JPH09172783A - Ｎｐｃインバータ装置 - Google Patents
Ｎｐｃインバータ装置Info
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- JPH09172783A JPH09172783A JP7329990A JP32999095A JPH09172783A JP H09172783 A JPH09172783 A JP H09172783A JP 7329990 A JP7329990 A JP 7329990A JP 32999095 A JP32999095 A JP 32999095A JP H09172783 A JPH09172783 A JP H09172783A
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- npc inverter
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Abstract
(57)【要約】
【課題】直流電源のＬＣ共振による直流電圧の振動現象
を抑制し、制御特性を改善したＮＰＣインバータ装置を
提供する。 【解決手段】直流電源１からＬＣフィルタを介して出力
される正側電圧と負側電圧に分割した中性点を有する直
流電圧が振動するとき、補正手段３０から前記直流電圧
の所定周波数以上の領域の変動成分が補正信号として出
力され、この補正信号が前記直流電圧の変動を抑制する
ように有効電流基準に加算される。
を抑制し、制御特性を改善したＮＰＣインバータ装置を
提供する。 【解決手段】直流電源１からＬＣフィルタを介して出力
される正側電圧と負側電圧に分割した中性点を有する直
流電圧が振動するとき、補正手段３０から前記直流電圧
の所定周波数以上の領域の変動成分が補正信号として出
力され、この補正信号が前記直流電圧の変動を抑制する
ように有効電流基準に加算される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中性点を有する直
流電圧を交流電圧に変換するＮＰＣインバータ装置に係
り、特に直流電圧を出力する直流電源のＬＣ共振による
直流電圧の振動状態を抑制し、制御特性を改善したＮＰ
Ｃインバータ装置に関する。
流電圧を交流電圧に変換するＮＰＣインバータ装置に係
り、特に直流電圧を出力する直流電源のＬＣ共振による
直流電圧の振動状態を抑制し、制御特性を改善したＮＰ
Ｃインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】中性点クランプ式インバータ（Neutral
Point Clamped Inverter) は、ＮＰＣインバータと呼称
され、中性点を有する直流電圧を高調波成分の少ない良
質の交流電力に変換するものとして知られており、この
種の従来のＮＰＣインバータ装置を図４に示す。
Point Clamped Inverter) は、ＮＰＣインバータと呼称
され、中性点を有する直流電圧を高調波成分の少ない良
質の交流電力に変換するものとして知られており、この
種の従来のＮＰＣインバータ装置を図４に示す。
【０００３】図４において、直流電源１は、交流電源１
a から正側の直流電圧Ｖdpを得るコンバータ１c と、交
流電源１b から負側の直流電圧Ｖdnを得るコンバータ１
d が直列接続され、リアクトル１ｅ、１ｆとコンデンサ
２、３で成るＬＣフィルタを介してＰＮ間に平滑され
た、中性点Ｃを有する直流電圧Ｖdpn （＝Ｖdp＋Ｖdn）
を出力する。この中性点Ｃを有する直流電圧Ｖdpn は、
ＮＰＣインバータ５により所望の交流電圧に変換され負
荷７に３相交流電流Ｉu,Ｉv,Ｉw として供給される。こ
の３相交流電流Ｉu,Ｉv,Ｉw は、変流器６でフィードバ
ック電流Ｉuf, Ｉvf, Ｉwfとして検出され、変換部（３
相２相変換）９で有効電流成分Ｉqfと無効電流成分Ｉdf
の直交座標信号に変換される。この有効電流成分Ｉqf及
び無効電流成分Ｉdfは電流制御器１０で有効電流基準Ｉ
qr及び無効電流基準Ｉdrとそれぞれ比較されそれぞれの
電流偏差を減少させるように有効電圧基準Ｅqrと無効電
圧基準Ｅdrの直交座標信号が出力される。この直交座標
信号Ｅqr、Ｅdrは変換部（２相３相変換）１１で３相の
交流電圧基準Ｖu*, Ｖv*, Ｖw*に変換される。この３相
の交流電圧基準Ｖu*, Ｖv*, Ｖw*は比較器１３でキャリ
ア発生部１２から出力される正側と負側のキャリアと比
較されゲートパルスGPとして出力され、インバータ５は
このゲートパルスGPによりパルス幅変調（ＰＷＭ）制御
され、ＰＮ間の直流電圧Ｖdpn が交流電圧基準Ｖu*, Ｖ
v*, Ｖw*に対応した交流電圧に変換され、３相交流電流
Ｉu,Ｉv,Ｉw の有効電流成分Ｉqf及び無効電流成分Ｉdf
が有効電流基準Ｉqr及び無効電流基準Ｉdrに対応した値
となるように制御される。
a から正側の直流電圧Ｖdpを得るコンバータ１c と、交
流電源１b から負側の直流電圧Ｖdnを得るコンバータ１
d が直列接続され、リアクトル１ｅ、１ｆとコンデンサ
２、３で成るＬＣフィルタを介してＰＮ間に平滑され
た、中性点Ｃを有する直流電圧Ｖdpn （＝Ｖdp＋Ｖdn）
を出力する。この中性点Ｃを有する直流電圧Ｖdpn は、
