JP6093683B2 - AC motor drive device - Google Patents
AC motor drive device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6093683B2 JP6093683B2 JP2013214445A JP2013214445A JP6093683B2 JP 6093683 B2 JP6093683 B2 JP 6093683B2 JP 2013214445 A JP2013214445 A JP 2013214445A JP 2013214445 A JP2013214445 A JP 2013214445A JP 6093683 B2 JP6093683 B2 JP 6093683B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- motor
- group
- inverter
- inverters
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
本発明は、交流電動機を駆動する交流電動機駆動装置に関する。 The present invention relates to an AC motor driving device that drives an AC motor.
高圧(例えば、3kV以上)電動機の交流電動機駆動装置においては、インバータの大容量化や出力波形改善のため、単相セルインバータを直列に接続した多段接続インバータが用いられている。 In an AC motor drive device for a high voltage (for example, 3 kV or higher) motor, a multi-stage inverter in which single-phase cell inverters are connected in series is used to increase the capacity of the inverter and improve the output waveform.
なお、高圧大容量モータを可変速駆動する高圧ダイレクトインバータ装置2台によって、2台のモータの機械軸を直結駆動するツインドライブインバータ制御方式が知られている(例えば、非特許文献1を参照)。 A twin drive inverter control system is known in which two high-voltage direct inverter devices that drive a high-voltage, large-capacity motor at a variable speed are used to directly drive the mechanical axes of two motors (for example, see Non-Patent Document 1). .
例えば、容量の比較的大きな機械を駆動する場合、1台の高圧電動機で機械を駆動する構成ではなく、2台の高圧電動機で1台の機械を駆動する場合がある。 For example, when a machine having a relatively large capacity is driven, there is a case where one machine is driven by two high-voltage motors instead of a configuration in which the machine is driven by one high-voltage motor.
この場合は、高圧電動機を運転する高圧電動機の駆動装置は、2台必要となる。 In this case, two high-voltage motor drive devices for operating the high-voltage motor are required.
図10は、従来の交流電動機駆動装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional AC motor driving device.
図10に示す交流電動機駆動装置100は、例えば複数の単位インバータ11ar、11asおよび11atを多段に接続してこれを1組(多段接続インバータ11a)とし、このような多段接続インバータ11a、11bおよび11cを3組設けて三相出力する三相インバータ110と、同じく三相インバータ120とを備える。
The AC
また、交流電動機駆動装置100は、一次巻線200が三相交流電源3に接続されて二次巻線群220a、bおよびcが三相インバータ110に接続される入力変圧器201と、一次巻線200が三相交流電源3に接続されて二次巻線群220a、bおよびcが三相インバータ120に接続される入力変圧器202とを備えている。なお、二次巻線群220a等は、二次巻線220ar、220asおよび220at等を含み、入力変圧器201および202の各々の鉄心230に、一次巻線200、二次巻線220ar、220asおよび220at等が巻回されている。
The AC
交流電動機駆動装置100において、三相インバータ110が交流電動機41に接続され、三相インバータ120が交流電動機42に接続されている。以上のような構成により、交流電動機駆動装置100は、交流電動機41および交流電動機42を運転して、負荷とされる機械5を駆動する。
In the AC
図10に示す交流電動機駆動装置100のように、1台の機械5を駆動する場合において、2台の交流電動機41および交流電動機42を運転する構成では、三相インバータ110および120の2台とこの2台のインバータに接続させる入力変圧器201および202の2台が必要とされていた。
In the case of driving one
以上のような構成では、2台の三相インバータに対して入力変圧器も2台となるため、交流電動機駆動装置の設置場所での入力変圧器の据付面積の割合も大きくなっていた。また、2台の構成による入力変圧器により、入力側(一次側)の高調波電流の影響もあった。 In the configuration as described above, since there are two input transformers for two three-phase inverters, the ratio of the installation area of the input transformer at the place where the AC motor driving device is installed is also large. In addition, the input transformer having two units was also affected by the harmonic current on the input side (primary side).
本発明が解決しようとする課題は、入力変圧器を省スペース化し、入力側の高調波電流を抑えることができる交流電動機駆動装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an AC motor drive device that can save space for an input transformer and suppress harmonic current on the input side.
