JPH07222454A - Pwmインバータの制御方法及び装置 - Google Patents

Pwmインバータの制御方法及び装置

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JPH07222454A
JPH07222454A JP6007613A JP761394A JPH07222454A JP H07222454 A JPH07222454 A JP H07222454A JP 6007613 A JP6007613 A JP 6007613A JP 761394 A JP761394 A JP 761394A JP H07222454 A JPH07222454 A JP H07222454A
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JP
Japan
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sine wave
signal
wave
rectangular wave
pwm
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Pending
Application number
JP6007613A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroki Shimizu
弘紀 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shinko Electric Co Ltd filed Critical Shinko Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチング素子としてGTOを用いたPW
Mインバータにおける最大出力電圧を低下させることな
く,制御パルス幅を所要の最小パルス幅に生成すること
ができるPWMインバータの制御方法及びその装置を提
供する。 【構成】 インバータ3のスイッチング回路を制御する
PWM信号は,正弦波を基本として,この正弦波の電気
角60°〜120°及び240°〜300°の間の所定
期間を所定波高値の矩形波に置き換えた指令信号によ
り,キャリア信号を変調することにより生成される。指
令信号とキャリア信号とによる変調率の変化は,矩形波
の波高値及び正弦波の振幅を変化させることによってな
され,矩形波の波高値は変調率が1の状態から下げると
き,PWM信号のパルス幅を所要の最小パルス幅になる
変調率に変化させる。この制御によって,インバータの
最大出力電圧が大きくできると共に,スイッチング素子
としてGTOを用いた場合に最小パルス幅の制限を保つ
ことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,キャリア信号と指令信
号とを比較することにより生成されたPWM信号により
スイッチング回路を制御するPWMインバータの制御方
法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】PWMインバータのスイッチング回路を
制御するパルス幅は,例えば,図6に示すように,三角
波と正弦波との時間軸における大小関係を比較すること
により決定される。キャリア信号である三角波と,指令
信号である正弦波との比較は,インバータが三相インバ
ータである場合,図7に示すように,振幅がVd /2,
周期が2Tの三角波et と,指令波eu ,ev ,ew
三相正弦波との大小関係を比較して,PWMパルス信号
が生成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,スイッ
チング回路を構成するスイッチング素子としてGTO
(ゲート・ターンオフ・サイリスタ)を用いたGTOイ
ンバータでは,GTOをスイッチング制御するパルス幅
に制限があるため,PWM信号の最小パルス幅に制限が
加えられる。PWM信号のパルス幅を所要の最小パルス
幅以上にするためには,指令波である正弦波の振幅の大
きさを制限しなければならない。従って,キャリア信号
と指令信号との振幅の比である変調率を小さくしなけれ
ばならないため,インバータの最大出力電圧が低くなる
問題点があった。本発明の目的とするところは,スイッ
チング素子としてGTOを用いたPWMインバータにお
ける最大出力電圧を低下させることなく,制御パルス幅
を所要の最小パルス幅以上に生成することができるPW
Mインバータの制御方法及びその装置を提供することに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する方法は,キャリア信号と指令信号と
を比較することにより生成されたPWM信号によりスイ
ッチング回路を制御するPWMインバータの制御方法に
おいて,上記指令信号が基本的に正弦波により形成さ
れ,この正弦波の電気角60°〜120°及び240°
〜300°の間の所定期間が所定波高値の矩形波に置換
した上記信号波に基づいて上記PWM信号を生成するこ
とを特徴とするPWMインバータの制御方法である。上
記方法において,上記矩形波の波高値及び正弦波の振幅
を変化させることにより,変調率を変化させることがで
きる。又,上記目的を達成するために本発明が採用する
手段は,キャリア信号と指令信号とを比較することによ
り作成されたPWM制御信号によりスイッチング回路を
制御するPWMインバータの制御装置において,正弦波
を出力する正弦波発生器と,上記正弦波の電気角60°
〜120°及び240°〜300°の間の所定期間に矩
形波を出力する矩形波発生器と,上記正弦波の所定期間
の間は上記矩形波発生器に切り換え,上記所定期間以外
の間は上記正弦波発生器に切り換えて上記指令信号とし
て出力する指令信号切り換え手段とを具備してなること
