JPH1169878A - 電動機駆動用電力変換装置及び電動機制御装置 - Google Patents
電動機駆動用電力変換装置及び電動機制御装置Info
- Publication number
- JPH1169878A JPH1169878A JP9211707A JP21170797A JPH1169878A JP H1169878 A JPH1169878 A JP H1169878A JP 9211707 A JP9211707 A JP 9211707A JP 21170797 A JP21170797 A JP 21170797A JP H1169878 A JPH1169878 A JP H1169878A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- converter
- power supply
- motor
- current
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数台のコンバータ・ユニットを用いて所望
の容量の電動機駆動用電力変換装置を提供する。 【解決手段】 ２台のコンバータ・ユニットＣＵ１及び
ＣＵ２のコンバータ・ブリッジ回路３及び１３をリアク
トル２及び１２を介して三相交流電源１と出力部即ち平
滑コンデンサ６の両端との間に並列接続する。２台のコ
ンバータ・ユニットに対して１つの電圧制御ループ系を
設ける。２台のコンバータ・ユニットのそれぞれの制御
回路９，１９は、共通の電流指令を入力としてそれぞれ
の容量に応じた比率で電流を分担するようにブリッジ回
路３，１３を構成するトランジスタ３Ｔ，１３Ｔを制御
する。
の容量の電動機駆動用電力変換装置を提供する。 【解決手段】 ２台のコンバータ・ユニットＣＵ１及び
ＣＵ２のコンバータ・ブリッジ回路３及び１３をリアク
トル２及び１２を介して三相交流電源１と出力部即ち平
滑コンデンサ６の両端との間に並列接続する。２台のコ
ンバータ・ユニットに対して１つの電圧制御ループ系を
設ける。２台のコンバータ・ユニットのそれぞれの制御
回路９，１９は、共通の電流指令を入力としてそれぞれ
の容量に応じた比率で電流を分担するようにブリッジ回
路３，１３を構成するトランジスタ３Ｔ，１３Ｔを制御
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回生処理が可能な
電動機駆動用電力変換装置及び該装置を備えた電動機制
御装置に関するものである。
電動機駆動用電力変換装置及び該装置を備えた電動機制
御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】負荷となる電動機が回生状態になる応用
分野で、回生電力を交流電源側に回生するために、電動
機の力行時には交流電源から電動機の駆動装置に駆動に
必要な電力を供給し、回生時には電動機側から交流電源
に回生電力を回生するように構成された電動機駆動用電
力変換装置を用いることが知られている。一般的に、こ
の種の電動機駆動用電力変換装置は、電動機を駆動する
インバータ回路を構成するインバータ・ブリッジ回路と
同様の構成を有するコンバータ・ブリッジ回路を備え、
このコンバータ・ブリッジ回路を構成する複数の半導体
スイッチング素子をＰＷＭ（パルス幅変調）制御するこ
とにより、回生電力を交流電源側に回生している。例え
ば、この種の電動機駆動用電力変換装置の一例は、特開
平８−２０５５６０号公報の図４に示されている。
分野で、回生電力を交流電源側に回生するために、電動
機の力行時には交流電源から電動機の駆動装置に駆動に
必要な電力を供給し、回生時には電動機側から交流電源
に回生電力を回生するように構成された電動機駆動用電
力変換装置を用いることが知られている。一般的に、こ
の種の電動機駆動用電力変換装置は、電動機を駆動する
インバータ回路を構成するインバータ・ブリッジ回路と
同様の構成を有するコンバータ・ブリッジ回路を備え、
このコンバータ・ブリッジ回路を構成する複数の半導体
スイッチング素子をＰＷＭ（パルス幅変調）制御するこ
とにより、回生電力を交流電源側に回生している。例え
ば、この種の電動機駆動用電力変換装置の一例は、特開
平８−２０５５６０号公報の図４に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来は、容量の異なる
電動機ごとに電源回生処理が可能な電動機駆動用電力変
換装置を個別に設計して製造していた。しかしながら電
源回生処理が必要な応用分野で用いられる電動機の数は
必ずしも多くなく、製造個数が少ない故に電動機駆動用
電力変換装置の値段が高くなってしまう問題があった。
電動機ごとに電源回生処理が可能な電動機駆動用電力変
換装置を個別に設計して製造していた。しかしながら電
源回生処理が必要な応用分野で用いられる電動機の数は
必ずしも多くなく、製造個数が少ない故に電動機駆動用
電力変換装置の値段が高くなってしまう問題があった。
【０００４】またコンバータ・ブリッジ回路を構成する
半導体スイチング素子の電力特性が制限となって、ある
程度容量の大きな電動機に対しては、この種の電動機駆
動用電力変換装置を適用することができない問題があっ
た。
半導体スイチング素子の電力特性が制限となって、ある
程度容量の大きな電動機に対しては、この種の電動機駆
動用電力変換装置を適用することができない問題があっ
た。
【０００５】本発明の目的は、設計が容易でしかも安価
な電動機駆動用電力変換装置及び電動機制御装置を提供
することある。
な電動機駆動用電力変換装置及び電動機制御装置を提供
することある。
【０００６】本発明の他の目的は、複数台のコンバータ
・ユニットを用いて所望の容量の電動機駆動用電力変換
装置及び電動機制御装置を提供することある。
・ユニットを用いて所望の容量の電動機駆動用電力変換
装置及び電動機制御装置を提供することある。
【０００７】本発明の他の目的は、容量の異なる複数種
類のコンバータ・ユニットを用いて所望の容量の電動機
駆動用電力変換装置及び電動機制御装置を提供すること
ある。
類のコンバータ・ユニットを用いて所望の容量の電動機
駆動用電力変換装置及び電動機制御装置を提供すること
ある。
【０００８】本発明の更に他の目的は、複数台のコンバ
ータ・ユニットを用いて、簡単且つ確実に所望の容量を
得られる電動機駆動用電力変換装置及び電動機制御装置
を提供することある。
ータ・ユニットを用いて、簡単且つ確実に所望の容量を
得られる電動機駆動用電力変換装置及び電動機制御装置
を提供することある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、電動機の力行
時には交流電源から電動機の駆動装置に駆動に必要な電
力を供給し、回生時には電動機側から交流電源に回生電
力を回生するように構成された電動機駆動用電力変換装
置を改良の対象とする。
時には交流電源から電動機の駆動装置に駆動に必要な電
力を供給し、回生時には電動機側から交流電源に回生電
力を回生するように構成された電動機駆動用電力変換装
置を改良の対象とする。
【００１０】本発明の電動機駆動用電力変換装置では、
複数の半導体スイッチング素子とこれらの半導体スイッ
チング素子に対して逆並列接続された複数のダイオード
とがブリッジ接続されて構成されたブリッジ回路（コン
バータ・ブリッジ回路）と、電動機の力行時には交流電
源から供給される交流電力を直流電力に変換し、回生時
には電動機側から回生される直流電力を交流電力に変換
して交流電源に回生するようにブリッジ回路の複数の半
導体スイッチング素子を制御する制御回路とを具備する
複数台のコンバータ・ユニットのブリッジ回路（コンバ
ータ・ブリッジ回路）が交流電源と出力部との間に並列
接続されている。通常ブリッジ回路はリアクトルを介し
て交流電源に接続されている。
複数の半導体スイッチング素子とこれらの半導体スイッ
チング素子に対して逆並列接続された複数のダイオード
とがブリッジ接続されて構成されたブリッジ回路（コン
バータ・ブリッジ回路）と、電動機の力行時には交流電
源から供給される交流電力を直流電力に変換し、回生時
