JPS5917880A - インバ−タ駆動される電動機の回生制動方式 - Google Patents
インバ−タ駆動される電動機の回生制動方式Info
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- JPS5917880A JPS5917880A JP57126723A JP12672382A JPS5917880A JP S5917880 A JPS5917880 A JP S5917880A JP 57126723 A JP57126723 A JP 57126723A JP 12672382 A JP12672382 A JP 12672382A JP S5917880 A JPS5917880 A JP S5917880A
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- voltage
- inverter
- thyristors
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an AC motor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特に電圧形インバータによって駆動される交
流電動機の制動エネルギーを電源側へ回生する電力回生
方式に関する。
流電動機の制動エネルギーを電源側へ回生する電力回生
方式に関する。
一般に、この種の機能は電動機の減速または停止時にの
み必要とされることから、いわば装置の付属的な機能で
あり、したがって、そのための装置は小形かつ低コスト
であることが望ましい。
み必要とされることから、いわば装置の付属的な機能で
あり、したがって、そのための装置は小形かつ低コスト
であることが望ましい。
ところで、電圧形インバータを用いて交流電動機を可変
速運転する場合、従来は制動時の回生電力を抵抗によっ
て消費する発電制動方式が一般に採用されている。
速運転する場合、従来は制動時の回生電力を抵抗によっ
て消費する発電制動方式が一般に採用されている。
第1図はかかる電力回生方式を示す構成図である。同図
において、1は三相交流電源、2は順変換部、3は坪滑
用コンデンサ、4は逆変換部、5は誘導機等の交流電動
機、6は制動抵抗、SWは例えばトランジスタからなる
スイッチである。
において、1は三相交流電源、2は順変換部、3は坪滑
用コンデンサ、4は逆変換部、5は誘導機等の交流電動
機、6は制動抵抗、SWは例えばトランジスタからなる
スイッチである。
三相交流電源1からの交流電圧は順変換器2によシ一旦
直流に変換され、直流中間回路に設けられた平滑用のコ
ンデンサ3によシ平滑される。この平滑された直流中間
電圧(Vdo)は逆変換部4において可変電圧、可変周
波数の交流に変換され、誘導機5を可変速駆動する。こ
の誘導機5は減速時には発電機として動作し、逆変換部
4を介して直流中間回路のコンデン″)3に制動エネル
ギーを回生ずる。このため、第1図の例においては誘導
機5の減速時に、コンデンサ3の電圧(Vda )があ
る規定値以上となると、図示していない公知の制御回路
によりスイッチSWをオン(ON)させ、抵抗6を通し
て放電を行う。これにより、誘導機5の制動エネルギー
は抵抗6による発熱損失として消費される。かかる発電
制動方式は、回路構成が簡単なために、比較的小容量の
電圧形インバータに多く採用されているが、以下のよ5
6欠点をイJしている。
直流に変換され、直流中間回路に設けられた平滑用のコ
ンデンサ3によシ平滑される。この平滑された直流中間
電圧(Vdo)は逆変換部4において可変電圧、可変周
波数の交流に変換され、誘導機5を可変速駆動する。こ
の誘導機5は減速時には発電機として動作し、逆変換部
4を介して直流中間回路のコンデン″)3に制動エネル
ギーを回生ずる。このため、第1図の例においては誘導
機5の減速時に、コンデンサ3の電圧(Vda )があ
る規定値以上となると、図示していない公知の制御回路
によりスイッチSWをオン(ON)させ、抵抗6を通し
て放電を行う。これにより、誘導機5の制動エネルギー
は抵抗6による発熱損失として消費される。かかる発電
制動方式は、回路構成が簡単なために、比較的小容量の
電圧形インバータに多く採用されているが、以下のよ5
6欠点をイJしている。
1、 中、大容量の電圧形インバータVこ採用すると該
等量に伴って抵抗が大形化するため、その取付スペース
や冷却等の問題が生じる。
等量に伴って抵抗が大形化するため、その取付スペース
や冷却等の問題が生じる。
2.1E動機の制動エネルギーを抵抗の発熱損失として
いるため、省エネルギーの観点から好ましくない。
