KR20140090563A - 인버터 장치 - Google Patents

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Abstract

직류 공통 모선(15)으로부터의 직류 전력을 수전하여 부하를 구동하는 인버터 장치에 있어서, 역행시에 양측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 스위칭 소자(SW1)를 배치하고, 회생시에 양측 직류 단자 P1을 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 역접속 다이오드(D1)를 배치하고, 평활부(13)의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 양측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 충전 저항(R1)을 배치하고, 양측 직류 단자 P, P1 사이에 브레이크 저항(R2)을 외부 접속하며, 또한, 양측 직류 단자 P가 직류 공통 모선(15)의 양측 모선(15a)과 동전위인 단자가 되도록 접속하여 구성하였다.

Description

인버터 장치{INVERTER DEVICE}
본 발명은 인버터 장치에 관한 것이다.
종래의 인버터 장치는, 예를 들면 부하인 전동기(예를 들면 유도 전동기)를 상용 전원에서 가변속 구동하기 위한 구동 장치로서, 상용 전원에 접속되는 컨버터 정류기(교류 직류 변환부), 직류 전력을 축적하는 평활부, 충전 저항, 스위칭 소자 및 역접속 다이오드를 가지고, 평활부의 콘덴서(평활 콘덴서)를 충전하는 충전 회로 및, 전동기에 접속되는 역변환부(직류 교류 변환부) 등을 구비하여 구성된다.
또, 종래의 인버터 장치는 상용 전원으로부터의 전력 공급이 없는 경우에도 직류 공통 모선으로부터의 전력(직류 전력)을 수전하여 동작하는 것이 가능하도록 양음의 직류 단자(P, N)를 구비하고 있다. 또한, 이 직류 공통 모선에는 회생시의 과전류를 방지하기 위한 브레이크 장치가 접속되는 것이 일반적이다. 또, 이 브레이크 장치에는 회생시의 전력(회생 전력)을 소비하는 브레이크 저항이 마련되는 구성이 일반적이다.
[특허문헌 1] 일본 특개소 63－7101호 공보
직류 공통 모선에 접속되는 부하 장치(예를 들면 브레이크 장치)가 대용량인 경우, 이 대용량 브레이크 장치에 흐르는 전류가 인버터 장치 내의 다이오드(소위, 역접속 다이오드)에 흐를 가능성이 높다. 대용량 브레이크 장치는 그 용량에 대응한 전류 정격을 가지고 있지만, 역접속 다이오드는 내장되어 있는 인버터 장치의 용량에 대응한 전류 정격밖에 가지고 있지 않은 것이 통상적이다. 직류 공통 모선에 접속되는 인버터 장치로서는 다양한 용량의 것이 접속되지만, 예를 들면, 대용량 브레이크 장치에 비하여 인버터 장치의 용량이 현저히 작은 경우에는 대용량 브레이크 장치에 흐르는 큰 브레이크 전류(혹은 그 일부)가 역접속 다이오드에 흐름으로써, 역접속 다이오드가 파손될 가능성이 있다는 문제가 있었다.
또한, 상기 특허문헌 1과 같이 역접속 다이오드에 한류 저항기(current limiting resistor)를 부가하는 구성도 생각할 수 있다. 그렇지만, 이 특허문헌 1의 구성으로는, 인버터 장치에 흐르는 역행(力行)시의 전류가 항상 한류 저항기에 흐르기 때문에, 발열이 증대하고 효율도 나빠지므로 실용적이지 않다는 문제가 있다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서 직류 공통 모선에 접속되는 부하 장치가 대용량이어도, 장치 내에 마련되는 역접속 다이오드의 파손을 확실히 방지할 수 있는 인버터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하여 부하를 구동하는 인버터 장치에 있어서, 상기 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하는 제1 양(陽)측 직류 단자 및 제1 음측 직류 단자와, 상기 제1 양측 직류 단자와는 상이한 제2 양측 직류 단자와, 상기 제1 양측 직류 단자 및 상기 제1 음측 직류 단자로부터 공급되는 직류 전력을 축적하는 평활부와, 상기 평활부로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류 교류 변환부와, 역행시에 상기 제1 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 배치되는 스위칭 소자와, 회생시에 상기 제2 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 배치되는 역접속 다이오드와, 상기 평활부의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 상기 제1 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 배치되는 충전 저항을 가지는 전류 경로 변경부를 구비하고, 상기 제1 양측 직류 단자와 상기 제2 양측 직류 단자와의 사이에 외부 저항을 접속하고, 또한, 상기 제1 양측 직류 단자가 상기 직류 공통 모선의 양측 모선과 동전위인 단자가 되도록 접속하여 구성한 것을 특징으로 한다.
