさせると、経路
「47」を介してスナバコンデンサ4bは電圧0まで放
電し、スナバコンデンサ4bに蓄積されていた電力エネ
ルギは、経路「47」を介して回収コンデンサ7bに回
収される。
When the GTO 1b is turned on after the short-circuit prevention time Td after the GTO 1c is turned off, the snubber capacitor 4b discharges to the voltage 0 via the path "47", and the power energy stored in the snubber capacitor 4b is It is collected by the collection capacitor 7b via “47”.

【0214】その直後は、アノードリアクトル5bにエ
ネルギが過剰に蓄積されているが、経路「48」を介し
て過剰エネルギは全て回収コンデンサ7bに回収され
る。なお、従来(図31)と異なる点は、経路「4
7」,「48」に直流電源9bが含まれない点である。
従って、回収コンデンサ7bの充電電圧を低減すること
ができる。
Immediately thereafter, excessive energy is stored in the anode reactor 5b, but all excess energy is recovered by the recovery capacitor 7b via the path "48". The difference from the conventional (FIG. 31) is that the route “4
7 and 48 do not include the DC power supply 9b.
Therefore, the charging voltage of the recovery capacitor 7b can be reduced.

【0215】なお、スナバコンデンサ4cの充電電圧が
電圧Eになると、フリーホイールダイオード2d,2b
が導通する。この過程を経て、負荷電流Ioは、経路
「49」に流れることになり、GTO1cのターンオフ
により、出力端子Xの電圧をEから0に変化させる場合
の回路動作が終了する。
When the charging voltage of snubber capacitor 4c reaches voltage E, freewheeling diodes 2d and 2b
Becomes conductive. Through this process, the load current Io flows through the path “49”, and the circuit operation for changing the voltage of the output terminal X from E to 0 ends by turning off the GTO 1c.

【0216】次に、GTO1bのターンオフにより、出
力端子Xの電圧を0からEに変化させる場合の回路動作
について説明する。いま、正アームのGTO1a,1c
がオフ、負アームのGTO1d,1bがオンしており、
経路「49」を介して、出力端子Xから図示矢印(イ)
の方向に負荷電流Ioが流れているものとする。
Next, the circuit operation when the voltage at the output terminal X is changed from 0 to E by turning off the GTO 1b will be described. Now, GTO1a, 1c of the positive arm
Is off, and the GTOs 1d and 1b of the negative arm are on,
Through the path "49", the output terminal X connects the arrow (a) shown in the figure.
It is assumed that the load current Io flows in the direction of.

【0217】このとき、スナバコンデンサ4c,4bの
各電圧は0、スナバコンデンサ4a,4dは、直流電源
9a,9bの電圧Eと回収コンデンサ7a,7bの電圧
eとの和の電圧値に充電されている。この状態から、G
TO1bをターンオフさせ、短絡防止時間Td後にGT
O1cをターンオンさせる場合を考える。
At this time, each voltage of snubber capacitors 4c and 4b is 0, and snubber capacitors 4a and 4d are
It has been charged to the sum of the voltage E of the capacitors 9a and 9b and the voltage e of the recovery capacitors 7a and 7b . From this state, G
TO1b is turned off, and after short circuit prevention time Td, GT
Consider the case where O1c is turned on.

【0218】ここで、GTO1bをターンオフさせて
も、経路「49」を介して出力端子Xから図中矢印
(イ)の方向に負荷電流Ioが流れているため、回路状
態は変化しない。GTO1cをターンオンさせると、ア
ノードリアクトル5bには分割された直流電源9bの電
圧Eが印加され、GTO1cにかかる電流上昇率di
dtがアノードリアクトル5bに抑制されつつ、負荷電
流Ioは経路「45」に供給され始める。
Here, even if the GTO 1b is turned off, the circuit state does not change because the load current Io flows from the output terminal X through the path "49" in the direction of the arrow (a) in the figure. When the GTO 1c is turned on, the voltage E of the divided DC power supply 9b is applied to the anode reactor 5b, and the current increase rate di /
The load current Io starts to be supplied to the path “45” while dt is suppressed by the anode reactor 5b.

【0219】また、スナバコンデンサ4dは経路「5
0」を介して電圧0まで放電する。その後、GTO1c
に流れる電流が負荷電流Io以上になるが、過剰な電流
は、経路「51」に流れるスナバコンデンサ4bの充電
電流となり、スナバコンデンサ4bは、直流電源9bの
電圧Eと回収コンデンサ7bの電圧eとの和の電圧値ま
で充電される。
The snubber capacitor 4d is connected to the path "5
Discharge to voltage 0 via "0". After that, GTO1c
The current flowing through the path becomes equal to or greater than the load current Io, but the excess current becomes the charging current of the snubber capacitor 4b flowing through the path "51", and the snubber capacitor 4b is connected to the voltage E of the DC power supply 9b and the voltage e of the recovery capacitor 7b. Is charged up to the sum of the voltages.

【0220】その直後においては、アノードリアクトル
5bにエネルギが過剰に蓄積されているが、経路「4
8」を介して、過剰エネルギは、全て回収コンデンサ7
bに回収される。なお、従来(図31)と異なる点は、
この経路「48」に直流電源9bが含まれない点であ
る。従って、回収コンデンサ7bの充電電圧を低減する
ことができる。
Immediately after that, although the energy is excessively accumulated in the anode reactor 5b, the path “4”
8 ", the excess energy is all
b. The difference from the conventional (FIG. 31) is that
The point is that the DC power supply 9b is not included in this path “48”. Therefore, the charging voltage of the recovery capacitor 7b can be reduced.

【0221】この過程を経て、負荷電流Ioは、経路
「45」に流れることになり、GTO1cのターンオフ
により、出力端子Xの電圧を0からEに変化させる場合
の回路動作が終了する。
Through this process, the load current Io flows through the path "45", and the circuit operation when the voltage at the output terminal X changes from 0 to E by turning off the GTO 1c is completed.

【0222】次に、GTO1dのターンオフにより、出
力端子Xの電圧をEから2Eに変化させる場合の回路動
作について説明する。いま、正アームのGTO1a,負
アームのGTO1bがオフ、正アームのGTO1c,負
アームのGTO1dがオンしており、経路45により出
力端子Xから図示矢印(イ)の方向に負荷電流Ioが流
れているものとする。
Next, a circuit operation in the case where the voltage at the output terminal X is changed from E to 2E by turning off the GTO 1d will be described. Now, the GTO1a of the positive arm and the GTO1b of the negative arm are off, the GTO1c of the positive arm and the GTO1d of the negative arm are on, and the load current Io flows from the output terminal X in the direction of the arrow (a) in FIG. Shall be

【0223】このとき、スナバコンデンサ4c,4dの
各電圧は0、スナバコンデンサ4a,4bの電圧は各々
直流電源9a,9bの電圧Eと回収コンデンサ7a,7
bの電圧eとの和の電圧値に充電されている。この状態
から、GTO1dをターンオフさせ、短絡防止時間Td
後にGTO1aをターンオンさせる場合を考える。
At this time, the voltages of the snubber capacitors 4c and 4d are 0, and the voltages of the snubber capacitors 4a and 4b are respectively the voltage E of the DC power supplies 9a and 9b and the recovery capacitors 7a and 7b.
It has been charged to the sum of the voltage b and the voltage e. From this state, the GTO 1d is turned off, and the short circuit prevention time Td
It is assumed that the GTO 1a is turned on later.

【0224】ここで、GTO1dをターンオフさせて
も、経路「45」を介して出力端子Xから図中矢印
(イ)の方向に負荷電流Ioが流れているため、回路状
態は変化しない。
Here, even if the GTO 1d is turned off, the circuit state does not change because the load current Io flows from the output terminal X through the path "45" in the direction of the arrow (a) in the figure.

【0225】GTO1aをターンオンさせると、アノー
ドリアクトル5aには分割された直流電源9aの電圧E
が印加され、GTO1aにかかる電流上昇率di/dt
がアノードリアクトル5aにより抑制されつつ、負荷電
流Ioは、経路「41」を介して供給され始める。
When the GTO 1a is turned on, the voltage E of the divided DC power supply 9a is applied to the anode reactor 5a.
Is applied, and the current rise rate di / dt applied to the GTO1a is increased.
Is suppressed by the anode reactor 5a, and the load current Io starts to be supplied via the path "41".

【0226】その後、GTO1aに流れる電流が負荷電
流Io以上になるが、その過剰な電流は、経路「52」
に流れるスナバコンデンサ4cの充電電流となり、スナ
バコンデンサ4cは、直流電源9aの電圧Eと回収コン
デンサ7aの電圧eとの和の電圧値まで充電される。
Thereafter, the current flowing through the GTO 1a becomes equal to or greater than the load current Io.
The charging current of the snubber capacitor 4c flows through the snubber capacitor 4c, and the snubber capacitor 4c is charged up to the sum of the voltage E of the DC power supply 9a and the voltage e of the recovery capacitor 7a.

【0227】また、経路「53」を介して、スナバコン
デンサ4aは電圧0まで放電し、スナバコンデンサ4a
に蓄積されていたエネルギは、この経路「53」を介し
て回収コンデンサ7aに回収される。
Further, the snubber capacitor 4a discharges to the voltage 0 via the path "53" and the snubber capacitor 4a
Is recovered by the recovery capacitor 7a via the path "53".

【0228】その直後においては、アノードリアクトル
5aに電力エネルギが過剰に蓄積されているが、経路
「43」を介して、過剰エネルギは全て回収コンデンサ
7aに回収される。なお、従来(図31)と異なる点
は、この経路「43」,「53」に直流電源9aが含ま
れない点である。従って、回収コンデンサ7aの充電電
圧を低減することができる。
Immediately after that, power energy is excessively accumulated in the anode reactor 5a, but all excess energy is recovered by the recovery capacitor 7a via the path "43". The difference from the conventional case (FIG. 31) is that the paths "43" and "53" do not include the DC power supply 9a. Therefore, the charging voltage of the recovery capacitor 7a can be reduced.

【0229】この過程を経て、負荷電流Ioは経路「4
1」に流れることになり、GTO1dのターンオフによ
り、出力端子Xの電圧をEから2Eに変化させる場合の
回路動作が終了する。
Through this process, the load current Io is changed to the path “4”.
1 ", and the circuit operation for changing the voltage at the output terminal X from E to 2E by turning off the GTO 1d ends.

【0230】なお、負荷電流Ioが図中矢印(ロ)の方
向に流れている場合の各GTO1a〜1dのスイッチン
グ動作については、図中矢印(イ)の方向に負荷電流I
oが流れている場合の各GTO1a〜1dのスイッチン
グ動作と全く対称であるため、説明を省略する。
Note that the switching operation of each of the GTOs 1a to 1d when the load current Io flows in the direction of the arrow (b) in the figure indicates the load current Io in the direction of the arrow (a) in the figure.
Since the switching operation of each of the GTOs 1a to 1d when o flows is completely symmetric, the description is omitted.

【0231】次に、電力回生回路8a,8bの動作につ
いて説明する。電力回生回路8a,8b自体はこの発明
の主なるものではないが、適用可能な公知の具体的回路
によりこの発明の実施例13が実現可能であることを示
す。まず、回収コンデンサ7aに接続される電力回生回
路8aについて説明する。
Next, the operation of power regeneration circuits 8a and 8b will be described. Although the power regeneration circuits 8a and 8b themselves are not the main components of the present invention, it is shown that the thirteenth embodiment of the present invention can be realized by an applicable known specific circuit . First, the power regeneration circuit 8a connected to the recovery capacitor 7a will be described.

【0232】即ち、スイッチ12a,ダイオード11a
およびリアクトル10aにより構成された電力回生回路
8aは、充電極性が図中「点」を付した側を正と定めら
れる回収コンデンサ7aからエネルギを取り出し、分割
された直流電源9aに回生し、回収コンデンサ7aの充
電電圧を一定値eに制御する機能を満たすことができ
る。
That is, the switch 12a and the diode 11a
And a power regeneration circuit 8a composed of a reactor 10a extracts energy from a recovery capacitor 7a whose charging polarity is determined to be positive on the side marked with a "dot" in the drawing, and regenerates the energy into a divided DC power supply 9a to recover the recovery capacitor. The function of controlling the charging voltage 7a to a constant value e can be satisfied.

【0233】まず、スイッチ12aをオンさせて、経路
「54」を介して、回収コンデンサ7aに蓄積されてい
る電力エネルギをリアクトル10aに放電させる。次
に、スイッチ12aをオフさせて放電電流を遮断する
と、リアクトル10aに蓄積された電力エネルギにより
経路「55」に電流が流れ、直流電源9aに回生される
ことになる。このときのスイッチ12aのオンオフ期間
またはオンオフ周期を回収コンデンサ7aの電圧により
制御することで、回収コンデンサ7aの充電電圧を一定
値に保つことができる。
First, the switch 12a is turned on, and the electric energy stored in the recovery capacitor 7a is discharged to the reactor 10a via the path "54". Next, when the switch 12a is turned off to interrupt the discharge current, a current flows through the path "55" due to the power energy stored in the reactor 10a, and is regenerated to the DC power supply 9a. By controlling the ON / OFF period or ON / OFF cycle of the switch 12a at this time by the voltage of the recovery capacitor 7a, the charging voltage of the recovery capacitor 7a can be maintained at a constant value.

【0234】なお、電力回生回路8bおよび回収コンデ
ンサ7bについては、上述と同様であるため説明は省略
する。また、図15に示した回路以外にも、公知のDC
/DC電力変換回路を適用することにより、同様の効果
が得られることは明らかである。
Note that the power regeneration circuit 8b and the recovery capacitor 7b are the same as those described above, and will not be described. In addition to the circuit shown in FIG.
It is apparent that the same effect can be obtained by applying the / DC power conversion circuit.

【0235】また、電力回生回路8a,8bとして同一
構成のものを適用し、スイッチ12aのオンオフ動作を
ゼロ電流もしくはゼロ電圧で行う、いわゆる共振動作を
利用しても、同様の効果が得られることは明らかであ
る。
The same effect can be obtained by applying the same configuration as the power regeneration circuits 8a and 8b and using a so-called resonance operation in which the on / off operation of the switch 12a is performed at zero current or zero voltage. Is clear.

【0236】実施例14.なお、上記実施例13では、
回収コンデンサ7a,7bの各一端を正負母線P,Nに
接続したが、従来(図31)のように、回収コンデンサ
7a,7bの各一端を互いに接続してもよい。図18は
回収コンデンサ7a,7bの各一端を接続した場合のこ
の発明の実施例14(請求項13に対応)を示す回路構
成図であり、図において、同一符号で示した構成は前述
と同様のものである。
Embodiment 14 FIG. In the above-described embodiment 13,
Although one end of each of the recovery capacitors 7a and 7b is connected to the positive and negative buses P and N, one end of each of the recovery capacitors 7a and 7b may be connected to each other as in the related art (FIG. 31). FIG. 18 is a circuit diagram showing a fourteenth embodiment (corresponding to claim 13) of the present invention when one end of each of the recovery capacitors 7a and 7b is connected. In the drawing, the components denoted by the same reference numerals are the same as those described above. belongs to.

【0237】しかし、この場合、回収コンデンサ7a,
7bが従来(図31)と同一の位置に設けられているた
め、回収コンデンサ7a,7bの充電電圧は、直流電源
9a,9bの電圧E以上となる。従って、実用上、装置
の小形化を考慮すれば、実施例13(図15)の3レベ
ルインバータ装置の方が有利である。
In this case, however, the recovery capacitors 7a,
Since the capacitor 7b is provided at the same position as the conventional one (FIG. 31), the charging voltage of the recovery capacitors 7a and 7b becomes higher than the voltage E of the DC power supplies 9a and 9b. Therefore, in consideration of downsizing of the device in practical use, the three-level inverter device of the thirteenth embodiment (FIG. 15) is more advantageous.

【0238】実施例15.なお、上記実施例14では、
電力回生回路8a,8bを設けたが、電力回生回路8
a,8bを省略して、別の放電抵抗器に置換してもよ
い。図19は電力回生回路8a,8bを省略した場合の
この発明の実施例15(請求項14に対応)を示す回路
構成図であり、図において、同一符号で示した構成は前
述と同様のものである。
Embodiment 15 FIG. In the above-described embodiment 14,
Although the power regeneration circuits 8a and 8b are provided,
a, 8b may be omitted and replaced with another discharge resistor. FIG. 19 is a circuit diagram showing a fifteenth embodiment (corresponding to claim 14) of the present invention in which the power regenerating circuits 8a and 8b are omitted. In the drawing, the components denoted by the same reference numerals are the same as those described above. It is.

【0239】図19において、前述した実施例13(図
15)と相違する点は、放電抵抗器18a,18bがス
ナバコンデンサ4a,4bの放電経路に挿入されている
ことである。また、図15における回収コンデンサ7
a,7bおよび電力回生回路8a,8bが、正負母線
P,Nに接続された放電抵抗器18c,18dに置換さ
れている。
In FIG. 19, the difference from the thirteenth embodiment (FIG. 15) is that discharge resistors 18a and 18b are inserted in the discharge paths of snubber capacitors 4a and 4b. Also, the recovery capacitor 7 in FIG.
a, 7b and power regeneration circuits 8a, 8b are replaced by discharge resistors 18c, 18d connected to the positive and negative buses P, N, respectively.

【0240】次に、図17の電流経路説明図を参照しな
がら、図19に示したこの発明の実施例15の回路動作
について説明する。ここでは、負荷電流Ioが図中矢印
(イ)の方向に流れている場合を仮定する。
Next, the circuit operation of the fifteenth embodiment of the present invention shown in FIG. 19 will be described with reference to the current path explanatory diagram of FIG. Here, it is assumed that the load current Io flows in the direction of the arrow (a) in the figure.

