JPS582552B2 - current source inverter - Google Patents

current source inverter

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JPS582552B2
JPS582552B2 JP51105853A JP10585376A JPS582552B2 JP S582552 B2 JPS582552 B2 JP S582552B2 JP 51105853 A JP51105853 A JP 51105853A JP 10585376 A JP10585376 A JP 10585376A JP S582552 B2 JPS582552 B2 JP S582552B2
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JP
Japan
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auxiliary
thyristor
positive
capacitor
current
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JP51105853A
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Japanese (ja)
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JPS5332330A (en
Inventor
嶋村武夫
難波江章
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は交流電動機等の駆動用に適した強制転流回路を
有する電流形インバータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a current source inverter having a forced commutation circuit suitable for driving an AC motor or the like.

周知のようにインバータ装置に電流形と電圧形があるが
、特に交流電動機の町変周波数制御電源として使われる
場合、回生制動動作時の交流電源への電力回生の容易な
ことなどからサイリスタレオナードと電流形インバータ
を組合せた方式が使われている。
As is well known, there are two types of inverter devices: current type and voltage type, but especially when used as a variable frequency control power source for an AC motor, the thyristor Leonard is used because it is easy to regenerate power to the AC power source during regenerative braking operation. A system that combines a current source inverter is used.

一般に電圧形インバータは主回路素子と逆並列に帰還ダ
イオードを有し、主回路素子をオフさせることにより帰
還ダイオードを通る電流経路が形成されるため、主回路
素子の転流(ターンオフ)についてのみ考慮すれば良い
が、電流形インバータは帰還ダイオードを持たなく、主
回路に直列に入った平滑リアクトルにより電源からはほ
ぼ一定の電流が流れ続けようとするので、主回路素子の
転流のみでなく、主回路素子がオフした後の電流経路お
よび負荷のりアクタンスエネルギーの処理を考慮しなけ
ればならない。
Generally, a voltage source inverter has a feedback diode in antiparallel with the main circuit element, and by turning off the main circuit element a current path is formed through the feedback diode, so only the commutation (turn-off) of the main circuit element is considered. However, current source inverters do not have feedback diodes, and a smoothing reactor connected in series with the main circuit causes a nearly constant current to continue to flow from the power supply, so in addition to commutation of the main circuit elements, The current path and load actance energy handling after the main circuit elements are turned off must be considered.

このため従来の電流形インバータ装置は転流コンデンサ
を使用し、主回路素子であるサイリスタの転流(ターン
オフ)とともにその後の電流経路、リアクタンスエネル
ギーの処理を行っている。
For this reason, conventional current source inverter devices use commutating capacitors to commutate (turn off) the thyristor, which is the main circuit element, and to process the subsequent current path and reactance energy.

第1図は上記思想に基づく従来形の電流形三和インパー
タ装置の回路例であり、入力電源は可変直流電源Vs、
負荷は三和誘導電動機IMとした場合である。
Fig. 1 is a circuit example of a conventional current type Sanwa inverter device based on the above idea, where the input power source is a variable DC power source Vs,
The load is a Sanwa induction motor IM.

このインバータ回路は直列ダイオード形と呼ばれ現在最
も多く使用されでる回路である。
This inverter circuit is called a series diode type, and is the most commonly used circuit at present.

転流時の動作について説明するに、直流電源Vsから直
流リアクトルLD,サイリスタQUPダイオードDUP
、負荷誘導電動機IMのU相、W相、ダイオードDWN
、サイリスタQWNを通って電流が流れている状態から
、U相に流れていた電流を■相に転流する場合について
述べる。
To explain the operation during commutation, from the DC power supply Vs to the DC reactor LD, thyristor QUP and diode DUP
, U phase, W phase of load induction motor IM, diode DWN
, a case will be described in which the current flowing in the U phase is commutated to the ■ phase from a state where the current is flowing through the thyristor QWN.

転流コンデンサCVPは図示の極性に充電されている。Commutation capacitor CVP is charged with the polarity shown.

QVPを点弧すると転流コンデンサの電圧によりQUP
はオフし、LDからの電流はQVP,CVP,DUPを
通ってU相へと流れてCVPを図示とは逆極性に充電し
て行く。
When QVP is ignited, QUP is activated by the voltage of the commutating capacitor.
is turned off, and the current from the LD flows through QVP, CVP, and DUP to the U phase, charging CVP to a polarity opposite to that shown in the figure.

