JPS61277377A - 高調波抑制機能を備えたインバ−タ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一定直流電源よりパルス幅変調制御による可変
電圧・可変周波数出力を交流電動機に供給して電動機駆
動を行うインバータに係り、特にインバータのスイッチ
ングにより生じ一定直流電源側に発生する高調波電流を
抑制する高調波抑制機能を備えたインバータに関するも
のである。

〔従来技術とその問題点〕

従来、直流電源入力よりパルス幅変調制御による可変電
圧・可変周波数出力を交流電動機に供給して電動機駆動
を行うインバータが多く用いられている。

この種のインバータにおいては、例えば変調方式が正弦
波パルス幅変調方式を採用したものであや奴Ｉｊ” 召テ、高調波電流が直流電源側に６倍の整数調波電流と
して発生するものとなりていた。かようなインバータは
その要部構成を示すと第５図の如くである。

第５図は従来のインバータの要部構成を示すもので、１
は直流電源、２は直流リアクトル、３は平滑コンデンサ
、４はインバータ部、５は電動機である。ここで、かく
の如きインバータの接続構成および動作については周知
であるので説明を割愛する。

かかるインバータの適用においては、例えば電車駆動の
場合前述の高調波電流については、直流架線において警
報器等の信号動作保護のため５０Ｈｚ（±５Ｈｚ）の電
流を０．７（Ａ）以下に抑えるように規定されている。

そのため、一般に図示の如き直流リアクトル２および平
滑コンデンサ３が設けられ、これらフィルタの値を大き
くすることから防ぐことが行われていたが、高調波電流
特に５０Ｈｚ付近の低周波電流を十分に除去し得るもの
ではなかった。

〔問題点の解決手段と作用〕

本発明は上述したような点に鑑みて、上段勿よび下段に
分かれて作用し得るコンデンサ充電部と、インバータの
脈動電流より特定の周波数成分だけを取り出すバンドパ
スフィルタと、高調波抑制用インバータ部等とを具備す
ることにより、直流電流に重畳されてはならない電流分
を検知のうえ、その電流分を打ち消す電力供給を行うよ
うにした格別な装置を提供するものである。以下、本発
明を図面に基づいて説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の要部構成を示すもので、６
．６’は交流分検出器、７．７’は上段充電素子、８．
８’は下段充電素子、９は上段コンデンサ、１０は下段
コンデンサ、１１．１１’は電圧検出器、１２はインバ
ータ部、１３は直流リアクトルである。

さらに、第２図および第３図は第１図の充電素子の制御
を行う電圧確立制御回路部およびインバータの制御回路
部の具体的な一例をそれぞれ示すものである。

ここに、電圧確立制御回路部は電圧判定器１４．１４’
例であり、インバータ制御回路部は交流分検出器６より
検出された電流波形の中で必要な波形だけを取り出すバ
ンドパスフィルタ１７ト、バンドパスフィルタ１７出力
の位相反転を行う反転器１８と、反転器１８出力および
インバータ部１２出力の電流検出を行う交流分検出器６
′出力間の比較を行う比較器１９と、インバータ部１２
の制御素子の点弧を行う点弧回路２０からなる例である
。

かかる接続構成の機能を、第４図を参照してつぎに説明
する。

に流れる脈動電流、ｈは脈動電流ＩＤＯの内で交流分だ
けが検出された交流電流、ＩＡは交流電流工１波形から
必要な周波数の交流分だけを取り出しかつその位相を反
転させた交流分電流指＋、工ｐは交流分電流指◆工Ｘに
基づき駆動されたインバータ部１２の出力電流である。

すなわち、かように示される第１図〜第４図の機能はつ
ぎの如くである。

さて、交流分検出器６により脈動電流ＩＤＯの交流波形
のみが検出され、これをいま取り除きたい周波数付近の
みを通すバンドパスフィルタ１７によって波形整形する
ことより、図示の如き交流電流りの波形が得られる。よ
って、バンドパスフィルタ１７出力を反転器１８を介す
ることから位相が反転された指命波形として交流分電流
指＋ＩＡ’を得ることができる。