이 발명에 의하면 대용량의 부하 장치를 포함하는 직류 공통 모선에 소용량의 인버터 장치를 접속할 수 있다는 효과를 달성한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 인버터 장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 실시형태에 관한 인버터 장치의 다른 회로 구성(브레이크 저항 내장)을 나타낸 도면이다.
도 3은 실시형태에 관한 인버터 장치의 다른 회로 구성(브레이크 저항 내장＆외부 장착)을 나타낸 도면이다.
도 4는 실시형태에 관한 인버터 장치의 다른 회로 구성(역접속 다이오드의 접속 위치 변경)을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시형태에 관한 인버터 장치의 다른 회로 구성(역행 다이오드 외부 장착)을 나타낸 도면이다.
도 6은 실시형태에 관한 인버터 장치의 다른 회로 구성(충전 회로의 N측 배치)을 나타낸 도면이다.
도 7은 실시형태에 관한 인버터 장치의 다른 실시태양을 나타낸 도면이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관한 인버터 장치에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 인버터 장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이 실시형태 1에 관한 인버터 장치(10)는 교류 직류 변환부로서의 컨버터(11), 충전 회로(12), 평활 콘덴서를 구비하는 평활부(13) 및, 직류 교류 변환부(14)를 구비하여 구성된다.
또한, 인버터 장치(10)에는 교류 전원 단자 R, S, T, 직류 공통 모선(15)의 양(陽)측 모선(15a)에 전기적으로 접속되는 직류 단자(제1 양측 직류 단자) P, 후술 하는 브레이크 저항(R2)을 통하여 양측 모선(15a)에 전기적으로 접속되는 직류 단자(제2 양측 직류 단자) P1, 직류 공통 모선(15)의 음측 모선(15b)에 전기적으로 접속되는 직류 단자(제1 음측 직류 단자) N 및, 도시하지 않은 전동기 등의 부하를 접속하는 부하 접속 단자 U, V, W가 마련되어 있다.
컨버터(11)는 예를 들면 복수의 다이오드가 풀 브릿지(full-bridge) 회로를 구성하고, 교류 전원 단자 R, S, T로부터 공급되는 3상 교류 전력을 직류 전력으로 변환한다. 컨버터(11)의 출력은 양측 직류 단자 P1 및 음측 직류 단자 N을 통하여 직류 공통 모선(15)에 공급된다. 또, 컨버터(11)의 출력은 후술하는 브레이크 저항(R2)을 통하여 양측 직류 단자 P와 음측 직류 단자 N와의 사이에 인가된다.
평활부(13)는 컨버터(11)에서 변환된 직류 전력을 브레이크 저항(R2) 및 충전 회로(12)를 통하여 평활 콘덴서에 축적한다. 또, 평활부(13)는 직류 공통 모선(15)으로부터의 직류 전력을 충전 회로(12)를 통하여(브레이크 저항(R2)은 사이에 두지 않는) 평활 콘덴서에 축적한다.
직류 교류 변환부(14)는 스위칭 소자를 직렬 접속한 상하 암(arm) 구성의 전압형 브릿지 회로를 1이상 가지고, 평활부(13)로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 도시하지 않은 부하를 구동한다.
충전 회로(12)는 스위칭 소자(SW1), 충전 저항(R1) 및, 역접속 다이오드(D1)를 구비하여 구성된다. 스위칭 소자(SW1)는 일방향성 스위칭 소자(예를 들면 사이리스터(thyristor))이며, 역행시의 전류 경로(양(陽)측 모선(15a)으로부터 직류 교류 변환부(14)로 향하는 방향)를 이루도록 양측 직류 단자 P와 직류 교류 변환부(14)의 양측 입력단과의 사이에 배치된다. 충전 저항(R1)은 평활 콘덴서를 초기 충전할 때의 돌입 전류를 제한하도록 스위칭 소자(SW1)의 양단에 병렬로 접속되도록 배치된다. 즉, 충전 저항(R1)은 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 전류가 흐르는 전류 경로 상에 배치된다. 역접속 다이오드(D1)는 회생시의 전류 경로(직류 교류 변환부(14)로부터 양(陽)측 모선(15a)으로 향하는 방향)를 이루도록 캐소드(cathode)가 양(陽)측 직류 단자 P1에 접속되고, 애노드(anode)가 직류 교류 변환부(14)의 양측 입력단 측에 접속되도록 배치된다.
