インバータ回路まとめ

本記事では、「直流-交流変換回路」として用いられるインバータ回路の概要と、各種回路についてまとめる。





インバータの概要

インバータの概要

直流を交流に変換することを、整流動作(順変換)に対応して逆変換といい、逆変換を行う回路をインバータ(Inverter)という。

インバータは、半導体素子のスイッチング動作によって直流の極性をタイミングで切り換えることで、正負両方の値をもつ交流に変換する仕組みとなる。

直流から交流に変換するインバータは、交流から直流に変換する整流回路(順変換回路)とは対の存在となる。

整流回路はコンバータ(Converter)ともいうが、整流回路とインバータを併せてそう呼ぶ場合もある。

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インバータの分類

インバータは次のような分類項目により大別される。

  1. 出力の相数(単相・三相)
  2. 出力の種類(電圧形・電流形)
  3. 転流に必要な無効電力の供給方式(自励式・他励式)
  4. 周波数の決定方式(自制式・他制式)
  5. コンデンサの位置(直列形・並列形)
  6. 出力波形(方形波形・正弦波形)
  7. レベル数(2レベル・3レベル・$N$レベル)

 

このうち、特に大きな分類項目である「出力の種類」「転流に必要な無効電力の供給方式」について述べる。

出力の種類

直流電圧から方形波状の交流電圧を得る電圧形、直流電流から方形波状の交流電流を得る電流形がある。

電圧形には平滑コンデンサが並列に接続され、電圧波形を平滑にする役割があり、電源回路は低インピーダンスになる。

一方、電流形には直流リアクトルが直列に接続され、こちらは電流波形を平滑化する役割があり、電源回路は高インピーダンスになる。

 

転流に必要な無効電力の供給方式

インバータ内の構成素子自身が転流能力を持つ自励式と、転流に必要な電源をインバータの外部から得る他励式がある。

 

 

各種インバータ回路

ここでは、本サイトで解説した各種インバータ回路の回路図を示す。

詳しい解説についてはリンク先の個別の記事で参照のこと。

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参考文献