JPH11275871A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JPH11275871A JPH11275871A JP10075237A JP7523798A JPH11275871A JP H11275871 A JPH11275871 A JP H11275871A JP 10075237 A JP10075237 A JP 10075237A JP 7523798 A JP7523798 A JP 7523798A JP H11275871 A JPH11275871 A JP H11275871A
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- JP
- Japan
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- control element
- wiring
- capacitor
- capacitors
- snubber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、大容量の単相あるいは三相インバ
ータユニットの配線構造に関する。インバータ容量に比
例して大形化する直流コンデンサあるいはスナバコンデ
ンサでの配線インダクタンスの増大に対し、スイッチン
グサージ電圧を抑制し信頼性向上をはかることを目的と
したものである。 【解決手段】 本発明のインバータユニット配線構造
は、制御素子アームである直列接続した制御素子11,
12,13,14,15,16の直流端子PN間に分割
した直流コンデンサ1A,1B,1C、スナバコンデン
サ1a,2a,1b,2b,1c,2cを備えることに
より、スイッチングサージ電圧を抑制するとともに、吸
収作用も高めて制御素子11,12,13,14,1
5,16の過電圧保護性能の向上を図ったものである。
ータユニットの配線構造に関する。インバータ容量に比
例して大形化する直流コンデンサあるいはスナバコンデ
ンサでの配線インダクタンスの増大に対し、スイッチン
グサージ電圧を抑制し信頼性向上をはかることを目的と
したものである。 【解決手段】 本発明のインバータユニット配線構造
は、制御素子アームである直列接続した制御素子11,
12,13,14,15,16の直流端子PN間に分割
した直流コンデンサ1A,1B,1C、スナバコンデン
サ1a,2a,1b,2b,1c,2cを備えることに
より、スイッチングサージ電圧を抑制するとともに、吸
収作用も高めて制御素子11,12,13,14,1
5,16の過電圧保護性能の向上を図ったものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力用の無効電力
装置やアクティブフィルタに適用される大容量の単相あ
るいは三相ブリッジインバータの配線構造に関するもの
である。
装置やアクティブフィルタに適用される大容量の単相あ
るいは三相ブリッジインバータの配線構造に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、高速制御素子、例えばIGBTを
用いた大容量ブリッジインバータには、例えば、特開平
8−32020号公報に記載されているようなインバー
タ主回路配線方法が取られていた。すなわち、直流充電
コンデンサは一括してまとめて実装されていた。
用いた大容量ブリッジインバータには、例えば、特開平
8−32020号公報に記載されているようなインバー
タ主回路配線方法が取られていた。すなわち、直流充電
コンデンサは一括してまとめて実装されていた。
【0003】さらに、その詳細を図3により説明すれ
ば、31,32,33,34,35,36は制御素子の
トランジスタで、3Aは直流充電コンデンサで、3Bは
回路のサージ電圧を吸収するためのスナバコンデンサ
で、37,38,39はインバータを系統接続端子U,
V,Wへ接続するためのリアクトルであった。
ば、31,32,33,34,35,36は制御素子の
トランジスタで、3Aは直流充電コンデンサで、3Bは
回路のサージ電圧を吸収するためのスナバコンデンサ
で、37,38,39はインバータを系統接続端子U,
V,Wへ接続するためのリアクトルであった。
【0004】このようなブリッジインバータ構成には配
線材による直流側の配線インダクタンスl31,l32,l
33,l34,l3Aが存在し、配線インダクタンスが大きく
なるだけにとどまらず、トランジスタアームである直列
接続した制御素子31,32,33,34,35,36
の各々に対し不平衡にインダクタンスが存在する。
線材による直流側の配線インダクタンスl31,l32,l
33,l34,l3Aが存在し、配線インダクタンスが大きく
なるだけにとどまらず、トランジスタアームである直列
接続した制御素子31,32,33,34,35,36
