JPH06189563A

JPH06189563A - インバータ装置

Info

Publication number: JPH06189563A
Application number: JP4334382A
Authority: JP
Inventors: Hideo Okayama; 秀夫岡山; Takeaki Asaeda; 健明朝枝; Yasuhito Shimomura; 弥寿仁下村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-12-15
Filing date: 1992-12-15
Publication date: 1994-07-08
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JP3170368B2

Abstract

(57)【要約】【目的】スナバエネルギー回収のための回生回路の構
成を簡素化し、小型化と高周波化を図る。【構成】この装置においては、スナバダイオード５Ｂ
に並列接続した補助コンデンサ１１を用いることによ
り、回収コンデンサ１０を１つだけ設ければよくなって
いる。この回収コンデンサ１０はスナバコンデンサ４
Ａ、４Ｂ及びアノードリアクトル６に蓄積される過剰な
エネルギーを一時蓄積する。また、その回収コンデンサ
１０に接続される１つのエネルギー回生回路１４によ
り、回収コンデンサ１０に蓄積される過剰なエネルギー
を直流電源３等に回生する。なお、各相に１つ必要な回
収コンデンサ１０及びエネルギー回生回路１４は複数の
相で共用することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自己消弧型半導体素子
を適用して構成されるインバータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインバータ装置を構成する自己消
弧型半導体素子に、電圧上昇率及び電流上昇率に制約の
あるもの、例えばＧＴＯサイリスタ（以下ＧＴＯと略
す）を適用する場合、電圧、電流上昇率抑制のためのス
ナバ回路を必要とする。そのスナバ回路に蓄積されたエ
ネルギーの損失防止のため、これを直流電源に回生する
手段を備えたインバータ装置が、特開昭５９−１６５９
５４号公報に示されている。

【０００３】図９は、そのような従来のインバータ装置
結線図を示す。この回路は、自己消弧型半導体素子１
Ａ、１Ｂとして、ＧＴＯを適用している。ＧＴＯ１Ａ、
１Ｂに逆並列に接続されているのは、フリーホイールダ
イオード２Ａ、２Ｂである。近年はＧＴＯとフリーホイ
ールダイオードを一体化した逆導通ＧＴＯも開発されて
おり、それを適用した場合、フリーホイールダイオード
２Ａ、２Ｂは省略され得る。

【０００４】直流電源３は、正側に直流母線Ｐ、負側に
直流母線Ｎを接続している。また、出力は出力端子Ｘよ
り得る。ターンオフ時にＧＴＯ１Ａに加える電圧につい
ては、スナバコンデンサ４Ａ、スナバダイオード５Ａか
らなるスナバ回路に、負荷電流をバイパスさせて、スナ
バコンデンサ４Ａを充電させることによりその過大な上
昇率が抑制される。また、ターンオン時にＧＴＯ１Ａに
流れる電流については、アノードリアクトル６Ｂにより
その過大な上昇率が抑制される。ＧＴＯ１Ｂについても
全く同様である。また、図９のインバータ装置において
は、スナバコンデンサ４Ａとアノードリアクトル６Ａに
蓄積されたエネルギーは、ダイオード７Ａ、補助リアク
トル８Ａを介して補助電源９Ａに回収され、スナバコン
デンサ４Ｂとアノードリアクトル６Ｂに蓄積されたエネ
ルギーは、ダイオード７Ｂ、補助リアクトル８Ｂを介し
て補助電源９Ｂに回収される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９で紹介
した従来のインバータ装置は、補助電源９Ａ、９Ｂを直
流母線ＰＮの両端に少なくとも２台備える必要があり、
図９には図示されていないが、補助電源９Ａ、９Ｂに回
収された過剰なエネルギーを直流電源３に回生するため
のエネルギー回生回路をそれらに付随して２台備える必
要がある。しかしながら、損失防止による効率化を図る
とともに、インバータ装置のより一層の小型化も要求さ
れる。また、補助リアクトル８Ａ、８Ｂがスナバエネル
ギー回収経路に挿入されており、そのためスナバコンデ
ンサ４Ａ、４Ｂの放電電流やアノードリアクトル６Ａ、
６Ｂの還流電流の流れを抑制することになる。従って、
スナバエネルギー回収時間が長くなり、インバータ装置
の高周波化を図るためには、より一層の改善が望まれ
る。。

