JPS63257470A - パルス幅変調インバ−タ - Google Patents
パルス幅変調インバ−タInfo
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- JPS63257470A JPS63257470A JP62091728A JP9172887A JPS63257470A JP S63257470 A JPS63257470 A JP S63257470A JP 62091728 A JP62091728 A JP 62091728A JP 9172887 A JP9172887 A JP 9172887A JP S63257470 A JPS63257470 A JP S63257470A
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- width modulation
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 206010014357 Electric shock Diseases 0.000 description 1
- 235000010575 Pueraria lobata Nutrition 0.000 description 1
- 241000219781 Pueraria montana var. lobata Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
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- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
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- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はインバータ主回路を形成しているスイッチング
素子をパルス幅変調信号によりオンオフ制御するインバ
ータにおいて、特に負荷である電動機から大地への漏れ
電流を防止する回路を有するパルス幅変調インバータに
関する。
素子をパルス幅変調信号によりオンオフ制御するインバ
ータにおいて、特に負荷である電動機から大地への漏れ
電流を防止する回路を有するパルス幅変調インバータに
関する。
（従来の技術）
従来のパルス幅変調インバータはスイッチング素子例え
ば６個のトランジスタを三相ブリッジ接続することによ
りインバータ主回路を構成し、そしてパルス幅によって
正弦波近似をさせたパルス幅変調信号によって上記トラ
ンジスタをオンオフ制御することによりインバータ主回
路から正弦波近似交流電圧を得、これにより例えば誘導
電動機を速度制御する。この装置でパルス幅変調信号を
得るキャリア信号の周波数は例えば１９．８ＫＨｚ等と
極めて高い。
ば６個のトランジスタを三相ブリッジ接続することによ
りインバータ主回路を構成し、そしてパルス幅によって
正弦波近似をさせたパルス幅変調信号によって上記トラ
ンジスタをオンオフ制御することによりインバータ主回
路から正弦波近似交流電圧を得、これにより例えば誘導
電動機を速度制御する。この装置でパルス幅変調信号を
得るキャリア信号の周波数は例えば１９．８ＫＨｚ等と
極めて高い。
（発明が解決しようとする問題点）
一般に電動機にはその巻線と鉄心との間に浮遊容量を存
しており、一方、インバータ主回路のスイッチング素子
をオンオフ制御するパルス幅変調信号の周波数が極めて
高いため、電動機から大地即ち接地点へ漏れ電流が発生
する。これは電動機の巻線に流入する一種の零相電流と
考えられ、放置すると感電の危険がある。
しており、一方、インバータ主回路のスイッチング素子
をオンオフ制御するパルス幅変調信号の周波数が極めて
高いため、電動機から大地即ち接地点へ漏れ電流が発生
する。これは電動機の巻線に流入する一種の零相電流と
考えられ、放置すると感電の危険がある。
従来、この漏れ電流を防止するためにインバータ主回路
の各相出力端子と負荷入力端子との間にインダクタンス
を接続すると共に、各インダクタンスの負荷側端にＹ結
線されたコンデンサを接続し、このコンデンサの中性点
を接地してなるＬＣフィルタ回路を設けていた。この構
成によれば高周波電流はフィルタを介して接地点にバイ
パスされるので電動機からの漏れ電流は防１１−される
。しかしながらこの構成ではＬＣフィルタ回路が共振す
る欠点があった。この共振を生ずるとインバータ出力電
圧の振幅が異常振動状態となる。
の各相出力端子と負荷入力端子との間にインダクタンス
を接続すると共に、各インダクタンスの負荷側端にＹ結
線されたコンデンサを接続し、このコンデンサの中性点