ＮＰＣインバータ５により所望の交流電圧に変換され負
荷７に３相交流電流Ｉu,Ｉv,Ｉw として供給される。こ
の３相交流電流Ｉu,Ｉv,Ｉw は、変流器６でフィードバ
ック電流Ｉuf, Ｉvf, Ｉwfとして検出され、変換部（３
相２相変換）９で有効電流成分Ｉqfと無効電流成分Ｉdf
の直交座標信号に変換される。この有効電流成分Ｉqf及
び無効電流成分Ｉdfは電流制御器１０で有効電流基準Ｉ
qr及び無効電流基準Ｉdrとそれぞれ比較されそれぞれの
電流偏差を減少させるように有効電圧基準Ｅqrと無効電
圧基準Ｅdrの直交座標信号が出力される。この直交座標
信号Ｅqr、Ｅdrは変換部（２相３相変換）１１で３相の
交流電圧基準Ｖu*, Ｖv*, Ｖw*に変換される。この３相
の交流電圧基準Ｖu*, Ｖv*, Ｖw*は比較器１３でキャリ
ア発生部１２から出力される正側と負側のキャリアと比
較されゲートパルスGPとして出力され、インバータ５は
このゲートパルスGPによりパルス幅変調（ＰＷＭ）制御
され、ＰＮ間の直流電圧Ｖdpn が交流電圧基準Ｖu*, Ｖ
v*, Ｖw*に対応した交流電圧に変換され、３相交流電流
Ｉu,Ｉv,Ｉw の有効電流成分Ｉqf及び無効電流成分Ｉdf
が有効電流基準Ｉqr及び無効電流基準Ｉdrに対応した値
となるように制御される。
【０００４】また、電圧検出器２０、２１により直流電
源１の正側と負側の直流電圧Ｖdp、Ｖdnが電圧フィード
バックＶdpf 、Ｖdnf として検出され、その差電圧ΔＶ
d が各交流電圧基準Ｖu*, Ｖv*, Ｖw*に加算され、補正
された交流電圧基準Ｖu2*,Ｖv2*,Ｖw2* により差電圧Δ
Ｖd がゼロとなるようにインバータ５の交流出力電圧が
制御される。これにより、直流電源１の正側と負側の直
流電圧Ｖdp、Ｖdnに差が生じると、中性点電位が変動し
て差電圧ΔＶd が生じ、該差電圧ΔＶd をゼロとするよ
うに交流電圧基準Ｖu*, Ｖv*, Ｖw*を補正した交流電圧
基準Ｖu2*,Ｖv2*,Ｖw2* が比較器１３に与えられる。こ
れにより、ＮＰＣインバータ５は正側と負側の出力電力
に差が生じるように制御され、中性点電位の変動を抑制
するように制御される。
源１の正側と負側の直流電圧Ｖdp、Ｖdnが電圧フィード
バックＶdpf 、Ｖdnf として検出され、その差電圧ΔＶ
d が各交流電圧基準Ｖu*, Ｖv*, Ｖw*に加算され、補正
された交流電圧基準Ｖu2*,Ｖv2*,Ｖw2* により差電圧Δ
Ｖd がゼロとなるようにインバータ５の交流出力電圧が
制御される。これにより、直流電源１の正側と負側の直
流電圧Ｖdp、Ｖdnに差が生じると、中性点電位が変動し
て差電圧ΔＶd が生じ、該差電圧ΔＶd をゼロとするよ
うに交流電圧基準Ｖu*, Ｖv*, Ｖw*を補正した交流電圧
基準Ｖu2*,Ｖv2*,Ｖw2* が比較器１３に与えられる。こ
れにより、ＮＰＣインバータ５は正側と負側の出力電力
に差が生じるように制御され、中性点電位の変動を抑制
するように制御される。
【０００５】例えば、正側の直流電圧Ｖdpが負側の直流
電圧Ｖdnより大きくなった場合、交流電圧基準Ｖu*, Ｖ
v*, Ｖw*を正方向へバイアスするように差電圧ΔＶd が
加えられ、正側の直流電圧Ｖdpから供給される電力が増
加し、負側の直流電圧Ｖdnから供給される電力が減少す
るように補正制御され、結果として中性点電位の変動が
抑制される。
電圧Ｖdnより大きくなった場合、交流電圧基準Ｖu*, Ｖ
v*, Ｖw*を正方向へバイアスするように差電圧ΔＶd が
加えられ、正側の直流電圧Ｖdpから供給される電力が増
加し、負側の直流電圧Ｖdnから供給される電力が減少す
るように補正制御され、結果として中性点電位の変動が
抑制される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の装置では、負荷変動や出力周波数変動に起因し
て、リアクトル１ｅ，１ｆとコンデンサ２，３で成るＬ
Ｃフィルタの共振周波数で直流電圧が振動する場合があ
る。コンバータ１ｃ，１ｄは、それぞれ直流電圧を制御
する図示しない電圧制御系を備え、その電圧制御応答と
上記共振周波数との関係で直流電圧が振動する場合があ
る。また、正側直流電圧Ｖdpと負側直流電圧Ｖdnが一致
しながら変動すると差電圧ΔＶd が検出されないので、
上述した補正制御では直流電圧の変動を抑制することが
できない。また、インバータ５から出力される交流電流
の有効電流成分の変動により正側直流電圧Ｖdpと負側直
流電圧Ｖdnが同位相で変動すると差電圧ΔＶd がゼロと
なるため直流電圧の変動を抑制することができない。
た従来の装置では、負荷変動や出力周波数変動に起因し
て、リアクトル１ｅ，１ｆとコンデンサ２，３で成るＬ
Ｃフィルタの共振周波数で直流電圧が振動する場合があ
る。コンバータ１ｃ，１ｄは、それぞれ直流電圧を制御
する図示しない電圧制御系を備え、その電圧制御応答と
上記共振周波数との関係で直流電圧が振動する場合があ
る。また、正側直流電圧Ｖdpと負側直流電圧Ｖdnが一致
しながら変動すると差電圧ΔＶd が検出されないので、
上述した補正制御では直流電圧の変動を抑制することが
できない。また、インバータ５から出力される交流電流
の有効電流成分の変動により正側直流電圧Ｖdpと負側直
