JPH0311193B2 - - Google Patents
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- JPH0311193B2 JPH0311193B2 JP58099779A JP9977983A JPH0311193B2 JP H0311193 B2 JPH0311193 B2 JP H0311193B2 JP 58099779 A JP58099779 A JP 58099779A JP 9977983 A JP9977983 A JP 9977983A JP H0311193 B2 JPH0311193 B2 JP H0311193B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diode
- snubber
- circuit
- current transformer
- gto
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、自己消弧型スイツチング素子をア
ーム素子として用いるインバータ装置に関する。
ーム素子として用いるインバータ装置に関する。
第１図に、自己消弧型スイツチング素子をブリ
ツジ接続して構成される従来のインバータ主回路
のハーフブリツジを示す。同図において、Ｐ，Ｎ
は直流電源のそれぞれ正極、負極、１Ｕ，１Ｘは
アーム素子であるゲートターンオフサイリスタ
（以下、GTOと略記する）であつて交互にオン・
オフするようにオンゲート信号を受ける。２Ｕ，
２Ｘはリアクトルであつて直列接続された上
GTO１Ｕ，GTO１Ｘの間に挿入されている。３
Ｕ，３Ｘは帰還ダイオードであつて、帰還ダイオ
ードは３ＵはGTO１Ｕ、リアクトル２Ｕ，２Ｘ
の直列路に対して並列に、帰還ダイオード３Ｘは
GTO１Ｘ、リアクトル２Ｕ，２Ｘの直列路に対
して並列に接続されている。４Ｕ，４Ｘはそれぞ
れGTO１Ｕ，GTO１Ｘのスナバであつて、スナ
バ４Ｕはスナバコンデンサ４１ｕ、ダイオード４
２ｕ、抵抗４３ｕからなりGTO１Ｕに対して並
列接続され、スナバ４Ｘはスナバコンデンサ４１
Ｘ、ダイオード４２Ｘ、抵抗４３Ｘからなり
GTO１Ｘに並列接続されている。Ｕは交流出力
端子であつてリアクトル２Ｕと２Ｘの接続点から
引き出されている。
ツジ接続して構成される従来のインバータ主回路
のハーフブリツジを示す。同図において、Ｐ，Ｎ
は直流電源のそれぞれ正極、負極、１Ｕ，１Ｘは
アーム素子であるゲートターンオフサイリスタ
（以下、GTOと略記する）であつて交互にオン・
オフするようにオンゲート信号を受ける。２Ｕ，
２Ｘはリアクトルであつて直列接続された上
GTO１Ｕ，GTO１Ｘの間に挿入されている。３
Ｕ，３Ｘは帰還ダイオードであつて、帰還ダイオ
ードは３ＵはGTO１Ｕ、リアクトル２Ｕ，２Ｘ
の直列路に対して並列に、帰還ダイオード３Ｘは
GTO１Ｘ、リアクトル２Ｕ，２Ｘの直列路に対
して並列に接続されている。４Ｕ，４Ｘはそれぞ
れGTO１Ｕ，GTO１Ｘのスナバであつて、スナ
バ４Ｕはスナバコンデンサ４１ｕ、ダイオード４
２ｕ、抵抗４３ｕからなりGTO１Ｕに対して並
列接続され、スナバ４Ｘはスナバコンデンサ４１
Ｘ、ダイオード４２Ｘ、抵抗４３Ｘからなり
GTO１Ｘに並列接続されている。Ｕは交流出力
端子であつてリアクトル２Ｕと２Ｘの接続点から
引き出されている。
次に、このインバータ主回路の動作を第２図を
参照して説明する。
参照して説明する。
第２図においてTuはGTO１Ｕのオン期間、
TxはGTO１Ｘのオン期間、Iwは負荷（この例で
は、遅相負荷）に流出する負荷電流、Iu，Ixはそ
れぞれGTO１Ｕ，GTO１Ｘに流れる電流、Iud，
Ixdはそれぞれ帰還ダイオード３Ｕ，３Ｘに流れ
る電流、Vuc，Vxcはそれぞれスナバコンデンサ
４１Ｕ，４１Ｘの電圧である。
TxはGTO１Ｘのオン期間、Iwは負荷（この例で
は、遅相負荷）に流出する負荷電流、Iu，Ixはそ
れぞれGTO１Ｕ，GTO１Ｘに流れる電流、Iud，
Ixdはそれぞれ帰還ダイオード３Ｕ，３Ｘに流れ
る電流、Vuc，Vxcはそれぞれスナバコンデンサ
４１Ｕ，４１Ｘの電圧である。
今、時刻ｔ１の直前においてGTO１Ｕがオン
