JPH099636A - 共通電源方式の電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】故障したインバータのみを停止させ、他の健全
なインバータは運転を継続させる。 【構成】直列接続された２個のスイッチ素子11,12 を交
互にオン・オフさせて直流電圧を交流電圧に変換しそれ
ぞれ交流電力を出力する。スイッチ素子がオン・オフす
る度にコンデンサ16にサージエネルギーによる電荷が充
電され、この電荷がコンデンサ18に移動する。コンデン
サ18の充電電圧が直流電圧を越えるとコンデンサ19に充
電電流が流れ、サージエネルギーによる電荷がコンデン
サ19に回収され、電力回生回路20〜22により直流電源側
へ回生される。任意のインバータが故障停止すると、他
の健全なインバータの継続運転により直流電圧が変動し
たとき、故障停止したインバータのコンデンサ19が充電
されるが、接続線31を介して他の健全なインバータの電
力回生回路により直流電源側へ充電電荷が回生されるの
で過電圧になることが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一つの共通の直流電源か
ら出力される直流電圧を複数のインバータにより複数の
交流電圧に変換する共通電源方式の電力変換装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上述の共通電源方式の電力変換装置にス
ナバエネルギーを電源側へ回生する機能を備えたインバ
ータを用いる場合があり、この種のインバータを図７に
示す。このインバータは、交流出力U,V,W の各相毎に、
ダイオード13,14 を逆並列に接続したスイッチ素子11,1
2 の直列回路でなるアームが直流電圧の正負間P,N に接
続され、ダイオード15とコンデンサ16でなるスナバ回路
がスイッチ素子11に並列に接続され、ダイオード17とコ
ンデンサ18の直列回路がダイオード15とコンデンサ16の
接続点と直流電圧の負側N 間に接続されている。また、
回生コンデンサ19が各相のダイオード17とコンデンサ18
の接続点と直流電圧の正側P 間に接続され、この回生コ
ンデンサ19に充電された電荷（エネルギー）を直流電源
側へ回生するためのチョッパスイッチ素子20、リアクト
ル21、ダイオード22でなる電力回生回路と、各インバー
タ毎に直流電圧の変動を抑制するための平滑コンデンサ
23を備えている。

【０００３】このようなインバータを用いた従来の共通
電源方式の電力変換装置を図８に示す。図８は各インバ
ータを１相分のアームのみを示し、簡略化して表現して
いる。 この装置は、交流電源 1から供給される交流電
圧をコンバータ 2で直流電圧に変換し、コンデンサ 3で
平滑した直流電圧を各インバータ4,5 に共通に供給す
る。各インバータ4,5 は、共通の直流電圧をそれぞれ交
流電圧U,V,W に変換して出力する。

【０００４】上記構成において、各インバータ4,5 は各
相のスイッチ素子11,12 を交互にオン・オフさせること
により交流電圧U,V,W を出力する。スイッチ素子11,12
がオフして電流を遮断する度にスイッチ素子11,12 の端
子間に生じるサージ電圧によりコンデンサ16に電流が流
れ過電圧を抑制する動作が行われる。また、スイッチ素
子11,12 がオンする度にコンデンサ16に充電された電荷
がダイオード17を介してコンデンサ18に移動し、コンデ
ンサ18の充電電圧が直流電圧を越えると回生コンデンサ
19に電荷が移動し、回生コンデンサ19に充電電圧が生じ
るとチョッパスイッチ素子20がオン・オフ動作してリア
クトル21に電流を流し、ダイオード22を介して直流電源
側へ回生電流が流れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の装置において、
任意のインバータが故障して停止した場合、故障したイ
ンバータの制御電源を遮断して制御基板を交換する等の
点検が必要となる。この場合、他の健全なインバータが
運転を継続すると、故障したインバータの電力回生回路
が動作を停止し、そのコンデンサ19が過電圧になる場合
があるので全てのインバータを停止させなければならな
いという問題がある。

【０００６】例えば、インバータ4 が故障停止し、イン
バータ5 が運転を継続する場合、インバータ4 のコンデ
ンサ18にダイオード15,17 を介して直流電圧が印加さ
れ、共通の直流電圧(P-N) が低下した場合にはコンデン
サ18の電荷がインバータ4 のコンデンサ19を充電する場
合がある。すなわち、インバータ5 が運転を継続するこ
とによって発生する共通の直流電圧の変動によりインバ
ータ4 のコンデンサ19が充電されるにもかかわらず、イ
ンバータ4 のチョッパスイッチ素子20がスイッチング動
作を行わないのでインバータ4 のコンデンサ19が過電圧
になる場合があり、それを防止するためインバータ5 も
停止させる必要があった。

