JP3613972B2 - インバータ試験装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータの負荷試験を行うインバータ試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インバータの負荷試験を行う方法は図３に示す方法が行われてきた。
図３（ａ）は、被試験体インバータ１がＤＣ入力５１を電源として動作し、抵抗５２およびリアクトル５３を負荷として電力を消費させて負荷試験を行う方法である。
【０００３】
また、図３（ｂ）は、被試験体インバータの出力によって誘導電動機５４を駆動し、機械的に接続された発電機５５の出力を電力回生部５６によって電源と同期した交流に変換し、位相調整を行ってＡＣ３φ電源５７に電力を回生する。
ここで、発電機５５は誘導発電機または直流発電機が使用され、誘導発電機の場合はいったん直流に変換した後、交流に変換してＡＣ３φ電源５７と同期した交流に変換し、電圧と位相を制御してＡＣ３φ電源５７に電力を回生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の図３（ａ）による方法では、実際に負荷に電力を消費させて試験を行うので、大きな試験用電力を必要とし、消費される電力の熱処理も容易ではなく、負荷抵抗とリアクトルは出力調整のために調整用タップ付き、またはスライド式にする必要があるという問題点がある。
【０００５】
また、図３（ｂ）による方法では、電力は電源に回生されるので、消費電力は装置全体の損失分のみであるが、
・試験装置全体の構成が複雑で取り扱いが難しく、試験準備に多くの時間を要する、
・導電動機のような回転体の取り扱い、メンテナンスに不慣れな場合が多く試験時間が長くかかる、
・回転形なので、試験時に騒音が出て周囲に迷惑をかける、
・試験装置が複雑なため、被試験体の正確な効率を求めにくい、
等の問題点があり、その解決策が課題となっていた。
【０００６】
本発明はこのような背景の下になされたもので、回転形機器を使用せず、すべて静止形機器によって構成し、回転機の知識のないユーザでも取り扱いが容易となり、低騒音であり試験場所が限定されず、エネルギーロスを小さくすることができるインバータ試験装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、
第１の整流部とチョッパにより構成された第１の直流電圧変換部とからなり被試験体インバータに供給する直流電圧を任意の電圧に設定可能な直流電源部と、
第２の整流部とチョッパにより構成された第２の直流電圧変換部とからなり前記被試験体インバータの交流出力電力を整流化し直流電圧とし、チョッパにより帰還できる電圧として前記直流電源部に帰還する帰還用変換部とを具備し、
該帰還用変換部の出力点を前記第１の整流部と前記第１の直流電圧変換部との接続点に接続したことを特徴とするインバータ試験装置を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、
前記第１の整流部が、エネルギーの双方向授受が可能な正弦波ＰＷＭコンバータであることを特徴とする請求項１に記載のインバータ試験装置を提供する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、
前記第１の整流部が、単純な整流器であることを特徴とする請求項１に記載のインバータ試験装置を提供する。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、
前記直流電源部および前記帰還用変換部が、静止形機器によって構成されたことを特徴とする請求項２または３に記載のインバータ試験装置を提供する。
更に、請求項５に記載の発明は、
被試験体インバータに直流電源部の直流電源を供給し、前記被試験体インバータの機能試験を行うインバータ試験装置において、当該被試験体インバータの交流出力電力を直流電力に変換して前記直流電源部に帰還する帰還用変換部を備えたことを特徴とするインバータ試験装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図を参照しながら説明する。図１はこの発明の一実施形態によるインバータ試験装置の基本構成を示すブロック図である。
この図において、符号１は被試験体インバータであり、ＤＣ電力が入力されＡＣ電力を出力する。符号２はインバータ試験装置であり、交流電源５からのＡＣ入力をＤＣ電力に変換して前記被試験体インバータ１に供給する直流電源部３と、前記被試験体インバータ１が発生したＡＣ電力をＤＣ電力に変換して前記直流電源部３に帰還する帰還用変換部４とから構成される。
このような構成とすることにより、前記被試験体インバータ１は定格運転を行って定格電力を出力するが、前記交流電源５からは前記被試験体インバータ１および前記インバータ試験装置２の損失分の電力だけを供給すればよい。
【００１２】
図２は前記図１に示したこの発明の一実施形態の回路動作を説明するためのより詳細な説明図である。
この図において、被試験体インバータ１を構成するコンデンサ１１はエネルギー蓄積を目的とする大容量の電解コンデンサであり、インバータ１２が授受するピーク電流を吸収する機能を持つ。
このインバータ１２（実回路は不図示）は複数個のＩＧＢＴ（Ｉｓｏｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）等をスイッチング素子として使い、供給された直流電圧をＰＷＭ制御による逆変換を行って所定の周波数、電圧および相数の電圧に変換するインバータであり、ここでは３相（３φ）出力としている。
【００１３】
次にインバータ試験装置２を構成する直流電源部３および帰還用変換部４について説明する。
直流電源部３は、交流電力を入力し、被試験体インバータが必要とする電流容量と電圧を持った直流電力を発生する。
符号３４はＩＧＢＴ素子等を使ったＰＷＭコンバータ（実回路は不図示）であり、交流電源５の電力を直流電力に変換し、交流−直流間の双方向にエネルギーの授受が可能な正弦波コンバータである。リアクトル３１、コンデンサ３２およびリアクトル３３は前記正弦波コンバータが授受する電流のうち、高調波電流を吸収するためのフィルタである。
【００１４】
符号３６はＩＧＢＴ素子等によるチョッパ（実回路は不図示）であり、前記ＰＷＭコンバータ３４
によって得られた直流電圧ＶＤＣ１を、被試験体インバータ１が必要とする直流電圧ＶＤＣ２に変換する。
コンデンサ３５は大容量の直流電解コンデンサであり、前記ＰＷＭコンバータ３４と前記チョッパ３６間の過渡エネルギーの吸収を行い、リアクトル３７、コンデンサ３８およびリアクトル３９によって構成されるフィルタによって、前記チョッパ３６によって制御されたＤＣ電圧のリップルを除去し、ＤＣ出力ＶＤＣ２として前記被試験体インバータ１へ供給する。
【００１５】
この電圧ＶＤＣ２のＤＣ出力は、被試験体インバータ１に供給されてＡＣ電力に変換され、このＡＣ電力は前記インバータ試験装置４に入力される。
入力端に配設されたリアクトル４１、コンデンサ４２およびリアクトル３によるフィルタによって前記被試験体インバータ１のＰＷＭ出力電圧の高調波成分を除去して基本は成分を取り出す。
このフィルタは前記被試験体インバータ１に実装されて正弦波出力の装置とすることもある。
【００１６】
符号４４は整流器（実回路は不図示）であり、３φＡＣ電力を整流して直流化し、リアクトル４５とコンデンサ４６によるフィルタによってリップル電圧を除去した後、電圧ＶＤＣ３の直流電圧としてチョッパ４７（実回路は不図示）に供給される。
このチョッパ４７はＩＧＢＴ素子等によって構成され、入力された電圧ＶＤＣ３を、前記直流電源部３の直流電圧ＶＤＣ１に対して帰還電力として帰還できる電圧に変換する。
【００１７】
ここで用いられるチョッパ３６またはチョッパ４７は被試験体インバータの入力電圧または出力電圧の値によって、昇圧型のチョッパまたは降圧型のチョッパを適宜選択することができ、また交流電圧の段階で変圧器によって変圧して所望の電圧とすることもできる。
このような試験装置の構成によれば、交流（ＡＣ）入力５は被試験体インバータ１およびインバータ試験装置２の電力損失分のみを供給すればよい。
【００１８】
以上、本発明の一実施形態の動作を図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、被試験体インバータの負荷急変試験が不要な場合は、入力側のＰＷＭコンバータの代わりに単純な整流器により直流化してもよい。
また、各回路に使われる半導体はＩＧＢＴに限られたものではなく、他の形式のトランジスタやサイリスタ等であってもよい。
【００１９】
【発明の効果】
これまでに説明したように、この発明によれば、インバータ試験装置を静止形機器によって構成し、被試験体インバータの出力電力を直流電源部へ帰還するようにしたので、試験装置の構成がシンプルとなり、試験設置スペースが少なくて済み、静止形のため基本的には、メンテナンスフリーとなり、試験時に回転機の騒音がなく低騒音な試験設備が実現でき、被試験体インバータの出力を帰還用変換部から直流電源部に帰還するためエネルギーロスが少なく省エネルギーになるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態によるインバータ試験装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態の回路動作を説明するためのより詳細な説明図である。
【図３】従来の技術によるインバータ試験装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 被試験体インバータ
１１ コンデンサ
１２ インバータ
２ インバータ試験装置
３ 直流電源部
３１ リアクトル
３２ コンデンサ
３３ リアクトル
３４ ＰＷＭコンバータ
３５ コンデンサ
３６ チョッパ
３７ リアクトル