の各々に対し不平衡にインダクタンスが存在する。
【0005】例えば、トランジスタ31,34が導通し
てコンデンサ3Aから系統接続端子U,V間に電圧を出
力する時には(l31+l33+l34+l3A)の配線インダ
クタンスがあるのに対し、トランジスタ34,35が導
通して系統接続端子V,W間に電圧を出力する場合には
(l34+l3A)の配線インダクタンスが存在する。
てコンデンサ3Aから系統接続端子U,V間に電圧を出
力する時には(l31+l33+l34+l3A)の配線インダ
クタンスがあるのに対し、トランジスタ34,35が導
通して系統接続端子V,W間に電圧を出力する場合には
(l34+l3A)の配線インダクタンスが存在する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の構成で
は、直流充電コンデンサ3Aやスナバコンデンサ3Bが
集中配置されているので、インバータ容量が大きくなる
程直流充電コンデンサ3Aやスナバコンデンサ3Bの形
状も大形化せざるを得ず、制御素子31,32,33,
34,35,36と直流充電コンデンサ3A間の前記配
線インダクタンスの増大によるスイッチング過電圧が増
大し、そのためスナバコンデンサ3Bの効果は低下す
る。
は、直流充電コンデンサ3Aやスナバコンデンサ3Bが
集中配置されているので、インバータ容量が大きくなる
程直流充電コンデンサ3Aやスナバコンデンサ3Bの形
状も大形化せざるを得ず、制御素子31,32,33,
34,35,36と直流充電コンデンサ3A間の前記配
線インダクタンスの増大によるスイッチング過電圧が増
大し、そのためスナバコンデンサ3Bの効果は低下す
る。
【0007】そして、甚だしい場合には制御素子31,
32,33,34,35,36の破壊事故につながると
いう問題点を有していた。
32,33,34,35,36の破壊事故につながると
いう問題点を有していた。
【0008】本発明は、上記の従来の課題を解決するも
ので、直流回路の配線インダクタンスの低減と、制御素
子アーム間の配線インダクタンスの不平項を低減して、
制御素子アームのスイッチング過電圧を抑制し、インバ
ータの信頼性を高めること、並びに、各制御素子アーム
の直流正極端子と直流負極端子との間に設置したスナバ
コンデンサにより、前記直流正極端子と前記直流負極端
子の端子間でのスイッチング過電圧を吸収して、打ち消
すことを目的とする。
ので、直流回路の配線インダクタンスの低減と、制御素
子アーム間の配線インダクタンスの不平項を低減して、
制御素子アームのスイッチング過電圧を抑制し、インバ
ータの信頼性を高めること、並びに、各制御素子アーム
の直流正極端子と直流負極端子との間に設置したスナバ
コンデンサにより、前記直流正極端子と前記直流負極端
子の端子間でのスイッチング過電圧を吸収して、打ち消
すことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のインバータ装置は、一対の制御素子アー
ムの直流正極端子と直流負極端子を各々共通に接続し、
少なくとも1つ以上の直流充電コンデンサを制御素子ア
ームごと配置している。
めに、本発明のインバータ装置は、一対の制御素子アー
ムの直流正極端子と直流負極端子を各々共通に接続し、
少なくとも1つ以上の直流充電コンデンサを制御素子ア
ームごと配置している。
【0010】また、制御素子アームの直流正極端子と直
流負極端子の端子間にスナバコンデンサを制御素子ごと
に配置したものである。
流負極端子の端子間にスナバコンデンサを制御素子ごと
に配置したものである。
【0011】
【発明の実施の形態】上記した構成によれば、制御素子
アームと直流充電コンデンサとの間の配線インダクタン
スを低減して前記制御素子アームのスイッチング過電圧
の発生を抑制することができ、インバータ装置の信頼性
が向上する。
アームと直流充電コンデンサとの間の配線インダクタン
スを低減して前記制御素子アームのスイッチング過電圧
の発生を抑制することができ、インバータ装置の信頼性
が向上する。
【0012】また、各制御素子アームの直流正極端子と
直流負極端子との間に設置したスナバコンデンサにより
前記直流正極端子と前記直流負極端子の両端子間のスイ
ッチング過電圧を吸収して打ち消すことができる。
直流負極端子との間に設置したスナバコンデンサにより
前記直流正極端子と前記直流負極端子の両端子間のスイ
ッチング過電圧を吸収して打ち消すことができる。
【0013】以下本発明の実施の形態1について、図面
を参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1のインバータ構成において、1
1,12,13,14,15,16はIGBTなどの制
御素子で、各々二個の制御素子11,12,13,1
4,15,16を各々直列接続した一対の制御素子を制