【０００７】しかし、システムによっては、健全なイン
バータは運転を継続させ、故障したインバータのみを停
止させるようにしたい場合がある。本発明は、上述の問
題を解決しようとしてなされたもので、その目的とする
ところは、スナバエネルギーを電源側へ回生する機能を
有するインバータを用いた場合でも、故障したインバー
タのみを停止させ、他の健全なインバータは運転を継続
することができる共通電源方式の電力変換装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、共通
の直流電圧が供給され、それぞれ交流電圧に変換する複
数のインバータを備え、各インバータは、交流出力の各
相毎に、直列接続された２個のスイッチ素子を前記直流
電圧の正負間に接続して中間接続点から交流電力を出力
し、第１のダイオードと第１のコンデンサの直列回路を
前記直流電圧の一方の極に接続されたスイッチ素子と並
列に接続し、第２のダイオードと第２のコンデンサの直
列回路を前記第１のダイオードと第１のコンデンサの直
列接続点と前記直流電圧の他方の極に接続し、第３のコ
ンデンサを前記第２のダイオードと第２のコンデンサの
直列接続点と前記直流電圧の一方の極に接続し、この第
３のコンデンサの充電電荷を前記直流電源側へ回生する
電力回生回路を備え、各インバータの第３のコンデンサ
を並列接続する接続線を備える。

【０００９】請求項２の発明は、共通の直流電圧が供給
され、それぞれ交流電圧に変換する複数のインバータを
備え、各インバータは、交流出力の各相毎に、直列接続
された２個のスイッチ素子を前記直流電圧の正負間に接
続して中間接続点から交流電力を出力し、第１のダイオ
ードと第１のコンデンサの直列回路を前記直流電圧の一
方の極に接続されたスイッチ素子と並列に接続し、第２
のダイオードと第２のコンデンサの直列回路を前記第１
のダイオードと第１のコンデンサの直列接続点と前記直
流電圧の他方の極に接続し、第３のコンデンサを前記第
２のダイオードと第２のコンデンサの直列接続点と前記
直流電圧の一方の極に接続し、各インバータの前記第３
のコンデンサを並列接続するとともにこれらの第３のコ
ンデンサに並列接続される第４のコンデンサと、この第
４のコンデンサの充電電荷を前記直流電源側へ回生する
共通の電力回生回路を備える。

【００１０】請求項３の発明は、前記共通の電力回生回
路は、前記第４のコンデンサの充電電荷を所定の交流電
源へ回生する。請求項４の発明は、共通の直流電圧が供
給され、それぞれ交流電圧に変換する複数のインバータ
を備え、各インバータは、交流出力の各相毎に、直列接
続された２個のスイッチ素子を前記直流電圧の正負間に
接続して中間接続点から交流電力を出力し、スナバスイ
ッチ素子と第１のコンデンサの直列回路を前記直流電圧
の一方の極に接続されたスイッチ素子と並列に接続し、
第２のダイオードと第２のコンデンサの直列回路を前記
スナバスイッチ素子と第１のコンデンサの直列接続点と
前記直流電圧の他方の極に接続し、第３のコンデンサを
前記第２のダイオードと第２のコンデンサの直列接続点
と前記直流電圧の一方の極に接続し、この第３のコンデ
ンサの充電電荷を前記直流電源側へ回生する電力回生回
路を備え、前記スナバスイッチ素子を、インバータを運
転する時オンさせ、インバータを停止させる時オフさせ
る。

【００１１】請求項５の発明は、共通の直流電圧が供給
され、それぞれ交流電圧に変換する複数のインバータを
備え、各インバータは、交流出力の各相毎に、直列接続
された２個のスイッチ素子を前記直流電圧の正負間に接
続して中間接続点から交流電力を出力し、第１のダイオ
ードと第１のコンデンサの直列回路を前記直流電圧の一
方の極に接続されたスイッチ素子と並列に接続し、スナ
バスイッチ素子と第２のコンデンサの直列回路を前記第
１のダイオードと第１のコンデンサの直列接続点と前記
直流電圧の他方の極に接続し、第３のコンデンサを前記
スナバスイッチ素子と第２のコンデンサの直列接続点と
前記直流電圧の一方の極に接続し、この第３のコンデン
サの充電電荷を前記直流電源側へ回生する電力回生回路
を備え、前記スナバスイッチ素子を、インバータを運転
する時オンさせ、インバータを停止させる時オフさせ
る。

【００１２】請求項６の発明は、中性点を有する共通の
直流電圧が供給され、それぞれ交流電圧に変換する複数
のＮＰＣインバータを備え、各ＮＰＣインバータは、交
流出力の各相毎に、直列接続された２個のスイッチ素子
でなる正側アームと負側アームを直列接続して前記直流
電圧の正極と負極間に接続して中間接続点から交流電力
を出力し、第１のダイオードと第１のコンデンサの直列
回路を前記直流電圧の一方の極に接続されたスイッチ素
子と並列に接続し、第２のダイオードと第２のコンデン
サの直列回路を前記第１のダイオードと第１のコンデン
サの直列接続点と前記中性点に接続し、第３のコンデン
サを前記第２のダイオードと第２のコンデンサの直列接
続点と前記直流電圧の一方の極に接続し、前記正側アー
ムと負側アームの２個のスイッチ素子の直列接続点と中
性点間にそれぞれ中性点クランプダイオードを接続し、
前記第３のコンデンサの充電電荷を前記直流電源側へ回
生する正側と負側の電力回生回路を備え、各ＮＰＣイン
バータの第３のコンデンサを並列接続する接続線を備え
る。

