FI72236B - Enligt pulsbreddsmoduleringsprincipen fungerande vaexelriktare - Google Patents
Enligt pulsbreddsmoduleringsprincipen fungerande vaexelriktare Download PDFInfo
- Publication number
- FI72236B FI72236B FI802171A FI802171A FI72236B FI 72236 B FI72236 B FI 72236B FI 802171 A FI802171 A FI 802171A FI 802171 A FI802171 A FI 802171A FI 72236 B FI72236 B FI 72236B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- frequency
- inverter
- signal
- waveform
- current
- Prior art date
Links
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 15
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/505—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/515—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/525—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
U-^Tl ΓΒ1 m,KUULUTUSjULKAISU 7097/
β^ΙΙπΡ B UTLÄGGNINGSSKRIFT /ZZOO
• (45) PV^rt r 1.3 '4 1 °7 ^ ^ ^ (51) Kv.lk.7int.Cl.* H 02 M 7/5395, H 02 P 5/**0 SUOMI—“FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 802171 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 07.07*80 (FI) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 07.07.80 (41) Tullut julkiseksi—Blivit oftentlig 1^.01 .81
Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. — 31.12.86
Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 13.07.79 Japani-Japan(JP) 88163/79 (71) Toyo Denki Seizo Kabushiki Kaisha, No 7_2, 2-chome, Yaesu, Chuo-ku,
Tokyo, Japani-Japan(JP) (72) Masakazu Kohata, Kamakura City, Takashi Sano, Yokohama City,
Ichiro Miyashita, Yamato City, Japani-Japan(JP) (7*0 Oy Koi ster Ab (5*0 Puissinleveysmodulaatioperiaatteella toimiva vaihtosuuntaaja -En 1igt pulsbreddsmoduleringsprincipen fungerande växelriktare
Esiteltävä keksintö kohdistuu pulssinleveysmodulaatioperi-aatteen (PWM) mukaan toimivaan vaihtosuuntaajaan tai modulaatio-järjestelmään PWM-muuttajalaitteessa. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee patenttivaatimuksen johdanto-osan mukaista vaihtosuuntaajaa.
Tavanomaisessa PWM-vaihtosuuntaajassa suoritetaan säätö käyttäen niinsanottua neliöaallon mukaista jännitettä saatuna katkomalla määrättyä tasajännitettä siten, että katkotun virran aaltomuoto voi muuttua jokaisen PWM-jakson aikana ja siten kommu-toiva virta vaihtelee suuresti pulssisarjojen mukaan vieläpä samoissa kuormitusolosuhteissa. Tarkemmin sanottuna, vaihtosuuntaajan yhden jakson kestoa pidennetään laskurissa verrannollisena vaihtosuuntaajan lähtötaajuuteen varrannollisella pientaajuusalueel-la. Tällöin kolmikulma-aaltosignaalien, jotka muodostavat kanto-signaalin tämän keston aikana tai pulssimoodissa, lukumäärä yleensä kasvaa pienillä nopeuksilla ja siten huippuvirta virtakommu- 2 72236 toinnissa vaimenee. Tässä tapauksessa syöttövirran aaltomuoto vaihtosuuntaajaan saa vastaavasti saman verhokäyrän kuin moottorin virta muodostettuna oleellisesti RL-piirin avulla ja kasvaa eksponentiaalisesti niin, että pulssijännitteen virta toistopuls-sien jokaisessa päätejaksossa kasvaa myös eksponentiaalisesti myös pulssimoodin edellämainitun kasvun aikana. Tästä syystä vaih-tosuuntaajalaitteen muodostavat tyristori- ja kommutointipiirin osat täytyy valita kestämään maksimivirta. Vaihtosuuntaajalaitteen syöttövirran taajuuskomponentteihin sisältyy korkeampia harmonisia komponentteja, jotka ovat 6-kertaisia vaihtosuuntaajan lähtötaajuuteen verrattuna edellämainitun katkotaajuuden lisäksi, koska syöttövirta virtaa syöttöverkosta suodattimen lävitse kolmivaiheisena täysaaltotasasuunnattuna moottorivirtana yleensä vaihtosuuntaajaa käyttäen. Tästä syystä matalan taajuuden aikana, kuten käynnistyshetkellä, syöttövirta ei ole ehkä riittävästi suodattanut suodattimen tehokkuuden heikkenemisen vuoksi niin, että syöttövirta voi sisältää hurinakomponentin. Lisäksi paluutien muodostavassa virtakiskossa, jossa vaihtosuuntajan syöttövirta kulkee, kulkee myös varmistussignaalivirta, joka yleensä on verkkotaajuinen . Täten, jos sähköjunassa käytetään PWM-vaihtosuuntaajaa, var-mistussignaalijärjestelmän taajuusalue läpäisee laitteen matala-taajuusalueella, erikoisesti käynnistyshetkellä, koska suodattimen teho laskee näin pienillä taajuuksilla ja voi esiintyä määrättyjä signaalivirheitä.