상기와 같이 충전 회로(12)는 역행시에 양(陽)측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 전류의 경로(스위칭 소자를 통과하는 전류 경로：제1 전류 경로), 회생시에 양측 직류 단자 P1을 통하여 흐르는 전류의 경로(역접속 다이오드를 통과하는 전류 경로：제2 전류 경로) 및, 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 양측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 전류의 경로(충전 저항(R1)을 통과하는 전류 경로：제3 전류 경로)로 이루어지는 3개의 전류 경로를 동작 태양에 따라 자동적으로 변경하는 전류 경로 변경부로서의 기능을 가진다.
양측 직류 단자 P, P1 사이에는 외부 접속되는 브레이크 저항(R2)이 마련된다. 이 때, 양측 직류 단자 P, P1 가운데 양측 직류 단자 P의 전위가 양측 모선(15a)와 동전위가 되도록 접속된다.
또, 직류 공통 모선(15)에는 대용량 브레이크 장치(20)가 접속되어 있다. 대용량 브레이크 장치(20)에는 스위칭 소자(SW2)에 직렬 접속되는 브레이크 저항 R3가 마련되어 있다. 이 브레이크 저항 R3는 회생 전력(전기 에너지)을 열에너지로 변환하여 소비한다.
다음으로, 도 1과 같이 구성된 인버터 장치의 주요부 동작에 대해서, 도 1을 참조하여 설명한다.
먼저, 직류 공통 모선(15)에 접속되는 대용량 브레이크 장치(20)가 동작하여, 도시한 바와 같은 브레이크 전류 Ibr이 흘렀을 때를 상정한다. 이때, 인버터 장치(10)의 내부에 있어서도, 도시한바와 같은 브레이크 전류 Ibr2가 흐르지만, 이 브레이크 전류 Ibr2는 외부 장착된 브레이크 저항(R2)에 의하여 억제되기 때문에, 역접속 다이오드(D1)에 흐르는 전류를 작게 할 수 있어, 역접속 다이오드(D1)의 파손을 방지할 수 있다.
브레이크 저항(R2)의 값 Rr은, 대용량 브레이크 장치(20)의 동작시의 직류 모선 전압의 변동폭을ΔV, 역접속 다이오드의 순방향 드롭 전압을 Vd1, 역접속 다이오드(D1)의 허용 전류값을 Id1으로 하였을 때, 다음의 식을 이용하여 구할 수 있다.
Rr=(ΔV－Vd1)／Id1……(1)
또한, 도 1을 참조하면, 회생 전류의 경로는 역접속 다이오드(D1) 및 브레이크 저항(R2)을 통과하여 양(陽)측 모선(15a)으로 향하는 경로 이외에도 충전 저항(R1)을 통과하여 양측 모선(15a)으로 향하는 경로도 존재한다. 그렇지만, 충전 저항(R1)의 저항값보다 브레이크 저항(R2)의 저항값 쪽이 작은 것으로 선정되므로, 회생 전류의 대부분을 브레이크 저항(R2)을 통과하는 경로로 향하게 하는 것이 가능해진다.
본 실시형태에 관한 인버터 장치는 도 2와 같이 구성하여도 좋다. 도 2에서는 외부 장착된 브레이크 저항(R2)을 대신하여, 인버터 장치에 내장되는 브레이크 저항(R4)을 마련하는 구성이다. 또한, 도 2에서는 브레이크 저항(R4)을 양측 직류 단자 P1에 접속하고 있지만, 브레이크 저항(R4)과 역접속 다이오드(D1)의 접속 순서를 역전하여, 역접속 다이오드(D1)의 캐소드를 양측 직류 단자 P1에 접속하고, 역접속 다이오드(D1)의 애노드에 브레이크 저항(R4)의 일단을 접속하여도 좋다.