【００１３】請求項７の発明は、中性点を有する共通の
直流電圧が供給され、それぞれ交流電圧に変換する複数
のＮＰＣインバータを備え、各ＮＰＣインバータは、交
流出力の各相毎に、直列接続された２個のスイッチ素子
でなる正側アームと負側アームを直列接続して前記直流
電圧の正極と負極間に接続して中間接続点から交流電力
を出力し、第１のダイオードと第１のコンデンサの直列
回路を前記直流電圧の一方の極に接続されたスイッチ素
子と並列に接続し、第２のダイオードと第２のコンデン
サの直列回路を前記第１のダイオードと第１のコンデン
サの直列接続点と前記中性点に接続し、第３のコンデン
サを前記第２のダイオードと第２のコンデンサの直列接
続点と前記直流電圧の一方の極に接続し、前記正側アー
ムと負側アームの２個のスイッチ素子の直列接続点と中
性点間にそれぞれ中性点クランプダイオードを接続し、
各ＮＰＣインバータの第３のコンデンサを並列接続する
接続線を備え、前記接続線により前記第３のコンデンサ
に並列接続される第４のコンデンサと、前記第４のコン
デンサの充電電荷を前記直流電源側へ回生する正側と負
側の共通の電力回生回路を備える。

【００１４】請求項８の発明は、前記正側と負側の共通
の電力回生回路は、前記第４のコンデンサの充電電荷を
所定の交流電源へ回生する。請求項９の発明は、中性点
を有する共通の直流電圧が供給され、それぞれ交流電圧
に変換する複数のＮＰＣインバータを備え、各ＮＰＣイ
ンバータは、交流出力の各相毎に、直列接続された２個
のスイッチ素子でなる正側アームと負側アームを直列接
続して前記直流電圧の正極と負極間に接続して中間接続
点から交流電力を出力し、スナバスイッチ素子と第１の
コンデンサの直列回路を前記直流電圧の一方の極に接続
されたスイッチ素子と並列に接続し、第２のダイオード
と第２のコンデンサの直列回路を前記スナバスイッチ素
子と第１のコンデンサの直列接続点と前記中性点に接続
し、第３のコンデンサを前記第２のダイオードと第２の
コンデンサの直列接続点と前記直流電圧の一方の極に接
続し、前記正側アームと負側アームの２個のスイッチ素
子の直列接続点と中性点間にそれぞれ中性点クランプダ
イオードを接続し、前記第３のコンデンサの充電電荷を
前記直流電源側へ回生する正側と負側の電力回生回路を
備え、前記スナバスイッチ素子を、ＮＰＣインバータを
運転する時オンさせ、ＮＰＣインバータを停止させる時
オフさせる。

【００１５】請求項１０の発明は、中性点を有する共通
の直流電圧が供給され、それぞれ交流電圧に変換する複
数のＮＰＣインバータを備え、各ＮＰＣインバータは、
交流出力の各相毎に、直列接続された２個のスイッチ素
子でなる正側アームと負側アームを直列接続して前記直
流電圧の正極と負極間に接続して中間接続点から交流電
力を出力し、第１のダイオードと第１のコンデンサの直
列回路を前記直流電圧の一方の極に接続されたスイッチ
素子と並列に接続し、スナバスイッチ素子と第２のコン
デンサの直列回路を前記第１のダイオードと第１のコン
デンサの直列接続点と前記中性点に接続し、第３のコン
デンサを前記スナバスイッチ素子と第２のコンデンサの
直列接続点と前記直流電圧の一方の極に接続し、前記正
側アームと負側アームの２個のスイッチ素子の直列接続
点と中性点間にそれぞれ中性点クランプダイオードを接
続し、前記第３のコンデンサの充電電荷を前記直流電源
側へ回生する正側と負側の電力回生回路を備え、前記ス
ナバスイッチ素子を、ＮＰＣインバータを運転する時オ
ンさせ、ＮＰＣインバータを停止させる時オフさせる。

【００１６】

【作用】請求項１の発明において、各インバータは、各
相の直列接続された２個のスイッチ素子を交互にオン・
オフさせて直流電圧を交流電圧に変換しそれぞれ交流電
力を出力する。スイッチ素子がオン・オフする度に第１
のコンデンサにサージエネルギーによる電荷が充電さ
れ、この電荷が第２のコンデンサに移動する。第２のコ
ンデンサの充電電圧が直流電圧を越えると第３のコンデ
ンサに充電電流が流れ、サージエネルギーによる電荷が
第３のコンデンサに回収され、電力回生回路により直流
電源側へ回生される。任意のインバータが故障停止する
と、他の健全なインバータの継続運転により直流電圧が
変動したとき、故障停止したインバータの第３のコンデ
ンサが充電されるが、前記接続線を介して他の健全なイ
ンバータの電力回生回路により直流電源側へ充電電荷が
回生されるので過電圧になることが防止される。