【０００６】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、補助電源やエネルギー回生回路を減少させて小型化
を図り、スナバエネルギー回収経路の補助リアクトルを
取り除いて高周波化を図ったインバータ装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、直
流電源の正負母線間に、互いに直列接続された自己消弧
型半導体素子をそれぞれ正負アームとして接続し、前記
自己消弧型半導体素子の各々に逆並列にダイオードを接
続し、前記正、負アームの接続点を出力端子とするイン
バータ装置において、各自己消弧型半導体素子に並列
に、スナバダイオードとスナバコンデンサを直列に接続
してなるスナバ回路を接続し、正アーム側の前記スナバ
回路を構成するスナバダイオードとスナバコンデンサの
接続点と、前記正側母線とを、ダイオードと回収コンデ
ンサを介して接続し、負アーム側の前記スナバ回路を構
成するスナバダイオードに並列に、補助コンデンサとダ
イオードとリアクトルからなる直列体を接続し、前記直
列体を構成するコンデンサと、前記回収コンデンサと
を、ダイオードを介して接続し、正アームを構成する自
己消弧型半導体素子と前記直流電源の正側母線間に、前
記回収コンデンサを介した閉回路を構成するようにリア
クトルを挿入し、前記回収コンデンサからエネルギーを
取り出して前記直流電源に回生するエネルギー回生回路
を接続したことを特徴とするインバータ装置に関する。

【０００８】本発明の第２発明は、直流電源の正負母線
間に、互いに直列接続された自己消弧型半導体素子をそ
れぞれ正負アームとして接続し、前記自己消弧型半導体
素子の各々に逆並列にダイオードを接続し、前記正、負
アームの接続点を出力端子とするインバータ装置におい
て、各自己消弧型半導体素子に並列に、スナバダイオー
ドとスナバコンデンサを直列に接続してなるスナバ回路
を接続し、正アーム側の前記スナバ回路を構成するスナ
バダイオードとスナバコンデンサの接続点と、前記負側
母線とを、ダイオードと回収コンデンサを介して接続
し、負アーム側の前記スナバ回路を構成するスナバダイ
オードに並列に、補助コンデンサとダイオードとリアク
トルからなる直列体を接続し、前記直列体を構成するコ
ンデンサと、前記回収コンデンサとを、ダイオードを介
して接続し、正アームを構成する自己消弧型半導体素子
と前記直流電源の正側母線間に、前記直流電源と前記回
収コンデンサを介した閉回路を構成するようにリアクト
ルを挿入し、前記回収コンデンサからエネルギーを取り
出して前記直流電源に回生するエネルギー回生回路を接
続したことを特徴とするインバータ装置に関する。

【０００９】本発明の第３発明は、上記のインバータ装
置を複数個組み合わせて、多相インバータを構成する場
合に、回収コンデンサと、前記回収コンデンサに接続さ
れるエネルギー回生回路を、複数の相について共通に接
続したことを特徴とするインバータ装置に関する。

【００１０】

【作用】この装置においては、スナバダイオードに並列
接続した補助コンデンサを用いることにより、回収コン
デンサを１つだけ設ければよくなっている。この回収コ
ンデンサはスナバコンデンサ及びアノードリアクトルに
蓄積される過剰なエネルギーを一時蓄積する。また、そ
の回収コンデンサに接続される１つのエネルギー回生回
路により、回収コンデンサに蓄積される過剰なエネルギ
ーを直流電源等に回生する。なお、各相に１つ必要な回
収コンデンサ及びエネルギー回生回路は複数の相で共用
することもできる。