流電圧Ｖdnが同位相で変動すると差電圧ΔＶd がゼロと
なるため直流電圧の変動を抑制することができない。
【０００７】そのため、従来装置ではコンバータの電圧
制御応答を遅くして対処せざるを得なく、十分に直流電
圧の変動を抑制することができなかった。そのため、負
荷として圧延機を駆動する電動機を適用した場合、負荷
変動に対する制御応答が遅くなり、制御出力トルクに変
動を与え、圧延作用に影響を与え、製品品質に悪影響を
及ぼす場合がある。
制御応答を遅くして対処せざるを得なく、十分に直流電
圧の変動を抑制することができなかった。そのため、負
荷として圧延機を駆動する電動機を適用した場合、負荷
変動に対する制御応答が遅くなり、制御出力トルクに変
動を与え、圧延作用に影響を与え、製品品質に悪影響を
及ぼす場合がある。
【０００８】本発明は上記問題を解消しようとしてなさ
れたもので、その目的とするところは、直流電圧の変動
分を検出して交流出力電流の有効電流成分を補正制御
し、直流電源のＬＣ共振による直流電圧の振動現象を抑
制し、制御特性を改善したＮＰＣインバータ装置を提供
することにある。
れたもので、その目的とするところは、直流電圧の変動
分を検出して交流出力電流の有効電流成分を補正制御
し、直流電源のＬＣ共振による直流電圧の振動現象を抑
制し、制御特性を改善したＮＰＣインバータ装置を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のＮＰＣインバータ装置は次のように構成す
る。正側電圧と負側電圧に分割した中性点を有する直流
電圧をＬＣフィルタを介して出力する直流電源と、前記
直流電圧を所望の周波数の交流電圧に変換し負荷に交流
電流を供給するＮＰＣインバータ手段と、有効電流基準
及び無効電流基準と前記交流電流の有効電流成分及び無
効電流成分の検出値とをそれぞれ比較して電流偏差を減
少させるように前記ＮＰＣインバータ手段を制御する電
流制御手段と、前記直流電圧の所定周波数以上の領域の
変動成分を補正信号として出力する補正手段を備え、こ
の補正信号により前記直流電圧の変動を抑制するように
前記有効電流基準を補正する。（請求項１） 正側電圧と負側電圧に分割した中性点を有する直流電圧
をＬＣフィルタを介して出力する直流電源と、前記直流
電圧をそれぞれ所望の周波数の交流電圧に変換しそれぞ
れの負荷に交流電流を供給する複数のＮＰＣインバータ
手段と、有効電流基準及び無効電流基準と前記交流電流
の有効電流成分及び無効電流成分の検出値とをそれぞれ
比較して電流偏差を減少させるようにそれぞれの前記Ｎ
ＰＣインバータ手段を制御する複数の電流制御手段と、
前記直流電圧の所定周波数以上の領域の変動成分を補正
信号として出力する補正手段を備え、この補正信号によ
り前記直流電圧の変動を抑制するように各電流制御手段
に与えられるそれぞれの有効電流基準を補正する。（請
求項２） 前記補正信号と前記有効電流基準に基づき、有効電流基
準の増大に応じて減少する第２補正信号を得る演算部を
それぞれ備え、この第２補正信号により前記直流電圧の
変動を抑制するように各電流制御手段に与えられるそれ
ぞれの有効電流基準を補正する。（請求項３） 前記演算部は、有効電流基準が所定値を越えるまでは前
記補正信号に一定のゲインを乗じた第２補正信号を出力
し、有効電流基準が所定値を越えたときは第２補正信号
をゼロにする。（請求項４） 前記補正手段は、前記ＬＣフィルタの共振周波数に基づ
いて前記所定の周波数を決定する。（請求項５）
め、本発明のＮＰＣインバータ装置は次のように構成す
る。正側電圧と負側電圧に分割した中性点を有する直流
電圧をＬＣフィルタを介して出力する直流電源と、前記
直流電圧を所望の周波数の交流電圧に変換し負荷に交流
電流を供給するＮＰＣインバータ手段と、有効電流基準
及び無効電流基準と前記交流電流の有効電流成分及び無
効電流成分の検出値とをそれぞれ比較して電流偏差を減
少させるように前記ＮＰＣインバータ手段を制御する電
流制御手段と、前記直流電圧の所定周波数以上の領域の
変動成分を補正信号として出力する補正手段を備え、こ
の補正信号により前記直流電圧の変動を抑制するように
前記有効電流基準を補正する。（請求項１） 正側電圧と負側電圧に分割した中性点を有する直流電圧
をＬＣフィルタを介して出力する直流電源と、前記直流
電圧をそれぞれ所望の周波数の交流電圧に変換しそれぞ
れの負荷に交流電流を供給する複数のＮＰＣインバータ
手段と、有効電流基準及び無効電流基準と前記交流電流
の有効電流成分及び無効電流成分の検出値とをそれぞれ
比較して電流偏差を減少させるようにそれぞれの前記Ｎ
ＰＣインバータ手段を制御する複数の電流制御手段と、
前記直流電圧の所定周波数以上の領域の変動成分を補正
信号として出力する補正手段を備え、この補正信号によ
り前記直流電圧の変動を抑制するように各電流制御手段
に与えられるそれぞれの有効電流基準を補正する。（請
求項２） 前記補正信号と前記有効電流基準に基づき、有効電流基
準の増大に応じて減少する第２補正信号を得る演算部を
それぞれ備え、この第２補正信号により前記直流電圧の
変動を抑制するように各電流制御手段に与えられるそれ
ぞれの有効電流基準を補正する。（請求項３） 前記演算部は、有効電流基準が所定値を越えるまでは前
記補正信号に一定のゲインを乗じた第２補正信号を出力