Ruotsalaisesta kuulutusjulkaisusta 410 683 on tunnettua verrata keskenään kolmiomaista kantoaaltosignaalia sahanteräaal-toon, jotta saataisiin pienenevän pulssileveyden omaava ohjaussignaali staattorin virtavektorin säätämiseksi. Sahanteräaalto muodostetaan mm. integraattorista ja bistabiilin kiikun ohjaamista kytkimistä koostuvalla laitteella tai vaihtoehtoisesti generaattorilla, joka käsittää mm. kuusi erillistä JA-porttia, joista kukin ohjaa omaa kytkintänsä. Toteutus on siten varsin monimutkainen .
Esiteltävän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan modulaatio järjestelmä , jossa edellä kuvattuja puutteita ei ole, ja jossa vähennetään vaihtosuuntaajan virran kommutointitehoa ja pienennetään virran pieniharmonista komponenttia pienikokoisen, 3 72236 kevyen ja samalla rakenteeltaan yksinkertaisen laitteen aikaansaamiseksi.
Tämä saavutetaan alussa viitatun kaltaisessa vaihtosuuntaajassa siten, että funktiogeneraattori on suunniteltu synnyttämään tasosignaalin, joka on sahanteräaalto, jolla on eksponentiaalinen nousu tai lasku.
Keksintöä esitellään seuraavassa mukaanliitettyihin piirok-siin viitaten, joista kuvio 1 on lohkokaavio tyypillisestä tavanomaisesta modu-lointilaitteen piirijärjestelystä; kuvio 2 on aaltomuotokaavio eri osille kuviossa 1 esitetyn laitteen toiminnan selventämiseksi; kuvio 3 on lohkokaavio esiteltävän keksinnön mukaisesta vaihtosuuntaajan modulointilaitteesta; kuvio 4 on signaalin aaltomuotokaavio kuvion 3 mukaisen laitteen toiminnan esittämiseksi; kuviot 5-7 ovat aaltomuotokaavioita vaihtosuuntaajalaitteen modulaattorin toiminnan esittämiseksi; ja kuvio 8 on lohkokaavio esiteltävän keksinnön mukaisesta modifioidusta toteutuksesta.
Keksintöä esitellään seuraavassa mukaanliitettyihin piirroksiin viitaten. Selvän käsityksen saamiseksi keksinnöstä esitellään ensin kuvioissa 1 ja 2 esitetty tavanomainen laite.
Kuviossa 1 on esitetty lohkokaavio tavanomaista tyyppiä olevan vaihtosuuntaajalaitteen modulaattoriosan perusrakenteesta.
Tässä kuviossa 1 tarkoittaa oskillaattoria, 2 taajuusjakajaa, 3 kolmivaiheista signaalijakolaitetta, 4 kolmikulma-aaltogeneraat-toria, 5 modulaattoria, 6 porttiohjainta, 7 vaihtosuuntaajaa ja 8 on vaihtovirtamoottori.
Kuviossa 1 esitetyn laitteen toiminta selvitetään kuviossa 2 esitettyjen aaltomuotojen avulla.
Taajuuskäsky vaihtosuuntaajalaitteen toimintataajuuden muodostamiseksi syötetään oskilaattoriin 1 ja tämä oskilaattori 1 muodostaa pulssisarjoja, joiden taajuus on kokonainen monikerta toimintataajuudesta. Taajuusjakaja 2 jakaa mainitun pulssitaajuu-den pienimmäksi tarvittavaksi multipleksitaajuudeksi vaihtosuuntaa- 4 72236 jän 7 vastaavan vaihejännitesignaalin muodostamiseksi ja syöttää sen kolmikulma-aaltogeneraattoriin 4. Toisaalta kolmivaiheinen signaalijakolaite 3 saa myös taajuusjakajän 2 lähtöpulssisarjän ja muuttaa sen vastaavaksi vaihesignaaliksi.