【００１１】

【実施例】［実施例１］以下、本発明の第１発明を図の
実施例を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１
発明のインバータ装置実施例を示す結線図である。この
図の実施例においては、自己消弧型半導体素子１Ａ、１
Ｂの一例としてＧＴＯを適用している。なお、図１にお
いて、図９と対応する回路素子部分には同一符号を付し
て説明する。

【００１２】本実施例では直流電源３の正負母線ＰＮ間
に、直列接続されたＧＴＯ１Ａ、１Ｂを配置し、各々を
正負アームとしている。ＧＴＯ１Ａ、１Ｂの各々は、逆
並列にフリーホイールダイオード２Ａ、２Ｂを接続し、
正アームと負アームとの接続点を出力端子Ｘとするイン
バータ装置を構成している。ＧＴＯ１Ａ、１Ｂの直列回
路には、アノードリアクトル６を挿入し、各々のＧＴＯ
に並列にスナバ回路を接続している。即ち、例えばＧＴ
Ｏ１Ａについては、スナバコンデンサ４Ａとスナバダイ
オード５Ａを直列に接続してなるスナバ回路を接続して
おり、ＧＴＯ１Ｂについても同様である。

【００１３】スナバダイオード５Ｂには、並列に補助コ
ンデンサ１１、ダイオード１２、補助リアクトル１３か
らなる直列体が接続されている。スナバコンデンサ４Ａ
と補助コンデンサ１１は、各々ダイオード７Ａ、７Ｂを
介して回収コンデンサ１０の一端に接続されている。回
収コンデンサ１０の他端は正側母線Ｐに接続されてい
る。また、回収コンデンサ１０からエネルギーを取り出
し、直流電源３に回生するエネルギー回生回路１４は、
スイッチ１５、ダイオード１６、リアクトル１７から構
成されている。ここでは、直流電源３の電圧をＥとし、
回収コンデンサ１０は、エネルギー回生回路１４によ
り、正側母線Ｐの側を負として一定電圧ｅに制御されて
いる。この一定電圧ｅの値は、好ましくは直流電源３の
電圧Ｅの数分の１となるように設定される。出力端子Ｘ
には図示されない誘導性負荷が接続されており、負荷電
流のベクトルは各ＧＴＯのスイッチング動作中には変化
しないものと仮定する。

【００１４】次に、図１の装置についてその動作を説明
する。図２は、その動作説明のための電流経路説明図で
ある。まず、ＧＴＯ１Ａのターンオフにより出力端子Ｘ
の電圧をＥから０に変化させる場合の回路動作を説明す
る。図中、正アームのＧＴＯ１Ａがオン、負アームのＧ
ＴＯ１Ｂがオフしていると、経路１により出力端子Ｘか
ら図中矢印の方向に負荷電流が流れる。スナバコンデン
サ４Ａ、補助コンデンサ１１の両端電圧は各々零、スナ
バコンデンサ４Ｂの両端電圧は、直流電源３の電圧Ｅと
回収コンデンサ１０の電圧ｅとの和の電圧値に充電され
た状態となっている。

【００１５】その後、ＧＴＯ１Ａをターンオフさせて負
荷電流を遮断し、ある一定の短絡防止時間後にＧＴＯ１
Ｂをターンオンさせる場合を考える。ＧＴＯ１Ａをター
ンオフさせると、遮断された負荷電流は経路２にバイパ
スされて、スナバコンデンサ４Ａは直流電源３の電圧Ｅ
と回収コンデンサ１０の電圧ｅとの和の電圧値まで充電
される。このとき、スナバコンデンサ４ＡはＧＴＯ１Ａ
に加わる過大な電圧上昇率を吸収して抑制する。その直
後はアノードリアクトル６にエネルギーが過剰に蓄積さ
れているが、経路３によりそのエネルギーは全て回収コ
ンデンサ１０に回収される。