には電動機側から回生される直流電力を交流電力に変換
して交流電源に回生するようにブリッジ回路の複数の半
導体スイッチング素子を制御する制御回路とを具備する
複数台のコンバータ・ユニットのブリッジ回路（コンバ
ータ・ブリッジ回路）が交流電源と出力部との間に並列
接続されている。通常ブリッジ回路はリアクトルを介し
て交流電源に接続されている。
【００１１】ここで一般的に、コンバータ・ブリッジ回
路は、電動機駆動装置のインバータ回路を構成するイン
バータ・ブリッジ回路と同様の構成を有している。具体
的には、三相であれば６個のトランジスタ素子等の半導
体スイッチング素子により三相ブリッジ回路が構成さ
れ、各半導体スイッチング素子にはそれそれダイオード
が逆並列接続されている。そして各コンバータ・ユニッ
トの半導体スイッチング素子の導通をＰＷＭ（パルス幅
変調）制御により制御する。
路は、電動機駆動装置のインバータ回路を構成するイン
バータ・ブリッジ回路と同様の構成を有している。具体
的には、三相であれば６個のトランジスタ素子等の半導
体スイッチング素子により三相ブリッジ回路が構成さ
れ、各半導体スイッチング素子にはそれそれダイオード
が逆並列接続されている。そして各コンバータ・ユニッ
トの半導体スイッチング素子の導通をＰＷＭ（パルス幅
変調）制御により制御する。
【００１２】並列接続するコンバータ・ユニットの数
は、駆動する電動機の容量に応じて定められる。例え
ば、コンバータ・ユニットの容量が５ｋＷであり、電動
機の容量が２０ｋＷである場合には、４台のコンバータ
・ユニットのブリッジ回路を並列接続する。またコンバ
ータ・ユニットの容量が３０ｋＷであり、電動機の容量
が５０ｋＷである場合には、２台のコンバータ・ユニッ
トのブリッジ回路を並列接続する。
は、駆動する電動機の容量に応じて定められる。例え
ば、コンバータ・ユニットの容量が５ｋＷであり、電動
機の容量が２０ｋＷである場合には、４台のコンバータ
・ユニットのブリッジ回路を並列接続する。またコンバ
ータ・ユニットの容量が３０ｋＷであり、電動機の容量
が５０ｋＷである場合には、２台のコンバータ・ユニッ
トのブリッジ回路を並列接続する。
【００１３】そこで本発明では、並列接続する複数台の
コンバータ・ユニットの制御回路を、複数台のコンバー
タ・ユニットがそれぞれの容量に応じて電流（力行時に
出力部から流れ出る電流及び回生時に出力部に流れ込む
電流）を分担するように構成する。例えば、容量が実質
的に等しいｎ台（ｎは正の整数）のコンバータ・ユニッ
トのブリッジ回路を並列に接続する場合、力行時に出力
部から流れ出る電流をＩとし、回生時に出力部に流れ込
む電流をＩとすると、各コンバータ・ユニットにＩ／ｎ
の電流が流れるように制御回路を構成する。
コンバータ・ユニットの制御回路を、複数台のコンバー
タ・ユニットがそれぞれの容量に応じて電流（力行時に
出力部から流れ出る電流及び回生時に出力部に流れ込む
電流）を分担するように構成する。例えば、容量が実質
的に等しいｎ台（ｎは正の整数）のコンバータ・ユニッ
トのブリッジ回路を並列に接続する場合、力行時に出力
部から流れ出る電流をＩとし、回生時に出力部に流れ込
む電流をＩとすると、各コンバータ・ユニットにＩ／ｎ
の電流が流れるように制御回路を構成する。
【００１４】本発明のように、複数台のコンバータ・ユ
ニットのブリッジ回路を並列接続して所望の容量の電力
変換装置を構成すると、電動機の容量に応じて並列接続
するコンバータ・ユニットの数及び容量を実質的に決め
るだけで、必要な容量の電動機駆動用電力変換装置を得
ることができる。したがって予め複数種類の容量のコン
バータ・ユニットを汎用品として用意しておくだけで、
各種の容量の電動機に応じた電動機駆動用電力変換装置
を簡単且つ安価に提供することができる。
ニットのブリッジ回路を並列接続して所望の容量の電力
変換装置を構成すると、電動機の容量に応じて並列接続
するコンバータ・ユニットの数及び容量を実質的に決め
るだけで、必要な容量の電動機駆動用電力変換装置を得
ることができる。したがって予め複数種類の容量のコン
バータ・ユニットを汎用品として用意しておくだけで、
各種の容量の電動機に応じた電動機駆動用電力変換装置
を簡単且つ安価に提供することができる。
【００１５】制御回路には、出力部の電圧を一定にする
ための電流指令を出力する電圧制御ループ系が設けられ
る。各コンバータ・ユニットごとに電圧制御ループ系を
設けた場合、各コンバータ・ユニットごとに設けた電圧
制御ループ系の特性が異なると、各コンバータ・ユニッ
トで処理される電流指令の値が異なってしまい、系が不
安定になる。そこで複数台のコンバータ・ユニットに対
して出力部の電圧を一定にするための電流指令を出力す
る１つの電圧制御ループ系を設けるのが好ましい。この
場合には、複数台のコンバータ・ユニットのそれぞれの
制御回路は、１つの電圧制御ループ系からの電流指令を
入力としてそれぞれの容量に応じた比率で電流を分担す
るように各ブリッジ回路を構成する複数の半導体スイッ
チング素子を制御するように構成すればよい。このよう
にすると、共通の電流指令が各コンバータ・ユニットで
入力されることになるため、系が不安定になる等の不都
合が発生することがない。
ための電流指令を出力する電圧制御ループ系が設けられ
る。各コンバータ・ユニットごとに電圧制御ループ系を
設けた場合、各コンバータ・ユニットごとに設けた電圧
制御ループ系の特性が異なると、各コンバータ・ユニッ
トで処理される電流指令の値が異なってしまい、系が不
安定になる。そこで複数台のコンバータ・ユニットに対
して出力部の電圧を一定にするための電流指令を出力す
る１つの電圧制御ループ系を設けるのが好ましい。この
場合には、複数台のコンバータ・ユニットのそれぞれの
制御回路は、１つの電圧制御ループ系からの電流指令を
入力としてそれぞれの容量に応じた比率で電流を分担す
るように各ブリッジ回路を構成する複数の半導体スイッ
チング素子を制御するように構成すればよい。このよう
にすると、共通の電流指令が各コンバータ・ユニットで
入力されることになるため、系が不安定になる等の不都
合が発生することがない。
【００１６】具体的には、各コンバータ・ユニットの制
御回路には、少なくとも入力される電流指令のレベルを
変更する電流指令レベル変更手段を設けておけばよい。
前述のように、例えば容量が実質的に等しいｎ台（ｎは
正の整数）のコンバータ・ユニットのブリッジ回路を並
列接続する場合には、力行時に出力部から流れ出る電流
及び回生時に出力部に流れ込む電流をＩとすると、各コ
ンバータ・ユニットのブリッジ回路にＩ／ｎの電流が流
れるように各制御回路の電流指令レベル変更手段のレベ
ルを設定する。
御回路には、少なくとも入力される電流指令のレベルを
変更する電流指令レベル変更手段を設けておけばよい。
前述のように、例えば容量が実質的に等しいｎ台（ｎは
正の整数）のコンバータ・ユニットのブリッジ回路を並
列接続する場合には、力行時に出力部から流れ出る電流
及び回生時に出力部に流れ込む電流をＩとすると、各コ
ンバータ・ユニットのブリッジ回路にＩ／ｎの電流が流
れるように各制御回路の電流指令レベル変更手段のレベ
ルを設定する。
【００１７】なおコンバータ・ユニット１台でも電力変
換装置を構成できる場合もあるため、このような場合に
対処するためには、コンバータ・ユニットの制御回路に
出力部の電圧を一定にするための電流指令を出力する電
圧制御ループ系と、電流指令のレベルを変更する電流指
令レベル変更手段とを設けておく。そしてこのコンバー
タ・ユニットを複数台並列接続する場合には、複数台の
コンバータ・ユニットのうちの１台のコンバータ・ユニ
ットの制御回路に含まれる１つの電圧制御ループ系のみ
を出力部に接続する。その上で複数台のコンバータ・ユ
ニットのそれぞれの制御回路の電流指令レベル変更手段
を、出力部に接続された１つの電圧制御ループ系から出
力される電流指令を入力としてそれぞれの容量に応じた
比率で電流を分担するようにレベル設定する。電流指令
レベル変更手段は、例えば調整可能な分圧回路やゲイン
調整回路等により簡単に構成できるため、各コンバータ
・ユニットに電流指令レベル変更手段を設けておいて
