DE102014218001A1

DE102014218001A1 - Inverter device, inverter, power generation system, and methods of controlling the inverter device

Info

Publication number: DE102014218001A1
Application number: DE201410218001
Authority: DE
Inventors: c/o Omron Corporation Mabuchi Masao; c/o Omron Corp. Kobayashi Kenji; c/o Omron Corp. Hirashima Masahiro
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2015-04-23
Also published as: JP2015077061A; JP6201613B2

Abstract

Aufgabe: Bereitstellen einer Technik, die eine Invertervorrichtung betrifft, deren Umwandlungsrate noch höher ist, und durch die eine noch idealere Ausgangswellenform erhalten werden kann. Mittel zur Lösung: Es sind ein Vollbrückeninverterteil, der Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umwandelt, und ein Kurzschlussteil, der durch Kurzschließen des Ausgangs des Vollbrückeninverterteils die Umwandlungseffizienz erhöht, vorhanden, wobei bei der PWM-Steuerung eine Steuerung durch mehrere Schaltmuster erfolgt, die Schaltmuster, welche eine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, und Schaltmuster, welche keine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, umfassen. Je nach dem Schaltmuster wird eine Totzeit zur Verhinderung eines Stromquellenkurzschlusses eingerichtet, wobei im Fall der Einrichtung dieser Totzeit das Tastverhältnis der PWM-Steuerung korrigiert wird und die Verzerrung der Ausgangswellenform durch die Totzeit korrigiert wird.Task: To provide a technique which relates to an inverter device whose conversion rate is even higher, and by which an even more ideal output waveform can be obtained. Means for Solving: There are a full-bridge inverter part that converts DC power into AC power, and a short-circuit part that increases the conversion efficiency by short-circuiting the output of the full-bridge inverter part, with the PWM control being controlled by a plurality of switching patterns including switching patterns PWM control of the short-circuit part, and switch patterns, which make no PWM control of the short-circuit part include. Depending on the switching pattern, a dead time for preventing a current source short circuit is established, and in the case of establishing this dead time, the duty ratio of the PWM control is corrected and the distortion of the output waveform is corrected by the dead time.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Invertervorrichtung, die eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt, einen Wechselrichter, in den die Invertervorrichtung eingebaut ist, ein Stromerzeugungssystem, das die Invertervorrichtung aufweist, sowie ein Verfahren zur Steuerung der Invertervorrichtung.The present invention relates to an inverter device that converts a DC voltage to an AC voltage, an inverter in which the inverter device is installed, a power generation system including the inverter device, and a method of controlling the inverter device.

Stand der TechnikState of the art

In den letzten Jahren verbreitet sich die Solarstromerzeugung als Maßnahme gegen Umweltprobleme mehr und mehr. Da die Leistung, die durch Solarzellen erzeugt wird, eine Gleichstromleistung ist, aber die im Haushalt verwendete Leistung eine Wechselstromleistung ist, wird die von den Solarzellen erzeugte Gleichstromleistung nach einer Spannungserhöhung durch eine Spannungserhöhungsvorrichtung wie etwa einen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler durch eine in einem Wechselrichter enthaltene Invertervorrichtung in eine Wechselstromleistung umgewandelt. Nun stellt die Erhöhung der Umwandlungseffizienz der Invertervorrichtung, um die Stromerzeugungseffizienz bei der Solarstromerzeugung zu erhöhen, ein dringendes Problem dar. Was die Erhöhung der Umwandlungseffizienz der Invertervorrichtung betrifft, ist eine Netzanschluss-Invertervorrichtung allgemein bekannt, bei der durch Ausbilden einer Stromquellenleitungs-Kurzschlussschaltung, um die Stromquellenleitung zwischen einem Vollbrückeninverter und einem Einzelphasen-Dreileitersystem-Stromquellensystem kurzzuschließen, die Umwandlungseffizienz erhöht wird (siehe zum Beispiel das Patentliteraturbeispiel 1).In recent years, the solar power generation spreads more and more as a measure against environmental problems. Since the power generated by solar cells is a DC power, but the power used in the household is AC power, the DC power generated by the solar cells after being boosted by a boosting device such as a DC / DC converter by one in an inverter inverter device converted into an AC power. Now, increasing the conversion efficiency of the inverter device to increase the power generation efficiency in the solar power generation is an urgent problem. As for the increase in the conversion efficiency of the inverter device, a power line inverter device is well known in the art by forming a power source line short circuit short circuit the power source line between a full-bridge inverter and a single-phase three-wire system power source system, the conversion efficiency is increased (see, for example, Patent Literature Example 1).

Im Allgemeinen werden für Invertervorrichtungen Halbleiterschaltelemente verwendet, doch neigen Halbleiterschaltelemente dazu, dass die Abfallgeschwindigkeit von EIN zu AUS langsamer ist, als die Anstiegsgeschwindigkeit von AUS zu EIN. Folglich kann es sein, dass eine Totzeit eingerichtet werden muss, in der alle Halbleiterschaltelemente AUS werden, um einen Stromquellenkurzschuss zu verhindern. Doch bei der Einrichtung einer Totzeit kann auch die Unannehmlichkeit bestehen, dass die Ausgangswellenform der Invertervorrichtung während dieser Zeit von der idealen Wellenform abweicht. Was dieses Problem betrifft, wurde vorgeschlagen, eine Totzeitkompensation vorzunehmen, um die Verzerrung der Ausgangswellenform, die durch die Einrichtung der Totzeit verursacht wird, zu kompensieren (siehe zum Beispiel das Patentliteraturbeispiel 2).In general, semiconductor devices are used for inverter devices, but semiconductor switching elements tend to make the decay speed from ON to OFF slower than the slew rate from OFF to ON. As a result, it may be necessary to set a dead time in which all semiconductor switching elements turn OFF to prevent current source short-shot. However, when establishing a dead time, there may also be the inconvenience that the output waveform of the inverter device deviates from the ideal waveform during this time. As for this problem, it has been proposed to perform dead-time compensation to compensate for the distortion of the output waveform caused by the device of the dead time (see, for example, Patent Literature Example 2).

Bei der in dem Patentliteraturbeispiel 1 beschriebenen Technik werden die Schaltelemente in der Stromquellenleitungs-Kurschlussschaltung stets PWM-gesteuert. Doch da bei Vornahme einer PWM-Steuerung die durch die Schaltelemente verbrauchte Leistung zunimmt und die Umwandlungseffizienz abnimmt, ist es zur Erhöhung der Umwandlungseffizienz ratsam, möglichst keine PWM-Steuerung vorzunehmen. In dem Patentliteraturbeispiel 2 ist zwar wie oben beschrieben eine Totzeitkompensation in einem Vollbrückeninverter offenbart, doch ist keine Totzeitkompensation für einen Fall offenbart, in dem zur Erhöhung der Umwandlungseffizienz Schaltelemente vorhanden sind, die keine PWM-Steuerung vornehmen.In the technique described in Patent Literature Example 1, the switching elements in the power source line short circuit are always PWM controlled. However, by performing PWM control, since the power consumed by the switching elements increases and the conversion efficiency decreases, it is advisable not to perform PWM control to increase the conversion efficiency. In Patent Literature Example 2, although a dead time compensation is disclosed in a full bridge inverter as described above, no dead time compensation is disclosed for a case where switching elements that do not perform PWM control are provided to increase the conversion efficiency.

Literatur der VorläufertechnikLiterature of the precursor technique

Patentliteraturpatent literature

Patent Literature Example 1: Patent Publication 2009-89541
Patent Literature Example 2: Patent No. 3397138

Kurzdarstellung der ErfindungBrief description of the invention

Aufgabe, die die Erfindung lösen sollTask to solve the invention

Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand der Technik und hat die Aufgabe, eine Technik bereitzustellen, die eine Invertervorrichtung betrifft, deren Umwandlungsrate noch höher ist, und durch die eine noch idealere Ausgangswellenform erhalten werden kann.The present invention has been made in view of the above-described prior art and has an object to provide a technique relating to an inverter device whose conversion rate is even higher, and by which an even more ideal output waveform can be obtained.

Mittel zur Lösung der AufgabeMeans of solving the task

Die vorliegende Erfindung zur Lösung der obigen Aufgabe ist hauptsächlich durch die folgenden Punkte gekennzeichnet. Das heißt, sie verfügt über einen Vollbrückeninverterteil, der Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umwandelt, und einen Kurzschlussteil, der durch Kurzschließen des Ausgangs des Vollbrückeninverterteils die Umwandlungseffizienz erhöht, wobei bei ihrer PWM-Steuerung eine Steuerung durch mehrere Schaltmuster erfolgt, die Schaltmuster, welche eine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, und Schaltmuster, welche keine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, umfassen. Je nach dem Schaltmuster wird eine Totzeit zur Verhinderung eines Stromquellenkurzschlusses eingerichtet, wobei im Fall der Einrichtung dieser Totzeit das Tastverhältnis der PWM-Steuerung korrigiert wird und die Verzerrung der Ausgangswellenform durch die Totzeit korrigiert wird.The present invention for achieving the above object is mainly characterized by the following points. That is, it has a full-bridge inverter part that converts DC power into AC power, and a short-circuit part that short-circuits the output of the Full bridge inverter part increases the conversion efficiency, wherein in their PWM control is performed by a plurality of switching patterns, the switching patterns, which make a PWM control of the short-circuit part, and switching patterns that make no PWM control of the short-circuit part include. Depending on the switching pattern, a dead time for preventing a current source short circuit is established, and in the case of establishing this dead time, the duty ratio of the PWM control is corrected and the distortion of the output waveform is corrected by the dead time.

Noch genauer handelt es sich um eine Invertervorrichtung, die
einen Vollbrückeninverterteil, der eine erste Schaltelementgruppe aufweist und eine Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung umwandelt;
einen Kurzschlussteil, der eine zweite Schaltelementgruppe aufweist und den Ausgang des Vollbrückeninverterteils kurzschließt; und
einen Steuerteil, der durch EIN/AUS-Umschalten der ersten Schaltelementgruppe und der zweiten Schaltelementgruppe eine PWM-Steuerung des Vollbrückeninverterteils und des Kurzschlussteils vornimmt,
umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass
der Steuerteil den Vollbrückeninverterteil und den Kurzschlussteil durch mehrere Schaltmuster steuert, die Schaltmuster, welche eine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, und Schaltmuster, welche keine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, umfassen, und je nach dem Schaltmuster eine Totzeit zwischen dem EIN-Zeitraum der ersten Schaltelementgruppe und dem EIN-Zeitraum der zweiten Schaltelementgruppe erzeugt, und
ferner ein Totzeitkompensationsteil bereitgestellt ist, der im Fall der Einrichtung der Totzeit eine Totzeitkompensation vornimmt, wobei das Tastverhältnis der PWM-Steuerung korrigiert wird und die Verzerrung der Ausgangswellenform durch die Totzeit kompensiert wird.More particularly, it is an inverter device that
a full-bridge inverter part having a first switching element group and converting a DC power into an AC power;
a shorting member having a second switching element group and shorting the output of the full bridge inverter part; and
a control part that performs PWM control of the full-bridge inverter part and the short-circuit part by turning ON / OFF the first switching element group and the second switching element group;
and characterized in that
the control part controls the full-bridge inverter part and the short-circuit part by a plurality of switching patterns, the switching patterns that perform PWM control of the short-circuit part, and switching patterns that do not perform PWM control of the short-circuit part, and a dead time between the ON period depending on the switching pattern generates the first switching element group and the ON period of the second switching element group, and
Further, there is provided a dead time compensation part which performs dead time compensation in the case of setting the dead time, wherein the duty ratio of the PWM control is corrected and the distortion of the output waveform is compensated by the dead time.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Invertervorrichtung, die eine HERIC-Schaltung aufweist, welche einen Vollbrückeninverterteil und einen Kurzschlussteil aufweist. Da bei der vorliegenden Erfindung durch den Einsatz der HERIC-Schaltung die Spannung zum Schalten der Schaltelemente verringert werden kann und der Durchgangspfad des Stroms zur Zeit eines Ausgang von 0 V verkürzt werden kann, wird es möglich, die Effizienz der Invertervorrichtung zu erhöhen.The present invention relates to an inverter device comprising a HERIC circuit having a full-bridge inverter part and a short-circuit part. In the present invention, by using the HERIC circuit, since the voltage for switching the switching elements can be reduced and the through-path of the current can be shortened at the time of 0V output, it becomes possible to increase the efficiency of the inverter device.