いるため、省エネルギーの観点から好ましくない。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、発熱が少なく、
簡単な回路構成で電動機の制動エネルギーを電源へ回生
する制動方式を提供することを目的とする。
簡単な回路構成で電動機の制動エネルギーを電源へ回生
する制動方式を提供することを目的とする。
第2図は本発明の実施例を示す構成図で、第1図に示さ
れるものと同様のものについては同じ記号が付されてい
る。また、第3図はその動作を説明するだめの波形図で
ある。
れるものと同様のものについては同じ記号が付されてい
る。また、第3図はその動作を説明するだめの波形図で
ある。
すなわち、第2図に示されるものは、第1図の例におい
て、抵抗器6とスイッチSWの部分を制動回路20で置
き換えたものであり、この制動回路20は可制御弁(以
後、サイリスタで代表する)THI〜TH6から成る他
励変換器11、抵抗器61〜63およびスイッチSWに
よυ構成されている。
て、抵抗器6とスイッチSWの部分を制動回路20で置
き換えたものであり、この制動回路20は可制御弁(以
後、サイリスタで代表する)THI〜TH6から成る他
励変換器11、抵抗器61〜63およびスイッチSWに
よυ構成されている。
以下に、第2図の動作を第3図に示した各部の信号を用
いて説明する。
いて説明する。
第3図(イ)の交流信号JS、Tは三相交流電源1の電
圧を示している。同図(ロ)の信号S1〜S6は他励変
換器11のサイリスタTHI〜TH6に与えるゲート信
号であり、該信号81〜S6はサイリスタTHI、TH
2・・・・・・TH6のゲート信号と対応している。ま
た、同図(ハ)の信号SはスイッチSWをONさせる制
御信号を示しており、同図に)のIR++8.1Tは三
相の各相電流を、さらに同図(ホ)のvdoはコンデン
サ3の電圧をそれぞれ示すものである。
圧を示している。同図(ロ)の信号S1〜S6は他励変
換器11のサイリスタTHI〜TH6に与えるゲート信
号であり、該信号81〜S6はサイリスタTHI、TH
2・・・・・・TH6のゲート信号と対応している。ま
た、同図(ハ)の信号SはスイッチSWをONさせる制
御信号を示しており、同図に)のIR++8.1Tは三
相の各相電流を、さらに同図(ホ)のvdoはコンデン
サ3の電圧をそれぞれ示すものである。
いま、誘導機5が減速中、その制動エネルギーを直流中
間回路のコンデンサ3に回生じ、コンデンサ3の電圧(
Vao )が時刻t=t1においてその規定値V、1o
(my )を越えたものとする。これにより、他励変換
器11のサイリスタには直ちに第3図(ロ)の如き信号
81〜S6で示した制御信号(制御進み角β=0度に和
尚する)が与えられ、t=t1においてはこのとき電圧
が最大となっている相のサイリスタTHIとTH6が導
通する。この結果、第2図の端子A、B間の電圧Edo
は次の(1)式の如くなシ、R相とT相には次の(2)
式で与えられる電流IRおよびiTが流れるので、t=
t1からt=t2となるまで次の(3)式で与えられる
電力Wが電源1へ回生される。
間回路のコンデンサ3に回生じ、コンデンサ3の電圧(
Vao )が時刻t=t1においてその規定値V、1o
(my )を越えたものとする。これにより、他励変換
器11のサイリスタには直ちに第3図(ロ)の如き信号
81〜S6で示した制御信号(制御進み角β=0度に和
尚する)が与えられ、t=t1においてはこのとき電圧
が最大となっている相のサイリスタTHIとTH6が導
通する。この結果、第2図の端子A、B間の電圧Edo
は次の(1)式の如くなシ、R相とT相には次の(2)
式で与えられる電流IRおよびiTが流れるので、t=
t1からt=t2となるまで次の(3)式で与えられる
電力Wが電源1へ回生される。
EAa ”” vRVT ・・・・・・
・・・・・・(1)但し、vR,Vs 、 vTi、を
電源1のR,S、T各相の相電圧である。
・・・・・・(1)但し、vR,Vs 、 vTi、を
電源1のR,S、T各相の相電圧である。
■(lQ=lR= 1T=(VaoEd、c)/(R
t+R2)・・・・・・・・・・・・(2) 但し、■も1.R2,■t3は抵抗器(61〜63)の
抵抗値である。
t+R2)・・・・・・・・・・・・(2) 但し、■も1.R2,■t3は抵抗器(61〜63)の
抵抗値である。
W=VRjR+VTiT−(Vu−VTHac ”
−(3)次に、サイリスタ1゛H1の制御進み角βが1
20度となる時点、すなわちt=t2において、サイリ
スタの制御信号が全てオフ(OFF)され、スイッチS
WがONされる。なお、この状態はt=t2からt=t
3まで継続される。時刻t2から13の期間にはスイッ
