JPH11206148A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH11206148A JPH11206148A JP10001714A JP171498A JPH11206148A JP H11206148 A JPH11206148 A JP H11206148A JP 10001714 A JP10001714 A JP 10001714A JP 171498 A JP171498 A JP 171498A JP H11206148 A JPH11206148 A JP H11206148A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 様々な各相の電圧制御に対して導電ノイズの
発生や放射ノイズの発生の原因となる漏洩電流の抑制が
可能な電力変換装置を提供すること。 【解決手段】 この発明に係る電力変換装置は、電源1
と、電源1で出力された交流電圧を直流電圧に変換する
変換器2と、変換器2に並列に接続されたコンデンサ
3、第1の切り換え部及び第2の切り換え部からなる複
数の直列体4、5、6、少なくとも2つの切り換え速度
の異なる切り換えが行える第3の切り換え部及び第4の
切り換え部からなる直列体7と、一端が複数の直列体の
各々の第1の切り換え部と第2の切り換え部間に接続さ
れ他端が接地されている負荷8と、一端が第3の切り換
え部と第4の切り換え部間に接続され他端が接地された
インピータンス9と、各切り換え部の切り換えを制御す
る切り換え制御手段10とを備えている。
発生や放射ノイズの発生の原因となる漏洩電流の抑制が
可能な電力変換装置を提供すること。 【解決手段】 この発明に係る電力変換装置は、電源1
と、電源1で出力された交流電圧を直流電圧に変換する
変換器2と、変換器2に並列に接続されたコンデンサ
3、第1の切り換え部及び第2の切り換え部からなる複
数の直列体4、5、6、少なくとも2つの切り換え速度
の異なる切り換えが行える第3の切り換え部及び第4の
切り換え部からなる直列体7と、一端が複数の直列体の
各々の第1の切り換え部と第2の切り換え部間に接続さ
れ他端が接地されている負荷8と、一端が第3の切り換
え部と第4の切り換え部間に接続され他端が接地された
インピータンス9と、各切り換え部の切り換えを制御す
る切り換え制御手段10とを備えている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、インバータによ
り可変速駆動される負荷から漏洩する漏洩電流を抑制す
る電力変換装置に関するものである。
り可変速駆動される負荷から漏洩する漏洩電流を抑制す
る電力変換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図16は特開平9−233837号公報
に記載された従来の電力変換装置を示す図である。図に
おいて、101は商用電源、102は商用電源101か
らの交流を直流に変換するコンバータ、103はコンバ
ータ102により変換された直流のエネルギーを蓄積す
るコンデンサ、104は各スイッチをON、OFFさせ
ることによりコンデンサ103に蓄積されたエネルギー
をU相、V相、W相から出力させるスイッチング部、1
05はU相、V相、W相に接続されると共に接地された
モータ、106はスイッチング部104のスイッチング
を制御する制御部である。
に記載された従来の電力変換装置を示す図である。図に
おいて、101は商用電源、102は商用電源101か
らの交流を直流に変換するコンバータ、103はコンバ
ータ102により変換された直流のエネルギーを蓄積す
るコンデンサ、104は各スイッチをON、OFFさせ
ることによりコンデンサ103に蓄積されたエネルギー
をU相、V相、W相から出力させるスイッチング部、1
05はU相、V相、W相に接続されると共に接地された
モータ、106はスイッチング部104のスイッチング
を制御する制御部である。
【0003】107は各スイッチをON、OFFさせる
ことによりコンデンサ103に蓄積されたエネルギーを
負荷漏洩インピーダンス108に出力するスイッチング
部、108はスイッチング部107に接続されモータ1
05の漏洩インピーダンスと等価な負荷漏洩インピーダ
ンス、109はスイッチング部107のスイッチングを
制御する制御部である。
ことによりコンデンサ103に蓄積されたエネルギーを
負荷漏洩インピーダンス108に出力するスイッチング
部、108はスイッチング部107に接続されモータ1
05の漏洩インピーダンスと等価な負荷漏洩インピーダ
ンス、109はスイッチング部107のスイッチングを
制御する制御部である。
【0004】次に、図16に示した従来の電力変換装置
の動作を説明する。コンバータ102により商用電源1
01からの交流を直流に変換し、変換された直流のエネ
ルギーをコンデンサ103に蓄積する。そして、スイッ
チ104aをON、104bをOFFすることによりU
相にコンデンサ103の充電電圧Eを印加し、逆にスイ
ッチ104aをOFF、104bをONすることにより
U相の電圧をゼロにする。同様にスイッチ104c、d
をON、OFFすることによりV相、104e、fをO
N、OFFすることによりW相の印加電圧をE、または
ゼロになるようにそれぞれ制御する。
の動作を説明する。コンバータ102により商用電源1
01からの交流を直流に変換し、変換された直流のエネ
ルギーをコンデンサ103に蓄積する。そして、スイッ
チ104aをON、104bをOFFすることによりU
相にコンデンサ103の充電電圧Eを印加し、逆にスイ
ッチ104aをOFF、104bをONすることにより
U相の電圧をゼロにする。同様にスイッチ104c、d
をON、OFFすることによりV相、104e、fをO
N、OFFすることによりW相の印加電圧をE、または
ゼロになるようにそれぞれ制御する。
【0005】図17は図16に示した従来の電力変換装
置の各相及び負荷漏洩インピーダンスにかかる電圧とこ
れらの電圧印加により生じる漏れ電流及びキャンセル電
流を示す図で、図17(a)はU相電圧、図17(b)
はV相電圧、図17(c)はW相電圧、図17(d)は
三相電圧(U、V、W相)への電圧印加により生じる漏
洩電流、図17(e)は負荷漏洩インピーダンスへの印
加電圧、図17(f)は負荷漏洩インピーダンスへの電
圧印加により生じるキャンセル電流を示す図である。
置の各相及び負荷漏洩インピーダンスにかかる電圧とこ
れらの電圧印加により生じる漏れ電流及びキャンセル電
流を示す図で、図17(a)はU相電圧、図17(b)
はV相電圧、図17(c)はW相電圧、図17(d)は
三相電圧(U、V、W相)への電圧印加により生じる漏
洩電流、図17(e)は負荷漏洩インピーダンスへの印
加電圧、図17(f)は負荷漏洩インピーダンスへの電
圧印加により生じるキャンセル電流を示す図である。
【0006】まず、図16に示したスイッチを制御する
ことにより図17(a)〜(c)に示すように各相に電
圧が印加される。図16に示した電力変換装置では、接
地されてるモータフレームとモータ中性点の間、及びモ
ータ巻き線の間に浮遊コンデンサが存在することになる
ので、各相の電圧がスイッチの切り替えによりゼロから
Eに上昇するときには、上記モータ105の端子に正の
ステップ電圧が印加されることになり、この浮遊コンデ
ンサ、モータフレームが接地されている接地点、商用電
源101の接地点を介して商用電源101、コンバータ
102、コンデンサ103、スイッチング部104、モ
ータ105の経路により図17(d)に示すような高周
波成分を伴う漏洩電流ILが発生する。逆に、各相の電
圧がスイッチの切り換えによりEからゼロに下降すると
きにも、モータ105の端子に負のステップ電圧が印加
されることになり、上記漏洩電流ILと逆方向に漏洩電
流が流れることになる。
ことにより図17(a)〜(c)に示すように各相に電
圧が印加される。図16に示した電力変換装置では、接
地されてるモータフレームとモータ中性点の間、及びモ
ータ巻き線の間に浮遊コンデンサが存在することになる
ので、各相の電圧がスイッチの切り替えによりゼロから
Eに上昇するときには、上記モータ105の端子に正の
ステップ電圧が印加されることになり、この浮遊コンデ
ンサ、モータフレームが接地されている接地点、商用電
源101の接地点を介して商用電源101、コンバータ
102、コンデンサ103、スイッチング部104、モ
ータ105の経路により図17(d)に示すような高周
波成分を伴う漏洩電流ILが発生する。逆に、各相の電
圧がスイッチの切り換えによりEからゼロに下降すると
きにも、モータ105の端子に負のステップ電圧が印加
されることになり、上記漏洩電流ILと逆方向に漏洩電
流が流れることになる。
【0007】この漏洩電流を防止するために、制御部1
09は図17(e)に示すように各相の印加電圧がEか
らゼロに下降するときには、負荷漏洩インピーダンス1
08の印加電圧がゼロからEになるようにスイッチング
部107のスイッチを制御し、逆に、各相の印加電圧が
ゼロからEに上昇するときには、負荷漏洩インピーダン
ス108の印加電圧がEからゼロになるようにスイッチ
ング部107のスイッチを制御する。このように制御す
ることにより、接地点を介して負荷漏洩インピーダンス
108、スイッチング部107、コンバータ102、商
用電源101から商用電源101の接地点と漏洩電流
(以下、キャンセル電流と呼ぶ)が流れ、このキャンセ
ル電流が、漏洩電流と逆方向に流れるで、漏洩電流IL
が打ち消されることになる。
09は図17(e)に示すように各相の印加電圧がEか
らゼロに下降するときには、負荷漏洩インピーダンス1
08の印加電圧がゼロからEになるようにスイッチング
部107のスイッチを制御し、逆に、各相の印加電圧が
ゼロからEに上昇するときには、負荷漏洩インピーダン
ス108の印加電圧がEからゼロになるようにスイッチ
ング部107のスイッチを制御する。このように制御す
ることにより、接地点を介して負荷漏洩インピーダンス
108、スイッチング部107、コンバータ102、商
用電源101から商用電源101の接地点と漏洩電流
(以下、キャンセル電流と呼ぶ)が流れ、このキャンセ
ル電流が、漏洩電流と逆方向に流れるで、漏洩電流IL
が打ち消されることになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の電
力変換装置では、スイッチング部のスイッチの切り換え
を制御することにより、負荷漏洩インピーダンスの電圧
をゼロからEに上昇させてキャンセル電流を生成させ、
