特開2018-207601IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

多相モータに印加されるサージ電圧を抑制するサージ電圧抑制装置、これを使用した電力変換装置及び多相モータ駆動装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】適用条件に詳細な節約を設けたり、過大な電流を許容する抵抗を選択したりすることなく、サージ電圧を抑制することができるサージ電圧抑制装置、これを使用した電力変換装置及びモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】サージ抑制装置は、多相モータ14とこの多相モータを駆動する多相インバータ23との間を接続する多相ケーブルLu〜Lwに介挿した多相リアクトル31u〜31wと、多相リアクトルと多相モータとの間の多相ケーブルに個別に中間点が接続されたダイオードレグ33u〜33wを並列に接続したダイオードブリッジ回路32とを備え、ダイオードブリッジ回路の直流高電位側及び低電位側が多相インバータの直流高電位側及び直流低電位側に個別に接続されている。
【選択図】図1

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

ところで、特許文献1に記載された先行技術では、モータ及びインバータ間の3相ケーブルのそれぞれに抵抗及びコンデンサの直列回路を接続している。このため、特定条件においてサージ抑制回路に過大な電流が流れ、抵抗の異常加熱が発生し、最悪の場合、焼損に至る懸念がある。また、モータに印加されるサージ電圧は、インバータとモータとを接続するケーブル長が一定以上長くなると、反射現象により大きくなることが知られている。さらに、ケーブルのインダクタンスと、サージ抑制回路のコンデンサとによる共振周波数がインバータのスイッチング周波数と一致または近づいた場合には、直列共振によって過大な電流が生じる。 そして、インバータとモータを接続するケーブルの長さは、モータ駆動装置が適用される工場やプラントに応じて、千差万別であること、インバータのスイッチング周波数(キャリア周波数)は、十数kHz以下で任意に変更できる装置が多いことから、前述の過大な電流が生じる条件を完全に回避することは非常に難しい。 結果として、サージ抑制回路の適用条件に詳細な制約(スイッチング周波数やケーブル長)を設けざるを得ず、使い勝手が悪くなったり、過大な電流が生じても焼損しないような大きな許容電力を有する抵抗を選定してサージ抑制回路が大型化したりする。 そこで、本発明は、上述した先行技術の課題に着目してなされたものであり、適用条件に詳細な節約を設けたり、過大な電流を許容する抵抗を選択したりすることなく、サージ電圧を抑制することができるサージ電圧抑制装置、これを使用した電力変換装置及びモータ駆動装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

目的を達成するために、本発明に係るサージ電圧抑制装置の一態様は、多相モータとこの多相モータを駆動する多相インバータとの間を接続する多相ケーブルに介挿した多相リアクトルと、多相リアクトルと多相モータとの間の多相ケーブルに個別に中間点が接続されたダイオードレグを並列に接続したダイオードブリッジ回路とを備え、ダイオードブリッジ回路の直流高電位側及び低電位側が多相インバータの直流高電位側及び直流・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明の一態様によれば、多相リアクトルと多相ダイオードブリッジ回路とでサージ電圧抑制装置を構成するので、コンデンサを使用することなく、コンデンサを使用する場合の共振問題や過大電流による制約を受けることのないサージ電圧抑制装置、これを使用した電力変換装置及びモータ駆動装置を提供することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の第1の実施形態を示す回路図である。

【図2】サージ電圧の発生原理を説明する図であって、(a)は回路図、(b)は波形図である。

【図3】サージ電圧の抑制原理を説明する図であって、(a)は回路図、(b)は波形図である。

【図4】電圧クランプ形dV/dtフィルタの有無によるサージ電圧を示す波形図である。

【図5】本発明の第2の実施形態を示す回路図である。

【図6】第2実施形態の変形例を示す回路図である。

【図7】第2実施形態の他の変形例を示す回路図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

10…モータ駆動装置、11…三相交流電源、12…トランス、13…電力変換装置、14…三相モータ、20…三相リアクトル、21…パルス幅変調(PWM)コンバータ、22…平滑コンデンサ、23…三相インバータ、Lu〜Lw…三相ケーブル、tu〜tw…受電端子、31…三相リアクトル、31u…U相リアクトル、31v…V相リアクトル、31w…W相リアクトル、32…ダイオードブリッジ回路、33u…U相ダイオードレグ、33v…V相ダイオードレグ、33w…W相ダイオードレグ、34…対地用ダイオードレグ、Ru〜Rw、Rp、Rn…限流抵抗、Ze…漏れ電流抑制インピーダンス、Cs…スナバコンデンサ

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