JPS59156162A - 電流形インバ−タの転流方式 - Google Patents
電流形インバ−タの転流方式Info
- Publication number
- JPS59156162A JPS59156162A JP58031290A JP3129083A JPS59156162A JP S59156162 A JPS59156162 A JP S59156162A JP 58031290 A JP58031290 A JP 58031290A JP 3129083 A JP3129083 A JP 3129083A JP S59156162 A JPS59156162 A JP S59156162A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- commutating
- commutation
- load
- capacitor
- voltage
- Prior art date
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- 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
- 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
- H02M7/505—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 using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/515—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 using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
電流形インバータの負荷としては、踵々のものが考えら
れるが、ここでは、回路インビータ゛ンスが回転速度に
、よって大幅に変わる誘導電動機をｆ１］に゛とって説
明する。誘導電動機を可変速運転する場合、駆動用とし
ては、直列ダイオード方式電流形インバータが広く用い
られている。
れるが、ここでは、回路インビータ゛ンスが回転速度に
、よって大幅に変わる誘導電動機をｆ１］に゛とって説
明する。誘導電動機を可変速運転する場合、駆動用とし
ては、直列ダイオード方式電流形インバータが広く用い
られている。
第１図はこの方式の電流形インノく一夕の基本回路で、
主サイリスタ１．２．３、牛、５．６、直列ダイオード
７．８．９．１０．１１Ｘ１２、転流コンデンサ１９．
２０．２１．２２．２３．２４、誘導電動機の各相２５
．２６．２′７、直流リアクトル２８、順変換器２９か
ら成る。各主サイリスタに１→６→２→４→３→５→１
の順序でゲート信号を与えることによシ、誘導電動機の
各相に三相電力を供給する０この直列ダイオード方式型
流形インバータ誘導電動機系は４象限運転が可能であシ
、保守が簡単であるなどの特長を有するが、転流コンデ
ンサ電圧、および系の安定性に対して次のような問題が
ある。
主サイリスタ１．２．３、牛、５．６、直列ダイオード
７．８．９．１０．１１Ｘ１２、転流コンデンサ１９．
２０．２１．２２．２３．２４、誘導電動機の各相２５
．２６．２′７、直流リアクトル２８、順変換器２９か
ら成る。各主サイリスタに１→６→２→４→３→５→１
の順序でゲート信号を与えることによシ、誘導電動機の
各相に三相電力を供給する０この直列ダイオード方式型
流形インバータ誘導電動機系は４象限運転が可能であシ
、保守が簡単であるなどの特長を有するが、転流コンデ
ンサ電圧、および系の安定性に対して次のような問題が
ある。
転流コンデンサ電圧は負荷状態、およびコンデンサ容量
によって決まシ、その容量のほぼ１／２乗に逆比列して
高くなる。主サイリスタに印加される電圧は転流コンデ
ンサ電圧に等しいので、主サイリスタへ過度の電圧を印
加させないためには、コンデンサ容量は大きい方が望ま
しい。しかしながら、転流コンデンサの容量が大きくな
ると、それの充電、あるいは放電する期間が長くなる。
によって決まシ、その容量のほぼ１／２乗に逆比列して
高くなる。主サイリスタに印加される電圧は転流コンデ
ンサ電圧に等しいので、主サイリスタへ過度の電圧を印
加させないためには、コンデンサ容量は大きい方が望ま
しい。しかしながら、転流コンデンサの容量が大きくな
ると、それの充電、あるいは放電する期間が長くなる。
この期間がインバータの出力周波数の１／３周期を越え