を接地してなるＬＣフィルタ回路を設けていた。この構
成によれば高周波電流はフィルタを介して接地点にバイ
パスされるので電動機からの漏れ電流は防１１−される
。しかしながらこの構成ではＬＣフィルタ回路が共振す
る欠点があった。この共振を生ずるとインバータ出力電
圧の振幅が異常振動状態となる。
そこで本発明の目的はインバータ主回路の負荷である電
動機から大地等接地点への漏れ電流をＬＣフィルタ回路
によって確実に防止できると共に、そのＬＣフィルタ回
路が共振することを防止できるパルス幅鹿調インバータ
を提供す葛ことにある。
動機から大地等接地点への漏れ電流をＬＣフィルタ回路
によって確実に防止できると共に、そのＬＣフィルタ回
路が共振することを防止できるパルス幅鹿調インバータ
を提供す葛ことにある。
［発明の構成］
（ｔｉｉＪｍ点を解決するための手段）本発明によるパ
ルス幅変調インバータは、その各相出力端子と負荷との
間に相互に磁気的に結合されたインダクタンスを接続す
ると共に、各インダクタンスの負荷側に星形接続された
コンデンサを接続し、更にこのコンデンサの中性点をイ
ンバータ主回路の直流回路の接地点に接続してなるもの
である。
ルス幅変調インバータは、その各相出力端子と負荷との
間に相互に磁気的に結合されたインダクタンスを接続す
ると共に、各インダクタンスの負荷側に星形接続された
コンデンサを接続し、更にこのコンデンサの中性点をイ
ンバータ主回路の直流回路の接地点に接続してなるもの
である。
（作用）
インダクタンス及びコンデンサは高周波電流である漏れ
電流に対してＬＣフィルタ回路として作用し、この漏れ
電流を接地点に流入させ電動機への流入を防止する。同
時にＬＣフィルタ回路の共振は各相に設けたインダクタ
ンスを相互に磁気的に結合をしたことによる相互インダ
クタンスによって防止される。
電流に対してＬＣフィルタ回路として作用し、この漏れ
電流を接地点に流入させ電動機への流入を防止する。同
時にＬＣフィルタ回路の共振は各相に設けたインダクタ
ンスを相互に磁気的に結合をしたことによる相互インダ
クタンスによって防止される。
（実施例）
以下本発明の第１実施例について第１図及び第２図を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
第１図において、１はフライホイールダイオード２を並
列に有するスイッチング素子例えば６個のトランジスタ
３〜８を三相ブリッジ接続してなるインバータ主回路で
あり、これらトランジスタ３〜８は図示しないインバー
タ制御回路から出力されたパルス幅変調信号によりベー
ス制御されることによりオンオフ制御され、各相出力端
子９ａ。
列に有するスイッチング素子例えば６個のトランジスタ
３〜８を三相ブリッジ接続してなるインバータ主回路で
あり、これらトランジスタ３〜８は図示しないインバー
タ制御回路から出力されたパルス幅変調信号によりベー
ス制御されることによりオンオフ制御され、各相出力端
子９ａ。
９ｂ、９ｃにパルス巾によって正弦波変調された波形の
多相即ち三相交流電圧が得られるようになっている。こ
のインバータ主回路１に直流電圧を印加する直流電源１
０は例えば三相交流電圧を整流する手段によって構成さ
れている。１１．１２は直流電源１０とインバータ主回
路１との間を接続する直流母線で、その負側は接地され
ている。
多相即ち三相交流電圧が得られるようになっている。こ
のインバータ主回路１に直流電圧を印加する直流電源１
０は例えば三相交流電圧を整流する手段によって構成さ
れている。１１．１２は直流電源１０とインバータ主回
路１との間を接続する直流母線で、その負側は接地され
ている。
１３はＬＣフィルタ回路であり、これは負荷である電動
機１４の入力端子とインバータ主回路１の各相出力端子
９ａ〜９ｃとの間に夫々インダクタンス１５を接続し、
且つ星形即ちＹ接続されたコンデンサ１６を前記インダ
クタンス１５の負荷側に接続し、その中性点１６ａをイ
ンバータ主回路の直流回路の接地点即ち負側の直流母線
１２に接続してなる。そしてこの発明の目的に従って前
記三個のインダクタンス１５は同一鉄心に巻装する等し
て磁気的に相互に結合させている。尚、図中、Ｃｏは電
動機１４の巻線１４ａと鉄心との間の浮遊容量、及びＲ
Ｏは二〇〇〇と直列に存在すると想定される等価抵抗で
ある。
機１４の入力端子とインバータ主回路１の各相出力端子
９ａ〜９ｃとの間に夫々インダクタンス１５を接続し、
且つ星形即ちＹ接続されたコンデンサ１６を前記インダ
クタンス１５の負荷側に接続し、その中性点１６ａをイ
ンバータ主回路の直流回路の接地点即ち負側の直流母線
１２に接続してなる。そしてこの発明の目的に従って前
記三個のインダクタンス１５は同一鉄心に巻装する等し
て磁気的に相互に結合させている。尚、図中、Ｃｏは電
