JPH028533B2 - - Google Patents
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- JPH028533B2 JPH028533B2 JP58224420A JP22442083A JPH028533B2 JP H028533 B2 JPH028533 B2 JP H028533B2 JP 58224420 A JP58224420 A JP 58224420A JP 22442083 A JP22442083 A JP 22442083A JP H028533 B2 JPH028533 B2 JP H028533B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、半導体、とくにパワートランジスタ
からなるインバータ出力配線から侵入するサージ
電圧を吸収するためのインバータの過電圧保護装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to an overvoltage protection device for an inverter for absorbing surge voltage entering from an inverter output wiring made of semiconductors, particularly power transistors.
インバータの過電圧保護装置としては、主とし
インバータにおけるスイツチング動作にともなつ
て発生する内部サージ電圧を吸収するスナバ回路
と呼ばれている過電圧保護装置のほかに、外部か
ら侵入するサージ電圧、とりわけインバータの直
流入力源である整流器の交流電源入力線から侵入
するサージ電圧を吸収する過電圧保護装置が設け
られる。後者の過電圧保護装置として、整流器の
3相入力線の各線間に例えばZnO素子の如き非直
線抵抗体を接続することは公知である。
Overvoltage protection devices for inverters include an overvoltage protection device called a snubber circuit that absorbs internal surge voltages that occur during switching operations in the inverter, as well as an overvoltage protection device that protects against surge voltages that enter from outside, especially when the inverter An overvoltage protection device is provided to absorb surge voltage entering from the AC power input line of the rectifier, which is a DC input source. As the latter overvoltage protection device, it is known to connect a non-linear resistor, such as a ZnO element, between each of the three-phase input lines of the rectifier.
ところがインバータに使用される半導体、とり
わけパワートランジスタの性能向上にともなつて
インバータの用途が拡大された結果、インバータ
の出力配線から侵入するサージ電圧への対策も必
要になつてきた。前述の公知の過電圧保護装置
は、出力配線から侵入するサージ電圧からインバ
ータを保護するには不十分である。 However, as the performance of semiconductors used in inverters, especially power transistors, has improved, the applications of inverters have expanded, and as a result, it has become necessary to take measures against surge voltages that enter from the inverter's output wiring. The above-mentioned known overvoltage protection devices are insufficient to protect the inverter from surge voltages entering from the output wiring.
したがつて、出力配線から侵入するサージ電圧
に対してもインバータの過電圧保護を図るために
は、インバータ出力配線にも非直線抵抗体を接続
することが好ましい。 Therefore, in order to protect the inverter from overvoltage against surge voltages entering from the output wiring, it is preferable to connect a nonlinear resistor to the inverter output wiring as well.
第1図には、出力配線に過電圧保護装置を接続
されたインバータ装置の実施例を示す。1は3相
交流電源であり、一線は2で示されているように
一般に接地されている。4はインバータ装置であ
り、よく知られているように、例えばダイオード
ブリツジ整流器と、それぞれダイオードを逆並列
接続されたパワートランジスタのブリツジ結線か
らなるインバータと、整流器とインバータとの間
の直流中間回路に介在する平滑コンデンサとから
構成されている。インバータ装置の3相出力配線
5には、星形結線されていて中性点を接地させて
いる3つの非直線抵抗体からなる過電圧保護装置
6が接続されている。 FIG. 1 shows an embodiment of an inverter device in which an overvoltage protection device is connected to the output wiring. 1 is a three-phase AC power supply, and one wire is generally grounded as shown at 2. 4 is an inverter device, as is well known, for example, an inverter consisting of a diode bridge rectifier, a bridge connection of power transistors each having diodes connected in antiparallel, and a DC intermediate circuit between the rectifier and the inverter. and a smoothing capacitor interposed between the two. Connected to the three-phase output wiring 5 of the inverter device is an overvoltage protection device 6 consisting of three non-linear resistors connected in a star shape and whose neutral point is grounded.
かゝる過電圧保護装置は、インバータの出力配
線に侵入するサージ電圧を効果的に吸収してイン
バータ内の半導体を過電圧から保護することがで
きる。 Such an overvoltage protection device can effectively absorb the surge voltage that enters the output wiring of the inverter and protect the semiconductors in the inverter from the overvoltage.
