JP3315303B2 - 電動機制御装置 - Google Patents
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- JP3315303B2 JP3315303B2 JP33696395A JP33696395A JP3315303B2 JP 3315303 B2 JP3315303 B2 JP 3315303B2 JP 33696395 A JP33696395 A JP 33696395A JP 33696395 A JP33696395 A JP 33696395A JP 3315303 B2 JP3315303 B2 JP 3315303B2
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- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
- H02M7/487—Neutral point clamped inverters
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は入力電力を電力変換
する電力変換装置を介して電動機を可変速運転する電動
機制御装置に係り、特に電力変換装置の小形化とシステ
ムの保護性の向上及び運転信頼性の向上を図った電動機
制御装置に関するものである。
する電力変換装置を介して電動機を可変速運転する電動
機制御装置に係り、特に電力変換装置の小形化とシステ
ムの保護性の向上及び運転信頼性の向上を図った電動機
制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明に関する電動機制御装置に応用さ
れる電力変換装置としては、例えば多レベルインバータ
（特開昭５５−４３９９６、ブリッジインバータ変換回
路とその変換方法）がある。この多レベルインバータ回
路には種々の方式があるが、ここでは本発明と対比して
理解しやすくするため、特開平６−１９７５４０（以下
第１の公知例と称する）に示される電力変換装置を引用
して説明する。
れる電力変換装置としては、例えば多レベルインバータ
（特開昭５５−４３９９６、ブリッジインバータ変換回
路とその変換方法）がある。この多レベルインバータ回
路には種々の方式があるが、ここでは本発明と対比して
理解しやすくするため、特開平６−１９７５４０（以下
第１の公知例と称する）に示される電力変換装置を引用
して説明する。
【０００３】図４は従来技術の多レベルインバータの主
回路例を示す図であり、図５は第１の公知例の電力変換
装置の主回路構成例を示す。図４において、１１は共通
のコンバータ、１１と１３はコンデンサ、１４は３レベ
ルインバータ回路で、直流入力端子Ｐ，Ｏ，Ｎ、及び交
流出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを有し、各相はＧＴＯ（ゲートタ
ーンオフサイリスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタ）などの半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４で構成し、出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに図示しない電
動機を接続して電動機制御装置を構成する。
回路例を示す図であり、図５は第１の公知例の電力変換
装置の主回路構成例を示す。図４において、１１は共通
のコンバータ、１１と１３はコンデンサ、１４は３レベ
ルインバータ回路で、直流入力端子Ｐ，Ｏ，Ｎ、及び交
流出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを有し、各相はＧＴＯ（ゲートタ
ーンオフサイリスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタ）などの半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４で構成し、出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに図示しない電
動機を接続して電動機制御装置を構成する。
【０００４】この３レベルインバータ回路１４の詳細な
動作については、既に前記引用文献などにより公知であ
るため、説明を省略するが、コンバータ１１の直流電圧
は、直列接続されたコンデンサ１２と１３で分圧され３
レベルインバータ回路１４の直流入力端子Ｐ，Ｏ，Ｎに
加えられ、３レベルインバータ回路１４で交流電圧に変
換され出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗより任意の周波数の交流電圧
となって出力される。この時出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗには半
導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の選択によって３
レベルの電圧を得るため、出力する交流電力に含まれる
高調波成分が少なく、電動機を安定に可変運転すること
ができる。またコンデンサ１２と１３で直流電圧が１／
２づつに分割されているため、半導体スイッチＳ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４にはコンデンサ１２または１３の分電圧