次に、Eからゼロに下降させることにより逆向きのキャ
ンセル電流を生成させ、以後、これらを繰り返している
ので、例えばU相の電圧がゼロからEになった後、次に
いずれかの相がEからゼロになる前に、V相がゼロから
Eになるように制御された場合には、負荷漏洩インピー
ダンスの電圧は既にEであるため、ゼロからEへ上昇さ
せることができず、このときのV相のスイッチの切り換
えの際に生じる漏洩電流を防止することができないとい
う問題点があった。
力変換装置では、スイッチング部のスイッチの切り換え
を制御することにより、負荷漏洩インピーダンスの電圧
をゼロからEに上昇させてキャンセル電流を生成させ、
次に、Eからゼロに下降させることにより逆向きのキャ
ンセル電流を生成させ、以後、これらを繰り返している
ので、例えばU相の電圧がゼロからEになった後、次に
いずれかの相がEからゼロになる前に、V相がゼロから
Eになるように制御された場合には、負荷漏洩インピー
ダンスの電圧は既にEであるため、ゼロからEへ上昇さ
せることができず、このときのV相のスイッチの切り換
えの際に生じる漏洩電流を防止することができないとい
う問題点があった。
【0009】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、様々な各相の電圧制御に対して伝導
ノイズの発生や放射ノイズの発生の原因となる漏洩電流
の抑制が可能な電力変換装置を提供することを目的とす
る。また、低コスト化、小型軽量化された電力変換装置
を提供することを目的とする。
になされたもので、様々な各相の電圧制御に対して伝導
ノイズの発生や放射ノイズの発生の原因となる漏洩電流
の抑制が可能な電力変換装置を提供することを目的とす
る。また、低コスト化、小型軽量化された電力変換装置
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電力変換
装置は、交流電圧を出力する電源と、電源で出力された
交流電圧を直流電圧に変換する変換器と、変換器に並列
に接続されたコンデンサと、コンデンサに並列に接続さ
れ第1の切り換え部及び第2の切り換え部からなる複数
の直列体と、コンデンサに並列に接続され少なくとも2
つの切り換え速度の異なる切り換えが行える第3の切り
換え部及び第4の切り換え部からなる直列体と、一端が
複数の直列体の各々の第1の切り換え部と第2の切り換
え部間に接続され他端が接地されている負荷と、一端が
第3の切り換え部と第4の切り換え部間に接続され他端
が接地された負荷の漏洩インピーダンスを模擬したイン
ピーダンスと、各切り換え部の切り換えを制御する切り
換え制御手段とを備えている。
装置は、交流電圧を出力する電源と、電源で出力された
交流電圧を直流電圧に変換する変換器と、変換器に並列
に接続されたコンデンサと、コンデンサに並列に接続さ
れ第1の切り換え部及び第2の切り換え部からなる複数
の直列体と、コンデンサに並列に接続され少なくとも2
つの切り換え速度の異なる切り換えが行える第3の切り
換え部及び第4の切り換え部からなる直列体と、一端が
複数の直列体の各々の第1の切り換え部と第2の切り換
え部間に接続され他端が接地されている負荷と、一端が
第3の切り換え部と第4の切り換え部間に接続され他端
が接地された負荷の漏洩インピーダンスを模擬したイン
ピーダンスと、各切り換え部の切り換えを制御する切り
換え制御手段とを備えている。
【0011】さらに、第3の切り換え部及び第4の切り
換え部は、即時に切り換え可能な切り換えと徐々に切り
換え可能な切り換えとが行える。また、切り換え制御手
段は、複数の直列体の第1、第2の切り換え部が切り換
えられないときに第3または第4の切り換え部を徐々に
切り換える。さらに、複数の直列体の第1の切り換え部
と第2の切り換え部間に接続されている負荷の一端に流
れる電流を検出する検出手段を備え、切り換え制御手段
は前記検出手段で検出された電流に応じて切り換え部の
切り換えを制御する。
換え部は、即時に切り換え可能な切り換えと徐々に切り
換え可能な切り換えとが行える。また、切り換え制御手
段は、複数の直列体の第1、第2の切り換え部が切り換
えられないときに第3または第4の切り換え部を徐々に
切り換える。さらに、複数の直列体の第1の切り換え部
と第2の切り換え部間に接続されている負荷の一端に流
れる電流を検出する検出手段を備え、切り換え制御手段
は前記検出手段で検出された電流に応じて切り換え部の
切り換えを制御する。
【0012】また、切り換え制御手段は、第1の切り換
え部と第2の切り換え部とを同時に切り換えない。ま
た、切り換え制御手段は、複数の直列体中の1つの直列
体の切り換え部の切り換えをしないように制御する。さ
らに、インピーダンスの値を可変にする。さらにまた、
第3の切り換え部及び第4の切り換え部の両方またはい
ずれか一方は、小電流容量である。
え部と第2の切り換え部とを同時に切り換えない。ま
た、切り換え制御手段は、複数の直列体中の1つの直列
体の切り換え部の切り換えをしないように制御する。さ
らに、インピーダンスの値を可変にする。さらにまた、
第3の切り換え部及び第4の切り換え部の両方またはい
ずれか一方は、小電流容量である。
【0013】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの実施の
形態1による電力変換装置を示す図である。図におい
て、1は3相系統電源、2は3相系統電源1からの交流
を直流に変換するダイオード等からなる整流回路、3は
整流回路2により変換された直流のエネルギーを蓄積す
るコンデンサである。
形態1による電力変換装置を示す図である。図におい
て、1は3相系統電源、2は3相系統電源1からの交流
を直流に変換するダイオード等からなる整流回路、3は
整流回路2により変換された直流のエネルギーを蓄積す
るコンデンサである。
【0014】4はスイッチ4a、4bからなり、これら
のスイッチを切り換えることによりU相にコンデンサ3
に蓄積された充電電圧を印加するU相スイッチ部、5は
スイッチ5a、5bからなり、これらのスイッチを切り
換えることによりV相にコンデンサ3に蓄積された充電
電圧を印加するV相スイッチ部、6はスイッチ6a、6
bからなり、これらのスイッチを切り換えることにより
W相にコンデンサ3に蓄積された充電電圧を印加するW
相スイッチ部である。
のスイッチを切り換えることによりU相にコンデンサ3
に蓄積された充電電圧を印加するU相スイッチ部、5は
スイッチ5a、5bからなり、これらのスイッチを切り
換えることによりV相にコンデンサ3に蓄積された充電
電圧を印加するV相スイッチ部、6はスイッチ6a、6
bからなり、これらのスイッチを切り換えることにより
W相にコンデンサ3に蓄積された充電電圧を印加するW
相スイッチ部である。
【0015】7はスイッチ7a、7bからなり、これら
のスイッチを切り換えることによりインピーダンス9に
コンデンサ3に蓄積された充電電圧を印加するX相スイ
ッチ部で、このX相スイッチ部7のスイッチ7a、7b
は各々切り換え時間の異なる2種類の切り換えが行える
スイッチで構成されている。8はU相、V相、W相に接
続されると共に接地されたモータ等の負荷、9は一端が
X相スイッチ部7のスイッチ7a、7b間に接続され他
端が接地された負荷8の漏洩インピーダンスと等価なイ
ンピーダンス、10はU相スイッチ4、V相スイッチ
5、W相スイッチ6、X相スイッチ7の各々のスイッチ
の切り換えを制御するスイッチ制御回路である。
のスイッチを切り換えることによりインピーダンス9に
コンデンサ3に蓄積された充電電圧を印加するX相スイ
ッチ部で、このX相スイッチ部7のスイッチ7a、7b
は各々切り換え時間の異なる2種類の切り換えが行える
スイッチで構成されている。8はU相、V相、W相に接
続されると共に接地されたモータ等の負荷、9は一端が
X相スイッチ部7のスイッチ7a、7b間に接続され他
端が接地された負荷8の漏洩インピーダンスと等価なイ
ンピーダンス、10はU相スイッチ4、V相スイッチ
5、W相スイッチ6、X相スイッチ7の各々のスイッチ
の切り換えを制御するスイッチ制御回路である。
【0016】図2は図1に示した電力変換装置のX相ス
イッチ部のスイッチを示す図である。図において、2
0、21は直列に接続された抵抗、22は抵抗20に並
列に接続されたスイッチで、このスイッチ22をONす
ることにより抵抗20間を短絡できるようになってい
る。23はトランジスタである。
イッチ部のスイッチを示す図である。図において、2
0、21は直列に接続された抵抗、22は抵抗20に並
列に接続されたスイッチで、このスイッチ22をONす
ることにより抵抗20間を短絡できるようになってい
る。23はトランジスタである。
【0017】図2に示したX相スイッチ部のスイッチの
動作を説明する。スイッチの切り換えを即時に行う場合
には、スイッチ制御回路10からスイッチをON、OF
Fするかを定めるオンオフ信号と切り換えを即時に行う
切換信号がスイッチに送られる。この切換信号が送られ
ると、スイッチ22はONされ抵抗20間が短絡された
状態になる。そして、オンオフ信号が抵抗21を介して
トランジスタ23に入力され、この信号によりトランジ
スタに接続されている端子間がONあるいはOFF状態
になる。
動作を説明する。スイッチの切り換えを即時に行う場合
には、スイッチ制御回路10からスイッチをON、OF
Fするかを定めるオンオフ信号と切り換えを即時に行う
切換信号がスイッチに送られる。この切換信号が送られ
ると、スイッチ22はONされ抵抗20間が短絡された
状態になる。そして、オンオフ信号が抵抗21を介して
トランジスタ23に入力され、この信号によりトランジ
スタに接続されている端子間がONあるいはOFF状態
になる。
【0018】逆に、スイッチの切り換えをゆっくりと行
う場合には、スイッチ制御回路10からオンオフ信号と
切り換えをゆっくりと行う切換信号がスイッチに送られ
る。この切換信号が送られると、スイッチ22はOFF
された状態になる。そして、オンオフ信号が抵抗20及
び抵抗21を介してトランジスタ23に入力され、この
信号によりトランジスタに接続されている端子間がオン
オフ状態になる。
う場合には、スイッチ制御回路10からオンオフ信号と
切り換えをゆっくりと行う切換信号がスイッチに送られ
る。この切換信号が送られると、スイッチ22はOFF
された状態になる。そして、オンオフ信号が抵抗20及
び抵抗21を介してトランジスタ23に入力され、この
信号によりトランジスタに接続されている端子間がオン
オフ状態になる。
【0019】このように、切換信号によりスイッチ22