【００１７】請求項２の発明において、各インバータの
第３のコンデンサに回収された電荷は前記接続線を介し
て共通の電力回生回路の第４のコンデンサに移動し、こ
の共通の電力回生回路により直流電源側へ回生される。
従って、前述と同様に任意のインバータが故障停止した
とき、該インバータの第３のコンデンサが過電圧になる
ことが防止される。

【００１８】請求項３の発明において、共通の電力回生
回路は第４のコンデンサの電荷を所定の交流電源に回生
し、請求項２の発明と同様に作用する。請求項４、５の
発明において、各インバータのスナバスイッチ素子は、
インバータが運転を行うときオンにされ、運転を停止す
るときオフとされる。従って、各インバータは運転状態
のとき従来と同様に機能する。任意のインバータが故障
停止すると、該インバータのスナバスイッチ素子がオフ
とされるので、他の健全なインバータの継続運転により
直流電圧が変動しても、故障停止したインバータの第３
のコンデンサが充電されず過電圧になることが防止され
る。

【００１９】請求項６の発明において、各ＮＰＣインバ
ータは、直列接続された２個のスイッチ素子を交互にオ
ン・オフさせて直流電圧を交流電圧に変換しそれぞれ交
流電力を出力する。スイッチ素子がオン・オフする度に
第１のコンデンサにサージエネルギーによる電荷が充電
され、この電荷が第２のコンデンサに移動する。第２の
コンデンサの充電電圧が直流電圧を越えると第３のコン
デンサに充電電流が流れ、サージエネルギーによる電荷
が第３のコンデンサに回収され、正側と負側の電力回生
回路によりそれぞれ直流電源側へ回生される。任意のＮ
ＰＣインバータが故障停止し、他の健全なＮＰＣインバ
ータの継続運転により直流電圧が変動したとき、故障停
止したＮＰＣインバータの第３のコンデンサが充電され
るが、前記接続線を介して他の健全なＮＰＣインバータ
の正側と負側の電力回生回路により直流電源側へ充電電
荷が回生されるので過電圧になることが防止される。

【００２０】請求項７の発明において、各ＮＰＣインバ
ータの第３のコンデンサに回収された電荷は前記接続線
を介して正側と負側の共通の電力回生回路の第４のコン
デンサに移動し、この正側と負側の共通の電力回生回路
により直流電源側へ回生される。従って、前述と同様に
任意のＮＰＣインバータが故障停止したとき、該ＮＰＣ
インバータの第３のコンデンサが過電圧になることが防
止される。

【００２１】請求項８、９の発明において、各ＮＰＣイ
ンバータのスナバスイッチ素子は、インバータが運転を
行う時オンにされ、運転を停止する時オフとされる。従
って、各ＮＰＣインバータは運転状態のとき従来と同様
に機能する。任意のＮＰＣインバータが故障停止する
と、該ＮＰＣインバータのスナバスイッチ素子がオフと
されるので、他の健全なＮＰＣインバータの継続運転に
より直流電圧が変動しても、故障停止したＮＰＣインバ
ータの第３のコンデンサが充電されず過電圧になること
が防止される。

【００２２】

【実施例】本発明の請求項１に対応する実施例を図１に
示す。この実施例は、従来の電力変換装置（図８）と殆
ど同じ構成であるが、各インバータ4,5 の回生コンデン
サ19を並列に接続する回路31が設けられている部分に相
違がある。すなわち、交流電源 1の交流電圧をコンバー
タ 2で直流電圧に変換し、コンデンサ 3で平滑した直流
電圧を複数のインバータ4,5 に供給し、それぞれの交流
電圧に変換する。各インバータ4,5 は、図７に示したイ
ンバータと同様に構成され、チョッパスイッチ素子20、
リアクトル21、ダイオード22でなる電力回生回路と回生
コンデンサ19を備えている。更に、本実施例では、各イ
ンバータ4,5 の回生コンデンサ19を並列接続する接続線
（回路）31が設けられている。

【００２３】上記構成において、各インバータ4,5 は各
相のスイッチ素子11,12 を交互にオン・オフさせること
により従来と同様に交流出力U,V,W を出力し、スイッチ
素子11,12 のスイッチングにより生じるサージエネルギ
ーを、一旦、回生コンデンサ19に回収し、電力回生回路
により直流電源側へ回生する。