Samanaikaisesti kolmivaiheiseen signaalijakolaitteeseen 3 syötetään modulaattorin 5 lähtösignaali katkokäskvnä A^ ja moduloi se mainitun vastaavan vaihesignaalin tämän käskyn mukaan. Kolmivaiheisen signaalijakolaitteen 3 lähtösignaaliin perustuen saadaan porttisäätäjästä 6 porttisignaali vaihtosuuntaajan 7 jokaisen vaiheen kytkinelementtiä varten muodostettuna esimerkiksi tyristorin avulla. Tämä porttisäätäjä 6 voi muodostaa myös signaalin vaihto-suuntajaan 7 muodostavan kytkinelementin virran kommutointitoimin-nan säätämiseksi, josa elementti vaatii tällaista virran kommutoin-tia. Edellämainittu katkokäsky A^ voidaan saada aikaan seuraavalla tavalla.
Kolmiomuotoisen aallon kantosignaalia A^ kolmikulma-aalto-genraattorin 4 lähdössä verrataan jännitekäskynä olevan vakiojännitteen tasosignaaliin A2 ja esimerkiksi jos kantosignaali A^ on suurempi kuin tasosignaali modulaattorin 5 lähtö saa loogi sen arvon "L" ja vuorostaan, jos tasosignaali on suurempi kuin kantosignaali A^, modulaattorin 5 lähtö saa loogisen arvon "H". Edelläesitetyllä tavalla saadun katkokäskyn A^ mukaan moduloidaan kolmivaihesignaalijakolaitteen 3 jokaista vaihejännitesignaalia. Yksi vaihejänniteaaltomuoto V^, joka syötetään moottorin kytkin-napojen U ja V väliin, on esimerkiksi kuviossa 2 (c) esitetyn mukainen. Jännitettä, joka syötetään moottorin kytkinnapojen V ja W väliin viivästettynä 60° suuruisella vaihesiirrolla mainitun jän-niteaaltomuodon suhteen, esittää kuvion 2 (d) mukainen vaihe-aaltomuoto V2· Virran aaltomuoto 1^, joka virtaa vaihtovirtamoot-torin 8 lävitse kytkettäessä vaihejänniteaaltomuoto V2, on esitetty kuviossa 2 (e). Koska kantoaaltosignaalin A^ täytyy olla vaihto-suuntaa jalaitteen toimintataajuuden kokonainen monikerta, muodostetaan taajuusjakaja 2 yleensä seuraavalla tavalla. Esimerkiksi yksinkertaisin piirijärjestely, kuten elektroniikan asiantuntijat hyvin tietävät, on suorittaa taajuusjako puoleen ensimmäisessä asteessa ja suorittaa seuraava jako neljäsosaan toisessa asteessa 5 72236 tai yleensä jakaa luvulla 2 n (n = asteiden lukumäärä ja n = 1,2,3) jokaisessa seuraavassa asteessa. Jos oletamme, että asteiden lukumäärä on 4 (n = 4), viimeisen lähtöasteen lähtötaajuu-deksi tulee 1/16 syöttöpulssitaajuudesta. Välilähtöinä voidaan saada myös 1/2, 1/4 tai 1/8 syöttötaajuudesta. Tämän mukaan ja näitä tahdistuspulsseja käyttäen ohjataan kolmikulma-aaltogene-raattoria 4 ja voidaan saada haluttu kolmikulmainen aaltosignaali laitteen toimintataajuuden kokonaisena monikertana.
Edelläesitetyn tavanomaisen vaihtosuuntaajalaitteen modu-lointijärjestelmän mukaisesti vaihtomuuntajan virran aaltomuoto 1/6 vaihtosuuntaajan jakson aikana ajankohdasta t^ ajankohtaan t2 voi olla kuviossa 2 (e) esitetyn mukainen, joka kasvaa ajan mukana. Vaihtosuuntaajaan 7 virtaava DC-syöttövirta on täysiaaltotasasuun-natun vastaavan vaihevirran suuruinen ja sen toistuva aaltomuoto on kuviossa 2 (e) vinoviivoituksella esitetyn osan muotoinen.