しかしながら、かゝる従来装置は次に説明する
ように容量の大きい非直線抵抗体を必要とすると
いう欠点がある。 However, such conventional devices have the disadvantage of requiring large capacitance non-linear resistors, as will be explained below.
第2図にインバータ出力線の対地電圧の時間経
過例を示す。このようにインバータ出力線の対地
電位はインバータ内のスイツチング動作に合わせ
て高速で変化する波形を有する。交流電源側の線
間電圧実効値をEa〔V〕とするとき、インバータ
出力線の対地電位の最大値は√2Ea〔V〕とな
る。 FIG. 2 shows an example of the time course of the ground voltage of the inverter output line. In this way, the ground potential of the inverter output line has a waveform that changes rapidly in accordance with the switching operation within the inverter. When the effective value of the line voltage on the AC power supply side is Ea [V], the maximum value of the ground potential of the inverter output line is √2Ea [V].
非直線抵抗体として一般に使用されるZnO素子
は、本来目的のための非直線抵抗要素61と、こ
れに並列的な電極間静電容量62とで等価的に表
わすことができる。したがつて、第2図に示す電
位波形の急変部分についてミクロに見た等価回路
は、第3図に示すように、√2Ea〔V〕の電圧を
有する電圧源10、スイツチ11、配線インダク
タンス12、並びに上記要素61,62によつて
表わすことができる。要素61,62の端子電圧
が零にある状態でスイツチ11がオンされた場合
について考察する。 A ZnO element that is generally used as a nonlinear resistor can be equivalently represented by a nonlinear resistance element 61 for its original purpose and an interelectrode capacitance 62 in parallel with this. Therefore, the equivalent circuit viewed microscopically for the sudden change part of the potential waveform shown in FIG. 2 is as shown in FIG. , and the above elements 61 and 62. Consider the case where switch 11 is turned on with the terminal voltages of elements 61 and 62 at zero.
この場合における過渡現象は第4図に示す時間
経過で示される。すなわち、LC振動作用により
静電容量62の電圧vは電源電圧√2Ea〔V〕を
越えて、最大値で2×√2Ea〔V〕となるような
振動波形にて経過する。 The transient phenomenon in this case is illustrated by the time course shown in FIG. That is, due to the LC oscillation action, the voltage v of the capacitor 62 exceeds the power supply voltage √2Ea [V] and has an oscillating waveform having a maximum value of 2×√2Ea [V].
一方、非直線抵抗体の導通電圧EZにより決ま
るインバータ出力電圧制限レベルは、インバータ
を構成するパワートランジスタの耐圧を無駄なく
有効に利用するために、インバータ出力電圧の通
常レベル√2Ea〔V〕に対してあまり大きすぎな
いように選定すべきである。この場合に、その通
常レベルよりは大きいが、その2倍よりは小さい
導通電圧を有する非直線抵抗体が使用されること
になる。 On the other hand, the inverter output voltage limit level determined by the conduction voltage E Z of the nonlinear resistor is set to the normal level of the inverter output voltage √2Ea [V] in order to effectively utilize the withstand voltage of the power transistors that make up the inverter. It should be selected so that it is not too large. In this case, a non-linear resistor will be used which has a conduction voltage greater than its normal level, but less than twice its normal level.
したがつて、第4図に示すように、振動電圧v
は、非直線抵抗体によつてそれの導通電圧EZに
クランプされる。 Therefore, as shown in FIG.
is clamped to its conduction voltage E Z by a nonlinear resistor.
このように、非直線抵抗体は、自分自身の静電
容量が原因となつて発生する過電圧を吸収すると
いうクランプ動作をインバータの通常の運転状態
において頻繁に繰り返えして電力損失を生じるの
で、それ相応に大きな容量を有するものでなけれ
ばならず、高価なものとなる。 In this way, the nonlinear resistor frequently repeats the clamping action of absorbing overvoltage caused by its own capacitance during normal operation of the inverter, resulting in power loss. , it must have a correspondingly large capacity and be expensive.
本発明の目的は、インバータの通常の運転状態
において常時非直線抵抗体がクランプ動作をする
のを防止することのできる過電圧保護装置を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an overvoltage protection device that can constantly prevent a nonlinear resistor from performing a clamping operation under normal operating conditions of an inverter.