さらに、上段と下段に分岐されたコンデンサの電圧につ
いて、これを具体値によるものとして例えば直流電源ｌ
が１５００　（Ｖ）であるとすると、上段コンデンサ９
および下段コンデンサ１０に対する電圧検出器１１．１
１’による合計が、インバータ部１２から直流電源ｌの
側に電流を流し込めるほど高くかつインバータ部１２の
制御素子の耐圧よりは−低く抑えるために、ここで上段
コンデンサ９の電圧を８００（■）、下段コンデンサ１
０の電圧をｓｏｏ　（ｖ）により合計１６００　（Ｖ）
になるよう制御される。

そして、電圧検出器ＩＩ、１１’出力が電圧判定器１４
゜１４′に入力され、ここで既定（例えばｓｏｏ　ｖ　
＞の電圧に対して高いか低いかが判定され、その結果が
選別器１５に出力される。さらに選別器１５にて上段充
電素子７．７′または下段充電素子８．８′のどちらか
の素子を点弧するかが選定され、したかって、点弧回路
２０によって上記充電素子のいずれかが点弧されるもの
となる。ここに、上段と下段の充電素子の一方のみが点
弧されて電源短絡が防止される。かようにして、コンデ
ンサ電圧の合計値がある既定値に確保されるものとなる
。

つぎに、第４図に示した指命波形の交流分検出器◆Ｌが
得られると、比較器１９以降の制御系によってインバー
タ部１２の出力電流波形が指命波形に添うよう点弧回路
２０等が作用するものとなる。

かくの如く、第１図装置とこれを制御するための第２図
および第３図の装置により、インバータ部１２による抑
制電流は例示の如き出力電流ＩＰの波形を得ることがで
きる。

したがって、インバータ部１２が直流電源ｌとインバー
タ部４の間に介在される接続構成により、第４図に示さ
れた脈動電流ＩＤＯに含まれる所定の範囲の周波数成分
に対する出力電流Ｉｐによる重畳作用を奏し、取り除き
たい周波数付近の電流すなわち直流電源ｌに与える成分
を消去できる訳である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、直流電源として発
生される出力電流には所定の範囲の周波数成分は重畳さ
れず、一般的な電動機のインバータ駆動時に前述した如
き警報器等への信号線に悪影響を及ぼす要因を有効に除
去し得る簡便な構成の装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部構成を示す回路図、第
２図および第３図は第１図の説明のため示した電圧確立
制御回路部およびインバータ制御回路部の具体的な一例
をそれぞれ示すブロック図、第４図は第１図の説明のた
め示した各部波形図、第５図は従来のインバータの要部
構成を示す回路図である。 ｌ・・・・・・直流電源、４．１２・・・・・・インバ
ータ部、６゜６′・・・・・・交流分検出器、７．７’
・・・・・・上段充電素子、８．８′・・・・・・下段
充電素子、９・・・・・・上段コンデンサ、ｌＯ・・・
・・・下段コンデンサ、１１．１１’・・・・・・電圧
検出器、１４．１４−・・・・・電圧判定器、１５・・
・・・・選別器、１６．１６’。 ２０・・・・・・点弧回路、１７・・・・・・バンドパ
スフィルタ、１８・・・・・・反転器、１９・・・・・
・比較器。 第２図 ′！３４図 ＩＤ（。 Ｉ＾　ヮ〆Δ℃〆き丈ｔ ■ズ公又／Ｃ＼ブ乙！ ■、ご（／きワ４＼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電源の入力よりパルス幅変調制御による可変電圧・
   可変周波数出力を得て電動機駆動を行うインバータにお
   いて、上段と下段に分岐されるコンデンサおよびその充
   電素子からなるコンデンサ充電部と、前記インバータの
   脈動電流より所定の範囲の周波数成分だけを取り出すバ
   ンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタ出力を位相
   反転する反転器と、前記直流電源を得てパルス幅変調制
   御による可変電圧・可変周波数出力を前記インバータに
   与える高調波抑制用インバータ部とを具備し、該高調波
   抑制用インバータ部を前記反転器出力に追随した出力を
   得るようにしたことを特徴とする高調波抑制機能を備え
   たインバータ。