JPH0832177B2 - ３相対３相電力変換装置 - Google Patents
３相対３相電力変換装置Info
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- JPH0832177B2 JPH0832177B2 JP60017565A JP1756585A JPH0832177B2 JP H0832177 B2 JPH0832177 B2 JP H0832177B2 JP 60017565 A JP60017565 A JP 60017565A JP 1756585 A JP1756585 A JP 1756585A JP H0832177 B2 JPH0832177 B2 JP H0832177B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M5/25—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/27—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means for conversion of frequency
- H02M5/273—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means for conversion of frequency with digital control
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- Power Engineering (AREA)
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- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はオン・オフ制御されるスイツチング要素を
用いた３相対３相電力変換装置に関するものである。
用いた３相対３相電力変換装置に関するものである。
第６図は例えばPROC.IEE,VoL.125,No.7,JULY1978,pp.
643−647,“Application of power transistors to pol
yphase regenerative power converters"に示された従
来の３相対３相電力変換器の概略ブロツク図であり、図
において１は３相R,S,Tの電圧eR，eS，eT（以下符号の
みで示す）を発生する電源、２は３相の負荷（例えばモ
ータ）、３は電源１と負荷２の間に設置された主回路
で、負荷２に３相の正弦波電流を供給するように選択的
にオンにされるスイツチ3RU，3RV，3RW，3SU，3SV，
3SW；3TU，3TV及び3TWで構成されている。４は３相の電
流指令器で、負荷２のＵ相の電流指令▲i* U▼,V相の電
流指令▲i* V▼,W相の電流指令▲i* W▼を出力する。5u,5
v,5wはそれぞれU,V,W相の電流検出器で、負荷２に流れ
るＵ相の電流iU、Ｖ相の電流iV、Ｗ相の電流iWを検出す
る。6u,6v,6wはそれぞれＵ相の電流制御器,V相の電流制
御器,W相の電流制御器である。電流制御器6uはスイツチ
3RU，3SU，3TU、電流制御器6vはスイツチ3RV，3SV，
3TV、電流制御器6wはスイツチ3RW，3SW，3TWのオン・オ
フ状態を決定する。７はデコーダで、電源１の電圧の状
態に応じてスイツチ3RU〜3TWのオン・オフ状態を決定す
る。8u,8v,8wはU,V,W相のデコーダであり、それぞれ電
流制御器6u,6v,6wの信号6ua,6va,6wa及びデコーダ７の
信号7aによりスイツチ3RU，3SU，3TU；3RV，3SV，3TV；
3RW，3SW，3TWのオン・オフ状態を決定する機能をも
つ。
643−647,“Application of power transistors to pol
yphase regenerative power converters"に示された従
来の３相対３相電力変換器の概略ブロツク図であり、図
において１は３相R,S,Tの電圧eR，eS，eT（以下符号の
みで示す）を発生する電源、２は３相の負荷（例えばモ
ータ）、３は電源１と負荷２の間に設置された主回路
で、負荷２に３相の正弦波電流を供給するように選択的
にオンにされるスイツチ3RU，3RV，3RW，3SU，3SV，
3SW；3TU，3TV及び3TWで構成されている。４は３相の電
流指令器で、負荷２のＵ相の電流指令▲i* U▼,V相の電
流指令▲i* V▼,W相の電流指令▲i* W▼を出力する。5u,5
v,5wはそれぞれU,V,W相の電流検出器で、負荷２に流れ
るＵ相の電流iU、Ｖ相の電流iV、Ｗ相の電流iWを検出す
る。6u,6v,6wはそれぞれＵ相の電流制御器,V相の電流制
御器,W相の電流制御器である。電流制御器6uはスイツチ
3RU，3SU，3TU、電流制御器6vはスイツチ3RV，3SV，
3TV、電流制御器6wはスイツチ3RW，3SW，3TWのオン・オ
フ状態を決定する。７はデコーダで、電源１の電圧の状
態に応じてスイツチ3RU〜3TWのオン・オフ状態を決定す
る。8u,8v,8wはU,V,W相のデコーダであり、それぞれ電
流制御器6u,6v,6wの信号6ua,6va,6wa及びデコーダ７の
信号7aによりスイツチ3RU，3SU，3TU；3RV，3SV，3TV；
3RW，3SW，3TWのオン・オフ状態を決定する機能をも
つ。