も、１台のコンバータ・ユニットの価格がさほど高くな
ることはない。したがってコンバータ・ユニットの生産
性と電力変換装置の組み立て性を考慮すると、各コンバ
ータ・ユニットに電圧制御ループ系と電流指令レベル変
更手段をそれぞれ設けておくのが好ましい。
換装置を構成できる場合もあるため、このような場合に
対処するためには、コンバータ・ユニットの制御回路に
出力部の電圧を一定にするための電流指令を出力する電
圧制御ループ系と、電流指令のレベルを変更する電流指
令レベル変更手段とを設けておく。そしてこのコンバー
タ・ユニットを複数台並列接続する場合には、複数台の
コンバータ・ユニットのうちの１台のコンバータ・ユニ
ットの制御回路に含まれる１つの電圧制御ループ系のみ
を出力部に接続する。その上で複数台のコンバータ・ユ
ニットのそれぞれの制御回路の電流指令レベル変更手段
を、出力部に接続された１つの電圧制御ループ系から出
力される電流指令を入力としてそれぞれの容量に応じた
比率で電流を分担するようにレベル設定する。電流指令
レベル変更手段は、例えば調整可能な分圧回路やゲイン
調整回路等により簡単に構成できるため、各コンバータ
・ユニットに電流指令レベル変更手段を設けておいて
も、１台のコンバータ・ユニットの価格がさほど高くな
ることはない。したがってコンバータ・ユニットの生産
性と電力変換装置の組み立て性を考慮すると、各コンバ
ータ・ユニットに電圧制御ループ系と電流指令レベル変
更手段をそれぞれ設けておくのが好ましい。
【００１８】本発明が対象とする電動機制御装置は、複
数の半導体スイッチング素子とこれらの半導体スイッチ
ング素子に対して逆並列接続された複数のダイオードと
がブリッジ接続されて構成されたインバータ・ブリッジ
回路からなるインバータ回路を含む電動機駆動装置と、
電動機駆動装置によって駆動される電動機の力行時には
交流電源から電動機駆動装置に電力を供給し、回生時に
は電動機駆動装置側から交流電源に回生電力を回生する
ように構成された電動機駆動用電力変換装置と、電動機
駆動用電力変換装置の出力部に並列接続されたコンデン
サとを具備している。本発明の電動機制御装置において
も、前述の電動機駆動用電力変換装置を用いればよい。
数の半導体スイッチング素子とこれらの半導体スイッチ
ング素子に対して逆並列接続された複数のダイオードと
がブリッジ接続されて構成されたインバータ・ブリッジ
回路からなるインバータ回路を含む電動機駆動装置と、
電動機駆動装置によって駆動される電動機の力行時には
交流電源から電動機駆動装置に電力を供給し、回生時に
は電動機駆動装置側から交流電源に回生電力を回生する
ように構成された電動機駆動用電力変換装置と、電動機
駆動用電力変換装置の出力部に並列接続されたコンデン
サとを具備している。本発明の電動機制御装置において
も、前述の電動機駆動用電力変換装置を用いればよい。
【００１９】電動機の容量が半導体スイッチング素子の
定格電流以上の通電電流を必要とするほどに大きい場合
（例えば８０ｋＷ以上の場合）には、インバータ回路も
単純なブリッジ回路で構成することはできない。このよ
うな場合には、インバータ回路についても、複数台のイ
ンバータ回路を並列接続した構成を採用すればよい。
定格電流以上の通電電流を必要とするほどに大きい場合
（例えば８０ｋＷ以上の場合）には、インバータ回路も
単純なブリッジ回路で構成することはできない。このよ
うな場合には、インバータ回路についても、複数台のイ
ンバータ回路を並列接続した構成を採用すればよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の電
動機駆動用電力変換装置を三相誘導電動機５の制御に用
いる電動機制御装置に適用した実施の形態の一例の概略
回路図である。この実施の形態では、三相交流電源１と
出力部（電動機駆動装置の一部を構成するインバータ・
ブリッジ回路４の入力部または平滑コンデンサ６の両
端）との間に２台のコンバータ・ユニットＣＵ１及びＣ
Ｕ２のそれぞれのコンバータ・ブリッジ回路３及び１３
が並列接続され、２台のコンバータ・ユニットＣＵ１及
びＣＵ２がそれぞれの容量に応じて電流を分担してい
る。
施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の電
動機駆動用電力変換装置を三相誘導電動機５の制御に用
いる電動機制御装置に適用した実施の形態の一例の概略
回路図である。この実施の形態では、三相交流電源１と
出力部（電動機駆動装置の一部を構成するインバータ・
ブリッジ回路４の入力部または平滑コンデンサ６の両
端）との間に２台のコンバータ・ユニットＣＵ１及びＣ
Ｕ２のそれぞれのコンバータ・ブリッジ回路３及び１３
が並列接続され、２台のコンバータ・ユニットＣＵ１及
びＣＵ２がそれぞれの容量に応じて電流を分担してい
る。
【００２１】図１において、１は三相交流電源であり、
２は交流電源１からの各相と三相コンバータ・ブリッジ
回路３の入力との間に配置されて電流調整機能を発揮す
るリアクトルである。ブリッジ回路３は、コレクタ−エ
ミッタ回路にダイオード３Ｄ…が並列接続された６個の
ＩＧＢＴと呼ばれる絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
３Ｔ…をブリッジ接続して構成されている。なお各ダイ
オード３Ｄは、回生電流は流さない極性で配置されてい
る。ＩＧＢＴに保護回路が付いたＩＰＭと呼ばれる半導
体スイッチング素子をトラジスタ３Ｔに代えて使用する
こともできる。
２は交流電源１からの各相と三相コンバータ・ブリッジ
回路３の入力との間に配置されて電流調整機能を発揮す
るリアクトルである。ブリッジ回路３は、コレクタ−エ
ミッタ回路にダイオード３Ｄ…が並列接続された６個の
ＩＧＢＴと呼ばれる絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
３Ｔ…をブリッジ接続して構成されている。なお各ダイ
オード３Ｄは、回生電流は流さない極性で配置されてい
る。ＩＧＢＴに保護回路が付いたＩＰＭと呼ばれる半導
体スイッチング素子をトラジスタ３Ｔに代えて使用する
こともできる。
【００２２】コンバータ・ブリッジ回路３の出力部に
は、三相誘導電動機５に駆動電力を供給する電動機駆動
装置として用いられる三相インバータ回路のインバータ
・ブリッジ回路４と電解コンデンサからなる平滑コンデ
ンサ６が接続されており、三相コンバータ・ブリッジ回
路１３の出力端子に並列接続されている。三相インバー
タ回路は、コレクタ−エミッタ回路にダイオード４Ｄ…
が並列接続された６個の絶縁ゲートバイポーラトランジ
スタ４Ｔをブッリッジ接続して構成したブッリジ回路４
と各絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４Ｔに制御信号
を与えて所定の周波数の交流電力をブリッジ回路４から
出力させるインバータ駆動装置（図示せず）とから構成
される。
は、三相誘導電動機５に駆動電力を供給する電動機駆動
装置として用いられる三相インバータ回路のインバータ
・ブリッジ回路４と電解コンデンサからなる平滑コンデ
ンサ６が接続されており、三相コンバータ・ブリッジ回
路１３の出力端子に並列接続されている。三相インバー
タ回路は、コレクタ−エミッタ回路にダイオード４Ｄ…
が並列接続された６個の絶縁ゲートバイポーラトランジ
スタ４Ｔをブッリッジ接続して構成したブッリジ回路４
と各絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４Ｔに制御信号
を与えて所定の周波数の交流電力をブリッジ回路４から
出力させるインバータ駆動装置（図示せず）とから構成
される。
【００２３】平滑コンデンサ６の両端に表われるＤＣ電
圧は、加え合わせ点ＳＭ１において図示しない指令制御
部から入力される出力電圧即ち平滑コンデンサ６の端子
間電圧を指令するＤＣ電圧指令と差を取られ、その差電
圧が比例積分制御器即ちＰＩ制御器７に入力される。Ｐ
Ｉ制御器７は、この差電圧に基づいて出力電圧を所定の
電圧にするために必要なコンバータ・ブリッジ回路３の
出力部からインバータ・ブリッジ回路４に供給する電流