Da die HERIC-Schaltung bei der vorliegenden Erfindung durch mehrere Schaltmuster gesteuert wird, die Schaltmuster, welche eine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, und Schaltmuster, welche keine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, umfassen, wird der Kurzschlussteil nicht stets PWM-gesteuert, und wird es dadurch möglich, die Umwandlungseffizienz der Invertervorrichtung zu erhöhen.Since the HERIC circuit in the present invention is controlled by a plurality of switching patterns including switching patterns that perform PWM control of the short-circuiting part and switching patterns that do not perform PWM control of the short-circuiting part, the short-circuiting part is not always PWM-controlled. and thereby it becomes possible to increase the conversion efficiency of the inverter device.

Da nach der vorliegenden Erfindung, während die Verwendung einer HERIC-Schaltung erfolgt, durch Erzeugen einer Totzeit ein Stromquellenkurzschluss verhindert werden kann und im Fall der Einrichtung der Totzeit eine Totzeitkompensation vorgenommen wird, wobei das Tastverhältnis der PWM-Steuerung korrigiert wird und eine Totzeitkompensation vorgenommen wird, kann ein Stromquellenkurzschluss verhindert werden und wird es möglich, eine ideale Ausgangswellenform mit noch weniger Verzerrungen zu erhalten.According to the present invention, while using a HERIC circuit, current source short circuit can be prevented by generating a dead time, and dead time compensation is performed in the case of establishing the dead time, the duty ratio of the PWM control is corrected and dead time compensation is performed , a power source short circuit can be prevented, making it possible to obtain an ideal output waveform with even less distortion.

Bei der vorliegenden Erfindung kann der Steuerteil den Inhalt des Schaltmusters auch beim Netzanschlussbetrieb, bei dem eine Verbindung mit einem Stromquellennetz besteht und eine Last mit Leistung versorgt wird, und beim unabhängigen Betrieb, bei dem die Last von dem Stromquellennetz unabhängig mit Leistung versorgt wird, ändern.In the present invention, the control part may change the content of the switching pattern even in the power connection operation where there is a connection to a power source network and a load is powered, and in independent operation where the load is powered independently from the power source network ,

Beim unabhängigen Betrieb kann es anders als beim Netzanschluss vorkommen, dass der Leistungsfaktor niedrig wird, wenn Lasten mit einem großen Blindleistungsverbrauch angeschlossen sind. Wenn der Leistungsfaktor niedrig wird, fließt bei der Ausgabe von 0 V ein großer Strom. Außerdem wird bei der Ausgabe von 0 V die EIN-Zeit der Schaltelemente US, WS lang. Folglich wird im Fall einer PWM-Steuerung der HERIC-Schaltung beim unabhängigen Betrieb die Zeit, in der in den Schaltelementen des Kurzschlussteils ein großer Strom fließt, lang und besteht die Möglichkeit, dass die Schaltelemente des Kurzschlussteils heiß werden.In the case of independent operation, unlike the case of mains connection, the power factor may become low when loads with a large reactive power consumption are connected. When the power factor becomes low, a large current flows at the output of 0V. In addition, at the output of 0 V, the ON time of the switching elements US, WS becomes long. Consequently, in the case of PWM control of the HERIC circuit in the independent operation, the time in which a large current flows in the switching elements of the short-circuit part becomes long, and there is the possibility that the switching elements of the short-circuit part become hot.

Diesbezüglich ist die vorliegende Erfindung so ausgeführt, dass beim unabhängigen Betrieb durch ein anderes Schaltmuster als beim Netzanschlussbetrieb gesteuert wird und zum Beispiel die EIN-Zeit der zweiten Schaltelementgruppe, die den Kurzschlussteil bildet, relativ kurz gestaltet wird. Dadurch lässt sich auch im Fall einer PWM-Steuerung der HERIC-Schaltung beim unabhängigen Betrieb unterdrücken, dass die Schaltelemente, die den Kurzschlussteil bilden, heiß werden oder beschädigt werden.In this regard, the present invention is designed so that in the independent operation is controlled by a different switching pattern than in the mains connection operation and, for example, the ON time of the second switching element group, which forms the short-circuit part, is made relatively short. As a result, even in the case of PWM control of the HERIC circuit in the case of independent operation, it can be suppressed that the switching elements constituting the short-circuiting part become hot or damaged.

Außerdem kann bei der vorliegenden Erfindung der Totzeitkompensationsteil im Fall einer Umkehrung des Vorzeichens des Kompensationsausmaßes bei der Totzeitkompensation das Kompensationsausmaß auf Basis wenigstens eines aus dem Ausgangsstromwert und der Phase des Ausgangsstroms mit einer bestimmten Neigung verändern. Also, in the present invention, in the case of reversing the sign of the compensation amount in the dead time compensation, the dead time compensation part may change the compensation amount based on at least one of the output current value and the phase of the output current having a certain inclination.

Das heißt, wenn das Kompensationsausmaß des Tastverhältnisses bei der Totzeit als ΔTastverhältnis angesetzt wird, kann der Absolutwert |ΔTastverhältnis| des Totzeitkompensationsausmaßes ideal konstant sein. Doch tatsächlich kommt es vor, dass sich das Vorzeichen des Totzeitkompensationsausmaßes von |ΔTastverhältnis| zu –|ΔTastverhältnis| oder von –|ΔTastverhältnis| zu |ΔTastverhältnis| umkehrt, und in einem solchen Fall besteht die Gefahr, dass es durch die Totzeitkompensation erst recht zu einer Verzerrung der Ausgangsspannung kommt. Diesbezüglich ist die vorliegende Erfindung so ausgeführt, dass der Totzeitkompensationsteil im Fall einer Umkehrung des Vorzeichens des Kompensationsausmaßes bei der Totzeitkompensation das Kompensationsausmaß auf Basis wenigstens eines aus dem Ausgangsstromwert und der Phase des Ausgangsstroms vor und nach der Umkehrung oder bei einem davon im Zeitverlauf mit einer bestimmten Neigung verändert.That is, when the compensation amount of the duty ratio at the dead time is set as the Δ duty ratio, the absolute value | Δ duty ratio | the dead time compensation amount should be ideally constant. However, in fact, the sign of the dead time compensation amount of | ΔTast ratio | to - | ΔTast ratio | or from - | ΔTast ratio | to | ΔTast ratio | reverses, and in such a case, there is the danger that it comes with the dead time compensation even more to a distortion of the output voltage. In this regard, the present invention is embodied such that in the case of reversing the sign of the compensation amount in the dead time compensation, the dead time compensation part calculates the compensation amount based on at least one of the output current value and the phase of the output current before and after the inversion, or one of them over time Tilt changed.

Dadurch kann das Totzeitkompensationsausmaß beim Wechsel des Kompensationsausmaßes von positiv zu negativ oder von negativ zu positiv sanft verändert werden und kann eine Verzerrung der Ausgangsspannung durch eine Umkehrung des Vorzeichens des Totzeitkompensationsausmaßes unterdrückt werden. Die ”bestimmte Neigung” bedeutet eine Neigung in einem Bereich, in dem durch die Umkehrung des Vorzeichens des Totzeitkompensationsausmaßes keine bedeutende Verzerrung der Ausgangsspannung verursacht wird, und sie kann im Voraus durch Berechnen, aber auch experimentell ermittelt werden. Die bestimmte Neigung umfasst neben einer linearen, das heilt, angeschrägten, Veränderung auch eine krummlinige Veränderung. Hier können der Ausgangsstromwert und die Phase des Ausgangsstroms auch der tatsächliche Ausgangsstromwert und die tatsächliche Phase des Ausgangsstroms sein, doch können sie auch durch einen Ausgangsstrombefehlswert Iref und die Phase des Ausgangsstrombefehlswerts Iref ersetzt werden.Thereby, the dead time compensation amount when changing the compensation amount from positive to negative or from negative to positive can be smoothly changed, and distortion of the output voltage can be suppressed by reversing the sign of the dead time compensation amount. The "certain inclination" means an inclination in a range in which the reversal of the sign of the dead time compensation amount causes no significant distortion of the output voltage, and can be determined in advance by calculation, but also experimentally. The particular inclination, in addition to a linear, healing, beveled, change, also involves a curvilinear change. Here, the output current value and the phase of the output current may also be the actual output current value and the actual phase of the output current, but they may also be replaced by an output current command value Iref and the phase of the output current command value Iref.

Bei der vorliegenden Erfindung kann es sich auch um ein Verfahren zur Steuerung einer Invertervorrichtung, die
einen Vollbrückeninverterteil, der eine erste Schaltelementgruppe aufweist und eine Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung umwandelt;
einen Kurzschlussteil, der eine zweite Schaltelementgruppe aufweist und den Ausgang des Vollbrückeninverterteils kurzschließt, umfasst,
wobei durch EIN/AUS-Umschalten der ersten Schaltelementgruppe und der zweiten Schaltelementgruppe eine PWM-Steuerung des Vollbrückeninverterteils und des Kurzschlussteils erfolgt,
handeln, das dadurch gekennzeichnet ist, dass
die Steuerung des Vollbrückeninverterteils und des Kurzschlussteils durch mehrere Schaltmuster vorgenommen wird, die Schaltmuster, welche eine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, und Schaltmuster, welche keine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, umfassen,
je nach dem Schaltmuster eine Totzeit zwischen dem EIN-Zeitraum der ersten Schaltelementgruppe und dem EIN-Zeitraum der zweiten Schaltelementgruppe erzeugt wird, und
im Fall der Einrichtung der Totzeit eine Totzeitkompensation vorgenommen wird, wobei das Tastverhältnis der PWM-Steuerung korrigiert wird und die Verzerrung der Ausgangswellenform durch die Totzeit kompensiert wird.The present invention may also be a method of controlling an inverter device which
a full-bridge inverter part having a first switching element group and converting a DC power into an AC power;
a short-circuit part having a second switching element group and short-circuiting the output of the full-bridge inverter part,
wherein PWM control of the full-bridge inverter part and the short-circuit part is performed by turning ON / OFF the first switching element group and the second switching element group,
act, which is characterized in that
the control of the full-bridge inverter part and the short-circuit part is performed by a plurality of switching patterns, the switching patterns that perform PWM control of the short-circuit part, and switching patterns that do not perform PWM control of the short-circuit part include
depending on the switching pattern, a dead time is generated between the ON period of the first switching element group and the ON period of the second switching element group, and
in the case of the establishment of the dead time, a dead time compensation is performed, wherein the duty cycle of the PWM control is corrected and the distortion of the output waveform is compensated by the dead time.

Außerdem kann es sich bei der vorliegenden Erfindung um einen Wechselrichter, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er die obige Invertervorrichtung;
einen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler, der eine Erhöhung der Ausgangsspannung einer verteilten Gleichstromquelle wie etwa von Solarzellen vornimmt und diese in die Invertervorrichtung eingibt; und
ein Filter, das das Rauschen des Ausgangs der Invertervorrichtung verringert,
umfasst, oder um ein Stromerzeugungssystem, das diesen Wechselrichter umfasst, handeln.In addition, the present invention may be an inverter characterized by comprising the above inverter device;
a DC / DC converter that increases the output voltage of a distributed DC power source such as solar cells and inputs them to the inverter device; and
a filter that reduces the noise of the output of the inverter device,
or act around a power generation system comprising this inverter.

Falls möglich, können die oben beschriebenen Mittel zur Lösung der Aufgabe kombiniert verwendet werden.If possible, the means described above for solving the problem can be used in combination.

Resultat der ErfindungResult of the invention

Durch diese Erfindung wird es möglich, die Umwandlungseffizienz der Invertervorrichtung zu erhöhen, und wird es möglich, eine noch idealere Ausgangswellenform zu erhalten.By this invention, it becomes possible to increase the conversion efficiency of the inverter device, and it becomes possible to obtain an even more ideal output waveform.

Kurze Erklärung der Zeichnungen Brief explanation of the drawings

1 ist ein Blockdiagramm eines Stromerzeugungssystems nach einer Ausführungsform. 1 FIG. 10 is a block diagram of a power generation system according to an embodiment. FIG.

2 ist ein Blockdiagramm, das den Steuerinhalt bei der EIN/AUS-Steuerung der Schaltelemente zeigt. 2 Fig. 10 is a block diagram showing the control content in the ON / OFF control of the switching elements.

3 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Strombefehlswert und dem Spannungsbefehlswert einer Invertervorrichtung beim Netzanschlussbetrieb und das damit verbundene Wechseln des Schaltmusters und die Änderung des Zustands zeigt. 3 FIG. 14 is a view showing the relationship between the current command value and the voltage command value of an inverter device in the power-connected mode, and the switching of the switching pattern and the change of state associated therewith.

4 ist eine Ansicht, die den Stromfluss des Inverters bei einem ersten Zustand beim Netzanschlussbetrieb zeigt. 4 FIG. 14 is a view showing the current flow of the inverter in a first state in the power connection operation.

5 ist eine Ansicht, die den Stromfluss des Inverters bei einem zweiten Zustand beim Netzanschlussbetrieb zeigt. 5 FIG. 14 is a view showing the current flow of the inverter in a second state in the power connection operation.

6 ist eine Ansicht, die den Stromfluss des Inverters bei einem dritten Zustand beim Netzanschlussbetrieb zeigt. 6 FIG. 14 is a view showing the current flow of the inverter in a third state in the power connection operation. FIG.

7 ist eine Ansicht, die den Stromfluss des Inverters bei einem vierten Zustand beim Netzanschlussbetrieb zeigt. 7 FIG. 12 is a view showing the current flow of the inverter in a fourth state in the power connection operation. FIG.

8 ist eine Ansicht, die den Stromfluss des Inverters bei einem fünften Zustand beim Netzanschlussbetrieb zeigt. 8th FIG. 12 is a view showing the current flow of the inverter in a fifth state in the power-connected operation. FIG.

9 ist eine Ansicht, die den Stromfluss des Inverters bei einem sechsten Zustand beim Netzanschlussbetrieb zeigt. 9 FIG. 14 is a view showing the current flow of the inverter in a sixth state in the power connection operation.

10 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Strombefehlswert und dem Spannungsbefehlswert einer Invertervorrichtung beim Netzanschlussbetrieb und die Beziehung zwischen dem Umschalten der Schaltelemente, der Änderung des Zustands und dem Totzeitkompensationsausmaß zeigt. 10 FIG. 14 is a view showing the relationship between the current command value and the voltage command value of an inverter device in the power-connected operation and the relationship between the switching of the switching elements, the state change, and the dead time compensation amount.

11 ist eine Ansicht, die den Stromfluss des Inverters bei einem positiv gerichteten Strom beim unabhängigen Betrieb zeigt. 11 FIG. 12 is a view showing the current flow of the inverter in a positive-going current in independent operation.

12 ist eine Ansicht, die den Fluss des Stroms des Inverters bei einem negativ gerichteten Strom beim unabhängigen Betrieb zeigt. 12 FIG. 14 is a view showing the flow of the current of the inverter in a negative-going current in independent operation.

13 ist eine Ansicht, die die Veränderung des Totzeitkompensationsausmaßes auf Basis des Befehlsstromwerts Iref zeigt. 13 FIG. 15 is a view showing the variation of the dead time compensation amount based on the instruction current value Iref.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Nachstehend erfolgt anhand der Zeichnungen eine beispielhafte ausführliche Erklärung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.The following is an exemplary detailed explanation of embodiments of the present invention with reference to the drawings.

Ausführungsform 1Embodiment 1

1 ist ein Solarstromerzeugungssystem 1 nach der vorliegenden Ausführungsform. Das Solarstromerzeugungssystem 1 umfasst nicht dargestellte Solarzellen und einen Wechselrichter 10, der die von den Solarzellen ausgegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt und einen Anschlussbetrieb mit einem elektrischen System ermöglicht. Der Wechselrichter 10 weist einen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 11, eine Invertervorrichtung 13 und eine Filterschaltung 15 auf. In 1 weist ein Kondensator 12, der durch Gleichstrom, der von den Solarzellen ausgegeben wird, geladen wird, die Funktion auf, den Ausgang von den Solarzellen zu glätten. 1 is a solar power generation system 1 according to the present embodiment. The solar power generation system 1 includes unillustrated solar cells and an inverter 10 which converts the DC voltage output from the solar cells into an AC voltage and enables connection operation with an electrical system. The inverter 10 has a DC / DC converter 11 , an inverter device 13 and a filter circuit 15 on. In 1 has a capacitor 12 Being charged by DC power output from the solar cells, the function to smooth the output from the solar cells.

Als Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 11 wird zum Beispiel eine Zerhacker-Spannungserhöhungsschaltung verwendet. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 11 einen Induktor 11a, ein Schaltelement 11b, eine Rückflussverhinderungsdiode 11c und einen Kondensator 11d auf. Der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 11 weist die Funktion auf, die von den Solarzellen ausgegebene Gleichspannung einer Spannungserhöhung zu unterziehen. Die Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 wird durch einen nicht dargestellten Spannungssensor festgestellt und in einen Steuerteil 17 eingegeben. Der Ausgang des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 wird in die Invertervorrichtung 13 eingegeben.As a DC / DC converter 11 For example, a chopper boost circuit is used. In the present embodiment, the DC / DC converter 11 an inductor 11a , a switching element 11b , a backflow prevention diode 11c and a capacitor 11d on. The DC / DC converter 11 has the function to subject the DC voltage output from the solar cells to a voltage increase. The output voltage DDV of the DC / DC converter 11 is detected by a voltage sensor, not shown, and in a control part 17 entered. The output of the DC / DC converter 11 gets into the inverter device 13 entered.

Die Invertervorrichtung 13 wandelt die von dem Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 11 ausgegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung um und gibt sie an die Filterschaltung 15 aus. Die Invertervorrichtung 13 der vorliegenden Erfindung weist einen Vollbrückeninverter 13a als Vollbrückeninverterteil aus Schaltelementen UH, UL, WH und WL und eine Kurzschlussschaltung 13b als Kurzschlussteil aus Schaltelementen US, WS, der den Ausgang des Vollbrückeninverters kurzschließt, auf. Das Verfahren der Steuerung der Invertervorrichtung 13, das die Besonderheit der vorliegenden Erfindung darstellt, wird später besprochen werden. Der Ausgangsstrom IL der Invertervorrichtung 13 wird durch einen nicht dargestellten Stromsensor festgestellt und in den Steuerteil 17 eingegeben.The inverter device 13 converts the from the DC / DC converter 11 output DC voltage to an AC voltage and gives it to the filter circuit 15 out. The inverter device 13 The present invention has a full bridge inverter 13a as a full bridge inverter part consisting of switching elements UH, UL, WH and WL and a short circuit 13b as a short circuit part of switching elements US, WS, which short-circuits the output of the full bridge inverter. The method of controlling the inverter device 13 which is the peculiarity of the present invention will be discussed later. The output current IL of the inverter device 13 is detected by a current sensor, not shown, and in the control part 17 entered.

Die Filterschaltung 15 weist Induktoren 15a, 15b und einen Kondensator 15c auf. Die Filterschaltung 15 unterdrückt das Rauschen des von der Invertervorrichtung 13 ausgegebenen Ausgangsstroms und hat die Funktion zur Rückführung an das elektrische System. Die Systemspannung Vs wird durch einen nicht dargestellten Spannungssensor festgestellt und in den Steuerteil 17 eingegeben.The filter circuit 15 has inductors 15a . 15b and a capacitor 15c on. The filter circuit 15 suppresses the noise of the inverter device 13 output current and has the function to return to the electrical system. The system voltage Vs is detected by a voltage sensor, not shown, and in the control part 17 entered.

Erklärung des BlockdiagrammsExplanation of the block diagram

2 ist ein Blockdiagramm, das den Steuerinhalt bei der EIN/AUS-Steuerung der Schaltelemente durch den Steuerteil 17 zeigt. Der Steuerteil 17 ermittelt die Abweichung ΔI zwischen einem Strombefehlswert Iref und dem tatsächlichen Stromausgangswert IL der Invertervorrichtung 13. Ein Ausgangsstromsteuerteil 17b in dem Steuerteil 17 berechnet aus dieser Abweichung ΔI einen Spannungsbefehlswert Vref, bei dem es sich um die Spannung handelt, die die Invertervorrichtung 11 ausgeben soll. Der Steuerteil 17 berechnet durch Dividieren des Spannungsbefehlswerts Vref durch DDV ein Tastverhältnis. Außerdem umfasst der Steuerteil 17 einen Mustererzeugungsteil 17c. Durch den Mustererzeugungsteil 17c wird aus dem Strombefehlswert Iref, dem Spannungsbefehlswert Vref und einem früheren Schaltmuster, das aus einem Musterspeicherteil 17d ausgegeben wird, ein gegenwärtiges Schaltmuster erzeugt. Das Verfahren zur Erzeugung dieses Schaltmusters wird später besprochen werden. Dann wird das durch den Mustererzeugungsteil 17c erzeugte Schaltmuster ausgegeben. Außerdem wird der neueste Ausgang des Mustererzeugungsteils 17c in dem Musterspeicherteil 17d gespeichert. 2 FIG. 10 is a block diagram showing the control content in the ON / OFF control of the switching elements by the control part 17 shows. The control part 17 determines the deviation ΔI between a current command value Iref and the actual current output value IL of the inverter device 13 , An output current control part 17b in the control part 17 from this deviation .DELTA.I calculates a voltage command value Vref which is the voltage which the inverter device 11 should spend. The control part 17 calculates a duty cycle by dividing the voltage command value Vref by DDV. In addition, the control part includes 17 a pattern generation part 17c , Through the pattern production part 17c is made up of the current command value Iref, the voltage command value Vref, and a previous switching pattern consisting of a pattern memory part 17d is outputted, a current shift pattern is generated. The method of producing this switching pattern will be discussed later. Then that becomes through the pattern generating part 17c generated switching pattern output. In addition, the newest output of the pattern generation part becomes 17c in the pattern memory part 17d saved.

In dem Steuerteil 17 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Totzeitkompensationsteil 17e ausgebildet. Der Totzeitkompensationsteil 17e gibt aus dem von einem DDV-Steuerteil 17a ausgegebenen Strombefehlswert Iref und dem von dem Mustererzeugungsteil 17c ausgegebenen Schaltmuster das zu korrigierende Tastverhältnis-Kompensationsausmaß ΔTastverhältnis aus. Ein PWM-Signalerzeugungsteil 17f erzeugt aus der Summe des berechneten Tastverhältnisses und des Tastverhältnis-Kompensationsausmaßes ΔTastverhältnis ein PWM-Signal und gibt es an eine Logikschaltung 17g aus. Die Logikschaltung 17g nimmt auf Basis des von dem PWM-Signalerzeugungsteil 17f ausgegebenen PWM-Signals und des von dem Mustererzeugungsteil 17c ausgegebenen Schaltmusters das Ein/Ausschalten der Schaltelemente vor oder nimmt eine PWM-Steuerung vor.In the control section 17 The present embodiment is a dead time compensation part 17e educated. The dead time compensation part 17e returns from the of a DDV control section 17a output current command value Iref and that of the pattern generating part 17c outputted switching pattern of the duty cycle compensation amount ΔTastverhältnis to be corrected. A PWM signal generating part 17f From the sum of the calculated duty ratio and the duty cycle compensation amount Δ duty ratio, a PWM signal is generated and supplied to a logic circuit 17g out. The logic circuit 17g takes on the basis of the from the PWM signal generating part 17f output PWM signal and that of the pattern generating part 17c output switching pattern, the on / off of the switching elements before or makes a PWM control.

Schaltmuster beim NetzanschlussSwitching pattern for mains connection

3 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Spannungsbefehl Vref und dem Strombefehl Iref der Invertervorrichtung 13 der vorliegenden Erfindung beim Netzanschluss zeigt. Die durchgehende Linie in der Figur gibt den Strombefehlswert Iref an, und die gestrichelte Linie zeigt den Spannungsbefehlswert Vref. Die Buchstaben im oberen Teil von 3 stehen für die Schaltmuster. Die unter den Buchstaben angeordneten Zahlen geben später besprochene ”Zustände” an. Wie in der Figur gezeigt schaltet der Inverter 13 das Schaltmuster innerhalb eines Zyklus des Inverters um. Außerdem sind die Zustände gemäß dem Schaltmuster und dem Strombefehlswert Iref in sechs Zustände unterteilt. Tabelle 1 Schaltmusterwechselbedingungen Spannungsbefehl und Strombefehl: gleiche Vorzeichen Spannungsbefehl und Strombefehl: verschiedene Vorzeichen Spannungsbefehl: positiv Spannungsbefehl: negativ Spannungsbefehl: positiv Spannungsbefehl: negativ Strombefehl +5 A~+4 A~+5 A 0 A~+4 A 0 A~–4 A –4 A~–5 A –5 A~ Muster A - - Muster C Hystereseteil - - Muster C Muster B - - Muster C - Muster C Muster B - - Hystereseteil Muster B - - Muster D Muster B - 3 FIG. 13 is a view showing the relationship between the voltage command Vref and the current command Iref of the inverter device 13 of the present invention at the power connection shows. The solid line in the figure indicates the current command value Iref, and the broken line shows the voltage command value Vref. The letters in the upper part of 3 stand for the switching patterns. The numbers under the letters indicate "states" discussed later. As shown in the figure, the inverter switches 13 the switching pattern within one cycle of the inverter. In addition, the states are divided into six states according to the switching pattern and the current command value Iref. Table 1 Switching pattern change conditions Voltage command and current command: same sign Voltage command and current command: different signs Voltage command: positive Voltage command: negative Voltage command: positive Voltage command: negative current command +5 A ~ + 4 A ~ + 5 A 0 A ~ + 4 A 0 A ~ -4 A -4 A ~ -5 A -5 A ~ Pattern A - - Pattern C hysteresis - - Pattern C Pattern B - - Pattern C - Pattern C Pattern B - - hysteresis Pattern B - - Pattern D Pattern B -

Zuerst wird das Wechseln der Schaltmuster erklärt. Wie in Tabelle 1 gezeigt wird das Schaltmuster durch die Beziehung zwischen dem Strombefehlswert Iref und dem Spannungsbefehlswert Vref bestimmt. Doch in den Bereichen ”Hystereseteil” in der Tabelle wird das der Bedingung des Hystereseteils entsprechende direkt vorhergehende Schaltmuster beibehalten. ”-” in der Tabelle ist eine Bedingung, die aus der Beurteilung des Vorzeichens des Spannungsbefehlswerts und des Strombefehlswerts nicht existiert.First, the change of the switching patterns will be explained. As shown in Table 1, the switching pattern is determined by the relationship between the current command value Iref and the voltage command value Vref. However, in the "hysteresis part" area in the table, the directly preceding switching pattern corresponding to the condition of the hysteresis part is maintained. "-" in the table is a condition that does not exist from the judgment of the sign of the voltage command value and the current command value.

Bei dem Schaltmuster A wird durch die PWM-Steuerung abwechselnd zwischen zwei Submustern A-a und A-b gewechselt. Wie in Tabelle 2 gezeigt werden bei dem Submuster A-a die Schaltelemente UH, WL und WS eingeschaltet und die Schaltelemente UL, WH und US ausgeschaltet. Bei dem Submuster A-b wird nur das Schaltelement WS eingeschaltet und werden die Schaltelemente UH, UL, WH, WL und US ausgeschaltet. Da die Schaltelemente US und WS bei dem Schaltmuster A nicht PWM-betrieben werden, ist die Umwandlungseffizienz hoch. Doch während der Strom in die negative Richtung geführt wird, kann die Spannung nicht gesteuert werden. Tabelle 2 Schaltmuster A Schalter A-a A-b UH EIN AUS UL AUS AUS WH AUS AUS WL EIN AUS US AUS AUS WS EIN EIN In the switching pattern A, the PWM control alternately alternates between two sub-patterns Aa and Ab. As shown in Table 2, in the sub-pattern Aa, the switching elements UH, WL, and WS are turned on, and the switching elements UL, WH, and US are turned off. In the sub-pattern Ab, only the switching element WS is turned on and the switching elements UH, UL, WH, WL and US are turned off. Since the switching elements US and WS are not PWM operated in the switching pattern A, the conversion efficiency is high. But while the current is being routed in the negative direction, the voltage can not be controlled. Table 2 Switching pattern A switch aa From UH ONE OUT UL OUT OUT WH OUT OUT WL ONE OUT US OUT OUT WS ONE ONE

Bei dem Schaltmuster B wird durch die PWM-Steuerung wie in Tabelle 2 gezeigt zwischen drei Submustern B-a, B-b und B-c gewechselt. Bei dem Submuster B-a werden die Schaltelemente UH und WL eingeschaltet und die Schaltelemente UL, WH, US und WS ausgeschaltet. Bei dem Submuster B-b werden die Schaltelemente UH, UL, WH, WL, US und WS ausgeschaltet. Bei dem Submuster B-c werden die Schaltelemente US und WS eingeschaltet und die Schaltelemente UH, UL, WH und WL ausgeschaltet. Bei dem Schaltmuster B wird ein Zyklus Submuster B-a → Submuster B-b → Submuster B-c → Submuster B-b wiederholt. Da die Schaltelemente US und WS bei dem Schaltmuster B PWM-betrieben werden, wird die Umwandlungseffizienz niedrig. Es ist jedoch sowohl dann, wenn der Strom in die positive Richtung fließt, als auch dann, wenn der Strom in die negative Richtung fließt, möglich, eine Spannungssteuerung vorzunehmen. Tabelle 3 Schaltmuster B Schalter B-a B-b B-c UH EIN AUS AUS UL AUS AUS AUS WH AUS AUS AUS WL EIN AUS AUS US AUS AUS EIN WS AUS AUS EIN In the switching pattern B, the PWM control as shown in Table 2 alternates between three sub-patterns Ba, Bb and Bc. In the sub-pattern Ba, the switching elements UH and WL are turned on and the switching elements UL, WH, US and WS are turned off. In the sub-pattern Bb, the switching elements UH, UL, WH, WL, US and WS are turned off. In the sub-pattern Bc, the switching elements US and WS are turned on and the switching elements UH, UL, WH and WL are turned off. In the switching pattern B, a cycle sub-pattern Ba → sub-pattern Bb → sub-pattern Bc → sub-pattern Bb is repeated. Since the switching elements US and WS are PWM-operated in the switching pattern B, the conversion efficiency becomes low. However, both when the current flows in the positive direction and when the current flows in the negative direction, it is possible to perform voltage control. Table 3 Switching pattern B switch Ba bb bc UH ONE OUT OUT UL OUT OUT OUT WH OUT OUT OUT WL ONE OUT OUT US OUT OUT ONE WS OUT OUT ONE

Bei dem Schaltmuster C wird durch die PWM-Steuerung wie in Tabelle 4 gezeigt zwischen drei Submustern C-a, C-b und C-c gewechselt. Bei dem Submuster C-a werden die Schaltelemente UL und WH eingeschaltet und die Schaltelemente UH, WL, US und WS ausgeschaltet. Bei dem Submuster C-b werden die Schaltelemente UH, UL, WH, WL, US und WS ausgeschaltet, und bei dem Submuster C-c werden die Schaltelemente US und WS eingeschaltet und die Schaltelemente UH, UL, WH und WL ausgeschaltet. Bei dem Schaltmuster C wird ein Zyklus Submuster C-a → Submuster C-b → Submuster C-c → C-b wiederholt. Da die Schaltelemente US und WS bei dem Schaltmuster C PWM-betrieben werden, wird die Umwandlungseffizienz niedrig. Es ist jedoch sowohl dann, wenn der Strom in die positive Richtung fließt, als auch dann, wenn der Strom in die negative Richtung fließt, möglich, eine Spannungssteuerung vorzunehmen. Tabelle 4 Schaltmuster C Schalter C-a C-b C-c UH AUS AUS AUS UL EIN AUS AUS WH EIN AUS AUS WL AUS AUS AUS US AUS AUS EIN WS AUS AUS EIN In the switching pattern C, the PWM control switches between three sub-patterns Ca, Cb and Cc as shown in Table 4. In the sub-pattern Ca, the switching elements UL and WH are turned on and the switching elements UH, WL, US and WS are turned off. In the sub-pattern Cb, the switching elements UH, UL, WH, WL, US and WS are turned off, and in the sub-pattern Cc, the switching elements US and WS are turned on and the switching elements UH, UL, WH and WL are turned off. In the switching pattern C, a cycle subpattern Ca → subpattern Cb → subpattern Cc → Cb is repeated. Since the switching elements US and WS are PWM-operated in the switching pattern C, the conversion efficiency becomes low. However, both when the current flows in the positive direction and when the current flows in the negative direction, it is possible to perform voltage control. Table 4 switching pattern C switch Ca cb cc UH OUT OUT OUT UL ONE OUT OUT WH ONE OUT OUT WL OUT OUT OUT US OUT OUT ONE WS OUT OUT ONE

Bei dem Schaltmuster D wird durch die PWM-Steuerung wie in Tabelle 5 gezeigt abwechelnd zwischen zwei Submustern D-a und D-b gewechselt. Bei dem Submuster D-a werden die Schaltelemente UL, WH und US eingeschaltet und die Schaltelemente UH, WL und WS ausgeschaltet. Bei dem Submuster D-b wird nur das Schaltelement US eingeschaltet und werden die Schaltelemente UH, UL, WH, WL und WS ausgeschaltet. Da die Schaltelemente US und WS bei dem Schaltmuster D nicht PWM-betrieben werden, ist die Umwandlungseffizienz hoch. Doch während der Strom in die positive Richtung geführt wird, kann die Spannung nicht gesteuert werden. Tabelle 5 Schaltmuster D Schalter D-a D-b UH AUS AUS UL EIN AUS WH EIN AUS WL AUS AUS US EIN EIN WS AUS AUS In the switching pattern D, the PWM control alternately alternates between two sub-patterns Da and Db as shown in Table 5. In the sub-pattern Da, the switching elements UL, WH and US are turned on and the switching elements UH, WL and WS are turned off. In the sub-pattern Db, only the switching element US is turned on, and the switching elements UH, UL, WH, WL and WS are turned off. Since the switching elements US and WS are not PWM-operated in the switching pattern D, the conversion efficiency is high. But while the current is being led in the positive direction, the voltage can not be controlled. Table 5 Switching pattern D switch There db UH OUT OUT UL ONE OUT WH ONE OUT WL OUT OUT US ONE ONE WS OUT OUT

Als nächstes wird unter Verwendung von 3 jeder Zustand 1 bis 6 erklärt. Bei dem Zustand 1 lautet das Schaltmuster C und wird der Strombefehlswert Iref positiv. Bei dem Zustand 2 lautet das Schaltmuster A und wird der Strombefehlswert Iref positiv. Bei dem Zustand 3 lautet das Schaltmuster B und wird der Strombefehlswert Iref positiv. Bei dem Zustand 4 lautet das Schaltmuster B und wird der Strombefehlswert Iref negativ. Bei dem Zustand 5 lautet das Schaltmuster D und wird der Strombefehlswert Iref negativ. Bei dem Zustand 6 lautet das Schaltmuster C und wird der Strombefehlswert Iref negativ.Next, using 3 every state 1 to 6 explained. In the state 1, the switching pattern is C and the current command value Iref becomes positive. In state 2, the switching pattern is A and the current command value Iref becomes positive. In state 3, the switching pattern is B and the current command value Iref becomes positive. In state 4, the switching pattern is B and the current command value Iref becomes negative. In the state 5, the switching pattern is D and the current command value Iref becomes negative. In the state 6, the switching pattern is C, and the current command value Iref becomes negative.

Wie später besprochen werden wird, kommt es bei den Schaltmustern B und C zu einer Totzeit. Daher folgert der Totzeitkompensationsteil aus dem Strombefehlswert Iref und dem Schaltmuster den Zustand 1 bis 6, und berechnet er für jeden Zustand ein Totzeitkompensationsausmaß. Wie später besprochen werden wird, wird das Totzeitkompensationsausmaß bei den Zuständen 1 und 3 positiv, wird das Totzeitkompensationsausmaß bei den Zuständen 2 und 5 0, und wird das Totzeitkompensationsausmaß bei den Zuständen 4 und 6 negativ. Als nächstes wird der Grund dafür erklärt, warum das Totzeitkompensationsausmaß bei den Zuständen 1 und 3 positiv und bei den Zuständen 4 und 6 negativ wird. Der Grund, warum das Totzeitkompensationsausmaß bei den Zuständen 2 und 5 0 wird, ist, dass bei den Schaltmustern A und D keine Totzeit entsteht.As will be discussed later, switching patterns B and C experience a dead time. Therefore, the dead time compensation part inferes the state 1 to 6 from the current command value Iref and the switching pattern, and calculates a dead time compensation amount for each state. As will be discussed later, in the states 1 and 3, the dead time compensation amount becomes positive, the dead time compensation amount at the states 2 and 5 becomes 0, and the dead time compensation amount at the states 4 and 6 becomes negative. Next, the reason why the dead time compensation amount becomes positive in states 1 and 3 and negative in states 4 and 6 will be explained. The reason why the dead time compensation amount in the states 2 and 5 becomes 0 is that no dead time arises in the switching patterns A and D.

Zustand 1Condition 1

Zuerst wird unter Verwendung von 4(a) bis (c) der Zustand 1 erklärt. In 4(a) sind der EIN/AUS-Zustand jedes Schaltelements und der Stromfluss bei dem Submuster C-a gezeigt. Ebenso erfolgt in 4(b) die Darstellung für das Submuster C-b und in 4(c) die Darstellung für das Submuster C-c. Eingeschaltete Schaltelemente sind mit durchgehenden Linien angegeben, während ausgeschaltete Schaltelemente gestrichelt angegeben sind.First, using 4 (a) to (c) state 1 explained. In 4 (a) For example, the ON / OFF state of each switching element and the current flow in the sub-pattern Ca are shown. Likewise takes place in 4 (b) the representation for the subpattern Cb and in 4 (c) the representation for the subpattern Cc. Switched-on switching elements are indicated by solid lines, while switched-off switching elements are indicated by dashed lines.

Bei dem Zustand 1 wird das Schaltmuster das Schaltmuster C und wird durch die PWM-Steuerung der oben erwähnte Zyklus Submuster C-a → C-b → C-c → C-b wiederholt. Der Strombefehlswert Iref ist positiv. Bei dem Submuster C-a werden die Schaltelemente UL und WH eingeschaltet und werden die Schaltelemente UH, WL, US und WS ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15b → Rückflussdiode des Schaltelementes WH → Kondensator 11d → Rückflussdiode des Schaltelements UL → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird die Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 mit einem negativen Vorzeichen, –DDV.In the state 1, the switching pattern becomes the switching pattern C, and is repeated by the PWM control of the above-mentioned cycle sub-pattern Ca → Cb → Cc → Cb. The current command value Iref is positive. In the sub-pattern Ca, the switching elements UL and WH are turned on and the switching elements UH, WL, US and WS are turned off. The current flow at this time is inductor 15b → Reflow diode of the switching element WH → Capacitor 11d → Reflow diode of the switching element UL → Inductor 15a , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 with a negative sign, -DDV.

Bei dem Submuster C-c werden die Schaltelemente UH, UL, WH, WL sowie US und WS ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15b → Rückflussdiode des Schaltelements WH → Kondensator 11d → Rückflussdiode des Schaltelements UL → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird die Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 mit einem negativen Vorzeichen, –DDV.In the sub-pattern Cc, the switching elements UH, UL, WH, WL and US and WS are turned off. The current flow at this time is inductor 15b → Reflow diode of the switching element WH → Capacitor 11d → Reflow diode of the switching element UL → Inductor 15a , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 with a negative sign, -DDV.

Bei dem Submuster C-c werden die Schaltelemente US und WS eingeschaltet und die Schaltelemente UH, UL, WH und WL ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15b → Schaltelement WS → Rückflussdiode des Schaltelements US → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit beträgt 0. Somit entspricht das Submuster C-b einer Totzeit. Um bei dem Zustand 1 eine Totzeit einzurichten, ist das Tastverhältnis, das das Submuster C-c bildet, verringert. Das heißt, bei dem Zustand 1 wird ein Teil eines Zeitraums, der ideal das Submuster C-c werden muss, tatsächlich zu dem Submuster C-b. Als Folge wird die Ausgangsspannung in einem Teil des Zeitraums, in dem die Ausgangsspannung ideal 0 sein soll, tatsächlich –DDV und die Ausgangsspannung der Invertervorrichtung 13 von der Sinuswelle verzerrt. Folglich muss bei dem Schaltmuster C die Verzerrung der Ausgangsspannung durch die Totzeit berücksichtigt werden. Um den Unterschied –DDV auszugleichen, ist es nötig, in Bezug auf das tatsächliche Tastverhältnis ein positives Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis hinzuzufügen.In the sub-pattern Cc, the switching elements US and WS are turned on and the switching elements UH, UL, WH and WL are turned off. The current flow at this time is inductor 15b → switching element WS → reflux diode of the switching element US → inductor 15a , The output voltage at this time is 0. Thus, the sub-pattern Cb corresponds to a dead time. In order to establish a dead time in the state 1, the duty ratio constituting the sub-pattern Cc is reduced. That is, in the state 1, a part of a period which ideally needs to become the sub-pattern Cc actually becomes the sub-pattern Cb. As a result, the output voltage in a portion of the period in which the output voltage should ideally be 0 actually becomes -DDV and the output voltage of the inverter device 13 distorted by the sine wave. Consequently, in the switching pattern C, the distortion of the output voltage by the dead time must be taken into consideration. To compensate for the difference -DDV, it is necessary to add a positive dead time compensation amount Δ duty ratio with respect to the actual duty ratio.

Zustand 2Condition 2

Als nächstes wird unter Verwendung von 5(a) und (b) der Zustand 2 erklärt. Bei dem Zustand 2 wird das Schaltmuster das Schaltmuster A und werden durch die PWM-Steuerung die oben erwähnten Submuster A-a und A-b abwechselnd wiederholt. Bei dem Submuster A-a werden die Schaltelemente UH, WL und WS eingeschaltet und die Schaltelemente UL, WH und US ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15b → Schaltelement WL → Kondensator 11d → Schaltelement UH → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird der Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 gleich.Next, using 5 (a) and (b) state 2 is explained. In the state 2, the switching pattern becomes the switching pattern A, and the above-mentioned sub-patterns Aa and Ab are alternately repeated by the PWM control. In the sub-pattern Aa, the switching elements UH, WL and WS are turned on and the switching elements UL, WH and US are turned off. The current flow at this time is inductor 15b → switching element WL → capacitor 11d → switching element UH → inductor 15a , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 equal.

Bei dem Submuster A-b wird nur das Schaltelement WS eingeschaltet und werden die Schaltelemente UH, UL, WH, WL und US jeweils ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15b → Schaltelement WS → Rückflussdiode des Schaltelements US → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird gleich 0. Da bei diesem Schaltmuster A keine Gefahr eines Stromquellenkurzschlusses besteht, ist es nicht nötig, eine Totzeit einzurichten.In the sub pattern Ab, only the switching element WS is turned on, and the switching elements UH, UL, WH, WL, and US are turned off, respectively. The current flow at this time is inductor 15b → switching element WS → reflux diode of the switching element US → inductor 15a , The output voltage at this time becomes 0. Since there is no danger of current source short circuit in this switching pattern A, it is not necessary to set a dead time.

Zustand 3Condition 3

Als nächstes wird unter Verwendung von 6(a) bis (c) der Zustand 3 erklärt. Bei dem Zustand 3 wird das Schaltmuster das Schaltmuster B und wird durch die PWM-Steuerung der oben erwähnte Zyklus Submuster B-a → B-b → B-c → B-b wiederholt. Der Strombefehlswert Iref ist positiv. Bei dem Submuster B-a werden die Schaltelemente UH und WL eingeschaltet und die Schaltelemente UL, WH, US und WS ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15b → Schaltelement WL → Kondensator 11d → Schaltelement UH → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird der Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 gleich. Bei dem Submuster B-b werden die Schaltelemente UH, UL, WH, WL, US und WS ausgeschaltet.Next, using 6 (a) until (c) state 3 is explained. In the state 3, the switching pattern becomes the switching pattern B and is repeated by the PWM control of the above-mentioned cycle sub-pattern Ba → Bb → Bc → Bb. The current command value Iref is positive. In the sub-pattern Ba, the switching elements UH and WL are turned on and the switching elements UL, WH, US and WS are turned off. The current flow at this time is inductor 15b → switching element WL → capacitor 11d → switching element UH → inductor 15a , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 equal. In the sub-pattern Bb, the switching elements UH, UL, WH, WL, US and WS are turned off.

Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15b → Rückflussdiode des Schaltelements WH → Kondensator 11d → Rückflussdiode des Schaltelements UL → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit ist die Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 mit einem negativen Vorzeichen, –DDV. Bei dem Submuster B-c werden die Schaltelemente US und WS eingeschaltet und die Schaltelemente UH, UL, WH und WL ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15b → Schaltelement WS → Rückflussdiode des Schaltelements US → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird 0. Das Submuster B-b entspricht einer Totzeit.The current flow at this time is inductor 15b → Reflow diode of the switching element WH → Capacitor 11d → Reflow diode of the switching element UL → Inductor 15a , The output voltage at this time is the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 with a negative sign, -DDV. In the sub-pattern Bc, the switching elements US and WS are turned on and the switching elements UH, UL, WH and WL are turned off. The current flow at this time is inductor 15b → switching element WS → reflux diode of the switching element US → inductor 15a , The output voltage at this time becomes 0. Sub-pattern Bb corresponds to a dead time.

Um bei dem Zustand 3 eine Totzeit einzurichten, ist das Tastverhältnis, das das Submuster B-c bildet, verringert. Das heißt, bei dem Zustand 3 wird ein Teil eines Zeitraums, der ideal das Submuster B-c werden muss, tatsächlich zu dem Submuster B-b. Als Folge wird die Ausgangsspannung in einem Teil des Zeitraums, in dem die Ausgangsspannung ideal 0 sein soll, tatsächlich –DDV und die Ausgangsspannung der Invertervorrichtung 13 von der Sinuswelle verzerrt. Folglich muss bei dem Schaltmuster B die Verzerrung der Ausgangsspannung durch die Totzeit berücksichtigt werden. Um den Unterschied –DDV auszugleichen, ist es nötig, in Bezug auf das tatsächliche Tastverhältnis ein positives Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis hinzuzufügen.In order to establish a dead time in the state 3, the duty ratio constituting the sub-pattern Bc is reduced. That is, in the state 3, a part of a period which ideally needs to become the sub-pattern Bc becomes the sub-pattern Bb. As a result, the output voltage in a part of the period in which the output voltage is ideally 0 is actually -DDV and the output voltage of the inverter device 13 distorted by the sine wave. Consequently, in the switching pattern B, the distortion of the output voltage by the dead time must be taken into consideration. To compensate for the difference -DDV, it is necessary to add a positive dead time compensation amount Δ duty ratio with respect to the actual duty ratio.

Zustand 4Condition 4

Als nächstes wird unter Verwendung von 7(a) bis (c) der Zustand 4 erklärt. Auch bei dem Zustand 4 wird das Schaltmuster das Schaltmuster B und wird durch die PWM-Steuerung der oben erwähnte Zyklus Submuster B-a → B-b → B-c → B-b wiederholt. Der Strombefehlswert Iref ist negativ. Bei dem Submuster B-a werden die Schaltelemente UH und WL eingeschaltet und die Schaltelemente UL, WH, US und WS ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15a → Rückflussdiode des Schaltelements UH → Kondensator 11d → Rückflussdiode des Schaltelements WL → Induktor 15b. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird der Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 gleich.Next, using 7 (a) to (c) State 4 explained. Even in the state 4, the switching pattern becomes the switching pattern B, and the above-mentioned cycle sub-pattern Ba → Bb → Bc → Bb is repeated by the PWM control. The current command value Iref is negative. In the sub-pattern Ba, the switching elements UH and WL are turned on and the switching elements UL, WH, US and WS are turned off. The current flow at this time is inductor 15a → Reflow diode of the switching element UH → Capacitor 11d → Reflow diode of the switching element WL → inductor 15b , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 equal.

Bei dem Submuster B-b werden die Schaltelemente UH, UL, WH, WL, US und WS ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15a → Rückflussdiode des Schaltelements UH → Kondensator 11d → Rückflussdiode des Schaltelements WL → Induktor 15b. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird der Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 gleich. Bei dem Submuster B-c werden die Schaltelemente US und WS eingeschaltet und die Schaltelemente UH, UL, WH und WL ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15a → Schaltelement US → Rückflussdiode des Schaltelements WS → Induktor 15b. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird 0. Hier ist das Submuster B-b eine Totzeit.In the sub-pattern Bb, the switching elements UH, UL, WH, WL, US and WS are turned off. The current flow at this time is inductor 15a → Reflow diode of the switching element UH → Capacitor 11d → Reflow diode of the switching element WL → inductor 15b , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 equal. In the sub-pattern Bc, the switching elements US and WS are turned on and the switching elements UH, UL, WH and WL are turned off. The current flow at this time is inductor 15a → Switching element US → Reflow diode of the switching element WS → Inductor 15b , The output voltage at this time becomes 0. Here, the sub-pattern Bb is a dead time.

Um bei dem Zustand 4 eine Totzeit einzurichten, ist das Tastverhältnis, das das Submuster B-c bildet, verringert. Das heißt, bei dem Zustand 4 wird ein Teil eines Zeitraums, der ideal das Submuster B-c werden muss, tatsächlich zu dem Submuster B-b. Als Folge wird die Ausgangsspannung in einem Teil des Zeitraums, in dem die Ausgangsspannung ideal 0 sein soll, tatsächlich DDV und die Ausgangsspannung der Invertervorrichtung 13 von der Sinuswelle verzerrt. Folglich muss bei dem Schaltmuster B die Verzerrung der Ausgangsspannung durch die Totzeit berücksichtigt werden. Um den Unterschied DDV auszugleichen, ist es nötig, in Bezug auf das tatsächliche Tastverhältnis ein negatives Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis hinzuzufügen.In order to establish a dead time in the state 4, the duty ratio constituting the sub-pattern Bc is reduced. That is, in the state 4, a part of a period which ideally needs to become the sub-pattern Bc becomes the sub-pattern Bb. As a result, the output voltage in a part of the period in which the output voltage should ideally be 0 is actually DDV and the output voltage of the inverter device 13 distorted by the sine wave. Consequently, in the switching pattern B, the distortion of the Output voltage due to the dead time are taken into account. To compensate for the difference DDV, it is necessary to add a negative dead time compensation amount Δ duty ratio with respect to the actual duty ratio.

Zustand 5Condition 5

Als nächstes wird unter Verwendung von 8(a) und (b) der Zustand 5 erklärt. Bei dem Zustand 5 wird das Schaltmuster das Schaltmuster D und werden durch die PWM-Steuerung die oben erwähnten Submuster D-a und D-b abwechselnd wiederholt. Bei dem Submuster D-a werden die Schaltelemente UL, WH und US eingeschaltet und die Schaltelemente UH, WL und WS ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15a → Schaltelement UL → Kondensator 11d → Schaltelement WH → Induktor 15b.Next, using 8 (a) and (b) state 5 is explained. In the state 5, the switching pattern becomes the switching pattern D, and the above-mentioned sub-patterns Da and Db are alternately repeated by the PWM control. In the sub-pattern Da, the switching elements UL, WH and US are turned on and the switching elements UH, WL and WS are turned off. The current flow at this time is inductor 15a → switching element UL → capacitor 11d → switching element WH → inductor 15b ,

Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird die Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 mit einem negativen Vorzeichen, –DDV. Bei dem Submuster D-b wird nur das Schaltelement US eingeschaltet und werden die Schaltelemente UH, UL, WH, WL und WS jeweils ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15a → Schaltelement US → Rückflussdiode des Schaltelements WS → Induktor 15b. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird 0. Da bei diesem Schaltmuster D keine Gefahr eines Stromquellenkurzschlusses besteht, ist es nicht nötig, eine Totzeit einzurichten.The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 with a negative sign, -DDV. In the sub-pattern Db, only the switching element US is turned on, and the switching elements UH, UL, WH, WL, and WS are turned off, respectively. The current flow at this time is inductor 15a → Switching element US → Reflow diode of the switching element WS → Inductor 15b , The output voltage at this time becomes 0. Since there is no danger of current source short circuit in this switching pattern D, it is not necessary to set a dead time.

Zustand 6Condition 6

Als nächstes wird unter Verwendung von 9(a) bis (c) der Zustand 6 erklärt. Bei dem Zustand 6 wird das Schaltmuster das Schaltmuster und wird durch die PWM-Steuerung der oben erwähnte Zyklus Submuster C-a → C-b → C-c → C-b wiederholt. Der Strombefehlswert Iref ist negativ. Bei dem Submuster C-a werden die Schaltelemente UL und WH eingeschaltet und die Schaltelemente UH, WL, US und WS ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15a → Schaltelement UL → Kondensator 11d → Schaltelement WH → Induktor 15b. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird die Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 mit einem negativen Vorzeichen, –DDV.Next, using 9 (a) until (c) state 6 is explained. In the state 6, the switching pattern becomes the switching pattern and is repeated by the PWM control of the above-mentioned cycle sub-pattern Ca.Cb.Cc.Cb. The current command value Iref is negative. In the sub-pattern Ca, the switching elements UL and WH are turned on and the switching elements UH, WL, US and WS are turned off. The current flow at this time is inductor 15a → switching element UL → capacitor 11d → switching element WH → inductor 15b , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 with a negative sign, -DDV.

Bei dem Submuster C-b werden die Schaltelemente UH, UL, WH, WL, US und WS ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15a → Rückflussdiode des Schaltelements UH → Kondensator 11d → Rückflussdiode des Schaltelements WL → Induktor 15b. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird der Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 gleich. Bei dem Submuster C-c werden die Schaltelemente US und WS eingeschaltet und die Schaltelementes UH, UL, WH und WL ausgeschaltet. Der Stromfluss zu dieser Zeit lautet Induktor 15a → Schaltelement US → Rückflussdiode des Schaltelements WS → Induktor 15b. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird 0. Hier entspricht das Submuster C-b einer Totzeit.In the sub-pattern Cb, the switching elements UH, UL, WH, WL, US and WS are turned off. The current flow at this time is inductor 15a → Reflow diode of the switching element UH → Capacitor 11d → Reflow diode of the switching element WL → inductor 15b , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 equal. In the sub-pattern Cc, the switching elements US and WS are turned on and the switching elements UH, UL, WH and WL are turned off. The current flow at this time is inductor 15a → Switching element US → Reflow diode of the switching element WS → Inductor 15b , The output voltage at this time becomes 0. Here, the subpattern Cb corresponds to a dead time.

Um bei dem Zustand 6 eine Totzeit einzurichten, ist das Tastverhältnis, das das Submuster C-c bildet, verringert. Das heißt, bei dem Zustand 6 wird ein Teil eines Zeitraums, der ideal das Submuster C-c werden muss, tatsächlich zu dem Submuster C-b. Als Folge wird die Ausgangsspannung in einem Teil des Zeitraums, in dem die Ausgangsspannung ideal 0 sein soll, tatsächlich DDV und die Ausgangsspannung der Invertervorrichtung 13 von der Sinuswelle verzerrt. Folglich muss bei dem Schaltmuster C die Verzerrung der Ausgangsspannung durch die Totzeit berücksichtigt werden. Um den Unterschied DDV auszugleichen, ist es nötig, in Bezug auf das tatsächliche Tastverhältnis ein negatives Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis hinzuzufügen.In order to establish a dead time at the state 6, the duty ratio constituting the sub-pattern Cc is reduced. That is, in the state 6, a part of a period which ideally needs to become the sub-pattern Cc becomes the sub-pattern Cb. As a result, the output voltage in a part of the period in which the output voltage should ideally be 0 is actually DDV and the output voltage of the inverter device 13 distorted by the sine wave. Consequently, in the switching pattern C, the distortion of the output voltage by the dead time must be taken into consideration. To compensate for the difference DDV, it is necessary to add a negative dead time compensation amount Δ duty ratio with respect to the actual duty ratio.

Im Obigen wurde die Entstehung einer Verzerrung durch eine Totzeit für die Zustände 1 bis 6 erklärt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammengefasst. Tabelle 6 Vorzeichen des Stroms, Schaltmuster und Totzeitkompensation für jeden Zustand Zustand Vorzeichen des Stroms Muster Totzeitkompensation 1 positiv C positiv 2 positiv A 0 3 positiv B positiv 4 negativ B negativ 5 negativ D 0 8 negativ C negativ In the above, the development of a dead time distortion for states 1 to 6 has been explained. The results are summarized in Table 6. Table 6 Current sign, switching pattern and dead time compensation for each state Status Sign of the stream template Speed Compensation 1 positive C positive 2 positive A 0 3 positive B positive 4 negative B negative 5 negative D 0 8th negative C negative

In 10 ist die Beziehung zwischen dem Spannungsbefehlswert Vref und dem Strombefehlswert Iref der Invertervorrichtung 13 der vorliegenden Ausführungsform und dem Schaltmuster, dem Zustand und der Totzeitkompensation beim Netzanschluss gezeigt. Die durchgehend gezeichnete Kurve in 10 ist der Strombefehlswert Iref der Invertervorrichtung 11. Die im oberen Teil von 10 angeordneten Buchstaben zeigen das Schaltmuster, und die unter den Buchstaben angeordneten Zahlen bezeichnen den ”Zustand”. Die dicke durchgehende Linie in der Figur zeigt das Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis. Es ist erkennbar, dass das Tastverhältnis bei den Zuständen 1 und 3 an der positiven Seite kompensiert wird und bei den Zuständen 4 und 6 an der negativen Seite kompensiert wird. Das Kompensationsausmaß ΔTastverhältnis des Tastverhältnisses kann im Fall der positiven Seite zum Beispiel ein Ausmaß von etwa 2 μs DDV (Totzeit) betragen, und im Fall der negativen Seite zum Beispiel ein Ausmaß von etwa 2 μs –DDV (Totzeit) betragen.In 10 is the relationship between the voltage command value Vref and the current command value Iref of the inverter device 13 of the present embodiment and the switching pattern, the state and the dead time compensation in the power connection shown. The continuous curve in 10 is the current command value Iref of the inverter device 11 , The in the upper part of 10 arranged letters show the switching pattern, and arranged under the letters numbers indicate the "state". The thick solid line in the figure shows the dead time compensation amount Δ duty ratio. It can be seen that the duty cycle is compensated for states 1 and 3 on the positive side and compensated for states 4 and 6 on the negative side. The compensation amount Δ duty ratio of the duty ratio may be, for example, an amount of about 2 μs DDV (dead time) in the case of the positive side, and may be, for example, about 2 μs -DDV (dead time) in the case of the negative side.

Schaltmuster beim unabhängigen BetriebSwitching pattern for independent operation

Als nächstes wird das Schaltmuster beim unabhängigen Betrieb und die Totzeit und die Totzeitkompensation in diesem Fall erklärt.Next, the switching pattern in the independent operation and the dead time and the dead time compensation in this case will be explained.

Beim unabhängigen Betrieb kann es anders als beim Netzanschluss vorkommen, dass der Leistungsfaktor niedrig wird, wenn eine Last mit einem großen Verbrauch an Blindleistung angeschlossen ist. Wenn der Leistungsfaktor niedrig wird, fließt bei der Ausgabe von 0 V ein großer Strom. Außerdem wird bei der Ausgabe von 0 V die EIN-Zeit der Schaltelemente US und WS lang. Dadurch wird die Zeit, während der in den Schaltelementen US und WS ein großer Strom fließt, lang und besteht die Gefahr dass die Schaltelemente US und WS heiß werden und beschädigt werden. Folglich soll die Invertervorrichtung beim unabhängigen Betrieb anders als beim Netzanschluss durch ein derartiges Schaltmuster gesteuert werden, dass die EIN-Zeit der Schaltelemente US und WS nicht lang wird.In the case of independent operation, unlike with the mains connection, the power factor may become low when a load with a large reactive power consumption is connected. When the power factor becomes low, a large current flows at the output of 0V. In addition, at the output of 0 V, the ON time of the switching elements US and WS becomes long. As a result, the time during which a large current flows in the switching elements US and WS is long and there is the danger that the switching elements US and WS become hot and are damaged. Accordingly, in the independent operation, unlike the power connection, the inverter device is to be controlled by such a switching pattern that the ON time of the switching elements US and WS does not become long.

Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Schaltelemente beim unabhängigen Betrieb durch ein Schaltmuster, das aus vier Submustern besteht, gesteuert. Nachstehend wird das Schaltmuster beim unabhängigen Betrieb als Schaltmuster E bezeichnet. Bei dem Submuster E-a werden die Schaltelemente UH und WL eingeschaltet und die Schaltelemente UL, WH, US und WS ausgeschaltet. Beim Submuster E-b werden die Schaltelemente UL und WH eingeschaltet und die Schaltelemente UH, WL, US und WS ausgeschaltet. Beim Submuster E-c werden die Schaltelemente US und WS eingeschaltet und die Schaltelemente UH, UL, WH und WL ausgeschaltet. Beim Submuster E-d werden die Schaltelemente UH, UL, WH, WL, US und WS ausgeschaltet. Bei dem Schaltmuster E wird in einem Träger ein Zyklus Submuster E-a → Submuster E-d → Submuster E-c → Submuster E-d → Submuster E-b → Submuster E-d → Submuster E-c → Submuster E-d wiederholt. Tabelle 7 Schaltmuster E Schalter E-a E-b E-c E-d UH EIN AUS AUS AUS UL AUS EIN AUS AUS WH AUS EIN AUS AUS WL EIN AUS AUS AUS US AUS AUS EIN AUS WS AUS AUS EIN AUS In the present embodiment, the switching elements in independent operation are controlled by a switching pattern consisting of four sub-patterns. Hereinafter, the switching pattern in independent operation will be referred to as switching pattern E. In the sub-pattern Ea, the switching elements UH and WL are turned on and the switching elements UL, WH, US and WS are turned off. In the sub-pattern Eb, the switching elements UL and WH are turned on and the switching elements UH, WL, US and WS are turned off. In the sub-pattern Ec, the switching elements US and WS are turned on and the switching elements UH, UL, WH and WL are turned off. In the sub-pattern Ed, the switching elements UH, UL, WH, WL, US and WS are turned off. In the switching pattern E, a cycle sub-pattern Ea → sub-pattern Ed → sub-pattern Ec → sub-pattern Ed → sub-pattern Eb → sub-pattern Ed → sub-pattern Ec → sub-pattern Ed is repeated in a carrier. Table 7 Switching pattern E switch Ea Eb ec Ed UH ONE OUT OUT OUT UL OUT ONE OUT OUT WH OUT ONE OUT OUT WL ONE OUT OUT OUT US OUT OUT ONE OUT WS OUT OUT ONE OUT

Zustand eines positiv gerichteten StromsCondition of a positive current

Unter Verwendung von 11(a) bis (d) wird erklärt, wie sich die Ausgangsspannung des Schaltmusters E beim Zustand eines positiv gerichteten Stroms verändert. Wie in 11(a) gezeigt lautet der Stromfluss beim Submuster E-a Induktor 15b → Schaltelement WL → Kondensator 11d → Schaltelement UH → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird der Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 gleich. Wie in 11(b) gezeigt lautet der Stromfluss beim Submuster E-b Induktor 15b → Rückflussdiode des Schaltelements WH → Kondensator 11d → Rückflussdiode des Schaltelements UL → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird die Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 mit einem negativen Vorzeichen, –DDV.Under the use of 11 (a) to (d) explains how the output voltage of the switching pattern E changes in the state of a positive-going current. As in 11 (a) shown is the current flow at sub-pattern Ea inductor 15b → switching element WL → capacitor 11d → switching element UH → inductor 15a , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 equal. As in 11 (b) shown is the current flow at sub-pattern Eb inductor 15b → Reflow diode of the switching element WH → Capacitor 11d → Reflow diode of the switching element UL → Inductor 15a , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 with a negative sign, -DDV.

Wie in 11(c) gezeigt lautet der Stromfluss beim Submuster E-c Induktor 15b → Schaltelement WS → Rückflussdiode des Schaltelements US → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird 0. Wie in 11(d) gezeigt lautet der Stromfluss beim Submuster E-d Induktor 15b → Rückflussdiode des Schaltelements WH → Kondensator 11d → Rückflussdiode des Schaltelements UL → Induktor 15a. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird die Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 mit einem negativen Vorzeichen, –DDV.As in 11 (c) shown is the current flow at the sub-pattern Ec inductor 15b → switching element WS → reflux diode of the switching element US → inductor 15a , The output voltage at this time becomes 0. As in 11 (d) shown is the current flow at sub-pattern Ed inductor 15b → Reflow diode of the switching element WH → Capacitor 11d → Reflow diode of the switching element UL → Inductor 15a , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 with a negative sign, -DDV.

TotzeitkompensationSpeed Compensation

Hier entspricht das Submuster E-d einer Totzeit. Um in diesem Zustand eine Totzeit einzurichten, wird die Zeit der Submuster E-a, E-b und E-c verkürzt. Das heißt, da ein Teil der Zeiträume, die eigentlich die Submuster E-a, E-b und E-c sein sollen, durch die Totzeit zu dem Submuster E-d wird, weicht die Ausgangsspannung ab. Durch Hinzufügen eines Totzeitkompensationsausmaßes ΔTastverhältnis im Ausmaß der Abweichung der Ausgangsspannung zu dem Tastverhältnis ist es möglich, die Ausgangsspannung an eine Sinuswelle mit geringem Rauschen anzunähern.Here, the sub-pattern E-d corresponds to a dead time. To establish a dead time in this state, the time of the sub-patterns E-a, E-b and E-c is shortened. That is, since a portion of the periods, which are supposed to be the sub-patterns E-a, E-b and E-c, become the sub-pattern E-d by the dead time, the output voltage deviates. By adding a dead time compensation amount Δ duty in the amount of deviation of the output voltage to the duty ratio, it is possible to approximate the output voltage to a sine wave with low noise.

Zustand eines negativ gerichteten StromsCondition of a negative-going current

Unter Verwendung von 12(a) bis (d) wird beschrieben, wie sich die Ausgangsspannung des Schaltmusters E beim Zustand eines negativ gerichteten Stroms verändert. Wie in 12(a) gezeigt lautet der Stromfluss beim Submuster E-a Induktor 15a → Rückflussdiode des Schaltelements UH → Kondensator 11d → Rückflussdiode des Schaltelements WL → Induktor 15b. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird der Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 gleich. Wie in 12(b) gezeigt lautet der Stromfluss beim Submuster E-b Induktor 15a → Schaltelement UL → Kondensator 11b → Schaltelement WH → Induktor 15b. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird die Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 mit einem negativen Vorzeichen, –DDV.Under the use of 12 (a) to (d) describes how the output voltage of the switching pattern E changes in the state of a negative-going current. As in 12 (a) shown is the current flow at sub-pattern Ea inductor 15a → Reflow diode of the switching element UH → Capacitor 11d → Reflow diode of the switching element WL → inductor 15b , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 equal. As in 12 (b) shown is the current flow at sub-pattern Eb inductor 15a → switching element UL → capacitor 11b → switching element WH → inductor 15b , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 with a negative sign, -DDV.

Wie in 12(c) gezeigt lautet der Stromfluss beim Submuster E-c Induktor 15a → Schaltelement US → Rückflussdiode des Schaltelements WS → Induktor 15b. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird 0. Wie in 12(d) gezeigt lautet der Stromfluss beim Submuster E-d Induktor 15a → Rückflussdiode des Schaltelements UH → Kondensator 11d → Rückflussdiode des Schaltelements WL → Induktor 15b. Die Ausgangsspannung zu dieser Zeit wird der Ausgangsspannung DDV des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 11 gleich.As in 12 (c) shown is the current flow at the sub-pattern Ec inductor 15a → Switching element US → Reflow diode of the switching element WS → Inductor 15b , The output voltage at this time becomes 0. As in 12 (d) shown is the current flow at sub-pattern Ed inductor 15a → Reflow diode of the switching element UH → Capacitor 11d → Reflow diode of the switching element WL → inductor 15b , The output voltage at this time becomes the output voltage DDV of the DC / DC converter 11 equal.

TotzeitkompensationSpeed Compensation

Hier entspricht das Submuster E-d einer Totzeit. Um in diesem Zustand eine Totzeit einzurichten, wird die Zeit der Submuster E-a, E-b und E-c verkürzt. Das heißt, da ein Teil der Zeiträume, die eigentlich die Submuster E-a, E-b und E-c sein sollen, durch die Totzeit zu dem Submuster E-d wird, weicht die Ausgangsspannung ab. Durch Abziehen eines Totzeitkompensationsausmaßes ΔTastverhältnis im Ausmaß der Summe der Abweichung der Spannung in einem Träger von dem Tastverhältnis ist es möglich, die Ausgangsspannung an eine Sinuswelle mit geringem Rauschen anzunähern. Dieses Kompensationsausmaß ΔTastverhältnis des Tastverhältnisses kann im Fall des Stroms an der positiven Seite zum Beispiel bei einer Totzeit von 2 μs etwa 4 μs betragen, und im Fall der negativen Seite zum Beispiel bei einer Totzeit von 2 μs etwa 4 μs betragen.Here, the sub-pattern E-d corresponds to a dead time. To establish a dead time in this state, the time of the sub-patterns E-a, E-b and E-c is shortened. That is, since a portion of the periods, which are supposed to be the sub-patterns E-a, E-b and E-c, become the sub-pattern E-d by the dead time, the output voltage deviates. By subtracting a dead time compensation amount Δ duty ratio to the extent of the sum of the deviation of the voltage in a carrier from the duty ratio, it is possible to approximate the output voltage to a low noise sine wave. This compensation amount Δ duty ratio of the duty ratio may be about 4 μs in the case of the positive-side current, for example, for a dead time of 2 μs, and about 4 μs in the case of the negative side, for example, for a dead time of 2 μs.

Wie oben erklärt wird bei der vorliegenden Ausführungsform bei einer Invertervorrichtung, die eine HERIC-Schaltung mit einem Vollbrückeninverterteil und einem Kurzschlussteil aufweist, durch Schaltmuster B, C, bei denen es sich um Schaltmuster handelt, die eine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, und Schaltmuster A, D, bei denen es sich um Schaltmuster handelt, die keine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, gesteuert. Folglich wird es durch Verwenden der Schaltmuster A, D, bei denen es sich um Schaltmuster handelt, die keine PWM-Steuerung des Kurzschlussteils vornehmen, möglich, die Umwandlungseffizienz der Invertervorrichtung weiter zu erhöhen.As explained above, in the present embodiment, in an inverter device having a HERIC circuit with a full-bridge inverter part and a short-circuit part, by switching patterns B, C, which are switching patterns that perform PWM control of the short-circuit part, and switching patterns A, D, which are switching patterns that do not PWM control the short-circuit part, are controlled. Consequently, by using the switching patterns A, D, which are switching patterns that do not perform PWM control of the short-circuiting part, it becomes possible to further increase the conversion efficiency of the inverter device.

Wenn die Wahrscheinlichkeit einer Änderung der Richtung des Ausgangsstroms hoch ist, sollen die Schaltmuster B, C verwendet werden, bei denen auch bei einer Veränderung der Stromrichtung zwischen positiv und negativ eine Spannungssteuerung möglich ist, und in diesem Fall wird bei der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf die Unannehmlichkeit, dass durch die Einrichtung einer Totzeit die Möglichkeit einer Verzerrung der Wellenform besteht, durch Korrigieren des Tastverhältnisses eine Totzeitkompensation vorgenommen. Dadurch kann eine Verzerrung der Wellenform unterdrückt werden und wird der Erhalt einer Ausgangswellenform, die näher an der idealen Welle liegt, möglich. When the probability of changing the direction of the output current is high, the switching patterns B, C are to be used in which voltage control is possible even when the current direction between positive and negative is changed, and in this case, in the present embodiment the inconvenience that there is the possibility of distortion of the waveform due to the establishment of dead time, dead time compensation is made by correcting the duty cycle. Thereby, distortion of the waveform can be suppressed, and it becomes possible to obtain an output waveform closer to the ideal wave.

Ausführungsform 2Embodiment 2

Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel erklärt, bei dem bei einer Umkehrung des Vorzeichens des Kompensationsausmaßes der Totzeitkompensation keine rechteckwellenförmige Veränderung des Totzeitkompensationsausmaßes, sondern eine allmähliche Veränderung unter Verleihung einer Neigung erfolgt.Next, a second embodiment of the present invention will be explained. In the present embodiment, an example is explained in which, in reversing the sign of the compensation amount of the dead time compensation, there is no rectangular waveform change of the dead time compensation amount, but a gradual change giving a tilt.

Unter Verwendung von 13 wird die Veränderung der Größe des Totzeitkompensationsausmaßes ΔTastverhältnis beim Netzanschluss erklärt. Bei Ansetzen des Totzeitkompensationsausmaßes als ΔTastverhältnis kann der bei der ersten Ausführungsform erklärte Absolutwert |ΔTastverhältnis| des Totzeitkompensationsausmaßes bei den Zuständen 1, 3, 4 und 6 ideal konstant sein. Doch da sich das Totzeitkompensationsausmaß bei der Änderung von Zustand 3 zu Zustand 4 oder bei der Änderung von Zustand 6 zu Zustand 1 tastsächlich stufenförmig von |ΔTastverhältnis| zu –|ΔTastverhältnis| oder von –|ΔTastverhältnis| zu |ΔTastverhältnis| verändert und sich das Vorzeichen umkehrt, besteht erneut die Gefahr einer Verzerrung der Ausgangsspannung durch die Totzeitkompensation. Diesbezüglich wird bei der vorliegenden Ausführungsform so vorgegangen, dass das Totzeitkompensationsausmaß bei einem Wechsel des Totzeitkompensationsausmaßes unter Umkehrung des Vorzeichens von positiv zu negativ oder von negativ zu positiv mit einer bestimmten Veränderungsrate verändert wird.Under the use of 13 the change of the amount of dead time compensation amount Δ duty at the power connection is explained. When the dead time compensation amount is set as the Δ duty ratio, the absolute value | Δload ratio | of the dead time compensation amount at states 1, 3, 4 and 6 should be ideally constant. However, since the dead-time compensation amount changes from state 3 to state 4 or when changing from state 6 to state 1, it is mainly stepwise from | Δtast ratio | to - | ΔTast ratio | or from - | ΔTast ratio | to | ΔTast ratio | changed and the sign reverses, there is again the risk of distortion of the output voltage by the dead time compensation. In this regard, in the present embodiment, the dead time compensation amount is changed from positive to negative or negative to positive at a certain rate of change when the dead time compensation amount is reversed.

Die in 13 mit der durchgehenden Linie dargestellte Kurve stellt den Strombefehlswert Iref der Invertervorrichtung 11 dar. Die im oberen Teil von 13 angeordneten Buchstaben zeigen das Schaltmuster. Die unter den Buchstaben angeordneten Zahlen bezeichnen den ”Zustand”. Die dicke durchgehende Linie in der Figur zeigt das Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis. Der Wechsel des Totzeitkompensationsausmaßes ΔTastverhältnis von positiv zu negativ bzw. von negativ zu positiv erfolgt gleichzeitig mit dem Timing des Wechsels des Strombefehlswerts Iref von positiv zu negativ bzw. von negativ zu positiv. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Absolutwert des Totzeitkompensationsausmaßes mit der Annäherung des Werts des Strombefehlswerts Iref an 0 allmählich von einem konstanten Wert verkleinert. Der Beurteilungsstandard für die allmähliche Verkleinerung des Absolutwerts des Totzeitkompensationsausmaßes von einem konstanten Wert braucht nicht der Wert des Strombefehlswerts Iref selbst sein, sondern kann auch die Phase des Strombefehlswerts Iref sein. Es sind aber auch beide aus dem Strombefehlswert Iref und der Phase des Strombefehlswerts Iref möglich.In the 13 The curve shown by the solid line represents the current command value Iref of the inverter device 11 The in the upper part of 13 arranged letters show the switching pattern. The numbers under the letters indicate the "state". The thick solid line in the figure shows the dead time compensation amount Δ duty ratio. The change of the dead time compensation amount ΔTast ratio from positive to negative and from negative to positive occurs simultaneously with the timing of the change of the current command value Iref from positive to negative and from negative to positive, respectively. In the present embodiment, the absolute value of the dead time compensation amount is gradually decreased from a constant value with the approximation of the value of the current command value Iref to zero. The judgment standard for gradually decreasing the absolute value of the dead time compensation amount from a constant value need not be the value of the current command value Iref itself, but may also be the phase of the current command value Iref. However, both are possible from the current command value Iref and the phase of the current command value Iref.

Noch konkreter kann sich das Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis beim Wechsel von positiv zu negativ in einem Zustand, in dem die Phase des Strombefehlswerts Iref auf der Kurve innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, zum Beispiel in einem Zustand, in dem sie mit 180° als Zentrum in einem Bereich von ± einigen 10° liegt, mit einer angeschrägten Neigung verändern. Außerdem kann sich das Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis beim Wechsel von negativ zu positiv in einem Zustand, in dem die Phase des Strombefehlswerts Iref auf der Kurve innerhalb eines anderen bestimmten Bereichs liegt, zum Beispiel in einem Zustand, in dem sie mit 360° als Zentrum in einem Bereich von ± einigen 10° liegt, mit einer angeschrägten Neigung verändern.More concretely, the dead time compensation amount Δ duty can change from positive to negative in a state where the phase of the current command value Iref on the curve is within a certain range, for example, in a state where it is in a range of 180 ° as the center of ± 10 °, with an inclined inclination. In addition, the dead time compensation amount Δ duty may change from negative to positive in a state where the phase of the current command value Iref on the curve is within another specific range, for example, in a state where it is 360 ° as the center in one range of ± 10 °, with an inclined inclination.

Es ist auch eine Änderung mit einer angeschrägten Neigung möglich, wenn das Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis in einem Zustand, in dem der Wert des Strombefehlswerts Iref einen bestimmten Wert an der positiven Seite, zum Beispiel höchstens einige Ampere, beträgt, von positiv zu negativ wechselt. Und es ist auch eine Änderung mit einer angeschrägten Neigung möglich, wenn das Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis in einem Zustand, in dem der Wert des Strombefehlswerts Iref einen bestimmten Wert an der negativen Seite, zum Beispiel mindestens – einige Ampere, beträgt, von positiv zu negativ wechselt.It is also possible to change with a tapered tilt when the dead time compensation amount Δ duty in a state where the value of the current command value Iref is a certain value on the positive side, for example, at most several amperes, changes from positive to negative. And it is also possible to make a change with a tapered tilt when the dead time compensation amount Δ duty ratio changes from positive to negative in a state where the value of the current command value Iref is a certain value on the negative side, for example, at least-several amperes.

Ferner ist auch eine Änderung mit einer angeschrägten Neigung möglich, wenn das Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis in einem Zustand, in dem die Phase des Strombefehlswerts Iref auf der Kurve innerhalb des obigen bestimmten Bereichs liegt sowie der Wert des Strombefehlswerts Iref höchstens den obigen bestimmten Wert an der positiven Seite beträgt, von positiv zu negativ wechselt. Und es ist auch eine Änderung mit einer angeschrägten Neigung möglich, wenn das Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis in einem Zustand, in dem die Phase des Strombefehlswerts Iref auf der Kurve innerhalb des obigen anderen bestimmten Bereichs liegt sowie der Wert des Strombefehlswerts Iref mindestens den obigen bestimmten Wert an der negativen Seite beträgt, von negativ zu positiv wechselt. Für die Neigung des angeschrägten Bereichs ist dann, wenn das Totzeitkompensationsausmaß ΔTastverhältnis von negativ zu positiv wechselt, zum Beispiel eine Neigung möglich, bei der etwa innerhalb eines Phasenbereichs von einigen 10° gewechselt wird. Die Neigung muss nicht unbedingt konstant sein, sondern es ist auch eine krummlinige Veränderung, bei der sich die Neigung ändert, möglich.Further, a change with a slanted tilt is also possible when the dead time compensation amount Δ duty is in a state where the phase of the current command value Iref on the curve is within the above specific range, and the value of the current command value Iref is at most the above specific value on the positive side is, changes from positive to negative. And, a tapered tilt variation is also possible when the dead time compensation amount Δ duty ratio in a state where the phase of the current command value Iref on the curve is within the above other specific range and the value of the current command value Iref is at least the above determined value at the negative side, changes from negative to positive. For the inclination of the tapered portion, for example, when the dead time compensation amount ΔTast ratio changes from negative to positive, an inclination is possible in which to change within about a 10 ° phase range, for example. The slope does not necessarily have to be constant, but a curvilinear change in which the slope changes is possible.

Auf diese Weise können Verzerrungen der Ausgangsspannung beim Wechsel des Vorzeichens des Totzeitkompensationsausmaßes durch Verändern des Totzeitkompensationsausmaßes ΔTastverhältnis auch innerhalb des gleichen Zustands noch sicherer unterdrückt werden.In this way, distortions of the output voltage upon changing the sign of the dead time compensation amount by changing the dead time compensation amount Δ duty ratio can be more surely suppressed even within the same state.

Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf den Aufbau der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt; je nach dem Verwendungszweck sind verschiedenste Änderungen möglich. Zum Beispiel wurde bei den obigen Ausführungsformen für den Standard zur Bestimmung des Schaltmusters oder des Zustands der Invertervorrichtung 13 oder für den Standard zum Wechsel des Totzeitkompensationsausmaßes ΔTastverhältnis der Strombefehlswert Iref und der Spannungsbefehlswert Vref verwendet, doch ist nicht ausgeschlossen, diese Standards durch den tatsächlichen Ausgangsstrom IL und die tatsächliche Ausgangsspannung Vinv zu ersetzen.The present embodiment is not limited to the structure of the above-described embodiments; depending on the purpose of the most diverse changes are possible. For example, in the above embodiments, the standard for determining the switching pattern or the state of the inverter device has been used 13 or for the standard for changing the dead time compensation amount Δ duty, the current command value Iref and the voltage command value Vref are used, but it is not excluded to replace these standards with the actual output current IL and the actual output voltage Vinv.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: SolarstromerzeugungssystemSolar power generation system
1010: Wechselrichter für die SolarstromerzeugungInverter for solar power generation
1111: Gleichstrom/Gleichstrom-WandlerDC / DC converter
11d11d: Kondensatorcapacitor
1313: Invertervorrichtunginverter device
1515: Filterschaltungfilter circuit
15a, 15b15a, 15b: Induktorinductor
1717: Steuerteilcontrol part
17a17a: DDV-SteuerteilDDV-control part
17b17b: AusgangsstromsteuerteilOutput current control part
17c17c: MustererzeugungsteilPattern generation part
17d17d: MusterspeicherteilPattern memory part
17e17e: TotzeitkompensationsteilTotzeitkompensationsteil
17f17f: PWM-SignalerzeugungsteilPWM signal generation part
17g17g: Logikschaltunglogic circuit
UH, UL, WH, WL, US, WSUH, UL, WH, WL, US, WS: Schaltelementswitching element

Claims

An inverter device comprising a full-bridge inverter part having a first switching element group and converting a DC power to an AC power; a shorting member having a second switching element group and shorting the output of the full bridge inverter part; and a control part that performs PWM control of the full-bridge inverter part and the short-circuit part by ON / OFF switching of the first switching element group and the second switching element group, characterized in that the control part controls the full-bridge inverter part and the short-circuit part by a plurality of switching patterns, the switching patterns which one PWM control of the short-circuit part, and switching patterns that make no PWM control of the short-circuit part include, and depending on the switching pattern generates a dead time between the ON period of the first switching element group and the ON period of the second switching element group, and also a dead time compensation part is provided, which performs a dead time compensation in the case of the establishment of the dead time, wherein the duty cycle of the PWM control is corrected and the distortion of the output waveform is compensated by the dead time.

An inverter device according to claim 1, characterized in that the control part supplies the contents of the switching pattern in the mains connection operation connected to a power source network and a load is powered, and in the independent operation in which the load is supplied independently from the power source network will change.

An inverter device according to claim 1 or 2, characterized in that the dead time compensation part changes the compensation amount based on at least one of the output current value and the phase of the output current with a certain inclination in case of reversing the sign of the compensation amount in the dead time compensation.

A method of controlling an inverter device comprising a full-bridge inverter part having a first switching element group and converting a DC power to an AC power; and a short-circuiting part having a second switching element group and short-circuiting the output of the full-bridge inverter part, wherein PWM control of the full-bridge inverter part and the short-circuit part is performed by turning ON / OFF the first switching element group and the second switching element group, characterized in that the control of the full bridge inverter part and of the short-circuit part is made by a plurality of switching patterns, the switching patterns that perform PWM control of the short-circuit part, and switching patterns that do not perform PWM control of the short-circuit part include, depending on the switching pattern, a dead time between the ON period of the first switching element group and the ON period of the second switching element group is generated, and in the case of the establishment of the dead time, a dead time compensation is performed, the duty cycle of the PWM control is corrected and the distortion of the output waveform is compensated by the dead time d.

Inverter, characterized in that an inverter device according to one of claims 1 to 3; a DC / DC converter which increases the output voltage of a distributed DC power source such as solar cells and inputs them to the inverter device; and a filter that reduces the noise of the output of the inverter device is provided.

A power generation system comprising an inverter according to claim 5.