JPH11262247A - サージ電圧抑制装置 - Google Patents
サージ電圧抑制装置Info
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- JPH11262247A JPH11262247A JP10073122A JP7312298A JPH11262247A JP H11262247 A JPH11262247 A JP H11262247A JP 10073122 A JP10073122 A JP 10073122A JP 7312298 A JP7312298 A JP 7312298A JP H11262247 A JPH11262247 A JP H11262247A
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Abstract
圧を抑制でき、交流電動機の絶縁の長寿命化を図ること
ができるサージ電圧抑制装置を提供すること。 【解決手段】 電圧型PWMインバータ1の出力端子と
交流電動機2の入力端子を比較的長いケーブル3で接続
した電動機駆動装置において発生するサージ電圧を抑制
するサージ電圧抑制装置であって、電圧型PWMインバ
ータ1の出力端子に抵抗器12とインダクタ11の並列
回路からなるダンピング回路を直列に接続すると共に、
該ダンピング回路の抵抗器12の抵抗値と該インダクタ
11のインダクタンス値をケーブル3のインダクタンス
値と漂遊容量値から該ダンピング回路でサージ電圧を吸
収するよう決定する。
Description
ータを具備し、該電圧型PWMインバータの出力を比較
的長いケーブルを通して交流電動機に供給し、該交流電
動機を可変速駆動する電動機駆動装置におけるサージ電
圧抑制装置に関するものである。なお、ここで交流電動
で駆動される被駆動体には水中モータポンプ等の電動機
駆動の被動機を含む。
本的回路構成例を示す図である。図5において、1は電
圧型PWM(パルス幅変調)インバータであり、該電圧
型PWMインバータ1の出力端子と交流電動機2の入力
端子とは比較的長い(例えば数百メートル)ケーブル3
で接続され、該電圧型PWMインバータ1の出力で交流
電動機2は駆動される。ケーブル3には長さ方向に、抵
抗成分とインダクタンス成分が、線間には漂遊静電容量
が存在し、分布容量回路を形成している。
示すような回路構成となっており、整流回路1−1で整
流され、平滑コンデンサ1−2で平滑された直流を出力
段のトランジスタのブリッジ回路1−3を高周波のキャ
リア信号でオンオフし、交流出力電圧を制御している。
ここで、スイッチング時のトランジスタの損失を小さく
するため、電圧の変化をできるだけ急峻にすることが望
ましい。ケーブル3が長い場合、電圧型PWMインバー
タ1の出力の電圧変化率(dv/dt)が高いと、ケー
ブル1の始終端でパルス電圧が反射し、交流電動機2の
端子電圧が上昇する。このため、交流電動機の絶縁の寿
命を縮める結果となる。
機2の絶縁をより高電圧の仕様(約2倍)にする方法が
採られている。また、図7に示すように、電圧型PWM
インバータ1の出力側にフィルターを挿入し電圧型PW
Mインバータ1の出力の電圧変化率を緩和しサージ電圧
を除去するものや、サージ抑制回路装置を設ける場合も
ある。
縁をより高電圧の仕様にする方法は、コスト高、電動機
寸法が大きくなるという問題がある。また、この方法で
は既設の交流電動機をインバータ駆動とすることができ
ない。また、上記電圧型PWMインバータ1の出力側に
フィルターを挿入する方法は、一般にLCRの構成で最
適フィルターの定数は機器毎に個別に選定しなければな
らない。また、フィルタによる交流電動機2の入力端の
電圧の低下の問題もある。
は、大きなリアクトルを必要とし、交流電動機2の前に
RC回路を設ける必要がある。このRC回路の定数はケ
ーブル3の長さにより決定されることや、電圧降下があ
り、完全にサージ電圧を抑制するためには、その都度R
C回路定数を決定しなければならないという困難な問題
がある。
で、上記問題点を除去し、簡単な回路を付加するのみで
完全にサージ電圧を抑制でき、交流電動機の絶縁の長寿
命化を図ることができるサージ電圧抑制装置を提供する
ことを目的とする。
請求項1に記載の発明は、電圧型PWMインバータを具
備し、該電圧型PWMインバータの出力端子と交流電動
機の入力端子を比較的長いケーブルで接続した電動機駆
動装置において発生するサージ電圧を抑制するサージ電
圧抑制装置であって、電圧型PWMインバータの出力端
子に抵抗器とインダクタの並列回路からなるダンピング
回路を直列に接続すると共に、該ダンピング回路の抵抗
器の抵抗値と該インダクタのインダクタンス値をケーブ
ルのインダクタンス値と漂遊容量値から該ダンピング回
路でサージ電圧を吸収するよう決定することを特徴とす
る。
に記載のサージ電圧抑制装置において、ダンピング回路
の抵抗器の抵抗値と該インダクタのインダクタンス値を
ケーブルのインダクタンス値と漂遊容量値の関係から、