が印加され、半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は
直接２個の半導体スイッチを直列接続して使用する方式
よりも電圧利用率が向上するなどの特徴がある。
動作については、既に前記引用文献などにより公知であ
るため、説明を省略するが、コンバータ１１の直流電圧
は、直列接続されたコンデンサ１２と１３で分圧され３
レベルインバータ回路１４の直流入力端子Ｐ，Ｏ，Ｎに
加えられ、３レベルインバータ回路１４で交流電圧に変
換され出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗより任意の周波数の交流電圧
となって出力される。この時出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗには半
導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の選択によって３
レベルの電圧を得るため、出力する交流電力に含まれる
高調波成分が少なく、電動機を安定に可変運転すること
ができる。またコンデンサ１２と１３で直流電圧が１／
２づつに分割されているため、半導体スイッチＳ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４にはコンデンサ１２または１３の分電圧
が印加され、半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は
直接２個の半導体スイッチを直列接続して使用する方式
よりも電圧利用率が向上するなどの特徴がある。
【０００５】図４の電力変換装置を使用した電動機制御
装置では、前記したような特徴が公知であるが、電力変
換装置や電動機制御装置の絶縁耐圧は、コンバータ１１
の直流電圧をベースに装置の絶縁設計を行うので半導体
スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４やコンデンサ１２，１
３などの主回路用品の電圧定格を大きくする必要があっ
た。
装置では、前記したような特徴が公知であるが、電力変
換装置や電動機制御装置の絶縁耐圧は、コンバータ１１
の直流電圧をベースに装置の絶縁設計を行うので半導体
スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４やコンデンサ１２，１
３などの主回路用品の電圧定格を大きくする必要があっ
た。
【０００６】この対策として、図５の第１の公知例が提
案された。図５では直流中性点の直流入力端子０が直流
電源１５，１６の中性点となるように、コンバータ１１
を直流電源１５と１６に分割して直流中性点の直流入力
端子０をインピーダンス素子１７を介して接地極１８に
接地しているので、電力変換装置の絶縁耐圧を図４の方
式の約半分に低減することができる。
案された。図５では直流中性点の直流入力端子０が直流
電源１５，１６の中性点となるように、コンバータ１１
を直流電源１５と１６に分割して直流中性点の直流入力
端子０をインピーダンス素子１７を介して接地極１８に
接地しているので、電力変換装置の絶縁耐圧を図４の方
式の約半分に低減することができる。
【０００７】図５の方式による電動機制御装置では直流
中性点の直流入力端子０（以下直流中性点とする）がイ
ンピーダンス素子１７によって接地されているため、理
想的な状態ではコンデンサ１２と１３や３レベルインバ
ータ回路１４の主回路部品に印加される電圧は、接地極
１８との間で図４の方式の半分となり、これらの主回路
部品は絶縁耐圧を低減することができ、部品の小形化に
よる電力変換装置の絶縁距離の減少を含めた小形化、軽
量化などが可能となる特徴がある。
中性点の直流入力端子０（以下直流中性点とする）がイ
ンピーダンス素子１７によって接地されているため、理
想的な状態ではコンデンサ１２と１３や３レベルインバ
ータ回路１４の主回路部品に印加される電圧は、接地極
１８との間で図４の方式の半分となり、これらの主回路
部品は絶縁耐圧を低減することができ、部品の小形化に
よる電力変換装置の絶縁距離の減少を含めた小形化、軽
量化などが可能となる特徴がある。
【０００８】電動機制御装置では、制御する電動機を高
速で可変速するため、電力変換装置の出力電圧の変化も
激しい特徴がある。また、入力電源と電力変換装置や、
電力変換装置と電動機の接続電線も長くなり、電力変換
装置自身や電動機の浮遊キャパシタンスに加えて、接続
電線の浮遊キャパシタンスも非常に大きくなる。特に大
容量の電動機を使用する電動機制御装置では、電力変換
装置が接地される電気室と、電動機が接地される負荷エ
リア間の距離が百メートル近くになる場合もあるので、
前記浮遊キャパシタンスは一層大きくなる傾向にある。
速で可変速するため、電力変換装置の出力電圧の変化も
激しい特徴がある。また、入力電源と電力変換装置や、
電力変換装置と電動機の接続電線も長くなり、電力変換
装置自身や電動機の浮遊キャパシタンスに加えて、接続
電線の浮遊キャパシタンスも非常に大きくなる。特に大
容量の電動機を使用する電動機制御装置では、電力変換
装置が接地される電気室と、電動機が接地される負荷エ
リア間の距離が百メートル近くになる場合もあるので、
前記浮遊キャパシタンスは一層大きくなる傾向にある。
【０００９】このように電動機制御装置の浮遊キャパシ