御素子アームと呼んでいる。1A,1B,1Cは各制御
素子単位に分割した直流充電コンデンサ、17,18,
19は前記制御素子アームである直列接続された制御素
子11,12,13,14,15,16の交流出力を系
統接続端子U,V,Wへつなぐリアクトルである。
を参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1のインバータ構成において、1
1,12,13,14,15,16はIGBTなどの制
御素子で、各々二個の制御素子11,12,13,1
4,15,16を各々直列接続した一対の制御素子を制
御素子アームと呼んでいる。1A,1B,1Cは各制御
素子単位に分割した直流充電コンデンサ、17,18,
19は前記制御素子アームである直列接続された制御素
子11,12,13,14,15,16の交流出力を系
統接続端子U,V,Wへつなぐリアクトルである。
【0014】同図での配線インダクタンスは三個の制御
素子アームである直列接続された制御素子11,12,
13,14,15,16の正極端子P1 ,P2 ,P3 、
負極端子N1 ,N2 ,N3 間の各々の配線に存在する配
線インダクタンスl11,l12,l13,l14,と分割した
直流充電コンデンサ接続に存在する配線インダクタンス
l1A,l1B,l1Cに分けられる。
素子アームである直列接続された制御素子11,12,
13,14,15,16の正極端子P1 ,P2 ,P3 、
負極端子N1 ,N2 ,N3 間の各々の配線に存在する配
線インダクタンスl11,l12,l13,l14,と分割した
直流充電コンデンサ接続に存在する配線インダクタンス
l1A,l1B,l1Cに分けられる。
【0015】以上のように構成されたインバータユニッ
トでは、直流充電コンデンサ1A,1B,1Cが三分割
されているために、従来例とは異なり前記配線インダク
タンスl1A,l1B,l1Cがそれぞれ制御素子アームであ
る直列接続した制御素子、11,12,13,14,1
5,16の直流正極端子と直流負極端子間(P1,N1、
P2,N2、P3,N3 )に対しそれぞれ並列に接続され
ることになる。
トでは、直流充電コンデンサ1A,1B,1Cが三分割
されているために、従来例とは異なり前記配線インダク
タンスl1A,l1B,l1Cがそれぞれ制御素子アームであ
る直列接続した制御素子、11,12,13,14,1
5,16の直流正極端子と直流負極端子間(P1,N1、
P2,N2、P3,N3 )に対しそれぞれ並列に接続され
ることになる。
【0016】例えば、制御素子11,14が導通して系
統接続端子U,Vへ出力する場合では、直流充電コンデ
ンサ1Aのループインダクタンスである(l1A+
l12),直流充電コンデンサ1Bのループインダクタン
スである(l1B+l11),直流充電コンデンサ1Cのル
ープインダクタンスである(l1C+l11+l13+l14)
の三つのループインダクタンスが導通している制御素子
11,14の前記P1 ,N2に対し並列に存在する。
統接続端子U,Vへ出力する場合では、直流充電コンデ
ンサ1Aのループインダクタンスである(l1A+
l12),直流充電コンデンサ1Bのループインダクタン
スである(l1B+l11),直流充電コンデンサ1Cのル
ープインダクタンスである(l1C+l11+l13+l14)
の三つのループインダクタンスが導通している制御素子
11,14の前記P1 ,N2に対し並列に存在する。
【0017】従って、導通素子から見た配線インダクタ
ンスは三つの前記ループインダクタンスの並列接続値に
なる。
ンスは三つの前記ループインダクタンスの並列接続値に
なる。
【0018】また、直流充電コンデンサのlA,lB,
lCの各配線インダクタンスであるl1A,l1B,l1Cが
制御素子11,12,13,14,の各配線インダクタ
ンスl11,l12,l13,l14に比べて大きく、かつ配線
インダクタンス、l1A,l1B,l1Cの各々が等しいとい
う条件を実現しているので、前記ループインダクタンス
(l1A+l12),(l1B+l11),(l1C+l11+l13
+l14)は、それぞれ直流充電コンデンサの配線インダ
クタンスの和(l1A+l1B+l1C)の3分の1と等価に
なる。
lCの各配線インダクタンスであるl1A,l1B,l1Cが
制御素子11,12,13,14,の各配線インダクタ
ンスl11,l12,l13,l14に比べて大きく、かつ配線
インダクタンス、l1A,l1B,l1Cの各々が等しいとい
う条件を実現しているので、前記ループインダクタンス
(l1A+l12),(l1B+l11),(l1C+l11+l13
+l14)は、それぞれ直流充電コンデンサの配線インダ
クタンスの和(l1A+l1B+l1C)の3分の1と等価に
なる。
【0019】すなわち、前記ループインダクタンスがそ
れぞれ1/3に低減されることになると同時に、l1Aと