の値を指令する電流指令を出力する。ＰＩ制御器７は、
平滑コンデンサ６の端子（インバータ・ブリッジ回路４
の入力端子）間の電圧と基準電圧（ＤＣ電圧指令）との
差電圧から、平滑コンデンサ６の端子間電圧（出力部の
電圧）が基準電圧以上になると回生状態に入ったと判定
し、平滑コンデンサ６の端子間電圧（出力部の電圧）が
基準電圧より小さくなると力行状態に入ったと判定す
る。そしてＰＩ制御器７は、差電圧が基準電圧以上ある
か否かに基づいて、充電制御か放電制御かを判別して力
行制御のための電流指令と回生制御のための電流指令と
を出力する。したがって力行時と回生時とでは、電流指
令が逆にある。すなわち力行時にも回生時にも、平滑コ
ンデンサ６の両端電圧を一定にするような電流指令が出
力されるのであるが、力行時には平滑コンデンサ６の両
端電圧を所定の電圧まで上昇させるような電流指令とな
り、回生時には平滑コンデンサ６の両端電圧を所定の電
圧まで下げるような電流指令となる。
圧は、加え合わせ点ＳＭ１において図示しない指令制御
部から入力される出力電圧即ち平滑コンデンサ６の端子
間電圧を指令するＤＣ電圧指令と差を取られ、その差電
圧が比例積分制御器即ちＰＩ制御器７に入力される。Ｐ
Ｉ制御器７は、この差電圧に基づいて出力電圧を所定の
電圧にするために必要なコンバータ・ブリッジ回路３の
出力部からインバータ・ブリッジ回路４に供給する電流
の値を指令する電流指令を出力する。ＰＩ制御器７は、
平滑コンデンサ６の端子（インバータ・ブリッジ回路４
の入力端子）間の電圧と基準電圧（ＤＣ電圧指令）との
差電圧から、平滑コンデンサ６の端子間電圧（出力部の
電圧）が基準電圧以上になると回生状態に入ったと判定
し、平滑コンデンサ６の端子間電圧（出力部の電圧）が
基準電圧より小さくなると力行状態に入ったと判定す
る。そしてＰＩ制御器７は、差電圧が基準電圧以上ある
か否かに基づいて、充電制御か放電制御かを判別して力
行制御のための電流指令と回生制御のための電流指令と
を出力する。したがって力行時と回生時とでは、電流指
令が逆にある。すなわち力行時にも回生時にも、平滑コ
ンデンサ６の両端電圧を一定にするような電流指令が出
力されるのであるが、力行時には平滑コンデンサ６の両
端電圧を所定の電圧まで上昇させるような電流指令とな
り、回生時には平滑コンデンサ６の両端電圧を所定の電
圧まで下げるような電流指令となる。
【００２４】なおこの例では、平滑コンデンサ６から加
え合わせ点ＳＭ１までのフィードバック・ラインと、加
え合わせ点ＳＭ１とＰＩ制御器７とから出力部の電圧
（平滑コンデンサ６の端子間電圧）を一定にするための
電流指令を出力する１つの電圧制御ループ系が構成され
ている。この電流指令は、第２のコンバータ・ユニット
ＣＵ２の制御回路１９にも入力される。
え合わせ点ＳＭ１までのフィードバック・ラインと、加
え合わせ点ＳＭ１とＰＩ制御器７とから出力部の電圧
（平滑コンデンサ６の端子間電圧）を一定にするための
電流指令を出力する１つの電圧制御ループ系が構成され
ている。この電流指令は、第２のコンバータ・ユニット
ＣＵ２の制御回路１９にも入力される。
【００２５】９は第１のコンバータ・ユニットＣＵ１の
制御回路である。この制御回路９は、コンバータ・ブリ
ッジ回路３を流れる各相の電流を制御するための３相分
の電流制御系９ｕ〜９ｗによって構成されている。図１
には、１つの相の制御のための１つの電流制御系９ｕの
構成だけが示されている。９Ａは、電流指令レベル変更
手段である。この電流指令レベル変更手段９Ａは、ＰＩ
制御器７から入力された電流指令のレベルをそのコンバ
ータ・ユニットの容量に応じた比率で電流を分担するよ
うに変更するためのものである。具体的に電流指令レベ
ル変更手段９Ａは、分圧回路によって構成することがで
きる。例えば、第１及び第２のコンバータ・ユニットＣ
Ｕ１及びＣＵ２の容量が等しい場合には、電流指令レベ
ル変更手段９ＡはＰＩ制御器７から入力された電流指令
のレベルを１／２にした電流指令を出力する。この場合
第１のコンバータ・ユニットＣＵ１が１／２の電流を分
担し、第２のコンバータ・ユニットＣＵ２も１／２の電
流を分担する。また第１及び第２のコンバータ・ユニッ
トＣＵ１及びＣＵ２の容量の比が１対２の関係にある場
合には、電流指令レベル変更手段９ＡはＰＩ制御器７か
ら入力された電流指令のレベルを１／３にした電流指令
を出力する。この場合第１のコンバータ・ユニットＣＵ
１が１／３の電流を分担し、第２のコンバータ・ユニッ
トＣＵ２が２／３の電流を分担する。なお上記の例は、
コンバータ・ユニットの容量に完全に比例した関係で電
流を分担するものであるが、本発明はこれに限定される
ものではない。例えば、２台のコンバータ・ユニットの
容量比が１対１．２の場合に、電流の分担を１対１とし
てもよい。要するに、本発明において容量に応じて電流
を分担するとは、各コンバータ・ユニットの容量の範囲
内でその容量を越えない程度に電流を分担することを意
味する。したがって容量が等しい２台のコンバータ・ユ
ニットを並列接続する場合に、容量の許容範囲であれ
ば、一方のコンバータ・ユニットで１／３の電流を分担
し、他方のコンバータ・ユニットで２／３の電流を分担
してもよいのである。しかし各コンバータ・ユニットの
寿命を考慮すると、容量が等しい２台のコンバータ・ユ
ニットを並列接続する場合に、一方のコンバータ・ユニ
ットで１／２の電流を分担し、他方のコンバータ・ユニ
ットでも１／２の電流を分担するのが好ましいのは勿論
である。なおこの電流の分担は、電動機の力行時及び回
生時のいずれにおいても同じである。
制御回路である。この制御回路９は、コンバータ・ブリ
ッジ回路３を流れる各相の電流を制御するための３相分
の電流制御系９ｕ〜９ｗによって構成されている。図１
には、１つの相の制御のための１つの電流制御系９ｕの
構成だけが示されている。９Ａは、電流指令レベル変更
手段である。この電流指令レベル変更手段９Ａは、ＰＩ
制御器７から入力された電流指令のレベルをそのコンバ
ータ・ユニットの容量に応じた比率で電流を分担するよ
うに変更するためのものである。具体的に電流指令レベ
ル変更手段９Ａは、分圧回路によって構成することがで
きる。例えば、第１及び第２のコンバータ・ユニットＣ
Ｕ１及びＣＵ２の容量が等しい場合には、電流指令レベ
ル変更手段９ＡはＰＩ制御器７から入力された電流指令
のレベルを１／２にした電流指令を出力する。この場合
第１のコンバータ・ユニットＣＵ１が１／２の電流を分
担し、第２のコンバータ・ユニットＣＵ２も１／２の電
流を分担する。また第１及び第２のコンバータ・ユニッ
トＣＵ１及びＣＵ２の容量の比が１対２の関係にある場
合には、電流指令レベル変更手段９ＡはＰＩ制御器７か
ら入力された電流指令のレベルを１／３にした電流指令
を出力する。この場合第１のコンバータ・ユニットＣＵ
１が１／３の電流を分担し、第２のコンバータ・ユニッ
トＣＵ２が２／３の電流を分担する。なお上記の例は、
コンバータ・ユニットの容量に完全に比例した関係で電
流を分担するものであるが、本発明はこれに限定される
ものではない。例えば、２台のコンバータ・ユニットの
容量比が１対１．２の場合に、電流の分担を１対１とし
てもよい。要するに、本発明において容量に応じて電流
を分担するとは、各コンバータ・ユニットの容量の範囲
内でその容量を越えない程度に電流を分担することを意
味する。したがって容量が等しい２台のコンバータ・ユ
ニットを並列接続する場合に、容量の許容範囲であれ
ば、一方のコンバータ・ユニットで１／３の電流を分担
し、他方のコンバータ・ユニットで２／３の電流を分担
してもよいのである。しかし各コンバータ・ユニットの
寿命を考慮すると、容量が等しい２台のコンバータ・ユ
ニットを並列接続する場合に、一方のコンバータ・ユニ
ットで１／２の電流を分担し、他方のコンバータ・ユニ
ットでも１／２の電流を分担するのが好ましいのは勿論
である。なおこの電流の分担は、電動機の力行時及び回
生時のいずれにおいても同じである。
【００２６】なお三相分の電流制御系９ｕ〜９ｗのそれ
ぞれに対して電流指令レベル変更手段９Ａを設けてもよ
いが、三相分の電流制御系９ｕ〜９ｗに対して１つの電
