JP2003230281A - Inverter control method and power saving apparatus using the same - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter control method which is used for the motor control or a power converter and by which a voltage with a phase same as or opposite to a phase of an AC power supply is outputted and the AC power supply is stepped up or stepped down by combining the inverter with a transformer. <P>SOLUTION: Three arms, i.e., first - third arms, comprising respectively diodes 2 which are connected in reverse-parallel with switching devices 3 and connected vertically in series with each other, are connected in parallel with each other. Capacitors 9 are connected between both the ends of the respective arms and reactors 7 are connected between an AC power supply and the junction of the diodes 2 of the first arm and between a load and the junction of the diodes 2 of the third arm. The first - third arms are made to operate with independent modulation factors as an exclusive full-bridge converter arm 4, a converter/inverter common arm 5, and an exclusive inverter arm 6 respectively. With such a constitution, an inverter voltage with a same phase and an opposite phase can be outputted and an operation effect which can extend an inverter output voltage range can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ用をはじめ
とするインバータの制御方法と、交流電源の過剰な電圧
を下げ、消費電力を小さくする機能を有する、家庭用あ
るいは業務用の節電装置におけるインバータの制御方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling an inverter such as a motor and a power saving device for home or business use, which has a function of lowering excessive voltage of an AC power source and reducing power consumption. The present invention relates to an inverter control method.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、環境破壊や地球温暖化を防止する
という観点から電力の有効利用および省エネルギー化が
可能でかつ、供給される電圧の安定化を図り、端末器の
保護が可能で、更に低コストな回路構成を実現できるイ
ンバータ制御方法が求められている。2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of preventing environmental destruction and global warming, it is possible to effectively use electric power and save energy, and to stabilize the supplied voltage to protect terminals. There is a demand for an inverter control method that can realize a low-cost circuit configuration.

【０００３】従来のこの種のインバータ制御方法につい
て、図１０〜図１２を参照しながら説明する。A conventional inverter control method of this type will be described with reference to FIGS.

【０００４】図１０に示すものは、特開平１０−４２５
５９号公報に記載された昇降圧形電力調整装置で、ダイ
オード１０１ａと１０１ｂ、１０１ｃと１０１ｄ、１０
１ｅと１０１ｆからなる第１から第３の直列回路を並列
接続して構成される３相ブリッジ回路のダイオード１０
１ａ〜１０１ｆにはそれぞれスイッチング素子２０１ａ
〜２０１ｆを逆並列に接続し、第１直列回路の接続点か
らリアクトル３０１ａを介して、交流電源４０１の一方
の端子を、第３直列回路の接続点からリアクトル３０１
ｂを介して、負荷５０１の一方の端子を、第２直列回路
の接続点には交流電源４０１、負荷５０１の各他方の端
子をそれぞれ接続し、さらに、３相ブリッジ回路の＋
極、−極間にはコンデンサ６０１ｃを、また、交流電源
４０１、負荷５０１と並列にそれぞれコンデンサ６０１
ａ、６０１ｂを接続して構成される。この様な構成にお
いて図１１及び図１２のタイミングチャートにあるよう
な制御方法で、交流電源に対して同位相かつ電圧振幅の
任意出力、すなわち昇圧動作、降圧動作を実現してい
る。The one shown in FIG. 10 is disclosed in JP-A-10-425.
In the buck-boost power adjusting device described in Japanese Patent No. 59, the diodes 101a and 101b, 101c and 101d, 10
Diode 10 of a three-phase bridge circuit configured by connecting in parallel first to third series circuits 1e and 101f
1a to 101f respectively include switching elements 201a.
To 201f are connected in anti-parallel, and one terminal of the AC power supply 401 is connected from the connection point of the first series circuit via the reactor 301a to the reactor 301 from the connection point of the third series circuit.
One terminal of the load 501 and the other terminal of the AC power supply 401 and the load 501 are connected to the connection point of the second series circuit via b, respectively, and the + of the three-phase bridge circuit is connected.
A capacitor 601c is provided between the poles and the − pole, and is also connected in parallel with the AC power supply 401 and the load 501.
a and 601b are connected. In such a configuration, a control method as shown in the timing charts of FIGS. 11 and 12 realizes an arbitrary output having the same phase and voltage amplitude with respect to the AC power supply, that is, a step-up operation and a step-down operation.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のイン
バータ制御方法では、交流電源に対して同位相の出力電
圧しか得られないという課題がある。The conventional inverter control method as described above has a problem in that only output voltages in phase with the AC power supply can be obtained.

【０００６】また、入力電流の歪みが大きいので、フィ
ルタ用のリアクトルが大きく、装置の大型化及び重量が
増加するという課題がある。Further, since the distortion of the input current is large, there is a problem that the reactor for the filter is large and the size and weight of the device are increased.

【０００７】さらに、交流電源のゼロクロス付近でスイ
ッチング素子のデューティ変化が大きい為、制御上ゼロ
クロス検出は高精度検出を要求され、コストが高くなる
という課題がある。Further, since the duty change of the switching element is large in the vicinity of the zero cross of the AC power source, the zero cross detection requires high precision detection for control, and there is a problem that the cost becomes high.

【０００８】また、変圧器と組み合わせた際、すなわち
インバータ制御方法を節電装置に応用した際には、交流
電源を昇圧のみか降圧のみの制御しかできず、負荷側に
対して安定した電源供給ができないという課題がある。Further, when combined with a transformer, that is, when the inverter control method is applied to a power saving device, the AC power supply can be controlled only by step-up or step-down, and stable power supply to the load side can be achieved. There is a problem that you cannot do it.

【０００９】本発明は上記課題を解決するもので、合計
３本のアームすなわち６個のスイッチング素子にて、電
力損失が少なく、安価に、かつ交流電源に対して双方向
インバータからの電圧出力を同相及び逆相の出力可能な
インバータ制御方法を提供することを第１の目的とす
る。The present invention solves the above-mentioned problems by using a total of three arms, that is, six switching elements, to reduce the power loss, to produce the voltage output from the bidirectional inverter to the AC power source at low cost. A first object is to provide an inverter control method capable of in-phase and anti-phase output.

【００１０】第２の目的は、スイッチング素子のデュー
ティ変化を滑らかにし、入力電流の歪みを抑え、フィル
タ用のリアクトルの小型、軽量化を可能にすることがで
きるインバータ制御方法を提供することにある。A second object is to provide an inverter control method capable of smoothing the duty change of the switching element, suppressing the distortion of the input current, and reducing the size and weight of the reactor for the filter. .

【００１１】第３の目的は、スイッチング素子のデュー
ティ変化を滑らかにし、入力電流の歪みを抑え、高精度
のゼロクロス検出を必要とせず、低コストのインバータ
制御方法を提供することにある。A third object of the present invention is to provide a low-cost inverter control method that smoothes duty changes of switching elements, suppresses distortion of input current, does not require highly accurate zero-cross detection.

【００１２】第４の目的は、交流電源に対し正相、逆相
のインバータ電圧出力が可能なインバータ制御方法を用
い、交流電源の電圧低下が発生した際には昇圧し、電圧
上昇が発生した際には降圧する機能を付随した節電装置
を提供することにある。A fourth object is to use an inverter control method capable of outputting a positive-phase and negative-phase inverter voltage with respect to an AC power supply. When a voltage drop of the AC power supply occurs, the voltage is boosted and the voltage rises. In this case, it is to provide a power saving device with a function of reducing the voltage.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明のインバータ制御
方法は上記目的を達成するために、スイッチング素子と
逆並列したダイオードを上下に直列接続した第一アー
ム、第二アーム、第三アームと、前記第一アーム、第二
アーム、第三アーム、コンデンサを相互に並列に接続
し、交流電源と第一アームのダイオードの直列接続点と
の間、及び負荷と第三アームのダイオードの直列接続点
との間にそれぞれ配したリアクトルを有する双方向イン
バータを構成し、前記第一アーム、第二アーム、第三ア
ームはそれぞれフルブリッジコンバータ専用アーム、コ
ンバータ／インバータ共通アーム、インバータ専用アー
ムとして、それぞれが個別の変調率で動作する構成とし
たものである。In order to achieve the above-mentioned object, an inverter control method of the present invention comprises a first arm, a second arm, and a third arm in which a diode in antiparallel with a switching element is vertically connected in series. The first arm, the second arm, the third arm, and the capacitor are connected in parallel with each other, and between the AC power supply and the series connection point of the diode of the first arm, and the series connection point of the load and the diode of the third arm. A two-way inverter having a reactor disposed between the first arm, the second arm, and the third arm as a full-bridge converter dedicated arm, a converter / inverter common arm, and an inverter dedicated arm, respectively. It is configured to operate at individual modulation rates.

【００１４】本発明によれば、３つのアームのそれぞれ
を個別の変調率で動作させることで、電力損失が少な
く、安価に、かつ交流電源に対して双方向インバータか
らの電圧出力を同位相、逆位相のインバータ電圧出力を
可能とし、スイッチング素子のデューティ変化を滑らか
にすることで、入力電流の歪みを抑え、フィルタ用のリ
アクトルの小型、軽量化と、入力電流の歪みを抑え、高
精度のゼロクロス検出を必要とせず、低コストを可能と
することができる。According to the present invention, by operating each of the three arms at individual modulation rates, the power loss is small, the cost is low, and the voltage output from the bidirectional inverter is in phase with the AC power supply. By enabling the inverter voltage output of the opposite phase and smoothing the duty change of the switching element, the distortion of the input current can be suppressed, the reactor for filter can be made smaller and lighter, and the distortion of the input current can be suppressed to achieve high accuracy. It is possible to achieve low cost without requiring zero-cross detection.

【００１５】また、フルブリッジコンバータ専用アーム
の上アームとコンバータ／インバータ共通アームの下ア
ーム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アー
ムとコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同
一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御
している状態において、双方向インバータの出力電圧目
標値がインバータ出力電圧限界を超えた場合に同一変調
率あるいは互いに符号を反転させた変調率から個別の変
調率に変更する構成としたものである。The upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm, and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or their signs are mutually inverted. When the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit in the state where the modulation rate is controlled, the same modulation rate or the modulation rate in which the sign is inverted is changed to the individual modulation rate. It is configured.

【００１６】本発明によれば、３つのアームのそれぞれ
を個別の変調率で動作させることで、電力損失が少な
く、安価に、かつ交流電源に対して双方向インバータか
らの広範囲の電圧出力を同位相、逆位相のインバータ電
圧出力を可能とし、スイッチング素子のデューティ変化
を滑らかにすることで、入力電流の歪みを抑え、フィル
タ用のリアクトルの小型、軽量化と、入力電流の歪みを
抑え、高精度のゼロクロス検出を必要とせず、低コスト
を可能とすることができる。According to the present invention, by operating each of the three arms at individual modulation factors, the power loss is small, the cost is low, and the wide range voltage output from the bidirectional inverter is supplied to the AC power source. Inverter voltage output of phase and anti-phase is enabled, and the duty change of the switching element is smoothed to suppress the distortion of the input current, reducing the size and weight of the filter reactor and suppressing the distortion of the input current. It is possible to realize low cost without requiring zero-cross detection with accuracy.

【００１７】さらに、フルブリッジコンバータ専用アー
ムの上アームとコンバータ／インバータ共通アームの下
アーム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下ア
ームとコンバータ／インバータ共通アームの上アームが
同一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制
御している状態において、双方向インバータの交流電源
と同相の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超
えた場合に、フルブリッジコンバータ専用アームの上ア
ームとコンバータ／インバータ共通アームの下アーム
は、同一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率
から個別の変調率に変更する構成としたものである。Further, the upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm, and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or their signs are inverted. When the output voltage target value of the same phase as the AC power supply of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit while controlling with the modulation factor, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / inverter common arm The lower arm is configured to change from the same modulation rate or the modulation rate whose sign is inverted to the individual modulation rate.

【００１８】本発明によれば、インバータの出力電圧目
標値がインバータ出力電圧限界を超えた際に３つのアー
ムのそれぞれを個別の変調率で動作させることで、同位
相、逆位相のインバータ電圧出力を可能とし、インバー
タ出力電圧範囲を拡大することが可能とすることができ
る。According to the present invention, when the output voltage target value of the inverter exceeds the inverter output voltage limit, each of the three arms is operated at an individual modulation rate, so that the inverter voltage outputs of the same phase and the opposite phase are output. Therefore, the inverter output voltage range can be expanded.

