JPH0161028B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直流電源とインバータユニツトとの
間等を接続する接続配線の配線インダクタンスを
軽減するようにしたインバータ装置に関するもの
である。

一般にインバータユニツトのスイツチング手段
に半導体素子を用いた場合、接続線に蓄積された
エネルギは電源のスイツチオフ時にスパイク電圧
として半導体素子に印加される。この電圧を許容
値以下に抑制するために、コンデンサ、抵抗、ダ
イオードなどで構成されたスナバ回路が必要とな
る。このスナバ回路は接続線のインダクタンス
（以下配線インダクタンスと称す）が大きい場合、
回路も大形となり、高価格となる。

この配線インダクタンスを軽減するために第１
図に示すような構成のものが従来から知られてい
る。

第１図は従来の単相ブリツジインバータ装置の
概略構成図である。第１図Ａは接続線を近接配置
したものであり、第１図Ｂは接続線を撚り合せた
ものである。

第１図ＡおよびＢにおいて１は直流電源、２は
ブリツジ回路の全体が１つのユニツトに構成され
たインバータ装置、３は負荷、６は直流電源１の
Ｐ極に接続するためのＰ側電源接続線４と直電流
源１のＮ極に接続するためのＮ側電源接続線５と
よりなる電源接続線である。

直流電源１から配線ケーブル６を介して供給さ
れる直流電力はインバータ２で交流電力に変換さ
れ、負荷３に供給される。インバータ２はスイツ
チング手段としてトランジスタを用いたものであ
る。

この装置においては、インバータ装置が単一の
ユニツトに構成されているため、ここで問題にな
る配線インダクタンスは、直流電源１とインバー
タ２間の電源接続線６のインダクタンスであるが
この直流電源１とインバータ２間の電源接続線６
の各極接続線４，５には矢印で示すように互いに
逆方向に電流が流れる。

このため、接続線４，５をＡに示すように近接
した配置、あるいはＢに示すように撚り合せとす
ることにより、配線インダクタンスは互いに打ち
消される。よつて配線インダクタンスは軽減され
る。この他、直流電源１とインバータ２間の電源
接続線６を短くすることによつても配線インダク
タンスは軽減される。

これらの方法は、インバータ装置２が小形で、
この装置内の配線インダクタンスの影響が考慮す
る必要がないほど小さい場合において効果が得ら
れる。

第２図は従来の大容量のインバータ装置の概略
構成図である。第２図において１ａは直流電源、
３ａは負荷、６ａはＰ側電源接続線４ａと、Ｎ側
電源接続線５ａとよりなる電源接続線、２ａは各
相単位に分割構成されたＵ相インバータユニツト
７とＶ相インバータユニツト８とを組合せて構成
したインバータ装置、９，１０はインバータユニ
ツト７，８間の接続線、１１，１２，１３，１４
はトランジスタである。

第２図に示すように、インバータ装置が大形に
なると、インバータ装置２ａをＵ相インバータユ
ニツト７およびＶ相インバータユニツト８という
ように一相単位に分割して構成する必要が生じ
る。このように大容量の装置では各相単位にユニ
ツト化されるため、装置内のユニツト相互間の接
続線９，１０が長くなり、このユニツト間接続線
９，１０の配線インダクタンスが無視できなくな
るほど大きくなる。

トランジスタ１１，１４が“オン”状態で、ト
ランジスタ１２，１３が“オフ”状態の時、電流
は直流電源１ａからＰ側接続線４ａを介してＵ相
インバータユニツト７のトランジスタ１１へ流れ
込む。該トランジスタ１１へ流れ込んだ電流は負
荷３ａを経由してＶ相インバータユニツト８のト
ランジスタ１４へ流れ込む。該トランジスタ１４
へ流れ込んだ電流は接続線１０、Ｎ側接続線５ａ
を介して直流電源１ａへ帰還する。この時、電源
接続線６ａの２本の接続線４ａ，５ａには互いに
逆方向に電流が流れるためＰ側接続線４ａとＮ側
接続線５ａは近接した配置とすることにより、配
線インダクタンスを互いに打ち消し合い軽減する
ことができるが、接続線１０については、これと
対をなす接続線９に電流が流れないため、これの
配線インダクタンスを軽減する術ができなく、大
きなインダクタンスとなる。

