JPH05227764A - 逆変換装置 - Google Patents
逆変換装置Info
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- JPH05227764A JPH05227764A JP4023657A JP2365792A JPH05227764A JP H05227764 A JPH05227764 A JP H05227764A JP 4023657 A JP4023657 A JP 4023657A JP 2365792 A JP2365792 A JP 2365792A JP H05227764 A JPH05227764 A JP H05227764A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、スナバ回路インダクタンスを低減す
ることによってスナバコンデンサの容量を低減して、そ
の効率を高めることができる逆変換装置を提供すること
にある。 【構成】本発明は、逆変換動作を行うインバータブリッ
ジの各アームは主電流のスイッチングを行うバルブデバ
イスと、このバルブデバイスと逆並列接続されたフリー
ホイーリングダイオードと、バルブデバイス保護のため
のコンデンサとダイオードと抵抗器よりなるスナバ回路
とから構成され、直流電力を交流電力へ変換する逆変換
装置において、それぞれの各アームごとに前記バルブデ
バイスおよびスナバ回路の通電電流の大きさが同じでか
つ位相が180°異なる1対のアームを構成し、さらに
この1対のアームのバルブデバイスおよびスナバ回路を
近接して配置しかつ対称形の構造としているので、スナ
バ電流によって生ずる磁束は打消すことになる。これに
よってスナバ回路インダクタンスを低減できる。
ることによってスナバコンデンサの容量を低減して、そ
の効率を高めることができる逆変換装置を提供すること
にある。 【構成】本発明は、逆変換動作を行うインバータブリッ
ジの各アームは主電流のスイッチングを行うバルブデバ
イスと、このバルブデバイスと逆並列接続されたフリー
ホイーリングダイオードと、バルブデバイス保護のため
のコンデンサとダイオードと抵抗器よりなるスナバ回路
とから構成され、直流電力を交流電力へ変換する逆変換
装置において、それぞれの各アームごとに前記バルブデ
バイスおよびスナバ回路の通電電流の大きさが同じでか
つ位相が180°異なる1対のアームを構成し、さらに
この1対のアームのバルブデバイスおよびスナバ回路を
近接して配置しかつ対称形の構造としているので、スナ
バ電流によって生ずる磁束は打消すことになる。これに
よってスナバ回路インダクタンスを低減できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直流電力を交流電力に変
換する逆変換装置(以下インバータという)に関する。
換する逆変換装置(以下インバータという)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の単相インバータは、図3(a)に
示すようにバルブデバイスS1 〜S4(ここではゲート
ターンオフサイリスタ,以下GTOという)と、スナバ
コンデンサCS1〜CS4とスナバダイオードDS1〜DS4と
スナバ抵抗RS1〜RS4とa点〜b点までのスナバ回路イ
ンダクタンスLS1〜LS4とからなるスナバ回路と、フリ
ーホイーリングダイオードD1 〜D4 とから構成されて
いる。iS はスナバ電流、I0 は主電流、P,Nは直流
側の正極端子,負極端子、ACは交流側の端子である。
示すようにバルブデバイスS1 〜S4(ここではゲート
ターンオフサイリスタ,以下GTOという)と、スナバ
コンデンサCS1〜CS4とスナバダイオードDS1〜DS4と
スナバ抵抗RS1〜RS4とa点〜b点までのスナバ回路イ
ンダクタンスLS1〜LS4とからなるスナバ回路と、フリ
ーホイーリングダイオードD1 〜D4 とから構成されて
いる。iS はスナバ電流、I0 は主電流、P,Nは直流
側の正極端子,負極端子、ACは交流側の端子である。
【0003】図3(b)はGTOのターンオフ時の電圧
と電流の波形を示す図である。例えば、GTOS1 に流
れていた主電流I0 をターンオフさせると、主電流I0
は立下り時間tf の短期間に急激に減少し、一方スナバ
回路にはスナバ電流iS が流れる。GTOS1 の順方向
電圧としてはターンオフ初期にスパイク電圧VDSP が印
加され、定常状態ではEd が印加される。スパイク電圧
VDSP が許容値を超えるとGTOS1 の破損を引起す。
このスパイク電圧VDSP を抑制するにはスナバコンデン
