DE4302282A1

DE4302282A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Inverters

Info

Publication number: DE4302282A1
Application number: DE4302282A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Miyazaki; Ben-Brahim Lazhar; Ryoichi Kurosawa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-01-24
Filing date: 1993-01-25
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: AU651920B2; CA2087832C; AU3195693A; KR970004362B1; US5361197A; US5502633A; DE4302282B4; CA2087832A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, die bei einem über Pulsbreitenmodulation (PWM) gesteuerten Inverter zum Um wandeln von Gleichstrom in Wechselstrom, einem über PWM gesteu erten Umformer zum Wandeln von Wechselstrom in Gleichstrom und ähnlichem angewendet werden kann.

Für allgemeine Hintergrundinformation in bezug auf das Gebiet der Erfindung wird auf die anhängige Anmeldung Serien-Nummer 07/841,816, eingereicht am 26. Februar 1992 mit dem Titel "Con trol Device of Neutral Point Clamped Power Inverter Apparatus" Bezug genommen, deren Offenbarung durch die Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen ist.

Ein über Pulsbreitenmodulation gesteuerter Inverter verwendet Schaltelemente vom selbstlöschenden Typ wie z. B. Vollsteuer gatt(GTO)-Thyristoren.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist die Inverter-Steuervorrichtung eine Steuereinheit 300, einen Komparator 301 und einen Pulskor rektur-Schaltkreis 302 auf. Die Steuereinheit 300 gibt ein Span nungsreferenzsignal V* aus. Der Komparator 301 vergleicht das Spannungsreferenzsignal V* und Trägersignale V_CP und V_CN und gibt ein Ausgangssignal V_CMP aus. Der Pulskorrektur-Schaltkreis 302 korrigiert das Ausgangssignal V_CMP von dem Vergleicher 301 und gibt ein Gatesignal (Torsignal) V_G aus. Diese Gatesignale werden verwendet, um die Schaltelemente, z. B. GTOs, in dem Inverter zu steuern, was im Stand der Technik wohl bekannt ist, vergleiche z. B. Fig. 13.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wirkt der Pulsbreitenkorrekturschalt kreis 302, um das Ausgangssignal V_CMP zu korrigieren, wenn die Breite des Ausgangssignals V_CMP gleich oder kleiner ist als eine minimale EIN-Pulsbreite T₀ (d. h., der Absolutwert des Spannungs referenzsignals V* ist gleich oder kleiner als eine minimale Spannungsreferenz ± V_min). Als Ergebnis ist die minimale Breite des Gatesignals V_G nicht geringer als die minimale EIN-Pulsbreite T₀.

Die Steuervorrichtung kann jedoch die Ausgangsspannung nicht im Bereich niedriger Spannungen steuern, weshalb dieser Bereich auch als unkontrollierter Bereich bezeichnet werden kann. Mit dem Bereich niedriger Spannungen ist ein Bereich gemeint, in dem die Breite des Ausgangssignals V_CMP gleich oder geringer ist als die minimale EIN-Pulsbreite T₀. Um einen Puls zu vermeiden, der kürzer ist als die minimale EIN-Zeit, lehrt der Stand der Tech nik eine Modifikation des Komparatorsignals V_CMP, um so ein Gate signal V_G mit konstanter Pulsbreite in dem unkontrollierten Bereich zu erzeugen. Das Verwenden eines Gatepulses mit fester Breite bedeutet jedoch, daß die Breite der Phasenspannung des Inverters nicht variabel gesteuert werden kann, was wünschens wert ist, um so den Inverter durch den gesamten Spannungsbe reich, einschließlich des Bereichs niedriger Spannungen, zu steuern. Das Steuersystem gemäß dem Stand der Technik ist somit instabil und wegen des unkontrollierbaren Bereichs nur mit Schwierigkeiten genau zu steuern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Inverters zu schaffen, der eine sinusförmige Spannung für alle Ausgangsspannungen um die Leitungsspannung ausgeben kann und nicht den Nachteil des Standes der Technik zeigt, nämlich das Auftreten eines unkontrollierten Bereichs.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Inverters vorgesehen, der eine Anzahl von Phasenspannungen und eine entsprechende Anzahl von Leitungsspan nungen erzeugt, die als die Differenzen zwischen den Phasenspan nungen definiert sind. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: (a) Erzeugen von Spannungsreferenzsignalen mit mehrfachen Phasen; (b) Bestimmen einer Betriebsart aus (1) einer normalen Betriebsart, (2) einer Rechteck-Betriebsart und (3) einer Null korrektur-Betriebsart des Inverters als Antwort auf die Werte und Polaritäten der Spannungsreferenzen; (3) Verwenden der Span nungsreferenzen während der normalen Betriebsart als einen Refe renzwert zum Steuern des Inverters; und (4) in wenigstens einer der festgesetzten Rechteck- und Nullkorrektur-Betriebsarten Umwandeln der Spannungsreferenzsignale in gemäß einem vorgewähl ten Algorithmus umgeformte Spannungsreferenzsignale, so daß jede auf den umgeformten Spannungsreferenzsignalen basierende Phasen spannung eine kontrollierte Pulsbreite hat, die größer als eine oder gleich zu einer vorbestimmten minimalen Breite ist, und so daß die resultierenden Leitungsspannungen im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Lei tungsspannungen sich nicht ändern.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Inverters bereitgestellt, der eine Anzahl von Phasenspannungen und eine entsprechende Anzahl von Leitungsspan nungen, die als die Differenzen zwischen den Phasenspannungen definiert sind, erzeugt. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: a) Erzeugen von Spannungsreferenzsignalen mit einer Anzahl von Phasen; b) Auswählen der Phase des Spannungsreferenzsig nals, das den am meisten positiven Wert hat; c) Umwandeln der ausgewählten Phase in eine Phase eines umgeformten Spannungs referenzsignals, das entweder (1) einen vorgewählten minimalen Wert, der negativ ist, oder (2) einen vorgewählten Wert hat, der Null ist; d) Umwandeln der anderen Phasen der Spannungsreferenz signale in umgeformte Spannungsreferenzsignale des Inverters, so daß die resultierenden Leitungsspannungen sich im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern; e) Auswählen der Phase des Spannungsreferenzsignals, das den am meisten negativen Wert hat; f) Umwandeln der ausgewählten Phase in eine Phase eines umge formten Spannungsreferenzsignals, das entweder (1) einen vor gewählten minimalen Wert, der positiv ist, oder (2) einen vor gewählten Wert hat, der Null ist; g) Umwandeln der anderen Pha sen der Spannungsreferenzsignale in umgeformte Spannungsrefe renzsignale des Inverters, so daß die resultierenden Leitungs spannungen sich im Vergleich zu den unter Verwendung der Span nungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern; und h) alternatives Umschalten zwischen den Schritten b) bis d) und den Schritten e) bis g), um den Inverter zu steuern.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Inverter- Steuervorrichtung für einen Inverter bereitgestellt, der eine Anzahl von Phasenspannungen und eine entsprechende Anzahl von Leitungsspannungen erzeugt, die als die Differenzen zwischen den Phasenspannungen definiert sind. Die Steuervorrichtung weist auf:

a) Betriebsart-Entscheidungseinrichtungen zum Bestimmen einer Betriebsart aus (1) einer normalen Betriebsart, (2) einer Rechteck-Betriebsart und (3) einer Nullkorrektur-Betriebsart in Antwort auf Werte und Polaritäten von Spannungsreferenzsignalen mit mehrfachen Phasen und
b) Spannungsreferenz-Umformeinrichtungen, die
- 1) in der normalen Betriebsart zum Ausgeben der Span nungsreferenzsignale als umgeformte Spannungsreferenzsignale, die identisch zu den Spannungsreferenzsignalen sind, arbeiten und die
- 2) in der Rechteck- und der Nullkorrektur-Betriebsart zum Ausgeben korrigierter Spannungsreferenzsignale in Antwort auf die Spannungsreferenzsignale gemäß einem Algorithmus arbeiten, so daß die resultierenden Leitungsspannungen im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Lei tungsspannungen sich nicht ändern.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Steuervor richtung zum Steuern eines neutralpunktgeklemmten Dreiphasen- Inverters bereitgestellt. Der Inverter hat Schaltelemente und erzeugt eine Anzahl von Phasenspannungen und eine entsprechende Anzahl von Leitungsspannungen. Die Steuervorrichtung weist auf: Einrichtungen zum Erzeugen von Spannungsreferenzsignalen mit mehrfachen Phasen; Spannungsreferenz-Umformeinrichtungen zum: (1) Umwandeln der Spannungsreferenzsignale in umgeformte Span nungsreferenzsignale, wobei die Umformeinrichtungen den Wert eines der korrigierten Spannungsreferenzsignale auf entweder einen positiven Minimalwert oder einen negativen Minimalwert festlegen, wenn die Breite irgendeiner der Anzahl der Phasen spannungen gleich einem Minimalwert entsprechend einer minimalen EIN-Pulsbreite der Schaltelemente wird; und (2) Umwandeln des anderen der Spannungsreferenzsignale, so daß die resultierenden Leitungsspannungen im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen sich nicht ändern.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Inverter-Steu ervorrichtung zum Steuern eines neutralpunktgeklemmten Dreipha sen-Inverters bereitgestellt. Der Inverter erzeugt eine Anzahl von Phasenspannungen und eine entsprechende Anzahl von Leitungs spannungen. Die Steuervorrichtung weist auf: Einrichtungen zum Erzeugen von Spannungsreferenzsignalen mit mehrfachen Phasen; erste Spannungsreferenz-Umformeinrichtungen zum Umwandeln aller Phasen der Spannungsreferenzsignale in umgeformte Spannungsrefe renzsignale, alle mit einer positiven Polarität, so daß die resultierenden von den umgeformten Spannungsreferenzsignalen erzeugten Leitungsspannungen im Vergleich zu den unter Verwen dung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen sich nicht ändern; zweite Spannungsreferenz-Umformeinrichtungen zum Umwandeln aller Phasen der Spannungsreferenzsignale in umge formte Spannungsreferenzsignale, alle mit einer negativen Pola rität, so daß die resultierenden von den umgeformten Spannungs referenzsignalen erzeugten Leitungsspannungen sich im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern; und Schalteinrichtungen zum alternativen Steuern des Inverters unter Verwendung der ersten und der zweiten Spannungsreferenz-Umformeinrichtungen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Inverter- Steuervorrichtung zum Steuern eines neutralpunktgeklemmten Drei phasen-Inverters bereitgestellt, wobei der Inverter drei Phasen spannungen und entsprechend drei Leitungsspannungen erzeugt, wobei die Steuervorrichtung aufweist: a) einen Generator, der Spannungsreferenzsignale mit einer Anzahl von Phasen erzeugt; b) Einrichtungen zum Auswählen der Phase des Spannungsreferenzsi gnals, das den am meisten positiven Wert hat; c) Einrichtungen zum Umformen der ausgewählten Phase in eine Phase eines umge formten Spannungsreferenzsignals, das einen vorgegebenen positi ven Maximalwert hat; d) Einrichtungen zum Umwandeln der anderen Phasen der Spannungsreferenzsignale in umgeformte Spannungsrefe renzsignale des Inverters, so daß die resultierenden Leitungs spannungen im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungs referenzsignale erzeugten Leitungsspannungen sich nicht ändern; e) Einrichtungen zum Auswählen der Phase des Spannungsreferenz signals, das den am meisten negativen Wert hat; f) Einrichtungen zum Umformen der ausgewählten Phase in eine Phase eines umge formten Spannungsreferenzsignals, das einen vorgewählten negati ven Maximalwert hat; g) Einrichtungen zum Umwandeln der anderen Phasen der Spannungsreferenzsignale in umgeformte Spannungsrefe renzsignale des Inverters, so daß die resultierenden Leitungs spannungen sich im Vergleich zu den unter Verwendung der Span nungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern; und h) Einrichtungen zum alternativen Schalten zwischen den Schritten b) bis d) und den Schritten e) bis g) zum Steuern des Inverters.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher beschrieben:

