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公開番号2025139383
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-26
出願番号2024038296
出願日2024-03-12
発明の名称三相インバータ装置
出願人国立大学法人秋田大学
代理人デロイトトーマツ弁理士法人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250918BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】変圧器を使用してコモンモード電圧を抑制する三相インバータ装置において、抑制機能の一層の改善を図る。
【解決手段】三相インバータ装置14は、入力側から出力側へ順番に入力側変圧装置18、三相PWMコンバータ20及び出力側変圧装置22を備える。入力側変圧装置18及び出力側変圧装置22は、それぞれコモンモード電圧に応じた入力側及び出力側の一次電圧により生成した入力側及び出力側の二次電圧により、入力側及び出力側のコモンモード電圧を抑制する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
直流電源から第１入力線及び第２入力線を介して入力される直流電圧を三相交流電圧に変換して第１出力線、第２出力線及び第３出力線に出力する三相インバータと、
コモンモード電圧に応じた入力側一次電圧を生成し、前記コモンモード電圧を減少させる入力側二次電圧を各入力線に生成する入力側変圧装置と、
前記コモンモード電圧に応じた出力側一次電圧を生成し、前記コモンモード電圧を減少させる出力側二次電圧を各出力線に生成する出力側変圧装置と、
を備える、三相インバータ装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の三相インバータ装置において、
前記直流電源の電源中点と、
前記三相インバータの出力端子であってそれぞれ前記第１出力線、前記第２出力線及び前記第３出力線に接続されているＵ相端子、Ｖ相端子及びＷ相端子と、
を備え、
前記入力側変圧装置は、第１入力側変圧器、第２入力側変圧器及び第３入力側変圧器を有し、
前記第１入力側変圧器、前記第２入力側変圧器及び前記第３入力側変圧器の各々の一次巻線は、一端側をそれぞれ前記Ｕ相端子、前記Ｖ相端子及び前記Ｗ相端子に接続され、他端側を、入力側Ｙキャパシタを介して前記電源中点に接続されており、
各入力側変圧器は、前記第１入力線及び前記第２入力線の各々に二次巻線を有する、三相インバータ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の三相インバータ装置において、
前記出力側変圧装置は、第１出力側変圧器、第２出力側変圧器及び第３出力側変圧器を有し、
前記第１出力側変圧器、前記第２出力側変圧器及び前記第３出力側変圧器の各々の一次巻線は、一端側をそれぞれ前記Ｕ相端子、前記Ｖ相端子及び前記Ｗ相端子に接続され、他端側を、出力側Ｙキャパシタを介して前記電源中点に接続されており、
各出力側変圧器は、前記第１出力線、前記第２出力線及び前記第３出力線の各々に二次巻線を有する、三相インバータ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の三相ＰＷＭインバータ装置において、
Ｃ
ｃｍ，ｉ
：前記三相インバータの浮遊容量
Ｃ
ｃｍ，ｏ
：前記三相インバータ装置に負荷として接続される三相機器の浮遊容量
Ｃ
ｓｕｍ
：＝Ｃ
ｃｍ，ｉ
＋Ｃ
ｃｍ，ｏ
ｋ：＝Ｃ
ｃｍ，ｏ
／Ｃ
ｓｕｍ
ｍｉ：各入力側変圧器において一次巻線と二次巻線との巻き数比をｍｉ：１としたときのｍｉ
ｍｏ：各出力側変圧器における一次巻線と二次巻線との巻き数比をｍｏ：１としたときのｍｏ
と定義した場合、
ｋが大きいときほど、ｍｉは小さく、ｍｏは大きくなるように設定されている、三相インバータ装置。
【請求項５】
請求項４に記載の三相ＰＷＭインバータ装置において、
ｋ＝１／２であるとき、ｍｉ＝ｍｏ＝６に設定されている、三相インバータ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンモード電圧の抑制機能付きの三相インバータ装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
三相インバータが組み込まれた三相回路では、相電圧の和は必ずしも零にならず、コモンモード電圧が生じている。コモンモード電圧は、地絡電流を引き起こし、ノイズの発生原因になるので、除去することが望まれる。
【０００３】
特許文献１は、変圧器をパッシブコモンモードノイズキャンセラ（ＰＣＣ）として備える三相インバータ装置を開示する。この三相インバータ装置は、三相インバータの出力側にコモンモード電圧を検出する検出装置と、検出装置が検出したコモンモード電圧に応じた一次電圧を生成するとともに、二次電圧を三相インバータの３本の出力線の各々に生成して、コモンモード電圧を抑制する変圧器とを備える。この三相インバータ装置は、さらに、変圧器における巻線の漏れ磁束によるコモンモード電圧の抑制機能の低下を補償するため、残留コモンモード電圧検出回路を設け、検出した残留コモンモード電圧に応じて変圧器の一次電圧を補正している。
【０００４】
非特許文献１は、三相インバータの出力側に３つの変圧器を直列接続で設ける三相インバータ装置を開示する。この三相インバータ装置によれば、各変圧器は、三相インバータの出力側の３本の出力線の各々に二次巻線を有するとともに、一次巻線を一端側において三相インバータの対応の出力端子と直流電源中点との間に介挿している。また、各変圧器における一次巻線と二次巻線との巻き数比は３：１となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６８０３４７８号公報
【非特許文献】
【０００６】
小原峻介・川田悠人・小笠原悟司・折川幸司：「インバータが発生するコモンモード電圧を相殺可能なパッシブコモンノイズキャンセラ」、電気学会論文誌Ｄ（産業応用部門誌）Vol.142 No.11 pp.825-834 DOI:10,541/ieejias.142,825 （2022年5月10日受付，2022年7月11日再受付）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、特許文献１及び非特許文献１の三相インバータ装置には、コモンモード電圧の抑制に関してさらなる改善の余地があるという知見を得た（この知見については図６Ａ－図６Ｃ等で後述）。
【０００８】
本発明の目的は、変圧器を使用してコモンモード電圧を抑制する場合の抑制機能を改善した三相インバータ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の三相インバータ装置は、
直流電源から第１入力線及び第２入力線を介して入力される直流電圧を三相交流電圧に変換して第１出力線、第２出力線及び第３出力線に出力する三相インバータと、
コモンモード電圧に応じた入力側一次電圧を生成し、前記コモンモード電圧を減少させる入力側二次電圧を各入力線に生成する入力側変圧装置と、
前記コモンモード電圧に応じた出力側一次電圧を生成し、前記コモンモード電圧を減少させる出力側二次電圧を各出力線に生成する出力側変圧装置と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、三相インバータの入力側及び出力側のそれぞれに変圧装置を設け、入力側及び出力側の変圧装置のそれぞれにおいてコモンモード電圧に応じた入力側及び出力側の一次電圧を生成する。そして、コモンモード電圧を抑制するように、三相インバータの入力側及び出力側に二次電圧を加える。これにより、出力側変圧装置だけでは、十分に抑制できなかったコモンモード電圧を一層低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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