タンスが大きいと、電動機制御装置の運転中にインピー
ダンス素子にも大きな接地電流が流れる。このように大
きな接地電流が流れると次の問題があった。 （１）大きな接地電流が常時流れるとインピーダンス素
子に誘起される電圧も大きくなり、電力変換装置の主回
路部品の絶縁距離を大きくする必要があり、電力変換装
置のコスト上昇、大形化が必要となる。 （２）インピーダンス素子のインピーダンスを下げすぎ
ると、万一の接地事故時には非常に過大な事故電流が流
れ続けることになり、接地事故時の安全性が確保できな
くなる。 （３）接地事故時に過大な接地電流が流れ続けると、電
動機制御装置をすぐに運転停止する必要があり、このシ
ステムで操業していた負荷側では不良製品などの２次損
害が発生する。
タンスが大きいと、電動機制御装置の運転中にインピー
ダンス素子にも大きな接地電流が流れる。このように大
きな接地電流が流れると次の問題があった。 （１）大きな接地電流が常時流れるとインピーダンス素
子に誘起される電圧も大きくなり、電力変換装置の主回
路部品の絶縁距離を大きくする必要があり、電力変換装
置のコスト上昇、大形化が必要となる。 （２）インピーダンス素子のインピーダンスを下げすぎ
ると、万一の接地事故時には非常に過大な事故電流が流
れ続けることになり、接地事故時の安全性が確保できな
くなる。 （３）接地事故時に過大な接地電流が流れ続けると、電
動機制御装置をすぐに運転停止する必要があり、このシ
ステムで操業していた負荷側では不良製品などの２次損
害が発生する。
【００１０】このような従来技術の問題を解決する方法
として、図６に示す特開平６−８６５６３（第２の公知
例）の電流変換装置があり、また特開平７−１３５７８
０（第３の公知例）に示す電動機制御装置などがある。
として、図６に示す特開平６−８６５６３（第２の公知
例）の電流変換装置があり、また特開平７−１３５７８
０（第３の公知例）に示す電動機制御装置などがある。
【００１１】図６において、１９はヒューズで、コンバ
ータ１１の直流中性点Ｏをヒューズ１９あるいはヒュー
ズ１９とインピーダンス素子１７の並列回路で接地極１
８に接地する方法である。
ータ１１の直流中性点Ｏをヒューズ１９あるいはヒュー
ズ１９とインピーダンス素子１７の並列回路で接地極１
８に接地する方法である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前述の第３の公知例に
あっては、コンバータ１１と３レベルインバータ回路１
４とが１対１に対応する構成で電動機制御装置の構成が
比較的コンパクトな場合には有効な方法である。しか
し、図６に示すコンバータ１１が共通の直流電源とな
り、３レベルインバータ回路１４１，１４２が複数台設
けられ、共通のコンバータ１１より直流電力を３レベル
インバータ回路１４の分数台にそれぞれ入力するような
電動機制御装置では次の問題があった。 （１）一般に電動機制御装置の構成として、コンバータ
１１、複数台のそれぞれの３レベルインバータ回路１４
は、収納する盤が独立して設けられており、直流中性点
Ｏのラインも非常に長い回路構成が必要となっている。
このような大形の電動機制御装置では、常時流れる大き
な接地電流により、直流中性点Ｏのラインドロップも大
きくなり、各３レベルインバータ回路１４の接地電位も
大きく変動し、主回路部品の絶縁距離を大きくする必要
があり、電力変換装置のコスト上昇、大形化が必要とな
る問題を充分に解決できなかった。 （２）共通のコンバータ１１に複数台の３レベルインバ
ータ回路１４を接続する図６の如き電動機制御装置にお
いては、それぞれの３レベルインバータ回路１４は、点
検作業や事故調査などの理由で、コンバータ１１や他の
３レベルインバータ回路の主回路課電中（運転中）に主
回路切離しや主回路投入が行われる場合が多い。またコ
ンデンサ１２と１３はコンバータ１１や複数台の３レベ
ルインバータ回路１４に分割されて収納されているた
め、主回路切離し時に充電されたコンデンサ１２や１３
による接地電位の急上昇や、主回路投入時の主回路課電
中のコンバータ１１や３レベルインバータ回路１４の直
流中性点Ｏの電位急変などの問題があった。
あっては、コンバータ１１と３レベルインバータ回路１
４とが１対１に対応する構成で電動機制御装置の構成が
比較的コンパクトな場合には有効な方法である。しか
し、図６に示すコンバータ１１が共通の直流電源とな
り、３レベルインバータ回路１４１，１４２が複数台設
けられ、共通のコンバータ１１より直流電力を３レベル
インバータ回路１４の分数台にそれぞれ入力するような
電動機制御装置では次の問題があった。 （１）一般に電動機制御装置の構成として、コンバータ
１１、複数台のそれぞれの３レベルインバータ回路１４
は、収納する盤が独立して設けられており、直流中性点
Ｏのラインも非常に長い回路構成が必要となっている。
このような大形の電動機制御装置では、常時流れる大き
な接地電流により、直流中性点Ｏのラインドロップも大
きくなり、各３レベルインバータ回路１４の接地電位も
大きく変動し、主回路部品の絶縁距離を大きくする必要
があり、電力変換装置のコスト上昇、大形化が必要とな
る問題を充分に解決できなかった。 （２）共通のコンバータ１１に複数台の３レベルインバ
ータ回路１４を接続する図６の如き電動機制御装置にお
いては、それぞれの３レベルインバータ回路１４は、点
検作業や事故調査などの理由で、コンバータ１１や他の