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das die Struktur einer Inverter-Steuervorrichtung gemäß dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 2 veranschaulicht Kurvenformen aus dem Stand der Technik und zeigt die Beziehung zwischen einem Spannungsrefe renzsignal V*, Trägersignalen V_CP und V_CN, einer minima len EIN-Pulsbreite T₀, einer minimalen Spannungsrefe renz ± V_min, einem Ausgangssignal V_CMP und einem Gatesi gnal V_G;

Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm und zeigt die Struktur eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das veranschaulicht, wie eine normale Betriebsart, eine Rechteck-Betriebsart oder eine Nullkorrektur-Betriebsart in einem Betriebsartent scheidungs-Schaltkreis eines ersten Ausführungsbei spiels der Erfindung bestimmt werden;

Fig. 5(a) bis Fig. 5(c) sind Flußdiagramme, die die Arbeits weise der normalen Betriebsart, der Rechteck-Betriebs art oder der Nullkorrektur-Betriebsart des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung veranschaulichen;

Fig. 6 ist ein Kurvenform-Zeitablaufdiagramm, das die Arbeits weise während einer Rechteck-Betriebsart des ersten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;

Fig. 7 ist ein Kurvenform-Zeitablaufdiagramm, das die Arbeits weise während einer Nullkorrektur-Betriebsart des er sten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;

Fig. 8 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das veranschaulicht, wie das Schalttiming eines Schalttimingauswahl-Schaltkreises des ersten Ausführungsbeispiels ausgewählt wird;

Fig. 10 ist ein Schaltbild, das einen Schalttiming-Schaltkreis des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 11(a) bis Fig. 11(e) sind Diagramme, die ein Schalttiming eines neuen Spannungsreferenzsignals V** (V** entspricht V_U**, V_V** und V_W**) des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung veranschaulichen;

Fig. 12 ist ein Kurvenform-Zeitablaufdiagramm, das die Arbeits weise zeigt, bei der ein Spannungsreferenzsignal einer Phase nahe dem positiven oder negativen Maximalwert korrigiert wird, um einen Nullwert in einer Rechteck- Betriebsart des ersten Ausführungsbeispiels der Erfin dung anzunehmen;

Fig. 13 ist eine schematische Ansicht, die einen Hauptschalt kreis eines neutralpunktgeklemmten Dreiphasen-Inverters zeigt;

Fig. 14 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 15 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 16 ist ein Flußdiagramm, das ein sechstes Ausführungsbei spiel der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 17 ist ein Kurvenform-Zeitablaufdiagramm in einer Recht eck-Betriebsart, das das sechste Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 18 ist ein Flußdiagramm, das ein siebtes Ausführungsbei spiel der Erfindung zeigt;

Fig. 19 ist ein Kurvenform-Zeitablaufdiagramm in einer Recht eck-Betriebsart, das das siebte Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 20 ist eine schematische Ansicht, die das achte und das neunte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 21 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise eines Be triebsartentscheidungs-Schaltkreises des achten und des neunten Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellt;

Fig. 22 ist ein Kurvenform-Zeitablaufdiagramm, das Spannungs referenzsignale, Leitungsspannungen und Phasenspannun gen des achten Ausführungsbeispiels darstellt; und

Fig. 23 ist ein Kurvenform-Zeitablaufdiagramm, das Spannungs referenzsignale, Leitungsspannungen und Phasenspannun gen des neunten Ausführungsbeispiels darstellt.

Fig. 3 zeigt die Hardwarestruktur in einer Inverter-Steuervor richtung, die PWM-Steuerung verwendet, gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel der Erfindung.

Eine Steuereinheit 1 gibt Spannungsreferenzsignale V* (die V_U*, V_V* und V_W* repräsentieren) für drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) aus und steuert einen Inverter (der z. B. bei einer Geschwindigkeitssteuerung für einen Motor verwendet wird). Ein Betriebsartentscheidungs-Schaltkreis 2 entscheidet, welche Be triebsart, ausgewählt aus einer normalen Betriebsart, einer Rechteck-Betriebsart oder einer Nullkorrektur-Betriebsart, gemäß dem in Fig. 4 gezeigten Algorithmus wirksam ist, wenn die Span nungsreferenzsignale ausgegeben werden. Wenn alle Spannungsrefe renzsignale größer sind als ein minimales Spannungsreferenzsi gnal V_min, wird die normale Betriebsart ausgewählt. Wenn wenig stens zwei Spannungsreferenzsignale (V_U* und V_V*, V_V* und V_W*, V_U* und V_W*) gleich groß wie oder kleiner als das minimale Spannungs referenzsignal V_min sind, wird die Rechteck-Betriebsart ausge wählt. Auch wenn drei Spannungsreferenz-Signale doppelt so groß sind wie das minimale Spannungsreferenzsignal V_min oder weniger groß sind, oder wenn zwei Spannungsreferenzsignale doppelt so groß sind wie das minimale Spannungsreferenzsignal V_min oder weniger groß sind und die beiden Spannungsreferenzsignale ent gegengesetztes Vorzeichen haben, wird die Rechteck-Betriebsart ausgewählt. Wenn ein Spannungsreferenzsignal gleich groß wie oder kleiner als das minimale Spannungsreferenzsignal V_min ist und die anderen doppelt so groß wie das minimale Spannungsrefe renzsignal V_min oder weniger groß sind und das zu dem minimalen Spannungsreferenzsignal V_min entgegengesetzte Vorzeichen haben, wird die Nullkorrektur-Betriebsart ausgewählt.

Ferner wählt der Betriebsartentscheidungs-Schaltkreis 2 unter den in den Fig. 5(a) bis 5(c) gezeigten detaillierten Be triebsarten (Betriebsart = 0 ∼ ± 6) aus, nachdem eine der drei Betriebsarten (normale Betriebsart, Rechteck-Betriebsart und Nullkorrektur-Betriebsart) ausgewählt worden ist. Im Falle der normalen Betriebsart wird die mit "Betriebsart = 0" bezeichnete Betriebsart automatisch ausgewählt, wie in Fig. 5(a) gezeigt. Im Fall der Rechteck-Betriebsart werden alle Spannungsreferenz signale miteinander multipliziert, und es wird ein Signal PNFLG erhalten, siehe Fig. 5(b). Das Signal PNFLG hat ein Vorzeichen (d. h. ein positives Vorzeichen oder ein negatives Vorzeichen), das sich etwa alle 60° in Phase mit den Spannungsreferenzsigna len ändert. Wenn das Signal PNFLG positiv ist, d. h., wenn ein Spannungsreferenzsignal positiv ist und die anderen negativ sind, wird das Spannungsreferenzsignal ausgewählt, das den posi tiven Maximalwert der drei hat. Wenn das ausgewählte Spannungs referenzsignal V_U* ist, wird die Betriebsart "Betriebsart = -1" gesetzt. Wenn ferner das ausgewählte Spannungsreferenzsignal V_V* oder V_W* ist, wird die Betriebsart auf "Betriebsart = -2" bzw. "Betriebsart = -3" gesetzt. Wenn das Signal PNFLG negativ ist, wird das Spannungsreferenzsignal ausgewählt, das den größten negativen Wert der drei hat. Wenn dann das ausgewählte Span nungsreferenzsignal V_U*, V_V* oder V_W* ist, wird die Betriebsart auf "Betriebsart = 1", "Betriebsart = 2" bzw. "Betriebsart = 3" gesetzt.

