JP4331566B2 - Inverter device - Google Patents

Inverter device Download PDF

Info

Publication number
JP4331566B2
JP4331566B2 JP2003360276A JP2003360276A JP4331566B2 JP 4331566 B2 JP4331566 B2 JP 4331566B2 JP 2003360276 A JP2003360276 A JP 2003360276A JP 2003360276 A JP2003360276 A JP 2003360276A JP 4331566 B2 JP4331566 B2 JP 4331566B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zero
phase
current transformer
inverter
phase current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2003360276A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005130541A (en
Inventor
功治 尾畑
東村　　豊
慶滋 福士
良三 武内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2003360276A priority Critical patent/JP4331566B2/en
Publication of JP2005130541A publication Critical patent/JP2005130541A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4331566B2 publication Critical patent/JP4331566B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

本発明は、商用交流電力を受電し、中間直流回路を介して可変電圧・可変周波数の交流電力に変換するインバータ装置の改良に関する。   The present invention relates to an improvement in an inverter device that receives commercial AC power and converts it into AC power of variable voltage and variable frequency via an intermediate DC circuit.

近年、エネルギーの高効率利用、省エネの観点から、産業機器用モータの駆動電源にはインバータによる可変電圧・可変周波数制御（以下、可変速電源と略称）が使用されている。また、半導体プロセス技術、インバータ実装技術、モータドライブ制御技術の進歩とともに、今後もより優れたインバータが出現し、多くの機器に使用されると考えられる。とりわけ、近年のパワー半導体素子の高耐圧、大電流容量化、高速化は著しく、産業機器へのインバータ可変速電源の大きな普及要因になっている。   In recent years, variable voltage / variable frequency control (hereinafter, abbreviated as a variable speed power supply) using an inverter has been used as a drive power supply for industrial equipment motors from the viewpoint of highly efficient use of energy and energy saving. In addition, with the progress of semiconductor process technology, inverter mounting technology, and motor drive control technology, better inverters will appear and will be used in many devices. In particular, the high withstand voltage, large current capacity, and high speed of power semiconductor elements in recent years are remarkable, and have become a major factor in widespread use of inverter variable speed power supplies for industrial equipment.

例えば、従来のパワー半導体素子を使用したインバータでは、受電電圧を一旦入力トランスで降圧し、低圧インバータで可変速電源とし、これを再度、出力トランスで昇圧し、モータを駆動していた。しかしながら、パワー半導体、とりわけ制御性や高速応答性に優れたＩＧＢＴ素子が高耐圧、大電流容量化されると、系統電圧を直接受電、出力電圧を制御できるインバータが可能となり、トランスレス化、小型、低損失化が可能となった。この結果、従来、設置スペースの問題からインバータ可変速電源の設置が難しかった既設モータにもインバータ可変速電源を導入し、産業機器の省エネルギー運転ができるようになった。   For example, in an inverter using a conventional power semiconductor element, the received voltage is once stepped down by an input transformer, and a variable speed power source is formed by a low voltage inverter, and this is stepped up again by an output transformer to drive the motor. However, if power semiconductors, especially IGBT elements with excellent controllability and high-speed response, have a high withstand voltage and a large current capacity, an inverter that can directly receive the system voltage and control the output voltage becomes possible. This makes it possible to reduce the loss. As a result, the inverter variable speed power supply was also introduced into the existing motor, which had previously been difficult to install the inverter variable speed power supply due to the problem of installation space, and energy-saving operation of industrial equipment has become possible.

しかしながら、トランスレスインバータでは、従来のインバータと異なり、系統電圧を直接受電し、絶縁することなくモータに電力を供給する。このため、モータ（負荷）と系統に接続された他の負荷機器とのバランスや、系統電圧変動の影響でインバータの出力電圧波形が大きく変動する可能性がある。とりわけインバータ出力電圧がモータを正弦波駆動した場合に比べ高くなる場合には、モータの絶縁寿命がインバータ導入前に比べ短くなる恐れがあり、対策が必要である。   However, unlike a conventional inverter, a transformerless inverter directly receives a system voltage and supplies power to a motor without insulation. For this reason, there is a possibility that the output voltage waveform of the inverter largely fluctuates due to the balance between the motor (load) and other load devices connected to the system and the influence of the system voltage fluctuation. In particular, when the inverter output voltage is higher than when the motor is driven by a sine wave, the insulation life of the motor may be shorter than before the inverter is introduced, and countermeasures are required.

