JPH0311936A

JPH0311936A - インバータの起動回路

Info

Publication number: JPH0311936A
Application number: JP1146022A
Authority: JP
Inventors: Takeaki Asaeda; 健明朝枝
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1991-01-21
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPH0789713B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は交流電源に接続される電圧形インバータ等の
初期充電を行うための起動回路に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば平成元年電気学会全国大会講演論文集５
−１７４ページに記載されたこの種従来の電圧形インバ
ータの起動回路を示す回路図である。

ここでは電圧形インバータがアクティブフィルタに適用
されている０図において、＋１）は電圧Ｖｓの交流電源
、■は遮断器、（３）は後述の電圧形インバータから発
生するスイッチング周波数の高調波成分を吸収するフィ
ルタ回路で、相互に直列に接続されたフィルタ抵抗（４
）およびフィルタコンデンサ（５１と、フィルタ抵抗（
４）に並列に接続されたフィルタリアクトル（６）とか
ら構成されている。（７Ｉおよび（８）は遮断器■と電
圧形インバータ（９）との間に接続された第１の開閉器
およびリアクトル、α〔および（１１）は第１の開閉器
（７）の両極間に接続された第２の開閉器および充電用
抵抗、（１２）は電圧形インバータ（９）の直流コンデ
ンサである。

次に動作について以上の起動回路のタイムチャートを示
す第５図を参照して説明する。第１の開閉器（７）およ
び第２の開閉器α〔が開の状態で、先ず時刻１＝１ｉに
おいて遮断器（２）が投入される。これにより、交流電
源（１）の電圧Ｖｓがフィルタ回路（３）に印加され、
遮断器■を介してフィルタコンデンサ（（５）に充電電
流が流入して電圧Ｖｓまで充電される。

次に時刻１＝１２で第２の開閉器０■が投入される。

これにより、充電用抵抗（１１）およびリアクトル（８
）に介して電圧形インバータ（９）の直流コンデンサ（
１２）が充電される。ここで、電圧形インバータ（９）
は周知のように、スイッチング素子とダイオードとを逆
並列接続してなるアームから構成されており、電圧形イ
ンバータ（９）がオフの期間ではこのスイッチング素子
はオフされており、直流コンデンサ（１２）はダイオー
ドを介して充電される。

時刻１＝１．で直流コンデンサ（１２）の電圧が直流電
圧Ｅｄ、に達すると第１の開閉器ｍが投入される。これ
により充電用抵抗（１１）が短絡されるため直流コンデ
ンサ（１２）の直流電圧は更に上昇し、時刻１＝１．で
電圧ＩＥｄ２に達する。

そして、時刻１＝１．で電圧形インバータ（９）をオン
し、その直流電圧制御により、所望の電圧Ｅｄ。

のレベルにまで昇圧させて充電動作を完了する。

〔発明が解決しようとする課題〕

５従来の電圧形インバータの起動回路は以上のように構
成されているので、遮断器（２）を投入した直後、フィ
ルタ回路（３）のフィルタコンデンサ（四に大きな突入
充電電流が流入し交流電源（１）に悪影響を与える。更
に、充電用抵抗（１１）は直流コンデンサ（１２）の充
電完了後は使用しないためその分根器の利用率が低下し
、装置が大形化する等の問題点があった。

この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、フィルタ回路への突入充電電流を抑制し、か
つ機器の利用率を向上させ得るインバータの起動回路を
得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るインバータの起動回路は、交流電源とイ
ンバータとの間に接続された第１の開閉器、相互に並列
接続したときの合成抵抗値がフィルタ抵抗の抵抗値とな
る第１の抵抗と第２の抵抗との直列体とこの直列体に更
に直列に接続された第２の開閉器とからなり、上記第１
の開閉器の両極間に接続された直列回路、および上記第
１の抵抗と第２の抵抗との中間接続点に接続され、上記
フィルタ抵抗に直列に接続されたとき所定のフィルタ回
路を構成するフィルタコンデンサを備えたものである。

〔作　　用〕

先ず、第２の開閉器が投入されると、インバータは第１
の抵抗と第２の抵抗との直列体を介して充電され、フィ
ルタコンデンサは第１の抵抗と第２の抵抗とのいずれか
一方を介して充電される。

この充電が進行し、次に第１の開閉器が投入されると、
第１の抵抗および第２の抵抗は両開閉器を介して相互に
並列接続されてその合成抵抗値がフィルタ抵抗の抵抗値
と等しくなり、フィルタコンデンサとともにフィルタ回
路として動作する。