【００１６】ＧＴＯ１Ａをターンオフした後短絡防止時
間を経過し、ＧＴＯ１Ｂをターンオンさせると、スナバ
コンデンサ４Ｂは経路４により電圧零まで放電される。
このとき、スナバコンデンサ４Ｂの放電電流によりＧＴ
Ｏ１Ｂに加わる過大な電流上昇率は補助リアクトル１３
により抑制される。スナバコンデンサ４Ｂが放電を終了
しても、補助リアクトル１３にエネルギーが過剰に蓄積
されているため、経路５によりそのエネルギーは補助コ
ンデンサ１１に移される。従って、この過程でスナバコ
ンデンサ４Ｂに蓄積されていたエネルギーは補助リアク
トル１３を介して補助コンデンサ１１に移されることに
なる。この時の補助コンデンサ１１の充電電圧をｅ１と
する。更に、スナバコンデンサ４Ａの充電電圧が電圧Ｅ
以上になるとフリーホイールダイオード２Ｂが導通す
る。この全過程を経て負荷電流は経路６により流れるこ
とになり、ＧＴＯ１Ａのターンオフにより出力端子Ｘの
電圧をＥから０に変化させる場合の回路動作が終了す
る。

【００１７】次に、ＧＴＯ１Ｂのターンオフにより出力
端子Ｘの電圧を０からＥに変化させる場合の回路動作を
説明する。図中、正アームのＧＴＯ１Ａがオフ、負アー
ムのＧＴＯ１Ｂがオンしており、経路６により出力端子
Ｘから図中矢印の方向に負荷電流が流れているものとす
る。スナバコンデンサ４Ｂの電圧は零、スナバコンデン
サ４Ａの電圧は直流電源３の電圧Ｅと回収コンデンサ１
０の電圧ｅとの和の電圧値に充電されている。補助コン
デンサ１１が電圧ｅ１に充電された状態から、ＧＴＯ１
Ｂをターンオフさせ、ある一定の短絡防止時間後にＧＴ
Ｏ１Ａをターンオンさせる場合を考える。ここで、ＧＴ
Ｏ１Ｂをターンオフさせても経路５により出力端子Ｘか
ら図中矢印の方向に負荷電流が流れているために回路状
態は変化しない。

【００１８】ＧＴＯ１Ａをターンオンさせると、アノー
ドリアクトル６には直流電源３の電圧Ｅが印加されて、
ＧＴＯ１Ａに加わる過大な電流上昇率がアノードリアク
トル６に抑制されつつ、負荷電流は経路１により供給さ
れ始める。その後、ＧＴＯ１Ａに流れる電流が負荷電流
以上になるが、その過剰な電流は、スナバコンデンサ４
Ｂの充電電流となり、スナバコンデンサ４Ｂは直流電源
３の電圧Ｅと回収コンデンサ１０の電圧ｅとの和の電圧
値まで、経路７により充電される。また、経路８により
スナバコンデンサ４Ａは放電し、スナバコンデンサ４Ａ
に蓄積されていたエネルギーはこの経路８により回収コ
ンデンサ１０に回収される。このとき、スナバコンデン
サ４Ａが電圧ｅ１まで放電されると、ダイオード７Ｂが
導通状態となるため、スナバコンデンサ４Ａの放電と同
時に補助コンデンサ１１の放電が経路９により行なわれ
る。

【００１９】スナバコンデンサ４Ａと補助コンデンサ１
１の放電が終了した直後は、アノードリアクトル６にエ
ネルギーが過剰に蓄えられているが、経路３によりその
エネルギーは全て回収コンデンサ１０に回収される。な
お、この回路で従来の図９と異なる点は、この経路３、
経路８、経路９にアノードリアクトル６以外の追加的な
リアクトルを含まない点である。従って、スナバエネル
ギーの回収コンデンサ１０への回収時間が短縮されるこ
とになる。以上の過程を経て負荷電流は経路１により流
れることになり、ＧＴＯ１Ｂのターンオフにより出力端
子Ｘの電圧を０からＥに変化させる場合の回路動作が終
了する。なお、負荷電流が出力端子Ｘにおいて図中矢印
の逆方向に流れている場合の、各ＧＴＯ１Ａ、１Ｂのス
イッチング動作は、図中矢印の方向に負荷電流が流れて
いる場合のスイッチング動作と全く対称なため説明を省
略する。

【００２０】続いて、エネルギー回生回路１４の動作に
ついて説明する。本発明の装置において、エネルギー回
生回路１４の構成自体はこれに限定されるものではない
が、実用的な回路例として説明を行う。図に示したよう
に、スイッチ１５、ダイオード１６、リアクトル１７に
よりエネルギー回生回路１４が構成されている。この回
路は、回収コンデンサ１０からエネルギーを取り出して
直流電源３に回生し、回収コンデンサ１０の充電電圧を
一定値ｅに制御するという機能を持つ。

【００２１】以下、この回路動作を説明する。まず、ス
イッチ１５をオンさせて、経路１０により回収コンデン
サ１０に蓄積されているエネルギーをリアクトル１７に
放電させる。次に、放電電流を遮断するためスイッチ１
５をオフすると、リアクトル１７に蓄積されたエネルギ
ーにより経路１１に電流が流れ、そのエネルギーが直流
電源３に回生されることになる。このスイッチ１５のオ
ン、オフ期間あるいはその周期を回収コンデンサ１０の
電圧により制御することで、回収コンデンサ１０の充電
電圧を一定値に保ちつつ、直流電源３にエネルギーを回
生することができる。もちろん、図１に示した回路以外
にも、公知な直流−直流電力変換回路を適用することに
より同様の効果が得られることは明らかである。なお、
アノードリアクトル６や補助リアクトル１３は、必ずし
も構成要素として独立して存在させる必要はなく、自己
消弧型半導体素子の性能等により、場合によっては配線
インダクタンスによる代用が可能である。

【００２２】［実施例２］以下、この発明の第２発明の
実施例を図によって説明する。図３は、この発明の第２
発明によるインバータ装置の実施例を示す結線図であ
る。この実施例においては、自己消弧型半導体素子１
Ａ、１Ｂの一例としてＧＴＯを適用している。なお、図
３において、図１、図９と対応する回路素子部分には同
一符号を付して説明する。

【００２３】本実施例では、直流電源３の正負母線ＰＮ
間に、直列接続されたＧＴＯ１Ａ、１Ｂを配置し、各々
を正負アームとしている。ＧＴＯ１Ａ、１Ｂの各々に
は、逆並列にフリーホイールダイオード２Ａ、２Ｂを接
続し、正アームと負アームとの接続点を出力端子Ｘとす
るインバータ装置を接続している。ＧＴＯ１Ａ、１Ｂの
直列回路にはアノードリアクトル６を挿入し、各々のＧ
ＴＯに並列にスナバ回路を接続している。即ち例えばＧ
ＴＯ１Ａについては、スナバコンデンサ４Ａとスナバダ
イオード５Ａを直列に接続してなるスナバ回路を接続し
ており、ＧＴＯ１Ｂについても同様である。

【００２４】スナバダイオード５Ｂには、並列に補助コ
ンデンサ１１、ダイオード１２、補助リアクトル１３か
らなる直列体が接続されている。スナバコンデンサ４Ａ
と補助コンデンサ１１は、各々ダイオード７Ａ、７Ｂを
介して回収コンデンサ１０の一端に接続されている。回
収コンデンサ１０の一端は負側母線Ｎに接続されてい
る。回収コンデンサ１０からエネルギーを取り出し、直
流電源３に回生するエネルギー回生回路１４は、スイッ
チ１５、ダイオード１６、リアクトル１７から構成され
ている。ここでは、直流電源３の電圧をＥとし、回収コ
ンデンサ１０は、エネルギー回生回路１４により正側母
線Ｐ側を負として一定電圧ｅに制御されている。出力端
子Ｘには図示されない誘導性負荷が接続されており、負
荷電流のベクトルは各ＧＴＯのスイッチング動作中には
変化しないものと仮定する。一定電圧ｅの値は好ましく
は直流電源３の電圧Ｅと直流電源３の電圧Ｅの数分の１
との和の電圧値となるように設定される。

【００２５】次に、図３の装置についてその動作を説明
する。図４は回路動作説明図で、図３の説明中に示す経
路をまとめて記載している。まず、ＧＴＯ１Ａのターン
オフにより出力端子Ｘの電圧をＥから０に変化させる場
合の回路動作を説明する。図中、正アームのＧＴＯ１Ａ
がオン、負アームのＧＴＯ１Ｂがオフしており、経路１
により出力端子Ｘから図中矢印の方向に負荷電流が流れ
ているものとする。スナバコンデンサ４Ａ、補助コンデ
ンサ１１の電圧は各々零、スナバコンデンサ４Ｂの電圧
は直流電源３の電圧Ｅと回収コンデンサ１０の電圧Ｅと
の和の電圧値に充電されている。ＧＴＯ１Ａをターンオ
フさせて負荷電流を遮断し、ある一定の短絡防止時間後
にＧＴＯ１Ｂをターンオンさせる場合を考える。

【００２６】ＧＴＯ１Ａをターンオフさせると、遮断さ
れた負荷電流は経路２にバイパスされて、スナバコンデ
ンサ４Ａは直流電源３の電圧Ｅと回収コンデンサ１０の
電圧ｅとの和の電圧値まで充電される。このとき、スナ
バコンデンサ４ＡはＧＴＯ１Ａに加わる過大な電圧上昇
率を抑制する。その直後はアノードリアクトル６にエネ
ルギーが過剰に蓄積されているが、経路３によりそのエ
ネルギーは全て回収コンデンサ１０に回収される。ＧＴ
Ｏ１Ａをターンオフして短絡防止時間後にＧＴＯ１Ｂを
ターンオンさせると、スナバコンデンサ４Ｂは経路４に
より電圧零まで放電される。このとき、スナバコンデン
サ４Ｂの放電電流によりＧＴＯ１Ｂに加わる過大な電流
上昇率は補助リアクトル１３により抑制される。

【００２７】スナバコンデンサ４Ｂが放電を終了しても
補助リアクトル１３にエネルギーが過剰に蓄積されてい
るため、経路５によりそのエネルギーは補助コンデンサ
１１に移される。従って、この過程でスナバコンデンサ
４Ｂに蓄積されていたエネルギーは補助リアクトル１３
を介して補助コンデンサ１１に移されることになる。こ
のときの補助コンデンサ１１の充電電圧をｅ１とする。
更に、スナバコンデンサ４Ａの充電電圧が電圧Ｅ以上に
なると、フリーホイールダイオード２Ｂが導通する。こ
の全過程を経て負荷電流は経路６により流れることにな
り、ＧＴＯ１Ａのターンオフにより出力端子Ｘの電圧を
Ｅから０に変化させる場合の回路動作が終了する。

【００２８】次に、ＧＴＯ１Ｂのターンオフにより出力
端子電圧を０からＥに変化させる場合の回路動作を説明
する。図中、正アームのＧＴＯ１Ａがオフ、負アームの
ＧＴＯ１Ｂがオンしており、経路６により出力端子Ｘか
ら図中矢印の方向に負荷電流が流れているものとする。
スナバコンデンサ４Ｂの電圧は零、スナバコンデンサ４
Ａの電圧は直流電源３の電圧Ｅと回収コンデンサ１０の
電圧ｅとの和の電圧値に充電されている。補助コンデン
サ１１が電圧ｅ１に充電された状態から、ＧＴＯ１Ｂを
ターンオフさせ、ある一定の短絡防止時間後にＧＴＯ１
Ａをターンオンさせる場合を考える。ここで、ＧＴＯ１
Ｂをターンオフさせても経路５により出力端子Ｘから図
中矢印の方向に負荷電流が流れているために回路状態は
変化しない。

