(57)【要約】  直流共通母線１５からの直流電力を受電して負荷を駆動するインバータ装置において、力行時に正側直流端子Ｐを通じて流れる第１の電流経路上にスイッチング素子ＳＷ１を配置し、回生時に正側直流端子Ｐ１を通じて流れる第２の電流経路上に逆接続ダイオードＤ１を配置し、平滑部１３の平滑コンデンサを初期充電する際に正側直流端子Ｐを通じて流れる第３の電流経路上に充電抵抗Ｒ１を配置し、正側直流端子Ｐ，Ｐ１間にブレーキ抵抗Ｒ２を外部接続し、且つ、正側直流端子Ｐが直流共通母線１５の正側母線１５ａと同電位の端となるように接続して構成した。
2014091625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流共通母線からの直流電力を受電して負荷を駆動するインバータ装置において、
前記直流共通母線からの直流電力を受電する第１の正側直流端子および第１の負側直流端子と、
前記第１の正側直流端子とは異なる第２の正側直流端子と、
前記第１の正側直流端子および前記第１の負側直流端子から供給される直流電力を蓄積する平滑部と、
前記平滑部から供給される直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部と、
力行時に前記第１の正側直流端子を通じて流れる第１の電流経路上に配置されるスイッチング素子と、回生時に前記第２の正側直流端子を通じて流れる第２の電流経路上に配置される逆接続ダイオードと、前記平滑部の平滑コンデンサを初期充電する際に前記第１の正側直流端子を通じて流れる第３の電流経路上に配置される充電抵抗と、を有する電流経路変更部と、
を備え、
前記第１の正側直流端子と前記第２の正側直流端子との間に外部抵抗を接続し、且つ、前記第１の正側直流端子が前記直流共通母線の正側母線と同電位の端となるように接続して構成した
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
直流共通母線からの直流電力を受電して負荷を駆動するインバータ装置において、
前記直流共通母線からの直流電力を受電する第１の正側直流端子および第１の負側直流端子と、
前記第１の正側直流端子とは異なる第２の正側直流端子と、
前記第１の正側直流端子および前記第１の負側直流端子から供給される直流電力を蓄積する平滑部と、
前記平滑部から供給される直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部と、
力行時に前記第１の正側直流端子を通じて流れる第１の電流経路上に配置されるスイッチング素子と、回生時に前記第２の正側直流端子を通じて流れる第２の電流経路上に配置される逆接続ダイオードと、前記平滑部の平滑コンデンサを初期充電する際に前記第１の正側直流端子を通じて流れる第３の電流経路上に配置される充電抵抗と、を有する電流経路変更部と、
を備え、
前記第１の正側直流端子および前記第２の正側直流端子の夫々を前記直流共通母線の正側母線と同電位の端となるように接続すると共に、前記第２の正側直流端子と前記直流交流変換部の正側入力端との間にて前記逆接続ダイオードに直列接続される抵抗を配置した
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項３】
前記第２の正側直流端子と前記直流共通母線の正側母線との間に外部抵抗を設けたことを特徴とする請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
直流共通母線からの直流電力を受電して負荷を駆動するインバータ装置において、
前記直流共通母線からの直流電力を受電する第１の正側直流端子および第１の負側直流端子と、
前記第１の正側直流端子とは異なる第２の正側直流端子と、
前記第１の正側直流端子および前記第１の負側直流端子から供給される直流電力を蓄積する平滑部と、
前記平滑部から供給される直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部と、