チSWが導通するため、抵抗61〜63を通して次の(
4)式の如き短絡電流1゜が流れる。したがって、端子
A、B間の電圧Edcは直流中間回路の電圧Vdcから
、上記短絡電流1oとサイリスタTHIおよび1゛H6
を流れる電流Idoとの和が抵抗61 、62を流れる
ことによって生じる電圧降下分を差し引くことによシ求
められ、その値は次の(5)式の如くなる。
−(3)次に、サイリスタ1゛H1の制御進み角βが1
20度となる時点、すなわちt=t2において、サイリ
スタの制御信号が全てオフ(OFF)され、スイッチS
WがONされる。なお、この状態はt=t2からt=t
3まで継続される。時刻t2から13の期間にはスイッ
チSWが導通するため、抵抗61〜63を通して次の(
4)式の如き短絡電流1゜が流れる。したがって、端子
A、B間の電圧Edcは直流中間回路の電圧Vdcから
、上記短絡電流1oとサイリスタTHIおよび1゛H6
を流れる電流Idoとの和が抵抗61 、62を流れる
ことによって生じる電圧降下分を差し引くことによシ求
められ、その値は次の(5)式の如くなる。
io −Vac/ (Rx + R2+ R3)
・・−・(4)Eac=Vao −(R1+Pv2)
(io+Iac)≦Vdc−()1・t+R2)io
・・・・・・・・・・・・(5)(4)
、 (5)式よシ次の(6)式が得られる。
・・−・(4)Eac=Vao −(R1+Pv2)
(io+Iac)≦Vdc−()1・t+R2)io
・・・・・・・・・・・・(5)(4)
、 (5)式よシ次の(6)式が得られる。
&lc ≦R3・Vdc/ (几1 + R2+ R3
’) −・”= (6)ここで、上記(6)式を満
足するEdaO値が、Edo<vR−vTなる条件をt
4たす如く抵抗61〜63の抵抗値R1〜R3を選ぶ(
このような条件を満足させるには、例えば抵抗R3の値
を小さく、極端には零とすること等により容易に実現可
能である。)ことにすれば、それ迄導通していたサイリ
スタTHI およびTH6を、この期間(t2〜t3)
には(VR−VT)とEIi。
’) −・”= (6)ここで、上記(6)式を満
足するEdaO値が、Edo<vR−vTなる条件をt
4たす如く抵抗61〜63の抵抗値R1〜R3を選ぶ(
このような条件を満足させるには、例えば抵抗R3の値
を小さく、極端には零とすること等により容易に実現可
能である。)ことにすれば、それ迄導通していたサイリ
スタTHI およびTH6を、この期間(t2〜t3)
には(VR−VT)とEIi。
との電位差によって逆バイアスとするごとができるので
、電源1の漏洩インダクタンスで決まる所定の電流減衰
時間の後にオフとすることができる。
、電源1の漏洩インダクタンスで決まる所定の電流減衰
時間の後にオフとすることができる。
こうしてサイリスタTHIおよびTH6がオフすると、
次はt=t3において、第3図(ハ)の如(スイッチS
Wの制御信号Sがオフにされるとともに、第3図(ロ)
の如くサイリスタTH2およびT)(6にゲート信号が
与えられる。これにより、今度は端子A。
次はt=t3において、第3図(ハ)の如(スイッチS
Wの制御信号Sがオフにされるとともに、第3図(ロ)
の如くサイリスタTH2およびT)(6にゲート信号が
与えられる。これにより、今度は端子A。
8間の電圧Edoが次の(7)式の如くなシ、S相とT
相I/cは次゛の(8)式で与えられる電流ISおよび
lTが流れるので、t=t3からt = t4まで次の
(9)式で力えられる電力Wが電源lへ回生される。
相I/cは次゛の(8)式で与えられる電流ISおよび
lTが流れるので、t=t3からt = t4まで次の
(9)式で力えられる電力Wが電源lへ回生される。
■cd。−Vs−vT ・・・・・
・・・・・・・(7)Tdc ”” 1S−−−IT−
(Vdc −Edc )/(Rt十几2)・・・・・・
・・・(8) W = Vsis−1−VT ig= (Vs−VT)
Idc ・・・・・・・−(9)次に、−リイリスタT
H6の制御進み角βがβ=0となる点、すなわ12t
=t4において、サイリスタの制御信号が全てOFFと
され、スイッチSWがONにされ・・・・・・・・以下
、同様に他励変換器11のサイリスタが順次切り換わり
、誘導機5の制動エネルギーが直流中間回路から他励変
換器11を介して電源1へ回生される。誘導機5かもの
制動エネルギーがなくなったt = tloにおいて、
直流中間回路の電圧Vdoがその規定値Vda(+n5
x)より減少すると、他励変換器11のサイリスタ制御
信号は直ちに全てOF Fされ、スイッチ8WがONさ
れる。これにより、今まで導通していたサイリスタは非
導通となり、t−=t11においでスイッチSWをOF