【００１９】また、フルブリッジコンバータ専用アーム
の上アームとコンバータ／インバータ共通アームの下ア
ーム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アー
ムとコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同
一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御
している状態において、双方向インバータの交流電源と
逆相の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超え
た場合に、フルブリッジコンバータ専用アームの上アー
ムとコンバータ／インバータ共通アームの下アームは、
同一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率から
個別の変調率に変更する構成としたものである。Further, the upper arm for the exclusive arm for the full bridge converter and the lower arm for the common arm for the converter / inverter, and the lower arm for the exclusive arm for the full bridge converter and the upper arm for the common arm for the converter / inverter have the same modulation factor or their signs are mutually inverted. When the output voltage target value of the AC power supply of the bidirectional inverter and the opposite phase exceeds the inverter output voltage limit in the state of controlling with the modulation factor, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / inverter are common. The lower arm of the arm is
The configuration is such that the same modulation rate or the modulation rates whose signs are inverted from each other are changed to individual modulation rates.

【００２０】本発明によれば、インバータの出力電圧目
標値がインバータ出力電圧限界を超えた際に３つのアー
ムのそれぞれを個別の変調率で動作させることで、同位
相、逆位相のインバータ電圧出力を可能とし、インバー
タ出力電圧範囲を拡大することが可能とすることができ
る。According to the present invention, when the output voltage target value of the inverter exceeds the inverter output voltage limit, each of the three arms is operated at an individual modulation rate, so that the inverter voltage outputs of the same phase and the opposite phase are output. Therefore, the inverter output voltage range can be expanded.

【００２１】さらに、節電装置において、交流電源と負
荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記
直列変圧器の２次巻線に接続された双方向インバータを
備え、前記双方向インバータにより前記負荷に印加する
電圧を制御する節電装置において、前記双方向インバー
タは、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下
に直列接続した第一アーム、第二アーム、第三アーム
と、前記第一アーム、第二アーム、第三アーム、コンデ
ンサを相互に並列に接続し、交流電源と第一アームのダ
イオードの直列接続点との間、及び負荷と第三アームの
ダイオードの直列接続点との間にそれぞれ配したリアク
トルを有する双方向インバータを構成し、前記第一アー
ム、第二アーム、第三アームはそれぞれフルブリッジコ
ンバータ専用アーム、コンバータ／インバータ共通アー
ム、インバータ専用アームとして、それぞれが個別の変
調率で動作する構成としたものである。Further, in the power saving device, a series transformer having a primary winding arranged between an AC power source and a load, and a bidirectional inverter having an output side connected to a secondary winding of the series transformer are provided. In a power saving device that controls a voltage applied to the load by a bidirectional inverter, the bidirectional inverter includes a first arm, a second arm, and a third arm in which a diode antiparallel to a switching element is vertically connected in series, and The first arm, the second arm, the third arm, and the capacitor are connected in parallel with each other, between the AC power supply and the series connection point of the diode of the first arm, and between the load and the series connection point of the diode of the third arm. A two-way inverter having a reactor disposed between the two arms, and the first arm, the second arm, and the third arm are dedicated arms for the full-bridge converter. Converter / inverter common arm, as an inverter dedicated arms, in which each is configured to operate in a separate modulation factor.

【００２２】本発明によれば、３つのアームのそれぞれ
を個別の変調率で動作させることで、電力損失が少な
く、安価に、かつ交流電源に対して双方向インバータか
らの電圧出力を同位相、逆位相のインバータ電圧出力を
可能とし、スイッチング素子のデューティ変化を滑らか
にすることで、入力電流の歪みを抑え、フィルタ用のリ
アクトルの小型、軽量化と、入力電流の歪みを抑え、高
精度のゼロクロス検出を必要とせず、低コストを可能と
するインバータ制御方法を用いたことで、交流電源の電
圧低下が発生した際には昇圧し、電圧上昇が発生した際
には降圧する機能を付随した節電装置を提供することに
ある。According to the present invention, by operating each of the three arms at individual modulation factors, there is little power loss, the cost is low, and the voltage output from the bidirectional inverter is in phase with the AC power supply. By enabling the inverter voltage output of the opposite phase and smoothing the duty change of the switching element, the distortion of the input current can be suppressed, the reactor for filter can be made smaller and lighter, and the distortion of the input current can be suppressed to achieve high accuracy. By using an inverter control method that does not require zero-cross detection and enables low cost, it has a function of boosting when a voltage drop of the AC power supply occurs and dropping it when a voltage rise occurs. To provide a power saving device.

【００２３】また、節電装置において、フルブリッジコ
ンバータ専用アームの上アームとコンバータ／インバー
タ共通アームの下アーム、及びフルブリッジコンバータ
専用アームの下アームとコンバータ／インバータ共通ア
ームの上アームが同一変調率あるいは互いに符号を反転
させた変調率で制御している状態において、双方向イン
バータの出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超
えた場合に同一変調率あるいは互いに符号を反転させた
変調率から個別の変調率に変更する構成としたものであ
る。Further, in the power saving device, the upper arm dedicated to the full-bridge converter and the lower arm common to the converter / inverter, and the lower arm dedicated to the full-bridge converter and the upper arm common to the converter / inverter have the same modulation factor or When the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit while controlling with the modulation rate with the sign inverted from each other, the same modulation rate or the modulation rate with the sign inverted to the individual modulation rate is applied. It is configured to change to a rate.

【００２４】本発明によれば、節電装置において、双方
向インバータの出力電圧目標値が双方向インバータ出力
電圧限界を超えた際に３つのアームのそれぞれを個別の
変調率で動作させることで、同位相、逆位相の双方向イ
ンバータからの出力電圧を可能とし、インバータ出力電
圧範囲を拡大する、すなわち節電装置の昇降電圧範囲を
拡大することができる。According to the present invention, in the power-saving device, when the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the bidirectional inverter output voltage limit, each of the three arms is operated at an individual modulation rate. It is possible to expand the inverter output voltage range, that is, increase the step-down voltage range of the power saving device, by allowing the output voltage from the bidirectional inverter of the phase and the opposite phase.

【００２５】さらに、節電装置において、フルブリッジ
コンバータ専用アームの上アームとコンバータ／インバ
ータ共通アームの下アーム、及びフルブリッジコンバー
タ専用アームの下アームとコンバータ／インバータ共通
アームの上アームが同一変調率あるいは互いに符号を反
転させた変調率で制御している状態において、双方向イ
ンバータの交流電源と同相の出力電圧目標値がインバー
タ出力電圧限界を超えた場合に、フルブリッジコンバー
タ専用アームの上アームとコンバータ／インバータ共通
アームの下アームは、同一変調率あるいは互いに符号を
反転させた変調率から個別の変調率に変更する構成とし
たものである。Further, in the power saving device, the upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or When the output voltage target value of the same phase as the AC power supply of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit under the control of the modulation rate with the sign reversed, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter The lower arm of the / inverter common arm is configured to change from the same modulation rate or the modulation rate in which the signs are inverted to each other.

【００２６】本発明によれば、節電装置において双方向
インバータの出力電圧目標値が双方向インバータ出力電
圧限界を超えた際に３つのアームのそれぞれを個別の変
調率で動作させることで、同位相、逆位相の双方向イン
バータからの出力電圧を可能とし、インバータ出力電圧
範囲を拡大する、すなわち節電装置の昇降電圧範囲を拡
大することができる。According to the present invention, in the power saving device, when the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the bidirectional inverter output voltage limit, each of the three arms is operated at an individual modulation rate, so that the same phase is achieved. The output voltage from the bidirectional inverter having the opposite phase is enabled, and the inverter output voltage range can be expanded, that is, the step-down voltage range of the power saving device can be expanded.

【００２７】また、節電装置において、フルブリッジコ
ンバータ専用アームの上アームとコンバータ／インバー
タ共通アームの下アーム、及びフルブリッジコンバータ
専用アームの下アームとコンバータ／インバータ共通ア
ームの上アームが同一変調率あるいは互いに符号を反転
させた変調率で制御している状態において、双方向イン
バータの交流電源と逆相の出力電圧目標値がインバータ
出力電圧限界を超えた場合に、フルブリッジコンバータ
専用アームの上アームとコンバータ／インバータ共通ア
ームの下アームは、同一変調率あるいは互いに符号を反
転させた変調率から個別の変調率に変更する構成とした
ものである。Further, in the power saving device, the upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm, and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or When the output voltage target value of the AC power supply of the bidirectional inverter and the opposite phase exceeds the inverter output voltage limit while controlling with the modulation rate with the sign reversed, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and The lower arm of the converter / inverter common arm is configured to change from the same modulation rate or the modulation rate whose sign is inverted to the individual modulation rate.

【００２８】本発明によれば、節電装置において、双方
向インバータの出力電圧目標値が双方向インバータ出力
電圧限界を超えた際に３つのアームのそれぞれを個別の
変調率で動作させることで、同位相、逆位相の双方向イ
ンバータ電圧出力を可能とし、双方向インバータ出力電
圧範囲を拡大する、すなわち節電装置の昇降電圧幅を拡
大することができる。According to the present invention, in the power-saving device, when the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the bidirectional inverter output voltage limit, each of the three arms is operated at an individual modulation rate. Phase and anti-phase bidirectional inverter voltage output is enabled, and the bidirectional inverter output voltage range can be expanded, that is, the step-down voltage range of the power saving device can be expanded.

【００２９】[0029]

【発明の実施の形態】本発明のインバータ制御方法は上
記目的を達成するために、スイッチング素子と逆並列し
たダイオードを上下に直列接続した第一アーム、第二ア
ーム、第三アームと、前記第一アーム、第二アーム、第
三アーム、コンデンサを相互に並列に接続し、交流電源
と第一アームのダイオードの直列接続点との間、及び負
荷と第三アームのダイオードの直列接続点との間にそれ
ぞれ配したリアクトルを有する双方向インバータを構成
し、前記第一アーム、第二アーム、第三アームはそれぞ
れフルブリッジコンバータ専用アーム、コンバータ／イ
ンバータ共通アーム、インバータ専用アームとして、そ
れぞれが個別の変調率で動作する構成とすることで、電
力損失が少なく、安価に、かつ交流電源に対して双方向
インバータからの電圧出力を同位相、逆位相のインバー
タ電圧出力を可能とし、スイッチング素子のデューティ
変化を滑らかにすることで、入力電流の歪みを抑え、フ
ィルタ用のリアクトルの小型、軽量化と、入力電流の歪
みを抑え、高精度のゼロクロス検出を必要とせず、低コ
ストを可能とすることができる作用を有する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In order to achieve the above object, an inverter control method of the present invention includes a first arm, a second arm, a third arm in which a switching element and an antiparallel diode are vertically connected in series, and The one arm, the second arm, the third arm, and the capacitor are connected in parallel to each other, and between the AC power supply and the series connection point of the diode of the first arm, and between the load and the series connection point of the diode of the third arm. A bidirectional inverter having reactors disposed between the two arms is configured, and the first arm, the second arm, and the third arm are respectively a full bridge converter dedicated arm, a converter / inverter common arm, and an inverter dedicated arm. With the configuration that operates at the modulation rate, the power loss is low, the cost is low, and the bidirectional inverter from the AC power supply Inverter voltage output of in-phase and anti-phase of the voltage output is possible, and the duty change of the switching element is smoothed to suppress the distortion of the input current, reducing the size and weight of the reactor for the filter and distortion of the input current. It is possible to reduce the cost without requiring high-precision zero-cross detection.

【００３０】また、フルブリッジコンバータ専用アーム
の上アームとコンバータ／インバータ共通アームの下ア
ーム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アー
ムとコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同
一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御
している状態において、双方向インバータの出力電圧目
標値がインバータ出力電圧限界を超えた場合に同一変調
率あるいは互いに符号を反転させた変調率から個別の変
調率に変更する構成とすることで、３つのアームのそれ
ぞれを個別の変調率で動作させることで、電力損失が少
なく、安価に、かつ交流電源に対して双方向インバータ
からの広範囲の電圧出力を同位相、逆位相のインバータ
電圧出力を可能とし、スイッチング素子のデューティ変
化を滑らかにすることで、入力電流の歪みを抑え、フィ
ルタ用のリアクトルの小型、軽量化と、入力電流の歪み
を抑え、高精度のゼロクロス検出を必要とせず、低コス
トを可能とすることができるという作用を有する。Further, the upper arm for the exclusive arm for the full bridge converter and the lower arm for the common arm for the converter / inverter, and the lower arm for the exclusive arm for the full bridge converter and the upper arm for the common arm for the converter / inverter have the same modulation rate or their signs are mutually inverted. When the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit in the state where the modulation rate is controlled, the same modulation rate or the modulation rate in which the sign is inverted is changed to the individual modulation rate. By configuring each of the three arms to operate at an individual modulation factor, there is little power loss, the cost is low, and a wide range of voltage outputs from the bidirectional inverter are supplied to the AC power supply in phase and in reverse. Enables phase inverter voltage output and smooths the duty change of switching elements With this, it is possible to suppress the distortion of the input current, reduce the size and weight of the reactor for the filter, suppress the distortion of the input current, do not require high-precision zero-cross detection, and enable the cost reduction. Have.

【００３１】さらに、フルブリッジコンバータ専用アー
ムの上アームとコンバータ／インバータ共通アームの下
アーム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下ア
ームとコンバータ／インバータ共通アームの上アームが
同一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制
御している状態において、双方向インバータの交流電源
と同相の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超
えた場合に、フルブリッジコンバータ専用アームの上ア
ームとコンバータ／インバータ共通アームの下アーム
は、同一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率
から個別の変調率に変更する構成とすることで、インバ
ータの出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超え
た際に３つのアームのそれぞれを個別の変調率で動作さ
せることで、同位相、逆位相のインバータ電圧出力を可
能とし、インバータ出力電圧範囲を拡大することが可能
とすることができるという作用を有する。Further, the upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm, and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or their signs are inverted. When the output voltage target value of the same phase as the AC power supply of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit while controlling with the modulation factor, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / inverter common arm The lower arm has a configuration in which the same modulation rate or the modulation rate in which the sign of each is inverted is changed to an individual modulation rate, so that when the output voltage target value of the inverter exceeds the inverter output voltage limit, three arms are provided. By operating each of the To allow the inverter output voltage in opposite phase, such an action may be possible to enlarge the inverter output voltage range.

【００３２】また、フルブリッジコンバータ専用アーム
の上アームとコンバータ／インバータ共通アームの下ア
ーム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アー
ムとコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同
一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御
している状態において、双方向インバータの交流電源と
逆相の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超え
た場合に、フルブリッジコンバータ専用アームの上アー
ムとコンバータ／インバータ共通アームの下アームは、
同一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率から
個別の変調率に変更する構成とすることで、インバータ
の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超えた際
に３つのアームのそれぞれを個別の変調率で動作させる
ことで、同位相、逆位相のインバータ電圧出力を可能と
し、インバータ出力電圧範囲を拡大することが可能とす
ることができるという作用を有する。Further, the upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm, and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation rate or their signs are inverted. When the output voltage target value of the AC power supply of the bidirectional inverter and the opposite phase exceeds the inverter output voltage limit in the state of controlling with the modulation factor, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / inverter are common. The lower arm of the arm is
By changing the modulation rate from the same modulation rate or the modulation rate in which the sign is inverted to an individual modulation rate, each of the three arms is individually controlled when the target output voltage of the inverter exceeds the inverter output voltage limit. By operating at the modulation rate, it is possible to output in-phase and anti-phase inverter voltages and to expand the inverter output voltage range.

【００３３】さらに、節電装置において、交流電源と負
荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記
直列変圧器の２次巻線に接続された双方向インバータを
備え、前記双方向インバータにより前記負荷に印加する
電圧を制御する節電装置において、前記双方向インバー
タは、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下
に直列接続した第一アーム、第二アーム、第三アーム
と、前記第一アーム、第二アーム、第三アーム、コンデ
ンサを相互に並列に接続し、交流電源と第一アームのダ
イオードの直列接続点との間、及び負荷と第三アームの
ダイオードの直列接続点との間にそれぞれ配したリアク
トルを有する双方向インバータを構成し、前記第一アー
ム、第二アーム、第三アームはそれぞれフルブリッジコ
ンバータ専用アーム、コンバータ／インバータ共通アー
ム、インバータ専用アームとして、それぞれが個別の変
調率で動作する構成とすることで、３つのアームのそれ
ぞれを個別の変調率で動作させることで、電力損失が少
なく、安価に、かつ交流電源に対して双方向インバータ
からの電圧出力を同位相、逆位相のインバータ電圧出力
を可能とし、スイッチング素子のデューティ変化を滑ら
かにすることで、入力電流の歪みを抑え、フィルタ用の
リアクトルの小型、軽量化と、入力電流の歪みを抑え、
高精度のゼロクロス検出を必要とせず、低コストを可能
とするインバータ制御方法を用いたことで、交流電源の
電圧低下が発生した際には昇圧し、電圧上昇が発生した
際には降圧する機能を付随した節電装置を提供すること
ができるという作用を有する。Further, in the power saving device, a series transformer having a primary winding arranged between an AC power source and a load, and a bidirectional inverter having an output side connected to a secondary winding of the series transformer are provided. In a power saving device that controls a voltage applied to the load by a bidirectional inverter, the bidirectional inverter includes a first arm, a second arm, and a third arm in which a diode antiparallel to a switching element is vertically connected in series, and The first arm, the second arm, the third arm, and the capacitor are connected in parallel with each other, between the AC power supply and the series connection point of the diode of the first arm, and between the load and the series connection point of the diode of the third arm. A two-way inverter having a reactor disposed between the two arms, and the first arm, the second arm, and the third arm are dedicated arms for the full-bridge converter. By configuring each of the converter / inverter common arm and the inverter dedicated arm to operate at an individual modulation rate, operating each of the three arms at an individual modulation rate reduces power loss and is inexpensive. In addition, the voltage output from the bidirectional inverter can be output to the AC power supply in the same phase and in the opposite phase, and the change in the duty of the switching element is smoothed to suppress the distortion of the input current and the reactor for the filter. Of small size, light weight and distortion of input current,
By using an inverter control method that does not require high-precision zero-cross detection and enables low cost, a function that boosts voltage when a voltage drop occurs in the AC power supply and drops it when a voltage rise occurs It has an effect that it is possible to provide a power saving device.

【００３４】また、節電装置において、フルブリッジコ
ンバータ専用アームの上アームとコンバータ／インバー
タ共通アームの下アーム、及びフルブリッジコンバータ
専用アームの下アームとコンバータ／インバータ共通ア
ームの上アームが同一変調率あるいは互いに符号を反転
させた変調率で制御している状態において、双方向イン
バータの出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超
えた場合に同一変調率あるいは互いに符号を反転させた
変調率から個別の変調率に変更する構成とすることで、
双方向インバータの出力電圧目標値が双方向インバータ
出力電圧限界を超えた際に３つのアームのそれぞれを個
別の変調率で動作させることで、同位相、逆位相の双方
向インバータからの出力電圧を可能とし、インバータ出
力電圧範囲を拡大する、すなわち節電装置の昇降電圧範
囲を拡大することができるという作用を有する。Further, in the power saving device, the upper arm dedicated to the full-bridge converter and the lower arm common to the converter / inverter, and the lower arm dedicated to the full-bridge converter and the upper arm common to the converter / inverter have the same modulation factor or When the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit while controlling with the modulation rate with the sign inverted from each other, the same modulation rate or the modulation rate with the sign inverted to the individual modulation rate is applied. By changing to a rate,
When the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the bidirectional inverter output voltage limit, each of the three arms is operated with a different modulation rate, so that the output voltage from the bidirectional inverter with the same phase and the opposite phase can be output. This has the effect of making it possible to expand the inverter output voltage range, that is, to expand the step-down voltage range of the power saving device.

【００３５】さらに、節電装置において、フルブリッジ
コンバータ専用アームの上アームとコンバータ／インバ
ータ共通アームの下アーム、及びフルブリッジコンバー
タ専用アームの下アームとコンバータ／インバータ共通
アームの上アームが同一変調率あるいは互いに符号を反
転させた変調率で制御している状態において、双方向イ
ンバータの交流電源と同相の出力電圧目標値がインバー
タ出力電圧限界を超えた場合に、フルブリッジコンバー
タ専用アームの上アームとコンバータ／インバータ共通
アームの下アームは、同一変調率あるいは互いに符号を
反転させた変調率から個別の変調率に変更する構成とす
ることで、双方向インバータの出力電圧目標値が双方向
インバータ出力電圧限界を超えた際に３つのアームのそ
れぞれを個別の変調率で動作させることで、同位相、逆
位相の双方向インバータからの出力電圧を可能とし、イ
ンバータ出力電圧範囲を拡大する、すなわち節電装置の
昇降電圧範囲を拡大することができるという作用を有す
る。Further, in the power saving device, the upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or When the output voltage target value of the same phase as the AC power supply of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit under the control of the modulation rate with the sign reversed, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / The lower arm of the common inverter arm is configured to change from the same modulation rate or the modulation rate in which the sign is inverted to the individual modulation rate so that the output voltage target value of the bidirectional inverter is the bidirectional inverter output voltage limit. When each of the three arms is crossed, By operating at a rate, has the effect of a possible output voltage from the same phase, reverse phase bi-directional inverter, expanding the inverter output voltage range, that is, to expand the lifting voltage range of the power saving device.

【００３６】また、節電装置において、フルブリッジコ
ンバータ専用アームの上アームとコンバータ／インバー
タ共通アームの下アーム、及びフルブリッジコンバータ
専用アームの下アームとコンバータ／インバータ共通ア
ームの上アームが同一変調率あるいは互いに符号を反転
させた変調率で制御している状態において、双方向イン
バータの交流電源と逆相の出力電圧目標値がインバータ
出力電圧限界を超えた場合に、フルブリッジコンバータ
専用アームの上アームとコンバータ／インバータ共通ア
ームの下アームは、同一変調率あるいは互いに符号を反
転させた変調率から個別の変調率に変更する構成とする
ことで、双方向インバータの出力電圧目標値が双方向イ
ンバータ出力電圧限界を超えた際に３つのアームのそれ
ぞれを個別の変調率で動作させることで、同位相、逆位
相の双方向インバータ電圧出力を可能とし、双方向イン
バータ出力電圧範囲を拡大する、すなわち節電装置の昇
降電圧幅を拡大することができるという作用を有する。Further, in the power saving device, the upper arm dedicated to the full-bridge converter and the lower arm common to the converter / inverter, and the lower arm dedicated to the full-bridge converter and the upper arm common to the converter / inverter have the same modulation factor or When the output voltage target value of the AC power supply of the bidirectional inverter and the opposite phase exceeds the inverter output voltage limit while controlling with the modulation rate with the sign reversed, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and The lower arm of the converter / inverter common arm is configured to change from the same modulation rate or the modulation rate in which the sign is inverted to an individual modulation rate, so that the output voltage target value of the bidirectional inverter is the output voltage of the bidirectional inverter. Individual modulation of each of the three arms when the limit is exceeded In by operating, in phase, to allow the bi-directional inverter voltage output of the inverse phase, expanding the bidirectional inverter output voltage range, i.e. an effect that it is possible to enlarge the elevator voltage width of the power-saving device.

【００３７】[0037]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００３８】（実施例１）以下、本発明の第１実施例
（実施例１に対応）について、図１〜図４を参照しなが
ら説明する。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention (corresponding to the first embodiment) will be described below with reference to FIGS.

【００３９】図１に双方向インバータ１の回路図を示
す。図において、ダイオード２ａと逆並列にスイッチン
グ素子３ａ、ダイオード２ｂと逆並列にスイッチング素
子３ｂを接続し、スイッチング素子３ａと逆並列接続さ
れたダイオード２ａと、スイッチング素子３ｂと逆並列
接続されたダイオード２ｂとを上下直列接続して第一ア
ームとしてフルブリッジコンバータ専用アーム４を形成
する。ダイオード２ｃと逆並列にスイッチング素子３
ｃ、ダイオード２ｄと逆並列にスイッチング素子３ｄを
接続し、スイッチング素子３ｃと逆並列接続されたダイ
オード２ｃと、スイッチング素子３ｄと逆並列接続され
たダイオード２ｄとを上下直列接続して第二アームとし
てコンバータ／インバータ共通アーム５を形成する。ダ
イオード２ｅと逆並列にスイッチング素子３ｅ、ダイオ
ード２ｆと逆並列にスイッチング素子３ｆを接続し、ス
イッチング素子３ｅと逆並列接続されたダイオード２ｅ
と、スイッチング素子３ｆと逆並列接続されたダイオー
ド２ｆとを上下直列接続して第三アームとしてフルブリ
ッジインバータ専用アーム６を形成する。さらにダイオ
ード２ａ、２ｂの接続点からリアクトル７ａ、ダイオー
ド２ｃ、２ｄの接続点からリアクトル７ｂ、リアクトル
７ｃ、ダイオード２ｅ、２ｆの接続点からリアクトル７
ｄにそれぞれ接続している。さらにリアクトル７ａ、７
ｂは交流電源に接続し、リアクトル７ｃ、７ｄは負荷８
に接続する。また、コンデンサ９ａはリアクトル７ａ、
７ｂの交流電源側に、コンデンサ９ｂはリアクトル７
ｃ、７ｄの負荷８側に接続し、コンデンサ９ｃはダイオ
ード２ａのカソード側とダイオード２ｂのアノード側に
それぞれ接続して構成する。FIG. 1 shows a circuit diagram of the bidirectional inverter 1. In the figure, a switching element 3a is connected in anti-parallel to the diode 2a, a switching element 3b is connected in anti-parallel to the diode 2b, a diode 2a anti-parallel connected to the switching element 3a, and a diode 2b anti-parallel connected to the switching element 3b. Are connected in series in the vertical direction to form the full-bridge converter dedicated arm 4 as the first arm. Switching element 3 in antiparallel with diode 2c
c, the switching element 3d is connected in antiparallel to the diode 2d, and the diode 2c antiparallel connected to the switching element 3c and the diode 2d antiparallel connected to the switching element 3d are vertically connected in series to form a second arm. The converter / inverter common arm 5 is formed. The diode 2e is connected in anti-parallel to the diode 2e, the switching element 3e is connected in anti-parallel to the diode 2f, and is connected in anti-parallel to the switching element 3e.
And the switching element 3f and the diode 2f connected in anti-parallel are connected in series in the vertical direction to form the full-bridge inverter dedicated arm 6 as the third arm. Further, from the connection point of the diodes 2a and 2b to the reactor 7a, from the connection point of the diodes 2c and 2d to the reactor 7b, the reactor 7c, and from the connection point of the diodes 2e and 2f to the reactor 7
d respectively connected. Furthermore, reactors 7a, 7
b is connected to an AC power source, and reactors 7c and 7d are loads 8
Connect to. The capacitor 9a is the reactor 7a,
The condenser 9b is connected to the reactor 7 on the side of the AC power source of 7b.
The capacitors 9c and 7d are connected to the load 8 side, and the capacitor 9c is connected to the cathode side of the diode 2a and the anode side of the diode 2b.

【００４０】図１の回路において、各アームが個別の変
調率で動作した場合について説明する。In the circuit of FIG. 1, the case where each arm operates at an individual modulation factor will be described.

【００４１】前記の条件において、フルブリッジコンバ
ータ専用アーム４のスイッチング素子３ａのデューティ
をＤ１、フルブリッジコンバータ専用アーム４のスイッ
チング素子３ｂのデューティを１−Ｄ１、コンバータ／
インバータ共通アーム５のスイッチング素子３ｃのデュ
ーティをＤ２、及びコンバータ／インバータ共通アーム
５のスイッチング素子３ｄのデューティを１−Ｄ２、フ
ルブリッジインバータ専用アーム６のスイッチング素子
３ｅのデューティをＤ３、フルブリッジインバータ専用
アーム６のスイッチング素子３ｆのデューティを１−Ｄ
３、リアクトル７ａ、７ｂの合成リアクタンスをＬ１、
リアクトル７ｃ、７ｄの合成リアクタンスをＬ２とする
と、交流電源電圧Ｖｉｎは式１のように、負荷８側の電
圧Ｖｏｕｔは式２のように計算することができる。ただ
し、デッドタイムは無視している。Under the above conditions, the duty of the switching element 3a of the dedicated arm 4 for full bridge converter is D1, the duty of the switching element 3b of the dedicated arm 4 for full bridge converter is 1-D1, and the converter /
The duty of the switching element 3c of the inverter common arm 5 is D2, the duty of the switching element 3d of the converter / inverter common arm 5 is 1-D2, the duty of the switching element 3e of the arm 6 dedicated to full-bridge inverter is D3, and the full-bridge inverter is dedicated. Set the duty of the switching element 3f of the arm 6 to 1-D
3, the combined reactance of the reactors 7a and 7b is L1,
When the combined reactance of the reactors 7c and 7d is L2, the AC power supply voltage Vin can be calculated as shown in Expression 1, and the voltage Vout on the load 8 side can be calculated as shown in Expression 2. However, the dead time is ignored.

【００４２】[0042]

【式１】 [Formula 1]

【００４３】[0043]

【式２】 [Formula 2]

【００４４】なお、Ｖｄｃはコンデンサ９ｃの両端電圧
のＤＣリンク電圧で、ｉ１はリアクトル７ａ、７ｂに流
れる電流、ｉ２はリアクトル７ｃ、７ｄに流れる電流で
ある。ここで、個別の変調率で制御する変調率制御手段
の制御フローについて、スイッチングパターンを交流電
源Ｖｉｎと双方向インバータ１の出力電圧Ｖｏｕｔが同
位相の場合と逆位相の場合の２つに分けて説明する。Vdc is a DC link voltage across the capacitor 9c, i1 is a current flowing in the reactors 7a and 7b, and i2 is a current flowing in the reactors 7c and 7d. Here, regarding the control flow of the modulation rate control means for controlling with individual modulation rates, the switching pattern is divided into two cases, one in which the AC power supply Vin and the output voltage Vout of the bidirectional inverter 1 have the same phase and the other in the opposite phase. explain.

【００４５】同位相の場合のタイミングチャートを図２
に示す。図２に示すように、各アームの変調率とキャリ
ア波との比較を定義し、交流電源Ｖｉｎと双方向インバ
ータ１の出力電圧Ｖｏｕｔのそれぞれが正の半周期、交
流電源Ｖｉｎが双方向インバータ１の出力電圧Ｖｏｕｔ
より大きい時、モードは４パターンある。スイッチング
素子３ａがＯＮ、３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＦＦ、３ｄが
ＯＮ、３ｅがＯＦＦ、３ｆがＯＮのパターンＡと、３ａ
がＯＮ、３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＦＦ、３ｄがＯＮ、３
ｅがＯＮ、３ｆがＯＦＦのパターンＢと、３ａがＯＮ、
３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、３ｅがＯ
Ｎ、３ｆがＯＦＦのパターンＣと、３ａがＯＦＦ、３ｂ
がＯＮ、３ｃがＯＦＦ、３ｄがＯＮ、３ｅがＯＦＦ、３
ｆがＯＮのパターンＤである。また、交流電源Ｖｉｎと
双方向インバータ１の出力電圧Ｖｏｕｔのそれぞれが負
の半周期の時、同様にモードは４パターンある。スイッ
チング素子３ａがＯＦＦ、３ｂがＯＮ、３ｃがＯＮ、３
ｄがＯＦＦ、３ｅがＯＮ、３ｆがＯＦＦのパターンＥ
と、３ａがＯＮ、３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＮ、３ｄがＯ
ＦＦ、３ｅがＯＮ、３ｆがＯＦＦのパターンＦと、３ａ
がＯＦＦ、３ｂがＯＮ、３ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、３
ｅがＯＦＦ、３ｆがＯＮのパターンＧと、３ａがＯＦ
Ｆ、３ｂがＯＮ、３ｃがＯＦＦ、３ｄがＯＮ、３ｅがＯ
ＦＦ、３ｆがＯＮのパターンＨである。FIG. 2 shows a timing chart in the case of the same phase.
Shown in. As shown in FIG. 2, the comparison between the modulation rate of each arm and the carrier wave is defined. The AC power supply Vin and the output voltage Vout of the bidirectional inverter 1 are positive half cycles, and the AC power supply Vin is the bidirectional inverter 1. Output voltage Vout
When larger, there are 4 patterns. Pattern A in which switching element 3a is ON, 3b is OFF, 3c is OFF, 3d is ON, 3e is OFF, 3f is ON, and 3a
Is ON, 3b is OFF, 3c is OFF, 3d is ON, 3
e is on, pattern 3f is off, and pattern 3a is on,
3b is OFF, 3c is ON, 3d is OFF, 3e is O
N, 3f is OFF pattern C, 3a is OFF, 3b
Is ON, 3c is OFF, 3d is ON, 3e is OFF, 3
It is a pattern D in which f is ON. Further, when each of the AC power supply Vin and the output voltage Vout of the bidirectional inverter 1 has a negative half cycle, similarly, there are four modes. Switching element 3a is OFF, 3b is ON, 3c is ON, 3
Pattern E where d is OFF, 3e is ON, and 3f is OFF
And 3a is ON, 3b is OFF, 3c is ON, 3d is O
FF, 3e is ON, 3f is OFF pattern F, and 3a
Is OFF, 3b is ON, 3c is ON, 3d is OFF, 3
Pattern G where e is OFF and 3f is ON, and 3a is OF
F, 3b is ON, 3c is OFF, 3d is ON, 3e is O
The pattern H in which FF and 3f are ON.

【００４６】逆位相の場合のタイミングチャートを図３
に示す。図３に示すように、交流電源Ｖｉｎが正の半周
期時で、かつ双方向インバータ１の出力電圧Ｖｏｕｔが
負の半周期の時、モードは４パターンある。スイッチン
グ素子３ａがＯＮ、３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＦＦ、３ｄ
がＯＮ、３ｅがＯＦＦ、３ｆがＯＮのパターンＡと、３
ａがＯＮ、３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、
３ｅがＯＦＦ、３ｆがＯＮのパターンＢと、３ａがＯ
Ｎ、３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、３ｅが
ＯＮ、３ｆがＯＦＦのパターンＣと、３ａがＯＦＦ、３
ｂがＯＮ、３ｃがＯＦＦ、３ｄがＯＮ、３ｅがＯＦＦ、
３ｆがＯＮのパターンＤである。また、交流電源Ｖｉｎ
が負の半周期で、かつ双方向インバータ１の出力電圧Ｖ
ｏｕｔが正の半周期の時、同様にモードは４パターンあ
る。すなわち、スイッチング素子３ａがＯＮ、３ｂがＯ
ＦＦ、３ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、３ｅがＯＮ、３ｆが
ＯＦＦのパターンＥと、３ａがＯＦＦ、３ｂがＯＮ、３
ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、３ｅがＯＮ、３ｆがＯＦＦの
パターンＦと、３ａがＯＦＦ、３ｂがＯＮ、３ｃがＯＦ
Ｆ、３ｄがＯＮ、３ｅがＯＮ、３ｆがＯＦＦのパターン
Ｇと、３ａがＯＦＦ、３ｂがＯＮ、３ｃがＯＦＦ、３ｄ
がＯＮ、３ｅがＯＦＦ、３ｆがＯＮのパターンＨであ
る。FIG. 3 shows a timing chart in the case of the opposite phase.
Shown in. As shown in FIG. 3, when the AC power source Vin has a positive half cycle and the output voltage Vout of the bidirectional inverter 1 has a negative half cycle, there are four modes. Switching element 3a is ON, 3b is OFF, 3c is OFF, 3d
Is ON, 3e is OFF, and 3f is ON. Pattern A and 3
a is ON, 3b is OFF, 3c is ON, 3d is OFF,
3e is OFF, 3f is ON, and 3a is O
N, 3b is OFF, 3c is ON, 3d is OFF, 3e is ON, 3f is OFF, pattern 3A is OFF, and 3a is OFF.
b is ON, 3c is OFF, 3d is ON, 3e is OFF,
3f is the pattern D of ON. In addition, AC power source Vin
Is a negative half cycle and the output voltage V of the bidirectional inverter 1 is
When out has a positive half cycle, similarly, there are four patterns of modes. That is, the switching element 3a is ON, 3b is O
FF, 3c is ON, 3d is OFF, 3e is ON, 3f is OFF pattern E, 3a is OFF, 3b is ON, 3
Pattern F in which c is ON, 3d is OFF, 3e is ON, 3f is OFF, 3a is OFF, 3b is ON, 3c is OF
Pattern G of F, 3d is ON, 3e is ON, 3f is OFF, 3a is OFF, 3b is ON, 3c is OFF, 3d
Is ON, 3e is OFF, and 3f is ON.

【００４７】同位相の場合、図１中の各部の電圧、すな
わち、スイッチング素子３ｂの両端電圧Ｖａ、スイッチ
ング素子３ｄの両端電圧Ｖｂ、スイッチング素子３ｆの
両端電圧ＶｃにはＶａ＞Ｖｂ、Ｖｃ＞ＶｂあるいはＶａ
＜Ｖｂ、Ｖｃ＜Ｖｂの２つの組合せがある。In the case of the same phase, the voltages of the respective parts in FIG. 1, that is, the voltage Va across the switching element 3b, the voltage Vb across the switching element 3d, and the voltage Vc across the switching element 3f are Va> Vb and Vc> Vb. Or Va
There are two combinations of <Vb and Vc <Vb.

【００４８】Ｖａ＞Ｖｂ、Ｖｃ＞Ｖｂの場合、交流電源
電圧が正の期間にスイッチング素子３ａ、３ｄがＯＮの
期間にスイッチング素子３ｅをＯＮにすることにより、
双方向インバータ１の出力電圧は正の電圧すなわちＶｃ
＞Ｖｂを印加することができる。従ってスイッチング素
子３ａ、３ｄがＯＮの期間の間にスイッチング素子３ｅ
をＯＮさせることで交流電源の正の期間と同位相の双方
向インバータ１の出力、すなわちＶａ＞Ｖｂの時にＶｃ
＞Ｖｂの双方向インバータ１の出力が可能となる。Ｖａ
＜Ｖｂ、Ｖｃ＜Ｖｂの場合は、スイッチング素子３ｂ、
３ｃがＯＮの期間にスイッチング素子３ｆをＯＮするこ
とで交流電源の負の期間と同位相の双方向インバータ１
の出力、すなわちＶａ＜Ｖｂの時にＶｃ＜Ｖｂの双方向
インバータ１の出力が可能となる。When Va> Vb and Vc> Vb, the switching element 3e is turned ON while the switching elements 3a and 3d are ON while the AC power supply voltage is positive,
The output voltage of the bidirectional inverter 1 is a positive voltage, that is, Vc
> Vb can be applied. Therefore, while the switching elements 3a and 3d are ON, the switching element 3e is
Is turned on, the output of the bidirectional inverter 1 in phase with the positive period of the AC power supply, that is, when Va> Vb, Vc
The output of the bidirectional inverter 1 of> Vb becomes possible. Va
If <Vb, Vc <Vb, the switching element 3b,
By turning on the switching element 3f while 3c is ON, the bidirectional inverter 1 having the same phase as the negative period of the AC power supply 1
Output, that is, when Va <Vb, Vc <Vb of the bidirectional inverter 1 can be output.

【００４９】図４に示すように、スイッチング素子３ａ
〜３ｆのスイッチングパターンを各Ｔ１〜Ｔ６し、キャ
リア周期をＴ、パターンＡ〜Ｄまでの各時間をＴａ〜Ｔ
ｄとした場合、同位相時の各モードにおける回路方程式
は式３となる。As shown in FIG. 4, the switching element 3a
.About.3f switching patterns T1 to T6, carrier period T, and patterns A to D each time Ta to T.
When d is set, the circuit equation in each mode at the same phase is Equation 3.

【００５０】[0050]

【式３】 [Formula 3]

【００５１】式３の各式の両辺に各ＴａからＴｄ倍し、
総和を計算、整理すると式１となる。On both sides of each expression of Expression 3, each Ta is multiplied by Td, and
Equation 1 is obtained when the sum is calculated and arranged.

【００５２】次に逆位相の場合、図１中の各部の電圧Ｖ
ａ、Ｖｂ、ＶｃにはＶａ＞Ｖｂ、Ｖｃ＜ＶｂあるいはＶ
ａ＜Ｖｂ、Ｖｃ＞Ｖｂの２つの組合せがある。Next, in the case of the opposite phase, the voltage V of each part in FIG.
Va> Vb, Vc <Vb or V for a, Vb and Vc
There are two combinations of a <Vb, Vc> Vb.

【００５３】Ｖａ＞Ｖｂ、Ｖｃ＜Ｖｂの場合、スイッチ
ング素子３ｂ、３ｃがＯＮの期間にスイッチング素子３
ｆをＯＮにすることにより、交流電源の正の期間に双方
向インバータ１の出力電圧は負の電圧すなわちＶｃ＜Ｖ
ｂを印加することができる。従ってスイッチング素子３
ｂ、３ｃがＯＮの期間の間にスイッチング素子３ｆをＯ
Ｎさせることで、交流電源に対して逆位相の双方向イン
バータ１の出力、すなわちＶａ＞Ｖｂの時にＶｃ＜Ｖｂ
の双方向インバータ１の出力が可能となる。Ｖａ＜Ｖ
ｂ、Ｖｃ＞Ｖｂの場合は、スイッチング素子３ａ、３ｄ
がＯＮの期間にスイッチング素子３ｅをＯＮすること
で、交流電源に対して逆位相の双方向インバータ１の出
力、すなわちＶａ＜Ｖｂの時にＶｃ＞Ｖｂの双方向イン
バータ１の出力が可能となる。逆位相時も同位相時と同
様に式１を導くことができる。When Va> Vb and Vc <Vb, the switching element 3 is turned on while the switching elements 3b and 3c are ON.
By turning on f, the output voltage of the bidirectional inverter 1 is a negative voltage, that is, Vc <V during the positive period of the AC power supply.
b can be applied. Therefore, switching element 3
During the period when b and 3c are ON, the switching element 3f is turned off.
By setting N, the output of the bidirectional inverter 1 having a phase opposite to that of the AC power supply, that is, Vc <Vb when Va> Vb
The output of the bidirectional inverter 1 is possible. Va <V
b, Vc> Vb, the switching elements 3a, 3d
By turning on the switching element 3e during the ON period, the output of the bidirectional inverter 1 having a phase opposite to that of the AC power supply, that is, the output of the bidirectional inverter 1 of Vc> Vb when Va <Vb is possible. Equation 1 can be derived also in the case of the opposite phase as in the case of the same phase.

【００５４】以上のように同位相、逆位相共にスイッチ
ング素子３ａ〜３ｆをＯＮ／ＯＦＦ比で制御することに
より双方向インバータ１の出力電圧制御が可能となる。As described above, the output voltage of the bidirectional inverter 1 can be controlled by controlling the switching elements 3a to 3f with the ON / OFF ratio for both the same phase and the opposite phase.

【００５５】スイッチング素子３ａ〜３ｆのデューティ
Ｄ１、Ｄ２の決定方法については、式１、式２からデュ
ーティＤ１、Ｄ２により双方向インバータ１の入出力電
圧は決定することができるため、デューティＤ１、Ｄ３
の計算を行うと、式４のようになる。Regarding the method of determining the duties D1 and D2 of the switching elements 3a to 3f, since the input / output voltage of the bidirectional inverter 1 can be determined from the equations 1 and 2 by the duties D1 and D2, the duties D1 and D3 are determined.
When the calculation of is performed, it becomes as shown in Expression 4.

【００５６】[0056]

【式４】 [Formula 4]

【００５７】このようにキャリア信号との比較により、
デューティＤ１〜Ｄ３を決定し、スイッチング素子３ａ
〜３ｆを制御することとなる。Thus, by comparing with the carrier signal,
The duties D1 to D3 are determined, and the switching element 3a
~ 3f will be controlled.

【００５８】以上のように本実施例によれば、交流電源
に対してインバータは同位相、逆位相共に出力すること
ができる。As described above, according to this embodiment, the inverters can output both in-phase and anti-phase with respect to the AC power source.

【００５９】なお、本実施例においては、各アームの変
調率とキャリア波の比較から各スイッチング素子のデュ
ーティを出力する際に正論理としたが、負論理であって
も効果に差異はない。In this embodiment, the positive logic is used when the duty of each switching element is output based on the comparison between the modulation rate of each arm and the carrier wave, but there is no difference in the effect even if the logic is negative.

【００６０】（実施例２）以下、本発明の第２実施例
（実施例２〜４に対応）について、図５及び図６を参照
しながら説明する。(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention (corresponding to the second to fourth embodiments) will be described below with reference to FIGS.

【００６１】なお、第１実施例と同一部分には同一番号
を付し、その詳細な説明は省略する。The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【００６２】図１の回路において、スイッチング素子３
ａとスイッチング素子３ｄ、スイッチング素子３ｂとス
イッチング素子３ｃの各組合せが互いに符号を反転させ
た変調率でＯＮしている状態において、双方向インバー
タ１の出力電圧目標値が双方向インバータ１の出力電圧
限界を超えた場合について説明する。In the circuit of FIG. 1, the switching element 3
The output voltage target value of the bidirectional inverter 1 is equal to the output voltage of the bidirectional inverter 1 in the state where the combination of a and the switching element 3d and the combination of the switching element 3b and the switching element 3c are turned on at the modulation rates whose signs are mutually inverted. The case where the limit is exceeded will be described.

【００６３】上記のスイッチング素子３ａとスイッチン
グ素子３ｄの組合せが変調率ｍ＿ｃ、スイッチング素子
３ｂとスイッチング素子３ｃの組合せが変調率−ｍ＿ｃ
すなわちスイッチング素子３ａ、３ｄの組み合わせの符
号を反転した変調率で、かつ異なるタイミングでＯＮし
ている状態の場合、交流電源電圧Ｖｉｎは式５のよう
に、負荷８側の電圧Ｖｏｕｔは式６のように計算するこ
とができる。The combination of the switching element 3a and the switching element 3d is the modulation rate m_c, and the combination of the switching element 3b and the switching element 3c is the modulation rate -m_c.
That is, when the signs of the combinations of the switching elements 3a and 3d are inverted at different modulation timings and are turned on at different timings, the AC power supply voltage Vin is expressed by Expression 5, and the voltage Vout on the load 8 side is calculated by Expression 6. Can be calculated as

【００６４】[0064]

【式５】 [Formula 5]

【００６５】[0065]

【式６】 [Formula 6]

【００６６】ここで、個別の変調率で制御する変調率制
御手段の制御フローについて、スイッチングパターンを
交流電源Ｖｉｎと双方向インバータ１の出力電圧Ｖｏｕ
ｔが同位相の場合と逆位相の場合の２つに分けて説明す
る。Here, regarding the control flow of the modulation rate control means for controlling with individual modulation rates, the switching pattern is the AC power supply Vin and the output voltage Vou of the bidirectional inverter 1.
The case where t has the same phase and the case where t has the opposite phase will be described separately.

【００６７】同位相の場合のタイミングチャートを図５
に示す。図５に示すように、交流電源Ｖｉｎと双方向イ
ンバータ１の出力電圧Ｖｏｕｔのそれぞれが正の半周期
の時で、かつＶｏｕｔ＜Ｖｉｎの時、モードは次の４パ
ターンある。すなわち、スイッチング素子３ａがＯＮ、
３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＦＦ、３ｄがＯＮ、３ｅがＯＦ
Ｆ、３ｆがＯＮのパターンＡと、３ａがＯＮ、３ｂがＯ
ＦＦ、３ｃがＯＦＦ、３ｄがＯＮ、３ｅがＯＮ、３ｆが
ＯＦＦのパターンＢと、３ａがＯＮ、３ｂがＯＦＦ、３
ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、３ｅがＯＮ、３ｆがＯＦＦの
パターンＣと、３ａがＯＦＦ、３ｂがＯＮ、３ｃがＯＦ
Ｆ、３ｄがＯＮ、３ｅがＯＦＦ、３ｆがＯＮのパターン
Ｄである。また、交流電源Ｖｉｎと双方向インバータ１
の出力電圧Ｖｏｕｔのそれぞれが負の半周期の時、同様
にモードは４パターンある。スイッチング素子３ａがＯ
Ｎ、３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、３ｅが
ＯＮ、３ｆがＯＦＦのパターンＥと、３ａがＯＦＦ、３
ｂがＯＮ、３ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、３ｅがＯＮ、３
ｆがＯＦＦのパターンＦと、３ａがＯＦＦ、３ｂがＯ
Ｎ、３ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、３ｅがＯＦＦ、３ｆが
ＯＮのパターンＧと、３ａがＯＦＦ、３ｂがＯＮ、３ｃ
がＯＦＦ、３ｄがＯＮ、３ｅがＯＦＦ、３ｆがＯＮのパ
ターンＨである。FIG. 5 is a timing chart in the case of the same phase.
Shown in. As shown in FIG. 5, when the AC power supply Vin and the output voltage Vout of the bidirectional inverter 1 each have a positive half cycle and Vout <Vin, the modes have the following four patterns. That is, the switching element 3a is ON,
3b is OFF, 3c is OFF, 3d is ON, 3e is OF
F, 3f is ON pattern A, 3a is ON, 3b is O
FF, 3c OFF, 3d ON, 3e ON, 3f OFF pattern B, 3a ON, 3b OFF, 3
Pattern C in which c is ON, 3d is OFF, 3e is ON, 3f is OFF, 3a is OFF, 3b is ON, 3c is OF
F is a pattern D in which 3d is ON, 3e is OFF, and 3f is ON. In addition, the AC power source Vin and the bidirectional inverter 1
When each of the output voltages Vout of 1 is a negative half cycle, there are similarly four patterns of modes. Switching element 3a is O
N, 3b is OFF, 3c is ON, 3d is OFF, 3e is ON, 3f is OFF pattern E, and 3a is OFF, 3
b is ON, 3c is ON, 3d is OFF, 3e is ON, 3
f is OFF pattern F, 3a is OFF, 3b is O
N, 3c is ON, 3d is OFF, 3e is OFF, 3f is pattern G, 3a is OFF, 3b is ON, 3c
Is OFF, 3d is ON, 3e is OFF, and 3f is ON.

【００６８】逆位相の場合のタイミングチャートを図６
に示す。図６に示すように、交流電源Ｖｉｎが正の半周
期時で、かつ双方向インバータ１の出力電圧Ｖｏｕｔが
負の半周期の時、モードは４パターンある。スイッチン
グ素子３ａがＯＮ、３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＦＦ、３ｄ
がＯＮ、３ｅがＯＦＦ、３ｆがＯＮのパターンＡと、３
ａがＯＮ、３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、
３ｅがＯＦＦ、３ｆがＯＮのパターンＢと、３ａがＯ
Ｎ、３ｂがＯＦＦ、３ｃがＯＮ、３ｄがＯＦＦ、３ｅが
ＯＮ、３ｆがＯＦＦのパターンＣと、３ａがＯＦＦ、３
ｂがＯＮ、３ｃがＯＦＦ、３ｄがＯＮ、３ｅがＯＦＦ、
３ｆがＯＮのパターンＤである。また、交流電源Ｖｉｎ
が負の半周期で、かつ双方向インバータ１の出力電圧Ｖ
ｏｕｔが正の半周期の時、同様にモードは４パターンあ
る。スイッチング素子３ａがＯＮ、３ｂがＯＦＦ、３ｃ
がＯＮ、３ｄがＯＦＦ、３ｅがＯＮ、３ｆがＯＦＦのパ
ターンＥと、３ａがＯＦＦ、３ｂがＯＮ、３ｃがＯＮ、
３ｄがＯＦＦ、３ｅがＯＮ、３ｆがＯＦＦのパターンＦ
と、３ａがＯＦＦ、３ｂがＯＮ、３ｃがＯＦＦ、３ｄが
ＯＮ、３ｅがＯＮ、３ｆがＯＦＦのパターンＧと、３ａ
がＯＦＦ、３ｂがＯＮ、３ｃがＯＦＦ、３ｄがＯＮ、３
ｅがＯＦＦ、３ｆがＯＮのパターンＨである。FIG. 6 is a timing chart in the case of the opposite phase.
Shown in. As shown in FIG. 6, when the AC power supply Vin has a positive half cycle and the output voltage Vout of the bidirectional inverter 1 has a negative half cycle, there are four modes. Switching element 3a is ON, 3b is OFF, 3c is OFF, 3d
Is ON, 3e is OFF, and 3f is ON. Pattern A and 3
a is ON, 3b is OFF, 3c is ON, 3d is OFF,
3e is OFF, 3f is ON, and 3a is O
N, 3b is OFF, 3c is ON, 3d is OFF, 3e is ON, 3f is OFF, pattern 3A is OFF, and 3a is OFF.
b is ON, 3c is OFF, 3d is ON, 3e is OFF,
3f is the pattern D of ON. In addition, AC power source Vin
Is a negative half cycle and the output voltage V of the bidirectional inverter 1 is
When out has a positive half cycle, similarly, there are four patterns of modes. Switching element 3a is ON, 3b is OFF, 3c
Is ON, 3d is OFF, 3e is ON, pattern 3E is OFF, 3a is OFF, 3a is OFF, 3b is ON, 3c is ON,
Pattern F where 3d is OFF, 3e is ON, and 3f is OFF
And 3a is OFF, 3b is ON, 3c is OFF, 3d is ON, 3e is ON, 3f is OFF, and 3a is 3a.
Is OFF, 3b is ON, 3c is OFF, 3d is ON, 3
In the pattern H, e is OFF and 3f is ON.

【００６９】同位相の時に、双方向インバータ１の出力
電圧目標値が出力限界値を超えている場合、すなわちフ
ルブリッジインバータ専用アーム６の変調率が１あるい
は−１を超えている場合は、変調率の超過分△ｍをフル
ブリッジコンバータ専用アーム４の変調率ｍ＿ｃｎｖと
コンバータ／インバータ共通アーム５の変調率ｍ＿ｃｏ
ｍから減算あるいは加算する。この減算あるいは加算し
た変調率からスイッチング素子３ａ〜３ｆを制御するこ
とにより、フルブリッジコンバータの入力電圧Ｖｃｎ
ｖ、フルブリッジインバータの出力電圧Ｖｉｎｖは目標
とする電圧にすることができる。また逆位相の時に、双
方向インバータ１の出力電圧目標値が出力限界値を超え
ている場合、すなわちフルブリッジインバータ専用アー
ム６の変調率が１あるいは−１を超えている場合は、変
調率の超過分△ｍをフルブリッジコンバータ専用アーム
４の変調率ｍ＿ｃｎｖとコンバータ／インバータ共通ア
ーム５の変調率ｍ＿ｃｏｍから減算あるいは加算する。
この減算あるいは加算した変調率からスイッチング素子
３ａ〜３ｆを制御することにより、Ｖｃｎｖ、Ｖｉｎｖ
は目標とする電圧にすることができる。When the output voltage target value of the bidirectional inverter 1 exceeds the output limit value at the same phase, that is, when the modulation rate of the full-bridge inverter dedicated arm 6 exceeds 1 or -1, modulation is performed. The excess Δm of the rate is calculated as the modulation rate m_cnv of the full-bridge converter dedicated arm 4 and the modulation rate m_co of the converter / inverter common arm 5.
Subtract or add from m. The input voltage Vcn of the full-bridge converter is controlled by controlling the switching elements 3a to 3f from the subtracted or added modulation factor.
v, the output voltage Vinv of the full-bridge inverter can be a target voltage. If the output voltage target value of the bidirectional inverter 1 exceeds the output limit value at the time of the opposite phase, that is, if the modulation rate of the full-bridge inverter dedicated arm 6 exceeds 1 or -1, the modulation rate The excess Δm is subtracted or added from the modulation rate m_cnv of the full-bridge converter dedicated arm 4 and the modulation rate m_com of the converter / inverter common arm 5.
By controlling the switching elements 3a to 3f from the subtracted or added modulation rate, Vcnv, Vinv
Can be targeted.

【００７０】以上のように本実施例によれば、同位相、
逆位相共にインバータ出力電圧目標値が出力限界値を超
えた場合に変調率を加算、減算することによりインバー
タ出力電圧は目標とする電圧を出力することができる。As described above, according to this embodiment, the same phase,
When the inverter output voltage target value exceeds the output limit value in both the opposite phases, the inverter output voltage can output the target voltage by adding and subtracting the modulation rate.

【００７１】（実施例３）以下、本発明の第３実施例
（実施例５〜８に対応）について、図７〜図９を参照し
ながら説明する。(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention (corresponding to the fifth to eighth embodiments) will be described below with reference to FIGS. 7 to 9.

【００７２】なお、第１及び第２実施例と同一部分には
同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。The same parts as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【００７３】図７に示すように節電装置１０は、図１に
示す双方向インバータ１の一方を直列変圧器１１の２次
側巻線に、もう一方を交流電源に接続している。図にお
いて商用負荷１２に供給される負荷電源電圧Ｖｒは、交
流電源電圧Ｖｉｎ、直列変圧器１１の変圧比を１０：
１、双方向インバータ１の出力電圧をＶｉｎｖとする
と、式７で示すことができる。As shown in FIG. 7, in the power saving device 10, one of the bidirectional inverters 1 shown in FIG. 1 is connected to the secondary winding of the series transformer 11 and the other is connected to an AC power source. In the figure, the load power supply voltage Vr supplied to the commercial load 12 is the AC power supply voltage Vin, and the transformation ratio of the series transformer 11 is 10:
1. If the output voltage of the bidirectional inverter 1 is Vinv, it can be expressed by Equation 7.

【００７４】[0074]

【式７】 [Formula 7]

【００７５】図８では、交流電源電圧２１４Ｖｒｍｓ、
出力設定電圧１９０Ｖｒｍｓ、直列変圧器１１の変圧比
は約１０：１、また直流電圧Ｖｄｃは３８０Ｖ、負荷条
件は抵抗負荷５Ωにて個別の変調率で制御した一例であ
る。双方向インバータ１の出力電圧ピーク値は直流電圧
Ｖｄｃの３８０Ｖまで可能となっており、すなわち商用
負荷１２に供給する負荷電源電圧Ｖｒは約１９０Ｖｒｍ
ｓの目標電圧となっている。In FIG. 8, the AC power supply voltage is 214 Vrms,
This is an example in which the output setting voltage is 190 Vrms, the transformation ratio of the series transformer 11 is about 10: 1, the DC voltage Vdc is 380 V, and the load condition is a resistive load of 5Ω and individual modulation rates are used for control. The output voltage peak value of the bidirectional inverter 1 can be up to 380 V of the DC voltage Vdc, that is, the load power supply voltage Vr supplied to the commercial load 12 is about 190 Vrm.
The target voltage is s.

【００７６】図９では、交流電源電圧１８２Ｖｒｍｓ、
出力設定電圧１９０Ｖｒｍｓ、直列変圧器１１の変圧比
は約１０：１、また直流電圧Ｖｄｃは３８０Ｖ、負荷条
件は抵抗負荷５Ωにて個別の変調率で制御した一例であ
る。双方向インバータ１の出力電圧ピーク値は直流電圧
Ｖｄｃの３８０Ｖから交流電源電圧１８２Ｖｒｍｓを減
算し、ピーク値は約１１８Ｖまで可能となっており、商
用負荷１２に供給する負荷電源電圧Ｖｒは約１９０Ｖｒ
ｍｓの目標電圧となっている。In FIG. 9, the AC power supply voltage 182 Vrms,
This is an example in which the output setting voltage is 190 Vrms, the transformation ratio of the series transformer 11 is about 10: 1, the DC voltage Vdc is 380 V, and the load condition is a resistive load of 5Ω and individual modulation rates are used for control. The output voltage peak value of the bidirectional inverter 1 can be up to about 118 V by subtracting the AC power supply voltage 182 Vrms from the DC voltage Vdc of 380 V, and the load power supply voltage Vr supplied to the commercial load 12 is about 190 Vr.
The target voltage is ms.

【００７７】以上のように本実施例によれば、交流電源
に対して双方向インバータは同位相、逆位相共に電圧出
力が可能とすることができ、直列変圧器により交流電源
の電圧制御範囲がより広範囲とすることができる。As described above, according to this embodiment, the bidirectional inverter can output a voltage in both the in-phase and the anti-phase with respect to the AC power supply, and the voltage control range of the AC power supply can be increased by the series transformer. It can be more extensive.

【００７８】[0078]

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、スイッチング素子と逆並列したダイオードを
上下に直列接続した第一アーム、第二アーム、第三アー
ムと、前記第一アーム、第二アーム、第三アーム、コン
デンサを相互に並列に接続し、交流電源と第一アームの
ダイオードの直列接続点との間、及び負荷と第三アーム
のダイオードの直列接続点との間にそれぞれ配したリア
クトルを有する双方向インバータを構成し、前記第一ア
ーム、第二アーム、第三アームはそれぞれフルブリッジ
コンバータ専用アーム、コンバータ／インバータ共通ア
ーム、インバータ専用アームとして、それぞれが個別の
変調率で動作する構成とすることで、電力損失が少な
く、安価に、かつ交流電源に対して双方向インバータか
らの電圧出力を同位相、逆位相のインバータ電圧出力を
可能とし、スイッチング素子のデューティ変化を滑らか
にすることで、入力電流の歪みを抑え、フィルタ用のリ
アクトルの小型、軽量化と、入力電流の歪みを抑え、高
精度のゼロクロス検出を必要とせず、低コストを可能と
することができるという効果のあるインバータ制御方法
を提供できる。As is apparent from the above embodiments, according to the present invention, the first arm, the second arm, the third arm in which the switching element and the diode in antiparallel are vertically connected in series, and the first arm is provided. , A second arm, a third arm and a capacitor are connected in parallel with each other, between the AC power supply and the series connection point of the diode of the first arm, and between the load and the series connection point of the diode of the third arm. A bidirectional inverter having reactors arranged respectively is configured, and the first arm, the second arm, and the third arm are a full bridge converter dedicated arm, a converter / inverter common arm, and an inverter dedicated arm, respectively, and individual modulation rates are provided. With this configuration, there is little power loss, the cost is low, and the voltage output from the bidirectional inverter is compatible with the AC power supply. , Inverter voltage output of the opposite phase is possible, and the duty change of the switching element is smoothed, thereby suppressing the distortion of the input current, reducing the size and weight of the reactor for the filter, and suppressing the distortion of the input current. It is possible to provide an inverter control method which is effective in that it is possible to reduce the cost without requiring the zero cross detection.

【００７９】また、フルブリッジコンバータ専用アーム
の上アームとコンバータ／インバータ共通アームの下ア
ーム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アー
ムとコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同
一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御
している状態において、双方向インバータの出力電圧目
標値がインバータ出力電圧限界を超えた場合に同一変調
率あるいは互いに符号を反転させた変調率から個別の変
調率に変更する構成とすることで、３つのアームのそれ
ぞれを個別の変調率で動作させることで、電力損失が少
なく、安価に、かつ交流電源に対して双方向インバータ
からの広範囲の電圧出力を同位相、逆位相のインバータ
電圧出力を可能とし、スイッチング素子のデューティ変
化を滑らかにすることで、入力電流の歪みを抑え、フィ
ルタ用のリアクトルの小型、軽量化と、入力電流の歪み
を抑え、高精度のゼロクロス検出を必要とせず、低コス
トを可能とすることができるという効果のあるインバー
タ制御方法を提供できる。Further, the upper arm for the exclusive arm for the full bridge converter and the lower arm for the common arm for the converter / inverter, and the lower arm for the exclusive arm for the full bridge converter and the upper arm for the common arm for the converter / inverter have the same modulation rate or their signs are inverted. When the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit in the state where the modulation rate is controlled, the same modulation rate or the modulation rate in which the sign is inverted is changed to the individual modulation rate. By configuring each of the three arms to operate at an individual modulation factor, there is little power loss, the cost is low, and a wide range of voltage outputs from the bidirectional inverter are supplied to the AC power supply in phase and in reverse. Enables phase inverter voltage output and smooths the duty change of switching elements With this, it is possible to suppress the distortion of the input current, reduce the size and weight of the reactor for the filter, suppress the distortion of the input current, do not require high-precision zero-cross detection, and enable low cost. An inverter control method can be provided.

【００８０】さらに、フルブリッジコンバータ専用アー
ムの上アームとコンバータ／インバータ共通アームの下
アーム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下ア
ームとコンバータ／インバータ共通アームの上アームが
同一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制
御している状態において、双方向インバータの交流電源
と同相の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超
えた場合に、フルブリッジコンバータ専用アームの上ア
ームとコンバータ／インバータ共通アームの下アーム
は、同一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率
から個別の変調率に変更する構成とすることで、インバ
ータの出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超え
た際に３つのアームのそれぞれを個別の変調率で動作さ
せることで、同位相、逆位相のインバータ電圧出力を可
能とし、インバータ出力電圧範囲を拡大することが可能
とすることができるという効果のあるインバータ制御方
法を提供できる。Further, the upper arm for the exclusive arm for the full bridge converter and the lower arm for the common arm for the converter / inverter, and the lower arm for the exclusive arm for the full bridge converter and the upper arm for the common arm for the converter / inverter have the same modulation rate or their signs are mutually inverted. When the output voltage target value of the same phase as the AC power supply of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit while controlling with the modulation factor, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / inverter common arm The lower arm has a configuration in which the same modulation rate or the modulation rate in which the sign of each is inverted is changed to an individual modulation rate, so that when the output voltage target value of the inverter exceeds the inverter output voltage limit, three arms are provided. By operating each of the To allow the inverter output voltage in opposite phase, can provide an inverter control method is effective in that it can be possible to enlarge the inverter output voltage range.

【００８１】また、フルブリッジコンバータ専用アーム
の上アームとコンバータ／インバータ共通アームの下ア
ーム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アー
ムとコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同
一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御
している状態において、双方向インバータの交流電源と
逆相の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超え
た場合に、フルブリッジコンバータ専用アームの上アー
ムとコンバータ／インバータ共通アームの下アームは、
同一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率から
個別の変調率に変更する構成とすることで、インバータ
の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超えた際
に３つのアームのそれぞれを個別の変調率で動作させる
ことで、同位相、逆位相のインバータ電圧出力を可能と
し、インバータ出力電圧範囲を拡大することが可能とす
ることができるという効果のあるインバータ制御方法を
提供できる。Further, the upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm, and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation rate or the signs are mutually inverted. When the output voltage target value of the AC power supply of the bidirectional inverter and the opposite phase exceeds the inverter output voltage limit in the state of controlling with the modulation factor, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / inverter are common. The lower arm of the arm is
By changing the modulation rate from the same modulation rate or the modulation rate in which the sign is inverted to an individual modulation rate, each of the three arms is individually controlled when the target output voltage of the inverter exceeds the inverter output voltage limit. By operating at the modulation rate, it is possible to provide an inverter control method that is effective in enabling in-phase and anti-phase inverter voltage outputs and expanding the inverter output voltage range.

【００８２】さらに、節電装置において、交流電源と負
荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記
直列変圧器の２次巻線に接続された双方向インバータを
備え、前記双方向インバータにより前記負荷に印加する
電圧を制御する節電装置において、前記双方向インバー
タは、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下
に直列接続した第一アーム、第二アーム、第三アーム
と、前記第一アーム、第二アーム、第三アーム、コンデ
ンサを相互に並列に接続し、交流電源と第一アームのダ
イオードの直列接続点との間、及び負荷と第三アームの
ダイオードの直列接続点との間にそれぞれ配したリアク
トルを有する双方向インバータを構成し、前記第一アー
ム、第二アーム、第三アームはそれぞれフルブリッジコ
ンバータ専用アーム、コンバータ／インバータ共通アー
ム、インバータ専用アームとして、それぞれが個別の変
調率で動作する構成とすることで、３つのアームのそれ
ぞれを個別の変調率で動作させることで、電力損失が少
なく、安価に、かつ交流電源に対して双方向インバータ
からの電圧出力を同位相、逆位相のインバータ電圧出力
を可能とし、スイッチング素子のデューティ変化を滑ら
かにすることで、入力電流の歪みを抑え、フィルタ用の
リアクトルの小型、軽量化と、入力電流の歪みを抑え、
高精度のゼロクロス検出を必要とせず、低コストを可能
とするインバータ制御方法を用いたことで、交流電源の
電圧低下が発生した際には昇圧し、電圧上昇が発生した
際には降圧する効果のある節電装置を提供できる。Further, the power saving device comprises a series transformer having a primary winding arranged between an AC power source and a load, and a bidirectional inverter having an output side connected to the secondary winding of the series transformer, In a power saving device that controls a voltage applied to the load by a bidirectional inverter, the bidirectional inverter includes a first arm, a second arm, and a third arm in which a diode antiparallel to a switching element is vertically connected in series, and The first arm, the second arm, the third arm, and the capacitor are connected in parallel with each other, between the AC power supply and the series connection point of the diode of the first arm, and between the load and the series connection point of the diode of the third arm. A two-way inverter having a reactor disposed between the two arms, and the first arm, the second arm, and the third arm are dedicated arms for the full-bridge converter. By configuring each of the converter / inverter common arm and the inverter dedicated arm to operate at an individual modulation rate, operating each of the three arms at an individual modulation rate reduces power loss and is inexpensive. In addition, the voltage output from the bidirectional inverter can be output to the AC power supply in the same phase and in the opposite phase, and the change in the duty of the switching element is smoothed to suppress the distortion of the input current and the reactor for the filter. Of small size, light weight and distortion of input current,
By using an inverter control method that does not require high-precision zero-cross detection and enables low cost, the effect of boosting when a voltage drop occurs in the AC power supply and dropping it when a voltage rise occurs It is possible to provide a certain power saving device.

【００８３】また、節電装置において、フルブリッジコ
ンバータ専用アームの上アームとコンバータ／インバー
タ共通アームの下アーム、及びフルブリッジコンバータ
専用アームの下アームとコンバータ／インバータ共通ア
ームの上アームが同一変調率あるいは互いに符号を反転
させた変調率で制御している状態において、双方向イン
バータの出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超
えた場合に同一変調率あるいは互いに符号を反転させた
変調率から個別の変調率に変更する構成とすることで、
双方向インバータの出力電圧目標値が双方向インバータ
出力電圧限界を超えた際に３つのアームのそれぞれを個
別の変調率で動作させることで、同位相、逆位相の双方
向インバータからの出力電圧を可能とし、インバータ出
力電圧範囲を拡大する、すなわち節電装置の昇降電圧範
囲を拡大することができるという効果のあるインバータ
制御方法を用いた節電装置を提供できる。In the power saving device, the upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or When the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit while controlling with the modulation rate with the sign inverted from each other, the same modulation rate or the modulation rate with the sign inverted to the individual modulation rate is applied. By changing to a rate,
When the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the bidirectional inverter output voltage limit, each of the three arms is operated with a different modulation rate, so that the output voltage from the bidirectional inverter with the same phase and the opposite phase can be output. It is possible to provide a power saving device using an inverter control method that is effective and can expand the inverter output voltage range, that is, can increase the step-down voltage range of the power saving device.

【００８４】さらに、節電装置において、フルブリッジ
コンバータ専用アームの上アームとコンバータ／インバ
ータ共通アームの下アーム、及びフルブリッジコンバー
タ専用アームの下アームとコンバータ／インバータ共通
アームの上アームが同一変調率あるいは互いに符号を反
転させた変調率で制御している状態において、双方向イ
ンバータの交流電源と同相の出力電圧目標値がインバー
タ出力電圧限界を超えた場合に、フルブリッジコンバー
タ専用アームの上アームとコンバータ／インバータ共通
アームの下アームは、同一変調率あるいは互いに符号を
反転させた変調率から個別の変調率に変更する構成とす
ることで、双方向インバータの出力電圧目標値が双方向
インバータ出力電圧限界を超えた際に３つのアームのそ
れぞれを個別の変調率で動作させることで、同位相、逆
位相の双方向インバータからの出力電圧を可能とし、イ
ンバータ出力電圧範囲を拡大する、すなわち節電装置の
昇降電圧範囲を拡大することができるという効果のある
インバータ制御方法を用いた節電装置を提供できる。Further, in the power saving device, the upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm, and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or When the output voltage target value of the same phase as the AC power supply of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit under the control of the modulation rate with the sign reversed, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / The lower arm of the common inverter arm is configured to change from the same modulation rate or the modulation rate in which the sign is inverted to the individual modulation rate so that the output voltage target value of the bidirectional inverter is the bidirectional inverter output voltage limit. When each of the three arms is crossed, Inverter having the effect of enabling the output voltage from the bidirectional inverters of the same phase and the opposite phase by operating at a rate, and expanding the inverter output voltage range, that is, the range of the step-down voltage of the power saving device. A power saving device using the control method can be provided.

【００８５】また、節電装置において、フルブリッジコ
ンバータ専用アームの上アームとコンバータ／インバー
タ共通アームの下アーム、及びフルブリッジコンバータ
専用アームの下アームとコンバータ／インバータ共通ア
ームの上アームが同一変調率あるいは互いに符号を反転
させた変調率で制御している状態において、双方向イン
バータの交流電源と逆相の出力電圧目標値がインバータ
出力電圧限界を超えた場合に、フルブリッジコンバータ
専用アームの上アームとコンバータ／インバータ共通ア
ームの下アームは、同一変調率あるいは互いに符号を反
転させた変調率から個別の変調率に変更する構成とする
ことで、双方向インバータの出力電圧目標値が双方向イ
ンバータ出力電圧限界を超えた際に３つのアームのそれ
ぞれを個別の変調率で動作させることで、同位相、逆位
相の双方向インバータ電圧出力を可能とし、双方向イン
バータ出力電圧範囲を拡大する、すなわち節電装置の昇
降電圧幅を拡大することができるという効果のあるイン
バータ制御方法を用いた節電装置を提供できる。In the power saving device, the upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or When the output voltage target value of the AC power supply of the bidirectional inverter and the opposite phase exceeds the inverter output voltage limit while controlling with the modulation rate with the sign reversed, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and The lower arm of the converter / inverter common arm is configured to change from the same modulation rate or the modulation rate in which the sign is inverted to an individual modulation rate, so that the output voltage target value of the bidirectional inverter is the output voltage of the bidirectional inverter. Individual modulation of each of the three arms when the limit is exceeded Inverter control with the effect of enabling in-phase and anti-phase bidirectional inverter voltage output and expanding the bidirectional inverter output voltage range, that is, increasing the step-down voltage range of the power saving device. A power saving device using the method can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施例１におけるインバータの回路図FIG. 1 is a circuit diagram of an inverter according to a first embodiment of the present invention.

【図２】同インバータ出力（同位相）のタイミングチャ
ートFIG. 2 is a timing chart of the same inverter output (same phase).

【図３】同インバータ出力（逆位相）のタイミングチャ
ートFIG. 3 is a timing chart of the inverter output (opposite phase)

【図４】同タイミングチャート拡大図FIG. 4 is an enlarged view of the timing chart.

【図５】本発明の実施例２における同位相時のタイミン
グチャートFIG. 5 is a timing chart when in-phase according to the second embodiment of the present invention.

【図６】同逆位相時のタイミングチャートFIG. 6 is a timing chart when the same phase is reversed.

【図７】本発明の実施例３における節電装置の構成図FIG. 7 is a configuration diagram of a power saving device according to a third embodiment of the present invention.

【図８】節電装置の降圧制御波形例を示す図FIG. 8 is a diagram showing an example of a step-down control waveform of a power saving device.

【図９】同節電装置の昇圧制御波形例を示す図FIG. 9 is a diagram showing an example of a boost control waveform of the power saving device.

【図１０】従来のインバータ装置の一例を示す電気回路
ブロック図FIG. 10 is an electric circuit block diagram showing an example of a conventional inverter device.

【図１１】同降圧時のタイミングチャートFIG. 11 is a timing chart of the same step-down operation.

【図１２】同昇圧時のタイミングチャートFIG. 12 is a timing chart at the same boosting time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 双方向インバータ ２ ダイオード ３ スイッチング素子 ４ フルブリッジコンバータ専用アーム ５ コンバータ／インバータ共通アーム ６ フルブリッジインバータ専用アーム ７ リアクトル ８ 負荷 ９ コンデンサ １０ 節電装置 １１ 直列変圧器 １２ 商用負荷 1 bidirectional inverter 2 diode 3 switching elements 4 Dedicated arm for full bridge converter 5 Converter / inverter common arm 6 Full bridge inverter dedicated arm 7 reactor 8 load 9 capacitors 10 power saving device 11 series transformer 12 Commercial load

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀧山 寛之 大阪府大阪市城東区今福西６丁目２番61号 松下精工株式会社内 (72)発明者 西塚 勝 大阪府大阪市東淀川区西淡路３丁目１番56 号 株式会社三社電機製作所内 (72)発明者 末包 和男 大阪府大阪市東淀川区西淡路３丁目１番56 号 株式会社三社電機製作所内 Ｆターム(参考） 5H007 CA01 CB02 CB05 CC07 CC09 CC12 DA06 DB01 EA03 EA10   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroyuki Takiyama             6-2 61, Imafuku Nishi, Joto-ku, Osaka City, Osaka Prefecture               Matsushita Seiko Co., Ltd. (72) Inventor Masaru Nishizuka             3-56, Nishi-Awaji, Higashiyodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka             Sansan Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kazuo Suetsuba             3-56, Nishi-Awaji, Higashiyodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka             Sansan Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5H007 CA01 CB02 CB05 CC07 CC09                       CC12 DA06 DB01 EA03 EA10

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 スイッチング素子と逆並列したダイオー
ドを上下に直列接続した第一アーム、第二アーム、第三
アームと、前記第一アーム、第二アーム、第三アーム、
コンデンサを相互に並列に接続し、交流電源と第一アー
ムのダイオードの直列接続点との間、及び負荷と第三ア
ームのダイオードの直列接続点との間にそれぞれ配した
リアクトルを有する双方向インバータを構成し、前記第
一アーム、第二アーム、第三アームはそれぞれフルブリ
ッジコンバータ専用アーム、コンバータ／インバータ共
通アーム、インバータ専用アームとして、それぞれが個
別の変調率で動作することを特徴とするインバータ制御
方法。1. A first arm, a second arm, and a third arm in which diodes that are antiparallel to a switching element are vertically connected in series, and the first arm, the second arm, and the third arm,
Bidirectional inverter having capacitors connected in parallel to each other and having a reactor disposed between an AC power supply and a series connection point of diodes of the first arm and between a load and a series connection point of diodes of the third arm, respectively. Wherein the first arm, the second arm, and the third arm are a full-bridge converter-dedicated arm, a converter / inverter common arm, and an inverter-dedicated arm, respectively, each of which operates at an individual modulation factor. Control method. 【請求項２】 フルブリッジコンバータ専用アームの上
アームとコンバータ／インバータ共通アームの下アー
ム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アーム
とコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同一
変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御し
ている状態において、双方向インバータの出力電圧目標
値がインバータ出力電圧限界を超えた場合に同一変調率
あるいは互いに符号を反転させた変調率から個別の変調
率に変更することを特徴とする請求項１記載のインバー
タ制御方法。2. The upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm, and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or mutually opposite signs. When the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit in the state where the modulation rate is controlled, the same modulation rate or the modulation rate whose sign is inverted is changed to an individual modulation rate. The inverter control method according to claim 1, wherein: 【請求項３】 フルブリッジコンバータ専用アームの上
アームとコンバータ／インバータ共通アームの下アー
ム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アーム
とコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同一
変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御し
ている状態において、双方向インバータの交流電源と同
相の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超えた
場合に、フルブリッジコンバータ専用アームの上アーム
とコンバータ／インバータ共通アームの下アームは、同
一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率から個
別の変調率に変更することを特徴とする請求項１記載の
インバータ制御方法。3. The upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm, and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or their signs are inverted from each other. If the output voltage target value of the same phase as the AC power supply of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit while controlling with the modulation factor, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / inverter common arm 2. The inverter control method according to claim 1, wherein the lower arm changes the same modulation rate or a modulation rate whose sign is inverted from each other to an individual modulation rate. 【請求項４】 フルブリッジコンバータ専用アームの上
アームとコンバータ／インバータ共通アームの下アー
ム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アーム
とコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同一
変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御し
ている状態において、双方向インバータの交流電源と逆
相の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超えた
場合に、フルブリッジコンバータ専用アームの上アーム
とコンバータ／インバータ共通アームの下アームは、同
一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率から個
別の変調率に変更することを特徴とする請求項１記載の
インバータ制御方法。4. The upper arm for the exclusive arm for the full-bridge converter and the lower arm for the common arm for the converter / inverter, and the lower arm for the exclusive arm for the full-bridge converter and the upper arm for the common arm for the converter / inverter have the same modulation rate or their signs are inverted from each other. When the output voltage target value of the AC power supply of the bidirectional inverter and the opposite phase exceeds the inverter output voltage limit in the state of controlling with the modulation factor, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / inverter are common. 2. The inverter control method according to claim 1, wherein the lower arm of the arm changes from the same modulation rate or a modulation rate whose sign is inverted to each other to an individual modulation rate. 【請求項５】 交流電源と負荷の間に１次巻線を配した
直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接
続された双方向インバータを備え、前記双方向インバー
タにより前記負荷に印加する電圧を制御する節電装置に
おいて、前記双方向インバータは、スイッチング素子と
逆並列したダイオードを上下に直列接続した第一アー
ム、第二アーム、第三アームと、前記第一アーム、第二
アーム、第三アーム、コンデンサを相互に並列に接続
し、交流電源と第一アームのダイオードの直列接続点と
の間、及び負荷と第三アームのダイオードの直列接続点
との間にそれぞれ配したリアクトルを有する双方向イン
バータを構成し、前記第一アーム、第二アーム、第三ア
ームはそれぞれフルブリッジコンバータ専用アーム、コ
ンバータ／インバータ共通アーム、インバータ専用アー
ムとして、それぞれが個別の変調率で動作することを特
徴とするインバータ制御方法を用いた節電装置。5. A series transformer having a primary winding arranged between an AC power source and a load, and a bidirectional inverter having an output side connected to a secondary winding of the series transformer, wherein the bidirectional inverter is used. In the power-saving device that controls the voltage applied to the load, the bidirectional inverter includes a first arm, a second arm, and a third arm in which a switching element and an antiparallel diode are vertically connected in series, and the first arm, A second arm, a third arm, and a capacitor are connected in parallel with each other, and between the AC power supply and the series connection point of the diode of the first arm, and between the load and the series connection point of the diode of the third arm, respectively. A bidirectional inverter having a reactor arranged is configured, and the first arm, the second arm, and the third arm are a full-bridge converter dedicated arm and a converter / inverter respectively. A power-saving device using an inverter control method, characterized in that each arm operates as an independent arm and a dedicated arm for the inverter. 【請求項６】 フルブリッジコンバータ専用アームの上
アームとコンバータ／インバータ共通アームの下アー
ム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アーム
とコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同一
変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御し
ている状態において、双方向インバータの出力電圧目標
値がインバータ出力電圧限界を超えた場合に同一変調率
あるいは互いに符号を反転させた変調率から個別の変調
率に変更することを特徴とする請求項５記載のインバー
タ制御方法を用いた節電装置。6. The upper arm for the exclusive arm for the full bridge converter and the lower arm for the common arm for the converter / inverter, and the lower arm for the exclusive arm for the full bridge converter and the upper arm for the common arm for the converter / inverter have the same modulation factor or their signs are mutually inverted. When the output voltage target value of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit in the state where the modulation rate is controlled, the same modulation rate or the modulation rate in which the sign is inverted is changed to the individual modulation rate. A power saving device using the inverter control method according to claim 5. 【請求項７】 フルブリッジコンバータ専用アームの上
アームとコンバータ／インバータ共通アームの下アー
ム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アーム
とコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同一
変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御し
ている状態において、双方向インバータの交流電源と同
相の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超えた
場合に、フルブリッジコンバータ専用アームの上アーム
とコンバータ／インバータ共通アームの下アームは、同
一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率から個
別の変調率に変更することを特徴とする請求項５記載の
インバータ制御方法を用いた節電装置。7. The upper arm for the full-bridge converter arm and the lower arm for the converter / inverter common arm, and the lower arm for the full-bridge converter arm and the upper arm for the converter / inverter common arm have the same modulation factor or the opposite signs. When the output voltage target value of the same phase as the AC power supply of the bidirectional inverter exceeds the inverter output voltage limit while controlling with the modulation factor, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / inverter common arm The power saving device using the inverter control method according to claim 5, wherein the lower arm changes the modulation rate having the same modulation rate or the modulation rate in which the signs are mutually inverted to an individual modulation rate. 【請求項８】 フルブリッジコンバータ専用アームの上
アームとコンバータ／インバータ共通アームの下アー
ム、及びフルブリッジコンバータ専用アームの下アーム
とコンバータ／インバータ共通アームの上アームが同一
変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率で制御し
ている状態において、双方向インバータの交流電源と逆
相の出力電圧目標値がインバータ出力電圧限界を超えた
場合に、フルブリッジコンバータ専用アームの上アーム
とコンバータ／インバータ共通アームの下アームは、同
一変調率あるいは互いに符号を反転させた変調率から個
別の変調率に変更することを特徴とする請求項５記載の
インバータ制御方法を用いた節電装置。8. The upper arm of the full-bridge converter dedicated arm and the lower arm of the converter / inverter common arm, and the lower arm of the full-bridge converter dedicated arm and the upper arm of the converter / inverter common arm have the same modulation factor or mutually opposite signs. When the output voltage target value of the AC power supply of the bidirectional inverter and the opposite phase exceeds the inverter output voltage limit in the state of controlling with the modulation factor, the upper arm of the full bridge converter dedicated arm and the converter / inverter are common. The power saving apparatus using the inverter control method according to claim 5, wherein the lower arm of the arm is changed from a modulation rate having the same modulation rate or a modulation rate whose sign is inverted to an individual modulation rate.