【0241】まず、出力端子Xの電圧を2EからEに変
化させるために、GTO1aをターンオフさせると、遮
断された負荷電流Ioは経路「42」にバイパスされ、
スナバコンデンサ4aは、直流電源9aの電圧Eまで充
電される。この直後においては、アノードリアクトル5
aに電力エネルギが過剰に蓄積されている。このとき、
図15においては回収コンデンサ7aに回収されていた
電力エネルギが、経路「56」を介して放電抵抗器18
cにより消費される。
First, when the GTO 1a is turned off to change the voltage at the output terminal X from 2E to E, the cut-off load current Io is bypassed to the path "42".
Snubber capacitor 4a is charged to voltage E of DC power supply 9a. Immediately after this, the anode reactor 5
Power energy is excessively stored in a. At this time,
In FIG. 15, the power energy recovered by the recovery capacitor 7a is transferred to the discharge resistor 18 via the path "56".
consumed by c.

【0242】次に、出力端子Xの電圧をEから0に変化
させるために、GTO1cをターンオフさせて、短絡防
止時間Td後にGTO1bをターンオンさせると、経路
「57」を介してスナバコンデンサ4bは電圧0まで放
電する。このとき、図15においては回収コンデンサ7
bに回収されていた電力エネルギが、放電抵抗器18d
により消費される。また、アノードリアクトル5bに一
部の電力エネルギが移されるが、経路「58」を介し
て、その一部エネルギも放電抵抗器18dにより消費さ
れる。
Next, in order to change the voltage of the output terminal X from E to 0, the GTO 1c is turned off and the GTO 1b is turned on after the short-circuit prevention time Td , and the snubber capacitor 4b is connected via the path "57". Discharge to 0. At this time, in FIG.
b is discharged to the discharge resistor 18d.
Consumed by Further, a part of the power energy is transferred to the anode reactor 5b, and a part of the energy is also consumed by the discharge resistor 18d via the path "58".

【0243】次に、出力端子Xの電圧を0からEに変化
させるために、GTO1cをターンオフさせて、短絡防
止時間Td後にGTO1cをターンオンさせる場合につ
いて説明する。
Next, a case will be described where the GTO 1c is turned off and the GTO 1c is turned on after the short circuit prevention time Td in order to change the voltage of the output terminal X from 0 to E.

【0244】まず、GTO1cのターンオンにより、G
TO1cに流れる電流が負荷電流Io以上になり、経路
「51」に流れる過剰な電流により、アノードリアクト
ル5bにエネルギが過剰に蓄えられる。このとき、図1
5においては回収コンデンサ7bに回収されていた過剰
エネルギが、経路「58」を介して、全て放電抵抗器1
8dにより消費される。
First, when GTO1c is turned on, G
The current flowing through TO1c becomes equal to or greater than the load current Io, and the excess current flowing through the path "51" causes excess energy to be stored in the anode reactor 5b. At this time, FIG.
5, the excess energy recovered by the recovery capacitor 7 b is completely discharged via the path “58” to the discharge resistor 1.
Consumed by 8d.

【0245】次に、出力端子Xの電圧をEから2Eに変
化させるために、GTO1cをターンオフさせて、短絡
防止時間Td後にGTO1aをターンオンさせる場合に
ついて説明する。まず、GTO1aのターンオンによ
り、GTO1aに流れる電流が負荷電流Io以上にな
り、経路「52」に流れる過剰な電流により、アノード
リアクトル5aに電力エネルギが過剰に蓄えられる。こ
のとき、図15においては回収コンデンサ7aに回収さ
れていたエネルギが、経路「56」を介して、全て放電
抵抗器18cにより消費される。
Next, a case will be described in which the GTO 1c is turned off and the GTO 1a is turned on after the short circuit prevention time Td in order to change the voltage of the output terminal X from E to 2E. First, when the GTO 1a is turned on, the current flowing through the GTO 1a becomes equal to or more than the load current Io, and the excess current flowing through the path “52” causes excess power energy to be stored in the anode reactor 5a. At this time, the energy recovered in the recovery capacitor 7a in FIG. 15 is all consumed by the discharge resistor 18c via the path "56".

【0246】なお、負荷電流Ioが図19中の矢印
(ロ)の方向に流れている場合については、矢印(イ)
の方向に負荷電流Ioが流れている場合の各GTO1a
〜1dのスイッチング動作と全く対称であるため、説明
を省略する。
In the case where the load current Io flows in the direction of the arrow (b) in FIG.
GTO1a when the load current Io flows in the direction of
Since the operation is completely symmetrical with the switching operation of 1d to 1d, the description is omitted.

【0247】実施例16.なお、上記実施例15(図1
9)では、回収コンデンサを用いなかったが、従来(図
31)と同様に回収コンデンサ7a,7bを設けてもよ
い。図20は回収コンデンサ7a,7bを設けた場合の
この発明の実施例16(請求項14に対応)を示す回路
構成図であり、図において、同一符号で示した構成は前
述と同様のものである。
Embodiment 16 FIG. Note that the above embodiment 15 (FIG. 1)
In 9), no recovery capacitor is used, but recovery capacitors 7a and 7b may be provided as in the conventional case (FIG. 31). FIG. 20 is a circuit diagram showing a sixteenth embodiment (corresponding to claim 14) of the present invention in which the recovery capacitors 7a and 7b are provided. In the drawing, the components denoted by the same reference numerals are the same as those described above. is there.

【0248】この場合、回収コンデンサ7a,7bが従
来(図31)と同一位置に設けられており、かつ電力回
生回路8a,8bに代えて、正負母線P,Nに接続され
た放電抵抗器18c,18dが挿入されている。しか
し、図20の構成によれば、回収コンデンサ7a,7b
の充電電圧が直流電源9a,9bの電圧E以上となり、
また構成要素が増加するので、実用上の装置小形化を考
慮すれば、図19の3レベルインバータ装置の方が有利
である。
In this case, recovery capacitors 7a and 7b are provided at the same position as in the prior art (FIG. 31), and discharge resistors 18c connected to positive and negative buses P and N instead of power regeneration circuits 8a and 8b. , 18d are inserted. However, according to the configuration of FIG. 20, the recovery capacitors 7a, 7b
Is higher than the voltage E of the DC power supplies 9a and 9b,
Further, since the number of components increases, the three-level inverter device of FIG. 19 is more advantageous in consideration of practical miniaturization of the device.

【0249】実施例17.なお、上記実施例13〜実施
例16では、放電抵抗器18a,18bを各スナバダイ
オード3c,3dの両端間に並列接続したが、スナバダ
イオード3c,3dの直列回路に対して放電抵抗器を並
列接続してもよい。図21はスナバダイオード3c,3
dの直列回路に対して放電抵抗器18を並列接続した場
合のこの発明の実施例17(請求項13および請求項1
4に対応)を部分的に示す回路構成図であり、図におい
て、同一符号で示した構成は前述と同様のものである。
Embodiment 17 FIG. Although the discharge resistors 18a and 18b are connected in parallel between both ends of the snubber diodes 3c and 3d in the above-described embodiments 13 to 16, the discharge resistors are connected in parallel to the series circuit of the snubber diodes 3c and 3d. You may connect. FIG. 21 shows snubber diodes 3c and 3
Embodiment 17 of the present invention in which the discharge resistor 18 is connected in parallel to the series circuit d.
4 (corresponding to FIG. 4), and in the figure, the components denoted by the same reference numerals are the same as those described above.

【0250】この場合、各クランプダイオード14a,
14bに対して並列接続されたスナバ回路のスナバコン
デンサ4c,4dとスナバダイオード3c,3dとの各
接続点間に単一の放電抵抗器18が接続されている。
In this case, each clamp diode 14a,
A single discharge resistor 18 is connected between each connection point between the snubber capacitors 4c and 4d and the snubber diodes 3c and 3d of the snubber circuit connected in parallel to 14b.

【0251】前述した実施例13〜実施例16(図1
5,図18〜図20)においては、放電抵抗器18a,
18bを分離して接続したが、図21のように、1つの
放電抵抗器18を接続しても、全ての回路は前述と同様
に動作する。従って、実用上、1つの放電抵抗器18に
おける消費電力の処理責務の低減よりも、構成要素の低
減(小形化)を重視するならば、図21に示す構成が有
利である。
Embodiments 13 to 16 (FIG. 1)
5, FIGS. 18 to 20), discharge resistors 18a,
18b are connected separately, but even if one discharge resistor 18 is connected as shown in FIG. 21, all circuits operate in the same manner as described above. Therefore, the configuration shown in FIG. 21 is advantageous if the reduction of components (downsizing) is more important than the reduction of the duty of processing power consumption in one discharge resistor 18 in practical use.

【0252】実施例18.なお、上記実施例13では、
各回収コンデンサ7a,7bの電力エネルギを回生する
ための2つの電力回生回路8a,8bを設けたが、別の
回収コンデンサおよびこの回収コンデンサに関連する電
力回生回路を追加してもよい。図22は電力回生回路を
追加した場合のこの発明の実施例18(請求項15に対
応)を示す回路構成図であり、図において、同一符号で
示した構成は前述と同様のものである。
Embodiment 18 FIG. In the above-described embodiment 13,
Although two power regeneration circuits 8a and 8b for regenerating the power energy of each recovery capacitor 7a and 7b are provided, another recovery capacitor and a power regeneration circuit related to this recovery capacitor may be added. FIG. 22 is a circuit diagram showing an eighteenth embodiment (corresponding to claim 15) of the present invention in which a power regeneration circuit is added. In the drawing, the components denoted by the same reference numerals are the same as those described above.

【0253】図22において、図15と異なる構成のみ
について説明すると、6c,6dはクランプダイオード
14a,14bのスナバ回路4c,3cおよび4d,3
dの各接続点に接続された極性ダイオード、30a,3
0bは極性ダイオード6c,6dに接続された補助リア
クトル、7c,7dは補助リアクトル30a,30bと
中間電位点Cとの間に挿入された回収コンデンサ、8
c,8dは補助リアクトル30a,30bと各回収コン
デンサ7c,7dとの接続点に接続された電力回生回路
である。
In FIG. 22, only the configuration different from that of FIG. 15 will be described. 6c and 6d are snubber circuits 4c and 3c and 4d and 3 of clamp diodes 14a and 14b.
d, a polarity diode connected to each connection point, 30a, 3
0b is an auxiliary reactor connected to the polarity diodes 6c and 6d, 7c and 7d are recovery capacitors inserted between the auxiliary reactors 30a and 30b and the intermediate potential point C, 8
Reference numerals c and 8d denote power regeneration circuits connected to connection points between the auxiliary reactors 30a and 30b and the respective recovery capacitors 7c and 7d.

【0254】即ち、スナバダイオード3cとスナバコン
デンサ4cとの接続点は、極性ダイオード6c,補助リ
アクトル30aおよび回収コンデンサ7cを介して、中
間電位点Cに接続されている。また、スナバダイオード
3dとスナバコンデンサ4dの接続点は、極性ダイオー
ド6d,補助リアクトル30bおよび回収コンデンサ7
dを介して、中間電位点Cに接続されている。
That is, the connection point between the snubber diode 3c and the snubber capacitor 4c is connected to the intermediate potential point C via the polarity diode 6c, the auxiliary reactor 30a and the recovery capacitor 7c. The connection point between the snubber diode 3d and the snubber capacitor 4d is connected to the polarity diode 6d, the auxiliary reactor 30b and the recovery capacitor 7d.
It is connected to the intermediate potential point C via d.

【0255】回収コンデンサ7cに接続された電力回生
回路8cは、スイッチ12c,ダイオード11cおよび
リアクトル10cにより構成され、回収コンデンサ7d
に接続された電力回生回路8dは、スイッチ12d、ダ
イオード11dおよびリアクトル10dにより構成され
ている。
The power regeneration circuit 8c connected to the recovery capacitor 7c is composed of a switch 12c, a diode 11c and a reactor 10c.
The power regeneration circuit 8d connected to is composed of a switch 12d, a diode 11d, and a reactor 10d.

【0256】次に、図17の電流経路説明図を参照しな
がら、図22に示したこの発明の実施例18の回路動作
について説明する。この場合、スナバコンデンサ4c,
4dに蓄積された電力エネルギは、それぞれ回収コンデ
ンサ7c,7dに回収される。この点が前述(図15)
と異なるため、ここでは、この点に限定して説明する。
Next, the circuit operation of the eighteenth embodiment of the present invention shown in FIG. 22 will be described with reference to the current path explanatory diagram of FIG. In this case, the snubber capacitors 4c,
The power energy stored in 4d is recovered in recovery capacitors 7c and 7d, respectively. This point is described above (FIG. 15).
Therefore, the description is limited to this point.

【0257】まず、GTO1cのターンオンにより、ス
ナバコンデンサ4dに蓄積される電力エネルギを回収コ
ンデンサ7dに回収する場合は、スナバコンデンサ4d
が直流電源9bの電圧Eと回収コンデンサ7dの充電電
圧eとの和に充電されている状態から、GTO1cをタ
ーンオンさせる。
First, when the power energy stored in the snubber capacitor 4d is recovered by the recovery capacitor 7d by turning on the GTO 1c, the snubber capacitor 4d
Is charged to the sum of the voltage E of the DC power supply 9b and the charging voltage e of the recovery capacitor 7d, the GTO 1c is turned on.

【0258】これにより、スナバコンデンサ4dの放電
経路は、回収コンデンサ7dを介した経路「59」とな
り、スナバコンデンサ4dの電力エネルギの一部は、回
収コンデンサ7dに回収される。このとき、GTO1
c,GTO1dにかかる電流上昇率di/dtは、補助
リアクトル30bにより抑制される。
Thus, the discharge path of the snubber capacitor 4d becomes the path "59" via the recovery capacitor 7d, and a part of the power energy of the snubber capacitor 4d is recovered by the recovery capacitor 7d. At this time, GTO1
c, The current increase rate di / dt applied to the GTO 1d is suppressed by the auxiliary reactor 30b.

【0259】その後、スナバコンデンサ4dが電圧0ま
で放電されても、補助リアクトル30bには電力エネル
ギが蓄積されているが、この蓄積エネルギは、経路「6
0」を介して回収コンデンサ7dに回収される。従っ
て、スナバコンデンサ4dに蓄積されていた電力エネル
ギは、全て回収コンデンサ7dに回収される。
After that, even if snubber capacitor 4d is discharged to a voltage of 0, power energy is stored in auxiliary reactor 30b.
"0" is collected by the collection capacitor 7d. Therefore, all the power energy stored in the snubber capacitor 4d is recovered by the recovery capacitor 7d.

【0260】一方、GTO1dのターンオンにより、ス
ナバコンデンサ4cに蓄積された電力エネルギを回収コ
ンデンサ7cに回収する場合には、スナバコンデンサ4
cが直流電源9aの電圧Eと回収コンデンサ7cの充電
電圧eとの和に充電されている状態から、GTO1dを
ターンオンさせる。
On the other hand, when the power energy stored in the snubber capacitor 4c is recovered by the recovery capacitor 7c by turning on the GTO 1d , the snubber capacitor 4c
The GTO 1d is turned on from the state where c is charged to the sum of the voltage E of the DC power supply 9a and the charging voltage e of the recovery capacitor 7c.

【0261】これにより、スナバコンデンサ4cの放電
経路が回収コンデンサ7cを介した経路「61」とな
り、スナバコンデンサ4cのエネルギの一部が回収コン
デンサ7cに回収される。このとき、GTO1c,GT
O1dにかかる電流上昇率di/dtは、補助リアクト
ル30aにより抑制される。
As a result, the discharge path of the snubber capacitor 4c becomes the path "61" via the recovery capacitor 7c, and a part of the energy of the snubber capacitor 4c is recovered by the recovery capacitor 7c. At this time, GTO1c, GT
The current increase rate di / dt applied to O1d is suppressed by auxiliary reactor 30a.

【0262】その後、スナバコンデンサ4cが電圧0ま
で放電されても、補助リアクトル30aには電力エネル
ギが蓄積されているが、この蓄積エネルギは、経路「6
2」を介して回収コンデンサ7cに回収される。従っ
て、スナバコンデンサ4cに蓄積されていた電力エネル
ギは、全て回収コンデンサ7cに回収される。なお、回
収コンデンサ7c,7dに接続された電力回生回路8
c,8dの動作については、前述(図15)と全く同じ
であるため説明を省略する。
After that, even if snubber capacitor 4c is discharged to a voltage of 0, power energy is stored in auxiliary reactor 30a.
2 "to the recovery capacitor 7c. Therefore, all the power energy stored in the snubber capacitor 4c is recovered by the recovery capacitor 7c. The power regeneration circuit 8 connected to the recovery capacitors 7c and 7d
The operations of c and 8d are exactly the same as those described above (FIG. 15), and will not be described.

【0263】実施例19.なお、上記実施例18では、
回収コンデンサ7a,7bが正負母線P,Nに接続され
た場合を示したが、従来(図31)と同様に中間電位点
Cに接続されていてもよい。
Embodiment 19 FIG. Note that in Example 18 above,
Although the case where the recovery capacitors 7a and 7b are connected to the positive and negative buses P and N is shown, they may be connected to the intermediate potential point C as in the conventional case (FIG. 31).

【0264】図23は回収コンデンサ7a,7bを中間
電位点C側に接続した場合のこの発明の実施例19(請
求項15に対応)を示す回路構成図であり、図におい
て、同一符号で示した構成は前述と同様のものである。
FIG. 23 is a circuit diagram showing a nineteenth embodiment (corresponding to claim 15) of the present invention in the case where the recovery capacitors 7a and 7b are connected to the intermediate potential point C side. The configuration is the same as described above.