サCS1の容量を大きくすれば可能であるが、このスナバ
コンデンサCS1容量の増加と共にスイッチング時の損失
の増加をもたらすので、インバータの効率を低下させる
という問題が生じる。
と電流の波形を示す図である。例えば、GTOS1 に流
れていた主電流I0 をターンオフさせると、主電流I0
は立下り時間tf の短期間に急激に減少し、一方スナバ
回路にはスナバ電流iS が流れる。GTOS1 の順方向
電圧としてはターンオフ初期にスパイク電圧VDSP が印
加され、定常状態ではEd が印加される。スパイク電圧
VDSP が許容値を超えるとGTOS1 の破損を引起す。
このスパイク電圧VDSP を抑制するにはスナバコンデン
サCS1の容量を大きくすれば可能であるが、このスナバ
コンデンサCS1容量の増加と共にスイッチング時の損失
の増加をもたらすので、インバータの効率を低下させる
という問題が生じる。
【0004】そこで、スナバコンデンサCS1の容量を増
加させることなく、スパイク電圧VDSP を抑制するには
スナバ回路インダクタンスLS1を低減することで達成で
きるが、図3(a)のa点〜b点の長さは構造上一定の
長さが必要であり、スナバ回路インダクタンスLS1を小
さくするには限界があった。
加させることなく、スパイク電圧VDSP を抑制するには
スナバ回路インダクタンスLS1を低減することで達成で
きるが、図3(a)のa点〜b点の長さは構造上一定の
長さが必要であり、スナバ回路インダクタンスLS1を小
さくするには限界があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって、上記した
a点〜b点の長さによって決定されるスナバ回路インダ
クタンスLS1を更に小さくすることができれば、効果的
にスパイク電圧VDSP を抑制することができ、インバー
タの効率低下を招くことなしにGTOS1 の破損を防止
することができるので、何等かの解決策が望まれてい
た。
a点〜b点の長さによって決定されるスナバ回路インダ
クタンスLS1を更に小さくすることができれば、効果的
にスパイク電圧VDSP を抑制することができ、インバー
タの効率低下を招くことなしにGTOS1 の破損を防止
することができるので、何等かの解決策が望まれてい
た。
【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的はスナバ回路インダクタンスを低減するこ
とによってスナバコンデンサの容量を低減して、その効
率を高めることができる逆変換装置を提供することにあ
る。
で、その目的はスナバ回路インダクタンスを低減するこ
とによってスナバコンデンサの容量を低減して、その効
率を高めることができる逆変換装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、逆変換動作を行うインバータブリッジの
各アームは主電流のスイッチングを行うバルブデバイス
と、このバルブデバイスと逆並列接続されたフリーホイ
ーリングダイオードと、バルブデバイス保護のためのコ
ンデンサとダイオードと抵抗器よりなるスナバ回路とか
ら構成され、直流電力を交流電力へ変換する逆変換装置
において、それぞれの各アームごとに前記バルブデバイ
スおよびスナバ回路の通電電流の大きさが同じでかつ位
相が180°異なる1対のアームを構成し、さらにこの
1対のアームのバルブデバイスおよびスナバ回路を近接
して配置しかつ対称形の構造としたことを特徴とするも
のである。
成するために、逆変換動作を行うインバータブリッジの
各アームは主電流のスイッチングを行うバルブデバイス
と、このバルブデバイスと逆並列接続されたフリーホイ
ーリングダイオードと、バルブデバイス保護のためのコ
ンデンサとダイオードと抵抗器よりなるスナバ回路とか
ら構成され、直流電力を交流電力へ変換する逆変換装置
において、それぞれの各アームごとに前記バルブデバイ
スおよびスナバ回路の通電電流の大きさが同じでかつ位
相が180°異なる1対のアームを構成し、さらにこの
1対のアームのバルブデバイスおよびスナバ回路を近接
して配置しかつ対称形の構造としたことを特徴とするも
のである。
【0008】
【作用】本発明によれば、スナバ回路に流れるスナバ電
流と、通電方向が逆で大きさが等しいスナバ電流を流す
回路を設けているので、スナバ電流によって生ずる磁束
を打消すことになる。これによってスナバ回路インダク
タンスを低減させることができる。
流と、通電方向が逆で大きさが等しいスナバ電流を流す
回路を設けているので、スナバ電流によって生ずる磁束
を打消すことになる。これによってスナバ回路インダク
タンスを低減させることができる。
【0009】