Fとすることにより電源1への回生動作を完了する。な
お、他励変換器゛11のサイリスタを点弧するだめの制
御信号81〜S6およびスイッチSWをONするための
制御信号87は公知の技術によって容易に実現可能であ
るので、その説明は省略する。
・・・・・・・(7)Tdc ”” 1S−−−IT−
(Vdc −Edc )/(Rt十几2)・・・・・・
・・・(8) W = Vsis−1−VT ig= (Vs−VT)
Idc ・・・・・・・−(9)次に、−リイリスタT
H6の制御進み角βがβ=0となる点、すなわ12t
=t4において、サイリスタの制御信号が全てOFFと
され、スイッチSWがONにされ・・・・・・・・以下
、同様に他励変換器11のサイリスタが順次切り換わり
、誘導機5の制動エネルギーが直流中間回路から他励変
換器11を介して電源1へ回生される。誘導機5かもの
制動エネルギーがなくなったt = tloにおいて、
直流中間回路の電圧Vdoがその規定値Vda(+n5
x)より減少すると、他励変換器11のサイリスタ制御
信号は直ちに全てOF Fされ、スイッチ8WがONさ
れる。これにより、今まで導通していたサイリスタは非
導通となり、t−=t11においでスイッチSWをOF
Fとすることにより電源1への回生動作を完了する。な
お、他励変換器゛11のサイリスタを点弧するだめの制
御信号81〜S6およびスイッチSWをONするための
制御信号87は公知の技術によって容易に実現可能であ
るので、その説明は省略する。
以上のように、この発明によれば、他励変換装置を回生
用コンバータとして使用し、インバータの直流中間回路
に抵抗器を介して接続する構成とし、さらにコンバータ
の直流アーム間に抵抗とスイッチを直列に接続する構成
としたことから、次のような効果が得られる。
用コンバータとして使用し、インバータの直流中間回路
に抵抗器を介して接続する構成とし、さらにコンバータ
の直流アーム間に抵抗とスイッチを直列に接続する構成
としたことから、次のような効果が得られる。
(1) 電動機からの制動エネルギーを電源に回生ず
ることが可能となり、発熱の軽減および装置の小形化が
でき、さらに省エネルギー化できる。
ることが可能となり、発熱の軽減および装置の小形化が
でき、さらに省エネルギー化できる。
(2)スイッチを併用することにより、直流電圧の大小
を問わず回生用コンバータの運転・停止(サイリスタの
ON、0FF)が可能であり、回生用コンバータとして
他励変換装置を使用できるため、制御回路が簡単化でき
る。
を問わず回生用コンバータの運転・停止(サイリスタの
ON、0FF)が可能であり、回生用コンバータとして
他励変換装置を使用できるため、制御回路が簡単化でき
る。
(3)回生回路は駆動側の回路と完全に独立して構成す
ることができるので、モジュール化が容易である。
ることができるので、モジュール化が容易である。
(4)整流器、直流中間回路および回生用コンノく−タ
を介した電源の線間短絡に対しても抵抗器61 、62
により短mi!流を抑制することができる。
を介した電源の線間短絡に対しても抵抗器61 、62
により短mi!流を抑制することができる。
(5)他励変換装置は一般に転流による入力電圧の陥没
を抑制するためにACリアクトルを入力電源側に設けて
いる。しかし、本発明においては、転流時にスイッチS
Wの働きによシ今まで導通していた相の電流を一層ゼロ
としてから次の相へ転流する方式としているため、かか
るACIJアクドルは不要である。すなわち、これによ
るコストおよびスペースの削減を図ることができる。
を抑制するためにACリアクトルを入力電源側に設けて
いる。しかし、本発明においては、転流時にスイッチS
Wの働きによシ今まで導通していた相の電流を一層ゼロ
としてから次の相へ転流する方式としているため、かか
るACIJアクドルは不要である。すなわち、これによ
るコストおよびスペースの削減を図ることができる。
なお、本発明は、いままで説明した電圧形インバータに
より交流機を駆動する装置の回生制動方式の他、直流電
圧中間回路を有する各種電力変換装置における直流中間
回路の電力を交流電源へ回生する場合に適用することが
できる。
より交流機を駆動する装置の回生制動方式の他、直流電
圧中間回路を有する各種電力変換装置における直流中間
回路の電力を交流電源へ回生する場合に適用することが
できる。
第1図は従来の回生制動方式を示す構成図、第2図は本
発明の実施例を示す構成図、第3図は第2図の動作を説
明するための各部波形図である。 符号説明 1・・・・・・交流電源、2・・・・・・順変換部、3
・・・・・・コンデンサ、4・・・・・・逆変換部、5
・・・・・・交流電動機、6゜61〜63・・・・・・