たの充電電圧が電動機のU−V相間電圧を越えた時点で
DVPが導通を初め、CVPと電動機のインダクタンス
分で共振回路が形成され、U相電流が減少するとともに
■相電流が増加し直流電流IDCと等しくなった時点で
U相電流が零となり■相への転流が完了する。
When the first charging voltage exceeds the U-V phase voltage of the motor, the DVP begins to conduct, and a resonant circuit is formed by the inductance of the CVP and the motor, and as the U-phase current decreases, the ■-phase current increases, resulting in direct current. When the current becomes equal to the current IDC, the U-phase current becomes zero, and the commutation to the ■ phase is completed.

転流コンデンサとして動定しているのはCVPだけのよ
うに説明したが、実際はCWP,CUPの直列のコンデ
ンサもCVPと並列に入り、等価的に1コの転流コンデ
ンサの1.5倍の容量として動作する。
Although I have explained that only CVP is dynamically fixed as a commutating capacitor, in reality, the series capacitors CWP and CUP are also connected in parallel with CVP, and the capacitor is equivalently 1.5 times that of one commutating capacitor. Operates as a capacity.

反転されたコンデンサ電圧は他の■からW,WからUへ
の転流の過程でさらに反転され、初めの状態に戻る。
The inverted capacitor voltage is further inverted in the process of commutation from ■ to W and from W to U, returning to the initial state.

以上の例示の電流形インバータ装置の第1の欠点は、こ
れらの転流コンデンサは起動時にあらかじめ決められた
関係の電圧に充電されていなければならず、また負荷で
ある電動機のインダクタンス分のエネルギーが転流コン
デンサを過充電するため、インバータを最適に動作させ
るためには負荷電動機により転流コンデンサ容量の変更
が必要となり、装賃の制御が複雑となること、第2の欠
点としては転流動作が開始されて主回路サイリスタがオ
フした後、転流コンデンサが逆極性に負荷の誘起電圧ま
で充電されるまでの間、負荷の電流は変化せずむだ時間
が存在することである。
The first drawback of the above-exemplified current source inverter device is that these commutating capacitors must be charged to a predetermined relationship voltage at startup, and the energy equivalent to the inductance of the motor, which is the load, is Since the commutating capacitor is overcharged, the capacitance of the commutating capacitor must be changed by the load motor in order to operate the inverter optimally, which complicates charge control.The second disadvantage is that the commutating operation After the main circuit thyristor is turned off and the commutating capacitor is charged to the opposite polarity to the load's induced voltage, there is a dead time in which the load current does not change.

負荷電流、誘起電圧の大きさによりこのむだ時間が変化
し、この方式の電流形インバータの不安定さの要因とな
っている。
This dead time changes depending on the magnitude of the load current and induced voltage, and is a factor in the instability of this type of current source inverter.

また負荷電流が小さい時はこのむだ時間が長くなり正常
な動作を行えなくなる、などの欠点を有していた。
Furthermore, when the load current is small, this dead time becomes long and normal operation cannot be performed.

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、充電されたコ
ンデンサ又は補助直流電源を備え、転流動作を開始する
と同時に負荷電流が転流を開始するような、安定に動作
し、かつ経済的な電流形インバータを提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of stably operating and economical equipment that includes a charged capacitor or an auxiliary DC power supply, and allows the load current to start commutation at the same time as commutation operation starts. The purpose is to provide a current source inverter.

以下、本発明の一実施例を三相インバータを例にとり第
2図及び第3図を参照して説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described using a three-phase inverter as an example with reference to FIGS. 2 and 3.

第2図において■Sは可変直流電源で、LDは平滑用の
直流リアクトルであり、直流リアクトルLDの一方の端
子は正母線P1を通して可変直流電源■S(以後単に直
流電源と記す)の一方の端子に接続される。
In Fig. 2, ■S is a variable DC power supply, LD is a DC reactor for smoothing, and one terminal of the DC reactor LD is connected to one side of the variable DC power supply ■S (hereinafter simply referred to as DC power supply) through the positive bus P1. Connected to the terminal.

直流リアクトルLDのもう一方の端子は正母線P2に接
続される。
The other terminal of the DC reactor LD is connected to the positive bus P2.

直流電源■Sの他の端子は負母線N1に接続される。The other terminal of the DC power supply ■S is connected to the negative bus N1.

INは負荷の誘導電動機であり、端子はU,V,Wとな
っている。
IN is the induction motor of the load, and the terminals are U, V, and W.

