2. 誘導性負荷における動作モード 21.DC-AC インバータ（ 5 ）

21. DC-ACインバータ（5）

21. DC-AC Inverter ( 5 )

講義内容 1. 三相インバータ

2. 誘導性負荷における動作モード

3. 瞬時空間ベクトル

三相インバータ回路（三相誘導性負荷を接続）

v

v

v

v

o

u

v n

w v

v

v

v

v

v

i

i

i

三相誘導性負荷

（

結線 ）

v

v

2 V

2 V

i

v

三相インバータ回路（抵抗負荷を接続，Y結線展開）

v_uo

，

，

：インバータの相電圧

，

，

：線間電圧

，

，

：負荷の相電圧

，

，

：線電流

：中性点電圧（

と

の間の電圧）

v_gsH1

v_gsL1

v_gsH2

v_gsL2 o

u

w n

w v_uo

v_vo

v_wo

v_wu

v_vw v_uv

v_gsH3

v_gsL3 2

V

2 V

i_d

v i_u

i_v i_w

R

R R

v_un

v_vn v_wn

v_no v

三相インバータ回路のゲート信号モード

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ① ② ③ T

：交流波形周期

ゲート信号 モード

v_gsH1 v_gsL1 v_gsH2 v_gsL2 v_gsH3 v_gsL3

0 60 120 180 240 300 360( 0 )

反転

+120deg

+120deg

+120deg

位相差 基準

実際にはリアクトル（インダクタ）の 充放電 によってモードはさらに増える

※デッドタイムを考慮するとさらに増大

反転 反転

ここを基準にする場合もある（ 瞬時空間ベクトル の基点）

インバータの相電圧と線間電圧（抵抗負荷）

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ① ② ③ T

：交流波形周期

ゲート信号 モード

v_uo

t

v_vo v_wo

v_vw v_wu

V 2 +

V 2

−

v_uv

+V

−V

w n

v_wu

v_vw v_uv

v

R

R R

v_un

v_vn v_wn i_u

i_v i_w

u

負荷と電源の関係

o

Z Z

Z

n

2 V

2 V

I

(a)

上アームが２つオンの場合

o

2 Z V

2 V

I

(b)

上アームが１つだけオンの場合

Z Z

n Z

V Z Z

I V = 

+

= 3

2 2

6 3

2 2

no(a) 2

V V

I V V Z

V = − +  = − + =

6 3

2 2

no(b) 2

V V

I V Z

V = −V +  = − + = −

中性点 の電位が

異なる！

no(a)

V

no(b)

V

中性点電圧の変動とその影響（抵抗負荷）

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ① ② ③ T

：交流波形周期

ゲート信号 モード

v_gsh1 v_gsl1 v_gsh2 v_gsl2 v_gsh3 v_gsl3

v_no

t

t

6 + V

6

− V

電源周波数の

倍 の 周波数で電位が変動する 一般的に、中性点接地は行わずに

非接地（ フローティング ）で行う

※Δ

結線ではこのような変動は生じない

※正弦波の三相交流では生じない

インバータで駆動するモータの中性点を 接地すると中性点の 電位変動 による

電流が接地に流れ込んでしまう

インバータの相電圧と負荷の相電圧（抵抗負荷）

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ① ② ③ T

：交流波形周期

ゲート信号 モード

v_uo v_vo v_wo v_no v_un v_vn v_wn

V 2 +

V 2

− V 6 +

V 6

−

3 6

2 6

3 6

2

V V

V V

V

V − = − = = 3 2 6

4 6

3 6

2

V V

V V

V

V + = + = =

インバータ の相電圧と 負荷 の相電圧は

波形 が異なる！

t

負荷の相電圧と相電流（抵抗負荷）

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ① ② ③ T

：交流波形周期

ゲート信号 モード

v_un v_vn v_wn

i_v i_w

i_u

R V + 3

R V 3 + 2

t

3 +V

3 2V +

抵抗負荷なので

相電圧 と 相電流 の間に

位相の 遅れ が生じない

負荷の相電圧と相電流（誘導性負荷）

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ① ② ③ T

：交流波形周期

ゲート信号 モード

i_u

t

誘導性負荷なので，

電圧 の変化に対して 電流 が 一次遅れ 系の特性で変動する

i_w

① ②

③ ④

⑤ ⑥

⑦ ⑧

⑨ ⑩

⑪ ⑫

動作（通電）

モード

Mode.1: v

, v

, v

= ON （ゲート：①）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = + V

vo

2

v = − V

uo

2

v = + V

u v

w o

−w

−u

−v

直流中点からの電圧

Mode.2: v

, v

, v

= ON （ゲート：①）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = + V

vo

2

v = − V

uo

2

v = + V

v

w o

−w

−v

−u u

直流中点からの電圧

Mode.3: v

, v

, v

= ON （ゲート：②）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = − V

vo

2

v = − V

uo

2

v = + V

u v

w o

−w

−v

−u

直流中点からの電圧

Mode.4: v

, v

, v

= ON （ゲート：②）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = − V

vo

2

v = − V

uo

2

v = + V

u v

w o

−w

−v

−u

直流中点からの電圧

Mode.5: v

, v

, v

= ON （ゲート：③）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = − V

vo

2

v = + V

uo

2

v = + V

v

w

o

−w

−v

−u u

直流中点からの電圧

Mode.6: v

, v

, v

= ON （ゲート：③）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = − V

vo

2

v = + V

uo

2

v = + V

v

w

o

−w

−v

−u u

直流中点からの電圧

Mode.7: v

, v

, v

= ON （ゲート：④）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = − V

vo

2

v = + V

uo

2

v = − V

v

w

o

−v

−w

−u u

直流中点からの電圧

Mode.8: v

, v

, v

= ON （ゲート：④）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = − V

vo

2

v = + V

uo

2

v = − V

v

w −v

−w

−u o u

直流中点からの電圧

Mode.9: v

, v

, v

= ON （ゲート：⑤）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = + V

vo

2

v = + V

uo

2

v = − V

w

−u

−v v −w

o u

直流中点からの電圧

Mode.10: v

, v

, v

= ON （ゲート：⑤）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = + V

vo

2

v = + V

uo

2

v = − V

w

−u

−v v −w

o u

直流中点からの電圧

Mode.11: v

, v

, v

= ON （ゲート：⑥）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = + V

vo

2

v = − V

uo

2

v = − V

w −v

v −w

−u o u

直流中点からの電圧

Mode.12: v

, v

, v

= ON （ゲート：⑥）

o

2 V

2 V

u

v w

n

wo

2

v = + V

vo

2

v = − V

uo

2

v = − V

w −v

v −w

−u o u

直流中点からの電圧