【実施例】本発明の実施例を図を参照して説明する。図
1(a)は本発明の逆変換装置1相分の回路構成図であ
る。なお、既に説明した図3と同一部分には同一符号付
して説明する。図に示すように、図3(a)のGTOS
1 の属するアームが本実施例ではGTOS11,S12の1
対から構成されている。また図示されていないが同様に
GTOS2 、GTOS3 およびGTOS4 の属するアー
ムがそれぞれGTOS21,S22の1対、GTOS31,S
32の1対およびGTOS41,S42の1対で構成されてい
る。D11,D12はフリーホイーリングダイオード、D
S11 ,DS12 はスナバダイオード、CS11 ,CS12 はス
ナバコンデンサ、RS11 ,RS12 はスナバ抵抗、
LS11 ,LS12 はa点〜b点までのスナバ回路インダク
タンス、iS11 ,iS12 はスナバ電流、P1 ,P2 及び
N1 ,N2 は直流側の正極端子及び負極端子、AC11,
AC12は交流側の端子である。
1(a)は本発明の逆変換装置1相分の回路構成図であ
る。なお、既に説明した図3と同一部分には同一符号付
して説明する。図に示すように、図3(a)のGTOS
1 の属するアームが本実施例ではGTOS11,S12の1
対から構成されている。また図示されていないが同様に
GTOS2 、GTOS3 およびGTOS4 の属するアー
ムがそれぞれGTOS21,S22の1対、GTOS31,S
32の1対およびGTOS41,S42の1対で構成されてい
る。D11,D12はフリーホイーリングダイオード、D
S11 ,DS12 はスナバダイオード、CS11 ,CS12 はス
ナバコンデンサ、RS11 ,RS12 はスナバ抵抗、
LS11 ,LS12 はa点〜b点までのスナバ回路インダク
タンス、iS11 ,iS12 はスナバ電流、P1 ,P2 及び
N1 ,N2 は直流側の正極端子及び負極端子、AC11,
AC12は交流側の端子である。
【0010】図2(a)は本発明の単相インバータ内の
1対のアームの平面図、図2(b)はその正面図であ
る。これらの図から分かるように、GTOS11の属する
アームとGTOS12の属するアームは、通電方向が逆で
大きさの等しい電流を流すようにフリーホイーリングダ
イオードD11,D12とスナバダイオードDS11 ,DS12
の極性が選ばれている。したがって、両アームを構成す
る各要素は形状が対称形でかつ近接配置されているた
め、通電電流による磁束はほとんど打消される。
1対のアームの平面図、図2(b)はその正面図であ
る。これらの図から分かるように、GTOS11の属する
アームとGTOS12の属するアームは、通電方向が逆で
大きさの等しい電流を流すようにフリーホイーリングダ
イオードD11,D12とスナバダイオードDS11 ,DS12
の極性が選ばれている。したがって、両アームを構成す
る各要素は形状が対称形でかつ近接配置されているた
め、通電電流による磁束はほとんど打消される。
【0011】次に、本実施例の作用について説明する。
図1(a)において、GTOS11は動作時、主電流+
(I0 /2)を通電するが同時にGTOS12は主電流−
(I0 /2)を通電する。従って外部からみた場合、夫
々の電流による磁束は打消されほとんど発生しない。こ
こで、GTOS11のターンオフ時、スナバダイオードD
S11 とスナバコンデンサCS11 のスナバ回路にはスナバ
電流iS11 が流れる。同時にGTOS12のターンオフ
時、スナバダイオードDS12 とスナバコンデンサCS12
のスナバ回路にはスナバ電流iS12 が逆方向に流れる。
この場合も外部からみた場合、夫々の電流による磁束は
打消されるので、ほとんど発生しない。すなわち、スナ
バ回路はインダクタンスをほとんどもたないことにな
る。
図1(a)において、GTOS11は動作時、主電流+
(I0 /2)を通電するが同時にGTOS12は主電流−
(I0 /2)を通電する。従って外部からみた場合、夫
々の電流による磁束は打消されほとんど発生しない。こ
こで、GTOS11のターンオフ時、スナバダイオードD
S11 とスナバコンデンサCS11 のスナバ回路にはスナバ
電流iS11 が流れる。同時にGTOS12のターンオフ
時、スナバダイオードDS12 とスナバコンデンサCS12
のスナバ回路にはスナバ電流iS12 が逆方向に流れる。
この場合も外部からみた場合、夫々の電流による磁束は
打消されるので、ほとんど発生しない。すなわち、スナ
バ回路はインダクタンスをほとんどもたないことにな
る。
【0012】図1(b)はGTOS11,S12の通電動作
を示す図であり、GTOS11の主電流+(I0 /2)が
流れる時、1対のアームのGTOS12には主電流−(I