〔実　施　例〕

第１図はこの発明の一実施例による電圧形インバータの
起動回路を示す回路図である０図において、（１）〜（
３）、（９〜αω、（１２）は従来と同等のものであり
説明を省略する。但し、フィルタ回路（３）は第１の開
閉器（７）および第２の開閉器α〔とリアクトル（ａと
の間に接続されており、かつ従来のフィルタ抵抗（イ）
は図に示すように、第１の抵抗（４ａ）と第２の抵抗（
４ｂ）とに分割され相互に直列となって第２の開閉器α
〔とにより直列回路をなしている。そして、フィルタコ
ンデンサ１５１は第１の抵抗（４ａ）と第２の抵抗（４
ｂ）との中間接続点に、フィルタリアクトル（６）は第
２の抵抗（４ｂ）と並列にそれぞれ接続されている。ま
た、後述するように、第１の抵抗（４ａ）と第２の抵抗
（４ｂ）との抵抗値は、それらを並列に接続したときの
合成抵抗値が従来のフィルタ抵抗（２）の抵抗値に合致
する条件の範囲内で選定されている。

次に第１図の回路の動作について説明するが、動作シー
ケンスは従来と同様であるので、ここでも第５図のタイ
ムチャートを参照して説明する。

先ず、時刻１＝１１で遮断器（２）が投入され、つづい
て時刻１＝１．で第２の開閉器αｌが投入される。これ
により、フィルタ回路（３）のフィルタコンデンサ（９
は第１の抵抗（４ａ）を介して充電されるとともに、電
圧形インバータ（９）の直流コンデンサ（１２）は第１
の抵抗（４ａ）、第２の抵抗（４ｂ）とフィルタリアク
トル（６）との並列回路およびリアクトル（へ）を介し
て充電される。即ち、ここでは、第１の抵抗（４ａ）お
よび第２の抵抗（４ｂ）は相互に直列となって従来の充
電用抵抗（１１）に相当する充電電流抑制機能を担う。

次に時刻１＝１．で第１の開閉器（７）が投入される。

これにより第１の抵抗（４ａ）と第２の抵抗（４ｂ）と
は相互に並列接続されフィルタコンデンサ（５１および
フィルタリアクトル（６）とともに本来のフィルタ回路
（３）を構成し、交流電源（１）に接続されて電圧形イ
ンバータ（９）からの高調波を吸収するフィルタとして
機能する。第１の抵抗（４ａ）と第２の抵抗（４ｂ）と
はフィルタ抵抗（４）としての機能と充電用抵抗（１１
）としての機能をあわせもっており、その分、従来の場
合に比較して機器の利用率が向上する。電圧形インバー
タ（９）の直流コンデンサ（１２）は交流電源（１）の
電圧Ｖｓで直接充電され、その後の動作は従来と同様で
あり説明を省略する。

次に第１の抵抗（４ａ）および第２の抵抗（４ｂ）の抵
抗値の選定について説明する。第１の抵抗（４ａ）およ
び第２の抵抗（４ｂ）の抵抗値をそれぞれＲａおよびｎ
ｂ、そしてフィルタ回路ｅ）のフィルタ抵抗（４）とし
て要求される抵抗値をＲ２とすると、以下の（１）式が
成立する必要がある。

即ち、第１の抵抗（４ａ）と第２の抵抗（４ｂ）とを並
列接続したときの合成抵抗値がＲと等しくなるようにす
る必要がある。

今、簡単のためＲａ＝Ｒｈとすると（１）式からＲａ＝
Ｒｂ＝２Ｒとなる。従って、第２の開閉器０〔のみ閉と
している期間ｔ２〜１．では、フィルタコンデンサ（５
）は従来のフィルタ抵抗（イ）の抵抗値Ｒの２倍の値２
Ｒの抵抗値を有する第１の抵抗（４ａ）を介して充電さ
れるため、その突入充電電流も従来の約４にまで低減さ
れ交流電源（１）への影響もその分抑制される。

また、直流コンデンサ（１２）は第１の抵抗（４ａ）と
第２の抵抗（４ｂ）との直列体を介して充電されるので
、充電用抵抗としての抵抗値はＲａ＋　Ｒｈ＝　４Ｒと
なる。この充電用抵抗（従来の充電用抵抗（１１）が相
当）の抵抗値Ｒｃは、その充電電流値が電圧形インバー
タ（９）および直流コンデンサ（１２）の許容電流値以
下となるよう選定され、−ａにＲ＜Ｒｅである。従って
、上記の例では、Ｒｃ＝４Ｒとなり、Ｒｃとして＋４１
の４倍の抵抗値を選定したことになる。