l1Bとl1Cとが等しくなるので制御素子アームである直
列接続した制御素子11,12,13,14,15,1
6間のインダクタンス不平衡が解消される。
れぞれ1/3に低減されることになると同時に、l1Aと
l1Bとl1Cとが等しくなるので制御素子アームである直
列接続した制御素子11,12,13,14,15,1
6間のインダクタンス不平衡が解消される。
【0020】一方、系統接続端子U,V,Wへ出力され
るインバータ出力電流は三つの直流充電コンデンサl
A,lB,lCから三分割してiA ,iB ,iC で出力
されるので、前記ループインダクタンスに蓄積される電
磁エネルギーは電流の2乗に比例することから前記ルー
プインダクタンスは(iA 2+iB 2+iC 2)に比例し、分
割しない場合の蓄積エネルギー(iA +iB +iC )2
に比例することに比べ減少し、そのため本実施の形態1
では素子が遮断する時のスイッチングサージ電圧が低減
される。
るインバータ出力電流は三つの直流充電コンデンサl
A,lB,lCから三分割してiA ,iB ,iC で出力
されるので、前記ループインダクタンスに蓄積される電
磁エネルギーは電流の2乗に比例することから前記ルー
プインダクタンスは(iA 2+iB 2+iC 2)に比例し、分
割しない場合の蓄積エネルギー(iA +iB +iC )2
に比例することに比べ減少し、そのため本実施の形態1
では素子が遮断する時のスイッチングサージ電圧が低減
される。
【0021】以下本発明の第二の実施の形態2であるス
ナバコンデンサにおける配線インダクタンスについて、
図面を参照しながら説明する。
ナバコンデンサにおける配線インダクタンスについて、
図面を参照しながら説明する。
【0022】(実施の形態2)図2において、21,2
2,23,24,25,26は制御素子、27,28,
29はリアクトル、2A,2B,2Cは直流充電コンデ
ンサで、以上は図1と同様なものである。
2,23,24,25,26は制御素子、27,28,
29はリアクトル、2A,2B,2Cは直流充電コンデ
ンサで、以上は図1と同様なものである。
【0023】図1と異なるのは、各制御素子アームであ
る直列接続された制御素子21,22,23,24,2
5,26の各々直流正極端子P1 ,P2 ,P3 と直流負
極端子N1 ,N2 ,N3 を正極板状導体PPと負極板状
導体NPを用いて共通接続し、そのPP,PN板間に対
し二分割したスナバコンデンサ1a,2a,1b,2
b,1c,2cを制御素子アームである直列接続した制
御素子21,22,23,24,25,26ごとに分割
接続した点である。
る直列接続された制御素子21,22,23,24,2
5,26の各々直流正極端子P1 ,P2 ,P3 と直流負
極端子N1 ,N2 ,N3 を正極板状導体PPと負極板状
導体NPを用いて共通接続し、そのPP,PN板間に対
し二分割したスナバコンデンサ1a,2a,1b,2
b,1c,2cを制御素子アームである直列接続した制
御素子21,22,23,24,25,26ごとに分割
接続した点である。
【0024】以上のように構成されたインバータ装置で
は、直流回路に誘起される制御素子アームである直列接
続した制御素子21,22,23,24,25,26に
よるスイッチング過電圧を前記制御素子アーム単位で、
最短配線で分割設置されたスナバコンデンサ1a,2
a,1b,2b,1c,2cで吸収することができるの
で、配線インダクタンスl1a,l2a,l1b,l2b,
l1c,l2cが小さく、スナバコンデンサ1a,2a,1
b,2b,1c,2cのスイッチング過電圧吸収機能が
大きい。
は、直流回路に誘起される制御素子アームである直列接
続した制御素子21,22,23,24,25,26に
よるスイッチング過電圧を前記制御素子アーム単位で、
最短配線で分割設置されたスナバコンデンサ1a,2
a,1b,2b,1c,2cで吸収することができるの
で、配線インダクタンスl1a,l2a,l1b,l2b,
l1c,l2cが小さく、スナバコンデンサ1a,2a,1
b,2b,1c,2cのスイッチング過電圧吸収機能が
大きい。
【0025】一方、スナバコンデンサ1a,2a,1
b,2b,1c,2cへのサージ電流i1a,i2a,
i1b,i2b,i1c,i2cは分割したスナバコンデンサ1
a,2a,1b,2b,1c,2cに対し分流すること
になるので各スナバコンデンサの耐電流容量も低減さ
れ、スナバコンデンサの発熱負担が軽減される。
b,2b,1c,2cへのサージ電流i1a,i2a,
i1b,i2b,i1c,i2cは分割したスナバコンデンサ1
a,2a,1b,2b,1c,2cに対し分流すること
になるので各スナバコンデンサの耐電流容量も低減さ
れ、スナバコンデンサの発熱負担が軽減される。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のインバータ装置は、直流回路の配線インダクタンス低