Im Falle der Nullkorrektur-Betriebsart wird, weil nur ein Span nungsreferenzsignal gleich groß oder kleiner als das minimale Spannungsreferenzsignal V_min ist, die Betriebsart "Betriebsart = ± 4" bis "Betriebsart = ± 6" ausgewählt, je nach dem entspre chenden Spannungsreferenzsignal und seiner Polarität, wie in Fig. 5(c) gezeigt.

Ein Spannungsreferenzumform-Schaltkreis 3 korrigiert die Span nungsreferenzsignale V_U*, V_V* und V_W* gemäß der Betriebsart (d. h. normale Betriebsart, Rechteck-Betriebsart oder Nullkorrektur- Betriebsart) und gibt neue Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** aus.

Die Korrektur wird im folgenden beschrieben.

a) Im Falle der normalen Betriebsart:

Der Betriebsartentscheidungs-Schaltkreis 2 wählt "Betriebsart = 0" und gibt die vorherigen Spannungsreferenzsignale V_U*, V_V* und V_W* als die neuen Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** aus:

V_U* = V_U** (1)

V_V* = V_V** (2)

V_W* = V_W** (3)

b) Im Falle der Rechteck-Betriebsart:

Der Betriebsartentscheidungs-Schaltkreis 2 wählt "Betriebsart = ± 1" bis "Betriebsart ± 3" und legt das Spannungsreferenzsignal V*, das den größten Wert der drei Signale (d. h. V_U*, V_V* und V_W*) hat, auf das minimale Spannungsreferenzsignal V_min fest, das die entgegengesetzte Polarität in bezug auf die des ausgewählten Spannungsreferenzsignals mit dem größten Wert hat (oder auf die Spannung Null in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 12). Zusätz lich verschiebt der Schaltkreis 2 die anderen Spannungsreferenz signale ohne Änderung der Leitungsspannung der anderen Phasen und gibt das festgelegte und die verschobenen Spannungsreferenz signale V_U**, V_V** und V_W** aus.

Wenn z. B. das Spannungsreferenzsignal V_U* das größte der drei und positiv ist, wird jedes Spannungsreferenzsignal wie folgt kor rigiert:

V_U** = -V_min (4)

V_V** = -V_min - (V_U* - V_V* (5)

V_W** = -V_min - (V_U* - V_W*) (6)

Wenn das Spannungsreferenzsignal V_U* das größte der drei und negativ ist, wird jedes der Spannungsreferenzsignale wie folgt korrigiert:

V_U** = V_min (7)

V_V** = V_min - (V_U* - V_V* (8)

V_W** = V_min - (V_U* - V_W*) (9)

Die Kurvenformen beim Ablauf der Rechteck-Betriebsart sind in Fig. 6 gezeigt.

In Fig. 6 zeigen V_U, V_V und V_W Phasenspannungen (siehe z. B. Fig. 13) an, und V_UV, V_VW und V_WU zeigen jeweils Leitungsspan nungen an, wobei:

V_UV = V_U - V_V

V_VW = V_V - V_W und

V_WU = V_W - V_U.

Wie in Fig. 6 gezeigt, wird die Betriebsart nach jeweils etwa 60° in Phase gewechselt, und das Spannungsreferenzsignal, das den größten Wert der drei Signale (d. h. V_U*, V_V* und V_W*) hat, wird in jeder Betriebsart auf das minimale Spannungsreferenzsignal V_min festgelegt, das die entgegengesetzte Polarität wie das Span nungsreferenzsignal mit dem größten Wert hat. Die Verwendung der Formeln (1) bis (9) führt zu dem Ergebnis, daß alle drei der Spannungsreferenzsignale so verschoben werden, daß sich der Wert der Leitungsspannungen nicht gegenüber dem vorhergehenden Wert ändert, z. B. dem Wert, der sich unter Verwendung von V* anstelle von V** als Referenzspannung ergeben hätte. Wie bekannt ist, ist eine nicht vorkommende Änderung in der Leitungsspannung äquiva lent zu der Bedingung, daß die Summe der Breiten der Leitungs spannungspulse während jedes Zyklus (z. B. Betriebsart) dieselbe ist, wenn entweder V* oder V** als Referenz verwendet wird. Durch Steuern der Leitungsspannung des Inverters kann man die Aus gangsspannung des Inverters wie gewünscht steuern.

In der Rechteck-Betriebsart ändern sich alle drei Phasen einmal etwa alle 60° nach positiv oder negativ. Folglich wird diese Betriebsart "60°-Konversionsverfahren" genannt.

c) Im Falle der Nullkorrektur-Betriebsart:

Der Betriebsartentscheidungs-Schaltkreis 2 wählt "Betriebsart = ± 4" bis "Betriebsart = ± 6" und ändert das Spannungsreferenzsi gnal von V* nach V**, wobei V** auf das minimale Spannungsrefe renzsignal V_min gesetzt wird, wenn die Spannungsreferenzphase V* andernfalls den Nullspannungspunkt überschritten haben würde.

Ferner verschiebt der Schaltkreis 2 die anderen Spannungsrefe renzsignale so, daß die Leitungsspannung entsprechend den ande ren Spannungsreferenzsignalen nicht gegenüber dem vorhergehenden Wert geändert wird.

Wenn z. B. das Spannungsreferenzsignal V_U* den Nullpunkt von der positiven Seite zur negativen Seite überschreitet, wird jedes Spannungsreferenzsignal wie folgt korrigiert:

V_U** = V_min (10)

V_V** = V_min - (V_U* - V_V*) (11)

V_W** = V_min - (V_U* - V_W*) (12)

Wenn das Spannungsreferenzsignal V_U* den Nullpunkt von der nega tiven Seite auf die positive Seite zu überschreitet, wird jedes Spannungsreferenzsignal wie folgt korrigiert:

V_U** = -V_min (13)

V_V** = -V_min - (V_U* - V_V*) (14)

V_W** = -V_min - (V_U* - V_W*) (15)

Die Kurvenformen während des Ablaufs der Nullkorrektur-Be triebsart sind in Fig. 7 gezeigt.

Eine erste Datenverriegelungsschaltung 7 speichert die Ausgaben V_U**, V_V** und V_W** von dem Spannungsreferenzumform-Schaltkreis 3 über den normalerweise geschlossenen Schalter SW1. Ein Schaltti mingauswahl-Schaltkreis 4 wählt eine der vier in Fig. 8 gezeig ten Umformzeitfolgen 0X, 1X, 2X und 3X gemäß den Ausgaben V_U**, V_V** und V_W** von dem Spannungsreferenzumform-Schaltkreis 3 und den vorherigen Ausgaben V_U**, V_V** und V_W** aus, die in der ersten Datenverriegelungsschaltung 7 gespeichert sind und von der Schaltung 7 ausgegeben werden. Der normalerweise offene Schalter SW2 verbindet den Ausgang der ersten Datenverriegelungsschaltung 7 mit ihrem Eingang und ebenso mit einer zweiten Datenverriege lungsschaltung 8.

Ein Timing- und Trägervergleichs-Schaltkreis 5 entscheidet, ob der Inhalt der ersten Datenverriegelungsschaltung 7 auf den neuesten Stand gebracht werden soll oder nicht.

Ein Schalttiming-Schaltkreis 6 klinkt die Ausgabe der zweiten Datenverriegelungsschaltung 8 (die z. B. ein Flip-Flop sein kann) gemäß dem Zeitablaufschema ein, das von dem Schalttiming-Aus wahlschaltkreis 4 ausgewählt ist. Ein Komparator 9 vergleicht die Ausgabe von der zweiten Datenverriegelungsschaltung 8 und den Träger und gibt ein Gatesignal aus.

Die Steuereinheit 1, der Betriebsartentscheidungs-Schaltkreis 2, der Spannungsreferenzumform-Schaltkreis 3, der Schalttimingaus wahl-Schaltkreis 4, der Timing- und Trägervergleichs-Schaltkreis 5 und die Datenverriegelungsschaltung 7 können in einem Daten prozessor implementiert sein, wie z. B. in einem durch Software programmierten Mikroprozessor. Diese Elemente können daher als CPU 10 ausgewiesen werden.

Das Laden der Daten in die CPU 10, d. h. die Dateneingabe in die Steuereinheit 1, wird an der Unterseite (0X) und an der Obersei te (2X) des positiven Seitenträgers durchgeführt. Die Spannungs referenzsignale V_U*, V_V* und V_W* werden von der Steuereinheit 1 ausgegeben. Die Dateneingabe liefert Timing- und Phaseninforma tion für die Erzeugung der sinusförmigen Referenzspannungssigna le V* per Software.

Das Schalttimingsignal TChgX wird als 2-Bit-Datensatz (d. h. 0X=00, 1X=01, 2X=10 und 3X=11) von dem Schalttimingauswahl- Schaltkreis 4 ausgegeben. Das Spannungsreferenzsignal V**(k) zeigt ein Signal an, das zu dieser Zeit ausgegeben wird, und das vorhergehende Spannungsreferenzsignal V**(k-1) zeigt ein Signal an, das zu der unmittelbar vorhergehenden Zeit ausgegeben wird.