３レベルインバータ回路の主回路課電中（運転中）に主
回路切離しや主回路投入が行われる場合が多い。またコ
ンデンサ１２と１３はコンバータ１１や複数台の３レベ
ルインバータ回路１４に分割されて収納されているた
め、主回路切離し時に充電されたコンデンサ１２や１３
による接地電位の急上昇や、主回路投入時の主回路課電
中のコンバータ１１や３レベルインバータ回路１４の直
流中性点Ｏの電位急変などの問題があった。
【００１３】本発明は、前述の従来技術の欠点を除去す
るためになされたもので、共通のコンバータに複数台の
インバータが接続される電動機制御装置において、直流
中性点の対地電位を安定化させ、電力変換装置の小形
化、低コスト化を実現することができる保護信頼性の高
い電動機制御装置を提供することを目的とする。
るためになされたもので、共通のコンバータに複数台の
インバータが接続される電動機制御装置において、直流
中性点の対地電位を安定化させ、電力変換装置の小形
化、低コスト化を実現することができる保護信頼性の高
い電動機制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、交流電力を直流電力に
変換するものであって、直流中間回路として直流中性点
を有する共通のコンバータと、前記コンバータにより変
換された直流電力を交流電力に変換するものであって、
直流中間回路としてそれぞれ直流中性点を有する複数台
のインバータと、前記コンバータ及びインバータのそれ
ぞれの直流中性点を接地するヒューズと該ヒューズと直
列に接続された第１のインピーダンス素子と前記ヒュー
ズと並列に接続され前記第１のインピーダンス素子より
も大きな抵抗値を有する第２のインピーダンス素子とか
らなる接地手段とを具備したことを特徴とする電動機制
御装置である。
め、請求項１に対応する発明は、交流電力を直流電力に
変換するものであって、直流中間回路として直流中性点
を有する共通のコンバータと、前記コンバータにより変
換された直流電力を交流電力に変換するものであって、
直流中間回路としてそれぞれ直流中性点を有する複数台
のインバータと、前記コンバータ及びインバータのそれ
ぞれの直流中性点を接地するヒューズと該ヒューズと直
列に接続された第１のインピーダンス素子と前記ヒュー
ズと並列に接続され前記第１のインピーダンス素子より
も大きな抵抗値を有する第２のインピーダンス素子とか
らなる接地手段とを具備したことを特徴とする電動機制
御装置である。
【００１５】請求項１に対応する発明によれば、ヒュー
ズと該ヒューズと直列に接続された第１のインピーダン
ス素子と前記ヒューズと並列に接続され前記第１のイン
ピーダンス素子よりも大きな抵抗値を有する第２のイン
ピーダンス素子とからなる接地手段で、コンバータ及び
それぞれのインバータの直流中性点を接地したために、
直流中性点の配線が長くなる大形の電動機制御装置にお
いても接地電位の変動を抑制して、主回路部品の絶縁耐
圧を減少させ、電動機制御装置を小形化、低コスト化す
ることができ、更に接地事故に対する保護信頼性向上さ
せることができる。
ズと該ヒューズと直列に接続された第１のインピーダン
ス素子と前記ヒューズと並列に接続され前記第１のイン
ピーダンス素子よりも大きな抵抗値を有する第２のイン
ピーダンス素子とからなる接地手段で、コンバータ及び
それぞれのインバータの直流中性点を接地したために、
直流中性点の配線が長くなる大形の電動機制御装置にお
いても接地電位の変動を抑制して、主回路部品の絶縁耐
圧を減少させ、電動機制御装置を小形化、低コスト化す
ることができ、更に接地事故に対する保護信頼性向上さ
せることができる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、交流電力を直流電力に変換するものであっ
て、直流中間回路として直流中性点を有する共通のコン
バータと、前記コンバータにより変換された直流電力を
交流電力に変換するものであって、直流中間回路として
それぞれ直流中性点を有する複数台のインバータと、前
記複数台のインバータの直流中性点を接地するヒューズ
と該ヒューズと直列に接続された第１のインピーダンス
素子と前記ヒューズと並列に接続され前記第１のインピ
ーダンス素子よりも大きな抵抗値を有する第２のインピ
ーダンス素子とからなる接地手段とを具備したことを特
徴とする電動機制御装置である。
する発明は、交流電力を直流電力に変換するものであっ
て、直流中間回路として直流中性点を有する共通のコン
バータと、前記コンバータにより変換された直流電力を
交流電力に変換するものであって、直流中間回路として
それぞれ直流中性点を有する複数台のインバータと、前
記複数台のインバータの直流中性点を接地するヒューズ
と該ヒューズと直列に接続された第１のインピーダンス
素子と前記ヒューズと並列に接続され前記第１のインピ
ーダンス素子よりも大きな抵抗値を有する第２のインピ
ーダンス素子とからなる接地手段とを具備したことを特
徴とする電動機制御装置である。
【００１９】請求項２に対応する発明によれば、それぞ
れのインバータの直流中性点をヒューズと該ヒューズと
直列に接続された第１のインピーダンス素子と前記ヒュ
ーズと並列に接続され前記第１のインピーダンス素子よ
りも大きな抵抗値を有する第２のインピーダンス素子と
からなる接地手段を介して接地しているために、各イン
バータごとに主回路の切離しや、主回路投入が行われて
も、それぞれのインバータの接地電位の変動を抑制する
