JPS592575A - 多重インバ−タ - Google Patents

多重インバ−タ

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Publication number
JPS592575A
JPS592575A JP57109533A JP10953382A JPS592575A JP S592575 A JPS592575 A JP S592575A JP 57109533 A JP57109533 A JP 57109533A JP 10953382 A JP10953382 A JP 10953382A JP S592575 A JPS592575 A JP S592575A
Authority
JP
Japan
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inverter
voltage
unit
breaker
terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP57109533A
Other languages
English (en)
Inventor
Nagataka Seki
関 長隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Priority to US06/466,541 priority patent/US4546423A/en
Priority to EP83101571A priority patent/EP0087697B1/en
Priority to DE8383101571T priority patent/DE3363993D1/de
Publication of JPS592575A publication Critical patent/JPS592575A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 複数のユニットインバータから成る多重インバータにお
いて、ユニットインバータの故障時の交、流出力側から
の過電流の流れ込みを防止した多重インバータに関する
〔発明の技術的背景〕
第1図は従来の多重インバータの構成例を示したもので
ある。図において、1θは交流入力母線、11はしゃ断
器、12は整流器、13は直流リアクトル、14は平滑
コンデンサ、15は直流母線を示す、201と202は
ユニットイン・ぐ−タ(以下U−INVで示す)21は
高速度しゃ断器、22.23は交流出力母線、24は逆
起電力を有する負荷又は負荷及び他の電源(以下一括し
て負荷等という)である。第1図において整流器12に
よって交流を直流に変換後、直流リアクトル13と平滑
コンデンサ14にヨシ平滑化された直流を得る。直流母
線15には二つのU−INV201と201が接続され
ここで再び交流を得る。U −INV 20mと20.
の交流1出力は直列に接続されており、合成した出力電
圧が交流出力母線22に与えられる。このように複数の
U −INVの出力を直列的に又は特殊な場合は直並列
的に接続して構成するインバータを多重インバータと称
し、容量の増加や波形改善の手段として広く用いられて
いる。
初めに、第20を用いてU−INVの構成例とその動作
を述べる。15P、15Nは正、負の直流母線15を示
し、31〜34はGTo141〜44はそれぞれGTO
31〜34に対応して逆並列接続されるダイオード、5
1は出力変圧器vo l v6 は交流出力端子である
。この図は、主スイツチング素子に消弧機能又は転流回
路機能が付属することを模式的にGTOで代表して表現
したもので、実用上の回路では、GToと直列にリアク
トルを挿入したり、スナバ回路を設けたシすることある
いはサイリスクと転流回路の組合せ、又はトランジスタ
などを含む回路で構成される。本図でGTO31と34
がオン状態であれば、出力変圧器51の入力端子Vに対
し同Uに+Eの電圧が印加される。ここでEは直流電圧
である。又GTO32と33が共にオン状態であればV
に対しUに−Eの電圧が印加される。
更にGTO31と33又は32と34がオン状態にあれ
ば、出力変圧器51のU−V間の電圧はOである。従っ
てGTO31〜34を適当な周波数と順序でオン、オフ
を繰シ返すことによって出力変圧器5ノの出力端子V。
+vOKは交流電圧eが発生し、さらにeの大きさを変
えることができる。
再び第1図に戻シ高速しゃ断器21の必要理由を述べる
。この多重インバータが負荷と接続されて運転している
状態で一方のU−INVlolが転流失敗を起こしたと
する。転流失敗というのは例えば第2図のGTO31が
ターンオフする前にGTO32がターンオンしてしまう
ことを指し、これによって直流母線15Pと15N間が
短絡される現象をいう。前述のようにGTOと直列にリ
アクトルが挿入されることが多いので、直接的な短絡と
なることは少ない。それでももともとりアクドルの値は
極めて小、さいからコンデンサ14から数100OAの