【００２４】本実施例によれば、任意のインバータが故
障停止して他の健全なインバータが運転を継続しても、
故障したインバータの回生コンデンサ19が過電圧になら
ないので故障したインバータのみを停止させるようにす
ることができる。例えば、インバータ4 が故障停止し、
インバータ5 が運転を継続している場合を考えると、イ
ンバータ5 の運転により共通の直流電圧P,N が変動し、
前述したようにインバータ4 の回生コンデンサ19が充電
されるが、この充電電荷は接続線31を介してインバータ
5 のチョッパスイッチ素子20のスイッチング動作によっ
て直流電源側へ回生されるので、インバータ4 の回生コ
ンデンサ19が過電圧になることがない。従って、インバ
ータ4 のみを停止させインバータ5 は運転を継続するこ
とができる。また、インバータ4,5 の回生コンデンサ19
が接続線31により並列に接続されるので、両方のインバ
ータ4,5 がそれぞれ独立して運転し、両方のインバータ
4,5 のスイッチ素子11,12 のスイッチング動作が完全に
同期して運転されない場合には、スイッチング動作に伴
う回生電力の瞬時値がインバータ１台あたりの回生電力
の瞬時値を並列運転台数倍した値より小さくなり、イン
バータ１台あたりの回生コンデンサ19の容量を小さくし
て小形化することができ、経済性を向上させることが可
能となる。

【００２５】この実施例は、図２に示す中性点クランプ
式インバータ（以下、ＮＰＣインバータ）を用いる場合
にも、同様にして実施することができる。ＮＰＣインバ
ータは、中性点C を有する直流電圧P,N のP-C 間とN-C
間に、それぞれ図７のインバータの回路と同じような回
路を直列に組み合わせて構成したもので、直流電圧の正
極P 側と負極N 側にそれぞれ電力回生回路を備え、正側
の各相のスイッチ素子11A,12A のスイッチング動作に伴
うスナバエネルギーは回生コンデンサ19A に回収され、
負側の各相のスイッチ素子11B,12B のスイッチング動作
に伴うスナバエネルギーは回生コンデンサ19B に回収さ
れ、それぞれ正極P 側と負極N 側の電力回生回路を介し
て直流電源側へ回生される。このようなＮＰＣインバー
タが複数台、共通の中性点C を有する直流電圧P,N に接
続される場合、正側の回生コンデンサ19A がそれぞれ接
続線31で並列接続されるとともに、負側の回生コンデン
サ19B がそれぞれ別の接続線31で並列接続される。この
場合にも、上記実施例と同様の効果が得られる。（請求
項６） 本発明の請求項２に対応する実施例を図３に示す。この
実施例は、直流電源側に共通の電力回生回路を設けて、
各インバータ側の電力回生回路を省略したものである。
図３に示すように、交流電源 1から共通の直流電圧P,N
を得て各インバータ4,5 に供給する直流源装置26に、チ
ョッパスイッチ素子20、リアクトル21、ダイオード22で
なる共通の電力回生回路と、電力回生動作を安定化させ
るためのコンデンサ25を設け、各インバータ4,5 は電力
回生回路を省略して回生コンデンサ19のみとし、各イン
バータ4,5 の回生コンデンサ19を並列に接続する接続線
31によりコンデンサ25を並列接続する。

【００２６】各回生コンデンサ19の容量は各インバータ
4,5 の運転状態の関連に応じて前述したように決定さ
れ、コンデンサ25の容量は電力回生動作による接続線31
の電圧降下が少なくなるように適宜決定される。

【００２７】本実施例によれば、各インバータの電力回
生回路を省略して簡素化することができ、経済性の向上
した共通電源方式の電力変換装置とすることができる。
また、本実施例は、図２に示すＮＰＣインバータを用い
る場合にも、各ＮＰＣインバータの電力回生回路を省略
し同様にして実施することができる。この場合、直流電
源装置26には正極P と負極N の両側にそれぞれ共通の電
力回生回路を設け、各ＮＰＣインバータの正側の回生コ
ンデンサ19A をそれぞれ並列接続するとともに、正極P
側の共通の電力回生回路に接続し、各ＮＰＣインバータ
の負側の回生コンデンサ19B をそれぞれ並列接続すると
ともに、負極N 側の共通の電力回生回路に接続し、上記
実施例と同様の効果を得ることができる。（請求項７） 本発明の請求項３に対応する実施例を図４に示す。この
実施例は、直流電源装置26に設けた共通の電力回生回路
が所定の交流電源へ電力を回生するように構成したもの
である。すなわち、図４に示すように、共通の電力回生
回路は、直流入力側がコンデンサ25に接続され、交流出
力側が変圧器28に接続されたインバータブリッジ27を備
え、インバータブリッジ27はコンデンサ25に生じる充電
電圧により直流側のエネルギーを交流電力に変換して変
圧器28を介して所定の交流電源29へ回生する。