し、有効電流基準が所定値を越えたときは第２補正信号
をゼロにする。（請求項４） 前記補正手段は、前記ＬＣフィルタの共振周波数に基づ
いて前記所定の周波数を決定する。（請求項５）
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に対応するＮＰ
Ｃインバータ装置の実施例を図１に示す。図１の構成に
おいて、３０は正側の直流電圧検出値Ｖdpf と負側の直
流電圧検出値Ｖdnf から補正信号Ｉqcを得る有効電流補
正部で、正側の直流電圧検出値Ｖdpf と負側の直流電圧
検出値Ｖdnf の加算値（Ｖdpf ＋Ｖdnf ）、すなわち直
流電源１のＰＮ間の直流電圧Ｖdpn を求める加算器３１
と、ＰＮ間の直流電圧Ｖdpn が変動するとき、その変動
成分の所定周波数以下の直流分を含む低周波領域を除去
し、高周波領域のみを補正信号Ｉqcとして出力するハイ
パスフィルタ３２で構成される。３３は補正信号Ｉqcを
有効電流基準Ｉqrに加算する加算器である。その他は従
来と同様に構成される。
Ｃインバータ装置の実施例を図１に示す。図１の構成に
おいて、３０は正側の直流電圧検出値Ｖdpf と負側の直
流電圧検出値Ｖdnf から補正信号Ｉqcを得る有効電流補
正部で、正側の直流電圧検出値Ｖdpf と負側の直流電圧
検出値Ｖdnf の加算値（Ｖdpf ＋Ｖdnf ）、すなわち直
流電源１のＰＮ間の直流電圧Ｖdpn を求める加算器３１
と、ＰＮ間の直流電圧Ｖdpn が変動するとき、その変動
成分の所定周波数以下の直流分を含む低周波領域を除去
し、高周波領域のみを補正信号Ｉqcとして出力するハイ
パスフィルタ３２で構成される。３３は補正信号Ｉqcを
有効電流基準Ｉqrに加算する加算器である。その他は従
来と同様に構成される。
【００１１】上記構成において、ＮＰＣインバータ５
は、有効電流基準Ｉqr及び無効電流基準Ｉdrに基づいて
従来と同様に３相の交流電流Ｉu,Ｉv,Ｉw を出力し、直
流電源１の正側と負側の直流電圧Ｖdp、Ｖdnに差が生じ
差電圧ΔＶd が検出されると、従来と同様に交流電圧基
準Ｖu*, Ｖv*, Ｖw*が補正制御され、中性点電位の変動
を抑制するように補正制御する。
は、有効電流基準Ｉqr及び無効電流基準Ｉdrに基づいて
従来と同様に３相の交流電流Ｉu,Ｉv,Ｉw を出力し、直
流電源１の正側と負側の直流電圧Ｖdp、Ｖdnに差が生じ
差電圧ΔＶd が検出されると、従来と同様に交流電圧基
準Ｖu*, Ｖv*, Ｖw*が補正制御され、中性点電位の変動
を抑制するように補正制御する。
【００１２】本実施例では、更に、直流電源１のＰＮ間
の直流電圧Ｖdpn が変動するとき、有効電流補正部３０
から、その変動成分の所定周波数以下の直流分を含む低
周波領域を除去した高周波領域の補正信号Ｉqcが出力さ
れ、加算器３３を介して有効電流基準Ｉqrに加算され
る。これにより、ＰＮ間の直流電圧Ｖdpn が変動する
と、その電圧変動を抑制するようにＮＰＣインバータ５
から出力される交流電流Ｉu,Ｉv,Ｉw の有効電流成分が
補正制御される。例えば、ＰＮ間の直流電圧Ｖdpnが増
加方向に変化すると有効電流成分が増加する方向に補正
され、Ｖdpn が減少方向に変化すると有効電流成分が減
少する方向に補正され、結果としてＰＮ間の直流電圧Ｖ
dpn の変動を抑制するように作用する。
の直流電圧Ｖdpn が変動するとき、有効電流補正部３０
から、その変動成分の所定周波数以下の直流分を含む低
周波領域を除去した高周波領域の補正信号Ｉqcが出力さ
れ、加算器３３を介して有効電流基準Ｉqrに加算され
る。これにより、ＰＮ間の直流電圧Ｖdpn が変動する
と、その電圧変動を抑制するようにＮＰＣインバータ５
から出力される交流電流Ｉu,Ｉv,Ｉw の有効電流成分が
補正制御される。例えば、ＰＮ間の直流電圧Ｖdpnが増
加方向に変化すると有効電流成分が増加する方向に補正
され、Ｖdpn が減少方向に変化すると有効電流成分が減
少する方向に補正され、結果としてＰＮ間の直流電圧Ｖ
dpn の変動を抑制するように作用する。
【００１３】図２（ａ）はハイパスフィルタ３２の特性
を示す伝達関数であり、３２ａは入力信号の所定の時定
数Ｔで決まる周波数以下の直流分を含む低周波領域のみ
を通過させる伝達ブロック、３２ｂは伝達ブロック３２
ａを通過した入力信号の低周波領域を該入力信号から減
じる減算器、３２ｃは減算器３２ｂの出力信号を所定レ
ベルに変換し補正信号Ｉqcとして出力する増幅器であ
る。上記構成により、入力信号（ＰＮ間の直流電圧Ｖdp
n の検出値）Ｖdpn から所定の時定数Ｔで決まる周波数
以下の直流分を含む低周波領域が除去された高周波成分
のみが補正信号Ｉqcとして出力される。
を示す伝達関数であり、３２ａは入力信号の所定の時定
数Ｔで決まる周波数以下の直流分を含む低周波領域のみ
を通過させる伝達ブロック、３２ｂは伝達ブロック３２
ａを通過した入力信号の低周波領域を該入力信号から減
じる減算器、３２ｃは減算器３２ｂの出力信号を所定レ
ベルに変換し補正信号Ｉqcとして出力する増幅器であ
る。上記構成により、入力信号（ＰＮ間の直流電圧Ｖdp
n の検出値）Ｖdpn から所定の時定数Ｔで決まる周波数
以下の直流分を含む低周波領域が除去された高周波成分
のみが補正信号Ｉqcとして出力される。
