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THREE-PHASE VOLTAGE TYPE INVERTER SYSTEM foreign

Patent code P09P006300
File No. TDU-142
Posted date Jul 31, 2009
Application number P2008-010239
Publication number P2009-171807A
Patent number P5072097
Date of filing Jan 21, 2008
Date of publication of application Jul 30, 2009
Date of registration Aug 31, 2012
Inventor
  • (In Japanese)枡川 重男
Applicant
  • (In Japanese)学校法人東京電機大学
Title THREE-PHASE VOLTAGE TYPE INVERTER SYSTEM foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-phase voltage type inverter system capable of obtaining a substantially sinusoidal output waveform while suppressing the enlargement of a device and the increase in the cost.
SOLUTION: The three-phase voltage type inverter system includes a three-phase inverter unit INV-M and an auxiliary circuit 1 interposed between a DC power supply and the three-phase inverter unit. The auxiliary circuit 1 includes: dividing capacitors Cd1 and Cd2 for dividing the DC voltage of the DC power supply; a single phase inverter unit INV-A which sets 60° on-periods by shifting with respect to upper switching elements S7 and S8 of each phase of the single phases by 80°, and sets 60° on-periods by shifting with respect to lower switching elements S9 and S10 of each phase of the single phases from the upper switching elements by 60° and shifting by 80° for each phase; and an auxiliary transformer Ta.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来、3相インバータの出力電圧波形を改善する一方式として多段多重方式がある。例えば、1周期18ステップから成る階段波形の電圧を得るには、図4に示すように直流電源Edに対して3台の3相インバータユニットINV-1~INV-3を3段縦続接続し、この3台の3相インバータユニットINV-1~INV-3の3相U,V,Wの出力に対して3相トランスT1~T3のΔ巻線101-1~101-3を接続し、3相トランスT1~T3のY巻線102-1~102-3をU,V,W各相の出力とする構成の3相インバータシステムを用いていた。



この従来の3相インバータシステムでは、移相用の3相トランスT-1~T-3のΔ巻線101-1~101-3それぞれの各相の巻数を同じにして、Y巻線102-1~102-3の巻数比をA:B:C=1:0.742:0.395に設定し、3相インバータユニットINV-1~INV-3を順次20°遅れの位相差で制御すると、出力相電圧vUNが図5(a)に示すように1周期18ステップの階段波形となる。したがって、出力線間電圧vUVは、図5(b)に示すように1周期18ステップの階段波形を得ることができる。



ところが、従来の3相インバータシステムでは、出力電圧波形を正弦波に近づけるほど移相トランスとインバータユニットを複数台必要とするために装置の大型化とコストの増加が避けられない問題点があった。例えば、図4に示した3段縦続接続で1周期18ステップの出力電圧を得るには、18個のスイッチング素子と3台の3相トランスを必要とする。



一方、例えば、S. Masukawa, S. Iidaの論文“An Improved Three-Phase Diode Rectifier for Reducing AC Line Current Harmonics”, in Conf. Rec. EPE’97, pp.4.227-4.232(非特許文献1)、Sewan Choiの論文“New Multiplication Technique Based on Six-Pulse Thyristor Converters for High-Power Applications”, IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 38, No.1, pp.131-136, 2002(非特許文献2)、Y. Nishidaの論文“New Passive and Hybrid Rectifier Topologies to Achieve Sinusoidal Utility Current and Controlled Output Voltage”, in Conf. Rec. IPEC-Niigata 2005, pp.1823-1829,2005(非特許文献3)には、3相整流回路の電源側に高調波を注入して電源電流波形を改善する方式が提案されている。この方式は高調波を注入するわずかな容量の補助回路を追加するだけで多段多重方式と同等の波形改善効果を得ることができるため、航空機の発電機や無停電電源装置(UPS)の整流回路として検討されているが、インバータの出力電圧波形の改善に適用された例は見当たらない。
【非特許文献1】
S. Masukawa, S. Iidaの論文“An Improved Three-Phase Diode Rectifier for Reducing AC Line Current Harmonics”, in Conf. Rec. EPE’97, pp.4.227-4.232
【非特許文献2】
Sewan Choiの論文“New Multiplication Technique Based on Six-Pulse Thyristor Converters for High-Power Applications”, IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 38, No.1, pp.131-136, 2002
【非特許文献3】
Y. Nishidaの論文“New Passive and Hybrid Rectifier Topologies to Achieve Sinusoidal Utility Current and Controlled Output Voltage”, in Conf. Rec. IPEC-Niigata 2005, pp.1823-1829,2005

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、3相電圧形インバータシステムに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
直流電源と、3相各相の上側のスイッチング素子に対して120°ずつずらして120°ずつオン期間を設定し、前記各相の下側スイッチング素子に対して前記上側スイッチング素子とは180°ずらし、かつ相ごとに120°ずつずらして120°ずつオン期間を設定した3相インバータユニットと、前記3相インバータの3相各相の出力端に接続された一次側Y巻線、二次側Δ巻線の3相出力トランスとを含む3相電圧形インバータ装置と、
前記直流電源と3相電圧形インバータ装置との間に介挿された補助回路であって、前記直流電源の直流電圧を分圧する分割コンデンサと、単相各相の上側のスイッチング素子に対して80°ずつずらして60°ずつオン期間を設定し、前記単相各相の下側スイッチング素子に対して前記上側スイッチング素子とは60°ずらし、かつ相毎に80°ずつずらして60°ずつオン期間を設定した単相インバータユニットと、一次側巻線が前記単相インバータユニットの各相の上下のスイッチング素子の接続中点間に接続され、二次側巻線が前記分割コンデンサの接続中点と前記3相トランスの一次側Y巻線の接続中点との間に接続された補助トランスとから構成される補助回路とを備えたことを特徴とする3相電圧形インバータシステム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008010239thum.jpg
State of application right Registered
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