上記課題を解決するために、本発明に係る交流電動機駆動装置は、交流電源に接続される入力変圧器と、1または複数台の交流電動機を運転するための複数台の三相インバータとを備える。前記三相インバータは、前記入力変圧器から出力される三相交流を整流して直流電力に変換し単相交流に逆変換する単位インバータの出力側をN(Nは2以上の整数)台多段接続して一相分とする多段接続インバータを三相分有し、前記入力変圧器は、一次巻線が前記交流電源に接続され、二次巻線が前記複数台の三相インバータの一相分の前記多段接続インバータの入力に対応したN個を1群として6群に区分されて当該1群ごとに前記一相分の前記多段接続インバータに接続されて、前記二次巻線の前記1群内のN個の前記二次巻線間の電圧の位相差を互いに360°/(6×N)とするように前記二次巻線が共通の鉄心により巻回され、前記入力変圧器は、2台の前記三相インバータに接続される前記N個からなる二次巻線を1群とする計6群を、1台の前記三相インバータの入力に接続される3群とする第1のグループと、他の1台の前記三相インバータの入力に接続される前記第1のグループの3群以外の3群とする第2のグループにそれぞれ区分され、さらに、前記第1のグループに区分された前記二次巻線の3群と前記第2のグループに区分された前記二次巻線の3群との間で電圧の位相差を、互いに360°/(6×2×N)とすることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an AC motor driving device according to the present invention includes an input transformer connected to an AC power source and a plurality of three-phase inverters for operating one or a plurality of AC motors. . The three-phase inverter rectifies the three-phase AC output from the input transformer, converts it into DC power, and reversely converts it into a single-phase AC. The output side of the unit inverter is N stages (N is an integer of 2 or more). There are three-phase connection inverters for one phase connected to each other, the input transformer has a primary winding connected to the AC power source, and a secondary winding is one phase of the plurality of three-phase inverters N corresponding to the input of the multi-stage connection inverter is divided into 6 groups, and each group is connected to the multi-stage connection inverter for one phase, and the 1 of the secondary winding The secondary windings are wound by a common iron core so that the phase difference in voltage between the N secondary windings in the group is 360 ° / (6 × N), and the input transformer is The N secondary windings connected to the two three-phase inverters are grouped together. A total of 6 groups, a first group of 3 groups connected to the input of one of the three-phase inverters, and a first group of 3 connected to the input of the other one of the three-phase inverters Each of the secondary windings is divided into a second group that is three groups other than the group, and further, the secondary windings are divided into three groups of the secondary windings divided into the first group and the second group. the phase difference between the voltage between the three groups, characterized that you and 360 ° to each other / (6 × 2 × N) .
本発明に係る交流電動機駆動装置によれば、入力変圧器を省スペース化し、入力側の高調波電流を抑えることができる。 According to the AC motor driving device of the present invention, the input transformer can be saved in space and the harmonic current on the input side can be suppressed.
以下、本発明に係る実施形態の交流電動機駆動装置について、図面を参照して具体的に説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。ここで説明する下記の実施形態はいずれも、三相交流電動機を制御する交流電動機駆動装置の一例をとりあげて説明する。 Hereinafter, an AC motor drive device according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted. Each of the following embodiments described here will be described by taking an example of an AC motor drive device that controls a three-phase AC motor.
[第1の実施形態]
図1は、本発明に係る交流電動機駆動装置の第1の実施形態の構成を示すブロック図である。図2は、図1に示す単位インバータの構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of an AC motor driving device according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the unit inverter shown in FIG.
図1に、機械(Load)5を負荷とする交流電動機41および42を駆動するためのシステムを示す。図1に示すシステムでは、所定周波数の交流を供給する三相交流電源3と、三相交流電源3から供給される交流を駆動周波数の交流に変換する交流電動機駆動装置1と、負荷に接続される交流電動機41および42が備えられている。
FIG. 1 shows a system for driving AC
さらに、交流電動機駆動装置1は、図1に示すように、入力変圧器2と、三相インバータ11および12とを備えている。図1に示す交流電動機駆動装置1の構成では、入力変圧器2が1台設けられる。
Furthermore, the AC
入力変圧器2は、一次側が三相交流電源3に接続される一次巻線20と、二次側が三相インバータ11および12に接続される二次巻線群21a〜21cおよび22a〜22cと、鉄心23とから構成される。
The
さらに、二次巻線群21aは、二次巻線21ar、21asおよび21atから成る。また、二次巻線群21bは、二次巻線21br、21bsおよび21btから成る。また、二次巻線群21cは、二次巻線21cr、21csおよび21ctから成る。
Further, the
同様に、二次巻線群22aは、二次巻線22ar、22asおよび22atから成る。また、二次巻線群22bは、二次巻線22br、22bsおよび22btから成る。また、二次巻線群22cは、二次巻線22cr、22csおよび22ctから成る。
Similarly, the
以上のように、入力変圧器2の二次巻線は、二次巻線群21a〜21c、二次巻線群22a〜22cの6群から構成されている。なお、二次巻線の6群の構成の詳細については後述する。