【００１４】本実施例によれば、負荷変動や出力周波数
変動に起因し、直流電源１のＬＣフィルタの共振周波数
に共振して直流電圧が変動するとき、ハイパスフィルタ
３２ａの時定数Ｔを適宜に設定することにより、直流電
圧の変動を効果的に抑制するダンピング効果が得られ、
直流電源として動作するコンバータの電圧制御応答を発
振現象を生じさせることなく良くすることができる。従
って、負荷として圧延機を駆動する電動機を適用する場
合、電動機の制御出力トルクの変動を抑制し、圧延作用
に与える影響を抑制し、製品品質に悪影響を与えるとい
う問題も解消される。
変動に起因し、直流電源１のＬＣフィルタの共振周波数
に共振して直流電圧が変動するとき、ハイパスフィルタ
３２ａの時定数Ｔを適宜に設定することにより、直流電
圧の変動を効果的に抑制するダンピング効果が得られ、
直流電源として動作するコンバータの電圧制御応答を発
振現象を生じさせることなく良くすることができる。従
って、負荷として圧延機を駆動する電動機を適用する場
合、電動機の制御出力トルクの変動を抑制し、圧延作用
に与える影響を抑制し、製品品質に悪影響を与えるとい
う問題も解消される。
【００１５】本発明の請求項２に対応するＮＰＣインバ
ータ装置の実施例を図３に示す。この実施例は、１つの
直流電源１から出力された中性点Ｃを有する直流電圧を
複数のＮＰＣインバータ５1 〜５n に供給し、それぞれ
電動機（負荷）７1 〜７n に独立した交流電流を供給す
る共通電源システムである。
ータ装置の実施例を図３に示す。この実施例は、１つの
直流電源１から出力された中性点Ｃを有する直流電圧を
複数のＮＰＣインバータ５1 〜５n に供給し、それぞれ
電動機（負荷）７1 〜７n に独立した交流電流を供給す
る共通電源システムである。
【００１６】図３において、１５1 〜１５n はそれぞれ
の有効（トルク）電流基準Ｉqr及び無効（励磁）電流基
準Ｉdrに基づいてＮＰＣインバータ５1 〜５n を制御し
電動機（負荷）７1 〜７n を制御する制御部で、それぞ
れの有効電流基準Ｉqr1 〜Ｉqrn に補正信号Ｉqcを加算
する加算器３３1 〜３３n が設けられている。
の有効（トルク）電流基準Ｉqr及び無効（励磁）電流基
準Ｉdrに基づいてＮＰＣインバータ５1 〜５n を制御し
電動機（負荷）７1 〜７n を制御する制御部で、それぞ
れの有効電流基準Ｉqr1 〜Ｉqrn に補正信号Ｉqcを加算
する加算器３３1 〜３３n が設けられている。
【００１７】上記構成において、共通の直流電源のＰＮ
間の電圧が変動すると、有効電流補正部３０からその変
動成分の所定周波数以下の直流分を含む低周波領域を除
去した高周波領域の補正信号Ｉqcが各トルク電流基準Ｉ
qr1 〜Ｉqrn に加算され、各ＮＰＣインバータ５1 〜５
n から出力される交流電流の有効（トルク）電流成分
が、ＰＮ間の電圧変動を抑制するように補正制御され
る。
間の電圧が変動すると、有効電流補正部３０からその変
動成分の所定周波数以下の直流分を含む低周波領域を除
去した高周波領域の補正信号Ｉqcが各トルク電流基準Ｉ
qr1 〜Ｉqrn に加算され、各ＮＰＣインバータ５1 〜５
n から出力される交流電流の有効（トルク）電流成分
が、ＰＮ間の電圧変動を抑制するように補正制御され
る。
【００１８】本実施例の場合、各ＮＰＣインバータ５1
〜５n はそれぞれ独立して運転することができ、それぞ
れの出力周波数が異なり、それぞれの周波数差と直流電
源１のＬＣ共振周波数との関係で直流電圧が振動するこ
とがあるが、有効電流補正部３０のハイパスフィルタ３
２の時定数Ｔを適当な値に設定することにより直流電圧
の振動を抑制することができる。
〜５n はそれぞれ独立して運転することができ、それぞ
れの出力周波数が異なり、それぞれの周波数差と直流電
源１のＬＣ共振周波数との関係で直流電圧が振動するこ
とがあるが、有効電流補正部３０のハイパスフィルタ３
２の時定数Ｔを適当な値に設定することにより直流電圧
の振動を抑制することができる。
【００１９】本発明の請求項３，４に対応するＮＰＣイ
ンバータ装置の実施例を図２（ｂ）に示す。この実施例
は、図３の実施例に更に演算部３４1 〜３４n を追加し
たものである。
ンバータ装置の実施例を図２（ｂ）に示す。この実施例
は、図３の実施例に更に演算部３４1 〜３４n を追加し
たものである。
【００２０】この演算部３４1 〜３４n は、それぞれ有
効電流基準Ｉqr1 〜Ｉqrn に応じてゲインの変化する増
幅器でなり、有効電流補正部３０から出力された補正信
号Ｉqcに対して、有効電流基準Ｉqr1 〜Ｉqrn の増大に
応じて減少するゲインを乗じた第２補正信号Ｉqc1 〜Ｉ
qcn を出力する。この第２補正信号により直流電圧の変
動を抑制するように各電流制御手段に与えられるそれぞ
れの有効電流基準を補正する。
効電流基準Ｉqr1 〜Ｉqrn に応じてゲインの変化する増
幅器でなり、有効電流補正部３０から出力された補正信
号Ｉqcに対して、有効電流基準Ｉqr1 〜Ｉqrn の増大に
応じて減少するゲインを乗じた第２補正信号Ｉqc1 〜Ｉ
qcn を出力する。この第２補正信号により直流電圧の変
動を抑制するように各電流制御手段に与えられるそれぞ
れの有効電流基準を補正する。
【００２１】図２（ｃ）は演算部３４1 〜３４n のゲイ
ン特性で、有効電流基準Ｉqr1 〜Ｉqrn の大きさ（絶対
値）に対するゲイン変化の関係を示したものである。特
性ｃ1 は、有効電流基準Ｉqr1 〜Ｉqrn の大きさ（絶対
値）の増大に応じて演算部３４1 〜３４n のゲインを減
少させ、所定の有効電流基準Ｉqrx においてゲインをゼ
ロにする例であり、請求項３に対応するものである。
ン特性で、有効電流基準Ｉqr1 〜Ｉqrn の大きさ（絶対
値）に対するゲイン変化の関係を示したものである。特
性ｃ1 は、有効電流基準Ｉqr1 〜Ｉqrn の大きさ（絶対
値）の増大に応じて演算部３４1 〜３４n のゲインを減
少させ、所定の有効電流基準Ｉqrx においてゲインをゼ
ロにする例であり、請求項３に対応するものである。
【００２２】特性ｃ2 は、有効電流基準Ｉqr1 〜Ｉqrn
の大きさ（絶対値）が所定値Ｉqrx以下ではゲインを一
定とし、Ｉqrx を越えるとゲインをゼロとする例であ
り、請求項４に対応するものである。
の大きさ（絶対値）が所定値Ｉqrx以下ではゲインを一
定とし、Ｉqrx を越えるとゲインをゼロとする例であ
り、請求項４に対応するものである。
【００２３】請求項３，４の実施例によれば、共通電源
システムの複数のＮＰＣインバータ５1 〜５n でそれぞ
れの電動機（負荷）７1 〜７n に交流電流を供給する場
合に、所定の有効電流基準Ｉqrx 以下の有効電流成分の
交流電流を供給しているＮＰＣインバータにのみ第２補
正信号Ｉqcを与え、所定の有効電流基準Ｉqrx を越える
有効電流成分の交流電流を供給しているＮＰＣインバー
タには第２補正信号Ｉqcを与えないように制御して、直
流電圧の変動成分を抑制する制御を軽負荷（無負荷を含
む）のＮＰＣインバータで行うようにすることができ
る。従って、直流電源のＬＣフィルタの共振により直流
電圧が振動し、電圧変動を抑制する場合に、各ＮＰＣイ
ンバータの運転状況をみて、出力電流に余裕の有るＮＰ
Ｃインバータで補正制御が行われ、圧延負荷のある電動
機（負荷）に交流電流を供給しているＮＰＣインバータ
には第２補正信号Ｉqcが与えられず圧延作用に影響を及
ぼすことがなくなる。
システムの複数のＮＰＣインバータ５1 〜５n でそれぞ
れの電動機（負荷）７1 〜７n に交流電流を供給する場
合に、所定の有効電流基準Ｉqrx 以下の有効電流成分の
交流電流を供給しているＮＰＣインバータにのみ第２補
正信号Ｉqcを与え、所定の有効電流基準Ｉqrx を越える
有効電流成分の交流電流を供給しているＮＰＣインバー
タには第２補正信号Ｉqcを与えないように制御して、直
流電圧の変動成分を抑制する制御を軽負荷（無負荷を含
む）のＮＰＣインバータで行うようにすることができ
る。従って、直流電源のＬＣフィルタの共振により直流
電圧が振動し、電圧変動を抑制する場合に、各ＮＰＣイ
ンバータの運転状況をみて、出力電流に余裕の有るＮＰ
Ｃインバータで補正制御が行われ、圧延負荷のある電動
機（負荷）に交流電流を供給しているＮＰＣインバータ
には第２補正信号Ｉqcが与えられず圧延作用に影響を及
ぼすことがなくなる。
【００２４】以上の説明では、直流電源１のＰＮ間の直
流電圧を、正側の直流電圧検出値Ｖdpf と負側の直流電
圧検出値Ｖdnf を加算して求める例で示したが、ＰＮ間
の直流電圧を直接検出する電圧検出器を用いても同様に
実施することができる。
流電圧を、正側の直流電圧検出値Ｖdpf と負側の直流電
圧検出値Ｖdnf を加算して求める例で示したが、ＰＮ間
の直流電圧を直接検出する電圧検出器を用いても同様に
実施することができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、直流電圧の変動分を検
出して該変動電圧を抑制するように交流出力電流の有効
電流成分を補正制御することができ、直流電源のＬＣ共
振による直流電圧の振動現象を抑制して安定した直流電
圧とすることができ、制御特性を改善したＮＰＣインバ
ータ装置を提供することができる。
出して該変動電圧を抑制するように交流出力電流の有効
電流成分を補正制御することができ、直流電源のＬＣ共
振による直流電圧の振動現象を抑制して安定した直流電
圧とすることができ、制御特性を改善したＮＰＣインバ
ータ装置を提供することができる。
【図１】本発明の請求項１に対応するＮＰＣインバータ
装置の実施例の構成図
装置の実施例の構成図
【図２】（ａ）ハイパスフィルタ３２の特性を示すブロ
ック構成図、（ｂ）本発明の請求項３、４に対応するＮ
ＰＣインバータ装置の実施例の要部構成図、（ｃ）演算
部３４1 〜３４n のゲイン特性図
ック構成図、（ｂ）本発明の請求項３、４に対応するＮ
ＰＣインバータ装置の実施例の要部構成図、（ｃ）演算
部３４1 〜３４n のゲイン特性図
【図３】本発明の請求項２に対応するＮＰＣインバータ
装置の実施例の構成図
装置の実施例の構成図
【図４】従来のＮＰＣインバータ装置の構成図
１…直流電源 １ａ，１ｂ…交
流電源 １ｃ，１ｄ…コンバータ １ｅ，１ｆ…リ
アクトル ２，３…コンデンサ ５，５1 〜５n …ＮＰＣインバータ ６…変流器 ７，７1 〜７n …負荷（電動機） ９…変換器
（３相２相変換） １０…電流制御器 １１…変換器
