JPH0567192U - インバータ装置の平滑回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電力インバータ装置の平滑コンデンサの初期充
電突入電流抑制用短絡スイッチおよび電流制限抵抗を廃
止して、装置全体の小型化を図ることにある。 【構成】ブレーキ回路と並列に接続した平滑コンデンサ
に、スイッチング素子を直列に接続し、このスイッチン
グ素子のゲート電圧を電子回路にて制御するようにし、
更に前記ブレーキ回路に有するスイッチング素子とこの
スイッチング素子とを一体化して構成したもの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、インバータ装置における始動時の電流制御に係り、インバータを用 いた誘導電動機の運転が各方面で使用され、用途に応じて複雑な速度制御が可能 となっているが、これはインバータ装置が多くの特長を有するためであるが、反 面、インバータの大容量化に伴い、装置全体の形状が大形化して設置上不都合な 点が多く、そこで電源部回路構成を改良することによって小形化するインバータ 装置の平滑回路を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、交流電源をコンバータ部で直流化してフィルタ回路を経た直流電源をイ ンバータに供給するインバータ装置は図３に示される。 図３はインバータ装置の簡略図であり、１は三相交流電源、２は電源スイッチ 、３は６個のダイオードで構成された三相コンバータ部（以下、単にコンバータ 部という）、４は電流制限抵抗、５は短絡用スイッチ、６はブレーキ抵抗、７は ブレーキ回路用のスイッチング素子、８は平滑コンデンサ、９は三相インバータ （以下、単にインバータという）、10は誘導電動機である。 かようにして構成されたインバータ装置において、誘導電動機10を運転する場 合、電源スイッチ２を投入すると三相交流電源１からコンバータ部３を経て平滑 コンデンサ８で平滑された直流電力はインバータ９に供給される。ブレーキ回路 用スイッチング素子７は、誘導電動機10の回生エネルギーをブレーキとして動作 させるためのブレーキ抵抗６を備えている。 インバータ９は、周知のごとく、誘導電動機10の運転に適した電圧と周波数を 内部にてつくられる。なお、内部の制御装置の説明については本考案と直接関係 しないため省略する。 さて、電源スイッチ２を投入した瞬間、平滑コンデンサ８に大きなピーク電流 が流れる。この電流を制御する目的で電流制限抵抗器４が設けられている。平滑 コンデンサ８の容量は通常数万μＦと非常に大きい。従って、電流制御抵抗４を 使用しない場合においては大きなピーク電流となり、平滑コンデンサ８自体が加 熱するばかりではなく、寿命が著しく短くなり、またコンバータ部３のダイオー ドの許容値も大きくする必要が有って不都合なことが多い。この対策として、電 源スイッチ２を投入し、平滑コンデンサ８の充電が終了または充電電流が充分少 なくなった時点で短絡用スイッチ５をオンする手段が一般的に行なわれている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、電流制限抵抗４および短絡用スイッチ５は、インバータ９の始動時に のみ使用するだけであり、通常、インバータ運転中は何ら不必要である。また、 電流制限抵抗４においては大きな充電電流を抑制する必要上、電流容量の大きい 抵抗器にする必要が有る。 さらに、短絡用スイッチ５は誘導電動機10の通電時において常に主回路電流を 流すべき電流容量が必要である。 このことから、電流制限抵抗４および短絡用スイッチ５の取り付け面積がイン バータ装置全体を占める割合として大きくなる。もちろんこれらの単体価格も全 体の割合から見て無視出来ない。 本考案は上述した点に鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、電 流制限抵抗および短絡用スイッチ５をなくし、インバータ装置を極力小形化する ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

つまり、その目的を達成するための手段は、交流電源を交換するコンバータ部 と、このコンバータ部の出力を入力する電流制限抵抗と短絡用スイッチとを並列 接続したものと、この出力を入力するブレーキ回路と、このブレーキ回路と並列 接続した平滑コンデンサとからなる平滑回路において、前記電流制限抵抗と短絡 用スイッチとを並列接続したものの代わりに、前記ブレーキ回路はダイオードを 逆並列接続したブレーキ抵抗と直列に、ダイオードを逆並列接続した第１スイッ チング素子を接続し、さらにこのブレーキ回路と直列に、ダイオードを逆並列接 続した第２のスイッチング素子を接続し、さらに平滑コンデンサと抵抗を直列に 接続したものを前記それぞれのものを直列接続したものと並列接続し、第１スイ ッチング素子のエミッタと第２スイッチング素子のコレクタ間に前記平滑コンデ ンサと抵抗間を接続するよう構成したものである。