しており、リアクトル２Ｕ、交流出力端子Ｕを通
して図示しない負荷に負荷電流Iwが供給されて
いるものとする。時刻ｔ１において、GTO１Ｕ
がターンオフするとGTO１Ｕの電流Iuはスナバ
４Ｕに流れ、スナバコンデンサ４１ｕが充電され
ると帰還ダイオード３Ｘがオンし、これを通して
負荷電流Iwがながれる。GTO１Ｘには時刻ｔ１
の直後にオンゲート信号が与えられ、スナバコン
デンサ４１ｘに蓄えられていた電荷が抵抗４３ｘ
を通して放電し、該放電が終了した後、時刻ｔ２
になつて負荷電流１ｗの極性が反転すると帰還ダ
イオード３Ｘが負荷電流１ｗを阻止するようにな
り、GTO１Ｘを通して負荷電流１ｗが流れ始め
る。かくして、交流出力端子Ｕから交流電力が取
り出される。
しており、リアクトル２Ｕ、交流出力端子Ｕを通
して図示しない負荷に負荷電流Iwが供給されて
いるものとする。時刻ｔ１において、GTO１Ｕ
がターンオフするとGTO１Ｕの電流Iuはスナバ
４Ｕに流れ、スナバコンデンサ４１ｕが充電され
ると帰還ダイオード３Ｘがオンし、これを通して
負荷電流Iwがながれる。GTO１Ｘには時刻ｔ１
の直後にオンゲート信号が与えられ、スナバコン
デンサ４１ｘに蓄えられていた電荷が抵抗４３ｘ
を通して放電し、該放電が終了した後、時刻ｔ２
になつて負荷電流１ｗの極性が反転すると帰還ダ
イオード３Ｘが負荷電流１ｗを阻止するようにな
り、GTO１Ｘを通して負荷電流１ｗが流れ始め
る。かくして、交流出力端子Ｕから交流電力が取
り出される。
このように、従来のものでは、スナバコンデン
サの電荷を抵抗を通して放電させる為、GTOの
di／dt債務が高くなると云う欠点がある上、充電
エネルギーがスナバの抵抗で消費されるので変換
効率が良くないと云う欠点があつた。
サの電荷を抵抗を通して放電させる為、GTOの
di／dt債務が高くなると云う欠点がある上、充電
エネルギーがスナバの抵抗で消費されるので変換
効率が良くないと云う欠点があつた。
この発明は、上記した従来の欠点を除去する為
になされたもので、コンデンサとダイオードから
なるスナバを正負アーム素子に並列接続すると共
に両スナバのダイオードのコンデンサ側をダイオ
ード回路を介して接続し正負アーム素子間リアク
トルを通るコンデンサの放電回路を形成せしめた
上、該ダイオード回路を流れる放電電流を変流器
を介し取り出して直流電源側に変換する構成とす
ることにより、従来に比し自己消弧型スイツチン
グ素子のdi／dt債務を軽減し、変換効率を大巾に
高めることができる上、変流器のリセツト時の過
電圧発生が無いインバータ装置を提供することを
目的とする。
になされたもので、コンデンサとダイオードから
なるスナバを正負アーム素子に並列接続すると共
に両スナバのダイオードのコンデンサ側をダイオ
ード回路を介して接続し正負アーム素子間リアク
トルを通るコンデンサの放電回路を形成せしめた
上、該ダイオード回路を流れる放電電流を変流器
を介し取り出して直流電源側に変換する構成とす
ることにより、従来に比し自己消弧型スイツチン
グ素子のdi／dt債務を軽減し、変換効率を大巾に
高めることができる上、変流器のリセツト時の過
電圧発生が無いインバータ装置を提供することを
目的とする。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。
る。
第３図において、５Ｕはスナバであつて、スナ
バコンデンサ５１ｕとこれに直列接続されたダイ
オード５２ｕからなり、GTO１Ｕに対して並列
に接続されている。５Ｘはスナバであつて、スナ
バコンデンサ５１ｘとこれに直列接続されたダイ
オード５２ｘからなり、GTO１Ｘに対して並列
に接続されている。スナバ５Ｕのダイオード５２
ｕのアノード側とスナバ５Ｘのダイオード５２ｘ
のカソード側とはダイオード回路６を介して接続
されている。このダイオード回路６はそのカソー
ド側をダイオード５２ｕのアノード側に向けて挿
入されている。７は変流器であつて、ダイオード
回路６に挿入され、２次巻線の両端７ａ，７ｂは
それぞれダイオード８ａ，８ｂを介して直流電源
の正極Ｐに接続され、かつダイオード８ｃ，８ｄ
を介して直流電源の負極Ｎに接続されている。上
記ダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄはブリツジ
回路を構成する。他の構成は第１図のものと同じ
であるので同一符号を付してある。
バコンデンサ５１ｕとこれに直列接続されたダイ
オード５２ｕからなり、GTO１Ｕに対して並列
に接続されている。５Ｘはスナバであつて、スナ
バコンデンサ５１ｘとこれに直列接続されたダイ
オード５２ｘからなり、GTO１Ｘに対して並列
に接続されている。スナバ５Ｕのダイオード５２
ｕのアノード側とスナバ５Ｘのダイオード５２ｘ
のカソード側とはダイオード回路６を介して接続
されている。このダイオード回路６はそのカソー
ド側をダイオード５２ｕのアノード側に向けて挿
入されている。７は変流器であつて、ダイオード
回路６に挿入され、２次巻線の両端７ａ，７ｂは
それぞれダイオード８ａ，８ｂを介して直流電源
の正極Ｐに接続され、かつダイオード８ｃ，８ｄ
を介して直流電源の負極Ｎに接続されている。上
記ダイオード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄはブリツジ
回路を構成する。他の構成は第１図のものと同じ
であるので同一符号を付してある。
次に、この主回路の動作を第４図を参照して照
明する。第４図において、IDはダイオード回路
６、変流器７を流れる電流を示している。
明する。第４図において、IDはダイオード回路
６、変流器７を流れる電流を示している。
時刻ｔ１において、今までオンしていたGTO
１Ｕがターンオフされると、GTO１Ｕを流れて
いた電流がスナバ５Ｕに移り、スナバコンデンサ
５１ｕが充電される。この時、スナバ５Ｘのスナ
バコンデンサ５１ｘの電荷はダイオード回路６−
変流器７−ダイオード５２ｕ−リアクトル２Ｕ−
交流出力端子Ｕを通つて図示しない負荷へ放電さ
れる。時刻ｔ１の直後に、GTO１Ｘがターンオ
ンされると、スナバコンデンサ５１ｘの電荷はダ
イオード回路６−変流器７−ダイオード５２ｕ−
リアクトル２Ｕ−リアクトル２Ｘ−GTO１Ｘを
通つて放電される。スナバコンデンサ５１ｘの放
電電流が変流器７に流れると、その２次出力はダ
イオード８ａ，８ｄを介して直流電源に返還され
る。この場合、変流器７の励磁電流が零に低下す
る時に発生する過電圧によつてダイオード８ｂ，
８ｃがオンして端子７ａと７ｂ間の電圧を直流電
源の正負極間の電圧にクランプする働きをなし、
変流器７のリセツトを早める。負荷電流Iwはス
ナバコンデンサ５１ｕの充電が完了すると帰還ダ
イオード３Ｘ−リアクトル２Ｕ−出力端子Ｕを通
つて流れ、GTO１Ｘには流れず、時刻ｔ２にな
つて極性が反転すると帰還ダイオード３Ｘがオフ
される為、リアクトル２Ｘ−GTO１Ｘを通つて
流れる。
１Ｕがターンオフされると、GTO１Ｕを流れて
いた電流がスナバ５Ｕに移り、スナバコンデンサ
５１ｕが充電される。この時、スナバ５Ｘのスナ
バコンデンサ５１ｘの電荷はダイオード回路６−
変流器７−ダイオード５２ｕ−リアクトル２Ｕ−
交流出力端子Ｕを通つて図示しない負荷へ放電さ
れる。時刻ｔ１の直後に、GTO１Ｘがターンオ
ンされると、スナバコンデンサ５１ｘの電荷はダ
イオード回路６−変流器７−ダイオード５２ｕ−
リアクトル２Ｕ−リアクトル２Ｘ−GTO１Ｘを
通つて放電される。スナバコンデンサ５１ｘの放
電電流が変流器７に流れると、その２次出力はダ
イオード８ａ，８ｄを介して直流電源に返還され
る。この場合、変流器７の励磁電流が零に低下す
る時に発生する過電圧によつてダイオード８ｂ，
８ｃがオンして端子７ａと７ｂ間の電圧を直流電
源の正負極間の電圧にクランプする働きをなし、
変流器７のリセツトを早める。負荷電流Iwはス
ナバコンデンサ５１ｕの充電が完了すると帰還ダ
イオード３Ｘ−リアクトル２Ｕ−出力端子Ｕを通
つて流れ、GTO１Ｘには流れず、時刻ｔ２にな
つて極性が反転すると帰還ダイオード３Ｘがオフ
される為、リアクトル２Ｘ−GTO１Ｘを通つて
流れる。
即ち、GTO１Ｕ，GTO１Ｘの一方がターンオ
ンすると、直列のリアクトル２Ｕ，２Ｘを含む放
電路が閉成され、該放電路を通してスナバコンデ
ンサの放電電流が流れるので、GTOのdi／dt債
務は軽減される。又、相手GTOがターンオフす
るとスナバコンデンサの電荷がダイオード回路
６、相手GTOのスナバのダイオード、リアクト