0 /2)が流れる。即ち通電方向が逆で大きさの等しい
電流が両アームに流れるので、主電流による磁束はほと
んど打消される。
を示す図であり、GTOS11の主電流+(I0 /2)が
流れる時、1対のアームのGTOS12には主電流−(I
0 /2)が流れる。即ち通電方向が逆で大きさの等しい
電流が両アームに流れるので、主電流による磁束はほと
んど打消される。
【0013】同様にターンオフ時、一方のアームのスナ
バ電流iS11 に対し、他方のアームには通電方向が逆
で,大きさの等しい1対のアームのスナバ電流iS12 が
流れる。したがって、スナバ電流による磁束はほとんど
打消され、スナバ回路インダクタンスLS11 も極端に低
減される。また、磁束を効果的に打消すために、図2に
示す如く構造的にもGTOS11,S12やスナバ回路D
S11 ,DS12 およびCS11 ,CS12 は対称形でかつ近接
配置を採用している。
バ電流iS11 に対し、他方のアームには通電方向が逆
で,大きさの等しい1対のアームのスナバ電流iS12 が
流れる。したがって、スナバ電流による磁束はほとんど
打消され、スナバ回路インダクタンスLS11 も極端に低
減される。また、磁束を効果的に打消すために、図2に
示す如く構造的にもGTOS11,S12やスナバ回路D
S11 ,DS12 およびCS11 ,CS12 は対称形でかつ近接
配置を採用している。
【0014】上記したように、本実施例によれば、従来
の方式に比し、単位長さ当りのスナバ回路インダクタン
スを1/3〜1/4に低減できるため、スナバコンデン
サの容量を低減し、インバータの効率を高めることがで
きる。またスナバコンデンサ容量が同一の場合、スナバ
回路インダクタンスの低減によりターンオフ時のGTO
の初期スパイク電圧を低減できるので、GTOの電流遮
断特性が向上する。さらにGTOの初期スパイク電圧を
同一とした場合、スナバコンデンサ容量を低減でき、イ
ンバータの効率が向上する。
の方式に比し、単位長さ当りのスナバ回路インダクタン
スを1/3〜1/4に低減できるため、スナバコンデン
サの容量を低減し、インバータの効率を高めることがで
きる。またスナバコンデンサ容量が同一の場合、スナバ
回路インダクタンスの低減によりターンオフ時のGTO
の初期スパイク電圧を低減できるので、GTOの電流遮
断特性が向上する。さらにGTOの初期スパイク電圧を
同一とした場合、スナバコンデンサ容量を低減でき、イ
ンバータの効率が向上する。
【0015】上記実施例では単相インバータについて説
明したが、三相インバータに適用できること、さらに三
相以上の多相インバータにも適用できるは勿論である。
また偶数(2,4,6,……N)台のインバータで全体
が構成される場合は、インバータ同士で1対を構成して
もよい。さらに、バルブデバイスとしてはGTO以外の
自己消弧形素子あるいはフリーホイーリングダイオード
を内蔵した自己消弧形素子を用いることができる。
明したが、三相インバータに適用できること、さらに三
相以上の多相インバータにも適用できるは勿論である。
また偶数(2,4,6,……N)台のインバータで全体
が構成される場合は、インバータ同士で1対を構成して
もよい。さらに、バルブデバイスとしてはGTO以外の
自己消弧形素子あるいはフリーホイーリングダイオード
を内蔵した自己消弧形素子を用いることができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単位長さ当りのスナバ回路インダクタンスを従来方式に
比べて1/3〜1/4に低減できるため、スナバコンデ
ンサの容量を低減し、インバータの効率を高めることが
できる。またスナバコンデンサの容量を不変とすれば、
GTOの電圧ストレスを低減でき、信頼性の高いインバ
ータを提供できる。
単位長さ当りのスナバ回路インダクタンスを従来方式に
比べて1/3〜1/4に低減できるため、スナバコンデ
ンサの容量を低減し、インバータの効率を高めることが
できる。またスナバコンデンサの容量を不変とすれば、
GTOの電圧ストレスを低減でき、信頼性の高いインバ
ータを提供できる。
【図1】図1(a)は本発明の一実施例の単相インバー
タ内の1対のアームの回路図、図1(b)は同図(a)
のGTOS11,S12に流れる主電流の大きさと位相を示
す波形図。
タ内の1対のアームの回路図、図1(b)は同図(a)
のGTOS11,S12に流れる主電流の大きさと位相を示
す波形図。
【図2】図2(a)は本発明の単相インバータ内の1対
のアームの平面図、図2(b)はその正面図。
のアームの平面図、図2(b)はその正面図。
【図3】図3(a)は従来の単相インバータ内のアーム