As described above, the secondary windings of the
鉄心23には、一次巻線20と、二次巻線群21aおよび22aを構成する各々の二次巻線とが巻回されている。鉄心23は、二次巻線群21aおよび22aに共通な鉄心である。鉄心23に、例えば一次巻線20がY結線で巻回され、二次巻線群21aおよび22aにおける二次巻線がΔ結線などで巻回される。
A primary winding 20 and secondary windings constituting the
二次巻線群21aの二次巻線21ar、21asおよび21atは、例えば直列に多段接続された3台(N台、Nは正の整数、図1はN=3の例)の単位インバータ11ar、11asおよび11atの入力に対応した3組(N組)である。その他の二次巻線群21bおよび21c、二次巻線群22a〜22cの各々の二次巻線についても、図1に示すように、各々に対応する単位インバータの入力に対応した3組(N組)である。
The secondary windings 21ar, 21as, and 21at of the
以上のように、入力変圧器2は変圧器が1台により構成されている。
As described above, the
三相インバータ11および12は、入力変圧器2を介して入出力される交流を駆動周波数の交流に変換する。
The three-
交流電動機41は、三相インバータ11で運転される。また、交流電動機42は、三相インバータ12で運転される。すなわち、交流電動機駆動装置1は、この2台の交流電動機41および42を2台の三相インバータ11および12を用いて運転する。
The
機械5は、2台の交流電動機41および42で駆動される負荷(図1に示すLoad)である。
The
交流電動機41および42による動力伝達機構は、例えば機械5との結合軸に接続されるように構成されている。これにより、交流電動機駆動装置1により運転される交流電動機41および42が、機械5を駆動する。
The power transmission mechanism by the
次に、図1および図2を参照しながら、三相インバータ11および12について説明する。
Next, the three-
三相インバータ11および12は、入力変圧器2と交流電動機41および42の間に設置される。
Three-
三相インバータ11は、例えば3台(N=3台の場合)の単位インバータ11ar、11asおよび11atの各出力を直列に多段接続して、これを1相分の多段接続インバータ11aとし、さらに、この1相分を3組(多段接続インバータ11a、11bおよび11c)設けたものである。
The three-
また、三相インバータ12は、例えば単位インバータ12ar、12asおよび12atの各出力を直列に多段接続して、これを1相分の多段接続インバータ12aとし、さらに、この1相分を3組(多段接続インバータ12a、12bおよび12c)設けたものである。
Further, for example, the three-
単位インバータ11ar、11asおよび11atは、各々、三相交流を直流に変換し、この直流を交流逆変換して単相の交流を出力する。他の単位インバータ11br、11bsおよび11bt、11cr、11csおよび11ct、12ar〜12ctについても同様である。 Each of the unit inverters 11ar, 11as, and 11at converts a three-phase alternating current into a direct current, and reverse-converts the direct current to output a single-phase alternating current. The same applies to the other unit inverters 11br, 11bs and 11bt, 11cr, 11cs and 11ct, and 12ar to 12ct.
三相インバータ11と交流電動機41との接続について、多段接続インバータ11aの出力は交流電動機41のU相に接続され、多段接続インバータ11bの出力はV相に接続され、多段接続インバータ11cの出力はW相に接続される。
Regarding the connection between the three-
また、三相インバータ12と交流電動機42との接続について、多段接続インバータ12aの出力は交流電動機42のU相に接続され、多段接続インバータ12bの出力はV相に接続され、多段接続インバータ12cの出力はW相に接続される。
As for the connection between the three-
三相インバータ11および12は、所定の周波数の交流を任意の駆動周波数(インバータ周波数)の交流に変換する。
Three-
図2に、単位インバータ11ar、11asおよび11atなどを代表して単位インバータ11arの構成を示す。 FIG. 2 shows the configuration of the unit inverter 11ar as a representative of the unit inverters 11ar, 11as, 11at, and the like.
単位インバータ11arは、図2に示すように、例えば交流を直流に変換する整流器部がダイオード16a、直流部には整流された直流を平滑するコンデンサ16b、平滑された直流を交流に逆変換するインバータ部にはダイオード16dが逆並列に接続された自己消弧形電力素子(例えば、IGBT)16cを有する構成である。
As shown in FIG. 2, the unit inverter 11ar includes, for example, a
二次巻線の接続として、三相インバータの1相分を構成する3台、例えば単位インバータ11ar、11asおよび11atが、二次巻線群21aの3組、二次巻線21ar、21asおよび21atに接続される。
As the connection of the secondary winding, three units constituting one phase of the three-phase inverter, for example, unit inverters 11ar, 11as and 11at are composed of three sets of secondary winding
さらに、単位インバータ11br、11bsおよび11btが、二次巻線群21bの3組、二次巻線21br、21bsおよび21btに接続される。また、単位インバータ11cr、11csおよび11ctが、二次巻線群21cの3組、二次巻線21cr、21csおよび21ctに接続される、
同様に、二次巻線の接続として、図1に示す単位インバータが、二次巻線群22a〜22cの各々について3組の二次巻線に接続される。
Furthermore, unit inverters 11br, 11bs and 11bt are connected to three sets of secondary winding
Similarly, as the secondary winding connection, the unit inverter shown in FIG. 1 is connected to three sets of secondary windings for each of the secondary winding
例えば、二次巻線群21a内の3組の二次巻線は、例えば出力電圧が互いに20°(360°/(6×N)、本例ではN=3の正数)の位相差を持たせるように巻回されている。二次巻線21asにおける出力電圧の位相を基準0°として、この基準0°と二次巻線21arにおける出力電圧の位相差は+20°とされ、この基準0°と二次巻線21atにおける出力電圧の位相差は−20°とされている。
For example, the three sets of secondary windings in the secondary winding
これらの位相関係は、二次巻線群21bおよび21c、二次巻線群22a〜22cについても同様とされる。
These phase relationships are the same for the secondary winding
三相インバータ11および12の一相分が、例えば3台の単位インバータ11ar、11asおよび11atなどで構成される場合、18パルス整流とよばれる整流方式となり、理論的には、入力変圧器2の入力電流の高調波は、
(18m±1)次の高調波
以外は消去されることになり、電源側に与える高調波の影響を抑えることができる。なお、mは正の整数とする。
When one phase of the three-
Other than the (18 m ± 1) order harmonics are eliminated, and the influence of harmonics on the power supply side can be suppressed. Note that m is a positive integer.