３８ コンデンサ
３９ リアクトル
４ 帰還用変換部
４１ リアクトル
４２ コンデンサ
４３ リアクトル
４４ 整流器
４７ チョッパ
４８ コンデンサ
５ 交流（ＡＣ）電源
５１ ＤＣ入力（直流電源）
５２ 抵抗
５３ リアクトル
５４ 電動機（Ｍ）
５５ 発電機（Ｇ）
５６ 電力回生部
５７ 交流電源（ＡＣ３φ電源）
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータの負荷試験を行うインバータ試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インバータの負荷試験を行う方法は図３に示す方法が行われてきた。
図３（ａ）は、被試験体インバータ１がＤＣ入力５１を電源として動作し、抵抗５２およびリアクトル５３を負荷として電力を消費させて負荷試験を行う方法である。
【０００３】
また、図３（ｂ）は、被試験体インバータの出力によって誘導電動機５４を駆動し、機械的に接続された発電機５５の出力を電力回生部５６によって電源と同期した交流に変換し、位相調整を行ってＡＣ３φ電源５７に電力を回生する。
ここで、発電機５５は誘導発電機または直流発電機が使用され、誘導発電機の場合はいったん直流に変換した後、交流に変換してＡＣ３φ電源５７と同期した交流に変換し、電圧と位相を制御してＡＣ３φ電源５７に電力を回生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の図３（ａ）による方法では、実際に負荷に電力を消費させて試験を行うので、大きな試験用電力を必要とし、消費される電力の熱処理も容易ではなく、負荷抵抗とリアクトルは出力調整のために調整用タップ付き、またはスライド式にする必要があるという問題点がある。
【０００５】
また、図３（ｂ）による方法では、電力は電源に回生されるので、消費電力は装置全体の損失分のみであるが、
・試験装置全体の構成が複雑で取り扱いが難しく、試験準備に多くの時間を要する、
・導電動機のような回転体の取り扱い、メンテナンスに不慣れな場合が多く試験時間が長くかかる、
・回転形なので、試験時に騒音が出て周囲に迷惑をかける、
・試験装置が複雑なため、被試験体の正確な効率を求めにくい、
等の問題点があり、その解決策が課題となっていた。
【０００６】
本発明はこのような背景の下になされたもので、回転形機器を使用せず、すべて静止形機器によって構成し、回転機の知識のないユーザでも取り扱いが容易となり、低騒音であり試験場所が限定されず、エネルギーロスを小さくすることができるインバータ試験装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、
第１の整流部とチョッパにより構成された第１の直流電圧変換部とからなり被試験体インバータに供給する直流電圧を任意の電圧に設定可能な直流電源部と、
第２の整流部とチョッパにより構成された第２の直流電圧変換部とからなり前記被試験体インバータの交流出力電力を整流化し直流電圧とし、チョッパにより帰還できる電圧として前記直流電源部に帰還する帰還用変換部とを具備し、
該帰還用変換部の出力点を前記第１の整流部と前記第１の直流電圧変換部との接続点に接続したことを特徴とするインバータ試験装置を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、
前記第１の整流部が、エネルギーの双方向授受が可能な正弦波ＰＷＭコンバータであることを特徴とする請求項１に記載のインバータ試験装置を提供する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、
前記第１の整流部が、単純な整流器であることを特徴とする請求項１に記載のインバータ試験装置を提供する。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、
前記直流電源部および前記帰還用変換部が、静止形機器によって構成されたことを特徴とする請求項２または３に記載のインバータ試験装置を提供する。
更に、請求項５に記載の発明は、
被試験体インバータに直流電源部の直流電源を供給し、前記被試験体インバータの機能試験を行うインバータ試験装置において、当該被試験体インバータの交流出力電力を直流電力に変換して前記直流電源部に帰還する帰還用変換部を備えたことを特徴とするインバータ試験装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図を参照しながら説明する。図１はこの発明の一実施形態によるインバータ試験装置の基本構成を示すブロック図である。
この図において、符号１は被試験体インバータであり、ＤＣ電力が入力されＡＣ電力を出力する。符号２はインバータ試験装置であり、交流電源５からのＡＣ入力をＤＣ電力に変換して前記被試験体インバータ１に供給する直流電源部３と、前記被試験体インバータ１が発生したＡＣ電力をＤＣ電力に変換して前記直流電源部３に帰還する帰還用変換部４とから構成される。