【0265】この場合、回収コンデンサ7a,7bが従
来(図31)と同一位置に設けられている。しかし、図
23の構成によれば、回収コンデンサ7a,7bの充電
電圧が直流電源9a,9bの電圧E以上となるので、実
用上の装置小形化を考慮すれば、実施例18(図22)
の方が有利である。
In this case, the recovery capacitors 7a and 7b are provided at the same position as the conventional one (FIG. 31). However, according to the configuration of FIG. 23, the charging voltage of the recovery capacitors 7a and 7b becomes equal to or higher than the voltage E of the DC power supplies 9a and 9b.
Is more advantageous.

【0266】実施例20.また、上記実施例18(図2
2)では、単相の3レベルインバータ装置の場合を例に
とって説明したが、多相の3レベルインバータ装置に対
しても適用可能なことは言うまでもない。また、多相の
場合、各相に対して、回収コンデンサ7a〜7dおよび
電力回生回路8a〜8dを共通に接続することにより構
成を簡略化することができる。
Embodiment 20 FIG. In addition, Example 18 (FIG. 2)
In 2), the case of a single-phase three-level inverter has been described as an example, but it is needless to say that the present invention can be applied to a multi-phase three-level inverter. In the case of multi-phase, the configuration can be simplified by connecting the recovery capacitors 7a to 7d and the power regeneration circuits 8a to 8d in common to each phase.

【0267】図24は多相3レベルインバータ装置に適
用した場合のこの発明の実施例20(請求項16に対
応)を示す回路構成図であり、図において、同一符号で
示した構成は前述と同様のものである。
FIG. 24 is a circuit diagram showing a twentieth embodiment (corresponding to claim 16) of the present invention when applied to a polyphase three-level inverter device. In FIG. It is similar.

【0268】この場合、同一構成からなる複数(2相)
の3レベルインバータ装置が直流電源9a,9bの左右
に対称的に接続されており、回収コンデンサ7a〜7d
および電力回生回路8a〜8dは、各相について共通に
接続されている。なお、実施例20(図24)における
基本的な回路動作については、前述の実施例13〜実施
例19と全く同じであるため、ここでは説明を省略す
る。
In this case, a plurality (two-phase) of the same configuration
Are symmetrically connected to the left and right of the DC power supplies 9a and 9b, and the recovery capacitors 7a to 7d
The power regeneration circuits 8a to 8d are commonly connected for each phase. Note that the basic circuit operation in the twentieth embodiment (FIG. 24) is exactly the same as that of the above-described thirteenth to nineteenth embodiments, and a description thereof will not be repeated.

【0269】また、特に図示はしないが、図15〜図2
3に示した各実施例においても、図24と同様に多相構
成化された場合に、電力回生回路8a,8bまたは8a
〜8dを共通化した回路構成を実現することが可能なこ
とは明らかである。
Although not particularly shown, FIGS.
Also in each of the embodiments shown in FIG. 3, when the multi-phase configuration is adopted as in FIG. 24, the power regeneration circuit 8a, 8b or 8a
Obviously, it is possible to realize a circuit configuration in which ~ 8d is shared.

【0270】実施例21.なお、上記実施例20では、
配線インダクタンスの影響を考慮しなかったが、配線イ
ンダクタンスの影響を抑制するために、各回収コンデン
サ7a〜7dに別の回収コンデンサを並列接続してもよ
い。
Embodiment 21 FIG. In the twentieth embodiment,
Although the influence of the wiring inductance is not considered, another collecting capacitor may be connected in parallel to each of the collecting capacitors 7a to 7d in order to suppress the effect of the wiring inductance.

【0271】図25は各回収コンデンサ7a〜7dに回
収コンデンサを並列接続した場合のこの発明の実施例2
1(請求項17に対応)を示す回路構成図であり、図に
おいて、同一符号で示した構成は前述と同様のものであ
る。
FIG. 25 shows a second embodiment of the present invention in which a recovery capacitor is connected in parallel to each of the recovery capacitors 7a to 7d.
FIG. 18 is a circuit configuration diagram showing a circuit configuration 1 (corresponding to claim 17). In the drawing, configurations denoted by the same reference numerals are the same as those described above.

【0272】図25において、7e〜7hは各回収コン
デンサ7a〜7dに並列接続された回収コンデンサ、4
0a〜40dは各回収コンデンサ7a〜7dの一端と各
回収コンデンサ7e〜7hの一端との間にそれぞれ挿入
された補償回路である。補償回路40a〜40dは、ダ
イオードまたは抵抗器、または、ダイオードおよび抵抗
器の直列回路から構成され、配線インダクタンスの影響
を抑制する。
In FIG. 25, reference numerals 7e to 7h denote recovery capacitors connected in parallel to the recovery capacitors 7a to 7d.
Reference numerals 0a to 40d denote compensation circuits inserted between one end of each of the recovery capacitors 7a to 7d and one end of each of the recovery capacitors 7e to 7h. Each of the compensation circuits 40a to 40d includes a diode or a resistor, or a series circuit of a diode and a resistor, and suppresses the influence of wiring inductance.

【0273】図25のように、3レベルインバータ装置
が多相構成の場合、各相について、回収コンデンサ7a
〜7dを接続し、更に、各相について共通の回収コンデ
ンサ7e〜7hを接続する。回収コンデンサ7e〜7h
およびこれらに接続される電力回生回路8a〜8dは、
各相について共通に接続されている。回路の基本的な動
作については、前述の各実施例と全く同じであるため、
ここでは省略する。
As shown in FIG. 25, when the three-level inverter device has a multi-phase configuration, the recovery capacitor 7a is provided for each phase.
To 7d, and common recovery capacitors 7e to 7h for each phase. Recovery capacitors 7e to 7h
And power regeneration circuits 8a to 8d connected to these
Commonly connected for each phase. Since the basic operation of the circuit is exactly the same as in each of the above-described embodiments,
Here, it is omitted.

【0274】なお、各相について接続された回収コンデ
ンサ7a〜7dと、多相について共通の回収コンデンサ
7e〜7hとの間に、補償回路40a〜40dを挿入す
ることにより、回収コンデンサ7a〜7dおよび7e〜
7hの間の配線インダクタンスの影響による振動電流を
減衰させて抑制することができる。これにより、装置の
安定動作を補償することができる。
By inserting compensation circuits 40a to 40d between recovery capacitors 7a to 7d connected for each phase and recovery capacitors 7e to 7h common for multiple phases, recovery capacitors 7a to 7d and 7e ~
The oscillating current due to the influence of the wiring inductance during 7 h can be attenuated and suppressed. Thereby, the stable operation of the device can be compensated.

【0275】また、特に図示はしないが、実施例13
(図15)〜実施例19(図23)においても、電力回
生回路8a,8bまたは8a,8b,8c,8dを実施
例21と同様に共通化する回路構成を実現することが可
能なことは明らかである。
Although not shown in the drawings, the thirteenth embodiment
Also in the embodiment (FIG. 15) to the embodiment 19 (FIG. 23), it is possible to realize a circuit configuration in which the power regeneration circuits 8a and 8b or 8a, 8b, 8c and 8d are shared in the same manner as the embodiment 21. it is obvious.

【0276】実施例22.また、上記実施例13〜実施
例17では、スナバコンデンサ4d,4bの静電容量
を、好ましくはスナバコンデンサ4a,4cの静電容量
に比較して低減することにより、放電抵抗器18a,1
8bまたは18において消費される電力エネルギを低減
したが、スナバコンデンサ4a,4cとスナバコンデン
サ4d、4bとの静電容量の大小関係を上記関係に特に
設定しなくてもよい。しかし、3レベルインバータ装置
の高効率化に注目するならば、上記関係は重要である。
Embodiment 22 FIG. In the above-described embodiments 13 to 17, the capacitance of the snubber capacitors 4d and 4b is preferably reduced as compared with the capacitance of the snubber capacitors 4a and 4c, so that the discharge resistors 18a and 1b are reduced.
Although the power energy consumed in 8b or 18 is reduced, the magnitude relationship between the capacitances of the snubber capacitors 4a, 4c and the snubber capacitors 4d, 4b does not need to be set to the above relationship. However, the above relationship is important if attention is paid to increasing the efficiency of the three-level inverter device.

【0277】また、実施例18〜実施例21において
も、スナバコンデンサ4a〜4dに対して上記静電容量
の大小関係を適用すれば、回収コンデンサ7c,7dま
たは7g,7hの静電容量の低減することができ、更に
は、電力回生回路8c,8dの定格を低減することがで
きる。
In the eighteenth to twenty-first embodiments, if the magnitude relation of the capacitance is applied to the snubber capacitors 4a to 4d, the capacitance of the recovery capacitors 7c, 7d or 7g, 7h can be reduced. In addition, the ratings of the power regeneration circuits 8c and 8d can be reduced.

【0278】また、スナバコンデンサ4a,4dの合成
静電容量は、GTO素子単体で負荷電流Ioを遮断した
場合にかかる電圧上昇率dv/dtが、GTO素子の定
格値以内に収まるような値に設定されることが望まし
い。
The combined capacitance of the snubber capacitors 4a and 4d is set to a value such that the voltage rise rate dv / dt applied when the load current Io is cut off by the GTO element alone falls within the rated value of the GTO element. It is desirable to be set.

【0279】なぜなら、GTO1a,1dにかかる負荷
電流Io遮断時の電圧上昇率dv/dtが、スナバコン
デンサ4a,4cの合成静電容量により抑制され、GT
O1c,1bにかかる負荷電流Io遮断時の電圧上昇率
dv/dtが、スナバコンデンサ4d、4bの合成静電
容量により抑制される回路構成となっているからであ
る。
The reason is that the voltage rise rate dv / dt when the load current Io applied to the GTOs 1a and 1d is cut off is suppressed by the combined capacitance of the snubber capacitors 4a and 4c.
This is because the circuit configuration is such that the voltage increase rate dv / dt applied to O1c and 1b when the load current Io is cut off is suppressed by the combined capacitance of the snubber capacitors 4d and 4b.

【0280】このことは、この発明の実施例の3レベル
インバータ装置において、クランプダイオード14a,
14bに並列にスナバ回路4c,3cおよび4d,3d
を接続したことによる有利な点である。
This means that in the three-level inverter device according to the embodiment of the present invention, the clamp diodes 14a,
Snubber circuits 4c, 3c and 4d, 3d in parallel with 14b
Is an advantage due to the connection.

【0281】実施例23. なお、近年では、GTO1a〜1dとフリーホイールダ
イオード2a〜2dとを一体化した逆導通GTOも開発
されており、それを適用した場合、フリーホイールダイ
オード2a〜2dは省略され得る。 また、上記各実施例
では、自己消弧型半導体素子としてGTOを用いたが、
ターンオン時にかかる急峻な電流上昇率di/dtに耐
え得る他の自己消弧型半導体素子、例えば、IGBTな
どを適用すれば、アノードリアクトル5a,5b、補助
リアクトル30a,30bを省略することができる。
Embodiment 23 FIG. In recent years, GTO1a-1d and freewheel
Developed reverse conducting GTO that integrates Iode 2a-2d
If you apply it, the freewheel die
The arms 2a to 2d can be omitted. In each of the above embodiments, GTO was used as the self-extinguishing type semiconductor element.
If another self-extinguishing type semiconductor element that can endure the steep current increase rate di / dt at the time of turn-on, for example, IGBT or the like is applied, the anode reactors 5a and 5b and the auxiliary reactors 30a and 30b can be omitted.

【0282】また、ターンオン時にかかる急峻な電流上
昇率di/dtについて臨界値が規定されている自己消
弧型半導体素子、例えば、GTOなどを適用した場合に
おいても、配線インダクタンスにより、アノードリアク
トル5a,5b、補助リアクトル30a,30bの機能
を果たせる場合は、回路構成要素としては、省略するこ
ともできる。
Further, even when a self-extinguishing type semiconductor element in which a critical value is specified for the steep current rise rate di / dt at the time of turn-on, for example, GTO, is applied, the anode reactor 5a, 5a, 5b, when the functions of the auxiliary reactors 30a and 30b can be performed, they may be omitted as circuit components.

【0283】実施例24.また、上記各実施例におい
て、クランプダイオード14a,14bと自己消弧型半
導体素子1c,1dとの接続配線距離が大きくならざる
を得ない場合には、その配線に寄生する配線インダクタ
ンスに蓄えられたエネルギにより、スパイク電圧が大き
くなる場合が想定される。この場合は、配線インダクタ
ンスに蓄積される電力エネルギを吸収できるコンデンサ
を接続することが効果的である。
Embodiment 24 FIG. In each of the above embodiments, if the connection wiring distance between the clamp diodes 14a, 14b and the self-extinguishing type semiconductor elements 1c, 1d has to be increased, it is stored in the wiring inductance parasitic to the wiring. It is assumed that the spike voltage increases due to the energy. In this case, it is effective to connect a capacitor that can absorb the power energy stored in the wiring inductance.

【0284】図26は配線インダクタンスの蓄積エネル
ギを吸収するコンデンサを設けた場合のこの発明の実施
例24の一例を部分的に示す回路構成図であり、1c,
1d、2c,2d、3c,3d、18およびXは前述と
同様のものである。4e,4fは各スナバダイオード3
c,3dに直列接続されたコンデンサであり、配線イン
ダクタンスに蓄積された電力エネルギを吸収する。
FIG. 26 is a circuit diagram partially showing an example of the twenty-fourth embodiment of the present invention in which a capacitor for absorbing the accumulated energy of the wiring inductance is provided.
1d, 2c, 2d, 3c, 3d, 18 and X are the same as described above. 4e and 4f are snubber diodes 3
Capacitors connected in series to c and 3d absorb power energy stored in the wiring inductance.

【0285】実施例25.更に、上記各実施例では、直
流電力を交流電力に変換する3レベルインバータ装置に
ついて説明したが、当然のことながら、交流電力を直流
電力に変換する3レベルインバータ装置に対しても適用
することができ、同等の効果を奏することは言うまでも
ない。
Embodiment 25 FIG. Further, in each of the above embodiments, the three-level inverter device that converts DC power into AC power has been described. However, it is needless to say that the present invention can be applied to a three-level inverter device that converts AC power into DC power. It goes without saying that the same effect can be achieved.

【0286】[0286]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、直流電源の正負母線間に直列接続された第1およ
び第2の自己消弧型半導体素子と、第1および第2の自
己消弧型半導体素子の各々に逆並列接続された第1およ
び第2のダイオードと、第1および第2の自己消弧型半
導体素子間に直列接続されたリアクトルと、第2の自己
消弧型半導体素子とリアクトルとの接続点に設けられた
出力端子と、第1の自己消弧型半導体素子に並列接続さ
れた第1のコンデンサおよび第3のダイオードからなる
スナバ回路と、第1のコンデンサと第3のダイオードと
の接続点と出力端子との間に直列接続された第2のコン
デンサおよび第4のダイオードと、第1および第2の自
己消弧型半導体素子のスイッチング動作によって第2の
コンデンサに蓄積されたエネルギを直流電源に回生する
電力回生回路とを設け、スナバ回路およびリアクトルに
蓄えられたエネルギを回収するための回収コンデンサ
を、直流電源電圧より低い電圧に制御して低電圧化する
とともにその充電極性を常に片極性とし、自己消弧型半
導体素子に加わる急峻な電圧および電流の立上りを所望
値に抑制する機能を損なうことなく自己消弧型半導体素
子のスナバ回路の構成要素を低減したので、小形化およ
びローコスト化ならびに高効率化を実現した電力変換装
置が得られる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the first and second self-extinguishing type semiconductor elements connected in series between the positive and negative buses of the DC power supply are provided. First and second diodes connected in anti-parallel to each of the self-extinguishing semiconductor devices, a reactor connected in series between the first and second self-extinguishing semiconductor devices, and a second self-extinguishing device. An output terminal provided at a connection point between the arc type semiconductor element and the reactor, a snubber circuit including a first capacitor and a third diode connected in parallel to the first self-extinguishing type semiconductor element; A second capacitor and a fourth diode connected in series between a connection point between the capacitor and the third diode and an output terminal, and a second operation performed by a switching operation of the first and second self-extinguishing semiconductor elements. Stored in capacitor A power regeneration circuit that regenerates the recovered energy to the DC power supply, and controls the snubber circuit and the recovery capacitor for recovering the energy stored in the reactor to a voltage lower than the DC power supply voltage to reduce the voltage. Since the charging polarity is always unipolar, the components of the snubber circuit of the self-extinguishing semiconductor element are reduced without impairing the function of suppressing the steep voltage and current rises applied to the self-extinguishing semiconductor element to desired values. In addition, there is an effect that a power converter that realizes downsizing, low cost, and high efficiency can be obtained.

【0287】また、この発明の請求項2によれば、直流
電源の正負母線間に直列接続された第1および第2の自
己消弧型半導体素子と、第1および第2の自己消弧型半
導体素子の各々に逆並列接続された第1および第2のダ
イオードと、第1および第2の自己消弧型半導体素子間
に直列接続されたリアクトルと、第1の自己消弧型半導
体素子とリアクトルとの接続点に設けられた出力端子
と、第2の自己消弧型半導体素子に並列接続された第1
のコンデンサおよび第3のダイオードからなるスナバ回
路と、第1のコンデンサと第3のダイオードとの接続点
と出力端子との間に直列接続された第2のコンデンサお
よび第4のダイオードと、第1および第2の自己消弧型
半導体素子のスイッチング動作によって第2のコンデン
サに蓄積されたエネルギを直流電源に回生する電力回生
回路とを設け、スナバ回路およびリアクトルに蓄えられ
たエネルギを回収するための回収コンデンサを、直流電
源電圧より低い電圧に制御して低電圧化するとともにそ
の充電極性を常に片極性とし、自己消弧型半導体素子に
加わる急峻な電圧および電流の立上りを所望値に抑制す
る機能を損なうことなく自己消弧型半導体素子のスナバ
回路の構成要素を低減したので、小形化およびローコス
ト化ならびに高効率化を実現した電力変換装置が得られ
る効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the first and second self-extinguishing semiconductor elements connected in series between the positive and negative buses of the DC power supply are provided. A first and second diode connected in anti-parallel to each of the semiconductor elements, a reactor connected in series between the first and second self-turn-off semiconductor elements, a first self-turn-off semiconductor element; An output terminal provided at a connection point with the reactor, and a first terminal connected in parallel to the second self-extinguishing type semiconductor element.
A second capacitor and a fourth diode connected in series between a connection point between the first capacitor and the third diode and an output terminal; And a power regenerating circuit for regenerating the energy stored in the second capacitor to the DC power supply by a switching operation of the second self-extinguishing type semiconductor element, for recovering the energy stored in the snubber circuit and the reactor. A function that controls the recovery capacitor to a voltage lower than the DC power supply voltage, lowers the voltage, and keeps the charge polarity of the recovery capacitor unidirectional, and suppresses the steep rise of the voltage and current applied to the self-extinguishing semiconductor device to a desired value. Since the components of the snubber circuit of the self-extinguishing semiconductor device are reduced without compromising the size, the size, cost, and efficiency are reduced. The effect of the power conversion device that achieves reduction obtained.