ると、充電し終わる前に放電が始まり、インバータとし
て安定な動作ができなくなる。さらに、転流コンデンサ
の放電防止のために直列ダイオードが挿入されているの
で、誘導電動機などの誘導性の負荷を駆動する場合には
転流遅れが存在し、コンデンサ容量が太きいと、この遅
れが顕著に々シ、系は不安定となる。これを防止するに
は、コンデンサ容量を減少しなければならない。実際に
は、上記のように、主サイリスタへの印加電圧を考慮し
て、ある程度の大きさの転売コンデンサ容Ｂ゛を月い、
安定性に対しては、制御回路を伺加して電流、電圧フィ
ードバックを行い、系を閉ループとして安定性の向上を
図っている。このように、直列ダイオード方式型流形イ
ンバータは転流コンデンサと直列ダイオードに起因する
転流遅れが存在するので、本質的に不安定要素をもち、
高周波運転に適さなか。
ると、充電し終わる前に放電が始まり、インバータとし
て安定な動作ができなくなる。さらに、転流コンデンサ
の放電防止のために直列ダイオードが挿入されているの
で、誘導電動機などの誘導性の負荷を駆動する場合には
転流遅れが存在し、コンデンサ容量が太きいと、この遅
れが顕著に々シ、系は不安定となる。これを防止するに
は、コンデンサ容量を減少しなければならない。実際に
は、上記のように、主サイリスタへの印加電圧を考慮し
て、ある程度の大きさの転売コンデンサ容Ｂ゛を月い、
安定性に対しては、制御回路を伺加して電流、電圧フィ
ードバックを行い、系を閉ループとして安定性の向上を
図っている。このように、直列ダイオード方式型流形イ
ンバータは転流コンデンサと直列ダイオードに起因する
転流遅れが存在するので、本質的に不安定要素をもち、
高周波運転に適さなか。
この発明はインバータ主回路を変更することで、転流遅
れをなりシ、安定性を向上させ、さらに、転流コンデン
サ電圧を制御することを目的とする。
れをなりシ、安定性を向上させ、さらに、転流コンデン
サ電圧を制御することを目的とする。
第２図は本発明の電流形イン・り一 タの回路図であ
シ、主サイリスタ１．２．５．４．５．６、転流制御用
ＧＴＯサイリスタ１３．１４．１５．１６．１７．１８
、転流、コンデンサ１９．２０．２１、誘導電動機の各
相２５．２６．２′７、直流リアクトル２Ｂ、順変換器
２９から成っている。同図ではＧＴＯサイリスタを用い
た場合を示すが、パワートランジスタでも′よい。
シ、主サイリスタ１．２．５．４．５．６、転流制御用
ＧＴＯサイリスタ１３．１４．１５．１６．１７．１８
、転流、コンデンサ１９．２０．２１、誘導電動機の各
相２５．２６．２′７、直流リアクトル２Ｂ、順変換器
２９から成っている。同図ではＧＴＯサイリスタを用い
た場合を示すが、パワートランジスタでも′よい。
この図面に基づいて回路の基本動作を説明すれば次の通
りである。
りである。
例えば、主サイリスタ１と６、およびＧＴＯサイリス−
タ１３と１８が導通状態にあり、主サイリスタ１から２
への転流を考える。この時、転流コンデンサ２０は誘導
電動機側を正に充電されている。ここでＧＴＯサイリス
タ１３にオフ信号を与え、同時に、主サイリスタ２とＧ
ＴＯサイリスタ１４にオン信号を与えると、ＧＴＯサイ
リスタ１３はターンオンし、主サイリスタ２はターンオ
ンするが、ＧＴＯサイリスタ１４は転流コンデンサ２０
により逆バイアスされているのでオンしない。従って、
電流は転流コンデンサ１９と２０を通って誘導電動機の
巻線２５と２６へ流れ、重なり期間となる。巻線２５を
流□れ°る電流は転流コンデンサ１９を充電しながら減
少し巻線２６を流れる電流は転売コンデンサ２０を放電
しながら増加する。そして、転流コンデンサ２０の電圧
が零になると、ＧＴＯサイリスタ１４がターンオンする
。その後、巻線２５の電流が零になシ、主サイリスタ１
がターンオンして転流は完了する。上記のように、第２
図の回路では第１図の回路における転流遅れがなく４、
転・流コンデンサ電圧が低くなるので、各素子に印加さ
れる電圧が低下する。
タ１３と１８が導通状態にあり、主サイリスタ１から２
への転流を考える。この時、転流コンデンサ２０は誘導
電動機側を正に充電されている。ここでＧＴＯサイリス
タ１３にオフ信号を与え、同時に、主サイリスタ２とＧ
ＴＯサイリスタ１４にオン信号を与えると、ＧＴＯサイ
リスタ１３はターンオンし、主サイリスタ２はターンオ
ンするが、ＧＴＯサイリスタ１４は転流コンデンサ２０
により逆バイアスされているのでオンしない。従って、
電流は転流コンデンサ１９と２０を通って誘導電動機の
巻線２５と２６へ流れ、重なり期間となる。巻線２５を
流□れ°る電流は転流コンデンサ１９を充電しながら減