なお、上記した各充電電流値を更に低減したい場合には
、各抵抗値をＲａ＞Ｒｈ＞Ｈの関係となるよう選定すれ
ばよい０例えば、Ｒｈ＝１．２Ｈにすると、（１）式の
関係からＲａ＝６Ｒとなり、フィルタコンデンサ（９へ
の充電電流値は従来の塊以下となる。また、直流コンデ
ンサ（１２）に対する充電用抵抗としてもその抵抗値Ｒ
ｃは７．２Ｒとなる。このように、第１の抵抗（４ａ）
および第２の抵抗（４ｂ）の抵抗値は、（１）式を満足
する範囲内で自由に選定することができ、各充電電流値
を適当な値に抑制するこ−とが可能となる。

また、上記実施例では、フィルタリアクトル（６）は第
２の抵抗（４ｂ）と並列に接続しているが、第１の抵抗
（４ａ）と並列接続するようにしてもよい、但し、この
場合には第２の開閉器αωを投入したときのフィルタコ
ンデンサ（町への突入充電電流が大きくなるので注意が
必要である。更に、このフィルタリアクトル（６）は省
略してもよい、もっとも、この場合には、フィルタコン
デンサ＋５］の基本波電流成分もフィルタ抵抗（４）を
介して流れるためフィルタ抵抗（イ）の容量が大きくな
る。即ち、フィルタリアクトル（６）は基本波電流成分
をバイパスすることにより、フィルタ抵抗（イ）には電
圧形インバータ（９）から発生する高次の高調波電流成
分のみを流すようにしてその容量を低減し、フィルタ回
路（３）の損失をも低減させる役割を担っている訳であ
る。

また、上記実施例では遮断器（２１を設けたものを示し
たが、これは一般的な過電流保護のために設けたもので
、起動回路として特に必要ということではないので省略
してもよい。

また、上記実施例では、電圧形インバータ（９）をオン
する時刻１＝１．を第１の開１器（７）を投入する時刻
１＝１．より遅らせたものを示したが、再動作をほぼ同
時刻に行うようにしてもよい。

第２図はこの発明によるものを電動機の駆動装置に適用
したもので、直流コンデンサ（１２）に更にインバータ
く１３）を接続しこのインバータ（１３）の出力で電動
機〈１４）を駆動する。この場合、電圧形インバータ（
９）により直流電圧ＥｄをＥｄ、まで昇圧した後、イン
バータ（１３）をオンして電動機（１４）の可変速駆動
制御を行う。

第３図は、この発明の更に他の適用例を示すもので、直
流側に、ダイオード（１５）およびリアクトル（１６）
を介して太陽電池や燃料電池等の電池（１７）を接続し
ている。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明では、フィルタ抵抗を第１の抵
抗と第２の抵抗とに分割し、充電時にはこれらを直列接
続して充電電流を抑制し、充電完了後は並列接続して使
用する構成としたので、フィルタコンデンサへの突入充
電電流が減少して交流電源への影響が抑制され、かつ使
用機器の利用率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電圧形インバータの
起動回路を示す回路図、第２図、第３図はこの発明の他
の実施例のものを示す回路図、第４図は従来の電圧形イ
ンバータの起動回路を示す回路図、第５図は第４図の回
路の動作を説明するタイムチャートである。図において、（１）は交流電源、（３）はフィルタ回路
、（イ）はフィルタ抵抗、（４ａ）は第１の抵抗、（４
ｂ）は第２の抵抗、（５１はフィルタコンデンサ、■は
第１の開閉器、（９）はインバータとしての電圧形イン
バータ、α０）は第２の開閉器である。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

交流電源とインバータとの間に接続された第１の開閉器
、相互に並列接続したときの合成抵抗値がフィルタ抵抗
の抵抗値となる第１の抵抗と第２の抵抗との直列体とこ
の直列体に更に直列に接続された第２の開閉器とからな
り、上記第１の開閉器の両極間に接続された直列回路、
および上記第１の抵抗と第２の抵抗との中間接続点に接
続され、上記フィルタ抵抗に直列に接続されたとき所定
のフィルタ回路を構成するフィルタコンデンサを備え、
上記インバータの起動時、先ず上記第２の開閉器を投入
し、その後、上記第１の開閉器を投入するようにしたイ
ンバータの起動回路。