抵抗、SW・・・・・・スイッチ、11・・・・・・他
励変換装置、20・・・・・・制動回路、THI〜T1
16・・・・・・サイリスタ 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清
発明の実施例を示す構成図、第3図は第2図の動作を説
明するための各部波形図である。 符号説明 1・・・・・・交流電源、2・・・・・・順変換部、3
・・・・・・コンデンサ、4・・・・・・逆変換部、5
・・・・・・交流電動機、6゜61〜63・・・・・・
抵抗、SW・・・・・・スイッチ、11・・・・・・他
励変換装置、20・・・・・・制動回路、THI〜T1
16・・・・・・サイリスタ 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清
Claims (1)
- 交流電動機を駆動する電圧形インバータにおいて、核イ
ンバータの直流中間端子間にそれぞれ抵抗を介して他励
変換装置を接続するとともに、該他励変換装置の直流ア
ーム間に少なくともスイッチを接続し、前記直流中間端
子の電圧が所定値を越えたときは前記他励変換装置の可
制御弁に対してその制御進み角(β)を零にする点弧信
号を与えた後、該制御進み角(β)が零になった時点か
ら所定の期間前記スイッチをオンにするとともに他励変
換装置の点弧信号をすべてオフにする制御を前記直流中
間端子の電圧が所定値以下になる進行なうことによシ交
流電動機の制動エネルギーを電源へ回生するようにした
ことを特徴とするインバータ駆動される電動機の回生制
動方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57126723A JPS5917880A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | インバ−タ駆動される電動機の回生制動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57126723A JPS5917880A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | インバ−タ駆動される電動機の回生制動方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5917880A true JPS5917880A (ja) | 1984-01-30 |
Family
ID=14942274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57126723A Pending JPS5917880A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | インバ−タ駆動される電動機の回生制動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917880A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002093730A1 (en) * | 2001-05-11 | 2002-11-21 | Hitachi, Ltd. | Charge and discharge control device |
| WO2008064716A1 (de) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Baumüller Nürnberg GmbH | Aktiv-bremseinheit |
-
1982
- 1982-07-22 JP JP57126723A patent/JPS5917880A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002093730A1 (en) * | 2001-05-11 | 2002-11-21 | Hitachi, Ltd. | Charge and discharge control device |
| WO2008064716A1 (de) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Baumüller Nürnberg GmbH | Aktiv-bremseinheit |
| US8098031B2 (en) | 2006-11-28 | 2012-01-17 | Baumuller Nurnberg Gmbh | Active brake unit |
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