JPS62131771A - 高調波成分補正回路を備えたインバ−タ装置 - Google Patents

高調波成分補正回路を備えたインバ−タ装置

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JPS62131771A
JPS62131771A JP60268030A JP26803085A JPS62131771A JP S62131771 A JPS62131771 A JP S62131771A JP 60268030 A JP60268030 A JP 60268030A JP 26803085 A JP26803085 A JP 26803085A JP S62131771 A JPS62131771 A JP S62131771A
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JP
Japan
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inverter
output
waveform
phase
output voltage
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JP60268030A
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Naoaki Suga
須賀 直昭
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Nippon Electric Industry Co Ltd
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Nippon Electric Industry Co Ltd
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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】 (mJi上の利用分!!F) 本発明は波形歪のない(高調波を含まない正弦波)出力
が得られるインバータ装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、例えば放送設備や電子計Iii機等の無停電’1
nai装隨には定電圧定、周波数(CVCF>インバー
タ装置が用いられているし、交流電動機の速度i制御用
電源には可変電圧可変周波数(VVVF)インバータ装
置が用いられている。このようにインバータ装置は安定
電電iIおよび周波数変換用として広く用いられている
インバータ装置の出力電圧制御には種々の方式があるが
、その中でPWM (パルス幅変調)方式を採用したも
のが、負荷の急変などの過度応答が速く、安定性に優れ
ているのでかなり普及して来ている。
第4図はインバータ装置の藻本的システム構成を示した
ものである。図において、1は交流人ツノの入り端子、
2は交流入力をm流するm流器、3は平滑用の直流フィ
ルタ、4 G;ILインバータ、5は交流フィルタ、6
はインバータ制御部、7は出力端子(負荷接続端子)、
8は負荷である。9は出力周波数設定部、10は出力電
圧設定部で、それぞれインバータ制御l1部6に出ノJ
周波数指令信号と出力電圧指令信号を与えている。なお
、出力電圧設定部10は通常インバータの出力電圧の検
出値と設定値を比較し、出力が常に所定の値を維持する
ように出力電圧指令信号を発生している。
(解決しようとする問題点) 電子計算機や電動機等にMl/Jを供給するramの出
力波形は、高調波を含まず歪のない正弦波であることが
望ましい。しかしながら、インバータの出力にはaI調
波が含まれている。従ってインバータの出力をそのまま
負荷に接続すると種々の問題が発生する。例えば電動機
を駆動する場合には、高調波によって逆回転のトルクが
発生し、滑らかな四転ができなくなる。そのため、イン
バータの出力側にはawA波を除去する手段が設けられ
ている。従来、その一つの手段として第4図に示したよ
うに交流フィルタ(ローパスフィルタ)5が接続されて
いる。この他インバータの出力に並列に直列共振回路を
設ける等の手段もあるが、いずれにしても効率が悪化し
たり、フィルタの定数が負荷と共振するなどして問題が
多かった。
本発明は上記問題点を解消し、出力波形に商調波を含ま
ないようにする高調波成分補正回路を備えたインバータ
装置を提供することを目的とするものである。
C問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、本発明のインバータ装置
は、インバータの出力波形を検出fる検出部と、その検
出部が検出した波形を基本波、高調波成分に分解(フー
リエ変換〉する演算処理部と、演算処理部によって分解
された高調波成分の位相を180部反転する位相反転回
路と、位相反転回路の出力を出力周波数設定部からの基
本周波数出力に加算する加算器とを有してなる高調波成
分補正回路を付加している。インバータIII 111
部は上記ls調波成分補正回路の加算器からの出力を指
令信号として用いてインバータ制御部を出力するように
した。
このように構成したので、インバータの出力には高調波