力行時に前記第１の正側直流端子を通じて流れる第１の電流経路上に配置されるスイッチング素子と、回生時に前記第２の正側直流端子を通じて流れる第２の電流経路上に配置される逆接続ダイオードと、前記逆接続ダイオードに直列接続されて前記第２の電流経路上に配置され、前記平滑部の平滑コンデンサを初期充電する際には前記第１の正側直流端子を通じた電流も流れる充電抵抗と、を有する電流経路変更部と、
を備え、
前記第１の正側直流端子と前記第２の正側直流端子との間に外部抵抗を接続し、且つ、前記第１の正側直流端子が前記直流共通母線の正側母線と同電位の端となるように接続して構成した
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項５】
直流共通母線からの直流電力を受電して負荷を駆動するインバータ装置において、
前記直流共通母線からの直流電力を受電する第１の正側直流端子および第１の負側直流端子と、
前記第１の正側直流端子とは異なる第２の正側直流端子と、
前記第１の正側直流端子および前記第１の負側直流端子から供給される直流電力を蓄積する平滑部と、
前記平滑部から供給される直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部と、
力行時に前記第１の正側直流端子を通じて流れる第１の電流経路上に配置されるスイッチング素子と、回生時に前記第１の正側直流端子を通じて流れる第２の電流経路上に配置される逆接続ダイオードと、前記平滑部の平滑コンデンサを初期充電する際に前記第１の正側直流端子を通じて流れる第３の電流経路上に配置される充電抵抗と、を有する電流経路変更部と、
を備え、
前記第１の正側直流端子と前記第２の正側直流端子との間に外部抵抗を接続し、且つ、前記外部抵抗の両端に力行電流が流れる向きに力行ダイオードを接続し、且つ、前記第２の正側直流端子が前記直流共通母線の正側母線と同電位の端となるように接続して構成した
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項６】
直流共通母線からの直流電力を受電して負荷を駆動するインバータ装置において、
前記直流共通母線からの直流電力を受電する第１の正側直流端子および第１の負側直流端子と、
前記第１の負側直流端子とは異なる第２の負側直流端子と、
前記第１の正側直流端子および前記第１の負側直流端子から供給される直流電力を蓄積する平滑部と、
前記平滑部から供給される直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部と、
力行時に前記第１の負側直流端子を通じて流れる第１の電流経路上に配置されるスイッチング素子と、回生時に前記第２の負側直流端子を通じて流れる第２の電流経路上に配置される逆接続ダイオードと、前記平滑部の平滑コンデンサを初期充電する際に前記第１の負側直流端子を通じて流れる第３の電流経路上に配置される充電抵抗と、を有する電流経路変更部と、
を備え、
前記第１の負側直流端子と前記第２の負側直流端子との間に外部抵抗を接続し、且つ、前記第１の負側直流端子が前記直流共通母線の負側母線と同電位の端となるように接続して構成した
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項７】
直流共通母線からの直流電力を受電して負荷を駆動するインバータ装置において、
前記直流共通母線からの直流電力を受電する第１の正側直流端子および第１の負側直流端子と、
前記第１の負側直流端子とは異なる第２の負側直流端子と、
前記第１の正側直流端子および前記第１の負側直流端子から供給される直流電力を蓄積する平滑部と、
前記平滑部から供給される直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部と、
力行時に前記第１の負側直流端子を通じて流れる第１の電流経路上に配置されるスイッチング素子と、回生時に前記第２の負側直流端子を通じて流れる第２の電流経路上に配置される逆接続ダイオードと、前記平滑部の平滑コンデンサを初期充電する際に前記第１の負側直流端子を通じて流れる第３の電流経路上に配置される充電抵抗と、を有する電流経路変更部と、
を備え、