をON、OFFさせることにより、切り換えをゆっくり
行う場合には、電流IDは抵抗21のみでなく抵抗22
も介してトランジスタ23に入力されるので、トランジ
スタ23に流れ込む電流IDが少なくなり、トランジス
タ23のオンオフ動作がゆっくりとなる。このように抵
抗を切り替えることによりスイッチングの速さを切り替
えることができる。
をON、OFFさせることにより、切り換えをゆっくり
行う場合には、電流IDは抵抗21のみでなく抵抗22
も介してトランジスタ23に入力されるので、トランジ
スタ23に流れ込む電流IDが少なくなり、トランジス
タ23のオンオフ動作がゆっくりとなる。このように抵
抗を切り替えることによりスイッチングの速さを切り替
えることができる。
【0020】図3は図1に示した電力変換装置の負荷が
モータである場合のインピーダンスを示す図で、図3
(a)はインバータと負荷8を接続する配線を考慮しな
い場合のインピーダンス、図3(b)はインバータと負
荷8を接続する配線が長い場合のインピーダンスを示す
図である。図において、9aはモータ巻き線に存在する
抵抗を模擬した抵抗、9bはモータ巻線間の浮遊コンデ
ンサを模擬した浮遊コンデンサ、9cはモータの中性点
とモータフレーム間の浮遊コンデンサを模擬した浮遊コ
ンデンサであり、これらによりモータ8に対するインピ
ーダンス9が構成される。このように、インピーダンス
9を構成することにより、U、V、W各相から見た漏洩
インピーダンスとX相から見たインピーダンスは等しく
なる。
モータである場合のインピーダンスを示す図で、図3
(a)はインバータと負荷8を接続する配線を考慮しな
い場合のインピーダンス、図3(b)はインバータと負
荷8を接続する配線が長い場合のインピーダンスを示す
図である。図において、9aはモータ巻き線に存在する
抵抗を模擬した抵抗、9bはモータ巻線間の浮遊コンデ
ンサを模擬した浮遊コンデンサ、9cはモータの中性点
とモータフレーム間の浮遊コンデンサを模擬した浮遊コ
ンデンサであり、これらによりモータ8に対するインピ
ーダンス9が構成される。このように、インピーダンス
9を構成することにより、U、V、W各相から見た漏洩
インピーダンスとX相から見たインピーダンスは等しく
なる。
【0021】また、9dは上記インバータと上記モータ
8を接続する配線に存在するインダクタンスを模擬した
インダクタンスである。このように、抵抗とコンデンサ
のみでなくインダクタンスも含めることにより、インバ
ータと負荷8を接続する配線の長さにより生じるインダ
クタンスをも考慮したインピーダンスを構成できる。そ
のため、インダクタンス9をインバータから近接した接
地点で接地しても、所期の目的を達成し得ることはいう
までもない。また、X相出力とモータとの配線を省略で
きるため、システム設置の簡素化が図れる。
8を接続する配線に存在するインダクタンスを模擬した
インダクタンスである。このように、抵抗とコンデンサ
のみでなくインダクタンスも含めることにより、インバ
ータと負荷8を接続する配線の長さにより生じるインダ
クタンスをも考慮したインピーダンスを構成できる。そ
のため、インダクタンス9をインバータから近接した接
地点で接地しても、所期の目的を達成し得ることはいう
までもない。また、X相出力とモータとの配線を省略で
きるため、システム設置の簡素化が図れる。
【0022】なお、図3(a)に示したインピーダンス
は図3(b)に示した上記インダクタンス9dを含めた
インピーダンスとは異なるが、上記X相にもモータのフ
レームまでの配線がなされているため上記インダクタン
ス9dと同様のインダクタンスが上記抵抗9a及び上記
コンデンサ9b、9cと直列に存在することになるの
で、U、V、W各相から見た漏洩インピーダンスとX相
から見たインピーダンスは等しくなる。
は図3(b)に示した上記インダクタンス9dを含めた
インピーダンスとは異なるが、上記X相にもモータのフ
レームまでの配線がなされているため上記インダクタン
ス9dと同様のインダクタンスが上記抵抗9a及び上記
コンデンサ9b、9cと直列に存在することになるの
で、U、V、W各相から見た漏洩インピーダンスとX相
から見たインピーダンスは等しくなる。
【0023】次に、図1に示した電力変換装置の動作に
ついて説明する。まず、漏洩電流の発生及びこの漏洩電
流低減の原理につき説明する。整流回路2により3相系
統電源1からの交流を直流に変換し、変換された直流の
エネルギーをコンデンサ3に蓄積する。そして、スイッ
チ4aをON、4bをOFFすることによりU相にコン
デンサ3の充電電圧Eを印加し、逆にスイッチ4aをO
FF、4bをONすることによりU相の電圧をゼロにす
る。同様にスイッチ5a、5bをON、OFFすること
によりV相、5a、5bをON、OFFすることにより
W相の印加電圧がE、ゼロになるようようにそれぞれ制
御する。
ついて説明する。まず、漏洩電流の発生及びこの漏洩電
流低減の原理につき説明する。整流回路2により3相系
統電源1からの交流を直流に変換し、変換された直流の
エネルギーをコンデンサ3に蓄積する。そして、スイッ
チ4aをON、4bをOFFすることによりU相にコン
デンサ3の充電電圧Eを印加し、逆にスイッチ4aをO
FF、4bをONすることによりU相の電圧をゼロにす
る。同様にスイッチ5a、5bをON、OFFすること
によりV相、5a、5bをON、OFFすることにより
W相の印加電圧がE、ゼロになるようようにそれぞれ制
御する。
【0024】図4は図1に示した電力変換装置の漏洩電
流及びこの漏洩電流を防止するための漏洩電流(以下、
防止電流と呼ぶ)の経路を示す図である。なお、説明を
簡単にするため、スイッチ制御回路10は省略してい
る。図5は図1に示した電力変換装置におけるU相電
圧、漏洩電流IL1、X相電圧、防止電流IL2の関係
を示す図で、図5(a)はU相電圧の波形、図5(b)
は漏洩電流IL1の波形、図5(c)はX相電圧の波
形、図5(d)は防止電流IL2の波形を示す図であ
る。
流及びこの漏洩電流を防止するための漏洩電流(以下、
防止電流と呼ぶ)の経路を示す図である。なお、説明を
簡単にするため、スイッチ制御回路10は省略してい
る。図5は図1に示した電力変換装置におけるU相電
圧、漏洩電流IL1、X相電圧、防止電流IL2の関係
を示す図で、図5(a)はU相電圧の波形、図5(b)
は漏洩電流IL1の波形、図5(c)はX相電圧の波
形、図5(d)は防止電流IL2の波形を示す図であ
る。
【0025】いま、上記スイッチ4aをオンすると同時
に上記スイッチ4bをオフしたと仮定すると、U相電圧
は図5(a)に示したような波形となり上記モータ8に
正のステップ電圧が印加される。すると、このステップ
電圧により図4に示した経路に図5(b)に示したよう
な波形の漏洩電流IL1が流れる。
に上記スイッチ4bをオフしたと仮定すると、U相電圧
は図5(a)に示したような波形となり上記モータ8に
正のステップ電圧が印加される。すると、このステップ
電圧により図4に示した経路に図5(b)に示したよう
な波形の漏洩電流IL1が流れる。
【0026】このとき同時に上記スイッチ7aをオフさ
せると共に上記スイッチ7bをオンさせたと仮定する
と、X相電圧は図5(c)に示したような波形となり上
記モータ8に負のステップ電圧が印加される。すると、
このステップ電圧により図4に示した経路に図5(d)
に示したような波形の防止電流IL2が流れる。そし
て、この防止電流IL2は上記漏洩電流IL1と互いに
逆方向に流れ、その大きさも等しいことから、上記モー
タ8の接地点及び上記3相系統電源1の接地点を介して
大地を流れる電流はキャンセルされる。
せると共に上記スイッチ7bをオンさせたと仮定する
と、X相電圧は図5(c)に示したような波形となり上
記モータ8に負のステップ電圧が印加される。すると、
このステップ電圧により図4に示した経路に図5(d)
に示したような波形の防止電流IL2が流れる。そし
て、この防止電流IL2は上記漏洩電流IL1と互いに
逆方向に流れ、その大きさも等しいことから、上記モー
タ8の接地点及び上記3相系統電源1の接地点を介して
大地を流れる電流はキャンセルされる。
【0027】次に、図1に示した電力変換装置の動作に
ついて説明する。図6は上記キャリア信号の1周期期間
に着目したときのインバータ出力電圧と上記信号S1〜
S8の波形を示す図であり、図6(a)はインバータU
相電圧の波形、図6(b)はインバータV相電圧の波
形、図6(c)はインバータW相電圧の波形、図6
(d)はインバータX相電圧の波形、図6(e)は上記
信号S1の波形、図6(f)は上記信号S2の波形、図
6(g)は上記信号S3の波形、図6(h)は上記信号
S4の波形、図6(i)は上記信号S5の波形、図6
(j)は上記信号S6の波形、図6(k)は上記信号S
7の波形、図6(l)は上記信号S8の波形を示す図で
ある。なお、上記インバータは例えばその出力平均電圧
を正弦波化するために、出力パルス電圧は三角波キャリ
ア信号などにより変調される。
ついて説明する。図6は上記キャリア信号の1周期期間
に着目したときのインバータ出力電圧と上記信号S1〜
S8の波形を示す図であり、図6(a)はインバータU
相電圧の波形、図6(b)はインバータV相電圧の波
形、図6(c)はインバータW相電圧の波形、図6
(d)はインバータX相電圧の波形、図6(e)は上記
信号S1の波形、図6(f)は上記信号S2の波形、図
6(g)は上記信号S3の波形、図6(h)は上記信号
S4の波形、図6(i)は上記信号S5の波形、図6
(j)は上記信号S6の波形、図6(k)は上記信号S
7の波形、図6(l)は上記信号S8の波形を示す図で
ある。なお、上記インバータは例えばその出力平均電圧
を正弦波化するために、出力パルス電圧は三角波キャリ
ア信号などにより変調される。
【0028】図において、まず時刻t1にてS1をオ
ン、S2をオフさせることによりU相電圧がゼロからE
に変化する。このとき同時にS7をオフ、S8をオンと
するとX相電圧がEからゼロに変化し、この電圧変化に
より防止電流が流れU相への電圧印加により生じる漏洩
電流は前述の原理に従ってキャンセルされる。
ン、S2をオフさせることによりU相電圧がゼロからE
に変化する。このとき同時にS7をオフ、S8をオンと
するとX相電圧がEからゼロに変化し、この電圧変化に
より防止電流が流れU相への電圧印加により生じる漏洩
電流は前述の原理に従ってキャンセルされる。
【0029】次に、時刻t3においてV相電圧をゼロか
らEに変化させるが、その前に時刻t2にてS8をオ
フ、S7をゆっくりオンさせ、X相電圧の波形をゼロか