次に動作について説明する。第７図はデコーダ７の動
作を説明する波形図である。デコーダ７は電源１の３つ
の線間電圧eRS，eST，eTRに対して、図に示すように各6
0°の期間Ｉ〜VIを識別する６ビツトの信号7aを出力す
る。信号7aは図示のように付勢されて期間Ｉ及びIVでス
イツチ3RU，3RV，3RWを全てオフ、期間II及びＶで3TU，
3TV，3TWを全てオフ、期間III及びVIで3SU，3SV，3SWを
全てオフにする。この動作によつて主回路３は第８図〜
第10図（Ｉ）〜（VI）に示す接続状態のいずれかと等価
になる。ただし、図示の主回路３において下側の線を
（−）、上側の線を（＋）の電源線として示しており、
それらの間の電圧は電源１の３つの線間電圧の絶対値の
最大瞬時値である。従つて、デコーダ７の制御によつ
て、主回路３は電源１の３つの線間電圧の絶対値の最大
瞬時値を直流電圧とする３相インバータとして機能す
る。電流指令器４、電流検出器5u,5v,5w、電流制御器6
u,6v,6wは通常のインバータの電流制御と同様に、第８
図〜第10図（Ｉ）〜（VI）に示したスイツチ3RU〜3TWを
オン・オフさせて負荷２の電流制御を行うもので、例え
ば、電流指令器４は大きさと周波数を変化できる３相正
弦波の電流指令▲i* U▼，▲i* V▼，▲i* W▼（以下符号
のみで示す）を出力し、電流制限器6u,6v,6wは▲i* U▼
とiUの差、▲i* V▼とiVの差、▲i* W▼とiWの差に応じた
期間、スイツチのオンさせるための信号6ua,6va,6waを
出力する。この信号6ua,6va,6waはデコーダ8u,8v,8wに
入力され、デコーダ７の信号7aに従つてスイツチ3RU〜3
TWをオン又はオフさせて負荷２に電源１から電力を供給
する。
作を説明する波形図である。デコーダ７は電源１の３つ
の線間電圧eRS，eST，eTRに対して、図に示すように各6
0°の期間Ｉ〜VIを識別する６ビツトの信号7aを出力す
る。信号7aは図示のように付勢されて期間Ｉ及びIVでス
イツチ3RU，3RV，3RWを全てオフ、期間II及びＶで3TU，
3TV，3TWを全てオフ、期間III及びVIで3SU，3SV，3SWを
全てオフにする。この動作によつて主回路３は第８図〜
第10図（Ｉ）〜（VI）に示す接続状態のいずれかと等価
になる。ただし、図示の主回路３において下側の線を
（−）、上側の線を（＋）の電源線として示しており、
それらの間の電圧は電源１の３つの線間電圧の絶対値の
最大瞬時値である。従つて、デコーダ７の制御によつ
て、主回路３は電源１の３つの線間電圧の絶対値の最大
瞬時値を直流電圧とする３相インバータとして機能す
る。電流指令器４、電流検出器5u,5v,5w、電流制御器6
u,6v,6wは通常のインバータの電流制御と同様に、第８
図〜第10図（Ｉ）〜（VI）に示したスイツチ3RU〜3TWを
オン・オフさせて負荷２の電流制御を行うもので、例え
ば、電流指令器４は大きさと周波数を変化できる３相正
弦波の電流指令▲i* U▼，▲i* V▼，▲i* W▼（以下符号
のみで示す）を出力し、電流制限器6u,6v,6wは▲i* U▼
とiUの差、▲i* V▼とiVの差、▲i* W▼とiWの差に応じた
期間、スイツチのオンさせるための信号6ua,6va,6waを
出力する。この信号6ua,6va,6waはデコーダ8u,8v,8wに
入力され、デコーダ７の信号7aに従つてスイツチ3RU〜3
TWをオン又はオフさせて負荷２に電源１から電力を供給
する。
従来の３相対３相電力変換装置は以上のように構成さ
れているので、３相電源の電流波形についての制御がな
されておらず、そのために電流波形の状態によつては60
度期間で電流が流れないことが生じ、入力力率が良くな
いという問題点があつた。
れているので、３相電源の電流波形についての制御がな
されておらず、そのために電流波形の状態によつては60
度期間で電流が流れないことが生じ、入力力率が良くな
いという問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためなされ
たもので、入力力率を改善した３相対３相電力変換装置
を得ることを目的とする。
たもので、入力力率を改善した３相対３相電力変換装置
を得ることを目的とする。
この発明に係る３相対３相電力変換装置は、その出力
の電圧及び電源を３相正弦波を得るように制御するとと
もに、その入力電流に従つた波形制御を行うようにした
ものである。
の電圧及び電源を３相正弦波を得るように制御するとと
もに、その入力電流に従つた波形制御を行うようにした
ものである。
この発明における主回路のスイツチングの期間は電源
周波の30度より小さく、各相のスイツチを交播的に行な
うように制御される。
周波の30度より小さく、各相のスイツチを交播的に行な
うように制御される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、第６図と同一符号は同一部分を示し、9
u,9v,9wはU,V,W相の誤差増幅器で、電流指令器４の▲i*
U▼，▲i* V▼，▲i* W▼と、電流検出器5u,5v,5wの電流
信号iua，iva，iwaとの間の差を検出して増幅し、電圧
指令▲e* U▼，▲e* V▼，▲e* W▼（以下符号のみで示
す）を得る。10は波形合成器で、▲e* U▼，▲e* V▼，▲
e* W▼を合成して、２つの電圧指令▲e* UVW▼および▲‐
e* UVW▼を出力する。11は三角波発生器で、電源１の３