ことができ、主回路部品の絶縁耐圧を減少させ、電動機
制御装置を小形化、低コスト化することができ、更に接
地事故に対する保護信頼性向上させることができる。
れのインバータの直流中性点をヒューズと該ヒューズと
直列に接続された第１のインピーダンス素子と前記ヒュ
ーズと並列に接続され前記第１のインピーダンス素子よ
りも大きな抵抗値を有する第２のインピーダンス素子と
からなる接地手段を介して接地しているために、各イン
バータごとに主回路の切離しや、主回路投入が行われて
も、それぞれのインバータの接地電位の変動を抑制する
ことができ、主回路部品の絶縁耐圧を減少させ、電動機
制御装置を小形化、低コスト化することができ、更に接
地事故に対する保護信頼性向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明するが、図６と同一部分には同
一符号を付して説明する。 ＜第１の実施形態＞ 図１に示すように、複数の３レベルインバータ回路１４
の直流中性点Ｏを、それぞれヒューズ１９とインピーダ
ンス素子１７からなる並列回路を介して接地極１８にそ
れぞれ接地し、またこれ以外に図６と同様に共通のコン
バータ１１の直流中性点Ｏのヒューズ１９とインピーダ
ンス素子１７からなる並列回路を介して接地極１８に接
地したものである。
て、図面を参照して説明するが、図６と同一部分には同
一符号を付して説明する。 ＜第１の実施形態＞ 図１に示すように、複数の３レベルインバータ回路１４
の直流中性点Ｏを、それぞれヒューズ１９とインピーダ
ンス素子１７からなる並列回路を介して接地極１８にそ
れぞれ接地し、またこれ以外に図６と同様に共通のコン
バータ１１の直流中性点Ｏのヒューズ１９とインピーダ
ンス素子１７からなる並列回路を介して接地極１８に接
地したものである。
【００２１】このようにヒューズ１９とインピーダンス
素子１７からなる並列回路で直流中性点Ｏを接地する
と、入力電源と電力変換装置及び電力変換装置と電動機
間の接続電線が長く、またコンバータ１１に多数台の３
レベルインバータ回路１４が接続されても、それぞれの
コンバータ１１や３レベルインバータ回路１４の直流中
性点Ｏが多点接地されており、電力変換装置や電動機の
浮遊キャパシタンスが大きくても、接地電流の大部分は
ヒューズ１９側を流れることになり、インピーダンス素
子１７の両端の電位は定常時上昇することがない。万一
の接地事故時には、過大な事故電流が流れるが、この事
故電流によってヒューズ１９が溶断して、インピーダン
ス素子１７を介して直流中性点Ｏが接地されることにな
るため、事故電流はインピーダンス素子１７で制限され
て抑制される。従って接地電位が上昇するのはインピー
ダンス素子１７で事故電流を抑制している短時間のみと
なる。
素子１７からなる並列回路で直流中性点Ｏを接地する
と、入力電源と電力変換装置及び電力変換装置と電動機
間の接続電線が長く、またコンバータ１１に多数台の３
レベルインバータ回路１４が接続されても、それぞれの
コンバータ１１や３レベルインバータ回路１４の直流中
性点Ｏが多点接地されており、電力変換装置や電動機の
浮遊キャパシタンスが大きくても、接地電流の大部分は
ヒューズ１９側を流れることになり、インピーダンス素
子１７の両端の電位は定常時上昇することがない。万一
の接地事故時には、過大な事故電流が流れるが、この事
故電流によってヒューズ１９が溶断して、インピーダン
ス素子１７を介して直流中性点Ｏが接地されることにな
るため、事故電流はインピーダンス素子１７で制限され
て抑制される。従って接地電位が上昇するのはインピー
ダンス素子１７で事故電流を抑制している短時間のみと
なる。
【００２２】このようにコンバータ１１および３レベル
インバータ回路１４の直流中性点Ｏをそれぞれ、ヒュー
ズ１９とインピーダンス素子１７からなる並列回路を介
して接地することによって、電動機制御装置の直流中性
点Ｏの電位は、定常運転中は接地極１８の電位に近づく
ため、直流電源１５，１６やコンデンサ１２，１３、３
レベルインバータ回路１４などの絶縁耐圧を接地電位の
上昇に対応して従来技術の如く増加させる必要がなくな
り、主回路部品を小形化することができ、電力変換装置
も絶縁距離を小さくできるから、電力変換装置も小形軽
量化でき、電動機制御装置を低コスト化することがで
き、過大な事故電流が流れ続けるのを防止する保護性も
大幅に向上する。電力変換装置の万一の接地事故時に、
過大な接地電流が流れ続けるのをヒューズ１９の溶断に
よって防止できるから、接地事故に対する保護信頼性が
向上できる。
インバータ回路１４の直流中性点Ｏをそれぞれ、ヒュー
ズ１９とインピーダンス素子１７からなる並列回路を介
して接地することによって、電動機制御装置の直流中性
点Ｏの電位は、定常運転中は接地極１８の電位に近づく
ため、直流電源１５，１６やコンデンサ１２，１３、３
レベルインバータ回路１４などの絶縁耐圧を接地電位の
上昇に対応して従来技術の如く増加させる必要がなくな
り、主回路部品を小形化することができ、電力変換装置
も絶縁距離を小さくできるから、電力変換装置も小形軽
量化でき、電動機制御装置を低コスト化することがで
き、過大な事故電流が流れ続けるのを防止する保護性も
大幅に向上する。電力変換装置の万一の接地事故時に、
過大な接地電流が流れ続けるのをヒューズ１９の溶断に
よって防止できるから、接地事故に対する保護信頼性が
向上できる。
【００２３】以上述べた第１の実施形態は、コンバータ
