JPH07236279A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JPH07236279A JPH07236279A JP6292558A JP29255894A JPH07236279A JP H07236279 A JPH07236279 A JP H07236279A JP 6292558 A JP6292558 A JP 6292558A JP 29255894 A JP29255894 A JP 29255894A JP H07236279 A JPH07236279 A JP H07236279A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- converter
- output
- power
- forward converter
- control system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
脈動を抑制すること。 【構成】順変換器を絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
で構成し、出力制御系の開ループ制御角周波数を電源周
波数の六倍以上とする。 【効果】直流出力脈動を抑制し、フィルタを小型化す
る。
Description
り、特に電力変換装置の小型化を図る場合に好適な電力
変換装置の構成及び制御方法に関する。
い、これらの自己消弧素子にPWMパルスを供給してス
イッチング動作させることにより、出力を平滑する手段
(例えば直流リアクトル:以下DCLと称する)を介し
て三相交流電源から負荷に直流電力を供給するようにし
た順変換装置が提案されている。
御するため、特開昭62−163576号公報に記載のように、
出力を制御する制御指令と出力の検出値との偏差に応じ
てPWMパルスパターンを決定するようにした出力制御
系をもっていた。
電圧の波高値成分に起因する出力(直流)脈動について
考慮されておらず、出力脈動を十分小さくするためには
出力を平滑する手段を大形化せざるを得なくなるため、
特に大容量の変換装置では出力を平滑する手段が巨大と
なり、高価な装置となるばかりでなく、据え付け等に多
大な労力を要するなどの問題があった。
出力を平滑する手段を小型軽量化して安価な電力変換装
置を提供することにある。
ろは、変換器を絶縁ゲートバイポーラトランジスタ素子
で構成し、出力制御系の開ループ制御角周波数を電源周
波数の六倍以上に設定したことである。
からなる自己消弧素子で構成したため自己消弧素子の不
感帯時間が小さく高速動作が可能となる。そのため、自
己消弧素子の不感帯時間による位相遅れが出力制御系に
悪影響を与えず、出力制御系の開ループ制御角周波数を
電源周波数の六倍以上に設定しても出力制御系は安定に
動作する。
源周波数の六倍以上に設定したことで電源電圧の波高値
成分に起因する出力脈動の制御が可能となる。そのた
め、出力脈動を十分小さくでき、出力を平滑する手段の
小型化が可能となる。
ある。図1において、1は三相交流電源、2は電源電流
を平滑する電源側フィルタコンデンサ、3は順変換器、
4は出力電流を平滑する直流リアクトル(DCL)、5
は負荷、6は電流指令作成器、10は出力電流検出器、
11は出力電流制御回路、12はPWMパルス作成用の
ワンチップマイコン、13はベース駆動回路である。こ
こで負荷5は、逆変換器6と負荷電流を平滑する負荷側
フィルタコンデンサ7と、三相誘導電動機8から構成
し、ワンチップマイコン12は、A/D変換器14と、
PWMパルス演算部15とから構成している。また、順
変換器3および逆変換器6は、一アームをダイオードと
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ素子(以下、IGB
T素子と呼ぶ)の直列回路で構成した電流形の変換器と
なっている。
出力電流指令Io*を作成し、出力電流検出器10の出
力である出力電流検出値Ioと比較され、電流偏差ΔI
として出力制御回路11に入力される。出力制御回路1
1は、電流偏差ΔIに応じた電圧指令V* を発生し、ワ
ンチップマイコン12に入力する。ワンチップマイコン
12は、電圧指令V* をAD変換器14によってデジタ
ル量に変換し、その値に応じた順変換器出力電圧を得る
ようにPWMパルスパターンをPWMパルス演算部15
で演算している。
変換器3は、ワンチップマイコン12で作成したPWM
パルスパターンによってスイッチング動作し、三相交流
電源1の交流電力を直流電力に変換する。順変換器3の
出力は、直流電流平滑用のDCLを介して負荷5を駆動
し、負荷5に直流電力を供給する。
装置は、この回路構成からもわかるように、一巡の電流
帰還制御系を構成しており、この電流帰還制御系の開ル
ープ制御角周波数は図2のAに示すように、電源周波数
の六倍(図2のC)以上に設定している。以下、この設
定理由を図3を用いて説明する。
を図2のBのように電源周波数の六倍(図2のC)以下
に設定し、従来程度の制御応答とした場合の各部動作波
形を示しており、制御位相が0°、電流指令値が一定と
いう条件である。図3(a)は三相交流電源の相電圧、
(b)は順変換器の各IGBT素子に与えるPWMパル
スパターン、(c)は順変換器出力電圧、(d)は順変
換器出力電流である。電流形順変換器は各IGBT素子
をPWMパルスパターン(b)によりスイッチング動作
させ、三相交流電源の相電圧(a)をチョッピングする
ことによって、(c)のような出力電圧を得ている。よ
って(c)の順変換器出力電圧を見るとわかるように電
源電圧の波高値成分が出力電圧の波高値脈動として現れ
る。この出力電圧の波高値脈動は、電気角60°毎に繰
り返されるため、順変換器出力電流(d)は出力電圧
(c)の波高値脈動に応じて、電源周波数の六倍の周波
数で脈動してしまう。従来、出力電流脈動はDCLによ
って平滑していたが、この電源電圧の波高値成分に起因
する出力電流脈動まで排除するとなると、DCLは巨大
な物となり、大変高価な装置となってしまう。
圧の波高値成分による電流脈動が電源周波数の六倍の周
波数であることに着目し、この周波数領域まで十分制御
可能な電流帰還制御系を構築するため、電流帰還制御系
の開ループ制御角周波数を電源周波数の六倍以上の領域
に設定した。このようにすることで順変換器出力電流は
(d)に破線で示すような脈動のない一定の電流に制御
できる。
関係を示している。前述のように制御角周波数を上げる
ことによって電流リプルが低減され、これによってDC
Lの容量を大幅に低減でき、装置の小形化を図れること
がわかる。
る場合には、順変換器を構成する自己消弧素子の不感帯
時間が大きいと、これによる位相遅れの影響で、制御系
の安定が図れない恐れがある。
自己消弧素子の不感帯時間が小さく高速スイッチングの
可能な絶縁ゲートバイポーラトランジスタで構成した。
そのため、不感帯時間による位相遅れの影響が小さく、
制御角周波数を上げた場合にも制御系が安定に動作し出
力電流脈動低減作用が安定し、信頼性が向上する。
の自己消弧素子を用いたことで、スイッチング周波数を
上げることが可能となり、スイッチング周波数を上げる
ことで電源側のフィルタコンデンサを小形化できる効果
がある。
ンデンサ容量との関係を示しており、スイッチング周波
数とフィルタコンデンサ容量とほぼ逆比例の関係にあ
る。従って例えば、スイッチング周波数を3KHz→1
5KHzに上げることで、フィルタコンデンサ容量は約
1/5に低減できる。
中の逆変換器6も、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
で構成しており、スイッチング周波数を上げることで電
源側と同様に負荷側フィルタコンデンサ容量を小形化で
きる効果がある。
げることで誘導電動機8に流れる負荷電流の正弦波化率
が向上し、誘導電動機8と滑らかに駆動できる効果があ
る。以上述べたように本発明の第一の実施例によれば、
DCL,電源側フィルタコンデンサ容量及び負荷側フィ
ルタコンデンサ容量を小形化できる効果があり、電力変
換装置全体の寸法を大幅に小型,軽量化できる効果があ
る。
は本発明の他の実施例を示す図である。
流電力を直流電力に変換する順変換器、cは順変換器3
の出力を平滑する平滑コンデンサ、16は誘導電動機8
からの回生電力を消費する回生電力消費用抵抗、6は直
流電力を交流電力に変換し、誘導電動機8を駆動する逆
変換器である。本構成で順変換器3は、ダイオードブリ
ッジによる三相全波整流回路で構成され、逆変換器6
は、一アームをIGBTと、逆並列ダイオードの並列接
続によって構成する電圧形の逆変換器となっている。
に、逆変換器側に設けておりその構成は第一の実施例と
同様である。これは、本実施例の順変換器が単なるダイ
オードで構成され、自己消弧能力がなく電流制御が不可
能なためである。従って、本実施例における電流帰還制
御系は、直流電流を制御するのではなく、交流電流、す
なわち、電動機電流を制御している。
還制御系の制御角周波数は、電源周波数の三倍以上に設
定している。これによって、出力電流検出値Ioは、第
一の実施例と同様に、電源周波数の波高値成分に起因し
た電源脈動が排除され、平滑用コンデンサを小型化でき
る。
トランジスタ素子で構成したため、上記のように制御角
周波数を上げても、電流帰還制御系が安定に動作可能と
なる。
上げることが可能となるため、その場合には、電動機電
流の正弦波化率が向上し、電動機を円滑に制御可能とな
る。本実施例では回生電力を電源に回生することができ
ないが、順変換器の構成が簡素であり、より安価で小型
の電力変換装置が構築できる。
ープ制御角周波数を電源周波数の六倍以上に設定した事
により、電源電圧の波高値成分に起因した電流脈動が排
除できるため、電流を平滑する手段(例えばDCLや平
滑コンデンサ)を小型化できる。
素子で構成したため上記のように開ループ制御角周波数
を上げた場合にも、自己消弧素子の不感帯時間による位
相遅れが小さく、制御系が安定に動作可能となるととも
に、スイッチング周波数を上げることができるため、フ
ィルタコンデンサ容量を小型化できる。
ル、6…逆変換器、8…三相誘導電動機、9…電流指令
作成器、10…出力電流検出器、11…出力電流制御回
路、13…ベース駆動回路、15…PWMパルス演算
部、Io…出力電流検出値、Io*…出力電流指令、Δ
I…電流偏差、V* …電圧指令、IGBT…絶縁ゲート
バイポーラトランジスタ素子、c…平滑コンデンサ。
Claims (11)
- 【請求項1】交流電力を直流電力に変換する順変換器、
前記変換器の出力を平滑する手段、前記順変換器の出力
によって駆動される負荷、前記順変換器の出力を検出す
る検出器、前記順変換器のスイッチング動作を制御する
PWM制御部、前記順変換器の出力を制御する制御指令
と前記検出器の出力との偏差に応じて前記PWM制御部
を動作し、所要の出力を得るように構成した出力制御系
からなる電力変換装置において、 前記順変換器は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ素子
で構成したことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項2】請求項1において、負荷は直流電力を交流
電力に変換する逆変換器、前記逆変換器によって駆動さ
れる電動機で構成している電力変換装置。 - 【請求項3】請求項1において、出力制御系は開ループ
制御角周波数を電源周波数の六倍以上に設定した電力変
換装置。 - 【請求項4】交流電力を直流電力に変換する順変換器、
前記順変換器の出力を平滑する手段、前記順変換器の出
力によって駆動される負荷、前記順変換器の出力を検出
する検出器、前記順変換器のスイッチング動作を制御す
るPWM制御部、前記順変換器の出力を制御する制御指
令と前記検出器の出力との偏差に応じて前記PWM制御
部を動作し、所要の出力を得るように構成した出力制御
系からなる電力変換装置において、 前記順変換器は一アームを絶縁ゲートバイポーラトラン