以上のような二次巻線の構成とすることによって、入力変圧器2の入力電流の高調波を抑制できる。
By adopting the configuration of the secondary winding as described above, harmonics of the input current of the
前述の説明では、三相インバータの一相分の単位インバータを3台として説明したが、N台の構成とした場合、6Nパルス整流となり、高調波電流は、理論的には、
((6N×m)±1)次の高調波
以外は消去されることになる。
In the above description, the unit inverter for one phase of the three-phase inverter has been described as three units. However, in the case of the N unit configuration, 6N pulse rectification is performed, and the harmonic current is theoretically
((6N × m) ± 1) Other than the next harmonic will be deleted.
以上説明したように、第1の実施形態によれば、入力変圧器も2台の三相インバータに対して1台構成となっており、2台の入力変圧器を使った構成よりも、装置コストを抑えることができる。また、交流電動機駆動装置の設置場所での入力変圧器の据付面積の割合も小さくすることができる。さらに、入力変圧器における二次巻線の出力電圧を互いに所定の位相差を持たせる構成により、入力変圧器の入力側における高調波電流を低減することができる。 As described above, according to the first embodiment, the input transformer is also composed of one unit for two three-phase inverters, and the apparatus is more than the configuration using two input transformers. Cost can be reduced. Moreover, the ratio of the installation area of the input transformer in the installation place of an AC motor drive device can also be made small. Furthermore, the harmonic current on the input side of the input transformer can be reduced by the configuration in which the output voltages of the secondary windings of the input transformer have a predetermined phase difference.
[第2の実施形態]
図3は、本発明に係る交流電動機駆動装置の第2の実施形態の構成を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the AC motor driving device according to the present invention.
図3に示す交流電動機駆動装置1xでは、図1に示す交流電動機駆動装置1の構成の入力変圧器2の二次巻線を、二次巻線群21a、21bおよび21cと、二次巻線群22xa、22xbおよび22xcとの構成に置き換えたものである。
In the AC
以下、図3に示す二次巻線の6群の構成について説明する。 Hereinafter, the configuration of the six groups of secondary windings illustrated in FIG. 3 will be described.
入力変圧器2xにおいて、2台の三相インバータ11および12に接続されるN個からなる二次巻線を1群とする計6群を、三相インバータ11の入力に接続される3群とする第1のグループと、三相インバータ12の入力に接続される第1のグループの3群以外の3群とする第2のグループにそれぞれ区分される。
In the
第1のグループは、二次巻線群21a、21bおよび21cを含む。第2のグループは、二次巻線群22xa、22xbおよび22xcを含む。
The first group includes secondary winding
例えば、二次巻線群21a内の3組の二次巻線21ar、21asおよび21atは、例えば出力電圧が互いに20°(360°/(6×N)、本例ではN=3の正数)の位相差を持たせるように巻回されている。二次巻線21asにおける出力電圧の位相を基準0°として、この基準0°と二次巻線21arにおける出力電圧の位相差は+20°とされ、この基準0°と二次巻線21atにおける出力電圧の位相差は−20°とされている。これらの位相関係は、二次巻線群21bおよび21cについても同様とされる。
For example, three sets of secondary windings 21ar, 21as, and 21at in the secondary winding
二次巻線群22xa内の3組の二次巻線22xar、22xasおよび22xatは、例えば出力電圧が互いに20°(360°/(6×N)、本例ではN=3の正数)の位相差を持たせるように巻回されている。 Three sets of secondary windings 22xar, 22xas, and 22xat in the secondary winding group 22xa have, for example, output voltages of 20 ° (360 ° / (6 × N), in this example, a positive number of N = 3). It is wound so as to have a phase difference.
