JPH077957A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH077957A JPH077957A JP5141794A JP14179493A JPH077957A JP H077957 A JPH077957 A JP H077957A JP 5141794 A JP5141794 A JP 5141794A JP 14179493 A JP14179493 A JP 14179493A JP H077957 A JPH077957 A JP H077957A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
- H02M7/487—Neutral point clamped inverters
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- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】共通の直流電源に、複数のＮＰＣインバータを
接続した電力変換装置において、個々のＮＰＣインバー
タの電流によって生じる中性点電位変動を抑制できる電
力変換装置を提供することにある。 【構成】直流電圧源１に、複数の中性点クランプ式イン
バータ５，６が共通に接続され、該各インバータ５，６
で得られる交流電力を負荷に供給する電力変換装置にお
いて、各々のインバータ５，６の出力電流によって中性
点電位変動を相殺するように、各々のインバータ５，６
間の電圧基準の位相差を接続されるインバータの台数、
およびインバータ１台あたりの相数によって決定したも
のであって、２巻線電動機７の巻線配置を１８０度ずら
し、電圧基準も１８０度ずらして中性点電位変動を相殺
するようにしたもの。
接続した電力変換装置において、個々のＮＰＣインバー
タの電流によって生じる中性点電位変動を抑制できる電
力変換装置を提供することにある。 【構成】直流電圧源１に、複数の中性点クランプ式イン
バータ５，６が共通に接続され、該各インバータ５，６
で得られる交流電力を負荷に供給する電力変換装置にお
いて、各々のインバータ５，６の出力電流によって中性
点電位変動を相殺するように、各々のインバータ５，６
間の電圧基準の位相差を接続されるインバータの台数、
およびインバータ１台あたりの相数によって決定したも
のであって、２巻線電動機７の巻線配置を１８０度ずら
し、電圧基準も１８０度ずらして中性点電位変動を相殺
するようにしたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直流電圧源に、複数の中
性点のクランプ式（ＮＰＣ：Neutral PointClamped ）
インバータが共通に接続され、該各インバータで得られ
る交流電力を負荷に供給する電力変換装置に関する。
性点のクランプ式（ＮＰＣ：Neutral PointClamped ）
インバータが共通に接続され、該各インバータで得られ
る交流電力を負荷に供給する電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、直流電源を共通とするＮＰＣイン
バータの２重構成の一例として、図１１に示すように構
成されたものがある。すなわち、３相交流電源１に整流
器２ならびに正側平滑コンデンサ３および負側平滑コン
デンサ４が接続され、さらに平滑コンデンサ３，４に、
第１のＮＰＣインバータ５と第２のＮＰＣインバータ６
が並列に接続されている。
バータの２重構成の一例として、図１１に示すように構
成されたものがある。すなわち、３相交流電源１に整流
器２ならびに正側平滑コンデンサ３および負側平滑コン
デンサ４が接続され、さらに平滑コンデンサ３，４に、
第１のＮＰＣインバータ５と第２のＮＰＣインバータ６
が並列に接続されている。
【０００３】ＮＰＣインバータ５，６の出力側には、図
１０に示すように、同一極数の３相巻線を２組有する電
動機９１が接続され、ＮＰＣインバータ５，６により得
られる交流電力が電動機９１に供給される。
１０に示すように、同一極数の３相巻線を２組有する電
動機９１が接続され、ＮＰＣインバータ５，６により得
られる交流電力が電動機９１に供給される。
【０００４】ＮＰＣインバータ５，６のゲートには、速
度検出器８、電流検出器９、コントローラ１０、第１お
よび第２のコンパレータ１２，１３、キャリア発生回路
１４からなるゲート信号発生装置からのゲート信号が印
加される。速度検出器８で検出された電動機速度が、３
相電圧基準発生装置９２を構成するコントローラ１０に
フィードバックされ、このフィードバックデータと入力
される速度基準により、速度制御が行われ、またＮＰＣ
インバータ５の出力側に接続されている電流検出器９に
より検出された電動機電流がコントローラ１０にフィー
ドバックされ、電流制御が行われ、コントローラ１０か
ら電流制御の出力である３相電圧基準Vref１が出力され
る。この３相電圧基準Vref１は、コンパレータ１２，１
３にそれぞれ入力され、ここでキャリア発生回路１４で
発生したキャリアとの大小比較が行われ、ここでＮＰＣ
インバータ５のゲート信号およびＮＰＣインバータ６の
ゲート信号を発生する。
度検出器８、電流検出器９、コントローラ１０、第１お
よび第２のコンパレータ１２，１３、キャリア発生回路