前記第１の負側直流端子および前記第２の負側直流端子の夫々を前記直流共通母線の負側母線と同電位の端となるように接続すると共に、前記第２の負側直流端子と前記直流交流変換部の負側入力端との間にて前記逆接続ダイオードに直列接続される抵抗を配置した
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項８】
前記第２の負側直流端子と前記直流共通母線の負側母線との間に外部抵抗を設けたことを特徴とする請求項７に記載のインバータ装置。
【請求項９】
直流共通母線からの直流電力を受電して負荷を駆動するインバータ装置において、
前記直流共通母線からの直流電力を受電する第１の正側直流端子および第１の負側直流端子と、
前記第１の負側直流端子とは異なる第２の負側直流端子と、
前記第１の正側直流端子および前記第１の負側直流端子から供給される直流電力を蓄積する平滑部と、
前記平滑部から供給される直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部と、
力行時に前記第１の負側直流端子を通じて流れる第１の電流経路上に配置されるスイッチング素子と、回生時に前記第２の負側直流端子を通じて流れる第２の電流経路上に配置される逆接続ダイオードと、前記逆接続ダイオードに直列接続されて前記第２の電流経路上に配置され、前記平滑部の平滑コンデンサを初期充電する際には前記第１の負側直流端子を通じた電流も流れる充電抵抗と、を有する電流経路変更部と、
を備え、
前記第１の負側直流端子と前記第２の負側直流端子との間に外部抵抗を接続し、且つ、前記第１の負側直流端子が前記直流共通母線の負側母線と同電位の端となるように接続して構成した
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項１０】
直流共通母線からの直流電力を受電して負荷を駆動するインバータ装置において、
前記直流共通母線からの直流電力を受電する第１の正側直流端子および第１の負側直流端子と、
前記第１の負側直流端子とは異なる第２の負側直流端子と、
前記第１の正側直流端子および前記第１の負側直流端子から供給される直流電力を蓄積する平滑部と、
前記平滑部から供給される直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部と、
力行時に前記第１の負側直流端子を通じて流れる第１の電流経路上に配置されるスイッチング素子と、回生時に前記第１の負側直流端子を通じて流れる第２の電流経路上に配置される逆接続ダイオードと、前記平滑部の平滑コンデンサを初期充電する際に前記第１の負側直流端子を通じて流れる第３の電流経路上に配置される充電抵抗と、を有する電流経路変更部と、
を備え、
前記第１の負側直流端子と前記第２の負側直流端子との間に外部抵抗を接続し、且つ、前記外部抵抗の両端に力行電流が流れる向きに力行ダイオードを接続し、且つ、前記第２の負側直流端子が前記直流共通母線の負側母線と同電位の端となるように接続して構成した
ことを特徴とするインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインバータ装置は、例えば負荷である電動機（例えば誘導電動機）を商用電源にて可変速駆動するための駆動装置として、商用電源に接続されるコンバータ整流器（交流直流変換部）、直流電力を蓄積する平滑部、充電抵抗、スイッチング素子および逆接続ダイオードを有し、平滑部のコンデンサ（平滑コンデンサ）を充電する充電回路ならびに、電動機に接続される逆変換部（直流交流変換部）などを備えて構成される。【０００３】
また、従来のインバータ装置は、商用電源からの電力供給がない場合にも、直流共通母線からの電力（直流電力）を受電して動作することができるように、正負の直流端子（Ｐ，Ｎ）を備えている。なお、この直流共通母線には、回生時の過電流を防止するためのブレーキ装置が接続されることが一般的である。また、このブレーキ装置には、回生時の電力（回生電力）を消費するブレーキ抵抗が設けられる構成が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−７１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