従来、このような問題には、例えば、非特許文献１のように、インバータの中間直流回路のフィルタコンデンサの中間接続点を接地することで、インバータの対地電圧のピークを一定にする対策があった。また、特許文献１等にも、インバータの中間直流回路のフィルタコンデンサの中間接続点を接地することが開示されている。   Conventionally, for example, as described in Non-Patent Document 1, there is a measure to make the peak of the ground voltage of the inverter constant by grounding the intermediate connection point of the filter capacitor of the intermediate DC circuit of the inverter. It was. Patent Document 1 and the like also disclose that an intermediate connection point of a filter capacitor of an intermediate DC circuit of an inverter is grounded.

一方、特許文献２には、大きな浮遊容量を持つ太陽電池などの直流電力をインバータで可変速電源とし、トランス無しで負荷に給電する形態のトランスレスインバータ電源と、その漏電遮断器の誤動作対策が開示されている。   On the other hand, Patent Document 2 describes a transformerless inverter power supply in which DC power, such as a solar cell having a large stray capacitance, is used as a variable speed power supply by an inverter and power is supplied to a load without a transformer, and countermeasures against malfunction of the earth leakage breaker. It is disclosed.

電気学会技術報告第７３９号（Ｐ.１７〜１８）IEEJ Technical Report No. 739 (P.17-18)

特開平３−１０７３７３号公報（図１、図３、図８）Japanese Patent Laid-Open No. 3-107373 (FIGS. 1, 3, and 8) 特開２００２−１６５４６１号公報（全体）JP 2002-165461 A (Overall)

本発明は、商用交流系統に挿入された零相変流器と、インバータを構成する入力側のコンバータとの間にトランスを持たない形態のトランスレスインバータを対象としている。このようなトランスレスインバータでは、従来のインバータと異なり、系統とインバータがトランスで絶縁されていないため、非特許文献１や特許文献１のように、インバータの直流中間回路のフィルタコンデンサの中間接続点を単純に接地することはできない。接地した場合、系統側から零相電流が流れ、零相変流器を用いた系統保護装置を誤作動させる恐れがある。このため、トランスレスインバータでは、非特許文献１や特許文献１のような手法で対地電圧の変動を抑制することができず、新たに出力フィルタを設置し過電圧を抑制するか、あるいはモータの対地絶縁を強化するなどの対策を施す必要がある。この結果、トランスレスインバータの小型、省スペース、低損失化のメリットが十分活かせない。   The present invention is directed to a transformerless inverter having no transformer between a zero-phase current transformer inserted in a commercial AC system and an input-side converter constituting the inverter. In such a transformer-less inverter, unlike the conventional inverter, the system and the inverter are not insulated by the transformer. Therefore, as in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1, the intermediate connection point of the filter capacitor of the DC intermediate circuit of the inverter Cannot simply be grounded. When grounded, zero-phase current flows from the system side, which may cause malfunction of the system protection device using the zero-phase current transformer. For this reason, in a transformerless inverter, fluctuations in ground voltage cannot be suppressed by a technique such as Non-Patent Document 1 or Patent Document 1, and an output filter is newly installed to suppress overvoltage, or the ground of a motor It is necessary to take measures such as strengthening insulation. As a result, the advantages of transformer-less inverters such as small size, space saving, and low loss cannot be fully utilized.

そこで本発明の目的は、商用系統から受電するトランスレスインバータにおいても、対地電圧の変動を抑制し、かつ、系統保護装置の誤作動を防止できるインバータ装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an inverter device that can suppress fluctuations in ground voltage and prevent malfunction of a system protection device even in a transformerless inverter that receives power from a commercial system.

本発明はその一面において、受電端の零相変流器とインバータの交流受電側のコンバータとの間にトランスを持たないトランスレスインバータにおいて、直流中間回路のフイルタコンデンサの中間接続点を接地する接地線を設け、この接地線に流れる電流に基いて前記零相変流器を逆方向に励磁することを特徴とする。   In one aspect of the present invention, in a transformer-less inverter having no transformer between the zero-phase current transformer at the power receiving end and the converter on the AC power receiving side of the inverter, grounding for grounding the intermediate connection point of the filter capacitor of the DC intermediate circuit A wire is provided, and the zero-phase current transformer is excited in the reverse direction based on the current flowing through the ground wire.

本発明は他の一面において、インバータ直流中間回路のフイルタコンデンサの中間接続点を接地する接地線を備えたインバータ装置において、インバータの交流受電側のコンバータに流入する３相交流系統のトランスよりも前記コンバータ側に零相変流器を挿入し、前記接地線に流れる電流に基いて、前記零相変流器を逆方向に励磁することを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, in an inverter device including a ground wire that grounds an intermediate connection point of a filter capacitor of an inverter DC intermediate circuit, the transformer is more than the transformer of a three-phase AC system flowing into a converter on the AC power receiving side of the inverter. A zero-phase current transformer is inserted on the converter side, and the zero-phase current transformer is excited in the reverse direction based on the current flowing in the ground line.

さらに本発明は他の一面において、フイルタコンデンサの中間接続点を接地する接地線を備えたインバータ装置において、コンバータに流入する３相交流系統のトランスよりも前記コンバータ側に零相変流器を挿入し、前記接地線に流れる電流のうち、予定の周波数域の成分を抽出し、前記零相変流器を逆方向に励磁することを特徴とする。   Furthermore, in another aspect of the present invention, a zero-phase current transformer is inserted on the converter side of a transformer of a three-phase AC system flowing into the converter in an inverter device having a ground line for grounding an intermediate connection point of the filter capacitor. Then, a component in a predetermined frequency region is extracted from the current flowing through the ground line, and the zero-phase current transformer is excited in the reverse direction.

ここで、望ましい実施態様においては、商用電源電圧の３次調波の周波数域の成分を抽出し、この抽出成分によって前記零相変流器を逆方向に励磁する。   Here, in a preferred embodiment, a frequency component of the third harmonic of the commercial power supply voltage is extracted, and the zero-phase current transformer is excited in the reverse direction by this extracted component.

本発明によれば、コンバータの入力系統側にトランスを介さず零相変流器を挿入したトランスレスインバータにおいても、対地電圧の変動を抑制し、かつ、系統保護装置の誤作動を防止したインバータ装置を提供することができる。   According to the present invention, even in a transformer-less inverter in which a zero-phase current transformer is inserted on the input system side of the converter without a transformer, fluctuations in ground voltage are suppressed and malfunction of the system protection device is prevented. An apparatus can be provided.

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の第１の実施例によるインバータ装置の全体構成図である。このトランスレスインバータシステムは、大きく分けて商用交流電源系統１と、系統保護装置２、トランスレスインバータ３、及びモータ（負荷）４から構成されている。ここで、系統保護装置２は、系統が地絡した際に流れる零相電流を検出する零相変流器５と、この零相変流器５の信号を検出し、真空遮断機などの遮断装置（図示せず）を動作させる保護回路６を備えている。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of an inverter device according to a first embodiment of the present invention. This transformerless inverter system is roughly composed of a commercial AC power supply system 1, a system protection device 2, a transformerless inverter 3, and a motor (load) 4. Here, the system protection device 2 detects a zero-phase current transformer 5 that detects a zero-phase current that flows when the system is grounded, and detects a signal from the zero-phase current transformer 5 to shut off a vacuum circuit breaker or the like. A protection circuit 6 for operating a device (not shown) is provided.

一方、トランスレスインバータ３は、通常のインバータとは、次の構成の違いを持つ。まず、通常のインバータと同様に、系統の３相交流を直流に変換するコンバータ７と、直流中間回路に挿入されたフィルタコンデンサ８と、直流をスイッチングし交流に変換するＰＷＭインバータ９を備える。このほか、系統１には、上記コンバータ７との間にトランスを介することなく、零相変流器５が挿入され、この結果、いわゆるトランスレスインバータ３を構成するのである。フィルタコンデンサ８の中間接続点１０は接地線１１で接地されている。   On the other hand, the transformerless inverter 3 has the following difference from the normal inverter. First, similarly to a normal inverter, a converter 7 for converting a three-phase alternating current of a system into a direct current, a filter capacitor 8 inserted in a direct current intermediate circuit, and a PWM inverter 9 for switching the direct current into an alternating current are provided. In addition, a zero-phase current transformer 5 is inserted into the system 1 without a transformer between the converter 7 and, as a result, a so-called transformer-less inverter 3 is formed. An intermediate connection point 10 of the filter capacitor 8 is grounded by a ground line 11.