流指令レベル変更手段を設けて各相の電流制御系９ｕ〜
９ｗで共用するようにしてもよい。電流指令レベル変更
手段９Ａによりレベル変更された電流指令は、乗算器９
Ｂに入力される。乗算器９Ｂでは、レベル変更された電
流指令と対応する相の電源電圧位相とが乗算されて、電
流指令が正弦波電流となる。電源電圧位相を乗算するた
めに、三相交流電源１とコンバータ・ブリッジ回路３と
の間の電源ラインから電源電圧が各相の電流制御系９ｕ
〜９ｗの乗算器９Ｂにそれぞれ直接入力される。図１に
おいては、図示を簡略化するために、三相分の電源電圧
が１つの電流制御系９ｕに入力されているように図示し
てあるが、実際には各相の電源電圧が各相の電流制御系
９ｕ〜９ｗの乗算器９Ｂにそれぞれ入力されている。
ぞれに対して電流指令レベル変更手段９Ａを設けてもよ
いが、三相分の電流制御系９ｕ〜９ｗに対して１つの電
流指令レベル変更手段を設けて各相の電流制御系９ｕ〜
９ｗで共用するようにしてもよい。電流指令レベル変更
手段９Ａによりレベル変更された電流指令は、乗算器９
Ｂに入力される。乗算器９Ｂでは、レベル変更された電
流指令と対応する相の電源電圧位相とが乗算されて、電
流指令が正弦波電流となる。電源電圧位相を乗算するた
めに、三相交流電源１とコンバータ・ブリッジ回路３と
の間の電源ラインから電源電圧が各相の電流制御系９ｕ
〜９ｗの乗算器９Ｂにそれぞれ直接入力される。図１に
おいては、図示を簡略化するために、三相分の電源電圧
が１つの電流制御系９ｕに入力されているように図示し
てあるが、実際には各相の電源電圧が各相の電流制御系
９ｕ〜９ｗの乗算器９Ｂにそれぞれ入力されている。
【００２７】乗算器９Ｂから出力されたレベル変更され
た電流指令と電源電圧位相との乗算結果としての正弦波
電流からは、第２の加え合わせ点ＳＭ２において、対応
する相の電源電流（ＡＣ電流）が減算される。対応する
相の電源電流は、三相交流電源１とコンバータ・ブリッ
ジ回路３との間の電源ラインにそれぞれ設けた変流器等
からなる電流検出器８…から入力される。図１において
は、図示を簡略化するために、三相分の電源電流が１つ
の電流制御系９ｕに入力されているように図示してある
が、実際には各相の電源電流が各相の電流制御系９ｕ〜
９ｗの第２の加え合わせ点ＳＭ２にそれぞれ入力されて
いる。結局、電源電流が正弦波電流に対してフィードバ
ックされた状態になっており、正弦波電流と対応する相
の電源電流の差分が電流調節器９Ｃに入力される。
た電流指令と電源電圧位相との乗算結果としての正弦波
電流からは、第２の加え合わせ点ＳＭ２において、対応
する相の電源電流（ＡＣ電流）が減算される。対応する
相の電源電流は、三相交流電源１とコンバータ・ブリッ
ジ回路３との間の電源ラインにそれぞれ設けた変流器等
からなる電流検出器８…から入力される。図１において
は、図示を簡略化するために、三相分の電源電流が１つ
の電流制御系９ｕに入力されているように図示してある
が、実際には各相の電源電流が各相の電流制御系９ｕ〜
９ｗの第２の加え合わせ点ＳＭ２にそれぞれ入力されて
いる。結局、電源電流が正弦波電流に対してフィードバ
ックされた状態になっており、正弦波電流と対応する相
の電源電流の差分が電流調節器９Ｃに入力される。
【００２８】電流調節器９Ｃは、充電電流及び放電電流
（回生電流）を正弦波電流となった電流指令値に近付け
るようなコンバータ電圧指令を出力する。電流調節器９
Ｃから出力されるコンバータ電圧指令は、電流検出器８
で検出したＡＣ電流と電流指令（正弦波電流）との差信
号に比例した信号である。１つの電流制御系９ｕでは、
パルス幅変調制御信号発生回路すなわちＰＷＭ９Ｄが、
電流調節器９Ｃから出力されるコンバータ電圧指令に基
づいて、コンバータ・ブリッジ回路３の６個の絶縁ゲー
トバイポーラトランジスタ３Ｔ…のうちの制御対象とな
る２つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ３Ｔ…の導
通角をパルス幅変調により制御する導通制御信号を出力
する。コンバータ電圧指令の値が大きい期間では、対応
するトランジスタの導通角が大きくなり、コンバータ電
圧指令の値が小さくなると対応するトランジスタの導通
角は小さくなる。他の電流制御系９ｖ及び９ｗでも、そ
れぞれ制御対象となる２つの絶縁ゲートバイポーラトラ
ンジスタ３Ｔ…に対して同様の制御を行う。
（回生電流）を正弦波電流となった電流指令値に近付け
るようなコンバータ電圧指令を出力する。電流調節器９
Ｃから出力されるコンバータ電圧指令は、電流検出器８
で検出したＡＣ電流と電流指令（正弦波電流）との差信
号に比例した信号である。１つの電流制御系９ｕでは、
パルス幅変調制御信号発生回路すなわちＰＷＭ９Ｄが、
電流調節器９Ｃから出力されるコンバータ電圧指令に基
づいて、コンバータ・ブリッジ回路３の６個の絶縁ゲー
トバイポーラトランジスタ３Ｔ…のうちの制御対象とな
る２つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ３Ｔ…の導
通角をパルス幅変調により制御する導通制御信号を出力
する。コンバータ電圧指令の値が大きい期間では、対応
するトランジスタの導通角が大きくなり、コンバータ電
圧指令の値が小さくなると対応するトランジスタの導通
角は小さくなる。他の電流制御系９ｖ及び９ｗでも、そ
れぞれ制御対象となる２つの絶縁ゲートバイポーラトラ
ンジスタ３Ｔ…に対して同様の制御を行う。
【００２９】第２のコンバータ・ユニットＣＵ２も、第
１のコンバータ・ユニットＣＵ１と同様に構成されてい
る。そのため第２のコンバータ・ユニットＣＵ２には、
第１のコンバータ・ユニットＣＵ１を構成する部材に付
した符号に１０を加えた数の符号を付すことにより各部
材の説明を省略する。第２のコンバータ・ユニットＣＵ
２が、第１のコンバータ・ユニットＣＵ１と異なるの
は、１つの電圧制御系ループを構成する第１の加え合わ
せ点ＳＭ１とＰＩ制御器７が無く、第１のコンバータ・
ユニットＣＵ１のＰＩ制御器７から出力される電流指令
が、各電流制御系１９ｕ〜１９ｗの電流指令レベル変更
手段１９Ａに入力されている点である。図１には図示し
ていないが、この例では第１及び第２のコンバータ・ユ
ニットＣＵ１及びＣＵ２として同じ構造のユニットを用
いているため、実際には第２のコンバータ・ユニットＣ
Ｕ２にも電圧制御ループ系を構成するための第１の加え
合わせ点とＰＩ制御器に相当する構成が含まれている。
しかしながらこの例では、これらの部材を使用しないた
めに、図１からはこれらの部材を省略しているのであ
る。なお各コンバータ・ユニットごとに電圧制御ループ
系を設けた場合、各コンバータ・ユニットごとに設けた
電圧制御ループ系の特性が異なると、各コンバータ・ユ
ニットで処理される電流指令の値が異なってしまい系が
不安定となる。そこでこの例では２台のコンバータ・ユ
ニットに対して出力部の電圧（平滑コンデンサ６の端子
間電圧）を一定にするための電流指令を出力する１つの
電圧制御ループ系を１つ設けているのである。
１のコンバータ・ユニットＣＵ１と同様に構成されてい
る。そのため第２のコンバータ・ユニットＣＵ２には、
第１のコンバータ・ユニットＣＵ１を構成する部材に付
した符号に１０を加えた数の符号を付すことにより各部
材の説明を省略する。第２のコンバータ・ユニットＣＵ
２が、第１のコンバータ・ユニットＣＵ１と異なるの
は、１つの電圧制御系ループを構成する第１の加え合わ
せ点ＳＭ１とＰＩ制御器７が無く、第１のコンバータ・
ユニットＣＵ１のＰＩ制御器７から出力される電流指令
が、各電流制御系１９ｕ〜１９ｗの電流指令レベル変更
手段１９Ａに入力されている点である。図１には図示し
ていないが、この例では第１及び第２のコンバータ・ユ
ニットＣＵ１及びＣＵ２として同じ構造のユニットを用
いているため、実際には第２のコンバータ・ユニットＣ
Ｕ２にも電圧制御ループ系を構成するための第１の加え
合わせ点とＰＩ制御器に相当する構成が含まれている。
しかしながらこの例では、これらの部材を使用しないた
めに、図１からはこれらの部材を省略しているのであ
る。なお各コンバータ・ユニットごとに電圧制御ループ
系を設けた場合、各コンバータ・ユニットごとに設けた