この目的は、本発明によれば、インバータの交
流出力側にダイオードブリツジを接続し、このダ
イオードブリツジの各直流端子と大地との間に過
電圧吸収用非直線抵抗体とコンデンサとの並列回
路を接続することによつて達成される。
According to the present invention, a diode bridge is connected to the AC output side of the inverter, and a parallel circuit of a non-linear resistor for overvoltage absorption and a capacitor is connected between each DC terminal of this diode bridge and the earth. This is achieved by connecting the .
かゝる構成によれば、インバータのスイツチン
グ動作にともなつて非直線抵抗体の電圧が急変す
るようなことはなくほゞ一定電圧値に保たれてい
て、振動現象が発生することはない。したがつて
非直線抵抗体は、インバータの出力配線にサージ
電圧が侵入したときのみクランプ動作するので、
小容量の安価なものですむ。 According to such a configuration, the voltage of the nonlinear resistor does not suddenly change with the switching operation of the inverter, and is kept at a substantially constant voltage value, so that no vibration phenomenon occurs. Therefore, the nonlinear resistor only clamps when a surge voltage enters the inverter's output wiring.
It only needs to be a small capacity and inexpensive one.
第5図は、本発明によるインバータの過電圧保
護装置の実施例を示す。
FIG. 5 shows an embodiment of an inverter overvoltage protection device according to the present invention.
この図において、4は第1図の従来例における
インバータ装置4と同じであり、第1図と同様に
2で示されているように入力線のうちの一線が接
地されている。インバータ装置4の出力線5に
は、本発明による過電圧保護装置が接続されてい
る。この過電圧保護装置は、インバータ装置の出
力線5に接続された3相ダイオードブリツジ71
と、このダイオードブリツジの各直流端子と大地
との間にそれぞれ接続された非直線抵抗体72,
73と、これらの非直線抵抗体のそれぞれに並列
接続されたコンデンサ74,75とからなる。 In this figure, numeral 4 is the same as the inverter device 4 in the conventional example of FIG. 1, and one of the input lines is grounded as shown by 2 as in FIG. 1. An overvoltage protection device according to the present invention is connected to the output line 5 of the inverter device 4. This overvoltage protection device consists of a three-phase diode bridge 71 connected to the output line 5 of the inverter device.
and a non-linear resistor 72 connected between each DC terminal of this diode bridge and the ground, respectively.
73, and capacitors 74 and 75 connected in parallel to each of these nonlinear resistors.
インバータ出力線の対地電圧は、インバータに
おけるパワートランジスタのスイツチング動作に
ともなつて頻繁に急変する(第2図参照)。本発
明による過電圧保護装置の場合にはコンデンサ7
4,75の平滑作用により、非直線抵抗体72,
73の端子間電圧はスイツチング動作に無関係に
ほゞ一定に保たれるので、振動作用は発生しな
い。それゆえ、インバータの出力電圧制限レベル
を十分低くするように非直線抵抗体の導通電圧値
を選定したとしても、従来装置におけるように通
常の運転状態で非直線抵抗体が頻繁にクランプ動
作を繰り返えすというようなことはないので、非
直線抵抗体は容量を小さくしても破壊することは
ない。 The ground voltage of the inverter output line frequently changes suddenly as the power transistors in the inverter perform switching operations (see FIG. 2). In the case of the overvoltage protection device according to the invention the capacitor 7
Due to the smoothing effect of 4, 75, the non-linear resistor 72,
Since the voltage across terminals 73 remains substantially constant regardless of switching operations, no oscillatory effects occur. Therefore, even if the conduction voltage value of the non-linear resistor is selected so as to make the inverter's output voltage limit level sufficiently low, the non-linear resistor will frequently repeat the clamping operation under normal operating conditions as in conventional equipment. Since there is no such thing as a return, a nonlinear resistor will not be destroyed even if its capacitance is reduced.
第5図による過電圧保護装置は、例えば各コン
デンサ74,75に限流抵抗を直列に挿入するな
ど、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の
変形が可能である。 The overvoltage protection device shown in FIG. 5 can be modified in various ways without departing from the technical idea of the present invention, such as by inserting a current limiting resistor in series with each capacitor 74, 75.
以上説明したように、本発明によれば、インバ
ータ出力線に接続したダイオードブリツジの各直
流端子と大地との間に非直線抵抗体とコンデンサ
との並列回路をそれぞれ接続することによつて、
非直線抵抗体の電圧がインバータのスイツチング
動作に無関係にほゞ一定となつて振動動作が発生
しないので、インバータの出力線にサージ電圧が
侵入しない通常の状態では、十分低く制限レベル
を設定する非直線抵抗体であつてもインバータス
イツチング動作にともなつてその都度クランプ動
作を行なつて損失を発生するという不都合を回避
することができる。つまり、インバータの経済的
設計を許し、かつ出力配線の引き廻しについての
制約条件を緩和しながらも、非直線抵抗体自身は
容量が小さくても破壊のおそれがないものであ
る。
As explained above, according to the present invention, by connecting parallel circuits of a nonlinear resistor and a capacitor between each DC terminal of the diode bridge connected to the inverter output line and the ground,
Since the voltage of the non-linear resistor remains almost constant regardless of the switching operation of the inverter and no oscillating operation occurs, under normal conditions where surge voltage does not enter the inverter output line, it is necessary to set the limit level sufficiently low. Even if a linear resistor is used, it is possible to avoid the inconvenience of performing a clamping operation each time an inverter switching operation is performed, thereby causing a loss. In other words, while allowing economical design of the inverter and easing the constraints on the routing of output wiring, the nonlinear resistor itself is free from damage even if its capacitance is small.
第1図は従来装置の実施例を示す接続図、第2
図はインバータ出力線の対地電圧の時間経過例を
示す波形図、第3図はインバータスイツチング動
作にともなう振動発生を説明するための等価回路
図、第4図は第3図の等価回路の動作を説明する
ための破波形図、第5図は本発明装置の一実施例
を示す接続図である。
符号説明 1……交流電源、2……接地点、4
……インバータ、71……ダイオードブリツジ、
72,73……非直線抵抗体、74,75……コ
ンデンサ。
Figure 1 is a connection diagram showing an example of a conventional device;
The figure is a waveform diagram showing an example of the ground voltage of the inverter output line over time, Figure 3 is an equivalent circuit diagram to explain the occurrence of vibration due to inverter switching operation, and Figure 4 is the operation of the equivalent circuit in Figure 3. FIG. 5 is a connection diagram showing one embodiment of the device of the present invention. Code explanation 1...AC power supply, 2...Grounding point, 4
...Inverter, 71...Diode bridge,
72, 73...Nonlinear resistor, 74, 75...Capacitor.
Claims (1)
入するサージ電圧を抑制するために、インバータ
の交流出力側にダイオードブリツジを接続し、こ
のダイオードブリツジの各直流端子と大地との間
に過電圧吸収用非直線抵抗体とコンデンサとの並
列回路をそれぞれ接続したことを特徴とするイン
バータの保護装置。1. In order to suppress surge voltage that enters from the output wiring of an inverter made of semiconductors, a diode bridge is connected to the AC output side of the inverter, and an overvoltage absorbing shield is connected between each DC terminal of this diode bridge and the ground. An inverter protection device characterized by connecting parallel circuits of a linear resistor and a capacitor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58224420A JPS60118023A (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Overcurrent protecting unit of inverter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58224420A JPS60118023A (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Overcurrent protecting unit of inverter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60118023A JPS60118023A (en) | 1985-06-25 |
JPH028533B2 true JPH028533B2 (en) | 1990-02-26 |
Family
ID=16813496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58224420A Granted JPS60118023A (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Overcurrent protecting unit of inverter |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS60118023A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020150572A (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 株式会社明電舎 | Clamp circuit |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02111225A (en) * | 1988-10-18 | 1990-04-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Protecting circuit for lightning or the like |
JPH02111226A (en) * | 1988-10-18 | 1990-04-24 | Hakusan Seisakusho:Kk | Protecting circuit for lightning or the like |
JP2008079444A (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power generating device and cogeneration system equipped with the same |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP58224420A patent/JPS60118023A/en active Granted
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JP2020150572A (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 株式会社明電舎 | Clamp circuit |
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JPS60118023A (en) | 1985-06-25 |
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