このような構成とすることにより、前記被試験体インバータ１は定格運転を行って定格電力を出力するが、前記交流電源５からは前記被試験体インバータ１および前記インバータ試験装置２の損失分の電力だけを供給すればよい。
【００１２】
図２は前記図１に示したこの発明の一実施形態の回路動作を説明するためのより詳細な説明図である。
この図において、被試験体インバータ１を構成するコンデンサ１１はエネルギー蓄積を目的とする大容量の電解コンデンサであり、インバータ１２が授受するピーク電流を吸収する機能を持つ。
このインバータ１２（実回路は不図示）は複数個のＩＧＢＴ（Ｉｓｏｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）等をスイッチング素子として使い、供給された直流電圧をＰＷＭ制御による逆変換を行って所定の周波数、電圧および相数の電圧に変換するインバータであり、ここでは３相（３φ）出力としている。
【００１３】
次にインバータ試験装置２を構成する直流電源部３および帰還用変換部４について説明する。
直流電源部３は、交流電力を入力し、被試験体インバータが必要とする電流容量と電圧を持った直流電力を発生する。
符号３４はＩＧＢＴ素子等を使ったＰＷＭコンバータ（実回路は不図示）であり、交流電源５の電力を直流電力に変換し、交流−直流間の双方向にエネルギーの授受が可能な正弦波コンバータである。リアクトル３１、コンデンサ３２およびリアクトル３３は前記正弦波コンバータが授受する電流のうち、高調波電流を吸収するためのフィルタである。
【００１４】
符号３６はＩＧＢＴ素子等によるチョッパ（実回路は不図示）であり、前記ＰＷＭコンバータ３４
によって得られた直流電圧ＶＤＣ１を、被試験体インバータ１が必要とする直流電圧ＶＤＣ２に変換する。
コンデンサ３５は大容量の直流電解コンデンサであり、前記ＰＷＭコンバータ３４と前記チョッパ３６間の過渡エネルギーの吸収を行い、リアクトル３７、コンデンサ３８およびリアクトル３９によって構成されるフィルタによって、前記チョッパ３６によって制御されたＤＣ電圧のリップルを除去し、ＤＣ出力ＶＤＣ２として前記被試験体インバータ１へ供給する。
【００１５】
この電圧ＶＤＣ２のＤＣ出力は、被試験体インバータ１に供給されてＡＣ電力に変換され、このＡＣ電力は前記インバータ試験装置４に入力される。
入力端に配設されたリアクトル４１、コンデンサ４２およびリアクトル３によるフィルタによって前記被試験体インバータ１のＰＷＭ出力電圧の高調波成分を除去して基本は成分を取り出す。
このフィルタは前記被試験体インバータ１に実装されて正弦波出力の装置とすることもある。
【００１６】
符号４４は整流器（実回路は不図示）であり、３φＡＣ電力を整流して直流化し、リアクトル４５とコンデンサ４６によるフィルタによってリップル電圧を除去した後、電圧ＶＤＣ３の直流電圧としてチョッパ４７（実回路は不図示）に供給される。
このチョッパ４７はＩＧＢＴ素子等によって構成され、入力された電圧ＶＤＣ３を、前記直流電源部３の直流電圧ＶＤＣ１に対して帰還電力として帰還できる電圧に変換する。
【００１７】
ここで用いられるチョッパ３６またはチョッパ４７は被試験体インバータの入力電圧または出力電圧の値によって、昇圧型のチョッパまたは降圧型のチョッパを適宜選択することができ、また交流電圧の段階で変圧器によって変圧して所望の電圧とすることもできる。
このような試験装置の構成によれば、交流（ＡＣ）入力５は被試験体インバータ１およびインバータ試験装置２の電力損失分のみを供給すればよい。
【００１８】
以上、本発明の一実施形態の動作を図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、被試験体インバータの負荷急変試験が不要な場合は、入力側のＰＷＭコンバータの代わりに単純な整流器により直流化してもよい。
また、各回路に使われる半導体はＩＧＢＴに限られたものではなく、他の形式のトランジスタやサイリスタ等であってもよい。
【００１９】
【発明の効果】
これまでに説明したように、この発明によれば、インバータ試験装置を静止形機器によって構成し、被試験体インバータの出力電力を直流電源部へ帰還するようにしたので、試験装置の構成がシンプルとなり、試験設置スペースが少なくて済み、静止形のため基本的には、メンテナンスフリーとなり、試験時に回転機の騒音がなく低騒音な試験設備が実現でき、被試験体インバータの出力を帰還用変換部から直流電源部に帰還するためエネルギーロスが少なく省エネルギーになるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態によるインバータ試験装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態の回路動作を説明するためのより詳細な説明図である。