【作用】

その作用は、次に述べる実施例と併わせて説明する。

【０００５】

【実施例】

以下、本考案のインバータ装置の平滑回路の一実施例を、図面に基づいて詳述 する。 図１は本考案による一実施例の要部構成図であり、図中、図３と同符号のもの は同じ構成、機能を有する部分である。 図１において、15は内部で第１のスイッチング素子13と第２のスイッチング素 子14が直列接続されたもので、第１のスイッチング素子13のエミッタと第２のス イッチング素子14のコレクタが接続されており、更にこれと、抵抗11と平滑コン デンサ12を直列接続したものを並列接続され、抵抗11と平滑コンデンサ12間と前 記それぞれのスイッチング素子間を接続した平滑コンデン８は、第２のスイッチ ング素子14を介して充電電流が流れる。 かような回路において、電源スイッチ２がＯＮしたとき、スイッチング素子12 がＯＦＦしているため、平滑コンデンサ12の初期充電電流は電流制限抵抗11を介 して流れる。初期充電完了後、スイッチング素子14をＯＮすることによって平滑 コンデンサ12の充放電電流はこのスイッチング素子を介して流すことができる。 すなわち、図３の電流制限抵抗４を短絡したことと同じ効果を得る。また、２ 個のスイッチング素子を一体化した直列回路15を使用するため、かなりの小型化 が図れる。 図２は本考案の他の実施例を示す要部構成図であり、図１との相違は図１のイ ンバータ９の一端を第２のスイッチング素子14のエミッタ側からコレクタ側にも ってきて接続したのであり、機能は図１と同じである。

【０００６】

【考案の効果】 以上説明したように本考案によれば、コンバータ部の出力電圧を平滑するコン デンサと、このコンデンサに印加される直流電圧に対して抵抗とこの抵抗に流れ る実効電流を制御するスイッチング素子とを直列に接続したことにより、直流電 圧の上昇を抑制するブレーキ回路及びこれに直列接続されているコンデンサの初 期充電突入電流を抑制するための電流制限抵抗および短絡用スイッチにおいて、 平滑コンデンサ及びブレーキ回路と直列にダイオードを逆並列した電圧駆動型ス イッチング素子を接続することにより、電流制限抵抗および短絡用スイッチを削 除した構成であり、平滑コンデンサの初期充電突入電流抑制用としてこの平滑コ ンデンサに直列接続した電圧駆動型スイッチング素子のゲート電圧を三相コンバ ータにより整流された直流電源により、この電源の立ち上りと同時に充電回路に て制御したものである。 このことによって、比較的大形な電流制限抵抗器４や短絡用スイッチ５がなく てすむので装置全体が小形化され、さらに従来のものと少なくとも同等の性能が 得られ、実用上、極めて有用性の高いものである。

【０００７】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案のインバータ装置の平滑回路の一
実施例を示す主要部構成図である。

【図２】図２は本考案の他の実施例を示す主要部構成図
である。

【図３】図３は従来のものの一例を示す簡略図である。

【０００８】

【符号の説明】

１ 三相交流電源 ２ 電源スイッチ ３ コンバータ部 ４ 電流制限抵抗 ５ 短絡用スイッチ ６ ブレーキ抵抗 ７ スイッチング素子 ８ 平滑コンデンサ ９ 三相インバータ 10 誘導電動機 11 抵抗 12 平滑コンデンサ 13 第１のスイッチング素子 14 第２のスイッチング素子 15 直列回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を交換するコンバータ部と、こ
   のコンバータ部の出力を入力する電流制限抵抗と短絡用
   スイッチとを並列接続したものと、この出力を入力する
   ブレーキ回路と、このブレーキ回路と並列接続した平滑
   コンデンサとからなる平滑回路において、前記電流制限
   抵抗と短絡用スイッチとを並列接続したものの代わり
   に、前記ブレーキ回路はダイオードを逆並列接続したブ
   レーキ抵抗と直列に、ダイオードを逆並列接続した第１
   スイッチング素子を接続し、さらにこのブレーキ回路と
   直列に、ダイオードを逆並列接続した第２のスイッチン
   グ素子を接続し、さらに平滑コンデンサと抵抗を直列に
   接続したものを前記それぞれのものを直列接続したもの
   と並列接続し、第１スイッチング素子のエミッタと第２
   スイッチング素子のコレクタ間に前記平滑コンデンサと
   抵抗間を接続するよう構成したことを特徴とするインバ
   ータ装置の平滑回路。