さらに、第2の実施形態が第1の実施形態と異なるところは、二次巻線群21aの二次巻線の出力電圧と二次巻線群22xaの対応する二次巻線の出力電圧で、例えば位相差を10°(360°/(6×2×N)、Nは正の整数)持たせていることである。
Further, the second embodiment differs from the first embodiment in the output voltage of the secondary winding of the secondary winding
具体的には、図3に示す例では、二次巻線21asにおける出力電圧の位相を基準0°として、この基準0°と二次巻線22xarにおける出力電圧の位相差は+10°とされ、この基準0°と二次巻線22xasにおける出力電圧の位相差は−10°とされ、この基準0°と二次巻線22xatにおける出力電圧の位相差は−30°とされている。
Specifically, in the example shown in FIG. 3, the phase of the output voltage at the secondary winding 21as is set to 0 °, and the phase difference between the
これらの位相関係は、二次巻線群21bと二次巻線群22xb、二次巻線群21cと二次巻線群22xcの位相関係についても同様とされる。
The phase relationship between the secondary winding
以上説明した入力変圧器2xの場合には、36パルス整流と呼ばれる整流方式となり、理論的には、入力変圧器2xの入力電流の高調波は、
(36m±1)次の高調波
以外は消去されることになり、電源側に与える高調波の影響をさらに抑えることができる。なお、mは正の整数とする。
In the case of the
Other than the (36 m ± 1) order harmonics are eliminated, and the influence of harmonics on the power supply side can be further suppressed. Note that m is a positive integer.
ここでの説明は、今、三相インバータの一相分の単位インバータを3台で説明しているが、N(正の整数)台構成にした場合は、12Nパルス整流となり、高調波電流は、理論的には、
((12N×m)±1)次の高調波
以外は消去されることになる。
In the description here, three unit inverters for one phase of the three-phase inverter are now described. However, when N (positive integer) units are used, 12N pulse rectification is performed, and the harmonic current is Theoretically,
((12N × m) ± 1) Other than the next harmonic will be deleted.
第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同じく、入力変圧器も2台の三相インバータに対して1台構成となっており、2台の入力変圧器を使った構成よりも、価格的に経済的となり、また、据付面積も小さくすることができる。 According to the second embodiment, as in the first embodiment, the input transformer is also configured for one three-phase inverter, and the configuration using two input transformers is more than that. It becomes economical in price, and the installation area can be reduced.
[第3の実施形態]
図4は、本発明に係る交流電動機駆動装置の第3の実施形態の構成を示すブロック図である。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the third embodiment of the AC motor driving device according to the present invention.
図1に示す交流電動機駆動装置1の構成では、1台の機械5を2台の交流電機41および42と2台の三相インバータ11および12を用いて駆動していたが、図4に示す交流電動機駆動装置1は、交流電動機41および三相インバータ11と、交流電動機42および三相インバータ12とを用いて別々の機械6、7を駆動するものである。
In the configuration of the AC
第3の実施形態によれば、2台の機械が同程度の負荷量であれば、第1の実施形態と同じ効果を得ることができる。また、2台の負荷量が異なった場合でも、それぞれの三相インバータの入力側はそれぞれ18パルス構成となっており、入力変圧器の入力高調波電流に関しては、18パルス構成の効果を得ることができる。 According to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained as long as the two machines have the same amount of load. Even when the load amounts of the two units are different, the input side of each three-phase inverter has an 18-pulse configuration, and the effect of the 18-pulse configuration can be obtained with respect to the input harmonic current of the input transformer. Can do.
[第4の実施形態]
図5は、本発明に係る交流電動機駆動装置の第4の実施形態の構成を示すブロック図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the AC motor driving device according to the present invention.
図3に示す交流電動機駆動装置1xでは、1台の機械5を2台の交流電機41および42と2台の三相インバータ11および12を用いて駆動していたが、図5に示す交流電動機駆動装置1xは、交流電動機41および三相インバータ11と、交流電動機42および三相インバータ12を用いて別々の機械6、7を駆動するものである。
In the AC
第4の実施形態によれば、2台の機械が同程度の負荷量であれば、第2の実施形態と同じ効果を得ることができる。 According to the fourth embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained as long as the two machines have the same amount of load.
また、2台の負荷量が異なった場合でも、それぞれの三相インバータの入力側はそれぞれ18パルス構成となっており、入力変圧器の入力高調波電流に関しては、18パルス構成の効果を得ることができる。 Even when the load amounts of the two units are different, the input side of each three-phase inverter has an 18-pulse configuration, and the effect of the 18-pulse configuration can be obtained with respect to the input harmonic current of the input transformer. Can do.