使用するケーブルの長さに関係なくサージ電圧を吸収す
るよう決定することを特徴とする。
面に基づいて説明する。図1は本発明に係るサージ電圧
抑制装置を設けた電動機駆動装置の構成例を示す図であ
る。なお、図1において、図5と同一符号を付した部分
は同一又は相当部分を示す。図1(a)に示すように、
電圧型PWMインバータ1の出力端子に抵抗器12とイ
ンダクタ11の並列回路からなるダンピング回路を直列
に接続している。図1(b)はケーブル3とダンピング
回路の1相分の等価回路を示す図である。
3全体をLC回路にして、ケーブルのインダクタンス値
をL0(H/km)、漂遊容量値をC0(F/km)と
し、電圧型PWMインバータ1の出力端子に直列に接続
したダンピング回路の抵抗器12の抵抗値をRx
(Ω)、インダクタ11のインダクタンス値をLx
(F)とする。この等価回路の入力電圧V1と出力電圧
V2との伝達関数Gv(s)は、 Gv(s)=V2(s)/V1(s)=(sLx+Rx)/(s3LxL0C0(Lx+L0)C0Rx+sL
x+Rx) となる。
母を0と置いた3次方程式の判別式D,n=Lx/L0
として、 D=-4(n+1)3L0 3C0 3Rx4+n2(n2+20n-8)L0 4C0 2Rx2-4n4L0 5C0
≧0 即ち、根が実根の条件より、 1.n=Lx/L0≧8 ∴Lx≧8L0
〔(Lx/L0)2+20Lx/L0-8+{((Lx/L0)2+20Lx/L0-8)2-64(Lx/
L0+1)3}0.5〕0.5≧Rx≧(L0/C0)0.5(Lx/L0)(1/(8(Lx/L0)
1.5)〔(Lx/L0)2+20Lx/L0-8-((Lx/L0)2+20Lx/L0-8)2-64
(Lx/L0+1)3)0.5〕0.5 が完全にサージ電圧を抑制するための、上記ダンピング
回路のインダクタ11のインダクタンス値Lx、抵抗器
12の抵抗値Rxとなる。
2の(L0/C0)0.5はケーブル3の種類で決まり、所
定のケーブル3の長さが決まればケーブル3の漂遊容量
値C0よりインダクタ11のインダクタンス値Lxと、
抵抗器12の抵抗値Rxが決まる。
100mのEPゴム絶縁クロロプレンキャプタイヤケー
ブルを使うと、C0=85nF/km、L0=0.32m
H/kmであって、回路定数として、C0=85nF×
0.1=8.5nF、L0=0.32mH×0.1=
0.032mHとなり、(L0/C0)0.5=61.35
7、最小値でLx=8×0.032=0.256mH、
従ってRx=1.539×61.357=94.428
Ωとなる。この点は図2の斜線部分の先端(A)に当た
る。
件を成立させるには、図2の斜線部分の下の曲線の漸近
線と上の曲線の交点(B)以上の部分で、該交点(B)
以上の値のLxd/L0を最大ケーブル長さの時のL0よ
り、 Lx≧14.83L0 及び (L0/C0)0.5(Lx/L0)(1/8(Lx/L0)1.5)〔(Lx/L0)2+20Lx/L0
-8+{((Lx/L0)2+20Lx/L0-8)2-64(Lx/L0+1)3}0.5〕0.5≧R
x≧2(L0/C0)0.5 からインダクタ11のインダクタンス値Lx、抵抗器1
2の抵抗値Rxを決めておけば、その後のケーブル長さ
が変わってもサージ電圧の抑制条件は満足される。
0mのEPゴム絶縁クロロプレンキャプタイヤケーブル
を使用し、交流電動機2として3.7KW−400V−
50Hzのものを、電圧型PWMインバータ1として5
KVAのものを使用した場合のケーブル3始終端におけ
るパルス波形(電圧型PWMインバータ1の出力の半波
の中の1パルス部の拡大)を示す。
値Lx=2mH、ケーブル3のインダクタンス値L0=
0.032mH、ケーブル3の漂遊容量値C0=8.5
nF、Lx/L0=62.5、抵抗器12の抵抗値Rx
=130Ω、L0/C0=68.49、Rx/(L0/
C0)0.5=2である。また、図4はインダクタ11と抵
抗器12とからなるダンピング回路を設けない場合を示
す。図3及び図4から明らかなように、ダンピング回路
を設けることにより、サージ電圧が抑制される。
ポンプ等の電動機駆動の被動機を駆動する電動機の電動
機駆動装置のサージ電圧抑制装置として広く使用するこ
とができる。
明によれば、ケーブルのインダクタンス値と漂遊容量値
から決定されるインダクタンス値と抵抗値を有するイン
ダクタと抵抗器の並列回路からなるダンピング回路を電
圧型PWMインバータの出力端子に直列に接続するとい
う簡単な回路の付加のみで下記のような優れた効果が得
られる。 交流電動機に印加される高圧のサージ電圧を完全に抑
制できる
的容易で駆動装置個々に定数を選定する煩わしさが無く
なる。
クトル分が無く回路での電圧降下も少なく、交流電動機
の特性維持に有効である。
記請求項1に記載の発明の効果に加え、ダンピング回路
の定数の選定をケーブル長さに関係なくできると共に、
ケーブルの長さも変更できる。
を設けた電動機駆動装置の構成例を示す図で、図1
(b)はケーブルとダンピング回路の1相分の等価回路
を示す図である。
回路の非振動領域を示す図である。