相電圧により電圧指令▲e* UVW▼および▲‐e* UVW▼をパ
ルス幅変調するため変調波である２相の３角の信号波e
ta，etbを発生する。12は４つの比較器からなる比較器
であり、▲e* UVW▼とeta、▲e* UVW▼とetb、▲‐e* UVW
▼とeta、▲‐e* UVW▼とetbをそれぞれ比較し、信号Sa
〜Sdを出力する。13は誤差用のデコーダで、▲e* U▼，
▲e* V▼，▲e* W▼を入力し、▲e* U▼，▲e* V▼又は▲e*
W▼の位相が60度ずつ６つに分けたどこにあるかを示す
信号13aを出力する。14はタイミング制御用のデコーダ
で、電源１の各相のeR，eS，eTを入力し、eR，eS又はeT
の位相が60度ずつ６つに分けたどこにあるかを示す信号
14aを出力する。15u,15v,15wはスイツチング制御用のデ
コーダで、比較器12の信号Sa〜Sd、デコーダ13の信号13
a及びデコーダ14の信号14aを入力して、スイツチ3RU〜3
TWのオン・オフを決定する。
１図において、第６図と同一符号は同一部分を示し、9
u,9v,9wはU,V,W相の誤差増幅器で、電流指令器４の▲i*
U▼，▲i* V▼，▲i* W▼と、電流検出器5u,5v,5wの電流
信号iua，iva，iwaとの間の差を検出して増幅し、電圧
指令▲e* U▼，▲e* V▼，▲e* W▼（以下符号のみで示
す）を得る。10は波形合成器で、▲e* U▼，▲e* V▼，▲
e* W▼を合成して、２つの電圧指令▲e* UVW▼および▲‐
e* UVW▼を出力する。11は三角波発生器で、電源１の３
相電圧により電圧指令▲e* UVW▼および▲‐e* UVW▼をパ
ルス幅変調するため変調波である２相の３角の信号波e
ta，etbを発生する。12は４つの比較器からなる比較器
であり、▲e* UVW▼とeta、▲e* UVW▼とetb、▲‐e* UVW
▼とeta、▲‐e* UVW▼とetbをそれぞれ比較し、信号Sa
〜Sdを出力する。13は誤差用のデコーダで、▲e* U▼，
▲e* V▼，▲e* W▼を入力し、▲e* U▼，▲e* V▼又は▲e*
W▼の位相が60度ずつ６つに分けたどこにあるかを示す
信号13aを出力する。14はタイミング制御用のデコーダ
で、電源１の各相のeR，eS，eTを入力し、eR，eS又はeT
の位相が60度ずつ６つに分けたどこにあるかを示す信号
14aを出力する。15u,15v,15wはスイツチング制御用のデ
コーダで、比較器12の信号Sa〜Sd、デコーダ13の信号13
a及びデコーダ14の信号14aを入力して、スイツチ3RU〜3
TWのオン・オフを決定する。
次に動作について第１図〜第５図を参照して説明す
る。今、電流指令器４の▲i* U▼，▲i* V▼，▲i* W▼が
正弦波状であるとする。また、Ｗ電流検出器5u,5v,5wが
検出する電流も正弦波状であるとすると、誤差増幅器9
u,9v,9wの▲e* U▼，▲e* V▼，▲e* W▼も第１図に示すよ
うに正弦波状になる。波形合成器10は▲e* U▼，▲e
* V▼，▲e* V▼を合成して、波形の電圧指令▲e* UVW▼と
▲‐e* UVW▼を出力するが、▲e* UVW▼は▲e* U▼，▲e* V
▼，▲e* W▼の線間電圧▲e* UV▼，▲e* VW▼，▲e* WU▼
の正側の最大電圧をつないだもの、▲‐e* UVW▼は負側
の最小電圧をつないだものの符号を反転したものであ
る。なお、ここで電圧指令▲e* UVW▼と▲‐e* UVW▼を作
るのは、▲e* U▼，▲e* V▼，▲e* W▼の絶対値の最大電
圧時点でスイツチ3RU〜3TWのうちの一つを必ずオンさせ
るためである。即ち電圧指令▲e* UVW▼又は▲‐e* UVW▼
に対応してパルス幅変調された電圧を出力するためであ
る。
る。今、電流指令器４の▲i* U▼，▲i* V▼，▲i* W▼が
正弦波状であるとする。また、Ｗ電流検出器5u,5v,5wが
検出する電流も正弦波状であるとすると、誤差増幅器9
u,9v,9wの▲e* U▼，▲e* V▼，▲e* W▼も第１図に示すよ
うに正弦波状になる。波形合成器10は▲e* U▼，▲e
* V▼，▲e* V▼を合成して、波形の電圧指令▲e* UVW▼と
▲‐e* UVW▼を出力するが、▲e* UVW▼は▲e* U▼，▲e* V
▼，▲e* W▼の線間電圧▲e* UV▼，▲e* VW▼，▲e* WU▼
の正側の最大電圧をつないだもの、▲‐e* UVW▼は負側
の最小電圧をつないだものの符号を反転したものであ
る。なお、ここで電圧指令▲e* UVW▼と▲‐e* UVW▼を作
るのは、▲e* U▼，▲e* V▼，▲e* W▼の絶対値の最大電
圧時点でスイツチ3RU〜3TWのうちの一つを必ずオンさせ
るためである。即ち電圧指令▲e* UVW▼又は▲‐e* UVW▼
に対応してパルス幅変調された電圧を出力するためであ
る。
第３図は第２図に示す電源１の線間電圧eRSの60度期
間を示した波形図である。図において、各電圧eR，eS，
eT，eRS,-eST（以下符号のみで示す）は次の（１）式で
表わされる。
間を示した波形図である。図において、各電圧eR，eS，
eT，eRS,-eST（以下符号のみで示す）は次の（１）式で
表わされる。
ただし、Ｅは電源１の相電圧実効値， ここで、第３図に点線で表わした電圧edはeR，eT，e
RS,-eSTを使うと次式で示される。
RS,-eSTを使うと次式で示される。
edを導入するのは次の理由による。直流電圧がedである
パルス幅変調インバータの出力電流が正弦波状であると
すると、その直流電流idは次式で表される。