動機１４の巻線１４ａと鉄心との間の浮遊容量、及びＲ
Ｏは二〇〇〇と直列に存在すると想定される等価抵抗で
ある。
次に」二記構成の作用について説明する。インバータ主
回路１はそのトランジスタ３〜８が例えば１９．８ＫＨ
ｚのキャリア信号によりパルス幅変調された制御信号に
よりオンオフ制御され、その各相出力端子９ａ〜９Ｃか
らＬＣフィルタ回路１３を介して電動機１４にパルスに
よる正弦波近似の交流電圧を印加し、これを駆動させる
。この運転状態において、キャリア信号による高速スイ
ッチング動作に起因して負荷電流に含まれた高周波電流
はＬＣフィルタ回路１３を介して接地点即ち負側直流母
線１２に流入され、従って電動機１４には流入されない
ので漏れ電流の問題は生じない。
回路１はそのトランジスタ３〜８が例えば１９．８ＫＨ
ｚのキャリア信号によりパルス幅変調された制御信号に
よりオンオフ制御され、その各相出力端子９ａ〜９Ｃか
らＬＣフィルタ回路１３を介して電動機１４にパルスに
よる正弦波近似の交流電圧を印加し、これを駆動させる
。この運転状態において、キャリア信号による高速スイ
ッチング動作に起因して負荷電流に含まれた高周波電流
はＬＣフィルタ回路１３を介して接地点即ち負側直流母
線１２に流入され、従って電動機１４には流入されない
ので漏れ電流の問題は生じない。
ここで、このＬＣフィルタ回路１３におけるインダクタ
ンス１５の自己インダクタンスは高周波電流を低減させ
、コンデンサＣは相間の高周波フィルタとしても作用す
る。一方、このＬＣフィルタ回路１３では、インダクタ
ンス１５が相互に磁気的に結合されているので、その相
互インダクタンスによって１柑の変化が他相に伝わり、
この結果、共振現象が起り難く、従って共振による交流
電圧の異常振動を防止できる。
ンス１５の自己インダクタンスは高周波電流を低減させ
、コンデンサＣは相間の高周波フィルタとしても作用す
る。一方、このＬＣフィルタ回路１３では、インダクタ
ンス１５が相互に磁気的に結合されているので、その相
互インダクタンスによって１柑の変化が他相に伝わり、
この結果、共振現象が起り難く、従って共振による交流
電圧の異常振動を防止できる。
第２図（ａ）、（ｂ）はインダクタンス１５の自己イン
ダクタンスＬを５ ｍ Ｈｚ相互インダクタンスＭを２
．５ｍＨｓコンデンサ１６の容量Ｃを０．１μＦ、電動
機１４の容量及び極数を夫々０゜７５ＫＷ及び４極、キ
ャリア信号の周波数を１９゜８ＫＨｚとした場合の測定
例を示すもので、そのうち、第２図（ａ）はＬＣフィル
タ回路１３を用いない場合のもれ電流（第１図のＲｏを
通る中性点電流）の波形を示し、第２図（ｂ）はＬＣフ
ィルタ回路１３を設けた場合のもれ電流の波形を示す。
ダクタンスＬを５ ｍ Ｈｚ相互インダクタンスＭを２
．５ｍＨｓコンデンサ１６の容量Ｃを０．１μＦ、電動
機１４の容量及び極数を夫々０゜７５ＫＷ及び４極、キ
ャリア信号の周波数を１９゜８ＫＨｚとした場合の測定
例を示すもので、そのうち、第２図（ａ）はＬＣフィル
タ回路１３を用いない場合のもれ電流（第１図のＲｏを
通る中性点電流）の波形を示し、第２図（ｂ）はＬＣフ
ィルタ回路１３を設けた場合のもれ電流の波形を示す。
即ち第２図（ｂ）には第２図（ａ）に示されているパル
ス状高周波電流が除去され、電動機への入力電圧波形が
改善されている様子が示されている。
ス状高周波電流が除去され、電動機への入力電圧波形が
改善されている様子が示されている。
尚、第２図（ａ）、（ｂ）はオシロスコープの画面をス
ケッチして作成したものであり、これら両図において表
示単位は２０μｓｏｃ／Ｄｉｖ及び５ａ＋Ａ／Ｄｌｖで
あり、（Ｏ）表示ラインが電流零レベル位置である。
ケッチして作成したものであり、これら両図において表
示単位は２０μｓｏｃ／Ｄｉｖ及び５ａ＋Ａ／Ｄｌｖで
あり、（Ｏ）表示ラインが電流零レベル位置である。
次に本発明の第２実施例について第１図と同一部分に同
一符号を付して示す第３図により説明する。この実施例
のものは第１図に示した回路に加えてインバータ主回路
１の直流側に直流電源１０とは反対極性を呈するように
６個のダイオード１７を三相ブリッジ接続し、その各相
の交流入力端子とＬＣフィルタ回路１３の各相のインダ
クタンス１５の負荷側との間を接続して帰還回路１８を
設けたものである。
一符号を付して示す第３図により説明する。この実施例
のものは第１図に示した回路に加えてインバータ主回路
１の直流側に直流電源１０とは反対極性を呈するように
６個のダイオード１７を三相ブリッジ接続し、その各相
の交流入力端子とＬＣフィルタ回路１３の各相のインダ
クタンス１５の負荷側との間を接続して帰還回路１８を
設けたものである。
この構成によれば、キャリア周波数を可変とした場合に
、ＬＣフィルタ回路１３に共振を生じたときの共振エネ
ルギは帰還回路１８を介して電源側に回生される。