ここで、フィルタコンデンサ８の中間接続点１０を接地した場合を考える。まず、単に接地線１１で接地した場合に、系統から流れる電流を図中に太線矢印で示した。トランスレスインバータ３では、フィルタコンデンサ８の中間接続点１０を接地すると、この接地線１１に系統から太線矢印で示したように零相電流が流れ込む。これは、コンバータ７によって３相全波整流されて得られた直流中間回路の電圧には、系統１の電圧の３次調波成分が含まれており、接地されることによって、不平衡電流成分すなわち零相電流として太線矢印のように流れることとなる。このままでは、この零相電流は零相変流器５で検出されてしまい、系統保護装置２内の保護回路６を動作させてしまう惧れが生ずる。   Here, consider a case where the intermediate connection point 10 of the filter capacitor 8 is grounded. First, the current flowing from the system when simply grounded by the ground wire 11 is indicated by a thick arrow in the figure. In the transformerless inverter 3, when the intermediate connection point 10 of the filter capacitor 8 is grounded, a zero-phase current flows into the ground line 11 from the system as indicated by a thick arrow. This is because the DC intermediate circuit voltage obtained by three-phase full-wave rectification by the converter 7 includes a third-order harmonic component of the voltage of the system 1 and is grounded to provide an unbalanced current component. That is, a zero-phase current flows as shown by a thick arrow. In this state, the zero-phase current is detected by the zero-phase current transformer 5 and the protection circuit 6 in the system protection device 2 may be operated.

しかしながら、本実施例では、フィルタコンデンサ８の中間接続点１０の接地線１１は、変流器１２のコアを貫通させている。この変流器１２の出力は、バンドパスフィルタ１３を介して零相変流器５を系統１とは逆方向に励磁するように、そのコアに貫通線１４を貫通させている。したがって、零相電流を変流器１２で検出し、バンドパスフィルタ１３で、系統電圧の３次調波の周波数成分を抽出し、これを零相変流器５に、系統１とは逆方向に貫通させる。これにより、系統１を流れる零相電流が作り出す磁界をキャンセルすることができる。このため、フィルタコンデンサ８の中間接続点１０を接地しても、零相変流器５が零相電流を誤検出し、系統保護装置２の保護回路６が誤作動するということは無くなる。   However, in the present embodiment, the ground line 11 at the intermediate connection point 10 of the filter capacitor 8 passes through the core of the current transformer 12. The output of this current transformer 12 has a through-wire 14 penetrated through its core so as to excite the zero-phase current transformer 5 in a direction opposite to that of the system 1 via a bandpass filter 13. Therefore, the zero-phase current is detected by the current transformer 12, the frequency component of the third harmonic of the system voltage is extracted by the band pass filter 13, and this is sent to the zero-phase current transformer 5 in the direction opposite to that of the system 1. To penetrate. Thereby, the magnetic field produced by the zero-phase current flowing through the system 1 can be canceled. For this reason, even if the intermediate connection point 10 of the filter capacitor 8 is grounded, the zero-phase current transformer 5 will not erroneously detect the zero-phase current and the protection circuit 6 of the system protection device 2 will not malfunction.

特に、本実施例では、変流器１２の出力はバンドパスフィルタ１３を通すことによって、系統電圧の３次調波の周波数成分のみを抽出している。   In particular, in this embodiment, the output of the current transformer 12 is passed through the band-pass filter 13 to extract only the third-order harmonic frequency component of the system voltage.

図２は、本発明の第１の実施例に用いるバンドパスフィルタ１３の特性図である。商用３相交流系統の周波数をｆ０とするとき、図示するように、その３次調波周波数３ｆ０域でインピーダンスＺが小さいバンドパスフィルタである。したがって、その他の、系統電圧の周波数ｆ０域、インバータキャリア周波数域、及びパルス立上がりの周波数帯域などでは、高いインピーダンスを持っている。このため、フィルタコンデンサ８と図示しないケーブル及びモータ負荷４、大地を結ぶ閉回路を流れる高周波電流を除去し、系統１からコンバータ７、フィルタコンデンサ８、その中間接続点１０を介し大地に流れる電流のみを検出することができる。 FIG. 2 is a characteristic diagram of the bandpass filter 13 used in the first embodiment of the present invention. When the frequency of the commercial three-phase AC system is f 0 , as shown in the figure, the band-pass filter has a small impedance Z in the third harmonic frequency 3f 0 region. Therefore, other impedances such as the system voltage frequency f 0 region, the inverter carrier frequency region, and the pulse rising frequency region have high impedance. For this reason, the high frequency current flowing through the closed circuit connecting the filter capacitor 8, the cable (not shown), the motor load 4, and the ground is removed, and only the current flowing from the system 1 to the ground through the converter 7, the filter capacitor 8, and the intermediate connection point 10 is. Can be detected.

このようにして、コンバータ７の交流系統１側に、トランスを介することなく零相変流器５を挿入したトランスレスインバータにおいて、対地電圧の変動を抑制し、かつ、系統保護装置２の誤作動を防止したインバータ装置を提供することができる。   In this way, in the transformer-less inverter in which the zero-phase current transformer 5 is inserted on the AC system 1 side of the converter 7 without a transformer, fluctuations in the ground voltage are suppressed, and the system protection device 2 malfunctions. It is possible to provide an inverter device that prevents this.