１４からなるゲート信号発生装置からのゲート信号が印
加される。速度検出器８で検出された電動機速度が、３
相電圧基準発生装置９２を構成するコントローラ１０に
フィードバックされ、このフィードバックデータと入力
される速度基準により、速度制御が行われ、またＮＰＣ
インバータ５の出力側に接続されている電流検出器９に
より検出された電動機電流がコントローラ１０にフィー
ドバックされ、電流制御が行われ、コントローラ１０か
ら電流制御の出力である３相電圧基準Vref１が出力され
る。この３相電圧基準Vref１は、コンパレータ１２，１
３にそれぞれ入力され、ここでキャリア発生回路１４で
発生したキャリアとの大小比較が行われ、ここでＮＰＣ
インバータ５のゲート信号およびＮＰＣインバータ６の
ゲート信号を発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１１に示すように、
整流器２にＮＰＣインバータ５，６が接続されているの
で、整流器２にＮＰＣインバータが１台接続されている
構成に比べて、電流容量が２倍になるので、直流平滑コ
ンデンサ１５の中点である中性点の電位変動も２倍にな
るという問題点がある。。
整流器２にＮＰＣインバータ５，６が接続されているの
で、整流器２にＮＰＣインバータが１台接続されている
構成に比べて、電流容量が２倍になるので、直流平滑コ
ンデンサ１５の中点である中性点の電位変動も２倍にな
るという問題点がある。。
【０００６】本発明は、共通の直流電源に、複数のＮＰ
Ｃインバータを接続した電力変換装置において、個々の
ＮＰＣインバータ電流によって生じる中性点電位変動を
抑制できる電力変換装置を提供することを目的とする。
Ｃインバータを接続した電力変換装置において、個々の
ＮＰＣインバータ電流によって生じる中性点電位変動を
抑制できる電力変換装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、直流電圧源に、複数の
中性点クランプ式（ＮＰＣ）インバータが共通に接続さ
れ、該各インバータで得られる交流電力を負荷に供給す
る電力変換装置において、前記各々のインバータの出力
電流によって中性点電位変動を相殺するように、前記各
々のインバータ間の電圧基準の位相差を接続される前記
インバータの台数および、前記インバータ１台あたりの
相数によって決定した電力変換装置である。
め、請求項１に対応する発明は、直流電圧源に、複数の
中性点クランプ式（ＮＰＣ）インバータが共通に接続さ
れ、該各インバータで得られる交流電力を負荷に供給す
る電力変換装置において、前記各々のインバータの出力
電流によって中性点電位変動を相殺するように、前記各
々のインバータ間の電圧基準の位相差を接続される前記
インバータの台数および、前記インバータ１台あたりの
相数によって決定した電力変換装置である。
【０００８】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、請求項１記載の負荷が電動機であって、こ
の電動機がもつ巻線の組数、および相数によって決定さ
れる巻線組間位相差を設けた構造で、かつ前記各巻線に
与える３相電圧基準の前記中性点のクランプ式（ＮＰ
Ｃ）インバータ間の位相差が、前記巻線組間位相差に等
しくなるように前記ＮＰＣインバータを制御するように
した電力変換装置である。
する発明は、請求項１記載の負荷が電動機であって、こ
の電動機がもつ巻線の組数、および相数によって決定さ
れる巻線組間位相差を設けた構造で、かつ前記各巻線に
与える３相電圧基準の前記中性点のクランプ式（ＮＰ
Ｃ）インバータ間の位相差が、前記巻線組間位相差に等
しくなるように前記ＮＰＣインバータを制御するように
した電力変換装置である。
【０００９】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、直流電圧源に、複数の中性点クランプ式
（ＮＰＣ）インバータが共通に接続され、該インバータ
で得られる交流電力を負荷に供給する電力変換装置にお
いて、前記インバータの線間電圧を変化させることな
く、各相電圧の極性を全て揃え一定周期毎にこの極性を
正、負に切り換える極性切換手段と、前記インバータの
台数に応じて、前記各々のインバータの出力電流によっ
て中性点電位変動を抑制するようにインバータ間の極性
切り換えタイミングの時間差を設ける時間差設定手段
と、を具備した電力変換装置である。
する発明は、直流電圧源に、複数の中性点クランプ式
（ＮＰＣ）インバータが共通に接続され、該インバータ
で得られる交流電力を負荷に供給する電力変換装置にお
いて、前記インバータの線間電圧を変化させることな
く、各相電圧の極性を全て揃え一定周期毎にこの極性を
正、負に切り換える極性切換手段と、前記インバータの
台数に応じて、前記各々のインバータの出力電流によっ
て中性点電位変動を抑制するようにインバータ間の極性
切り換えタイミングの時間差を設ける時間差設定手段
と、を具備した電力変換装置である。
【００１０】
【作用】請求項１に対応する発明によれば、各々のＮＰ
Ｃインバータの出力電流によって中性点電位変動を相殺
するように、ＮＰＣインバータの台数および、ＮＰＣイ
ンバータ１台あたりの相数によって決定してあるので、
個々のＮＰＣインバータ電流によって生じる中性点電位
変動を抑制できる。
Ｃインバータの出力電流によって中性点電位変動を相殺