らEまでゆっくりと上昇させる。このとき、X相ではゆ
っくりと電圧が印加されるので、X相の電圧切換による
漏洩電流はほとんど流れない。このようにX相電圧をE
にリセットしておき、時刻t3にてV相電圧が変化する
ときにあわせて、S7をオフ、S8をオンさせてX相電
圧をEからゼロに変化させることによりV相電圧変化時
においても漏洩電流はキャンセルされる。W相電圧を変
化させるときも同様であるので説明を省略する。
らEに変化させるが、その前に時刻t2にてS8をオ
フ、S7をゆっくりオンさせ、X相電圧の波形をゼロか
らEまでゆっくりと上昇させる。このとき、X相ではゆ
っくりと電圧が印加されるので、X相の電圧切換による
漏洩電流はほとんど流れない。このようにX相電圧をE
にリセットしておき、時刻t3にてV相電圧が変化する
ときにあわせて、S7をオフ、S8をオンさせてX相電
圧をEからゼロに変化させることによりV相電圧変化時
においても漏洩電流はキャンセルされる。W相電圧を変
化させるときも同様であるので説明を省略する。
【0030】次に、時刻t6においてS5をオフ、信号
S6をオンさせることによりW相電圧がEからゼロに変
化する。このとき同時に、S7をオン、S8をオフにす
ることにより、X相電圧がゼロからEに変化し、この電
圧変化により防止電流が流れ、漏洩電流がキャンセルさ
れる。次に時刻t8においてV相電圧をEからゼロに変
化させるが、その前に時刻t7にてS7をオフ、S8を
ゆっくりオンさせ、X相電圧の波形をEからゼロまでゆ
っくりと下降させる。このとき、X相ではゆっくりと電
圧が変化するので、X相の電圧切換による漏洩電流はほ
とんど流れない。このようにX相電圧をゼロにリセット
しておき、時刻t8にてV相電圧が変化するときにあわ
せて、S7をオン、S8をオフさせてX相電圧をゼロか
らEに変化させることによりV相電圧変化時においても
漏洩電流はキャンセルされる。U相電圧が変化するとき
も同様であるので説明を省略する。
S6をオンさせることによりW相電圧がEからゼロに変
化する。このとき同時に、S7をオン、S8をオフにす
ることにより、X相電圧がゼロからEに変化し、この電
圧変化により防止電流が流れ、漏洩電流がキャンセルさ
れる。次に時刻t8においてV相電圧をEからゼロに変
化させるが、その前に時刻t7にてS7をオフ、S8を
ゆっくりオンさせ、X相電圧の波形をEからゼロまでゆ
っくりと下降させる。このとき、X相ではゆっくりと電
圧が変化するので、X相の電圧切換による漏洩電流はほ
とんど流れない。このようにX相電圧をゼロにリセット
しておき、時刻t8にてV相電圧が変化するときにあわ
せて、S7をオン、S8をオフさせてX相電圧をゼロか
らEに変化させることによりV相電圧変化時においても
漏洩電流はキャンセルされる。U相電圧が変化するとき
も同様であるので説明を省略する。
【0031】このように、X相のスイッチをゆっくりと
切り換えることにより、漏洩電流(防止電流)を発生さ
せることなく、X相の電圧をEからゼロまたはゼロから
Eに切り換えることができるので、例えばU相の電圧が
ゼロからEになった後、次にいずれかの相がEからゼロ
になる前に、V相がゼロからEになるように制御される
場合、あるいは、U相の電圧がEからゼロになった後、
次にいずれかの相がゼロからEになる前に、V相がEか
らゼロになるように制御される場合等においても、各相
のスイッチの切り替えにより生じる漏洩電流を防止する
ことができる。
切り換えることにより、漏洩電流(防止電流)を発生さ
せることなく、X相の電圧をEからゼロまたはゼロから
Eに切り換えることができるので、例えばU相の電圧が
ゼロからEになった後、次にいずれかの相がEからゼロ
になる前に、V相がゼロからEになるように制御される
場合、あるいは、U相の電圧がEからゼロになった後、
次にいずれかの相がゼロからEになる前に、V相がEか
らゼロになるように制御される場合等においても、各相
のスイッチの切り替えにより生じる漏洩電流を防止する
ことができる。
【0032】本実施の形態では、X相出力のインピーダ
ンスとして負荷に対するインピーダンスを厳密に求めた
ものを用いたが、これは、特に限定するものではなく、
X相出力のインピーダンスを抵抗とコンデンサにより近
似したものを用いてよいことは言うまでもない。
ンスとして負荷に対するインピーダンスを厳密に求めた
ものを用いたが、これは、特に限定するものではなく、
X相出力のインピーダンスを抵抗とコンデンサにより近
似したものを用いてよいことは言うまでもない。
【0033】本実施の形態では、インピーダンスの一端
を負荷の接地側に接続させているが、これは特に限定す
るものではなく、インピーダンスの一端を負荷の接地側
に接続させることなく、直接接地させてよいことは言う
までもない。
を負荷の接地側に接続させているが、これは特に限定す
るものではなく、インピーダンスの一端を負荷の接地側
に接続させることなく、直接接地させてよいことは言う
までもない。
【0034】本実施の形態の電力変換装置では、X相の
スイッチを即時に切り換え可能な切り換えと徐々に切り
換え可能な切り換えの2種類の切り換えが行えるように
しているので、ある相の電圧印加後、いずれかの相にお
いて逆電圧の電圧印加がなされることなく、再びある相
で同じ電圧印加が行われた場合においても、漏洩電流を
防止することができる。また、コモンモード電流検出回
路を接続することなく漏洩電流を低減し、伝導ノイズの
発生や放射ノイズの発生が抑制可能で、低コスト化、小
型軽量化することができる。
スイッチを即時に切り換え可能な切り換えと徐々に切り
換え可能な切り換えの2種類の切り換えが行えるように
しているので、ある相の電圧印加後、いずれかの相にお
いて逆電圧の電圧印加がなされることなく、再びある相
で同じ電圧印加が行われた場合においても、漏洩電流を
防止することができる。また、コモンモード電流検出回
路を接続することなく漏洩電流を低減し、伝導ノイズの
発生や放射ノイズの発生が抑制可能で、低コスト化、小
型軽量化することができる。
【0035】実施の形態2.図7はこの実施の形態2の
電力変換装置を示す図である。図において、30は一方
向スイッチ30a、30bからなり、これらのスイッチ
を切り換えることによりコンデンサ3に蓄積された充電
電圧をU相に印加するU相スイッチ部、31は一方向ス
イッチ31a、31bからなり、これらのスイッチを切
り換えることによりコンデンサ3に蓄積された充電電圧
をV相に印加するV相スイッチ部、32は一方向スイッ
チ32a、32bからなり、これらのスイッチを切り換
えることによりコンデンサ3に蓄積された充電電圧をW
相に印加するW相スイッチ部、33は一方向スイッチ3
3a、33bからなり、これらのスイッチを切り換える
ことによりコンデンサ3に蓄積された充電電圧をX相に
印加するX相スイッチ部である。
電力変換装置を示す図である。図において、30は一方
向スイッチ30a、30bからなり、これらのスイッチ
を切り換えることによりコンデンサ3に蓄積された充電
電圧をU相に印加するU相スイッチ部、31は一方向ス
イッチ31a、31bからなり、これらのスイッチを切
り換えることによりコンデンサ3に蓄積された充電電圧
をV相に印加するV相スイッチ部、32は一方向スイッ
チ32a、32bからなり、これらのスイッチを切り換
えることによりコンデンサ3に蓄積された充電電圧をW
相に印加するW相スイッチ部、33は一方向スイッチ3
3a、33bからなり、これらのスイッチを切り換える
ことによりコンデンサ3に蓄積された充電電圧をX相に
印加するX相スイッチ部である。
【0036】40a、40bは一方向スイッチ30a、
30bの各々に逆並列に接続されたダイオード、41
a、41b、42a、42b、43a、43bも同様に
一方向スイッチ31a、31b、32a、32b、33
a、33bの各々に逆並列に接続されたダイオード、5
0はU相に流れる電流を検出する電流検出器、51はV
相に流れる電流を検出する電流検出器である。
30bの各々に逆並列に接続されたダイオード、41
a、41b、42a、42b、43a、43bも同様に
一方向スイッチ31a、31b、32a、32b、33
a、33bの各々に逆並列に接続されたダイオード、5
0はU相に流れる電流を検出する電流検出器、51はV
相に流れる電流を検出する電流検出器である。
【0037】52は電流検出器50,51で検出された
電流により、スイッチ30aのオンオフ信号S1、スイ
ッチ30bのオンオフ信号S2、スイッチ31aのオン
オフ信号S3、スイッチ31bのオンオフ信号S4、ス
イッチ32aのオンオフ信号S5、スイッチ32bのオ
ンオフ信号S6、スイッチ33aのオンオフ信号S7、
スイッチ33bのオンオフ信号S8の出力を制御するス
イッチ制御回路である。
電流により、スイッチ30aのオンオフ信号S1、スイ
ッチ30bのオンオフ信号S2、スイッチ31aのオン
オフ信号S3、スイッチ31bのオンオフ信号S4、ス
イッチ32aのオンオフ信号S5、スイッチ32bのオ
ンオフ信号S6、スイッチ33aのオンオフ信号S7、
スイッチ33bのオンオフ信号S8の出力を制御するス
イッチ制御回路である。
【0038】その他の符号は実施の形態1の図1で説明
したものと同様であるので説明は省略する。なお、図7
においては、説明を簡単にするために、図1に示した3
相系統電源1、整流回路2等を省略した。
したものと同様であるので説明は省略する。なお、図7
においては、説明を簡単にするために、図1に示した3
相系統電源1、整流回路2等を省略した。
【0039】図8はこの実施の形態2の電力変換装置の
U相スイッチの波形とU相の電圧波形の関係を示した図
である。実際の電力変換装置における一方向スイッチに
おいては、スイッチングタイミングの遅れが生じるた
め、例えばスイッチ30aをオンし、同時にスイッチ3
0bをオフしようとした場合に、スイッチ30aのスイ
ッチングに対して、スイッチ30bのスイッチングの遅
れの方が大きいと、スイッチ30aとスイッチ30bが
共にオン状態となる期間が発生し、コンデンサ3が短絡
される状態が起こりうる。そこで、この短絡を防ぐため
に、図8に示すように、信号S1と信号S2のスイッチ
ング切換のタイミングにおいては、いずれもオフの状態
の期間TDを設定するのが普通である。
U相スイッチの波形とU相の電圧波形の関係を示した図
である。実際の電力変換装置における一方向スイッチに
おいては、スイッチングタイミングの遅れが生じるた
め、例えばスイッチ30aをオンし、同時にスイッチ3
0bをオフしようとした場合に、スイッチ30aのスイ
ッチングに対して、スイッチ30bのスイッチングの遅
