電圧ソースインバータと電流ソースインバータの違い

Edwiin

フィールド: 電源スイッチ

China

電圧ソースインバータ（VSI）と電流ソースインバータ（CSI）は、それぞれ異なる種類のインバータを表し、両方とも直流（DC）を交流（AC）に変換するための設計となっています。共通の目的を持ちつつも、これらは顕著な操作上の違いがあり、異なるアプリケーション要件に対応しています。

パワーエレクトロニクスは、さまざまな電力変換装置—特定の負荷に適した別の形式の電気エネルギーへと変換するデバイスまたは電子回路—の研究と実装を中心に展開されています。これらの変換器は、AC-AC、AC-DC、DC-AC、およびDC-DCなど複数のタイプに分類され、それぞれ異なるエネルギー変換の必要性に合わせて調整されています。

インバータは、直流（DC）を交流（AC）に変換するための特別な電力変換器です。入力のDCは一定の固定電圧を特徴とし、出力のACはその振幅と周波数が特定の要件に合わせて調整することができます。この多様性により、インバータはバッテリーからのバックアップ電力生成、高電圧直流（HVDC）送電の促進、および出力周波数を制御してモータ速度を調整する可変周波数ドライブ（VFDs）の有効化において不可欠となります。

インバータは単に電気エネルギーを一つの形式から別の形式へと変換するだけであり、独立して電力を生成することはしません。通常、この変換にはMOSFETやIGBTなどのトランジスタが使用されます。

インバータには主に二つのタイプがあります：電圧ソースインバータ（VSIs）と電流ソースインバータ（CSIs）、それぞれが独自の利点と制限を持っています。

電圧ソースインバータ (VSI)

VSIは、入力のDC電圧が負荷の変動に関わらず一定であるように設計されています。負荷に対する応答として入力電流が変動しますが、DC源はほとんど内部インピーダンスを持たないという特性があります。この特性により、VSIsは純粋な抵抗負荷または軽い誘導負荷、照明システム、ACモータ、ヒーターなどに適しています。

大きなコンデンサが入力のDC源と並列に接続されており、一定の電圧を維持し、負荷の変化による入力DC電流の調整でも電圧の変動を最小限に抑えます。VSIsは通常、フィードバックダイオード（フリーホイールダイオード）と共にMOSFETまたはIGBTを使用しており、これは誘導回路におけるリアクティブパワーの流れを管理するために重要です。

電流ソースインバータ (CSI)

CSIでは、入力のDC電流が一定（DCリンク電流と呼ばれます）であり、電圧は負荷の変動に応じて変動します。DC源は高い内部インピーダンスを持つため、CSIは誘導モータのような高誘導負荷に理想的です。VSIsと比較して、CSIsは過負荷やショートサーキットに対する耐性が高く、堅牢な産業セットアップでの重要な操作上の利点を提供します。