또한, 도 2의 구성에 있어서, 브레이크 저항(R4)만으로는 저항값이 부족한 경우에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 외부 장착된 브레이크 저항(R2)을 추가하여 대응하면 좋다. 도 3의 구성에 의하면, 도 1보다 외부 장착되는 브레이크 저항(R2)의 저항값이나 용량값을 작게 할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또, 도 3의 구성을 전제로 할 때, 즉, 충전 회로(12) 내에 브레이크 저항(R4)을 가지고, 또한, 외부 장착되는 브레이크 저항(R2)을 가지는 구성인 경우에, 브레이크 저항(R4)의 저항값으로 충분한 경우에는 브레이크 저항(R2)의 저항값을 '0' 즉 브레이크 저항(R2)을 제외하여 구성하여도 좋다.
또, 본 실시형태에 관한 인버터 장치는 도 4와 같이 구성하여도 좋다. 도 4에서는 회생시의 전류 경로에 충전 저항(R1)이 포함되도록, 충전 저항(R1)의 직류 교류 변환부(14)에 접속되지 않는 쪽의 단자를 역접속 다이오드(D1)의 애노드에 접속하고 있다. 이와 같이 접속하면, 충전 저항(R1)에 브레이크 전류 Ibr2가 흐르기 때문에, 외부 장착되는 브레이크 저항(R2)의 용량값을 작게(경우따라서는 생략)하는 것이 가능해진다. 이때, 도 2와 같이 브레이크 저항(R4)을 내장하고 있어도 좋으며, 브레이크 저항(R2)의 용량값을 더욱 작게 하는 것이 가능해진다. 또, 도 3 의 경우와 마찬가지로, 브레이크 저항(R4)의 저항값이 충분한 크기인 경우에는 브레이크 저항(R2)의 저항값을 '0' 즉 브레이크 저항(R2)을 제외하여 구성하여도 좋다.
또, 본 실시형태에 관한 인버터 장치는 도 5와 같이 구성하여도 좋다. 도 5에 나타낸 인버터 장치(10)는 충전 회로(12)에 있어서의 역접속 다이오드(D1)의 접속이 도 1과는 다르다. 역접속 다이오드(D1)는 도 1에서는 양측 직류 단자 P1에 접속되어 있었지만, 도 5에서는 충전 저항(R1)과 함께 양측 직류 단자 P에 접속되어 있다. 따라서, 도 5의 구성에서는 외부 장착되는 브레이크 저항(R2)은 양(陽)측 모선(15a)과 양측 직류 단자 P와의 사이에 접속할 필요가 있다. 그렇지만, 이 구성으로는 역행시에 흐르는 전류도 브레이크 저항(R2)에 흘러 버리므로 바람직하지 않다. 여기서, 브레이크 저항(R2)의 양단에 역행 전류가 흐르는 방향으로 역행 다이오드(D2)를 병렬로 접속한다. 이와 같이 구성하면, 역행시의 전류의 상당수는 역행 다이오드(D2) 및 스위칭 소자(SW1)를 통과하는 경로로 흐르고, 회생시의 전류의 대부분은 역접속 다이오드(D1) 및 브레이크 저항(R2)을 통과하는 경로로 흐르기 때문에, 역행시의 손실을 작게 하면서, 역접속 다이오드(D1)의 파손을 확실히 방지하는 것이 가능해진다.
지금까지의 구성은 충전 회로(12)를 양극측(P측)에 배치하는 구성이었으나, 도 6에 나타낸 바와 같이 충전 회로(12)를 음극측(N측)에 배치하도록 하여도 좋다. 도 6에 나타낸 인버터 장치(10)에서는 양측 직류 단자 P1을 대신하여 직류 단자(제2 음측 직류 단자) N1이 마련되어 있다.
도 6에 있어서, 스위칭 소자(SW1)는 역행시의 전류 경로(직류 교류 변환부(14)로부터 음측 모선(15b)으로 향하는 방향)를 이루도록 직류 교류 변환부(14)의 음측 입력단과 음측 직류 단자 N과의 사이에 접속된다. 충전 저항(R1)은 평활 콘덴서를 충전할 때의 돌입 전류를 제한하도록 스위칭 소자(SW1)의 양단에 병렬로 접속된다. 역접속 다이오드(D1)는 회생시의 전류 경로(음측 모선(15b)으로부터 직류 교류 변환부(14)로 향하는 방향)를 이루도록 애노드가 음측 직류 단자 N1에 접속되고, 캐소드가 직류 교류 변환부(14)의 음측 입력단 측에 접속되도록 배치된다. 또, 음측 직류 단자 N, N1 사이에는 브레이크 저항(R2)이 외부 장착된다. 이 때, 음측 직류 단자 N, N1 가운데 음측 직류 단자 N의 전위가 음측 모선(15b)과 동전위가 되도록 접속된다.
도 6의 인버터 장치(10)의 회로 동작에 대하여는 도 1의 인버터 장치(10)와 마찬가지이며 상세한 설명은 생략한다. 따라서, 도 6의 인버터 장치(10)는 도 1의 인버터 장치(10)와 동일한 작용 효과를 가진다.
또한, 도 6에서는 충전 회로(12)를 음극측에 배치하는 구성을 도 1의 구성으로 적용하였으나, 도 2 내지 도 5의 구성으로 적용하는 것도 물론 가능하다.
도 7은 대용량 브레이크 장치(20)를 대신하여 대용량 인버터 장치(22)가 직류 공통 모선(15)에 접속되는 실시형태를 나타낸 도면이다. 도 7에 있어서, 대용량 인버터 장치(22)와 같은 직류 공통 모선(15)에 접속되는 부하의, 부하 전류 Iinｖ가 급증하였을 경우를 생각한다. 이 경우, 인버터 장치(10)의 직류 교류 변환부(14)가 회생 전력을 생성하고 있는 경우에는, 부하 전류 Iinｖ의 일부가 역접속 다이오드(D1)에 흐를 가능성이 있지만, 이 경로에는 브레이크 저항(R2)이 마련되어 있기 때문에, 역접속 다이오드(D1)에 흐르는 전류 Iinｖ2를 작게 억제할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 관한 인버터 장치는 대용량 브레이크 장치 이외의 부하가 직류 공통 모선에 접속되는 경우에도 효과적이다.
다음으로, 역접속 다이오드(D1)의 소재에 대하여 설명한다. 반도체 소자의 소재로서는 규소(Si)를 이용하는 것이 일반적이지만, 최근 주목받고 있는 탄화규소(SiC)를 이용하는 것도 물론 가능하다.
SiC 소자는 Si 소자와 비교하여, 열전달율이 크고, 고온에서의 동작이 가능하다는 뛰어난 특성을 가지고 있다. 역접속 다이오드(D1)로서 SiC 소자를 이용함으로써 SiC 소자의 혜택을 받는 것이 가능하다. 즉, SiC 소자는 도통(導通) 손실이 작은 점에서, 인버터 장치 전체의 손실을 저감할 수 있고, 인버터 장치 측의 발열도 억제할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한, SiC는 Si보다 밴드 갭이 크다는 특성에 포착하여, 와이드 밴드 갭 반도체라 칭해지는 반도체의 일례이다. 이 SiC 이외에도, 예를 들면 질화갈륨계 재료 또는 다이아몬드를 이용하여 형성되는 반도체도 와이드 밴드 갭 반도체에 속하고 있으며, 이들의 특성도 탄화규소와 유사한 점이 많다. 따라서, SiC 이외의 다른 와이드 밴드 갭 반도체를 이용하는 구성도 본 발명의 요지를 이루는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 인버터 장치에 의하면, 역행시에 양측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 스위칭 소자(SW1)를 배치하고, 회생시에 양(陽)측 직류 단자 P1을 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 역접속 다이오드(D1)를 배치하고, 평활부(13)의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 양측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 충전 저항(R1)을 배치하고, 양측 직류 단자 P, P1 사이에 브레이크 저항(R2)을 접속하며, 또한, 양측 직류 단자 P가 직류 공통 모선(15)의 양측 모선(15a)과 동전위인 단자가 되도록 접속하여 구성하였으므로, 직류 공통 모선(15)에 접속되는 부하 장치가 대용량이라 하더라도, 역접속 다이오드(D1)의 파손을 확실히 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시형태에 관한 인버터 장치에 의하면, 역행시에 양측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 스위칭 소자(SW1)를 배치하고, 회생시에 양측 직류 단자 P1을 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 역접속 다이오드(D1)를 배치하고, 평활부(13)의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 양측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 충전 저항(R1)을 배치하고, 양측 직류 단자 P, P1의 각각을 직류 공통 모선(15)의 양측 모선(15a)과 동전위인 단자가 되도록 접속함과 아울러, 양측 직류 단자 P1과 직류 교류 변환부(14)의 양측 입력단과의 사이에 역접속 다이오드(D1)에 직렬 접속되는 브레이크 저항(R4)을 배치하였으므로, 직류 공통 모선(15)에 접속되는 부하 장치가 대용량이어도 역접속 다이오드(D1)의 파손을 확실히 방지하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시형태에 관한 인버터 장치에 의하면, 역행시에 양측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 스위칭 소자(SW1)를 배치하고, 회생시에 양측 직류 단자 P1을 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 역접속 다이오드(D1)를 배치하고, 역접속 다이오드(D1)에 직렬로 접속하고 평활부(13)의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에는 양측 직류 단자 P를 통한 전류도 흐르도록 충전 저항(R1)을 배치하고, 양측 직류 단자 P, P1 사이에 브레이크 저항(R2)을 접속하고, 또한, 양측 직류 단자 P가 직류 공통 모선(15)의 양측 모선(15a)과 동전위인 단자가 되도록 접속하여 구성하였으므로, 직류 공통 모선(15)에 접속되는 부하 장치가 대용량이어도 역접속 다이오드(D1)의 파손을 확실히 방지하는 것이 가능하게 된다.
게다가, 본 실시형태에 관한 인버터 장치에 의하면, 역행시에 양측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 스위칭 소자(SW1)를 배치하고, 회생시에 양측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 역접속 다이오드(D1)를 배치하고, 평활부(13)의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 양측 직류 단자 P를 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 충전 저항(R1)을 배치하고, 양측 직류 단자 P, P1 사이에 브레이크 저항(R2)를 접속하고, 또, 브레이크 저항(R2)의 양단에 역행 전류가 흐르는 방향으로 역행 다이오드(D2)를 접속하며, 또한, 양측 직류 단자 P1이 직류 공통 모선(15)의 양측 모선(15a)과 동전위인 단자가 되도록 접속하여 구성하였으므로, 직류 공통 모선(15)에 접속되는 부하 장치가 대용량이어도 역접속 다이오드(D1)의 파손을 확실히 방지하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시형태에 관한 인버터 장치에 의하면, 역행시에 음측 직류 단자 N을 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 스위칭 소자(SW1)를 배치하고, 회생시에 음측 직류 단자 N1을 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 역접속 다이오드(D1)를 배치하고, 평활부(13)의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 음측 직류 단자 N을 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 충전 저항(R1)을 배치하고, 음측 직류 단자 N, N1사이에 브레이크 저항(R2)을 접속하고, 또한, 음측 직류 단자 N이 직류 공통 모선(15)의 음측 모선(15b) 동전위의 단자가 되도록 접속하여 구성하였으므로, 직류 공통 모선(15)에 접속되는 부하 장치가 대용량이어도 역접속 다이오드(D1)의 파손을 확실히 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 이상의 실시형태에 나타낸 구성은 본 발명의 구성의 일례이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 일부를 생략하는 등 변경하여 구성하는 것도 가능하다는 것은 말할 것도 없다.
이상과 같이 본 발명은 장치 내에 마련되는 역접속 다이오드의 파손을 확실히 방지할 수 있는 인버터 장치로서 유용하다.
10 인버터 장치, 11 컨버터, 12 충전 회로(전류 경로 변경부), 13 평활부, 14 직류 교류 변환부, 15 직류 공통 모선, 15a 양측 모선, 15b 음측 모선, 20 대용량 브레이크 장치, 22 대용량 인버터 장치.