電圧制御ループ系の特性が異なると、各コンバータ・ユ
ニットで処理される電流指令の値が異なってしまい系が
不安定となる。そこでこの例では２台のコンバータ・ユ
ニットに対して出力部の電圧（平滑コンデンサ６の端子
間電圧）を一定にするための電流指令を出力する１つの
電圧制御ループ系を１つ設けているのである。
【００３０】この例では、第１及び第２のコンバータ・
ユニットＣＵ１及びＣＵ２として同じ構造で同じ容量の
ユニットを用いているため、各コンバータ・ユニットの
制御回路９及び１９の各電流制御系９ｕ〜９ｗ及び１９
ｕ〜１９ｗに設ける電流指令レベル変更手段９Ａ及び１
９Ａは、ＰＩ制御器７から出力される電流指令のレベル
をそれぞれ１／２に減少させた電流指令を出力するよう
にレベル設定されている。したがって電動機５を力行制
御する場合にインバータ・ブリッジ回路４に供給する駆
動電流及び電動機５が回生電力を交流電源１に回生する
場合に流れる回生電流は、第１及び第２のコンバータ・
ユニットＣＵ１及びＣＵ２においてそれぞれ１／２ずつ
分担される。
ユニットＣＵ１及びＣＵ２として同じ構造で同じ容量の
ユニットを用いているため、各コンバータ・ユニットの
制御回路９及び１９の各電流制御系９ｕ〜９ｗ及び１９
ｕ〜１９ｗに設ける電流指令レベル変更手段９Ａ及び１
９Ａは、ＰＩ制御器７から出力される電流指令のレベル
をそれぞれ１／２に減少させた電流指令を出力するよう
にレベル設定されている。したがって電動機５を力行制
御する場合にインバータ・ブリッジ回路４に供給する駆
動電流及び電動機５が回生電力を交流電源１に回生する
場合に流れる回生電流は、第１及び第２のコンバータ・
ユニットＣＵ１及びＣＵ２においてそれぞれ１／２ずつ
分担される。
【００３１】この例で用いる電動機駆動用電力変換装置
では、電動機５の力行時に、交流電源１の電源電圧に同
期した交流電流を各トランジスタ３Ｔ…及び１３Ｔ…並
びにダイオード３Ｄ…及び１３Ｄ…を通して流して整流
し、平滑コンデンサ６の電圧を一定に保つように動作す
る。実際に電動機５の力行時には、平滑コンデンサ６の
両端電圧が低下するため、三相交流電源１からコンバー
タ・ブリッジ回路３及び１３を通して、平滑コンデンサ
６に充電電流が流れ、平滑コンデンサ６が充電されて、
平滑コンデンサ６の電圧が一定に保たれる。そして電動
機５の回生時には、回生電力により平滑コンデンサ６が
充電されて平滑コンデンサ６の端子電圧が上昇し、平滑
コンデンサ６から第１及び第２のコンバータ・ユニット
ＣＵ１及びＣＵ２のコンバータ・ブリッジ回路３及び１
３を通して三相交流電源１へと放電が実施され、電源電
流に位相が同期した交流電流が三相交流電源１へと回生
される。このときにも平滑コンデンサ６の電圧を一定に
保つように制御が行われる。
では、電動機５の力行時に、交流電源１の電源電圧に同
期した交流電流を各トランジスタ３Ｔ…及び１３Ｔ…並
びにダイオード３Ｄ…及び１３Ｄ…を通して流して整流
し、平滑コンデンサ６の電圧を一定に保つように動作す
る。実際に電動機５の力行時には、平滑コンデンサ６の
両端電圧が低下するため、三相交流電源１からコンバー
タ・ブリッジ回路３及び１３を通して、平滑コンデンサ
６に充電電流が流れ、平滑コンデンサ６が充電されて、
平滑コンデンサ６の電圧が一定に保たれる。そして電動
機５の回生時には、回生電力により平滑コンデンサ６が
充電されて平滑コンデンサ６の端子電圧が上昇し、平滑
コンデンサ６から第１及び第２のコンバータ・ユニット
ＣＵ１及びＣＵ２のコンバータ・ブリッジ回路３及び１
３を通して三相交流電源１へと放電が実施され、電源電
流に位相が同期した交流電流が三相交流電源１へと回生
される。このときにも平滑コンデンサ６の電圧を一定に
保つように制御が行われる。
【００３２】上記例では２台のコンバータ・ユニットを
並列接続しているが、電動機の容量及び使用するコンバ
ータ・ユニットの容量に応じて、更に多くのコンバータ
・ユニットを並列接続して、電動機駆動用電力変換装置
を構成してもよい。また電動機の容量が大きくなった場
合には、複数のコンバータ・ユニットのブリッジ回路を
並列接続するだけでなく、複数のインバータ・ブリッジ
回路４のブリッジ回路を並列接続すればよい。このよう
にブリッジ回路を並列接続すると、使用する半導体スイ
ッチング素子の容量に限界があっても、その限界以上の
容量の電動機を駆動制御することができる。
並列接続しているが、電動機の容量及び使用するコンバ
ータ・ユニットの容量に応じて、更に多くのコンバータ
・ユニットを並列接続して、電動機駆動用電力変換装置
を構成してもよい。また電動機の容量が大きくなった場
合には、複数のコンバータ・ユニットのブリッジ回路を
並列接続するだけでなく、複数のインバータ・ブリッジ
回路４のブリッジ回路を並列接続すればよい。このよう
にブリッジ回路を並列接続すると、使用する半導体スイ
ッチング素子の容量に限界があっても、その限界以上の
容量の電動機を駆動制御することができる。
【００３３】なお上記例においては、ＤＣ電圧制御系ル
ープの一部を構成するＰＩ制御器７に代えてヒステリシ
ス・コンパレータを用いることができる。ヒステリシス
・コンパレータは、入力がアナログで出力がデジタルに
なるため、ヒステリシス・コンパレータを用いる場合に
は、制御回路９及び１９におけるデジタル処理が容易に
なる利点がある。
ープの一部を構成するＰＩ制御器７に代えてヒステリシ
ス・コンパレータを用いることができる。ヒステリシス
・コンパレータは、入力がアナログで出力がデジタルに
なるため、ヒステリシス・コンパレータを用いる場合に
は、制御回路９及び１９におけるデジタル処理が容易に
なる利点がある。
【００３４】
【発明の効果】本発明のように、複数台のコンバータ・
ユニットのブリッジ回路を並列接続して所望の容量の電
力変換装置を構成すると、電動機の容量に応じて並列接
続するコンバータ・ユニットの数及び容量を実質的に決
めるだけで、必要な容量の電動機駆動用電力変換装置を
得ることができる。したがって予め、複数種類の容量の
コンバータ・ユニットを汎用品として用意しておくだけ
で、各種の容量の電動機に応じた電動機駆動用電力変換
装置を簡単且つ安価に提供することができる利点があ
る。
ユニットのブリッジ回路を並列接続して所望の容量の電
力変換装置を構成すると、電動機の容量に応じて並列接
続するコンバータ・ユニットの数及び容量を実質的に決
めるだけで、必要な容量の電動機駆動用電力変換装置を
得ることができる。したがって予め、複数種類の容量の
コンバータ・ユニットを汎用品として用意しておくだけ
で、各種の容量の電動機に応じた電動機駆動用電力変換
装置を簡単且つ安価に提供することができる利点があ
る。
【図１】 本発明の電動機駆動用電力変換装置を三相誘
導電動機５の制御に用いる電動機制御装置に適用した実
施の形態の一例の概略回路図である。
導電動機５の制御に用いる電動機制御装置に適用した実
施の形態の一例の概略回路図である。
ＣＵ１及びＣＵ２ 第１及び第２のコンバータ・ユニッ
ト １ 三相交流電源 ２，１２ リアクトル ３，１３ コンバータ・ブリッジ回路 ４ インバータ・ブリッジ回路 ５ 三相誘導電動機 ６ 平滑コンデンサ ７ ＰＩ制御器 ８ 電流検出器 ９，１９ 制御回路 ９Ａ，１９Ａ 電流指令レベル変更手段 ９Ｂ，１９Ｂ 乗算器 ９Ｃ，１９Ｃ 電流調節器 ９Ｄ，１９Ｄ パルス幅変調制御信号発生回路（ＰＷ
Ｍ）
ト １ 三相交流電源 ２，１２ リアクトル ３，１３ コンバータ・ブリッジ回路 ４ インバータ・ブリッジ回路 ５ 三相誘導電動機 ６ 平滑コンデンサ ７ ＰＩ制御器 ８ 電流検出器 ９，１９ 制御回路 ９Ａ，１９Ａ 電流指令レベル変更手段 ９Ｂ，１９Ｂ 乗算器 ９Ｃ，１９Ｃ 電流調節器 ９Ｄ，１９Ｄ パルス幅変調制御信号発生回路（ＰＷ
Ｍ）
Claims (8)
- 【請求項１】 電動機の力行時には交流電源から前記電
動機の駆動装置に駆動に必要な電力を供給し、回生時に
は電動機側から前記交流電源に回生電力を回生するよう
に構成された電動機駆動用電力変換装置であって、 複数の半導体スイッチング素子と整流素子とがブリッジ
接続されて構成されたブリッジ回路と、前記電動機の力