減と制御素子アーム間の配線インダクタンス不平衡を低
減して制御素子アームのスイッチング過電圧の発生を低
減することができる。
のインバータ装置は、直流回路の配線インダクタンス低
減と制御素子アーム間の配線インダクタンス不平衡を低
減して制御素子アームのスイッチング過電圧の発生を低
減することができる。
【0027】また、各制御素子アームの直流正極端子と
直流負極端子との間に設置したスナバコンデンサによ
り、前記直流正極端子と前記直流負極端子端子間のスイ
ッチング過電圧を吸収して打ち消すことができる。
直流負極端子との間に設置したスナバコンデンサによ
り、前記直流正極端子と前記直流負極端子端子間のスイ
ッチング過電圧を吸収して打ち消すことができる。
【0028】さらに、スナバコンデンサには吸収サージ
電流が分割して流れるので、スナバコンデンサの発熱を
分散させることができる。
電流が分割して流れるので、スナバコンデンサの発熱を
分散させることができる。
【図1】本発明の実施の形態1における三相インバータ
ブリッジの動作説明のための接続構成図
ブリッジの動作説明のための接続構成図
【図2】同実施の形態2における三相インバータブリッ
ジの動作説明のための接続構成図
ジの動作説明のための接続構成図
【図3】従来の三相インバータブリッジの動作説明のた
めの接続構成図
めの接続構成図
11,12,13,14,15,16,21,22,2
3,24,25,26制御素子 P1 ,P2 ,P3 直流正極端子 N1 ,N2 ,N3 直流負極端子 PP 正極板状導体 NP 負極板状導体 l11,l12,l13,l14,l1A,l1B,l1C 配線イ
ンダクタンス 17,18,19,27,28,29 リアクトル 1A,1B,1C,2A,2B,2C 直流充電コン
デンサ 1a,2a,1b,2b,1c,2c スナバコンデ
ンサ U,V,W 系統接続端子
3,24,25,26制御素子 P1 ,P2 ,P3 直流正極端子 N1 ,N2 ,N3 直流負極端子 PP 正極板状導体 NP 負極板状導体 l11,l12,l13,l14,l1A,l1B,l1C 配線イ
ンダクタンス 17,18,19,27,28,29 リアクトル 1A,1B,1C,2A,2B,2C 直流充電コン
デンサ 1a,2a,1b,2b,1c,2c スナバコンデ
ンサ U,V,W 系統接続端子
Claims (2)
- 【請求項1】 単相あるいは三相ブリッジを構成する一
対の制御素子アームの直流正極端子と直流負極端子を各
々共通に接続し、少なくとも1つの直流充電コンデンサ
を前記制御素子アームごとに設置することを特徴とした
インバータ装置。 - 【請求項2】 制御素子アームの直流正極端子と直流負
極端子の端子間にスナバコンデンサを前記制御素子アー
ムごとに配置して構成した請求項1記載のインバータ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10075237A JPH11275871A (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10075237A JPH11275871A (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | インバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11275871A true JPH11275871A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=13570423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10075237A Pending JPH11275871A (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11275871A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017112789A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社Soken | 電力変換装置 |
-
1998
- 1998-03-24 JP JP10075237A patent/JPH11275871A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017112789A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社Soken | 電力変換装置 |
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