放電電流がGTOに流れることになるが、コンデンサの
放電電流だけでは勿論GTOが破壊しないようにしであ
る、としてもGTOの保護の為には交流入力及び交流出
力側から大量なエネルギーがユニットインバータ内に流
入することを避けなければならない。
その為整流器12はいわゆるダートシフトという手段で
インバータ動作に切シ換え、交流入力からのエネルギー
の流入を1サイイル以内に0とする。一方負荷からの過
電流の流入防止あるいは負荷と並列に接続される他の電
源が過電流で共倒れを起すことを防ぐ為に高速しゃ断器
21を開放することが必要である。
ここで言う高速しゃ断器21はインバータの出力周波数
fとすると1/10・f程度又はそれ以下の時間でしゃ
断可能なものを指し、通常はサイリスタを使用したしゃ
断器を用いる。
〔背景技術の問題点〕
ところで、交流出力母線が3000Vとか6000Vの
ような高圧であると耐圧の点からサイリスクを多数直列
に接続しなければならないが、入手可能な素子の制約か
ら、容量が小さい程経済性の点で不利になる。例えば2
00V回路用には、サイリスタは5Aから3000A迄
種々の電流定格のものを選択できるが、3000V回路
用には耐圧の点から50OAより下のサイリスタは入手
出来ないので、電流が少ない程不経済となる。
以上のように従来の方式は多重インバータを構成するU
 −INVの一部が転流失敗した場合、そこに負荷等か
らの過電流が流入することを避ける為に高価な高速しゃ
断器を用いている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は複数のユニットインバータかう成る多重
インバータにおいて、一部のユニットインバータに故障
が生じた際に、高価な高速度しゃ断器を用いることなし
に多重インバータを保護出来るようにした多重インバー
タを提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、この目的を達成するためにユニットインパ〜
りの夫々又は群毎に、その直流端子カラインバータ内部
を見たインピーダンスを高める為の保護回路を備えると
共に、他の健全なユニットインバータの発生する電圧を
制御して交流端子に設けたしゃ断器等を開放する点に特
徴を有する。
〔発明の実施例〕
第3図は本発明の実施例を示したもので第1図と同一記
号を付したものは説明を省略する。
301と302は夫々U −INV 201と202の
入力側に設けた高速しゃ断装置、4oはしゃ断器である
。高速しゃ断装置3o1r302は通常の運転では閉と
なっているが、U−INVの故障時に図示しない故障検
出器からの信号又は、高速しゃ断装置301*302自
身のしゃ新機構で開となる。
正常時高速しゃ断装置301+302が閉のときは、第
1図と機能的には全く同じである。今U−INV20.
で転流失敗が生じたとすると、正負の直流母線15が短
絡されることになるので直ちに高速し中断装置302を
開とする。その後U−INV 20 iのGTOに一斉
にオフff−)信号を印加するとか、回路内の転流失敗
時に生ずる振動電流の反転を利用するとかの手段によ、
!7GToを全てオフとして、U−1@V20.の交流
、端子からインバータ内部を見たときその内部インピー
ダンスが極力大となるようにする。それと同時に一方の
U −INV 201のパルス幅を制御し、交流出力母
線22の電圧を負荷等の電圧と位相に極力近づけるよう
にする。これは、交流出力側の負荷等の電圧vLとイン
バータが発生する電圧V、との差vL−vlをインバー
タ及び負荷等のくなることは明らかである。
従来の技術ではインバータ電圧Vr ヲー早<下げてし
まうことにあったが本発明は健全なインバータU −I
NVlを使って、極力V、を維持しようとする点に大き
な特徴がある。又、X!は主にU−INV内の変圧器の
インピーダンスで決る。変圧器のインピーダンスは一般
に負荷側が開放されている時は、励磁インピーダンスと
等しくなる為、非常に大きくなる。従って、健全なU−
INV 201 を使ってV、をvしに近づけ更に故障
しりU −INV 20Hの交流端子からインバータ内
部を見たインピーダンスが極カ大となるようにGTOを
オフし、かつ高速しゃ断装置302を開とすることは、
いずれも負荷等からのインバータへの過電流の流れ込み
を防止する手段として有効である。従って、しゃ断器4
oは比較的しゃ断時間の長い機械的なものを使用、して
もインバータを過電流から保護するととが出来る為経済
的に有利となる。
健全なU −INVの交流出力電圧を増加させる手段と
しては第3図に示す整流器12自身に電圧制御能力があ
る場合は、整流器12によって電圧を高めることが可能
である。又第3図では、簡単の為に2台のU −INV
を用いて説明したが、U−INVO数が多い程、U −
INV 1台当りの上限の電圧調整能力が低くてよいの
で、有利になる。
更にU −INVは第2図に示すような単相出力のもの
に限らす三相出力又は他の相数出力のものにも適用でき
ることは明らかである。、第4図は高速しゃ新装Nso
の例を示しだもので、(、)はヒーーズ、(b)はGT
OL +断器、(c)は配線用しゃ断器である。ここで
配線用しゃ断器は(、)や(b)に比べてしゃ断時間は
おそいが、他の大形しゃ断器が60〜100 ミIJ秒
程しゃ断にかかるのに対して、これは20ミリ秒程なの
でリアクトルとコンデンサとを併用すればよい。
又多重イン7N4−夕を構成するU −INVが波形改
善の目的などで互いに位相の異なる電圧を発生するよう
に構成されている場合、U−INVの一つが故障すると
合成した電圧の位相も変化してしまうので、負荷等の逆
起電力の位相と、相対的なずれを生ずる。これによる悪
影響を避けるには、故障信号で位相の修正を急速に行う
などの手段が有効である。又U −INV、は直流回路
に並列的に設置したものばかシでなく直列的に設置した
ものにも有効である。なお、名称並びに本文に使用した
インバータの用語は、慣習的に第2図のような回路を指
すものであって、例えば最近研究されるようになってき
た自励転流整流器のように交流、直流の変換を行うもの
を含むものとする。
〔発明の効果〕
本発明によって得られる効果は高価な高速しゃ断器を用
いることなく、多重インバータ内の部分的な故障に対し
て過電流保護を行うことができることで、特に交流出力
電圧の高い場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の多重インバータの一例を示す構成図、第
2図は第1図のユニットインバータを説明する為の回路
図、第3図は本発明の多重インバータの一実施例を示す
構成図、第4図は本発明に用いる高速しゃ断装置の例を
示した回路図である。 10・・・交流入力母線、1ノ・・・しゃ断器、12・
・・整流器、13・・・直流リアクトル、14・・・平
滑コンデンサ、15.15P、15N・・・直流母線、
20・・・ユニットインバータ、21・・・高速度しゃ
断器、22.23・・・交流出力母線、24:・・逆起
電力を有する負荷又は負荷及び他の電源、31〜34・
・・GTo、41〜44・・・ダイオード、40・・・
しゃ断器、51・・・出力変圧器。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 音節1図 第2図 Ov0 第3図 1 第4図 (a)(b)(c) 手続補正書 6ゎ、5情、2.−.1 特許庁長官  若 杉 和 夫  殿 1、事件の表示 特願昭57−109533号 2、発明の名称 多喪インバータ 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 (307)  東p芝浦霜、気株式会社4、代理人 6、補正の対象 (3)  明細書第5負第14行目の「出力周波数f」
を「出力周波数なj」とKJ止する。 (4)  明細誓第5負弗19杓目の1″高圧であると
耐圧」を1高圧であると高速しゃ断器21に使用するツ
イリスタは耐圧」と削正する。 (5)  明細書第6負第6行目の「サイリスタは入手
出来ないので、」を[°サイリスタの入手は困難なので
、」と削正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ユニットインバータを少く共2つ以上有し、それぞれの
    交流端子の少く共2つ以上を直列接続して所望の電圧と
    波形を得るようにした多重インノ々−夕において、該ユ
    ニットインバータの一つが故障した際に、故障したユニ
    ットインバータの直流端子から、該ユニットインバータ
    内部を眺めたインピーダンスを高める為の保護回路を備
    えると共に、他の健全なユニットインバータの電圧を、
    多重インバータの交流端子に接続される他の交流電源の
    電圧又は負荷の逆起電圧に追従させる制御を行いつつ多
    重インバータの交流端子側に設けたしゃ断器を開放する
    ことを特徴とする多重インバータ。
JP57109533A 1982-02-23 1982-06-25 多重インバ−タ Pending JPS592575A (ja)

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JP57109533A JPS592575A (ja) 1982-06-25 1982-06-25 多重インバ−タ
US06/466,541 US4546423A (en) 1982-02-23 1983-02-15 Multiple inverters with overcurrent and shoot-through protection
EP83101571A EP0087697B1 (en) 1982-02-23 1983-02-18 Multiple inverter
DE8383101571T DE3363993D1 (en) 1982-02-23 1983-02-18 Multiple inverter

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