JPH0670548A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
- Publication number
- JPH0670548A JPH0670548A JP4217793A JP21779392A JPH0670548A JP H0670548 A JPH0670548 A JP H0670548A JP 4217793 A JP4217793 A JP 4217793A JP 21779392 A JP21779392 A JP 21779392A JP H0670548 A JPH0670548 A JP H0670548A
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- Japan
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- inverter
- unit
- load
- controlled
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 制御対象負荷の大きさに応じてその交流電力
出力を制御するインバータ装置において、そのインバー
タ発生損失の低減および冷却装置の補機損失の低減を図
る。 【構成】 直流コンデンサ８を８ａ，８ｂ，８ｃ、単位
インバータ９を９ａ，９ｂ，９ｃと３群に分割する。そ
して、制御対象負荷の大きさが例えば定格値の１／３以
下の軽負荷の場合には単位インバータ９ａのみをスイッ
チング動作させ、残りの単位インバータ９ｂ，９ｃはス
イッチング動作を停止した待機状態に制御する。
出力を制御するインバータ装置において、そのインバー
タ発生損失の低減および冷却装置の補機損失の低減を図
る。 【構成】 直流コンデンサ８を８ａ，８ｂ，８ｃ、単位
インバータ９を９ａ，９ｂ，９ｃと３群に分割する。そ
して、制御対象負荷の大きさが例えば定格値の１／３以
下の軽負荷の場合には単位インバータ９ａのみをスイッ
チング動作させ、残りの単位インバータ９ｂ，９ｃはス
イッチング動作を停止した待機状態に制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、交流系統の電圧歪や
電圧変動などの障害を補償・抑制する電源障害対策装置
等に利用されるインバータ装置に関するものである。
電圧変動などの障害を補償・抑制する電源障害対策装置
等に利用されるインバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は例えば三菱電機技報Ｖｏｌ．６
５，Ｎｏ．６，１９９１，Ｐ．６０〜６５に開示された
従来のＰＷＭ方式のインバータ装置を示す回路構成図
で、アーク炉フリッカ補償用アクティブフィルタとして
使用されるものである。図において、１は交流系統とし
ての交流電源、２は電源インピーダンス、３は受電点、
４は受電変圧器、５は受電変圧器４に接続された制御対
象負荷であるアーク炉、６は高調波フィルタ、７はイン
バータ装置を使用したアクティブフィルタで、直流電源
である直流コンデンサ８、それぞれ直流コンデンサ８に
接続された合計６台の単位インバータ９、各単位インバ
ータ９毎に設けられた冷却器１０、および各単位インバ
ータ９からの交流電力を合成して交流系統へ送り出す多
重変圧器１１とから構成されている。
５，Ｎｏ．６，１９９１，Ｐ．６０〜６５に開示された
従来のＰＷＭ方式のインバータ装置を示す回路構成図
で、アーク炉フリッカ補償用アクティブフィルタとして
使用されるものである。図において、１は交流系統とし
ての交流電源、２は電源インピーダンス、３は受電点、
４は受電変圧器、５は受電変圧器４に接続された制御対
象負荷であるアーク炉、６は高調波フィルタ、７はイン
バータ装置を使用したアクティブフィルタで、直流電源
である直流コンデンサ８、それぞれ直流コンデンサ８に
接続された合計６台の単位インバータ９、各単位インバ
ータ９毎に設けられた冷却器１０、および各単位インバ
ータ９からの交流電力を合成して交流系統へ送り出す多
重変圧器１１とから構成されている。
【０００３】次に動作について説明する。アクティブフ
ィルタ７としての基本的な動作は、アーク炉５の運転に
よって発生する遅れ無効電力を検出し、これに応じて多
重変圧器１１に電源電圧より所定量高い電圧を発生させ
ることによって得られる進み無効電力により受電点３に
おける無効電圧変動を低減抑制するというものである。
ィルタ７としての基本的な動作は、アーク炉５の運転に
よって発生する遅れ無効電力を検出し、これに応じて多
重変圧器１１に電源電圧より所定量高い電圧を発生させ
ることによって得られる進み無効電力により受電点３に
おける無効電圧変動を低減抑制するというものである。
【０００４】ここで、インバータを６台で構成している
のは、そのＰＷＭキャリア位相を互いにシフトさせて制
御し、その出力を多重変圧器１１で合成することによ
り、対称な多パルスＰＷＭ制御による高精度な出力波形
を得るためである。具体的には、単位インバータ１台が
６相パルス制御で、全体として３６相パルス制御とな
る。
のは、そのＰＷＭキャリア位相を互いにシフトさせて制
御し、その出力を多重変圧器１１で合成することによ
り、対称な多パルスＰＷＭ制御による高精度な出力波形
を得るためである。具体的には、単位インバータ１台が
６相パルス制御で、全体として３６相パルス制御とな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のインバータ装置
は以上のように構成されているので、アーク炉５の電流
が零で無効電力が存在しない場合にも交流電源１の電圧
に対抗する電圧を発生させるため、単位インバータ９は
その６台すべてのスイッチング動作を継続する必要があ
りその分インバータの発生損失が大きくなるという問題
点があった。また、アーク炉５の負荷条件に関係なく各
単位インバータ９は常にスイッチング動作を行う必要が
あるため、各単位インバータ９毎に設けられた冷却器１
０はすべて運転を継続させておく必要があり、ファン等
その補機損失も大きくなるという問題点があった。
は以上のように構成されているので、アーク炉５の電流
が零で無効電力が存在しない場合にも交流電源１の電圧
に対抗する電圧を発生させるため、単位インバータ９は
その６台すべてのスイッチング動作を継続する必要があ
りその分インバータの発生損失が大きくなるという問題
点があった。また、アーク炉５の負荷条件に関係なく各
単位インバータ９は常にスイッチング動作を行う必要が
あるため、各単位インバータ９毎に設けられた冷却器１
０はすべて運転を継続させておく必要があり、ファン等
その補機損失も大きくなるという問題点があった。
【０００６】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、インバータ発生損失を大幅に低
減することができ、また冷却器の補機損失も低減が可能
なインバータ装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、インバータ発生損失を大幅に低
減することができ、また冷却器の補機損失も低減が可能
なインバータ装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るインバータ装置は、単位直流電源と単位インバータと
からなる単位インバータ装置を複数台設けた構成とし、
制御対象負荷の大きさに応じて上記複数の単位インバー
タの一部または全部を運転し、他はスイッチング動作を
停止した待機状態に制御するようにしたものである。
るインバータ装置は、単位直流電源と単位インバータと
からなる単位インバータ装置を複数台設けた構成とし、
制御対象負荷の大きさに応じて上記複数の単位インバー
タの一部または全部を運転し、他はスイッチング動作を
停止した待機状態に制御するようにしたものである。
【０００８】また、請求項２に係るものは、更に、複数
の単位インバータを一括して冷却し、その発熱量に応じ
て冷却能力を調整可能な一括形冷却装置を備えたもので
ある。
の単位インバータを一括して冷却し、その発熱量に応じ
て冷却能力を調整可能な一括形冷却装置を備えたもので
ある。
【０００９】
【作用】この発明に係るインバータ装置においては、制
御対象負荷の大きさにより、本インバータ装置としての
必要出力がその定格容量の例えば５０％のときは、単位
インバータ例えば全台数の内の半分の台数のみスイッチ
ング動作を行うよう制御する。
御対象負荷の大きさにより、本インバータ装置としての
必要出力がその定格容量の例えば５０％のときは、単位
インバータ例えば全台数の内の半分の台数のみスイッチ
ング動作を行うよう制御する。
【００１０】
【実施例】実施例１．図１はこの発明の実施例１による
インバータ装置を示す回路構成図で、従来と同一の部分
には同一符号を付して説明を省略する。なお、アーク炉
５および高調波フィルタ６については図示を省略してい
る。この装置では、全体を３分割構成としている。即
ち、直流コンデンサは８ａ，８ｂおよび８ｃに、そして
単位インバータはそれぞれ１２相パルス制御を行う９
ａ，９ｂおよび９ｃに、更に、多重変圧器は１１ａ，１
１ｂおよび１１ｃに分割されている。また、１２は図示
しない配管で各単位インバータ９ａ，９ｂ，９ｃとその
冷却媒体が連通するように構成された一括形冷却装置で
ある。
インバータ装置を示す回路構成図で、従来と同一の部分
には同一符号を付して説明を省略する。なお、アーク炉
５および高調波フィルタ６については図示を省略してい
る。この装置では、全体を３分割構成としている。即
ち、直流コンデンサは８ａ，８ｂおよび８ｃに、そして
単位インバータはそれぞれ１２相パルス制御を行う９
ａ，９ｂおよび９ｃに、更に、多重変圧器は１１ａ，１
１ｂおよび１１ｃに分割されている。また、１２は図示
しない配管で各単位インバータ９ａ，９ｂ，９ｃとその
冷却媒体が連通するように構成された一括形冷却装置で
ある。
【００１１】次に動作について説明する。今、各単位イ
ンバータ９ａ，９ｂ，９ｃの各容量を１０ＭＶＡとし、
制御対象負荷の変動に応じてアクティブフィルタ７とし
て＋３０ＭＶＡ（進み）〜−３０ＭＶＡ（遅れ）の範囲
で出力したときの動作を図２をも参照して説明する。
ンバータ９ａ，９ｂ，９ｃの各容量を１０ＭＶＡとし、
制御対象負荷の変動に応じてアクティブフィルタ７とし
て＋３０ＭＶＡ（進み）〜−３０ＭＶＡ（遅れ）の範囲
で出力したときの動作を図２をも参照して説明する。
【００１２】図２は負荷が変化したときのインバータの
発生損失を従来の場合と比較して示したもので、同図
（１）は従来の場合を示し、負荷変動に応じて発生損失
は連続的に変化している。同図（２）はこの発明の実施
例による場合を示す。即ち、負荷条件が軽負荷で、その
必要出力が０〜±１０ＭＶＡの範囲にある場合は１台の
単位インバータ、例えば９ａのみを運転し、他の２台の
単位インバータ９ｂ，９ｃは直流コンデンサに電圧を確
立させた状態で制御指令値を零に引き下げ、単位インバ
ータとしてはスイッチング動作を停止した待機状態とす
る。これにより、発生損失は不連続に低減し単位インバ
ータ９ａ１台分の運転損失とすることができ、従来のよ
うに、常時一括して運転する方式と比較してほぼ１／３
に低減することができる。
発生損失を従来の場合と比較して示したもので、同図
（１）は従来の場合を示し、負荷変動に応じて発生損失
は連続的に変化している。同図（２）はこの発明の実施
例による場合を示す。即ち、負荷条件が軽負荷で、その
必要出力が０〜±１０ＭＶＡの範囲にある場合は１台の
単位インバータ、例えば９ａのみを運転し、他の２台の
単位インバータ９ｂ，９ｃは直流コンデンサに電圧を確
立させた状態で制御指令値を零に引き下げ、単位インバ
ータとしてはスイッチング動作を停止した待機状態とす
る。これにより、発生損失は不連続に低減し単位インバ
ータ９ａ１台分の運転損失とすることができ、従来のよ
うに、常時一括して運転する方式と比較してほぼ１／３
に低減することができる。
【００１３】負荷条件が変わり必要出力が１０〜２０Ｍ
ＶＡまたは−１０〜−２０ＭＶＡになった場合は、待機
させてあった２台目の単位インバータ、例えば９ｂの制
御指令値を零から立上げ即時運転状態に復帰させる。こ
の時の発生損失は従来の一括運転方式の場合に比較して
ほぼ２／３に低減する。同様に、必要出力が２０〜３０
ＭＶＡまたは−２０〜−３０ＭＶＡとなった場合は、待
機させてあった残り１台の単位インバータ９ｃを即時運
転状態に復帰させる。
ＶＡまたは−１０〜−２０ＭＶＡになった場合は、待機
させてあった２台目の単位インバータ、例えば９ｂの制
御指令値を零から立上げ即時運転状態に復帰させる。こ
の時の発生損失は従来の一括運転方式の場合に比較して
ほぼ２／３に低減する。同様に、必要出力が２０〜３０
ＭＶＡまたは−２０〜−３０ＭＶＡとなった場合は、待
機させてあった残り１台の単位インバータ９ｃを即時運
転状態に復帰させる。
【００１４】ところで、各単位インバータはそれぞれ１
２相パルス制御を行うが、運転する単位インバータの組
み合わせ、上述した例では、９ａ，９ａ＋９ｂ，９ａ＋
９ｂ＋９ｃのいずれにおいても、交流電源１へは対称位
相でのパルス制御となるよう、各組合わせに応じて各単
位インバータのＰＷＭキャリア位相をシフト調整できる
構成とする。これによって、異常な高調波の発生を防止
することができる。また、この発明の実施例では、例え
ば単位インバータ９ａのみで運転する場合、１２相パル
ス制御となって、従来の３６相パルス制御と比較して波
形歪の点で劣るが、このときの出力は小さいので大きな
問題とはならない。
２相パルス制御を行うが、運転する単位インバータの組
み合わせ、上述した例では、９ａ，９ａ＋９ｂ，９ａ＋
９ｂ＋９ｃのいずれにおいても、交流電源１へは対称位
相でのパルス制御となるよう、各組合わせに応じて各単
位インバータのＰＷＭキャリア位相をシフト調整できる
構成とする。これによって、異常な高調波の発生を防止
することができる。また、この発明の実施例では、例え
ば単位インバータ９ａのみで運転する場合、１２相パル
ス制御となって、従来の３６相パルス制御と比較して波
形歪の点で劣るが、このときの出力は小さいので大きな
問題とはならない。
【００１５】次に、冷却装置について検討すると、この
実施例では、全単位インバータの合計発生損失が図２
（２）に示すように従来より低減するので、各単位イン
バータ９ａ，９ｂ，９ｃを一括して冷却する一括形冷却
装置１２を設け、発生損失の大きさに応じてその補機フ
ァンの運転台数を制御する等の方式を採用することによ
り、冷却装置の補機損失を低減することができる。
実施例では、全単位インバータの合計発生損失が図２
（２）に示すように従来より低減するので、各単位イン
バータ９ａ，９ｂ，９ｃを一括して冷却する一括形冷却
装置１２を設け、発生損失の大きさに応じてその補機フ
ァンの運転台数を制御する等の方式を採用することによ
り、冷却装置の補機損失を低減することができる。
【００１６】実施例２．なお、上記実施例１ではインバ
ータを３群に分割した場合について説明したが、６群分
割等にしてもよい。また、制御対象負荷としても、アー