の回路構成図、図3(b)は同図(a)においてGTO
S1 のターンオフ時の主電流、スナバ電流、順方向電圧
を示す波形図。
の回路構成図、図3(b)は同図(a)においてGTO
S1 のターンオフ時の主電流、スナバ電流、順方向電圧
を示す波形図。
S11,S12,S21,S22…GTO、D11,D12…フリー
ホイーリングダイオード、CS11 ,CS12 …スナバコン
デンサ、DS11 ,DS12 …スナバダイオード、RS11 ,
RS12 …スナバ抵抗、LS11 ,LS12 …スナバ回路のイ
ンダクタンス、iS11 ,iS12 …スナバ電流。
ホイーリングダイオード、CS11 ,CS12 …スナバコン
デンサ、DS11 ,DS12 …スナバダイオード、RS11 ,
RS12 …スナバ抵抗、LS11 ,LS12 …スナバ回路のイ
ンダクタンス、iS11 ,iS12 …スナバ電流。
Claims (1)
- 【請求項1】 逆変換動作を行うインバータブリッジの
各アームは主電流のスイッチングを行うバルブデバイス
と、このバルブデバイスと逆並列接続されたフリーホイ
ーリングダイオードと、バルブデバイス保護のためのコ
ンデンサとダイオードと抵抗器よりなるスナバ回路とか
ら構成され、直流電力を交流電力へ変換する逆変換装置
において、それぞれの各アームごとに前記バルブデバイ
スおよびスナバ回路の通電電流の大きさが同じでかつ位
相が180°異なる1対のアームを構成し、さらにこの
1対のアームのバルブデバイスおよびスナバ回路を近接
して配置しかつ対称形の構造としたことを特徴とする逆
変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4023657A JPH05227764A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 逆変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4023657A JPH05227764A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 逆変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05227764A true JPH05227764A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=12116585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4023657A Pending JPH05227764A (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | 逆変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05227764A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1081833A1 (en) * | 1999-09-06 | 2001-03-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power converter apparatus |
KR100326111B1 (ko) * | 1998-03-12 | 2002-03-07 | 니시무로 타이죠 | 전력 변환기 |
JP2021035205A (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 半導体スイッチングユニット |
-
1992
- 1992-02-10 JP JP4023657A patent/JPH05227764A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100326111B1 (ko) * | 1998-03-12 | 2002-03-07 | 니시무로 타이죠 | 전력 변환기 |
EP1081833A1 (en) * | 1999-09-06 | 2001-03-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power converter apparatus |
JP2021035205A (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 半導体スイッチングユニット |
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