れの方が大きいと、スイッチ30aとスイッチ30bが
共にオン状態となる期間が発生し、コンデンサ3が短絡
される状態が起こりうる。そこで、この短絡を防ぐため
に、図8に示すように、信号S1と信号S2のスイッチ
ング切換のタイミングにおいては、いずれもオフの状態
の期間TDを設定するのが普通である。
【0040】このとき、インバータ出力相電流の極性に
より相電圧の発生波形が異なる。例えば、いまインバー
タU相電流IUの流れる向きが図7に示した矢印の向き
(正の向き)とすると、期間TDにおいては、電流IU
はダイオード40bを流れるため、U相電圧はゼロとな
る。逆に、インバータU相電流IUの流れる向きが図7
に示した矢印逆向き(負の向き)とすると、期間TDに
おいては、電流IUはダイオード40aを流れるため、
U相電圧はEとなる。
より相電圧の発生波形が異なる。例えば、いまインバー
タU相電流IUの流れる向きが図7に示した矢印の向き
(正の向き)とすると、期間TDにおいては、電流IU
はダイオード40bを流れるため、U相電圧はゼロとな
る。逆に、インバータU相電流IUの流れる向きが図7
に示した矢印逆向き(負の向き)とすると、期間TDに
おいては、電流IUはダイオード40aを流れるため、
U相電圧はEとなる。
【0041】次に、以上のような相電流の極性にあわせ
たX相電圧の制御方法につき述べる。まず、U相電流I
Uが正の向きの場合につき述べる。図9はこのときの信
号S1、S2、S7及びS8のスイッチングタイミング
を説明する図であり、図において(a)は信号S1の波
形、(b)は信号S2の波形、(c)はU相電圧の波
形、(d)は信号S7の波形、(e)は信号S8の波
形、(f)はX相電圧の波形を示す図である。
たX相電圧の制御方法につき述べる。まず、U相電流I
Uが正の向きの場合につき述べる。図9はこのときの信
号S1、S2、S7及びS8のスイッチングタイミング
を説明する図であり、図において(a)は信号S1の波
形、(b)は信号S2の波形、(c)はU相電圧の波
形、(d)は信号S7の波形、(e)は信号S8の波
形、(f)はX相電圧の波形を示す図である。
【0042】図9において、時刻t1にて信号S2がオ
フになり、このとき信号S7もオフになる。このとき、
X相には電流が流れていないので、信号S7をオフして
もX相の電圧はEに保持されたままである。これは上記
スイッチ33b及び上記ダイオード43bに存在する浮
遊コンデンサが電圧Eに充電されているからである。
フになり、このとき信号S7もオフになる。このとき、
X相には電流が流れていないので、信号S7をオフして
もX相の電圧はEに保持されたままである。これは上記
スイッチ33b及び上記ダイオード43bに存在する浮
遊コンデンサが電圧Eに充電されているからである。
【0043】次に、期間TD後の時刻t2にて、信号S
1がオンになるとU相電圧の波形はゼロからEとなる。
このとき同時に信号S8をオンにすると、X相の電圧は
Eからゼロとなり、前述と同様の原理で漏洩電流がキャ
ンセルされる。
1がオンになるとU相電圧の波形はゼロからEとなる。
このとき同時に信号S8をオンにすると、X相の電圧は
Eからゼロとなり、前述と同様の原理で漏洩電流がキャ
ンセルされる。
【0044】また、図9において、時刻t3にてあらか
じめ信号S8をオフにする。このとき、X相には電流が
流れていないので、信号S8をオフしてもX相の電圧は
ゼロに保持されたままである。これは上記スイッチ33
a及び上記ダイオード43aに存在する浮遊コンデンサ
が電圧Eに充電されているからである。
じめ信号S8をオフにする。このとき、X相には電流が
流れていないので、信号S8をオフしてもX相の電圧は
ゼロに保持されたままである。これは上記スイッチ33
a及び上記ダイオード43aに存在する浮遊コンデンサ
が電圧Eに充電されているからである。
【0045】次に、期間TD後の時刻t4にて、信号S
1がオフになるとU相電圧の波形はEからゼロとなる。
このとき同時に信号S7をオンにすると、X相の電圧は
ゼロからEとなり、前述と同様の原理で漏洩電流がキャ
ンセルされる。更に、期間TD後の時刻t5にて信号S
2がオンになる。U相電流IUが正の向きの場合には、
このようにX相のスイッチングを行うことにより漏洩電
流を低減することができる。
1がオフになるとU相電圧の波形はEからゼロとなる。
このとき同時に信号S7をオンにすると、X相の電圧は
ゼロからEとなり、前述と同様の原理で漏洩電流がキャ
ンセルされる。更に、期間TD後の時刻t5にて信号S
2がオンになる。U相電流IUが正の向きの場合には、
このようにX相のスイッチングを行うことにより漏洩電
流を低減することができる。
【0046】次に、U相電流IUが負の向きの場合につ
き述べる。図10はこのときの信号S1、S2、S7、
及びS8のスイッチングタイミングを説明する図であ
り、図において、(a)は信号S1の波形、(b)は信
号S2の波形、(c)はU相電圧の波形、(d)は信号
S7の波形、(e)は信号S8の波形、(f)はX相電
圧の波形を示す図である。
き述べる。図10はこのときの信号S1、S2、S7、
及びS8のスイッチングタイミングを説明する図であ
り、図において、(a)は信号S1の波形、(b)は信
号S2の波形、(c)はU相電圧の波形、(d)は信号
S7の波形、(e)は信号S8の波形、(f)はX相電
圧の波形を示す図である。
【0047】図10において、時刻t1にてあらかじめ
信号S7をオフにする。このとき、X相には電流が流れ
ていないので、信号S7をオフしてもX相の電圧はEに
保持されたままである。これは上記スイッチ33b及び
上記ダイオード43bに存在する浮遊コンデンサが電圧
Eに充電されているからである。
信号S7をオフにする。このとき、X相には電流が流れ
ていないので、信号S7をオフしてもX相の電圧はEに
保持されたままである。これは上記スイッチ33b及び
上記ダイオード43bに存在する浮遊コンデンサが電圧
Eに充電されているからである。
【0048】次に、期間TD後の時刻t2にて、信号S
2がオフになるとU相電圧の波形はゼロからEとなる。
このとき同時に信号S8をオンにすると、X相の電圧は
Eからゼロとなり、前述と同様の原理で漏洩電流がキャ
ンセルされる。更に、期間TD後の時刻t3にて信号S
1がオンになる。
2がオフになるとU相電圧の波形はゼロからEとなる。
このとき同時に信号S8をオンにすると、X相の電圧は
Eからゼロとなり、前述と同様の原理で漏洩電流がキャ
ンセルされる。更に、期間TD後の時刻t3にて信号S
1がオンになる。
【0049】また、図10において、時刻t4にて信号
S1がオフとなり、このとき信号S8もオフにする。こ
のとき、X相には電流が流れていないので、信号S8を
オフにしてもX相の電圧はゼロに保持されたままであ
る。これは上記スイッチ33a及び上記ダイオード43
aに存在する浮遊コンデンサが電圧Eに充電されている
からである。
S1がオフとなり、このとき信号S8もオフにする。こ
のとき、X相には電流が流れていないので、信号S8を
オフにしてもX相の電圧はゼロに保持されたままであ
る。これは上記スイッチ33a及び上記ダイオード43
aに存在する浮遊コンデンサが電圧Eに充電されている
からである。
【0050】次に、期間TD後の時刻t5にて、信号S
2がオンになるとU相電圧の波形はEからゼロとなる。
このとき同時に信号S7をオンにとすると、X相の電圧
はゼロからEとなり、前述と同様の原理で漏洩電流がキ
ャンセルされる。従ってU相電流IUが負の向きの場合
にも、このようにX相のスイッチングを行うことにより
漏洩電流を低減することができる。なお、V相、W相の
電圧が変化するときも同様に行えばよい。
2がオンになるとU相電圧の波形はEからゼロとなる。
このとき同時に信号S7をオンにとすると、X相の電圧
はゼロからEとなり、前述と同様の原理で漏洩電流がキ
ャンセルされる。従ってU相電流IUが負の向きの場合
にも、このようにX相のスイッチングを行うことにより
漏洩電流を低減することができる。なお、V相、W相の
電圧が変化するときも同様に行えばよい。
【0051】また、電流の極性検出においては、図7に
示した電流検出器50及び51により電流IU、IVを
検出して、電流IU、IVを求め、電流IWに関して
は、高周波漏れ電流分を無視すると、モータに流れる電
流には、下記式(1)に示すような関係があるので、ス
イッチング制御回路52にて電流IU、IVより電流I
Wを演算して極性判別すればよい。 IU+IV+IW=0 ・・・ (1)
示した電流検出器50及び51により電流IU、IVを
検出して、電流IU、IVを求め、電流IWに関して
は、高周波漏れ電流分を無視すると、モータに流れる電
流には、下記式(1)に示すような関係があるので、ス
イッチング制御回路52にて電流IU、IVより電流I
Wを演算して極性判別すればよい。 IU+IV+IW=0 ・・・ (1)
【0052】本実施の形態では、電流検出器50及び5
1により、電流IU、IVを求め、これらの電流より電
流IWを求めているが、これは特に限定するものではな
く、電流IWを検出する電流検出器を設け、この電流検
出器の検出値より直接電流IWを求めるようにしてもよ
い。
1により、電流IU、IVを求め、これらの電流より電
流IWを求めているが、これは特に限定するものではな
く、電流IWを検出する電流検出器を設け、この電流検
出器の検出値より直接電流IWを求めるようにしてもよ
い。
【0053】図11は例えばU相電流IU及びV相電流
IVを正、W相電流IWを負としたときの、キャリア信
号の1周期期間に着目したときのインバータ出力電圧と
上記信号S1〜S8の波形を示す図である。ここで、電
流の向きは図7に示した方向を正とし、逆方向を負と定
義する。
IVを正、W相電流IWを負としたときの、キャリア信
号の1周期期間に着目したときのインバータ出力電圧と
上記信号S1〜S8の波形を示す図である。ここで、電
流の向きは図7に示した方向を正とし、逆方向を負と定
義する。
【0054】図において、(a)は信号S1の波形、
(b)は信号S2の波形、(c)はインバータU相電圧
の波形、(d)は信号S3の波形、(e)は信号S4の
波形、(f)はインバータV相電圧の波形、(g)は信
号S5の波形、(h)は信号S6の波形、(i)はイン
バータW相電圧の波形、(j)は信号S7の波形、
(k)は信号S8の波形、(l)はインバータX相電圧
の波形を示す図である。
(b)は信号S2の波形、(c)はインバータU相電圧
の波形、(d)は信号S3の波形、(e)は信号S4の
波形、(f)はインバータV相電圧の波形、(g)は信