Kuten tästä esimerkistä voidaan havaita, virta-arvojen ero alussa ja lopussa jaksoa, joka alkaa ajankohtana t^ ja päättyy ajankohtana vastaa vaihtosuuntaajan syöttövirran hurinakomponenttia sisältäen vaihtosuuntajän lähtötaajuuden kuusinkertaisia harmonisia arvoja. Tämä aiheuttaa kasvun kommutointivirtaan katkojakson päättyessä. Lisäksi edellämainittu hurinakomponentti voi aiheuttaa hankaluuksia turvallisuussignaalijärjestelmässä, vaikka suodin poistaa huomattavan osan siitä.
Kuviossa 3 on esitetty esiteltävän keksinnön mukaisen vaihto-suuntaa jalaitteen modulaattoriosa, jossa 9 on laukaisupulssigene-raattori ja 10 on funktiogeneraattori. Kuviossa 3 kuvaa 1 vastaavasti osat merkitty samoilla viitenumeroilla. Kuviossa 4 on esitetty aaltorauotokaavioita kuvion 3 toiminnan selvittämiseksi.
Kuviossa 3 esitetty laukaisupulssigeneraattori 9 muodostaa laukaisupulsseja A^, jotka ovat leveydeltään erittäin kapeita, etukäteen määrättyinä ajankohtina ajankohtina tahdistettuina vaihtosuuntaajan lähtötaajuuden mukaan. Funktiogeneraattori 10 on muodostettu antamaan lähtösignaali, jonka aikafunktio alkaa alkuarvosta laukaisupulssin esiintyessä. Yleensä tämä generaattori 10 on eksponentiaalista tyyppiä ja se käsittää kondensaattorin C ja vastuksen R vastaten RC-yhdistelmän purkauskäyrää. Edelläesite-tyssä rakenteessa voidaan kondensaattori C varata riittävästi Τ'* — 6 72236 erittäin kapean pulssileveyden omaavan laukaisupulssin avulla, jos laukaisupulssigeneraattorin lähtöimpedanssi tehdään pieneksi. Kondensaattorin C varaamisen jälkeen muuttuu laukaisupulssigeneraattorin lähtöjännite nollaksi. Kaikki diodin D kautta kondensaattoriin C varastoitu varaus purkautuu vastuksen R kautta ja kondensaattorin C napajännite muuttuu eksponentiaalisesti. Tämä vastus R voi olla kiinteä, jos vakiojännitteiseen tasosignaaliin A2 lisättävän funktioaaltomuodon amplitudi voidaan etukäteen valita moottorin ominaisuuksien mukaan. Tämän kiinteän vastuksen arvon tulee olla sellainen, että saadaan haluttu jännitteen jako-suhde ja sopiva vastus purkausta varten. Edelläesitetyllä tavalla muodostetun funktiogeneraattorin 10 lähtö lasketaan yhteen taso-signaalin A2 kanssa, joka on sama kuin kuviossa 1, yhteenlasku-laitteessa 11 ja saadaan kuviossa 4 (b) esitetty eksponentiaalisen funktion aaltomuoto Ag .
Täten vaihtosuuntaajan syöttövirta saa kuviossa 4 (e) vino-viivoitetun osa esittämän aaltomuodon. Virran aaltomuoto 1^ vaihte-lee pienen alkuarvon ja suuren pulssileveyden omaavasta suuren alkuarvon ja kapean pulssileveyden omaavaan muotoon. Vinoviivoite-tun alueen kokonaispinta-ala on likimain sama molemmilla pulsseilla, täten voidaan saada likimain samansuuruinen vaihtosuuntaajan syöttövirran keskiarvo. Esiteltävän keksinnön edelläesitetty to-tegtus voi toimia samalla tavalla kuin kuviossa 1 esitetty tavanomainen laite syöttämällä keskeytyskäsky A^ laukaisupulssigeneraattorin ohjausnapaan ja keskeyttäen täten pulssien muodostamisen.