パルス幅変調インバータの出力電流が正弦波状であると
すると、その直流電流idは次式で表される。
ただし、k1は定数である。従つて、パルス幅変調周波数
が十分高ければ、次式で近似できる。
が十分高ければ、次式で近似できる。
ところが、第３図に示した期間のesは変形して次式で表
わされる。
わされる。
従つて、この期間中esを負側として電圧edを導入する
と、電源１のＳ相の電流isは‐idとなり、esと電流isと
は同相になる。電圧edを得るには（２）式から分るよう
に、eRSと‐eST（＝eTS）とをそれぞれeR対eTの比率で
加えなければならないが、それを実際的に行うためには
非常に短い時間の中で、その時間をeR対eTの比率に分け
て、eRSと‐eSTをその分けられた時間だけそれぞれ利用
すればよい。このようにすると、電流iR及びiTは電流id
をeR対eTの比率に分けたことになる。電流idが（４）式
で表わされたことを考えると、電流iR及びiTは次式で表
わされる。
と、電源１のＳ相の電流isは‐idとなり、esと電流isと
は同相になる。電圧edを得るには（２）式から分るよう
に、eRSと‐eST（＝eTS）とをそれぞれeR対eTの比率で
加えなければならないが、それを実際的に行うためには
非常に短い時間の中で、その時間をeR対eTの比率に分け
て、eRSと‐eSTをその分けられた時間だけそれぞれ利用
すればよい。このようにすると、電流iR及びiTは電流id
をeR対eTの比率に分けたことになる。電流idが（４）式
で表わされたことを考えると、電流iR及びiTは次式で表
わされる。
従つて、iRはeRと、iTはeTと同相になる。結局、（２）
式で表わしたedを得れば電源１の力率はほぼ１となる。
これがedを導入する理由である。
式で表わしたedを得れば電源１の力率はほぼ１となる。
これがedを導入する理由である。
次に、（２）式で示したedを実際に得る動作について
述べる。先にedを非常に短い時間の中で、その時間をeR
対eSの比率に分けて、eRSと‐eSTをその分けられた時間
だけそれぞれ利用すると述べたが、その非常に短い時間
を、例えば第３図に示す電源１のeRの60度を４等分に分
けた時間T1（＝15度）とする。そしてedのT1毎の平均電
圧edaを考える。
述べる。先にedを非常に短い時間の中で、その時間をeR
対eSの比率に分けて、eRSと‐eSTをその分けられた時間
だけそれぞれ利用すると述べたが、その非常に短い時間
を、例えば第３図に示す電源１のeRの60度を４等分に分
けた時間T1（＝15度）とする。そしてedのT1毎の平均電
圧edaを考える。
第５図はedaの作り方を概念的に示す波形図で、例え
ば、A1は‐eSTとedaで囲まれた部分、B1はeRSとedaで囲
まれた部分で、A1とB1の面積が等しいようにT1を分配
し、期間TA1では‐eSTの電圧を、また期間TB1ではeRSを
考えると、その期間の平均電圧はedaとなる。同様に、A
2・B2，A3・B3，A4・B4についても考える。第４図に示
す期間TA1，TA2，TA3，TA4では第８図（Ｉ）の主回路
３、また期間TB1，TB2，TB3，TB4では第８図（II）の主
回路３を動作させる。第３図及び第４図に示した期間以
外も同様なので、第１図及び第２図に主回路３の動作を
まとめて示した。
ば、A1は‐eSTとedaで囲まれた部分、B1はeRSとedaで囲
まれた部分で、A1とB1の面積が等しいようにT1を分配
し、期間TA1では‐eSTの電圧を、また期間TB1ではeRSを
考えると、その期間の平均電圧はedaとなる。同様に、A
2・B2，A3・B3，A4・B4についても考える。第４図に示
す期間TA1，TA2，TA3，TA4では第８図（Ｉ）の主回路
３、また期間TB1，TB2，TB3，TB4では第８図（II）の主
回路３を動作させる。第３図及び第４図に示した期間以
外も同様なので、第１図及び第２図に主回路３の動作を
まとめて示した。
さて、このように短い時間の中で、スイツチ3RU〜3TW
を切り換えながらパルス幅変調された正弦波化出力電圧
を得るための３角波は、次のようにして作る。
を切り換えながらパルス幅変調された正弦波化出力電圧
を得るための３角波は、次のようにして作る。
直流電圧がedaのように交流分を含む場合、正弦波化
パルス幅変調インバータはパルス幅変調するための３角
波の大きさをedaに比例的に変化させ、パルス幅変調さ
れる電圧指令はそのままとするのが一つの方法である。
パルス幅変調インバータはパルス幅変調するための３角
波の大きさをedaに比例的に変化させ、パルス幅変調さ
れる電圧指令はそのままとするのが一つの方法である。
第５図はその様子を示す波形で、パルス幅変調するた
めの３角波の大きさがedaに比例して変化している。こ
の図において、T1，TA1〜TA4，TB1，TB4は第４図に示し
たものと同じである。３角波は実線で示す信号etaと点
線で示す信号etbの２つとなる。信号etaはTA1，TA2，T
A3，TA4の期間に、信号etbはTB1，TB2，TB3，TB4の期間
に発生する。
めの３角波の大きさがedaに比例して変化している。こ
の図において、T1，TA1〜TA4，TB1，TB4は第４図に示し
たものと同じである。３角波は実線で示す信号etaと点
線で示す信号etbの２つとなる。信号etaはTA1，TA2，T
A3，TA4の期間に、信号etbはTB1，TB2，TB3，TB4の期間
に発生する。
このようにして３角波発生器11は信号eta，etbを発生
