JP6568809B2

JP6568809B2 - Inverter device, motor drive device, and motor drive system

Info

Publication number: JP6568809B2
Application number: JP2016015417A
Authority: JP
Inventors: 峻松吉
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2036-01-29
Also published as: JP2017135918A

Description

本発明は、インバータ装置、電動機駆動装置、及び電動機駆動システムに関する。 The present invention relates to an inverter device, an electric motor drive device, and an electric motor drive system.

負荷装置（例えば、電動機）に交流電圧を供給するインバータ装置が知られている。例えば、交流電動機を動作させる電動機駆動装置には、多くの場合、インバータ装置が使用される。 An inverter device that supplies an alternating voltage to a load device (for example, an electric motor) is known. For example, in many cases, an inverter device is used for a motor drive device that operates an AC motor.

特開２０１５−８０２８３号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-80283

動作電圧が異なる複数の負荷装置を動作させるには、出力電圧が異なる複数のインバータ装置をシステム内部に配置するか、或いは、インバータ装置の出力側にインバータ装置の出力電圧を変圧するためのトランスを配置する必要がある。これらの場合、負荷装置を動作させるシステムは、システム全体としてコストが高いものとなる。 In order to operate a plurality of load devices having different operating voltages, a plurality of inverter devices having different output voltages are arranged in the system, or a transformer for transforming the output voltage of the inverter device is provided on the output side of the inverter device. Need to be placed. In these cases, the system for operating the load device is expensive as a whole system.

本発明が解決しようとする課題は、動作電圧が異なる複数の負荷装置を低いコストで動作させることを可能とすることである。 The problem to be solved by the present invention is to enable a plurality of load devices having different operating voltages to be operated at a low cost.

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点に係るインバータ装置は、単相交流電圧を出力するセルインバータを直列に多段接続した多段接続インバータと、多段接続インバータから伝送される交流電圧を出力する出力部と、多段接続インバータの最後段セルインバータの出力を出力部に伝送する伝送路と、多段接続インバータが備える非最後段セルインバータのうちの少なくとも１つの出力を、後段に位置するセルインバータを迂回して、出力部に伝送するバイパスと、伝送路及びバイパスに接続され、出力部の出力を、伝送路及びバイパスを介して伝送される複数の交流電圧のいずれかに切り替えるスイッチ部と、多段接続インバータの出力電圧或いは出力電流を計測するセンサーと、スイッチ部を制御する制御部と、を備える。スイッチ部は、多段接続インバータと出力部との接続を切断可能であり、制御部は、予め設定された値以上の出力電圧或いは出力電流がセンサーで計測されたのを検知した場合に、スイッチ部を制御して、出力部からの出力を停止する。 In order to solve the above-described problem, an inverter device according to a first aspect of the present invention includes a multistage connection inverter in which cell inverters that output a single-phase AC voltage are connected in multistage in series, and an AC voltage transmitted from the multistage inverter. At least one output of a non-last stage cell inverter included in the multistage connection inverter, and a transmission path that transmits the output of the last stage cell inverter of the multistage connection inverter to the output section A bypass unit that bypasses the cell inverter and transmits to the output unit, and a switch unit that is connected to the transmission line and the bypass, and switches the output of the output unit to one of a plurality of AC voltages transmitted through the transmission line and the bypass. And a sensor for measuring the output voltage or output current of the multistage inverter, and a control unit for controlling the switch unit . The switch unit can disconnect the connection between the multistage inverter and the output unit, and when the control unit detects that an output voltage or output current greater than a preset value is measured by the sensor, the switch unit To stop the output from the output unit.

また、上記課題を解決するために、本発明の第２の観点に係る電動機駆動装置は、電動機を駆動する交流電圧を出力する電動機駆動装置であって、単相交流電圧を出力するセルインバータを直列に多段接続した多段接続インバータと、多段接続インバータから伝送される交流電圧を出力する出力部と、多段接続インバータの最後段セルインバータの出力を出力部に伝送する伝送路と、多段接続インバータが備える非最後段セルインバータのうちの少なくとも１つの出力を、後段に位置するセルインバータを迂回して、出力部に伝送するバイパスと、伝送路及びバイパスに接続され、出力部の出力を、伝送路及びバイパスを介して伝送される複数の交流電圧のいずれかに切り替えるスイッチ部と、多段接続インバータの出力電圧或いは出力電流を計測するセンサーと、スイッチ部を制御する制御部と、を備える。スイッチ部は、多段接続インバータと出力部との接続を切断可能であり、制御部は、予め設定された値以上の出力電圧或いは出力電流がセンサーで計測されたのを検知した場合に、スイッチ部を制御して、出力部からの出力を停止する。 In order to solve the above problem, an electric motor driving apparatus according to a second aspect of the present invention is an electric motor driving apparatus that outputs an AC voltage for driving an electric motor, and includes a cell inverter that outputs a single-phase AC voltage. A multi-stage connection inverter connected in multi-stage in series, an output section that outputs an AC voltage transmitted from the multi-stage connection inverter, a transmission path that transmits the output of the last stage cell inverter of the multi-stage connection inverter to the output section, and a multi-stage connection inverter A bypass for transmitting at least one output of the non-last stage cell inverter provided to the output unit, bypassing the cell inverter located at the subsequent stage, and being connected to the transmission line and the bypass. And a switch unit for switching to one of a plurality of AC voltages transmitted via the bypass, and an output voltage or output current of a multi-stage inverter Comprising a sensor for measuring a control section for controlling the switch unit. The switch unit can disconnect the connection between the multistage inverter and the output unit, and when the control unit detects that an output voltage or output current greater than a preset value is measured by the sensor, the switch unit To stop the output from the output unit.

また、上記課題を解決するために、本発明の第３の観点に係る電動機駆動システムは、交流電源から供給される交流電圧を、電動機を駆動する交流電圧に変換する電動機駆動装置と、交流電源から供給される交流電圧を、電動機駆動装置を迂回して、電動機に伝送する第１のバイパスと、電動機に入力される交流電圧を、電動機駆動装置から出力される交流電圧と第１のバイパスを介して伝送される交流電圧のいずれかに切り替えるスイッチ部と、を備える。電動機駆動装置は、単相交流電圧を出力するセルインバータを直列に多段接続した多段接続インバータと、多段接続インバータから伝送される交流電圧を出力する出力部と、多段接続インバータの最後段セルインバータの出力を出力部に伝送する伝送路と、多段接続インバータが備える非最後段セルインバータのうちの少なくとも１つの出力を、後段に位置するセルインバータを迂回して、出力部に伝送する第２のバイパスと、を備える。 In order to solve the above problems, an electric motor drive system according to a third aspect of the present invention includes an electric motor drive device that converts an AC voltage supplied from an AC power source into an AC voltage that drives the electric motor, and an AC power source. A first bypass that bypasses the motor drive device and transmits the AC voltage supplied from the motor to the motor, an AC voltage that is input to the motor, an AC voltage that is output from the motor drive device, and the first bypass. A switching unit that switches to any one of the AC voltages transmitted through the network. The motor drive device includes a multi-stage connection inverter in which cell inverters that output single-phase AC voltage are connected in multiple stages in series, an output unit that outputs an AC voltage transmitted from the multi-stage connection inverter, and a last-stage cell inverter of the multi-stage connection inverter. A second bypass that transmits at least one output of the transmission path that transmits the output to the output unit and the non-last stage cell inverter included in the multistage connected inverter to the output unit, bypassing the cell inverter located in the subsequent stage And comprising.

本発明によれば、動作電圧が異なる複数の負荷装置を低いコストで動作させることができる。 According to the present invention, it is possible to operate a plurality of load devices having different operating voltages at a low cost.

実施形態１の電動機駆動システムのブロック図である。It is a block diagram of the electric motor drive system of Embodiment 1. 実施形態１のインバータ装置の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the inverter device according to the first embodiment. 図２に示す回路図から変圧器を取り除いたものである。The transformer is removed from the circuit diagram shown in FIG. 多段接続インバータの回路図である。It is a circuit diagram of a multistage connection inverter. 実施形態２の電動機駆動システムのブロック図である。It is a block diagram of the electric motor drive system of Embodiment 2. 実施形態３のインバータ装置の回路図である。It is a circuit diagram of the inverter apparatus of Embodiment 3.

以下、発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals.

（実施形態１）
図１は、本実施形態の電動機駆動システム１のブロック図である。電動機駆動システム１は、交流電源ＡＣと、伝送路Ｐｉｎと、電動機Ｍａ〜Ｍｃと、伝送路Ｐｏｕｔと、スイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃと、インバータ装置１００と、を備える。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of an electric motor drive system 1 of the present embodiment. The electric motor drive system 1 includes an AC power supply AC, a transmission path Pin, electric motors Ma to Mc, a transmission path Pout, switch units SWa to SWc, and an inverter device 100.