Der Schalttimingauswahl-Schaltkreis 4 wählt ein Schalttiming signal TChgX (d. h. 0X bis 3X) entsprechend dem Spannungsrefe renzsignal V**(k) und dem vorhergehenden Spannungsreferenzsignal V**(k-1) gemäß dem in Fig. 9 gezeigten Flußdiagramm aus. Das Flußdiagramm aus Fig. 9 trifft für Referenzspannungssignalüber gänge von positiv nach negativ oder umgekehrt zu, was angesichts von Fig. 11(a) und der nachfolgenden Beschreibung deutlich werden wird. In Fig. 9 wird im Schritt S1 der gegenwärtige oder vorliegende Wert von V** mit Null verglichen, und wenn er größer ist als Null oder gleich Null ist, schreitet das Programm zum Schritt S2 vor, wobei der vorhergehende Wert von V** mit Null verglichen wird. Wenn dieser vorhergehende Wert auch größer ist als Null oder gleich Null ist, setzt der Schalttimingauswahl- Schaltkreis 4 den Wert von TChgX auf 0X=00, was dem Punkt 0a in Fig. 8 entspricht. Wenn im Schritt S2 der vorhergehende Wert von V** negativ ist, geht das Programm zum Schritt S4 weiter, wo der Schalttimingauswahl-Schaltkreis 4 den Wert von TChgX auf 1X=01 setzt, was dem Punkt 1a in Fig. 8 entspricht. Wenn im Schritt S1 der gegenwärtige Wert von V** negativ ist, geht das Programm zum Schritt S5 weiter, wo der vorhergehende Wert von V** mit Null verglichen wird. Wenn dieser vorhergehende Wert größer als Null oder gleich Null ist, geht das Programm zum Schritt S6 weiter, wo der Schalttimingauswahl-Schaltkreis 4 den Wert von TChgX auf 3X=11 setzt, was dem Punkt 3a in Fig. 8 entspricht. Wenn im Schritt S5 der vorhergehende Wert von V** negativ ist, geht das Programm zum Schritt S7 weiter, wo der Schalttimingaus wahl-Schaltkreis 4 den Wert von TChgX auf 2X=10 setzt, was dem Punkt 2a in Fig. 8 entspricht. In der normalen Anwendung des Algorithmus aus Fig. 9 geht das Programm für einen Übergang von negativ auf positiv (siehe Fig. 11(a)) gemäß den Schritten S1, S2, S4 oder für einen Übergang von positiv nach negativ (siehe Fig. 11(b)) gemäß den Schritten S1, S5, S6 vor.

Wie in Fig. 10 gezeigt, vergleicht der Schalttiming-Schaltkreis 6 das Schalttimingsignal TChgX 91, das aus zwei Bits besteht, und das Trägerphasensignal 92, das aus zwei Bits besteht. Das Trägerphasensignal 92 kann durch Teilen des Trägersignals in vier gleiche Teile und Kennzeichnen (Unterscheiden) der Phasen bereiche von "0X" bis "3X" erhalten werden, wie in Fig. 8 ge zeigt. Der Vergleich wird unter Verwendung von XOR-Schaltungen 93 und 95, NOR-Schaltungen 94 und 96 und einer OR-Schaltung 98 durchgeführt. Ein Diskriminierungssignal 90 wird verwendet, um abhängig davon, ob es gewünscht ist, zwischen dem 0X- und dem 2X-Timingzustand zu unterscheiden oder nicht, die NOR-Schaltung 94 zu konditionieren. Wenn kein Bedarf besteht, zwischen 0X und 2X zu unterscheiden, wird das Diskriminierungssignal 90 auf 0 gesetzt, und wenn es gewünscht ist zu unterscheiden, dann wird das Signal 90 auf 1 gesetzt.

In Fig. 10 bezeichnet L eine niedrigere Stelle und H eine höhe re Stelle. Die XOR-Schaltung 93 vergleicht die niedrigen Bits des Trägersignals und des TChgX-Signals und gibt ein logisches Signal 0 aus, wenn diese gleich sind. Die Ausgabe der XOR-Schal tung 93 wird der NOR-Schaltung 94 zugeführt, die ebenso durch das Diskriminierungssignal 90 und das niedrige Trägerbit kon ditioniert wird. Wenn es nicht gewünscht ist, zwischen dem OX- und dem 2X-Timinig zu unterscheiden (Diskriminierungssignal = 0), gibt die NOR-Schaltung 94 eine logische 0 aus, wenn die niedrigen Bits des TChgX-Signals und des Trägers beide logisch 0 sind, z. B. wenn das Timing entweder 0X oder 2X ist. Wenn das Diskriminierungssignal auf 1 gesetzt ist, ist die Ausgabe der NOR-Schaltung 94 niemals logisch 1, und das Timing wird von den Schaltungen 93, 95 und 96 gesteuert. Die Eingaben an die NOR-Schaltung 96 sind nur beide logisch 0, wenn sowohl die oberen als auch die unteren Bits von TChgX und des Trägers einander gleich sind, und die NOR-Schaltung 96 gibt nur dann eine logi sche 1 aus, wenn das Timing von TChgX und des Trägers exakt gleich sind. Wenn diese beiden Signale einander gleich sind, wird von dem Schalttiming-Schaltkreis 6 ein Taktsignal erzeugt, das das Einklinken der Ausgabedaten der zweiten Datenverriege lungsschaltung 8 ermöglicht.

Die bevorzugte Arbeitsweise ist in den Fig. 11(a) und 11(b) veranschaulicht. Wie an diesen Figuren zu sehen ist, ändert sich das Schalttiming zu einem Timing 0X oder 2X, wenn sich die Pola rität des Spannungsreferenzsignals nicht ändert. Wenn die Pola rität des Spannungsreferenzsignals wechselt, ändert sich das Schalttiming bei einem Timing 1X oder 3X. In diesem Fall wird als das Diskriminierungssignal 90 in Fig. 10 eine Null gesetzt, und somit werden das Timing 0X und das Timing 2X nicht unter schieden. Auch schaltet das Schalttiming nicht um, wenn die Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** die Träger V_CP und V_CN kreuzen.

Um keine Änderung in dem Spannungsreferenzsignal zu bewirken, ist der normalerweise geschlossene Schalter SW1 geöffnet und der normalerweise offene Schalter SW2 geschlossen. Auf diese Weise wird der vorhergehende Wert des Spannungsreferenzsignals, der in der ersten Datenverriegelungsschaltung 7 gespeichert ist, an den Schalttimingauswahl-Schaltkreis 4 ausgegeben und über den Schal ter SW2 auf den Eingang der zweiten Datenverriegelungsschaltung 8 gegeben. Das neu berechnete Spannungsreferenzsignal wird nur zu dem Schalttimingauswahl-Schaltkreis 4 geschickt, aber wird nicht der ersten Datenverriegelungsschaltung 7 zugeführt, weil der Schalter SW1 offen ist. Somit wird der vorhergehende Wert des Spannungsreferenzsignals wiederum bei dem Timing 1X und dem Timing 3X verwendet, solange sich die Polarität des Spannungs referenzsignals nicht ändert. Beim Timing 0X und beim Timing 2X wird jedoch der neue Wert des Spannungsreferenzsignals benutzt, weil nun der Schalter SW1 geschlossen und der Schalter SW2 ge öffnet ist. In diesem Fall wird der neue Wert des Spannungsrefe renzsignals der ersten Datenverriegelungsschaltung 7, dem Schalttimingauswahl-Schaltkreis 4 und der zweiten Datenverriege lungsschaltung 8 zugeführt. Die Ausgabe der ersten Datenverrie gelungsschaltung 7 wird nun nur dem Schalttimingauswahl-Schalt kreis 4 zugeführt, und seinem Eingang wird der neue Wert des Spannungsreferenzsignals zugeführt. Somit ändert sich in diesem Fall der Wert des Spannungsreferenzsignals, wie in den Fig. 11(a) und 11(b) gezeigt.

Wenn das Schalttiming immer auf das Timing 0X und das Timing 2X, oder das Timing 1X und das Timing 3X, festgelegt wäre, würden die Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** die Träger V_CP und V_CN kreuzen und Pulse mit Breiten, die geringer sind als eine minimale EIN-Pulsbreite, würden zu der Zeit erzeugt, wenn die Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** erzeugt werden, wie in den Fig. 11(c) und 11(d) gezeigt. Das Timing gibt ein Gebiet an, das nahe einer Spannung von Null oder einem Bereich hoher Spannung ist. Dieses Schalttiming wird daher nicht durchgeführt, weil es zu demselben Problem führen würde, das im Stand der Technik beim Erzeugen von Gatepulsen mit einer Pulsbreite, die geringer ist als die minimale EIN-Pulsbreite, vorliegt.

Der Timing- und Trägervergleichs-Schaltkreis 5 ist ähnlich dem Schalttiming-Schaltkreis 6. Er vergleicht das Schalttimingsignal TChgX, das aus zwei Bit besteht, und das Trägerphasensignal, das aus zwei Bit besteht. Wenn die beiden Signale gleich sind, steu ert der Schaltkreis 5 die Arbeitsweise der Schalter SW1 und SW2, um den Inhalt der ersten Verriegelungsschaltung 7 auf den neue sten Stand zu bringen und somit beim Auswählen des korrekten Schalttimings zu helfen.

Normalerweise wird die Berechnung der neuen Werte der Spannungs referenzsignale im wesentlichen augenblicklich durchgeführt, und die oben beschriebene Vorgehensweise ergibt das gewünschte Re sultat, wie in den Fig. 11(a) und 11(b) gezeigt.

Manchmal können jedoch die Berechnungen beträchtlich länger dauern. Zum Beispiel wird das Laden der Daten zur Zeit 0a durch geführt, wie in Fig. 8 gezeigt, und man kann annehmen, daß die neuen Datenwerte für das Spannungsreferenzsignal bis zur Zeit 2a nicht bereit sind. In diesem Fall wird, wenn das Schalten zur Zeit 1a durchgeführt wird, das Schalttimingsignal TChgX vor der Beendigung der Berechnung von V** zur Zeit 2a ausgegeben. Da die resultierenden Daten somit nicht korrekt sind, wird die Ausgabe der zweiten Datenverriegelungsschaltung 8 zwischen den Zeiten 2a und 0b nicht eingeklinkt. In dieser Situation wird, wenn das nächste Schalttiming ausgewählt wird, der Inhalt der ersten Datenverriegelungsschaltung 7 nicht neu geschrieben, weil das korrekte Resultat nicht erhalten werden kann.