Claims (10)

  1. 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하여 부하를 구동하는 인버터 장치에 있어서,
    상기 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하는 제1 양(陽)측 직류 단자 및 제1 음측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자와는 상이한 제2 양(陽)측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자 및 상기 제1 음측 직류 단자로부터 공급되는 직류 전력을 축적하는 평활부와,
    상기 평활부로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류 교류 변환부와,
    역행(力行)시에 상기 제1 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 배치되는 스위칭 소자와, 회생시에 상기 제2 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 배치되는 역접속(逆接續) 다이오드와, 상기 평활부의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 상기 제1 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 배치되는 충전 저항을 가지는 전류 경로 변경부
    를 구비하고,
    상기 제1 양측 직류 단자와 상기 제2 양측 직류 단자와의 사이에 외부 저항을 접속하고, 또한, 상기 제1 양측 직류 단자가 상기 직류 공통 모선의 양(陽)측 모선과 동전위인 단자가 되도록 접속하여 구성한
    것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  2. 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하여 부하를 구동하는 인버터 장치에 있어서,
    상기 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하는 제1 양측 직류 단자 및 제1 음측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자와는 상이한 제2 양측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자 및 상기 제1 음측 직류 단자로부터 공급되는 직류 전력을 축적하는 평활부와,
    상기 평활부로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류 교류 변환부와,
    역행시에 상기 제1 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 배치되는 스위칭 소자와, 회생시에 상기 제2 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 배치되는 역접속 다이오드와, 상기 평활부의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 상기 제1 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 배치되는 충전 저항을 가지는 전류 경로 변경부
    를 구비하고,
    상기 제1 양측 직류 단자 및 상기 제2 양측 직류 단자의 각각을 상기 직류 공통 모선의 양측 모선과 동전위인 단자가 되도록 접속함과 아울러, 상기 제2 양측 직류 단자와 상기 직류 교류 변환부의 양측 입력단과의 사이에 상기 역접속 다이오드에 직렬 접속되는 저항을 배치한
    것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 양측 직류 단자와 상기 직류 공통 모선의 양측 모선과의 사이에 외부 저항을 마련한 것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  4. 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하여 부하를 구동하는 인버터 장치에 있어서,
    상기 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하는 제1 양측 직류 단자 및 제1 음측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자와는 상이한 제2 양측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자 및 상기 제1 음측 직류 단자로부터 공급되는 직류 전력을 축적하는 평활부와,
    상기 평활부로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류 교류 변환부와,
    역행시에 상기 제1 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 배치되는 스위칭 소자와, 회생시에 상기 제2 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 배치되는 역접속 다이오드와, 상기 역접속 다이오드에 직렬 접속되어 상기 제2 전류 경로 상에 배치되고, 상기 평활부의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에는 상기 제1 양측 직류 단자를 통과한 전류도 흐르는 충전 저항을 가지는 전류 경로 변경부
    를 구비하고,
    상기 제1 양측 직류 단자와 상기 제2 양측 직류 단자와의 사이에 외부 저항을 접속하고, 또한, 상기 제1 양측 직류 단자가 상기 직류 공통 모선의 양(陽)측 모선과 동전위인 단자가 되도록 접속하여 구성한
    것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  5. 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하여 부하를 구동하는 인버터 장치에 있어서,
    상기 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하는 제1 양측 직류 단자 및 제1 음측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자와는 상이한 제2 양측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자 및 상기 제1 음측 직류 단자로부터 공급되는 직류 전력을 축적하는 평활부와,
    상기 평활부로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류 교류 변환부와,
    역행시에 상기 제1 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 배치되는 스위칭 소자와, 회생시에 상기 제1 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 배치되는 역접속 다이오드와, 상기 평활부의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 상기 제1 양측 직류 단자를 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 배치되는 충전 저항을 가지는 전류 경로 변경부
    를 구비하고,
    상기 제1 양측 직류 단자와 상기 제2 양측 직류 단자와의 사이에 외부 저항을 접속하고, 또한, 상기 외부 저항의 양단(兩端)에 역행(力行) 전류가 흐르는 방향으로 역행(力行) 다이오드를 접속하고, 또한, 상기 제2 양측 직류 단자가 상기 직류 공통 모선의 양측 모선과 동전위인 단자가 되도록 접속하여 구성한