[第5の実施形態]
図6は、本発明に係る交流電動機駆動装置の第5の実施形態の構成を示すブロック図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the fifth embodiment of the AC motor driving device according to the present invention.
図1に示す交流電動機駆動装置1では、1台の機械5を2台の交流電機41および42と2台の三相インバータ11および12を用いて駆動していたが、図6に示す交流電動機駆動装置1bは、1台の交流電動機43と2台の三相インバータ11および12を用いて機械5を駆動するものである。
In the AC
図6に示す交流電動機43は、例えば図1に示す交流電動機41よりも大容量出力の交流電動機である。大容量出力の交流電動機を駆動可能なように、交流電動機駆動装置1bは、図1に示す交流電動機駆動装置1の構成に加えて、三相インバータ11および12の出力U相、V相およびW相にそれぞれリアクトルを備え、それらの互いのリアクトルをつないだ中点(図6に示すリアクトル8a、8bおよび8cの中点)から、交流電動機43に接続する構成である。
The
以上のような構成により、交流電動機駆動装置1bは、リアクトル8a、8bおよび8cを介して、2台の三相インバータ11および12により1台の交流電動機43に電力を供給することができるため、大容量出力に対応することができる。
With the configuration as described above, the AC
第5の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な効果に加えて、大容量出力の交流電動機を駆動することができる。 According to the fifth embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, it is possible to drive a high-capacity output AC motor.
[第6の実施形態]
図7は、本発明に係る交流電動機駆動装置の第6の実施形態の構成を示すブロック図である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the sixth embodiment of the AC motor driving device according to the present invention.
図3に示す交流電動機駆動装置1xでは、1台の機械5を2台の交流電機41および42と2台の三相インバータ11および12を用いて駆動していたが、図7に示す交流電動機駆動装置1xbは、1台の交流電動機43と2台の三相インバータ11および12を用いて機械5を駆動するものである。
In the AC
図7に示す交流電動機43は、例えば図3に示す交流電動機41よりも大容量出力の交流電動機である。大容量出力の交流電動機を駆動可能なように、交流電動機駆動装置1xbは、図3に示す交流電動機駆動装置1xの構成に加えて、三相インバータ11および12の出力U相、V相およびW相にそれぞれリアクトルを備え、それらの互いのリアクトルをつないだ中点(図7に示すリアクトル8a、8bおよび8cの中点)から、交流電動機43に接続する構成である。
The
すなわち、第6の実施形態では、図7に示す入力変圧器2xにおいて、図6に示す入力変圧器2の二次巻線側の電圧位相差を変えたものである。
That is, in the sixth embodiment, in the
以上のような構成により、交流電動機駆動装置1xbは、リアクトル8a、8bおよび8cを介して、2台の三相インバータ11および12により1台の交流電動機43に電力を供給することができるため、大容量出力に対応することができる。
With the configuration as described above, the AC motor drive device 1xb can supply power to one
第6の実施形態によれば、第2の実施形態と同様な効果に加えて、大容量出力の交流電動機を駆動することができる。 According to the sixth embodiment, in addition to the same effects as those of the second embodiment, it is possible to drive a high-capacity output AC motor.
[第7の実施形態]
図8は、本発明に係る交流電動機駆動装置の第7の実施形態の構成を示すブロック図である。
[Seventh Embodiment]
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the seventh embodiment of the AC motor driving device according to the present invention.
図1に示す交流電動機駆動装置1では、1台の機械5を2台の交流電機41および42と2台の三相インバータ11および12を用いて駆動していたが、図8に示す交流電動機駆動装置1cは、1台の交流電動機44と2台の三相インバータ11および12を用いて機械5を駆動するものである。
In the AC
図8に示す交流電動機44は、例えば図1に示す交流電動機41よりも大容量出力であり、多巻線交流電動機である。交流電動機44は、例えば固定子巻線が2組の三相巻線からなる2巻線交流電動機である。
The
図8に示す交流電動機駆動装置1cでは、2巻線交流電動機(交流電動機44)を駆動するために、2台の三相インバータ11および12の出力が交流電動機44のそれぞれの巻線系統(2巻線構成)に接続されている。2台の三相インバータ11および12の三相出力が、交流電動機44の2巻線構成のうちの一の系統および他の系統に分離して接続される。すなわち、三相インバータ11が交流電動機44の一方の組の三相巻線(一の系統)に接続され、三相インバータ12が他方の組の三相巻線(他の系統)に接続される。
In the AC
以上のような構成により、交流電動機駆動装置1cは、多巻線交流電動機を駆動することができる。
With the configuration as described above, the AC
第7の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な効果に加えて、大容量出力の多巻線交流電動機を駆動することができる。 According to the seventh embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, a large-capacity output multi-winding AC motor can be driven.
[第8の実施形態]
図9は、本発明に係る交流電動機駆動装置の第8の実施形態の構成を示すブロック図である。
[Eighth Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the eighth embodiment of the AC motor driving device according to the present invention.