交流電源ＡＣは、位相が互いに異なる３系統の単相交流電圧を供給する三相交流電源である。三相交流は、位相が互いに１２０°ずれた対称三相交流である。以下の説明では、対称三相交流を単に三相交流と呼ぶ。交流電源ＡＣは、例えば、事業所内の各設備に電力を供給する所内電源である。交流電源ＡＣは、商用の系統電源であってもよい。一例として、交流電源ＡＣは、事業所内に配置された発電機或いは変圧器である。交流電源ＡＣが出力する電圧は６００Ｖ以上の高圧、或いは７ｋＶ以上の特別高圧となっている。なお、以下の説明では、特別高圧を含め、６００Ｖ以上の交流電圧を単に高圧という。本実施形態では、交流電源ＡＣの出力電圧は１１ｋＶとするが、交流電源ＡＣの出力電圧は１１ｋＶに限定されない。交流電源ＡＣは、例えば、商用の送電系統から供給される特別高圧（例えば、１５４〜１８７ｋＶの電圧）を降圧して出力電圧を生成する。 The AC power supply AC is a three-phase AC power supply that supplies three single-phase AC voltages having different phases. A three-phase alternating current is a symmetrical three-phase alternating current whose phases are shifted from each other by 120 °. In the following description, symmetrical three-phase alternating current is simply referred to as three-phase alternating current. The AC power source AC is, for example, an in-house power source that supplies electric power to each facility in the office. AC power supply AC may be a commercial power supply. As an example, the AC power supply AC is a generator or a transformer disposed in a business office. The voltage output from the AC power supply AC is a high voltage of 600 V or higher, or a special high voltage of 7 kV or higher. In the following description, an AC voltage of 600 V or higher including an extra high voltage is simply referred to as a high voltage. In the present embodiment, the output voltage of the AC power supply AC is 11 kV, but the output voltage of the AC power supply AC is not limited to 11 kV. For example, the AC power supply AC steps down a special high voltage (for example, a voltage of 154 to 187 kV) supplied from a commercial power transmission system to generate an output voltage.

伝送路Ｐｉｎは、三相交流電圧を伝送可能な送電線である。伝送路Ｐｉｎは、交流電源ＡＣが出力した三相交流電圧をインバータ装置１００に伝送する。 The transmission line Pin is a power transmission line capable of transmitting a three-phase AC voltage. The transmission line Pin transmits the three-phase AC voltage output from the AC power supply AC to the inverter device 100.

電動機Ｍａ〜Ｍｃは三相交流電動機である。電動機Ｍａ〜Ｍｃはインバータ装置１００によって駆動される。電動機Ｍａ〜Ｍｃの動作電圧（駆動電圧）は互いに異なっている。本実施形態では、一例として、電動機Ｍａ、Ｍｂ，Ｍｃの動作電圧は、それぞれ、１１ｋＶ、６．６ｋＶ、３．３ｋＶであるものとする。電動機Ｍａの動作電圧は、交流電源ＡＣの出力電圧と同じである。 The motors Ma to Mc are three-phase AC motors. The electric motors Ma to Mc are driven by the inverter device 100. The operating voltages (drive voltages) of the electric motors Ma to Mc are different from each other. In the present embodiment, as an example, the operating voltages of the electric motors Ma, Mb, and Mc are 11 kV, 6.6 kV, and 3.3 kV, respectively. The operating voltage of the electric motor Ma is the same as the output voltage of the AC power supply AC.

伝送路Ｐｏｕｔは、三相交流電圧を伝送可能な送電線である。伝送路Ｐｏｕｔは、インバータ装置１００が出力した三相交流電圧を電動機Ｍａ〜Ｍｃに伝送する。伝送路Ｐｏｕｔは３つに分岐している。３つの岐は、それぞれ、三相交流電圧を伝送可能である。岐の端部には、それぞれ、電動機Ｍａ、電動機Ｍｂ、電動機Ｍｃが接続されている。 The transmission path Pout is a power transmission line that can transmit a three-phase AC voltage. The transmission path Pout transmits the three-phase AC voltage output from the inverter device 100 to the electric motors Ma to Mc. The transmission path Pout branches into three. Each of the three branches can transmit a three-phase AC voltage. An electric motor Ma, an electric motor Mb, and an electric motor Mc are connected to the ends of the branches.

スイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃは、電動機Ｍａ〜Ｍｃの入力とインバータ装置１００の出力との接続を切断するためのスイッチである。スイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃは、それぞれ、第１のスイッチ部として機能する。スイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃは、それぞれ、伝送路Ｐｏｕｔの３つの岐の経路上に設けられている。スイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃは、インバータ装置１００が備える制御部１１０によって、若しくは、電動機駆動システム１が備える不図示の制御装置によって制御される。スイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃは、ユーザが手動で制御可能であってもよい。以下の説明では、一例として、スイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃは、インバータ装置１００の制御部１１０によって制御されるものとする。 The switch units SWa to SWc are switches for disconnecting the connection between the inputs of the electric motors Ma to Mc and the output of the inverter device 100. Each of the switch units SWa to SWc functions as a first switch unit. The switch units SWa to SWc are respectively provided on three branches of the transmission path Pout. The switch units SWa to SWc are controlled by the control unit 110 provided in the inverter device 100 or by a control device (not shown) provided in the electric motor drive system 1. The switch units SWa to SWc may be manually controlled by the user. In the following description, as an example, the switch units SWa to SWc are controlled by the control unit 110 of the inverter device 100.

インバータ装置１００は、交流電圧若しくは直流電圧をユーザ所望の電圧、周波数、位相の交流電圧に変換する装置である。本実施形態では、インバータ装置１００は、交流電源ＡＣから入力された三相交流電圧を、電動機Ｍａ〜Ｍｃを駆動するための三相交流電圧に変換する。インバータ装置１００は、電動機Ｍａ〜Ｍｃを駆動する電動機駆動装置として機能する。 The inverter device 100 is a device that converts an AC voltage or a DC voltage into an AC voltage having a user desired voltage, frequency, and phase. In the present embodiment, the inverter device 100 converts the three-phase AC voltage input from the AC power source AC into a three-phase AC voltage for driving the electric motors Ma to Mc. The inverter device 100 functions as an electric motor driving device that drives the electric motors Ma to Mc.

インバータ装置１００は、制御部１１０と、変圧器（トランス）１２０と、多段接続インバータ１３０ｕ、１３０ｖ、１３０ｗと、スイッチ部１４０ｕ、１４０ｖ、１４０ｗと、出力部１５０と、を備える。 The inverter device 100 includes a control unit 110, a transformer (transformer) 120, multistage connection inverters 130u, 130v, and 130w, switch units 140u, 140v, and 140w, and an output unit 150.

制御部１１０は、プロセッサ等の処理装置である。制御部１１０は、不図示のユーザインターフェース或いは通信インタフェースを介して取得したユーザの指示に基づいて、インバータ装置１００の各部を制御する。例えば、制御部１１０は、多段接続インバータ１３０ｕ、１３０ｖ、１３０ｗの内部に配置されているスイッチング素子にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を送信することで、多段接続インバータ１３０ｕ、１３０ｖ、１３０ｗの出力を制御する。また、制御部１１０は、スイッチ部１４０ｕ、１４０ｖ、１４０ｗを制御することで、インバータ装置１００の出力を制御する。さらに、制御部１１０は、スイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃを制御することで、電動機Ｍａ〜Ｍｃへの入力を制御する。 The control unit 110 is a processing device such as a processor. The control unit 110 controls each unit of the inverter device 100 based on a user instruction acquired via a user interface (not shown) or a communication interface. For example, the control unit 110 controls the output of the multistage connection inverters 130u, 130v, and 130w by transmitting a PWM (Pulse Width Modulation) signal to the switching elements arranged in the multistage connection inverters 130u, 130v, and 130w. To do. In addition, the control unit 110 controls the output of the inverter device 100 by controlling the switch units 140u, 140v, and 140w. Furthermore, the control part 110 controls the inputs to the electric motors Ma to Mc by controlling the switch parts SWa to SWc.

変圧器１２０は、交流電源ＡＣから入力された三相交流電圧を変圧する装置である。変圧器１２０は、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗが備える複数のセルインバータそれぞれに三相交流電圧を出力する。 The transformer 120 is a device that transforms a three-phase AC voltage input from the AC power supply AC. The transformer 120 outputs a three-phase AC voltage to each of a plurality of cell inverters provided in the multistage connection inverters 130u to 130w.

図２は、インバータ装置１００の回路図である。図２では、制御部１１０の図示は省略している。変圧器１２０は、伝送路Ｐｉｎと接続された一次巻線１２１と、一次巻線１２１と磁気的に結合した二次巻線群１２２と、を備える。二次巻線群１２２は、複数の二次巻線から構成される。図２の例では、二次巻線群１２２は、Ｓ１ｒ〜Ｓ９ｔの２７個の二次巻線から構成されている。 FIG. 2 is a circuit diagram of the inverter device 100. In FIG. 2, the control unit 110 is not shown. The transformer 120 includes a primary winding 121 connected to the transmission line Pin, and a secondary winding group 122 magnetically coupled to the primary winding 121. The secondary winding group 122 includes a plurality of secondary windings. In the example of FIG. 2, the secondary winding group 122 includes 27 secondary windings S1r to S9t.