１１および３レベルインバータ回路１４の直流中性点Ｏ
を、それぞれヒューズ１９とインピーダンス素子１７か
らなる並列回路を介して接地する場合について説明した
が、これをインピーダンス素子１７を設けずヒューズ１
９のみの構成としても同様な効果が得られる。
１１および３レベルインバータ回路１４の直流中性点Ｏ
を、それぞれヒューズ１９とインピーダンス素子１７か
らなる並列回路を介して接地する場合について説明した
が、これをインピーダンス素子１７を設けずヒューズ１
９のみの構成としても同様な効果が得られる。
【００２４】以上述べた第１の実施形態によれば、共通
のコンバータ１１に、複数台のインバータ１４を接続す
る電動機制御装置では、点検作業や事故調査のため、各
インバータ１４単位で共通のコンバータ１１の運転中に
主回路切離しや主回路投入の必要性があるが、複数台の
インバータ１４の直流中性点Ｏをヒューズ１９あるいは
ヒューズ１９とインピーダンス素子１７の並列回路、ま
たはインピーダンス素子１７のみで接地することによ
り、複数台インバータで構成される電動機制御装置の直
流中性点の電位変動を抑制し、接地事故に対する保護信
頼性向上と、運転信頼性を向上させことが可能となる。
のコンバータ１１に、複数台のインバータ１４を接続す
る電動機制御装置では、点検作業や事故調査のため、各
インバータ１４単位で共通のコンバータ１１の運転中に
主回路切離しや主回路投入の必要性があるが、複数台の
インバータ１４の直流中性点Ｏをヒューズ１９あるいは
ヒューズ１９とインピーダンス素子１７の並列回路、ま
たはインピーダンス素子１７のみで接地することによ
り、複数台インバータで構成される電動機制御装置の直
流中性点の電位変動を抑制し、接地事故に対する保護信
頼性向上と、運転信頼性を向上させことが可能となる。
【００２５】＜第２の実施形態＞ 図２に示すように、共通のコンバータ１１の直流中性点
Ｏをヒューズ１９とインピーダンス素子１７の並列回路
を介して接地し、かつ複数台の３レベルインバータ回路
１４の直流中性点Ｏをそれぞれインピーダンス素子１７
を介して接地極１８に接地するように構成したものであ
る。
Ｏをヒューズ１９とインピーダンス素子１７の並列回路
を介して接地し、かつ複数台の３レベルインバータ回路
１４の直流中性点Ｏをそれぞれインピーダンス素子１７
を介して接地極１８に接地するように構成したものであ
る。
【００２６】図２の如く構成することによって、前述の
実施形態と同様に電力変換装置や電動機の浮遊キャパシ
タンスが大きくても、それぞれの３レベルインバータ回
路１４の直流中性点Ｏがインピーダンス素子１７によっ
て接地される結果、接地電位が安定化できる。
実施形態と同様に電力変換装置や電動機の浮遊キャパシ
タンスが大きくても、それぞれの３レベルインバータ回
路１４の直流中性点Ｏがインピーダンス素子１７によっ
て接地される結果、接地電位が安定化できる。
【００２７】また、図２の如く多数台の３レベルインバ
ータ回路１４が共通のコンバータ１１に接続される電動
機制御装置では、それぞれの３レベルインバータ回路１
４は、点検作業や事故調査などの理由で、コンバータ１
１や他の３レベルインバータ回路１４の主回路運転中
に、主回路切離しや主回路投入が行われる場合がある。
ータ回路１４が共通のコンバータ１１に接続される電動
機制御装置では、それぞれの３レベルインバータ回路１
４は、点検作業や事故調査などの理由で、コンバータ１
１や他の３レベルインバータ回路１４の主回路運転中
に、主回路切離しや主回路投入が行われる場合がある。
【００２８】このような操作が行われても、それぞれの
３レベルインバータ回路１４の直流中性点Ｏがインピー
ダンス素子１７によって接地されているため、主回路切
離し時に充電されたコンデンサ１２と１３の電荷による
接地電位の急上昇や、主回路投入時に他の主回路課電中
の３レベルインバータ回路１４やコンバータ１１の直流
中性点Ｏが電位的に急変するのを防止することができ
る。この結果電力変換装置も小形軽量化でき、電動機制
御装置を低コスト化でき、複数台の３レベルインバータ
回路１４を共通のコンバータ１１に接続した電動機制御
装置を実用化できる。
３レベルインバータ回路１４の直流中性点Ｏがインピー
ダンス素子１７によって接地されているため、主回路切
離し時に充電されたコンデンサ１２と１３の電荷による
接地電位の急上昇や、主回路投入時に他の主回路課電中
の３レベルインバータ回路１４やコンバータ１１の直流
中性点Ｏが電位的に急変するのを防止することができ
る。この結果電力変換装置も小形軽量化でき、電動機制
御装置を低コスト化でき、複数台の３レベルインバータ
回路１４を共通のコンバータ１１に接続した電動機制御
装置を実用化できる。
【００２９】以上述べた第２の実施形態は、コンバータ
１１の直流中性点Ｏを、ヒューズ１９とインピーダンス
素子１７からなる並列回路を介して接地する場合につい
て説明したが、これをインピーダンス素子１７を設けず
ヒューズ１９のみ構成としても同様な効果が得られる。
１１の直流中性点Ｏを、ヒューズ１９とインピーダンス
素子１７からなる並列回路を介して接地する場合につい
て説明したが、これをインピーダンス素子１７を設けず
ヒューズ１９のみ構成としても同様な効果が得られる。
【００３０】以上述べた第２の実施形態によれば、共通
のコンバータ１１に、複数台のインバータ１４を接続す
る電動機制御装置では、点検作業や事故調査のため、各