Im Fall der Pulsbreitenmodulations(PWM)-Steuerung unter Verwen dung von Vollsteuergatt(GTO)-Thyristoren konzentriert sich, wenn ein unvollkommener AUS-Gatepuls dem GTO-Thyristor zugeführt wird, Strom in einem Teil innerhalb des GTO-Thyristors, und der GTO-Thyristor versagt. Demgemäß wird die Breite des EIN-Gatepul ses kontrolliert, so daß sie nicht geringer ist als die minimale EIN-Pulsbreite.

Weil die Pulsbreite in Bereichen T_MP und T_MN, wo die Spannungs referenz V** (wobei V** die Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** anzeigt) oberhalb von maximalen Spannungsreferenzen V_max und -V_max liegt, geringer wird als die minimale AUS-Pulsbreite, wer den die GTO-Thyristoren in diesen Gebieten auf EIN gehalten, siehe Fig. 11(e). Die maximalen Spannungsreferenzen V_max und -V_max sind nahe dem Maximalwert der Trägersignale A und B. Das Träger signal A ist eine Dreieckskurve, die eine konstante Frequenz hat und sich im Pegel zwischen 0 und V_max ändert. Das Trägersignal B ist eine Dreieckskurve, die eine konstante Frequenz hat, die sich im Pegel zwischen 0 und -V_max ändert, und die in Phase mit dem Trägersignal A ist. Das heißt, wenn A = V_max B = 0, und wenn A = 0, B = -V_max.

Im obigen Fall werden der Anfangspunkt und der Endpunkt in dem Bereich T_MP zum Timing 0X geändert, und der Anfangspunkt und der Endpunkt in dem Gebiet T_MN werden zum Timing 2X geändert. In diesem Fall wird als das Diskriminierungssignal 90 aus Fig. 10 der Wert 1 gesetzt, und das Timing 0X und das Timing 2X können somit unterschieden werden. Demgemäß kann ein Gebiet mit positi ver maximaler Spannungsausgabe von einem Gebiet mit negativer maximaler Spannungsausgabe unterschieden werden.

In der Rechteck-Betriebsart (60°-Konversionsverfahren) wird eine Korrektur durch Umformen von V* in V** erreicht, wobei V** in bezug auf V* das Vorzeichen wechselt und den Wert der positiven oder negativen minimalen Spannungsreferenz V_min annimmt. Demgemäß ist eine zu der Ausführungsform, bei der das Spannungsreferenz signal auf solche minimalen Werte festgelegt wird, alternative Ausführungsform, das Spannungsreferenzsignal auf 0 (Null) fest zulegen. Das Spannungsreferenzsignal, das auf Null gesetzt wird, ist der positive oder negative Maximalwert der drei Phasen.

Fig. 12 zeigt ein Beispiel einer Kurvenform der Spannungsrefe renzsignale V_U* bis V_W* entsprechend der obigen Korrektur, und ein Beispiel der Kurvenform der PWM-gesteuerten Ausgangsspannung (Phasenspannung und Leitungsspannung).

Wie in Fig. 12 gezeigt, ist das korrigierte Spannungsreferenz signal V_U** während der Zeiten T_UP und T_UN, bei denen das Span nungsreferenzsignal V_U** dem positiven oder negativen Maximalwert entspricht, gleich 0 (Null).

Ein Hauptschaltkreis eines neutralpunktgeklemmten Dreiphasenin verters ist in Fig. 13 gezeigt. Weitere Einzelheiten in bezug auf die Betriebsweise des Inverters können z. B. der oben erwähn ten anhängigen Anmeldung entnommen werden.

Ein Neutralpunkt wird durch zwei Kondensatoren 103 bereitge stellt. Diese Kondensatoren 103 sind zwischen der positiven Seite P und der negativen Seite N einer Gleichspannungsquelle 104 vorgesehen. Eine Spannung von Null kann ausgegeben werden, weil die Spannungsausgänge V_U, V_V und V_W auf den Neutralpunkt geklemmt sind. Folglich werden ein elektrisches Potential zwi schen der positiven Seite P und der negativen Seite N der Gleichspannungsquelle 104 und eine Dreipunkt-Spannungsausgabe erhalten. In bezug auf Fig. 3 ist zu bemerken, daß der Ausgang des Komparators 9 sechs separate Gatepulse bereitstellt, um die GTOs über sechs separate Gateleitungen ein- und auszuschalten.

Die GTOs werden paarweise betrieben, wobei der eine eingeschal tet ist, wenn der andere abgeschaltet ist. Die sechs Paare sind: SU1, SU3; SU2, SU4; SV1, SV3; SV2, SV4; SW1, SW3 und SW2, SW4.

Wenn die Spannungsreferenz auf die Spannung Null festgelegt ist, wie oben beschrieben, nimmt die Anzahl von Malen, daß die GTO-Thyristoren geschaltet werden müssen, stark ab. Da der Schalt verlust abnimmt, kann sich die Betriebseffizienz verbessern. Da ferner der durch die GTO-Thyristoren fließende Strom in gleichem Maße abwechselnd in positiver Richtung und in negativer Richtung fließt, wird die von den GTO-Thyristoren erzeugte Wärme ausge glichen und die Verwendungsrate der GTO-Thyristoren verbessert. Weiterhin ist es wegen der Nullkorrektur-Betriebsart möglich, die Ausgangsspannung zu steuern, ohne daß ein Puls ausgegeben wird, dessen Breite gleich ist wie oder geringer ist als die minimale EIN-Pulsbreite nahe dem Nullpunkt der Spannungsrefe renz. Zusätzlich ist es möglich, hohe Ausgangsspannungen zu steuern, ohne einen Puls auszugeben, dessen Breite gleich ist wie oder kleiner ist als die minimale AUS-Pulsbreite nahe dem Maximalwert der Spannungsreferenz. Weil es möglich ist, die Leitungsspannung linear über den gesamten Bereich der Ausgangs spannung vom Gebiet niedriger Ausgangsspannungen bis zum Gebiet hoher Ausgangsspannungen zu steuern, läßt sich daher ein genau steuerbarer Inverter erhalten.

Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Nullkorrektur-Betriebsart ausgewählt, wenn irgendein oder mehrere Spannungsreferenzsignale V_U*, V_V* und V_W* gleich sind wie oder kleiner sind als das minimale Spannungsreferenzsignal V_min. Wenn dies nicht zutrifft, wird die formale Betriebsart ausgewählt. Diese Arbeitsweise wird durch den Betriebsartentscheidungs-Schaltkreis 2 erreicht. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird keine Rechteck-Betriebsart verwendet.

Im Falle der Nullkorrektur-Betriebsart wird eine Phase (U-Phase, V-Phase oder W-Phase), die gleich ist wie oder kleiner ist als das minimale Spannungsreferenzsignal V_min unterschieden und dann der Typ der Betriebsart, der "Betriebsart = ± 4" bis "Betriebs art = ± 6" aufweist, ausgewählt, wie in Fig. 5(c) gezeigt.

Der Spannungsreferenzumform-Schaltkreis 3 wandelt die Spannungs referenzsignale V_U*, V_V* und V_W* gemäß den gekennzeichneten Be triebsarten in neue Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** um. Ein Beispiel für "Betriebsart = ± 4" soll dies veranschaulichen.

(1) Betriebsart = 4:
Nur V_U* ist gleich 0 oder größer und ist gleich V_min oder kleiner.

V_U** = V_min (16)

V_V** = V_min - (V_U* - V_V*) (17)

V_W** = V_min - (V_U* - V_W*) (18)

(2) Betriebsart = -4:
Nur V_U* ist gleich -V_min oder größer und ist kleiner als 0.

V_U** = -V_min (19)

V_V** = -V_min - (V_U* - V_V*) (20)

V_W** = -V_min - (V_U* - V_W*) (21)

Wie oben beschrieben, ist das Spannungsreferenzsignal in der Phasenspannung unstetig, aber das Spannungsreferenzsignal kann eine stetige Sinuskurve in der Leitungsspannung formen, die die Differenz zwischen den Phasenspannungen ist.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es möglich, eine nied rige Ausgangsspannung zu steuern, ohne einen Puls auszugeben, dessen Breite gleich ist wie oder geringer ist als die minimale EIN-Pulsbreite nahe dem Nullpunkt der Spannungsreferenz. Weiter ist es möglich, eine hohe Ausgabespannung zu steuern, ohne einen Puls auszugeben, dessen Breite gleich ist wie oder kleiner ist als die minimale AUS-Pulsbreite nahe dem maximalen Wert der Spannungsreferenz.

Wenn diese Arbeitsweise in einem neutralpunktgeklemmten Inverter verwendet wird, ist es folglich möglich, die ausgegebene Lei tungsspannung linear über den gesamten Bereich der Ausgangsspan nung vom Bereich niedriger Ausgangsspannung bis zum Bereich hoher Ausgangsspannung zu steuern, ohne die Anzahl der Schalt vorgänge für die Schaltelemente, z. B. die GTO-Thyristoren, zu erhöhen.

Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel verwendet nur die Recht eckkorrektur-Betriebsart.

In diesem Ausführungsbeispiel werden eine erste Methode zum Auswählen des positiven Maximalwertes der Spannungsreferenzsi gnale V_U*, V_V* und V_W* und eine zweite Methode zum Auswählen des negativen Maximalwerts der Spannungsreferenzsignale V_U*, V_V* und V_W* verwendet, und zwar etwa alle 60° bei der Phase des U-Phasen- Spannungsreferenzsignals V_U*, in dem Betriebsart-Entscheidungs schaltkreis 2, siehe Fig. 3. Zum Beispiel wird in der ersten Methode, wenn der positive Maximalwert das U-Phasen-Spannungs referenzsignal V_U* ist, "Betriebsart = -1" ausgewählt. Wenn der negative Maximalwert das U-Phasen-Spannungsreferenzsignal V_U* ist, wird "Betriebsart = 1" ausgewählt.