Siten jos suodatusteho on riittävä vaihtosuuntaajalaitteen taajuuden kasvun vuoksi tai jos esiteltävän keksinnön vaikutusta ei vaadita katkokäskyn A^ pulssien lukumäärän vähentyessä hieman, voidaan esiteltävän keksinnön mukainen toiminta keskeyttää. On erittäin helppoa muuttaa funktiogeneraattorin 10 lähtöaaltomuoto sahan-terämuotoon tai muun funktion aaltomuotoon sen muodostamaa funktiota käyttäen. On myös helppoa muuttaa lähtösignaalia vastaamaan vaihtosuuntaa jalaitteen lähtötaajuuden muutoksia, niin että saadaan aina samanlainen aaltomuoto.
Esiteltävän keksinnön modulointijärjestelmän edut esitetään yksityiskohtaisemmin kuvioihin 5-7 viitaten.
7 72236
Kuviossa 5 on esitetty vaihtosuuntaajalaitteen syöttövirran aaltomuoto kuviossa 1 esitetyn tavanomaisen järjestelmän suhteen, jossa tasavälinen pulssinleveysmodulointi suoritetaan moduloimalla tasosignaalia A2 ja kantosignaalia A^ · Tässä alan aikaisemmassa järjestelmässä vaihtosuuntaajalaitteen syöttövirran aaltomuoto muuttuu eksponentiaalisesti. Tässä asteessa kulkeva keskimääräinen virta on esitetty merkillä W ja vaihtosuuntaajan lähtötaajuuteen verrattuna kuusinkertaisen taajuuden omaava virta kulkee piirissä tätä verhokäyrää B vastaten.
Kuviossa 6 on esitetty esiteltävän keksinnön mukaisesti valmistetun vaihtosuuntaajalaitteen syöttövirtamuodot. Kuvio 6(a) ja kuvio 6(b) esittävät vastaavasti tapausta, jossa on käytetty kuviossa 4 esitettyä eksponentiaalista funktioaaltomuotoa.
Toteutuksessa, jossa käytetään kuviossa 6(a) esitettyä eksponentiaalisen funktion aaltomuotoa A^, tasosignaalin taajuus on kuusinkertainen vaihtosuuntaajan lähtötaajuuteen (n = 3, n = 1) verrattuna ja kantosignaalin A^ taajuus on edelleen sen monikerta, esitetyssä esimerkissä 48-kertainen. Pulssinleveys T määrätään kantosignaalin A^ ja eksponentiaalisen aaltomuodon A^ leikkauspisteen mukaan. Pulssileveys pienenee eksponentiaalisesti, kuten piirroksessa on esitetty ja vaihtosuuntaajalaitteen syöttövirran keskimääräinen arvo jokaista pulssia varten voidaan tehdä oleellisesti vakioksi, kuten kuviossa 6(c) on esitetty. Täten sykkivä virtakomponentti, jonka taajuus on 6-kertainen vaihtosuuntaaja-laitteen lähtötaajuuteen verrattuna, vaimenee ja samanaikaisesti kommutoiva huippuvirta vaimenee myös pulssileveyden kapenemisen vuoksi, kuten myöhemmin selitetään.
Jäljelle jäväät vielä katkotaajuuskomponentit. Kuitenkin näihin komponentteihin kohdistuvan suodatusvaikutuksen vuoksi voidaan näitä komponentteja vaimentaa niin, että suodatettu tasa virta kulkee syötössä syöttöjohdossa suodattimen tulopuolelle paluu-piiriä kohti. Tällöin tasajännitetasoa VQ säädetään siten, että normaali vaihtosuuntaajalaitteen lähtöjännite on verrannollinen vaihtosuuntaajalaitteen lähtötaajuuteen, samoin kuin tavanomaisessa modulointijärjestelmässä. Eksponentiaalisen aaltomuodon A,.