ジスタ素子と逆阻止ダイオードの直列接続で構成し、出
力を平滑する手段は直流リアクトルによって構成したこ
とを特徴とする電流形電力変換装置。 - 【請求項5】請求項4において、負荷は直流電力を交流
電力に変換するために絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ素子で構成した逆変換器、該逆変換器によって駆動さ
れる電動機で構成した電流形電力変換装置。 - 【請求項6】請求項4において、出力制御系は開ループ
制御角周波数を電源周波数の六倍以上に設定した電流形
電力変換装置。 - 【請求項7】交流電力を直流電力に変換する順変換器、
前記順変換器の出力を平滑する手段、前記順変換器の出
力によって駆動される負荷、前記順変換器の出力を検出
する検出器、前記順変換器のスイッチング動作を制御す
るPWM制御部、前記順変換器の出力を制御する制御指
令と前記検出器の出力との偏差に応じて前記PWM制御
部を動作し、所要の出力を得るように構成した出力制御
系からなる電力変換装置において、 前記順変換器は一アームを絶縁ゲートバイポーラトラン
ジスタ素子と逆導通ダイオードの並列接続で構成し、出
力を平滑する手段はコンデンサによって構成したことを
特徴とする電圧形電力変換装置。 - 【請求項8】請求項7において、負荷は直流電力を交流
電力に変換するために絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ素子で構成した逆変換器、前記逆変換器によって駆動
される電動機で構成した電圧形電力変換装置。 - 【請求項9】請求項7において、出力制御系は開ループ
制御角周波数を電源周波数の六倍以上に設定した電圧形
電力変換装置。 - 【請求項10】交流電力を直流電力に変換する順変換
器、前記順変換器の出力を平滑する手段、前記順変換器
の出力を交流電力に変換する逆変換器、前記逆変換器の
出力を検出する検出器、前記逆変換器のスイッチング動
作を制御するPWM制御部、前記逆変換器の出力を制御
する制御指令と前記検出器の出力との偏差に応じて前記
PWM制御部を動作し、所要の出力を得るように構成し
た出力制御系からなる電力変換装置において、 前記逆変換器は一アームを絶縁ゲートバイポーラトラン
ジスタ素子と、逆導通ダイオードとの並列接続で構成
し、出力を平滑する手段はコンデンサによって構成した
電圧形電力変換装置。 - 【請求項11】請求項10において、出力制御系は開ル
ープ制御角周波数を電源周波数の六倍以上に設定した電
圧形電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6292558A JP2749271B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6292558A JP2749271B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 電力変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07236279A true JPH07236279A (ja) | 1995-09-05 |
JP2749271B2 JP2749271B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=17783327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6292558A Expired - Lifetime JP2749271B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2749271B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2138548A1 (es) * | 1997-12-18 | 2000-01-01 | Iberdrola Sa | Rectificador con factor de potencia proximo a la unidad. |
CN106416040A (zh) * | 2014-06-05 | 2017-02-15 | 三菱电机株式会社 | 直流电源装置和具备该直流电源的制冷循环应用设备 |
EP3576271A1 (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-04 | Xue, Luoliang | Dc charging system for storage battery of electric vehicle |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62178795U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-13 | ||
JPS6364595A (ja) * | 1986-09-04 | 1988-03-23 | Fanuc Ltd | Igbt素子を使用したモ−タ駆動回路 |
JPH01214266A (ja) * | 1988-01-04 | 1989-08-28 | General Electric Co <Ge> | インバータ用のビルデイングブロツク |
-
1994
- 1994-11-28 JP JP6292558A patent/JP2749271B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62178795U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-13 | ||
JPS6364595A (ja) * | 1986-09-04 | 1988-03-23 | Fanuc Ltd | Igbt素子を使用したモ−タ駆動回路 |