するように、ＮＰＣインバータの台数および、ＮＰＣイ
ンバータ１台あたりの相数によって決定してあるので、
個々のＮＰＣインバータ電流によって生じる中性点電位
変動を抑制できる。
【００１１】請求項２に対応する発明によれば、電動機
がもつ巻線の組数、および相数によって決定される巻線
組間位相差を設けた構造で、かつ前記各巻線に与える３
相電圧基準の前記中性点のクランプ式（ＮＰＣ）インバ
ータ間の位相差が、前記巻線組間位相差に等しくなるよ
うに前記ＮＰＣインバータを制御するようにしたので、
個々のＮＰＣインバータ電流によって生じる中性点電位
変動を抑制できる。
がもつ巻線の組数、および相数によって決定される巻線
組間位相差を設けた構造で、かつ前記各巻線に与える３
相電圧基準の前記中性点のクランプ式（ＮＰＣ）インバ
ータ間の位相差が、前記巻線組間位相差に等しくなるよ
うに前記ＮＰＣインバータを制御するようにしたので、
個々のＮＰＣインバータ電流によって生じる中性点電位
変動を抑制できる。
【００１２】請求項３に対応する発明によれば、インバ
ータの線間電圧を変化させることなく、３相電圧の極性
を全て揃え一定周期毎にこの極性を正、負に切り換え、
インバータの台数に応じてインバータ間の極性切り換え
タイミングの時間差を設けるようにしたので、個々のＮ
ＰＣインバータ電流によって生じる中性点電位変動を抑
制できる。
ータの線間電圧を変化させることなく、３相電圧の極性
を全て揃え一定周期毎にこの極性を正、負に切り換え、
インバータの台数に応じてインバータ間の極性切り換え
タイミングの時間差を設けるようにしたので、個々のＮ
ＰＣインバータ電流によって生じる中性点電位変動を抑
制できる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 ＜第１実施例＞図１は本発明の第１の実施例の概略構成
を示すブロック図であり、ここでは図１１の従来例とは
異なる点を主として説明し、図１１と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略する。図１１と異なる点
は、電動機７と、３相電圧基準発生装置１６である。
て説明する。 ＜第１実施例＞図１は本発明の第１の実施例の概略構成
を示すブロック図であり、ここでは図１１の従来例とは
異なる点を主として説明し、図１１と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略する。図１１と異なる点
は、電動機７と、３相電圧基準発生装置１６である。
【００１４】電動機７は、２組の三相巻線を有し、この
内１つの三相巻線は相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１からなり、
他の三相巻線は相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２からなり、図２
に示すように、Ｕ相巻線Ｕ１とＵ２、Ｖ相巻線Ｖ１とＶ
２、Ｗ相巻線Ｗ１とＷ２がそれぞれ互いに逆向きに巻か
れており、相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１には第１のＮＰＣイ
ンバータ５が接続され、相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２には第
２のＮＰＣインバータ６が接続されている。
内１つの三相巻線は相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１からなり、
他の三相巻線は相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２からなり、図２
に示すように、Ｕ相巻線Ｕ１とＵ２、Ｖ相巻線Ｖ１とＶ
２、Ｗ相巻線Ｗ１とＷ２がそれぞれ互いに逆向きに巻か
れており、相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１には第１のＮＰＣイ
ンバータ５が接続され、相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２には第
２のＮＰＣインバータ６が接続されている。
【００１５】３相電圧基準発生装置１６は、コントロー
ラ１０と位相変換部１１からなり、コントローラ１０は
速度検出器８からの速度検出信号および電流検出器９か
らの電流検出信号ならびに速度基準を入力し、ここで電
流制御の出力である３相電圧基準Vref１を出力する。ま
た、位相変換部１１は３相電圧基準Vref１を入力し、こ
れより１８０°位相がずらされた３相電圧基準Vref２を
出力する。
ラ１０と位相変換部１１からなり、コントローラ１０は
速度検出器８からの速度検出信号および電流検出器９か
らの電流検出信号ならびに速度基準を入力し、ここで電
流制御の出力である３相電圧基準Vref１を出力する。ま
た、位相変換部１１は３相電圧基準Vref１を入力し、こ
れより１８０°位相がずらされた３相電圧基準Vref２を
出力する。
【００１６】３相電圧基準発生装置１６からの３相電圧
基準Vref１は、第１のコンパレータ１２に入力され、キ
ャリア発生回路１４で発生したキャリアとの大小比較が
行われ、第１のＮＰＣインバータ５のゲート信号を発生
する。また、３相電圧基準発生装置１６からの３相電圧
基準Vref２は、第２のコンパレータ１３に入力され、キ