する。比較器12は波形合成器10の出力する電圧指令▲e*
UVW▼，▲‐e* UVW▼と信号eta，etbの大きさとを比較
し、スイツチ3RU〜3TWに対してそれぞれオン・オフする
信号Sa〜Sdを第２図に示すように出力する。図から明ら
かなようにSaは▲e* UVW▼とetaを比較したもの、Sbは▲
e* UVW▼とetbを比較したもの、Scは▲‐e* UVW▼とetaを
比較したもの、Sdは▲‐e* UVW▼とetbを比較したもので
ある。Sa〜Sdにおいて、例えばeta＞▲e* UVW▼をハイレ
ベル信号、eta＜▲e* UVW▼をローレベル信号とする。こ
れらのハイ及びローレベル信号でどのスイツチ3RU〜3TW
をオン又はオフさせるかはデコーダ13及び14の出力によ
つて決定される。デコーダ14は電源１のeR，eS，eTのう
ちでその絶対値が最大となり、かつその時点での符号が
何であるかを識別できる信号14aを出力する。また、デ
コーダ13は誤差増幅器9u,9v,9wの▲e* U▼，▲e* V▼，▲
e* W▼のうちその絶対値となり、かつその時点の符号が
何であるかを識別できる信号13aを出力する。デコーダ1
5u,15v,15wは比較器12、デコーダ13、デコーダ14のそれ
ぞれの信号12a,13a,14aを入力し、スイツチ3RU〜3TWの
うちのいずれをオンすべきかを決定する。第２図の期間
Ａでその動作を説明する。この期間Ａは電源１の相電圧
の絶対値はesが最も高く、その符号は負である。これは
第３図（第４図，第６図）に示した期間である。この期
間で装置は第８図（Ｉ）及び（II）に示す主回路３とな
る。またこの期間の前半は誤差増幅器9u,9v,9wの▲e* U
▼，▲e* V▼，▲e* W▼の絶対値は▲e* W▼のものが最も
高く、その符号は正である。また、後半は▲e* V▼が最
も高くその符号は負である。前半をA1、後半をA2とす
る。期間A1は第８図（Ｉ）に示す主回路３を用いる場合
はＷ相に関係するスイツチ3RU〜3TWのうち、▲e* W▼の
符号が正だから正側のスイツチ3TW、また第８図（II）
に示す主回路３を用いる場合はＷ相に関するスイツチの
うち、▲e* W▼の符号が正だから正側のスイツチ3RWを必
ずオンさせる。そして、それらのスイツチ3TW及び3RWの
電位からみて、負荷２の電圧を制御する。比較器12の信
号SaではSaがハイレベルにあるときに、スイツチ3SUを
オンさせる。またローレベルではスイツチ3TUをオンさ
せる（第２図中、例えば▲▼のように−が付いて
いるものは信号Sa〜Sdのハイレベルのときにオンさせる
ものを示す）。また比較器12の信号Sbではこれがハイレ
ベルにあるときにスイツチ3SUをオンさせ、ローレベル
にあるときはスイツチ3RUをオンさせる。また、比較器1
2の信号Scではハイレベルでスイツチ3SVをオン、ローレ
ベルではスイツチ3TVをオンさせる。さらに、比較器12
の信号Sdではハイレベルでスイツチ3SVをオン、ローレ
ベルではスイツチ3RVをオンさせる。後半の期間A2では
第８図（Ｉ）の主回路３を用いる場合も、第８図（II）
の主回路３を用いる場合もＶ相に関するスイツチ3RU〜3
TWのうち▲e* v▼の符号が負だから負側のスイツチ3SVを
オンさせ、その電位からみて、他の相U,Wのスイツチ3RU
〜3TWのオン・オフを期間A1の場合と同様に決定する。
デコーダ15u,15v,15wはその他の期間についても同様に
してオンすべきスイツチ3RU〜3TWを比較器12、デコーダ
13、デコーダ14から決定する。
する。比較器12は波形合成器10の出力する電圧指令▲e*
UVW▼，▲‐e* UVW▼と信号eta，etbの大きさとを比較
し、スイツチ3RU〜3TWに対してそれぞれオン・オフする
信号Sa〜Sdを第２図に示すように出力する。図から明ら
かなようにSaは▲e* UVW▼とetaを比較したもの、Sbは▲
e* UVW▼とetbを比較したもの、Scは▲‐e* UVW▼とetaを
比較したもの、Sdは▲‐e* UVW▼とetbを比較したもので
ある。Sa〜Sdにおいて、例えばeta＞▲e* UVW▼をハイレ
ベル信号、eta＜▲e* UVW▼をローレベル信号とする。こ
れらのハイ及びローレベル信号でどのスイツチ3RU〜3TW
をオン又はオフさせるかはデコーダ13及び14の出力によ
つて決定される。デコーダ14は電源１のeR，eS，eTのう
ちでその絶対値が最大となり、かつその時点での符号が
何であるかを識別できる信号14aを出力する。また、デ
コーダ13は誤差増幅器9u,9v,9wの▲e* U▼，▲e* V▼，▲
e* W▼のうちその絶対値となり、かつその時点の符号が
何であるかを識別できる信号13aを出力する。デコーダ1
5u,15v,15wは比較器12、デコーダ13、デコーダ14のそれ
ぞれの信号12a,13a,14aを入力し、スイツチ3RU〜3TWの
うちのいずれをオンすべきかを決定する。第２図の期間
Ａでその動作を説明する。この期間Ａは電源１の相電圧
の絶対値はesが最も高く、その符号は負である。これは
第３図（第４図，第６図）に示した期間である。この期
間で装置は第８図（Ｉ）及び（II）に示す主回路３とな
る。またこの期間の前半は誤差増幅器9u,9v,9wの▲e* U
▼，▲e* V▼，▲e* W▼の絶対値は▲e* W▼のものが最も
高く、その符号は正である。また、後半は▲e* V▼が最
も高くその符号は負である。前半をA1、後半をA2とす
る。期間A1は第８図（Ｉ）に示す主回路３を用いる場合
