電流形、電圧形インバータについて

質問

こんにちは、

１． 下記HP図2、３の電圧 電流形インバータ 主回路'の説明は簡単で解りやすいですが、「直流電流を順次切替えて」と表現されておりますが、この意味は、インバータ部で、半導体SWをON/OFFするということでしょか？
２． 下記HP図2の電流形インバータは、サイリスタが使用されておりますが、現在でもサイリスタが使用されているのでしょうか？
３． 電流形インバータは、図２の回路で、そのまま回生エネルギーを電源側に戻すことが可能。電圧形インバータは、図３の回路（ダイオード）でそのまま回生エネルギーを電源側に戻すことは不可能。回生用コンバータ（PWMコンバータ）を使用すれば、回生エネルギーを電源に戻すことが可能。でよろしでしょうか？

http://motor-inverter.meidensha.co.jp/technology/information/pdf/HG-001_-0911.pdf#search='電圧 電流形インバータ 主回路'

４．インバータで、高周波化することは、波形の改善になるのでしょうか？

回答No.2

foobar · ベストアンサー

＃１です。
同じスイッチング速度の素子、同じ浮遊容量などの条件のもとでキャリア周波数をあげれば、スイッチング損失はキャリア周波数に比例して増加します。

スイッチング素子自体のスイッチング性能が上がっていることと、素子の耐圧の向上、実装方法の変化（浮遊容量の低減、漏れインダクタンスの低減とそれによるスナバ容量の低減）から、インバータが使われ始めた頃からすると同じスイッチング周波数でのスイッチング損失はかなり小さくなっていると思います。

PWMを使わない電力回生としては、例えばサイリスタを使った電流型変換器が上げられるかと思います。サイリスタ変換器で制御角を９０度以上にすると、直流電力を交流系統に戻す回生動作になります。
また、１２０度通電電圧型インバータでも交流リアクトルを介して交流系統に接続し、進み位相で運転すれば、電力は交流系統に向かって流れるようになります。（２個の交流電圧源をリアクトルで接続した回路では、交流電力の移動は、基本波成分の位相差で決まります。）

補足

お返事有難うございます。

＞PWMを使わない電力回生としては、例えばサイリスタを使った電流型変換器が上げられるかと思います。サイリスタ変換器で制御角を９０度以上にすると、直流電力を交流系統に戻す回生動作になります。
解りました。
＞また、１２０度通電電圧型インバータでも交流リアクトルを介して交流系統に接続し、進み位相で運転すれば、電力は交流系統に向かって流れるようになります。（２個の交流電圧源をリアクトルで接続した回路では、交流電力の移動は、基本波成分の位相差で決まります。）

＞同じスイッチング速度の素子、同じ浮遊容量などの条件のもとでキャリア周波数をあげれば、スイッチング損失はキャリア周波数に比例して増加します。
解りました。

＞スイッチング素子自体のスイッチング性能が上がっていることと、素子の耐圧の向上、実装方法の変化（浮遊容量の低減、漏れインダクタンスの低減とそれによるスナバ容量の低減）から、インバータが使われ始めた頃からすると同じスイッチング周波数でのスイッチング損失はかなり小さくなっていると思います。

解りました。
ところで、インバータ回路には、
(1) 還流（フリーホイール）ダイオード
(2) サージ電圧吸収回路（スナバ）用の高速スイッチング用の高周波ダイオードモジュール
とがありますが、
のダイオードが使用されますが、下記HPの図３，４の半導体SWの隣のダイオードは還流（フリーホイール）ダイオードなのですよね？

http://motor-inverter.meidensha.co.jp/technology/information/pdf/HG-001_-0911.pdf#search='

回答No.1

foobar

1.インバータ部の半導体スイッチをON/OFFする、で良いかと思います。
2.電流型だと逆阻止型の阻止が必要なのでサイリスタが使われることも多いかと思います。IGBTなどを使うときには、直列に逆阻止用のダイオードが必要です。（最近、逆阻止型のIGBTが市販され始めた、という話も聞こえてきていますが。）
3.図２の回路は整流器側もインバータ動作ができるサイリスタ変換器が使われているので、回生動作がそのまま可能、図３では整流器にインバータ動作ができないダイオード整流器が使われているのでそのままでは回生が不可能、ここを回生動作可能な電圧型の変換器に置き換えれば回生運転可能になります。なお、PWM制御を行わない変換器でも回生は可能です。
4.キャリア周波数を高くすることで、キャリア周波数成分の電圧や電流脈動の抑制が容易になり（小さいLCフィルタでOK）、波形改善（高調波の低減）が容易になります。 同程度のフィルタを使用している場合には、キャリア周波数成分の電圧や電流脈動が小さくなり、波形改善につながります。（ただし、デッドタイムも同時に小さくする必要はありますが。）

補足

お返事有難うございます。

高周波化されると、スイッチング損失はどうなるのでしょうか？
初期のインバータは矩形波形を１２０度の位相差で発生させていましたが、この波形には多くの高周波が含まれてました。そこで、高周波化が行われましたが、初期のインバータと比較して、スイッチング損失は増えるのでしょうか？多分ONOFFの回数が増えれば、比例して増加するとは思うのですが、念のため、教えて下さい。導通損失も増えるのでしょうね。

＞なお、PWM制御を行わない変換器でも回生は可能です。
すいません。具体的に、PWM以外に、どのようなコンバータがあるでしょうか？