図３は、本発明の第２の実施例によるインバータ装置の全体構成図である。図３において、図１の実施例と同一要素には同一符号を付け、重複説明は避ける。この実施例では、コンバータ７とフィルタコンデンサ８を結ぶ接続線を変流器１５に貫通させており、この変流器１５は、零相変流器５に系統１と逆方向に貫通する貫通線１４に出力している。１６は補助接地線であり、両変流器５，１５が電位的に浮いていても問題なければ、必ずしも必要ではない。   FIG. 3 is an overall configuration diagram of an inverter device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same elements as those in the embodiment of FIG. In this embodiment, a connecting line connecting the converter 7 and the filter capacitor 8 is passed through the current transformer 15, and the current transformer 15 passes through the zero-phase current transformer 5 in the direction opposite to the system 1. 14 is output. Reference numeral 16 denotes an auxiliary ground line, which is not always necessary if both current transformers 5 and 15 are floating in potential.

本実施例では、コンバータ７とフィルタコンデンサ８を結ぶ接続線を変流器１５に貫通させている。これにより、不平衡電流すなわち正負の差電流によって系統１の零相電流を検出し、これを系統保護装置２の零相変流器５に系統と逆方向に貫通させることで、系統１を流れる零相電流が作り出す磁界をキャンセルすることができる。このため、フィルタコンデンサ８の中間接続点１０を接地しても、零相変流器５が３次調波成分による零相電流を検出して誤作動することが無い。   In this embodiment, a connection line connecting the converter 7 and the filter capacitor 8 is passed through the current transformer 15. Thus, the zero-phase current of the system 1 is detected by an unbalanced current, that is, a positive / negative difference current, and the zero-phase current transformer 5 of the system protection device 2 is passed through the system 1 in the direction opposite to the system, thereby flowing through the system 1. The magnetic field generated by the zero phase current can be canceled. For this reason, even if the intermediate connection point 10 of the filter capacitor 8 is grounded, the zero-phase current transformer 5 does not malfunction by detecting the zero-phase current due to the third-order harmonic component.

このように、本実施例により、対地電圧の変動を抑制し、かつ、系統保護装置の誤作動を防止したトランスレスインバータを提供することができる。   Thus, according to the present embodiment, it is possible to provide a transformerless inverter that suppresses fluctuations in ground voltage and prevents malfunction of the system protection device.

図４は、本発明の第３の実施例によるインバータ装置の全体構成図である。この実施例においても、図１や図３の実施例と同一要素には同一符号を付け、重複説明は避ける。この実施例が図３と異なるところは、変流器１５の出力と、零相変流器５の出力を互いに打消し合う方向に直列に突き合わせるように接続している。   FIG. 4 is an overall configuration diagram of an inverter device according to a third embodiment of the present invention. Also in this embodiment, the same elements as those in the embodiment of FIG. 1 and FIG. This embodiment is different from FIG. 3 in that the output of the current transformer 15 and the output of the zero-phase current transformer 5 are connected in series so as to cancel each other.

本実施例によっても、対地電圧の変動を抑制し、かつ、系統保護装置の誤作動を防止したトランスレスインバータを提供することができる。   Also according to this embodiment, it is possible to provide a transformerless inverter that suppresses fluctuations in ground voltage and prevents malfunction of the system protection device.

図５は、本発明の第４の実施例によるインバータ装置の全体構成図である。この実施例においても、図３と同一要素には同一符号を付け、重複説明は避ける。この実施例が図３と異なるところは、コンバータ７とフィルタコンデンサ８を結ぶ直流中間回路の正負の差電流を検出するために、リアクトル１７を備えていることである。このリアクトル１７は、コンバータ７からフィルタコンデンサ８に向う正極側コイル１８と、その逆方向の負極側コイル１９、並びに出力コイル２０を備えている。この出力コイル２０に現れる正負の差電流すなわち零相電流を、図３と同様に零相変流器５に系統１と逆方法に貫通する貫通線１４に出力している。   FIG. 5 is an overall configuration diagram of an inverter device according to a fourth embodiment of the present invention. Also in this embodiment, the same elements as those in FIG. This embodiment differs from FIG. 3 in that a reactor 17 is provided to detect a positive / negative differential current of a DC intermediate circuit connecting the converter 7 and the filter capacitor 8. The reactor 17 includes a positive side coil 18 from the converter 7 toward the filter capacitor 8, a negative side coil 19 in the opposite direction, and an output coil 20. The positive / negative differential current, that is, the zero-phase current appearing in the output coil 20 is output to the through-wire 14 penetrating the zero-phase current transformer 5 in the reverse manner to the system 1 in the same manner as in FIG.

本実施例では、コンバータ７とフィルタコンデンサ８の正極側及び負極側を結ぶ接続線をリアクトル１７に、それぞれコイル１８と１９として巻いている。これらのコイル１８と１９は、不平衡電流による磁界を強め合う方向である。このため、コンバータ７とフィルタコンデンサ８を結ぶ両極の接続線に大地に流れる零相電流が流れた場合には、出力コイル２０でこれを検出し、零相変流器５を系統１とは逆方向に励磁し、系統１を流れる零相電流が作り出す磁界をキャンセルする。   In this embodiment, a connecting line connecting the positive side and the negative side of the converter 7 and the filter capacitor 8 is wound around the reactor 17 as coils 18 and 19, respectively. These coils 18 and 19 are in the direction of strengthening the magnetic field due to the unbalanced current. For this reason, when a zero-phase current flowing in the ground flows through the connecting line between the two poles connecting the converter 7 and the filter capacitor 8, this is detected by the output coil 20, and the zero-phase current transformer 5 is reversed from the system 1. The magnetic field generated by the zero-phase current flowing through the system 1 is canceled.

したがって、前述実施例と同様に、対地電圧の変動を抑制し、かつ、系統保護装置の誤作動を防止したトランスレスインバータを提供することができる。   Therefore, similarly to the previous embodiment, it is possible to provide a transformerless inverter that suppresses fluctuations in the ground voltage and prevents malfunction of the system protection device.

この実施例では、リアクトル１７の出力コイル２０の出力を、零相変流器５に系統１と逆方向に貫通させた。しかしながら、図４の実施例と同様に、この出力を零相変流器５の出力と打消し合う方向に直列に接続しても同様の効果が得られる。   In this embodiment, the output of the output coil 20 of the reactor 17 is passed through the zero-phase current transformer 5 in the direction opposite to the system 1. However, similar to the embodiment of FIG. 4, the same effect can be obtained by connecting this output in series in a direction that cancels the output of the zero-phase current transformer 5.

以上の実施例を要約すると次の通りである。まず、受電した交流を直流に変換するコンバータ７と、このコンバータの直流側に接続されたフイルタコンデンサ８と、このフイルタコンデンサの直流を可変電圧・可変周波数の３相交流に変換するインバータ９を備えている。そして、このインバータから３相交流を供給される負荷（モータ）４と、前記コンバータ７に流入する交流系統１に前記コンバータ７との間にトランスを介することなく接続された零相変流器５を備えたトランスレスインバータを対象としている。ここで、フイルタコンデンサ８の中間接続点１０を接地する接地線１１と、この接地線１１に流れる電流又はこの電流相当値に基いて零相変流器５を交流系統１とは逆方向に励磁する励磁手段（１２〜１４、１５、又は１７）を備えている。   The above embodiment is summarized as follows. First, a converter 7 for converting received AC to DC, a filter capacitor 8 connected to the DC side of the converter, and an inverter 9 for converting the DC of the filter capacitor to a three-phase AC of variable voltage and variable frequency are provided. ing. A zero-phase current transformer 5 connected between the load (motor) 4 supplied with the three-phase alternating current from the inverter and the alternating current system 1 flowing into the converter 7 without a transformer. It is intended for transformerless inverters equipped with Here, a ground line 11 for grounding the intermediate connection point 10 of the filter capacitor 8 and a zero-phase current transformer 5 are excited in a direction opposite to that of the AC system 1 based on a current flowing through the ground line 11 or a value corresponding to the current. Excitation means (12-14, 15, or 17) is provided.

これらの実施例によれば、インバータ内あるいはインバータから大地に流れる零相電流を検出し、これを系統保護装置の零相変流器の信号と相殺させることによって、系統保護装置の誤作動を防止できる。このため、コンバータの入力系統側にトランスを介さず零相変流器を挿入したトランスレスインバータにおいても、対地電圧の変動を抑制し、かつ、系統保護装置の誤作動を防止したインバータ装置を提供することができる。   According to these embodiments, the malfunction of the system protection device is prevented by detecting the zero-phase current flowing in the inverter or from the inverter to the ground and canceling this with the signal of the zero-phase current transformer of the system protection device. it can. For this reason, even in a transformerless inverter in which a zero-phase current transformer is inserted on the input system side of the converter without using a transformer, an inverter device is provided that suppresses fluctuations in ground voltage and prevents malfunction of the system protection device. can do.

本発明の第１の実施例によるインバータ装置の全体構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The whole block diagram of the inverter apparatus by the 1st Example of this invention. 本発明の第１の実施例に用いるバンドパスフィルタの特性図。The characteristic view of the band pass filter used for the 1st example of the present invention. 本発明の第２の実施例によるインバータ装置の全体構成図。The whole block diagram of the inverter apparatus by the 2nd Example of this invention. 本発明の第３の実施例によるインバータ装置の全体構成図。The whole block diagram of the inverter apparatus by the 3rd Example of this invention. 本発明の第４の実施例によるインバータ装置の全体構成図。The whole block diagram of the inverter apparatus by the 4th Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…系統、２…系統保護装置、３…トランスレスインバータ、４…モータ（負荷）、５…零相変流器、６…系統保護回路、７…コンバータ、８…フィルタコンデンサ、９…インバータ、１０…フィルタコンデンサの中間接続点、１１…接地線、１２…変流器、１３…バンドパスフィルタ、１４…貫通線、１５…変流器、１６…補助接地線、１７…リアクトル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... System | strain, 2 ... System protection apparatus, 3 ... Transformerless inverter, 4 ... Motor (load), 5 ... Zero phase current transformer, 6 ... System protection circuit, 7 ... Converter, 8 ... Filter capacitor, 9 ... Inverter, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Intermediate connection point of filter capacitor, 11 ... Ground wire, 12 ... Current transformer, 13 ... Band pass filter, 14 ... Through-wire, 15 ... Current transformer, 16 ... Auxiliary ground wire, 17 ... Reactor

Claims (7)

受電した交流を直流に変換するコンバータと、このコンバータの直流側に接続され、中間接続点を有するフイルタコンデンサと、このフイルタコンデンサの直流を可変電圧・可変周波数の３相交流に変換するインバータと、このインバータから前記３相交流を供給される負荷と、前記フイルタコンデンサの中間接続点を接地する接地線とを備えたインバータ装置において、前記コンバータに流入する交流系統に前記コンバータとの間にトランスを介することなく接続された零相変流器と、前記フイルタコンデンサの中間接続点から前記接地線に流れる電流のうち、前記交流系統の電圧の３次調波電流又はこの電流相当値に基いて、前記零相変流器を前記３相交流系統とは逆方向に励磁する手段を備えたことを特徴とするインバータ装置。 A converter for converting received AC to DC, a filter capacitor connected to the DC side of the converter and having an intermediate connection point, an inverter for converting the DC of the filter capacitor to a three-phase AC of variable voltage and variable frequency, In an inverter device comprising a load supplied with the three-phase alternating current from the inverter and a ground line for grounding an intermediate connection point of the filter capacitor, a transformer is connected between the converter and the alternating current system flowing into the converter. Based on the third harmonic current of the voltage of the AC system or the current equivalent value among the currents flowing from the intermediate connection point of the zero-phase current transformer and the filter capacitor to the ground line without being connected, An inverter device comprising means for exciting the zero-phase current transformer in a direction opposite to that of the three-phase AC system . 請求項１において、前記交流系統は３相交流系統であり、前記零相変流器を逆方向に励磁する手段は、前記３相交流系統の電圧の３次調波周波数に対してインピーダンスが小さいバンドパスフィルタを備えたことを特徴とするインバータ装置。 2. The AC system according to claim 1, wherein the AC system is a three-phase AC system, and the means for exciting the zero-phase current transformer in the reverse direction has a small impedance with respect to the third harmonic frequency of the voltage of the three-phase AC system. An inverter device comprising a bandpass filter . 請求項１または２において、前記交流系統は３相交流系統であり、前記零相変流器を逆方向に励磁する手段は、前記３相交流系統の電圧の３次調波周波数に対してインピーダンスが小さく、かつ、前記３相交流系統の電圧の周波数、インバータキャリア周波数、及びパルス立上がり時間の周波数帯域ではインピーダンスが高いバンドパスフィルタを備えたことを特徴とするインバータ装置。 3. The AC system according to claim 1, wherein the AC system is a three-phase AC system, and the means for exciting the zero-phase current transformer in the reverse direction has an impedance with respect to a third harmonic frequency of the voltage of the three-phase AC system. An inverter device comprising a band-pass filter having a small impedance and a high impedance in a frequency band of the voltage of the three-phase AC system, an inverter carrier frequency, and a pulse rise time . 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記零相変流器を逆方向に励磁する手段は、前記接地線に流れる電流を検出する変流器と、この変流器の出力線を貫通させた前記零相変流器のコアを備えたことを特徴とするインバータ装置。 The means for exciting the zero-phase current transformer in the reverse direction according to any one of claims 1 to 3, wherein a current transformer for detecting a current flowing through the ground line and an output line of the current transformer are passed through. An inverter device comprising a core of the zero-phase current transformer . 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記零相変流器を逆方向に励磁する手段は、前記コンバータから前記フイルタコンデンサに至る直流線路における正負の電流差を検出する手段を備えたことを特徴とするインバータ装置。 The means for exciting the zero-phase current transformer in the reverse direction according to any one of claims 1 to 3, further comprising means for detecting a positive / negative current difference in a DC line from the converter to the filter capacitor. Inverter device . 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記零相変流器を逆方向に励磁する手段は、前記フイルタコンデンサの中間接続点を接地する接地線を流れる電流又はこの電流相当値を検出する変流器と、この変流器の出力と突き合わせられた出力線をもつ前記零相変流器を備えたことを特徴とするインバータ装置。 4. The current transformer according to claim 1, wherein the means for exciting the zero-phase current transformer in the reverse direction detects a current flowing through a ground line that grounds an intermediate connection point of the filter capacitor or a value corresponding to the current. And an inverter device having the zero-phase current transformer having an output line matched with the output of the current transformer . 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記零相変流器を逆方向に励磁する手段は、前記コンバータから前記フイルタコンデンサに至る正負の直流線路をそれぞれ巻付けたコイルと、出力コイルをもつリアクトルを備えたことを特徴とするインバータ装置。 The means for exciting the zero-phase current transformer in a reverse direction according to any one of claims 1 to 3, comprising: a coil having positive and negative DC lines wound from the converter to the filter capacitor; and a reactor having an output coil. An inverter device comprising:
JP2003360276A 2003-10-21 2003-10-21 Inverter device Expired - Lifetime JP4331566B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003360276A JP4331566B2 (en) 2003-10-21 2003-10-21 Inverter device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003360276A JP4331566B2 (en) 2003-10-21 2003-10-21 Inverter device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005130541A JP2005130541A (en) 2005-05-19
JP4331566B2 true JP4331566B2 (en) 2009-09-16