ャリア発生回路１４で発生したキャリアとの大小比較が
行われて第２のＮＰＣインバータ６のゲート信号を発生
する。
基準Vref１は、第１のコンパレータ１２に入力され、キ
ャリア発生回路１４で発生したキャリアとの大小比較が
行われ、第１のＮＰＣインバータ５のゲート信号を発生
する。また、３相電圧基準発生装置１６からの３相電圧
基準Vref２は、第２のコンパレータ１３に入力され、キ
ャリア発生回路１４で発生したキャリアとの大小比較が
行われて第２のＮＰＣインバータ６のゲート信号を発生
する。
【００１７】以上のように構成された第１の実施例によ
れば、以下のような作用効果が得られる。すなわち、第
１のＮＰＣインバータ５から出力される３相電圧と第２
のＮＰＣインバータ６から出力される３相電圧は、互い
に１８０°位相がずれているために、例えば第１のＮＰ
Ｃインバータ５の出力電流が中性点に流入する場合、第
２のＮＰＣインバータ６出力電流は中性点から流出する
ので、中性点電位変動が互いに相殺される。
れば、以下のような作用効果が得られる。すなわち、第
１のＮＰＣインバータ５から出力される３相電圧と第２
のＮＰＣインバータ６から出力される３相電圧は、互い
に１８０°位相がずれているために、例えば第１のＮＰ
Ｃインバータ５の出力電流が中性点に流入する場合、第
２のＮＰＣインバータ６出力電流は中性点から流出する
ので、中性点電位変動が互いに相殺される。
【００１８】なお、ここでは電動機７の巻線間位相差、
電圧基準位相差ともに１８０°としたが、これら位相差
は、接続されるＮＰＣインバータの台数をＮ台、ＮＰＣ
インバータ１台あたりの相数をＫ相として、３６０°／
（Ｎ・Ｋ）の倍数、すなわちここでは２台、３相なので
６０°の倍数ならば実施例１と同様の効果が得られる。
電圧基準位相差ともに１８０°としたが、これら位相差
は、接続されるＮＰＣインバータの台数をＮ台、ＮＰＣ
インバータ１台あたりの相数をＫ相として、３６０°／
（Ｎ・Ｋ）の倍数、すなわちここでは２台、３相なので
６０°の倍数ならば実施例１と同様の効果が得られる。
【００１９】また、ＮＰＣインバータ台数がＮ＝Ｌ＋Ｍ
（Ｌ，Ｍは２以上の整数）台と表される場合は、ＮＰＣ
インバータＬ台の場合とＭ台の場合との組み合わせによ
って、電動機巻線間位相差、電圧基準位相差を決定して
も同様の効果が得られる。
（Ｌ，Ｍは２以上の整数）台と表される場合は、ＮＰＣ
インバータＬ台の場合とＭ台の場合との組み合わせによ
って、電動機巻線間位相差、電圧基準位相差を決定して
も同様の効果が得られる。
【００２０】例えば、接続されるＮＰＣインバータが５
台、３相で電動機が３相巻線を５組もつ場合は、ＮＰＣ
インバータを２台と３台の組に分け、２台の組では電動
機巻線間位相差、電圧基準位相差ともに１８０°づつず
らし、３台の組ではそれぞれ１２０°づつずらし、これ
ら２台、３台の組の間の位相差は任意に決定しても実施
例１と同様の効果が得られる。
台、３相で電動機が３相巻線を５組もつ場合は、ＮＰＣ
インバータを２台と３台の組に分け、２台の組では電動
機巻線間位相差、電圧基準位相差ともに１８０°づつず
らし、３台の組ではそれぞれ１２０°づつずらし、これ
ら２台、３台の組の間の位相差は任意に決定しても実施
例１と同様の効果が得られる。
【００２１】＜第２の実施例＞図３は第２の実施例を説
明するための図であり、図１の実施例の負荷である電動
機７の部分を、図３に示すような同一負荷を駆動する２
台の電動機に置き換えるようにした場合である。すなわ
ち、第１の電動機３１と第２の電動機３２からなり、こ
の２台の電動機３１，３２は圧延ローラを駆動するため
のものであり、圧延ローラにより被圧延材３３を圧延す
るものである。この場合、被圧延材３３を図３に示す矢
印方向に移動させるには、電動機３１，３２の相順を図
３の矢印に示すとおりに設定する。
明するための図であり、図１の実施例の負荷である電動
機７の部分を、図３に示すような同一負荷を駆動する２
台の電動機に置き換えるようにした場合である。すなわ
ち、第１の電動機３１と第２の電動機３２からなり、こ
の２台の電動機３１，３２は圧延ローラを駆動するため
のものであり、圧延ローラにより被圧延材３３を圧延す
るものである。この場合、被圧延材３３を図３に示す矢
印方向に移動させるには、電動機３１，３２の相順を図
３の矢印に示すとおりに設定する。
【００２２】これ以外の構成は、図１と同一であり、３
相電圧基準Vref１は、第１のコンパレータ１２に入力さ
れ、キャリア発生回路１４で発生したキャリアとの大小
比較が行われ、第１のＮＰＣインバータ５のゲート信号
を発生する。さらにVref１は位相変換部１１で１８０°
位相がずらされて３相電圧基準Vref２となり、第２のコ
ンパレータ１３に入力され、キャリアとの大小比較が行
われて第２のＮＰＣインバータ６のゲート信号を発生す
るようになっている。
相電圧基準Vref１は、第１のコンパレータ１２に入力さ
れ、キャリア発生回路１４で発生したキャリアとの大小
比較が行われ、第１のＮＰＣインバータ５のゲート信号
を発生する。さらにVref１は位相変換部１１で１８０°
位相がずらされて３相電圧基準Vref２となり、第２のコ
ンパレータ１３に入力され、キャリアとの大小比較が行
われて第２のＮＰＣインバータ６のゲート信号を発生す
るようになっている。
【００２３】以上述べた第２の実施例によれば、第１の