【図３】従来の技術によるインバータ試験装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 被試験体インバータ
１１ コンデンサ
１２ インバータ
２ インバータ試験装置
３ 直流電源部
３１ リアクトル
３２ コンデンサ
３３ リアクトル
３４ ＰＷＭコンバータ
３５ コンデンサ
３６ チョッパ
３７ リアクトル
３８ コンデンサ
３９ リアクトル
４ 帰還用変換部
４１ リアクトル
４２ コンデンサ
４３ リアクトル
４４ 整流器
４７ チョッパ
４８ コンデンサ
５ 交流（ＡＣ）電源
５１ ＤＣ入力（直流電源）
５２ 抵抗
５３ リアクトル
５４ 電動機（Ｍ）
５５ 発電機（Ｇ）
５６ 電力回生部
５７ 交流電源（ＡＣ３φ電源）
Claims (5)
- 第１の整流部とチョッパにより構成された第１の直流電圧変換部とからなり被試験体インバータに供給する直流電圧を任意の電圧に設定可能な直流電源部と、
第２の整流部とチョッパにより構成された第２の直流電圧変換部とからなり前記被試験体インバータの交流出力電力を整流化し直流電圧とし、チョッパにより帰還できる電圧として前記直流電源部に帰還する帰還用変換部とを具備し、
該帰還用変換部の出力点を前記第１の整流部と前記第１の直流電圧変換部との接続点に接続したことを特徴とするインバータ試験装置。 - 前記第１の整流部は、
エネルギーの双方向授受が可能な正弦波ＰＷＭコンバータであることを特徴とする請求項１に記載のインバータ試験装置。 - 前記第１の整流部は、
単純な整流器であることを特徴とする請求項１に記載のインバータ試験装置。 - 前記直流電源部および前記帰還用変換部は、
静止形機器によって構成されたことを特徴とする請求項２または３に記載のインバータ試験装置。 - 被試験体インバータに直流電源部の直流電源を供給し、前記被試験体インバータの機能試験を行うインバータ試験装置において、当該被試験体インバータの交流出力電力を直流電力に変換して前記直流電源部に帰還する帰還用変換部を備えたことを特徴とするインバータ試験装置。
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| JP10672798A JP3613972B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | インバータ試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP10672798A JP3613972B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | インバータ試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH11299263A JPH11299263A (ja) | 1999-10-29 |
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ID=14440980
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| US8604822B2 (en) * | 2010-11-30 | 2013-12-10 | General Electric Company | Methods and apparatus for testing electric power devices |
| CN102331529B (zh) * | 2011-05-30 | 2014-04-02 | 深圳市航嘉驰源电气股份有限公司 | 开关电源反馈环路的稳定性测试方法及系统 |
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| JP6821685B2 (ja) | 2016-08-24 | 2021-01-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Ｐｗｍコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置 |
| CN106597283A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-04-26 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 大功率变频电传动设备测试系统 |
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1998
- 1998-04-16 JP JP10672798A patent/JP3613972B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH11299263A (ja) | 1999-10-29 |
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