成分が含まれなくなり、従来インバータの出力鋼に挿入
していた交流フィルタは省くことができる。
第1図は上記本発明のインバータ装置の主要部構成を示
したブロック図である。図において、前出のものと同一
符号のものは同−又は均等部分を示すものとする。
なお、インバータf%I制御部6は、思近広く用いられ
るようになったPWM方式の制御を行なう場合を例とっ
てその構成を示した。すなわら、!!準クロック発振V
s11と、三角波発生回路12と、PWMパルス発生回
路13と、インバータ駆動回路14とを備えて構成され
ており、このPWMパルス発生機構は通常よく用いられ
ている公知のものである。
出力周波数設定部9は、周波数設定用のディジタルスイ
ッチ15と、その設定値に応じた基本周波数データを出
力する基本波出力回路16とを備えており、その出力は
D/Aコンバータ17を介してインバータIJ tl1
部6への指令信号となる。
出力電圧設定部10は、出力電圧設定ボリュームくポテ
ンショメータ)18と、その出力を増幅ケる増幅619
とを備えており、この出力によって上記D/Aコンバー
タ17の出力の波高値を制御している。すなわち、D/
Aコンバータ17の出力は設定された周波数と設定され
た電圧に基づいて作られたインバータ制御部への設定値
信号となっている。
20が本発明によって付加された高調波成分補正回路で
あり、出力電圧波形検出部21と、検出された出ノJ′
R圧波形から高調波成分を抽出する演算処理部22と、
Pi4障処理して得られた高調波成分の出力をD/A変
換するD/Aコンバータ23と、D/A変換された高調
波成分信号を反転ケる位相反転回路24と、加算器25
とを備えている。
加Iil器25は、出力周波数設定部9からの基本周波
数データをD/A変換するD/Aコンバータ17を介し
て得られた設定値信号と、位相反転回路24で反転され
たa調波成分信号とを加算してインバータυ制御部6に
与える指令信号を作っている。
なお、演算処理部22は、出力電圧波形検出部21から
与えられる出り電圧波型(高調波を含む)のディジタル
データを入力し、それを基本波と高調波成分に分ける電
圧波形フーリエ分解演算手段26と、高調波の位相およ
び波高値を決定する演算手段27と、それら演算手段の
演算結果に基づきa調波データテーブル(高調波波形デ
ータが自き込まれているROM)28から14XIiI
波データを読み出すアドレス信号を発生する高調波アド
レス発生手段29を備えている。これらのことを行なう
演5fi511L理部はマイクロコンピュータであって
もよい。
〔作用〕
第1図に示した本発明のインバータ装置の各部分Φ〜■
における波形を示すと第2図のようになっている。第2
図において、 ■は周波数設定された基本周波数の設定値信号、■は本
発明の高調波成分補正回路を働かせる前のインバータの
出力電圧波形(−例として第3高調波を含/υだ場合を
示した)、 ■は出力電圧波形から抽出した高調波波形、■は位相を
180°反転した高調波波形、■は■と■を加算して得
られた指令信号、■は本発明のt4調波成分補正回路が
働いた状態でのインバータの出力電圧波形、 である。
第1図及び第2図から明らかなように、本発明の高調波
成分補正回路20は、インバータ出力に含まれる高調波
成分を抽出して反転し、それを基本周波数の設定値信号
に加えてインバータ制御部6への指令信号としているの
で、それを基準に作られた制御部で動作するインバータ
は、負荷を接続した状態で高調波を含まないきれいな正
弦波波形を出力する。
〔実施例〕
次に本発明の実部例を図面を参照して説明する。
第3図は本発明の高調波成分補正回路を備えたインバー
タ装置の一実施例の構成を示すブロック図であり、紙面
の都合で(a)、(b)に分割して示したが、両者を一
つにまとめたものが全体の構成になっている。
本発明の主要部構成差に動作は第1図、第2図ですでに
説明したので、ここでは1?!を避けて各部の具体的構
成についてのみ補足して説明する。
なお、第3図は図面がやや?!雑になったが三相交流出
力を得るインバータ装置を示している。
インバータ制御部6が備える三角波発生回路12は、基
準クロック発振器11からの信号を分周し、三角波を作
るのに必要なパルスを得る分周器30と、アップダウン
カウンタを構成する8ビットバイナリカウンタ31.ア
ンド回路32.0−フリップ70ツブ(D−FF)33
.排他的論理和回路(EX−OR>34と、ラッチ35
と、8ビツトD/Aコンバータ36と、出力される三角
波の波高値を決める三角波電圧決定口yi37とを有し
て構成されている。上記D−フリップフロップ33は最
上位ピット(8ビツトが全て1になる)を検出し、カウ
ントアツプ・ダウン切替信号を出力し、排他的論理和回
路34は三角波を作るためのデータのカウントアツプ・
ダウン切替を行なう。
出力周波数設定部9の基本波出力回路16は、分周比が
ディジタルスイッチ15の出力データに対応する分周器
38とバイナリカウンタ(7ピツト)39を有する基本
周波アドレス発生部40と、基本波データテーブル(R
OM)41と、該テーブル41を切替えて使用するため
に設けたD−フリップ70ツブ(D−FF)42.4ピ
ットバイナリカウンタ43.モノ・マルチバイブレータ
44を有してなるU、V、W相切替タイミング発生部4
5と、ラッチ46−1.46−2.46−3を備えて構
成されている。
上記基本波出力回路16からの基本データは8ビツトD
/Aコンバータ17−1.17−2. 17−3゜でア
ナログ波形に変換され、それぞれU相sin波。
V相sin波、W相sin波が作られる。これらsin
波は、波高値が出力電圧設定部10の出力により制御さ
れて、第3図(b)の加算器25−1.25−2.25
−3.の一方の入力となる。
出力電圧波形検出部21は、電圧検出用トランス47と
マルチプレクサ48とサンプルホールド回路49と8ピ
ッI−A / Dコンバータ50を有して構成されてお
り、U、V、W各相の高調波を含んだインバータの出力
電圧波形データを順次演算処理部22へ与えている。
演算処理部22は、U、V、W各相の高調波成分(周波
数、基本波に対する位相)のデータと、高調波の波高値
データを出力し、それぞれ8ピットD/Aコンバータ2
3−1.23−2.23−3と51を介してアナログ波
形に変換される。III調波の波高値データを受けたD
/Aコンバータ51の出力は増幅器52を介してD/A
コンバータ23−1゜23−2.23−3へ基準電圧と
して与えられ出力波形の波高値を決定する。
波^埴が決定されアナログ波形に変換されて出力された
各相の高調波成分は位相反転回路(反転増幅器>24−
1.24−2.24−3でそれぞれ位相が180゛反転
され、前記加算器25−1.25−2゜25−3のもう
一方の入力に与えられる。
加算器25−1.25−2.25−3で加算されて作ら
れた指令信号と三角波発生回路12からの三角波がPW
Mパルス発生回路13の比較VS53−1゜53−2.
53−3で比較されPWMパルスが発生する。このPW
〜1パルスはインバータ駆動回路14に与えられインバ
ータ4の制御部(インバークグー1〜信号)になる。
このようにして本発明のインバータ装置は、インバータ
all ’IIJ部6が高調波成分補正回路20により
補正された指令信号を受けて制御動作を行っているので
、出力には高調波が含まれなくなる。
〔効果〕
以上説明したように、本発明の装置ではインバータの出
力に高調波が含まれなくなるので、インバータと負荷の
間に従来挿入されていた交流フィルタが不要になる。従
って交流フィルタによる問題点が全て除去され、効率の
向上、低価格化が図られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のインバータ[2の主要部構成を示した
ブロック図である。第2図は本発明の装置の各部分にお
ける信号の波形−図であり、■〜■はそれぞれyJ1図
に付した■〜■の部分の波形である。第3図は本発明の
実施例の構成を示すブロック図で、紙面の都合で(a)
、(11>に分割して示したものである。第4図はイン
バータ装置の基本的構成の説明図である。 4・・・インバータ、 6・・・インバータ制御部、 9・・・出力周波数設定部、 10・・・主力電圧設定部、 16・・・基本波出力回路、 20・・・高調波成分補正回路、 21・・・出力電圧波形検出部、 22・・・演算処理部、 24 (24−1,24−2,24−3>・・・位相反
転回路、25 (25−1,25−2,25−3)・・
・加算器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、インバータと、該インバータを制御するインバータ
    制御部と、該インバータ制御部に出力周波数と出力電圧
    の指令信号を与える出力周波数設定部及び出力電圧設定
    部とを備えてなるインバータ装置において、 インバータの出力電圧波形を検出する出力電圧波形検出
    部と、検出波形に含まれる高調波成分を抽出する演算処
    理部と、該演算処理部で抽出された高調波成分の位相を
    180°反転する位相反転回路と、該位相反転回路の出
    力を上記出力周波数設定部からの基本周波数出力に加算
    して指令信号を作る加算器とを有して構成される高調波
    成分補正回路を付加し、 上記インバータ制御部は上記加算器からの指令信号に基
    づいてインバータ駆動信号を出力するようにしたことを
    特徴とする高調波成分補正回路を備えたインバータ装置
JP60268030A 1985-11-28 1985-11-28 高調波成分補正回路を備えたインバ−タ装置 Pending JPS62131771A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02202397A (ja) * 1989-01-31 1990-08-10 Fujitsu General Ltd インバータ制御におけるpwm波形の算出方法
JPH0690566A (ja) * 1992-09-04 1994-03-29 J P Ii Kk インバータの制御システム
JP2014220861A (ja) * 2013-05-01 2014-11-20 東芝機械株式会社 インバータ装置及びインバータ発電機
JP2015195656A (ja) * 2014-03-31 2015-11-05 三菱電機株式会社 電力変換装置
CN112640293A (zh) * 2018-09-07 2021-04-09 三菱电机株式会社 电动机驱动装置以及空调机的室外机

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