号S5の波形、(h)は信号S6の波形、(i)はイン
バータW相電圧の波形、(j)は信号S7の波形、
(k)は信号S8の波形、(l)はインバータX相電圧
の波形を示す図である。
【0055】まず、時刻t1にて信号S2がオフにな
り、同時に信号S7もオフになる。次に、期間TD後の
時刻t2にて信号S1がオンになるとU相電圧がゼロか
らEとなる。このとき、同時に信号S8をオンにすると
X相電圧がEからゼロとなり、漏洩電流がキャンセルさ
れる。次に、時刻t3にて信号S8をオフにすると、漏
洩電流を打ち消すためのX相を流れる電流が既に減衰
し、X相には電流が流れていないため、X相の電圧はゼ
ロに保持される。
り、同時に信号S7もオフになる。次に、期間TD後の
時刻t2にて信号S1がオンになるとU相電圧がゼロか
らEとなる。このとき、同時に信号S8をオンにすると
X相電圧がEからゼロとなり、漏洩電流がキャンセルさ
れる。次に、時刻t3にて信号S8をオフにすると、漏
洩電流を打ち消すためのX相を流れる電流が既に減衰
し、X相には電流が流れていないため、X相の電圧はゼ
ロに保持される。
【0056】次に、期間TD後の時刻t4において信号
S7をゆっくりとオンさせる。このときX相電圧もゆっ
くりと上昇するため漏洩電流はほとんど流れない。この
ようにしてX相の電圧は時刻t5にてEにリセットされ
る。V相電圧波形を変化させるときも同様の動作となる
ので説明を省略する。
S7をゆっくりとオンさせる。このときX相電圧もゆっ
くりと上昇するため漏洩電流はほとんど流れない。この
ようにしてX相の電圧は時刻t5にてEにリセットされ
る。V相電圧波形を変化させるときも同様の動作となる
ので説明を省略する。
【0057】次に時刻t12にてW相電圧を変化させる
が、その前の時刻t11にて信号S7をオフにしてお
く。X相には電流が流れていないため、X相の電圧はE
に保持される。時刻t12にて信号S6をオフすること
によるW相電圧はゼロからEとなる。このとき同時に信
号S8をオンするとX相電圧がEからゼロとなり漏洩電
流がキャンセルされる。次に、期間TD後の時刻t13
に信号S5をオンにする。
が、その前の時刻t11にて信号S7をオフにしてお
く。X相には電流が流れていないため、X相の電圧はE
に保持される。時刻t12にて信号S6をオフすること
によるW相電圧はゼロからEとなる。このとき同時に信
号S8をオンするとX相電圧がEからゼロとなり漏洩電
流がキャンセルされる。次に、期間TD後の時刻t13
に信号S5をオンにする。
【0058】次に、時刻t14にて信号S5をオフに
し、同時に信号S8もオフにする。次に、期間TD後の
時刻t15にて信号S6がオンになり、W相電圧がEか
らゼロとなる。このとき同時に信号S7をオンにすると
X相電圧がゼロからEとなり、漏洩電流がキャンセルさ
れる。次に、時刻t16にて信号S7をオフすることに
より、漏洩電流を打ち消すためのX相を流れる電流が既
に減衰し、X相には電流が流れていないため、X相の電
圧はEに保持される。期間TD後の時刻t17において
信号S8をゆっくりとオンさせる。このときX相電圧も
ゆっくりと下降するため漏洩電流はほとんど流れない。
このようにしてX相の電圧は時刻t18にてゼロにリセ
ットされる。
し、同時に信号S8もオフにする。次に、期間TD後の
時刻t15にて信号S6がオンになり、W相電圧がEか
らゼロとなる。このとき同時に信号S7をオンにすると
X相電圧がゼロからEとなり、漏洩電流がキャンセルさ
れる。次に、時刻t16にて信号S7をオフすることに
より、漏洩電流を打ち消すためのX相を流れる電流が既
に減衰し、X相には電流が流れていないため、X相の電
圧はEに保持される。期間TD後の時刻t17において
信号S8をゆっくりとオンさせる。このときX相電圧も
ゆっくりと下降するため漏洩電流はほとんど流れない。
このようにしてX相の電圧は時刻t18にてゼロにリセ
ットされる。
【0059】次に、時刻t20にてV相電圧を変化させ
るが、その前の時刻t19にて信号S8をオフにしてお
く。X相には電流が流れていないため、X相の電圧はゼ
ロに保持される。時刻t20にて信号S3がオフするこ
とによりV相電圧はEからゼロとなる。このとき同時に
信号S7をオンするとX相電圧がゼロからEとなり漏洩
電流がキャンセルされる。次に、期間TD後の時刻t2
1にて信号S4をオンにする。また、信号S7も任意の
時間(例えば、時刻t21)にてオフにしておく。漏洩
電流を打ち消すためのX相を流れる電流が既に減衰し、
X相には電流が流れていないため、X相の電圧はEに保
持される。
るが、その前の時刻t19にて信号S8をオフにしてお
く。X相には電流が流れていないため、X相の電圧はゼ
ロに保持される。時刻t20にて信号S3がオフするこ
とによりV相電圧はEからゼロとなる。このとき同時に
信号S7をオンするとX相電圧がゼロからEとなり漏洩
電流がキャンセルされる。次に、期間TD後の時刻t2
1にて信号S4をオンにする。また、信号S7も任意の
時間(例えば、時刻t21)にてオフにしておく。漏洩
電流を打ち消すためのX相を流れる電流が既に減衰し、
X相には電流が流れていないため、X相の電圧はEに保
持される。
【0060】次に、期間TD後の時刻t22にて信号S
8をゆっくりとオンする。このときX相電圧はゆっくり
と下降するため漏洩電流はほとんど流れない。このよう
にしてX相の電圧は時刻t23にてゼロにリセットされ
る。なお、時刻t25にてU相電圧が変化するときも上
記V相電圧が変化したときと同様の動作となるため説明
を省略する。
8をゆっくりとオンする。このときX相電圧はゆっくり
と下降するため漏洩電流はほとんど流れない。このよう
にしてX相の電圧は時刻t23にてゼロにリセットされ
る。なお、時刻t25にてU相電圧が変化するときも上
記V相電圧が変化したときと同様の動作となるため説明
を省略する。
【0061】このように、本実施の形態の電力変換装置
では、期間TDの存在により上下のスイッチの同時オン
が存在しないスイッチング制御を行う場合においても、
ある相の電圧印加後、いずれかの相において逆電圧の電
圧印加がなされることなく、再びある相で同じ電圧印加
が行われた場合においても、漏洩電流を防止することが
できる。また、コモンモード電流検出回路を接続するこ
となく漏洩電流を低減し、伝導ノイズの発生や放射ノイ
ズの発生が抑制可能で、低コスト化、小型軽量化するこ
とができる。
では、期間TDの存在により上下のスイッチの同時オン
が存在しないスイッチング制御を行う場合においても、
ある相の電圧印加後、いずれかの相において逆電圧の電
圧印加がなされることなく、再びある相で同じ電圧印加
が行われた場合においても、漏洩電流を防止することが
できる。また、コモンモード電流検出回路を接続するこ
となく漏洩電流を低減し、伝導ノイズの発生や放射ノイ
ズの発生が抑制可能で、低コスト化、小型軽量化するこ
とができる。
【0062】また、上記電流検出回路50及び51は、
上記モータ4を制御するときに必要とすることがあり、
そうしたシステムにおいては既にある電流検出回路をそ
のまま利用すればよいため、伝導ノイズの発生や放射ノ
イズの発生が抑制可能な、低コスト化、小型軽量化され
た電力変換装置を提供することができる。
上記モータ4を制御するときに必要とすることがあり、
そうしたシステムにおいては既にある電流検出回路をそ
のまま利用すればよいため、伝導ノイズの発生や放射ノ
イズの発生が抑制可能な、低コスト化、小型軽量化され
た電力変換装置を提供することができる。
【0063】さらに、上記電流検出回路50及び51
は、電流の極性を判別する機能を持つのみでも充分であ
り、低コスト、小型軽量な電流検出回路を使用できるこ
とから、伝導ノイズの発生や放射ノイズの発生が抑制可
能な、低コスト化、小型軽量化された電力変換装置を提
供することができる。
は、電流の極性を判別する機能を持つのみでも充分であ
り、低コスト、小型軽量な電流検出回路を使用できるこ
とから、伝導ノイズの発生や放射ノイズの発生が抑制可
能な、低コスト化、小型軽量化された電力変換装置を提
供することができる。
【0064】実施の形態3.モータ制御するためのイン
バータスイッチングの方法の一つとして線間電圧制御に
よるスイッチング方法がある。図12はこの実施の形態
3の線間電圧制御による各相の電圧波形を示す図であ
る。図において、(a)はU相電圧波形、(b)はV相
電圧波形、(c)はW相電圧波形を示す図である。ま
た、図13は実施の形態1、2で述べた三角波比較によ
るインバータ出力各相の、キャリア1周期に着目した電
圧波形を示す図である。図において、(a)はU相電圧
波形、(b)はV相電圧波形、(c)はW相電圧波形を
示す図である。
バータスイッチングの方法の一つとして線間電圧制御に
よるスイッチング方法がある。図12はこの実施の形態
3の線間電圧制御による各相の電圧波形を示す図であ
る。図において、(a)はU相電圧波形、(b)はV相
電圧波形、(c)はW相電圧波形を示す図である。ま
た、図13は実施の形態1、2で述べた三角波比較によ
るインバータ出力各相の、キャリア1周期に着目した電
圧波形を示す図である。図において、(a)はU相電圧
波形、(b)はV相電圧波形、(c)はW相電圧波形を
示す図である。
【0065】図13に示した制御方法では、期間T1、
T2、T3においては、全ての相の電圧がゼロ、または
Eであり、各線間電圧はいずれの場合にもすべてゼロに
なる。そこで、図12に示した線間電圧制御において
は、このことに着目して、ある相のスイッチングをしな
いことによりスイッチング損失を減少させることを目的
とし、図13における全ての相の電圧がゼロの期間T
1、T2を、全ての相の電圧がEとなるように置き換え
ている。
T2、T3においては、全ての相の電圧がゼロ、または
Eであり、各線間電圧はいずれの場合にもすべてゼロに
なる。そこで、図12に示した線間電圧制御において
は、このことに着目して、ある相のスイッチングをしな
いことによりスイッチング損失を減少させることを目的
とし、図13における全ての相の電圧がゼロの期間T
1、T2を、全ての相の電圧がEとなるように置き換え
ている。
【0066】すなわち、U相電圧は常にEになるように
し、V相電圧は期間T1+T2+T4の間はE、他の期
間はゼロになるように、W相電圧は期間T1+T2+T
3の間はE、他の期間はゼロになるようにする。なお、
この期間T1+T2+T3は上記V相電圧の期間T1+
T2+T4の間に含まれるものとする。このようにする
ことにより、U相電圧は常にEになるので、スイッチン
グする必要がなくなり、スイッチング損失を減少させる
ことができる。