インバータ１４単位で共通のコンバータ１１の運転中に
主回路切離しや主回路投入の必要性があるが、複数台の
インバータ１４の直流中性点Ｏを、インピーダンス素子
１７のみで接地することにより、複数台インバータで構
成される電動機制御装置の直流中性点の電位変動を抑制
し、接地事故に対する保護信頼性向上と、運転信頼性を
向上させことが可能となる。
のコンバータ１１に、複数台のインバータ１４を接続す
る電動機制御装置では、点検作業や事故調査のため、各
インバータ１４単位で共通のコンバータ１１の運転中に
主回路切離しや主回路投入の必要性があるが、複数台の
インバータ１４の直流中性点Ｏを、インピーダンス素子
１７のみで接地することにより、複数台インバータで構
成される電動機制御装置の直流中性点の電位変動を抑制
し、接地事故に対する保護信頼性向上と、運転信頼性を
向上させことが可能となる。
【００３１】＜第３の実施形態＞ 図３に示すように、複数台の３レベルインバータ回路１
４の直流中性点Ｏのみを、それぞれヒューズ１９と抵抗
２０を直列接続し、かつこれにインピーダンス素子１９
を並列した回路を介して接地極１８に接地したものであ
る。この場合、ヒューズ１９に直列に接続されている抵
抗２０は、事故時の電流を抑制する目的のために挿入さ
れている。
４の直流中性点Ｏのみを、それぞれヒューズ１９と抵抗
２０を直列接続し、かつこれにインピーダンス素子１９
を並列した回路を介して接地極１８に接地したものであ
る。この場合、ヒューズ１９に直列に接続されている抵
抗２０は、事故時の電流を抑制する目的のために挿入さ
れている。
【００３２】このように構成することにより、共通のコ
ンバータ１１の直流中性点Ｏは直接接地されないが、各
３レベルインバータ回路１４側でヒューズ１９とインピ
ーダンス素子１７の並列回路を介した多点接地が行われ
ているため、前述の第２の実形態と同様の効果を得るこ
とができる。
ンバータ１１の直流中性点Ｏは直接接地されないが、各
３レベルインバータ回路１４側でヒューズ１９とインピ
ーダンス素子１７の並列回路を介した多点接地が行われ
ているため、前述の第２の実形態と同様の効果を得るこ
とができる。
【００３３】以上述べた第３の実施形態は、３レベルイ
ンバータ回路１４の直流中性点Ｏを、抵抗２０を直列接
続したヒューズ１９とインピーダンス素子１７からなる
並列回路を介して接地する場合について説明したが、こ
れをインピーダンス素子１７と抵抗２０、あるいはイン
ピーダンス素子１７を設けずヒューズ１９のみの構成と
しても同様な効果が得られる。
ンバータ回路１４の直流中性点Ｏを、抵抗２０を直列接
続したヒューズ１９とインピーダンス素子１７からなる
並列回路を介して接地する場合について説明したが、こ
れをインピーダンス素子１７と抵抗２０、あるいはイン
ピーダンス素子１７を設けずヒューズ１９のみの構成と
しても同様な効果が得られる。
【００３４】以上述べた第３の実施形態によれば、共通
のコンバータ１１に、複数台のインバータ１４を接続す
る電動機制御装置では、点検作業や事故調査のため、各
インバータ１４単位で共通のコンバータ１１の運転中に
主回路切離しや主回路投入の必要性があるが、複数台の
インバータ１４の直流中性点Ｏをヒューズ１９あるいは
ヒューズ１９とインピーダンス素子１７の並列回路で接
地することにより、複数台インバータで構成される電動
機制御装置の直流中性点の電位変動を抑制し、接地事故
に対する保護信頼性向上と、運転信頼性を向上させこと
が可能となる。
のコンバータ１１に、複数台のインバータ１４を接続す
る電動機制御装置では、点検作業や事故調査のため、各
インバータ１４単位で共通のコンバータ１１の運転中に
主回路切離しや主回路投入の必要性があるが、複数台の
インバータ１４の直流中性点Ｏをヒューズ１９あるいは
ヒューズ１９とインピーダンス素子１７の並列回路で接
地することにより、複数台インバータで構成される電動
機制御装置の直流中性点の電位変動を抑制し、接地事故
に対する保護信頼性向上と、運転信頼性を向上させこと
が可能となる。
【００３５】＜変形例＞その他、本発明の実施形態では
直流中性点Ｏを理解しやすくするため、図４に示す３レ
ベルインバータ回路１４に適用した場合について説明し
たが、本発明はこれに限らず直流電力を交流電力に変換
するインバータ回路は種々の方式が公知であり、このよ
うな回路であっても同様な効果が得られる。その他、本
発明の要旨を変更しない範囲において、種々の設計変更
を行って実施できるものである。
直流中性点Ｏを理解しやすくするため、図４に示す３レ
ベルインバータ回路１４に適用した場合について説明し
たが、本発明はこれに限らず直流電力を交流電力に変換
するインバータ回路は種々の方式が公知であり、このよ
うな回路であっても同様な効果が得られる。その他、本
発明の要旨を変更しない範囲において、種々の設計変更
を行って実施できるものである。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、共通のコンバータに複
数台のインバータが接続される電動機制御装置におい
て、直流中性点の対地電位を安定化させ、電力変換装置
の小形化、低コスト化を実現することができる保護信頼
性の高い電動機制御装置を提供することができる。
数台のインバータが接続される電動機制御装置におい
て、直流中性点の対地電位を安定化させ、電力変換装置
の小形化、低コスト化を実現することができる保護信頼