（２相３相変換） １２…キャリア発生部 １３…比較器 １５1 〜１５n …電流制御部 ２０，２１…電圧検出器 ３０…有効電
流補正部 ３１…加算器 ３２…ハイパ
スフィルタ ３３，３３1 〜３３n …加算器 ３４1 〜３４
n …演算部
流電源 １ｃ，１ｄ…コンバータ １ｅ，１ｆ…リ
アクトル ２，３…コンデンサ ５，５1 〜５n …ＮＰＣインバータ ６…変流器 ７，７1 〜７n …負荷（電動機） ９…変換器
（３相２相変換） １０…電流制御器 １１…変換器
（２相３相変換） １２…キャリア発生部 １３…比較器 １５1 〜１５n …電流制御部 ２０，２１…電圧検出器 ３０…有効電
流補正部 ３１…加算器 ３２…ハイパ
スフィルタ ３３，３３1 〜３３n …加算器 ３４1 〜３４
n …演算部
Claims (5)
- 【請求項１】正側電圧と負側電圧に分割した中性点を有
する直流電圧をＬＣフィルタを介して出力する直流電源
と、前記直流電圧を所望の周波数の交流電圧に変換し負
荷に交流電流を供給するＮＰＣインバータ手段と、有効
電流基準及び無効電流基準と前記交流電流の有効電流成
分及び無効電流成分の検出値とをそれぞれ比較して電流
偏差を減少させるように前記ＮＰＣインバータ手段を制
御する電流制御手段と、前記直流電圧の所定周波数以上
の領域の変動成分を補正信号として出力する補正手段を
備え、この補正信号により前記直流電圧の変動を抑制す
るように前記有効電流基準を補正することを特徴とする
ＮＰＣインバータ装置。 - 【請求項２】正側電圧と負側電圧に分割した中性点を有
する直流電圧をＬＣフィルタを介して出力する直流電源
と、前記直流電圧をそれぞれ所望の周波数の交流電圧に
変換しそれぞれの負荷に交流電流を供給する複数のＮＰ
Ｃインバータ手段と、有効電流基準及び無効電流基準と
前記交流電流の有効電流成分及び無効電流成分の検出値
とをそれぞれ比較して電流偏差を減少させるようにそれ
ぞれの前記ＮＰＣインバータ手段を制御する複数の電流
制御手段と、前記直流電圧の所定周波数以上の領域の変
動成分を補正信号として出力する補正手段を備え、この
補正信号により前記直流電圧の変動を抑制するように各
電流制御手段に与えられるそれぞれの有効電流基準を補
正することを特徴とするＮＰＣインバータ装置。 - 【請求項３】請求項２に記載のＮＰＣインバータ装置に
おいて、前記補正信号と前記有効電流基準に基づき、有
効電流基準の増大に応じて減少する第２補正信号を得る
演算部をそれぞれ備え、この第２補正信号により前記直
流電圧の変動を抑制するように各電流制御手段に与えら
れるそれぞれの有効電流基準を補正することを特徴とす
るＮＰＣインバータ装置。 - 【請求項４】請求項３に記載のＮＰＣインバータ装置に
おいて、前記演算部は、有効電流基準が所定値を越える
までは前記補正信号に一定のゲインを乗じた第２補正信
号を出力し、有効電流基準が所定値を越えたときは第２
補正信号をゼロにすることを特徴とするＮＰＣインバー
タ装置。 - 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
ＮＰＣインバータ装置において、前記補正手段は、前記
ＬＣフィルタの共振周波数に基づいて前記所定の周波数
を決定することを特徴とするＮＰＣインバータ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32999095A JP3186962B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | Ｎｐｃインバータ装置 |
| US08/766,476 US5790396A (en) | 1995-12-19 | 1996-12-12 | Neutral point clamped (NPC) inverter control system |
| CA002193269A CA2193269C (en) | 1995-12-19 | 1996-12-18 | Npc inverter control system |
| KR1019960067912A KR100240905B1 (ko) | 1995-12-19 | 1996-12-19 | Npc 인버터 제어 시스템 |
| CN96121324A CN1055580C (zh) | 1995-12-19 | 1996-12-19 | Npc(中性点箝位)逆变器控制*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32999095A JP3186962B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | Ｎｐｃインバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09172783A true JPH09172783A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3186962B2 JP3186962B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=18227546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32999095A Expired - Lifetime JP3186962B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | Ｎｐｃインバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3186962B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0911950A2 (en) * | 1997-10-23 | 1999-04-28 | General Electric Company | High power motor drive converter system and modulation control |
| JP2006304456A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP2007181358A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Toshiba Schneider Inverter Corp | 電動機制御装置 |
| WO2007125826A1 (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Panasonic Corporation | インバータ装置および空気調和機 |
| WO2008013000A1 (fr) | 2006-07-24 | 2008-01-31 | Daikin Industries, Ltd. | Inverseur |
| JP2009060723A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置の制御装置および車両用静止形補助電源装置 |
| WO2013105427A1 (ja) * | 2012-01-11 | 2013-07-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | ３レベル電力変換装置 |
| JP2013539334A (ja) * | 2011-01-06 | 2013-10-17 | 三菱電機株式会社 | 中性点クランプ形コンバータ |
| JP2015195656A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2016063723A1 (ja) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | 株式会社明電舎 | 三相中性点クランプ式の電力変換装置 |
| WO2016063724A1 (ja) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | 株式会社明電舎 | 三相中性点クランプ式の電力変換装置 |
| JPWO2017064788A1 (ja) * | 2015-10-15 | 2018-01-25 | 三菱電機株式会社 | マルチレベル電力変換装置 |
| CN110739708A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-01-31 | 国网青海省电力公司电力科学研究院 | 一种±800kV输变电主设备空负载及温升试验***补偿装置 |
-
1995
- 1995-12-19 JP JP32999095A patent/JP3186962B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| AU2007277980B2 (en) * | 2006-07-24 | 2010-06-24 | Daikin Industries, Ltd. | Inverter |
| WO2008013000A1 (fr) | 2006-07-24 | 2008-01-31 | Daikin Industries, Ltd. | Inverseur |
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| JP2016082760A (ja) * | 2014-10-20 | 2016-05-16 | 株式会社明電舎 | 三相中性点クランプ式の電力変換装置 |
| RU2666125C1 (ru) * | 2014-10-20 | 2018-09-06 | Мейденша Корпорейшн | Трехфазное устройство преобразования мощности с фиксированной нейтральной точкой |
| US10574163B2 (en) | 2014-10-20 | 2020-02-25 | Meidensha Corporation | Three-phase neutral-point-clamped power conversion device |
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|---|---|
| JP3186962B2 (ja) | 2001-07-11 |
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