JPS5840429B2 - 多重式電流形インバ−タ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電流形インバータを複数台使用して、出力電流
波形を改善する多重式電流形インバータに関する。

一般の電流形インバータの主回路構成は第１図に示す通
りである。

交流電源１の交流電力を直流電力に変換するコンバータ
２、流れる電流を平滑する直流リアクトル３、コンバー
タ２の直流電力を任意の周波数の交流電力に変換するイ
ンバータ４から構成されている。

インバータ４の出力端は負荷である交流電動機５に接続
される。

コンバータ１は６個のサイリスク２０１〜２０６で構成
されるのが普通である。

インバータ４は６個のサイリスク４０１〜４０６、ダイ
オード４０７〜４１２、転流用のコンデンサ４１３〜４
１８で構成されている。

この電流形インバータの出力電流波形は図にも示してい
るように１２０度通電の方形波となる。

このため、高調波成分の含有率が多く、交流電動機５の
発生トルクが脈動し、かつ損失も増加する。

この高調波成分を少なくするため、電流形インバータを
複数台使用して、各々の出力電流位相をずらして運転す
ることにより階段状の電流を得る多重化が行われる。

第２図は従来から採用されている多重式電流形インバー
タの主回路構成を示したものである。

この図の場合、出力端に変圧器を用いて多重化している
。

１〜５までは第１図と同じ構成部品である。６〜８は第
１図の３と同じく直流リアクトル、９は第１図４と全く
同じ構成の第２のインバータ、１０は一次側（第１のイ
ンバータ側）星形、二次側（電動機側）三角結線の変圧
器、１１は一次側（第２のインバータ側）、二次側（電
動機側）共に星形結線の第２の変圧器である。

第２図の場合、直流リアクトル３，６，７，８はコンバ
ータ２とインバータ４あるいはインバータ９の直流電圧
の差によって生じる電流の脈動と、インバータ４とイン
バータ８の直流電圧差によって生じる電流ノ変動とを抑
制する働きをする。

第３図は第２図の各部電流波形を示したものである。

第１のインバータ４の出力電流波形、すなわち第１の変
圧器１０の入力電流をａ１出力電流をａ／、第２のイン
バータ９の出力電流波形、すなわち第２の変圧器１１の
入力端子波形をｂ１出力電流波形をｂ′（ｂとｂ′では
、振幅は変圧器１１の巻数比により異なるが、波形の形
状は同じである。

）、ａ′とｂ′の合成、すなわち負荷である交流電動機
５への入力端子をＣとして示している。

この場合、インバータ４と９に流れる直流電流の大きさ
は畷Ｉｄ、変圧器１０，１１の巻数比（線間）は１であ
ると仮定している。

ａｂに示すようにインバータ４の電流位相がインバータ
８に対して３０度進むように制御する。

この結果、Ｃに示すような電流が交流電動機５に流れる
。

Ｃに示した波形では第５，７次の高調波成分が零になり
、交流電動機５のトルク脈動が小さくなる。

第２図の場合、コンバータ２とインバータ４または９と
の直流電圧差による電流の脈動と、インバータ４とイン
バータ９との直流電圧差による電流の変動とを抑制する
ために、直流リアクトル３，６，７．８を用いている。

コンバータ２とインバータ４あるいは９との直流電圧差
による電流の脈動を抑制するための直流リアクトルのイ
ンダクタンス値は小さくてもよいが、インバータ４とイ
ンバータ９との直流電圧差は負荷である交流電動機５の
誘起電圧波形の１部となるので、この電圧差による電流
の変動を抑制するためには直流リアクトルのインダクタ
ンス値を大きく選ぶ必要がある。

このため、第２図の場合直流リアクトル３，６，７，８
の大きさが大きくなり、装置全体が大型化すると共に、
価格も高くなるという欠点を有している。

本発明の目的は、回路構成が簡単で、しかも小型で安価
な多重式電流形インバータを提供するにある。

本発明は、各インバータの直流電圧差による電流の変動
を抑制するために、各インバータのＭ流入力端間に交流
リアクトルとしての相間リアクトルを用いたことを特徴
としている。

第４図は本発明の具体的な一実施例を示したものである
。

図において、１〜６、および９〜１１は第２図の構成部
品と同じである。

１２，１３はインバータ４と９の直流電圧差による電流
の変動を抑制するための相間リアクトルである。

相間リアクトル１２，１３は中間点で直流リアクトル３
と６に接続される。

第２図同様、インバータ４はインバータ９に対して３０
度進むように制御する。

この時、相間リアクトル１２，１３にどのような電圧が
印加されるかを検討する。

第５図にその結果を示す。

第１の変圧器１０の一次側（インバータ４の出力側）の
電圧を第５図Ａに示すように■ｕｊ■■９ｖｗとすると
、第２の変圧器１１の一次側（インバータ９の出力側）
の電圧はＶｕ、Ｖｖ。

■ッよりも３０度遅れの電圧となる。

電動機５の力率角をψ（遅れ）とすると、インバータ４
の直流電圧ｖｄｅは第５図Ｂに示すようになる。

一方、インバータ９の場合、交流電圧がＡに示したＶ
ｕ ）■ｖｔｖｗより３０度遅れの電圧であり、しかも
インバータ４より３０度遅れで制御されるので、この直
流電圧ｖｆ２はＢに示すように”ｄｅより３０度遅れた
全く同じ波形となる。

相間リアクトル１２と１３に印加される電圧波形ｖｄｆ
、Ｖｅ２はｖｄｅとＶｆ、の差の電圧波形となるので、
第５図Ｃに示すような波形となる。

Ｃに示した電圧波形はインバータ動作周波数の６倍の周
波数の交流電圧となっている。

従って、この相間リアクトル。１２．１３は交流リアク
トルとして製作することができ、直流リアクトルに比べ
非常に小さくなる。

第５図Ｃに示した電圧を相間リアクトル１２と１３のイ
ンダクタンス値で吸収し、この電圧による電流の変動を
抑制することになる。

相間リアクトル１２．１３はインバータ４とインバータ
９の直流電圧差による電流の変動を抑制することはでき
るが、コンバータ２とインバータ４あるいはインバータ
９との直流電圧による電流の脈動を抑制する効果はない
。

この電流の脈動を抑制するために直流リアクトル３と６
を接続している。

ただし、この直流リアクトル３と６のインダクタンス値
は第２図の直流リアクトル３，６，７，８のインダクタ
ンス値に比べ非常に小さなものでよく、この直流リアク
トルも小さくすることができる。

本発明の一実施例によれば、各インバータ間の直流電圧
の差による電流の変動を抑制するため、直流リアクトル
の代りに交流リアクトルとして製作可能な相間リアクト
ルを用いているので、装置全体を格段に小形化できる効
果があり、しかも価格の低減にも寄与する。

第６図は本発明の他の具体的な実施例を示すものである
。

第４図と異なる点は、直流リアクトル３と６を１個の直
流リアクトル３にまとめたものである。

第６図の直流リアクトル３のインダクタンス値は第４図
の直流リアクトル３と６のインダクタンス値の和に等し
くする必要があるが、２個を１個にまとめているので、
第４図に比べ小型化することができる。

第７図は本発明の更に他の実施例を示したものである。

第７図の場合、第４図の直流リアクトル３．６を１個の
直流リアクトル３に、相間リアクトル１２．１３を１個
の相間リアクトル１２にまとめたものである。

この場合、直流リアクトル３のインダクタンス値は第４
図の直流リアクトル３と６のインダクタンス値の和に、
相間リアクトル１２のインダクタンス値は第４図におけ
る相間リアクトル１２と１３のインダクタンス値の和に
等しくする必要があるが、直流リアクトルと相間リアク
トルが各々１個になっているので、第４図に比べ更に小
型化、及び低価格化できる効果がある。

また、部品数が少なくなるので信頼性も向上する。

本発明によれば、直流リアクトルの代りに交流リアクト
ルとして製作可能な相間リアクトルを用いているので、
装置全体を小型化することができ、安価な多重式電流形
インバータを提供することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な電流形インバータの基本構成図、第２
図は従来の多重式電流形インバータの構成図、第３図は
第２図の動作を説明するための各部の電流波形、第４図
は本発明の実施例を示す構成図、第５図は第４図の動作
を説明するための各都電圧波形、第６図は本発明の他の
実施例を示す構成図、第７図は本発明の更に他の実施例
を示す構成図である。 １・・・交流電源、２・・・コンバータ、３・・・直流
リアクトル、４・・・インバータ、５・・・交流電動機
、６〜８・・・直流リアクトル、１２〜１３・・・相間
リアクトル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流を交流に変換する第１と第２の電流形インバー
   タ、該第１の電流形インバータの交流出力端に接続され
   る第１の変圧器、該第２の電流形インバータの交流出力
   端に接続される第２の変圧器とを設け、該第１及び第２
   の変圧器の巻線で、前記第１及び第２の電流形インバー
   タに接続される巻線とは別の巻線を共通に接続すること
   により、負荷に交流電力を供給する多重式電流形インバ
   ータニおいて、前記第１及び第２の電流形インバータの
   直流入力端の間に少なくとも１つの相間リアクトルを接
   続し、該相聞リアクトルの中間点に少なくとも１つの直
   流リアクトルを接続し、該直流リアクトルの端子で前記
   相聞リアクトルの中間点に接続される端子とは別の端子
   を共通の直流電源に接続したことを特徴とする多重式電
   流イーンバータ装置。