JPS5944979A - 周波数変換装置 - Google Patents

周波数変換装置

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JPS5944979A
JPS5944979A JP57153754A JP15375482A JPS5944979A JP S5944979 A JPS5944979 A JP S5944979A JP 57153754 A JP57153754 A JP 57153754A JP 15375482 A JP15375482 A JP 15375482A JP S5944979 A JPS5944979 A JP S5944979A
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Japan
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voltage
ground
neutral point
rectifier
synchronous motor
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JP57153754A
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Toshiaki Matsuura
松浦 敏明
Yoshinobu Yamanaka
山中 芳宜
Tetsuaki Kaneko
金子 哲昭
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • 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
    • H02M7/505Conversion 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
    • H02M7/515Conversion 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)
  • Control Of Ac Motors In General (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】 この発明は同期機を低周波起動するサージアグゾーパ付
きの周波数変換装置に関するものである。
近年揚水用発電電動機、高炉ブロア相同期電動機等大容
量同期機の起動方式としてサイリスク等のスイッチング
素子で構成した周波数f撲装置を用いる起動方式が採用
されている。
この起動方式は概要を第1図で示すように、系統(1)
の電圧・周波数を起動用変圧器(3)を通して周波数変
換装置(4)Kより周波数父換し、この可変周波数の電
力で同期電動機(8)を起りのさせ、四ル」電動機の電
圧値、位相及び周波数が系統(1)と同期したら、周波
数変換装置(4)よりの電力供給を停止し、同期しゃ断
器(7)Kより系統に併入される。なおしゃ1析器(2
)及び(5)は低周波起動中ば投入され、俳人運転中ば
開放されている。同図で(6)は主変圧器、(9)は同
期電動機(8)の中性点接地抵抗を示す。また(10)
は分配器で同期電動機(8)のローフの1)γ置を検出
し、電動機がスt\−スに加速するように、点弧信号を
周波数変換装置(4)のインバータに−与えるものであ
る。
本システムを設計する場合に重要なことは、静止形層波
数変換装置(4)が動作する時に、起動用変圧器(3)
及び同期電動機(8)の中性庶電位が変!Jジノし各機
器の対地電位が上昇すること、また同JυJ電動機(8
)の中性点接地抵抗(9)に電流が流れることである。
つ捷りこの中性点電位上昇を考慮して各機器の絶縁レベ
ル、中性点接地抵抗(9)の容量を求める必要がある。
以下この中性点電位上昇の原理について説り1する。
!、82図に周波数変換装置の同期電動機起動回路の一
例を示す。同図で整流器回路(13)により1.起動用
変圧器に3)の2次巻線の交流電圧を]I′−1随に父
換し、直流リアクトル(14)により直/lt、電圧平
滑化した後、インパーク回路(15)により直流電圧を
fi工変交1゛イf、電圧に変換し同期電動機(8)を
加速−ノーる。同図で(11) 、(18)はケーブル
の漂遊容量、(12)は整流器側ザージアグゾーパ、(
16)はインバ・−夕側ザージアグゾーパ、(17)は
交流リアクトル、(9)ハ接地抵抗を示す。
まず簡単のために、ケーブル漂遊容量(11) 、 (
18)、サージアグゾーバ(12) 、(16)が無い
場合の中性点電位上昇を考える。この場合、同期電動機
(8)は中性点が接地抵抗(9)により接地されており
、他に接地点はないためこの接地抵抗(9)に接地電流
は流れず、同期電動機(8)の中性点NMけ大地電圧に
なる。
同期電動機(8)の出力端子UM、VM、WMの対地電
位は固定されインバータ(15)の直流■端子P2..