【0288】また、この発明の請求項3によれば、中間
電位点を有する直流電源の正負母線間に直列接続された
第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素子
と、第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素
子の各々に逆並列接続された第1、第2、第3および第
4のダイオードと、第1および第2の自己消弧型半導体
素子間に接続された第1のリアクトルと、第3および第
4の自己消弧型半導体素子間に接続された第2のリアク
トルと、第2の自己消弧型半導体素子と第1のリアクト
ルとの接続点と中間電位点との間に接続された第5のダ
イオードと、第3の自己消弧型半導体素子と第2のリア
クトルとの接続点と中間電位点との間に接続された第6
のダイオードと、第2の自己消弧型半導体素子と第3の
自己消弧型半導体素子との接続点に設けられた出力端子
と、第1の自己消弧型半導体素子に並列接続された第1
のコンデンサおよび第7のダイオードからなる第1のス
ナバ回路と、第4の自己消弧型半導体素子に並列接続さ
れた第2のコンデンサおよび第8のダイオードからなる
第2のスナバ回路と、第1のリアクトルと第2の自己消
弧型半導体素子との接続点と第1のコンデンサと第7の
ダイオードとの接続点との間に直列接続された第3のコ
ンデンサおよび第9のダイオードと、第2のリアクトル
と第3の自己消弧型半導体素子との接続点と第2のコン
デンサと第8のダイオードとの接続点との間に直列接続
された第4のコンデンサおよび第10のダイオードと、
第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素子の
スイッチング動作により第3および第4のコンデンサに
蓄積されたエネルギを直流電源に回生する第1および第
2の電力回生回路とを設け、スナバ回路およびリアクト
ルに蓄えられたエネルギを回収するための回収コンデン
サを、直流電源電圧より低い電圧に制御して低電圧化す
るとともにその充電極性を常に片極性とし、自己消弧型
半導体素子に加わる急峻な電圧および電流の立上りを所
望値に抑制する機能を損なうことなく自己消弧型半導体
素子のスナバ回路の構成要素を低減し、かつスナバコン
デンサの容量選定に自由度をもたせる構成としたので、
小形化およびローコスト化ならびに高効率化を実現する
とともに、信頼性を向上させた電力変換装置が得られる
効果がある。また、3レベルコンバータ装置に適用して
3レベルコンバータ・インバータシステムとして各種電
動機を駆動した場合、あるいは電力調相設備に適用した
場合には、ランニングコストを減少させてシステム全体
の省エネルギ化を実現した電力変換装置が得られる効果
がある。
According to the third aspect of the present invention, the first, second, third and fourth self-extinguishing semiconductor elements connected in series between the positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point are provided. , First, second, third, and fourth diodes connected in anti-parallel to each of the first, second, third, and fourth self-extinguishing semiconductor devices, and first and second self-extinguishing diodes. A first reactor connected between the arc-type semiconductor elements, a second reactor connected between the third and fourth self-arc-extinguishing semiconductor elements, a second self-arc-extinguishing semiconductor element and the first A fifth diode connected between the connection point with the first reactor and the intermediate potential point, and a fifth diode connected between the connection point between the third self-extinguishing semiconductor element and the second reactor and the intermediate potential point 6th done
A diode, an output terminal provided at a connection point between the second self-extinguishing semiconductor device and the third self-extinguishing semiconductor device, and a second terminal connected in parallel to the first self-extinguishing semiconductor device. 1
A first snubber circuit including a second capacitor and an eighth diode, a second snubber circuit including a second capacitor and an eighth diode connected in parallel to the fourth self-extinguishing semiconductor element, A third capacitor and a ninth diode connected in series between a connection point between the reactor and the second self-extinguishing semiconductor element and a connection point between the first capacitor and the seventh diode; A fourth capacitor and a tenth diode connected in series between a connection point between the second reactor and the third self-extinguishing semiconductor element and a connection point between the second capacitor and the eighth diode;
First and second power regenerating circuits for regenerating energy stored in the third and fourth capacitors to a DC power supply by a switching operation of the first, second, third and fourth self-extinguishing semiconductor elements; A self-extinguishing type semiconductor is controlled by controlling the voltage of the recovery capacitor for recovering the energy stored in the snubber circuit and the reactor to a voltage lower than the DC power supply voltage and always setting the charging polarity to one polarity. A configuration that reduces the components of the snubber circuit of the self-extinguishing type semiconductor element without impairing the function of suppressing the steep rise of the voltage and current applied to the element to a desired value, and has a flexibility in selecting the capacitance of the snubber capacitor. Because
There is an effect that a power converter that achieves downsizing, low cost, high efficiency, and improved reliability can be obtained. Also, when applied to a three-level converter device to drive various electric motors as a three-level converter / inverter system, or when applied to a power phase adjustment facility, the running cost is reduced and energy saving of the entire system is realized. This has the effect of obtaining a power conversion device with improved performance.

【0289】また、この発明の請求項4によれば、中間
電位点を有する直流電源の正負母線間に直列接続された
第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素子
と、第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素
子の各々に逆並列接続された第1、第2、第3および第
4のダイオードと、第1および第2の自己消弧型半導体
素子間に接続された第1のリアクトルと、第3および第
4の自己消弧型半導体素子間に接続された第2のリアク
トルと、第2の自己消弧型半導体素子と第1のリアクト
ルとの接続点と中間電位点との間に接続された第5のダ
イオードと、第3の自己消弧型半導体素子と第2のリア
クトルとの接続点と中間電位点との間に接続された第6
のダイオードと、第2の自己消弧型半導体素子と第3の
自己消弧型半導体素子との接続点に設けられた出力端子
と、第1の自己消弧型半導体素子に並列接続された第1
のコンデンサおよび第7のダイオードからなる第1のス
ナバ回路と、第4の自己消弧型半導体素子に並列接続さ
れた第2のコンデンサおよび第8のダイオードからなる
第2のスナバ回路と、第5のダイオードに並列接続され
た第3のコンデンサおよび第9のダイオードからなる第
3のスナバ回路と、第6のダイオードに並列接続された
第4のコンデンサおよび第10のダイオードからなる第
4のスナバ回路と、第3のコンデンサと第9のダイオー
ドとの接続点と第1のコンデンサと第7のダイオードと
の接続点との間に直列接続された第5のコンデンサおよ
び第11のダイオードと、第2のコンデンサと第8のダ
イオードとの接続点と第4のコンデンサと第10のダイ
オードとの接続点との間に直列接続された第6のコンデ
ンサおよび第12のダイオードと、第1、第2、第3お
よび第4の自己消弧型半導体素子のスイッチング動作に
より第5および第6のコンデンサに蓄積されたエネルギ
を直流電源に回生する第1および第2の電力回生回路と
を設け、スナバ回路およびリアクトルに蓄えられたエネ
ルギを回収するための回収コンデンサを、直流電源電圧
より低い電圧に制御して低電圧化するとともにその充電
極性を常に片極性とし、自己消弧型半導体素子に加わる
急峻な電圧および電流の立上りを所望値に抑制する機能
を損なうことなく自己消弧型半導体素子のスナバ回路の
構成要素を低減し、かつスナバコンデンサの容量選定に
自由度をもたせる構成としたので、小形化およびローコ
スト化ならびに高効率化を実現するとともに、信頼性を
向上させた電力変換装置が得られる効果がある。また、
3レベルコンバータ装置に適用して3レベルコンバータ
・インバータシステムとして各種電動機を駆動した場
合、あるいは電力調相設備に適用した場合には、ランニ
ングコストを減少させてシステム全体の省エネルギ化を
実現した電力変換装置が得られる効果がある。
According to a fourth aspect of the present invention, the first, second, third and fourth self-extinguishing semiconductor elements connected in series between the positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point are provided. , First, second, third, and fourth diodes connected in anti-parallel to each of the first, second, third, and fourth self-extinguishing semiconductor devices, and first and second self-extinguishing diodes. A first reactor connected between the arc-type semiconductor elements, a second reactor connected between the third and fourth self-arc-extinguishing semiconductor elements, a second self-arc-extinguishing semiconductor element and the first A fifth diode connected between the connection point with the first reactor and the intermediate potential point, and a fifth diode connected between the connection point between the third self-extinguishing semiconductor element and the second reactor and the intermediate potential point 6th done
A diode, an output terminal provided at a connection point between the second self-extinguishing semiconductor device and the third self-extinguishing semiconductor device, and a second terminal connected in parallel to the first self-extinguishing semiconductor device. 1
A first snubber circuit consisting of a capacitor and a seventh diode, a second snubber circuit consisting of a second capacitor and an eighth diode connected in parallel to a fourth self-extinguishing semiconductor element, and a fifth snubber circuit. A third snubber circuit including a third capacitor and a ninth diode connected in parallel to the third diode, and a fourth snubber circuit including a fourth capacitor and a tenth diode connected in parallel to the sixth diode A fifth capacitor and an eleventh diode connected in series between a connection point between the third capacitor and the ninth diode and a connection point between the first capacitor and the seventh diode; A sixth capacitor and a twelfth capacitor connected in series between a connection point between the capacitor and the eighth diode and a connection point between the fourth capacitor and the tenth diode. First and second electric power for regenerating energy stored in the fifth and sixth capacitors to a DC power supply by a switching operation of the diode and the first, second, third and fourth self-extinguishing semiconductor elements. A regenerative circuit is provided to control the voltage of the recovery capacitor for recovering the energy stored in the snubber circuit and the reactor to a voltage lower than the DC power supply voltage, and the charging polarity is always unipolar. The components of the self-extinguishing type semiconductor element snubber circuit are reduced without impairing the function of suppressing the steep rise of voltage and current applied to the arc type semiconductor element to a desired value, and the degree of freedom in selecting the snubber capacitor capacity is reduced. The power conversion device has a small size, low cost, and high efficiency, and has improved reliability. There is a result. Also,
When various motors are driven as a three-level converter / inverter system when applied to a three-level converter device, or when applied to a power phase adjustment facility, the power that reduces running costs and realizes energy saving of the entire system There is an effect that a conversion device can be obtained.

【0290】また、この発明の請求項5によれば、中間
電位点を有する直流電源の正負母線間に直列接続された
第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素子
と、第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素
子の各々に逆並列接続された第1、第2、第3および第
4のダイオードと、第1および第2の自己消弧型半導体
素子間に接続された第1のリアクトルと、第3および第
4の自己消弧型半導体素子間に接続された第2のリアク
トルと、第2の自己消弧型半導体素子と第1のリアクト
ルとの接続点と中間電位点との間に接続された第5のダ
イオードと、第3の自己消弧型半導体素子と第2のリア
クトルとの接続点と中間電位点との間に接続された第6
のダイオードと、第2の自己消弧型半導体素子と第3の
自己消弧型半導体素子との接続点に設けられた出力端子
と、第1の自己消弧型半導体素子に並列接続された第1
のコンデンサおよび第7のダイオードからなる第1のス
ナバ回路と、第4の自己消弧型半導体素子に並列接続さ
れた第2のコンデンサおよび第8のダイオードからなる
第2のスナバ回路と、第5のダイオードに並列接続され
た第3のコンデンサおよび第9のダイオードからなる第
3のスナバ回路と、第6のダイオードに並列接続された
第4のコンデンサおよび第10のダイオードからなる第
4のスナバ回路と、第3のコンデンサと第9のダイオー
ドとの接続点と第1のコンデンサと第7のダイオードと
の接続点との間に接続された第1の抵抗器と、第2のコ
ンデンサと第8のダイオードとの接続点と第4のコンデ
ンサと第10のダイオードとの接続点との間に接続され
た第2の抵抗器とを設け、スナバ回路およびリアクトル
に蓄えられたエネルギを回収するための回収コンデンサ
を、直流電源電圧より低い電圧に制御して低電圧化する
とともにその充電極性を常に片極性とし、自己消弧型半
導体素子に加わる急峻な電圧および電流の立上りを所望
値に抑制する機能を損なうことなく自己消弧型半導体素
子のスナバ回路の構成要素を低減し、かつスナバコンデ
ンサの容量選定に自由度をもたせる構成としたので、小
形化およびローコスト化ならびに高効率化を実現すると
ともに、信頼性を向上させた電力変換装置が得られる効
果がある。また、3レベルコンバータ装置に適用して3
レベルコンバータ・インバータシステムとして各種電動
機を駆動した場合、あるいは電力調相設備に適用した場
合には、ランニングコストを減少させてシステム全体の
省エネルギ化を実現した電力変換装置が得られる効果が
ある。
According to claim 5 of the present invention, the first, second, third and fourth self-extinguishing semiconductor elements connected in series between the positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point are provided. , First, second, third, and fourth diodes connected in anti-parallel to each of the first, second, third, and fourth self-extinguishing semiconductor devices, and first and second self-extinguishing diodes. A first reactor connected between the arc-type semiconductor elements, a second reactor connected between the third and fourth self-arc-extinguishing semiconductor elements, a second self-arc-extinguishing semiconductor element and the first A fifth diode connected between the connection point with the first reactor and the intermediate potential point, and a fifth diode connected between the connection point between the third self-extinguishing semiconductor element and the second reactor and the intermediate potential point 6th done
A diode, an output terminal provided at a connection point between the second self-extinguishing semiconductor device and the third self-extinguishing semiconductor device, and a second terminal connected in parallel to the first self-extinguishing semiconductor device. 1
A first snubber circuit consisting of a capacitor and a seventh diode, a second snubber circuit consisting of a second capacitor and an eighth diode connected in parallel to a fourth self-extinguishing semiconductor element, and a fifth snubber circuit. A third snubber circuit including a third capacitor and a ninth diode connected in parallel to the third diode, and a fourth snubber circuit including a fourth capacitor and a tenth diode connected in parallel to the sixth diode A first resistor connected between a connection point between the third capacitor and the ninth diode and a connection point between the first capacitor and the seventh diode; And a second resistor connected between the connection point of the fourth capacitor and the connection point of the tenth diode, and the energy stored in the snubber circuit and the reactor. The recovery capacitor for recovering energy is controlled to a voltage lower than the DC power supply voltage to lower the voltage, and its charging polarity is always unipolar, so that the steep voltage and current rise applied to the self-extinguishing semiconductor element can be reduced. The composition of the snubber circuit of the self-extinguishing type semiconductor device is reduced without impairing the function to suppress it to the desired value, and the configuration is such that the capacity of the snubber capacitor can be freely selected. In addition, there is an effect that a power converter with improved reliability and improved reliability can be obtained. Also, when applied to a three-level converter,
When various electric motors are driven as a level converter / inverter system, or when applied to power phase adjustment equipment, there is an effect that a power conversion device that reduces running costs and achieves energy saving of the entire system can be obtained.

【0291】また、この発明の請求項6によれば、請求
項1または請求項2において、正負母線間に直列接続さ
れたコンデンサおよびダイオードと、ダイオードに並列
接続された抵抗器とからなる電圧クランプ回路を設け、
スナバ回路およびリアクトルに蓄えられたエネルギを回
収するための回収コンデンサを、直流電源電圧より低い
電圧に制御して低電圧化するとともにその充電極性を常
に片極性とし、自己消弧型半導体素子に加わる急峻な電
圧および電流の立上りを所望値に抑制する機能を損なう
ことなく自己消弧型半導体素子のスナバ回路の構成要素
を低減したので、小形化およびローコスト化ならびに高
効率化を実現した電力変換装置が得られる効果がある。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first or second aspect, a voltage clamp comprising a capacitor and a diode connected in series between the positive and negative buses and a resistor connected in parallel to the diode. Circuit,
The snubber circuit and the recovery capacitor for recovering the energy stored in the reactor are controlled to a voltage lower than the DC power supply voltage to lower the voltage, and the charging polarity is always unipolar, and is added to the self-extinguishing type semiconductor element. A power converter that realizes downsizing, low cost, and high efficiency by reducing the components of a snubber circuit of a self-extinguishing semiconductor element without impairing the function of suppressing steep voltage and current rises to desired values. The effect is obtained.