行時には前記交流電源から供給される交流電力を直流電
力に変換し、回生時には前記電動機側から回生される直
流電力を交流電力に変換して前記交流電源に回生するよ
うに前記ブリッジ回路の前記複数の半導体スイッチング
素子を制御する制御回路とを具備する複数台のコンバー
タ・ユニットの前記ブリッジ回路が前記交流電源と出力
部との間に並列接続され、 前記複数台のコンバータ・ユニットが、それぞれの容量
に応じて電流を分担するように前記複数台のコンバータ
・ユニットのそれぞれの前記制御回路が構成されている
ことを特徴とする電動機駆動用電力変換装置。 - 【請求項２】 電動機の力行時には交流電源から前記電
動機に駆動に必要な電力を供給し、回生時には電動機側
から前記交流電源に回生電力を回生することができるよ
うに構成された電動機駆動用電力変換装置であって、 複数の半導体スイッチング素子とこれらの半導体スイッ
チング素子に対して逆並列接続された複数のダイオード
とがブリッジ接続されて構成されてリアクトルを介して
前記交流電源に接続されるブリッジ回路と、前記電動機
の力行時には前記交流電源から供給される交流電力を直
流電力に変換し、回生時には前記電動機側から回生され
る直流電力を交流電力に変換して前記交流電源に回生す
るように前記ブリッジ回路の前記複数の半導体スイッチ
ング素子の導通をＰＷＭ制御する制御回路とを具備する
複数台のコンバータ・ユニットの前記ブリッジ回路が前
記交流電源と出力部との間に並列接続され、 前記複数台のコンバータ・ユニットに対して前記出力部
の電圧を一定にするための電流指令を出力する１つの電
圧制御ループ系が設けられ、 前記複数台のコンバータ・ユニットのそれぞれの前記制
御回路は、前記電流指令を入力としてそれぞれの容量に
応じた比率で電流を分担するように前記ブリッジ回路を
構成する前記複数の半導体スイッチング素子を制御する
ように構成されていることを特徴とする電動機駆動用電
力変換装置。 - 【請求項３】 前記複数台のコンバータ・ユニットのそ
れぞれの前記制御回路は、入力された前記電流指令のレ
ベルを容量に応じた比率で電流を分担するように変更す
る電流指令レベル変更手段を備えていることを特徴とす
る請求項２に記載の電動機駆動用電力変換装置。 - 【請求項４】 電動機の力行時には交流電源から前記電
動機に駆動に必要な電力を供給し、回生時には電動機側
から前記交流電源に回生電力を回生することができるよ
うに構成された電動機駆動用電力変換装置であって、 複数の半導体スイッチング素子とこれらの半導体スイッ
チング素子に対して逆並列接続された複数のダイオード
とがブリッジ接続されて構成されてリアクトルを介して
前記交流電源に接続されるブリッジ回路と、前記電動機
の力行時には前記交流電源から供給される交流電力を直
流電力に変換し、回生時には前記電動機側から回生され
る直流電力を交流電力に変換して前記交流電源に回生す
るように前記ブリッジ回路の前記複数の半導体スイッチ
ング素子の導通を制御する制御回路とを具備する容量が
実質的に等しいｎ（ｎは正の整数）台のコンバータ・ユ
ニットの前記ブリッジ回路が前記交流電源と出力部との
間に並列接続され、 前記ｎ台のコンバータ・ユニットに対して前記出力部の
電圧を一定にするための電流指令を出力する１つの電圧
制御ループ系が設けられ、 前記ｎ台のコンバータ・ユニットのそれぞれの前記制御
回路は、前記電流指令を入力として１／ｎずつ電流を分
担するように前記ブリッジ回路を構成する前記複数の半
導体スイッチング素子を制御するように構成されている
ことを特徴とする電動機駆動用電力変換装置。 - 【請求項５】 電動機の力行時には交流電源から前記電
動機に駆動に必要な電力を供給し、回生時には電動機側
から前記交流電源に回生電力を回生することができるよ
うに構成された電動機駆動用電力変換装置であって、 複数の半導体スイッチング素子とこれらの半導体スイッ
チング素子に対して逆並列接続された複数のダイオード
とがブリッジ接続されて構成されてリアクトルを介して
前記交流電源に接続されるブリッジ回路と、前記電動機
の力行時には前記交流電源から供給される交流電力を直
流電力に変換し、回生時には前記電動機側から回生され
る直流電力を交流電力に変換して前記交流電源に回生す
るように前記ブリッジ回路の前記複数の半導体スイッチ
ング素子の導通をＰＷＭ制御する制御回路とを具備する
複数台のコンバータ・ユニットのブリッジ回路が前記交
流電源と出力部との間に並列接続され、 前記複数台のコンバータ・ユニットの前記制御回路は、
出力部の電圧を一定にするための電流指令を出力する電
圧制御ループ系と、前記電流指令のレベルを変更する電
流指令レベル変更手段とを含んでおり、 前記複数台のコンバータ・ユニットのうちの１台のコン
バータ・ユニットの前記制御回路に含まれる１つの前記
電圧制御ループ系のみが前記出力部に接続され、 前記複数台のコンバータ・ユニットのそれぞれの前記制
御回路の前記電流指令レベル変更手段は、前記出力部に
接続された１つの前記電圧制御ループ系から出力される
前記電流指令を入力としてそれぞれの容量に応じた比率
で電流を分担するようにレベルが設定されていることを
特徴とする電動機駆動用電力変換装置。 - 【請求項６】 複数の半導体スイッチング素子とこれら
の半導体スイッチング素子に対して逆並列接続された複
数のダイオードとがブリッジ接続されて構成されたイン
バータ・ブリッジ回路からなるインバータ回路を含む電
動機駆動装置と、 前記電動機動装置によって駆動される電動機の力行時に
は交流電源から前記電動機駆動装置に電力を供給し、回
生時には前記電動機駆動装置側から前記交流電源に回生
電力を回生するように構成された電動機駆動用電力変換
装置と、 前記電動機駆動用電力変換装置の出力部に並列接続され
たコンデンサとを具備する電動機制御装置であって、 前記電動機駆動用電力変換装置は、複数の半導体スイッ
チング素子とこれらの半導体スイッチング素子に対して
逆並列接続された複数のダイオードとがブリッジ接続さ
れて前記インバータ回路を構成する前記インバータ・ブ
リッジ回路と同様に構成されたコンバータ・ブリッジ回
路と、前記電動機の力行時には前記交流電源から供給さ
れる交流電力を直流電力に変換し、回生時には前記電動
機側から回生される直流電力を交流電力に変換して前記
交流電源に回生するように前記コンバータ・ブリッジ回
路の前記複数の半導体スイッチング素子をＰＷＭ制御す
る制御回路とを具備する複数台のコンバータ・ユニット
の前記コンバータ・ブリッジ回路が前記交流電源と前記
出力部との間に並列接続された構成を有し、 前記複数台のコンバータ・ユニットが、それぞれの容量
に応じて電流を分担するように前記複数台のコンバータ
・ユニットのそれぞれの前記制御回路が構成されている
ことを特徴とする電動機制御装置。 - 【請求項７】 前記電動機駆動装置は、複数台のインバ
ータ回路が並列接続された構成を有する請求項６に記載
の電動機制御装置。 - 【請求項８】 前記複数台のコンバータ・ユニットの前
記制御回路は、出力部の電圧を一定にするための電流指
令を出力する電圧制御ループ系と、前記電流指令のレベ
ルを変更する電流指令レベル変更手段とを含んでおり、 前記複数台のコンバータ・ユニットのうちの１台のコン
バータ・ユニットの前記制御回路に含まれる１つの前記
電圧制御ループ系のみが前記出力部に接続され、 前記複数台のコンバータ・ユニットのそれぞれの前記制
御回路の前記電流指令レベル変更手段は、前記出力部に
接続された１つの前記電圧制御ループ系から出力される
前記電流指令を入力としてそれぞれの容量に応じた比率
で電流を分担するようにレベルが設定されている請求項
６に記載の電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21170797A JP4140992B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電動機駆動用電力変換装置及び電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21170797A JP4140992B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電動機駆動用電力変換装置及び電動機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1169878A true JPH1169878A (ja) | 1999-03-09 |