【００２８】また、本実施例は、図２に示すＮＰＣイン
バータを用いる場合にも、各ＮＰＣインバータの電力回
生回路を省略し同様にして実施することができる。この
場合、直流電源装置26には正極P と負極N の両側にそれ
ぞれ所定の交流電源へ電力を回生する共通の電力回生回
路を設け、各ＮＰＣインバータの正側の回生コンデンサ
19A をそれぞれ並列接続するとともに、正極P 側の共通
の電力回生回路に接続し、各ＮＰＣインバータの負側の
回生コンデンサ19B をそれぞれ並列接続するとともに、
負極N 側の共通の電力回生回路に接続し、上記実施例と
同様の効果を得ることができる。（請求項８） 本発明の請求項４に対応する実施例を図５に示す。この
実施例は、共通の直流電圧P,N が供給されるインバータ
4,5 の各相のスイッチ素子11に並列に接続されるスナバ
回路としてスイッチ素子32とコンデンサ16の直列回路を
用いるようにしている。その他は図７と同じものであ
る。各インバータ4,5 のスイッチ素子32は、自インバー
タが運転を行うときオンさせ、運転を停止したときオフ
するように制御し、スイッチ素子32がオンしたとき、ス
イッチ素子32はダイオードとして機能する。

【００２９】本実施例によれば、任意のインバータが故
障停止すると、そのインバータのスイッチ素子32がオフ
するので、他の健全なインバータが運転を継続して直流
電圧P,N が変動しても、故障したインバータのコンデン
サ18にダイオード17を介して充電電流が流れることがな
くなり、故障したインバータの回生コンデンサ19が過電
圧になることはなくなる。例えば、インバータ4 が故障
停止し、インバータ5が運転を継続している場合、イン
バータ4 の各相のスイッチ素子32が全てオフとされるの
で、インバータ5 の運転により共通の直流電圧P,N が変
動してもインバータ4 のコンデンサ18の充電電圧が直流
電圧を越えることがなくなり、回生コンデンサ19が充電
されず過電圧になることがない。従って、インバータ4
のみを停止させインバータ5 は運転を継続することがで
きる。

【００３０】また、本実施例は、図２に示すＮＰＣイン
バータを用いる場合にも、各ＮＰＣインバータの各相の
正側と負側のスイッチ素子11に並列に接続されるスナバ
回路としてスイッチ素子32とコンデンサ16の直列回路を
用いるように構成して同様に実施することができる。こ
の場合、ＮＰＣインバータが故障停止したとき、そのＮ
ＰＣインバータの各相のスイッチ素子32が全てオフとさ
れる。（請求項９） 本発明の請求項５に対応する実施例を図６示す。この実
施例は、共通の直流電圧P,N が供給される各インバータ
4,5 は、スイッチ素子33とコンデンサ18の直列回路を各
相のダイオード15とコンデンサ16の直列接続点と直流電
圧の負極N にそれぞれ接続し、各インバータ4,5 のスイ
ッチ素子33は、自インバータが運転を行うときオンさ
せ、運転を停止したときオフするように制御し、スイッ
チ素子33がオンしたときダイオードとして機能する。

【００３１】本実施例によれば、請求項４の場合と同様
に作用し、故障したインバータのみを停止させることが
できる。また、本実施例は、図２に示すＮＰＣインバー
タを用いる場合にも、各ＮＰＣインバータの各相の正側
と負側のダイオード15とコンデンサ16の直列接続点と中
性点間にスイッチ素子33とコンデンサ18の直列回路を接
続し、同様に実施することができる。この場合、ＮＰＣ
インバータが故障停止したとき、該ＮＰＣインバータの
各相のスイッチ素子33が全てオフとされる。（請求項１
０）

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、スナバエネルギーを電
源側へ回生する機能を有する複数のインバータが共通の
直流電圧をそれぞれ交流電圧に変換して出力する共通電
源方式の電力変換装置において、任意のインバータが故
障して停止した場合、故障したインバータのみを停止さ
せることのできる共通電源方式の電力変換装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１、６に関連する実施例の構成
図。

【図２】本発明の請求項６〜８に関連する実施例のＮＰ
Ｃインバータの構成図。

【図３】本発明の請求項２、７に関連する実施例の構成
図。

【図４】本発明の請求項３、８に関連する実施例の構成
図。

【図５】本発明の請求項４、９に関連する実施例の構成
図。

【図６】本発明の請求項５、１０に関連する実施例の構
成図。

【図７】スナバエネルギー回生回路を有するインバータ
の構成図。

【図８】従来の共通電源方式の電力変換装置の構成図。

【符号の説明】

1…交流電源 2…コンバータ 3,23 …平滑コンデンサ 4,5…インバータ 11,12 …スイッチ素子 13,14,15,17,22…
ダイオード 16,18,…コンデンサ 19…回生コンデン
サ 20…チョッパスイッチ素子 21…リアクトル 26…直流電源装置 27…インバータブ
リッジ 28…変圧器 29…所定の交流電
源 31…接続線 32,33 …スナバス
イッチ素子

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共通の直流電圧が供給され、それぞれ交流
   電圧に変換する複数のインバータを備え、各インバータ
   は、交流出力の各相毎に、直列接続された２個のスイッ
   チ素子を前記直流電圧の正負間に接続して中間接続点か
   ら交流電力を出力し、第１のダイオードと第１のコンデ
   ンサの直列回路を前記直流電圧の一方の極に接続された
   スイッチ素子と並列に接続し、第２のダイオードと第２
   のコンデンサの直列回路を前記第１のダイオードと第１
   のコンデンサの直列接続点と前記直流電圧の他方の極に
   接続し、第３のコンデンサを前記第２のダイオードと第
   ２のコンデンサの直列接続点と前記直流電圧の一方の極
   に接続し、この第３のコンデンサの充電電荷を前記直流
   電源側へ回生する電力回生回路を備え、各インバータの
   第３のコンデンサを並列接続する接続線を備えたことを
   特徴とする共通電源方式の電力変換装置。
2. 【請求項２】共通の直流電圧が供給され、それぞれ交流
   電圧に変換する複数のインバータを備え、各インバータ
   は、交流出力の各相毎に、直列接続された２個のスイッ
   チ素子を前記直流電圧の正負間に接続して中間接続点か
   ら交流電力を出力し、第１のダイオードと第１のコンデ
   ンサの直列回路を前記直流電圧の一方の極に接続された
   スイッチ素子と並列に接続し、第２のダイオードと第２
   のコンデンサの直列回路を前記第１のダイオードと第１
   のコンデンサの直列接続点と前記直流電圧の他方の極に
   接続し、第３のコンデンサを前記第２のダイオードと第
   ２のコンデンサの直列接続点と前記直流電圧の一方の極
   に接続し、各インバータの前記第３のコンデンサを並列
   接続する接続線を備え、前記接続線により前記第３のコ
   ンデンサに並列接続される第４のコンデンサと、前記第
   ４のコンデンサの充電電荷を前記直流電源側へ回生する
   共通の電力回生回路を備えたことを特徴とする共通電源
   方式の電力変換装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の共通電源方式の電力変換
   装置において、前記共通の電力回生回路は、前記第４の
   コンデンサの充電電荷を所定の交流電源へ回生すること
   を特徴とする共通電源方式の電力変換装置。
4. 【請求項４】共通の直流電圧が供給され、それぞれ交流
   電圧に変換する複数のインバータを備え、各インバータ
   は、交流出力の各相毎に、直列接続された２個のスイッ
   チ素子を前記直流電圧の正負間に接続して中間接続点か
   ら交流電力を出力し、スナバスイッチ素子と第１のコン
   デンサの直列回路を前記直流電圧の一方の極に接続され
   たスイッチ素子と並列に接続し、第２のダイオードと第
   ２のコンデンサの直列回路を前記スナバスイッチ素子と
   第１のコンデンサの直列接続点と前記直流電圧の他方の
   極に接続し、第３のコンデンサを前記第２のダイオード
   と第２のコンデンサの直列接続点と前記直流電圧の一方
   の極に接続し、この第３のコンデンサの充電電荷を前記
   直流電源側へ回生する電力回生回路を備え、前記スナバ
   スイッチ素子を、インバータを運転する時をオンさせ、
   インバータを停止させる時オフさせることを特徴とする
   共通電源方式の電力変換装置。
5. 【請求項５】共通の直流電圧が供給され、それぞれ交流
   電圧に変換する複数のインバータを備え、各インバータ
   は、交流出力の各相毎に、直列接続された２個のスイッ
   チ素子を前記直流電圧の正負間に接続して中間接続点か
   ら交流電力を出力し、第１のダイオードと第１のコンデ
   ンサの直列回路を前記直流電圧の一方の極に接続された
   スイッチ素子と並列に接続し、スナバスイッチ素子と第
   ２のコンデンサの直列回路を前記第１のダイオードと第
   １のコンデンサの直列接続点と前記直流電圧の他方の極
   に接続し、第３のコンデンサを前記スナバスイッチ素子
   と第２のコンデンサの直列接続点と前記直流電圧の一方
   の極に接続し、この第３のコンデンサの充電電荷を前記
   直流電源側へ回生する電力回生回路を備え、前記スナバ
   スイッチ素子を、インバータを運転する時をオンさせ、
   インバータを停止させる時オフさせることを特徴とする
   共通電源方式の電力変換装置。
6. 【請求項６】中性点を有する共通の直流電圧が供給さ
   れ、それぞれ交流電圧に変換する複数のＮＰＣインバー
   タを備え、各ＮＰＣインバータは、交流出力の各相毎
   に、直列接続された２個のスイッチ素子でなる正側アー
   ムと負側アームを直列接続して前記直流電圧の正極と負
   極間に接続して中間接続点から交流電力を出力し、第１
   のダイオードと第１のコンデンサの直列回路を前記直流
   電圧の一方の極に接続されたスイッチ素子と並列に接続
   し、第２のダイオードと第２のコンデンサの直列回路を
   前記第１のダイオードと第１のコンデンサの直列接続点
   と前記中性点に接続し、第３のコンデンサを前記第２の
   ダイオードと第２のコンデンサの直列接続点と前記直流
   電圧の一方の極に接続し、前記正側アームと負側アーム
   の２個のスイッチ素子の直列接続点と中性点間にそれぞ
   れ中性点クランプダイオードを接続し、前記第３のコン
   デンサの充電電荷を前記直流電源側へ回生する正側と負
   側の電力回生回路を備え、各ＮＰＣインバータの第３の
   コンデンサを並列接続する接続線を備えたことを特徴と
   する共通電源方式の電力変換装置。
7. 【請求項７】中性点を有する共通の直流電圧が供給さ
   れ、それぞれ交流電圧に変換する複数のＮＰＣインバー
   タを備え、各ＮＰＣインバータは、交流出力の各相毎
   に、直列接続された２個のスイッチ素子でなる正側アー
   ムと負側アームを直列接続して前記直流電圧の正極と負
   極間に接続して中間接続点から交流電力を出力し、第１
   のダイオードと第１のコンデンサの直列回路を前記直流
   電圧の一方の極に接続されたスイッチ素子と並列に接続
   し、第２のダイオードと第２のコンデンサの直列回路を
   前記第１のダイオードと第１のコンデンサの直列接続点
   と前記中性点に接続し、第３のコンデンサを前記第２の
   ダイオードと第２のコンデンサの直列接続点と前記直流
   電圧の一方の極に接続し、前記正側アームと負側アーム
   の２個のスイッチ素子の直列接続点と中性点間にそれぞ
   れ中性点クランプダイオードを接続し、各ＮＰＣインバ
   ータの第３のコンデンサを並列接続する接続線を備え、
   前記接続線により前記第３のコンデンサに並列接続され
   る第４のコンデンサと、前記第４のコンデンサの充電電
   荷を前記直流電源側へ回生する正側と負側の共通の電力
   回生回路を備えたことを特徴とする共通電源方式の電力
   変換装置。
8. 【請求項８】請求項７に記載の共通電源方式の電力変換
   装置において、前記正側と負側の共通の電力回生回路
   は、前記第４のコンデンサの充電電荷を所定の交流電源
   へ回生することを特徴とする共通電源方式の電力変換装
   置。
9. 【請求項９】中性点を有する共通の直流電圧が供給さ
   れ、それぞれ交流電圧に変換する複数のＮＰＣインバー
   タを備え、各ＮＰＣインバータは、交流出力の各相毎
   に、直列接続された２個のスイッチ素子でなる正側アー
   ムと負側アームを直列接続して前記直流電圧の正極と負
   極間に接続して中間接続点から交流電力を出力し、スナ
   バスイッチ素子と第１のコンデンサの直列回路を前記直
   流電圧の一方の極に接続されたスイッチ素子と並列に接
   続し、第２のダイオードと第２のコンデンサの直列回路
   を前記スナバスイッチ素子と第１のコンデンサの直列接
   続点と前記中性点に接続し、第３のコンデンサを前記第
   ２のダイオードと第２のコンデンサの直列接続点と前記
   直流電圧の一方の極に接続し、前記正側アームと負側ア
   ームの２個のスイッチ素子の直列接続点と中性点間にそ
   れぞれ中性点クランプダイオードを接続し、前記第３の
   コンデンサの充電電荷を前記直流電源側へ回生する正側
   と負側の電力回生回路を備え、前記スナバスイッチ素子
   を、ＮＰＣインバータを運転する時オンさせ、ＮＰＣイ
   ンバータを停止させ時オフさせることを特徴とする共通
   電源方式の電力変換装置。
10. 【請求項１０】中性点を有する共通の直流電圧が供給さ
    れ、それぞれ交流電圧に変換する複数のＮＰＣインバー
    タを備え、各ＮＰＣインバータは、交流出力の各相毎
    に、直列接続された２個のスイッチ素子でなる正側アー
    ムと負側アームを直列接続して前記直流電圧の正極と負
    極間に接続して中間接続点から交流電力を出力し、第１
    のダイオードと第１のコンデンサの直列回路を前記直流
    電圧の一方の極に接続されたスイッチ素子と並列に接続
    し、スナバスイッチ素子と第２のコンデンサの直列回路
    を前記第１のダイオードと第１のコンデンサの直列接続
    点と前記中性点に接続し、第３のコンデンサを前記スナ
    バスイッチ素子と第２のコンデンサの直列接続点と前記
    直流電圧の一方の極に接続し、前記正側アームと負側ア
    ームの２個のスイッチ素子の直列接続点と中性点間にそ
    れぞれ中性点クランプダイオードを接続し、前記第３の
    コンデンサの充電電荷を前記直流電源側へ回生する正側
    と負側の電力回生回路を備え、前記スナバスイッチ素子
    を、ＮＰＣインバータを運転する時オンさせ、ＮＰＣイ
    ンバータを停止させる時オフさせることを特徴とする共
    通電源方式の電力変換装置。