【0292】また、この発明の請求項7によれば、請求
項3、請求項4または請求項5において、正負母線と中
間電位点との間にそれぞれ直列接続されたコンデンサお
よびダイオードと、ダイオードに並列接続された抵抗器
とからなる電圧クランプ回路を複数個設け、スナバ回路
およびリアクトルに蓄えられたエネルギを回収するため
の回収コンデンサを、直流電源電圧より低い電圧に制御
して低電圧化するとともにその充電極性を常に片極性と
し、自己消弧型半導体素子に加わる急峻な電圧および電
流の立上りを所望値に抑制する機能を損なうことなく自
己消弧型半導体素子のスナバ回路の構成要素を低減し、
かつスナバコンデンサの容量選定に自由度をもたせる構
成としたので、小形化およびローコスト化ならびに高効
率化を実現するとともに、信頼性を向上させた電力変換
装置が得られる効果がある。
According to a seventh aspect of the present invention, in the third, fourth or fifth aspect, a capacitor and a diode respectively connected in series between the positive and negative buses and the intermediate potential point, and A plurality of voltage clamp circuits each including a resistor connected in parallel are provided, and a snubber circuit and a recovery capacitor for recovering energy stored in the reactor are controlled to a voltage lower than the DC power supply voltage to reduce the voltage. The charging polarity is always unipolar, and the components of the self-extinguishing semiconductor device snubber circuit are reduced without impairing the function of suppressing the steep voltage and current rises applied to the self-extinguishing semiconductor device to desired values. ,
In addition, since the configuration is such that the degree of freedom in selecting the capacity of the snubber capacitor is increased, there is an effect that a power converter with improved reliability can be obtained while realizing miniaturization, low cost, and high efficiency.

【0293】また、この発明の請求項8によれば、請求
項1または請求項2において、正負母線間に直列接続さ
れたコンデンサおよびダイオードからなる電圧クランプ
回路を設けるとともに、コンデンサに蓄積されたエネル
ギを直流電源に回生する電力回生回路を設け、スナバ回
路およびリアクトルに蓄えられたエネルギを回収するた
めの回収コンデンサを、直流電源電圧より低い電圧に制
御して低電圧化するとともにその充電極性を常に片極性
とし、自己消弧型半導体素子に加わる急峻な電圧および
電流の立上りを所望値に抑制する機能を損なうことなく
自己消弧型半導体素子のスナバ回路の構成要素を低減し
たので、小形化およびローコスト化ならびに高効率化を
実現した電力変換装置が得られる効果がある。
According to claim 8 of the present invention, in claim 1 or claim 2, a voltage clamp circuit comprising a capacitor and a diode connected in series between the positive and negative buses is provided, and the energy stored in the capacitor is provided. A power regeneration circuit is provided to regenerate the power to the DC power supply, and the recovery capacitor for recovering the energy stored in the snubber circuit and the reactor is controlled to a voltage lower than the DC power supply voltage to lower the voltage and always change the charging polarity. Unipolar and reduced the components of the snubber circuit of the self-extinguishing type semiconductor element without impairing the function of suppressing the steep voltage and current rise applied to the self-extinguishing type semiconductor element to a desired value. There is an effect that a power converter that realizes low cost and high efficiency can be obtained.

【0294】また、この発明の請求項9によれば、請求
項3、請求項4または請求項5において、正負母線と中
間電位点との間にそれぞれ直列接続されたコンデンサお
よびダイオードからなる電圧クランプ回路を複数個設け
るとともに、コンデンサに蓄積されたエネルギを直流電
源に回生する電力回生回路を設け、スナバ回路およびリ
アクトルに蓄えられたエネルギを回収するための回収コ
ンデンサを、直流電源電圧より低い電圧に制御して低電
圧化するとともにその充電極性を常に片極性とし、自己
消弧型半導体素子に加わる急峻な電圧および電流の立上
りを所望値に抑制する機能を損なうことなく自己消弧型
半導体素子のスナバ回路の構成要素を低減し、かつスナ
バコンデンサの容量選定に自由度をもたせる構成とした
ので、小形化およびローコスト化ならびに高効率化を実
現するとともに、信頼性を向上させた電力変換装置が得
られる効果がある。
According to a ninth aspect of the present invention, in the third, fourth or fifth aspect, a voltage clamp comprising a capacitor and a diode respectively connected in series between the positive and negative buses and the intermediate potential point. In addition to providing a plurality of circuits, a power regeneration circuit that regenerates energy stored in the capacitor to the DC power supply is provided, and a recovery capacitor for recovering the energy stored in the snubber circuit and the reactor is set to a voltage lower than the DC power supply voltage. The voltage is controlled to be low, the charge polarity is always unipolar, and the function of suppressing the steep voltage and current rising applied to the self-extinguishing semiconductor element to a desired value is not impaired. Since the configuration of the snubber circuit has been reduced by reducing the number of components and the degree of freedom in selecting the capacitance of the snubber capacitor, the size and size have been reduced. While realizing cost reduction and high efficiency, the effect of power conversion device with improved reliability can be obtained.

【0295】また、この発明の請求項10によれば、請
求項1または請求項2において、電力回生回路は、第2
のコンデンサに蓄積された過剰なエネルギを直流電源に
回生するとともに、第2のコンデンサの充電電圧を直流
電源の電圧よりも低い値に制御し、スナバ回路およびリ
アクトルに蓄えられたエネルギを回収するための回収コ
ンデンサを、直流電源電圧より低い電圧に制御して低電
圧化するとともにその充電極性を常に片極性とし、自己
消弧型半導体素子に加わる急峻な電圧および電流の立上
りを所望値に抑制する機能を損なうことなく自己消弧型
半導体素子のスナバ回路の構成要素を低減したので、小
形化およびローコスト化ならびに高効率化を実現した電
力変換装置が得られる効果がある。
According to claim 10 of the present invention, in claim 1 or claim 2, the power regeneration circuit comprises:
In order to recover the energy stored in the snubber circuit and the reactor while controlling the charging voltage of the second capacitor to a value lower than the voltage of the DC power supply while regenerating excess energy stored in the DC power supply to the DC power supply. The recovery capacitor is controlled to a voltage lower than the DC power supply voltage to lower the voltage, and its charging polarity is always unipolar, and the steep voltage and current rising applied to the self-extinguishing semiconductor element are suppressed to desired values. Since the components of the snubber circuit of the self-extinguishing type semiconductor element are reduced without impairing the function, there is an effect that a power converter that realizes downsizing, low cost, and high efficiency can be obtained.

【0296】また、この発明の請求項11によれば、請
求項3において、第1および第2の電力回生回路は、第
3および第4のコンデンサに蓄積された過剰なエネルギ
を直流電源に回生するとともに、第3および第4のコン
デンサの充電電圧を直流電源の電圧よりも低い値に制御
し、スナバ回路およびリアクトルに蓄えられたエネルギ
を回収するための回収コンデンサを、直流電源電圧より
低い電圧に制御して低電圧化するとともにその充電極性
を常に片極性とし、自己消弧型半導体素子に加わる急峻
な電圧および電流の立上りを所望値に抑制する機能を損
なうことなく自己消弧型半導体素子のスナバ回路の構成
要素を低減し、かつスナバコンデンサの容量選定に自由
度をもたせる構成としたので、小形化およびローコスト
化ならびに高効率化を実現するとともに、信頼性を向上
させた電力変換装置が得られる効果がある。
According to claim 11 of the present invention, in claim 3, the first and second power regeneration circuits regenerate excess energy stored in the third and fourth capacitors to the DC power supply. In addition, the charging voltage of the third and fourth capacitors is controlled to a value lower than the voltage of the DC power supply, and the recovery capacitor for recovering the energy stored in the snubber circuit and the reactor is connected to a voltage lower than the DC power supply voltage. The self-extinguishing type semiconductor element without impairing the function of suppressing the steep voltage and current rise applied to the self-extinguishing type semiconductor element to a desired value while lowering the voltage and controlling the charging polarity to always be unipolar. The size of the snubber circuit is reduced, and the size of the snubber capacitor can be freely selected. While realizing an effect of power conversion device with improved reliability can be obtained.

【0297】また、この発明の請求項12によれば、請
求項4において、第1および第2の電力回生回路は、第
5および第6のコンデンサに蓄積された過剰なエネルギ
を直流電源に回生するとともに、第5および第6のコン
デンサの充電電圧を直流電源の電圧よりも低い値に制御
し、スナバ回路およびリアクトルに蓄えられたエネルギ
を回収するための回収コンデンサを、直流電源電圧より
低い電圧に制御して低電圧化するとともにその充電極性
を常に片極性とし、自己消弧型半導体素子に加わる急峻
な電圧および電流の立上りを所望値に抑制する機能を損
なうことなく自己消弧型半導体素子のスナバ回路の構成
要素を低減し、かつスナバコンデンサの容量選定に自由
度をもたせる構成としたので、小形化およびローコスト
化ならびに高効率化を実現するとともに、信頼性を向上
させた電力変換装置が得られる効果がある。
According to the twelfth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the first and second power regeneration circuits regenerate excess energy stored in the fifth and sixth capacitors to the DC power supply. In addition, the charging voltage of the fifth and sixth capacitors is controlled to a value lower than the voltage of the DC power supply, and the recovery capacitor for recovering the energy stored in the snubber circuit and the reactor is connected to a voltage lower than the DC power supply voltage. The self-extinguishing type semiconductor element without impairing the function of suppressing the steep voltage and current rise applied to the self-extinguishing type semiconductor element to a desired value while lowering the voltage and controlling the charging polarity to always be unipolar. The size of the snubber circuit is reduced, and the size of the snubber capacitor can be freely selected. While realizing an effect of power conversion device with improved reliability can be obtained.

【0298】また、この発明の請求項13によれば、中
間電位点を有する直流電源の正負母線間に正アームとし
て直列接続された第1および第2の自己消弧型半導体素
子と、正負母線間に負アームとして直列接続された第3
および第4の自己消弧型半導体素子と、自己消弧型半導
体素子の各々に逆並列接続されたフリーホイールダイオ
ードと、第1および第2の自己消弧型半導体素子の直列
接続点と中間電位点との間に接続された第1のクランプ
ダイオードと、第3および第4の自己消弧型半導体素子
の直列接続点と中間電位点との間に接続された第2のク
ランプダイオードと、正アームと負アームとの接続点に
接続された出力端子とを備えた3レベルインバータから
なる電力変換装置において、正負アームの各々に直列接
続されたアノードリアクトルと、第1および第4の自己
消弧型半導体素子ならびに第1および第2のクランプダ
イオードにそれぞれ並列接続されたスナバダイオードお
よびスナバコンデンサからなる第1、第2、第3および
第4のスナバ回路と、第1の自己消弧型半導体素子に対
する第1のスナバ回路のスナバダイオードとスナバコン
デンサとの接続点と正側母線との間に接続された第1の
ダイオードおよび第1の回収コンデンサと、第4の自己
消弧型半導体素子に対する第2のスナバ回路のスナバダ
イオードとスナバコンデンサとの接続点と負側母線との
間に接続された第2のダイオードおよび第2の回収コン
デンサと、第1のクランプダイオードに対する第3のス
ナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接
続点と中間電位点との間に接続された第1の放電抵抗器
と、第2のクランプダイオードに対する第4のスナバ回
路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接続点と
中間電位点との間に接続された第2の放電抵抗器と、第
1の回収コンデンサからエネルギを取り出して、中間電
位点で分割される直流電源の正側に回生する第1の電力
回生回路と、第2の回収コンデンサからエネルギを取り
出して、中間電位点で分割される直流電源の負側に回生
する第2の電力回生回路とを設け、回収コンデンサを直
流電源のP側とN側に接続して回収コンデンサの耐圧を
低減し、クランプダイオードにスナバ回路を接続して自
己消弧型半導体素子の電流遮断耐量を増加し、スナバ回
路およびリアクトルに蓄えられたエネルギを回収するた
めの回収コンデンサを、直流電源電圧より低い電圧に制
御して低電圧化するとともにその充電極性を常に片極性
とし、自己消弧型半導体素子に加わる急峻な電圧および
電流の立上りを所望値に抑制する機能を損なうことなく
自己消弧型半導体素子のスナバ回路の構成要素を低減
し、かつスナバコンデンサの容量選定に自由度をもたせ
る構成としたので、小形化およびローコスト化ならびに
高効率化を実現するとともに、信頼性を向上させた電力
変換装置が得られる効果がある。また、3レベルコンバ
ータ装置に適用して3レベルコンバータ・インバータシ
ステムとして各種電動機を駆動した場合、あるいは電力
調相設備に適用した場合には、ランニングコストを減少
させてシステム全体の省エネルギ化を実現した電力変換
装置が得られる効果がある。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the first and second self-extinguishing semiconductor elements connected in series as a positive arm between the positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point, The third connected in series as a negative arm
And a fourth self-extinguishing semiconductor device, a freewheel diode connected in anti-parallel to each of the self-extinguishing semiconductor devices, a series connection point of the first and second self-extinguishing semiconductor devices, and an intermediate potential. A first clamp diode connected between the first clamp diode and a second clamp diode connected between a series connection point of the third and fourth self-extinguishing semiconductor elements and an intermediate potential point; In a power converter including a three-level inverter having an output terminal connected to a connection point between an arm and a negative arm, an anode reactor connected in series to each of the positive and negative arms, and first and fourth self-extinguishing arcs , Second, third and fourth snubber circuits each comprising a snubber diode and a snubber capacitor connected in parallel to the mold semiconductor element and the first and second clamp diodes, respectively. A first diode and a first recovery capacitor connected between a connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the first snubber circuit with respect to the first self-extinguishing semiconductor device and the positive bus, A second diode and a second recovery capacitor connected between the connection point of the snubber diode and the snubber capacitor of the second snubber circuit to the self-extinguishing type semiconductor device of No. 4 and the negative bus; A first discharge resistor connected between a connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the third snubber circuit with respect to the clamp diode and an intermediate potential point, and a snubber of the fourth snubber circuit with respect to the second clamp diode; Energy from the second discharge resistor connected between the connection point of the diode and the snubber capacitor and the intermediate potential point, and from the first recovery capacitor; A first power regenerating circuit for regenerating to the positive side of the DC power supply divided at the intermediate potential point, and extracting energy from the second recovery capacitor to produce a negative side of the DC power supply divided at the intermediate potential point And a second power regenerating circuit for regenerating the power supply, connecting a recovery capacitor to the P side and the N side of the DC power supply to reduce the withstand voltage of the recovery capacitor, and connecting a snubber circuit to the clamp diode to form a self-extinguishing type semiconductor. Control the voltage of the recovery capacitor to recover the energy stored in the snubber circuit and the reactor to a voltage lower than the DC power supply voltage to lower the withstand voltage of the element and lower the voltage.Also, the charging polarity is always unipolar. Reduces the components of the snubber circuit of the self-extinguishing semiconductor device without impairing the function of suppressing the steep rise of the voltage and current applied to the self-extinguishing semiconductor device to a desired value. In addition, since the configuration is such that the degree of freedom in selecting the capacity of the snubber capacitor is increased, there is an effect that a power converter with improved reliability can be obtained while realizing miniaturization, low cost, and high efficiency. In addition, when applied to a three-level converter device to drive various electric motors as a three-level converter / inverter system, or when applied to a power phase adjustment facility, the running cost is reduced and energy saving of the entire system is realized. This has the effect of obtaining a power conversion device with improved performance.

【0299】また、この発明の請求項14によれば、中
間電位点を有する直流電源の正負母線間に正アームとし
て直列接続された第1および第2の自己消弧型半導体素
子と、正負母線間に負アームとして直列接続された第3
および第4の自己消弧型半導体素子と、自己消弧型半導
体素子の各々に逆並列接続されたフリーホイールダイオ
ードと、第1および第2の自己消弧型半導体素子の直列
接続点と中間電位点との間に接続された第1のクランプ
ダイオードと、第3および第4の自己消弧型半導体素子
の直列接続点と中間電位点との間に接続された第2のク
ランプダイオードと、正アームと負アームとの接続点に
接続された出力端子とを備えた3レベルインバータから
なる電力変換装置において、正負アームの各々に直列接
続されたアノードリアクトルと、第1および第4の自己
消弧型半導体素子ならびに第1および第2のクランプダ
イオードにそれぞれ並列接続されたスナバダイオードお
よびスナバコンデンサからなる第1、第2、第3および
第4のスナバ回路と、第1のクランプダイオードに対す
る第3のスナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデ
ンサとの接続点と中間電位点との間に接続された第1の
放電抵抗器と、第2のクランプダイオードに対する第4
のスナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサと
の接続点と中間電位点との間に接続された第2の放電抵
抗器と、第1の自己消弧型半導体素子に対する第1のス
ナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接
続点と正側母線との間に接続された第3の放電抵抗器
と、第4の自己消弧型半導体素子に対する第2のスナバ
回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接続点
と負側母線との間に接続された第4の放電抵抗器とを設
け、回収コンデンサを直流電源のP側とN側に接続して
回収コンデンサの耐圧を低減し、クランプダイオードに
スナバ回路を接続して自己消弧型半導体素子の電流遮断
耐量を増加し、スナバ回路およびリアクトルに蓄えられ
たエネルギを回収するための回収コンデンサを、直流電
源電圧より低い電圧に制御して低電圧化するとともにそ
の充電極性を常に片極性とし、自己消弧型半導体素子に
加わる急峻な電圧および電流の立上りを所望値に抑制す
る機能を損なうことなく自己消弧型半導体素子のスナバ
回路の構成要素を低減し、かつスナバコンデンサの容量
選定に自由度をもたせる構成としたので、小形化および
ローコスト化ならびに高効率化を実現するとともに、信
頼性を向上させた電力変換装置が得られる効果がある。
また、3レベルコンバータ装置に適用して3レベルコン
バータ・インバータシステムとして各種電動機を駆動し
た場合、あるいは電力調相設備に適用した場合には、ラ
ンニングコストを減少させてシステム全体の省エネルギ
化を実現した電力変換装置が得られる効果がある。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the first and second self-extinguishing semiconductor elements connected in series as a positive arm between the positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point, The third connected in series as a negative arm
And a fourth self-extinguishing semiconductor device, a freewheel diode connected in anti-parallel to each of the self-extinguishing semiconductor devices, a series connection point of the first and second self-extinguishing semiconductor devices, and an intermediate potential. A first clamp diode connected between the first clamp diode and a second clamp diode connected between a series connection point of the third and fourth self-extinguishing semiconductor elements and an intermediate potential point; In a power converter including a three-level inverter having an output terminal connected to a connection point between an arm and a negative arm, an anode reactor connected in series to each of the positive and negative arms, and first and fourth self-extinguishing arcs , Second, third and fourth snubber circuits each comprising a snubber diode and a snubber capacitor connected in parallel to the mold semiconductor element and the first and second clamp diodes, respectively. A first discharge resistor connected between the connection point and the intermediate potential point of the snubber diode and the snubber capacitor of the third snubber circuit to the first clamp diode, the fourth to the second clamp diodes
A second discharge resistor connected between a connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the snubber circuit and the intermediate potential point, and a snubber diode of the first snubber circuit for the first self-extinguishing semiconductor element A third discharge resistor connected between a connection point between the second self-extinguishing type semiconductor element and a snubber diode and a snubber capacitor connected to a fourth self-extinguishing type semiconductor element; Providing a fourth discharge resistor connected between the point and the negative bus, connecting a recovery capacitor to the P and N sides of the DC power supply to reduce the withstand voltage of the recovery capacitor, and providing a snubber circuit to the clamp diode. To increase the current interrupting capability of the self-extinguishing type semiconductor element, and to provide a recovery capacitor for recovering the energy stored in the snubber circuit and the reactor to a voltage lower than the DC power supply voltage. The voltage is controlled to be low, the charge polarity is always unipolar, and the function of suppressing the steep voltage and current rising applied to the self-extinguishing semiconductor element to a desired value is not impaired. The configuration reduces the components of the snubber circuit and allows flexibility in the selection of the snubber capacitor capacity, so that a compact, low-cost and high-efficiency power converter with improved reliability is obtained. Has the effect.
In addition, when applied to a three-level converter device to drive various electric motors as a three-level converter / inverter system, or when applied to a power phase adjustment facility, the running cost is reduced and energy saving of the entire system is realized. This has the effect of obtaining a power conversion device with improved performance.