直流共通母線に接続される負荷装置（例えばブレーキ装置）が大容量の場合、この大容量ブレーキ装置に流れる電流がインバータ装置内のダイオード（所謂、逆接続ダイオード）に流れる可能性が高い。大容量ブレーキ装置は、その容量に対応した電流定格を持っているが、逆接続ダイオードは、組み込まれているインバータ装置の容量に対応した電流定格しか持っていないのが通常である。直流共通母線に接続されるインバータ装置としては、様々な容量のものが接続されるが、例えば、大容量ブレーキ装置に比べてインバータ装置の容量が著しく小さい場合には、大容量ブレーキ装置に流れる大きなブレーキ電流（もしくはその一部）が逆接続ダイオードに流れることで、逆接続ダイオードが破損する可能性があるという問題があった。【０００６】
なお、上記特許文献１のように逆接続ダイオードに限流抵抗器を付加する構成も考えられる。しかしながら、この特許文献１の構成では、インバータ装置に流れる力行時の電流が、常に限流抵抗器を流れるため、発熱が増大し、効率も悪くなるので実用的ではないという問題がある。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、直流共通母線に接続される負荷装置が大容量であっても、装置内に設けられる逆接続ダイオードの破損を確実に防止することができるインバータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、直流共通母線からの直流電力を受電して負荷を駆動するインバータ装置において、前記直流共通母線からの直流電力を受電する第１の正側直流端子および第１の負側直流端子と、前記第１の正側直流端子とは異なる第２の正側直流端子と、前記第１の正側直流端子および前記第１の負側直流端子から供給される直流電力を蓄積する平滑部と、前記平滑部から供給される直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部と、力行時に前記第１の正側直流端子を通じて流れる第１の電流経路上に配置されるスイッチング素子と、回生時に前記第２の正側直流端子を通じて流れる第２の電流経路上に配置される逆接続ダイオードと、前記平滑部の平滑コンデンサを初期充電する際に前記第１の正側直流端子を通じて流れる第３の電流経路上に配置される充電抵抗と、を有する電流経路変更部と、を備え、前記第１の正側直流端子と前記第２の正側直流端子との間に外部抵抗を接続し、且つ、前記第１の正側直流端子が前記直流共通母線の正側母線と同電位の端となるように接続して構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、大容量の負荷装置を含む直流共通母線に小容量のインバータ装置を接続することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るインバータ装置の回路構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態に係るインバータ装置の他の回路構成（ブレーキ抵抗内蔵）を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態に係るインバータ装置の他の回路構成（ブレーキ抵抗内蔵＆外付け）を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態に係るインバータ装置の他の回路構成（逆接続ダイオードの接続位置変更）を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態に係るインバータ装置の他の回路構成（力行ダイオード外付け）を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態に係るインバータ装置の他の回路構成（充電回路のＮ側配置）を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態に係るインバータ装置の他の実施態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係るインバータ装置について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係るインバータ装置の回路構成を示す図である。図１に示すように、実施の形態１に係るインバータ装置１０は、交流直流変換部としてのコンバータ１１、充電回路１２、平滑コンデンサを具備する平滑部１３および、直流交流変換部１４を備えて構成される。