Ferner wandelt der Spannungsreferenzumform-Schaltkreis 3 die Spannungsreferenzsignale V_U*, V_V* und V_W* gemäß der in dem Be triebsartentscheidungs-Schaltkreis 2 ausgewählten Betriebsart in neue Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** um.

Beispielsweise werden im Fall von "Betriebsart = 1" neue Span nungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** nach den Ausdrücken (16) bis (18) erhalten. Ferner ergeben sich im Fall "Betriebsart = -1" neue Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** gemäß den Aus drücken (19) bis (21).

Folglich sind die neuen Spannungsreferenzsignale in der Phasen spannung unstetig, aber die neuen Spannungsreferenzsignale können eine stetige Sinuskurve in der Leitungsspannung bilden, die die Differenz zwischen den Phasenspannungen ist.

Als nächstes wird unter bezug auf Fig. 14 ein viertes Ausfüh rungsbeispiel beschrieben.

Wie in Fig. 14 gezeigt, sind in dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Schalttimingauswahl-Schaltkreis 4, der Timing- und Trägervergleichs-Schaltkreis 5 und die ersten Datenverriege lungsschaltung 7 weggelassen. Anstelle des Schalttiming-Schalt kreises 6 ist ein Timingschaltkreis 6A vorgesehen.

Der Timing-Schaltkreis 6A ändert das Spannungsreferenzsignal zu den festen Timings 0X und 2X und kann mit einer einfachen NOR-Schaltung implementiert sein.

In diesem Fall werden die Pulsbreiten des minimalen Spannungs referenzsignals V_min und des maximalen Spannungsreferenzsignals V_max so gesetzt, daß sie zweimal so groß sind wie die minimale EIN-Pulsbreite und die minimale AUS-Pulsbreite, weil bei den Timings 0X und 2X, wenn die Spannungsreferenz geändert wird, ein Puls erzeugt wird, der eine halb so große Breite wie die minima le EIN-Pulsbreite oder die minimale AUS-Pulsbreite hat, siehe Fig. 11(c) und 11(d).

Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Lei tungsspannung linear über den gesamten Bereich der Ausgangsspan nung zu steuern.

Als nächstes wird ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter bezug auf Fig. 15 beschrieben.

In diesem fünften Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zu den Elementen des vierten Ausführungsbeispiels ein Pegelerfassungs- Schaltkreis 11 und ein Pulskorrektur-Schaltkreis 12 vorgesehen.

Der Pegelerfassungs-Schaltkreis 11 unterscheidet, ob die neuen Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** nahe dem Nullpunkt oder nahe dem maximalen Spannungswert sind.

Der Pulskorrektur-Schaltkreis 12 entfernt einen Puls oder legt die Pulsbreite auf die minimale EIN-Pulsbreite oder die minimale AUS-Pulsbreite fest.

Der Puls wird erzeugt, wenn die Spannungsreferenz sich ändert, und er hat eine halbe Breite (T_1/2 in Fig. 11(c)) wie die mini male EIN-Pulsbreite oder die minimale AUS-Pulsbreite.

Als nächstes wird unter bezug auf die Fig. 16 und 17 eine Methode zum Bestimmen der Betriebsart während der Rechteck-Be triebsart als ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

In diesem Ausführungsbeispiel wird ein periodischer Taktpuls gezählt, wenn die Betriebsart in die Rechteck-Betriebsart ge ändert wird. Immer wenn die gezählte Anzahl eine vorbestimmte Anzahl von Taktpulsen erreicht, wird die gezählte Anzahl initia lisiert und das Vorzeichen der Flagge PNFLG geändert. Als Ergeb nis kann der Typ der Betriebsart an dem Vorzeichen von PNFLG erkannt werden. Als Betriebsarten kommen hier die sechs Arten "Betriebsart = ± 1" bis "Betriebsart = ± 3" vor.

Bei dieser Methode wechselt das Vorzeichen von PNFLG periodisch. Die Änderung steht in keinem Bezug zur Frequenz der Spannungs frequenzsignale V_U*, V_V* und V_W*. Dieses Verfahren wird "Zeitände rungsmethode der Rechteck-Betriebsart" genannt.

Ein Beispiel der Kurvenform, die sich ergibt, wenn das Vorzei hen von PNFLG alle 20 ms unter Verwendung des obigen Verfahrens geändert wird, ist in Fig. 17 dargestellt.

Weil die an der positiven Seite und der negativen Seite vorgese henen Schaltelemente (GOT-Thyristoren) ohne Beziehung zu der Frequenz der Spannungsreferenzsignale V_U*, V_V* und V_W* in den EIN-Zustand gelangen, kann gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Bereich der Temperaturvariationen der Schaltelemente so kontrolliert werden, daß er klein ist.

Folglich ist die Effizienz beim Betreiben eines Inverters stark verbessert.

Als nächstes wird unter bezug auf Fig. 18 ein siebtes Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Wenn die Betriebsart in die Rechteck-Betriebsart geändert wird, unterscheidet das System, ob die Frequenz der Änderungen in den Spannungsreferenzsignalen V_U*, V_V* und V_W* größer ist als ein vorgegebener Wert oder nicht, siehe Fig. 18. Wenn die Frequenz gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als der vorgegebene Wert ist, wird als Ergebnis die Entscheidung für die Betriebsart so durchgeführt, wie in Fig. 5(b) beschrieben. Wenn die Fre quenz kleiner ist als der vorgegebene Wert, wird die Entschei dung für die Betriebsart so durchgeführt, wie in Fig. 16 be schrieben.

Ein Beispiel für eine Kurvenform ist in Fig. 19 dargestellt. In diesem Beispiel wird die Kurvenform erzeugt, wenn sich die Fre quenz der Spannungsreferenz von 5 Hz auf 10 Hz ändert und die Zeitänderungsmethode zu der 60°-Änderungsmethode nahe 8,3 Hz geändert wird.

Gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel ist es möglich, im Bereich niedriger Frequenzen oder während der Ausgabe von Gleichspannung infolge der Zeitänderungsmethode den Anstieg der Temperatur der Schaltelemente zu kontrollieren.

Demgemäß wird die Effizienz der Arbeitsweise verbessert.

Im normalen Frequenzbereich nimmt die Anzahl der erforderlichen Schaltvorgänge für die Schaltelemente, wie z. B. den GTO-Thyri stor, stark ab.

Folglich ist es möglich, den Inverter auf eine effiziente Weise zu betreiben.

Als nächstes wird unter bezug auf Fig. 20 ein achtes Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Fig. 20 zeigt einen neutralpunktgeklemmten Inverter, der eine PWM-Steuerung verwendet. Eine Steuereinheit 201 gibt Spannungs referenzsignale V_U*, V_V* und V_W* aus und steuert einen Inverter (nicht gezeigt). Ein Betriebsartentscheidungs-Schaltkreis 202 setzt bei jeder positiven oder negativen Periode T von V** eine 1 oder -1 in ein sich positiv/negativ änderndes Signal PNFLG. Die Periode wird mittels eines Timers oder Zählers (nicht ge zeigt), der einen Index i wie in Fig. 21 gezeigt erhöht, in einer Weise ähnlich wie in Fig. 16 zeitlich festgelegt.

Wenn das Signal PNFLG gleich 1 ist, wird ein Spannungsreferenz signal, das den positiven Maximalwert der drei Signale V_U*, V_V* und V_W* hat, ausgewählt. Wenn das ausgewählte Signal V_U* ist, wird "Betriebsart 1" ausgewählt. Wenn das ausgewählte Signal V_V* oder V_W* ist, wird "Betriebsart 2" bzw. "Betriebsart 3" gewählt. Wenn das Signal PNFLG gleich -1 ist, wird zusätzlich das Spannungs referenzsignal, das den negativen Maximalwert der drei Signale V_U*, V_V* und V_W* hat, ausgewählt. Wenn das ausgewählte Signal V_U*, V_V* oder V_W* ist, wird "Betriebsart -1", "Betriebsart -2" bzw. "Betriebsart -3" gewählt.

Demgemäß gibt der Betriebsartentscheidungs-Schaltkreis 202 einen der möglichen sechs Typen von Betriebsarten aus, wie oben be schrieben.

Ein Spannungsreferenzumform-Schaltkreis 203 korrigiert die Span nungsreferenzsignale V_U*, V_V* und V_W* und gibt gemäß den obigen Betriebsarten neue Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** aus. Ein Beispiel für die U-Phase lautet wie folgt; die Beziehungen für die anderen Phasen ergeben sich auf ähnliche Weise.

(1) Betriebsart = 1:
Wenn V_U* der positive Maximalwert der drei Signale ist.

V_U** = V_max (22)

V_V** = V_max - (V_U* - V_V*) (23)

V_W** = V_max - (V_U* - V_W*) (24)

(2) Betriebsart = -1:
Wenn V_U* der negative Maximalwert der drei Signale ist.

V_U** = -V_max (25)

V_V** = -V_max - (V_U* - V_V*) (26)

V_W** = -V_max - (V_U* - V_W*) (27)

V_max bedeutet die maximale Spannungsfrequenz.

Fig. 22 zeigt Kurvenformen der Spannungsreferenzsignale, wobei die Phasenspannungen und die Leitungsspannungen gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung verlaufen.

Die Steuereinheit 201, der Betriebsartentscheidungs-Schaltkreis 202 und der Spannungsreferenzumform-Schaltkreis 203 können über einen programmierten Datenprozessor wie einen Mikroprozessor über Software implementiert sein. Diese Elemente können daher als CPU 205 ausgewiesen sein.

Wie oben beschrieben, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Spannungsreferenz unstetig in der Phasenspannung; die neuen Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** können jedoch eine stetige Sinuskurve in der Leitungsspannung bilden, die die Dif ferenz zwischen den Phasenspannungen ist.

Ein Komparator 204 vergleicht die neuen Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** aus dem Spannungsreferenzumform-Schaltkreis 203 mit den Trägersignalen und erzeugt ein Gatesignal, wenn die Referenzsignale die Trägersignale kreuzen.

Demgemäß werden die Spannungsreferenzsignale V_U*, V_V* und und V_W* nicht als ein Puls, dessen Breite gleich ist wie oder kleiner ist als die minimale EIN-Pulsbreite, von dem Spannungsreferen zumform-Schaltkreis 203 ausgegeben. Ferner wird die Leitungs spannung in neue Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** bzw. V_W** umgewandelt. Die Leitungsspannungssignale entsprechend V_U**, V_V** und V_W** bilden eine stetige Sinuskurve.

Wenn die Ausgabefrequenz von dem Inverter im Bereich niedriger Spannungen liegt, ist folglich der Anstieg in der Temperatur der Schaltelemente, wie GTO-Thyristoren, begrenzt, und es ist mög lich, die ausgegebene Leitungsspannung linear zu steuern.

Als nächstes wird ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

In diesem Ausführungsbeispiel wird in dem Betriebsartentschei dungs-Schaltkreis 202 (in Fig. 20 gezeigt) ein positives/nega tives Änderungssignal PNFLG auf "+1" oder "-1" gesetzt, und zwar bei jeder sich positiv/negativ ändernden Periode T von einem Timer (nicht gezeigt). Dann werden infolge des positiven/negati ven Änderungssignals PNFLG unter Verwendung der folgenden Aus drücke die Spannungsreferenzsignale V_U*, V_V* und V_W* zu einer festen Spannungsreferenz addiert, und es werden neue Spannungs referenzsignale V_U**, V_V** und V_W** erhalten, wie in Fig. 23 ge zeigt.

Alle neuen Spannungsreferenzsignale V_U**, V_V** und V_W** werden bei jeder sich positiv/negativ ändernden Periode T nach positiv oder negativ geändert.

(1) Wenn PNFLG "1" ist:

V_U** = V_U* + 1/2 · V_max (28)

V_V** = V_V* + 1/2 · V_max (29)

V_W** = V_W* + 1/2 · V_max (30)

(2) Wenn PNFLG "-1" ist:

V_U** = V_U* - 1/2 · V_max (31)

V_V** = V_V* - 1/2 · V_max (32)

V_W** = V_W* - 1/2 · V_max (33)

V_max bedeutet die maximale Spannungsreferenz, und V_U* ist gleich 1/2 V_max oder weniger. In Absolutbeträgen ausgedrückt, ist V** somit kleiner gleich V_max.

Das neunte Ausführungsbeispiel der Erfindung hat den Vorteil einer besonders einfachen Konstruktion. Wenn die Ausgangsfre quenz von dem Inverter im Bereich niedriger Werte liegt, ist der Anstieg der Temperatur der Schaltelemente, wie von GTO-Thyristo ren, begrenzt, und es ist möglich, die ausgegebene Leitungsspan nung linear zu steuern.

Die vorliegende Erfindung ist, um eine anschauliche Beschreibung zu gewährleisten, über Blockdiagramme von Hardware dargestellt. Es ist jedoch klar, daß bei der Realisierung der Erfindung auch arithmetische Operationen verwendet werden können, die mittels Software unter Benutzung eines Mikrocomputers oder einer ähn lichen Komponente ausgeführt werden können.

Weiterhin ist in den obigen Ausführungsbeispielen die vorliegen de Erfindung auf eine Invertervorrichtung zum Umwandeln von Gleichspannung in Wechselspannung angewendet. Wie für einen Fachmann klar ist, ist die vorliegende Erfindung jedoch glei chermaßen auf eine Umformervorrichtung zum Umwandeln von Wech selspannung in Gleichspannung anwendbar.

Claims

1. Verfahren zum Steuern eines Inverters, der eine Anzahl von Phasenspannungen und eine entsprechende Anzahl von Leitungs spannungen, die als die Differenzen zwischen den Phasenspan nungen definiert sind, erzeugt, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
Erzeugen von Spannungsreferenzsignalen mit mehrfachen Phasen;
Bestimmen einer Betriebsart des Inverters, ausgewählt aus (1) einer normalen Betriebsart, (2) einer Rechteck-Be triebsart und (3) einer Nullkorrektur-Betriebsart, in Ant wort auf die Werte und Polaritäten der Spannungsreferenzen;
Verwenden der Spannungsreferenzen während der normalen Betriebsart als Referenzwert zum Steuern des Inverters; und
in wenigstens einer der bestimmten Rechteck-Betriebsart oder Nullkorrektur-Betriebsart, Umwandeln der Spannungsrefe renzsignale in umgeformte Spannungsreferenzsignale gemäß einem vorgewählten Algorithmus, so daß jede Phasenspannung, die auf den umgeformten Spannungsreferenzsignalen basiert, eine kontrollierte Pulsbreite hat, die größer ist als oder gleich groß ist wie eine vorbestimmte minimale Breite, und so daß sich die resultierenden Leitungsspannungen im Ver gleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Erzeugen der Spannungsreferenzsignale ein Erzeu gen von Spannungsreferenzsignalen mit drei Phasen aufweist, und daß das Verfahren weiterhin folgende Schritte aufweist:
Bestimmen der normalen Betriebsart, wenn alle drei Phasen der Spannungsreferenzsignale oberhalb eines vorge wählten Wertes liegen;
Bestimmen der Rechteck-Betriebsart, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen vorliegt: (1) wenigstens zwei Phasen der Spannungsreferenzsignale sind kleiner als oder gleich groß wie der vorgewählte Wert, und (2) wenigstens zwei Phasen der Spannungsreferenzsignale sind kleiner als oder gleich groß wie zweimal der vorgewählte Wert und die Vorzeichen dieser wenigstens zwei Phasen der Spannungsrefe renzsignale haben in bezug aufeinander verschiedene Polari täten; und
Bestimmen der Nullkorrektur-Betriebsart, wenn die Span nungsreferenz einer Phase der Spannungsreferenzsignale klei ner ist als oder gleich groß ist wie der vorgewählte Wert und wenn die anderen beiden Phasen der Spannungsreferenzsi gnale kleiner sind als oder gleich groß sind wie zweimal der vorgewählte Wert und dieselbe Polarität haben.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umgeformten Spannungsreferenzsignale Phasen entspre chend den Phasen der Spannungsreferenzsignale haben und daß der Schritt zum Umwandeln der Spannungsreferenzsignale in die umgeformten Spannungsreferenzsignale in der Rechteck- Betriebsart die folgenden Schritte aufweist:
Auswählen der Phase der Spannungsreferenzsignale, die den größten Absolutwert hat, und
Festlegen der Phase des umgeformten Spannungsreferenz signals entsprechend der ausgewählten Phase auf einen vor bestimmten Wert, V_min, wobei V_min das in bezug auf die ausge wählte Phase entgegengesetzte Vorzeichen hat, und Festlegen der anderen Phasen der umgeformten Spannungsreferenzsignale so, daß die resultierenden Leitungsspannungen sich im Ver gleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umgeformten Spannungsreferenzsignale Phasen V_U**, V_V** und V_W** entsprechend den Phasen V_U*, V_V* bzw. V_W* der Span nungsreferenzsignale haben und daß der Schritt zum Umwandeln der Spannungsreferenzsignale in die umgeformten Spannungs referenzsignale in der Rechteck-Betriebsart die folgenden Schritte aufweist:

a) wenn das Spannungsreferenzsignal V_U* das größte der drei Phasen ist und positiv ist, Setzen der Werte der kor rigierten Spannungsreferenzsignale nach den folgenden Bezie hungen: V_U** = -V_minV_V** = -V_min - (V_U* - V_V*)V_W** = -V_min - (V_U* - V_W*), undwenn das Spannungsreferenzsignal V_U* das größte der drei Phasen ist und negativ ist, Setzen der Werte der korrigier ten Spannungsreferenzsignale nach den folgenden Beziehungen:V_U** = V_minV_V** = V_min - (V_U* - V_V*)V_W** = V_min - (V_U* - V_W*),wobei V_min ein vorbestimmter Wert ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umgeformten Spannungsreferenzsignale Phasen V_U**, V_V** und V_W** entsprechend den Phasen V_U*, V_V* bzw. V_W* der Span nungsreferenzsignale haben und daß der Schritt zum Umwandeln der Spannungsreferenzsignale in die umgeformten Spannungs referenzsignale in der Rechteck-Betriebsart die folgenden Schritte aufweist:

a) wenn das Spannungsreferenzsignal V_U* das größte der drei Phasen ist und positiv ist, Setzen der Werte der kor rigierten Spannungsreferenzsignale nach den folgenden Bezie hungen: V_U** = 0V_V** = -V_min - (V_U* - V_V*)V_W** = -V_min - (V_U* - V_W*), undwenn das Spannungsreferenzsignal V_U* das größte der drei Phasen ist und negativ ist, Setzen der Werte der korrigier ten Spannungsreferenzsignale nach den folgenden Beziehungen: V_U** = 0V_V** = V_min - (V_U* - V_V*)V_W** = V_min - (V_U* - V_W*),wobei V_min ein vorbestimmter Wert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Umwandeln der Spannungsreferenzsignale in die umgeformten Spannungsreferenzsignale in der Rechteck- Betriebsart stattfindet entweder (1) zu einer festen Zeit, wenn die Frequenz der Spannungsreferenzsignale kleiner ist als ein vorher festgelegter Wert, oder (2) zu einer Zeit, die durch eine vorbestimmte Phase der Spannungsreferenzsi gnale bestimmt wird, wenn die Frequenz der Spannungsrefe renzsignale größer ist als oder gleich groß ist wie der vorher festgelegte Wert.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Umwandeln der Spannungsreferenzsignale in umge formte Spannungsreferenzsignale in der Rechteck-Betriebsart stattfindet entweder (1) zu einer festen Zeit, wenn die Frequenz der Spannungsreferenzsignale kleiner ist als ein vorher festgelegter Wert, oder (2) zu einer Zeit, die durch eine vorbestimmte Phase der Spannungsreferenzsignale be stimmt wird, wenn die Frequenz der Spannungsreferenzsignale größer ist als oder gleich groß ist wie der vorher festge legte Wert.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Umwandeln der Spannungsreferenzsignale in die umgeformten Spannungsreferenzsignale in der Rechteck-Be triebsart stattfindet entweder (1) zu einer festen Zeit, wenn die Frequenz der Spannungsreferenzsignale kleiner ist als ein vorher festgelegter Wert, oder (2) zu einer Zeit, die durch eine vorbestimmte Phase der Spannungsreferenzsi gnale bestimmt wird, wenn die Frequenz der Spannungsrefe renzsignale größer ist als oder gleich groß ist wie der vorher festgelegte Wert.

9. Verfahren zum Steuern eines Inverters, der eine Anzahl von Phasenspannungen und eine entsprechende Anzahl von Leitungs spannungen, die als die Differenzen zwischen den Phasenspan nungen definiert sind, erzeugt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Erzeugen von Spannungsreferenzsignalen mit einer Anzahl von Phasen;
b) Auswählen der Phase des Spannungsreferenzsignals, das den am meisten positiven Wert hat;
c) Umwandeln der ausgewählten Phase in eine Phase eines umgeformten Spannungsreferenzsignals, das entweder (1) einen vorgewählten minimalen Wert hat, der negativ ist, oder (2) einen vorgewählten Wert hat, der Null ist;
d) Umwandeln der anderen Phasen der Spannungsreferenz signale in umgeformte Spannungsreferenzsignale des Inver ters, so daß die resultierenden Leitungsspannungen sich im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsi gnale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern;
e) Auswählen der Phase des Spannungsreferenzsignals, das den am meisten negativen Wert hat;
f) Umwandeln der ausgewählten Phase zu einer Phase eines umgeformten Spannungsreferenzsignals, das entweder (1) einen vorgewählten minimalen Wert hat, der positiv ist, oder (2) einen vorgewählten Wert hat, der Null ist;
g) Umwandeln der anderen Phasen der Spannungsreferenz signale in umgeformte Spannungsreferenzsignale des Inver ters, so daß die resultierenden Leitungsspannungen sich im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsi gnale erzeugten Leitungsspannungen sich nicht ändern; und
h) alternatives Umschalten zwischen den Schritten b) bis d) und den Schritten e) bis g), um den Inverter zu steu ern.

10. Inverter-Steuervorrichtung für einen Inverter, der eine Anzahl von Phasenspannungen und eine entsprechende Anzahl von Leitungsspannungen, die als die Differenzen zwischen den Phasenspannungen definiert sind, erzeugt, gekennzeichnet durch:

a) Betriebsartentscheidungs-Einrichtungen zum Bestimmen einer Betriebsart, ausgewählt aus (1) einer normalen Be triebsart, (2) einer Rechteck-Betriebsart und (3) einer Nullkorrektur-Betriebsart, in Antwort auf Werte und Polari täten von Spannungsreferenzsignalen mit mehrfachen Phasen; und
b) Spannungsreferenzumform-Einrichtungen,
- 1) die in der normalen Betriebsart zum Ausgeben der Spannungsreferenzsignale als umgeformte Spannungsrefe renzsignale, die identisch zu den Spannungsreferenzsignalen sind, arbeiten; und
- 2) die in der Rechteck- und in der Nullkorrektur- Betriebsart zum Ausgeben von korrigierten Spannungsreferenz signalen in Antwort auf die Spannungsreferenzsignale gemäß einem Algorithmus arbeiten, so daß die resultierenden Lei tungsspannungen sich im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern.

11. Inverter-Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß der Inverter ein neutralpunktgeklemmter Inver ter ist, der drei Phasenspannungen ausgibt, und daß in der Rechteck-Betriebsart die Spannungsreferenzumform-Einrich tungen eine Phase der korrigierten Spannungsreferenzsignale auf einen Nullwert festlegen.

12. Inverter-Steuervorrichtung zum Steuern eines neutralpunkt geklemmten Dreiphaseninverters, der Schaltelemente aufweist und eine Anzahl von Phasenspannungen und eine entsprechende Anzahl von Leitungsspannungen erzeugt, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Erzeugen von Spannungsreferenzsigna len mit mehrfachen Phasen;
Spannungsreferenzumform-Einrichtungen zum

1) Umwandeln der Spannungsreferenzsignale in umgeform te Spannungsreferenzsignale, wobei die Umformeinrichtungen den Wert eines korrigierten Spannungsreferenzsignals entwe der auf einen positiven Minimalwert oder einen negativen Minimalwert festlegen, wenn die Breite irgendeiner der An zahl von Phasenspannungen gleich einem Minimalwert entspre chend einer minimalen EIN-Pulsbreite der Schaltelemente wird; und
2) Umwandeln der anderen Spannungsreferenzsignale, so daß sich die resultierenden Leitungsspannungen im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeug ten Leitungsspannungen nicht ändern.

3. Inverter-Steuervorrichtung zum Steuern eines neutralpunkt geklemmten Dreiphaseninverters, wobei der Inverter eine Anzahl von Phasenspannungen und eine entsprechende Anzahl von Leitungsspannungen erzeugt, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Erzeugen von Spannungsreferenzsigna len mit mehrfachen Phasen;
ersten Spannungsreferenzumform-Einrichtungen zum Um wandeln aller Phasen der Spannungsreferenzsignale in umge formte Spannungsreferenzsignale, wobei alle eine positive Polarität haben, so daß sich die aus den umgeformten Span nungsreferenzsignalen erzeugten resultierenden Leitungsspan nungen im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungs referenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern;
zweite Spannungsreferenzumform-Einrichtungen zum Um wandeln aller Phasen der Spannungsreferenzsignale in umge formte Spannungsreferenzsignale, wobei alle eine negative Polarität haben, so daß sich die aus den umgeformten Span nungsreferenzsignalen erzeugten resultierenden Leitungsspan nungen im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungs referenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern; und
Schalteinrichtungen zum abwechselnden Steuern des In verters unter Verwendung der ersten und der zweiten Span nungsreferenzumform-Einrichtungen.

14. Inverter-Steuervorrichtung zum Steuern eines neutralpunkt geklemmten Dreiphaseninverters, wobei der Inverter drei Phasenspannungen und drei entsprechende Leitungsspannungen erzeugt, gekennzeichnet durch:
erste Steuerungsreferenzumform-Einrichtungen zum Umwan deln von zwei Phasen der Spannungsreferenzsignale in umge formte Spannungsreferenzsignale, wobei jede eine positive Polarität hat, und zum Umwandeln der anderen Phase der Span nungsreferenzsignale in ein umgeformtes Spannungsreferenzsi gnal mit einem Wert von Null, wobei die Umwandlung so er folgt, daß die aus den umgeformten Spannungsreferenzsignalen erzeugten resultierenden Leitungsspannungen sich im Ver gleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern;
zweite Spannungsreferenzumform-Einrichtungen zum Um wandeln von zwei Phasen der Spannungsreferenzsignale in umgeformte Spannungsreferenzsignale, wobei jede eine negati ve Polarität hat, und zum Umwandeln der anderen Phase der Spannungsreferenzsignale in ein umgeformtes Spannungsrefe renzsignal mit einem Wert von Null, wobei die Umwandlung so erfolgt, daß sich die aus den umgeformten Spannungsreferenz signalen erzeugten resultierenden Leitungsspannungen im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsi gnale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern; und
Schalteinrichtungen zum abwechselnden Steuern des In verters unter Verwendung der ersten und der zweiten Span nungsreferenzumform-Einrichtungen.

15. Inverter-Steuervorrichtung zum Steuern eines neutralpunkt geklemmten Dreiphaseninverters, wobei der Inverter drei Phasenspannungen und drei entsprechende Leitungsspannungen erzeugt, gekennzeichnet durch:

a) einen Generator, der Spannungsreferenzsignale mit einer Anzahl von Phasen erzeugt;
b) Einrichtungen zum Auswählen der Phase des Spannungs referenzsignals, das den am meisten positiven Wert hat;
c) Einrichtungen zum Umwandeln der ausgewählten Phase in eine Phase eines umgeformten Spannungsreferenzsignals, das einen vorgewählten positiven Maximalwert hat;
d) Einrichtungen zum Umwandeln der anderen Phasen der Spannungsreferenzsignale in umgeformte Spannungsreferenz Si gnale des Inverters, so daß sich die resultierenden Lei tungsspannungen im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern
e) Einrichtungen zum Auswählen der Phase des Spannungs referenzsignals, das den am meisten negativen Wert hat;
f) Einrichtungen zum Umwandeln der ausgewählten Phase in eine Phase eines umgeformten Spannungsreferenzsignals, das einen vorgewählten negativen Maximalwert hat;
g) Einrichtungen zum Umwandeln der anderen Phasen der Spannungsreferenzsignale in umgeformte Spannungsreferenz Si gnale des Inverters, so daß sich die resultierenden Lei tungsspannungen im Vergleich zu den unter Verwendung der Spannungsreferenzsignale erzeugten Leitungsspannungen nicht ändern; und
h) Einrichtungen zum abwechselnden Schalten zwischen den Schritten b) bis d) und den Schritten e) bis g), um den Inverter zu steuern.