e端子N2も電位は固定される。
直流リアクトル(14) tI′i■側とQ冊と同じ定
数であるので、整流器(13)の直流■端子PIと■端
子NIP2+N2 P2と○端子N2の中間電位−ローと等しくなる。
つまり第2図において、インパーク側の直流中間P+−
1−N+ y tt)、整流器側の直流中間電圧−ローと起動用変
圧器中性点電圧NTの電圧差をf(りとすると、時刻t
における起動用変圧器(3)の2次巻線の中性点電圧N
Tの対地電圧h (t) n h(t) −(NMの対地「は圧) + y(t)+ 
f(t)で与えられろう今、接地電流は零で同期電動機
(8)の中性点電圧NMは大地電圧としているのでh 
(t) −? (t) + f (t)になる。次に各
電圧波形f (t)、y (t)、h(t)を求める。
整流器側直流中間電圧r+−1五と起動用度)t4中性
点′改圧NTの電圧差f (t)は、整流器(13)の
点弧制御角αにより異なる。−例としてα=600の時
のf (t)の波形を第3図(で、Cν=900の時の
f (t)の波形を第4図に示す、第3図、第4図で起
!1の用賀圧器(3)の出力相電圧のピー外面けKsで
P2+N2 ある。まだインバータ側の1tT流中間′tlilf 
 2  と同期型すの機(8)の中性点電圧NMの電圧
差f (t) Td、1n]期電動機(8)の分配器(
10)点弧角γc=tso0−α)によって異なる。一
般に本方式のような静止j+<周波数変換装置ではr″
″:60°程度に設定さIする。−例としてγ−60’
の時の2(t)の波形を第5図に示す。同図で同期電動
機(8)の出力相電圧のピーク値けEMである。起動用
変圧器(3)の中性点NTの対地iK圧h (t)は、
上述のf (t)とy tt)を加えたものである。第
6図〜vJ8図K f (t)、f (t)、h (t
) ノ関係を示す0第8図のh (t)は第6図のf 
(t)と第7図のy(シ)を瞬時ごとに加えたものであ
る。(整流器(13)の点弧角α=60°、分配器(1
0)の点弧角γ角= 60” 、同期電動機(8)定格
運転時の例である。)以上のように、第2図の回路でケ
ーブルの漂遊容量(11) 、(18)  サージアプ
ゾーパ(12) 、(16)を無視すると、同期電動機
(8)の中性点電圧”Mr’j:、大地11L位になる
が、起動用変圧器(3)の中性点電型N T (、よ第
8図脂+ErM に示すように最大で7;−−(i弓仙用度圧コ)(:υ
出力4fl ’A 圧ヒ−り1lll Es )−”−
’、!: 同191 ’l’M ff+!I 機(ti
) 14i JJ 114 、!t Ifピークlli
EMのlを加えたIL)だけ大地電位よりも旨くなる。
このため起動用尺If(ホ)(3)の端子の対地電圧も
−I役の変圧器に比べ臼型1だけ高(なるっ 起動用変圧器(3)の設計fY′:する場合、このよう
な中性点111位上昇を考慮する必要がある。
第9図に以上説IJ1の11」容を甘とめろ。同ij!
] 7ヒ1幼壜(8)の中性点NMを11(面接、12
しまた揚・分、同期′11往カッぎ:中性点NMは大地
電位になり、起動用変圧器に3)の中性点NTは大地に
対1. Crlt Iff−)−昇する。第1 Fl 
1′Ar、t、起動用変圧器(3)の中性点を抵抗接地
した場合で、この時には起動用変圧器(3)の中性点N
Tが大地4i 1■になり、同期型1v機(8)の中性
点NMにt大地に肘L7て電位上昇する。たた:し第9
図、第10図ともサージアグゾーバ、ケーブルの漂遊容
量は無視している。
第11図に、同期電動機(8)の中性点NMを抵抗接地
し、回路に含まれるサージアグゾーバ、ケーブルの漂遊
容量を考慮した場合の、各部電位の説明を示す。
機 実口における運転モードはこの第11図のようになる。
第11図では、整流器側サージアグゾーバ(12)を通
して零相電流が同期電#機(8)の接地抵抗(9)に流
れるので同期電動機(8)の中性点N1ylも大地から
電位上昇する。同図に示すように、起動用変圧器(3)
の中性点NT、同期電動機の中性点NMともに大地より
電位上昇する。同図において、起動用変圧器(3)の中
性点NTの対地電位上昇値ど、四ル」電動機(8)の中
性点NMの対地電位上昇値は、整流器側の対地インピー
ダンスとインバータ側の対地インピーダンスによってき
まる。つまり、第2図において、整流器側の対地インピ
ーダンス(グーグルの漂遊容量(11)、サージアグゾ
ーバ(12) )がインバータ側の対地インピーダンス
(グーグルの漂遊容量(18)、サージアグゾーパ(1