【００１３】
また、インバータ装置１０には、交流電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔ、直流共通母線１５の正側母線１５ａに電気的に接続される直流端子（第１の正側直流端子）Ｐ、後述するブレーキ抵抗Ｒ２を介して正側母線１５ａに電気的に接続される直流端子（第２の正側直流端子）Ｐ１、直流共通母線１５の負側母線１５ｂに電気的に接続される直流端子（第１の負側直流端子）Ｎおよび、図示しない電動機などの負荷を接続する負荷接続端子Ｕ，Ｖ，Ｗが設けられている。
【００１４】
コンバータ１１は、例えば複数のダイオードがフルブリッジ回路を構成し、交流電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔから供給される３相交流電力を直流電力に変換する。コンバータ１１の出力は、正側直流端子Ｐ１および負側直流端子Ｎを通じて直流共通母線１５に供給される。また、コンバータ１１の出力は、後述するブレーキ抵抗Ｒ２を介して正側直流端子Ｐと負側直流端子Ｎとの間に印加される。
【００１５】
平滑部１３は、コンバータ１１にて変換された直流電力をブレーキ抵抗Ｒ２および充電回路１２を介して平滑コンデンサに蓄積する。また、平滑部１３は、直流共通母線１５からの直流電力を充電回路１２を介して（ブレーキ抵抗Ｒ２は介さない）平滑コンデンサに蓄積する。
【００１６】
直流交流変換部１４は、スイッチング素子を直列接続した上下アーム構成の電圧形ブリッジ回路を１以上有し、平滑部１３から供給される直流電力を交流電力に変換して図示しない負荷を駆動する。
【００１７】
充電回路１２は、スイッチング素子ＳＷ１、充電抵抗Ｒ１および、逆接続ダイオードＤ１を備えて構成される。スイッチング素子ＳＷ１は、一方向性のスイッチング素子（例えばサイリスタ）であり、力行時の電流経路（正側母線１５ａから直流交流変換部１４に向かう向き）を成すように正側直流端子Ｐと直流交流変換部１４の正側入力端との間に配置される。充電抵抗Ｒ１は、平滑コンデンサを初期充電する際の突入電流を制限するようにスイッチング素子ＳＷ１の両端に並列に接続されるように配置される。即ち、充電抵抗Ｒ１は、平滑コンデンサを初期充電する際に電流が流れる電流経路上に配置される。逆接続ダイオードＤ１は、回生時の電流経路（直流交流変換部１４から正側母線１５ａに向かう向き）を成すようにカソードが正側直流端子Ｐ１に接続され、アノードが直流交流変換部１４の正側入力端側に接続されるように配置される。
【００１８】
上記のように、充電回路１２は、力行時に正側直流端子Ｐを通じて流れる電流の経路（スイッチング素子を通る電流経路：第１の電流経路）、回生時に正側直流端子Ｐ１を通じて流れる電流の経路（逆接続ダイオードを通る電流経路：第２の電流経路）および、平滑コンデンサを初期充電する際に正側直流端子Ｐを通じて流れる電流の経路（充電抵抗Ｒ１を通る電流経路：第３の電流経路）からなる３つの電流経路を動作態様に応じて自動的に変更する電流経路変更部としての機能を有する。
【００１９】
正側直流端子Ｐ，Ｐ１間には、外部接続されるブレーキ抵抗Ｒ２が設けられる。この際、正側直流端子Ｐ，Ｐ１のうちの正側直流端子Ｐの電位が正側母線１５ａと同電位となるように接続される。
【００２０】
また、直流共通母線１５には、大容量ブレーキ装置２０が接続されている。大容量ブレーキ装置２０には、スイッチング素子ＳＷ２に直列接続されるブレーキ抵抗Ｒ３が設けられている。このブレーキ抵抗Ｒ３は、回生電力（電気エネルギー）を熱エネルギーに変換して消費する。
【００２１】
つぎに、図１のように構成されたインバータ装置の要部動作について、図１を参照して説明する。
【００２２】
まず、直流共通母線１５に接続される大容量ブレーキ装置２０が動作し、図示のようなブレーキ電流Ｉｂｒが流れたときを想定する。このとき、インバータ装置１０の内部においても、図示のようなブレーキ電流Ｉｂｒ２が流れるが、このブレーキ電流Ｉｂｒ２は外付けされたブレーキ抵抗Ｒ２によって抑制されるため、逆接続ダイオードＤ１に流れる電流を小さくすることができ、逆接続ダイオードＤ１の破損を防止することができる。
【００２３】
ブレーキ抵抗Ｒ２の値Ｒｒは、大容量ブレーキ装置２０の動作時の直流母線電圧の変動幅をΔＶ、逆接続ダイオードの順方向ドロップ電圧をＶｄ１、逆接続ダイオードＤ１の許容電流値をＩｄ１とするとき、次式を用いて求めることができる。
【００２４】
Ｒｒ＝（ΔＶ−Ｖｄ１）／Ｉｄ１            ……（１）
【００２５】
なお、図１を参照すると、回生電流の経路は、逆接続ダイオードＤ１およびブレーキ抵抗Ｒ２を通って正側母線１５ａに向かう経路の他にも充電抵抗Ｒ１を通って正側母線１５ａに向かう経路も存在する。しかしながら、充電抵抗Ｒ１の抵抗値よりもブレーキ抵抗Ｒ２の抵抗値の方が小さいものが選定されるので、回生電流の多くをブレーキ抵抗Ｒ２を通る経路に向かわせることが可能となる。
【００２６】
本実施の形態に係るインバータ装置は、図２のように構成してもよい。図２では、外付けのブレーキ抵抗Ｒ２に代えて、インバータ装置に内蔵されるブレーキ抵抗Ｒ４を設ける構成である。なお、図２では、ブレーキ抵抗Ｒ４を正側直流端子Ｐ１に接続しているが、ブレーキ抵抗Ｒ４と逆接続ダイオードＤ１の接続順序を逆転し、逆接続ダイオードＤ１のカソードを正側直流端子Ｐ１に接続し、逆接続ダイオードＤ１のアノードにブレーキ抵抗Ｒ４の一端を接続してもよい。
【００２７】
また、図２の構成において、ブレーキ抵抗Ｒ４のみでは抵抗値が不足する場合には、図３に示すように外付けのブレーキ抵抗Ｒ２を追加して対応すればよい。図３の構成によれば、図１よりも外付けされるブレーキ抵抗Ｒ２の抵抗値や容量値を小さくできるという効果が得られる。
【００２８】
また、図３の構成を前提とするとき、即ち充電回路１２内にブレーキ抵抗Ｒ４を有し、且つ、外付けされるブレーキ抵抗Ｒ２を有する構成のときに、ブレーキ抵抗Ｒ４の抵抗値で充分な場合には、ブレーキ抵抗Ｒ２の抵抗値を零、即ちブレーキ抵抗Ｒ２を取り外して構成してもよい。
【００２９】
また、本実施の形態に係るインバータ装置は、図４のように構成してもよい。図４では、回生時の電流経路に充電抵抗Ｒ１が含まれるように、充電抵抗Ｒ１の直流交流変換部１４に接続されない側の端を逆接続ダイオードＤ１のアノードに接続している。このように接続すると、充電抵抗Ｒ１にブレーキ電流Ｉｂｒ２が流れるため、外付けされるブレーキ抵抗Ｒ２の容量値を小さく（場合によっては省略）することが可能となる。この際、図２のようにブレーキ抵抗Ｒ４を内蔵していてもよく、ブレーキ抵抗Ｒ２の容量値を更に小さくすることが可能となる。また、図３のときと同様に、ブレーキ抵抗Ｒ４の抵抗値が充分な大きさの場合には、ブレーキ抵抗Ｒ２の抵抗値を零、即ちブレーキ抵抗Ｒ２を取り外して構成してもよい。
【００３０】
また、本実施の形態に係るインバータ装置は、図５のように構成してもよい。図５に示すインバータ装置１０は、充電回路１２における逆接続ダイオードＤ１の接続が図１とは異なっている。逆接続ダイオードＤ１は、図１では正側直流端子Ｐ１に接続されていたが、図５では充電抵抗Ｒ１と共に正側直流端子Ｐに接続されている。したがって、図５の構成では、外付けされるブレーキ抵抗Ｒ２は正側母線１５ａと正側直流端子Ｐとの間に接続する必要がある。しかしながら、この構成では力行時に流れる電流もブレーキ抵抗Ｒ２を流れてしまうので好ましくない。そこで、ブレーキ抵抗Ｒ２の両端に力行電流が流れる向きに力行ダイオードＤ２を並列に接続する。このように構成すれば、力行時の電流の多くは、力行ダイオードＤ２およびスイッチング素子ＳＷ１を通る経路で流れ、回生時の電流の殆どは、逆接続ダイオードＤ１およびブレーキ抵抗Ｒ２を通る経路で流れるため、力行時の損失を小さくしつつ、逆接続ダイオードＤ１の破損を確実に防止することが可能となる。
【００３１】
これまでの構成は、充電回路１２を正極側（Ｐ側）に配置する構成であったが、図６に示すように充電回路１２を負極側（Ｎ側）に配置するようにしてもよい。図６に示すインバータ装置１０では、正側直流端子Ｐ１に代えて直流端子（第２の負側直流端子）Ｎ１が設けられている。
【００３２】
図６において、スイッチング素子ＳＷ１は、力行時の電流経路（直流交流変換部１４から負側母線１５ｂに向かう向き）を成すように直流交流変換部１４の負側入力端と負側直流端子Ｎとの間に接続される。充電抵抗Ｒ１は、平滑コンデンサを充電する際の突入電流を制限するようにスイッチング素子ＳＷ１の両端に並列に接続される。逆接続ダイオードＤ１は、回生時の電流経路（負側母線１５ｂから直流交流変換部１４に向かう向き）を成すようにアノードが負側直流端子Ｎ１に接続され、カソードが直流交流変換部１４の負側入力端側に接続されるように配置される。また、負側直流端子Ｎ，Ｎ１間には、ブレーキ抵抗Ｒ２が外付けされる。この際、負側直流端子Ｎ，Ｎ１のうちの負側直流端子Ｎの電位が負側母線１５ｂと同電位となるように接続される。
【００３３】
図６のインバータ装置１０の回路動作については、図１のインバータ装置１０と同様であり、詳細な説明は省略する。したがって、図６のインバータ装置１０は、図１のインバータ装置１０と同様の作用効果を有する。
【００３４】
なお、図６では、充電回路１２を負極側に配置する構成を図１の構成に適用したが、図２乃至図５の構成に適用することも無論可能である。
【００３５】
図７は、大容量ブレーキ装置２０に代えて大容量インバータ装置２２が直流共通母線１５に接続される実施態様を示す図である。図７において、大容量インバータ装置２２のような直流共通母線１５に接続される負荷の負荷電流Ｉｉｎｖが急増した場合を考える。この場合、インバータ装置１０の直流交流変換部１４が回生電力を発生している場合には、負荷電流Ｉｉｎｖの一部が逆接続ダイオードＤ１に流れる可能性があるが、この経路にはブレーキ抵抗Ｒ２が設けられているため、逆接続ダイオードＤ１に流れる電流Ｉｉｎｖ２を小さく抑えることができる。
【００３６】
このように、本実施の形態に係るインバータ装置は、大容量ブレーキ装置以外の負荷が直流共通母線に接続される場合にも効果的である。
【００３７】
つぎに、逆接続ダイオードＤ１の素材について説明する。半導体素子の素材としては、珪素（Ｓｉ）を用いるのが一般的であるが、近年注目されている炭化珪素（ＳｉＣ）を用いることも無論可能である。
【００３８】
ＳｉＣ素子は、Ｓｉ素子と比較して、熱伝達率が大きい、高温での動作が可能といった優れた特性を持っている。逆接続ダイオードＤ１としてＳｉＣ素子を用いることでＳｉＣ素子の恩恵を受けることができる。すなわち、ＳｉＣ素子は導通損失が小さいことから、インバータ装置全体の損失を低減でき、インバータ装置側の発熱も抑制することができるという効果が得られる。
【００３９】
なお、ＳｉＣは、Ｓｉよりもバンドギャップが大きいという特性を捉えて、ワイドバンドギャップ半導体と称される半導体の一例である。このＳｉＣ以外にも、例えば窒化ガリウム系材料または、ダイヤモンドを用いて形成される半導体もワイドバンドギャップ半導体に属しており、それらの特性も炭化珪素に類似した点が多い。したがって、ＳｉＣ以外の他のワイドバンドギャップ半導体を用いる構成も、本発明の要旨を成すものである。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態に係るインバータ装置によれば、力行時に正側直流端子Ｐを通じて流れる第１の電流経路上にスイッチング素子ＳＷ１を配置し、回生時に正側直流端子Ｐ１を通じて流れる第２の電流経路上に逆接続ダイオードＤ１を配置し、平滑部１３の平滑コンデンサを初期充電する際に正側直流端子Ｐを通じて流れる第３の電流経路上に充電抵抗Ｒ１を配置し、正側直流端子Ｐ，Ｐ１間にブレーキ抵抗Ｒ２を接続し、且つ、正側直流端子Ｐが直流共通母線１５の正側母線１５ａと同電位の端となるように接続して構成したので、直流共通母線１５に接続される負荷装置が大容量であっても、逆接続ダイオードＤ１の破損を確実に防止することが可能になる。
【００４１】
また、本実施の形態に係るインバータ装置によれば、力行時に正側直流端子Ｐを通じて流れる第１の電流経路上にスイッチング素子ＳＷ１を配置し、回生時に正側直流端子Ｐ１を通じて流れる第２の電流経路上に逆接続ダイオードＤ１を配置し、平滑部１３の平滑コンデンサを初期充電する際に正側直流端子Ｐを通じて流れる第３の電流経路上に充電抵抗Ｒ１を配置し、正側直流端子Ｐ，Ｐ１の夫々を直流共通母線１５の正側母線１５ａと同電位の端となるように接続すると共に、正側直流端子Ｐ１と直流交流変換部１４の正側入力端との間にて逆接続ダイオードＤ１に直列接続されるブレーキ抵抗Ｒ４を配置したので、直流共通母線１５に接続される負荷装置が大容量であっても、逆接続ダイオードＤ１の破損を確実に防止することが可能になる。
【００４２】
また、本実施の形態に係るインバータ装置によれば、力行時に正側直流端子Ｐを通じて流れる第１の電流経路上にスイッチング素子ＳＷ１を配置し、回生時に正側直流端子Ｐ１を通じて流れる第２の電流経路上に逆接続ダイオードＤ１を配置し、逆接続ダイオードＤ１に直列に接続し、平滑部１３の平滑コンデンサを初期充電する際には正側直流端子Ｐを通じた電流も流れるように充電抵抗Ｒ１を配置し、正側直流端子Ｐ，Ｐ１間にブレーキ抵抗Ｒ２を接続し、且つ、正側直流端子Ｐが直流共通母線１５の正側母線１５ａと同電位の端となるように接続して構成したので、直流共通母線１５に接続される負荷装置が大容量であっても、逆接続ダイオードＤ１の破損を確実に防止することが可能になる。
【００４３】
さらに、本実施の形態に係るインバータ装置によれば、力行時に正側直流端子Ｐを通じて流れる第１の電流経路上にスイッチング素子ＳＷ１を配置し、回生時に正側直流端子Ｐを通じて流れる第２の電流経路上に逆接続ダイオードＤ１を配置し、平滑部１３の平滑コンデンサを初期充電する際に正側直流端子Ｐを通じて流れる第３の電流経路上に充電抵抗Ｒ１を配置し、正側直流端子Ｐ，Ｐ１間にブレーキ抵抗Ｒ２を接続し、且つ、ブレーキ抵抗Ｒ２の両端に力行電流が流れる向きに力行ダイオードＤ２を接続し、且つ、正側直流端子Ｐ１が直流共通母線１５の正側母線１５ａと同電位の端となるように接続して構成したので、直流共通母線１５に接続される負荷装置が大容量であっても、逆接続ダイオードＤ１の破損を確実に防止することが可能になる。
【００４４】
また、本実施の形態に係るインバータ装置によれば、力行時に負側直流端子Ｎを通じて流れる第１の電流経路上にスイッチング素子ＳＷ１を配置し、回生時に負側直流端子Ｎ１を通じて流れる第２の電流経路上に逆接続ダイオードＤ１を配置し、平滑部１３の平滑コンデンサを初期充電する際に負側直流端子Ｎを通じて流れる第３の電流経路上に充電抵抗Ｒ１を配置し、負側直流端子Ｎ，Ｎ１間にブレーキ抵抗Ｒ２を接続し、且つ、負側直流端子Ｎが直流共通母線１５の負側母線１５ｂ同電位の端となるように接続して構成したので、直流共通母線１５に接続される負荷装置が大容量であっても、逆接続ダイオードＤ１の破損を確実に防止することが可能になる。
【００４５】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明は、装置内に設けられる逆接続ダイオードの破損を確実に防止することができるインバータ装置として有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  インバータ装置、１１  コンバータ、１２  充電回路（電流経路変更部）、１３  平滑部、１４  直流交流変換部、１５  直流共通母線、１５ａ  正側母線、１５ｂ  負側母線、２０  大容量ブレーキ装置、２２  大容量インバータ装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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