二次巻線Ｓ１ｒ〜Ｓ９ｔは、それぞれ、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗが備える複数のセルインバータと伝送路を介して接続されている。具体的には、Ｓ１ｒ、Ｓ２ｒ、・・・・、Ｓ９ｒの９つの二次巻線は、多段接続インバータ１３０ｕが備える９つのセルインバータと接続されている。Ｓ１ｓ、Ｓ２ｓ、・・・・、Ｓ９ｓの９つの二次巻線は、多段接続インバータ１３０ｖが備える９つのセルインバータと接続されている。Ｓ１ｔ、Ｓ２ｔ、・・・・、Ｓ９ｔの９つの二次巻線は、多段接続インバータ１３０ｗが備える９つのセルインバータと接続されている。１つの二次巻線が１つのセルインバータに対応している。二次巻線とセルインバータとを接続する伝送路は、それぞれ、三相交流電圧を伝送可能な送電線である。 The secondary windings S1r to S9t are connected to a plurality of cell inverters provided in the multistage connection inverters 130u to 130w via transmission lines, respectively. Specifically, nine secondary windings S1r, S2r,..., S9r are connected to nine cell inverters included in the multistage connection inverter 130u. Nine secondary windings of S1s, S2s,..., S9s are connected to nine cell inverters included in the multistage connection inverter 130v. The nine secondary windings S1t, S2t,..., S9t are connected to nine cell inverters included in the multistage connection inverter 130w. One secondary winding corresponds to one cell inverter. Each transmission line connecting the secondary winding and the cell inverter is a transmission line capable of transmitting a three-phase AC voltage.

１３０ｕ〜１３０ｗの３つの多段接続インバータは、それぞれ、セルインバータが直列に多段接続されたインバータである。３つの多段接続インバータの最後段セルインバータＣＩ９からは、それぞれ、単相交流電圧が出力される。３つの最後段セルインバータＣＩ９の出力は、それぞれ、伝送線路Ｐｕ１〜Ｐｗ１を介してスイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗと接続されている。３つの多段接続インバータの出力電圧の位相は、互いに１２０°ずれている。インバータ装置１００は、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗの出力を、三相交流電圧として外部に出力する。 Each of the three multistage connected inverters 130u to 130w is an inverter in which cell inverters are connected in multistage in series. Single-phase AC voltages are output from the last-stage cell inverter CI9 of the three multi-stage connected inverters. The outputs of the three last-stage cell inverters CI9 are connected to the switch units 140u to 140w via the transmission lines Pu1 to Pw1, respectively. The phases of the output voltages of the three multistage inverters are shifted from each other by 120 °. The inverter device 100 outputs the output of the multistage connection inverters 130u to 130w to the outside as a three-phase AC voltage.

図３は、図２に示す回路図から変圧器１２０を取り除いたものである。図３では、変圧器１２０から多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗへ伸びる伝送路は省略している。多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗは中性点ＮでＹ結線されている。図４は、多段接続インバータの構成を示す図である。多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗの構成は、出力電圧の位相が互いに１２０°ずれている以外は同じである。図４では、代表として、多段接続インバータ１３０ｕの構成を示している。 FIG. 3 is obtained by removing the transformer 120 from the circuit diagram shown in FIG. In FIG. 3, a transmission line extending from the transformer 120 to the multistage connection inverters 130u to 130w is omitted. The multi-stage inverters 130u to 130w are Y-connected at a neutral point N. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a multistage connection inverter. The configuration of the multi-stage inverters 130u to 130w is the same except that the phases of the output voltages are shifted from each other by 120 °. FIG. 4 shows the configuration of a multistage connection inverter 130u as a representative.

多段接続インバータ１３０ｕは、ＣＩ１〜ＣＩ９の９つのセルインバータを備える。セルインバータＣＩ１〜ＣＩ９は、それぞれ出力ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を備える。セルインバータＣＩ１〜ＣＩ９は、それぞれ、変圧器１２０から三相交流電圧が入力されている。具体的には、セルインバータＣＩ１、ＣＩ２、ＣＩ３、ＣＩ４、・・・、ＣＩ９ｕは、それぞれ、二次巻線Ｓ１ｕ、Ｓ２ｕ、Ｓ３ｕ、Ｓ４ｕ、・・・、Ｓ９ｕから三相交流電圧が入力されている。 The multistage connection inverter 130u includes nine cell inverters CI1 to CI9. The cell inverters CI1 to CI9 include outputs OUT1 and OUT2, respectively. Each of the cell inverters CI1 to CI9 receives a three-phase AC voltage from the transformer 120. Specifically, the cell inverters CI1, CI2, CI3, CI4,..., CI9u receive three-phase AC voltages from the secondary windings S1u, S2u, S3u, S4u,. Yes.

セルインバータＣＩ１〜ＣＩ９の出力は直列に接続されている。すなわち、セルインバータＣＩ１の出力ＯＵＴ２はセルインバータＣＩ２の出力ＯＵＴ１と接続されており、セルインバータＣＩ２の出力ＯＵＴ２はセルインバータＣＩ３の出力ＯＵＴ１と接続されており、・・・・、セルインバータＣＩ８の出力ＯＵＴ２はセルインバータＣＩ９の出力ＯＵＴ１と接続されている。セルインバータＣＩ１の出力ＯＵＴ１は中性点Ｎに接続されており、セルインバータＣＩ９の出力ＯＵＴ２は伝送線路Ｐｕ１を介してスイッチ部１４０ｕと接続されている。 The outputs of the cell inverters CI1 to CI9 are connected in series. That is, the output OUT2 of the cell inverter CI1 is connected to the output OUT1 of the cell inverter CI2, the output OUT2 of the cell inverter CI2 is connected to the output OUT1 of the cell inverter CI3, ..., the output of the cell inverter CI8 OUT2 is connected to the output OUT1 of the cell inverter CI9. The output OUT1 of the cell inverter CI1 is connected to the neutral point N, and the output OUT2 of the cell inverter CI9 is connected to the switch unit 140u via the transmission line Pu1.

セルインバータＣＩ１〜ＣＩ９が直列に接続されることにより、セルインバータＣＩ１〜ＣＩ９の出力は重畳される。結果として最後段セルインバータＣＩ９からは高い電圧レベルの交流電圧が出力される。本実施形態では、最後段セルインバータＣＩ９の出力ＯＵＴ２からは１１ｋＶの単相交流電圧が出力される。 Since the cell inverters CI1 to CI9 are connected in series, the outputs of the cell inverters CI1 to CI9 are superimposed. As a result, an AC voltage having a high voltage level is output from the last stage cell inverter CI9. In the present embodiment, a single-phase AC voltage of 11 kV is output from the output OUT2 of the last stage cell inverter CI9.

セルインバータは、入力された交流電圧或いは直流電圧を、ユーザ所望の電圧、周波数、位相の交流電圧に変換する電圧形のインバータである。セルインバータの出力は単相交流である。セルインバータは、単位インバータ、或いは単相インバータと呼ばれることもある。本実施形態のセルインバータＣＩ１〜ＣＩ９は、直流電圧ではなく、交流電圧をユーザ所望の交流電圧に変換する。本実施形態のセルインバータＣＩ１〜ＣＩ９は、１つあたり、およそ１．１〜１．５ｋＶの単相交流電圧を出力する。セルインバータＩ１〜ＣＩ９の構成は、セルインバータ毎に異なっていてもよいが、本実施形態では全て同じ構成であるものとする。 The cell inverter is a voltage-type inverter that converts an input AC voltage or DC voltage into an AC voltage having a voltage, frequency, and phase desired by the user. The output of the cell inverter is a single-phase alternating current. The cell inverter is sometimes called a unit inverter or a single-phase inverter. The cell inverters CI <b> 1 to CI <b> 9 of the present embodiment convert an AC voltage into a user-desired AC voltage instead of a DC voltage. The cell inverters CI1 to CI9 of the present embodiment output a single-phase AC voltage of approximately 1.1 to 1.5 kV per one. The configurations of the cell inverters I1 to CI9 may be different for each cell inverter, but in the present embodiment, all the configurations are the same.

図４には、セルインバータＩ１〜ＣＩ９の代表として、セルインバータＣＩ３の構成を示している。セルインバータＣＩ３は、整流部１３１と、平滑部１３２と、インバータ部１３３と、を備える。 FIG. 4 shows the configuration of the cell inverter CI3 as a representative of the cell inverters I1 to CI9. The cell inverter CI3 includes a rectifying unit 131, a smoothing unit 132, and an inverter unit 133.

整流部１３１は、直列接続された２つのダイオード１３１ａを三本並列に接続した回路構成となっている。直列接続された２つのダイオード１３１ａの中間には、それぞれ、二次巻線Ｓ３ｕの三相の出力の１つが接続されている。また、平滑部１３２はコンデンサ１３２ａから構成されている。コンデンサ１３２ａは整流部１３１とインバータ部１３３の間に配置されている。また、インバータ部１３３は、直列接続された２つのスイッチング素子１３３ａを二本並列に接続した回路構成となっている。スイッチング素子１３３ａは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。スイッチング素子１３３ａそれぞれには、スイッチング素子１３３ａと平行に還流ダイオード１３３ｂが接続されている。スイッチング素子１３３ａは、制御部１１０によって制御される。２つのスイッチング素子１３３ａの間からは、出力ＯＵＴ１、出力ＯＵＴ２が取り出されている。 The rectifying unit 131 has a circuit configuration in which two diodes 131a connected in series are connected in parallel. One of the three-phase outputs of the secondary winding S3u is connected between the two diodes 131a connected in series. The smoothing unit 132 is composed of a capacitor 132a. The capacitor 132 a is disposed between the rectifying unit 131 and the inverter unit 133. The inverter unit 133 has a circuit configuration in which two switching elements 133a connected in series are connected in parallel. The switching element 133a is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). A free-wheeling diode 133b is connected to each switching element 133a in parallel with the switching element 133a. The switching element 133a is controlled by the control unit 110. An output OUT1 and an output OUT2 are extracted from between the two switching elements 133a.