実施例の効果以外に、電動機３１，３２の巻線構造を簡
単にできるという効果が得られる。なお、第２の実施例
では電圧基準位相差を１８０°としたが、これに限ら
ず、６０°の倍数ならばいかなる値でもよい。
実施例の効果以外に、電動機３１，３２の巻線構造を簡
単にできるという効果が得られる。なお、第２の実施例
では電圧基準位相差を１８０°としたが、これに限ら
ず、６０°の倍数ならばいかなる値でもよい。
【００２４】＜第３の実施例＞図４は本発明の第３の実
施例を説明するための図であり、図４は、図１の３相電
圧基準発生装置１６を、コントローラ１０、第１および
第２の電圧基準変換部４２，４３、第１および第２の極
性決定部４４，４５で構成した３相電圧基準発生装置４
１を示している。この場合、使用する負荷として図３に
示す第１の電動機３１と第２の電動機３２からなる圧延
機を使用する。
施例を説明するための図であり、図４は、図１の３相電
圧基準発生装置１６を、コントローラ１０、第１および
第２の電圧基準変換部４２，４３、第１および第２の極
性決定部４４，４５で構成した３相電圧基準発生装置４
１を示している。この場合、使用する負荷として図３に
示す第１の電動機３１と第２の電動機３２からなる圧延
機を使用する。
【００２５】図４において、前述の実施例と同様にコン
トローラ１０から得られる３相電圧基準（Vref１）は、
第１の電圧基準変換部４２と、第２の電圧基準変換部４
３に入力される。
トローラ１０から得られる３相電圧基準（Vref１）は、
第１の電圧基準変換部４２と、第２の電圧基準変換部４
３に入力される。
【００２６】第１の極性決定部４４はカウンタで構成さ
れ、一定周期毎（極性切り換え半周期毎）に出力信号で
ある極性切り換え信号Ａを“０”と“１”に切り換え
て、第１の電圧基準変換部４２に入力する。
れ、一定周期毎（極性切り換え半周期毎）に出力信号で
ある極性切り換え信号Ａを“０”と“１”に切り換え
て、第１の電圧基準変換部４２に入力する。
【００２７】第１の電圧基準変換部４２では、極性切り
換え信号Ａが“０”の場合は「正極性モード」、“１”
の場合は「負極性モード」と判断するする。また、極性
切り換え信号Ａは第２の極性決定部４５に出力され、極
性切り換え信号Ａを時間的に１／２周期ずらして、極性
切り換え信号Ｂを出力する。
換え信号Ａが“０”の場合は「正極性モード」、“１”
の場合は「負極性モード」と判断するする。また、極性
切り換え信号Ａは第２の極性決定部４５に出力され、極
性切り換え信号Ａを時間的に１／２周期ずらして、極性
切り換え信号Ｂを出力する。
【００２８】第２の電圧基準変換部４３では、極性切り
換え信号Ｂが“０”の場合は「正極性モード」、“１”
の場合は「負極性モード」と判断する。次に、それぞれ
の電圧基準変換部４２，４３において、「正極性モー
ド」の場合は３相電圧基準Vref１に直流バイアスを加算
し、３相電圧基準を３相とも全て正極性に揃えた新たな
３相電圧基準Vref２，Vref３を得る。「負極性モード」
の場合は、３相電圧基準Vref１から直流バイアスを減算
し、３相電圧基準を３相とも全て負極性に揃えた新たな
３相電圧基準Vref２，Vref３を得る。図５（ａ）は、こ
のときの３相電圧基準Vref２，Vref３の波形を示してい
る。
換え信号Ｂが“０”の場合は「正極性モード」、“１”
の場合は「負極性モード」と判断する。次に、それぞれ
の電圧基準変換部４２，４３において、「正極性モー
ド」の場合は３相電圧基準Vref１に直流バイアスを加算
し、３相電圧基準を３相とも全て正極性に揃えた新たな
３相電圧基準Vref２，Vref３を得る。「負極性モード」
の場合は、３相電圧基準Vref１から直流バイアスを減算
し、３相電圧基準を３相とも全て負極性に揃えた新たな
３相電圧基準Vref２，Vref３を得る。図５（ａ）は、こ
のときの３相電圧基準Vref２，Vref３の波形を示してい
る。
【００２９】以上のように構成された第３の実施例によ
れば、次のような作用効果が得られる。すなわち、極性
切り換え信号Ａ，Ｂは１／２周期ずれているため、第１
の電圧基準変換部４２において「正極性モード」のと
き、第２の電圧基準変換部４３では「負極性モード」と
なっている。
れば、次のような作用効果が得られる。すなわち、極性
切り換え信号Ａ，Ｂは１／２周期ずれているため、第１
の電圧基準変換部４２において「正極性モード」のと
き、第２の電圧基準変換部４３では「負極性モード」と
なっている。
【００３０】図５（ｂ）は、その場合の中性点電位変動
を説明するための図であり、３相電圧基準が全て正の場
合は直線的に上昇し、逆に全てが負の場合は直線的に下
降するので、２台のＮＰＣインバータによる中性点電位
変動は互いに相殺される。
を説明するための図であり、３相電圧基準が全て正の場
合は直線的に上昇し、逆に全てが負の場合は直線的に下
降するので、２台のＮＰＣインバータによる中性点電位
変動は互いに相殺される。
【００３１】この実施例は、３相巻線を２組もち、この
２組の巻線配置が並列の電動機にも使用できる。 ＜第４の実施例＞図６〜図８は本発明の第４の実施例を
説明するための図であり、図６はその概略構成を示すブ
ロック図であり、図７は図６の３相電圧基準発生装置を
説明するための図であり、図８は図６の動作を説明する
ための波形図である。
２組の巻線配置が並列の電動機にも使用できる。 ＜第４の実施例＞図６〜図８は本発明の第４の実施例を