| JP4140992B2 JP4140992B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=16610269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21170797A Expired - Fee Related JP4140992B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電動機駆動用電力変換装置及び電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4140992B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003153531A (ja) * | 2001-11-07 | 2003-05-23 | Denso Corp | 容量負荷変動体の充放電装置 |
| JP2004507195A (ja) * | 1999-10-01 | 2004-03-04 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電気エネルギーを変換するためのコンバータ |
| JP2019508008A (ja) * | 2016-03-08 | 2019-03-22 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | エネルギー回生型整流装置 |
-
1997
- 1997-08-06 JP JP21170797A patent/JP4140992B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004507195A (ja) * | 1999-10-01 | 2004-03-04 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電気エネルギーを変換するためのコンバータ |
| JP2003153531A (ja) * | 2001-11-07 | 2003-05-23 | Denso Corp | 容量負荷変動体の充放電装置 |
| JP2019508008A (ja) * | 2016-03-08 | 2019-03-22 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | エネルギー回生型整流装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4140992B2 (ja) | 2008-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4354223A (en) | Step-up/step down chopper | |
| JP2526992B2 (ja) | 交流出力変換器の並列運転システム | |
| US7952896B2 (en) | Power conversion architecture with zero common mode voltage | |
| US6166513A (en) | Four-quadrant AC-AC drive and method | |
| EP0567082B1 (en) | Control apparatus of power converter and control apparatus of electric motor vehicle | |
| US8730702B2 (en) | Very high efficiency three phase power converter | |
| EP3796538B1 (en) | Capacitor size reduction and lifetime extension for cascaded h-bridge drives | |
| US6542390B2 (en) | System and method for regenerative PWM AC power conversion | |
| EP1494343A2 (en) | Frequency converter and drive for electric motor | |
| WO1996008074A1 (en) | Ac/dc unity power-factor dc power supply for operating an electric motor | |
| KR20160101034A (ko) | 다중레벨 드라이브 하프 dc 버스 전력 공급원 | |
| TWI660566B (zh) | 電力變換裝置 | |
| US11342878B1 (en) | Regenerative medium voltage drive (Cascaded H Bridge) with reduced number of sensors | |
| JP5362657B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP2624793B2 (ja) | Ｐｗｍ昇圧コンバータの制御装置 | |
| JPS62233069A (ja) | 電動機の制御装置 | |
| JPH10271823A (ja) | ３相力率改善型コンバータ | |
| JP4140992B2 (ja) | 電動機駆動用電力変換装置及び電動機制御装置 | |
| JP2010172148A (ja) | 無停電電源装置 | |
| JP2020178394A (ja) | コンバータ回路、電力変換システム及びモータ駆動装置 | |
| JPH04334977A (ja) | 電力変換装置 | |
| JP3070314B2 (ja) | インバータの出力電圧補償回路 | |
| JPH041366B2 (ja) | ||
| JP2017175862A (ja) | 電力変換装置 | |
| Dixon et al. | Drive system for traction applications using 81 level converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040630 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061003 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071009 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071119 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080520 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080610 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110620 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110620 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120620 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120620 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130620 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |