(57)【要約】【課題】インバータユニットを複数設けた共振型インバータ装置において、横流電流を抑制する。【解決手段】交流電圧を直流電圧に変換する交流−直流変換手段２と、前記交流−直流変換手段２の出力に複数並列接続され、交流−直流変換手段２から出力された直流電圧を交流電圧に変換するインバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６と、前記各インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６の出力側にそれぞれ接続された複数の共振回路４と、前記各共振回路４にそれぞれ一次巻線が接続された出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６と、を備えた共振型インバータ装置において、前記出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６の２次巻線を直列接続する。【選択図】図１
2016105665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を直流電圧に変換する交流−直流変換手段と、
前記交流−直流変換手段の出力に複数並列接続され、前記交流−直流変換手段から出力された直流電圧を交流電圧に変換するインバータユニットと、
前記各インバータユニットの出力側にそれぞれ接続された複数の共振回路と、
前記各共振回路にそれぞれ一次巻線が接続された出力変圧器と、を備え、
前記出力変圧器の２次巻線を直列接続したことを特徴とする共振型インバータ装置。
【請求項２】
前記共振回路は、
前記出力変圧器の１次巻線に並列接続されたフィルタコンデンサを有することを特徴とする請求項１記載の共振型インバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波インバータの一種である共振型インバータ装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
共振型のインバータユニットを複数並列接続し、容量を拡大する方法として以下の（１）〜（３）の方式が知られている。
（１）図２に示すように、複数のインバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６を、出力変圧器Ｔｏの一次巻線側で並列接続する方式。
（２）図３に示すように、複数のインバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６を、共振回路４のフィルタリアクトルＬとフィルタコンデンサＣとの間で並列接続する方式。
（３）インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６毎に出力変圧器Ｔｏを接続し、複数のインバータユニットＩＮ１〜ＩＮＶ６を出力変圧器Ｔｏの２次巻線側で並列接続する方式（図示省略） 。
【０００３】
図２，図３は５００ｋＶＡのインバータユニットを６台（ＩＮＶ１〜ＩＮＶ６）設け、３０００ｋＶＡの出力を実現するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−３１２９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６を並列接続して容量を増大する場合、各インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６から出力変圧器Ｔｏまでの配線におけるインピーダンス値のわずかな違いや、出力変圧器Ｔｏの構造によるインピーダンス値の違いが原因となり、各インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６間に横流電流が生じる恐れがある。
【０００６】
この横流電流を抑制するためには、以下の（１）〜（３）の等処置が必要となる。
（１）各インバータユニット毎に、フィルタリアクトルＬのインピーダンス値やフィルタコンデンサＣの容量を変更する。
（２）インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６毎に出力変圧器Ｔｏを設けた場合、出力変圧器Ｔｏ２毎に異なるインピーダンス値を持たせる。
（３）必要に応じて横流防止のリアクトルをインバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６と出力変圧器Ｔｏとの間に設置する。
【０００７】
しかし、これらの処置により、インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６によっては共振周波数から外れることもあり、余分な高調波が出力に含まれる恐れがある。
【０００８】
また、上記（２），（３）の処置により、インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６毎に導体形状や横流防止リアクトルの有無など異なる場合、バランスのとれた構造が難しい。
【０００９】
以上示したようなことから、インバータユニットを複数設けた共振型インバータ装置において、横流電流を抑制することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、交流電圧を直流電圧に変換する交流−直流変換手段と、前記交流−直流変換手段の出力に複数並列接続され、交流−直流変換手段から出力された直流電圧を交流電圧に変換するインバータユニットと、前記各インバータユニットの出力側にそれぞれ接続された複数の共振回路と、前記各共振回路にそれぞれ一次巻線が接続された出力変圧器と、を備え、前記出力変圧器の２次巻線を直列接続したことを特徴とする。
【００１１】
また、その一態様として、前記共振回路は、前記出力変圧器の１次巻線に並列接続されたフィルタコンデンサを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、共振型インバータ装置において、横流電流を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態における共振型インバータ装置を示す回路構成図。
【図２】従来における共振型インバータ装置の一例を示す回路構成図。
【図３】従来における共振型インバータ装置の他例を示す回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る共振型インバータ装置の実施形態を図１に基づいて詳述する。
【００１５】
［実施形態］
図１に本実施形態における共振型インバータ装置の回路構成を示す。 図１に示すように、本実施形態における共振型インバータ装置は、交流電源１と、入力変圧器Ｔｉと、交流−直流変換手段２と、コンデンサＣ１〜Ｃ６と、インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６と、共振回路４と、出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６と、を備える。本実施形態における共振型インバータ装置は５００ｋＶＡのインバータユニットを６台（ＩＮＶ１〜ＩＮＶ６）設け、３０００ｋＶＡの出力を実現するものである。
【００１６】
入力変圧器Ｔｉは、交流電源１から出力された電圧を変圧して出力する。
【００１７】
交流−直流変換手段２は、入力変圧器Ｔｉから出力された交流電圧を直流電圧に変換する。図１では、交流−直流変換手段２として、ダイオード整流方式を例として示しているが、他にサイリスタ整流方式やコンバータ方式などでもよい。
【００１８】
この交流−直流変換手段２の出力に対し、コンデンサＣ１〜Ｃ６が互いに並列接続される。コンデンサＣ１〜Ｃ６は交流−直流変換手段２の出力を平滑化する。
【００１９】
この各第１〜第６コンデンサＣ１〜Ｃ６に対し、インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６がそれぞれ接続される。
【００２０】
各インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６の出力には、それぞれ共振回路４が接続される。共振回路４は、インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６の出力側に一端がそれぞれ接続されたフィルタリアクトルＬと、フィルタリアクトルＬの出力側に接続されたフィルタコンデンサＣと、を備える。
【００２１】
フィルタコンデンサＣは各フィルタリアクトルＬの他端にそれぞれ一端が接続された直列コンデンサＣｓと、各インバータユニット単位毎に２つの直列コンデンサＣｓの他端間に介挿された並列コンデンサＣｐと、を有する。
【００２２】
フィルタリアクトルＬと直列コンデンサＣｓの共振周波数がこの共振型インバータの共振周波数となる。共振周波数とインバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６のキャリア周波数は同じである。なお、回路方式によっては、インバータユニットのキャリア周波数が共振周波数の１／Ｎであることもある。
【００２３】
この各並列コンデンサＣｐに対し、出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６がそれぞれ並列接続される。
【００２４】
この出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６の２次巻線は直列接続される。すなわち、出力変圧器Ｔｏ１における２次巻線の一端を負荷３に接続し、出力変圧器Ｔｏ１における２次巻線の他端を出力変圧器Ｔｏ２における２次巻線の一端と接続する。同様に、出力変圧器Ｔｏ２における２次巻線の他端と出力変圧器Ｔｏ３における２次巻線の一端を接続し、出力変圧器Ｔｏ３における２次巻線の他端と出力変圧器Ｔｏ４における２次巻線の一端を接続し、出力変圧器Ｔｏ４における２次巻線の他端と出力変圧器Ｔｏ５における２次巻線の一端を接続し、出力変圧器Ｔｏ５における２次巻線の他端と出力変圧器Ｔｏ６における２次巻線の一端を接続し、出力変圧器Ｔｏ６における２次巻線の他端を負荷３に接続する。
【００２５】
以上示したように、本実施形態における共振型インバータ装置は、各インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６の出力側に出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６をそれぞれ設け、その出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６の２次巻線を直列接続することにより、各出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６間に横流電流が生じなくなる。そのため、横流電流防止用のリアクトルや、出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６毎に異なるインピーダンスを持たせる必要がなくなる。
【００２６】
すなわち、各インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６を同じ定数の部品にするだけでなく、導体形状や出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６も全て同一のインピーダンス値，コンデンサ容量値のものを適用できる。その結果、各インバータユニットＩＮＶ１〜ＩＮＶ６から出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６間において電気的な特性がほぼ同じフィルタとなり、余計な高調波の流入が抑制される。
【００２７】
また、横流電流を抑制するために、各インバータユニット毎に、導体形状、部品、出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６を変更する必要がないため、同じ導体形状、同じ定数の部品、同じ出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６で装置を製作することができる。
【００２８】
さらに、出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６の１次巻線側に、出力変圧器Ｔｏ１〜Ｔｏ６に対し並列にフィルタコンデンサＣを設けることにより、高調波成分を抑制することが可能となる。
【００２９】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【符号の説明】
【００３０】
１…交流電源
２…交流−直流変換回路
３…負荷
４…共振回路
Ｔｉ…入力変圧器
Ｃ１〜Ｃ４…コンデンサ
Ｃ…フィルタコンデンサ
ＩＮＶ１〜ＩＮＶ６…インバータユニット
Ｌ…フィルタリアクトル
Ｃｓ…直列コンデンサ
Ｃｐ…並列コンデンサ
Ｔｏ１〜Ｔｏ６…出力変圧器
【図１】
2016105665.tif 000003
【図２】
2016105665.tif 000004
【図３】
2016105665.tif 000005