し、V相電圧は期間T1+T2+T4の間はE、他の期
間はゼロになるように、W相電圧は期間T1+T2+T
3の間はE、他の期間はゼロになるようにする。なお、
この期間T1+T2+T3は上記V相電圧の期間T1+
T2+T4の間に含まれるものとする。このようにする
ことにより、U相電圧は常にEになるので、スイッチン
グする必要がなくなり、スイッチング損失を減少させる
ことができる。
【0067】図12に示したような電圧波形に対して
も、実施の形態1または実施の形態2で示したような電
力変換装置がそのまま適用できる。すなわち、実施の形
態1、2では、すべての相の変化に対してX相のスイッ
チングを制御させているが、本実施の形態では、V相及
びW相が変化するときのみX相をスイッチング制御すれ
ばよい。具体的には図6または図11で説明したような
スイッチング制御をすることにより、スイッチング回数
の少ない低損失な、また伝導ノイズの発生や放射ノイズ
の発生が抑制可能な、低コスト化、小型軽量化された電
力変換装置を提供することができる。
も、実施の形態1または実施の形態2で示したような電
力変換装置がそのまま適用できる。すなわち、実施の形
態1、2では、すべての相の変化に対してX相のスイッ
チングを制御させているが、本実施の形態では、V相及
びW相が変化するときのみX相をスイッチング制御すれ
ばよい。具体的には図6または図11で説明したような
スイッチング制御をすることにより、スイッチング回数
の少ない低損失な、また伝導ノイズの発生や放射ノイズ
の発生が抑制可能な、低コスト化、小型軽量化された電
力変換装置を提供することができる。
【0068】本実施の形態では、U相スイッチ部の切り
換えを行わないようにし、U相電圧が常にEになるよう
にしているが、これは特に限定するものではなく、各相
の電圧が図12に示したものと逆になるようにさせても
よい。すなわち、U相スイッチ部の切り換えを行わない
ようにし、U相電圧が常にゼロになるようにしてもよ
い。なお、他の相が常にE、又はゼロになるようにして
もよいことは言うまでもない。
換えを行わないようにし、U相電圧が常にEになるよう
にしているが、これは特に限定するものではなく、各相
の電圧が図12に示したものと逆になるようにさせても
よい。すなわち、U相スイッチ部の切り換えを行わない
ようにし、U相電圧が常にゼロになるようにしてもよ
い。なお、他の相が常にE、又はゼロになるようにして
もよいことは言うまでもない。
【0069】実施の形態4.図14はこの実施の形態4
の電力変換装置の構成を示す図である。図において、5
3は抵抗値が変更可能な可変抵抗、54は容量値が変更
可能な可変コンデンサである。その他は、実施の形態1
で説明したものと同様であるので、説明は省略する。上
記各実施の形態1〜3では、抵抗及びコンデンサの値が
固定値のものを接続しているが、この実施の形態では、
図14に示すように、これらを可変抵抗53、可変コン
デンサ54として、その値を可変にするので、負荷のモ
ータが他のモータに付け替えられた場合にも、そのモー
タの漏洩インピーダンスに応じて可変抵抗53、可変コ
ンデンサ54の値を変更することにより対応でき、適切
な漏洩電流の防止を達成し得る。
の電力変換装置の構成を示す図である。図において、5
3は抵抗値が変更可能な可変抵抗、54は容量値が変更
可能な可変コンデンサである。その他は、実施の形態1
で説明したものと同様であるので、説明は省略する。上
記各実施の形態1〜3では、抵抗及びコンデンサの値が
固定値のものを接続しているが、この実施の形態では、
図14に示すように、これらを可変抵抗53、可変コン
デンサ54として、その値を可変にするので、負荷のモ
ータが他のモータに付け替えられた場合にも、そのモー
タの漏洩インピーダンスに応じて可変抵抗53、可変コ
ンデンサ54の値を変更することにより対応でき、適切
な漏洩電流の防止を達成し得る。
【0070】また、上記各実施の形態でのX相を構成す
るスイッチは漏洩電流の補償分しか流さないので、これ
らのスイッチは小電流対応のもので構成しても、所期の
目的を達成し得ることはいうまでもない。また、小電流
対応のスイッチは低価格なため、伝導ノイズの発生や放
射ノイズの発生が抑制可能な、更なる低コスト化、小型
軽量化された電力変換装置を提供することができる。
るスイッチは漏洩電流の補償分しか流さないので、これ
らのスイッチは小電流対応のもので構成しても、所期の
目的を達成し得ることはいうまでもない。また、小電流
対応のスイッチは低価格なため、伝導ノイズの発生や放
射ノイズの発生が抑制可能な、更なる低コスト化、小型
軽量化された電力変換装置を提供することができる。
【0071】実施の形態5.図15はこの実施の形態5
の電力変換装置のX相スイッチ部を示す図である、図に
おいて、60は上記スイッチ7にあたるスイッチ、61
は可変電圧源である。上記スイッチ60をゆっくりとオ
ンさせない場合は、切換信号の情報により、可変電圧源
61の出力を大きくしてスイッチング速度を早め、上記
スイッチ60をゆっくりとオンさせる場合は、切換信号
の情報により、可変電圧源61の出力を小さくしてスイ
ッチングの速度をゆっくりとさせる。このようにしてス
イッチングの早さを切り換えることができる。
の電力変換装置のX相スイッチ部を示す図である、図に
おいて、60は上記スイッチ7にあたるスイッチ、61
は可変電圧源である。上記スイッチ60をゆっくりとオ
ンさせない場合は、切換信号の情報により、可変電圧源
61の出力を大きくしてスイッチング速度を早め、上記
スイッチ60をゆっくりとオンさせる場合は、切換信号
の情報により、可変電圧源61の出力を小さくしてスイ
ッチングの速度をゆっくりとさせる。このようにしてス
イッチングの早さを切り換えることができる。
【0072】他の方式としては、例えば図(b)に示す
ような回路がある。図において、62は可変電流源であ
る。上記スイッチ60をゆっくりとオンさせない場合
は、切換信号の情報により、可変電流源62の出力を大
きくしてスイッチングの速度を早め、上記スイッチング
60をゆっくりとオンさせる場合には、切換信号の情報
により、可変電流源62の出力を小さくしてスイッチン
グの速度をゆっくりとさせる。このようにしてスイッチ
ングの速さを切り替えることができる。
ような回路がある。図において、62は可変電流源であ
る。上記スイッチ60をゆっくりとオンさせない場合
は、切換信号の情報により、可変電流源62の出力を大
きくしてスイッチングの速度を早め、上記スイッチング
60をゆっくりとオンさせる場合には、切換信号の情報
により、可変電流源62の出力を小さくしてスイッチン
グの速度をゆっくりとさせる。このようにしてスイッチ
ングの速さを切り替えることができる。
【0073】
【発明の効果】本発明の係る電力変換装置は、交流電圧
を出力する電源と、前記電源で出力された交流電圧を直
流電圧に変換する変換器と、前記変換器に並列に接続さ
れたコンデンサと、前記コンデンサに並列に接続され第
1の切り換え部及び第2の切り換え部からなる複数の直
列体と、前記コンデンサに並列に接続され少なくとも2
つの切り換え速度の異なる切り換えが行える第3の切り
換え部及び第4の切り換え部からなる直列体と、一端が
前記複数の直列体の各々の第1の切り換え部と第2の切
り換え部間に接続され他端が接地されている負荷と、一
端が前記第3の切り換え部と前記第4の切り換え部間に
接続され他端が接地された前記負荷の漏洩インピーダン
スを模擬したインピーダンスと、前記各切り換え部の切
り換えを制御する切り換え制御手段とを備えているの
で、様々な各相の電圧制御に対して導電ノイズの発生や
放射ノイズの発生の原因となる漏洩電流の抑制が可能で
ある。また、低コスト化、小型軽量化することができ
る。
を出力する電源と、前記電源で出力された交流電圧を直
流電圧に変換する変換器と、前記変換器に並列に接続さ
れたコンデンサと、前記コンデンサに並列に接続され第
1の切り換え部及び第2の切り換え部からなる複数の直
列体と、前記コンデンサに並列に接続され少なくとも2
つの切り換え速度の異なる切り換えが行える第3の切り
換え部及び第4の切り換え部からなる直列体と、一端が
前記複数の直列体の各々の第1の切り換え部と第2の切
り換え部間に接続され他端が接地されている負荷と、一
端が前記第3の切り換え部と前記第4の切り換え部間に
接続され他端が接地された前記負荷の漏洩インピーダン
スを模擬したインピーダンスと、前記各切り換え部の切
り換えを制御する切り換え制御手段とを備えているの
で、様々な各相の電圧制御に対して導電ノイズの発生や
放射ノイズの発生の原因となる漏洩電流の抑制が可能で
ある。また、低コスト化、小型軽量化することができ
る。
【0074】第3の切り換え部及び第4の切り換え部
は、即時に切り換え可能な第1の切り換え可能な切り換
えと徐々に切り換え可能な切り換えとが行えるので、漏
洩電流抑制のための切り換えと漏洩電流抑制のためでな
い切り換えとができ、続いて変化する各相電圧変化の積
が正である場合においても漏洩電流の抑制をすることが
できる。
は、即時に切り換え可能な第1の切り換え可能な切り換
えと徐々に切り換え可能な切り換えとが行えるので、漏
洩電流抑制のための切り換えと漏洩電流抑制のためでな
い切り換えとができ、続いて変化する各相電圧変化の積
が正である場合においても漏洩電流の抑制をすることが
できる。
【0075】切り換え制御手段は、複数の直列体の第
1、第2の切り換え部が切り換えられないときに第3ま
たは第4の切り換え部を徐々に切り換えるので、続いて
変化する各相電圧変化の積が正である場合においても、
あらかじめ第3及び第4の両方またはいずれか一方の切
り換え器を漏洩電流を流すことなく切り換えることがで
き、様々な各相の電圧制御に対して漏洩電流の抑制をす
ることができる。
1、第2の切り換え部が切り換えられないときに第3ま
たは第4の切り換え部を徐々に切り換えるので、続いて
変化する各相電圧変化の積が正である場合においても、
あらかじめ第3及び第4の両方またはいずれか一方の切
り換え器を漏洩電流を流すことなく切り換えることがで
き、様々な各相の電圧制御に対して漏洩電流の抑制をす
ることができる。
【0076】複数の直列体の第1の切り換え部と第2の
切り換え部間に接続されている負荷の一端に流れる電流
を検出する検出手段を備え、切り換え制御手段は前記検
出手段で検出された電流に応じて切り換え部の切り換え
を制御するので、負荷で検出された電流に応じた切り換
え制御をすることができる。
切り換え部間に接続されている負荷の一端に流れる電流
を検出する検出手段を備え、切り換え制御手段は前記検