、ＬＣフィルタ回路１３に共振を生じたときの共振エネ
ルギは帰還回路１８を介して電源側に回生される。
第４図は、キャリア周波数を変化させたときの、もれ電
流の実効値■ｏの実測結果である。図の点線はＬＣフィ
ルタ回路１３未使用時のものであり、キャリア周波数が
高くなるにつれて、Ｉｏも太きくなることがわかる。ま
た、実線はＬＣフィルタ回路１３使用時のものであり、
キャリア周波数が高くなってもＩｏは低く抑えられてい
る。また、ＬＣフィルタ回路１３は、キャリア周波数ｆ
ｃが５〜７ｋＨｚ付近でピークとなる共振特性を持ち、
図中の太線の部分で第２実施例で付加した帰環回路１８
が働く。実用的にはｆｃを共振周波数より高く設定する
ことが望ましく、通常のインバータのキャリア周波数は
１５ｋＨｚ以上であるから第１図の回路で良いが、１５
ｋＨｚ未満のキャリア周波数を利用する場合には第３図
の回路を用いると効果的である。
流の実効値■ｏの実測結果である。図の点線はＬＣフィ
ルタ回路１３未使用時のものであり、キャリア周波数が
高くなるにつれて、Ｉｏも太きくなることがわかる。ま
た、実線はＬＣフィルタ回路１３使用時のものであり、
キャリア周波数が高くなってもＩｏは低く抑えられてい
る。また、ＬＣフィルタ回路１３は、キャリア周波数ｆ
ｃが５〜７ｋＨｚ付近でピークとなる共振特性を持ち、
図中の太線の部分で第２実施例で付加した帰環回路１８
が働く。実用的にはｆｃを共振周波数より高く設定する
ことが望ましく、通常のインバータのキャリア周波数は
１５ｋＨｚ以上であるから第１図の回路で良いが、１５
ｋＨｚ未満のキャリア周波数を利用する場合には第３図
の回路を用いると効果的である。
［発明の効果］
本発明は以上述べたように電動機からの漏れ電流をＬＣ
フィルタ回路によって確実に防止できると共に、このＬ
Ｃフィルタ回路を構成している各相に対応するインダク
タンス相互間を磁気的に結合したことにより共振現象を
防止できるパルス幅変調インバータを提供できる。
フィルタ回路によって確実に防止できると共に、このＬ
Ｃフィルタ回路を構成している各相に対応するインダク
タンス相互間を磁気的に結合したことにより共振現象を
防止できるパルス幅変調インバータを提供できる。
第１図は本発明の第１実施例を示す結線図、第２図（ａ
）、（ｂ）は電流波形を示す図、第３図は本発明の第２
実施例を示す結線図、第４図はキャリア周波数ともれ電
流の関係を示すグラフである。 図中、１はインバータ主回路、３〜８はトランジスタ（
スイッチング素子） 、９ａ、９ｂ、９ｃは出力端子、
１３はＬＣフィルタ回路、１４は電動機、１５はインダ
クタンス、１６はコンデンサ、１８は帰還回路である＝
）、（ｂ）は電流波形を示す図、第３図は本発明の第２
実施例を示す結線図、第４図はキャリア周波数ともれ電
流の関係を示すグラフである。 図中、１はインバータ主回路、３〜８はトランジスタ（
スイッチング素子） 、９ａ、９ｂ、９ｃは出力端子、
１３はＬＣフィルタ回路、１４は電動機、１５はインダ
クタンス、１６はコンデンサ、１８は帰還回路である＝
Claims (1)
- １、直流電源と、この直流電源から直流電圧を受けるよ
うに設けられパルス幅変調信号によりオンオフ制御され
るスイッチング素子からなる多相インバータ主回路と、
このインバータ主回路の各相出力端子と負荷との間に直
列に接続され相互に磁気的に結合されたインダクタンス
と、このインダクタンスの負荷側に星形接続されその中
性点が前記インバータ主回路の直流回路の接地点側に接
続されたコンデンサとからなるパルス幅変調インバータ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62091728A JP2698582B2 (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | パルス幅変調インバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62091728A JP2698582B2 (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | パルス幅変調インバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63257470A true JPS63257470A (ja) | 1988-10-25 |