はＷ相に関係するスイツチ3RU〜3TWのうち、▲e* W▼の
符号が正だから正側のスイツチ3TW、また第８図（II）
に示す主回路３を用いる場合はＷ相に関するスイツチの
うち、▲e* W▼の符号が正だから正側のスイツチ3RWを必
ずオンさせる。そして、それらのスイツチ3TW及び3RWの
電位からみて、負荷２の電圧を制御する。比較器12の信
号SaではSaがハイレベルにあるときに、スイツチ3SUを
オンさせる。またローレベルではスイツチ3TUをオンさ
せる（第２図中、例えば▲▼のように−が付いて
いるものは信号Sa〜Sdのハイレベルのときにオンさせる
ものを示す）。また比較器12の信号Sbではこれがハイレ
ベルにあるときにスイツチ3SUをオンさせ、ローレベル
にあるときはスイツチ3RUをオンさせる。また、比較器1
2の信号Scではハイレベルでスイツチ3SVをオン、ローレ
ベルではスイツチ3TVをオンさせる。さらに、比較器12
の信号Sdではハイレベルでスイツチ3SVをオン、ローレ
ベルではスイツチ3RVをオンさせる。後半の期間A2では
第８図（Ｉ）の主回路３を用いる場合も、第８図（II）
の主回路３を用いる場合もＶ相に関するスイツチ3RU〜3
TWのうち▲e* v▼の符号が負だから負側のスイツチ3SVを
オンさせ、その電位からみて、他の相U,Wのスイツチ3RU
〜3TWのオン・オフを期間A1の場合と同様に決定する。
デコーダ15u,15v,15wはその他の期間についても同様に
してオンすべきスイツチ3RU〜3TWを比較器12、デコーダ
13、デコーダ14から決定する。
なお、上記実施例では電源１に対する３相対３相電力
変換装置の入力力率の向上を図りながら、その出力電圧
及び電流を制御するため、その手段とし第８図及び第10
図（Ｉ）〜（VI）に示す主回路３を電源１の電圧の30度
に２つのモードを一度ずつ以上もてばよいので第３図か
ら第５図では60度期間を示したが、図の真中の30度の線
で分けて線対象となつているから、30度でもよく、また
第４図又は第５図に示すように、30度に２つのモードを
二度ずつもつことに限定するものではない。なお、この
回数は多い程、３相対３相電力変換装置の入出力の電流
波形の低次高調波が減り、良好な電流となる。
変換装置の入力力率の向上を図りながら、その出力電圧
及び電流を制御するため、その手段とし第８図及び第10
図（Ｉ）〜（VI）に示す主回路３を電源１の電圧の30度
に２つのモードを一度ずつ以上もてばよいので第３図か
ら第５図では60度期間を示したが、図の真中の30度の線
で分けて線対象となつているから、30度でもよく、また
第４図又は第５図に示すように、30度に２つのモードを
二度ずつもつことに限定するものではない。なお、この
回数は多い程、３相対３相電力変換装置の入出力の電流
波形の低次高調波が減り、良好な電流となる。
また、上記実施例として、スイツチ3RU〜3TWのオン・
オフを決定する要素に３角波と正弦波の一部の波形を比
較するパルス幅変調要素が含まれているが、パルス幅変
調は正弦波の位相や大きさを用いるものでもよく、上記
実施例と同様の効果を奏する。
オフを決定する要素に３角波と正弦波の一部の波形を比
較するパルス幅変調要素が含まれているが、パルス幅変
調は正弦波の位相や大きさを用いるものでもよく、上記
実施例と同様の効果を奏する。
以上のようにこの発明によれば、３相対３相電力変換
装置の出力電圧及び出力電流を制御すると共に入力電流
の位相も制御するようにしたので、入力力率の良い３相
対３相電力変換装置が得られる効果がある。
装置の出力電圧及び出力電流を制御すると共に入力電流
の位相も制御するようにしたので、入力力率の良い３相
対３相電力変換装置が得られる効果がある。
第１図はこの発明の３相対３相電力変換装置の概略ブロ
ツク図、第２図〜第５図は第１図に示す電力変換装置の
動作を説明する波形図、第６図は従来の３相対３相電力
変換装置の概略ブロツク図、第７図は第６図に示すデコ
ーダの動作を説明する波形図、第８図〜第10図は第１図
に示す主回路の動作状態を示す回路図である。 3RU，3RV，3RW，3SU，3SV，3SW，3TU，3TV，3TWはスイ
ツチ、13,14,15u,15v,15wはデコーダ、10は波形合成
器、12は比較器。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
ツク図、第２図〜第５図は第１図に示す電力変換装置の
動作を説明する波形図、第６図は従来の３相対３相電力
変換装置の概略ブロツク図、第７図は第６図に示すデコ
ーダの動作を説明する波形図、第８図〜第10図は第１図
に示す主回路の動作状態を示す回路図である。 3RU，3RV，3RW，3SU，3SV，3SW，3TU，3TV，3TWはスイ
ツチ、13,14,15u,15v,15wはデコーダ、10は波形合成
器、12は比較器。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】３相電源と３相負荷との各相間に接続され
該３相負荷に３相の正弦波電流を供給するように選択的
に制御される複数のスイッチで構成される主回路と、 前記３相負荷に供給すべき電流指令を出力する電流指令
器と、 前記３相負荷に流れる各相の負荷電流を検出する電流検
出器と、 前記電流指令器からの電流指令と前記電流検出器で検出
された負荷電流との間の差を検出して３相の電圧指令を
得る誤差増幅器と、 前記３相の電圧指令を合成して３相の電圧指令の線間電
圧の正側の最大電圧をつないだ信号と該３相の電圧指令