【００２９】ＧＴＯ１Ａをターンオンさせると、アノー
ドリアクトル６には直流電源３の電圧Ｅが印加されてＧ
ＴＯ１Ａにかかる過大な電流上昇率がアノードリアクト
ル６に抑制されつつ、負荷電流は経路１により供給され
始める。その後、ＧＴＯ１Ａに流れる電流が負荷電流以
上になるが、その過剰な電流はスナバコンデンサ４Ｂの
充電電流となり、スナバコンデンサ４Ｂは直流電源３の
電圧Ｅと回収コンデンサ１０の電圧ｅとの和の電圧値ま
で経路７により充電される。また、経路８によりスナバ
コンデンサ４Ａは放電し、スナバコンデンサ４Ａに蓄積
されていたエネルギーはこの経路８により回収コンデン
サ１０に回収される。このとき、スナバコンデンサ４Ａ
が電圧ｅ１まで放電されるとダイオード７Ｂが導通状態
となるため、スナバコンデンサ４Ａの放電と同時に補助
コンデンサ１１の放電が経路９により行なわれる。

【００３０】スナバコンデンサ４Ａと補助コンデンサ１
１の放電が終了した直後は、アノードリアクトル６にエ
ネルギーが過剰に蓄えられているが、経路３によりその
エネルギーは全て回収コンデンサ１０に回収される。な
お、この回路で従来の図９と異なる点は、この経路３、
経路８、経路９にアノードリアクトル６以外の追加的な
リアクトルを含まない点である。従って、スナバエネル
ギーの回収コンデンサ１０への回収時間が短縮されるこ
とになる。

【００３１】以上の過程を経て負荷電流は経路１により
流れることになり、ＧＴＯ１Ｂのターンオフにより出力
端子Ｘの電圧を０からＥに変化させる場合の回路動作が
終了する。なお、負荷電流が出力端子Ｘにおいて図中矢
印の逆方向に流れている場合の、各ＧＴＯ１Ａ、１Ｂの
スイッチング動作は、図中矢印の方向に負荷電流が流れ
ている場合のスイッチング動作と全く対称なため説明を
省略する。エネルギー回生回路１４の構成は図１に示し
たものと同様である。

【００３２】［実施例３］図５及び図６は、本発明の第
３発明のインバータ装置の実施例を示す結線図である。
図５においては、図１に示したインバータ装置を２個組
み合わせて、多相インバータを構成している。この場合
に、回収コンデンサ１０及びそれに接続されるエネルギ
ー回生回路１４を複数の相について共通に接続してい
る。回路の基本的な動作は実施例１、実施例２において
詳細に記述したものと全く同じであるためここでは省略
する。このように、多相化しても回収コンデンサ１０や
エネルギー回生回路１４を共有できるので、インバータ
の大型化を防止しつつエネルギー損失の防止を図ること
ができる。図６は図３のインバータ装置を２個組み合わ
せたもので、これも同様の機能を持つ。

【００３３】［実施例４］図７、図８はそれぞれ図１、
図３の装置の変形例結線図である。図７は図１の装置に
設けられたアノードリアクトル６の挿入位置を、負側母
線Ｎの側とした場合を示す。また、図８は図３の装置に
設けられたアノードリアクトル６の挿入位置を、負側母
線Ｎの側とした場合を示す。回路構成としては、正負対
称となっており、回路の基本的な動作は実施例１、実施
例２において詳細に記述したものと全く同様であるた
め、ここでは省略する。なお、実施例３の図５、図６に
示したように、図７、図８の回収コンデンサ１０を複数
の相について共通に接続できることは言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した本発明のインバータ装置
は、スナバダイオードに並列接続した補助コンデンサを
用いることにより回収コンデンサを１つ備えるだけでよ
く、そのためにアノードリアクトルを１つにでき、また
回収コンデンサから過剰なエネルギーを直流電源に回生
するためのエネルギー回生回路をも１つ備えるだけでよ
くなった。従って、構成部品を少なくでき、インバータ
装置を小型化できる効果がある。また、回収コンデンサ
及びエネルギー回生回路を複数の相で共通に接続できる
ため、多相化した場合の装置の小型化が可能になるとい
う効果がある。

【００３５】また、スナバエネルギーを回収コンデンサ
に回収する経路に追加的にリアクトルを挿入する必要が
ないため、スナバエネルギー回収時間が短縮でき、イン
バータ装置の高周波化が可能となる効果がある。しか
も、このようなインバータ装置をコンバータ装置に適用
し、コンバータ・インバータシステムとして誘導電動機
を駆動した場合、損失が少なくランニングコストが減少
し、システム全体の省エネルギーを図る効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１発明のインバータ装置実施例を示
す結線図である。

【図２】第１発明の動作を示す電流経路説明図である。

【図３】本発明の第２発明のインバータ装置実施例を示
す結線図である。

【図４】第２発明の動作を示す電流経路説明図である。

【図５】本発明の第３発明のインバータ装置実施例を示
す結線図である。

【図６】本発明の第３発明のインバータ装置の他の実施
例を示す結線図である。

【図７】本発明の第１発明のインバータ装置の他の実施
例を示す結線図である。

【図８】本発明の第２発明のインバータ装置の他の実施
例を示す結線図である。

【図９】従来のインバータ装置を示す結線図である。

【符号の説明】

１Ａ、１ＢＧＴＯ（自己消弧型半導体素子）２Ａ、２Ｂフリーホイールダイオード３直流電源４Ａ、４Ｂスナバコンデンサ５Ａ、５Ｂスナバダイオード６アノードリアクトル７Ａ、７Ｂダイオード１０回収コンデンサ１１補助コンデンサ１２ダイオード１３補助リアクトル１４エネルギー回生回路１５スイッチ１６ダイオード１７リアクトルＰ正側直流母線Ｎ負側直流母線Ｘ出力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源の正負母線間に、互いに直列接
続された自己消弧型半導体素子をそれぞれ正負アームと
して接続し、前記自己消弧型半導体素子の各々に逆並列
にダイオードを接続し、前記正、負アームの接続点を出
力端子とするインバータ装置において、各自己消弧型半導体素子に並列に、スナバダイオードと
スナバコンデンサを直列に接続してなるスナバ回路を接
続し、正アーム側の前記スナバ回路を構成するスナバダイオー
ドとスナバコンデンサの接続点と、前記正側母線とを、
ダイオードと回収コンデンサを介して接続し、負アーム側の前記スナバ回路を構成するスナバダイオー
ドに並列に、補助コンデンサとダイオードとリアクトル
からなる直列体を接続し、前記直列体を構成するコンデンサと、前記回収コンデン
サとを、ダイオードを介して接続し、正アームを構成する自己消弧型半導体素子と前記直流電
源の正側母線間に、前記回収コンデンサを介した閉回路
を構成するようにリアクトルを挿入し、前記回収コンデンサからエネルギーを取り出して前記直
流電源に回生するエネルギー回生回路を接続したことを
特徴とするインバータ装置。
【請求項２】直流電源の正負母線間に、互いに直列接
続された自己消弧型半導体素子をそれぞれ正負アームと
して接続し、前記自己消弧型半導体素子の各々に逆並列
にダイオードを接続し、前記正、負アームの接続点を出
力端子とするインバータ装置において、各自己消弧型半導体素子に並列に、スナバダイオードと
スナバコンデンサを直列に接続してなるスナバ回路を接
続し、正アーム側の前記スナバ回路を構成するスナバダイオー
ドとスナバコンデンサの接続点と、前記負側母線とを、
ダイオードと回収コンデンサを介して接続し、負アーム側の前記スナバ回路を構成するスナバダイオー
ドに並列に、補助コンデンサとダイオードとリアクトル
からなる直列体を接続し、前記直列体を構成するコンデンサと、前記回収コンデン
サとを、ダイオードを介して接続し、正アームを構成する自己消弧型半導体素子と前記直流電
源の正側母線間に、前記直流電源と前記回収コンデンサ
を介した閉回路を構成するようにリアクトルを挿入し、前記回収コンデンサからエネルギーを取り出して前記直
流電源に回生するエネルギー回生回路を接続したことを
特徴とするインバータ装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載のインバー
タ装置を複数個組み合わせて、多相インバータを構成す
る場合に、回収コンデンサと、前記回収コンデンサに接
続されるエネルギー回生回路を、複数の相について共通
に接続したことを特徴とするインバータ装置。