【0300】また、この発明の請求項15によれば、中
間電位点を有する直流電源の正負母線間に正アームとし
て直列接続された第1および第2の自己消弧型半導体素
子と、正負母線間に負アームとして直列接続された第3
および第4の自己消弧型半導体素子と、自己消弧型半導
体素子の各々に逆並列接続されたフリーホイールダイオ
ードと、第1および第2の自己消弧型半導体素子の直列
接続点と中間電位点との間に接続された第1のクランプ
ダイオードと、第3および第4の自己消弧型半導体素子
の直列接続点と中間電位点との間に接続された第2のク
ランプダイオードと、正アームと負アームとの接続点に
接続された出力端子とを備えた3レベルインバータから
なる電力変換装置において、正負アームの各々に直列接
続されたアノードリアクトルと、第1および第4の自己
消弧型半導体素子ならびに第1および第2のクランプダ
イオードにそれぞれ並列接続されたスナバダイオードお
よびスナバコンデンサからなる第1、第2、第3および
第4のスナバ回路と、第1の自己消弧型半導体素子に対
する第1のスナバ回路のスナバダイオードとスナバコン
デンサとの接続点と正側母線との間に接続された第1の
ダイオードおよび第1の回収コンデンサと、第4の自己
消弧型半導体素子に対する第2のスナバ回路のスナバダ
イオードとスナバコンデンサとの接続点と負側母線との
間に接続された第2のダイオードおよび第2の回収コン
デンサと、第1のクランプダイオードに対する第3のス
ナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接
続点と中間電位点との間に接続された第3のダイオー
ド、第1のリアクトルおよび第3の回収コンデンサと、
第2のクランプダイオードに対する第4のスナバ回路の
スナバダイオードとスナバコンデンサとの接続点と中間
電位点との間に接続された第4のダイオード、第2のリ
アクトルおよび第4の回収コンデンサと、第1の回収コ
ンデンサからエネルギを取り出して、中間電位点で分割
される直流電源の正側に回生する第1の電力回生回路
と、第2の回収コンデンサからエネルギを取り出して、
中間電位点で分割される直流電源の負側に回生する第2
の電力回生回路と、第3の回収コンデンサからエネルギ
を取り出して、中間電位点で分割される直流電源の正側
に回生する第3の電力回生回路と、第4の回収コンデン
サからエネルギを取り出して、中間電位点で分割される
直流電源の負側に回生する第4の電力回生回路とを設
け、回収コンデンサを直流電源のP側とN側に接続して
回収コンデンサの耐圧を低減し、クランプダイオードに
スナバ回路を接続して自己消弧型半導体素子の電流遮断
耐量を増加し、スナバ回路およびリアクトルに蓄えられ
たエネルギを回収するための回収コンデンサを、直流電
源電圧より低い電圧に制御して低電圧化するとともにそ
の充電極性を常に片極性とし、自己消弧型半導体素子に
加わる急峻な電圧および電流の立上りを所望値に抑制す
る機能を損なうことなく自己消弧型半導体素子のスナバ
回路の構成要素を低減し、かつスナバコンデンサの容量
選定に自由度をもたせる構成とし、更に、自己消弧型半
導体素子あるいはクランプダイオードに接続されるスナ
バ回路の構成要素であるスナバコンデンサとアノードリ
クアトルに蓄積される全てのエネルギを4つの回収コン
デンサに回収でき、各々の回収コンデンサに接続される
電力回生回路により中間電位点で分割される直流電源の
正側あるいは負側に回生できるように構成したので、小
形化およびローコスト化ならびに高効率化を実現すると
ともに、信頼性を向上させた電力変換装置が得られる効
果がある。また、3レベルコンバータ装置に適用して3
レベルコンバータ・インバータシステムとして各種電動
機を駆動した場合、あるいは電力調相設備に適用した場
合には、ランニングコストを減少させてシステム全体の
省エネルギ化を実現した電力変換装置が得られる効果が
ある。
According to the fifteenth aspect of the present invention, the first and second self-extinguishing semiconductor elements connected in series as a positive arm between the positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point, The third connected in series as a negative arm
And a fourth self-extinguishing semiconductor device, a freewheel diode connected in anti-parallel to each of the self-extinguishing semiconductor devices, a series connection point of the first and second self-extinguishing semiconductor devices, and an intermediate potential. A first clamp diode connected between the first clamp diode and a second clamp diode connected between a series connection point of the third and fourth self-extinguishing semiconductor elements and an intermediate potential point; In a power converter including a three-level inverter having an output terminal connected to a connection point between an arm and a negative arm, an anode reactor connected in series to each of the positive and negative arms, and first and fourth self-extinguishing arcs , Second, third and fourth snubber circuits each comprising a snubber diode and a snubber capacitor connected in parallel to the mold semiconductor element and the first and second clamp diodes, respectively. A first diode and a first recovery capacitor connected between a connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the first snubber circuit with respect to the first self-extinguishing semiconductor device and the positive bus, A second diode and a second recovery capacitor connected between the connection point of the snubber diode and the snubber capacitor of the second snubber circuit to the self-extinguishing type semiconductor device of No. 4 and the negative bus; A third diode, a first reactor, and a third recovery capacitor connected between an intermediate potential point and a connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the third snubber circuit with respect to the clamp diode;
A fourth diode, a second reactor and a fourth recovery capacitor connected between an intermediate potential point and a connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the fourth snubber circuit with respect to the second clamp diode; Energy is extracted from the first recovery capacitor, and a first power regeneration circuit that regenerates the positive side of the DC power supply divided at the intermediate potential point, and energy is extracted from the second recovery capacitor,
The second regenerating to the negative side of the DC power supply divided at the intermediate potential point
Energy from the third power recovery circuit, the third recovery capacitor, and a third power regeneration circuit that regenerates the positive side of the DC power supply divided at the intermediate potential point, and energy from the fourth recovery capacitor. And a fourth power regenerating circuit for regenerating on the negative side of the DC power supply divided at the intermediate potential point, and connecting a recovery capacitor to the P and N sides of the DC power supply to reduce the withstand voltage of the recovery capacitor, A snubber circuit is connected to the diode to increase the current blocking capability of the self-extinguishing type semiconductor element, and the snubber circuit and the recovery capacitor for recovering the energy stored in the reactor are controlled to a voltage lower than the DC power supply voltage. To lower the voltage and make the charging polarity always unipolar, impairing the function of suppressing the steep rise of the voltage and current applied to the self-extinguishing semiconductor device to a desired value. In addition, the configuration of the snubber circuit of the self-extinguishing type semiconductor element is reduced, and the degree of freedom in selecting the capacitance of the snubber capacitor is increased.Furthermore, the configuration of the snubber circuit connected to the self-extinguishing type semiconductor element or the clamp diode All the energy stored in the snubber capacitor and anode reactor, which are the elements, can be recovered by the four recovery capacitors, and the positive side of the DC power supply divided at the intermediate potential point by the power regeneration circuit connected to each recovery capacitor or Since it is configured to be able to regenerate on the negative side, there is an effect that a compact, low-cost, high-efficiency power conversion device with improved reliability can be obtained. Also, when applied to a three-level converter,
When various electric motors are driven as a level converter / inverter system, or when applied to power phase adjustment equipment, there is an effect that a power conversion device that reduces the running cost and realizes energy saving of the entire system can be obtained.

【0301】また、この発明の請求項16によれば、請
求項15において、第1、第2、第3および第4の回収
コンデンサと、第1、第2、第3および第4の電力回生
回路とを、それぞれ複数の相について共通に接続し、回
収コンデンサを直流電源のP側とN側に接続して回収コ
ンデンサの耐圧を低減し、クランプダイオードにスナバ
回路を接続して自己消弧型半導体素子の電流遮断耐量を
増加し、スナバ回路およびリアクトルに蓄えられたエネ
ルギを回収するための回収コンデンサを、直流電源電圧
より低い電圧に制御して低電圧化するとともにその充電
極性を常に片極性とし、自己消弧型半導体素子に加わる
急峻な電圧および電流の立上りを所望値に抑制する機能
を損なうことなく自己消弧型半導体素子のスナバ回路の
構成要素を低減し、かつスナバコンデンサの容量選定に
自由度をもたせる構成とし、更に、自己消弧型半導体素
子あるいはクランプダイオードに接続されるスナバ回路
の構成要素であるスナバコンデンサとアノードリクアト
ルに蓄積される全てのエネルギを4つの回収コンデンサ
に回収でき、各々の回収コンデンサに接続される電力回
生回路により中間電位点で分割される直流電源の正側あ
るいは負側に回生できるように構成したので、回収コン
デンサおよび電力回生回路を複数の相で共用でき、小形
化およびローコスト化ならびに高効率化を実現するとと
もに、信頼性を向上させた電力変換装置が得られる効果
がある。
According to claim 16 of the present invention, in claim 15, the first, second, third, and fourth recovery capacitors, and the first, second, third, and fourth power regenerating capacitors are provided. And the circuit are connected in common for each of the multiple phases, the recovery capacitors are connected to the P and N sides of the DC power supply to reduce the withstand voltage of the recovery capacitors, and a snubber circuit is connected to the clamp diode for self-extinguishing. Controls the recovery capacitor for recovering the energy stored in the snubber circuit and the reactor to a voltage lower than the DC power supply voltage to reduce the current interruption withstand capability of the semiconductor element and to lower the voltage, and the charging polarity is always unipolar. And reducing the components of the snubber circuit of the self-extinguishing semiconductor device without impairing the function of suppressing the steep rise of the voltage and current applied to the self-extinguishing semiconductor device to a desired value. In addition, the configuration that allows flexibility in the selection of the capacitance of the snubber capacitor, and furthermore, all the energy stored in the snubber capacitor and the anode reactor, which are components of the snubber circuit connected to the self-extinguishing type semiconductor element or the clamp diode, are used. The recovery capacitor and the power regeneration circuit can be recovered to four recovery capacitors, and can be regenerated to the positive side or the negative side of the DC power supply divided at the intermediate potential point by the power regeneration circuit connected to each recovery capacitor. Can be shared by a plurality of phases, and there is an effect that a compact, low-cost and high-efficiency power supply device with improved reliability can be obtained.

【0302】また、この発明の請求項17によれば、請
求項15において、第1、第2、第3および第4の回収
コンデンサにそれぞれ並列接続された第5、第6、第7
および第8の回収コンデンサを設け、第5、第6、第7
および第8の回収コンデンサと、第1、第2、第3およ
び第4の電力回生回路とを、それぞれ複数の相について
共通に接続し、回収コンデンサの合成容量を増加させて
電圧クランプ作用を強化し、回収コンデンサを直流電源
のP側とN側に接続して回収コンデンサの耐圧を低減
し、クランプダイオードにスナバ回路を接続して自己消
弧型半導体素子の電流遮断耐量を増加し、スナバ回路お
よびリアクトルに蓄えられたエネルギを回収するための
回収コンデンサを、直流電源電圧より低い電圧に制御し
て低電圧化するとともにその充電極性を常に片極性と
し、自己消弧型半導体素子に加わる急峻な電圧および電
流の立上りを所望値に抑制する機能を損なうことなく自
己消弧型半導体素子のスナバ回路の構成要素を低減し、
かつスナバコンデンサの容量選定に自由度をもたせる構
成とし、更に、自己消弧型半導体素子あるいはクランプ
ダイオードに接続されるスナバ回路の構成要素であるス
ナバコンデンサとアノードリクアトルに蓄積される全て
のエネルギを4つの回収コンデンサに回収でき、各々の
回収コンデンサに接続される電力回生回路により中間電
位点で分割される直流電源の正側あるいは負側に回生で
きるように構成したので、回収コンデンサおよび電力回
生回路を複数の相で共用でき、小形化およびローコスト
化ならびに高効率化を実現するとともに、信頼性を向上
させた電力変換装置が得られる効果がある。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the fifteenth aspect, the fifth, sixth, and seventh capacitors connected in parallel to the first, second, third, and fourth recovery capacitors, respectively.
And an eighth recovery capacitor, and the fifth, sixth, seventh
And the eighth recovery capacitor and the first, second, third, and fourth power regeneration circuits are connected in common for each of a plurality of phases, and the combined capacitance of the recovery capacitors is increased to enhance the voltage clamping action. Then, the recovery capacitor is connected to the P side and the N side of the DC power supply to reduce the withstand voltage of the recovery capacitor, and the snubber circuit is connected to the clamp diode to increase the current interruption withstand capability of the self-extinguishing type semiconductor element, And the recovery capacitor for recovering the energy stored in the reactor is controlled to a voltage lower than the DC power supply voltage to lower the voltage, and the charging polarity is always unipolar, and the steepness applied to the self-extinguishing type semiconductor element is reduced. Reduce the components of the self-extinguishing type semiconductor element snubber circuit without impairing the function of suppressing the rise of voltage and current to a desired value,
In addition, the configuration that allows flexibility in the selection of the capacitance of the snubber capacitor, and furthermore, all the energy stored in the snubber capacitor and the anode reactor, which are components of the snubber circuit connected to the self-extinguishing type semiconductor element or the clamp diode, are used. The recovery capacitor and the power regeneration circuit can be recovered to four recovery capacitors, and can be regenerated to the positive side or the negative side of the DC power supply divided at the intermediate potential point by the power regeneration circuit connected to each recovery capacitor. Can be shared by a plurality of phases, and there is an effect that a compact, low-cost and high-efficiency power supply device with improved reliability can be obtained.

【0303】また、この発明の請求項18によれば、請
求項13、請求項14、請求項15、請求項16または
請求項17において、第3および第4のスナバ回路のス
ナバコンデンサは、第1および第2のスナバ回路のスナ
バコンデンサの静電容量よりも低減された静電容量を有
し、第3および第4のスナバ回路を構成するスナバコン
デンサに蓄積されるエネルギを減じさせ、第3および第
4のスナバ回路を構成するスナバコンデンサを小形化す
るとともに、放電抵抗器における消費電力の低減化を実
現したので、小形化およびローコスト化ならびに高効率
化を実現するとともに、信頼性を向上させた電力変換装
置が得られる効果がある。
According to claim 18 of the present invention, in claim 13, claim 14, claim 15, claim 16 or claim 17, the snubber capacitor of the third and fourth snubber circuits is The third and fourth snubber circuits each have a capacitance smaller than that of the snubber capacitors and reduce the energy stored in the snubber capacitors constituting the third and fourth snubber circuits. And miniaturizing the snubber capacitor constituting the fourth snubber circuit and realizing a reduction in power consumption in the discharge resistor, realizing a miniaturization, low cost and high efficiency, and improving reliability. This has the effect of obtaining an improved power converter.

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

【図1】この発明の請求項1に対応した実施例1による
インバータ装置を示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an inverter device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例1の動作を説明するために図
1内の自己消弧型半導体素子のスイッチングモードと出
力端子電圧との関係を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a switching mode and an output terminal voltage of the self-extinguishing type semiconductor device in FIG. 1 for explaining an operation of the first embodiment of the present invention;

【図3】この発明の実施例1の動作を説明するために図
1の回路に流れる電流の経路を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a path of a current flowing through the circuit of FIG. 1 for explaining the operation of the first embodiment of the present invention;

【図4】この発明の請求項2に対応した実施例2による
インバータ装置を示す回路構成図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an inverter device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】この発明の請求項3に対応した実施例3による
3レベルインバータ装置を示す回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】この発明の実施例3の動作を説明するために図
5内の自己消弧型半導体素子のスイッチングモードと出
力端子電圧との関係を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the switching mode and the output terminal voltage of the self-extinguishing type semiconductor device in FIG. 5 for explaining the operation of the third embodiment of the present invention.

【図7】この発明の実施例3の動作を説明するために図
5の回路に流れる電流の経路を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a path of a current flowing through the circuit of FIG. 5 for explaining the operation of the third embodiment of the present invention.

【図8】この発明の請求項4に対応した実施例4による
3レベルインバータ装置を示す回路構成図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】この発明の実施例1〜実施例4における電力回
生回路の具体例を示す回路構成図である。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing a specific example of a power regeneration circuit according to the first to fourth embodiments of the present invention.