少し巻線２６を流れる電流は転売コンデンサ２０を放電
しながら増加する。そして、転流コンデンサ２０の電圧
が零になると、ＧＴＯサイリスタ１４がターンオンする
。その後、巻線２５の電流が零になシ、主サイリスタ１
がターンオンして転流は完了する。上記のように、第２
図の回路では第１図の回路における転流遅れがなく４、
転・流コンデンサ電圧が低くなるので、各素子に印加さ
れる電圧が低下する。
また、重なり期間も短いので安定性が増加し、次周波領
域の運転も可能である。
域の運転も可能である。
次に誘導電動機の回生制動を行う場合の動作を説明する
。この時、主サイリスタｌ、２．３のアノード側の電位
が負となシ、主サイリスタ４．５．６のカンード側の電
位が正となる。しかじな・がら、転流コンデンサの電圧
の極性は誘導電動機の各相巻線２５．２６．２７に流れ
る電流の方向によって決まるので、回路動作としてはカ
行時と全く変わらない。した４弓て、２９を逆変換器と
し動作させれば、誘導電動機のエネルギーが電源側へ回
生される。
。この時、主サイリスタｌ、２．３のアノード側の電位
が負となシ、主サイリスタ４．５．６のカンード側の電
位が正となる。しかじな・がら、転流コンデンサの電圧
の極性は誘導電動機の各相巻線２５．２６．２７に流れ
る電流の方向によって決まるので、回路動作としてはカ
行時と全く変わらない。した４弓て、２９を逆変換器と
し動作させれば、誘導電動機のエネルギーが電源側へ回
生される。
第３図に、第２図の本発明電流形インバータの各該当番
号サイリスタ、およびＧＴ Ｏ＋イリスタに与えるゲー
ト信号波形を示す。第４図、第５図はそれぞれ第１図、
第２図で定格２．２ｋＷ、 ２００ Ｖ。
号サイリスタ、およびＧＴ Ｏ＋イリスタに与えるゲー
ト信号波形を示す。第４図、第５図はそれぞれ第１図、
第２図で定格２．２ｋＷ、 ２００ Ｖ。
６０ Ｈ２Ｘ’極の三相誘導電動機を運転した場合のオ
シログラムである。両図で、波形は上の方から３０が直
流リアクトル２日の出力電圧、３１が直流リアクトル２
８を流れる電流、３２が誘導電動機の巻ｍ２５を流れる
電流、−３３が誘導電動機の巻線２５と２６の両光の電
圧、３４が転流コンデンサ１９の電圧である。
シログラムである。両図で、波形は上の方から３０が直
流リアクトル２日の出力電圧、３１が直流リアクトル２
８を流れる電流、３２が誘導電動機の巻ｍ２５を流れる
電流、−３３が誘導電動機の巻線２５と２６の両光の電
圧、３４が転流コンデンサ１９の電圧である。
３２．３４の波形の比較より、第４図では転流遅れがあ
る′ので、３４の電圧が変化した後に３２の電流が変化
しているが、第５図では転流遅れが存在しないので３２
と３４は同時に変化している。さらに、転流時間、すな
わち転流コンデンサ電圧３４が変化している１稿間が短
く、電圧も非常に低くなっているのがわかる。壕だ、第
１図では転流コンデンサ電圧はその容量と負荷状態によ
って決まるが、本発明電流形インバータばＧＴＯサイリ
スタ１３〜１８へのゲート信号を変えることにより、転
流コンデンサ１９〜２１の充放電を制御して、転流コン
デンサ電圧、および転流時間を制御できる０ 以上説明したように、この発明の電流形インノく一タは
従来の電流形インバータとは異なった主回路構成により
転流遅れをなくし、フィードバック回路を付加すること
なしに、主回路に、ひいて本質的に不安定性を除去して
高い周波数でも安定な動作を可能にするとともに、転流
コンデンサ電圧、および転流時間を任意に制御できるよ
うにしたものである。
る′ので、３４の電圧が変化した後に３２の電流が変化
しているが、第５図では転流遅れが存在しないので３２
と３４は同時に変化している。さらに、転流時間、すな
わち転流コンデンサ電圧３４が変化している１稿間が短
く、電圧も非常に低くなっているのがわかる。壕だ、第
１図では転流コンデンサ電圧はその容量と負荷状態によ
って決まるが、本発明電流形インバータばＧＴＯサイリ
スタ１３〜１８へのゲート信号を変えることにより、転
流コンデンサ１９〜２１の充放電を制御して、転流コン
デンサ電圧、および転流時間を制御できる０ 以上説明したように、この発明の電流形インノく一タは
従来の電流形インバータとは異なった主回路構成により
転流遅れをなくし、フィードバック回路を付加すること
なしに、主回路に、ひいて本質的に不安定性を除去して
高い周波数でも安定な動作を可能にするとともに、転流
コンデンサ電圧、および転流時間を任意に制御できるよ
うにしたものである。
図はこの発明の電流形インバータの転流方式の実施例を
示すもので、第１図は従来の直列ダイオード方式電流形
インバータの基本回路図、第２図はＧ、 Ｔ Ｏサイリ
スタを用いた場合の本発明電流形インバータの回路図、
第３図はゲート信号波形ゑ第４図、第５図はそれぞれ第
１図、第２図に対応するオノログラムである。 克ｌ恥 第２巴 １０＝コ一一口＝＝コ− ３１−、−−−−−−
示すもので、第１図は従来の直列ダイオード方式電流形
インバータの基本回路図、第２図はＧ、 Ｔ Ｏサイリ
スタを用いた場合の本発明電流形インバータの回路図、
第３図はゲート信号波形ゑ第４図、第５図はそれぞれ第
１図、第２図に対応するオノログラムである。 克ｌ恥 第２巴 １０＝コ一一口＝＝コ− ３１−、−−−−−−
Claims (1)
- サイリスクを６個用いた三相フ゛リッジ回路において、
その負荷端子と負荷との間に転流用のコンデン〕１−を
挿入し、コンデンサと並列にノくワートランジスタ、ま
たはゲートターンオフ（ＧＴ Ｏ） ９イリスクなどの
自己消弧能力を有する素子を互いに逆並列に接続した電
流形インノく一夕の転θ＋１方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58031290A JPS59156162A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 電流形インバ−タの転流方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58031290A JPS59156162A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 電流形インバ−タの転流方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59156162A true JPS59156162A (ja) | 1984-09-05 |
| JPH0156636B2 JPH0156636B2 (ja) | 1989-11-30 |
Family
ID=12327172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58031290A Granted JPS59156162A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 電流形インバ−タの転流方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59156162A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008029118A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 半導体電力変換装置 |
| JPWO2007069314A1 (ja) * | 2005-12-14 | 2009-05-21 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2014141441A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電流形電力変換装置 |
-
1983
- 1983-02-25 JP JP58031290A patent/JPS59156162A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007069314A1 (ja) * | 2005-12-14 | 2009-05-21 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| JP2008029118A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 半導体電力変換装置 |
| WO2014141441A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電流形電力変換装置 |
| JP6080943B2 (ja) * | 2013-03-14 | 2017-02-15 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電流形電力変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0156636B2 (ja) | 1989-11-30 |
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