主サイリスタQUP,QVP,QWP,QUN,QVN
,QWNは主三相ブリッジを構成しており、図に示され
るように正側の主サイリスタQUP,QVP,QWPの
アノードは前記の正母線P2に接続され、負側の主サイ
リスタQUN,QVN,QWNのカソードは前記の負母
線N1に接続され、主サイリスタQUPのカソードと主
サイリスタQUNのアノードを接続しその接続点を誘導
電動機INの端子Uに接続し、同様にQVPとQVNを
直列接続しその接続点は端子Vに、QWPと弘を直列接
続しその接続点は端子Wに接続される。
Main thyristor QUP, QVP, QWP, QUN, QVN
, QWN constitute a main three-phase bridge, and as shown in the figure, the anodes of the positive main thyristors QUP, QVP, QWP are connected to the positive bus P2, and the negative main thyristors QUN, QVN, The cathode of QWN is connected to the negative bus N1 mentioned above, the cathode of the main thyristor QUP and the anode of the main thyristor QUN are connected, the connection point is connected to the terminal U of the induction motor IN, and QVP and QVN are similarly connected in series. The connection point is connected to the terminal V, QWP and Hiro are connected in series, and the connection point is connected to the terminal W.

第1の補助サイリスタSUP,SVP,SWP,SUN
,SVN,SWNは補助三相ブリッジを構成しており、
図に示されるように負側の第1の補助サイリスタSUN
,SEN,SWNのカソードは正母線P3に接続され、
正側の第1の補助サイリスタSUP,SVP,SWPの
アノードは負母線N3に接続され、SUPのカソードと
SUNのアノードを接続しその接続点を前記誘導電動機
IMの端子Uに接続し、同様にSVPとSVNを直列接
続しその接続点は端子■に、SWPとSWNを直列接続
しその接続点は端子Wに接続される。
First auxiliary thyristor SUP, SVP, SWP, SUN
, SVN, and SWN constitute an auxiliary three-phase bridge,
The first auxiliary thyristor SUN on the negative side as shown in the figure
, SEN, SWN are connected to the positive bus P3,
The anodes of the first auxiliary thyristors SUP, SVP, and SWP on the positive side are connected to the negative bus N3, the cathode of SUP and the anode of SUN are connected, and the connection point is connected to the terminal U of the induction motor IM, and similarly SVP and SVN are connected in series and their connection point is connected to terminal (2), and SWP and SWN are connected in series and their connection point is connected to terminal W.

サイリスタSPは正側の第2の補助サイリスクであり、
そのアノードは前記の正母線P2に接続され、そのカソ
ードは正母線P3に接続される。
Thyristor SP is the second auxiliary thyristor on the positive side,
Its anode is connected to the positive bus P2, and its cathode is connected to the positive bus P3.

サイリスタSNは負側の第2の補助サイリスタであり、
そのアノードは負母績N3に接続され、そのカソードは
前記の負母線N1に接続される。
Thyristor SN is a second auxiliary thyristor on the negative side,
Its anode is connected to the negative bus N3, and its cathode is connected to the negative bus N1.

CHPは正側チョツパ、CHNは負側チョツパであり、
本実施例では説明の簡単化をはかるため、これらのチョ
ツパにGTO(ゲートターンオフサイリスタ)を用いた
例を示す。
CHP is a positive side choppa, CHN is a negative side choppa,
In this embodiment, in order to simplify the explanation, an example will be shown in which GTO (gate turn-off thyristor) is used for these choppers.

チョツバCHPのアノードは前記の正母線P3に接続さ
れ、カソードは正母線P4に接続される。
The anode of the Chotsuba CHP is connected to the positive bus P3, and the cathode is connected to the positive bus P4.

チョツパCHNのアノードは正母線P5に接続され、カ
ソードは負母線N3に接続される。
The anode of the chopper CHN is connected to the positive bus P5, and the cathode is connected to the negative bus N3.

前記の正母線P4とP5の間には、コンデンサCc又は
補助直流電源(図示せず)が接続される。
A capacitor Cc or an auxiliary DC power supply (not shown) is connected between the positive bus lines P4 and P5.

又、DPは正側ダイオード、DNは負側ダイオードであ
る。
Further, DP is a positive side diode, and DN is a negative side diode.

ダイオードDPのアノードは前記の正母線P3に接続さ
れ、カソードは前記の正母線P5に接続される。
The anode of the diode DP is connected to the positive bus P3, and the cathode is connected to the positive bus P5.

ダイオードDNのアノードは前記の正母線P4に接続さ
れ、カソードは前記の負母線N3に接続される。
The anode of the diode DN is connected to the positive bus line P4, and the cathode is connected to the negative bus line N3.

尚、可変直流電源■Sは三和交流電源を三相純ブリッジ
で位相角制御して整流した直流などを用いる場合が多く
、またチョツパCHP,CHNはGTOの他に、転流装
置を備えたサイリスクチョツパ又はトランジスタなどで
構成してもよい。
In addition, the variable DC power supply ■S often uses DC that is rectified by controlling the phase angle of the Sanwa AC power supply with a three-phase pure bridge, and the Chotupa CHP and CHN are equipped with a commutation device in addition to the GTO. It may also be configured with a silice chopper, a transistor, or the like.

さらに、Ccは、大容量の電解コンデンサを用いるか又
は充放電可能な補助直流電源(蓄電池など)を用いる。
Furthermore, Cc uses a large-capacity electrolytic capacitor or an auxiliary DC power source (such as a storage battery) that can be charged and discharged.

次に、以上のように構成した本発明の動作を第2図、第
3図を参照して説明する。
Next, the operation of the present invention configured as above will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

なお、説明の簡略化のため、Ccはコンデンサを料に説
明しコンデンサCcの容量は充分に大きく、転流過程に
おける充放電においてもその電圧は変化しないものとす
る。
In order to simplify the explanation, Cc will be explained using a capacitor, and it is assumed that the capacitor Cc has a sufficiently large capacity and its voltage does not change even during charging and discharging during the commutation process.

また直流リアクトルLDのインダクタンスも充分に大き
く、転流過程においてこのLDに流れる電流は一定値I
dで変化しないものとする。
In addition, the inductance of the DC reactor LD is sufficiently large, and the current flowing through this LD during the commutation process is a constant value I
Assume that there is no change in d.

第3図においてIU,IV,IWは電動機の巻線に流れ
る電流、■CHP〜ISWNは添字で示される素子に流
れる電流、CHP〜SWNは素子に加える点弧信号を表
わす。
In FIG. 3, IU, IV, and IW represent currents flowing through the windings of the motor, ①CHP to ISWN represent currents flowing to the elements indicated by subscripts, and CHP to SWN represent ignition signals applied to the elements.

各記号は第2図に示される記号と対応している。Each symbol corresponds to the symbol shown in FIG.

コンデンサCcは図示の極性に充電されているものとす
る。
It is assumed that the capacitor Cc is charged with the polarity shown.

たとえば、インバータの運転を開始する前に、このコン
デンサは、前もって直流電源■S−直流リアクトルLD
→第2の補助サイリスタSP→ダイオードDP→コンデ
ンサCc→ダイオードDN→第2の補助サイリスタSN
の経路で所期の電圧まで充電しておけばよい。
For example, before starting the operation of the inverter, this capacitor is connected to the DC power supply
→ Second auxiliary thyristor SP → Diode DP → Capacitor Cc → Diode DN → Second auxiliary thyristor SN
All you have to do is charge it to the desired voltage using the following route.

今、第3図において、時刻t0で主サイリスタQUPと
QWNがオンしており、電動機IMには次の経路でId
なる電流が流れているものとする。
Now, in Fig. 3, the main thyristors QUP and QWN are turned on at time t0, and the motor IM is connected to the Id
Assume that a current is flowing.

■ 直流電源■S→直流リアクトルLD→主サイリスタ
QUP→巻線(U−O)→巻線(O−W)→主サイリス
タQWN→直流電源■S かような状態から時刻t1でチョツパCHP,CHN、
第2の補助サイリスクSP及び第1の補助サイリスタS
VPを同時にオンにすると次の閉回路が形成される。
■ DC power supply ■S → DC reactor LD → main thyristor QUP → winding (U-O) → winding (O-W) → main thyristor QWN → DC power supply ■S From such a state, at time t1, the chopper CHP, CHN ,
Second auxiliary thyristor SP and first auxiliary thyristor S
When VP is turned on at the same time, the following closed circuit is formed.

■ 第2の補助サイリスタBP→チョツパCHP→コン
デンサCc→チョッパCHN→第1の補助サイリスタS
VP→巻線(V−0)→巻線(0−U)→主サイリスタ
QUP→第2の補助サイリスタSPコンデンサCcはこ
の閉回路を通じて放電するが、この放電電流が増加して
ゆくと、ついには主サイリスタQUP→巻線(U−0)
に流れていた電流は零になり、この状態では正母線P2
に直流リアクトルLDを通して流入していた電流Idは
全部、第2の補助サイリスタSP→チョッパCHP→コ
ンテ゛ンサCc−チョツパCHN第1の補助サイリスタ
SVP→巻線(V−0)を通じて流れるようになる。
■ Second auxiliary thyristor BP → chopper CHP → capacitor Cc → chopper CHN → first auxiliary thyristor S
VP → winding (V-0) → winding (0-U) → main thyristor QUP → second auxiliary thyristor SP capacitor Cc is discharged through this closed circuit, but as this discharge current increases, finally is the main thyristor QUP → winding (U-0)
The current that was flowing in becomes zero, and in this state, the positive bus P2
The current Id that was flowing through the DC reactor LD all flows through the second auxiliary thyristor SP, the chopper CHP, the capacitor Cc, the chopper CHN, the first auxiliary thyristor SVP, and the winding (V-0).

すなわち電流は巻線(U−0)から巻線(V−0)に転
流したことになる。
That is, the current is commutated from the winding (U-0) to the winding (V-0).

この時点は第3図ではt2として示されており、時刻t
1とt2の間の時間を電流重なり時間Uと称する。
This point in time is shown as t2 in FIG.
The time between 1 and t2 is referred to as current overlap time U.

時刻t2以降も、チョツパCHP,CHNは時刻t3ま
でオン状態を保ち、電流は ■ 直流電源■S→直流リアクトルLD→第2の補助サ
イリスタSP→チョツパCHP→コンデンサCc→チョ
ツパCHN→第1の補助サイリスタSVP→巻線(V−
0)→巻賎(0−W)→主サイリスタQWN→直流電源
■S の経路で流れる。
Even after time t2, the choppers CHP and CHN remain on until time t3, and the current is ■ DC power supply ■ S → DC reactor LD → second auxiliary thyristor SP → chopper CHP → capacitor Cc → chopper CHN → first auxiliary Thyristor SVP → winding (V-
0) → winding (0-W) → main thyristor QWN → DC power supply ■S.

時刻t2からt3までの時間は、前に通流していた主サ
イリスタQUPが順阻止能力を回復するのに充分な時間
に選ば減るが、この時間を回復時間δと名づける。
The time from time t2 to t3 is selected to be sufficient for the previously conducting main thyristor QUP to recover its forward blocking capability, and this time is designated as the recovery time δ.

すなわち、チョツパCHPとCHNは前述の重なり時間
Uと回復時間δを加えた時間TCHの間オン状態を保た
ねばならない。
That is, the choppers CHP and CHN must remain on for the time TCH that is the sum of the overlap time U and the recovery time δ.

ここで、t1からt3までの間にコンデンサCcから放
電する電荷量は第3図のIccに示される面積Dとなる
Here, the amount of charge discharged from the capacitor Cc from t1 to t3 is the area D shown by Icc in FIG.

次に、時刻t3でチョツパCHP,CHNをオフに転ず
ると、電流は次の電流経路で流れる。
Next, when the choppers CHP and CHN are turned off at time t3, the current flows through the next current path.

■ 直流電源■S→直流リアクトルLD→第2の補助サ
イリスタSP→ダイオードDp→コンデンサCc→ダイ
オードDN→第1の補助サイリスタSVP→巻線(V−
0)→巻線(0−W)→主サイリスタQWN→直流電源
VS この電流経路の電流は、コンデンサCcを充電する方向
に流れており、前述のt1からt3までの間に流出した
電荷重と等しい電荷量を再充電するのに充分な時間だけ
流れ続けるように制御する。
■ DC power supply ■ S → DC reactor LD → second auxiliary thyristor SP → diode Dp → capacitor Cc → diode DN → first auxiliary thyristor SVP → winding (V-
0) → Winding (0-W) → Main thyristor QWN → DC power supply VS The current in this current path flows in the direction of charging the capacitor Cc, and the charge weight that flowed out between t1 and t3 described above is The flow is controlled to continue for a sufficient amount of time to recharge an equal amount of charge.

すなわち、第3図のIccの図で面積Cはこの再充電電
荷量を示しているが、この面積Cと前に述べた面積Dが
等しくなった時点t4で、主サイリスタQVPを点弧す
る。
That is, in the diagram of Icc in FIG. 3, area C indicates the amount of recharged charge, and at time t4 when area C and the area D described above become equal, the main thyristor QVP is fired.

主サイリスタQVPの点弧時点t4の決め方は、例えば
コンデンサCcの電圧を検出して、この電圧が決められ
た値と等しくなった時点を点弧タイミングとすればよく
、このように制御することにより、負荷の変動によらず
安定した動作を行えるようになる。
The firing time t4 of the main thyristor QVP can be determined by, for example, detecting the voltage of the capacitor Cc and determining the firing timing when this voltage becomes equal to a predetermined value. , it becomes possible to perform stable operation regardless of load fluctuations.

時刻t3からt4までを再充電時間Tcと名づける。The period from time t3 to time t4 is called a recharge time Tc.

時刻t4で主サイリスタQVPをオンにすると、今まで
正母線P2第2の補助サイリスクSP→ダイオードDP
→コンデンサCc→ダイオードDN→第1の補助サイリ
スタSVPを通して巻線(V−0)に流れていた電流は
、正母線P2→主サイリスタQVPを通して流れるよう
になり、この時点で初めて主サイリスタQUPからQV
Pへの電流の転流が完了することとなる。
When the main thyristor QVP is turned on at time t4, until now the positive bus P2 second auxiliary thyristor SP → diode DP
→ Capacitor Cc → Diode DN → The current that was flowing into the winding (V-0) through the first auxiliary thyristor SVP now flows through the positive bus P2 → the main thyristor QVP, and at this point it is the first time that the current flows from the main thyristor QUP to the QV
The commutation of current to P is completed.

この電流経路の切替わりは、例えば回路の配線のインダ
クタンスがないものとすれば、ほとんど一瞬の間に切替
わる。
This switching of the current path occurs almost instantaneously, assuming that there is no inductance in the circuit wiring, for example.

時刻t4以降の電流経路は ■ 直流電源■S→直流リアクトルLD→主サイリスタ
QVP→巻線(V−0)→巻線(0−W)→主サイリス
タQWN→直流電源■Sとなり、一転過程を終了する。
The current path after time t4 is ■ DC power supply ■S → DC reactor LD → main thyristor QVP → winding (V-0) → winding (0-W) → main thyristor QWN → DC power supply ■S, and completes the one-turn process. finish.

以上はU相から■相への転流動作の説明であるが、第3
図を参照すれば他の相における転流動作も容易に理解さ
れよう。
The above is an explanation of the commutation operation from U phase to ■ phase, but the third
Commutation operations in other phases will also be easily understood with reference to the figures.

図には、かようにして動作させた場合の各部に流れる電
流波形も示している。
The figure also shows the waveforms of current flowing through each part when operated in this manner.

他の実施例としては、第4図のような動作形態もとり得
る。
As another embodiment, an operation mode as shown in FIG. 4 may be adopted.

第2図と第4図により、その動作を簡単に説明する。The operation will be briefly explained with reference to FIGS. 2 and 4.

時刻t0における電流経路 ■ 直流電源■S→直流リアクトルLD→主サイリスタ
QUP→巻線(U−0)→巻線(0−W)→主サイリス
タQWN→直流電源■S時刻t1でチョツパCHP,C
HN,第2の補助サイリスタSP,第1の補助サイリス
タSUPをオンにすると同時に、主サイリスタQUPは
オフになり、電流経路は次のようになる。
Current path at time t0 ■ DC power supply ■ S → DC reactor LD → main thyristor QUP → winding (U-0) → winding (0-W) → main thyristor QWN → DC power supply ■ S Chotsupa CHP, C at time t1
At the same time that HN, the second auxiliary thyristor SP, and the first auxiliary thyristor SUP are turned on, the main thyristor QUP is turned off, and the current path becomes as follows.

■ 直流電源VS→直流リアクトルLD→第2の補助サ
イリスタSP→チョツパCHP→コンデンサCc→チョ
ツパCHN→第1の補助サイリスタSUP→巻線(U−
0)→巻線(0−W)→主サイリスタQWN→直流電源
■S この経路で流れる電流では、コンデンサCcは放電して
いる。
■ DC power supply VS → DC reactor LD → second auxiliary thyristor SP → chopper CHP → capacitor Cc → chopper CHN → first auxiliary thyristor SUP → winding (U-
0) → winding (0-W) → main thyristor QWN → DC power supply ■S With the current flowing in this path, the capacitor Cc is discharged.

次に時刻t2でチョツパCHP,CHNをオフに転ずる
と、次の経路で電流は流れる。
Next, when the choppers CHP and CHN are turned off at time t2, the current flows through the next path.

■ 直流電源■S→直流リアクトルLD→第2の補助サ
イリスタSP→ダイオードDP→コンデンサCc→ダイ
オードDN→第2の補助サイリスタSUP→巻線(U−
0)→巻線(0−W)→主サイリスタQWN→直流電源
■S この経路の電流により、コンデンサCcは充電される。
■ DC power supply ■ S → DC reactor LD → second auxiliary thyristor SP → diode DP → capacitor Cc → diode DN → second auxiliary thyristor SUP → winding (U-
0) → winding (0-W) → main thyristor QWN → DC power supply ■S The capacitor Cc is charged by the current in this path.

次に時刻t2で主サイリスタQVPをオンにすると、次
の閉回路ができる。
Next, when the main thyristor QVP is turned on at time t2, the next closed circuit is created.

■ 正母線P2→主サイリスタQVP→巻線(■−0)
→S線(0−U)→第1の補助サイリスタSUP→ダイ
オードDN→コンデンサCc→ダイオードDP→第2の
補助サイリスタSP→正母線P2 この閉回路の電流が増加してゆくと、ついには、今まで
第2の補助サイリスタSP→ダイオードDP→コンデン
サCc→ダイオードDN→第1の補助サイリスタSUP
→巻線(U−0)に流れていた電流は零になり、この状
態では正母線P2に直流リアクトルLDを通して流入し
ていた電流Idは全部 主サイリスタQVP→巻線(V−0)を通じて流れるよ
うになる。
■ Positive bus P2 → Main thyristor QVP → Winding (■-0)
→ S line (0-U) → first auxiliary thyristor SUP → diode DN → capacitor Cc → diode DP → second auxiliary thyristor SP → positive bus P2 As the current in this closed circuit increases, finally, Until now, second auxiliary thyristor SP → diode DP → capacitor Cc → diode DN → first auxiliary thyristor SUP
→The current flowing in the winding (U-0) becomes zero, and in this state, the current Id that was flowing into the positive bus P2 through the DC reactor LD all flows through the main thyristor QVP → the winding (V-0) It becomes like this.

すなわち、電流は巻線(U−0)から巻線(V−0)に
転流したことになる。
That is, the current is commutated from the winding (U-0) to the winding (V-0).

第4図ではこの時点をt4 として示されている。In FIG. 4, this time point is indicated as t4.

時刻t4以降の電流経路は、 ■ 直流電流VS→直流リアクトル→LD→主サイリス
タQVP→巻線(V−0)→巻線(0−W)→主サイリ
スタQWN→直流電源■Sとなり、一転流過程を終了す
る。
The current path after time t4 is: ■ DC current VS → DC reactor → LD → main thyristor QVP → winding (V-0) → winding (0-W) → main thyristor QWN → DC power supply ■S, and one commutation Finish the process.

第4図の動作形態においても電流Iceに示される面積
DとCを等しくするように、時刻t3又はt2を制御す
る。
In the operation mode shown in FIG. 4 as well, time t3 or t2 is controlled so that the areas D and C indicated by the current Ice are made equal.

以上はU相から■相への転流動作の説明であるが、第4
図を参照すれば他の相における転流動作も容易に理解さ
れよう。
The above is an explanation of the commutation operation from U phase to ■ phase.
Commutation operations in other phases will also be easily understood with reference to the figures.

第4図には、かようにして動作した場合の各部に流れる
電流波形も示されている。
FIG. 4 also shows waveforms of current flowing through each part when operating in this manner.

本発明の電流形インバータは、一担、コンデンサ又は蓄
電池等の補助直流電源を所定の値まで充電しておけば、
その後は任意の時点でインバータを起動停止でき、また
運転中においてはコンデンサ又は補助直流電源の電圧は
常に平均電圧が一定になるように制御するため、特別な
外部充電電源を必要としない.また第1図の直列ダイオ
ード形でみられたような転流のむだ時間は原理的に存在
せず、このことは、たとえば誘導電動機を負荷として運
転した場合の安定性改善のうえでまことに著しい効果を
発揮するものである。
The current source inverter of the present invention can be used by charging an auxiliary DC power source such as a capacitor or storage battery to a predetermined value.
After that, the inverter can be started and stopped at any time, and during operation, the voltage of the capacitor or auxiliary DC power supply is always controlled so that the average voltage is constant, so no special external charging power supply is required. In addition, the dead time of commutation as seen in the series diode type shown in Figure 1 does not exist in principle, and this has a truly remarkable effect on improving stability when, for example, an induction motor is operated as a load. It is something that demonstrates the.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のインバータの主回路図、第2図は本発明
のインバータの一実施例を示す回路図、第3図、第4図
は第2図のインバータの動作を説明するだめのタイムチ
ャートである。 ■S・・・・・・可変直流電源、LD・・・・・・直流
リアクトル、QUP−QWN・・・・・・主サイリスタ
、SUP〜SWN・・・・・・第1の補助サイリスタ、
SP,SN・・・・・・第2の正、負側補助サイリスタ
、CHP,CHN・・・・・・正、負側チョツパ、DP
,DN・・・・・・正、負側ダイオード、Cc・・・・
・・コンデンサ又は補助直流電源、■M・・・・・・負
荷の誘導電動機。
Figure 1 is the main circuit diagram of a conventional inverter, Figure 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the inverter of the present invention, and Figures 3 and 4 are time frames for explaining the operation of the inverter in Figure 2. It is a chart. ■S: variable DC power supply, LD: DC reactor, QUP-QWN: main thyristor, SUP~SWN: first auxiliary thyristor,
SP, SN...Second positive and negative side auxiliary thyristor, CHP, CHN...Positive and negative side chopper, DP
, DN...Positive, negative side diode, Cc...
...Capacitor or auxiliary DC power supply, ■M...Load induction motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 直流リアクトルを介して得られる直流電源母線の一
方にアノードが共通接続される少なくとも2個の正側主
サイリスタ及び前記母線の他方にカソードが共通接続さ
れる少なくとも2個の負側主サイリスタで構成されるブ
リッジ回路と、カソードが共通接続される少なくとも2
個の負側の第1の補助サイリス及びアノードが共通接続
される少なくとも2個の正側の第1の補助サイリスタで
構成され且つ交流端子が前記ブリッジ回路の交流端子に
接続される補助ブリッジ回路と、この回路のカソード側
と前記母線の一方の間に挿入され前記正側の第1の補助
サイリスタに同期して点弧される正側の第2の補助サイ
リスタと、前記補助ブリッジ回路のアノード側と前記母
線の他方の間に挿入され前記負側の第1の補助サイリス
に同期して点弧される負側の第2の補助サイリスタと、
前記補助ブリッジ回路のカソード側とアノード側との間
にコンデンサ又は補助直流電源を挾んで直列に接続され
且つ前記正負側の第1の補助サイリスタに同期して点弧
される正側及び負側のチョツパと、この正側チョツパと
前記コンデンサ又は補助直流電源の直列回路部に並列に
接続される正側ダイオードと、前記負側チョツパと前記
コンデンサ又は補助直流電源の直列回路部に並列に接続
される負側ダイオードとから成る電流形インバータ。
1 Consisting of at least two positive-side main thyristors whose anodes are commonly connected to one of the DC power bus bars obtained via a DC reactor, and at least two negative-side main thyristors whose cathodes are commonly connected to the other of the bus bars. at least two bridge circuits whose cathodes are connected in common.
an auxiliary bridge circuit comprising at least two negative-side first auxiliary thyristors and at least two positive-side first auxiliary thyristors whose anodes are commonly connected, and whose AC terminal is connected to the AC terminal of the bridge circuit; , a second auxiliary thyristor on the positive side inserted between the cathode side of this circuit and one of the busbars and fired in synchronization with the first auxiliary thyristor on the positive side, and an anode side of the auxiliary bridge circuit. and a second auxiliary thyristor on the negative side inserted between the other bus bar and fired in synchronization with the first auxiliary thyristor on the negative side;
The positive side and negative side thyristors are connected in series with a capacitor or an auxiliary DC power supply interposed between the cathode side and the anode side of the auxiliary bridge circuit, and are fired in synchronization with the first auxiliary thyristor on the positive and negative sides. a chopper, a positive side diode connected in parallel to the series circuit section of the positive side chopper and the capacitor or auxiliary DC power supply, and a positive side diode connected in parallel to the series circuit section of the negative side chopper and the capacitor or auxiliary DC power supply. A current source inverter consisting of a negative side diode.
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