6)、同期電動機(8)の接地抵抗(9))に比べ非常
に大きければ第9図のようなモードになり、同期電動機
中性点NMの対地電位は殆んど零になる。整流器側の対
地インピーダンスが少さくなると、第11図のように四
ル」電!I!lI機(8)の中性点NMの対地電圧は上
昇し、接地抵抗(9)にも大きな電流が流れる。
第12図に、第11図の回路(同期電mJ機(8)の中
性点NMを接地抵抗(9)で接地し、回路に含まれるサ
ージアプゾーバ、グーグルの漂遊容量を考慮した。)で
低周波起動した場合の、同期電!l1IJ機(8)の中
性点NMの対地電圧波形の一例を示す。接地抵抗(9)
に流れる電流波形も第12図と+1.]似の波形になる
従来の周波数変換装置では、vJ2図に示すように整流
器側サージアグゾーパ(12)、インバーF fill
サーシアクソーバ(16)ともに接地されているので、
以下に示すような問題点があった。
(1)整流器側サージアグゾーバを接地していることに
より、第11図に示すように同期電動機(8)の中性点
NMの電位が大地に対し電位上昇し、同期電動機端子も
大地に対しその分だけ電圧上昇する。この電圧上昇を考
慮して同期電動機(8)の絶縁設計する必要があった。
(2)同期電動機(8)の中性点接地抵抗(9)には、
静止形周波数変挨装置腎で低周波起−Jしている皿、零
相電流が流れることになり、このため接地抵抗としては
容量の大きなもの全製作する必要があった。
この発りJけ、整流器側ザージアグゾーパを非接地とす
ることにより、上記のような従来のものの欠点を除去す
ることを目的になされたものである。
以下、この発明の実施例を第13図を用いて説l:IJ
する。第13図において整流器11111す′−ジアグ
ゾーバ(12a)は非接地にし、インバータ111+1
“す゛−ジアプゾーパ(16)は接地している。本回路
では、整流器側対地インピーダンスはグーグルの$ y
tn fi’喰(1」)だけであるのに対し、インバー
タ++11ス・1地インピーダンスは同期電−J機(8
)の接地抵抗(9)とインバータ1則す−ジアグゾーバ
(16)とグーグルのf煩遊゛靜量(18)の合成イン
ピーダンスになる。本発1.:ll]の回路け、軽+A
 F’に側サージアグゾーパを非接地にしているので、
整流器側の対地インピーダンスはイン・々−り側の対地
インピーダンスに比べ非癌に大きな値となり、起動用変
圧器(3)の中性点NTと四ル]゛屯すの機(8)の中
性点NMの′電圧峙性は刀9図に示すようになる。つま
り同期電動機中性点NMはほぼ大地電位になり、接地抵
抗(9)には殆んど電流は流れない。
また、本発明の回路で、起動用変圧4(3)と箪流器(
13)の間をグーグルでなく、例えばノくスダクトでつ
ないだノ易合には、第13図においてケーフ゛ルの漂遊
容量(11)は零になるので、この時には第9図に示す
ように同期電動機中性点NMは完全に大地電位になり、
接地抵抗(9)の電流も零になる。才だ中性点′電圧N
Mが固定されるので同期電動機端子′電圧も電位上昇す
ることがなく、絶縁設置上も有オリである。
以上述べたように、本発明のように整流器側→ノーージ
アグゾーパ(1za)を非接地回路、インノ々−り側サ
ージアゲシー/< (1(i)を接地回路とすることに
より下記の利点が得られる。
(1)同期電動機(8)の中性点NMは大地電位になり
、このため同期電動機の端子電圧も肘J+l+ ’il
L位上昇しないので、絶縁設計上有利である。
(2)静止形層$、故変換装置で低周波起動している間
も、同期電動機(8)の接地抵抗(9)にれL電流が流
れないので、接地抵抗として低周波起動を考慮した容量
の大きいものを製作する心安がない。
ここで、整流器側サージアグゾーバ(12a)を非接地
としても、整流回路(13)のサイリスクに対するザー
ジ電圧保護は影響を受けない。
そこで、装置に対して変圧器側からの天地間サージ電圧
保護を盛装とする場合は、第14図に示すように起動用
変圧器(3)の1次巻線(19)と2仄巻線との間に混
触防止板(20)を1jtfiえればよい。
起動用変圧器1次巻線側に発生した大地間サージ′電圧
を混触防止板(20)により変圧器2次巻線側に静電移
行するのを防止する。
以上はサイリスクを用いた6柑グレツツ結線の静止形層
波数変換装置について説IJ1シたが、ダイオードやG
TO等半導体素子で構成されたものや、12柑、24相
等の多相整流回路、多相インバータ回路で構成さ八たも