【図10】この発明の請求項5に対応した実施例6によ
る3レベルインバータ装置を示す回路構成図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】この発明の請求項6に対応した実施例7によ
るインバータ装置を示す回路構成図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing an inverter device according to Embodiment 7 of the present invention.

【図12】この発明の請求項7に対応した実施例7によ
る3レベルインバータ装置を示す回路構成図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図13】この発明の請求項8に対応した実施例8によ
るインバータ装置を示す回路構成図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing an inverter device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図14】この発明の請求項9に対応した実施例8によ
る3レベルインバータ装置を示す回路構成図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】この発明の請求項13に対応した実施例13
による3レベルインバータ装置を示す回路構成図であ
る。
FIG. 15 shows a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to the first embodiment.

【図16】この発明の実施例13の動作を説明するため
に図15内の自己消弧型半導体素子のスイッチング動作
を示すタイミングチャートである。
FIG. 16 is a timing chart showing a switching operation of the self-extinguishing type semiconductor element in FIG. 15 for explaining the operation of the thirteenth embodiment of the present invention.

【図17】この発明の実施例13の動作を説明するため
に図15の回路に流れる電流の経路を示す説明図であ
る。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a path of a current flowing through the circuit of FIG. 15 for explaining the operation of the thirteenth embodiment of the present invention.

【図18】この発明の請求項13に対応した実施例14
による3レベルインバータ装置を示す回路構成図であ
る。
FIG. 18 shows a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to the first embodiment.

【図19】この発明の請求項14に対応した実施例15
による3レベルインバータ装置を示す回路構成図であ
る。
FIG. 19 shows a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to the first embodiment.

【図20】この発明の請求項14に対応した実施例16
による3レベルインバータ装置を示す回路構成図であ
る。
FIG. 20 shows a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to the first embodiment.

【図21】この発明の請求項13および請求項14に対
応した実施例17による3レベルインバータ装置の放電
抵抗器の接続部を示す回路構成図である。
FIG. 21 is a circuit diagram showing a connection portion of a discharge resistor of a three-level inverter device according to Embodiment 17 corresponding to Claims 13 and 14 of the present invention.

【図22】この発明の請求項15に対応した実施例18
による3レベルインバータ装置を示す回路構成図であ
る。
FIG. 22 is a block diagram showing an embodiment 18 of the present invention;
FIG. 2 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to the first embodiment.

【図23】この発明の請求項15に対応した実施例19
による3レベルインバータ装置を示す回路構成図であ
る。
FIG. 23 shows a nineteenth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to the first embodiment.

【図24】この発明の請求項16に対応した実施例20
による3レベルインバータ装置を示す回路構成図であ
る。
FIG. 24 is a twentieth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to the first embodiment.

【図25】この発明の請求項17に対応した実施例21
による3レベルインバータ装置を示す回路構成図であ
る。
FIG. 25 shows a twenty-first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a three-level inverter device according to the first embodiment.

【図26】この発明の実施例21による3レベルインバ
ータ装置の要部を示す回路構成図である。
FIG. 26 is a circuit diagram showing a main part of a three-level inverter device according to Embodiment 21 of the present invention.

【図27】従来の電力変換装置としてのインバータ装置
を示す回路構成図である。
FIG. 27 is a circuit configuration diagram showing an inverter device as a conventional power converter.

【図28】従来の電力変換装置としてのインバータ装置
の他の例を示す回路構成図である。
FIG. 28 is a circuit configuration diagram showing another example of an inverter device as a conventional power converter.

【図29】従来の電力変換装置としての3レベルインバ
ータ装置を示す回路構成図である。
FIG. 29 is a circuit configuration diagram showing a three-level inverter device as a conventional power converter.

【図30】従来の電力変換装置としての3レベルインバ
ータ装置の他の例を示す回路構成図である。
FIG. 30 is a circuit configuration diagram showing another example of a three-level inverter device as a conventional power converter.

【図31】従来の電力変換装置としての3レベルインバ
ータ装置の更に異なる例を示す回路構成図である。
FIG. 31 is a circuit configuration diagram showing still another example of a three-level inverter device as a conventional power converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a〜1d GTO(自己消弧型半導体素子) 2a〜2d フリーホイールダイオード 3、3a〜3d スナバダイオード 4、4a〜4d スナバコンデンサ 5、5a、5b アノードリアクトル 6、6a〜6d 極性ダイオード 7、7a〜7h 回収コンデンサ 8、8a〜8d 電力回生回路 9、9a、9b 直流電源 14a、14b クランプダイオード 18、18a〜18d 放電抵抗器 26、26a、26b ダイオード 27、27a、27b コンデンサ 30a、30b 補助リアクトル A、X 出力端子 C 中間電位点 P 正側母線 N 負側母線 1a to 1d GTO (self-extinguishing semiconductor element) 2a to 2d Freewheel diode 3, 3a to 3d Snubber diode 4, 4a to 4d Snubber capacitor 5, 5a, 5b Anode reactor 6, 6a to 6d Polarity diode 7, 7a to 7h Recovery capacitor 8, 8a to 8d Power regeneration circuit 9, 9a, 9b DC power supply 14a, 14b Clamp diode 18, 18a to 18d Discharge resistor 26, 26a, 26b Diode 27, 27a, 27b Capacitor 30a, 30b Auxiliary reactor A, X Output terminal C Intermediate potential point P Positive bus N Negative bus

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02M 1/06 H02M 7/515──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02M 1/06 H02M 7/515