二次巻線Ｓ３ｕから入力された三相交流電圧は、整流部１３１で整流されて直流電圧に変換される。平滑部１３２は、整流された直流電圧を平滑する。その後、インバータ部１３３は、平滑された直流電圧をユーザ所望の単相交流電圧に変換する。単相交流電圧は、出力ＯＵＴ１、出力ＯＵＴ２からセルインバータＣＩ３の外部に出力される。 The three-phase AC voltage input from the secondary winding S3u is rectified by the rectifier 131 and converted into a DC voltage. The smoothing unit 132 smoothes the rectified DC voltage. Thereafter, the inverter unit 133 converts the smoothed DC voltage into a single-phase AC voltage desired by the user. The single-phase AC voltage is output from the output OUT1 and the output OUT2 to the outside of the cell inverter CI3.

なお、図４に示したセルインバータの構成は、あくまで一例である。セルインバータには既知の様々な構成を採用可能である。例えば、スイッチング素子１３３ａは、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）、ＧＴＯ（Gate Turn Off Thyristor）等、ＩＧＢＴ以外の自己消弧素子であってもよい。 Note that the configuration of the cell inverter shown in FIG. 4 is merely an example. Various known configurations can be adopted for the cell inverter. For example, the switching element 133a may be a self-extinguishing element other than an IGBT, such as a bipolar transistor, a MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), or a GTO (Gate Turn Off Thyristor).

多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗには、図３に示すように、バイパス１６１〜１６３が接続されている。バイパス１６１は多段接続インバータ１３０ｕに接続されており、バイパス１６２は多段接続インバータ１３０ｖに接続されており、バイパス１６３は多段接続インバータ１３０ｗに接続されている。 As shown in FIG. 3, bypasses 161 to 163 are connected to the multistage connection inverters 130 u to 130 w. The bypass 161 is connected to the multistage connection inverter 130u, the bypass 162 is connected to the multistage connection inverter 130v, and the bypass 163 is connected to the multistage connection inverter 130w.

バイパス１６１〜１６３は、非最後段セルインバータの出力を、後段に位置するセルインバータを迂回して、出力部１５０に伝送するための伝送路である。ここで非最後段セルインバータとは、最後段セルインバータＣＩ９の前段（出力部１５０とは反対側）にあるセルインバータのことである。図３の例であれば、セルインバータＣＩ１〜ＣＩ８のことである。また、後段に位置するセルインバータとは、該当のセルインバータより出力部１５０側に位置するセルインバータのことである。該当のセルインバータがセルインバータＣＩ３なのであれば、後段に位置するセルインバータはセルインバータＣＩ４〜ＣＩ９である。バイパス１６１〜１６３は、それぞれ、複数の伝送路を備える。複数の伝送路は、それぞれ、単相交流電圧を伝送可能である。 The bypasses 161 to 163 are transmission paths for transmitting the output of the non-last stage cell inverter to the output unit 150 by bypassing the cell inverter located in the subsequent stage. Here, the non-last stage cell inverter is a cell inverter in the preceding stage (opposite side of the output unit 150) of the last stage cell inverter CI9. In the example of FIG. 3, the cell inverters CI1 to CI8 are used. Moreover, the cell inverter located in the latter stage is a cell inverter located on the output unit 150 side from the corresponding cell inverter. If the corresponding cell inverter is the cell inverter CI3, the cell inverters located in the subsequent stage are the cell inverters CI4 to CI9. Each of the bypasses 161 to 163 includes a plurality of transmission paths. Each of the plurality of transmission lines can transmit a single-phase AC voltage.

バイパス１６１はＰｕ２とＰｕ３の２つの伝送路を備える。伝送路Ｐｕ２はセルインバータＣＩ５の出力ＯＵＴ２とスイッチ部１４０ｕとを接続しており、伝送路Ｐｕ３はセルインバータＣＩ３の出力ＯＵＴ２とスイッチ部１４０ｕとを接続している。伝送路Ｐｕ２には、セルインバータＣＩ１〜ＣＩ５で重畳された単相交流電圧が出力される。本実施形態では、伝送路Ｐｕ２には、６．６ｋＶの単相交流電圧が出力される。また、伝送路Ｐｕ３には、セルインバータＣＩ１〜ＣＩ３で重畳された単相交流電圧が出力される。本実施形態では、伝送路Ｐｕ３には、３．３ｋＶの単相交流電圧が出力される。 The bypass 161 includes two transmission paths, Pu2 and Pu3. The transmission line Pu2 connects the output OUT2 of the cell inverter CI5 and the switch unit 140u, and the transmission line Pu3 connects the output OUT2 of the cell inverter CI3 and the switch unit 140u. A single-phase AC voltage superimposed by the cell inverters CI1 to CI5 is output to the transmission line Pu2. In the present embodiment, a single-phase AC voltage of 6.6 kV is output to the transmission line Pu2. In addition, the single-phase AC voltage superimposed by the cell inverters CI1 to CI3 is output to the transmission line Pu3. In the present embodiment, a single-phase AC voltage of 3.3 kV is output to the transmission line Pu3.

同様に、バイパス１６２とバイパス１６３も２つの伝送路を備える。バイパス１６２はＰｖ３とＰｖ３の２つの伝送路を備えており、バイパス１６３はＰｗ２とＰｗ３の２つの伝送路を備えている。伝送路Ｐｖ２はセルインバータＣＩ５の出力ＯＵＴ２とスイッチ部１４０ｖとを接続しており、伝送路Ｐｖ３はセルインバータＣＩ３の出力ＯＵＴ２とスイッチ部１４０ｗとを接続している。また、伝送路Ｐｖ２はセルインバータＣＩ５の出力ＯＵＴ２とスイッチ部１４０ｖとを接続しており、伝送路Ｐｖ３はセルインバータＣＩ３の出力ＯＵＴ２とスイッチ部１４０ｗとを接続している。伝送路Ｐｖ２、Ｐｗ２には、セルインバータＣＩ１〜ＣＩ５で重畳された単相交流電圧が出力され、伝送路Ｐｖ３、Ｐｗ３には、セルインバータＣＩ１〜ＣＩ３で重畳された単相交流電圧が出力される。本実施形態では、伝送路Ｐｖ２、Ｐｗ２には、６．６ｋＶの単相交流電圧が出力され、伝送路Ｐｖ３、Ｐｗ３には、３．３ｋＶの単相交流電圧が出力される。 Similarly, the bypass 162 and the bypass 163 also include two transmission lines. The bypass 162 includes two transmission paths Pv3 and Pv3, and the bypass 163 includes two transmission paths Pw2 and Pw3. The transmission line Pv2 connects the output OUT2 of the cell inverter CI5 and the switch unit 140v, and the transmission line Pv3 connects the output OUT2 of the cell inverter CI3 and the switch unit 140w. The transmission line Pv2 connects the output OUT2 of the cell inverter CI5 and the switch unit 140v, and the transmission line Pv3 connects the output OUT2 of the cell inverter CI3 and the switch unit 140w. The single-phase AC voltage superimposed by the cell inverters CI1 to CI5 is output to the transmission lines Pv2 and Pw2, and the single-phase AC voltage superimposed by the cell inverters CI1 to CI3 is output to the transmission lines Pv3 and Pw3. . In the present embodiment, a single-phase AC voltage of 6.6 kV is output to the transmission lines Pv2 and Pw2, and a single-phase AC voltage of 3.3 kV is output to the transmission lines Pv3 and Pw3.

スイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗは、出力部１５０に伝送する交流電圧を、多段接続インバータから出力される複数の単相交流電圧のいずれかに切り替えるためのスイッチである。スイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗは、それぞれ、第２のスイッチ部として機能する。スイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗは、それぞれ、内部に３つのスイッチを備える。これらのスイッチは、ユーザ或いは制御装置によって制御可能である。本実施形態では、スイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗは、制御部１１０によって制御される。 The switch units 140u to 140w are switches for switching the AC voltage transmitted to the output unit 150 to any one of a plurality of single-phase AC voltages output from the multistage connection inverter. The switch units 140u to 140w each function as a second switch unit. Each of the switch units 140u to 140w includes three switches inside. These switches can be controlled by a user or a control device. In the present embodiment, the switch units 140u to 140w are controlled by the control unit 110.

スイッチ部１４０ｕは、制御部１１０の制御に従って、出力部１５０に伝送する交流電圧を多段接続インバータ１３０ｕから出力される３つの出力のいずれかに切り替える。また、スイッチ部１４０ｖは、制御部１１０の制御に従って、出力部１５０に伝送する交流電圧を多段接続インバータ１３０ｖから出力される３つの出力のいずれかに切り替える。また、スイッチ部１４０ｗは、制御部１１０の制御に従って、出力部１５０に伝送する交流電圧を多段接続インバータ１３０ｗから出力される３つの出力のいずれかに切り替える。 The switch unit 140u switches the AC voltage transmitted to the output unit 150 to one of three outputs output from the multistage connection inverter 130u according to the control of the control unit 110. Moreover, the switch part 140v switches the alternating voltage transmitted to the output part 150 to either of the three outputs output from the multistage connection inverter 130v according to control of the control part 110. Moreover, the switch part 140w switches the alternating voltage transmitted to the output part 150 to either of the three outputs output from the multistage connection inverter 130w according to control of the control part 110.

出力部１５０は、インバータ装置１００の出力インタフェースである。出力部１５０は、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗから伝送される３系統の単相交流電圧を三相交流電圧としてインバータ装置１００の外部に出力する。出力部１５０から出力された三相交流電圧は、電動機Ｍａ〜Ｍｃのいずれかに伝送される。 The output unit 150 is an output interface of the inverter device 100. The output unit 150 outputs three single-phase AC voltages transmitted from the multistage inverters 130u to 130w to the outside of the inverter device 100 as three-phase AC voltages. The three-phase AC voltage output from the output unit 150 is transmitted to any one of the electric motors Ma to Mc.