ルの一方を通つて負荷にながれるので、GTO１
ＵとGTO１Ｘのターンオン期間が間隔をへだて、
両者が同時にオフしている期間があるような場合
には電力変換効率が高くなり、更に、スナバコン
デンサの放電時には放電電流が変流器７の２次側
からダイオード８ａ，８ｄを通して直流電源側に
返還されることになるので、より一層電力変換効
率が高められる。
ンすると、直列のリアクトル２Ｕ，２Ｘを含む放
電路が閉成され、該放電路を通してスナバコンデ
ンサの放電電流が流れるので、GTOのdi／dt債
務は軽減される。又、相手GTOがターンオフす
るとスナバコンデンサの電荷がダイオード回路
６、相手GTOのスナバのダイオード、リアクト
ルの一方を通つて負荷にながれるので、GTO１
ＵとGTO１Ｘのターンオン期間が間隔をへだて、
両者が同時にオフしている期間があるような場合
には電力変換効率が高くなり、更に、スナバコン
デンサの放電時には放電電流が変流器７の２次側
からダイオード８ａ，８ｄを通して直流電源側に
返還されることになるので、より一層電力変換効
率が高められる。
第５図は、この発明の他の実施例を示したもの
で、帰還ダイオード３Ｕ，３ＸがそれぞれGTO
１Ｕ，GTO１Ｘに対して逆並列接続されている
点において上記実施例と相違するが、第６図に示
すように、この実施例においても、例えば、
GTO１Ｕがターンオフすると、スナバコンデン
サ５１ｕは充電され、スナバコンデンサ５１ｘの
電荷はダイオード回路６−変流器７−ダイオード
５２ｕ、リアクトル２Ｕを通つて図示しない負荷
に流れる。この充電・放電が終了すると帰還ダイ
オード３Ｘ−ダイオード５２ｘ−ダイオード回路
６−変換器７−ダイオード５２ｕ−リアクトル２
Ｕを通つて負荷電流Iwが流れる。又、GTO１Ｘ
がターンオンするとスナバコンデンサ５１ｘの電
荷はリアクトル２Ｕ，２Ｘを通して放電する。
で、帰還ダイオード３Ｕ，３ＸがそれぞれGTO
１Ｕ，GTO１Ｘに対して逆並列接続されている
点において上記実施例と相違するが、第６図に示
すように、この実施例においても、例えば、
GTO１Ｕがターンオフすると、スナバコンデン
サ５１ｕは充電され、スナバコンデンサ５１ｘの
電荷はダイオード回路６−変流器７−ダイオード
５２ｕ、リアクトル２Ｕを通つて図示しない負荷
に流れる。この充電・放電が終了すると帰還ダイ
オード３Ｘ−ダイオード５２ｘ−ダイオード回路
６−変換器７−ダイオード５２ｕ−リアクトル２
Ｕを通つて負荷電流Iwが流れる。又、GTO１Ｘ
がターンオンするとスナバコンデンサ５１ｘの電
荷はリアクトル２Ｕ，２Ｘを通して放電する。
変流器７を介して取り出されるスナバコンデン
サの充電エネルギーは他の直流電源に返還するよ
うにしても良い。
サの充電エネルギーは他の直流電源に返還するよ
うにしても良い。
なお、上記各実施例はハーフブリツジで説明し
たが、これを多数並列接続して多相インバータを
構成しても同じ効果が得られることは明らかであ
る。
たが、これを多数並列接続して多相インバータを
構成しても同じ効果が得られることは明らかであ
る。
又、自己消弧型スイツチング素子としては、ト
ランジスタ等自己消弧能力を持つスイツチング素
子であればよい。
ランジスタ等自己消弧能力を持つスイツチング素
子であればよい。
以上の如く、この発明によれば、正負アーム素
子のスナバの抵抗を除去して両スナバのダイオー
ドのコンデンサ側をダイオード回路を介して接続
することにより、コンデンサの電荷を正負アーム
素子間のリアクトルを通して放電させる構成とし
たので、従来に比し、自己消弧型スイツチング素
子のdi／dt債務を軽減することができる上、スナ
バに抵抗が無いだけでなく上記ダイオード回路を
流れる電流を変流器を介して直流電源側に変換す
るようにしたので、従来に比して大巾に電力変換
効率を高めることができ、上記変流器の２次側両
端をダイオードブリツジ回路を介して直流電源に
接続したので該変流器に過電圧抑制素子を設けな
くても済む利点がある。
子のスナバの抵抗を除去して両スナバのダイオー
ドのコンデンサ側をダイオード回路を介して接続
することにより、コンデンサの電荷を正負アーム
素子間のリアクトルを通して放電させる構成とし
たので、従来に比し、自己消弧型スイツチング素