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 直流電源の正負母線間に直列接続された
第1および第2の自己消弧型半導体素子と、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子の各々に逆
並列接続された第1および第2のダイオードと、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子間に直列接
続されたリアクトルと、 前記第2の自己消弧型半導体素子と前記リアクトルとの
接続点に設けられた出力端子と、 前記第1の自己消弧型半導体素子に並列接続された第1
のコンデンサおよび第3のダイオードからなるスナバ回
路と、 前記第1のコンデンサと前記第3のダイオードとの接続
点と前記出力端子との間に直列接続された第2のコンデ
ンサおよび第4のダイオードと、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子のスイッチ
ング動作によって前記第2のコンデンサに蓄積されたエ
ネルギを前記直流電源に回生する電力回生回路とを備え
たことを特徴とする電力変換装置。
1. A first and a second self-extinguishing type semiconductor element connected in series between a positive and negative bus of a DC power supply, and anti-parallel connected to each of the first and second self-extinguishing type semiconductor elements. First and second diodes, a reactor connected in series between the first and second self-extinguishing semiconductor devices, and a connection point between the second self-extinguishing semiconductor device and the reactor. A first output terminal provided in parallel with the first self-extinguishing semiconductor device;
A snubber circuit including a capacitor and a third diode; a second capacitor and a fourth diode connected in series between a connection point between the first capacitor and the third diode and the output terminal; A power regenerating circuit for regenerating energy stored in the second capacitor to the DC power source by a switching operation of the first and second self-extinguishing semiconductor elements. .
【請求項2】 直流電源の正負母線間に直列接続された
第1および第2の自己消弧型半導体素子と、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子の各々に逆
並列接続された第1および第2のダイオードと、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子間に直列接
続されたリアクトルと、 前記第1の自己消弧型半導体素子と前記リアクトルとの
接続点に設けられた出力端子と、 前記第2の自己消弧型半導体素子に並列接続された第1
のコンデンサおよび第3のダイオードからなるスナバ回
路と、 前記第1のコンデンサと前記第3のダイオードとの接続
点と前記出力端子との間に直列接続された第2のコンデ
ンサおよび第4のダイオードと、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子のスイッチ
ング動作によって前記第2のコンデンサに蓄積されたエ
ネルギを前記直流電源に回生する電力回生回路とを備え
たことを特徴とする電力変換装置。
2. A first and a second self-extinguishing semiconductor element connected in series between a positive and negative bus of a DC power supply, and anti-parallel connected to each of the first and second self-extinguishing semiconductor elements. First and second diodes, a reactor connected in series between the first and second self-extinguishing semiconductor devices, and a connection point between the first self-extinguishing semiconductor device and the reactor. A first output terminal connected in parallel with the second self-extinguishing type semiconductor element;
A snubber circuit including a capacitor and a third diode; a second capacitor and a fourth diode connected in series between a connection point between the first capacitor and the third diode and the output terminal; A power regenerating circuit for regenerating energy stored in the second capacitor to the DC power source by a switching operation of the first and second self-extinguishing semiconductor elements. .
【請求項3】 中間電位点を有する直流電源の正負母線
間に直列接続された第1、第2、第3および第4の自己
消弧型半導体素子と、 前記第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素
子の各々に逆並列接続された第1、第2、第3および第
4のダイオードと、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子間に接続さ
れた第1のリアクトルと、 前記第3および第4の自己消弧型半導体素子間に接続さ
れた第2のリアクトルと、 前記第2の自己消弧型半導体素子と前記第1のリアクト
ルとの接続点と前記中間電位点との間に接続された第5
のダイオードと、 前記第3の自己消弧型半導体素子と前記第2のリアクト
ルとの接続点と前記中間電位点との間に接続された第6
のダイオードと、 前記第2の自己消弧型半導体素子と前記第3の自己消弧
型半導体素子との接続点に設けられた出力端子と、 前記第1の自己消弧型半導体素子に並列接続された第1
のコンデンサおよび第7のダイオードからなる第1のス
ナバ回路と、 前記第4の自己消弧型半導体素子に並列接続された第2
のコンデンサおよび第8のダイオードからなる第2のス
ナバ回路と、 前記第1のリアクトルと前記第2の自己消弧型半導体素
子との接続点と前記第1のコンデンサと前記第7のダイ
オードとの接続点との間に直列接続された第3のコンデ
ンサおよび第9のダイオードと、 前記第2のリアクトルと前記第3の自己消弧型半導体素
子との接続点と前記第2のコンデンサと前記第8のダイ
オードとの接続点との間に直列接続された第4のコンデ
ンサおよび第10のダイオードと、 前記第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素
子のスイッチング動作によって前記第3および第4のコ
ンデンサに蓄積されたエネルギを前記直流電源に回生す
る第1および第2の電力回生回路とを備えたことを特徴
とする電力変換装置。
3. A first, second, third and fourth self-extinguishing semiconductor element connected in series between the positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point, and said first, second and third self-extinguishing semiconductor elements. First, second, third and fourth diodes connected in anti-parallel to the first and second self-extinguishing semiconductor devices, respectively, and connected between the first and second self-extinguishing semiconductor devices. A first reactor, a second reactor connected between the third and fourth self-extinguishing semiconductor devices, and a connection between the second self-extinguishing semiconductor device and the first reactor. A fifth point connected between the point and the intermediate potential point.
A sixth diode connected between a connection point between the third self-extinguishing type semiconductor element and the second reactor and the intermediate potential point.
An output terminal provided at a connection point between the second self-arc-extinguishing semiconductor element and the third self-arc-extinguishing semiconductor element; and a diode connected in parallel to the first self-arc-extinguishing semiconductor element. The first
A first snubber circuit including a capacitor and a seventh diode; and a second snubber circuit connected in parallel to the fourth self-extinguishing type semiconductor element.
A second snubber circuit including a capacitor and an eighth diode; a connection point between the first reactor and the second self-extinguishing semiconductor element; and a connection point between the first capacitor and the seventh diode. A third capacitor and a ninth diode connected in series between the connection point and a connection point between the second reactor and the third self-extinguishing semiconductor element; the second capacitor; A fourth capacitor and a tenth diode connected in series between a connection point with a diode of No. 8 and a switching operation of the first, second, third and fourth self-extinguishing semiconductor elements. A power conversion device comprising: first and second power regeneration circuits that regenerate energy stored in third and fourth capacitors to the DC power supply.
【請求項4】 中間電位点を有する直流電源の正負母線
間に直列接続された第1、第2、第3および第4の自己
消弧型半導体素子と、 前記第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素
子の各々に逆並列接続された第1、第2、第3および第
4のダイオードと、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子間に接続さ
れた第1のリアクトルと、 前記第3および第4の自己消弧型半導体素子間に接続さ
れた第2のリアクトルと、 前記第2の自己消弧型半導体素子と前記第1のリアクト
ルとの接続点と前記中間電位点との間に接続された第5
のダイオードと、 前記第3の自己消弧型半導体素子と前記第2のリアクト
ルとの接続点と前記中間電位点との間に接続された第6
のダイオードと、 前記第2の自己消弧型半導体素子と前記第3の自己消弧
型半導体素子との接続点に設けられた出力端子と、 前記第1の自己消弧型半導体素子に並列接続された第1
のコンデンサおよび第7のダイオードからなる第1のス
ナバ回路と、 前記第4の自己消弧型半導体素子に並列接続された第2
のコンデンサおよび第8のダイオードからなる第2のス
ナバ回路と、 前記第5のダイオードに並列接続された第3のコンデン
サおよび第9のダイオードからなる第3のスナバ回路
と、 前記第6のダイオードに並列接続された第4のコンデン
サおよび第10のダイオードからなる第4のスナバ回路
と、 前記第3のコンデンサと前記第9のダイオードとの接続
点と前記第1のコンデンサと前記第7のダイオードとの
接続点との間に直列接続された第5のコンデンサおよび
第11のダイオードと、 前記第2のコンデンサと前記第8のダイオードとの接続
点と前記第4のコンデンサと前記第10のダイオードと
の接続点との間に直列接続された第6のコンデンサおよ
び第12のダイオードと、 前記第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素
子のスイッチング動作によって前記第5および第6のコ
ンデンサに蓄積されたエネルギを前記直流電源に回生す
る第1および第2の電力回生回路とを備えたことを特徴
とする電力変換装置。
4. A first, second, third and fourth self-extinguishing semiconductor element connected in series between the positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point, and said first, second and third self-extinguishing semiconductor elements. First, second, third and fourth diodes connected in anti-parallel to the first and second self-extinguishing semiconductor devices, respectively, and connected between the first and second self-extinguishing semiconductor devices. A first reactor, a second reactor connected between the third and fourth self-extinguishing semiconductor devices, and a connection between the second self-extinguishing semiconductor device and the first reactor. A fifth point connected between the point and the intermediate potential point.
A sixth diode connected between a connection point between the third self-extinguishing type semiconductor element and the second reactor and the intermediate potential point.
An output terminal provided at a connection point between the second self-arc-extinguishing semiconductor element and the third self-arc-extinguishing semiconductor element; and a diode connected in parallel to the first self-arc-extinguishing semiconductor element. The first
A first snubber circuit including a capacitor and a seventh diode; and a second snubber circuit connected in parallel to the fourth self-extinguishing type semiconductor element.
A second snubber circuit composed of a capacitor and an eighth diode; a third snubber circuit composed of a third capacitor and a ninth diode connected in parallel with the fifth diode; A fourth snubber circuit including a fourth capacitor and a tenth diode connected in parallel; a connection point between the third capacitor and the ninth diode; the first capacitor and the seventh diode; A fifth capacitor and an eleventh diode connected in series between the second capacitor and the eighth diode; a connection point between the second capacitor and the eighth diode; the fourth capacitor and the tenth diode; A sixth capacitor and a twelfth diode connected in series between the first, second, third and fourth self-extinguishing semiconductors Power conversion apparatus characterized by comprising a first and second power regeneration circuit for regenerating the energy stored in the fifth and sixth capacitor by the switching operation of the child to the DC power source.
【請求項5】 中間電位点を有する直流電源の正負母線
間に直列接続された第1、第2、第3および第4の自己
消弧型半導体素子と、 前記第1、第2、第3および第4の自己消弧型半導体素
子の各々に逆並列接続された第1、第2、第3および第
4のダイオードと、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子間に接続さ
れた第1のリアクトルと、 前記第3および第4の自己消弧型半導体素子間に接続さ
れた第2のリアクトルと、 前記第2の自己消弧型半導体素子と前記第1のリアクト
ルとの接続点と前記中間電位点との間に接続された第5
のダイオードと、 前記第3の自己消弧型半導体素子と前記第2のリアクト
ルとの接続点と前記中間電位点との間に接続された第6
のダイオードと、 前記第2の自己消弧型半導体素子と前記第3の自己消弧
型半導体素子との接続点に設けられた出力端子と、 前記第1の自己消弧型半導体素子に並列接続された第1
のコンデンサおよび第7のダイオードからなる第1のス
ナバ回路と、 前記第4の自己消弧型半導体素子に並列接続された第2
のコンデンサおよび第8のダイオードからなる第2のス
ナバ回路と、 前記第5のダイオードに並列接続された第3のコンデン
サおよび第9のダイオードからなる第3のスナバ回路
と、 前記第6のダイオードに並列接続された第4のコンデン
サおよび第10のダイオードからなる第4のスナバ回路
と、 前記第3のコンデンサと前記第9のダイオードとの接続
点と前記第1のコンデンサと前記第7のダイオードとの
接続点との間に接続された第1の抵抗器と、 前記第2のコンデンサと前記第8のダイオードとの接続
点と前記第4のコンデンサと前記第10のダイオードと
の接続点との間に接続された第2の抵抗器とを備えたこ
とを特徴とする電力変換装置。
5. A first, second, third and fourth self-extinguishing type semiconductor element connected in series between the positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point, and said first, second and third self-extinguishing semiconductor elements. First, second, third and fourth diodes connected in anti-parallel to the first and second self-extinguishing semiconductor devices, respectively, and connected between the first and second self-extinguishing semiconductor devices. A first reactor, a second reactor connected between the third and fourth self-extinguishing semiconductor devices, and a connection between the second self-extinguishing semiconductor device and the first reactor. A fifth point connected between the point and the intermediate potential point.
A sixth diode connected between a connection point between the third self-extinguishing type semiconductor element and the second reactor and the intermediate potential point.
An output terminal provided at a connection point between the second self-arc-extinguishing semiconductor element and the third self-arc-extinguishing semiconductor element; and a diode connected in parallel to the first self-arc-extinguishing semiconductor element. The first
A first snubber circuit including a capacitor and a seventh diode; and a second snubber circuit connected in parallel to the fourth self-extinguishing type semiconductor element.
A second snubber circuit composed of a capacitor and an eighth diode; a third snubber circuit composed of a third capacitor and a ninth diode connected in parallel with the fifth diode; A fourth snubber circuit including a fourth capacitor and a tenth diode connected in parallel; a connection point between the third capacitor and the ninth diode; the first capacitor and the seventh diode; A first resistor connected between the second capacitor and a connection point between the second capacitor and the eighth diode, and a connection point between the fourth capacitor and the tenth diode. A power converter comprising: a second resistor connected therebetween.
【請求項6】 前記正負母線間に直列接続されたコンデ
ンサおよびダイオードと、前記ダイオードに並列接続さ
れた抵抗器とからなる電圧クランプ回路を設けたことを
特徴とする請求項1または請求項2の電力変換装置。
6. A voltage clamp circuit according to claim 1, further comprising a voltage clamp circuit comprising a capacitor and a diode connected in series between said positive and negative buses, and a resistor connected in parallel to said diode. Power converter.
【請求項7】 前記正負母線と前記中間電位点との間に
それぞれ直列接続されたコンデンサおよびダイオード
と、前記ダイオードに並列接続された抵抗器とからなる
電圧クランプ回路を複数個設けたことを特徴とする請求
項3、請求項4または請求項5の電力変換装置。
7. A plurality of voltage clamp circuits each including a capacitor and a diode connected in series between the positive and negative buses and the intermediate potential point, and a resistor connected in parallel to the diode. The power converter according to claim 3, 4, or 5.
【請求項8】 前記正負母線間に直列接続されたコンデ
ンサおよびダイオードからなる電圧クランプ回路を設け
るとともに、前記コンデンサに蓄積されたエネルギを前
記直流電源に回生する電力回生回路を設けたことを特徴
とする請求項1または請求項2の電力変換装置。
8. A voltage clamp circuit comprising a capacitor and a diode connected in series between the positive and negative buses, and a power regeneration circuit for regenerating energy stored in the capacitor to the DC power supply is provided. The power converter according to claim 1 or 2, wherein
【請求項9】 前記正負母線と前記中間電位点との間に
それぞれ直列接続されたコンデンサおよびダイオードか
らなる電圧クランプ回路を複数個設けるとともに、前記
コンデンサに蓄積されたエネルギを前記直流電源に回生
する電力回生回路を設けたことを特徴とする請求項3、
請求項4または請求項5の電力変換装置。
9. A plurality of voltage clamp circuits each including a capacitor and a diode connected in series between the positive and negative buses and the intermediate potential point, and regenerates energy stored in the capacitor to the DC power supply. 4. A power regeneration circuit is provided.
The power converter according to claim 4 or claim 5.
【請求項10】 前記電力回生回路は、前記第2のコン
デンサに蓄積された過剰なエネルギを前記直流電源に回
生するとともに、前記第2のコンデンサの充電電圧を前
記直流電源の電圧よりも低い値に制御することを特徴と
する請求項1または請求項2の電力変換装置。
10. The power regeneration circuit regenerates excess energy stored in the second capacitor to the DC power supply, and sets a charging voltage of the second capacitor to a value lower than a voltage of the DC power supply. The power converter according to claim 1, wherein the power is controlled to be equal to or smaller than the power.
【請求項11】 前記第1および第2の電力回生回路
は、前記第3および第4のコンデンサに蓄積された過剰
なエネルギを前記直流電源に回生するとともに、前記第
3および第4のコンデンサの充電電圧を前記直流電源の
電圧よりも低い値に制御することを特徴とする請求項3
の電力変換装置。
11. The first and second power regeneration circuits regenerate excess energy stored in the third and fourth capacitors to the DC power supply, and regenerate the third and fourth capacitors. 4. The method according to claim 3, wherein the charging voltage is controlled to a value lower than the voltage of the DC power supply.
Power converter.
【請求項12】 前記第1および第2の電力回生回路
は、前記第5および第6のコンデンサに蓄積された過剰
なエネルギを前記直流電源に回生するとともに、前記第
5および第6のコンデンサの充電電圧を前記直流電源の
電圧よりも低い値に制御することを特徴とする請求項4
の電力変換装置。
12. The first and second power regeneration circuits regenerate excess energy stored in the fifth and sixth capacitors to the DC power supply, and regenerate the energy of the fifth and sixth capacitors. 5. The method according to claim 4, wherein the charging voltage is controlled to a value lower than the voltage of the DC power supply.
Power converter.
【請求項13】 中間電位点を有する直流電源の正負母
線間に正アームとして直列接続された第1および第2の
自己消弧型半導体素子と、 前記正負母線間に負アームとして直列接続された第3お
よび第4の自己消弧型半導体素子と、 前記自己消弧型半導体素子の各々に逆並列接続されたフ
リーホイールダイオードと、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子の直列接続
点と前記中間電位点との間に接続された第1のクランプ
ダイオードと、 前記第3および第4の自己消弧型半導体素子の直列接続
点と前記中間電位点との間に接続された第2のクランプ
ダイオードと、 前記正アームと前記負アームとの接続点に接続された出
力端子とを備えた3レベルインバータからなる電力変換
装置において、 前記正負アームの各々に直列接続されたアノードリアク
トルと、 前記第1および第4の自己消弧型半導体素子ならびに前
記第1および第2のクランプダイオードにそれぞれ並列
接続されたスナバダイオードおよびスナバコンデンサか
らなる第1、第2、第3および第4のスナバ回路と、 前記第1の自己消弧型半導体素子に対する前記第1のス
ナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接
続点と正側母線との間に接続された第1のダイオードお
よび第1の回収コンデンサと、 前記第4の自己消弧型半導体素子に対する前記第2のス
ナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接
続点と負側母線との間に接続された第2のダイオードお
よび第2の回収コンデンサと、 前記第1のクランプダイオードに対する前記第3のスナ
バ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接続
点と前記中間電位点との間に接続された第1の放電抵抗
器と、 前記第2のクランプダイオードに対する前記第4のスナ
バ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接続
点と前記中間電位点との間に接続された第2の放電抵抗
器と、 前記第1の回収コンデンサからエネルギを取り出して、
前記中間電位点で分割される前記直流電源の正側に回生
する第1の電力回生回路と、 前記第2の回収コンデンサからエネルギを取り出して、
前記中間電位点で分割される前記直流電源の負側に回生
する第2の電力回生回路とを備えたことを特徴とする電
力変換装置。
13. A first and a second self-extinguishing type semiconductor element connected in series as a positive arm between positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point, and connected in series as a negative arm between said positive and negative buses. A third and a fourth self-extinguishing semiconductor device, a freewheel diode connected in anti-parallel to each of the self-extinguishing semiconductor devices, and a serial connection of the first and second self-extinguishing semiconductor devices A first clamp diode connected between a point and the intermediate potential point; and a first clamp diode connected between the series connection point of the third and fourth self-extinguishing semiconductor elements and the intermediate potential point. A power conversion device comprising a three-level inverter having two clamp diodes and an output terminal connected to a connection point between the positive arm and the negative arm. A first, a second, a third, and a second reactor each including a node reactor and a snubber diode and a snubber capacitor connected in parallel to the first and fourth self-extinguishing semiconductor devices and the first and second clamp diodes, respectively. 4, a first diode connected between a connection point of a snubber diode and a snubber capacitor of the first snubber circuit with respect to the first self-arc-extinguishing semiconductor element and a positive bus. And a second diode connected between a connection point between the snubber diode of the second snubber circuit and the snubber capacitor with respect to the fourth self-arc-extinguishing semiconductor device and a negative bus. A recovery capacitor, and a snubber diode and a snubber capacitor of the third snubber circuit with respect to the first clamp diode. A first discharge resistor connected between a connection point of the fourth snubber circuit and a snubber capacitor of the fourth snubber circuit with respect to the second clamp diode; A second discharge resistor connected between the intermediate potential point; and extracting energy from the first recovery capacitor;
A first power regeneration circuit that regenerates to the positive side of the DC power supply divided at the intermediate potential point, and extracts energy from the second recovery capacitor,
A second power regeneration circuit that regenerates to the negative side of the DC power supply divided at the intermediate potential point.
【請求項14】 中間電位点を有する直流電源の正負母
線間に正アームとして直列接続された第1および第2の
自己消弧型半導体素子と、 前記正負母線間に負アームとして直列接続された第3お
よび第4の自己消弧型半導体素子と、 前記自己消弧型半導体素子の各々に逆並列接続されたフ
リーホイールダイオードと、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子の直列接続
点と前記中間電位点との間に接続された第1のクランプ
ダイオードと、 前記第3および第4の自己消弧型半導体素子の直列接続
点と前記中間電位点との間に接続された第2のクランプ
ダイオードと、 前記正アームと前記負アームとの接続点に接続された出
力端子とを備えた3レベルインバータからなる電力変換
装置において、 前記正負アームの各々に直列接続されたアノードリアク
トルと、 前記第1および第4の自己消弧型半導体素子ならびに第
1および第2のクランプダイオードにそれぞれ並列接続
されたスナバダイオードおよびスナバコンデンサからな
る第1、第2、第3および第4のスナバ回路と、 前記第1のクランプダイオードに対する前記第3のスナ
バ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接続
点と前記中間電位点との間に接続された第1の放電抵抗
器と、 前記第2のクランプダイオードに対する前記第4のスナ
バ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接続
点と前記中間電位点との間に接続された第2の放電抵抗
器と、 前記第1の自己消弧型半導体素子に対する前記第1のス
ナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接
続点と正側母線との間に接続された第3の放電抵抗器
と、 前記第4の自己消弧型半導体素子に対する前記第2のス
ナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接
続点と負側母線との間に接続された第4の放電抵抗器と
を備えたことを特徴とする電力変換装置。
14. A first and a second self-extinguishing type semiconductor element connected in series as a positive arm between positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point, and connected in series as a negative arm between the positive and negative buses. A third and a fourth self-extinguishing semiconductor device, a freewheel diode connected in anti-parallel to each of the self-extinguishing semiconductor devices, and a serial connection of the first and second self-extinguishing semiconductor devices A first clamp diode connected between a point and the intermediate potential point; and a first clamp diode connected between the series connection point of the third and fourth self-extinguishing semiconductor elements and the intermediate potential point. A power conversion device comprising a three-level inverter having two clamp diodes and an output terminal connected to a connection point between the positive arm and the negative arm. A first, a second, a third, and a fourth node comprising a node reactor, and a snubber diode and a snubber capacitor connected in parallel to the first and fourth self-extinguishing semiconductor elements and the first and second clamp diodes, respectively. A first discharge resistor connected between the intermediate potential point and a connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the third snubber circuit with respect to the first clamp diode; A second discharge resistor connected between a connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the fourth snubber circuit with respect to the second clamp diode and the intermediate potential point; the first self-arc-extinguishing semiconductor A third node connected between a connection point of a snubber diode and a snubber capacitor of the first snubber circuit to the element and a positive bus. A discharge resistor, a fourth discharge resistor connected between a connection point between the snubber diode and the snubber capacitor of the second snubber circuit with respect to the fourth self-extinguishing semiconductor element and a negative bus. A power conversion device comprising:
【請求項15】 中間電位点を有する直流電源の正負母
線間に正アームとして直列接続された第1および第2の
自己消弧型半導体素子と、 前記正負母線間に負アームとして直列接続された第3お
よび第4の自己消弧型半導体素子と、 前記自己消弧型半導体素子の各々に逆並列接続されたフ
リーホイールダイオードと、 前記第1および第2の自己消弧型半導体素子の直列接続
点と前記中間電位点との間に接続された第1のクランプ
ダイオードと、 前記第3および第4の自己消弧型半導体素子の直列接続
点と前記中間電位点との間に接続された第2のクランプ
ダイオードと、 前記正アームと前記負アームとの接続点に接続された出
力端子とを備えた3レベルインバータからなる電力変換
装置において、 前記正負アームの各々に直列接続されたアノードリアク
トルと、 前記第1および第4の自己消弧型半導体素子ならびに第
1および第2のクランプダイオードにそれぞれ並列接続
されたスナバダイオードおよびスナバコンデンサからな
る第1、第2、第3および第4のスナバ回路と、 前記第1の自己消弧型半導体素子に対する前記第1のス
ナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接
続点と正側母線との間に接続された第1のダイオードお
よび第1の回収コンデンサと、 前記第4の自己消弧型半導体素子に対する前記第2のス
ナバ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接
続点と負側母線との間に接続された第2のダイオードお
よび第2の回収コンデンサと、 前記第1のクランプダイオードに対する前記第3のスナ
バ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接続
点と前記中間電位点との間に接続された第3のダイオー
ド、第1のリアクトルおよび第3の回収コンデンサと、 前記第2のクランプダイオードに対する前記第4のスナ
バ回路のスナバダイオードとスナバコンデンサとの接続
点と前記中間電位点との間に接続された第4のダイオー
ド、第2のリアクトルおよび第4の回収コンデンサと、 前記第1の回収コンデンサからエネルギを取り出して、
前記中間電位点で分割される前記直流電源の正側に回生
する第1の電力回生回路と、 前記第2の回収コンデンサからエネルギを取り出して、
前記中間電位点で分割される前記直流電源の負側に回生
する第2の電力回生回路と、 前記第3の回収コンデンサからエネルギを取り出して、
前記中間電位点で分割される前記直流電源の正側に回生
する第3の電力回生回路と、 前記第4の回収コンデンサからエネルギを取り出して、
前記中間電位点で分割される前記直流電源の負側に回生
する第4の電力回生回路とを備えたことを特徴とする電
力変換装置。
15. A first and second self-extinguishing type semiconductor element connected in series as a positive arm between positive and negative buses of a DC power supply having an intermediate potential point, and connected in series as a negative arm between the positive and negative buses. A third and a fourth self-extinguishing semiconductor device, a freewheel diode connected in anti-parallel to each of the self-extinguishing semiconductor devices, and a serial connection of the first and second self-extinguishing semiconductor devices A first clamp diode connected between a point and the intermediate potential point; and a first clamp diode connected between the series connection point of the third and fourth self-extinguishing semiconductor elements and the intermediate potential point. A power conversion device comprising a three-level inverter having two clamp diodes and an output terminal connected to a connection point between the positive arm and the negative arm. A first, a second, a third, and a fourth node comprising a node reactor, and a snubber diode and a snubber capacitor connected in parallel to the first and fourth self-extinguishing semiconductor elements and the first and second clamp diodes, respectively. A first diode connected between a connection point between a snubber diode and a snubber capacitor of the first snubber circuit with respect to the first self-extinguishing type semiconductor element and a positive bus, and a first diode connected to a first bus. A second diode connected between a connection point between the snubber diode of the second snubber circuit and the snubber capacitor with respect to the fourth self-extinguishing type semiconductor element and a negative bus, and And a snubber diode and a snubber capacitor of the third snubber circuit for the first clamp diode. A third diode, a first reactor, and a third recovery capacitor connected between a connection point of the first and second intermediate potential points; and a snubber diode and a snubber of the fourth snubber circuit for the second clamp diode. A fourth diode, a second reactor, and a fourth recovery capacitor connected between a connection point with a capacitor and the intermediate potential point; extracting energy from the first recovery capacitor;
A first power regeneration circuit that regenerates to the positive side of the DC power supply divided at the intermediate potential point, and extracts energy from the second recovery capacitor,
A second power regeneration circuit that regenerates to the negative side of the DC power supply divided at the intermediate potential point, and extracts energy from the third recovery capacitor,
A third power regeneration circuit that regenerates on the positive side of the DC power supply divided at the intermediate potential point, and extracts energy from the fourth recovery capacitor,
And a fourth power regeneration circuit that regenerates on the negative side of the DC power supply divided at the intermediate potential point.
【請求項16】 前記第1、第2、第3および第4の回
収コンデンサと、前記第1、第2、第3および第4の電
力回生回路とは、それぞれ複数の相について共通に接続
されたことを特徴とする請求項15の電力変換装置。
16. The first, second, third, and fourth recovery capacitors, and the first, second, third, and fourth power regeneration circuits are connected in common for a plurality of phases, respectively. The power converter according to claim 15, wherein:
【請求項17】 前記第1、第2、第3および第4の回
収コンデンサにそれぞれ並列接続された第5、第6、第
7および第8の回収コンデンサを設け、 前記第5、第6、第7および第8の回収コンデンサと、
前記第1、第2、第3および第4の電力回生回路とは、
それぞれ複数の相について共通に接続されたことを特徴
とする請求項15の電力変換装置。
17. A fifth, sixth, seventh, and eighth recovery capacitors connected in parallel to the first, second, third, and fourth recovery capacitors, respectively, Seventh and eighth recovery capacitors;
The first, second, third and fourth power regeneration circuits are:
The power converter according to claim 15, wherein the power converters are connected in common for a plurality of phases.
【請求項18】 前記第3および第4のスナバ回路のス
ナバコンデンサは、第1および第2のスナバ回路のスナ
バコンデンサの静電容量よりも低減された静電容量を有
し、前記第3および第4のスナバ回路を構成するスナバ
コンデンサに蓄積されるエネルギを減じたことを特徴と
する請求項13、請求項14、請求項15、請求項16
または請求項17の電力変換装置。
18. The snubber capacitor of the third and fourth snubber circuits has a capacitance smaller than the capacitance of the snubber capacitors of the first and second snubber circuits, and The energy stored in the snubber capacitor constituting the fourth snubber circuit is reduced.
Or the power converter according to claim 17.
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