    것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  6. 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하여 부하를 구동하는 인버터 장치에 있어서,
    상기 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하는 제1 양측 직류 단자 및 제1 음측 직류 단자와,
    상기 제1 음측 직류 단자와는 상이한 제2 음측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자 및 상기 제1 음측 직류 단자로부터 공급되는 직류 전력을 축적하는 평활부와,
    상기 평활부로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류 교류 변환부와,
    역행시에 상기 제1 음측 직류 단자를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 배치되는 스위칭 소자와, 회생시에 상기 제2 음측 직류 단자를 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 배치되는 역접속 다이오드와, 상기 평활부의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 상기 제1 음측 직류 단자를 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 배치되는 충전 저항을 가지는 전류 경로 변경부
    를 구비하고,
    상기 제1 음측 직류 단자와 상기 제2 음측 직류 단자와의 사이에 외부 저항을 접속하고, 또한, 상기 제1 음측 직류 단자가 상기 직류 공통 모선의 음측 모선과 동전위인 단자가 되도록 접속하여 구성한
    것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  7. 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하여 부하를 구동하는 인버터 장치에 있어서,
    상기 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하는 제1 양측 직류 단자 및 제1 음측 직류 단자와,
    상기 제1 음측 직류 단자와는 상이한 제2 음측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자 및 상기 제1 음측 직류 단자로부터 공급되는 직류 전력을 축적하는 평활부와,
    상기 평활부로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류 교류 변환부와,
    역행시에 상기 제1 음측 직류 단자를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 배치되는 스위칭 소자와, 회생시에 상기 제2 음측 직류 단자를 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 배치되는 역접속 다이오드와, 상기 평활부의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 상기 제1 음측 직류 단자를 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 배치되는 충전 저항을 가지는 전류 경로 변경부
    를 구비하고,
    상기 제1 음측 직류 단자 및 상기 제2 음측 직류 단자의 각각을 상기 직류 공통 모선의 음측 모선과 동전위인 단자가 되도록 접속함과 아울러, 상기 제2 음측 직류 단자와 상기 직류 교류 변환부의 음측 입력단과의 사이에 상기 역접속 다이오드에 직렬 접속되는 저항을 배치한
    것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 음측 직류 단자와 상기 직류 공통 모선의 음측 모선과의 사이에 외부 저항을 마련한 것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  9. 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하여 부하를 구동하는 인버터 장치에 있어서,
    상기 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하는 제1 양측 직류 단자 및 제1 음측 직류 단자와,
    상기 제1 음측 직류 단자와는 상이한 제2 음측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자 및 상기 제1 음측 직류 단자로부터 공급되는 직류 전력을 축적하는 평활부와,
    상기 평활부로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류 교류 변환부와,
    역행시에 상기 제1 음측 직류 단자를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 배치되는 스위칭 소자와, 회생시에 상기 제2 음측 직류 단자를 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 배치되는 역접속 다이오드와, 상기 역접속 다이오드에 직렬 접속되어 상기 제2 전류 경로 상에 배치되고, 상기 평활부의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에는 상기 제1 음측 직류 단자를 통과한 전류도 흐르는 충전 저항을 가지는 전류 경로 변경부
    를 구비하고,
    상기 제1 음측 직류 단자와 상기 제2 음측 직류 단자와의 사이에 외부 저항을 접속하고, 또한, 상기 제1 음측 직류 단자가 상기 직류 공통 모선의 음측 모선과 동전위인 단자가 되도록 접속하여 구성한
    것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  10. 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하여 부하를 구동하는 인버터 장치에 있어서,
    상기 직류 공통 모선으로부터의 직류 전력을 수전하는 제1 양측 직류 단자 및 제1 음측 직류 단자와,
    상기 제1 음측 직류 단자와는 상이한 제2 음측 직류 단자와,
    상기 제1 양측 직류 단자 및 상기 제1 음측 직류 단자로부터 공급되는 직류 전력을 축적하는 평활부와,
    상기 평활부로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류 교류 변환부와,
    역행시에 상기 제1 음측 직류 단자를 통하여 흐르는 제1 전류 경로 상에 배치되는 스위칭 소자와, 회생시에 상기 제1 음측 직류 단자를 통하여 흐르는 제2 전류 경로 상에 배치되는 역접속 다이오드와, 상기 평활부의 평활 콘덴서를 초기 충전할 때에 상기 제1 음측 직류 단자를 통하여 흐르는 제3 전류 경로 상에 배치되는 충전 저항을 가지는 전류 경로 변경부
    를 구비하고,
    상기 제1 음측 직류 단자와 상기 제2 음측 직류 단자와의 사이에 외부 저항을 접속하고, 또한, 상기 외부 저항의 양단(兩端)에 역행(力行) 전류가 흐르는 방향으로 역행(力行) 다이오드를 접속하며, 또한, 상기 제2 음측 직류 단자가 상기 직류 공통 모선의 음측 모선과 동전위인 단자가 되도록 접속하여 구성한
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