の線間電圧の負側の最小電圧をつないだ信号の符号を反
転した信号とからなる２相の電圧指令を発生する波形合
成器と、 前記３相電源の電圧により交互に発生される２個の変調
信号で該変調信号の波高値が前記３相電源の３相電圧の
絶対値のうち、その値が最大となる相の電圧の絶対値の
逆数を含む式で表され、かつ前記２個の変調信号の周期
の比が前記３相電源の３相電圧の絶対値のうち、その値
が最大とならない残りの２相の電圧の比と等しい、前記
２個の変調信号を発生する三角波発生器と、 前記２相の電圧指令と前記２個の変調信号を各々比較し
てパルス幅変調された信号を出力する比較器と、 前記３相の電圧指令のうちでその絶対値が最大となる相
およびその時点での符号を識別できる信号を発生する誤
差用のデコーダと、 前記３相電源の電圧のうちでその絶対値が最大となる相
およびその時点での符号を識別できる信号を発生するタ
イミング制御用のデコーダと、 前記比較器からの信号と前記誤差用のデコーダおよび前
記タイミング制御用のデコーダからの信号により前記３
相負荷に３相の正弦波電流を供給するように前記主回路
の複数のスイッチを選択的に導通させる信号を発生する
スイッチング制御用のデコーダと を備えた３相対３相電力変換装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60017565A JPH0832177B2 (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | ３相対３相電力変換装置 |
| US06/824,253 US4675802A (en) | 1985-01-31 | 1986-01-30 | Three-phase-to-three-phase power converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60017565A JPH0832177B2 (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | ３相対３相電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61177166A JPS61177166A (ja) | 1986-08-08 |
| JPH0832177B2 true JPH0832177B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=11947433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60017565A Expired - Lifetime JPH0832177B2 (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | ３相対３相電力変換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4675802A (ja) |
| JP (1) | JPH0832177B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006333611A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | 多相対多相電力変換装置 |
| JP2007318926A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4816982A (en) * | 1987-11-23 | 1989-03-28 | Viteq Corporation | AC to DC power converter with integrated line current control for improving power factor |
| US4943902A (en) * | 1987-11-23 | 1990-07-24 | Viteq Corporation | AC to DC power converter and method with integrated line current control for improving power factor |
| JP2578159B2 (ja) * | 1988-04-18 | 1997-02-05 | 日本オーチス・エレベータ株式会社 | Ｐｗｍインバータ |
| US4964029A (en) * | 1988-05-18 | 1990-10-16 | Viteq Corporation | AC to DC power converter with input current waveform control for buck-boost regulation of output |
| US4956600A (en) * | 1988-07-01 | 1990-09-11 | Viteq Corporation | High frequency current detector for a low frequency line |
| US4931919A (en) * | 1988-07-14 | 1990-06-05 | Sundstrand Corp. | System for converting variable frequency multiple phase alternating current into constant frequency multiple phase alternating current with neutral |
