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マルチステップインバータ 新技術説明会

国内特許コード P120008192
掲載日 2012年11月2日
出願番号 特願2012-194032
公開番号 特開2014-050298
登録番号 特許第5958904号
出願日 平成24年9月4日(2012.9.4)
公開日 平成26年3月17日(2014.3.17)
登録日 平成28年7月1日(2016.7.1)
発明者
  • 枡川 重男
出願人
  • 学校法人東京電機大学
発明の名称 マルチステップインバータ 新技術説明会
発明の概要 【課題】小型化が図れるマルチステップインバータを提供する。
【解決手段】異なる4電圧の定電圧源の最高電圧点と最低電圧点とに、直流電圧を三相電圧に変換する主インバータINV-Mの直流側を接続し、主インバータの各相交流出力端に、三相単巻変圧器Tの各相出力を接続し、三相単巻変圧器の中性点に単相変圧器Taの二次巻線を接続し、4電圧の定電圧源の最高電圧点、最低電圧点、第2位電圧点と第4位電圧点にNPCインバータINV-HFの入力側を接続し、さらに4電圧の定電圧源の電圧中位点は単相変圧器の2次巻線を介して三相単巻変圧器の中性点に接続し、単相変圧器の一次巻線を4電圧の定電圧源の電圧中位点NとNPCインバータの出力との間に接続し、NPCインバータの出力電圧を三相単巻変圧器の中性点に注入するようにしたマルチステップインバータ。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



従来、マルチステップインバータとして、非特許文献1に開示された三相電圧形24ステップインバータが知られている。この従来のマルチステップインバータでは、1周期24ステップ波形とするのに、各三相変圧器の巻線を工夫して各相のユニットの出力電圧に位相差を持たせなくてはならず、スター・デルタ結線の三相変圧器を設けていた。





しかしながら、このような従来のマルチステップインバータでは、その三相出力側に三相変圧器を設けて負荷電流を流すようにしているので、巻線が大型化し、ひいてはインバータシステム全体が大型化する問題点があった。





特に、航空機に搭載してエンジンの回転で発電機を回転させ、その交流電源を電力変換して所定電圧の三相交流電力を取り出すような用途に用いる場合、マルチステップインバータの小型化が強く求められていた。例えば、数10kVaから100kVaの電力を取り出す従来のマルチステップインバータの場合、6個のスイッチング素子からなる主インバータの出力電流のピーク値は、通常の1.5倍の大きな電流が流れるが、スター・デルタ結線の三相変圧器には、通常の負荷電流が流れる。そのため、各相コイルには、この負荷電流に耐える大きな巻線を必要とするため、ひいては、マルチステップインバータの全体を大型化してしまう問題点があった。

産業上の利用分野



本発明は、三相24ステップインバータのようなマルチステップインバータに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
異なる4電圧の定電圧源の最高電圧点と最低電圧点とに、直流電圧を三相電圧に変換する主インバータの直流側を接続し、
前記主インバータの各相交流出力端に、三相単巻変圧器の各相出力を接続し、
前記三相単巻変圧器の中性点に単相変圧器の二次巻線側を接続し、
前記4電圧の定電圧源の最高電圧点、最低電圧点、第2位電圧点、第4位電圧点にNPCインバータの入力側を接続し、
前記4電圧の定電圧源の電圧中位の第3電圧点を、前記単相変圧器の2次巻線を介して前記三相単巻変圧器の中性点に接続し、
前記単相変圧器の一次巻線を前記4電圧の定電圧源の電圧中位点と前記NPCインバータの出力との間に接続し、
前記NPCインバータの出力電圧を前記三相単巻変圧器の中性点に注入するようにしたことを特徴とするマルチステップインバータ。

【請求項2】
前記異なる4電圧の定電圧源は、直流電圧源を2組の電圧に分割する4つのコンデンサと、前記2組の電圧を調整するチョッパにて構成したことを特徴とする請求項1に記載のマルチステップインバータ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012194032thum.jpg
出願権利状態 登録
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