ブル始終端におけるパルス波形を示す図である。
ーブル始終端におけるパルス波形を示す図である。
す図である。
る。
装置の構成例を示す図である。
3全体をLC回路にして、ケーブルのインダクタンス値
をL0(H/km)、漂遊容量値をC0(F/km)と
し、電圧型PWMインバータ1の出力端子に直列に接続
したダンピング回路の抵抗器12の抵抗値をRx
(Ω)、インダクタ11のインダクタンス値をLx
(F)とする。この等価回路の入力電圧V1と出力電圧
V2との伝達関数Gv(s)は、
回路のインダクタ11のインダクタンス値Lx、抵抗器
12の抵抗値Rxとなる。
Claims (2)
- 【請求項1】 電圧型PWMインバータを具備し、該電
圧型PWMインバータの出力端子と交流電動機の入力端
子を比較的長いケーブルで接続した電動機駆動装置にお
いて発生するサージ電圧を抑制するサージ電圧抑制装置
であって、 前記電圧型PWMインバータの出力端子に抵抗器とイン
ダクタの並列回路からなるダンピング回路を直列に接続
すると共に、該ダンピング回路の抵抗器の抵抗値と該イ
ンダクタのインダクタンス値をケーブルのインダクタン
ス値と漂遊容量値から該ダンピング回路で前記サージ電
圧を吸収するよう決定することを特徴とするサージ電圧
抑制装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のサージ電圧抑制装置に
おいて、 前記ダンピング回路の抵抗器の抵抗値と該インダクタの
インダクタンス値をケーブルのインダクタンス値と漂遊
容量値の関係から、使用する前記ケーブルの長さに関係
なく前記サージ電圧を吸収するよう決定することを特徴
とするサージ電圧抑制装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10073122A JPH11262247A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | サージ電圧抑制装置 |
PCT/JP1999/001077 WO1999045629A1 (fr) | 1998-03-06 | 1999-03-05 | Suppresseur de surtension |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10073122A JPH11262247A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | サージ電圧抑制装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11262247A true JPH11262247A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13509131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10073122A Pending JPH11262247A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | サージ電圧抑制装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11262247A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6621226B2 (en) | 2001-03-09 | 2003-09-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Microwave oven and method for controlling voltage thereof |
-
1998
- 1998-03-06 JP JP10073122A patent/JPH11262247A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6621226B2 (en) | 2001-03-09 | 2003-09-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Microwave oven and method for controlling voltage thereof |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040427 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040628 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040628 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040810 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041207 |