図3に示す交流電動機駆動装置1xでは、1台の機械5を2台の交流電機41および42と2台の三相インバータ11および12を用いて駆動していたが、図9に示す交流電動機駆動装置1xcは、1台の交流電動機44と2台の三相インバータ11および12を用いて機械5を駆動するものである。
In the AC
すなわち、第8の実施形態では、図9に示す入力変圧器2xにおいて、図8に示す入力変圧器2の二次巻線側の電圧位相差を変えたものである。
That is, in the eighth embodiment, in the
以上のような構成により、交流電動機駆動装置1xcは、多巻線交流電動機を駆動することができる。 With the configuration as described above, the AC motor driving device 1xc can drive the multi-winding AC motor.
第8の実施形態によれば、第2の実施形態と同様な効果に加えて、大容量出力の多巻線交流電動機を駆動することができる。 According to the eighth embodiment, in addition to the same effects as those of the second embodiment, a large-capacity output multi-winding AC motor can be driven.
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、交流電動機駆動装置は、多相(二相以上)交流電動機を制御することであってもよい。また、例えば各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形には、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. For example, the AC motor driving device may control a multiphase (two or more phases) AC motor. For example, the features of the embodiments may be combined. Furthermore, these embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.
1、1b、1c、1x、1xb、1xc、100…交流電動機駆動装置、2、2x、201、202…入力変圧器、3…三相交流電源、5、6、7…機械(Load)、11、12、110、120…三相インバータ、8a、8b、8c…リアクトル、11ar、11as、11at、11br、11bs、11bt、11cr、11cs、11ct、12ar、12as、12at、12br、12bs、12bt、12cr、12cs、12ct…単位インバータ、11a、11b、11c、12a、12b、12c…多段接続インバータ、16a、16d…ダイオード、16b…コンデンサ、16c…自己消弧形電力素子、20、200…一次巻線、21a、21b、21c、22a、22b、22c、22xa、22xb、22xc、220a、220b、220c…二次巻線群、21ar、21as、21at、21br、21bs、21bt、21cr、21cs、21ct、22ar、22as、22at、22br、22bs、22bt、22cr、22cs、22ct、22xar、22xas、22xat、22xbr、22xbs、22xbt、22xcr、22xcs、22xct、220ar、220as、220at、220br、220bs、220bt、220cr、220cs、220ct…二次巻線、23、230…鉄心、41、42、43、44…交流電動機
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記三相インバータは、前記入力変圧器から出力される三相交流を整流して直流電力に変換し単相交流に逆変換する単位インバータの出力側をN(Nは2以上の整数)台多段接続して一相分とする多段接続インバータを三相分有し、
前記入力変圧器は、一次巻線が前記交流電源に接続され、二次巻線が前記複数台の三相インバータの一相分の前記多段接続インバータの入力に対応したN個を1群として6群に区分されて当該1群ごとに前記一相分の前記多段接続インバータに接続されて、前記二次巻線の前記1群内のN個の前記二次巻線間の電圧の位相差を互いに360°/(6×N)とするように前記二次巻線が共通の鉄心により巻回され、
前記入力変圧器は、2台の前記三相インバータに接続される前記N個からなる二次巻線を1群とする計6群を、1台の前記三相インバータの入力に接続される3群とする第1のグループと、他の1台の前記三相インバータの入力に接続される前記第1のグループの3群以外の3群とする第2のグループにそれぞれ区分され、さらに、前記第1のグループに区分された前記二次巻線の3群と前記第2のグループに区分された前記二次巻線の3群との間で電圧の位相差を、互いに360°/(6×2×N)とする
ことを特徴とする交流電動機駆動装置。 In an AC motor drive device comprising an input transformer connected to an AC power source and a plurality of three-phase inverters for operating one or more AC motors,
The three-phase inverter rectifies the three-phase AC output from the input transformer, converts it into DC power, and reversely converts it into a single-phase AC. The output side of the unit inverter is N stages (N is an integer of 2 or more). It has a multi-phase connection inverter for three phases connected to one phase,
In the input transformer, the primary winding is connected to the AC power source, and the secondary winding is a group of N pieces corresponding to the input of the multistage connection inverter for one phase of the plurality of three-phase inverters. The phase difference of the voltage between the N secondary windings in the one group of the secondary windings is divided into groups and connected to the multi-stage connection inverter for the one phase for each group. The secondary winding is wound by a common iron core so as to be mutually 360 ° / (6 × N) ,
The input transformer is configured to connect a total of six groups including the N secondary windings connected to the two three-phase inverters to one input of the three-phase inverter. A first group as a group and a second group as a third group other than the three groups of the first group connected to the input of the other one of the three-phase inverters, and The voltage phase difference between the three groups of the secondary windings divided into the first group and the three groups of the secondary windings divided into the second group is 360 ° / (6 X 2 x N) . An AC motor driving device.