JPH01214266A (ja) * | 1988-01-04 | 1989-08-28 | General Electric Co <Ge> | インバータ用のビルデイングブロツク |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2138548A1 (es) * | 1997-12-18 | 2000-01-01 | Iberdrola Sa | Rectificador con factor de potencia proximo a la unidad. |
CN106416040A (zh) * | 2014-06-05 | 2017-02-15 | 三菱电机株式会社 | 直流电源装置和具备该直流电源的制冷循环应用设备 |
JPWO2015186229A1 (ja) * | 2014-06-05 | 2017-04-20 | 三菱電機株式会社 | 直流電源装置、およびそれを備えた冷凍サイクル適用機器 |
US10056826B2 (en) | 2014-06-05 | 2018-08-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct-current power supply device for controlling at frequency being 3N times frequency of three-phase alternating current and refrigeration-cycle applied device including the same |
CN106416040B (zh) * | 2014-06-05 | 2019-06-25 | 三菱电机株式会社 | 直流电源装置和具备该直流电源的制冷循环应用设备 |
EP3576271A1 (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-04 | Xue, Luoliang | Dc charging system for storage battery of electric vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2749271B2 (ja) | 1998-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4788485A (en) | Apparatus for controlling electric motor | |
US6163472A (en) | Elevator DC motor drive with unity power factor, including regeneration | |
US4066938A (en) | Input current modulation to reduce torque pulsations in controlled current inverter drives | |
JP4416531B2 (ja) | 電圧制御パルス幅変調周波数変換器及びその制御方法 | |
JPH0746906B2 (ja) | 電圧変換装置 | |
JP3293435B2 (ja) | モータ駆動装置 | |
JPH1118489A (ja) | 同期電動機の駆動制御装置 | |
KR101911262B1 (ko) | 노이즈 저감 기능을 가지는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기 | |
JP3283134B2 (ja) | Pwmコンバータ装置 | |
JPH07236279A (ja) | 電力変換装置 | |
JP4471076B2 (ja) | Pwmサイクロコンバータ | |
JP3248218B2 (ja) | 電動機駆動用インバータ装置 | |
Deshmukh et al. | Unity Power Factor Three Phase Induction Motor Drive Using Combined Extinction Angle and PWM Controlled Technique | |
JP4415428B2 (ja) | モータの制御方法 | |
JPS5815492A (ja) | パルス幅制御変換器の制御方法 | |
JP3269839B2 (ja) | 交流電動機の速度制御装置 | |
JPS59194697A (ja) | 電動機駆動装置 | |
JPH02206385A (ja) | 電流形インバータ | |
JPH0789742B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2000092857A (ja) | 電力変換装置 | |
JP2560375Y2 (ja) | 電力回生装置 | |
JPS6043758B2 (ja) | 電流比較形交流電源装置 | |
JPH062477Y2 (ja) | 電力変換器の制御装置 | |
JPH0681416B2 (ja) | 交流電動機駆動装置 | |
JP2549101B2 (ja) | 電力変換装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080220 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090220 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090220 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100220 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100220 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110220 Year of fee payment: 13 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |