JPH0311904A - インバータの変調方法 - Google Patents

インバータの変調方法

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JPH0311904A
JPH0311904A JP1146027A JP14602789A JPH0311904A JP H0311904 A JPH0311904 A JP H0311904A JP 1146027 A JP1146027 A JP 1146027A JP 14602789 A JP14602789 A JP 14602789A JP H0311904 A JPH0311904 A JP H0311904A
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JP
Japan
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mode
pulses
output
output voltage
switching
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Pending
Application number
JP1146027A
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English (en)
Inventor
Hideo Koo
秀夫 小尾
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0311904A publication Critical patent/JPH0311904A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば誘導電動機を駆動制御する3相イン
バータ等のインバータの変調方法に関するものである。
〔従来の技術〕
第2図ないし第4図は、例えば昭和53年電気四学会連
合大会論文73「車両用誘導電動機のインバータ制御に
ついて(その2)」に記載されたこの種従来のインバー
タの変調方法を説明するもので、第2図はインバータの
主回路構成を示す回路図、第3図はその制御回路構成を
示すブロック図、第4図はその動作波形を示すタイムチ
ャートである。
図において、(1)は直流電源、■は主回路を入切する
開閉器、θ)および(2)は逆り形フィルタ回路を構成
するそれぞれフィルタリアクトルおよびフィルタコンデ
ンサ、(5U)〜(5Z)は3相ブリツジに接続されて
インバータを構成するスイッチング素子としてのサイリ
スタ等の半導体スイッチ、(6)は誘導電動機、(7)
は誘導電動機(6)の電流を検出する電流検出器、(8
)は誘導電動機(6)の回転周波数を検出するパルス発
生器である。
(9)は制御の入力条件となる運転指令、00)は運転
指令(9)からの指令に基づき電流指令rpを発生する
電流指令発生部、(11)は同じく運転指令(9)から
の指令に基づきすべり周波数指令fspを発生する周波
数指令発生部、(12)は電流指令発生部αO)の出力
と電流検出器(2)で検出した誘導電動機(6)の電流
rMの信号とからインバータの出力電圧Vを演算する電
流制御部、(13)は周波数指令発生部(11)の出力
と電流IMの信号とから誘導電動機(6)のすべり周波
数fsを演算するすべり制御部、(14)はパルス発生
器(aからの回転周波数fMとすべり制御部(13)か
らのすべり周波数fsとからインバータの出力周波数F
を演算する加算器、(15)は出力電圧■と出力周波数
Fとを目標に各半導体スイッチ(5U)等へゲート信号
を送出する変調回路である。
次に動作について説明する。運転指令(9)からの指令
で電流指令発生部00)で発生された電流指令1pは電
流制御部(12)で電流信号IMと比較増幅され、誘導
電動機(6)に印加すべきインバータの出力電圧■とな
って変調回路(15)に入力される。また、運転指令(
9)からの指令で周波数指令発生部(11)で発生され
たすべり周波数指令fspはすべり制御部(13)で電
流信号IMと比較増幅され、誘導電動機(6)のすべり
周波数fsとなって加算器(14)に入力される。加算
器(14)は、このすべり周波数fsとパルス発生器(
8からの回転周波数fMと3入力し、下式により、誘導
電動fi [61の加速時には加算、回生時には減算し
てインバータの出力周波数Fを変調回路(15)へ送出
する。
F=fM:th:fs    ・・・・・・・・(1)
変調回路(15)は指令された出力周波数Fおよび出力
電圧■に基づき、予め定められたモードによる正弦波状
のU相変調波(16)と三角波状の搬送波(17)とを
、例えば第4図に示すように設定する。
そして、U相変調波(16)と搬送波(17)との両波
形を比較しその交点で反転するU相変調信号(18)を
得る。このU相変調信号(18)の出力レベルに応じて
第2図で示す半導体スイッチ(5U)および(5X)の
オン、オフのタイミングを決定する。
同様にして、U相から120°遅れた図示しないV相変
調波と搬送波(17)とから■相変調信号(19)を得
、このV相変調信号(19)の出力レベルに応じて半導
体スイッチ(5V)および(5Y)のオン、オフのタイ
ミングを決定する。U相変調信号(18)および■相変
調信号(19)に基づく半導体スイッチの点弧動作から
゛インバータの出力電圧として、例えばUV相間出力電
圧(20)が得られる訳である。
ところで、誘導電動機(6)の加速が進み出力周波数F
が上昇していくと、これに応じてインバータを構成する
半導体スイッチのスイッチング周波数も増大させる必要
がある。しかし、半導体スイッチにはそのスイッチング
性能や使用条件等からそのスイッチング周波数に上限が
存在し、このため、出力周波数Fの上昇に伴ってインバ
ータの出力電圧波形に含まれる出力パルスの数を階段状
に低減していく方法が一最的に採用されている0例えば
、昭和62年6月発行電気学会技術報告■部251号「
電気車の交流電動機駆動・インバータ制御方式」2.3
8〜39には、非同期→21パルス→15パルス→9パ
ルス→5パルス→3パルス→1パルスの各モードで出力
パルスを切換える方法が紹介されている。
第5図は上記パルスモードの切換えのうち、特に9パル
スから5パルスのモードに切換える場合の各波形を示し
たものである0図において、搬送波(17)はAに示す
時点で不連続的にその波形を変化させている。即ち、時
点AまでのUV相間出力電圧(20)の波形はその半周
期中の180°の範囲に9パルスを分配させた第1のモ
ードに、そして時点A以降のUV相間出力電圧(20)
の波形はその120°の範囲に5パルスを分配させた第
2のモードになっており、この時点Aで第1のモードが
ら第2のモードへの切換えが行われている訳である。
なお、第5図の(21)は正弦波状のV相変調波である
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のインバータの変調方法では、以上のように、18
0°の範囲に9パルスを分布させた第1のモードから、
120°の範囲に5パルスを分布させた第2のモードへ
直接切換えるため大きなパルス幅変動が発生し、誘導電
動機(6)の電流や出力トルクが急変して乗心地等が悪
化するという問題点があった。
この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、特に9パルスと5パルスとの変調モードの切
換えをスムーズに行い、パルス幅変動を小さくして電動
機電流や出力トルクの急変を防止することができるイン
バータの変調方法を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段および作用〕この発明に係
るインバータの変調方法は、第1のモードと第2のモー
ドとの間に以下の過渡モードを設定したものである。
即ち、第1のモードにおける出力電圧の0°および18
0°の位相の各々に存在する一対の出力パルスの各パル
ス幅およびパルス間隔を順次低減するとともに、上記第
1のモードにおける出力電圧の60°および120°の
位相における零出力幅をスイッチング素子のスイッチン
グ性能から定まる所定の最小時間幅まで順次低減する。
この過渡モードが完了した後、第2のモードに切換える
。第2のモードから第1のモードへ戻るときは上記した
順序と逆の動作を行う。
〔実 施 例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図は従来の第5図に対応してこの実施例における各波形
を示したもので、図中、各波形には従来と同一の符号を
付けている。図において、時点A以前は9パルスの第1
のモードで、従来の第5図の時点A以前と同一の動作で
ある0時点B以降は5パルスの第2のモードで、従来の
第5図の時点A以降と同一の動作である。但し、従来の
場合と比較すると、UV相間出力電圧(20)で半周期
弁ずれた位相から始まっている。そして、時点Aから時
点Bに至る部分が、今回者たに挿入した過渡モードで、
図示を簡単にするため第1図では半周期の期間で終了し
ているが、実際は更に長い期間をとり徐々に変化させる
ようにする。
次に、この過渡モードにおける変調回路(15)の具体
的な動作を第1図に従って説明する。出力周波数Fが9
パルスモードの上限値に達すると(時点A)、変調回路
(15)はこれを検出して過渡モードに移行するべく、
搬送波(17)の波形を順次変形していく、即ち、UV
相間出力電圧(20)の位相0°、60°、 !20’
、 180°(0”)、・・・における搬送波(17)
の頂点位置を徐々に下げていく、但し、図に示すように
、半導体スイッチ(5U)等のスイッチング性能等から
定まる所定の最小時間幅ΔTの部分は残して三角波とし
ての頂点位置を下げていく。
そして、同時に当該頂点と逆極性の隣接する両頂点間の
時間幅TWを徐々に広げていく、過渡モードの位相60
°の部分に一部点線で示す三角波形は、9パルスモード
のときの搬送波(17)の波形を参考までに示したもの
である。
以上の搬送波(17)の波形繰作により、UV相間出力
電圧(20)の位相60°および120°における零出
力幅は徐々に低減しやがて最小時間幅ΔTに至る(図中
Cで示す)、また、UV相間出力電圧(20)の位相0
゛および180°の部分には、元々、即ち9パルスモー
ドでは一対の出力パルス(22)(23)が存在してい
るが、上記下搬送波(17)の操作により、これら出力
パルス(22) (23)の各パルス幅およびパルス間
隔が徐々に低減し、やがて消滅する(図中りで示す)。
そして、搬送波(17)の頂点位置が零レベルに至り、
時間幅TWが5パルスモードのそれに一致した時点で過
渡モードは終了し、つづいて5パルスモードに移行する
。逆に、5パルスモードから9パルスモードへ切換える
場合は上記と逆の操作を行えばよい。
この過渡モードの周期数を適当に設定することにより、
9パルスの第1モードと5パルスの第2のモードとの間
の切換えを連続的にスムーズに行うことができ、電動機
電流や出力トルクの急変を防止することができる。
なお、上記で説明した搬送波(17)の波形の操作は、
例えば、変調回路(15)に内蔵するROMに必要な波
形データを記憶させておき、必要に応じて取出すように
すればよい。
また、上記実施例では、U相変調波(16)を正弦波と
したが方形波としてもよく、搬送波(17)も三角波に
限らず例えば特開昭58−179176号公報に記載さ
れたような種々な波形のものを採用してもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明では、9パルスの第1のモード
と5パルスの第2のモードとの間に所定の過渡モードを
設定して変調するようにしたので、第1と第2とのモー
ド切換えによるパルス幅変動が小さくなり、インバータ
出力の急変が防止される。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による変調動作を説明する
ための各波形のタイムチャート、第2図はインバータの
主回路構成を示す回路図、第3図はその制御回路構成を
示すブロック図、第4区はその基本動作を説明するため
のタイムチャート、第5図は従来の変調動作を説明する
ためのタイムチャートである。 図において、(5U)〜(5z)はスイッチング素子と
しての半導体スイッチ、(15)は変調回路、(16)
はU相変調波、(17)は搬送波、(20)はUV相間
出力電圧、(21)は■相変調波、(22) (23)
は一対の出力パルス、ΔTは最小時間幅である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 所定のモードで変調波と搬送波とを設定し、上記両波の
    比較から得られるゲート信号でインバータのスイッチン
    グ素子をオンオフ制御して可変電圧・可変周波数の出力
    電圧を得るインバータの変調方法であって、上記出力電
    圧の180゜の範囲に9パルスを分配させる第1のモー
    ドから上記出力電圧の120゜の範囲に5パルスを分配
    させる第2のモードへ切換える場合において、 上記第1のモードにおける出力電圧の0゜および180
    ゜の位相の各々に存在する一対の出力パルスの各パルス
    幅およびパルス間隔を順次低減するとともに、上記第1
    のモードにおける出力電圧の60°および120°位相
    における零出力幅を上記スイッチング素子のスイッチン
    グ性能から定まる所定の最小時間幅まで順次低減する過
    渡モードを、上記第1のモードと第2のモードとの間に
    設定したことを特徴とするインバータの変調方法。
JP1146027A 1989-06-07 1989-06-07 インバータの変調方法 Pending JPH0311904A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7902482B2 (en) * 2002-06-14 2011-03-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Laser machining apparatus and control method for the apparatus

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