JPH0810987B2 - 電圧形ｐｗｍインバータ用出力フィルタ回路 - Google Patents
電圧形ｐｗｍインバータ用出力フィルタ回路Info
- Publication number
- JPH0810987B2 JPH0810987B2 JP1072144A JP7214489A JPH0810987B2 JP H0810987 B2 JPH0810987 B2 JP H0810987B2 JP 1072144 A JP1072144 A JP 1072144A JP 7214489 A JP7214489 A JP 7214489A JP H0810987 B2 JPH0810987 B2 JP H0810987B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- load
- filter circuit
- pwm inverter
- series
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電圧形PWMインバータにおいて、電動機等
の負荷を駆動する際に発生するサージを抑制するフィル
タ回路に関する。
の負荷を駆動する際に発生するサージを抑制するフィル
タ回路に関する。
従来、電圧形PWMインバータにより電動機等の負荷を
駆動する際に、インバータで発生する高調波が、電源に
回り込んだり、電磁波として放射され、周辺機器へのノ
イズ源となっていた。これらのノイズを減少させる手段
のうち、ＭHzに近いラジオノイズ対策としてのフィルタ
は一般化されているが、負荷そのものに有害な共振サー
ジを引き起こす事実はさほど広く知られていない。
駆動する際に、インバータで発生する高調波が、電源に
回り込んだり、電磁波として放射され、周辺機器へのノ
イズ源となっていた。これらのノイズを減少させる手段
のうち、ＭHzに近いラジオノイズ対策としてのフィルタ
は一般化されているが、負荷そのものに有害な共振サー
ジを引き起こす事実はさほど広く知られていない。
これらの問題に対し、一部では第７図に示すように、
直列LRC同調フィルタをインバータと負荷の中間に設
け、インバータ出力をリアクトルＬに入力し、負荷をリ
アクトルＬとRCの中間から取り出す方式が実施されてい
る（例えば特開昭62−53170号公報参照）。
直列LRC同調フィルタをインバータと負荷の中間に設
け、インバータ出力をリアクトルＬに入力し、負荷をリ
アクトルＬとRCの中間から取り出す方式が実施されてい
る（例えば特開昭62−53170号公報参照）。
また、インバータと負荷との間に昇圧変圧器が介在す
る場合には、変圧器の一次側に第７図のフィルタを設定
するか、または第８図に示すように、リアクタンスとし
て変圧器固有に有している漏れリアクタンスを利用し
て、変圧器の二次側にRCのみを設ける方式も採られてい
る。この方式は、いずれも回路原理的には同一のものと
見なすことができる。
る場合には、変圧器の一次側に第７図のフィルタを設定
するか、または第８図に示すように、リアクタンスとし
て変圧器固有に有している漏れリアクタンスを利用し
て、変圧器の二次側にRCのみを設ける方式も採られてい
る。この方式は、いずれも回路原理的には同一のものと
見なすことができる。
ところが、これら従来の技術では、フィルタ回路のLC
共振により、電源側から見たフィルタ回路の交流インピ
ーダンスは、目標の同調周波数に対して、抵抗分Ｒのみ
であるが、負荷に対しては、キャパシタ分のインピーダ
ンスが加味されることになる。そのため、本来PWMキャ
リヤ波列の合成により、発生させようとしている基本正
弦波成分を損なわない、効果的なフィルタを構成するこ
とは難しい。特に、負荷の共振周波数が、インバータの
キャリヤ周波数に近い場合、従来の方法では困難であ
る。
共振により、電源側から見たフィルタ回路の交流インピ
ーダンスは、目標の同調周波数に対して、抵抗分Ｒのみ
であるが、負荷に対しては、キャパシタ分のインピーダ
ンスが加味されることになる。そのため、本来PWMキャ
リヤ波列の合成により、発生させようとしている基本正
弦波成分を損なわない、効果的なフィルタを構成するこ
とは難しい。特に、負荷の共振周波数が、インバータの
キャリヤ周波数に近い場合、従来の方法では困難であ
る。
（１）式は、第７図のフィルタ回路のインピーダンス
である。
である。
Ｚ（ω）＝Ｒ＋ｊ（ωＬ−1/ωＣ） ……（１） ただし、 Ｚ（ω）：フィルタインピーダンス R:フィルタ直流抵抗 L:直列リアクトル C:直列キャパシタ （１）式において、線路の固有振動数がPWMキャリヤ
周波数に対して非常に高い場合には、共振点において
（２）式を満足させることにより、キャリヤ成分に対し
ては、ωＬが小さく1/ωＣが大きくなり、基本波成分を
損なうことは無視できる。
周波数に対して非常に高い場合には、共振点において
（２）式を満足させることにより、キャリヤ成分に対し
ては、ωＬが小さく1/ωＣが大きくなり、基本波成分を
損なうことは無視できる。
ωＬ＝1/ωＣ ……（２） ところが、線路の固有振動数がキャリヤ成分に近い場
合には、制御系の応答性に悪影響を及ぼさないように、
Ｑ値（Quality Factor）の高いフィルタ回路としなけれ
ばならないが、そのようなフィルタを構成することは困
難である。
合には、制御系の応答性に悪影響を及ぼさないように、
Ｑ値（Quality Factor）の高いフィルタ回路としなけれ
ばならないが、そのようなフィルタを構成することは困
難である。
そこで本発明は、PWMキャリヤへの影響を極力抑え、
かつ、線路の固有共振点でのフィルタの効果を十分に得
ることを目的としている。
かつ、線路の固有共振点でのフィルタの効果を十分に得
ることを目的としている。
この目的を達成するため、本発明の電圧形PWMインバ
ータ用出力フィルタ回路は、電圧形PWMインバータと負
荷との間に、負荷に対して並列にLRC直列同調フィルタ
を接続し、かつ前記負荷と前記直列同調フィルタに対し
て直列にリアクタンスを接続したことを特徴とする。
ータ用出力フィルタ回路は、電圧形PWMインバータと負
荷との間に、負荷に対して並列にLRC直列同調フィルタ
を接続し、かつ前記負荷と前記直列同調フィルタに対し
て直列にリアクタンスを接続したことを特徴とする。
本発明は前記の構成を有するため、線路共振周波数
が、キャリヤ周波数の数倍〜10倍程度の比較的低い周波
数においても、第１図の直流リアクトルL,直列キャパシ
タＣ及び直流抵抗Ｒによって構成される同調フィルタに
より、Ｑ値の高いフィルタを構成することができる。ま
た、共振周波数での、負荷側に対するインピーダンスは
直列リアクトルLSのみとなる。このようにして、Ｑ値の
高いフィルタにより、同調電流にのみ、直列電圧抑制効
果を発揮させることが可能となり、キャリヤ基本成分へ
の影響も排除しやすい。また、同調周波数においては、
リアクタンスL,キャパシタＣで構成される共振インピー
ダンスが零となるため、負荷出力に対するフィルタ効果
は、従来方式より優れたものとなる。
が、キャリヤ周波数の数倍〜10倍程度の比較的低い周波
数においても、第１図の直流リアクトルL,直列キャパシ
タＣ及び直流抵抗Ｒによって構成される同調フィルタに
より、Ｑ値の高いフィルタを構成することができる。ま
た、共振周波数での、負荷側に対するインピーダンスは
直列リアクトルLSのみとなる。このようにして、Ｑ値の
高いフィルタにより、同調電流にのみ、直列電圧抑制効
果を発揮させることが可能となり、キャリヤ基本成分へ
の影響も排除しやすい。また、同調周波数においては、
リアクタンスL,キャパシタＣで構成される共振インピー
ダンスが零となるため、負荷出力に対するフィルタ効果
は、従来方式より優れたものとなる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
第２図は、電圧形PWMインバータ１と負荷（電動機）
２との間に、本発明のフィルタ回路３を接続した本発明
の実施例を示している。
２との間に、本発明のフィルタ回路３を接続した本発明
の実施例を示している。
第３図は、電圧形PWMインバータ１により、変圧器を
介して負荷を駆動する場合の、変圧器，ケーブルの線路
単相化集中化モデルである。図中５の枠内は、インバー
タから変圧器出力間の回路モデルを表しており、６つの
枠内は変圧器から負荷までの回路モデルを表している。
第４図（ｂ）は、このモデルに同図（ａ）に示す矩形波
パルスを印加した場合のサージ発生をシミュレーション
したものである。同図より分かるように、線路共振固有
周期T1で電動機印加電圧が振動しており、電動機に共振
サージを引き起こす可能性が高いことを示している。図
中TCはPWMインバータ１のキャリヤ周期、VP1は第１のピ
ーク値、VP2は第２のピーク値である。
介して負荷を駆動する場合の、変圧器，ケーブルの線路
単相化集中化モデルである。図中５の枠内は、インバー
タから変圧器出力間の回路モデルを表しており、６つの
枠内は変圧器から負荷までの回路モデルを表している。
第４図（ｂ）は、このモデルに同図（ａ）に示す矩形波
パルスを印加した場合のサージ発生をシミュレーション
したものである。同図より分かるように、線路共振固有
周期T1で電動機印加電圧が振動しており、電動機に共振
サージを引き起こす可能性が高いことを示している。図
中TCはPWMインバータ１のキャリヤ周期、VP1は第１のピ
ーク値、VP2は第２のピーク値である。
この場合の共振モデルは、（３）式で固有振動数が与
えられる２次振動系に近似できる。
えられる２次振動系に近似できる。
第５図は、第３図の変圧器モデル直前に、従来方式の
第７図に示すフィルタを入れた場合と、第１図に示す本
方式のフィルタを入れた場合のフィルタ効果を比較した
ものである。
第７図に示すフィルタを入れた場合と、第１図に示す本
方式のフィルタを入れた場合のフィルタ効果を比較した
ものである。
フィルタ定数の選定に際しては、（３）式のL0におい
て、フィルタ内の直列リアクタンスLSを考慮して線路の
固有振動数を求め、それに対して、フィルタの同調周波
数を設定し、最もフィルタ効果のある同調の鋭いＱ値を
シミュレーションにより求めた。その結果は第５図に示
す通りである。同図より、本方式によるサージピークの
抑制効果が優れていることがわかる。
て、フィルタ内の直列リアクタンスLSを考慮して線路の
固有振動数を求め、それに対して、フィルタの同調周波
数を設定し、最もフィルタ効果のある同調の鋭いＱ値を
シミュレーションにより求めた。その結果は第５図に示
す通りである。同図より、本方式によるサージピークの
抑制効果が優れていることがわかる。