を特徴とするPWMインバータの制御装置として構成さ
れている。上記装置において,上記矩形波の波高値及び
正弦波の振幅が可変に構成される。
【0005】
【作用】本発明によるPWMインバータの制御方法によ
れば,インバータのスイッチング回路を制御するPWM
信号は,正弦波を基本として,この正弦波の電気角60
°〜120°及び240°〜300°の範囲内の所定期
間を所定波高値の矩形波に置き換えた指令信号により,
キャリア信号を変調することにより生成される。上記指
令信号とキャリア信号とによる変調率の変化は,上記矩
形波の波高値及び正弦波の振幅を変化させることによっ
てなされるが,上記矩形波の波高値は変調率が1の状態
から下げるとき,PWM信号のパルス幅を所要の最小パ
ルス幅になる変調率に変化させる。この制御によって,
インバータの最大出力電圧が大きくできると共に,スイ
ッチング素子としてGTOを用いた場合に最小パルス幅
の制限を保つことが可能となる。又,本発明によるPW
Mインバータの制御装置によれば,正弦波発生器から出
力される正弦波の電気角度60°〜120°及び240
°〜300°の間の所定期間をが,矩形波発生器から出
力される矩形波に置換されるよう切り換え手段により切
り換えて,これを指令信号として出力し,キャリア信号
を変調することによりPWM信号を生成する。上記正弦
波の振幅及び矩形波の波高値は,変調率1の状態とPW
M信号のパルス幅が所要の最小パルス幅が得られる値以
下との間で変化させることができる。この制御装置から
出力されるPWM信号によりインバータを制御すること
によって,インバータの最大出力電圧が大きくできると
共に,スイッチング素子としてGTOを用いた場合に最
小パルス幅の制限を保つことが可能となる。
【0006】
【実施例】以下,添付図面を参照して,本発明を具体化
した実施例につき説明し,本発明の理解に供する。尚,
以下の実施例は本発明を具体化した一例であって,本発
明の技術的範囲を限定するものではない。ここに,図1
は本発明になる制御方法を適用したPWMインバータと
その制御装置との構成を示すブロック図,図2は実施例
に係る正弦波発生器から出力される正弦波(a)と矩形
波発生器から出力される矩形波(b)の波形図,図3は
実施例に係る指令信号発生器から出力される指令信号と
キャリア信号との変調関係を示す説明図,図4は実施例
に係る指令信号変化と出力電圧の変化との関係を示すグ
ラフ,図5は実施例に係る三相指令信号とキャリア信号
との波形を示す波形図である。図1において,本実施例
に係るPWMインバータ10は,商用電源の三相交流
(R,S,T)を直流に変換する順変換器8と,この直
流から所望の三相電圧(U,V,W)を出力させる逆変
換器である三相インバータ3とを備えて構成されてい
る。上記三相インバータ3は制御装置1から出力される
PWM信号により制御される。上記制御装置1は,指令
信号を出力する指令信号発生器2と,キャリア信号を出
力するキャリア信号発生器4とを具備し,上記指令信号
発生器2は,正弦波発生器5と矩形波発生器6と切り換
え器(切り換え手段)7とを備えて構成され,上記指令
信号とキャリア信号との比較により生成されるPWM信
号により,三相インバータ3のスイッチング素子を構成
するGTO(Gu〜Gw)をスイッチング制御する。
【0007】上記構成において,指令信号発生器2の正
弦波発生器5からは,図2(a)に示すような三相交流
の正弦波が出力され,矩形波発生器6からは,図2
(b)に示すような矩形波が出力される。同図(a)
(b)を対比すると分かるように,上記正弦波の電気角
60°〜120°及び240°〜300°に相当する位
置に矩形波が出力されている。そこで上記切り換え器7
は,正弦波の電気角60°〜120°及び240°〜3
00°の期間に矩形波を,その他の期間に正弦波を指令
信号として出力するように切り換える動作を行う。従っ
て,指令信号発生器2から出力される指令信号の一相分
の波形は図3に示すようになり,この波形によりキャリ
ア信号発生器4から出力される三角波を変調して,三相
インバータ3を制御するPWM信号が生成される。この
指令信号は矩形波及び正弦波の波高値を変化させて変調
率が変化できるように構成されている。上記変調率の変
化は,図3に破線で示すように,正弦波の振幅及び矩形
波の波高値を変調率1から0.5の間で変化させること
によりなされ,この変化によってインバータ10の出力
電圧の変化がなされる。上記矩形波の波高値の変化は,
図3及び図4に示すように,変調率1の状態となる波高
値とPWM信号のパルス幅が所要の最小パルス幅となる
波高値(図3にaで示すようなレベル)とに変化させる
と共に,正弦波の振幅の変化に同調させて変化させる。
上記構成により指令信号発生器2から出力される指令信
号は,図5に示すように,正弦波の電気角60°〜12
0°及び240°〜300°間が矩形波に置換された三
相指令信号(eu ,ev ,ew )となり,キャリア信号
である三角波(et )との比較により,三相インバータ
3のスイッチング回路を構成するGTOをスイッチング
制御するPWM信号が生成される。
【0008】上記GTOは,スイッチング制御されるP
WM信号の最小パルス幅に制限があるため,従来構成で
は指令信号を大きくすることができず,インバータの出
力電圧が大きくできない問題点があったが,上記したよ
うに指令信号となる正弦波の電気角60°〜120°及
び240°〜300°の間を矩形波に置換し,該矩形波
の波高値を図4に示すように変化させることによって,
インバータが出力できる最大出力電圧を大きくすること
ができると同時に,GTOをスイッチング制御するパル
ス幅が最小パルス幅以下にならないように保つことがで
きる。上記実施例では,電気角60°〜120°の間及
び240°〜300°の間を矩形波に置きかえたものを
示したが,62.5°〜117.5°の間及び242.
5°〜297.5°の間や,65°〜115°の間及び
245°295°の間といった所定期間を矩形波に置き
かえることも可能である。
【0009】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によるPWMイ
ンバータの制御方法によれば,インバータのスイッチン
グ回路を制御するPWM信号は,正弦波を基本として,
この正弦波の電気角60°〜120°及び240°〜3
00°の間の所定期間を所定波高値の矩形波に置き換え
た指令信号により,キャリア信号を変調することにより
生成される。上記指令信号とキャリア信号とによる変調
率の変化は,上記矩形波の波高値及び正弦波の振幅を変
化させることによってなされるが,上記矩形波の波高値
は変調率が1の状態から下げるとき,PWM信号のパル
ス幅を所要の最小パルス幅になる変調率に変化させる。
この制御によって,インバータの最大出力電圧が大きく
できると共に,スイッチング素子としてGTOを用いた
場合に最小パルス幅の制限を保つことが可能となる。
又,本発明によるPWMインバータの制御装置によれ
ば,正弦波発生器から出力される正弦波の電気角度60
°〜120°及び240°〜300°の間の所定期間
が,矩形波発生器から出力される矩形波に置換されるよ
う切り換え手段により切り換えて,これを指令信号とし
て出力し,キャリア信号を変調することによりPWM信
号を生成する。上記正弦波の振幅及び矩形波の波高値
は,変調率1の状態とPWM信号のパルス幅が所要の最
小パルス幅が得られる値以下との間で変化させることが
できる。この制御装置から出力されるPWM信号により
インバータを制御することによって,インバータの最大
出力電圧が大きくできると共に,スイッチング素子とし
てGTOを用いた場合に最小パルス幅の制限を保つこと
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明になる制御方法を適用したPWMイン
バータとその制御装置との構成を示すブロック図。
【図2】 実施例に係る正弦波発生器から出力される正
弦波(a)と矩形波発生器から出力される矩形波(b)
の波形図。
【図3】 実施例に係る指令信号発生器から出力される
指令信号とキャリア信号との変調関係を示す説明図。
【図4】 実施例に係る指令信号変化と出力電圧の変化
との関係を示すグラフ。
【図5】 実施例に係る三相指令信号とキャリア信号と
の波形を示す波形図。
【図6】 従来例に係るPWM信号を生成する指令信号
とキャリア信号との波形図。
【図7】 指令信号とキャリア信号との比較によるPW
M信号の生成を説明する波形図。
【符号の説明】
1…制御装置 2…指令信号発生器 3…三相インバータ 4…キャリア信号発生器 5…正弦波発生器 6…矩形波発生器 7…切り換え器(切り換え手段) 10…インバータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャリア信号と指令信号とを比較するこ
    とにより生成されたPWM信号によりスイッチング回路
    を制御するPWMインバータの制御方法において,上記
    指令信号が基本的に正弦波により形成され,この正弦波
    の電気角60°〜120°及び240°〜300°の間
    の所定期間が所定波高値の矩形波に置換した信号波形に
    形成され,該指令信号に基づいて上記PWM信号を生成
    することを特徴とするPWMインバータの制御方法。
  2. 【請求項2】 上記矩形波の波高値及び正弦波の振幅を
    変化させることにより,変調率を変化させる請求項1記
    載のPWMインバータの制御方法。
  3. 【請求項3】 キャリア信号と指令信号とを比較するこ
    とにより作成されたPWM制御信号によりスイッチング
    回路を制御するPWMインバータの制御装置において,
    正弦波を出力する正弦波発生器と,上記正弦波の電気角
    60°〜120°及び240°〜300°の間の所定期
    間に矩形波を出力する矩形波発生器と,上記所定期間の
    間は上記矩形波発生器に切り換え,上記所定期間以外の
    間は上記正弦波発生器に切り換えて上記指令信号として
    出力する指令信号切り換え手段とを具備してなることを
    特徴とするPWMインバータの制御装置。
  4. 【請求項4】 上記矩形波の波高値及び正弦波の振幅が
    可変である請求項3記載のPWMインバータの制御装
    置。
JP6007613A 1994-01-27 1994-01-27 Pwmインバータの制御方法及び装置 Pending JPH07222454A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002119081A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Nec Kansai Ltd ブラシレスモータ駆動回路
JP2003219652A (ja) * 2002-01-17 2003-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電力変換装置

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