のであっても同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、L:流器側サージア
グゾーパを非接地回路のように構成したので、同期機中
性点′、1L圧上昇を押え、また、同期機接地抵抗を小
容量とできる周波数変換装置が爵られる幼果がある。
【図面の簡単な説明】
般 第1図は一皇的な静止形層波数変換装置の概略回路図、
狛2図は光来の静止形層波数変換装置の詳細回路図、第
3図は整流器割師α角−600の(易P++N+ 合の整流器側直流中間電圧 2  の電圧波形図、第4
図は整流4制師α角=90°の場合の整流器側、Pl十
Nl 直流中間電圧下の電圧波形図、第5図はイン再録であり
、第7図は第5図の再録で・ちる。第8図は起動用変圧
器中性点重圧波形の1例を示す波形図、第9図〜第11
図は各接地方式に仔ける同期電動機の中性点と、起動用
変圧器の中性点の対地′電圧の関係図、第12図は従来
回路における同1] 市itの機の中性点電圧波形の一
例を示す波形図、第13図はこの発15jに係る周波数
変換装置の一実施例を示す回路図、第14図はこの発り
]に係る周波数y挨装置の他の実施例を示す回路図であ
る。 図中、(1)は電力系統、(2)は人力IEIQ Lや
断器、(3)は起動用変圧器、(4)け静止形層波数変
換装置、(5)、は出力側しゃ断4、(6)は主変圧を
、(7)は同工υjしや1祈器、(8)は同期電動機、
(9)は接地抵抗、(川)は分配4、(11)は整流器
側ケーブルの票遊欝@ 、 (12a)は整流器側ザー
ジアグゾーパ、(13)は整流器回路、 (14)は直
流リアクトル、(15)はインバータ回路、  (16
)はインパーク側す−ジアブゾーバ、(17)は交流リ
アクトル、(18)はインバータ1則ケーフ゛ルの漂遊
合計、(19)は起動用変圧器1次巻線、(20)はH
5!Iジノ用変圧器の混触防止板を示す。 なお図中、同一符号は同−父は相当部分を示すっ代 理
 人  葛  野    信  −第1図 I 第3図 9(t)青ノL (イ/へ°−タj=20°)第6図 りd乙II(1)(・f(をン千3イt))第9図 第10図 第11図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)起動用変圧器からの交流電圧を直流電圧に変換す
    る整流平滑回路と、上記直流rti圧を1−1]’ f
    交流電圧に変換するインパーク回路と、上記整流平滑る
    周波数変換装置において、上記サージアゾゾーパを非接
    地回路としたことを特徴とする周波数変換装置。
  2. (2)起動用変圧器が1次巻線と2欠巻線間に混触防止
    板を有するものであることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の周波数変換装置。
JP57153754A 1982-09-01 1982-09-01 周波数変換装置 Granted JPS5944979A (ja)

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JP57153754A JPS5944979A (ja) 1982-09-01 1982-09-01 周波数変換装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6277067A (ja) * 1985-09-30 1987-04-09 Hitachi Ltd 電流形インバ−タ装置
EP1220431A1 (de) * 2000-11-29 2002-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Bedämpfung von Resonanzüberhöhungen bei einem an einem Umrichter mit Spannungszwischenkreis betriebenen elektrischen Motor
KR100459472B1 (ko) * 1998-11-06 2005-04-08 엘지산전 주식회사 인버터구동전동기

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52150520A (en) * 1976-06-09 1977-12-14 Hitachi Ltd Thyristor device

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