性の高い電動機制御装置を提供することができる。
【図１】本発明の電動機制御装置の第１の実施形態を示
す要部構成図。
す要部構成図。
【図２】本発明の電動機制御装置の第２の実施形態を示
す要部構成図。
す要部構成図。
【図３】本発明の電動機制御装置の第３の実施形態を示
す要部構成図。
す要部構成図。
【図４】従来の電動機制御装置の電力変換装置の構成
図。
図。
【図５】従来の電動機制御装置の第１の例を示す要部構
成図。
成図。
【図６】従来の電動機制御装置の第２の例を示す要部構
成図。
成図。
１１…共通のコンバータ、 １２，１３…コンデンサ、 １４…３レベルインバータ回路、 １５，１６…直流電源 １７…インピーダンス素子、 １８…接地極、 １９…ヒューズ、 ２０…抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 H02M 7/5387 H02P 7/63
Claims (2)
- 【請求項１】 交流電力を直流電力に変換するものであ
って、直流中間回路として直流中性点を有する共通のコ
ンバータと、 前記コンバータにより変換された直流電力を交流電力に
変換するものであって、直流中間回路としてそれぞれ直
流中性点を有する複数台のインバータと、前記コンバータ及びインバータのそれぞれの直流中性点
を接地するヒューズと該ヒューズと直列に接続された第
１のインピーダンス素子と前記ヒューズと並列に接続さ
れ前記第１のインピーダンス素子よりも大きな抵抗値を
有する第２のインピーダンス素子とからなる接地手段と を具備したことを特徴とする電動機制御装置。 - 【請求項２】 交流電力を直流電力に変換するものであ
って、直流中間回路として直流中性点を有する共通のコ
ンバータと、 前記コンバータにより変換された直流電力を交流電力に
変換するものであって、直流中間回路としてそれぞれ直
流中性点を有する複数台のインバータと、 前記複数台のインバータの直流中性点を接地するヒュー
ズと該ヒューズと直列に接続された第１のインピーダン
ス素子と前記ヒューズと並列に接続され前記第１のイン
ピーダンス素子よりも大きな抵抗値を有する第２のイン
ピーダンス素子とからなる接地手段と を具備したことを特徴とする電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33696395A JP3315303B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33696395A JP3315303B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 電動機制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002111496A Division JP2002330595A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 電動機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182453A JPH09182453A (ja) | 1997-07-11 |
| JP3315303B2 true JP3315303B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=18304233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33696395A Expired - Fee Related JP3315303B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3315303B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008047439A1 (en) * | 2006-10-19 | 2008-04-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Power converter |
| JP4422164B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2010-02-24 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置及び電力変換方法 |
| JP5361555B2 (ja) * | 2009-06-16 | 2013-12-04 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| JP5318040B2 (ja) * | 2010-07-08 | 2013-10-16 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP33696395A patent/JP3315303B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09182453A (ja) | 1997-07-11 |
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Legal Events
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