また、トランジスタ１２，１３が“オン”状態
で、トランジスタ１１，１４が“オフ”状態の
時、電流は直流電源１ａからＰ側接続線４ａ、接
続線９を介してＶ相インバータユニツト８のトラ
ンジスタ１３へ流れ込む。該トランジスタ１３へ
流れ込んだ電流は負荷３ａを経由してＵ相インバ
ータユニツト７のトランジスタ１２へ流れ込む。
該トランジスタ１２へ流れ込んだ電流はＮ側接続
線５ａを介して直流電源１ａへ帰還する。この
時、電源接続線６ａの２本の接続線４ａ，５ａに
は互いに逆方向に電流が流れるため、両接続線４
ａと５ａとを近接した配置とすることによつて、
これの配線インダクタンスは軽減することができ
るがユニツト間接続線９の配線インダクタンスは
軽減することができない。

このように、従来のインバータ回路を１相単位
に分割構成してなるインバータ装置においては、
ユニツト間接続線９，１０の配線インダクタンス
を軽減することができないため、スナバ回路が大
形となつてしまう。このため装置が大形となりま
た高価格になる。またユニツト間接続線を短くす
ると配線インダクタンスは軽減されるが、これに
よるインバータユニツトの構造的な制約が増え生
産性または保守性が悪くなるなどの欠点がある。

これに対し、本発明は、上記の欠点を除去し、
大容量の装置においても、配線インダクタンスを
軽減し、電源ないしはスイツチング素子がスイツ
チオフする時に、配線インダクタンスによつて発
生した電圧を抑制するためのスナバ回路を小形化
し、より安価で、かつ、小形なインバータ装置を
提供することを目的とするものである。この目的
は本発明によれば、インバータ装置における一相
単位に分割構成したインバータユニツトの電源接
続線および負荷接続線を各ユニツト毎にそれぞれ
近接または撚り合わせて直流電源の直近まで延ば
し、直流電源または負荷に接続することにより達
成される。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第３図は本発明の単相ブリツジインバータ装置
の回路構成を示したものである。第３図Ａは配線
ケーブルの近接した配置のものであり、第３図Ｂ
は配線ケーブルを撚り合せたものである。第３図
において１ａは直流電源、２ａはＵ相インバータ
ユニツト７とＶ相インバータユニツト８とに分割
構成されたインバータ装置、３ａは負荷、１１，
１２，１３，１４はトランジスタ、１５はＵ相の
Ｐ側電源接続線、１６はＵ相のＮ側電源接続線、
１７はＶ相のＰ側電源接続線、１８はＶ相のＮ側
電源接続線、１９はＵ相の負荷接続線、２０はＶ
相の負荷接続線である。第３図において直流電源
１ａの出力端子Ｐ，ＮにはＵ相インバータユニツ
ト７およびＶ相インバータユニツト８がそれぞれ
個別に接続される。Ｕ相インバータユニツト７の
Ｕ相負荷接続線１９とＶ相インバータユニツト８
のＶ相負荷接続線２０との間に負荷３ａが接続さ
れる。直流電源１ａとＵ相インバータユニツト７
との接続はＵ相Ｐ側電源接続線１５、Ｕ相負荷接
続線１９、およびＵ相Ｎ側電源接続線１６の３本
の接続線を用いる。これらの接続線は第３図Ａに
おいては近接して並置した構成となつており、ま
た第３図Ｂにおいて撚り合せた構成となつてい
る。そしてＵ相負荷接続線１９は両方の電源接続
線１５，１６に電磁的に密に結合させるようにこ
れらの電源接続線により囲まれ、その負荷３ａへ
の接続端子は直流電源１ａの直近から引き出され
ている。

またＶ相インバータユニツト８においても前記
Ｕ相インバータユニツト７と同様の配線構成がと
られている。

このような構成において、トランジスタ１１，
１４が“オン”状態で、トランジスタ１２，１３
が“オフ”状態の時、電流は実線矢印で示すよう
に、直流電源１ａからＵ相Ｐ側電源接続線１５を
介してＵ相インバータユニツト７のトランジスタ
１１へ流れ込む。該トランジスタ１１へ流れ込ん
だ電流はＵ相負荷接続線１９を介して負荷３ａへ
流れ込む。負荷３ａからＶ相負荷接続線２０を介
してＶ相インバータユニツト８のトランジスタ１
４へ流れ込む。該トランジスタ１４へ流れ込んだ
電流はＶ相Ｎ側電源接続線１８を介して直流電源
１ａへ帰還する。この時、Ｕ相Ｐ側電源接続線１
５とＵ相負荷接続線１９と、またＶ相Ｎ側電源接
続線１８とＶ相負荷接続線２０とを流れる電流は
それぞれ電流値が等しく互いに逆方向となる。こ
の時、各相インバータユニツトの電源接続線と負
荷接続線がそれぞれ近接配置となつているためこ
れらの接続線の配線インダクタンスは互いに打ち
消し合い軽減される。

同様にトランジスタ１２，１３が“オン”状態
で、トランジスタ１１，１４が“オフ”状態の
時、電流は点線矢印で示すように直流電源１ａか
らＶ相Ｐ側電源接続線１７を介してＶ相インバー
タユニツト８のトランジスタ１３へ流れ込む。該
トランジスタ１３へ流れ込んだ電流はＶ相負荷接
続線２０を介して負荷３ａへ流れ込む。負荷３ａ
からＵ相負荷接談線１９を介してＵ相インバータ
ユニツト７のトランジスタ１２へ流れ込む。該ト
ランジスタ１２へ流れ込んだ電流はＵ相Ｎ側電源
接続線１６を介して直流電源１ａへ帰還する。こ
の時も、Ｖ相Ｐ側電源接続線１７とＶ相負荷接続
線２０と、またＵ相Ｎ側電源接続線１６とＵ相負
荷接続線１９とを流れる電流はそれぞれ電流値が
等しく互いに逆方向となる。したがつてこの時
も、各相インバータユニツトの電源接続線と負荷
接続線との配線インダクタンスは互いに打ち消し
合つて軽減される。

第３図Ｂに示すように各ユニツトの電源接続線
と負荷接続線とを互いに撚り合せた構成にする
と、各接続線間の電磁的結合が一層密となつてよ
り強くなるので、配線インダクタンスの軽減効果
がさらに増大し、配線インダクタンスを極めて小
さくすることができる。

第４図は本発明を三相ブリツジインバータ装置
に実施した場合の回路構成を示したものである。
第４図Ａは接続線を近接配置したものであり、第
４図Ｂは接続線を撚り合せたものである。

第４図において１ａは直流電源、２ａは、Ｕ相
インバータユニツト７、Ｖ相インバータユニツト
８、Ｗ相インバータユニツト２４とに分割構成し
した三相インバータ装置、３ａは負荷、２１はＷ
相Ｐ側電源接続線、２２はＷ相負荷接続線、２３
はＷ側Ｎ側電源接続線であり、その他は第３図の
場合と同様である。

このような三相インバータ装置においても第３
図の単相インバータ装置と同様に作用し、各相イ
ンバータユニツトのそれぞれの近接して引出され
た２本の電源接続線と負荷接続線とに流れる電流
が互いに逆方向となり相互間で配線インダクタン
スを打消し合うので、配線インダクタンスが著く
軽減される。

このように本発明は、インバータ装置をブリツ
ジ回路の一相単位のユニツトに分割構成し、各ユ
ニツト毎に、それぞれから引出される直流電源装
続用の２本の電源接続線と負荷接続用の１本の負
荷接続線の合計３本の接続線を近接させまたは撚
り合せて直流電源の直近まで延し、電源および負
荷に接続する構成としたことにより、直流電源と
インバータ装置との間の接続線の配線インダクタ
ンスが軽減できるだけでなく、従来方式では達成
できなかつたインバータユニツト相互間を接続す
る接続線の配線インダクタンスも軽減できる。こ
の結果、スナバ回路が小形化できるので小形で低
価格のインバータ装置を提供できる効果が得られ
る。また大容量の装置ではブリツジ回路一相単位
のユニツトに分割構成することができるので、
種々の制約にとらわれることなく単相インバータ
装置や三相インバータ装置が構成でき、したがつ
て装置の生産性、保守性を向上できる効果も得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の単相ブリツジインバータ装置の
回路構成図、第２図は従来の大容量のインバータ
装置の回路構成図、第３図は本発明の実施例によ
る単相ブリツジインバータ装置の回路構成図、第
４図は本発明の実施例による三相ブリツジインバ
ータ装置の回路構成図を示す。 １，１ａ……直流電源、２，２ａ……インバー
タ装置、３，３ａ，３ｂ……負荷、４，４ａ，１
５，１７，２１……Ｐ側電源接続線、５，５ａ，
１６，１８，２３……Ｎ側電源接続線、７……Ｕ
相インバータユニツト、８……Ｖ相インバータユ
ニツト、１１，１２，１３，１４……トランジス
タ、１９，２０，２２……負荷接続線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インバータブリツジ回路の１相回路単位に分
   割構成されたインバータユニツトを複数個組合せ
   て構成したインバータ装置において、前記各イン
   バータユニツトから直流電源に接続するために引
   出した２本の電源接続線および負荷に接続するた
   めに引出した１本の負荷接続線を各インバータユ
   ニツト毎に互に近接させて直流電源付近まで延ば
   して、それぞれ直流電源および、負荷に接続して
   なることを特徴とするインバータ装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のインバータ装置
   において、前記各インバータユニツトの電源接続
   線および負荷接続線を互に撚り合わせて近接させ
   たことを特徴とするインバータ装置。