次にこのような構成を有する電動機駆動システム１の動作について説明する。 Next, operation | movement of the electric motor drive system 1 which has such a structure is demonstrated.

伝送路Ｐｉｎを介してインバータ装置１００に三相交流電圧が入力されると、インバータ装置１００の制御部１１０は動作を開始する。まず、制御部１１０は、ユーザからの指示に基づいて、図１に示すスイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃを制御する。制御部１１０の動作は、３つある電動機のいずれを動作させるかで異なる。 When a three-phase AC voltage is input to the inverter device 100 via the transmission line Pin, the control unit 110 of the inverter device 100 starts operation. First, the control part 110 controls switch part SWa-SWc shown in FIG. 1 based on the instruction | indication from a user. The operation of the control unit 110 differs depending on which of the three electric motors is operated.

電動機Ｍａを動作させる場合は、制御部１１０は、スイッチ部ＳＷｂ、ＳＷｃをＯＦＦにするとともに、スイッチ部ＳＷａをＯＮにする。これにより、インバータ装置１００の出力部１５０と電動機Ｍａとが接続される。電動機Ｍｂを動作させる場合は、制御部１１０は、スイッチ部ＳＷａ、ＳＷｃをＯＦＦにするとともに、スイッチ部ＳＷｂをＯＮにする。これにより、出力部１５０と電動機Ｍｂとが接続される。また、電動機Ｍｃを動作させる場合は、制御部１１０は、スイッチ部ＳＷａ、ＳＷｂをＯＦＦにするとともに、スイッチ部ＳＷｃをＯＮにする。これにより、出力部１５０と電動機Ｍｃとが接続される。 When operating the electric motor Ma, the control unit 110 turns off the switch units SWb and SWc and turns on the switch unit SWa. Thereby, the output part 150 of the inverter apparatus 100 and the electric motor Ma are connected. When operating the electric motor Mb, the control unit 110 turns off the switch units SWa and SWc and turns on the switch unit SWb. Thereby, the output part 150 and the electric motor Mb are connected. When operating the electric motor Mc, the control unit 110 turns off the switch units SWa and SWb and turns on the switch unit SWc. Thereby, the output part 150 and the electric motor Mc are connected.

次に、制御部１１０は、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗの制御を開始する。具体的には、制御部１１０は、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗのセルインバータＣＩ１〜ＣＩ３が備えるスイッチング素子１３３ａのスイッチング制御を開始する。制御部１１０のスイッチング制御により、セルインバータＣＩ１〜ＣＩ９は、それぞれ、単相交流電圧を出力する。セルインバータＣＩ１〜ＣＩ９は直列に接続されているので、単相交流電圧は多段接続インバータの内部で重畳されて高圧の単相交流電圧となる。 Next, the control part 110 starts control of the multistage connection inverters 130u-130w. Specifically, the control unit 110 starts switching control of the switching element 133a included in the cell inverters CI1 to CI3 of the multistage connection inverters 130u to 130w. By the switching control of the control unit 110, the cell inverters CI1 to CI9 each output a single-phase AC voltage. Since the cell inverters CI1 to CI9 are connected in series, the single-phase AC voltage is superimposed inside the multistage connection inverter to become a high-voltage single-phase AC voltage.

重畳された単相交流電圧は伝送路を介してスイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗに送信される。上述したように、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗには、伝送路Ｐｕ１、Ｐｖ１、Ｐｗ１に加えて、バイパス１６１〜１６３が接続されている。そのため、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗは、それぞれ、電圧レベルの異なる複数の単相交流電圧を出力する。具体的には、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗは、それぞれ、１１ｋＶ、６．６ｋＶ、３．３ｋＶの単相交流電圧を出力する。 The superimposed single-phase AC voltage is transmitted to the switch units 140u to 140w via the transmission line. As described above, the bypasses 161 to 163 are connected to the multistage connection inverters 130u to 130w in addition to the transmission lines Pu1, Pv1, and Pw1. Therefore, each of the multistage connection inverters 130u to 130w outputs a plurality of single-phase AC voltages having different voltage levels. Specifically, the multistage connection inverters 130u to 130w output single-phase AC voltages of 11 kV, 6.6 kV, and 3.3 kV, respectively.

続いて、制御部１１０は、スイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗとスイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃの制御を開始する。制御内容は、３つある電動機のいずれを動作させるかで異なる。 Subsequently, the control unit 110 starts control of the switch units 140u to 140w and the switch units SWa to SWc. The contents of control differ depending on which of the three electric motors is operated.

電動機Ｍａを動作させる場合、制御部１１０は、図３に示すスイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗを制御して、バイパス１６１〜１６３（すなわち、伝送路Ｐｕ２、Ｐｖ２、Ｐｗ２、Ｐｕ３、Ｐｖ３、Ｐｗ３）と出力部１５０との接続を切断する。そして、制御部１１０は、伝送路Ｐｕ１、Ｐｖ１、Ｐｗ１と出力部１５０とを接続する。これにより、出力部１５０からは、１１ｋＶの三相交流電圧が出力される。電動機Ｍａは１１ｋＶの三相交流電圧を駆動電圧として動作を開始する。 When operating the electric motor Ma, the control unit 110 controls the switch units 140u to 140w illustrated in FIG. 3 to bypass the 161 to 163 (that is, transmission paths Pu2, Pv2, Pw2, Pu3, Pv3, Pw3) and the output unit. Disconnect from 150. Then, the control unit 110 connects the transmission paths Pu1, Pv1, Pw1 and the output unit 150. As a result, an 11 kV three-phase AC voltage is output from the output unit 150. The electric motor Ma starts operation using a three-phase AC voltage of 11 kV as a driving voltage.

電動機Ｍｂを動作させる場合、制御部１１０は、図３に示すスイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗを制御して、伝送路Ｐｕ１、Ｐｖ１、Ｐｗ１、Ｐｕ３、Ｐｖ３、Ｐｗ３と出力部１５０との接続を切断する。そして、制御部１１０は、伝送路Ｐｕ２、Ｐｖ２、Ｐｗ２と出力部１５０とを接続する。これにより、出力部１５０からは、６．６ｋＶの三相交流電圧が出力される。電動機Ｍｂは６．６ｋＶの三相交流電圧を駆動電圧として動作を開始する。 When operating the electric motor Mb, the control unit 110 controls the switch units 140u to 140w shown in FIG. 3 to disconnect the transmission lines Pu1, Pv1, Pw1, Pu3, Pv3, Pw3 and the output unit 150. Then, the control unit 110 connects the transmission paths Pu2, Pv2, Pw2 and the output unit 150. As a result, a 6.6 kV three-phase AC voltage is output from the output unit 150. The electric motor Mb starts operation using a 6.6 kV three-phase AC voltage as a driving voltage.

電動機Ｍｃを動作させる場合、制御部１１０は、図３に示すスイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗを制御して、伝送路Ｐｕ１、Ｐｖ１、Ｐｗ１、Ｐｕ２、Ｐｖ２、Ｐｗ２と出力部１５０との接続を切断する。そして、制御部１１０は、伝送路Ｐｕ３、Ｐｖ３、Ｐｗ３と出力部１５０とを接続する。これにより、出力部１５０からは、３．３ｋＶの三相交流電圧が出力される。電動機Ｍｃは３．３ｋＶの三相交流電圧を駆動電圧として動作を開始する。 When operating the electric motor Mc, the control unit 110 controls the switch units 140u to 140w illustrated in FIG. 3 to disconnect the transmission lines Pu1, Pv1, Pw1, Pu2, Pv2, and Pw2 from the output unit 150. Then, the control unit 110 connects the transmission paths Pu3, Pv3, Pw3 and the output unit 150. As a result, a 3.3 kV three-phase AC voltage is output from the output unit 150. The electric motor Mc starts operation using a 3.3 kV three-phase AC voltage as a driving voltage.

本実施形態によれば、インバータ装置１００は、電力変換回路として多段接続インバータを備える。そして、多段接続インバータは、非最後段セルインバータの出力を、後段のセルインバータを迂回して出力部１５０に伝送するバイパスを備える。これにより、インバータ装置１００は電圧レベルの異なる複数の交流電圧を出力することが可能となるので、電動機駆動システム１は、駆動電圧が異なる複数の電動機を低いコストで動作させることができる。 According to the present embodiment, the inverter device 100 includes a multi-stage connection inverter as a power conversion circuit. The multi-stage connection inverter includes a bypass that transmits the output of the non-last stage cell inverter to the output unit 150 by bypassing the cell inverter at the subsequent stage. As a result, the inverter device 100 can output a plurality of AC voltages having different voltage levels, and the motor drive system 1 can operate a plurality of motors having different drive voltages at a low cost.

例えば、インバータ装置１００が電圧レベルの異なる複数の交流電圧を出力できるので、ユーザは、電動機駆動システム１を構築するために、出力電圧が異なる複数のインバータ装置を用意する必要がない。また、インバータ装置一台で電動機駆動システム１を構築する場合であっても、ユーザは、インバータ装置の出力側にトランスを設置する必要がない。よって、ユーザは、低いコストで電動機駆動システム１を構築できる。 For example, since the inverter device 100 can output a plurality of AC voltages having different voltage levels, the user does not need to prepare a plurality of inverter devices having different output voltages in order to construct the electric motor drive system 1. Further, even when the electric motor drive system 1 is constructed with one inverter device, the user does not need to install a transformer on the output side of the inverter device. Therefore, the user can construct the electric motor drive system 1 at a low cost.

また、インバータ装置１００が電圧レベルの異なる複数の交流電圧を出力できるので、ユーザは、インバータ装置１００の出力側にトランスを設置する必要がない。そのため、システム構築者は、電動機駆動システム１の内部に、電力損失の原因となるトランスをあまり配置しなくてもよい、その結果として、電動機駆動システム１はシステム全体として電力損失が小さくなるので、ユーザは、低いランニングコストで電動機駆動システム１を動作させることができる。 In addition, since the inverter device 100 can output a plurality of alternating voltages having different voltage levels, the user does not need to install a transformer on the output side of the inverter device 100. Therefore, the system builder does not need to arrange many transformers that cause power loss inside the motor drive system 1, and as a result, the motor drive system 1 has less power loss as a whole system. The user can operate the electric motor drive system 1 at a low running cost.

また、ユーザは、電動機駆動システム１を構築するために、複数のインバータ装置を用意する必要がなく、また、インバータ装置１００の出力側にトランスを配置する必要もない。すなわち、電動機駆動システム１は、メンテナンスを必要とする機器が少ない。結果として、ユーザは、小さなメンテナンスコストで電動機駆動システム１を動作させることができる。また、機器が少ないので、電動機駆動システム１の設置スペースも小さくて済む。 Further, the user does not need to prepare a plurality of inverter devices in order to construct the electric motor drive system 1, and does not need to arrange a transformer on the output side of the inverter device 100. That is, the motor drive system 1 has few devices that require maintenance. As a result, the user can operate the electric motor drive system 1 with a small maintenance cost. Moreover, since there are few apparatuses, the installation space of the electric motor drive system 1 can also be small.

（実施形態２）
実施形態１では、インバータ装置１００が電動機Ｍａに駆動電圧を供給した。しかしながら、電動機Ｍａの動作電圧は、交流電源ＡＣの出力電圧を同じであるので、場合によっては、交流電源ＡＣの出力電圧を、インバータ装置１００を介さず、そのまま電動機Ｍａに入力することも可能である。以下、実施形態２の電動機駆動システム１について説明する。 (Embodiment 2)
In the first embodiment, the inverter device 100 supplies the drive voltage to the electric motor Ma. However, since the operating voltage of the electric motor Ma is the same as the output voltage of the AC power supply AC, in some cases, the output voltage of the AC power supply AC can be directly input to the electric motor Ma without going through the inverter device 100. is there. Hereinafter, the electric motor drive system 1 of Embodiment 2 is demonstrated.

図５は、実施形態２の電動機駆動システム１を示す図である。電動機駆動システム１は、交流電源ＡＣと、伝送路Ｐｉｎと、バイパス１７０と、電動機Ｍａ〜Ｍｃと、伝送路Ｐｏｕｔと、スイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃと、インバータ装置１００と、を備える。バイパス１７０及びスイッチ部ＳＷａ以外の構成は実施形態１と同じである。 FIG. 5 is a diagram illustrating the electric motor drive system 1 according to the second embodiment. The electric motor drive system 1 includes an AC power supply AC, a transmission path Pin, a bypass 170, electric motors Ma to Mc, a transmission path Pout, switch units SWa to SWc, and an inverter device 100. The configuration other than the bypass 170 and the switch unit SWa is the same as that of the first embodiment.

バイパス１７０は、交流電源ＡＣから供給される交流電圧を、インバータ装置１００（電動機駆動装置）を迂回して、電動機に伝送する伝送路である。バイパス１７０は第１のバイパスとして機能する。インバータ装置１００が備えるバイパス１６１〜１６３は第２のバイパスとして機能する。バイパス１７０は、三相交流電圧を伝送可能な送電線である。伝送路Ｐｉｎは、交流電源ＡＣが出力した三相交流電圧をスイッチ部ＳＷａに伝送する。 The bypass 170 is a transmission path that transmits an AC voltage supplied from the AC power supply AC to the electric motor, bypassing the inverter device 100 (motor driving device). The bypass 170 functions as a first bypass. The bypasses 161 to 163 included in the inverter device 100 function as a second bypass. The bypass 170 is a transmission line capable of transmitting a three-phase AC voltage. The transmission line Pin transmits the three-phase AC voltage output from the AC power source AC to the switch unit SWa.

スイッチ部ＳＷａは、電動機Ｍａへ入力される三相交流電圧を切り替えるための、或いは遮断するためのスイッチである。スイッチ部ＳＷａは、電動機Ｍａへ入力される電圧を、インバータ装置１００から伝送される三相交流電圧、若しくは、交流電源ＡＣから伝送される三相交流電圧に切り替える。又は、スイッチ部ＳＷａは、電動機Ｍａへ入力される電圧を遮断する。スイッチ部ＳＷａは、インバータ装置１００が備える制御部１１０によって、若しくは、電動機駆動システム１が備える不図示の制御装置によって制御される。スイッチ部ＳＷａ〜ＳＷｃは、ユーザが手動で制御可能であってもよい。以下の説明では、スイッチ部ＳＷａは制御部１１０によって制御されるものとする。 The switch unit SWa is a switch for switching or cutting off the three-phase AC voltage input to the electric motor Ma. The switch unit SWa switches the voltage input to the electric motor Ma to the three-phase AC voltage transmitted from the inverter device 100 or the three-phase AC voltage transmitted from the AC power supply AC. Or switch part SWa interrupts | blocks the voltage input into the electric motor Ma. The switch part SWa is controlled by the control part 110 with which the inverter apparatus 100 is provided, or with the control apparatus not shown with which the electric motor drive system 1 is provided. The switch units SWa to SWc may be manually controlled by the user. In the following description, the switch unit SWa is controlled by the control unit 110.

伝送路Ｐｉｎを介してインバータ装置１００に三相交流電圧が入力されると、制御部１１０は動作を開始する。ユーザから電動機Ｍａの動作開始の開始が指示された場合、制御部１１０は、スイッチ部ＳＷｂ、ＳＷｃをＯＦＦにするとともに、スイッチ部ＳＷａの接続を伝送路Ｐｏｕｔ側にする。これにより、インバータ装置１００の出力部１５０と電動機Ｍａとが接続される。 When the three-phase AC voltage is input to the inverter device 100 via the transmission line Pin, the control unit 110 starts operation. When the start of the operation of the electric motor Ma is instructed by the user, the control unit 110 turns off the switch units SWb and SWc and sets the connection of the switch unit SWa to the transmission path Pout side. Thereby, the output part 150 of the inverter apparatus 100 and the electric motor Ma are connected.

また、制御部１１０は、図３に示すスイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗを制御して、バイパス１６１〜１６３と出力部１５０との接続を切断するとともに、伝送路Ｐｕ１、Ｐｖ１、Ｐｗ１と出力部１５０とを接続する。これにより、出力部１５０からは、１１ｋＶの三相交流電圧が出力される。電動機Ｍａは１１ｋＶの三相交流電圧を駆動電圧として動作を開始する。 Further, the control unit 110 controls the switch units 140u to 140w illustrated in FIG. 3 to disconnect the bypasses 161 to 163 and the output unit 150, and connects the transmission paths Pu1, Pv1, and Pw1 to the output unit 150. Connecting. As a result, an 11 kV three-phase AC voltage is output from the output unit 150. The electric motor Ma starts operation using a three-phase AC voltage of 11 kV as a driving voltage.

電動機Ｍａに三相交流電圧の出力が開始されてから予め設定された時間が経過すると、制御部１１０は、図５に示すスイッチ部ＳＷａの接続をバイパス１７０側にする。これにより、交流電源ＡＣと電動機Ｍａとが接続される。電動機Ｍａは、交流電源ＡＣから供給される１１ｋＶの三相交流電圧を駆動電圧として動作を継続する。 When a preset time has elapsed since the output of the three-phase AC voltage to the electric motor Ma is started, the control unit 110 switches the switch unit SWa shown in FIG. 5 to the bypass 170 side. Thereby, AC power supply AC and electric motor Ma are connected. The electric motor Ma continues to operate using the 11 kV three-phase AC voltage supplied from the AC power supply AC as a driving voltage.

スイッチ部ＳＷａの接続がバイパス１７０側に切り替わった後、制御部１１０は、ユーザの指示に基づいて電動機Ｍｂ或いは電動機Ｍｃを動作させてもよい。制御部１１０が電動機Ｍｂ或いは電動機Ｍｃを動作させる方法は、実施形態１と同様である。 After the connection of the switch unit SWa is switched to the bypass 170 side, the control unit 110 may operate the electric motor Mb or the electric motor Mc based on a user instruction. The method by which the control unit 110 operates the electric motor Mb or the electric motor Mc is the same as that in the first embodiment.

電動機は、通常、起動時に大きな電力を消費する。電動機Ｍａを交流電源ＡＣに直接接続して起動させた場合、交流電源ＡＣは電動機Ｍａによって一時的に大きな電力を供給しなければならない。この場合、交流電源ＡＣには大きな負荷がかかる。しかしながら、インバータは消費電力の急激な上昇を抑制する機能を有する。電動機の起動時に、インバータを介して電動機に電力を供給することにより、電動機の電力消費は緩やかになる。 An electric motor usually consumes a large amount of power when starting up. When the electric motor Ma is directly connected to the AC power source AC and started up, the AC power source AC must temporarily supply a large amount of power by the electric motor Ma. In this case, a large load is applied to the AC power supply AC. However, the inverter has a function of suppressing a rapid increase in power consumption. By supplying electric power to the electric motor through the inverter at the time of starting the electric motor, the electric power consumption of the electric motor becomes moderate.

本実施形態の電動機駆動システム１は、電動機Ｍａへ入力される電圧を、インバータ装置１００から伝送される三相交流電圧、又は、交流電源ＡＣから伝送される三相交流電圧に切り替え可能なスイッチ部ＳＷａを備えている。そのため、電動機駆動システム１は、電動機Ｍａの起動時にインバータ装置１００を介して電動機Ｍａに電力を供給することができるので、交流電源ＡＣにかかる負荷を小さくできる。 The motor drive system 1 of the present embodiment is a switch unit that can switch a voltage input to the motor Ma to a three-phase AC voltage transmitted from the inverter device 100 or a three-phase AC voltage transmitted from an AC power supply AC. SWa is provided. Therefore, since the electric motor drive system 1 can supply electric power to the electric motor Ma via the inverter device 100 when the electric motor Ma is activated, the load applied to the AC power source AC can be reduced.

また、電動機駆動システム１は、電動機Ｍａの出力が安定した後、電動機Ｍａへ入力される電圧を交流電源ＡＣから伝送される交流電圧に切り替えることができる。交流電源ＡＣから電動機Ｍａに直接電力を供給することで、インバータ装置１００で電力損失が生じない。そのため、電動機駆動システム１は、ランニングコストを低くできる。 Further, the electric motor drive system 1 can switch the voltage input to the electric motor Ma to the AC voltage transmitted from the AC power source AC after the output of the electric motor Ma is stabilized. By supplying power directly from the AC power supply AC to the electric motor Ma, no power loss occurs in the inverter device 100. Therefore, the electric motor drive system 1 can reduce the running cost.

また、交流電源ＡＣから電動機Ｍａに直接電力を供給している最中は、インバータ装置１００がフリーになる。そのため、電動機駆動システム１は、電動機Ｍａを動作させている最中に、インバータ装置１００を使用して、電動機Ｍｂ若しくは電動機Ｍｂに駆動電圧を供給することも可能になる。 Further, the inverter device 100 becomes free while power is directly supplied from the AC power supply AC to the electric motor Ma. Therefore, the electric motor drive system 1 can also supply the drive voltage to the electric motor Mb or the electric motor Mb by using the inverter device 100 while the electric motor Ma is operating.

（実施形態３）
インバータ装置１００は、電圧レベルの異なる複数の交流電圧を出力可能である。インバータ装置１００には、過電圧もしくは過電流の出力が発生しないように、出力を監視するためのセンサーが設けられていてもよい。以下、実施形態３の電動機駆動システム１について説明する。なお、インバータ装置１００以外の構成は、実施形態１と同じであるので説明を省略する。 (Embodiment 3)
The inverter device 100 can output a plurality of AC voltages having different voltage levels. The inverter device 100 may be provided with a sensor for monitoring the output so as not to generate an overvoltage or overcurrent output. Hereinafter, the electric motor drive system 1 of Embodiment 3 is demonstrated. Since the configuration other than the inverter device 100 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

図６は、インバータ装置１００の回路図である。インバータ装置１００の構成は実施形態１と略同じであるが、伝送路にセンサーが設けられている点で実施形態１と異なっている。 FIG. 6 is a circuit diagram of the inverter device 100. The configuration of the inverter device 100 is substantially the same as that of the first embodiment, but differs from the first embodiment in that a sensor is provided in the transmission path.

インバータ装置１００は、１８１ｕ１〜１８１ｗ３の９つの電圧センサーと、１８２ｕ〜１８２ｗの３つの電流センサーを備える。 The inverter device 100 includes nine voltage sensors 181u1 to 181w3 and three current sensors 182u to 182w.

電圧センサー１８１ｕ１〜１８１ｗ３は、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗの出力電圧を計測する電圧計である。電圧センサー１８１ｕ１〜１８１ｕ３の３つのセンサーは、それぞれ、伝送路Ｐｕ１〜Ｐｕ３に配置されている。電圧センサー１８１ｖ１〜１８１ｖ３の３つのセンサーは、それぞれ、伝送路Ｐｖ１〜Ｐｖ３に配置されている。電圧センサー１８１ｗ１〜１８１ｗ３の３つのセンサーは、それぞれ、伝送路Ｐｗ１〜Ｐｗ３に配置されている。電圧センサー１８１ｕ１〜１８１ｗ３は、接触式のセンサーであってもよいし、非接触式のセンサーであってもよい。電圧センサー１８１ｕ１〜１８１ｗ３は制御部１１０に接続されている。各伝送路の電圧は制御部１１０によって監視される。 The voltage sensors 181u1 to 181w3 are voltmeters that measure the output voltages of the multistage connection inverters 130u to 130w. Three sensors, voltage sensors 181u1 to 181u3, are arranged on transmission lines Pu1 to Pu3, respectively. The three sensors, voltage sensors 181v1 to 181v3, are arranged on the transmission paths Pv1 to Pv3, respectively. The three sensors, voltage sensors 181w1 to 181w3, are arranged on the transmission lines Pw1 to Pw3, respectively. The voltage sensors 181u1 to 181w3 may be contact type sensors or non-contact type sensors. The voltage sensors 181u1 to 181w3 are connected to the control unit 110. The voltage of each transmission line is monitored by the control unit 110.

電流センサー１８２ｕ〜１８２ｗは、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗの出力電流を計測する電流計である。電流センサー１８２ｕは、スイッチ部１４０ｕと出力部１５０とを接続する伝送路に配置されている。電流センサー１８２ｖは、スイッチ部１４０ｖと出力部１５０とを接続する伝送路に配置されている。電流センサー１８２ｗは、スイッチ部１４０ｕと出力部１５０とを接続する伝送路に配置されている。電流センサー１８２ｕ〜１８２ｗは、接触式のセンサーであってもよいし、非接触式のセンサーであってもよい。電流センサー１８２ｕ〜１８２ｗは制御部１１０に接続されている。各伝送路の電流は制御部１１０によって監視される。 The current sensors 182u to 182w are ammeters that measure output currents of the multistage connection inverters 130u to 130w. The current sensor 182u is disposed in a transmission path that connects the switch unit 140u and the output unit 150. The current sensor 182v is disposed in a transmission path that connects the switch unit 140v and the output unit 150. The current sensor 182w is disposed in a transmission path that connects the switch unit 140u and the output unit 150. The current sensors 182u to 182w may be contact type sensors or non-contact type sensors. The current sensors 182u to 182w are connected to the control unit 110. The current of each transmission line is monitored by the control unit 110.

制御部１１０は、電圧センサー１８１ｕ１〜１８１ｗ３のいずれかで予め設定された電圧値以上の電圧が計測されたのを検知すると、スイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗをＯＦＦにして、出力部１５０からの出力を停止する。また、制御部１１０は、電流センサー１８２ｕ〜１８２ｗのいずれかで予め設定された電流値以上の電流が計測されたのを検知すると、スイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗをＯＦＦにして、出力部１５０からの出力を停止する。設定電圧レベル及び設定電流レベルは、伝送路毎に異なったものであってもよい。 When the control unit 110 detects that any of the voltage sensors 181u1 to 181w3 has measured a voltage equal to or higher than a preset voltage value, the control unit 110 turns off the switch units 140u to 140w and stops the output from the output unit 150. To do. Further, when the control unit 110 detects that a current greater than or equal to a preset current value is measured by any of the current sensors 182u to 182w, the control unit 110 turns off the switch units 140u to 140w and outputs from the output unit 150. To stop. The set voltage level and the set current level may be different for each transmission path.

本実施形態によれば、インバータ装置１００からの出力に過電圧、過電流が発生するのを少なくすることができる。 According to this embodiment, it is possible to reduce the occurrence of overvoltage and overcurrent in the output from the inverter device 100.

上述の各実施形態はそれぞれ一例を示したものであり、種々の変更及び応用が可能である。 Each of the embodiments described above shows an example, and various changes and applications are possible.

例えば、上述の実施形態では、バイパス１６１〜１６３は、セルインバータＣＩ３、ＣＩ５の出力ＯＵＴ２と接続され、セルインバータＣＩ３、ＣＩ５の出力を、スイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗを介して出力部１５０に伝送した。しかしながら、バイパス１６１〜１６３が伝送する交流電圧は、セルインバータＣＩ３、ＣＩ５の出力に限られない。他のセルインバータの出力であってもよい。 For example, in the above-described embodiment, the bypasses 161 to 163 are connected to the output OUT2 of the cell inverters CI3 and CI5, and the outputs of the cell inverters CI3 and CI5 are transmitted to the output unit 150 via the switch units 140u to 140w. However, the AC voltage transmitted by the bypasses 161 to 163 is not limited to the outputs of the cell inverters CI3 and CI5. It may be the output of another cell inverter.

また、上述の実施形態では、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗは、それぞれ、電圧レベルの異なる３つの交流電圧を出力するものとした。しかしながら、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗは、それぞれ、３つより多くの交流電圧を出力するよう構成されていてもよいし、２つの交流電圧を出力するよう構成されていてもよい。多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗが出力する交流電圧の電圧レベルは、１１ｋＶ、６．６ｋＶ、３．３ｋＶに限られない。電圧レベルは、６９０Ｖ、１．２５ｋＶ、１０ｋＶ等他の高圧であってもよい。勿論、電圧レベルは、４６０Ｖ、５７５Ｖ等、６００Ｖより小さな電圧であってもよい。 In the above-described embodiment, the multistage connection inverters 130u to 130w each output three AC voltages having different voltage levels. However, each of the multistage connection inverters 130u to 130w may be configured to output more than three AC voltages, or may be configured to output two AC voltages. The voltage level of the AC voltage output from the multistage inverters 130u to 130w is not limited to 11 kV, 6.6 kV, and 3.3 kV. The voltage level may be other high voltages such as 690V, 1.25kV, 10kV. Of course, the voltage level may be a voltage lower than 600V, such as 460V, 575V.

また、上述の実施形態では、インバータ装置１００の出力部１５０は、電圧レベルが異なる複数の三相交流電圧のいずれかを出力するものとした。しかしながら、出力部１５０は、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗが生成する複数の三相交流電圧を全て出力するよう構成されていてもよい。例えば、システム設計者は、図１に示すインバータ装置１００からスイッチ部１４０ｕ〜１４０ｗを取り除く。多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗの複数の出力は、直接、出力部１５０に接続される。出力部１５０は、１１ｋＶ、６．６ｋＶ、３．３ｋＶに対応する３組の出力端子を備える。そして、インバータ装置１００は、出力部１５０から１１ｋＶ、６．６ｋＶ、３．３ｋＶの３つの三相交流電圧を出力する。 In the above-described embodiment, the output unit 150 of the inverter device 100 outputs one of a plurality of three-phase AC voltages having different voltage levels. However, the output unit 150 may be configured to output all of the plurality of three-phase AC voltages generated by the multistage connection inverters 130u to 130w. For example, the system designer removes the switch units 140u to 140w from the inverter device 100 shown in FIG. A plurality of outputs of the multistage connection inverters 130 u to 130 w are directly connected to the output unit 150. The output unit 150 includes three sets of output terminals corresponding to 11 kV, 6.6 kV, and 3.3 kV. The inverter device 100 outputs three three-phase AC voltages of 11 kV, 6.6 kV, and 3.3 kV from the output unit 150.

また、上述の実施形態では、インバータ装置１００が出力する交流電圧は三相交流電圧であるものとしたが、インバータ装置１００が出力する交流電圧は単相交流電圧であってもよい。この場合、インバータ装置１００が備える多段接続インバータは１つであってもよい。 In the above-described embodiment, the AC voltage output from the inverter device 100 is a three-phase AC voltage. However, the AC voltage output from the inverter device 100 may be a single-phase AC voltage. In this case, the inverter device 100 may include one multistage connection inverter.

また、上述の実施形態では、インバータ装置１００は、変圧器１２０を備え、交流電源ＡＣから入力された三相交流電圧を、変圧器１２０を介して多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗに入力した。しかしながら、インバータ装置１００は必ずしも変圧器１２０を備えていなくてもよい。例えば、インバータ装置１００は、交流電源ＡＣから入力された三相交流電圧を分配する分配器を備え、分配器で分配しした三相交流電圧を、多段接続インバータ１３０ｕ〜１３０ｗの各セルインバータに入力してもよい。変圧器１２０での電力損失がなくなるので、インバータ装置１００のランニングコストが低くなる。 In the above-described embodiment, the inverter device 100 includes the transformer 120 and inputs the three-phase AC voltage input from the AC power supply AC to the multistage connected inverters 130u to 130w via the transformer 120. However, the inverter device 100 does not necessarily include the transformer 120. For example, the inverter device 100 includes a distributor that distributes a three-phase AC voltage input from the AC power supply AC, and inputs the three-phase AC voltage distributed by the distributor to each cell inverter of the multistage connection inverters 130u to 130w. May be. Since the power loss in the transformer 120 is eliminated, the running cost of the inverter device 100 is reduced.

また、上述の実施形態では、インバータ装置１００が交流電圧を供給する負荷装置は電動機であるものとしたが、インバータ装置１００が交流電圧を供給する負荷装置は電動機に限られない。インバータ装置１００は、電動機以外の電気機器に交流電圧を供給してもよい。勿論、インバータ装置１００は、他のインバータ装置に交流電圧を供給してもよい。 In the above-described embodiment, the load device to which the inverter device 100 supplies an AC voltage is an electric motor. However, the load device to which the inverter device 100 supplies an AC voltage is not limited to an electric motor. The inverter device 100 may supply an AC voltage to an electrical device other than the electric motor. Of course, the inverter device 100 may supply an AC voltage to another inverter device.

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１…電動機駆動システム
１００…インバータ装置
１１０…制御部
１２０…変圧器
１２１…一次巻線
１２２…二次巻線群
Ｓ１ｒ〜Ｓ９ｔ…二次巻線
１３０ｕ、１３０ｖ、１３０ｗ…多段接続インバータ
１３１…整流部
１３１ａ…ダイオード
１３２…平滑部
１３２ａ…コンデンサ
１３３…インバータ部
１３３ａ…スイッチング素子
１３３ｂ…還流ダイオード
１４０ｕ、１４０ｖ、１４０ｗ…スイッチ部
１５０…出力部
１６１、１６２、１６３、１７０…バイパス
１８１ｕ１〜１８１ｗ３…電圧センサー
１８２ｕ、１８２ｖ、１８２ｗ…電流センサー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric motor drive system 100 ... Inverter apparatus 110 ... Control part 120 ... Transformer 121 ... Primary winding 122 ... Secondary winding group S1r-S9t ... Secondary winding 130u, 130v, 130w ... Multistage connection inverter 131 ... Rectification part 131a ... Diode 132 ... Smoothing part 132a ... Capacitor 133 ... Inverter part 133a ... Switching element 133b ... Freewheeling diode 140u, 140v, 140w ... Switch part 150 ... Output part 161, 162, 163, 170 ... Bypass 181u1-181w3 ... Voltage sensor 182u , 182v, 182w ... current sensor

Claims

A multi-stage connection inverter in which cell inverters that output single-phase AC voltage are connected in multi-stage in series;
An output unit for outputting an AC voltage transmitted from the multi-stage inverter;
A transmission line for transmitting the output of the last stage cell inverter of the multi-stage connection inverter to the output unit;
A bypass for transmitting at least one of the non-last stage cell inverters included in the multi-stage connected inverter to the output unit, bypassing the cell inverter located in the subsequent stage;
A switch unit connected to the transmission line and the bypass and switching the output of the output unit to any one of a plurality of AC voltages transmitted through the transmission line and the bypass;
A sensor for measuring the output voltage or output current of the multi-stage inverter;
E Bei and a control unit for controlling the switch unit,
The switch unit can disconnect the connection between the multi-stage inverter and the output unit,
The control unit controls the switch unit to stop the output from the output unit when it detects that the output voltage or the output current equal to or higher than a preset value is measured by the sensor. ,
Inverter device.

A plurality of the multi-stage connection inverters having different output voltage phases;
The inverter device according to claim 1 .

An electric motor driving device that outputs an AC voltage for driving an electric motor,
A multi-stage connection inverter in which cell inverters that output single-phase AC voltage are connected in multi-stage in series;
An output unit for outputting an AC voltage transmitted from the multi-stage inverter;
A transmission line for transmitting the output of the last stage cell inverter of the multi-stage connection inverter to the output unit;
A bypass for transmitting at least one of the non-last stage cell inverters included in the multi-stage connected inverter to the output unit, bypassing the cell inverter located in the subsequent stage;
A switch unit connected to the transmission line and the bypass and switching the output of the output unit to any one of a plurality of AC voltages transmitted through the transmission line and the bypass;
A sensor for measuring the output voltage or output current of the multi-stage inverter;
E Bei and a control unit for controlling the switch unit,
The switch unit can disconnect the connection between the multi-stage inverter and the output unit,
The control unit controls the switch unit to stop the output from the output unit when it detects that the output voltage or the output current equal to or higher than a preset value is measured by the sensor. ,
Electric motor drive device.

An electric motor drive device for converting an alternating voltage supplied from an alternating current power source into an alternating voltage for driving the electric motor;
A first bypass that transmits the AC voltage supplied from the AC power source to the electric motor, bypassing the electric motor drive device;
A switch unit that switches an AC voltage input to the electric motor to either an AC voltage output from the electric motor drive device or an AC voltage transmitted via a first bypass;
The motor driving device is
A multi-stage connection inverter in which cell inverters that output single-phase AC voltage are connected in multi-stage in series;
An output unit for outputting an AC voltage transmitted from the multi-stage inverter;
A transmission line for transmitting the output of the last stage cell inverter of the multi-stage connection inverter to the output unit;
A second bypass that transmits the output of at least one of the non-last stage cell inverters included in the multi-stage connection inverter to the output unit, bypassing the cell inverter located in the subsequent stage;
A second switch unit connected to the transmission line and the second bypass and switching the output of the output unit to any one of a plurality of AC voltages transmitted through the transmission line and the second bypass;
A sensor for measuring the output voltage or output current of the multi-stage inverter;
E Bei and a control unit for controlling the second switching unit,
The second switch unit can disconnect the connection between the multi-stage inverter and the output unit,
The control unit controls the second switch unit to detect the output from the output unit when detecting that the output voltage or the output current equal to or higher than a preset value is measured by the sensor. Stop,
Electric motor drive system.