第６図は、本発明の他の実施例であり、（ａ）は昇圧
変圧器４の一次側にフィルタ回路３を入れて電動機負荷
２を駆動する場合、（ｂ）は昇圧変圧器４の二次側にフ
ィルタ回路３を入れて電動機負荷３を駆動する場合を示
している。後者の場合には、昇圧変圧器４の漏れリアク
タンスを第１図の直列リアクタンスLSとして利用してい
る。
変圧器４の一次側にフィルタ回路３を入れて電動機負荷
２を駆動する場合、（ｂ）は昇圧変圧器４の二次側にフ
ィルタ回路３を入れて電動機負荷３を駆動する場合を示
している。後者の場合には、昇圧変圧器４の漏れリアク
タンスを第１図の直列リアクタンスLSとして利用してい
る。
以上述べたように、本発明においては、負荷に対し
て、並列にLRC直列同調フィルタを設けることにより、
負荷への同調共振高調波をフィルタに吸収するととも
に、さらに負荷及び直列同調フィルタに対して直列にリ
アクタンスを設けることで、同調電流により尖頭電圧抑
制効果を向上させることができる。
て、並列にLRC直列同調フィルタを設けることにより、
負荷への同調共振高調波をフィルタに吸収するととも
に、さらに負荷及び直列同調フィルタに対して直列にリ
アクタンスを設けることで、同調電流により尖頭電圧抑
制効果を向上させることができる。
このようにして、電圧形PWMインバータの矩形波パル
スが線路の共振により誘発するサージ尖頭電圧を効果的
に抑制できるため、コロナ電圧以下に抑えることも可能
となり、負荷機器の電圧による絶縁寿命への影響を低減
できる。
スが線路の共振により誘発するサージ尖頭電圧を効果的
に抑制できるため、コロナ電圧以下に抑えることも可能
となり、負荷機器の電圧による絶縁寿命への影響を低減
できる。
特に、変圧器を介して負荷を駆動する場合では、変圧
器自体の漏れリアクタンスにより、変圧器がない場合に
比べ、共振周波数が比較的低くなり、本方式が有効であ
る。
器自体の漏れリアクタンスにより、変圧器がない場合に
比べ、共振周波数が比較的低くなり、本方式が有効であ
る。
また、ラジオノイズフィルタとしての効果も期待でき
る。
る。
第１図は本発明の基本構成を示す回路図、第２図は本発
明の適用例を示すブロック図、第３図はインバータから
負荷までの線路単相化集中定数モデルの回路図、第４図
は電動機印加電圧の共振の様子を示す波形図、第５図は
本発明のフィルタ回路を挿入した場合の応答の改善の様
子を示す波形図、第６図は本発明のフィルタ回路の他の
接続例を示すブロック図、第７図及び第８図はそれぞれ
従来のフィルタ回路の構成を示す回路図である。 1:電圧形PWMインバータ 2:電動機負荷 3:フィルタ回路 4:昇圧変圧器
明の適用例を示すブロック図、第３図はインバータから
負荷までの線路単相化集中定数モデルの回路図、第４図
は電動機印加電圧の共振の様子を示す波形図、第５図は
本発明のフィルタ回路を挿入した場合の応答の改善の様
子を示す波形図、第６図は本発明のフィルタ回路の他の
接続例を示すブロック図、第７図及び第８図はそれぞれ
従来のフィルタ回路の構成を示す回路図である。 1:電圧形PWMインバータ 2:電動機負荷 3:フィルタ回路 4:昇圧変圧器
Claims (1)
- 【請求項１】電圧形PWMインバータと負荷との間に、負
荷に対して並列にLRC直列同調フィルタを接続し、かつ
前記負荷と前記直列同調フィルタに対して直列にリアク
タンスを接続したことを特徴とする電圧形PWMインバー
タ用出力フィルタ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072144A JPH0810987B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 電圧形ｐｗｍインバータ用出力フィルタ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072144A JPH0810987B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 電圧形ｐｗｍインバータ用出力フィルタ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254979A JPH02254979A (ja) | 1990-10-15 |
| JPH0810987B2 true JPH0810987B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=13480784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1072144A Expired - Lifetime JPH0810987B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 電圧形ｐｗｍインバータ用出力フィルタ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810987B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006288161A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-19 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP5278084B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2013-09-04 | 株式会社デンソー | 負荷制御装置及びコンデンサのインピーダンス調整方法 |
| CN112968595B (zh) * | 2021-03-29 | 2022-03-18 | 江苏大学 | 低纹波输出电流pwm电流变换器的滤波电路参数设计方法 |
-
1989
- 1989-03-24 JP JP1072144A patent/JPH0810987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02254979A (ja) | 1990-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4888675A (en) | Switching power supply filter | |
| Chen et al. | A novel inverter-output passive filter for reducing both differential-and common-mode $ dv/dt $ at the motor terminals in PWM drive systems | |
| US5724236A (en) | Power converter transformer having an auxilliary winding and electrostatic shield to suppress noise | |
| WO2006022365A1 (ja) | 非接触電力伝送装置 | |
| Sahoo et al. | Performance analysis and simulation of three phase voltage source inverter using basic PWM techniques | |
| US20210261009A1 (en) | Non-isolated dc fast charger for electrified vehicles | |
| CN106575927B (zh) | 功率转换装置 | |
| Lee et al. | A multilevel inverter for contactless power transfer system | |
| Jeschke et al. | Challenges in EMC testing of EV and EVSE equipment for inductive charging | |
| JPH0810987B2 (ja) | 電圧形ｐｗｍインバータ用出力フィルタ回路 | |
| EP0271850A2 (en) | Power feeding apparatus | |
| US11901733B2 (en) | Hybrid passive power filter and three-phase power system | |
| US20090302932A1 (en) | Feeding Arrangement for an Ultrasonic Device | |
| JPS6335167A (ja) | 調波電流分離回路網 | |
| EP3633814B1 (en) | Harmonic mitigation arrangement for an electromagnetic device | |
| Qi et al. | DC bus grounding capacitance optimizatio for common-mode EMI minimization | |
| JPH0823673A (ja) | スイッチング電源装置およびその絶縁方法 | |
| El Iysaouy et al. | Impact of CL and LCL low pass output filters on high order harmonics of single stage photovoltaic microinverter | |
| Sun et al. | A new method to mitigate the adverse effects of PWM inverter | |
| Li et al. | High frequency conducted disturbance analysis of driving system in fuel cell vehicle | |
| Liu et al. | Impact of reduced common mode voltage PWM and common mode inductor on EMI characteristics of an inverter-driven motor | |
| JPH0386021A (ja) | 高調波低減フイルタ | |
| JPH08256482A (ja) | 無停電電源装置並びにその絶縁方法及びその給電方法 | |
| JP2788473B2 (ja) | 高調波抑制装置 | |
| KR100296338B1 (ko) | 전력변환장치의공진방지용댐핑회로 |