出手段で検出された電流に応じて切り換え部の切り換え
を制御するので、負荷で検出された電流に応じた切り換
え制御をすることができる。
【0077】切り換え制御手段は、第1の切り換え部と
第2の切り換え部とを同時に切り換えないので、第1の
切り換え部と第2の切り換え部の両方の切り換えにより
コンデンサの短絡が発生しないような安全で、伝導ノイ
ズの発生や放射ノイズの発生の抑制、低コスト化、小型
軽量化が可能である。
第2の切り換え部とを同時に切り換えないので、第1の
切り換え部と第2の切り換え部の両方の切り換えにより
コンデンサの短絡が発生しないような安全で、伝導ノイ
ズの発生や放射ノイズの発生の抑制、低コスト化、小型
軽量化が可能である。
【0078】切り換え制御手段は、複数の直列体中の1
つの直列体の切り換え部の切り換えをしないように制御
するので、スイッチング回数を少なくすることができ、
低損失な電力変換装置を提供できる。
つの直列体の切り換え部の切り換えをしないように制御
するので、スイッチング回数を少なくすることができ、
低損失な電力変換装置を提供できる。
【0079】インピーダンスの値を可変にするので、負
荷を他の負荷に付け替えても付け替えられた負荷の漏洩
インピーダンスに対応することができ、伝導ノイズの発
生や放射ノイズの発生の抑制、低コスト化、小型軽量化
が可能である。
荷を他の負荷に付け替えても付け替えられた負荷の漏洩
インピーダンスに対応することができ、伝導ノイズの発
生や放射ノイズの発生の抑制、低コスト化、小型軽量化
が可能である。
【0080】第3の切り換え部及び第4の切り換え部の
両方またはいずれか一方は、小電流容量であるので、伝
導ノイズの発生や放射ノイズの発生が抑制可能であると
ともに、更に低コスト化、小型軽量化することができ
る。
両方またはいずれか一方は、小電流容量であるので、伝
導ノイズの発生や放射ノイズの発生が抑制可能であると
ともに、更に低コスト化、小型軽量化することができ
る。
【図1】 本発明の実施の形態1の電力変換装置を示す
図である。
図である。
【図2】 図1のX相スイッチ部のスイッチを示す図で
ある。
ある。
【図3】 図1の電力変換装置のインピーダンスを示す
図である。
図である。
【図4】 本発明の実施の形態1の漏洩電流低減原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図5】 本発明の実施の形態1の漏洩電流低減原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図6】 本発明の実施の形態1のスイッチングを示し
た図である。
た図である。
【図7】 本発明の実施の形態2の電力変換装置の回路
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図8】 本発明の実施の形態2のU相電圧波形を示す
図である。
図である。
【図9】 本発明の実施の形態2のX相のスイッチング
を示す図である。
を示す図である。
【図10】 本発明の実施の形態2のX相のスイッチン
グを示す図である。
グを示す図である。
【図11】 本発明の実施の形態2のスイッチングを示
す図である。
す図である。
【図12】 本発明の実施の形態3の各相の出力電圧波
形を示す図である。
形を示す図である。
【図13】 三角波比較による各相の出力電圧波形を示
す図である。
す図である。
【図14】 本発明の実施の形態4の電力変換装置を示
す図である。
す図である。
【図15】 本発明の実施の形態5のX相スイッチを示
す図である。
す図である。
【図16】 従来の電力変換装置を示す図である。
【図17】 従来の電力変換装置の漏洩電流波形発生の
原理を示す図である。
原理を示す図である。
1 3相系統電源 2 整流回路 3 コンデンサ 4 U相スイッチ部 5 V相スイッチ部 6 W相スイッチ部 7 X相スイッチ部 8 負荷 9 インピーダンス 10 切り換え制御回路 20、21 抵抗 22 スイッチ 23 トランジスタ 30 U相スイッチ部 31 V相スイッチ部 32 W相スイッチ部 33 X相スイッチ部 40、41、42、43 ダイオード 50、51 電流検出器 52 スイッチ制御回
路 53 可変抵抗 54 可変コンデンサ 55 抵抗 56 コンデンサ 57 リアクトル 60 スイッチ 61 可変電圧源 62 可変電流源 101 商用電源 102 コンバータ 103 コンデンサ 104 スイッチング
部 105 モータ 106 制御部 107 スイッチング部 108 負荷漏洩イン
ピーダンス 109 制御部
路 53 可変抵抗 54 可変コンデンサ 55 抵抗 56 コンデンサ 57 リアクトル 60 スイッチ 61 可変電圧源 62 可変電流源 101 商用電源 102 コンバータ 103 コンデンサ 104 スイッチング
部 105 モータ 106 制御部 107 スイッチング部 108 負荷漏洩イン
ピーダンス 109 制御部
Claims (8)
- 【請求項1】 交流電圧を出力する電源と、前記電源で
出力された交流電圧を直流電圧に変換する変換器と、前
記変換器に並列に接続されたコンデンサと、前記コンデ
ンサに並列に接続され第1の切り換え部及び第2の切り
換え部からなる複数の直列体と、前記コンデンサに並列
に接続され少なくとも2つの切り換え速度の異なる切り
換えが行える第3の切り換え部及び第4の切り換え部か
らなる直列体と、一端が前記複数の直列体の各々の第1
の切り換え部と第2の切り換え部間に接続され他端が接
地されている負荷と、一端が前記第3の切り換え部と前
記第4の切り換え部間に接続され他端が接地された前記
負荷の漏洩インピーダンスを模擬したインピーダンス
と、前記各切り換え部の切り換えを制御する切り換え制
御手段とを備えていることを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項2】 第3の切り換え部及び第4の切り換え部
は、即時に切り換え可能な切り換えと徐々に切り換え可
能な切り換えとが行えることを特徴とする請求項1記載
の電力変換装置。 - 【請求項3】 切り換え制御手段は、複数の直列体の第
1、第2の切り換え部が切り換えられないときに第3ま
たは第4の切り換え部を徐々に切り換えることを特徴と
する請求項2記載の電力変換装置。 - 【請求項4】 複数の直列体の第1の切り換え部と第2
の切り換え部間に接続されている負荷の一端に流れる電
流を検出する検出手段を備え、切り換え制御手段は前記
検出手段で検出された電流に応じて切り換え部の切り換
えを制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか
1項記載の電力変換装置。 - 【請求項5】 切り換え制御手段は、第1の切り換え部
と第2の切り換え部とを同時に切り換えないことを特徴
とする請求項1〜4のいずれか1項記載の電力変換装
置。 - 【請求項6】 切り換え制御手段は、複数の直列体中の
1つの直列体の切り換え部の切り換えをしないように制
御することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記
載の電力変換装置。 - 【請求項7】 インピーダンスの値を可変にすることを
特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の電力変換
装置。 - 【請求項8】 第3の切り換え部及び第4の切り換え部
の両方またはいずれか一方は、小電流容量であることを
特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の電力変換
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10001714A JPH11206148A (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10001714A JPH11206148A (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11206148A true JPH11206148A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11509238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10001714A Pending JPH11206148A (ja) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11206148A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004056882A (ja) * | 2002-07-18 | 2004-02-19 | Yaskawa Electric Corp | マルチレベルpwmインバータ制御装置 |
| JP2014225965A (ja) * | 2013-05-16 | 2014-12-04 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| JP2023105473A (ja) * | 2022-01-19 | 2023-07-31 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 3相インバータの制御装置及び制御方法 |
-
1998
- 1998-01-07 JP JP10001714A patent/JPH11206148A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004056882A (ja) * | 2002-07-18 | 2004-02-19 | Yaskawa Electric Corp | マルチレベルpwmインバータ制御装置 |
| JP2014225965A (ja) * | 2013-05-16 | 2014-12-04 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| JP2023105473A (ja) * | 2022-01-19 | 2023-07-31 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 3相インバータの制御装置及び制御方法 |
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