Family

ID=34640629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003360276A Expired - Lifetime JP4331566B2 (en) 2003-10-21 2003-10-21 Inverter device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4331566B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009171841A (en) * 2009-03-16 2009-07-30 Hitachi Ltd Electric motor system
CN103842278B (en) * 2011-10-04 2016-01-20 三菱电机株式会社 Elevator control gear
DE102012219542A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-25 Siemens Aktiengesellschaft Protective conductor monitoring device, has detector producing variable depending test current, and evaluation device evaluating variable produced by detector, where reference potential generator comprises capacitor and diode
CN111463758B (en) * 2020-02-15 2022-10-25 保定钰鑫电气科技有限公司 Protection method of power line

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005130541A (en) 2005-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. A novel inverter-output passive filter for reducing both differential-and common-mode $ dv/dt $ at the motor terminals in PWM drive systems
KR101357445B1 (en) Grid-tie inverter
Steinke Use of an LC filter to achieve a motor-friendly performance of the PWM voltage source inverter
EP1564875B1 (en) Filter
US8373952B2 (en) Integrated DC link inductor and common mode current sensor winding
EP2352223B1 (en) System interconnection inverter
JP2863833B2 (en) Active common mode canceller
JP2004534500A (en) Active Common Mode EMI Filter for Eliminating Conducted Electromagnetic Interference for Eliminating Impedance of Conducted Electromagnetic Devices
US20150123402A1 (en) Magnetic structure combining normal mode and common mode inductance
WO2013111360A1 (en) High-frequency current reduction device
RU2414043C1 (en) Non-transformer frequency converter for controlled medium voltage electric drive
JP2009273355A (en) Apparatus for transmitting electric power
JP4331566B2 (en) Inverter device
JP4835930B2 (en) Inverter device provided with ground fault detection means
CN104362841B (en) A kind of 18 pulse wave rectifier system harmonicses suppression systems and method
JPH08237936A (en) Noise filter for voltage type inverter
JP5070929B2 (en) Active filter device and power conversion device
WO2000007274A2 (en) Active common-mode compensation for multi-phase inverters
JP3650314B2 (en) Noise reduction device for converter
JP5119824B2 (en) Active filter device and power conversion device
WO2010082553A1 (en) Power converter equipped with output filter
US10348233B2 (en) DC bus ripple reduction
CN205544281U (en) A purify power supply unit for oil -well rig electric wire netting
JP2007336766A (en) Matrix converter device
JP4592479B2 (en) Transformer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051213

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20051213

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090408

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090616

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090618

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4331566

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120626

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120626

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130626

Year of fee payment: 4

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term