| US4833588A (en) * | 1988-08-31 | 1989-05-23 | Westinghouse Electric Corp. | Direct AC/AC converter system |
| FI87411C (fi) * | 1989-03-06 | 1992-12-28 | Kone Oy | Foerfarande foer styrning av frekvensomformar- och riktarbryggor samt en foer tillaempning av foerfarandet avsedd modulatorenhet |
| US5367448A (en) * | 1992-08-07 | 1994-11-22 | Carroll Lawrence B | Three phase AC to DC power converter |
| US5739658A (en) * | 1995-03-31 | 1998-04-14 | International Business Machines Corporation | Noise dithering system for transistor switched devices |
| US5923143A (en) * | 1998-03-20 | 1999-07-13 | York International Corporation | Solid state motor starter with energy recovery |
| AT412136B (de) | 2001-07-27 | 2004-09-27 | Johann W Dr Kolar | Vorrichtung zur quasi-direkten pulsbreitengesteuerten energieumformung zwischen dreiphasennetzen |
| AT500546B1 (de) | 2001-08-31 | 2009-01-15 | Kolar Johann W | Dreiphasiger hybrid-wechselspannungs- wechselspannungs-direktumrichter minimaler komplexität und hoher kommutierungssicherheit |
| US6621721B2 (en) * | 2002-01-31 | 2003-09-16 | The Boeing Company | Direct conversion programmable power source controller: three-phase input with programmable single-phase output |
| US7339809B2 (en) * | 2004-11-30 | 2008-03-04 | The Boeing Company | Systems and methods for electrical power regulation and distribution in aircraft |
| JP4760465B2 (ja) * | 2006-03-17 | 2011-08-31 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2014030259A1 (ja) * | 2012-08-24 | 2014-02-27 | Ｂｅｅｔｅｃｈ株式会社 | 電圧制御装置 |
| NL2020760B1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-10-23 | Dutch Infinity Energy D I E B V | A method for splitting power, a power splitting unit and a computer program product |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56136178A (en) * | 1980-03-26 | 1981-10-24 | Toshiba Corp | Controlling method of cycloconverter |
-
1985
- 1985-01-31 JP JP60017565A patent/JPH0832177B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-01-30 US US06/824,253 patent/US4675802A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006333611A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | 多相対多相電力変換装置 |
| JP2007318926A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4675802A (en) | 1987-06-23 |
| JPS61177166A (ja) | 1986-08-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |