DE3486449T2 - Pulsbreitenmodulationswechselrichtervorrichtung - Google Patents
PulsbreitenmodulationswechselrichtervorrichtungInfo
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Description
- Diese Erfindung betrifft eine Pulsbreitenmodulations-Wechselrichtervorrichtung, welche aufweist: ein Frequenzeinstellteil zum Einstellen der Frequenz der Grundschwingung einer Ausgangsspannung, die einem Verbraucher zuzuführen ist; ein Steuerschaltungsteil, das ein Pulsbreitenmodulations-Signal auf Basis der Grundschwingungen und eine Trägerschwingung reagierend auf das Signal vom Frequenzeinstellteil erzeugt; ein Phasenansteuerungsteil, das das Pulsbreitenmodulations-Signal vom Steuerschaltungsteil empfangt; und ein Gleichstromquellenteil, das mit dem Phasenansteuerungsteil verbunden ist.
- Eine bekannte Pulsbreitenmodulations (PWM)-Wechselrichtervorrichtung dieses Typs (IEEE Transactions on Industry Applications, Bd. 19 (1983), Nr.2, Seiten 212-216) findet in einem Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler (Wechselrichter) vom Drehzahlregelungsansteuerung-Typ für einen Induktionsmotor Verwendung. Letzterer besitzt den Vorzug, daß er stark und billig ist, und findet momentan verbreitet Anwendung. Die Drehzahl des Induktionsmotors wird in erster Linie durch die Frequenz der zugeführten Spannung festgelegt, und es besteht hinsichtlich Komfort und Energieeinsparung heutzutage eine starke Nachfrage danach, daß die Drehzahl des Induktionsmotors (nachfolgend als Motor bezeichnet) regelbar ist. Als Mittel zur Lösung dieses Problems wird eine handelsübliche Wechselspannung in eine Gleichspannung umgewandelt, und in der PWM-Wechselrichtervorrichtung wird durch geeignetes Schalten wieder eine Wechselspannung von beliebiger gewünschter Frequenz und Spannung erzeugt. Jedoch ist bekannt, daß, wenn eine derartige PWM-Wechselrichtervorrichtung verwendet wird, eine PWM-Spannung in Impulsform als Ausgangsspannung erzeugt wird, und dem Motor ein harmonischer Strom zugeflihrt wird, mit dem Ergebnis, daß eine Kraft, welche Frequenzen besitzt, die zweimal so hoch wie verschiedene harmonische Komponenten sind, in den Primärwicklungen des Motors erzeugt wird, und das Plattenmaterial, welches den Statorkern des Motors bildet, in Schwingungen versetzt wird, um Magnetgeräusch zu erzeugen. Gleichzeüig werden momentan bipolare Transistoren als Elemente verwendet, welche die Schaltoperation zur Realisierung der Gleichstrom/wechselstrom-Wandlung vornehmen.
- Hinsichtlich der Eigenschaften von derartigen Elementen beträgt die obere Grenze der Trägerfrequenz der PWM-Spannung ungefähr 4 kHz, und im allgemeinen wird eine Trägerfrequenz von ungefähr 2 kHz verwendet. Demgemäß erzeugt der Motor Magnetgeräusche von 16 kHz bis 20 kHz, welche im Hörbereich liegen, und der Mangel bestand darin, daß er eine Quelle der Unannehmlichkeit darstellte.
- Weiter werden im PWM-Signalerzeugungsteil, welcher die PWM-Spannung erzeugt, eine Grundwelle und eine die Trägerfrequenz liefernde Dreieckwelle verglichen, um das PWM-Signal für jede Phase zu erzeugen. Das Verhältnis (= a/b) zwischen der Amplitude a der Grundwelle und der Amplitude b der Dreieckwelle wird Modulationsverhältnis m genannt, welches eine Ausgangsspannung relativ zu einer Eingangsspannung darstellt. Es gilt immer die Beziehung a< b, und theoretisch ist die erzeugte Ausgangsspannung genauso groß wie die Eingangsspannung wenn a = b. Um den Motor in effizienter Weise anzusteuern, ist es erforderlich, das Verhältnis von Ausgangsspannung/Frequenz konstant zu haken. Demgemäß wird die Frequenz der Grundwelle verändert, während gleichzeitig die Amplitude a verändert wird, und die Trägerfrequenz der Dreieckwelle wird zu ungefähr 2 kHz gewählt, so daß der Motor ungefähr mit dem maximalen Modulationsverhältnis m=95% angesteuert wird. Jedoch wird, wie bereits beschrieben, ein Störgeräusch von einer Frequenz erzeugt, welche doppelt so groß wie die Trägerfrequenz ist, und insbesondere wenn der Motor mit niedriger Drehzahl angesteuert wird, d.h. wenn das Geräusch des Motors selber gering ist, ist ein Magnetgeräusch zu hören, welches als unangenehm empfunden wird.
- Daher wurden Untersuchungen vorgenommen, die Trägerfrequenz zu erhöhen, wodurch Magnetgeräusche erzeugt werden, welche oberhalb des menschlichen Hörbereichs liegen. IEEE Transactions on Industry Applications, Bd. 19 (1983), Seiten 212-216 offenbart die Verwendung von MOSFET-Transistoren als Leistungsschalter in den Phasenansteuerungseinrichtungen der PWM-Wechselrichtervorrichtung, welche bei einer hohen Schaltfrequenz von 18 kHz oder höher betrieben wird. Jedoch liefert, wenn die Trägerfrequenz erhöht wird, die mimäle Ausgangsimpulsweite bei maximalem Modulationsverhältnis eine Frequenz, die ungefähr zwanzigmal so groß wie die Trägerfrequenz ist. Demgemäß trat ein Problem auf derart, daß eine stabile Erzeugung des PWM-Signals bei der hohen Trägerfrequenz und der maximalen Modulationsrate von 95% schwierig ist.
- US-P 4,020,361 beschreibt eine PWM-Wechselrichtervorrichtung in einer Schaltmodus-Leistungssteuereinrichtung für ein Musik- oder Sprachsignal. Mit letzterem als Referenzsignal muß die Leistungssteuereinrichtung einen relativ breiten Dynamikbereich überbrücken, und es werden Vorkehrungen getroffen, um Einschränkwigen zu überwinden, die durch die maximale verfügbare Schaltfrequenz bedingt sind.
- Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine PWM-Wechselrichtervorrichtung des oben beschriebenen Typs bereitzustellen, bei welcher ein hörbares Magnetgeräusch, welches von einem Verbraucher erzeugt wird, stark vermindert wird, während gleichzeitig eine Verringerung der Effizienz weitgehend unterdrückt wird.
- Eine Lösung zum Erreichen dieses Zieles ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerschaltungsteil auf das Signal von dem Frequenzeinstellteil anspricht, um die Trägerfrequenz des Pulsbreitenmodulations-Signals zu erhöhen, wenn die Einstellfrequenz vermindert wird, und umgekehrt, wodurch der Frequenzbereich zwischen 8 kHz und 24 kHz liegt. Die daraus resultierende Veränderung in der Trägerfrequenz läuft parallel mit einer Änderung des Geräuschpegels, der durch den Verbraucher selber erzeugt wird, und ein hörbares Magnetgeräusch tritt nicht auf, während eine Verringerung der Effizienz weitgehend unterdrückt wird.
- Eine alternative Lösung für das obige Ziel für einen Wechselrichter zur Drehzahlsregelungsansteuerung für einen Induktionsmotor, welcher eine Pulsbreitenmodulations-Wechselrichtervorrichtung des oben beschriebenen Typs beinhaltet, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz des Pulsbreitenmodulations-Signals vom Steuerschaltungsteil so gewählt wird, daß sie einen vorbestimmten Wert im Bereich von 8 kHz bis 16 kHz besitzt. Indem die Trägerfrequenz in diesem Bereich gewählt wird, wird ein hörbares Magnetgeräusch ausreichend vermindert, um genauso groß zu werden wie das vom Motor erzeugte Betriebsgeräusch, wenn er durch eine Wechselstromquelle angesteuert wird, während die weitgehende Unterdrükung der Effizienzverminderung aufrechterhalten wird.
- Die Zeichnungen zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher Fig. 1 eine Ansicht ist, welche die Grundstruktur der PWM-Wechselrichtervorrichtung zeigt; Fig. 2 ist eine Ansicht, welche das Grundprinzip der PWM-Signalerzeugung in der PWM-Wechselrichtervorrichtung zeigt; Fig. 3 ist eine Ansicht, welche das PWM-Signal zeigt; Fig. 4 ist eine Ansicht, welche die PWM-Ausgangsspannung zeigt; Fig. 5 ist eine Ansicht, welche den Strom zeigt, der dem Motor durch die PWM-Wechsehichtervorrichtung zugeführt wird; Fig. 6 ist ein Graph, welcher den Geräuschpegel relativ zu einer Änderung in der Trägerfrequenz in der PWM-Wechselrichtervorrichtung zeigt; Fig. 7 ist ein Graph, welcher den Wert der elektrischen Eingangsleistung relativ zu einer Änderung der Trägerfrequenz zeigt; Fig. 8 ist eine Ansicht, welche die Grundstruktur der PWM-Signalerzeugerschaltung zeigt; und Fig. 9 ist ein Graph, welcher die Trägerfrequenz relativ zu einer Änderung der Einstellfrequenz der PWM-Signalerzeugerschaltung zeigt.
- BESTHR MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG Bezugnehmend auf Fig. 1 bezeichnet 1 ein Frequenzeinstellteil, welches die Frequenz der Ausgangsspannung der PWM-Wechselrichtervorrichtung einstellt, 2 bezeichnet ein Steuerschaltungsteil, welches das Signal vom Frequenzeinstellteil 1 empfängt und sein Ausgangssignal an Gate-Ansteuerteile der einzelnen Phasen anlegt, und 3 bezeichnet Phasenansteuerteile, welche einen End-Ausgangsteil der PWM-Wechselrichtervorrichtung zur Durchführung der Gleichstroni/Wechselstrom-Wandlung bildet. Jedes Phasenansteuerteil 3 besteht aus einem ersten Leistungsschaltelement 4, einem ersten Gate-Ansteuerteil 5, einem zweiten Leistungsschaltelement 6, und einem zweiten Gate-Ansteuerteil 7. 8 bezeichnet eine Gleichstromquelle, welche mit den Leistungsschaltelementen 4 und 6 der einzelnen Phasenansteuerteile 3 parallel geschaltet ist. 9 bezeichnet einen Motor, der mit den neutralen Punkten x, y und z der einzelnen Phasenansteuerteile 3 verbunden ist, um durch die Ausgangsspannungen dieser Teile angesteuert zu werden.
- Wenn die Frequenz im Frequenzeinstellteil 1 eingestellt ist, empfängt das Steuerschaltungsteil 2 das Einstellsignal und erzeugt Grundwellen der eingestellten Frequenz, welche ein Phasenintervall von 120º im elektrischen Winkel besitzen. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird die Grundwelle A einer Phase bei der eingestellten Frequenz mit einer Dreieckwelle B verglichen, um für jede Phase ein PWM-Signal, wie gezeigt in Fig. 3, zu erzeugen. Die PWM-Signale werden an die ersten Gate-Ansteuerteile 5 der einzelnen Phasenansteuerteile 3 angelegt, hingegen werden invertierte Signale der PWM-Signale an die zweiten Gate-Ansteuerteile 7 angelegt, wodurch die ersten und zweiten Schaltelemente 4 und 6 abwechselnd an- und ausgeschaltet werden. Bei jedem der neutralen Punkte x, y und z der einzelnen Phasenansteuerteile 3 tritt eine Ausgangsspannung der eingestellten Frequenz auf welche wie in Fig. 4 gezeigt eine pulsierende Spannung ist, um an den Motor 9 angelegt zu werden. Wenn die in Fig. 4 gezeigte PWM-Signal-Spannung an den Motor 9 angelegt wird, wird ein harmonische Komponenten beinhaltender Strom, wie gezeigt in Fig. 5, durch die Primärwicklungen des Motors 9 erzeugt, um den Motor 9 anzusteuern. Wie bereits beschrieben wurde, ist bekannt, daß das Fließen eines harmonischen Stroms Magnetgeräusch von einer Frequenz erzeugt, die doppelt so groß wie die Trägerfrequenz ist. Der Hörbereich eines Menschen beträgt ungefähr 16 Hz bis 20 kHz. Daher konnte, wenn Elemente, die zu Hochgeschwindigkeits-Leistungsschalten fähig sind, beispielsweise Leistungs-MOSFETS als erste und zweite Leistungsschaltelemente 4 und 6 verwendet wurden und die Trägerfrequenz wie dargestellt in Fig. 6 erhöht wurde, bestätigt werden, daß der Geräuschwert von ungefähr 8 kHz an stark vermindert wurde, und bei ungefähr 24 kHz genauso groß wurde wie das Betriebsgeräusch, welches erzeugt wurde, wenn der Motor durch eine Wechselstromquelle angesteuert wurde. Wie oben beschrieben erzeugt der Motor theoretisch ein Magnetgeräusch, welches eine Frequenz besitzt, die doppelt so hoch wie die Trägerfrequenz ist. Tatsächlich wurde jedoch ebenso Geräusch erzeugt, welches die gleiche Frequenz wie die Trägerfrequenz besitzt, und zwar aufgrund der Differenz zwischen den Charakteristiken der einzelnen Schaltelemente und aufgrund von externem Geräusch. Weiter nehmen, wenn die Trägerfrequenz wie in Fig. 6 gezeigt erhöht wird, die Schaltverluste und die Dämpfüngsverluste zu, und die Effizienz wird verringert. Daher kann, wenn eine Trägerfrequenz gewählt wird, die innerhalb des Bereiches von 8 kHz bis 24 kHz liegt, eine PWM-Wechselrichtervorrichtung geliefert werden, durch welche die Erzeugung von Magnetgeräusch im hörbaren Bereich stark vermindert wird und die Verringerung der Effizienz weitgehend unterdrückt wird. Wenn besonders die Effizienz von Bedeutung ist, kann eine effiziente PWM-Wechselrichtervorrichtwig bereitgestellt werden, durch welche die Erzeugung von Magnetgeräusch im hörbaren Bereich weitgehend unterdrückt wird, indem eine Trägerfrequenz gewählt wird, die innerhalb des Bereichs von 8 kHz bis 16 kHz liegt. Weiter kann, wenn besonders die Erzeugung des Magnetgeräuschs im hörbaren Bereich von Bedeutung ist, eine PWM-Wechselrichtervorrichtung geliefert werden, durch welche das Magnetgeräusch unhörbar gemacht wird, und eine Verringerung der Efzzienz wird weitgehend unterdrückt, indem eine Trägerfrequenz gewahlt wird, die innerhalb des Bereichs von 16 kHz bis 24 kHz liegt.
- Ein praktisches Beispiel des Steuerschaltungsteils 2 zur Erhöhung der Trägerfrequenz wird nachfolgend bezugnehmend auf Fig. 8 beschrieben.
- 1 bezeichnet das Frequenzeinstellteil, welches die Frequenz der Ausgangsspannung der PWM-Wechselrichtervorrichtung einstellt, und 2 bezeichnet das Steuerschaltungsteil. Das Steuerschaltungsteil 2 beinhaltet ein Grundwellen-Schwingerteil 10, ein Dreieckwellen-Schwingerteil 11, welches eine Dreieckwelle variabler Frequenz reagierend auf das Signal vom Frequenzeinstellteil 1 erzeugt, und ein Vergleichteil 12, welches das PWM-Signal durch Vergleichen der Ausgangsgröße des Grundwellen-Schwingerteils 10 und derjenigen des Dreieckwellen-Schwingerteils 11 erzeugt. Das Dreieckwellen-Schwingerteil 11 ist aus einem ersten OP-Verstärker 30, Vorwiderständen 31, 32 für diesen ersten OP-Verstärker 30, Lade/Entlade-Widerständen 33, 34 für diesen ersten OP-Verstärker 30, einem integrierenden Kondensator 35 für den ersten OP-Verstärker 30, einem Lade/Entlade-Schalttransistor 36, einem zweiten OP-Verstärker 37, und externen Widerständen 38, 39 für den zweiten OP-Verstärker 37 aufgebaut. Wenn das Frequenzeinstellteil 1 die Frequenz durch eine Gleichspannung einstellt, schwingt das Grundwellen-Schwingerteil 10 mit einer Grundwelle, welche eine auf dem Gleichspannungswert basierende Frequenz und Amplitude besitzt. Gleichzeitig liegt die Einstell-Gleichspannung vom Frequenzeinstellteil 1 am Dreieckwellen-Schwingerteil an. Dieses Dreieckwellen-Schwingerteil 11 ist eine herkömmliche Schwingerschaltung für Dreieckwellen konstanter Amplitude und variabler Frequenz, und die Spannung, die durch Teilen des Einstell-Gleichspannungswertes durch die Widerstände 31 und 32 erhalten wird, liegt am positiven Eingangsanschluß des ersten OP-Verstärkers 30 an, dessen Ausgangsgröße negatrv durch den integrierenden Kondensator 35 zurückgeflihrt wird. Der erste OP-Verstärker 30 erzeugt seine Ausgangsgröße so, daß das gleiche Potential am negativen Eingangsanschluß erhalten bleibt. Wenn die Ausgangsgröße des zweiten OP-Verstärkers 37, welcher eine Vergleichsoperation mit dem Potential vornimmt, welches durch Teilen der Spannung durch die Widerstände 38 und 39 erhalten wurde, TIEF ist, wird der Lade/Entlade-Schalttransistor 36 ausgeschaltet, um eine Ausgangsgröße zu erzeugen, welche den integrierenden Kondensator entlädt. Wenn das Ausgangspotential auf das Potential abfällt, das für den zweiten OP-Verstärker 37 durch die externen Widerstände 38 und 39 geliefert wird, geht die Ausgangsgröße des zweiten OP-Verstärkers 37 auf HOCH, um den Lade/Entlade-Schalttransistor 36 anzuschalten, so daß umgekehrt die Ausgangsgröße des ersten OP-Verstärkers 30 den integrierenden Kondensator 35 auflädt Mit einer derartigen Schaltungsstruktur erzeugt die Ausgangsgröße N des ersten OP-Verstärkers 30 eine Trägerfrequenz, deren Amplitude konstant und durch das Potential festgelegt ist, welches durch die externen Spannungsteiler-Widerstände 38 und 39, die zum zweiten OP-Verstärker 37 gehören, geliefert wird, und deren Beziehung zur Einstellfrequenz der Grundwelle wie gezeigt in Fig. 9 ist. Diese Dreieckwelle und die Ausgangsgröße des Grundwellen-Schwingerteils 10 liegen am Vergleichteil 12 an, um zur Lieferung der resultierenden Ausgangsgröße verglichen zu werden. Somit ist die Trägerfrequenz hoch, wenn die Einstellfrequenz niedrig ist, hingegen nnnmt die Trägerfrequenz mit zunehmender Ein stellfrequenz ab, und ein PWM-Signal, welches die maximale Modulationsrate von 95% erreicht, wird erhalten. Daher besitzt, wenn das Steuerschaltungsteil so aufgebaut ist, daß ein solches PWM-Signal erzeugt wird, das Magnetgeräusch, welches vom Motor erzeugt wird, eine Frequenz, die genau so groß wie die Trägerfrequenz oder doppelt so groß wie diese ist. Wenn die Drehzahl des Motors weiter ansteigt, wird das vom Motor selber erzeugte mechanische Geräusch lauter, und das Magnetgeräusch ist kaum hörbar. Daher wird, wenn der Motor mit geringer Drehzahl dreht, die Trägerfrequenz erhöht, um eine Erzeugung von hörbarem Magnetgeräusch vom Motor zu verhindern, wenn hingegen der Motor mit hoher Drehzahl dreht, wird die Trägerfrequenz vermindert, wodurch eine PWM-Wechselrichtervorrichtung bereitgestellt werden kann, welche die maximale Modulationsrate von 95% realisieren kann und bei welcher das vom Motor erzeugte hörbare Magnetgeräusch durch das vom Motor selber erzeugte mechanische Geräusch ausgelöscht wird. In der oben beschriebenen Ausführungsform wirkt ein Anstieg des Signals vom Frequenzeinstellteil 1 so, daß die vom Dreieckwellen-Schwingerteil 11 erzeugte Trägerfrequenz vermindert wird. Dies ist darin begründet, daß ein Verbraucher betrachtet wird, bei dem der Geräuschwert mit zunehmender Drehzahl steigt. Jedoch kanu die Steuerschaltung, auch im Fall beliebiger anderer Verbraucher, geeignet konstruiert werden, so daß das Frequenzeinstellsignal mit jeder beliebigen Änderung der Trägerfrequenz zurecht kommt.
- Wie oben beschrieben kann gemäß der PWM-Wechselrichtervorrichtung der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Trägerfrequenz der PWM-erzeugten Spannung so gewählt ist, daß sie innerhalb eines Bereichs von 8 kHz bis 24 kHz liegt, die Drehzahl von jedem beliebigen Induktionsmotor so gesteuert werden, daß die Erzeugung von hörbarem Magnetgeräusch stark vermindert wird, und eine Verminderung der Effizienz wird weitgehend unterdrückt. Ebenso kann in ähnlicher Weise gemäß der PWM-Wechselrichtervorrichtung, bei welcher die Trägerfrequenz der PWM-erzeugten Spannung einstellbar ist, ein Verbraucher, bei dem der Geräuschwert mit zunehmender Drehzahl des Motors steigt, so gesteuert werden, daß das hörbare Magnetgeräusch nicht erzeugt werden kann. Ebenso kann in beliebigen anderen Fällen eine Steuerung so erfolgen, daß eine Erzeugung von Magnetgeräusch verhindert wird, wenn die Modulationsrate gering ist, und daß die Modulationsrate erhöht wird, wenn eine Erzeugung von Magnetgeräusch in gewissem Umfang zulässig ist. Daher kann die Gebrauchseignung der PWM-Wechselrichtervorrichtung stark verbessert werden.
Claims (6)
1. Pulsbreitenmodulations-Wechselrichtervorrichtung aufweisend:
ein Frequenzeinstellteil (1) zum Einstellen der Frequenz der Grundschwingung
einer Ausgangsspannung, die einem Verbraucher (9) zuzuhren ist;
ein Steuerschaltungsteil (2), das ein Pulsbreitenmodulations-Signal auf Basis der
Grundschwingung und eine Trägerschwingung reagierend auf das Signal vom
Frequenzeinstellteil (1) erzeugt;
ein Phasenansteuerungsteil (3), welches das Pulsbreitenmodulations-Signal vom
Steuerschaltungsteil (2) empfängt; und
ein Gleichstromquellenteil (8), das mit dem Phasenansteuerungsteil (3) verbunden
ist;
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerschaltungsteil (2) auf das Signal vom
Frequenzeinstellteil (1) reagiert, um die Trägerfrequenz des
Pulsbreitenmodulations-Signals zu erhöhen, wenn die Einstellfrequenz vermindert wird
und umgekehrt, wodurch der Frequenzbereich zwischen 8 kHz und 24 kHz liegt.
2. Pulsbreitenmodulations-Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Frequenzbereich zwischen 8 kHz und 16 kHz liegt.
3. Pulsbreitenmodulations-Wechselrichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerschaltungsteil (2) aufweist:
ein Grundwellenschwingerteil (10) zum Erzeugen einer Grundschwingung von
einer durch den Frequenzeinstellteil (1) festgelegten Frequenz;
ein Dreieckwellenschwingerteil (11) zum Erzeugen einer Dreickwelle von einer
Frequenz, die als Trägersignal wirkt; und
ein Vergleichteil (12) zum Vergleichen der Grundschwingung des
Grundwellenschwingerteils (10) mit der Dreieckschwingung des
Dreieckwellenschwingerteils (11), um das Pulsbreitenmodulations-Signal zu erzeugen.
4. Drehzahlregelungsansteuerungs-Wechselrichter für einen Induktionsmotor,
beinhaltend eine Pulsbreitenmodulations-Wechselrichtervorrichtung, welche aufweist:
ein Frequenzeinstellteil (1) zum Einstellen der Frequenz der Grundschwingung
einer Ausgangsspannung, die dem Motor (9) als dessen Ansteuerspannung zuzuführen
ist;
ein Steuerschaltungsteil (2), das ein Pulsbreitenmodulations-Signal auf Basis der
Grundschwingung und einer Trägerschwingung reagierend auf das Signal von dem
Frequenzeinstellteil (1) erzeugt;
ein Phasenansteuerungsteil (3), welches das Pulsbreitenmodulations-Signal vom
Steuerschaltungsteil (2) empfangt; und
ein Gleichstromquellenteil (8), das mit dem Phasenansteuerungsteil (3) verbunden
ist;
dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz des vom Steuerschaltungsteil (2)
kommenden Pulsbreitenmodulations-Signals zu einem vorbestimmten Wert im Bereich
von 8 kHz bis 16 kHz gewählt ist.
5. Drehzahlregelungsansteuerungs-Wechselrichter nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuerschaltungsteil (2) aufweist:
ein Grundwellenschwingerteil (10) zum Erzeugen einer Grundschwingung einer
durch den Frequenzeinstellteil (1) festgelegten Frequenz;
ein Dreieckwellenschwingerteil (11) zum Erzeugen einer Dreickwelle von einer
Frequenz, die als Trägersignal wirkt; und
ein Vergleichteil (12) zum Vergleichen der Grundschwingung des
Grundwellenschwingerteils (10) mit der Dreieckschwingung des
Dreieckwellenschwingerteils (11), um das Pulsbreitenmodulations-Signal zu erzeugen.
6. Drehzahlregelungsansteuerungs-Wechselrichter nach einem der Ansprüche 4 und
5, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasenansteuerungsteil (3) beinhaltet:
ein erstes und ein zweites Leistungsschaltelement (4, 6), welche zueinander in
Reihe geschaltet sind;
eine erste und ein zweite Gate-Ansteuereinrichtung (5, 7), um die ersten und
zweiten Leistungsschaltelemente reagierend auf das Pulsbreüenmodulations-Signal vom
Vergleichteil (12) abwechselnd an- und abzuschalten; und
die Leistungsschaltelemente (4, 6) Leistungs-MOSFETS beinhalten.
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JP58223665A JPS60118063A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | Pwmインバ−タ装置 |
JP58223664A JPS60118062A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | Pwmインバ−タ装置 |
PCT/JP1984/000558 WO1985002505A1 (en) | 1983-11-28 | 1984-11-22 | Pwm inverter apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3486449D1 DE3486449D1 (de) | 1997-05-28 |
DE3486449T2 true DE3486449T2 (de) | 1997-11-27 |
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Family Applications (1)
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Country Status (4)
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US (1) | US4691269A (de) |
EP (1) | EP0163746B1 (de) |
DE (1) | DE3486449T2 (de) |
WO (1) | WO1985002505A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012108164A1 (de) * | 2012-09-03 | 2014-03-06 | Woodward Kempen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Wechselrichters einer Stromerzeugungseinrichtung |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI81929C (fi) * | 1986-11-26 | 1990-12-10 | Dynawatt Oy | Anordning foer aostadkommande av vaexelspaenning. |
US5123080A (en) * | 1987-03-20 | 1992-06-16 | Ranco Incorporated Of Delaware | Compressor drive system |
AU621868B2 (en) * | 1988-04-18 | 1992-03-26 | Daikin Industries, Ltd. | Pulse width modulation control unit of inverter |
EP0354435B1 (de) * | 1988-08-12 | 1995-12-20 | Hitachi, Ltd. | Treiberschaltung für Transistor mit isoliertem Gate; und deren Verwendung in einem Schalterkreis, einer Stromschalteinrichtung, und einem Induktionsmotorsystem |
JPH0382396A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-08 | Mitsubishi Electric Corp | パルス幅変調形インバータ装置 |
US5126642A (en) * | 1991-01-31 | 1992-06-30 | Ranco Incorporated Of Delaware | Variable speed motor control |
US5408404A (en) * | 1993-03-25 | 1995-04-18 | Rockwell International Corp. | High frequency interleaved DC-to-AC power converter apparatus |
JP3301194B2 (ja) * | 1994-01-28 | 2002-07-15 | 三菱電機株式会社 | インバータ制御装置 |
US5640315A (en) * | 1994-03-18 | 1997-06-17 | Nippon Steel Corporation | Switching regulator |
ATE183860T1 (de) * | 1994-06-03 | 1999-09-15 | Inventio Ag | Geräuscharmer betrieb einer von einem pulswechselrichter gespeisten maschine |
US5739658A (en) * | 1995-03-31 | 1998-04-14 | International Business Machines Corporation | Noise dithering system for transistor switched devices |
JP3751162B2 (ja) * | 1999-06-09 | 2006-03-01 | 山洋電気株式会社 | モータの回転速度制御回路 |
KR100325407B1 (ko) * | 1999-07-09 | 2002-03-04 | 이종수 | 펄스폭 변조 제어 시스템 |
EP1219014A4 (de) | 1999-09-16 | 2007-08-15 | Delphi Tech Inc | Minimalisierung der durch unsymetriebedingungen erzeugten motordrehmoment welligkeiten |
EP1216437B1 (de) | 1999-09-16 | 2010-02-24 | Delphi Technologies, Inc. | Vrefahren und gerät zur drehmoment-linearisierung in einem servolenkungssystem |
US6674789B1 (en) | 1999-09-17 | 2004-01-06 | Delphi Technologies, Inc. | Reduction of EMI through switching frequency dithering |
US6694287B2 (en) | 2001-08-30 | 2004-02-17 | Delphi Technologies, Inc. | Phase angle diagnostics for sinusoidal controlled electric machine |
US20030062868A1 (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-03 | Mir Sayeed A. | Switching methodology for ground referenced voltage controlled electric machine |
US20050069301A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-03-31 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Reduction of interference caused by PWM motors |
JP5050395B2 (ja) * | 2006-04-24 | 2012-10-17 | 日産自動車株式会社 | 電力制御装置及び電力制御方法 |
JP4811102B2 (ja) * | 2006-04-26 | 2011-11-09 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置の制御装置および制御方法 |
JP5239235B2 (ja) * | 2006-10-13 | 2013-07-17 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置および電力変換方法 |
US7782005B2 (en) * | 2006-11-07 | 2010-08-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power converter control |
US8604709B2 (en) | 2007-07-31 | 2013-12-10 | Lsi Industries, Inc. | Methods and systems for controlling electrical power to DC loads |
US7598683B1 (en) | 2007-07-31 | 2009-10-06 | Lsi Industries, Inc. | Control of light intensity using pulses of a fixed duration and frequency |
US8903577B2 (en) | 2009-10-30 | 2014-12-02 | Lsi Industries, Inc. | Traction system for electrically powered vehicles |
JP4978429B2 (ja) * | 2007-11-01 | 2012-07-18 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 電動機制御装置,電気自動車およびハイブリッド電気自動車 |
JP4884355B2 (ja) * | 2007-11-26 | 2012-02-29 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | 多相電動機の制御装置 |
JP4884356B2 (ja) * | 2007-11-26 | 2012-02-29 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | 多相電動機の制御装置 |
FI121307B (fi) * | 2008-04-07 | 2010-09-30 | Kone Corp | Tehonsyöttölaite ja tehonsyöttöjärjestely |
US8649923B2 (en) * | 2010-01-12 | 2014-02-11 | Ford Global Technologies, Llc | E-drive PWM frequency strategy |
DE102011078452A1 (de) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Ansteuern eines Wechselrichters eines Elektrowerkzeuges und Elektrowerkzeug |
DE102013014480A1 (de) * | 2013-09-02 | 2015-03-05 | Minebea Co., Ltd. | Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors |
US10581365B2 (en) * | 2015-09-04 | 2020-03-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Power converting apparatus and heat pump apparatus |
CN110313126B (zh) * | 2017-03-29 | 2023-03-31 | 株式会社爱信 | 旋转电机控制装置 |
JP6831818B2 (ja) * | 2018-08-29 | 2021-02-17 | 株式会社Subaru | 電力変換装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2423718C3 (de) * | 1974-05-16 | 1978-03-02 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Wechselspannung |
US4020361A (en) * | 1974-10-04 | 1977-04-26 | Delta Electronic Control Corporation | Switching mode power controller of large dynamic range |
JPS5543916A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-28 | Hitachi Ltd | Modulation device of pwm inverter |
US4244016A (en) * | 1978-11-20 | 1981-01-06 | Rockwell International Corporation | Sine-wave static converter |
US4377779A (en) * | 1980-12-29 | 1983-03-22 | General Electric Company | Pulse width modulated inverter machine drive |
DE3370107D1 (en) * | 1982-09-07 | 1987-04-09 | Hitachi Ltd | Control apparatus for ac motors |
JPS59123478A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-17 | Toshiba Corp | 電圧形インバ−タの制御装置 |
-
1984
- 1984-11-22 US US06/756,987 patent/US4691269A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-22 DE DE3486449T patent/DE3486449T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-22 WO PCT/JP1984/000558 patent/WO1985002505A1/ja active IP Right Grant
- 1984-11-22 EP EP84904177A patent/EP0163746B1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012108164A1 (de) * | 2012-09-03 | 2014-03-06 | Woodward Kempen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Wechselrichters einer Stromerzeugungseinrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1985002505A1 (en) | 1985-06-06 |
EP0163746A1 (de) | 1985-12-11 |
US4691269A (en) | 1987-09-01 |
EP0163746B1 (de) | 1997-04-23 |
DE3486449D1 (de) | 1997-05-28 |
EP0163746A4 (de) | 1987-04-14 |
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