ク炉に限られるものではなく、電鉄等他の種類の変動負
荷としてもよい。更に、上記実施例では、インバータ装
置をアクティブフィルタに適用した場合について説明し
たが、電力系統用の無効電力発生装置や、周波数変換装
置等にも同様に適用することができ同等の効果を奏す
る。
ータを３群に分割した場合について説明したが、６群分
割等にしてもよい。また、制御対象負荷としても、アー
ク炉に限られるものではなく、電鉄等他の種類の変動負
荷としてもよい。更に、上記実施例では、インバータ装
置をアクティブフィルタに適用した場合について説明し
たが、電力系統用の無効電力発生装置や、周波数変換装
置等にも同様に適用することができ同等の効果を奏す
る。
【００１７】
【発明の効果】この発明は以上のように、制御対象負荷
の大きさに応じて複数の単位インバータの一部または全
部を運転し、他はスイッチング動作を停止した待機状態
に制御するようにしたので、特に軽負荷時のインバータ
全体の発生損失が低減する。また、所定の一括形冷却装
置を備えることにより、インバータ冷却のための補機損
失が低減する。
の大きさに応じて複数の単位インバータの一部または全
部を運転し、他はスイッチング動作を停止した待機状態
に制御するようにしたので、特に軽負荷時のインバータ
全体の発生損失が低減する。また、所定の一括形冷却装
置を備えることにより、インバータ冷却のための補機損
失が低減する。
【図１】この発明の実施例１によるインバータ装置を示
す回路構成図である。
す回路構成図である。
【図２】図１の装置の発生損失を従来の場合と比較して
示す特性図である。
示す特性図である。
【図３】従来のインバータ装置を示す回路構成図であ
る。
る。
１ 交流電源 ５ 制御対象負荷としてのアーク炉 ７ インバータ装置であるアクティブフィルタ ８ 直流電源としての直流コンデンサ ９ 単位インバータ １２ 一括形冷却装置
Claims (2)
- 【請求項１】 直流電源とこの直流電源と交流系統との
間に接続された電圧形のインバータとを備え、上記交流
系統に接続された制御対象負荷の大きさに応じて上記イ
ンバータの交流電力出力を制御するインバータ装置にお
いて、 上記インバータ装置を、単位直流電源と単位インバータ
とからなる単位インバータ装置を複数台設けた構成と
し、上記制御対象負荷の大きさに応じて上記複数の単位
インバータの一部または全部を運転し、他はスイッチン
グ動作を停止した待機状態に制御するようにしたことを
特徴とするインバータ装置。 - 【請求項２】 複数の単位インバータを一括して冷却
し、その発熱量に応じて冷却能力を調整可能な一括形冷
却装置を備えたことを特徴とする請求項１記載のインバ
ータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4217793A JP2713043B2 (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4217793A JP2713043B2 (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0670548A true JPH0670548A (ja) | 1994-03-11 |
| JP2713043B2 JP2713043B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=16709820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4217793A Expired - Lifetime JP2713043B2 (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2713043B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018061653A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 株式会社日立製作所 | 車両用電力変換装置 |
-
1992
- 1992-08-17 JP JP4217793A patent/JP2713043B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018061653A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 株式会社日立製作所 | 車両用電力変換装置 |
| JPWO2018061653A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2019-04-11 | 株式会社日立製作所 | 車両用電力変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2713043B2 (ja) | 1998-02-16 |
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