子のdi／dt債務を軽減することができる上、スナ
バに抵抗が無いだけでなく上記ダイオード回路を
流れる電流を変流器を介して直流電源側に変換す
るようにしたので、従来に比して大巾に電力変換
効率を高めることができ、上記変流器の２次側両
端をダイオードブリツジ回路を介して直流電源に
接続したので該変流器に過電圧抑制素子を設けな
くても済む利点がある。
第１図は従来のインバータのハーフブリツジの
回路図、第２図は上記インバータの各部の動作波
形図、第３図はこの発明によるインバータの実施
例の回路図、第４図は上記実施例の各部の動作波
形図、第５図はこの発明の他の実施例の回路図、
第６図は第５図の実施例の各部の波形図である。 図において、１Ｕ，１Ｘ……自己消弧型スイツ
チング素子、２Ｕ，２Ｘ……リアクトル、５Ｕ，
５Ｘ……スナバ、６……ダイオード回路、７……
変流器、７ａ，７ｂ……変流器の端子、８ａ，８
ｂ，８ｃ，８ｄ……ダイオード、５１ｕ，５１ｘ
……スナバコンデンサ、５２ｕ，５２ｘ……ダイ
オード。なお、図中、同一符号は同一または相当
部分を示す。
回路図、第２図は上記インバータの各部の動作波
形図、第３図はこの発明によるインバータの実施
例の回路図、第４図は上記実施例の各部の動作波
形図、第５図はこの発明の他の実施例の回路図、
第６図は第５図の実施例の各部の波形図である。 図において、１Ｕ，１Ｘ……自己消弧型スイツ
チング素子、２Ｕ，２Ｘ……リアクトル、５Ｕ，
５Ｘ……スナバ、６……ダイオード回路、７……
変流器、７ａ，７ｂ……変流器の端子、８ａ，８
ｂ，８ｃ，８ｄ……ダイオード、５１ｕ，５１ｘ
……スナバコンデンサ、５２ｕ，５２ｘ……ダイ
オード。なお、図中、同一符号は同一または相当
部分を示す。
Claims (1)
- １ 自己消弧型スイツチング素子をアーム素子と
し、正負各アームにリアクトルを具えるインバー
タに於いて、スナバコンデンサとこれに直列接続
されたダイオードからなるスナバを上記正負アー
ム素子のそれぞれに並列接続すると共に両スナバ
のダイオードの上記スナバコンデンサ側を両ダイ
オードに対し順方向のダイオード回路を介して接
続すると共に、変流器を上記ダイオード回路に挿
入して該変流器の２次巻線両端をそれぞれダイオ
ードブリツジ回路を介して直流電源に接続してな
るインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58099779A JPS59226668A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | インバ−タ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58099779A JPS59226668A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | インバ−タ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226668A JPS59226668A (ja) | 1984-12-19 |
| JPH0311193B2 true JPH0311193B2 (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=14256429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58099779A Granted JPS59226668A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | インバ−タ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226668A (ja) |
-
1983
- 1983-06-02 JP JP58099779A patent/JPS59226668A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59226668A (ja) | 1984-12-19 |
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