ことを特徴とする請求項1に記載の交流電動機駆動装置。 The machine is driven by using the two AC motors and the two three-phase inverters when a single machine is a load driven by the AC motor. AC motor drive device described in 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の交流電動機駆動装置。 When two independent machines that are loads driven by the AC motor are used, each of the machines is driven using one AC motor and one three-phase inverter.
The AC motor drive device according to claim 1 , wherein:
ことを特徴とする請求項1に記載の交流電動機駆動装置。 When the AC motor is one, the same phase of the three-phase outputs of the two three-phase inverters are connected to each other via a reactor, and the midpoint of each of the reactors is connected to the AC motor, Operate the AC motor using the two three-phase inverters
The AC motor drive device according to claim 1 , wherein:
ことを特徴とする請求項1に記載の交流電動機駆動装置。 When the AC motor has a two-winding configuration and one unit, the three-phase outputs of the two three-phase inverters are separated into one system and the other system of the two-winding configuration of the AC motor. Connected, and the AC motor is operated using the two three-phase inverters.
The AC motor drive device according to claim 1 , wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013214445A JP6093683B2 (en) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | AC motor drive device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013214445A JP6093683B2 (en) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | AC motor drive device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015080283A JP2015080283A (en) | 2015-04-23 |
JP6093683B2 true JP6093683B2 (en) | 2017-03-08 |
Family
ID=53011281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013214445A Expired - Fee Related JP6093683B2 (en) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | AC motor drive device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6093683B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10486537B2 (en) | 2016-08-29 | 2019-11-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Power generating systems having synchronous generator multiplex windings and multilevel inverters |
US10498274B2 (en) | 2016-11-10 | 2019-12-03 | Hamilton Sundstrand Corporation | High voltage direct current system for a vehicle |
US11043880B2 (en) | 2016-11-10 | 2021-06-22 | Hamilton Sunstrand Corporation | Electric power generating system with a synchronous generator |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000243636A (en) * | 1999-02-24 | 2000-09-08 | Toshiba Corp | Transformer for three-phase multilevel inverter |
JP4150211B2 (en) * | 2002-05-14 | 2008-09-17 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power converter |
JP4945307B2 (en) * | 2007-05-14 | 2012-06-06 | 日本リライアンス株式会社 | Twin drive control device and torsional vibration suppression method |
KR20090100655A (en) * | 2008-03-20 | 2009-09-24 | 엘에스산전 주식회사 | Multi-level inverter |
JP5551929B2 (en) * | 2009-12-17 | 2014-07-16 | 株式会社日立製作所 | Serial multiple power conversion method, serial multiple power drive method, and multiple transformer |
JP2013110843A (en) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Power converter |
-
2013
- 2013-10-15 JP JP2013214445A patent/JP6093683B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015080283A (en) | 2015-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8299732B2 (en) | Power conversion system and method | |
JP5701380B2 (en) | Correlated magnetic device for canceling harmonic components | |
US8653931B2 (en) | Multi-phase power converters and integrated choke therfor | |
US7446435B2 (en) | Power converter system and method | |
JP6415539B2 (en) | Power converter | |
JP6289825B2 (en) | Generator excitation device and power conversion system | |
JP5652416B2 (en) | Series multiple power converter | |
JP6068396B2 (en) | Multi-level inverter | |
US20170110977A1 (en) | Medium voltage hybrid multilevel converter and method for controlling a medium voltage hybrid multilevel converter | |
CA2696215C (en) | Medium voltage inverter system | |
WO2007135968A1 (en) | High-voltage ac direct power converter | |
US8704473B2 (en) | Motor for a synchronous electric machine and method for routing power | |
US20140218982A1 (en) | T-Connected Autotransformer-Based 40-Pulse AC-DC Converter for Power Quality Improvement | |
JP6093683B2 (en) | AC motor drive device | |
EP2765692B1 (en) | An electrical system with an arrangement for filtering rectifier-generated 5th and 7th order current harmonics | |
Koptjaev et al. | AC-multiphase adjustable electric drive with two-channel conversion | |
US20120292917A1 (en) | Three phase inverter type generator | |
JP2020092492A (en) | Power converter | |
JP2016214009A (en) | Power converter | |
CN104795917A (en) | Multi-phase motor winding mechanism | |
US20130258729A1 (en) | Medium voltage power apparatus | |
US11128212B1 (en) | Current ripple reduction for a direct current source powering an alternating current load | |
JP6146284B2 (en) | Power converter | |
Wang et al. | A new concept of multilevel converter motor drive with modular design and split winding machine | |
CN107896067A (en) | A kind of frequency conversion power unit of the more H bridges inversion outputs of single input |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151109 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160721 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160726 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160916 |
|
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: 20170207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170213 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6093683 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |