JPS60113667A - 電圧形インバ−タの制御方法 - Google Patents

電圧形インバ−タの制御方法

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JPS60113667A
JPS60113667A JP58220153A JP22015383A JPS60113667A JP S60113667 A JPS60113667 A JP S60113667A JP 58220153 A JP58220153 A JP 58220153A JP 22015383 A JP22015383 A JP 22015383A JP S60113667 A JPS60113667 A JP S60113667A
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JP
Japan
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voltage
output
phase
value
inverter
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Pending
Application number
JP58220153A
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English (en)
Inventor
Katsu Maekawa
克 前川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS60113667A publication Critical patent/JPS60113667A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (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】 〔発明の技術分野〕 この発明は電圧形インバータの制御方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
電圧形インバータの出力電圧波形中に含まれる低次高調
波を減少するためにPWM方法か広(用いられ、その代
表的な一例として正弦波PWMがある。
次に正弦波PWMに一ついて第1図および第2図を参照
して説明する。
第1図はトランジスタインバータの主回路構成図で、商
用電源が入力端子ItL、S、Tに与えられると、ダイ
オードブリッジ10で整流され、コンデンサ加で平滑さ
れて直流電圧Edcとなる。この直流電圧Edcがダイ
オードDll〜D23.)う/ジスタTll〜T23で
構成されるインバータ加によってパルス化され、出力端
子U、V、WにPWM波形の交流出力電圧が得られるよ
うに構成されている。
第2図は正弦波PWMを説明するための各種の波形図を
示したものである。第2図(a)に示ず■u*。
Vv 、 VwはそれぞれU相、■相、W相の電圧基準
信号であり、(a)図では制御率(電圧基準Vu*。
Vv 、 Vw の波高値と三角波の波高値との比であ
る)aが1の場合を示している。電圧基準信号Vu*と
三角波とを比較し、電圧基準信号の方が太きければ論理
値It I Ifを、小さければ論理値II O!lを
出力するように構成することにより、第2図(bJに示
す六ルス巾変調された信号が得られる。そして第1図に
示すトランジスタTliは信号(b)の論理値It I
 IIの時にオフされ、直流電源電圧EdCのプラス側
と出力端子Uとが電気的に接続され、論理値!I 0I
tO時にはオフされて、出力端子Uは直流電源電圧Ed
cのプラス側と電気的にしゃ断される。
またトランジスタT21はトランジスタTllとは逆に
、信号(b)における論理値It □ IIの時にオン
し、論理値II I Itの時にはオフする。したがっ
て出力端子Uには信号(b)によって直流電源電圧Ed
cをパルス化した波形が現われる。
■相、W相も同様に、電圧基準信号■v*、■w*と三
角波との比較結果により、これに対応するトランジスタ
がオン・オフされる。電圧基準信号■v*と三角波との
比較結果を信号(C)として示す。
インバータ30の出力端子U、V間の線間電圧VLI−
Vは第2図(d)のような波形となる。
ここでこの電圧の太ぎさについて考えるため、直流電源
のグラス側とマイナス側との電位差の半分の点をインバ
ーターの中性点として考える。直であり、マイナス側は
−2Ddcの電圧となっている。第2図(a)において
制御率a二1であるから、電圧基準信号■u*と三角波
の波高値は等しく、電圧基準信号■u*のピークの点で
U摺出カ端子の電圧は中性点電圧に対して+2 hdc
の゛電圧となる。
すなわちU相出力電圧の基本波成分■ は、Vu = 
−YEdc sinθ ・・・・・・(1)となる。同
様に、 Vv = ’z Edc s in (θ−1200)
・・・山(2)Vw = −Edc s in (θ−
240°) −=−(31が成立するので、線間電圧V
u−Vは VU−V = T” Edc s+nθ−> Edc 
sin (θ−1200)となる。したがって線間電圧
の波高値&L” Edcとなる。つまりインバータ園の
中性点に対し、各相電圧を正弦波の電圧基準信号に基づ
いて制御1−ると、線間電圧は最大でも波高値が直流電
源z4 LEEdcの1倍の電圧までしか出力でき1よ
いことになる。すなわち仮に第1図においてダイオード
ブリッジ10の入力端子に商用電源200 Vが与えら
れていたとすると、直流電源電圧Edcはその6倍で2
82vとなる。したがってインバータ出力線間車−E&
Z波高値−Q282 x” = 244 V L )’
;c 9、実効値、は173■が最大値となる。このた
め200 V用に設計された電動機を173■でしか連
転できず効率が悪くなってしまう。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、直流電源電圧Edcに等しし・波高
値の線間電圧を出力することのできる電圧形インバータ
の制御方法を提供するにある。
〔発明の概要〕
この発明では上記目的を達成するために、相聞位相差を
120°に保った3つの3相交流電圧基準信号と三角波
とを比較して得られたPWM制御信号に基づいて3相電
圧形インバータを制御するに際し、前記3つの3相交流
電圧基準信号のいずれかを、下式に示される関数Fによ
り与える事を特徴としている。
】 0°くθ〈600のと@ F=2a(sin(θ+30
’)−−−z)60°/、θ< 1200のと3 F=
a] 180°≦θ<240°のとき F=2a(sin(θ
+30°)+ソ)240°≦θ〈300°のとぎ F=
−a。 1 300°くθ〈360°のとぎ F=2a(cos(θ
−120)+71(ただしaは制御率、θは位相である
。)〔発明の実施例〕 第3図はこの発明の制御方法に用いる電圧基準信号の波
形図を示したものである。従来はインバータの各相電圧
を正弦波形にもとづいて制御していたのに対し、この発
明では第:3図に示される都、圧基準波形に基づいて制
御をおごな9のが特徴である。
すなわち制御率aの時、相電圧のピークの前後の各加度
間計(イ)区間を三角波の波高値のa倍の高さで一定の
値とし、他の2相はこの一定の相に対し正弦波的に変化
するような関数にする。以下説明を簡単にするために三
角波の波高値を1とする。
第3図では電圧基準信号の1周期を印度毎に区切りそれ
ぞれ■〜■と番号を付しである。■の区間の始まりを位
相θ=0として式で表わすと、電圧基準信号■u*、V
v*、■w*はそれぞれ■の区間で&ま、 工 Vu −2a(s+n(θ+30°)−−−) −−−
−−−(5)Vv−−a ・・・・・・(6) Vw −2a (cosθ−−) −・−・−(7)と
あられされる。インバータ加の出力できる最大電圧はイ
ンバータ30の中性点電位に対して士’Edcだから、
上記電圧基準信号に基づいて各相電圧が制御されると、
インバータの各相の出力電圧は、Vu = aEdc 
(sin (θ−130’)−去) ・−−−・−(8
)Vv =−’−Edc −−(9) Vw = a Edc (cosθ−−)2 ・・・山
([0) とあられされる。したがって線間電圧Qu□は、VLI
−V = a Edc (5in(θ+30°) −月
−(−”Edc )2 == a Edc sin (θ+30°) ・・−・
−(11)V、−1,ニー’−Edc−aEdc(co
sθ−L)2 := aEdc 5in(θ−90°) −・−−−−
(12)vlv、 = a Edc (cosθ−−)
 −a Edc (sin (θ+3o0)−−L)2 = a Edc sin (θ−210°) −・−・
・−13)となり、直流電源電圧Edcと制御率aとの
積。
a−Edcを波高値とし、おのおの12o0ずっ位相の
ずれた正弦波が得られる。
同様に第3図の■の区間では、 Vu*= a ・・・・(1,4) Vw′4?:: 2a (sin (θ−ト1500)
m=) ・−−−・・(ICi)となる電圧基準信号に
基づいて運転1−ると、線間電圧V11−V+ VV−
1%’+ VW−uは同様に(11) 〜(13)式で
あられされる電圧となる。
区間■〜■でも同様の関係が成立する。したがって第3
図に示すような電圧基準信号に従ってインバータ加を運
転すれば、インパーク加の中性点に対1−る各相出力電
圧は正弦波近似のPWM波形とはなら1よいが、出力線
間電圧”u−v+ Vv−WI VW−11のいずれも
正弦波近似のPWM波形に制御することができる。また
出力線間電圧波高値は制御率aによってOから直流電源
電圧Edcまで自由に制御1−ることかできるのは01
)式・〜α3)式により明白である。
第4図はこの発明による制御方法を実現するための制御
回路の一例を示すブロック図でj〕る。周波数指令器1
はインバータの運転周波数指令に応じた電圧を出力し、
5コンバータはこの周波数指令器1により与えられる電
圧に比例したm倍の周波数のパルス列を発生する。
カウンタ3は1匈コンバータ2から与えられるパルスを
カウントし、そのカウント値を1n進数として出力する
。カウンタ3の出力はリードオンリーメモリ(ROM)
4 a〜4Cに入力され、カウンタ3の出力するカウン
ト値によってアドレスされてそのア1゛レスに応じた関
数値が出力される。
ROM4aには第3図に示す電圧基準信号■u*か制御
率a = 1の場合の大きさで書き込まれており、カウ
ンタ3のカウント値が1だけ進むと360゜だけ進んだ
電気角における関数値を出力する。■(0M4bには電
圧基準信号Vv が、ROM4cには電圧基準信号■い
′がいづれ−も制御率a = 1の場合の大ぎさで書き
込まれている。
乗算形の%コンバータ5a〜5cはROM4a〜4Cか
ら与えられる関数値に、周波数指令器1から与えられる
電圧を乗じた値に比例した電圧を出力する。したがって
%コンバータ5a〜5cの出力は、第3図の関数が周波
数指令器1の出力する周波数指令を制御:$aとして、
振幅を制御された電圧基準信号Vu*、 Vv”、 V
W”となる。
DAコンバータ53〜5cの出力は比較器6a〜6Cに
よって三角波発生器7から与えられる三角波と比較され
る。制御率a・−尤の場合の電圧基準信号Vu 、 V
v 、 Vw と三角波との関係を第5図(ajに示す
。比較器6a〜6Cはそれぞれ三角波より電圧基準信号
の方が大ぎい場合に論理値It I Ifを、さもな(
ばIt OIfを出力するように動作する。
比較器6aの出力を第5図(I〕)に、比較器6bの出
力を第5図(C1、比較器63〜6Cの出力は図示しな
いベースドライブ回路等を介して第1図に示すインバー
タ刀の直流′i比源のプラス側に接続されているトラン
ジスタTll〜T13に与えられる。トランジスタTl
l〜T13は比較器68〜6cの出力が論理値II I
 Itであればオンし、If □ Itであればオフす
る。比較器6a〜6Cの出力は否定論理回路88〜8c
によって否定論理をとられ、第1図の直流軍源のマイナ
ス側に接続されているトランジスタT21〜T23に与
えられる。したがってトランジスタTll、T21は比
較器6aの出力によってオン・オフを制御され、U相出
力電圧は第5図[a)の電圧基準信号vu*をパルス幅
変調した波形となる。
述した01)〜03)式が示すよう吉Edcとなる。制
御率a二1であればもちろん出力線間電圧波高値はEd
cどなる。
〔発明の効果〕
以上実施例に基づき説明したように、この発明では電圧
基準信号を正弦波ではな(第3図に示すような波形に基
づいて制御するようにしたため、出力線間電圧の波高値
は常に入力電圧の波高値に等しくすることができる。し
たがってこのようなインバータを用いて電動機等の負荷
を運転すれば、高効率で運転することができるという利
点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はトランジスタインバータの主回路構成を示す回
路図、第2図(aJ 、 (bJ 、 (c) 、 (
d)は従来の正弦波PWM方式によるインバータの制御
方法を説明するための各種の波形図、第3図はこの発明
において用いられる電圧基準信号の波形図、第4図はこ
の発明による制御方法を実現するための制御装置の一例
を示すブロック図、卯、5図(al 、 (b) 、 
(C)。 (d)はIS4図の回路動作を説明゛fろための各種波
形図である。 ■u8・・・・・・U相電圧基準信号。 Vv*−・・・・・■相電圧基準信号。 ■w*・・・・・・W相電圧基準信号。 Edc・・・・・・直流電源電圧。 a・・・・・・・・・制御率、θ・・・・・・位相。 10・・・・・・・・・ダイオードブリッジ、20°゛
パ・・コンデンサ。 加・・・・・・・・・インバータ。 出願人代理人 猪 股 清

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 相間位相差を120°に保った3つの3相交流電圧基準
    信号と三角波とを比較して得られたPWM制御信号に基
    づいて3相電圧形インバータを制御するに際し、前記3
    つの3相交流電圧基準信号のいずれかを、下式に示され
    る関数Fにより与えることを特徴とする電圧形インバー
    タの制御方法。 0°≦θく600のとぎ F=2a(sin(θ+30
    °)−■)60!θ〈120°のとき F = a18
    0°≦θ〈240°のとぎ F=2a(sin(θ」伽
    つ+1)240°<、θ<300’のとぎ F=−a3
    00°くθく360°のとさ F=2a(cos(θ−
    120°)+1)(ただしaは制御率、θは位相である
    。)
JP58220153A 1983-11-22 1983-11-22 電圧形インバ−タの制御方法 Pending JPS60113667A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60200772A (ja) * 1984-03-26 1985-10-11 Sanken Electric Co Ltd 3相静止型電力変換器
US4879640A (en) * 1988-06-08 1989-11-07 Das Pawan K ROM driven PWM inverter
US9984820B2 (en) 2009-07-23 2018-05-29 Lexmark International, Inc. Z-directed capacitor components for printed circuit boards

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60200772A (ja) * 1984-03-26 1985-10-11 Sanken Electric Co Ltd 3相静止型電力変換器
US4879640A (en) * 1988-06-08 1989-11-07 Das Pawan K ROM driven PWM inverter
US9984820B2 (en) 2009-07-23 2018-05-29 Lexmark International, Inc. Z-directed capacitor components for printed circuit boards

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