説明するための図であり、図６はその概略構成を示すブ
ロック図であり、図７は図６の３相電圧基準発生装置を
説明するための図であり、図８は図６の動作を説明する
ための波形図である。
【００３２】本実施例は負荷として第１〜第３の電動機
７１，７２，７３を使用し、これらの入力側に第１〜第
３のＮＰＣインバータ５１，５２，５３を配置して各々
を電気的に接続し、第１，第２のコンパレータ１２，１
３以外に第３のコンパレータ２０を配置し、さらに３相
電圧基準発生装置４１の構成を以下のようにしたもので
ある。
７１，７２，７３を使用し、これらの入力側に第１〜第
３のＮＰＣインバータ５１，５２，５３を配置して各々
を電気的に接続し、第１，第２のコンパレータ１２，１
３以外に第３のコンパレータ２０を配置し、さらに３相
電圧基準発生装置４１の構成を以下のようにしたもので
ある。
【００３３】すなわち、図４の例に、新たに第３の極性
決定部４７および第３の電圧基準変換部４６を追加した
ものである。この場合、３相電圧基準Vref１は第１の電
圧基準変換部４２と、第２の電圧基準変換部４３と第３
の電圧基準変換部４６に入力される。
決定部４７および第３の電圧基準変換部４６を追加した
ものである。この場合、３相電圧基準Vref１は第１の電
圧基準変換部４２と、第２の電圧基準変換部４３と第３
の電圧基準変換部４６に入力される。
【００３４】第１の極性決定部４４はカウンタで構成さ
れ、一定周期毎（極性切り換え半周期毎）に出力信号で
ある極性切り換え信号Ａを“０”と“１”に切り換え
て、第１の電圧基準変換部４２に出力する。
れ、一定周期毎（極性切り換え半周期毎）に出力信号で
ある極性切り換え信号Ａを“０”と“１”に切り換え
て、第１の電圧基準変換部４２に出力する。
【００３５】第１の電圧基準変換部４２では、極性切り
換え信号Ａが“０”の場合は「正極性モード」、“１”
の場合は「負極性モード」と判断する。また、極性切り
換え信号Ａは第２の極性決定部４５に出力され、極性切
り換え信号Ａを時間的に２／３周期ずらして、極性切り
換え信号Ｂを出力する。
換え信号Ａが“０”の場合は「正極性モード」、“１”
の場合は「負極性モード」と判断する。また、極性切り
換え信号Ａは第２の極性決定部４５に出力され、極性切
り換え信号Ａを時間的に２／３周期ずらして、極性切り
換え信号Ｂを出力する。
【００３６】同様に、極性切り換え信号Ｂは第３の極性
決定部４７に出力され、極性切り換え信号Ｂを時間的に
２／３周期ずらして、極性切り換え信号Ｃを出力する。
第２の電圧基準変換部４３では、極性切り換え信号Ｂが
“０”の場合は「正極性モード」、“１”の場合は「負
極性モード」と判断する。
決定部４７に出力され、極性切り換え信号Ｂを時間的に
２／３周期ずらして、極性切り換え信号Ｃを出力する。
第２の電圧基準変換部４３では、極性切り換え信号Ｂが
“０”の場合は「正極性モード」、“１”の場合は「負
極性モード」と判断する。
【００３７】次に、それぞれの電圧基準変換部４２，４
３，４６において、「正極性モード」の場合は３相電圧
基準に直流バイアスを加算し、３相電圧基準を３相とも
全て正極性に揃えた新たな３相電圧基準Vref２，Vref
３，Vref４を得る。「負極性モード」の場合は３相電圧
基準Vref１から直流バイアスを減算し、３相電圧基準を
３相とも全て負極性に揃えた新たな３相電圧基準Vref
２，Vref３，Vref４を得る。
３，４６において、「正極性モード」の場合は３相電圧
基準に直流バイアスを加算し、３相電圧基準を３相とも
全て正極性に揃えた新たな３相電圧基準Vref２，Vref
３，Vref４を得る。「負極性モード」の場合は３相電圧
基準Vref１から直流バイアスを減算し、３相電圧基準を
３相とも全て負極性に揃えた新たな３相電圧基準Vref
２，Vref３，Vref４を得る。
【００３８】図８（ａ）は、そのときの３相電圧基準Vr
ef２，Vref３，Vref４の波形の一例を示している。以上
述べた第４の実施例によれば、次のような作用効果が得
られる。すなわち、極性切り換え信号Ａ，Ｂ，Ｃはそれ
ぞれ２／３周期ずれているため、中性点電位変動は図８
（ｂ）に示すように、３台のＮＰＣインバータ５１，５
２，５３によってＮＰＣインバータ１台による中性点電
位変動量の１／３に抑制される。
ef２，Vref３，Vref４の波形の一例を示している。以上
述べた第４の実施例によれば、次のような作用効果が得
られる。すなわち、極性切り換え信号Ａ，Ｂ，Ｃはそれ
ぞれ２／３周期ずれているため、中性点電位変動は図８
（ｂ）に示すように、３台のＮＰＣインバータ５１，５
２，５３によってＮＰＣインバータ１台による中性点電
位変動量の１／３に抑制される。
【００３９】＜第５の実施例＞図９は本発明の第５の実
施例を説明するための図であり、図１（第１の実施例）
の平滑コンデンサ１５を、コンデンサ７１に置き換え、
かつＮＰＣインバータの中性点と平滑コンデンサとの接
続をやめる。この構成においても、第１のＮＰＣインバ
ータ５の電流が中性点に流入する場合は、必ず第２のＮ
ＰＣインバータ電流が中性点から流出するので、電流ル
ープとして次のようなループが必ず存在するので、ＮＰ
Ｃインバータの中性点は電動機巻線を通して０電位とな
る。
施例を説明するための図であり、図１（第１の実施例）
の平滑コンデンサ１５を、コンデンサ７１に置き換え、
かつＮＰＣインバータの中性点と平滑コンデンサとの接
続をやめる。この構成においても、第１のＮＰＣインバ
ータ５の電流が中性点に流入する場合は、必ず第２のＮ
ＰＣインバータ電流が中性点から流出するので、電流ル
ープとして次のようなループが必ず存在するので、ＮＰ
Ｃインバータの中性点は電動機巻線を通して０電位とな
る。
【００４０】電流ループとしては、三相交流電源１のプ
ラス側端子ー第１のＮＰＣインバータ５のＵ相ー１組目
の電動機巻線Ｕー第１のＮＰＣインバータ５のＶ相ー第
１のＮＰＣインバータ５の中性点ー第２のＮＰＣインバ
ータ６のＶ相ー２組目の電動機巻線Ｖー第２のＮＰＣイ
ンバータ６のＵ相ー三相交流電源１のマイナス側端子、
となる。以上述べた第５の実施例によれば、第１の実施
例の効果に加えて、平滑コンデンサの数量を少なくでき
るという効果が得られる。
ラス側端子ー第１のＮＰＣインバータ５のＵ相ー１組目
の電動機巻線Ｕー第１のＮＰＣインバータ５のＶ相ー第
１のＮＰＣインバータ５の中性点ー第２のＮＰＣインバ
ータ６のＶ相ー２組目の電動機巻線Ｖー第２のＮＰＣイ
ンバータ６のＵ相ー三相交流電源１のマイナス側端子、
となる。以上述べた第５の実施例によれば、第１の実施
例の効果に加えて、平滑コンデンサの数量を少なくでき
るという効果が得られる。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、共通の直流電源に、複
数のＮＰＣインバータを接続した電力変換装置におい
て、個々のＮＰＣインバータの電流によって生じる中性
点電位変動を抑制できる電力変換装置を提供することが
できる。
数のＮＰＣインバータを接続した電力変換装置におい
て、個々のＮＰＣインバータの電流によって生じる中性
点電位変動を抑制できる電力変換装置を提供することが
できる。
【図１】本発明の電力変換装置の第１の実施例の概略構
成を示すブロック図。
成を示すブロック図。
【図２】本発明の図１の実施例で使用する電動機の巻線
配置図。
配置図。
【図３】本発明の電力変換装置の第２の実施例の要部を
説明するための電動機および負荷の構成図。
説明するための電動機および負荷の構成図。
【図４】本発明の電力変換装置の第３の実施例の要部を
説明するための３相電圧基準発生装置の構成を示すブロ
ック図。
説明するための３相電圧基準発生装置の構成を示すブロ
ック図。
【図５】第３の実施例（図４）の動作を説明するための
電圧基準と中性点電位の波形図。
電圧基準と中性点電位の波形図。
【図６】本発明の電力変換装置の第４の実施例の概略構
成を示すブロック図。
成を示すブロック図。
【図７】図６の３相電圧基準発生装置を説明するための
ブロック図。
ブロック図。
【図８】図６の実施例の動作を説明するための電圧基準
と中性点電位の波形図。
と中性点電位の波形図。
【図９】本発明の電力変換装置の第５の実施例の要部を
説明するための直流平滑コンデンサの構成図。
説明するための直流平滑コンデンサの構成図。
【図１０】従来のＮＰＣインバータの２重構成に接続さ
れる３相巻線を２組もつ電動機の巻線構成図。
れる３相巻線を２組もつ電動機の巻線構成図。
【図１１】従来のＮＰＣインバータの２重構成図。
１…３相交流電源、２…整流器、３…正側平滑コンデン
サ、４…負側平滑コンデンサ、５，６…ＮＰＣインバー
タ、、７…電動機、８…速度検出器、９…電流検出器、
１０…コントローラ、１１…位相変換部、１２，１３…
コンパレータ、１４…キャリア発生回路、１５…直流平
滑コンデンサ部、１６，４１…３相電圧基準発生装置、
２０…コンパレータ、３１，３２…電動機、３３…負
荷、４２，４３，４６…電圧基準変換部、４４，４５，
４７…極性決定部。
サ、４…負側平滑コンデンサ、５，６…ＮＰＣインバー
タ、、７…電動機、８…速度検出器、９…電流検出器、
１０…コントローラ、１１…位相変換部、１２，１３…
コンパレータ、１４…キャリア発生回路、１５…直流平
滑コンデンサ部、１６，４１…３相電圧基準発生装置、
２０…コンパレータ、３１，３２…電動機、３３…負
荷、４２，４３，４６…電圧基準変換部、４４，４５，
４７…極性決定部。
Claims (3)
- 【請求項１】 直流電圧源に、複数の中性点クランプ式
インバータが共通に接続され、該各インバータで得られ
る交流電力を負荷に供給する電力変換装置において、 前記各々のインバータの出力電流によって中性点電位変
動を相殺するように、前記各々のインバータ間の電圧基
準の位相差を接続される前記インバータの台数、および
前記インバータ１台あたりの相数によって決定した電力
変換装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の負荷は、電動機であっ
て、この電動機がもつ巻線の組数、および相数によって
決定される巻線組間位相差を設けた構造で、かつ前記各
巻線に与える３相電圧基準の前記中性点のクランプ式イ
ンバータ間位相差が巻線組間位相差に等しくなるように
前記インバータを制御するようにした電力変換装置。 - 【請求項３】 直流電圧源に、複数の中性点クランプ式
インバータが共通に接続され、該インバータで得られる
交流電力を負荷に供給する電力変換装置において、 前記インバータの線間電圧を変化させることなく、各相
電圧の極性を全て揃え一定周期毎にこの極性を正、負に
切り換える極性切換手段と、 前記インバータの台数に応じて、前記各々のインバータ
の出力電流によって中性点電位変動を抑制するようにイ
ンバータ間の極性切り換えタイミングの時間差を設ける
時間差設定手段と、 を具備した電力変換装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5141794A JPH077957A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 電力変換装置 |
| AU64683/94A AU668306B2 (en) | 1993-06-14 | 1994-06-07 | Power converter |
| DE69409163T DE69409163T2 (de) | 1993-06-14 | 1994-06-07 | Leistungskonverter |
| EP94304086A EP0630099B1 (en) | 1993-06-14 | 1994-06-07 | Power converter |
| CA002125457A CA2125457C (en) | 1993-06-14 | 1994-06-08 | Power converter |
| CN94107053A CN1038632C (zh) | 1993-06-14 | 1994-06-10 | 电力变换器 |
| US08/258,786 US5514944A (en) | 1993-06-14 | 1994-06-13 | Power converter |
| KR1019940013343A KR0131881B1 (ko) | 1993-06-14 | 1994-06-14 | 전력변환장치 |
| FI942814A FI942814A (fi) | 1993-06-14 | 1994-06-14 | Muuntaja |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5141794A JPH077957A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077957A true JPH077957A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15300302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5141794A Pending JPH077957A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 電力変換装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5514944A (ja) |
| EP (1) | EP0630099B1 (ja) |
| JP (1) | JPH077957A (ja) |
| KR (1) | KR0131881B1 (ja) |
| CN (1) | CN1038632C (ja) |
| AU (1) | AU668306B2 (ja) |
| CA (1) | CA2125457C (ja) |
| DE (1) | DE69409163T2 (ja) |
| FI (1) | FI942814A (ja) |
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| JP2014087141A (ja) * | 2012-10-23 | 2014-05-12 | Hitachi Ltd | 回転機およびそのドライブシステム |
| JP2018057157A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 電力変換装置 |
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| DE19629333A1 (de) * | 1996-07-20 | 1998-01-22 | Abb Daimler Benz Transp | Stromrichterschaltungsanordnung |
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| JP5391541B2 (ja) * | 2006-11-22 | 2014-01-15 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置及び方法並びに多相交流モータシステム |
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| CN103125069A (zh) * | 2010-07-28 | 2013-05-29 | 直接传动系统股份有限公司 | 用于多组电机相移绕组的多电平电压驱动 |
| JP2014079150A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-05-01 | Toshiba Corp | 電磁機器駆動システム及びモータ駆動車両 |
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-
1994
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