(57)【要約】【課題】　本発明の目的は主回路コンデンサ（平滑コンデンサ）の初期充電を抵コストで、かつ電力効率の良く行えるインバータ装置を提供することにある。【解決手段】　本発明は、インバータ装置３０の入力側に設置される主トランス２に第３の巻線を設け、商用電源１を第３の巻線を経由してインバータ装置３０の平滑コンデンサＣに印加して初期充電をする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　商用電源から所定の可変周波数電源を生成するインバータ装置において、前記インバータ装置の入力側に設置される主トランスに第３の巻線を設け、前記商用電源を前記第３の巻線を経由して前記インバータ装置の平滑コンデンサに印加して初期充電をするようにしたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
　複数個（ｎ相ｘｍ段個）の第２次巻線を有する入力側主トランスとユニットインバータセルをｎ相ｍ段接続して商用電源からｎ相の可変周波数電源を出力する多重インバータ装置において、前記入力側主トランスに第３の巻線を設け、前記商用電源を前記第３の巻線を経由して前記ユニットインバータセルの主回路コンデンサに印加して初期充電をするようにしたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項３】
　商用電源または任意の周波数電源から所定の可変周波数電源を生成するインバータ装置において、前記インバータ装置に入力側に設置される主トランスに第３の巻線を設け、前記商用電源または任意の周波数電源または別の電源を前記第３の巻線を経由して前記インバータ装置の主回路コンデンサに印加して初期充電をするように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】
　本発明は多重インバータ装置を含むインバータ装置の主回路コンデンサ（平滑コンデンサ）を初期充電する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について特開２０００−５０６３６号公報に記載されている一例構成を図８、図９に示す。
【０００３】
　図８、９では初期充電をするにあたり、ユニットセル３１〜３９内の初期充電用サイリスターや初期充電用リレーを制御して平滑コンデンサ３２を初期充電している。すなわち、主開閉器１１が投入されると、最初に電流制限抵抗器Ｒ1３を介して平滑コンデンサ３２を充電する。Ｃ・Ｒの数倍の時間が経過すれば十分な電圧になっており、その後にサイリスター１４（又はリレー）をオンする。この場合、各ユニットセル３１〜３９で初充電制御を実施している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　従来技術は、常にユニットセルの員数倍のコスト（主回路の部品代と配線費用と制御回路の部品代と配線費用）がかかり、特に多重インバータではユニットセルの数が多いので、その負担が大きくなるという問題点を有する。例えば、図８、９に示した多重インバータの場合はユニットセルが９台あるので、９倍のコストがかかることとなり、大きなコスト負担となる。
【０００５】
　また、サイリスターでは電圧降下による損失が発生するので変わりにリレーを用いることになるがリレーではユニットセル内に実装する寸法上の困難さがあり、装置全体が大型化するという問題点もある。
【０００６】
　本発明の目的は主回路コンデンサ（平滑コンデンサ）の初期充電を抵コストで、かつ電力効率の良く行えるインバータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　本発明の特徴とするところは、インバータ装置の入力側に設置される主トランスに第３の巻線を設け、商用電源を第３の巻線を経由してインバータ装置の平滑コンデンサに印加して初期充電をするようにしたことにある。
【発明の効果】
【０００８】
　以上述べたように本発明によれば各ユニットセル内の初期充電制御用サイリスターを削除できるので、そのサイリスター素子の電圧降下から発生する電力損失分を削除できるので装置全体の効率を向上でき、かつ装置のトータル配線工数を低減でき、装置全体のコストを低減できる。本発明は特に多重インバータ装置に用いるとその効率が顕著になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
　図１に本発明の一実施例を示し、図２にインバータユニット３０の一例を示す。
【００１０】
　図１、図２に示す一実施例を図３のタイムチャートを用いて詳細に説明する。
【００１１】
　図１は請求項１に対応する実施例で、商用交流電源１、主開閉器１１、補助開閉器１２、電流制限抵抗器（Ｒ）１３、３相入力側主トランス２と３相インバータユニット３０、及び３相交流電動機（ＡＣＭ）４から構成されている。
【００１２】
　３相インバータユニット３０の詳細を図２に示す。
【００１３】
　３相インバータユニット３０は３相交流電源１０３を可変周波数３相電圧１０４に変換し出力する。即ち、最初に３相交流電源１０３を３相全波ダイオード整流器３１で直流電圧（Ｖｄｃ）１０５に変換しその直流電圧（Ｖｄｃ）１０５をコンデンサ（Ｃ）３２で平滑する。
【００１４】
　コンデンサ（Ｃ）３２で平滑された直流電圧（Ｖｄｃ）１０５はトランジスタインバータ３３で３相可変周波数出力電圧１０４に変換され出力され、電動機（ＡＣＭ）４はその出力電圧で可変速度で駆動する。
【００１５】
　このような３相インバータユニット３０における平滑コンデンサ（Ｃ）３２の初期充電について図３のタイムチャートを用いて説明する。
【００１６】
　初期充電は３相インバータ３０を運転開始させる前に予め平滑コンデンサ３２に電圧を蓄電させておくことであり、この操作をしないで主開閉器１１をオンすると無電圧の平滑コンデンサ（Ｃ）３２で商用交流電源１を短絡することとなり過大な電流が流れて機器を破損するのを防止するためである。
【００１７】
　主開閉器１１をオン開始させる時刻をｔ１とする。このｔ1以前時刻ｔ０に補助開閉器１２をオン開始させる。これによって主トランス２の３次巻線に電源電圧を印加し、２次出力巻線経由で３相インバータユニット３０内のコンデンサ（Ｃ）３２に直流電圧（Ｖｄｃ）１０５を充電する。この時電流制限抵抗器（Ｒ）１３によって平滑コンデンサ（Ｃ）３２に流入する電流が制限されるので、過大に電流が流れることを抑制できる。通常運転状態ではこの第３の巻線は使用されず、電流制限抵抗器（Ｒ）１３による抵抗損失を発生しない。
【００１８】
　図４に本発明を多重インバータに適用した実施例を示し、図５にインバータユニット３０の一例を示す。図４、５は請求項２に対応する実施を示す。
【００１９】
　図４、図５に示す一実施例を図３のタイムチャートを用いて詳細に説明する。
【００２０】
　図４において、多重インバータは商用交流電源１、主開閉器１１、補助開閉器１２、電流制限抵抗器（Ｒ）１３、３相入力主トランス２と３相インバータユニット３０、及び３相交流電動機（ＡＣＭ）４から構成されている。
【００２１】
　３相インバータユニット３０のユニットセル４１〜４９の詳細を図５に示す。
【００２２】
　３相インバータユニット３０は３相交流電源１０３を可変周波数３相電圧１０４に変換し出力する。３相交流電源１０３を各ユニットセル４１〜４９内の３相全波ダイオード整流器３１で直流電圧（Ｖｄｃ）１０５に変換し、その直流電圧（Ｖｄｃ）１０５をコンデンサ（Ｃ）３２で平滑する。平滑された直流電圧（Ｖｄｃ）１０５は各ユニットセルインバータ４１〜４９で更に単相可変周波数電圧（Ｕ１１〜１３、Ｖ１１〜１３、Ｗ１１〜１３）１０６に変換され、その後で単相可変周波数電圧を直列接続加算した３相可変交流電圧１０４として出力され、３相交流電動機（ＡＣＭ）４を駆動する。
【００２３】
　図１の実施例は１段のインバータであるが、図３の実施例では１相当たり３段の多重構成となっているので高電圧の３相可変交流出力電圧１０４を得ることができる。
【００２４】
　多重インバータにおいても平滑コンデンサ（Ｃ）３２に初期充電を必要とすることは図１と同じである。つまり、３相入力主トランス２の１次巻線から見れば全てのインバータは並列に挿入されているからである。
【００２５】
　３相インバータを運転開始させる前に予め平滑コンデンサ３２に電圧を蓄電させる操作をしないで主開閉器１１をオンすると無電圧の平滑コンデンサ（Ｃ）３２で商用交流電源１を短絡することとなって、過大な電流が流れて機器を破損する場合がある。
【００２６】
　図６でその平滑コンデンサ（Ｃ）３２に初期充電させる動作を説明する。
　主開閉器１１をオン開始させる時間をｔ１とする。このｔ1以前のｔ０に補助開閉器をオン開始させる。これによって主トランス２の３次巻線を介して、２次巻線から３相インバータユニット３０のユニットセル４１〜４９内のコンデンサ（Ｃ）３２に直流電圧（Ｖｄｃ）１０５を充電する。この時、電流制限抵抗器１３Ｒによって平滑コンデンサ（Ｃ）３２に流入する電流が制限され、過大電流が流れるのを防止する。
【００２７】
　図７に本発明の一般的な多重インバータへの適用した実施例を示す。図７は請求項３に対応する実施例である。
【００２８】
　図７においては初期充電する電源が商用電源ではなく、別の任意の交流電源３となっている。この場合は３相入力主トランス２の第３の巻線の巻数比を所定の値に変更することによって容易に初期充電の機能を得ることができる。また、電流制限抵抗Ｒ１３は、抵抗以外でも電流を制限できる機能のものであれば良く、例えばインダクタンスやアクテブ電流制限器や更には大きめに設定された第３次巻線の短絡リアクタンスを用いることができる。
【００２９】
　このようにして初期充電を行うのであるが、各ユニットセル内の初期充電制御用サイリスターを削除できるので、そのサイリスター素子の電圧降下から発生する電力損失分を削除できるので装置全体の効率を向上でき、かつ装置のトータル配線工数を低減でき、装置全体のコストを低減できる。
【００３０】
　また、各ユニットセル内の初期充電制御用サイリスター又は初期充電制御用リレーを削除できるので、そのサイリスターまたはリレー部分の主回路とサイリスターゲートのオン／オフゲート配線またはリレーのオン／オフ用コイル配線を削除できるので配線工数が下げられる。
【００３１】
　さらに、各ユニットセル内の初期充電制御用サイリスター素子又は初期充電制御用リレーを削除できるので、その部品代を節約できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の実施例におけるユニットインバータセルの一例構成図である。
【図３】図１の実施例の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図４】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図５】図４の実施例におけるユニットインバータセルの一例構成図である。
【図６】図４の実施例の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図７】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図８】従来装置の一例構成図である。
【図９】従来装置のユニットインバータセルの一例構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…商用交流電源
２…３相入力側主トランス
３…別の任意交流電源
４…３相交流電動機（ＡＣＭ）
１１…主開閉器
１２…補助開閉器
１３…電流制限抵抗器（Ｒ）
３０…３相インバータユニット
３１…３相全波ダイオード整流器
３２…コンデンサ（Ｃ）
３３…トランジスタインバータ
４１〜４９…ユニットセル
１０３…３相交流電源
１０４…可変周波数３相電圧
１０５…直流電圧（Ｖｄｃ）
１０６…単相可変周波数電圧
【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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【図８】
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【図９】
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