| JP2698582B2 JP2698582B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=14034568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62091728A Expired - Lifetime JP2698582B2 (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | パルス幅変調インバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2698582B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02151202A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-11 | Hitachi Ltd | 電気車駆動装置 |
| AU655080B2 (en) * | 1991-10-22 | 1994-12-01 | Hitachi Limited | Power converter |
| KR20020046742A (ko) * | 2000-12-15 | 2002-06-21 | 이계안 | 인버터장치의 필터 권선 방식 |
| KR100459472B1 (ko) * | 1998-11-06 | 2005-04-08 | 엘지산전 주식회사 | 인버터구동전동기 |
| JP2009033828A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Honda Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| EP2252478A1 (de) * | 2008-03-10 | 2010-11-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Fahrzeug, insbesondere schienenfahrzeug, mit einer wandlereinheit und verfahren zum umwandeln einer spannung |
| US10411564B2 (en) | 2014-10-22 | 2019-09-10 | Seiko Epson Corporation | Robot with a flexible board having reduced noise leakage |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56159974A (en) * | 1980-05-12 | 1981-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter |
| JPS60255064A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-16 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ |
-
1987
- 1987-04-14 JP JP62091728A patent/JP2698582B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56159974A (en) * | 1980-05-12 | 1981-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter |
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| JP2009033828A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Honda Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| EP2252478A1 (de) * | 2008-03-10 | 2010-11-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Fahrzeug, insbesondere schienenfahrzeug, mit einer wandlereinheit und verfahren zum umwandeln einer spannung |
| US10411564B2 (en) | 2014-10-22 | 2019-09-10 | Seiko Epson Corporation | Robot with a flexible board having reduced noise leakage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2698582B2 (ja) | 1998-01-19 |
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