tason suuruus on sen aikavakio T voidaan myös saattaa vas-
LX
taamaan vaihtosuuntaajalaitteen lähtötaajuutta, kuten tasajännite- β 72236 taso V . Kuitenkin säätämällä vaihtosuuntajaalaitteen syöttövirran perustaajuuskomponentti minimiarvoon sillä vaihtosuuntaaja-laitteen syöttötaajuudella, joka yhtyy edellämainitun turvalli-suussignaalilaitteen toimintataajuuteen sekä säilyttämällä vakiona tasosignaalin suuruus ja sen aikavakio, vaikeuksia aiheuttavan taajuuskomponentin virta voidaan oleellisesti poistaa niin, että haluttu tarkoitus voidaan saavuttaa. Käytännössä laite voidaan suunnitella suorittamaan normaalimodulointi lähtöhetkestä, jolloin suodatusteho on huono siihen ajankohtaan asti, jolloin vaihtosuun-taajalaitteen syöttötaajuus sivuuttaa turvallisuussignaalin taajuuskaistan, mikä vastaa kaupallista verkkotaajuutta tai etukäteen määrättyä taajuutta. Tällä tavalla alemmat harmoniset komponentit voidaan vaimentaa häiritsevän virtakomponentin pienentämiseksi turvallisuussignaalilaitteeseen. Vaihtosuuntaajalaitteen 7 käsittävä laitekokonaisuus voidaan miniatyrisoida ja voidaan saada kevytpainoinen laite tarvitsematta suurentaa suodatuskykyä. Täten esiteltävän keksinnön mukainen laite soveltuu erikoisen hyvin vaihtosuuntaajalaitteeseen sähköjunissa käytettäväksi.
Kuviossa 6 (b) esitetty eksponentiaalinen aaltomuoto A^ on vaihtoehto kuvion 6 (a) tapaukselle ja käytettäessä tätä aaltomuotoa A^ voidaan saada sama modulointitulos. Nimittäin eksponentiaalisen aaltomuodon A^ ja kantosignaalin A^ napaisuudet on molemmat käännetty, pulssitaajuus on valittu alueella, jossa kantosignaali A^ on pienempi kuin tasosignaali Ag2 eksponentiaalisessa aaltomuodossa ja voidaan saavuttaa kuviossa 6 (c) esitetty pulssileveys T. Käytännössä kuviossa 3 esitetyssä piirijärjestelyssä kolmikulma-aaltogeneraattorin 4 lähtösignaali, yhteenlasku-laitteen 11 tasajännitetaso Vq ja funktiogeneraattorin 10 lähtö voidaan kääntää.
Kuviossa 7 on esitetty esiteltävän keksinnön modifioitu modulointitoteutus. Tässä toteutuksessa eksponentiaalisten aaltomuotojen Α^^ ja Ag2> jotka ovat kuvioiden 6(a) ja (b) mukaiset vastaavasti, tasosignaalille A'g on annettu sahanteräaaltomuoto. Tässä toteutuksessa modulointitasosignaalin A'g on sahanteräaal-lon muotoinen, kuten piirroksessa on esitetty ja vaihtosuuntaajan syöttövirran jokaisen pulssin pulssileveys T yhden jakson aikana 9 72236 muuttuu lineaarisesti vaihekulman Θ mukaan. Tämän toteutuksen mukaisesti keskiarvo W2 ei ole vakio, kuten kuviosta 7(b) voidaan havaita. Se antaa kuitenkin riittävän parannuksen kuviossa 5 esitettyyn tavanomaiseen aaltomuotoon verrattuna, niin että keksinnön tarkoitus voidaan käytännössä saavuttaa.
Esiteltävän keksinnön mukaisen modulointijärjestelmän tehokkuuden parantamiseksi edelleen on suotavaa toteuttaa generaattori siten, että se pystyy aina muodostamaan analogisen aaltomuodon riippumatta vaihtosuuntaajan lähtötaajuuden vaihtelusta kuviossa 3 esitetyn funktioaaltomuotogeneraattorin 10 asemesta. Kuviossa 8 on esitetty tällaisen järjestelmän toteutus.
Kuviossa 8 viitenumero 12 tarkoittaa funktioaaltomuotogene-raattoria, joka käsittää osoiteohjaimen 12a, aaltomuotomuistiyk-sikön 12b ja digitaalianalogia-muuntimen (DA-muuntimen) 12c. Muisti-elementti 12b muistaa piirroksessa esitetyn eksponenttifunktion aaltomuodon ja aaltomuotomuistiyksiköstä 12b luettu digitaalisig-naali muutetaan analogisignaaliksi DA-muuntimen 12c avulla. Kuten kuviossa 3 esitetyssä laitteessa tämä analogisignaalilähtö lisätään tasosignaaliin A2 yhteenlaskulaitteessa 11. Osoiteohjain 12a peräkkäin uudistaa lähtösignaalin pulssisignaalin avulla, jonka taajuus on oleellisesti suurempi kuin vaihtosuuntaajalaitteen lähtötaa juus, esimerkiksi taajuusjakajan 2 syötön avulla. Täten aalto-muotomuistiyksikön 12b sisältö luetaan. Edelleen DA-muuntimen lähdön saamiseksi haluttuun toistotaajuuteen, alkutilan palauttaminen haluttuna ajankohtana, esimerkiksi viimeisen asteen lähdön kääntymisajankohtana, suoritetaan myös mainitun pulssisignaalin avulla.
Claims (2)
1. Pulssinleveysmodulaatioperiaatteella toimiva vaihtosuuntaaja vaihtovirtamoottorin käyttämiseksi, jossa vaihtosuuntaajassa on tasavirtalähteestä pulssinleveysmodulaatiolla aikaansaatu jännitteen ja taajuuden suhteen säädettävä ulostulo, jolloin vaihtosuuntaaja käsittää oskillaattorin (1), jolla kehitetään pulssi-jono, jonka taajuus on vaihtosuuntaajaan ulostulotaajuuden koko-naiskerrannainen, oskilaattorin (1) ohjaaman funktiogeneraattorin (10) tasosignaalin synnyttämiseksi, jonka tasosignaalin taajuus on suhteessa vaihtosuuntaajan ulostulotaajuuteen, kolmioaaltogene-raattorin (4), jolla synnytetään kolmiomainen kantoaaltosignaali, jonka taajuus on tasosignaalin taajuuden kokonaiskerrannainen, ja modulaattorin (5) tasosignaalin vertaamiseksi ja sekoittamiseksi kolmiomaisen kantoaaltosignaalin kanssa, tunnettu siitä, että funktiogeneraattori (10) on suunniteltu synnyttämään taso-signaalin, joka on sahanteräaaalto, jolla on eksponentiaalinen nousu tai lasku.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pulssinleveysmodulaatio-periaatteella toimiva vaihtosuuntaaja, tunnettu siitä, että funktiogeneraattori (12) sisältää muistielementin (12b) eksponentiaalisen nousun tai laskun omaavan sahanteräaallon tallentamiseksi muistiin, jolloin sahanteräaalto luetaan muistielementistä.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8816379 | 1979-07-13 | ||
| JP54088163A JPS5917635B2 (ja) | 1979-07-13 | 1979-07-13 | Ｐｗｍインバ−タ装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI802171A FI802171A (fi) | 1981-01-14 |
| FI72236B true FI72236B (fi) | 1986-12-31 |
| FI72236C FI72236C (fi) | 1987-04-13 |
Family
ID=13935251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI802171A FI72236C (fi) | 1979-07-13 | 1980-07-07 | Enligt pulsbreddsmoduleringsprincipen fungerande vaexelriktare. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4367521A (fi) |
| EP (1) | EP0023116B1 (fi) |
| JP (1) | JPS5917635B2 (fi) |
| DE (1) | DE3065042D1 (fi) |
| FI (1) | FI72236C (fi) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917636B2 (ja) * | 1979-07-13 | 1984-04-23 | 東洋電機製造株式会社 | Ｐｗｍインバ−タ装置 |
| JPS5833998A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-28 | Hitachi Ltd | パルス幅変調インバ−タによる誘導電動機の制御方式 |
| US4688163A (en) * | 1986-07-01 | 1987-08-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for controlling the phase angle of the output current or the output voltage of a frequency converter and apparatus for carrying out the method |
| JP3015588B2 (ja) * | 1992-05-18 | 2000-03-06 | 株式会社東芝 | 無整流子モータの通電波形発生回路 |
| JP2006025565A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インバータ回路および圧縮機 |
| CN102340251B (zh) * | 2010-07-20 | 2014-06-04 | 台达电子工业股份有限公司 | 交流-直流转换器及其控制电路 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1588136B2 (de) * | 1967-08-29 | 1970-11-12 | Danfoss A/S, Nordborg (Dänemark) | Schaltungsanordnung zum Erzeugen tfiner breite- und abstandsmodulierten Rechtetfkspannung |
| US3694718A (en) * | 1970-10-19 | 1972-09-26 | Gen Electric | Methods of inverter voltage control by superimposed chopping |
| GB1380730A (en) * | 1971-06-10 | 1975-01-15 | Ind Instr Ltd | Waveform generators |
| US3800211A (en) * | 1973-03-23 | 1974-03-26 | Gen Electric | Parallel operation of plural pwm inverters |
| US3911340A (en) * | 1973-10-01 | 1975-10-07 | Gen Electric | Method and apparatus for automatic IR compensation |
| US3967173A (en) * | 1975-03-14 | 1976-06-29 | Allis-Chalmers Corporation | Transistor bridge inverter motor drive having reduced harmonics |
| DE2554222A1 (de) * | 1975-12-03 | 1977-06-08 | Danfoss As | Verfahren zum steuern eines dreiphasigen wechselrichters und einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
| US4047083A (en) * | 1976-03-08 | 1977-09-06 | General Electric Company | Adjustable speed A-C motor drive with smooth transition between operational modes and with reduced harmonic distortion |
| US4099109A (en) * | 1976-10-01 | 1978-07-04 | Westinghouse Electric Corp. | Digital apparatus for synthesizing pulse width modulated waveforms and digital pulse width modulated control system |
| US4158801A (en) * | 1978-02-07 | 1979-06-19 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Control system of alternating current motors |
| JPS5917636B2 (ja) * | 1979-07-13 | 1984-04-23 | 東洋電機製造株式会社 | Ｐｗｍインバ−タ装置 |
-
1979
- 1979-07-13 JP JP54088163A patent/JPS5917635B2/ja not_active Expired
-
1980
- 1980-07-07 FI FI802171A patent/FI72236C/fi not_active IP Right Cessation
- 1980-07-10 EP EP80302348A patent/EP0023116B1/en not_active Expired
- 1980-07-10 US US06/167,234 patent/US4367521A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-07-10 DE DE8080302348T patent/DE3065042D1/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0023116B1 (en) | 1983-09-28 |
| JPS5612868A (en) | 1981-02-07 |
| US4367521A (en) | 1983-01-04 |
| JPS5917635B2 (ja) | 1984-04-23 |
| FI802171A (fi) | 1981-01-14 |
| DE3065042D1 (en) | 1983-11-03 |
| FI72236C (fi) | 1987-04-13 |
| EP0023116A1 (en) | 1981-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4783728A (en) | Modular power supply with PLL control | |
| US4599685A (en) | Control circuit for power converter apparatus | |
| KR880014725A (ko) | 상간리액터 다중식 pwm 인버터 | |
| US4779183A (en) | Method and apparatus for selectively controlling an operation mode of a PWM inverter between an asychronous mode and a synchronous mode modulation | |
| US4581693A (en) | Apparatus for repeatedly applying short-circuit pulses to a current type inverter for output current control | |
| JPH04504647A (ja) | 混成電力装置 | |
| FI72236B (fi) | Enligt pulsbreddsmoduleringsprincipen fungerande vaexelriktare | |
| US4357655A (en) | Three-phase inverter | |
| SU881996A1 (ru) | Способ широтно-импульсной модул ции дл преобразователей посто нного тока в переменный | |
| FI72237B (fi) | Enligt pulsbreddsmoduleringsprincipen fungerande vaexelriktare | |
| US4320449A (en) | Control circuit | |
| JPH0314000Y2 (fi) | ||
| GB1190847A (en) | Electric Inverting Apparatus | |
| JPS6115670B2 (fi) | ||
| HU185204B (en) | Method for operating asynchronous machines fed by current conver ters | |
| SU1415369A1 (ru) | Способ управлени трехфазным тиристорным циклоконвертором | |
| SU997208A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени в переменное синусоидальное напр жение | |
| GB1372092A (en) | Speed control systems for electric motors | |
| SU1030944A1 (ru) | Электропривод грузоподъемного механизма с нереверсивным управлением | |
| SU964954A1 (ru) | Способ управлени статическим преобразователем | |
| SU1086526A1 (ru) | Способ формировани синусоидального выходного напр жени инвертора и устройство дл его осуществлени | |
| SU1411901A1 (ru) | Устройство дл управлени трехфазным тиристорным преобразователем частоты с широтноимпульсным регулированием | |
| SU1707731A1 (ru) | Многофазный полупроводниковый преобразователь посто нного напр жени в переменное с промежуточным звеном повышенной частоты | |
| RU2231205C1 (ru) | Способ управления преобразователем напряжения | |
| JPH0732606B2 (ja) | 電流形インバ−タの制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: TOYO DENKI SEIZO KABUSHIKI KAISHA |